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电力系统自动化技术论文:电力系统自动化计算机技术论文 1电力自动化系统概述 1.1变电系统自动化电力系统通过变电站和输电线路输送电能,在变电站运行过程中,仅仅依靠人工来监控电力供应,工作效率较低,并且难以及时进行信息反馈和实时监控。计算机技术在变电系统的应用,不仅极大地提高了监控精度和工作效率,而且帮助工作人员及时发现变电运行存在的问题,从而有针对性的采取有效措施,提高电力运行的可适应性和稳定性。在变电站自动化系统中应用计算机技术,光纤和计算机电缆作为最重要的媒介,实现了变电站二次设备的集成化、信息化和数字化。变电站系统利用计算机技术生产变电运行管理档案,变电系统自动化是电力系统发展的重要趋势。 1.2电网调度自动化电网调度自动化是电力系统自动化的重要基础,我国各级的电网调度自动化系统和计算机技术有着密切联系,终端设备主要有显示器、打印机、存储器、计算机网络接口等,这些设备都是经过计算机技术的整合,在电力系统局域网进行参数测量和状态检测。电网调度自动化系统主要实现在电力生产过程中,自动化分析和监控电网的运行状态、采集实时数据、评估电力系统安全状态、预测电力负荷、控制省级以上电网控制等,满足电力系统的运营要求。 1.3配电网系统自动化电力系统借助于计算机技术进行改造省级,实现电力系统网络化和配电智能化,配电网系统自动化分为三级结构:光线终端、配电子站和配电主站,配电网系统自动化有助于实现电力系统的资源共享,确保配电系统的安全稳定运行,保障电力系统的高效运行和高度自动化。 2电力系统自动化中计算机技术的应用 2.1电力一次设备在线状态检测近年来,我国电力部门积极引进先进的科学技术,和科研机构进行合作,在电力一次设备在线状态检测的研究中取得了很多的成就。电力一次设别在线状态检测可以长期连续地对电力系统一次设备如开关、断路器、变压器、汽轮机、发电机等设备的运行参数进行在线监测,通过实时监控一次设备的运行状态,科学分析电力一次设备运行参数的变化趋势,判断电力系统是否出现运行故障,及时对一次设备的维护保养,提高电力一次设备的利用率和使用性能。 2.2新型测控和继电保护装置光电式互感器技术在电力系统的应用,使得电力二次设备如继电保护、测控设备装置的功能和结构发生了很大变化。新型测控和继电保护装置省去了部分信号处理电路、A/D转换电路和隔离互感器,极大提高互感器的响应速度。 2.3智能化电力一次设备在电力系统中电力二次设备和一次设备的安装位置相距较远,两者之间用大电流控制电缆和强信号电力电缆连接。而智能化电力一次设备是指在设计电力一次设备结构时,充分考虑二次设备的运行,将电力二次设备的基本功能就地实现,节省大量的控制电缆和电力信号电缆,实现电力一次设备的保护和自带测量功能,如常见的箱式智能化变电站、智能化开关柜、智能化开关等。但是在实际的应用过程中,智能化电力一次设备很容易受到电力系统大电流断开造成的高强度电磁场干扰,其关键技术主要包括通信接口协议标准、电子部件和电磁兼容的供电电源等。 2.4光电式电力互感器电力互感器是输电线路的一种重要设备,其按照一定的比例将输电线路的大电流和高电压数值降到电力仪表可以测量到的数值,便于电力仪表的直接测量。但是,电力互感器的电压等级越高,其绝缘性能越差,并且设备的质量和体积也越大,动态的信号范围越来越小,导致输电线路的电流互感器饱和,甚至导致信号畸变。当前很多国家都成功研制了电子式互感器和光电式互感器,其相应的应用标准也逐渐完善。和普通电力互感器相比,光电式电力互感器的输出信号比较小,通常是毫安级,其很难通过较长的电缆线路将信号输送给相关的保护和测控装置,必须通过光电转换和模数转换将信号转换为数字信号之后,由光纤接口送出。 3结束语 电力系统自动化中的计算机技术的应用,推动了电力系统的快速发展,随着计算机科学技术的快速发展,计算机技术将在电力系统自动化中发挥着更加重要的作用。 作者:杨会宇单位:国网河南淇县供电公司 电力系统自动化技术论文:变电站电力系统自动化技术论文 1系统结构与性能 1.1系统性能特点:变电站综合自动化的监控和管理系统适应不同的工作环境,现场安装后可立即使用并稳定可靠运行。系统的软、硬件设备十分便于维护,各部件都具有自检和联机诊断校验的能力,为维护人员提供了完善的检测维护手段,包括在线的和离线的,都能准确!快速的进行故障定位,维护人员都能在现场自行处理。计算机监控和管理系统具有很高的可靠性(其平均无故障时间MTBF为:主要设备大于20000h,系统总体大于17000h。系统的软、硬件设备具有良好的容错能力。当各软、硬件功能与数据采集处理系统的通信出错,或当运行人员在操作时发生一般性错误时,均不引起系统的保护功能丧失或影响其它模块的正常运行。 1.2信息采集方式:对一个较先进的变电站综合自动化系统而言,其信号采集应该是可以完全分散分布和下放的,因为只有这样才能最大限度地减少二次控制电缆,简化二次回路。特别是在10kV变电站,可将测控部分合并在10kV保护装置内,根据模拟量对采样精度的不同要求,采用专用的电流输入口以接测量用。 1.3网络结构与通信:分散分布式结构,各间隔层与站级层所有控制指令、数据传送、信息交换等都是通过计算机数字通信实现的。这就对承担数字通信的物理介质的可靠性、实时性提出了非常高的要求。因此在变电站自动化向分散式系统发展时,采用计算机网络的优点来替代传统串口通信成为一种趋向。 2变电站电力系统自动化的技术发展途径 2.1神经网络控制技术的应用:由于神经网络具有本质的非线性特性、并行处理能力、强鲁棒性以及自组织自学习的能力,所以受到人们的普遍关注。神经网络是由大量简单的神经元以一定的方式连接而成的。神经网络将大量的信息隐含在其连接权值上,根据一定的学习算法调节权值,使神经网络实现从m维空间到n维空间复杂的非线性映射。 2.2模糊逻辑控制技术的应用:模糊方法使控制十分简单而易于掌握,在家用电器中也显示出优越性建立模型来实现控制是现代比较先进的方法,实践证明它有巨大的优越性!模糊控制理论的应用非常广泛。电热炉一般用恒温器来保持几档温度,以供烹饪者选用,模糊控制的方法很简单,输入量为温度及温度变化两个语言变量,每个语言的论域用 组语言变量互相跨接来描述。 2.3专家系统控制技术的应用:专家系统在电力系统中的应用范围很广,包括对电力系统处于警告状态或紧急状态的辨识,提供紧急处理,系统恢复控制,非常慢的状态转换分析,切负荷,系统规划,电压无功控制,故障点的隔离,配电系统自动化,调度员培训,电力系统的短期负荷预报,静态与动态安全分析,以及先进的人机接口等方面!虽然专家系统在电力系统中得到了广泛的应用,但仍存在一定的局限性,如难以模仿电力专家的创造性。 2.4线性最优控制技术的应用:最优控制是现代控制理论的一个重要组成部分,也是将最优化理论用于控制问题的一种体现。线性最优控制是目前诸多现代控制理论中应用最多,最成熟的一个分支。 3国内变电站自动化技术发展存在的问题 3.1不同产品的接口问题:接口是综合自动化系统中非常重要而又长期以来未得到妥善解决的问题之一,包括RTU、保护、小电流接地装置、故障录波、无功装置等与通信控制器、通信控制器与主站、通信控制器与模拟盘等设备之间的通信。这些不同厂家的产品要在数据接口方面沟通,需花费软件人员很大精力去协调数据格式、通信规约等问题。 3.2运行维护人员水平不高的问题:目前,变电站综合自动化系统绝大部分设备的维护依靠厂家,在专业管理上几乎没有专业队伍,出了设备缺陷即通知相应的厂家来处理,从而造成缺陷处理不及时等一系列问题。要想维护、管理好变电站综合自动化系统,首先要成立一只专业化的队伍,培养出一批能跨学科的复合型人才,加宽相关专业之间的了解和学习。其次,变电站综合自动化专业的划分应尽快明确,杜绝各基层单位“谁都管但谁都不管”的现象。 4变电站自动化系统应能实现的功能 4.1微机保护:是对站内所有的电气设备进行保护,包括线路保护,变压器保护,母线保护,电容器保护及备自投,低频减载等安全自动装置。各类保护应具有下列功能:故障记录转贴于。存储多套定值。显示和当地修改定值。与监控系统通信。根据监控系统命令发送故障信息,动作序列。当前整定值及自诊断信号。接收监控系统选择或修改定值,校对时钟等命令。 4.2数据采集及处理功能:包括状态数据,模拟数据和脉冲数据。状态量包括:断路器状态,隔离开关状态,变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号、事故跳闸总信号、预告信号等。目前这些信号大部分采用光电隔离方式输入系统,也可通过通信方式获得。常规变电站采集的典型模拟量包括:各段母线电压、线路电压,电流和有功、无功功率值。 4.3事件记录和故障录波测距:事件记录应包含保护动作序列记录,开关跳合记录。变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现,一是集中式配置专用故障录波器,并能与监控系统通信。另一种是分散型,即由微机保护装置兼作记录及测距计算,再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。 4.4控制和操作功能:操作人员可通过后台机屏幕对断路器,隔离开关,变压器分接头,电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备,在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。 4.5系统的自诊断功能:系统内各插件应具有自诊断功能,并把数据送往后台机和远方调度中心。对装置本身实时自检功能,方便维护与维修,可对其各部分采用查询标准输入检测等方法实时检查,能快速发现装置内部的故障及缺陷,并给出提示,指出故障位置。 4.6数据处理和记录:历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容,它包括上一级调度中心,变电管理和保护专业要求的数据,主要有:①断路器动作次数;②断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数;③输电线路的有功、无功,变压器的有功、无功、母线电压定时记录的最大,最小值及其时间;④独立负荷有功、无功,每天的峰谷值及其时间;⑤控制操作及修改整定值的记录。 5结语 电力系统自动化控制技术近年来得到了快速的发展,并在电力行业展示出其独有的魅力,自动化控制技术的改进和自动化元器件性能的提高,对电力系统的稳定性、安全性和经济性起重要的作用。 作者:刘珍 单位:四川蜀能电力有限公司成都蜀达分公司 电力系统自动化技术论文:电力系统自动化技术安全管理论文 1人员管理存在问题在电网建设、发展中,急需具有专业素质的管理人员 但实际状况是,相关管理人员对于电力自动化技术的掌握度较低,缺乏专业化的技术。与此同时,电力系统的相关专业管理人才较为缺乏,对于一些新进入企业的工作人员,其专业素养的提升培养较为缺乏,从而致使在管理工作中遇到问题无法科学判定及处理的状况。此种状况问题的出现对于企业的经济获取造成了较大的损失,使得电力系统的维护工作花费成本有所增加。而且,如果在事故发生后无法及时、妥善的排除问题,那么对于电网系统安全性而言也极为不利。因此,积极培养出一个具有专业素养的管理人才团队对于自动化技术管理而言极为重要。 2电力系统自动化技术安全管理科学措施 2.1合理设计电力系统自动化技术 首先需做的便是在电网自动化设计期间,对其相关影响因素进行全面化的考量、分析。在电力自动化技术设计中,需注意对其采用分布式的设计方式,也就是指将各个设计单元分隔开来,以此帮助有效避免在某一个单元内部,出现各个组成部分相互影响的状况。另外,在自动化系统运行时,二次接线的状况经常会出现。针对这些二次接线点,应相应地对其系统做简化处理,积极采用多功能继电器来替代二次接线工作。之后再对主控制及其它开关柜运用分布式的设计方式,实现其内部接线的简化处理,避免出现因操作失误而导致的安全事故。最后需注意的是,对于电网系统的扩展、兼容性均应注意进一步的加强,以此促使在各电力设备中,自动化技术均有用武之地,满足其使用需求。 2.2提升电力系统自动化技术维护水准 现今社会呈现出信息化的发展趋势,电力自动化技术也得到了较大的关注。在自动化技术管理中,准确判定其发展形式及方向极为关键。如此一来,便能够充分且全面的掌握自动化技术的功能及优点所在,进一步提升其维护水准,为电网系统运行安全提供保障。近些年来科技的迅速发展使得信息技术发展趋势越发突显,因此,在电力自动化技术管理中也需注意灵活运用信息技术,积极开发一些数字变电站,确保电网的安全及高效运行。信息化技术的应用能够帮助将搜集整理电网中大量的运行数据,实现对电网技术的高效管理,并促使其智能化水准得到提升,使得电网运行更加安全。 2.3提升自动化技术管理人员专业素养 为了促使达成电力自动化技术管理的目标,具备专业素养的人才队伍建设极为重要。技术管理人员需在日常工作中丰富自身的知识储备,尽可能的满足市场发展需要,对市场竞争环境进行全面分析,合理降低工作成本,为电力事业发展提供助力。第一,充分考量企业发展需求,明确各工作人员的工作职责及要求标准,促使其在日常工作中处于一个动态学习的状态中。站在长远发展角度考量,依照企业发展需求来对工作状况进行科学调整,强化自主学习意识。第二,注意采用因岗施教法方式。对于企业内部员工的培训管理,应在对其岗位职责需求充分考量的基础上,采用因材施教的方式。丰富管理人员先进管理经验;提升技术人员专业技能。第三,积极创设浓厚学习气氛。采用外出交流、鼓励、举办技能竞赛等多种方式,进一步帮助增强企业内部员工的自主学习意识。 3结语 为了更好的促进电力事业的发展,确保电网系统的安全、经济运行极为重要。现今科技的迅速发展使得自动化技术频繁应用于电网系统运行中,电力自动化技术也开始由低级转至为高级,整体开始走向进步。对电力自动化技术实行安全、科学化管理,积极达成相关的管理目标,才能够帮助有效促进我国电网事业的良好发展,进一步促进社会经济发展。 作者:黄卫华 单位:国网天津武清供电有限公司 电力系统自动化技术论文:电力系统厂站自动化技术论文 1电力系统自动化概述 随着时代的发展,人们生活水平的提高,时代要求电力系统实现自动化运行与管理,同时也是有效解决现代城市电力需求办法。在现代计算机技术等的不断发展下,极大地改变了原来电力系统自动化内涵,在EMS系统中已经综合了PAS工程,而且开发电力系统故障管理数据软件技术也成熟起来,电力系统的CCCPE统一体自动化就是最好的见证。CCCPE软件管理系统把电力电子管理装置和通信以及计算机控制集合于一体,能够检测与监控电力运行故障,而且对管理的全程都可实现自动化监控,对电力系统的电力调度能够成功承担完成。就装配电力系统各种自动化设备来看,与其他投资相比,引入自动化设备所用投资比重不大,但重要性能够与投资的电力系统主设备媲美。在电力系统中引进先进的自动化设备在一定程度上能够促进系统主设备运行效率的提高,使运行故障避免发生,并能够使主设备的使用寿命最大限度的延长,使配置新设备的时间推迟,能节约资源,使电力公司在设备投资上节省。为使用电需求的日益增多状况得到满足,使电力系统供电量与用电量处于平衡好的状态,在管理电力系统运行中,管理电能就离不开自动调节与电力控制装置。在对电力自动调节与控制装置进行研发时,为使控制要求更好地得到满足,相关研究人员详细分类了电力系统自动装置,自动化装置能够在电力系统接入后正常运行;在异常状态下能够运行,并且自动化控制的电力保护装置可同时发挥功能,这是最常见的两种。文章以电力系统厂站中自动化装置应用状况对电力系统的自动化发展进行阐述。 2厂站自动化概述 2.1火电厂自动化 自我国火电厂建立自动化系统以来,共经历了“第一代”和“第二代”以及“第三代”数字控制系统三个阶段。把彼此孤立的各个机组,建立起系统为第一控制阶段的内容,没有产生理想的效果。第二阶段这一问题没有被解决,在火电厂自动化历史舞台也渐渐退出。就目前火电厂自动化发展状况来看,正是发展中的第三阶段,该阶段的支撑为具备开放式特征的工业自动化系统。立足第三代数字控制系统的实际工作状态及其效率角度进行分析,能够完成实时监控全场电力工作行为任务,并能够将其向电力调度部门及时提供,这样电力调度部门就可根据各机组工作状态,分配全厂经济计算数据。与此同时,第三代数字控制系统还能够向电力系统各个“分部”反馈电力调度部门各项工作指令,这样调度部门通过合理调度整个电力系统,使其能够处于正确与科学的工作状态之中。分析第三代数字控制系统实际工作水平,其工作性能能够满足火电厂自动化工作需求,其作为自动化技术类型在火电厂推广和发展是值得的。 2.2水电厂自动化 就我国水电厂自动化技术来看,其建立是以计算机监控系统为基础实现的。在其发展初期,主要系统类型为分布式系统。而当代水电厂自动化技术全面改革的实现是建立在计算机监控系统不断进步基础上全面铺开的。目前,就水电厂自动化发展来看,其主要技术类型为全开放和全分布式监控系统。全开放和全分布式监控系统与集中式和分层分布式系统相比,具有明显的可靠性和可维护性优势,在电力生产和运行工作中投入速度更快,因此人们更“器重”它。无人值班为下一步发展水电厂自动化技术方向,对于这一发展目标的实现,水电厂不仅要把内部计算机实时监控系统建立起来,还需要其他调度部门的配合,把整个电网自动化系统建立起来,从而使有效监视与采集整个电网信息数据能够实现,这样无人值班的发展目标就会在各个自动化系统相互监督下成功实现。 2.3变电站综合自动化 变电站的综合自动化作为自动化管理技术是把各项优秀技术集中为一体。在实际工作当中,其能够完成检测电力工作现场数据,并将在其他系统的支持下分析无法测量的数据,将记录下来,调度部门对其进一步分析和使用带来便利。目前,变电站综合自动化技术能够有效集中电力系统各个分散设备,实现有效调度电力系统各个设备。由于同质性为电力系统当中部分设备特征,因此为防止相互干扰和混淆调度指令信号,变电站综合自动化系统能够有效划分系统单元,以中央单元和间隔级单元呈现,综合自动化系统特点正体现于此,其优势也正在这里。 3厂站自动化技术的发展趋势 综合自动化技术为当今发电厂和变电站自动化技术,其主要特征为分层分布,在科学技术不断进步下,方兴未艾为其发展状态,以下为其大致发展趋势。电子、计算机、通信技术加速了厂站自动化技术的发展,IED兴起在20世纪末,被广泛地应用在工业自动化领域和电力自动化方面。IED实际就是一台嵌入式装置,具备微处理器等部件,对各种不同工业应用环境都能够满足,应用场合不同其软件也具有差异,电子电能表等就是比较典型的IED。以这一定义为依据,我们针对厂站自动化系统,可以以IED来看待其中的间隔层测控等装置。通常各种IED之间接口为工业现场总线或工业以太网,由于应用环境不同其信息交换协议也存在差异。特别强调一下,在厂站自动化领域中,PI的应用存在逐步扩大趋势。作为工业自动化产品的PLC比较经典,应用历史较长,目前处于发展与改进中,但在过去电力自动化行业相当长一段时间内,其被较为广泛地应用在电厂自动化机组单元控制外,在远动与继电保护领域运用极少。近来在厂站自动化领域,PLC的应用呈现出扩大和深化趋势,成为关注的焦点。 4结束语 综观当前我国电力事业发展整体状况,其主流趋势就是自动化能够贯穿于整个电力系统运行和调度之中,这对于未来电力事业发展而言,也是其主要走向。而作为电力系统,其电力调度实现自动化对于用电紧张局势可以发挥更好的缓解作用,并且在很大程度上有利于促进电力系统稳定运行状态的提高,从而使我国电网用户享受的电能更具有安全性和稳定性以及可靠性,为用电居民和用电企业正常生活和生产运行提供全面保证。文章以我国电力系统厂站自动化为研究对象,详细论述了其调度技术和发展趋势,把相关结论总结出来,以期为同行工作提供借鉴。 作者:黄年 单位:平南供电公司 电力系统自动化技术论文:电力系统自动化计算机技术论文 1三层应用模型 在新型的电力自动化系统中,多了一部分以往所没有的结构——应用服务器,处于三者正中间的位置。处于中间件的应用服务器在这一结构中,在对前置机的数据进行接纳的同时自动备份,历史数据的存在为数据访问中逻辑规则的实现开辟了路径而电力工作站的功能借助逻辑规则以及数据库得以实现。同时不能忽视的是DCOM是实现应用服务器和电力工作站通讯功能的基底,ADO则是应用服务器和数据库服务器实现通讯的依据。在这一模型的基础上,还有两个很大的优势。第一个就是使得软件自身的可扩充性得到了进一步的增加和推动,假如数据发生了相关的逻辑规则的变化,不需要改动其他,只需要将对应的中间件(应用服务器)就可以了,这个时候对于电力前端也不必担心,影响是微小的。第二个优势则是在安全性能上的保障,因为前后客户端没有直接的数据往来,而是通过应用服务器进行,这样以来便使得一些不安全因素得以避免。 2计算机技术在电力系统中的实现 2.1系统的应用服务器 在上文中所提及到的三层C/S结构,所添加的中间件的部位是最为重要的部分。这里将对中间件进行一个较为详尽的解释。这一部位具有强大的通信功能,同时自身的可扩展性可以得到极高的展现。由此使得客户机与服务器之间、服务器相互之间的数据传输稳定进行,实现两者群体之间的通信进行。结合在上文中所提到的功能的实现问题,可以知道,应用程序服务器在发挥本身程序功能的同时,又承担着DCOM服务器的角色。 2.2实时数据的获取和保存 应用程序服务器是承接实时数据的纽带。说到实时数据这里就要有所区分,实时数据是分为未处理的和已处理的两个部分,前者是存在于前置机中,后者则是具体的计算之后呈现的。这里需要提及到的是WinSock编程。当操作电力自动化时,内部存在一个存盘线程,位于后台部位,只要不是有系统出现暂停或者是退出的问题,就会一直运行。 2.3系统的应用逻辑 在文中我们所采用的三层C/S结构,应用逻辑是需要被定义在应用服务器端的,这样就可以达到所有用户共享这一资源的目的,假设遇到事物逻辑变化,则只需对服务器中的应用逻辑进行一定的更改即可。这样就使得客户端在运行和使用过程中减少了很多不必要的问题。 3计算机技术应用于电力系统自动化的价值和意义 当今社会的发展速度加快,对于电力的性能要求也进一步提高。将计算机技术应用与电力系统自动化的过程中,可以有效提升相关电力部门的管理水平和工作效率,自动化和智能化的优势得到很好的展现。另一方面则是在安全性方面更加有保障,由于计算机技术本身的自动化优势,可以将许多风险性事件的危险度降到最低,电力系统在自动化加强的同时,对电力使用的安全性能方面也有显著加强,使得安全性有效提高。计算机技术于电力系统自动化的应用过程中产生了极大的积极效益,促进了社会整体的进步与发展。 4结语 综上所述,在电力自动化系统中进行的数据传输本身便十分巨大,加之自身种类的多样性的存在,使得通讯功能的优劣成为了系统整体性能是否良好的至关重要的因素。简而言之,对于电力自动化系统中问题的探究,便是对前置机和数据服务器以及电力工作站等方面通讯问题的探究。在本篇论文中,为达到电力部门于工作过程中得以稳定操作,致力于探究编程技术的实现,以促进电力系统于运行中的有效性。 作者:李萍 电力系统自动化技术论文:计算机与电力系统自动化技术论文 1.电网调度自动化 电网调度自动化,简单来说,就是运用现代自动化技术,对电网进行调度和管理。电网调度自动化是电力系统自动化的重要组成部分,也是非常关键的内容。在我国,根据实际情况,对电网调度进行了相应的等级划分,由低到高依次为县级电网调度、地区电网调度、省级电网调度、大区电网调度以及国家电网调度。以县级电网调度自动化系统为例,其基本结构如下:在电网调度自动化中,计算机网络系统是最为关键的部分,其与服务器、工作站、显示器、变电站终端设备等在计算机系统的连接下形成了一个相对统一的整体,构成了电网调度自动化系统。在实际应用中,电网调度自动化所涉及的方面是非常广泛的,不仅需要对电网运行数据进行实时采集,还需要对电网运行中的安全性和可靠性进行有效评估,更需要对整个电力系统的运行状态和负荷能力进行预测,而这些功能的实现,都离不开计算机系统的支持。不同等级的电网调度对于计算机系统的需求也存在很大的差异,对于级别相对较低的电网调度自动化系统,可以选择PC机作为服务器或者工作站;而对于级别相对较高的电网调度自动化系统,由于电网容量更大,结构更加复杂,对于计算机系统的需求也较高,需要选择更加先进的计算机技术以及更加可靠的软件支撑。 2.智能电网技术 智能电网的基本网络结构如下:智能电网技术可以说是计算机技术与电力系统自动化技术有效结合的最佳范例,其中涵盖着相当多的技术,不仅电网的调度需要依靠智能电网技术对全局进行控制,而且智能电网技术同时也覆盖了发电、输变电、配电、调度等环节,计算机技术也随之深入到了电网运行的各个环节。在智能电网中,计算机技术的应用主要体现在稳定控制系统、调度自动化系统、柔性交流输电等方面,而正是由于计算机技术的应用和发展,才使得智能电网技术变得突飞猛进。从目前来看,我国构建智能电网的主要目标之一,就是利用现代数字化技术进行电网的建设。而在这个过程中,必然需要计算机技术的支持。首先是通信系统,利用现代通信技术,智能电网可以更好的对电网运行数据进行采集、传输和保护,需要电网建设人员的重视。在智能电网中应用通信系统,可以对电网的功能进行扩展,提升电网对于风险的抵抗能力,保障电网运行的稳定性和可靠性。同时,用户也可以通过通信系统,对智能电网服务系统进行访问,对电力相关的问题进行实时在线咨询,实行用户与供电企业之间的良好沟通。其次是信息管理系统,其同样是智能电网的重要组成部分,同样是以计算机技术为基础构建起来的。信息管理系统的功能主要是对信息的采集、处理、集成和显示,保障信息安全。信息管理系统在智能电网中的作用是非常重要的,例如,信息的采集和处理可以实现对各种信息的记录、归类、总结,方便人们进行查询;信息的集成可以有效提高智能电网的信息处理能力;信息显示可以为用户提供了解电网运行情况的平台;对于信息安全的保障则能够避免用户信息的泄露,使得用户的权益得到更好的保障。然后是网络拓扑,未来智能电网的结构必然是向着稳定性强、灵活性高的方向发展,而我国能源分布不均匀的情况使得发电区域和用电区域相距甚远,电力在传输过程中会出现大量的损耗。对此,我国在电力网络中加强了对于计算机技术的应用,通过直流联网工程等项目,对电网结构进行了优化和调整,从而有效确保了电网的经济高效运行。 3.变电站自动化 在电力系统中,变电站以及相关输配电线路的主要功能是方便供电企业与电力用户的相互沟通和联系。在应用计算机技术前,供电企业与电力用户之间的信息传递通常都是由人工方式进行,不仅效率低下,而且存在很大的滞后性。建设变电站自动化系统,融合计算机技术,可以极大地提高信息反馈效率,加强对于变电站的监控和管理,保证变电站的安全稳定运行。变电站自动化系统如下图所示:在不断的发展过程中,借助于计算机技术,变电站逐渐实现了自动化运行和管理,二次设备也开始朝着数字化的方向发展,并且随着计算机技术的不断深入,还将实现变电站的网络化和集成化。变电站自动化系统的出现,一方面,可以有效简化变电站的操作流程,实现无人值守,另一方面,也可以促进电网调度自动化的有效实现,必须得到电力技术人员的充分重视。 4.结语 总而言之,在当前科技发展的带动下,计算机技术得到了突飞猛进的发展,在电力系统中也得到了日益广泛的应用。将计算机技术和电力系统自动化技术有效结合在一起,可以推动电力系统自动化的快速发展,为电力用户创造一个稳定可靠的用电环境,进而促进我国社会经济的持续健康发展。 作者:马波 王惠丽 单位:国网河南省电力公司三门峡供电公司 电力系统自动化技术论文:电力系统调度自动化技术论文 1电力系统检测与控制功能 电力系统存在的作用不仅是为了满足人类的生产生活之需,而且还是电力企业追求发展成果与利润的基础。为了保证电力系统中的发电厂能够自动进行发电、电力的调度能够实现科学经济化和电网的安全稳定运行,电力系统的检测和控制功能就显得十分重要。电力调度自动化系统具备的电力系统检测与控制功能,能够为整个电力系统的调度自动化提供数据支撑。在电力系统运行过程中,检测系统对系统运行的各数据信息进行采集,利用计算机软件进行信息的分析和处理,将相关信息显示在终端设备上,调度员对相关信息与数据进行整理,依据制定好的对策和计划,让电力调度系统执行既定的调度方案。对于数据分析可能出现的异常情况,采取合适的控制动作,对系统进行控制,确保电力系统的安全、适用和可靠。 2电力系统调度自动化技术的应用现状 随着时代的发展,各种先进的技术不断出现并发展成熟,极大地改善了人类生产生活条件。电力作为人类使用的重要的能源之一,在与电力相关的领域,信息化水平逐渐提升。目前,电力系统已经实现了自动化运行,整个系统中的电力系统调度自动化技术也在不断发展,而且相关公司研发了许多的电力系统调度自动化功能系统,并将这些系统应用于我国的电力能源的实际调度之中,为社会的发展进步做出了巨大的贡献。目前,在我国电力系统调度自动化领域广泛采用的主要是符合国际公认标准的RISC工作站和POSIX操作系统接口。如下对几种应用广泛的电力系统调度自动化技术的应用详情做一个简要的介绍。 2.1、CC-2000电力系统调度自动化系统 CC-2000电力系统调度自动化系统作为一款面向现代的高水平的电力调度系统平台,是由我国电力研究领域领先的中国电力科学研究院、清华大学、东北电力集团公司等共同开发研制而成的。这个系统采用了分布式的结构和面向对象的技术,采用事件驱动和封装思想为此应用软件提供的透明的接口。整套系统利用分布式结构,将实时数据的采集、数据存储和数据处理以及其他各种应用按照功能的不同,分布在不同的结构层上,整个系统中某一部分出现故障,对整个系统其他部分的运行不产生影响,而且整个系统还能维持一定程度的正常运行。这套系统目前已在我国的国家调度中心和华北、东北等地的电网调度通信中心成功应用,对我国电力系统的安全、可靠和经济运行提供了支撑。 2.2、OPEN-2000能量管理系统 OPEN-2000能量管理系统是在1998年,由南京的南瑞集团公司开发出的一套对电网进行监控、采集数据、控制自动发电、电力系统应用软件、调度员培训仿真系统、配电管理等各种功能于一体的电力调度管理系统。这套系统具有开放性和分布式的特点,是电力系统调度自动化系统中较为先进的一种。这种系统是我国首次将IEC870-6系列的TASE.2协议集成于软件平台的系统。目前已在国家调度中心、湖北省调、广东省调、山西省调和深圳、上海等大中城市的调度中心安全稳定运行。 3电力系统调度自动化技术的发展前景 随着计算机技术、电子通信工程和数据库技术等的不断发展,使得电网系统调度自动化技术不断趋向发展成熟,极大地促进了我国电力事业的发展。如下,笔者结合时展潮流和相关科研进度,预测电力系统调度自动化技术的发展将会朝着如下方向前进。(1)可视化。当前,人们对于各种信息和数据更追求直观化的认知,因此,利用图像图形技术将原始的数字、表格、文字等呈现出来的资料转化为直观的可视化的图形图像信息,是时展的必然趋势,这也是电力系统调度自动化技术将来的一种重要发展方向。对于调度过程中,各种信息利用图形和图像表达出来,更加直观地方便相关人员对电网运行状况、调度情况等进行有效及时的掌握。(2)智能化。电力系统调度自动化的智能化技术是不久的将来,电力系统调度自动化系统即将实现的一种功能,这也是电力电力系统调度自动化技术发展到现阶段的必然结果。(3)数字化。近年来,在各领域数字化技术均得到了良好的应用。在电力系统调度自动化领域,其运用也会很快地实现。电力系统调度自动化技术的数字化利用先进的遥感技术、虚拟现实技术、GPS技术等新兴技术,应用到调度系统中,促进整个系统在可视化和智能化得以实现的同时,还利用先进的数字控制技术对电力调度过程进行有效良好的控制。 作者:李丽娜 刘雪梅 单位:国网冀北电力有限公司唐山供电公司 电力系统自动化技术论文:电力系统继电保护自动化技术论文 1继电保护自动化技术在电力系统中的实践应用 1.1继电保护自动化技术在电力系统中的应用 ①继电保护自动化技术在母线保护中的应用。母线继电保护主要包括两种,即相位对比保护以及差动保护。相位对比保护指的是通过相位的对比方式,提高系统保护母线的可靠性和有效性;差动保护是将特点以及变化都一致的电流互感器设置在母线元件上,当系统母线侧边端子和二次绕组进行连接之后,再将继电保护装置安装在系统母线差动位置。在大电流接地过程中,通过三相连接的方式实现;小电流接地过程中,在相间短路中设置系统母线保护,然后通过两相连接的方式实现。②继电保护自动化技术在发动机保护中的应用。发电机是电力系统的重要组成部分,保证发动机的安全、稳定运行至关重要。继电保护自动化技术在发电机保护中应用主要包括两个方面:一方面,重点保护,如果发电机定子绕组匝间发生短路故障,将会导致发电机的故障部位温度上升,破坏绝缘层,威胁发电机的安全运行,通过在定子绕组内安装匝间保护装置,能够有效的防止定子匝间短路故障的发生;如果发电机的单相接地产生的电流超过规定值,通过安装接地保护装置能够对发电机进行继电保护;通过将发电机中性点、电流、相位进行相互结合,能够形成纵联差动保护,实现对发电机的保护;另一方面,备用保护,过电压保护能够有效的防止发电机自负荷较低的状况下发生绝缘被击穿的现象;过电保护能够有效的实现对外部短路故障的保护,防止发生短路破坏发电机;当发电机定子绕组发生低负荷问题时,继电保护装置能够自动切断电源,并发出相应的报警信号,实现对发电机的保护。③继电保护自动化技术在变压器保护中的应用。变压器是电力系统的重要组成部分之一,对电力系统的运行安全性和稳定性具有非常重要的作用。继电保护自动化技术在变压器保护中的应用主要包括以下几个方面:其一,短路保护,变压器短路保护包括阻抗继电保护和过电流继电保护,阻抗继电保护主要是通过利用变压器阻抗元件产生的保护作用,阻抗元件运行一段时间之后,会自动切断电源,以此实现对变压器的保护;过电流继电保护主要是在变压器电源两边电源和时间元件中安装过电流继电保护装置,电流元件运行一段时间之后,会自动切断电源,进而实现对变压器的保护。其二,瓦斯保护,当变压器的油箱出现问题时,在故障电弧的作用下绝缘材料和油都会发生分解,产生有害气体,通过采用瓦斯保护,当油箱出现上述故障时,能够自动的启动保护动作,将变压器电源切断,同时发出警报信号通知维护人员赶到故障地点进行处理。其三,接地保护,对于不接地变压器保护,应该采取零序电压保护措施;对于直接接地变压器保护,应该采取零序电流保护。④继电保护自动化技术在线路接地保护中的应用。电力系统的线路错综复杂,接地方式也相对较多,因此电力系统的接地方式包括大电流型接地与小电流型接地,当出现大电流接地时,应该立刻切断电源,防止接地故障对电力系统造成的破坏;当发生小电流型接地时,继电保护装置会发出报警信号,电力系统在一定时间内依然可以运行。针对不同的接地故障,应该根据故障状况采取相应的保护措施,具体状况如下所示:其一,零序功率,当电力系统发生接地故障时,零序功率的方向发生变化,零序电流波动相对较小,以此实现对电力接地故障的预测以及保护;其二,零序电流,当电力系统线路发生接地故障时,零序电流会迅速上升,继电保护动作非常敏感,能够及时的采取切断电源的保护措施,对电力系统进行保护;其三,零序电压,电力系统在正常运行时,并不会产生零序电压,如果电力系统发生接地故障,会导致零序电压的产生,继电保护装置能够及时的发出相应的报警信号,同时电网维护人员通过观察电压表数值能够判断系统是否发生接地故障,主要是因为当电力系统发生接地故障时,电压数值会降低。 1.2实例分析 文章以某电网为例,该电网于2010年应用了继电保护自动化技术,2011年4月23日,110kV变压器主变低压侧继电保护动作,1号主变101开关跳闸,2号主变119、131开关过流保护动作跳闸,重合闸动作,合成功,电网维护人员赶到事故现场,设备并无异常,维护人员通过查看跳闸过的线路,两条线路故障都能够合闸成功,但是却导致越级跳闸。通过对故障进行分析,发现为线路故障,开关拒动,处理方法表现为:把故障开关隔离,恢复供电,然后通知检修人员认真检查,查实状况后采取措施进行检修。 2继电保护自动化技术的未来发展趋势 继电保护自动化技术的未来发展趋势主要包括以下几个方面:其一,智能化,近年来,人工智能技术在电力系统继电保护自动化中得到非常广泛的应用,例如模糊逻辑算法、遗传算法、神经网络等,通过将这些人工智能技术应用在继电保护自动化系统中,能够保证继电保护自动化系统正确判别故障,并具有智能化解决复杂问题的能力,进而实现继电保护的智能化;其二,网络化,计算机网络技术在国家经济建设以及能源发展中发挥了至关重要的作用,通过将网络化技术应用在电力继电保护系统中,利用计算机网络能够将主要设备的继电保护装置连接在一起,创建继电保护装置网络,能够显著的提高继电保护的可靠性,因此电力系统继电保护技术的网络化是未来发展的一种必然趋势;其三,计算机化,随着计算机技术的快速发展,自动化芯片控制的电路保护硬件已经从16位单CPU结构发展为32位CPU微机保护结构,显著的提高了继电保护的性能以及响应速度,继电保护自动化系统的计算机化已经成为不可逆转的发展趋势。 3结束语 总而言之,继电保护是电力系统的“哨兵”,通过将继电保护自动化技术应用在电力系统中,能够实现对电力系统的实时监控,当电力系统发生故障时,能够及时、准确的确定故障部位,并发出报警信号通知电网维护人员赶到故障地点将故障排除,尽可能的降低故障造成的影响,进而保证电力系统能够安全、稳定的运行。 作者:赵军 单位:陕西省地方电力(集团)有限公司甘泉县供电分公司 电力系统自动化技术论文:电力系统中的自动化技术论文 1几种自动化技术介绍 1.1主动对象数据库技术这种技术在电力系统监视及控制中应用较为广泛,对软件的继承性及封装性产生深远影响,同时对电力系统的开发及设计也具有革命性的推动作用。随着电力行业的快速发展,为了保证电力运行稳定性及安全性,应当大力推广最新的对象数据库技术。和一般数据库相比较,主动对象数据库技术具有主动性功能,利用自身携带的触发子实现电力运行中的监视功能,并利用对象函数对电力运行进行有效控制,以提高电力运行的稳定性。而传统的数据库技术的一些判断功能,主要依靠外界程序完成,所以安全性不高。主动对象数据库技术由于具有触发机制,再加上对象技术,便能对电力运行实现自动监控,并在数据读写的同时,对数据库进行管理及更新,完成了数据资源共享,也实现了电力系统运行稳定性。随着电力系统运行规模不断扩大,复杂性也相应提高,需要解决的供电问题有所增加,所以,主动对象数据库技术也应自动升级,并拓展功能范围,以适应复杂变化的电力运行系统,实现供电高效化。 1.2总线控制系统总线控制系统指的是将电力运行中的各个设备通过一定设施和控制室内部的仪表及设备连接起来,所形成的具有双向、多功能的通信网络。该系统是在传统的测量系统上发展起来的,只在传统装置中安装了微处理器,从而实现自动获取供电信息的能力。这些微处理器通过电缆相互连接,并和远程监控计算机也保持连接,使得微处理器获得的供电信息能够在网络内部传播,并通过远程控制计算机进一步处理,实现了信息在整个电力系统中的广泛传播。信息在不同微处理器中按照一定的通讯协议传输的,由于和监控计算机相连接,所以便实现了自动控制系统。总线控制系统具有开放性及分布涵盖范围广等特性,被作为电力系统的纽带,安装在总线上,从而形成网络系统,实现对电力运行中的信息进行有效控制、补偿计算、监控及优化等,所以,通过应用该技术,电力运行中的诸多内容能够得到快速解决,从而实现了运行高效性及稳定性。总线控制系统目前在我国电力运行中被广泛应用,通过传感器及变送器,经电力运行信息收集,输送给监控计算机,该计算机通过进一步分析处理,最后指令。该系统在结构上采用了控制器及变送器,将二者有机的而结合在一起,提高了抗电磁干扰能力,从而有效提高了电力系统的稳定性及精确性。另外,该系统在运行方式上采用分开的方式,将变送器安装在监控现场,而控制器则安装在控制室内部,这样有利于电力信号技术被采集,通过变送器输送给控制器,形成了一个简单的回路系统,从而避免了众多弊端。 1.3光互连并行处理器阵列该技术具有如下特点,首先,在运行中不受电容负载影响,从而具有较高的安全性及灵活性;其次,解决了诸多电力运行中的问题,如能够有效解决临界线长度限制问题,也可以解决线路输出端受限制问题。此外,能够连接在计算机系统内部,实现了减小时钟扭曲问题;再次,不受传输路径的限制,能够在光波导中自由传输,并不会和光束发生相互交叉。该技术结合了光子传输和电子交换,具有较强的灵活性及重构性,不受传输宽带的影响,具有较强的抗电磁干扰能力,所以在电力系统运行中具有广泛的应用潜力。此外,该技术能够对电力系统的自动控制及继电保护进行更新,并能够将继电保护水平进一步提高,使电力运行系统更加稳定、安全。 2自动化技术在电力运行中的应用 2.1在电力调度中的应用随着电力运行规模不断扩大,对电力调度系统的准确性及及时性也有进一步提高。在改进时,应采用信息技术及其它自动化设备,以提高调度效率,同时也应加快遥信、遥控设备使用力度,使电力设备的运行情况能够及时传送到网络上,被调度工作人员及时采集、分析,进而对调度制度作进一步完善。此外,通过使用先进设备,电力运行中的电压、电流及供电功率等情况都能及时被工作人员所知晓,从而提高了电力系统运行稳定性及安全性。 2.2在配网系统中的应用配电网涉及到众多环节,并具有一定的危险性,所以,加大自动化技术的使用力度,能够提高供电效率,也能够提高供电安全性。为了实现电网系统的高效运行,应加大自动化技术的使用力度,将计算机网络技术、通讯技术、自动监控技术及遥感等技术应用到设备运行检测中。使工作人员和电网设备保持统一状态。在配网中通过使用自动化技术,能够有效降低劳动成本,也能偶减少设备维护成本,更重要的是提高了供电效率,为企业增加了经济收入。 2.3在变电监控中的应用变电系统是电力运行中的重要环节,在供电规模扩大的同时,自动化技术应用要求也有所提高,所以,应加大自动化设备的使用力度,才能保证变电系统的高效运行。变电系统在自动化技术应用时,应加大最新设备的使用量,并配备相应的技术人员,使设备和人员相统一,从而实现变电系统、一次设备及二次设备的功效运行。如,应加大无功补偿技术的使用力度,使变电系统的电流、电压及供电功率始终处于稳定状态。另外,还要采用远程监控技术,对变电设备实施全方位监控,从而有效提高了设备运行的安全性及可靠性。 3结语 随着电力系统运行规模不断扩大,对运行效率也提出更高要求。必须加大自动化技术的应用力度,才能提高电力运行效率,满足现阶段人们的用电需求。本文就电力行业中自动化技术的应用进行分析,希望具有参考价值。 作者:胡孝奇单位:河南能信热电有限公司 电力系统自动化技术论文:电力系统下的电气自动化技术论文 1.电力服务实现智能化 在现代化生活中,电力已经渗透进各行各业,如果电力系统出现问题,很多行业将无法正常进行。由此可见,电力系统的正常运行显得如此重要。作为电力系统智能化的重要构成,电气自动化技术可以让操作人员在高精准度要求下实现系统设计,而且让系统实现自动化地进行自我分析所出现的故障,即系统运行的智能化。这种方式,可以让那个电力系统运行得更为高效准确。电力系统的高度自动化运行,让其服务功能得到了升级,实现了电力服务的智能化。 2.电气自动化技术在电力系统中的有效应用 2.1.本文经过研究分析,总结出现阶段电气自动化技术在电力系统中的应用主要包括以下几方面,下面,我们就来详细了解下。第一,仿真技术。在电力系统运行中,仿真技术是一项非常常用并且实用的技术,对于完善电力系统科学运行可谓是意义重大。仿真技术既可以应用到实验中,也可以应用到实践中,在实验过程中通过应用仿真技术,所得出的实验数据与实际数据非常相近,这样就可以避免重复大量的实际测量、实际运算等工作。同时,仿真技术在故障排除、分析中也得到广泛应用,有效的提高了对电力系统故障分析、排除工作的效率。 2.2.其次,就是智能技术。智能技术是电气自动化技术重要的表现形式之一,智能技术在电力系统中的应用可谓是发展迅速,并且发展空间非常巨大。在智能化系统的支持下,可以迅速发现电力系统运行中发生故障的所在之处,并且可以在最短时间内反馈给工作人员,提高了电力系统运行的灵敏度,有效降低了单位时间内的停电次数,提高了电力系统的运行效率。 2.3.实时动态监控技术。该技术也是电气自动化技术表现的一种形式,电力系统通过该技术的应用,可以对电力系统运行的各部分动态进行实时监控,并且可以对运行数据进行记录,并能及时反馈到操作室,对于预防电力系统运行事故的发展意义重大,提高了电力系统运行的安全性、可靠性。 2.4.柔性交流电系统技术。该技术是一种较为先进的处理技术,在电力系统运行过程中,该技术可以针对某些环节进行综合功能以及独立功能方面的处理,调控电力系统的关键性参数,该技术所涉及的技术是很多的,最为优秀的技术就是ASVC。该技术的优势就是调节的速度非常之快,可调节的范围也很大。所以,该技术在使用过程中,基本上没有噪音,也没有延迟,工作效率高,控制能力强。 3.电气自动化在电力系统中的应用趋势 自动化的发展则趋向于:第一,由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。第二,由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。第三,由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。第四,由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。第五,装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。第六,追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。第七,由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如管理信息系统在电力系统中的应用。 4.结语: 综上所述,电力能力是当今世界发展应用最为广泛的能源之一,而电子自动化技术也是当今世界发最活跃、最充满生机且发展潜力巨大的技术之一,所以不断研究电气自动化技术在电力系统运行中的应用以及发展趋势对于我国经济社会的可持续发展意义重大,以上就是本文所研究的主要内容,希望可以给广大同行业者带来帮助和提供借鉴。 作者:尹荣海单位:辽宁大连金州林场 电力系统自动化技术论文:电力系统自动化技术安全管理论文 摘要:现在,随着社会经济的不断发展,国家电网得到了高度的应用,其应用的领域越来越广泛,而且,运行的效率得到了很大的提升。科学技术的发展,能够促进电力系统自动化的发展,然而,带那里系统自动化技术还是存在一定的局限性,电力系统的故障会导致大范围的停电,影响了人们的生活和工厂的生产。本文通过对电力系统现在运行的现状进行分析,并针对问题,提出可行的建议,促进电力系统自动化的发展。 关键词:电力系统;自动化技术;国家电网 现在,我国经济发展迅速,为了能够促进电力系统平稳的运行,就必须实现电力系统自动化技术的发展,减少电力系统自动化技术在使用中出现的故障,提高其可靠性。科技的发展促进了电力系统自动化的发展,电力系统也朝着更加高级的方向发展,能够实现整体的发展。为了能够实现对电力系统的安全管理,要进行合理的安排,对管理方针进行优化,协调各项管理内容,完善相关的水平,促进综合电网的发展。 1电力系统自动化技术的现状和问题 1.1电力系统自动化技术设计存在问题 我国的电力事业发展起步比较晚,与一些发达国家相比还是比较落后的,我国也进行了几次大规模的电力系统的改造,电力系统自动化技术还不够成熟,导致了现在电力系统自动化在设计中还没有形成标准化的范本,现在,我国在进行国家电网建设的过程中,由于电力系统自动化技术的局限性,导致了其不能提高效率,在电网的建设中还出现很多的事故。我国的电网建设还不成熟,虽然经过几次大规模的改造,但是还是不能解决城乡电网统一的问题。所以,在对电力系统自动化技术使用的过程中,电力系统自动化技术不能实现兼容性,在不同的设备上不能同时使用,其接口是不一样的,而且出现了设备之间不能连接的问题。现在,国家电网的覆盖范围比较大,各个地区在进行电网建设的过程中使用的技术是不统一的,使用的电力设备也是不同的,在对电力系统自动化技术设计的过程中,在管理上就应该采取不同的方法,这也给管理带来很大的难题。所以,在电力系统自动化技术设计的过程中,应该分析不同地区使用的电力设备的共同点,能够使自动化系统具有兼容性,可以在不同的设备上使用。 1.2电力系统自动化技术中的设备存在问题 在使用电力系统自动化技术中,设备很容易出现故障,导致安全事故的发生。电力设备和电力系统自动化技术的各项指标和不合格,在选择电力设备中,为了能够减少经济成本,他们就会忽视电力设备的性能,导致了一些实用性不强的电力设备也投入到使用中。在使用电力系统自动化技术的过程中,对技术的成分要求比较高,在工作的运行过程中没有制定安全标准。尤其是工作人员在管理中缺乏责任感,他们的专业知识也不够扎实,这就导致了他们在对自动化技术的操作上会存在失误,在电力系统自动化设备运行中会出现这样或那样的故障,在对电力系统自动化技术的管理上存在着经验不足的问题,对国家电网构成威胁。电力系统自动化技术在实际的使用中,会出现各类干扰问题,不能使系统稳定的运行,对电力系统产生很大的隐患。 1.3电力系统自动化技术在管理上存在问题 电力系统自动化技术在管理中需要高素质的人才,但是,在实际的管理中,这些管理人员的素质并没有达到要求,当电力系统自动化技术出现故障的时候,都依靠厂家来维修。电力系统自动化技术的维护人员匮乏,导致我国国家电网的安全受到威胁。所以,要解决这个问题,就要注重对电力系统自动化技术维护人员的培养,促进安全的宣传和教育,防止在使用中安全事故的发生。电力系统自动化技术的管理方案也不理想,这就导致了管理人员不负责任,相互推诿的现象发生。 2电力系统自动化技术的安全管理措施 2.1完善电力系统自动化技术的维护水平 在电力系统自动化技术维护方面,应该建立一支高素质的管理队伍,定期对管理人员进行培训,提高他们的综合素质,使他们扎实的专业知识和良好的修养,在维护设备中要富有责任心,从而能够从根本上解决电力系统自动化技术没有人管理的问题。现在,随着科学技术的进步,信息技术在各行各业得到了广泛的应用,所以,在电力系统的应用中,应该结合信息技术共同使用,建立数字化的电网,完善数字化变电站的建设,促进我国电网的发展。电力系统自动化技术可以借助信息技术进行管理,实现了全面的管理,能够进行数据的收集,防止数据在收集的过程中发生遗漏的问题,运用信息化技术实现电力系统自动化技术的综合管理,提高管理的智能化和可视化的水平,使我国的电网在运行中减少故障的发生,使运行的经济效益提高。 2.2强化电力系统自动化技术的管理 现在,随着科学技术的发展,电力系统自动化技术的使用越来越普及,所以,在管理工作中一定要实现全面的管理,掌握电力系统自动化技术的发展方向。应该科学的对电力系统自动化技术的模式进行分析,在电力系统自动化技术中,应该结合我国的经验,在规模建设上进行各种考虑,应该对电力系统自动化技术进行分布式的结构设计,能够将电力系统的各个设备分别进行管理和控制,电力系统的各个单元应该是相互独立的,防止各个单元的相互影响。在强化电力系统的可靠性时,应该实现系统使用的兼容性,在此基础上,实现电网功能的扩充。运用简化电力系统结构的方法,从而能够方便管理,在电力系统的设计中,可以简化二次接线,从而能够进行分布式的设计。 3结语 现在,我国的电力事业在不断的发展,但是,我国的电网建设还是存在一定的问题,容易导致停电问题,使人们的生活和生产受到影响,原因在于我国的电力系统自动化技术还存在一定的局限性,所以,应该强化对电力系统自动化技术的管理。 作者:朱坤双 单位:国网山东省电力公司应急管理中心 电力系统自动化技术论文:电力系统中的电气自动化技术 前言 电气自动化专业在我国最早开设于5O年代,名称为工业企业电气自动化。虽经历了几次重大的专业调整,但由于其专业面宽,适用性厂,一直到现在仍然焕发着勃勃生机。据教育部最新公布的本科专业设置目录,它属于工科电气信息类。新名称为电气二程及其自动化或自动化。 随着电力电子技术、微电子技术沟迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且,电力拖动控制已经走出工厂,在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统,下面仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 1、全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管 5O年代末出现的晶闸管标志着运动控制的新纪元。它是第一代电子电力器件,在我国至今仍广泛用于直流和交流传动控制系统。随着交流变频技术的兴起,相继出现了全控式器件—— GTR、GTO、P—MOSEFT等。这是第二代电力电子器件。由于目前所能生产的电流/电压定额和开关时间的不同,各种器件各有其应用范围。 GTR的二次击穿现象以及其安全工作区受各项参数影响而变化和热容量小、过流能力低等问题,使得人们把主要精力放在根据不同的特性设计出合适的保护电路和驱动电路上,这也使得电路比较复杂,难以掌握。 GT0是一种用门极可关断的高压器件, 它的主要缺点是关断增益低,一般为4~5,这就需要一个十分庞大的关断驱动电路,且它的通态压降比普通晶闸管高,约为2~4.5V,开通di/dt和关断dv/dt也是限制GTO推广运用的另一原因,前者约为500A/u s,后者约为500V/u s,这就需要一个庞大的吸收电路。 由于GTR、GT0 等双极性全控性器件必须要有较大的控制电流,因而使门极控制电路非常庞大,从而促进厂新一代具有高输入阻抗的M0S结构电力半导体器件的一切。功率MOSFET是一种电压驱动器件,基本上不要求稳定的驱动电流,驱动电路只需要在器件开通时提供容性充电电流,而关断时提供放电电流即可,因此驱动电路很简单。它的开关时间很快,安全工作区十分稳定,但是P—MOSFET的通态电压降随着额定电压的增加而成倍增大,这就给制造高压P—MOSFET造成了很大困难。 IGBT是P—MOSFET工艺技术基础上的产物, 它兼有MOSFET高输入阻抗、高速特性和GTR大电流密度特性的混合器件。其开关速度比P—MOSFET低,但比GTR快 其通态电压降与GTR相拟约为1.5~3.5V,比P—MOSFET小得多,其关断存储时间和电流I、降时间为别为O.2~O.4 u s和O.2~1.5 s,因而有较高的工作频率,它具有宽而稳定的安个工作区,较高的效率,驱动电路简单等优点。 M0S控制晶闸管(MCT)是一种在它的单胞内集成了MOSFET的品闸管,利用M0S门来控制品闸管的开通和关断,具有晶闸管的低通态电压降,但其工作电流密度远高IGBT和GTR,在理论上可制成几千伏的阻断电压和几十千赫的开关频率,且其关断增益极高。 lGBT和MGT这一类复合型电力电子器件可以称为第三代器件。在器件的复合化的同时,模块即把变换器的双臂、半桥乃至全桥组合在一起大规模生产的器件也已进入实用。在模块化和复合化思路的基础上,其发展便是功率集成电路PIC(Power, Integrated Circute),在PIC中,不仅主回路的器件,而月驱动电路、过压过流保护、电流检测甚至温度自动控制等作用都集成到一起,形成一个整体,这可以算作第四代电力电子器件。 2、变换器电路从低频向高频方向发展 随着电力电子器件的更新,由它组成的变换器电路也必然要换代。应用普通晶闸管时,直流传功的变换器主要是相控整流,而交流变频动则是交一直一交变频器。当电力电子器件人第二代后,更多早采用PW M 变换器了、采用PW M 方式后,提高了功率因数,减少了高次谐波对电网的影响,解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。 但是PW M 逆变器中的电压、电流的谐波分量产生的转矩脉动作用在定转子上,使电机绕组产生振动而发出噪声。为了解决这个问题,一种方法是提高开关频率,使之超过人耳能感受的范围,但是电力电子器件在高电压大电流的情况下导通或关断,开关损耗很大。开关损耗的存在限制了逆变器工作频率的提高。 3、交流调速控制理论日渐成熟 矢量控制的基本思想是仿照直流电动机的控制方式,把定子电流的磁场分量和转矩分量解祸开来,分别加以控制。这种解藕,实际上是把异步电动机的物理模型设法等效地变换成类似于直流电动机的模式,这种等效变换是借助于坐标变换完成的。它需要检测转子磁链的方向,且其性能易受转子参数,特别是转子回路时间常数的影响。加上矢量旋转变换的复杂性,使得实际的控制效果难于达到分析的结果。 大致来说,直接转矩控制,用空间矢量的分析方法,直接在定子坐标系下分析计算与控制电流电动机的转矩。采用定子磁场定向,借助于离散的两点式调节(Band—Band控制)产生PwM 信号,直接对逆变器的开关状态进行最佳控制,以获得转矩的高动态性能。 4、通用变频器开始大量投入实用 一般把系列化、批员化、占市场量最大的中小功率如400KVA以下的变频器称为通用变频器。从产品来看,第一代是普通功能型U/F控制型,多彩用16位CPU,第二代为高功能型U/F型,采用32位DSP,或双16位CPU进行控制,采用了磁通补偿器、转差补偿器和电流限制拄制器. 具有挖上机和“无跳闸”能力,也称为“无跳闸变频器”。这类变频器目前占市场份额最大、第三代为高动态性能矢量控制型。 5、单片机、集成电路及工业控制计算机的发展 以MCS一51代表的8位机虽然仍占主导地位 但功能简单,指令集短小,可靠性高,保密性高,适于大批量生产的PIC系列单片机及GM$97C(二系列单片机等正在推广,而且单片机的应用范围已开始扩展至智能仪器仪表或不太复杂的工业控制场合以充分发挥单片机的优势另外,单片机的开发手段也更加丰富,除用汇编语言外,更多地是采用模块化的C语言、PL/M 语言。 6、结束语 随着电力电子技术、微电子技术迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且,电力拖动控制已经走出工厂,在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统,仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 电力系统自动化技术论文:分析电力系统自动化技术 摘 要: 随着电力电子技术、微电子技术沟迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且,电力拖动控制已经走出工厂,在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统,下面仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 关键词:电力自动化;现场总线;无线通讯技术;变频器 1.引言 现今,创新的自动化系统控制着复杂的工艺流程,并确保过程运行的可靠及安全,为先进的维护策略打造了相应的基础。 电力过程自动化技术的日新月异和控制水平的不断提高搜企网版权所有,为电力工业解决能源资源和环境约束的矛盾创造了条件。随着社会及电力工业的发展,电力自动化的重要性与日剧增。传统的信息、通信和自动化技术之间的障碍正在逐渐消失。最新的技术,包括无线网络、现场总线、变频器及人机界面、控制软件等,大大提升了过程系统的效率和安全性能。 2.电力自动化的发展 我国是从20世纪60年代开始研制变电站自动化技术。变电站自动化技术经过数十年的发展已经达到一定的水平,在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班,而且在220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术,从而大大提高了电网建设的现代化水平,增强了输配电和电网调度的可能性,降低了变电站建设的总造价,这已经成为不争的事实。然而,技术的发展是没有止境的,随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟,以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用,势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响,全数字化的变电站自动化系统即将出现。 3.电力自动化的实现技术 现场总线(Fieldbus)被誉为自动化领域的计算机局域网。信息技术的飞速发展,引起了自动化系统结构的变革,随着工业电网的日益复杂工业自动化网版权所有,人们对电网的安全要求也越来越高,现场总线控制技术作为一门新兴的控制技术必将取代过去的控制方式而应用在电力自动化中。 4.无线技术 无线通讯技术因其不必在厂区范围内进行繁杂、昂贵的布线,因而有着诱人的特质。位于现场的巡视和检修维护人员借此可保持和集中控制室等控制管理中心的联系,并实现信息共享。此外,无线技术还具有高度灵活性、易于使用、通过远程链接可实现远方设备或系统的可视化、参数调整和诊断等独特功能。无线技术的出现及快速进步,正在赋予电力工业领域以一种崭新的视角来观察问题,并由此在电力流程工业领域及资产管理领域,开创一个激动人心的新纪元。 尽管目前存在多种无线技术汉阳科技,但仅有几种特别适用于电力流程工业。这是因为无线信号通过空间传播的过程、搭载的数据容量(带宽)、抗RFI(射频干扰)/EMI(电磁干扰)干扰性、对物理屏障的易感性、可伸缩性、可靠性,还有成本,都因无线技术网络的不同而不同。因此,很多用户都倾向于“依据具体的应用场合,来选定合适的无线技术”。控制用的无线技术主要有GSM/GPRS(蜂窝)、9OOMHzRadios、wi-Fi(802.lla/b/g)、WIMAX(802.16)、ZigBee(802.15.4)、自组织网络等,其中尤以Wi-Fi和WIMAX应用增长速度最快,这是因为其在带宽和安全性能方面较优、在数据集中和网络化方面具备卓越的安全框架、具有主机数据集成的高度灵活性、高的鲁棒性及低的成本。 5.信息化技术 电力信息化包括电力生产、调度自动化和管理信息化两部分。厂站自动化历来是电力信息化的重点,大部分水电厂、火力发电厂以及变电站配备了计算机监控系统;相当一部分水电厂在进行改造后还实现了无人值班、少人值守。发电生产自动化监控系统的广泛应用大大提高了生产过程自动化水平。电力调度的自动化水平更是国际领先,目前电力调度自动化的各种系统,如SCADA、AGC以及EMS等已建成,省电力调度机构全部建立了SCADA系统,电网的三级调度100%实现了自动化。华北电力调度局自动化处处长郭子明说,早在20世纪70年代华北电力调度局就用晶体管计算机调度电力,从国产1 2 1机到1 7 6机,再到176双机,华北电力调度局全用过,到1978年已经基本实现了电网调度自动化。 6.安全技术 电力是社会的命脉之一,当今人类社会对电力系统的依赖已到了难以想象的程度。电力系统发生大灾变对于社会的影响是不可估量的,因此电力系统最重要的是运行的安全性,但这个问题在全世界均未得到很好解决,电力系统发生大灾变的概率小但后果极其严重,我国电力系统也出现过稳定破坏的重大事故。由于我国经济快速发展的需求,电力工业将会继续以空前的速度和规模发展。随着三峡电站、西电东送、南北互供和全国联网等重大工程的实施,我国必将出现世界上最大规模的电力系统。 7.传动技术 实现变频调速的装置称为变频器。变频器一般由整流器、滤波器、驱动电路、保护电路以及控制器(MCU/DSP)等部分组成。变频器作为节能降耗减排的利器之一,在电力设备中的应用已经极为广泛而成熟。对于变频器厂商而言,在未来三十年,变频器,尤其是高压变频器在电力节能降耗中的作用极为明显,变频器也成为越来越多电力行业改造技术的首选。 在业内,以ABB为首的电力自动化技术领导厂商,ABB建立了全球最大的变压器生产基地及绝缘体制造中心。自1998年成立以来,公司多次参与国家重点电力建设项目,凭借安全可靠、高效节能的产品性能而获得国内外用户的好评。其公司多种产品,包括:PLC、变流器、仪器仪表、机器人等产品都在电力行业中得到很好的应用。 8.人机界面 发电站、变电站、直流电源屏是十分重要的设备,随着科学技术的不断发展,搜企网,单片机技术的日趋完善,电力行业中对发电站、变电站设备提出了更高精密、更高质量的要求,直流电源屏是发电站、变电站二次设备中非常重要的设备,直流电源屏承担着向发电站、变电站提供直流控制保护电 源的作用,同时提供给高压开关及断路器的操作电源,因此直流电源屏的可靠性将直接关系到发电站的安全运行,直流电源屏的发展已经经历了很长的时间,从早期的直流发电机、磁饱和直流充电机到集成电路可控硅控制直流充电机、单片机控制可控硅充电机、高频开关电源充电机等,至目前直流电源屏已很成熟。直流电源屏整流充电部分仍然采用目前国际最流行的软开关技术,将工频交流经过多级变换,最后形成稳定的直流输出,直流电源屏系统控制的优秀部件是V80系列可编程控制器PLC,它将系统采集的输入输出模拟量以及开关量经过运算处理,最终控制高频开关电源模块使其按电池曲线及有人为设置的工作要求更可靠地工作。 9.结束语 电气自动化技术是当今世界最活跃、最充满生机、最富有开发前景的综合性学科与众多高新技术的合成。其应用范围十分广泛,几乎渗透到国民经济各个部门,随着我国科技技术的发展,电气自动化技术也随之提高。 电力系统自动化技术论文:新经济下电力系统自动化新技术的内涵与发展方向 [摘 要]随着计算机技术、控制技术及信息技术的发展,电力系统自动化面临着空前的变革。多媒体技术、智能控制将迅速进入电力系统自动化领域。 [关键词]新形势;电力系统自动化;发展 电力系统自动化是我们电力系统一直以来力求的发展方向,它包括:发电控制的自动化(agc已经实现,尚需发展)、电力调度的自动化(具有在线潮流监视,故障模拟的综合程序以及scada系统),实现了配电网的自动化,现今最热门的变电站综合自动化即建设综自站,实现更好的无人值班。 一、 电力系统自动化的基本概念 电力系统自动化的领域包括生产过程的自动检测、调节和控制,系统和元件的自动安全保护,网络信息的自动传输,系统生产的自动调度,以及企业的自动化经济管理等。电力系统自动化的主要目标是保证供电的电能质量(频率和电压)、系统运行的安全可靠,提高经济效益和管理效能。 二、变革性重要影响的三项新技术内容 (一)电力系统的智能控制 电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为3个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。智能控制是当今控制理论发展的新阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题。特别适于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。 (二)facts和dfacts 1、facts技术概念的提出 所谓“柔性交流输电系统技术”又称“灵活交流输电系统技术”,简称facts,就是在输电系统的重要部位,采用具有单独或综合功能的电力电子装置,对输电系统的主要参数(如电压、相位差、电抗等)进行调整控制,使输电更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。这是一种将电力电子技术、微机处理技术、控制技术等高新技术应用于高压输电系统,以提高系统可靠性、可控性、运行性能和电能质量,并可获取大量节电效益的新型综合技术。 2、facts的优秀装置asvc的研究现状 asvc由二相逆变器和并联电容器构成,其输出的三相交流电压与所接电网的三相电压同步。它不仅可校正稳态运行电压,而且可以在故障后的恢复期间稳定电压,因此对电网电压的控制能力很强。与旋转同步调相机相比,asvc的调节范围大,反应速度快,不会响应迟缓,没有转动设备的机械惯性、机械损耗和旋转噪声。 3、dfacts的研究态势 dfacts是指应用于配电系统中的灵活交流技术,它是hingorani于1988年针对配电网中供电质量提出的新概念。其主要内容是对供电质量的各种问题采用综合的解决办法,在配电网和大量商业用户的供电端使用新型电力电子控制器。 三、基于gps统一时钟的新一代ems和动态安全监控系统 (一)基于gps统一时钟的新一代ems 目前应用的电力系统监测手段,主要有侧重于记录电磁暂态过程的各种故障录波仪和侧重于系统稳态运行情况的监视控制与数据采集(scada)系统。前者记录数据冗余,记录时间较短,不同记录仪之间缺乏通信,使得对于系统整体动态特性分析困难;后者数据刷新间隔较长,只能用于分析系统的稳态特性。两者还具有一个共同的不足,即不同地点之间缺乏准确地共同时间标记,记录数据只是局部有效,难以用于对全系统动态行为的分析。 (二)基于gps的新一代动态安全监控系统 基于gps的新一代动态安全监控系统,是新动态安全监测系统与原有scada的结合。电力系统新一代动态安全监测系统,主要由同步定时系统,动态相量测量系统、通信系统和中央信号处理机四部分组成。采用gps实现的同步相量测量技术和光纤通信技术,为相量控制提供了实现的条件。 四、电力系统自动化的研究方向 (一)智能保护与变电站综合自动化 对电力系统电保护的新原理进行了研究,将国内外最新的人工智能、模糊理论、综合自动控制理论、自适应理论、网络通信、微机新技术等应用于新型继电保护装置中,使得新型继电保护装置具有智能控制的特点,大大提高电力系统的安全水平。 (二)电力市场理论与技术 基于我国目前的经济发展状况、电力市场发展的需要和电力工业技术经济的具体情况,认真研究了 力市场的运营模式,深入探讨并明确了运营流程中各步骤的具体规则;提出了适合我国现阶段电力市场运营模式的期货交易(年、月、日发电计划)、转运服务等模块的具体数学模型和算法,紧紧围绕当前我国模拟电力市场运营中亟待解决的理论问题。 (三)电力系统实时仿真系统 对电力负荷动态特性监测、电力系统实时仿真建模等方面进行了研究,引进了加拿大teqsim公司生产的电力系统数字模拟实时仿真系统,建成了全国高校第一家具备混合实时仿真环境的实验室。该仿真系统不仅可进行多种电力系统的稳态及暂态实验,提供大量实验数据,并可与多种控制装置构成闭环系统,协助科研人员进行新装置的测试,从而为研究智能保护及灵活输电系统的控制策略提供了一流的实验条件。 五、电力系统运行人员培训仿真系统及电气设备状态监测与故障诊断技术 电力系统运行人员培训仿真系统是针对我国电力企业职工岗位培训的迫切要求,将计算机、网络和多媒体技术的最新成果和传统的电力系统分析理论相结合,利用专家系统、智能cai(计算机辅助教学)理论,是进行电力系统知识教学、培训的一种强有力手段。 (一)配电网自动化 在中低压网络数字电子载波ndlc、配网的模型及高级应用软件pas、地理信息与配网scada一体化方面取得了重大技术突破。其中,ndlc采用了dsp数字信号处理技术,提高了载波接收灵敏度,解决了载波正在配电网上应用的衰耗、干扰、路由等技术难题。 (二)电力系统分析与控制 对在线测量技术、实时相角测量、电力系统稳定控制理论与技术、小电流接地选线方法、电力系统振荡机理及抑制方法、发电机跟踪同期技术、非线性励磁和调速控制、潮流计算的收敛性、电网调度自动化仿真、电力负荷预测方法、基于柔性数据收集与监控的电网故障诊断和恢复控制策略、电网故障诊断理论与技术等方面进行了研究。 (三)人工智能在电力系统中的应用 结合电力工业发展的需要,开展了将专家系统、人工神经网络、模糊逻辑以及进化理论应用到电力系统及其元件的运行分析、警报处理、故障诊断、规划设计等方面的实用研究。 (四)现代电力电子技术在电力系统中的应用 开展了电力电子装置控制理论和控制算法、各种电力电子装置在电力系统中的行为和作用、灵活交流输电系统、直流输电的微机控制技术、动态无功补偿技术、有源电力滤波技术、大容量交流电机变频调速技术和新型储能技术等方面的研究。 (五)电气设备状态监测与故障诊断技术 通过将传感器技术、光纤技术、计算机技术、数字信号处理技术以及模式识别技术等结合起来,针对电气设备绝缘监测方法和故障诊断的机理进行了详细的基础研究,开发了发电机、变压器、开关设备、电容型设备和直流系统等主要电气设备的监控系统,全面提高电气设备和电力系统的安全运行水平。 结束语 电力系统是一个庞大的综合性的系统,从发电、变电到配电,最后到用户的使用是一个整体连续的过程,这其中的任何一个环节都对电力系统的正常运行很所影响。在信息化高速发展的时代背景下,在电力系统中实现自动化是其发展的目标,可以对发电控制、电力调度和配网方面都实现自动化,不仅可以节省企业的运行成本,并且可以提高工作效率,增加企业的经济效益。 电力系统自动化技术论文:电力系统自动化未来发展新技术研究 摘要:变电站自动化系统是变电站的优秀系统,自动化系统的稳定性与先进性对变电站及电网的影响深远,先进稳定的自动化系统不仅可以保证电力企业经济效率,而且能保证广大用电户利益。现代社会对电能供应的“安全、可靠、经济、优质”等各项指标的要求越来越高,相应地,电力系统也不断地向自动化提出更高的要求。电力系统自动化技术不断地由低到高、由局部到整体发展,本文对此进行了详细的阐述。 关键词:电力系统自动化 发展 应用 变电站电力系统是把一些设备组装起来,用以切断或接通、改变或者调整电压,在电力系统中,变电站是输电和配电的集结点,变电站主要分为:升压变电站,主网变电站,二次变电站,配电站。电力系统综合自动化是基于科技发展和计算机网络技术的出现而逐步形成的一个概念,是一个综合发电厂、变电站、输配网络和用户的集成概念,其概念研究和实现的主要目的就是如何更好地掌控和监视电力从出厂到供应的全过程,使输配过程更有效和通畅。 1 电力系统自动化总的发展趋势 1.1 当今电力系统的自动控制技术正趋向于: ①在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。②在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。③在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。④在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。⑤在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。 1.2 整个电力系统自动化的发展则趋向于: ①由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到agc(自动发电控制)。②由高电压等级向低电压扩展,例如从ems(能量管理系统)到dms(配电管理系统)。③由单个元件向部分区域及全系统发展,例如scada(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。④由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。⑤装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。⑥追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。⑦由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如mis(管理信息系统)在电力系统中的应用。 近20年来,随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展,现代电力系统已成为一个计算机(computer)、控制(control)、通信(communication)和电力装备及电力电子(power system equiqments and power electronics)的统一体,简称为“cccp”。其内涵不断深入,外延不断扩展。电力系统自动化处理的信息量越来越大,考虑的因素越来越多,直接可观可测的范围越来越广,能够闭环控制的对象越来越丰富。 2 具有变革性重要影响的三项新技术 2.1 电力系统的智能控制 电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有: ①电力系统是一个具有强非线性的、变参数(包含多种随机和不确定因素的、多种运行方式和故障方式并存)的动态大系统。②具有多目标寻优和在多种运行方式及故障方式下的鲁棒性要求。③不仅需要本地不同控制器间协调,也需要异地不同控制器间协调控制。 智能控制是当今控制理论发展的新的阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题;特别适于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。 智能控制在电力系统工程应用方面具有非常广阔的前景,其具体应用有快关汽门的人工神经网络适应控制,基于人工神经网络的励磁、电掣动、快关综合控制系统结构,多机系统中的asvg(新型静止无功发生器)的自学习功能等。 2.2 facts和dfacts 2.2.1 facts概念的提出 在电力系统的发展迫切需要先进的输配电技术来提高电压质量和系统稳定性的时候,一种改变传统输电能力的新技术——柔性交流输电系统(facts)技术悄然兴起。 所谓“柔性交流输电系统”技术又称“灵活交流输电系统”技术简称facts,就是在输电系统的重要部位,采用具有单独或综合功能的电力电子装置,对输电系统的主要参数(如电压、相位差、电抗等)进行调整控制,使输电更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。这是一种将电力电子技术、微机处理技术、控制技术等高新技术应用于高压输电系统,以提高系统可靠性、可控性、运行性能和电能质量,并可获取大量节电效益的新型综合技术。 2.2.2 facts的优秀装置之一——asvc的研究现状 各种facts装置的共同特点是:基于大功率电力电子器件的快速开关作用和所组成逆变器的逆变作用。asvc是包含了facts装置的各种优秀技术且结构比较简单的一种新型静止无功发生器。 asvc由二相逆变器和并联电容器构成,其输出的三相交流电压与所接电网的三相电压同步。它不仅可校正稳态运行电压,而且可以在故障后的恢复期间稳定电压,因此对电网电压的控制能力很强。与旋转同步调相机相比,asvc的调节范围大,反应速度快,不会发生响应迟缓,没有转动设备的机械惯性、机械损耗和旋转噪声,并且因为asvc是一种固态装置,所以能响应网络中的暂态也能响应稳态变化,因此其控制能力大大优于同步调相机。 2.2.3 dfacts的研究态势 随着高科技产业和信息化的发展,电力用户对供电质量和可靠性越来越敏感,电器设备的正常运行甚至使用寿命也与之越来越息息相关。可以说,信息时代对电能质量提出了越来越高的要求。 dfacts是指应用于配电系统中的灵活交流技术,它是hingorani于1988年针对配电网中供电质量提出的新概念。其主要内容是:对供电质量的各种问题采用综合的解决办法,在配电网和大量商业用户的供电端使用新型电力电子控制器。 3 基于gps统一时钟的新一代ems和动态安全监控系统 3.1 基于gps统一时钟的新一代ems 目前应用的电力系统监测手段主要有侧重于记录电磁暂态过程的各种故障录波仪和侧重于系统稳态运行情况的监视控制与数据采集(scada)系统。前者记录数据冗余,记录时间较短,不同记录仪之间缺乏通信,使得对于系统整体动态特性分析困难;后者数据刷新间隔较长,只能用于分析系统的稳态特性。两者还具有一个共同的不足,即不同地点之间缺乏准确的共同时间标记,记录数据只是局部有效,难以用于对全系统动态行为的分析。 3.2 基于gps的新一代动态安全监控系统 基于gps的新一代动态安全监控系统,是新动态安全监测系统与原有scada的结合。电力系统新一代动态安全监测系统,主要由同步定时系统,动态相量测量系统、通信系统和中央信号处理机四部分组成。采用gps实现的同步相量测量技术和光纤通信技术,为相量控制提供了实现的条件。gps技术与相量测量技术结合的产物——pmu(相量测量单元)设备,正逐步取代rtu设备实现电压、电流相量测量(相角和幅值)。 电力系统调度监测从稳态/准稳态监测向动态监测发展是必然趋势。gps技术和相量测量技术的结合标志着电力系统动态安全监测和实时控制时代的来临。 随着计算机技术,控制技术及信息技术的发展,电力系统自动化面临着空前的变革。多媒体技术、智能控制将迅速进入电力系统自动化领域,而信息技术的发展,不仅会推动电力系统监测的发展,也会推动电力系统控制向更高水平发展。 电力系统自动化技术论文:对电力系统中运用电气自动化控制技术的探讨 目前,现代电力电子技术的发展,电气工程及其自动化已迈向生产和社会生活的各个领域,如何培养和造就社会经济发展急需的具有工程实际应用能力的电气工程人才,集科学性、先进性、整体性、特色于一身的课程建设;理论与实践、知识与技能紧密结合的既能“动口”也能“动手”的“双师型”师资队伍建设;立足人才培养目标,按照高质量、高起点、高标准的原则,加强实验实训资源的整合方面对电气工程及其自动化建设进行了探讨。 1 电力系统中自动化控制技术 1.1 电网调度自动化 电网调度自动化主要组成部分,由电网调度控制中心的计算机网络系统、工作站、服务器、大屏蔽显示器、打印设备等,其主要是通过电力系统专用广域网连结的,下级电网调度控制中心、调度范围内的发电厂、变电站终端设备(如测量控制等装置)等构成。电网调度自动化的主要功能是:电力生产过程实时数据采集与监控电网运行安全分析、电力系统状态估计、电力负荷预测、自动发电控制(省级电网以上)、自动经济调度(省级电网以上)并适应电力市场运营的需求等。 1.2 变电站自动化 变电站自动化的目的是取代人工监视和电话人工操作,提高工作效率,扩大对变电站的监控功能,提高变电站的安全运行水平。变电站自动化的内容就是对站内运行的电气设备进行全方位的监视和有效控制,其特点是全微机化的装置替代各种常规电磁式设备;二次设备数字化、网络化、集成化,尽量采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆;操作监视实现计算机屏幕化:运行管理、记录统计实现自动化。变电站自动化除了满足变电站运行操作任务外还作为电网调度自动化不可分割的重要组成部分,是电力生产现代化的一个重要环节。 1.3 发电厂分散测控系统(dcs) 发电厂分散控制系统(dcs)一般采用分层分布式结构,由过程控制单元(pcu)、运行员工作站(0s)、工程师工作站(es)和冗余的高速数据通讯网络(以太网)组成。过程控制单元(pcu)由可冗余配置的主控模件(mcu)和智能i/0模件组成。mcu模件通过冗余的i/0总线与智能fo模件通讯。pcu直接面向生产过程,接受现场变送器、热电偶、热电阻、电气量、开关量、脉冲量等信号,经运算处理后进行运行参数、设备状态的实时显示和打印以及输出信号直接驱动执行机构,完成生产过程的监测、控制和联锁保护等功能。 运行员工作站(0s)和工程师工作站(es)提供了人机接口。运行员工作站接收pcu发来的信息和向pcu发出指令,为运行操作人员提供监视和控制机组运行的手段,工程师工作站为维护工程师提供系统组态设置和修改、系统诊断和维护等手段。 2 电子技术、计算机技术的发展不断推动电力系统自动化进步 随着上世纪八十年代单片机技术的发展和应用,我国电力系统自动化设备实现了全面的更新换代。国产的工业计算机和引进的pc机技术为电力系统调度自动化、电厂监控系统、变电站综合自动化奠定了基础。开发的应用软件可以实现电力系统实时数据采集、汇总、分类、分析、存档、显示、打印、报警、完成操作控制等任务。这~ 时期自动化存在的主要问题是系统结构、功能、通信协议等方面缺乏工业标准,不同厂家的设备不能互连;计算机与各设备的通信一般为星形点对点连结,主要采用低速率的串/并行口通信方式,系统实时性不太好,设备配置的灵活性也较差。 随着上世纪90年代高性能工作站、服务器及软件技术、信息处理技术、特别是高速网络技术的发展,电网调度自动化系统、电厂监控、变电站自动化、配电自动化的技术水平上了一个新台阶,产品逐步发展成为一种开放式、分布式、网络化、智能化的新模式。与上一代产品相比可以大幅度减少电力电缆、通信电缆的用量,设备体积小还减少了占地面积等从而降低了建设成本,同时大幅度提高了系统的技术性能,增加了设备配置的灵活性、互换性和可维护性,提高了系统运行的可靠性。最近几年以来,各种嵌入式产品的出现,例如嵌入式高性能微处理器、嵌入式计算机、嵌入式操作系统、嵌入式以太网等产品使电力系统中的装置类设备如测量控制设备、继电保护装置、数据通信控制器等得以再次更新换代,装置的硬件电路和应用程序结构简化,产品性能大大提高,装置信息处理速度更快,功耗更低,功能扩展能力更强。 3 当前电力系统自动化依赖it技术向前发展的重要技术 当前电力系统自动化依赖于电子技术、计算机技术继续向前发展的主要热点有:① 电力一次设备智能化;② 电力一次设备在线状态检测;③ 光电式电力互感器;④ 适应光电互感器技术的新型继电保护及测控装置;⑤特高压电网中的二次设备开发。 3.1 电力一次设备智能化 常规电力一次设备和二次设备安装地点一般相隔几十至几百米距离,互相间用强信号电力电缆和大电 流控制电缆连接,而电力一次设备智能化是指一次设备结构设计时考虑将常规二次设备的部分或全部功能就地实现,省却大量电力信号电缆和控制电缆,通常简述为一次设备自带测量和保护功能。如常见的“智能化开关”、“智能化开关柜”、“智能化箱式变电站”等。 电力一次设备智能化主要问题是电子部件经常受到现场大电流开断而引起的高强度电磁场干扰,关键技术是电磁兼容、电子部件的供电电源以及与外部通信接口协议标准等技术问题。 3.2 电力一次设备在线状态检测 对电力系统一次设备如发电机、汽轮机、变压器、断路器、开关等设备的重要运行参数进行长期连续的在线监测,不仅可 以监视设备实时运行状态,而且还能分析各种重要参数的变化趋势,判断有无存在故障的先兆,从而延长设备的维修保养周期,提高设备的利用率,为电力设备由定期检修向状态检修过度提供保障。近年来电力部门投入了很大力量与大学、科研单位合作或引进技术,开展在线状态检测技术研究和实践并取得了一些进展,但由于技术难度大,专业性强,检测环境条件恶劣,要开发出满意的产品还需一定时日。 3.3 光电式电力互感器 电力互感器是输电线路中不可缺少的重要设备,其作用是按一定比例关系将输电线路上的高电压和大电流数值降到可以用仪表直接测量的标准数值,以便用仪表直接测量。其缺点是随电压等级的升高绝缘难度越大,设备体积和质量也越大;信号动态范围小,导致电流互感器会出现饱和现象,或发生信号畸变;互感器的输出信号不能直接与微机化计量及保护设备接口。因此不少发达国家已经成功研究出新型光电式和电了式互感器,国际电工协会已了电子式电压、电流互感器的标准。国内也有大专院校和科研单位正在加紧研发并取得了可喜成果。目前主要问题是材料随温度系数的影响而使稳定性不够理想。另一关键技术是,光电互感器输出的信号比电磁式互感器输出的信号要小得多,一般是毫安级水平,不能像电磁式互感器那样可以通过较长的电缆线送给测控和保护装置,需要在就地转换为数字信号后通过光纤接口送出,模数转换、光电转换等电子电路部分在结构上需要与互感器进行一体化设计。在这里,电磁兼容、绝缘、耐环境条件、电子电路的供电电源同样是技术难点之一。 3.4 适应光电互感器技术的新型继电保护及测控装置 自从电力系统采用光电互感器技术后,与之相关的二次设备,如测控设备,继电保等装置的结构与内部功能将发生巨大的变化。首先节省了装置内部的隔离互感器、a/d转换电路及部分信号处理电路,从而提高了装置的响应速度。但需要解决的重要关键技术是为满足数值计算需要对相关的来自不同互感器的数据如何实现同步采样,其次是高效快速的数据交换通信协议的设计。 4 结束语 根据以上所述,电气工程及其自动化专业是电力系统的重要工作,因此,我们的工作人员应对其不断进行探索和研究,提高了电力安全可靠性。还要结合自己的工作经验进行分析。从而保证电力系统工作的安全与发展。
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电力系统自动化论文:电力系统自动化计算机技术论文 1电力自动化系统概述 1.1变电系统自动化电力系统通过变电站和输电线路输送电能,在变电站运行过程中,仅仅依靠人工来监控电力供应,工作效率较低,并且难以及时进行信息反馈和实时监控。计算机技术在变电系统的应用,不仅极大地提高了监控精度和工作效率,而且帮助工作人员及时发现变电运行存在的问题,从而有针对性的采取有效措施,提高电力运行的可适应性和稳定性。在变电站自动化系统中应用计算机技术,光纤和计算机电缆作为最重要的媒介,实现了变电站二次设备的集成化、信息化和数字化。变电站系统利用计算机技术生产变电运行管理档案,变电系统自动化是电力系统发展的重要趋势。 1.2电网调度自动化电网调度自动化是电力系统自动化的重要基础,我国各级的电网调度自动化系统和计算机技术有着密切联系,终端设备主要有显示器、打印机、存储器、计算机网络接口等,这些设备都是经过计算机技术的整合,在电力系统局域网进行参数测量和状态检测。电网调度自动化系统主要实现在电力生产过程中,自动化分析和监控电网的运行状态、采集实时数据、评估电力系统安全状态、预测电力负荷、控制省级以上电网控制等,满足电力系统的运营要求。 1.3配电网系统自动化电力系统借助于计算机技术进行改造省级,实现电力系统网络化和配电智能化,配电网系统自动化分为三级结构:光线终端、配电子站和配电主站,配电网系统自动化有助于实现电力系统的资源共享,确保配电系统的安全稳定运行,保障电力系统的高效运行和高度自动化。 2电力系统自动化中计算机技术的应用 2.1电力一次设备在线状态检测近年来,我国电力部门积极引进先进的科学技术,和科研机构进行合作,在电力一次设备在线状态检测的研究中取得了很多的成就。电力一次设别在线状态检测可以长期连续地对电力系统一次设备如开关、断路器、变压器、汽轮机、发电机等设备的运行参数进行在线监测,通过实时监控一次设备的运行状态,科学分析电力一次设备运行参数的变化趋势,判断电力系统是否出现运行故障,及时对一次设备的维护保养,提高电力一次设备的利用率和使用性能。 2.2新型测控和继电保护装置光电式互感器技术在电力系统的应用,使得电力二次设备如继电保护、测控设备装置的功能和结构发生了很大变化。新型测控和继电保护装置省去了部分信号处理电路、A/D转换电路和隔离互感器,极大提高互感器的响应速度。 2.3智能化电力一次设备在电力系统中电力二次设备和一次设备的安装位置相距较远,两者之间用大电流控制电缆和强信号电力电缆连接。而智能化电力一次设备是指在设计电力一次设备结构时,充分考虑二次设备的运行,将电力二次设备的基本功能就地实现,节省大量的控制电缆和电力信号电缆,实现电力一次设备的保护和自带测量功能,如常见的箱式智能化变电站、智能化开关柜、智能化开关等。但是在实际的应用过程中,智能化电力一次设备很容易受到电力系统大电流断开造成的高强度电磁场干扰,其关键技术主要包括通信接口协议标准、电子部件和电磁兼容的供电电源等。 2.4光电式电力互感器电力互感器是输电线路的一种重要设备,其按照一定的比例将输电线路的大电流和高电压数值降到电力仪表可以测量到的数值,便于电力仪表的直接测量。但是,电力互感器的电压等级越高,其绝缘性能越差,并且设备的质量和体积也越大,动态的信号范围越来越小,导致输电线路的电流互感器饱和,甚至导致信号畸变。当前很多国家都成功研制了电子式互感器和光电式互感器,其相应的应用标准也逐渐完善。和普通电力互感器相比,光电式电力互感器的输出信号比较小,通常是毫安级,其很难通过较长的电缆线路将信号输送给相关的保护和测控装置,必须通过光电转换和模数转换将信号转换为数字信号之后,由光纤接口送出。 3结束语 电力系统自动化中的计算机技术的应用,推动了电力系统的快速发展,随着计算机科学技术的快速发展,计算机技术将在电力系统自动化中发挥着更加重要的作用。 作者:杨会宇单位:国网河南淇县供电公司 电力系统自动化论文:电力系统自动化发展趋势探讨论文 摘要:现代社会对电能供应的“安全、可靠、经济、优质”等各项指标的要求越来越高,相应地,电力系统也不断地向自动化提出更高的要求。电力系统自动化技术不断地由低到高、由局部到整体发展,本文对此进行了详细的阐述。 关键词:电力系统自动化发展应用 一、电力系统自动化总的发展趋势 1.当今电力系统的自动控制技术正趋向于: (1)在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。 (2)在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。 (3)在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。 (4)在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。 (5)在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。 2.整个电力系统自动化的发展则趋向于: (1)由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。 (2)由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。 (3)由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。 (4)由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。 (5)装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。 (6)追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。 (7)由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如MIS(管理信息系统)在电力系统中的应用。 近20年来,随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展,现代电力系统已成为一个计算机(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和电力装备及电力电子(PowerSystemEquiqmentsandPowerElectronics)的统一体,简称为“CCCP”。其内涵不断深入,外延不断扩展。电力系统自动化处理的信息量越来越大,考虑的因素越来越多,直接可观可测的范围越来越广,能够闭环控制的对象越来越丰富。 二、具有变革性重要影响的三项新技术 1.电力系统的智能控制 电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有: (1)电力系统是一个具有强非线性的、变参数(包含多种随机和不确定因素的、多种运行方式和故障方式并存)的动态大系统。 (2)具有多目标寻优和在多种运行方式及故障方式下的鲁棒性要求。 (3)不仅需要本地不同控制器间协调,也需要异地不同控制器间协调控制。 智能控制是当今控制理论发展的新的阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题;特别适于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。 智能控制在电力系统工程应用方面具有非常广阔的前景,其具体应用有快关汽门的人工神经网络适应控制,基于人工神经网络的励磁、电掣动、快关综合控制系统结构,多机系统中的ASVG(新型静止无功发生器)的自学习功能等。 2.FACTS和DFACTS (1)FACTS概念的提出 在电力系统的发展迫切需要先进的输配电技术来提高电压质量和系统稳定性的时候,一种改变传统输电能力的新技术——柔性交流输电系统(FACTS)技术悄然兴起。 所谓“柔性交流输电系统”技术又称“灵活交流输电系统”技术简称FACTS,就是在输电系统的重要部位,采用具有单独或综合功能的电力电子装置,对输电系统的主要参数(如电压、相位差、电抗等)进行调整控制,使输电更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。这是一种将电力电子技术、微机处理技术、控制技术等高新技术应用于高压输电系统,以提高系统可靠性、可控性、运行性能和电能质量,并可获取大量节电效益的新型综合技术。 (2)FACTS的优秀装置之一——ASVC的研究现状 各种FACTS装置的共同特点是:基于大功率电力电子器件的快速开关作用和所组成逆变器的逆变作用。ASVC是包含了FACTS装置的各种优秀技术且结构比较简单的一种新型静止无功发生器。 ASVC由二相逆变器和并联电容器构成,其输出的三相交流电压与所接电网的三相电压同步。它不仅可校正稳态运行电压,而且可以在故障后的恢复期间稳定电压,因此对电网电压的控制能力很强。与旋转同步调相机相比,ASVC的调节范围大,反应速度快,不会发生响应迟缓,没有转动设备的机械惯性、机械损耗和旋转噪声,并且因为ASVC是一种固态装置,所以能响应网络中的暂态也能响应稳态变化,因此其控制能力大大优于同步调相机。 (3)DFACTS的研究态势 随着高科技产业和信息化的发展,电力用户对供电质量和可靠性越来越敏感,电器设备的正常运行甚至使用寿命也与之越来越息息相关。可以说,信息时代对电能质量提出了越来越高的要求。 DFACTS是指应用于配电系统中的灵活交流技术,它是Hingorani于1988年针对配电网中供电质量提出的新概念。其主要内容是:对供电质量的各种问题采用综合的解决办法,在配电网和大量商业用户的供电端使用新型电力电子控制器。超级秘书网 3.基于GPS统一时钟的新一代EMS和动态安全监控系统 (1)基于GPS统一时钟的新一代EMS 目前应用的电力系统监测手段主要有侧重于记录电磁暂态过程的各种故障录波仪和侧重于系统稳态运行情况的监视控制与数据采集(SCADA)系统。前者记录数据冗余,记录时间较短,不同记录仪之间缺乏通信,使得对于系统整体动态特性分析困难;后者数据刷新间隔较长,只能用于分析系统的稳态特性。两者还具有一个共同的不足,即不同地点之间缺乏准确的共同时间标记,记录数据只是局部有效,难以用于对全系统动态行为的分析。 (2)基于GPS的新一代动态安全监控系统 基于GPS的新一代动态安全监控系统,是新动态安全监测系统与原有SCADA的结合。电力系统新一代动态安全监测系统,主要由同步定时系统,动态相量测量系统、通信系统和中央信号处理机四部分组成。采用GPS实现的同步相量测量技术和光纤通信技术,为相量控制提供了实现的条件。GPS技术与相量测量技术结合的产物——PMU(相量测量单元)设备,正逐步取代RTU设备实现电压、电流相量测量(相角和幅值)。 电力系统调度监测从稳态/准稳态监测向动态监测发展是必然趋势。GPS技术和相量测量技术的结合标志着电力系统动态安全监测和实时控制时代的来临。 随着计算机技术,控制技术及信息技术的发展,电力系统自动化面临着空前的变革。多媒体技术、智能控制将迅速进入电力系统自动化领域,而信息技术的发展,不仅会推动电力系统监测的发展,也会推动电力系统控制向更高水平发展。 电力系统自动化论文:电力系统自动化电气工程论文 1论电气工程自动化在电力系统中的应用 安全、稳定、可靠的电力系统是每个企业的追求。将电气工程自动化技术应用在电力系统之中,就是为了维持电力系统的稳定,进一步对其进行完善和管理。本人2009年参建的苏州港太仓港三期工程、2012年参建的太仓港公用危险品工程的电气工程部分的采用了自动化技术,更好的实现了电源系统的监控和管理。现结合苏州港太仓港三期工程的电源监控系统, 1.1设备选型: 为了实现电气工程自动化管理,在电气设备订货期间就得统一考虑其设备型号及功能需满足电源监控系统的技术及参数要求。 1.2系统集成 基于设备订货期间考虑的设备型号及参数满足电源监控系统的通信及其控制技术要求,故可以实现1#、2#、3#和中心变的电源监控系统集成,采用华立特公司的FARAD200SEAV5.0系统。 1.3数据分析 通过FARAD电源监控系统可提供实时的数据分析和查看各种实时数据,实时数据主要包括:模拟量、数字量、电度量、设备驱动、事件记录和电力设备表。通过数据分析可以对设备的运行状态、电度量的实时值、峰峰电度量、事故发生的时间及故障点、电力台帐总表、上次检修时间、计划检修时间等进行查阅。 1.4报警管理 报警的类型分为5类,一般事件,一般报警,预告报警,事故报警或自定义报警。报警的状态分为3种,报警消失,报警未消失,报警。报警状态还包括确认信息。报警会根据不同的状态显示不同的颜色。通过对苏州港太仓港三期电源监控系统简要的分析,其系统主要应用了以下几种自动化技术: 1.4.1智能控制的应用 及时对电源监控系统管理中出现的各项问题进行反馈和报警,保证企业电气管理部门能够及时地发现系统中的电力故障和故障点,并进行相应的维护、改进和完善。 1.4.2仿真技术的应用 苏州港太仓港三期电源监控系统的优秀是FARAD200SEAV5.0系统,采用了仿真技术,主要实现了以下几种功能:各变电所的10KV系统和低压系统通过在FARAD软件的界面切换,提供准确的各电气设备的运行状态。电气故障的报警和初步的诊断。对整个电源监控系统运行可以进行动态的监控。对电源监控系统进行了优化设计和调试。 1.4.3集成技术的应用 在以往的电力系统运行过程中,电力分配、电力安全、电力维护等环节是分开进行管理的,而当实现了电气工程自动化在电力系统运行中的应用之后,就要将不同的环节进行统一化的集成管理。通过运用集成技术,本监控系统首先实现了中心变和1#、2#、3#变电所的集中管理,减少了变电所的值班人员;其次实现了系统的拓展,太仓港公用危险品工程和苏州港太仓港三期工程为一家营运公司,太仓港公用危险品工程电力系统建成后并入了苏州港太仓港三期电源监控系统,统一进行管理;再次实现了电力安全和电力维护的集成管理,发生的电力事故和电力维护记录可查。 2关于电气工程自动化技术在电力系统中的应用几点想法 基于对苏州港太仓港三期电源监控系统的分析,本人浅淡一下工程自动化在电力系统中的应用几点想法: 2.1推广、使用统一的国际标准 遵循统一的国际标准,这将会使设备的选型范围更广。但目前各个生产电气自动化设备的厂商生产的设备有所不同,遵循的标准也存在差异性,会导致各个厂商生产的电气自动化设备之间的兼容性不高,不利于进行系统集成。 2.2适应电气工程自动化控制技术要求的新产品研究和开发 基本电力安全因素和电气设备的技术原因,本电源监控系统未能实现完全的自动化控制。如:保护装置的整定值(速断、过流和单相接地等)的设定和修改,必需在保护装置上进行操作设定,不能在系统软件中直接进行修改。 2.3适当运用以太网技术 电力系统有着越来越复杂的趋势,其运行过程中,需要进行采集和处理的数据量也越来越大。为了保证电网信息的实时性和有效性,就需要对数据传输的处理途径进行优化,选择一种更快的手段。运用以太网技术能够保证大量的数据保持既快又稳定的传输,因此以太网技术充分满足了电气工程自动化技术发展过程中对数据处理优良途径的需要。 3总结 通过对苏州港太仓港三期电源监控系统的分析,可以看出在电力系统中应用电气工程自动化技术,是其系统可靠安全运行的保障。随着电气工程自动化技术的发展和广泛应用,电力系统的运行机制将会得到进一步的改善,运行效率会得到显著的提升,系统安全会更有保障。 作者:朱庆锋 单位:中交三航局南京分公司 电力系统自动化论文:变电站电力系统自动化技术论文 1系统结构与性能 1.1系统性能特点:变电站综合自动化的监控和管理系统适应不同的工作环境,现场安装后可立即使用并稳定可靠运行。系统的软、硬件设备十分便于维护,各部件都具有自检和联机诊断校验的能力,为维护人员提供了完善的检测维护手段,包括在线的和离线的,都能准确!快速的进行故障定位,维护人员都能在现场自行处理。计算机监控和管理系统具有很高的可靠性(其平均无故障时间MTBF为:主要设备大于20000h,系统总体大于17000h。系统的软、硬件设备具有良好的容错能力。当各软、硬件功能与数据采集处理系统的通信出错,或当运行人员在操作时发生一般性错误时,均不引起系统的保护功能丧失或影响其它模块的正常运行。 1.2信息采集方式:对一个较先进的变电站综合自动化系统而言,其信号采集应该是可以完全分散分布和下放的,因为只有这样才能最大限度地减少二次控制电缆,简化二次回路。特别是在10kV变电站,可将测控部分合并在10kV保护装置内,根据模拟量对采样精度的不同要求,采用专用的电流输入口以接测量用。 1.3网络结构与通信:分散分布式结构,各间隔层与站级层所有控制指令、数据传送、信息交换等都是通过计算机数字通信实现的。这就对承担数字通信的物理介质的可靠性、实时性提出了非常高的要求。因此在变电站自动化向分散式系统发展时,采用计算机网络的优点来替代传统串口通信成为一种趋向。 2变电站电力系统自动化的技术发展途径 2.1神经网络控制技术的应用:由于神经网络具有本质的非线性特性、并行处理能力、强鲁棒性以及自组织自学习的能力,所以受到人们的普遍关注。神经网络是由大量简单的神经元以一定的方式连接而成的。神经网络将大量的信息隐含在其连接权值上,根据一定的学习算法调节权值,使神经网络实现从m维空间到n维空间复杂的非线性映射。 2.2模糊逻辑控制技术的应用:模糊方法使控制十分简单而易于掌握,在家用电器中也显示出优越性建立模型来实现控制是现代比较先进的方法,实践证明它有巨大的优越性!模糊控制理论的应用非常广泛。电热炉一般用恒温器来保持几档温度,以供烹饪者选用,模糊控制的方法很简单,输入量为温度及温度变化两个语言变量,每个语言的论域用 组语言变量互相跨接来描述。 2.3专家系统控制技术的应用:专家系统在电力系统中的应用范围很广,包括对电力系统处于警告状态或紧急状态的辨识,提供紧急处理,系统恢复控制,非常慢的状态转换分析,切负荷,系统规划,电压无功控制,故障点的隔离,配电系统自动化,调度员培训,电力系统的短期负荷预报,静态与动态安全分析,以及先进的人机接口等方面!虽然专家系统在电力系统中得到了广泛的应用,但仍存在一定的局限性,如难以模仿电力专家的创造性。 2.4线性最优控制技术的应用:最优控制是现代控制理论的一个重要组成部分,也是将最优化理论用于控制问题的一种体现。线性最优控制是目前诸多现代控制理论中应用最多,最成熟的一个分支。 3国内变电站自动化技术发展存在的问题 3.1不同产品的接口问题:接口是综合自动化系统中非常重要而又长期以来未得到妥善解决的问题之一,包括RTU、保护、小电流接地装置、故障录波、无功装置等与通信控制器、通信控制器与主站、通信控制器与模拟盘等设备之间的通信。这些不同厂家的产品要在数据接口方面沟通,需花费软件人员很大精力去协调数据格式、通信规约等问题。 3.2运行维护人员水平不高的问题:目前,变电站综合自动化系统绝大部分设备的维护依靠厂家,在专业管理上几乎没有专业队伍,出了设备缺陷即通知相应的厂家来处理,从而造成缺陷处理不及时等一系列问题。要想维护、管理好变电站综合自动化系统,首先要成立一只专业化的队伍,培养出一批能跨学科的复合型人才,加宽相关专业之间的了解和学习。其次,变电站综合自动化专业的划分应尽快明确,杜绝各基层单位“谁都管但谁都不管”的现象。 4变电站自动化系统应能实现的功能 4.1微机保护:是对站内所有的电气设备进行保护,包括线路保护,变压器保护,母线保护,电容器保护及备自投,低频减载等安全自动装置。各类保护应具有下列功能:故障记录转贴于。存储多套定值。显示和当地修改定值。与监控系统通信。根据监控系统命令发送故障信息,动作序列。当前整定值及自诊断信号。接收监控系统选择或修改定值,校对时钟等命令。 4.2数据采集及处理功能:包括状态数据,模拟数据和脉冲数据。状态量包括:断路器状态,隔离开关状态,变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号、事故跳闸总信号、预告信号等。目前这些信号大部分采用光电隔离方式输入系统,也可通过通信方式获得。常规变电站采集的典型模拟量包括:各段母线电压、线路电压,电流和有功、无功功率值。 4.3事件记录和故障录波测距:事件记录应包含保护动作序列记录,开关跳合记录。变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现,一是集中式配置专用故障录波器,并能与监控系统通信。另一种是分散型,即由微机保护装置兼作记录及测距计算,再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。 4.4控制和操作功能:操作人员可通过后台机屏幕对断路器,隔离开关,变压器分接头,电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备,在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。 4.5系统的自诊断功能:系统内各插件应具有自诊断功能,并把数据送往后台机和远方调度中心。对装置本身实时自检功能,方便维护与维修,可对其各部分采用查询标准输入检测等方法实时检查,能快速发现装置内部的故障及缺陷,并给出提示,指出故障位置。 4.6数据处理和记录:历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容,它包括上一级调度中心,变电管理和保护专业要求的数据,主要有:①断路器动作次数;②断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数;③输电线路的有功、无功,变压器的有功、无功、母线电压定时记录的最大,最小值及其时间;④独立负荷有功、无功,每天的峰谷值及其时间;⑤控制操作及修改整定值的记录。 5结语 电力系统自动化控制技术近年来得到了快速的发展,并在电力行业展示出其独有的魅力,自动化控制技术的改进和自动化元器件性能的提高,对电力系统的稳定性、安全性和经济性起重要的作用。 作者:刘珍 单位:四川蜀能电力有限公司成都蜀达分公司 电力系统自动化论文:电力系统自动化技术安全管理论文 1人员管理存在问题在电网建设、发展中,急需具有专业素质的管理人员 但实际状况是,相关管理人员对于电力自动化技术的掌握度较低,缺乏专业化的技术。与此同时,电力系统的相关专业管理人才较为缺乏,对于一些新进入企业的工作人员,其专业素养的提升培养较为缺乏,从而致使在管理工作中遇到问题无法科学判定及处理的状况。此种状况问题的出现对于企业的经济获取造成了较大的损失,使得电力系统的维护工作花费成本有所增加。而且,如果在事故发生后无法及时、妥善的排除问题,那么对于电网系统安全性而言也极为不利。因此,积极培养出一个具有专业素养的管理人才团队对于自动化技术管理而言极为重要。 2电力系统自动化技术安全管理科学措施 2.1合理设计电力系统自动化技术 首先需做的便是在电网自动化设计期间,对其相关影响因素进行全面化的考量、分析。在电力自动化技术设计中,需注意对其采用分布式的设计方式,也就是指将各个设计单元分隔开来,以此帮助有效避免在某一个单元内部,出现各个组成部分相互影响的状况。另外,在自动化系统运行时,二次接线的状况经常会出现。针对这些二次接线点,应相应地对其系统做简化处理,积极采用多功能继电器来替代二次接线工作。之后再对主控制及其它开关柜运用分布式的设计方式,实现其内部接线的简化处理,避免出现因操作失误而导致的安全事故。最后需注意的是,对于电网系统的扩展、兼容性均应注意进一步的加强,以此促使在各电力设备中,自动化技术均有用武之地,满足其使用需求。 2.2提升电力系统自动化技术维护水准 现今社会呈现出信息化的发展趋势,电力自动化技术也得到了较大的关注。在自动化技术管理中,准确判定其发展形式及方向极为关键。如此一来,便能够充分且全面的掌握自动化技术的功能及优点所在,进一步提升其维护水准,为电网系统运行安全提供保障。近些年来科技的迅速发展使得信息技术发展趋势越发突显,因此,在电力自动化技术管理中也需注意灵活运用信息技术,积极开发一些数字变电站,确保电网的安全及高效运行。信息化技术的应用能够帮助将搜集整理电网中大量的运行数据,实现对电网技术的高效管理,并促使其智能化水准得到提升,使得电网运行更加安全。 2.3提升自动化技术管理人员专业素养 为了促使达成电力自动化技术管理的目标,具备专业素养的人才队伍建设极为重要。技术管理人员需在日常工作中丰富自身的知识储备,尽可能的满足市场发展需要,对市场竞争环境进行全面分析,合理降低工作成本,为电力事业发展提供助力。第一,充分考量企业发展需求,明确各工作人员的工作职责及要求标准,促使其在日常工作中处于一个动态学习的状态中。站在长远发展角度考量,依照企业发展需求来对工作状况进行科学调整,强化自主学习意识。第二,注意采用因岗施教法方式。对于企业内部员工的培训管理,应在对其岗位职责需求充分考量的基础上,采用因材施教的方式。丰富管理人员先进管理经验;提升技术人员专业技能。第三,积极创设浓厚学习气氛。采用外出交流、鼓励、举办技能竞赛等多种方式,进一步帮助增强企业内部员工的自主学习意识。 3结语 为了更好的促进电力事业的发展,确保电网系统的安全、经济运行极为重要。现今科技的迅速发展使得自动化技术频繁应用于电网系统运行中,电力自动化技术也开始由低级转至为高级,整体开始走向进步。对电力自动化技术实行安全、科学化管理,积极达成相关的管理目标,才能够帮助有效促进我国电网事业的良好发展,进一步促进社会经济发展。 作者:黄卫华 单位:国网天津武清供电有限公司 电力系统自动化论文:电力系统厂站自动化技术论文 1电力系统自动化概述 随着时代的发展,人们生活水平的提高,时代要求电力系统实现自动化运行与管理,同时也是有效解决现代城市电力需求办法。在现代计算机技术等的不断发展下,极大地改变了原来电力系统自动化内涵,在EMS系统中已经综合了PAS工程,而且开发电力系统故障管理数据软件技术也成熟起来,电力系统的CCCPE统一体自动化就是最好的见证。CCCPE软件管理系统把电力电子管理装置和通信以及计算机控制集合于一体,能够检测与监控电力运行故障,而且对管理的全程都可实现自动化监控,对电力系统的电力调度能够成功承担完成。就装配电力系统各种自动化设备来看,与其他投资相比,引入自动化设备所用投资比重不大,但重要性能够与投资的电力系统主设备媲美。在电力系统中引进先进的自动化设备在一定程度上能够促进系统主设备运行效率的提高,使运行故障避免发生,并能够使主设备的使用寿命最大限度的延长,使配置新设备的时间推迟,能节约资源,使电力公司在设备投资上节省。为使用电需求的日益增多状况得到满足,使电力系统供电量与用电量处于平衡好的状态,在管理电力系统运行中,管理电能就离不开自动调节与电力控制装置。在对电力自动调节与控制装置进行研发时,为使控制要求更好地得到满足,相关研究人员详细分类了电力系统自动装置,自动化装置能够在电力系统接入后正常运行;在异常状态下能够运行,并且自动化控制的电力保护装置可同时发挥功能,这是最常见的两种。文章以电力系统厂站中自动化装置应用状况对电力系统的自动化发展进行阐述。 2厂站自动化概述 2.1火电厂自动化 自我国火电厂建立自动化系统以来,共经历了“第一代”和“第二代”以及“第三代”数字控制系统三个阶段。把彼此孤立的各个机组,建立起系统为第一控制阶段的内容,没有产生理想的效果。第二阶段这一问题没有被解决,在火电厂自动化历史舞台也渐渐退出。就目前火电厂自动化发展状况来看,正是发展中的第三阶段,该阶段的支撑为具备开放式特征的工业自动化系统。立足第三代数字控制系统的实际工作状态及其效率角度进行分析,能够完成实时监控全场电力工作行为任务,并能够将其向电力调度部门及时提供,这样电力调度部门就可根据各机组工作状态,分配全厂经济计算数据。与此同时,第三代数字控制系统还能够向电力系统各个“分部”反馈电力调度部门各项工作指令,这样调度部门通过合理调度整个电力系统,使其能够处于正确与科学的工作状态之中。分析第三代数字控制系统实际工作水平,其工作性能能够满足火电厂自动化工作需求,其作为自动化技术类型在火电厂推广和发展是值得的。 2.2水电厂自动化 就我国水电厂自动化技术来看,其建立是以计算机监控系统为基础实现的。在其发展初期,主要系统类型为分布式系统。而当代水电厂自动化技术全面改革的实现是建立在计算机监控系统不断进步基础上全面铺开的。目前,就水电厂自动化发展来看,其主要技术类型为全开放和全分布式监控系统。全开放和全分布式监控系统与集中式和分层分布式系统相比,具有明显的可靠性和可维护性优势,在电力生产和运行工作中投入速度更快,因此人们更“器重”它。无人值班为下一步发展水电厂自动化技术方向,对于这一发展目标的实现,水电厂不仅要把内部计算机实时监控系统建立起来,还需要其他调度部门的配合,把整个电网自动化系统建立起来,从而使有效监视与采集整个电网信息数据能够实现,这样无人值班的发展目标就会在各个自动化系统相互监督下成功实现。 2.3变电站综合自动化 变电站的综合自动化作为自动化管理技术是把各项优秀技术集中为一体。在实际工作当中,其能够完成检测电力工作现场数据,并将在其他系统的支持下分析无法测量的数据,将记录下来,调度部门对其进一步分析和使用带来便利。目前,变电站综合自动化技术能够有效集中电力系统各个分散设备,实现有效调度电力系统各个设备。由于同质性为电力系统当中部分设备特征,因此为防止相互干扰和混淆调度指令信号,变电站综合自动化系统能够有效划分系统单元,以中央单元和间隔级单元呈现,综合自动化系统特点正体现于此,其优势也正在这里。 3厂站自动化技术的发展趋势 综合自动化技术为当今发电厂和变电站自动化技术,其主要特征为分层分布,在科学技术不断进步下,方兴未艾为其发展状态,以下为其大致发展趋势。电子、计算机、通信技术加速了厂站自动化技术的发展,IED兴起在20世纪末,被广泛地应用在工业自动化领域和电力自动化方面。IED实际就是一台嵌入式装置,具备微处理器等部件,对各种不同工业应用环境都能够满足,应用场合不同其软件也具有差异,电子电能表等就是比较典型的IED。以这一定义为依据,我们针对厂站自动化系统,可以以IED来看待其中的间隔层测控等装置。通常各种IED之间接口为工业现场总线或工业以太网,由于应用环境不同其信息交换协议也存在差异。特别强调一下,在厂站自动化领域中,PI的应用存在逐步扩大趋势。作为工业自动化产品的PLC比较经典,应用历史较长,目前处于发展与改进中,但在过去电力自动化行业相当长一段时间内,其被较为广泛地应用在电厂自动化机组单元控制外,在远动与继电保护领域运用极少。近来在厂站自动化领域,PLC的应用呈现出扩大和深化趋势,成为关注的焦点。 4结束语 综观当前我国电力事业发展整体状况,其主流趋势就是自动化能够贯穿于整个电力系统运行和调度之中,这对于未来电力事业发展而言,也是其主要走向。而作为电力系统,其电力调度实现自动化对于用电紧张局势可以发挥更好的缓解作用,并且在很大程度上有利于促进电力系统稳定运行状态的提高,从而使我国电网用户享受的电能更具有安全性和稳定性以及可靠性,为用电居民和用电企业正常生活和生产运行提供全面保证。文章以我国电力系统厂站自动化为研究对象,详细论述了其调度技术和发展趋势,把相关结论总结出来,以期为同行工作提供借鉴。 作者:黄年 单位:平南供电公司 电力系统自动化论文:电力系统自动化计算机技术论文 1三层应用模型 在新型的电力自动化系统中,多了一部分以往所没有的结构——应用服务器,处于三者正中间的位置。处于中间件的应用服务器在这一结构中,在对前置机的数据进行接纳的同时自动备份,历史数据的存在为数据访问中逻辑规则的实现开辟了路径而电力工作站的功能借助逻辑规则以及数据库得以实现。同时不能忽视的是DCOM是实现应用服务器和电力工作站通讯功能的基底,ADO则是应用服务器和数据库服务器实现通讯的依据。在这一模型的基础上,还有两个很大的优势。第一个就是使得软件自身的可扩充性得到了进一步的增加和推动,假如数据发生了相关的逻辑规则的变化,不需要改动其他,只需要将对应的中间件(应用服务器)就可以了,这个时候对于电力前端也不必担心,影响是微小的。第二个优势则是在安全性能上的保障,因为前后客户端没有直接的数据往来,而是通过应用服务器进行,这样以来便使得一些不安全因素得以避免。 2计算机技术在电力系统中的实现 2.1系统的应用服务器 在上文中所提及到的三层C/S结构,所添加的中间件的部位是最为重要的部分。这里将对中间件进行一个较为详尽的解释。这一部位具有强大的通信功能,同时自身的可扩展性可以得到极高的展现。由此使得客户机与服务器之间、服务器相互之间的数据传输稳定进行,实现两者群体之间的通信进行。结合在上文中所提到的功能的实现问题,可以知道,应用程序服务器在发挥本身程序功能的同时,又承担着DCOM服务器的角色。 2.2实时数据的获取和保存 应用程序服务器是承接实时数据的纽带。说到实时数据这里就要有所区分,实时数据是分为未处理的和已处理的两个部分,前者是存在于前置机中,后者则是具体的计算之后呈现的。这里需要提及到的是WinSock编程。当操作电力自动化时,内部存在一个存盘线程,位于后台部位,只要不是有系统出现暂停或者是退出的问题,就会一直运行。 2.3系统的应用逻辑 在文中我们所采用的三层C/S结构,应用逻辑是需要被定义在应用服务器端的,这样就可以达到所有用户共享这一资源的目的,假设遇到事物逻辑变化,则只需对服务器中的应用逻辑进行一定的更改即可。这样就使得客户端在运行和使用过程中减少了很多不必要的问题。 3计算机技术应用于电力系统自动化的价值和意义 当今社会的发展速度加快,对于电力的性能要求也进一步提高。将计算机技术应用与电力系统自动化的过程中,可以有效提升相关电力部门的管理水平和工作效率,自动化和智能化的优势得到很好的展现。另一方面则是在安全性方面更加有保障,由于计算机技术本身的自动化优势,可以将许多风险性事件的危险度降到最低,电力系统在自动化加强的同时,对电力使用的安全性能方面也有显著加强,使得安全性有效提高。计算机技术于电力系统自动化的应用过程中产生了极大的积极效益,促进了社会整体的进步与发展。 4结语 综上所述,在电力自动化系统中进行的数据传输本身便十分巨大,加之自身种类的多样性的存在,使得通讯功能的优劣成为了系统整体性能是否良好的至关重要的因素。简而言之,对于电力自动化系统中问题的探究,便是对前置机和数据服务器以及电力工作站等方面通讯问题的探究。在本篇论文中,为达到电力部门于工作过程中得以稳定操作,致力于探究编程技术的实现,以促进电力系统于运行中的有效性。 作者:李萍 电力系统自动化论文:计算机与电力系统自动化技术论文 1.电网调度自动化 电网调度自动化,简单来说,就是运用现代自动化技术,对电网进行调度和管理。电网调度自动化是电力系统自动化的重要组成部分,也是非常关键的内容。在我国,根据实际情况,对电网调度进行了相应的等级划分,由低到高依次为县级电网调度、地区电网调度、省级电网调度、大区电网调度以及国家电网调度。以县级电网调度自动化系统为例,其基本结构如下:在电网调度自动化中,计算机网络系统是最为关键的部分,其与服务器、工作站、显示器、变电站终端设备等在计算机系统的连接下形成了一个相对统一的整体,构成了电网调度自动化系统。在实际应用中,电网调度自动化所涉及的方面是非常广泛的,不仅需要对电网运行数据进行实时采集,还需要对电网运行中的安全性和可靠性进行有效评估,更需要对整个电力系统的运行状态和负荷能力进行预测,而这些功能的实现,都离不开计算机系统的支持。不同等级的电网调度对于计算机系统的需求也存在很大的差异,对于级别相对较低的电网调度自动化系统,可以选择PC机作为服务器或者工作站;而对于级别相对较高的电网调度自动化系统,由于电网容量更大,结构更加复杂,对于计算机系统的需求也较高,需要选择更加先进的计算机技术以及更加可靠的软件支撑。 2.智能电网技术 智能电网的基本网络结构如下:智能电网技术可以说是计算机技术与电力系统自动化技术有效结合的最佳范例,其中涵盖着相当多的技术,不仅电网的调度需要依靠智能电网技术对全局进行控制,而且智能电网技术同时也覆盖了发电、输变电、配电、调度等环节,计算机技术也随之深入到了电网运行的各个环节。在智能电网中,计算机技术的应用主要体现在稳定控制系统、调度自动化系统、柔性交流输电等方面,而正是由于计算机技术的应用和发展,才使得智能电网技术变得突飞猛进。从目前来看,我国构建智能电网的主要目标之一,就是利用现代数字化技术进行电网的建设。而在这个过程中,必然需要计算机技术的支持。首先是通信系统,利用现代通信技术,智能电网可以更好的对电网运行数据进行采集、传输和保护,需要电网建设人员的重视。在智能电网中应用通信系统,可以对电网的功能进行扩展,提升电网对于风险的抵抗能力,保障电网运行的稳定性和可靠性。同时,用户也可以通过通信系统,对智能电网服务系统进行访问,对电力相关的问题进行实时在线咨询,实行用户与供电企业之间的良好沟通。其次是信息管理系统,其同样是智能电网的重要组成部分,同样是以计算机技术为基础构建起来的。信息管理系统的功能主要是对信息的采集、处理、集成和显示,保障信息安全。信息管理系统在智能电网中的作用是非常重要的,例如,信息的采集和处理可以实现对各种信息的记录、归类、总结,方便人们进行查询;信息的集成可以有效提高智能电网的信息处理能力;信息显示可以为用户提供了解电网运行情况的平台;对于信息安全的保障则能够避免用户信息的泄露,使得用户的权益得到更好的保障。然后是网络拓扑,未来智能电网的结构必然是向着稳定性强、灵活性高的方向发展,而我国能源分布不均匀的情况使得发电区域和用电区域相距甚远,电力在传输过程中会出现大量的损耗。对此,我国在电力网络中加强了对于计算机技术的应用,通过直流联网工程等项目,对电网结构进行了优化和调整,从而有效确保了电网的经济高效运行。 3.变电站自动化 在电力系统中,变电站以及相关输配电线路的主要功能是方便供电企业与电力用户的相互沟通和联系。在应用计算机技术前,供电企业与电力用户之间的信息传递通常都是由人工方式进行,不仅效率低下,而且存在很大的滞后性。建设变电站自动化系统,融合计算机技术,可以极大地提高信息反馈效率,加强对于变电站的监控和管理,保证变电站的安全稳定运行。变电站自动化系统如下图所示:在不断的发展过程中,借助于计算机技术,变电站逐渐实现了自动化运行和管理,二次设备也开始朝着数字化的方向发展,并且随着计算机技术的不断深入,还将实现变电站的网络化和集成化。变电站自动化系统的出现,一方面,可以有效简化变电站的操作流程,实现无人值守,另一方面,也可以促进电网调度自动化的有效实现,必须得到电力技术人员的充分重视。 4.结语 总而言之,在当前科技发展的带动下,计算机技术得到了突飞猛进的发展,在电力系统中也得到了日益广泛的应用。将计算机技术和电力系统自动化技术有效结合在一起,可以推动电力系统自动化的快速发展,为电力用户创造一个稳定可靠的用电环境,进而促进我国社会经济的持续健康发展。 作者:马波 王惠丽 单位:国网河南省电力公司三门峡供电公司 电力系统自动化论文:电力系统调度自动化技术论文 1电力系统检测与控制功能 电力系统存在的作用不仅是为了满足人类的生产生活之需,而且还是电力企业追求发展成果与利润的基础。为了保证电力系统中的发电厂能够自动进行发电、电力的调度能够实现科学经济化和电网的安全稳定运行,电力系统的检测和控制功能就显得十分重要。电力调度自动化系统具备的电力系统检测与控制功能,能够为整个电力系统的调度自动化提供数据支撑。在电力系统运行过程中,检测系统对系统运行的各数据信息进行采集,利用计算机软件进行信息的分析和处理,将相关信息显示在终端设备上,调度员对相关信息与数据进行整理,依据制定好的对策和计划,让电力调度系统执行既定的调度方案。对于数据分析可能出现的异常情况,采取合适的控制动作,对系统进行控制,确保电力系统的安全、适用和可靠。 2电力系统调度自动化技术的应用现状 随着时代的发展,各种先进的技术不断出现并发展成熟,极大地改善了人类生产生活条件。电力作为人类使用的重要的能源之一,在与电力相关的领域,信息化水平逐渐提升。目前,电力系统已经实现了自动化运行,整个系统中的电力系统调度自动化技术也在不断发展,而且相关公司研发了许多的电力系统调度自动化功能系统,并将这些系统应用于我国的电力能源的实际调度之中,为社会的发展进步做出了巨大的贡献。目前,在我国电力系统调度自动化领域广泛采用的主要是符合国际公认标准的RISC工作站和POSIX操作系统接口。如下对几种应用广泛的电力系统调度自动化技术的应用详情做一个简要的介绍。 2.1、CC-2000电力系统调度自动化系统 CC-2000电力系统调度自动化系统作为一款面向现代的高水平的电力调度系统平台,是由我国电力研究领域领先的中国电力科学研究院、清华大学、东北电力集团公司等共同开发研制而成的。这个系统采用了分布式的结构和面向对象的技术,采用事件驱动和封装思想为此应用软件提供的透明的接口。整套系统利用分布式结构,将实时数据的采集、数据存储和数据处理以及其他各种应用按照功能的不同,分布在不同的结构层上,整个系统中某一部分出现故障,对整个系统其他部分的运行不产生影响,而且整个系统还能维持一定程度的正常运行。这套系统目前已在我国的国家调度中心和华北、东北等地的电网调度通信中心成功应用,对我国电力系统的安全、可靠和经济运行提供了支撑。 2.2、OPEN-2000能量管理系统 OPEN-2000能量管理系统是在1998年,由南京的南瑞集团公司开发出的一套对电网进行监控、采集数据、控制自动发电、电力系统应用软件、调度员培训仿真系统、配电管理等各种功能于一体的电力调度管理系统。这套系统具有开放性和分布式的特点,是电力系统调度自动化系统中较为先进的一种。这种系统是我国首次将IEC870-6系列的TASE.2协议集成于软件平台的系统。目前已在国家调度中心、湖北省调、广东省调、山西省调和深圳、上海等大中城市的调度中心安全稳定运行。 3电力系统调度自动化技术的发展前景 随着计算机技术、电子通信工程和数据库技术等的不断发展,使得电网系统调度自动化技术不断趋向发展成熟,极大地促进了我国电力事业的发展。如下,笔者结合时展潮流和相关科研进度,预测电力系统调度自动化技术的发展将会朝着如下方向前进。(1)可视化。当前,人们对于各种信息和数据更追求直观化的认知,因此,利用图像图形技术将原始的数字、表格、文字等呈现出来的资料转化为直观的可视化的图形图像信息,是时展的必然趋势,这也是电力系统调度自动化技术将来的一种重要发展方向。对于调度过程中,各种信息利用图形和图像表达出来,更加直观地方便相关人员对电网运行状况、调度情况等进行有效及时的掌握。(2)智能化。电力系统调度自动化的智能化技术是不久的将来,电力系统调度自动化系统即将实现的一种功能,这也是电力电力系统调度自动化技术发展到现阶段的必然结果。(3)数字化。近年来,在各领域数字化技术均得到了良好的应用。在电力系统调度自动化领域,其运用也会很快地实现。电力系统调度自动化技术的数字化利用先进的遥感技术、虚拟现实技术、GPS技术等新兴技术,应用到调度系统中,促进整个系统在可视化和智能化得以实现的同时,还利用先进的数字控制技术对电力调度过程进行有效良好的控制。 作者:李丽娜 刘雪梅 单位:国网冀北电力有限公司唐山供电公司 电力系统自动化论文:电力系统继电保护自动化技术论文 1继电保护自动化技术在电力系统中的实践应用 1.1继电保护自动化技术在电力系统中的应用 ①继电保护自动化技术在母线保护中的应用。母线继电保护主要包括两种,即相位对比保护以及差动保护。相位对比保护指的是通过相位的对比方式,提高系统保护母线的可靠性和有效性;差动保护是将特点以及变化都一致的电流互感器设置在母线元件上,当系统母线侧边端子和二次绕组进行连接之后,再将继电保护装置安装在系统母线差动位置。在大电流接地过程中,通过三相连接的方式实现;小电流接地过程中,在相间短路中设置系统母线保护,然后通过两相连接的方式实现。②继电保护自动化技术在发动机保护中的应用。发电机是电力系统的重要组成部分,保证发动机的安全、稳定运行至关重要。继电保护自动化技术在发电机保护中应用主要包括两个方面:一方面,重点保护,如果发电机定子绕组匝间发生短路故障,将会导致发电机的故障部位温度上升,破坏绝缘层,威胁发电机的安全运行,通过在定子绕组内安装匝间保护装置,能够有效的防止定子匝间短路故障的发生;如果发电机的单相接地产生的电流超过规定值,通过安装接地保护装置能够对发电机进行继电保护;通过将发电机中性点、电流、相位进行相互结合,能够形成纵联差动保护,实现对发电机的保护;另一方面,备用保护,过电压保护能够有效的防止发电机自负荷较低的状况下发生绝缘被击穿的现象;过电保护能够有效的实现对外部短路故障的保护,防止发生短路破坏发电机;当发电机定子绕组发生低负荷问题时,继电保护装置能够自动切断电源,并发出相应的报警信号,实现对发电机的保护。③继电保护自动化技术在变压器保护中的应用。变压器是电力系统的重要组成部分之一,对电力系统的运行安全性和稳定性具有非常重要的作用。继电保护自动化技术在变压器保护中的应用主要包括以下几个方面:其一,短路保护,变压器短路保护包括阻抗继电保护和过电流继电保护,阻抗继电保护主要是通过利用变压器阻抗元件产生的保护作用,阻抗元件运行一段时间之后,会自动切断电源,以此实现对变压器的保护;过电流继电保护主要是在变压器电源两边电源和时间元件中安装过电流继电保护装置,电流元件运行一段时间之后,会自动切断电源,进而实现对变压器的保护。其二,瓦斯保护,当变压器的油箱出现问题时,在故障电弧的作用下绝缘材料和油都会发生分解,产生有害气体,通过采用瓦斯保护,当油箱出现上述故障时,能够自动的启动保护动作,将变压器电源切断,同时发出警报信号通知维护人员赶到故障地点进行处理。其三,接地保护,对于不接地变压器保护,应该采取零序电压保护措施;对于直接接地变压器保护,应该采取零序电流保护。④继电保护自动化技术在线路接地保护中的应用。电力系统的线路错综复杂,接地方式也相对较多,因此电力系统的接地方式包括大电流型接地与小电流型接地,当出现大电流接地时,应该立刻切断电源,防止接地故障对电力系统造成的破坏;当发生小电流型接地时,继电保护装置会发出报警信号,电力系统在一定时间内依然可以运行。针对不同的接地故障,应该根据故障状况采取相应的保护措施,具体状况如下所示:其一,零序功率,当电力系统发生接地故障时,零序功率的方向发生变化,零序电流波动相对较小,以此实现对电力接地故障的预测以及保护;其二,零序电流,当电力系统线路发生接地故障时,零序电流会迅速上升,继电保护动作非常敏感,能够及时的采取切断电源的保护措施,对电力系统进行保护;其三,零序电压,电力系统在正常运行时,并不会产生零序电压,如果电力系统发生接地故障,会导致零序电压的产生,继电保护装置能够及时的发出相应的报警信号,同时电网维护人员通过观察电压表数值能够判断系统是否发生接地故障,主要是因为当电力系统发生接地故障时,电压数值会降低。 1.2实例分析 文章以某电网为例,该电网于2010年应用了继电保护自动化技术,2011年4月23日,110kV变压器主变低压侧继电保护动作,1号主变101开关跳闸,2号主变119、131开关过流保护动作跳闸,重合闸动作,合成功,电网维护人员赶到事故现场,设备并无异常,维护人员通过查看跳闸过的线路,两条线路故障都能够合闸成功,但是却导致越级跳闸。通过对故障进行分析,发现为线路故障,开关拒动,处理方法表现为:把故障开关隔离,恢复供电,然后通知检修人员认真检查,查实状况后采取措施进行检修。 2继电保护自动化技术的未来发展趋势 继电保护自动化技术的未来发展趋势主要包括以下几个方面:其一,智能化,近年来,人工智能技术在电力系统继电保护自动化中得到非常广泛的应用,例如模糊逻辑算法、遗传算法、神经网络等,通过将这些人工智能技术应用在继电保护自动化系统中,能够保证继电保护自动化系统正确判别故障,并具有智能化解决复杂问题的能力,进而实现继电保护的智能化;其二,网络化,计算机网络技术在国家经济建设以及能源发展中发挥了至关重要的作用,通过将网络化技术应用在电力继电保护系统中,利用计算机网络能够将主要设备的继电保护装置连接在一起,创建继电保护装置网络,能够显著的提高继电保护的可靠性,因此电力系统继电保护技术的网络化是未来发展的一种必然趋势;其三,计算机化,随着计算机技术的快速发展,自动化芯片控制的电路保护硬件已经从16位单CPU结构发展为32位CPU微机保护结构,显著的提高了继电保护的性能以及响应速度,继电保护自动化系统的计算机化已经成为不可逆转的发展趋势。 3结束语 总而言之,继电保护是电力系统的“哨兵”,通过将继电保护自动化技术应用在电力系统中,能够实现对电力系统的实时监控,当电力系统发生故障时,能够及时、准确的确定故障部位,并发出报警信号通知电网维护人员赶到故障地点将故障排除,尽可能的降低故障造成的影响,进而保证电力系统能够安全、稳定的运行。 作者:赵军 单位:陕西省地方电力(集团)有限公司甘泉县供电分公司 电力系统自动化论文:电力系统自动化光纤通信论文 由于电力通信业务量的日益增长,供电单位对供电系统可靠性要求也越来越高。各种有关的电力信息需要更为可靠、稳定、安全的传输中介,电力系统通信面临着前所未有的挑战。此时光纤技术不断发展完善,并得到广泛的关注和认可。光纤通信技术的可靠性、实时性、有效性等特点正好符合了电力通信系统的要求。因此,光纤通信技术也就成为了电力信息系统的关键技术。 1光纤通道的配置方式 电力系统主要是由发电厂、输变电系统、配电系统等共同组成。而在系统中,信息的采集和传输是其正常运行的关键因素,因此光纤通信技术在电力系统中扮演着越来越重要的角色。双光纤通信的组网方式极其灵活,大致分为树形、星型、链型、网状、环状等。按照智能电网配电自动化系统的特点,光纤网通常采用环型网或者树型环型相结合的网络,并通过与计算机的连接实现数据资源共享。由于环路节点较多,为防止光缆设备故障、通讯中断等通信事故出现,大多数企业采用双光纤环路自愈网,并配置具有自愈功能和自动切换的光纤收发器。当光缆出现故障时,断点两侧的光纤设备通过双环路切换器构成新的光纤路径,实现自愈功能,为电网的运行调度和继电保护系统保驾护航。 2光纤通信有利于保护输电线路 供电单位作为一个特殊的部门,对电网可靠性的要求极高,因此对继电保护的要求也越来越高。当系统发生故障时要求必须做出及时高效的反应,快速切除,及时解决故障,绝不允许出现任何纰漏,继电保护发生拒动的现象更是不被允许的。另一保护电网的有效方法是全线速动的纵联保护,其保护作用的发挥程度直接关系到高压电网的稳定运行。当出现故障时,高压线路纵联保护两端的保护装置通过故障信息的交换,可以甄别出是本线路故障还是区外故障,并根据不同的故障采取不同的方法。在遇到区外故障时不动作,在甄别出是区内故障时,快速反应及时切除故障以达到保护的作用。光纤抗干扰性,容量大的特点为电流差动保护的应用提供了强大的技术支持。 3光纤通信在电网中的发展前景 随着经济、技术的发展,光纤通信技术、计算机技术也越来越多的应用到了现代生产生活中。光纤通信讯技术在电力系统中的应用也越来越深入广泛,电力系统调度自动化已经成为了一种必然发展趋势。通过数字传输手段传递电量讯号、用光纤作为传输媒介取代金属电缆共同构成了网络通信的二次系统,这种网络二次系统成为电力系统的未来发展趋势。自动化技术的发展是智能化电力系统的基础。而智能化电力系统则是对信息传输全程实现数字化,这对光纤通信技术提出了更高的要求。光纤通信技术也应积极创新,与时俱进,实现应用上的平稳发展,并对重点技术及科技难题进行逐一突破、逐步完善。电网现代化要求调度自动化进一步加强,要求人力从繁复的劳动中解放出来。调度自动化有利于优化配电网络结构,简化保护和运营程序,提高供电的可靠性和电能质量。作为新的传输媒介,将光纤运用到电力通信系统中,并依据电力系统自身特点对其进行科学的改进,可以提高电力系统各个组成部分的运转能力,也可以提高电力系统运转的稳定性、安全性和可靠性。随着光纤的不断发展进步,电力通信会越来越完善,光纤在电力系统中的应用也会越来越深化。 4小结 综上所述,光纤通信技术在电力通信调度自动化发展中发挥着无可替代的作用,为电力系统调度自动化提供了强大的技术支持。光纤因其可靠性、实时性、有效性的特点使其具有了广阔的发展前景,但同时,我们也应看到电力系统自动化对光纤通信技术提出的更高的要求。在实际应用中,应当高度重视这一光纤通信技术并且与时俱进,充分发挥光纤通信技术的优势,使其为电力系统调度自动化的一大助力。 作者:韩亚男 电力系统自动化论文:电力系统中的自动化技术论文 1几种自动化技术介绍 1.1主动对象数据库技术这种技术在电力系统监视及控制中应用较为广泛,对软件的继承性及封装性产生深远影响,同时对电力系统的开发及设计也具有革命性的推动作用。随着电力行业的快速发展,为了保证电力运行稳定性及安全性,应当大力推广最新的对象数据库技术。和一般数据库相比较,主动对象数据库技术具有主动性功能,利用自身携带的触发子实现电力运行中的监视功能,并利用对象函数对电力运行进行有效控制,以提高电力运行的稳定性。而传统的数据库技术的一些判断功能,主要依靠外界程序完成,所以安全性不高。主动对象数据库技术由于具有触发机制,再加上对象技术,便能对电力运行实现自动监控,并在数据读写的同时,对数据库进行管理及更新,完成了数据资源共享,也实现了电力系统运行稳定性。随着电力系统运行规模不断扩大,复杂性也相应提高,需要解决的供电问题有所增加,所以,主动对象数据库技术也应自动升级,并拓展功能范围,以适应复杂变化的电力运行系统,实现供电高效化。 1.2总线控制系统总线控制系统指的是将电力运行中的各个设备通过一定设施和控制室内部的仪表及设备连接起来,所形成的具有双向、多功能的通信网络。该系统是在传统的测量系统上发展起来的,只在传统装置中安装了微处理器,从而实现自动获取供电信息的能力。这些微处理器通过电缆相互连接,并和远程监控计算机也保持连接,使得微处理器获得的供电信息能够在网络内部传播,并通过远程控制计算机进一步处理,实现了信息在整个电力系统中的广泛传播。信息在不同微处理器中按照一定的通讯协议传输的,由于和监控计算机相连接,所以便实现了自动控制系统。总线控制系统具有开放性及分布涵盖范围广等特性,被作为电力系统的纽带,安装在总线上,从而形成网络系统,实现对电力运行中的信息进行有效控制、补偿计算、监控及优化等,所以,通过应用该技术,电力运行中的诸多内容能够得到快速解决,从而实现了运行高效性及稳定性。总线控制系统目前在我国电力运行中被广泛应用,通过传感器及变送器,经电力运行信息收集,输送给监控计算机,该计算机通过进一步分析处理,最后指令。该系统在结构上采用了控制器及变送器,将二者有机的而结合在一起,提高了抗电磁干扰能力,从而有效提高了电力系统的稳定性及精确性。另外,该系统在运行方式上采用分开的方式,将变送器安装在监控现场,而控制器则安装在控制室内部,这样有利于电力信号技术被采集,通过变送器输送给控制器,形成了一个简单的回路系统,从而避免了众多弊端。 1.3光互连并行处理器阵列该技术具有如下特点,首先,在运行中不受电容负载影响,从而具有较高的安全性及灵活性;其次,解决了诸多电力运行中的问题,如能够有效解决临界线长度限制问题,也可以解决线路输出端受限制问题。此外,能够连接在计算机系统内部,实现了减小时钟扭曲问题;再次,不受传输路径的限制,能够在光波导中自由传输,并不会和光束发生相互交叉。该技术结合了光子传输和电子交换,具有较强的灵活性及重构性,不受传输宽带的影响,具有较强的抗电磁干扰能力,所以在电力系统运行中具有广泛的应用潜力。此外,该技术能够对电力系统的自动控制及继电保护进行更新,并能够将继电保护水平进一步提高,使电力运行系统更加稳定、安全。 2自动化技术在电力运行中的应用 2.1在电力调度中的应用随着电力运行规模不断扩大,对电力调度系统的准确性及及时性也有进一步提高。在改进时,应采用信息技术及其它自动化设备,以提高调度效率,同时也应加快遥信、遥控设备使用力度,使电力设备的运行情况能够及时传送到网络上,被调度工作人员及时采集、分析,进而对调度制度作进一步完善。此外,通过使用先进设备,电力运行中的电压、电流及供电功率等情况都能及时被工作人员所知晓,从而提高了电力系统运行稳定性及安全性。 2.2在配网系统中的应用配电网涉及到众多环节,并具有一定的危险性,所以,加大自动化技术的使用力度,能够提高供电效率,也能够提高供电安全性。为了实现电网系统的高效运行,应加大自动化技术的使用力度,将计算机网络技术、通讯技术、自动监控技术及遥感等技术应用到设备运行检测中。使工作人员和电网设备保持统一状态。在配网中通过使用自动化技术,能够有效降低劳动成本,也能偶减少设备维护成本,更重要的是提高了供电效率,为企业增加了经济收入。 2.3在变电监控中的应用变电系统是电力运行中的重要环节,在供电规模扩大的同时,自动化技术应用要求也有所提高,所以,应加大自动化设备的使用力度,才能保证变电系统的高效运行。变电系统在自动化技术应用时,应加大最新设备的使用量,并配备相应的技术人员,使设备和人员相统一,从而实现变电系统、一次设备及二次设备的功效运行。如,应加大无功补偿技术的使用力度,使变电系统的电流、电压及供电功率始终处于稳定状态。另外,还要采用远程监控技术,对变电设备实施全方位监控,从而有效提高了设备运行的安全性及可靠性。 3结语 随着电力系统运行规模不断扩大,对运行效率也提出更高要求。必须加大自动化技术的应用力度,才能提高电力运行效率,满足现阶段人们的用电需求。本文就电力行业中自动化技术的应用进行分析,希望具有参考价值。 作者:胡孝奇单位:河南能信热电有限公司 电力系统自动化论文:电力系统下的电气自动化技术论文 1.电力服务实现智能化 在现代化生活中,电力已经渗透进各行各业,如果电力系统出现问题,很多行业将无法正常进行。由此可见,电力系统的正常运行显得如此重要。作为电力系统智能化的重要构成,电气自动化技术可以让操作人员在高精准度要求下实现系统设计,而且让系统实现自动化地进行自我分析所出现的故障,即系统运行的智能化。这种方式,可以让那个电力系统运行得更为高效准确。电力系统的高度自动化运行,让其服务功能得到了升级,实现了电力服务的智能化。 2.电气自动化技术在电力系统中的有效应用 2.1.本文经过研究分析,总结出现阶段电气自动化技术在电力系统中的应用主要包括以下几方面,下面,我们就来详细了解下。第一,仿真技术。在电力系统运行中,仿真技术是一项非常常用并且实用的技术,对于完善电力系统科学运行可谓是意义重大。仿真技术既可以应用到实验中,也可以应用到实践中,在实验过程中通过应用仿真技术,所得出的实验数据与实际数据非常相近,这样就可以避免重复大量的实际测量、实际运算等工作。同时,仿真技术在故障排除、分析中也得到广泛应用,有效的提高了对电力系统故障分析、排除工作的效率。 2.2.其次,就是智能技术。智能技术是电气自动化技术重要的表现形式之一,智能技术在电力系统中的应用可谓是发展迅速,并且发展空间非常巨大。在智能化系统的支持下,可以迅速发现电力系统运行中发生故障的所在之处,并且可以在最短时间内反馈给工作人员,提高了电力系统运行的灵敏度,有效降低了单位时间内的停电次数,提高了电力系统的运行效率。 2.3.实时动态监控技术。该技术也是电气自动化技术表现的一种形式,电力系统通过该技术的应用,可以对电力系统运行的各部分动态进行实时监控,并且可以对运行数据进行记录,并能及时反馈到操作室,对于预防电力系统运行事故的发展意义重大,提高了电力系统运行的安全性、可靠性。 2.4.柔性交流电系统技术。该技术是一种较为先进的处理技术,在电力系统运行过程中,该技术可以针对某些环节进行综合功能以及独立功能方面的处理,调控电力系统的关键性参数,该技术所涉及的技术是很多的,最为优秀的技术就是ASVC。该技术的优势就是调节的速度非常之快,可调节的范围也很大。所以,该技术在使用过程中,基本上没有噪音,也没有延迟,工作效率高,控制能力强。 3.电气自动化在电力系统中的应用趋势 自动化的发展则趋向于:第一,由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。第二,由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。第三,由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。第四,由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。第五,装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。第六,追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。第七,由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如管理信息系统在电力系统中的应用。 4.结语: 综上所述,电力能力是当今世界发展应用最为广泛的能源之一,而电子自动化技术也是当今世界发最活跃、最充满生机且发展潜力巨大的技术之一,所以不断研究电气自动化技术在电力系统运行中的应用以及发展趋势对于我国经济社会的可持续发展意义重大,以上就是本文所研究的主要内容,希望可以给广大同行业者带来帮助和提供借鉴。 作者:尹荣海单位:辽宁大连金州林场 电力系统自动化论文:电力系统自动化技术安全管理论文 摘要:现在,随着社会经济的不断发展,国家电网得到了高度的应用,其应用的领域越来越广泛,而且,运行的效率得到了很大的提升。科学技术的发展,能够促进电力系统自动化的发展,然而,带那里系统自动化技术还是存在一定的局限性,电力系统的故障会导致大范围的停电,影响了人们的生活和工厂的生产。本文通过对电力系统现在运行的现状进行分析,并针对问题,提出可行的建议,促进电力系统自动化的发展。 关键词:电力系统;自动化技术;国家电网 现在,我国经济发展迅速,为了能够促进电力系统平稳的运行,就必须实现电力系统自动化技术的发展,减少电力系统自动化技术在使用中出现的故障,提高其可靠性。科技的发展促进了电力系统自动化的发展,电力系统也朝着更加高级的方向发展,能够实现整体的发展。为了能够实现对电力系统的安全管理,要进行合理的安排,对管理方针进行优化,协调各项管理内容,完善相关的水平,促进综合电网的发展。 1电力系统自动化技术的现状和问题 1.1电力系统自动化技术设计存在问题 我国的电力事业发展起步比较晚,与一些发达国家相比还是比较落后的,我国也进行了几次大规模的电力系统的改造,电力系统自动化技术还不够成熟,导致了现在电力系统自动化在设计中还没有形成标准化的范本,现在,我国在进行国家电网建设的过程中,由于电力系统自动化技术的局限性,导致了其不能提高效率,在电网的建设中还出现很多的事故。我国的电网建设还不成熟,虽然经过几次大规模的改造,但是还是不能解决城乡电网统一的问题。所以,在对电力系统自动化技术使用的过程中,电力系统自动化技术不能实现兼容性,在不同的设备上不能同时使用,其接口是不一样的,而且出现了设备之间不能连接的问题。现在,国家电网的覆盖范围比较大,各个地区在进行电网建设的过程中使用的技术是不统一的,使用的电力设备也是不同的,在对电力系统自动化技术设计的过程中,在管理上就应该采取不同的方法,这也给管理带来很大的难题。所以,在电力系统自动化技术设计的过程中,应该分析不同地区使用的电力设备的共同点,能够使自动化系统具有兼容性,可以在不同的设备上使用。 1.2电力系统自动化技术中的设备存在问题 在使用电力系统自动化技术中,设备很容易出现故障,导致安全事故的发生。电力设备和电力系统自动化技术的各项指标和不合格,在选择电力设备中,为了能够减少经济成本,他们就会忽视电力设备的性能,导致了一些实用性不强的电力设备也投入到使用中。在使用电力系统自动化技术的过程中,对技术的成分要求比较高,在工作的运行过程中没有制定安全标准。尤其是工作人员在管理中缺乏责任感,他们的专业知识也不够扎实,这就导致了他们在对自动化技术的操作上会存在失误,在电力系统自动化设备运行中会出现这样或那样的故障,在对电力系统自动化技术的管理上存在着经验不足的问题,对国家电网构成威胁。电力系统自动化技术在实际的使用中,会出现各类干扰问题,不能使系统稳定的运行,对电力系统产生很大的隐患。 1.3电力系统自动化技术在管理上存在问题 电力系统自动化技术在管理中需要高素质的人才,但是,在实际的管理中,这些管理人员的素质并没有达到要求,当电力系统自动化技术出现故障的时候,都依靠厂家来维修。电力系统自动化技术的维护人员匮乏,导致我国国家电网的安全受到威胁。所以,要解决这个问题,就要注重对电力系统自动化技术维护人员的培养,促进安全的宣传和教育,防止在使用中安全事故的发生。电力系统自动化技术的管理方案也不理想,这就导致了管理人员不负责任,相互推诿的现象发生。 2电力系统自动化技术的安全管理措施 2.1完善电力系统自动化技术的维护水平 在电力系统自动化技术维护方面,应该建立一支高素质的管理队伍,定期对管理人员进行培训,提高他们的综合素质,使他们扎实的专业知识和良好的修养,在维护设备中要富有责任心,从而能够从根本上解决电力系统自动化技术没有人管理的问题。现在,随着科学技术的进步,信息技术在各行各业得到了广泛的应用,所以,在电力系统的应用中,应该结合信息技术共同使用,建立数字化的电网,完善数字化变电站的建设,促进我国电网的发展。电力系统自动化技术可以借助信息技术进行管理,实现了全面的管理,能够进行数据的收集,防止数据在收集的过程中发生遗漏的问题,运用信息化技术实现电力系统自动化技术的综合管理,提高管理的智能化和可视化的水平,使我国的电网在运行中减少故障的发生,使运行的经济效益提高。 2.2强化电力系统自动化技术的管理 现在,随着科学技术的发展,电力系统自动化技术的使用越来越普及,所以,在管理工作中一定要实现全面的管理,掌握电力系统自动化技术的发展方向。应该科学的对电力系统自动化技术的模式进行分析,在电力系统自动化技术中,应该结合我国的经验,在规模建设上进行各种考虑,应该对电力系统自动化技术进行分布式的结构设计,能够将电力系统的各个设备分别进行管理和控制,电力系统的各个单元应该是相互独立的,防止各个单元的相互影响。在强化电力系统的可靠性时,应该实现系统使用的兼容性,在此基础上,实现电网功能的扩充。运用简化电力系统结构的方法,从而能够方便管理,在电力系统的设计中,可以简化二次接线,从而能够进行分布式的设计。 3结语 现在,我国的电力事业在不断的发展,但是,我国的电网建设还是存在一定的问题,容易导致停电问题,使人们的生活和生产受到影响,原因在于我国的电力系统自动化技术还存在一定的局限性,所以,应该强化对电力系统自动化技术的管理。 作者:朱坤双 单位:国网山东省电力公司应急管理中心
自动化技术论文:建筑物自动化技术管理论文 摘要:中国行业标准JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》第26章《建筑物自动化系统(BAS)》所规定的模拟和数字混合的集散型系统(TDS),已面临更新为全数字系统的挑战。就像工业自动化一样,建筑物自动化市场在技术接受期曲线上,通常落后于商业领域技术应用会有几年之久…… 关键词:建筑物自动化总线技术 中国行业标准JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》第26章《建筑物自动化系统(BAS)》所规定的模拟和数字混合的集散型系统(TDS),已面临更新为全数字系统的挑战。就像工业自动化一样,建筑物自动化市场在技术接受期曲线上,通常落后于商业领域技术应用会有几年之久,因此,在商业领域已经成功运用多年的个人计算机和以太网通信,现在却成为BAS更新途径的热门话题。PC-BasedControl和以太网技术,已经开始全面进入BAS领域。2000年3月,Honewell公司推出的全数字化闭路电视监视系统DVM,就用PC-BasedVideoServer,类似于商业领域应用的个人计算机式视频服务器,取代了传统的模拟和数字混合的CCTV闭路电视矩阵切换器和磁带录象设备;DVM系统中,经过信号转换接口把所有摄像机的视频信号直接连入以太网通信,每20台摄像机使用1台VideoServer。这种第三代保安监控电视的全数字化CCTV以太网系统,已经在澳大利亚悉尼机场使用。 PC机技术日新月异的进步,使BAS的中央站功能不断增强;PC机的商业软件,如ODBC、API等等,已成为BAS的标准软件;基于PC机技术的分站不断发展。信息领域的以太网技术对工业自动化和建筑物自动化各个层面的影响,从上到下。BAS管理层的以太网正在下植到自动化层和更低的现场层。BAS三层结构将会成为以太网"一网到底"的三层网络。完成这项"通体透明网络"革新的主要技术,就是以太网现场总线。以太网现场总线,也可称为以太网I/O(Input/Output),是控制技术和信息技术的完美结合,性能发挥到极致,它或许能够解决工业自动化长期争论不休的现场总线标准化问题,是商业技术影响工控技术的一个范例。 以总线为脉络,分析计算机总线、测控总线和网络总线在BAS技术发展中分别担纲的角色,可以加深对BAS未来发展的了解。 1、总线BUS 总线一词,源于计算机技术。总线是各种信号线的集合(包括地址、数据、控制、电源等),是各种信息传输的通路,有汇总的涵义。微软百科词典定义总线为:计算机系统中各部件之间用于数据传输的一组硬件连线(导线)。IBM公司将其简称为用于传输信号或功率的一根或多根导体。在建筑物自动化中,BAS总线可解释为用来连接中央站分站、现场设备或者各种系统的那些具有导电性的通路,以完成数据或信号的传输。 以应用范围来分,BAS总线可划分为计算机总线、测控总线和网络总线、。计算机总线用于上位管理计算机和中央站内部部件的连接。测控总线用于中央站与分站的连接,分站与现场设备的连接,现场设备之间的连接。网络总线则是将上位管理计算机和中央站、浏览器等视为节点而共同连接在一起的一条多分支线路,将数据置于网络总线中,数据将会经所有的节点检测后,由其指定地址的节点接收。BAS管理层的以太网就是网络总线。当以太网下植到自动化层和现场层以后,以太网又扮演着测控总线的角色,在这种背景下,我们借用"网络就是计算机"的概念,不免也可以说"网络就是控制器",因为所有传感器、执行器、分站、中央站已经遍布以太网中,以太网被赋予完成分布式控制兼有普通信息存取的能力,人们可以随心所欲使用以太网,无论是进行实时控制还是传递管理信息。 2、标准化Standardization 作为信息传输通路的总线,追求标准化,是各种总线的共同目标;只有标准总线,才能够支持更多的性能不同的产品的连接,完成更多更好的系统的集成,实现更完善的控制和管理,因此,总经以其有汇集性能的特点,尤其需要标准化。标准总线的形成,主要有两种方法,一种是由非商业的或政府组织所产生的标准,目的在于使某一种类型总线开发和使用规范化,例如RS232C;这种正规的合法的技术标准,是在对已有方法、途径及技术开发进行仔细研究的基础上起草,并经正式批准后产生,这种标准通常包括着一些国际标准。另外一种方法,是有某一家公司先行开发出一种总线技术,由于成功,得到其它公司模仿和广泛使用,以至一偏离该总线就会产生不兼容问题,导致产品在市场中受到限制,例如现场总线LonTalkBus;这类事实上的总线技术标准,是基于市场需求产生而形成的,无需正式批准,这种标准通常包括大量流行的工业标准。 3、计算机总线ComputerBus 中国行业标准JGJ/T16-92第26章BAS,对中央站硬件、组态、系统软件的规定(26.4.26.5)非常简单,仅是基于采用计算机作为监控中心的一般原则,如应设置CPU、CIU、CRT、打印机等规定,对上位管理计算机则仅限于优化控制与管理某些功能要求。但是,近年来计算机技术发展很快,系统软件、应用软件、存储系统、处理器技术、输入输出系统和计算机结构,都是如此,其中,计算机总线技术与工业自动化、建筑物自动化关系密切,计算机总线是计算机系统信息总通道,性能优劣,对BAS上位管理计算机和工作站的影响是至关重要的。因为采用先进的计算机总线,可以提高工作站的带宽,改变工作站的兼容性和开放性,并能提高工作站的可靠性,这对控制系统无疑是最重要的性能。例如,使用PCI总线技术的PC机,每年停机时间可以小于315秒中,可靠性高达99.99%,因此,BAS用户已经开始关心工作站的计算机总线,2000年9月山西省太原市某国际贸易中心大厦BAS招标文件中,明确提出中央站应该使用计算机33MHz三总线结构PCI(外部设备互联总线),说明用户不仅关心各种功能模块设置,还要求提供工控级别的总线来保证工作站性能。随着基于PC机控制的技术进展,计算机总线对BAS的影响会更加重要。因为BAS将逐渐最终成为由一台PC机控制几条现场总线的系统。 3.1计算机总线的发展历史 1970年,DEC公司首先推出了称为Unibus的总线,把PDP11小型计算机上所有的部件、设备都连接在一起。它是一种单总线结构。 1981年,IBM公司在第1台个人计算机IBMPC/XT上推出了XT总线,也是单总线,1984年,采用16位CPU的IBMPC/AT出台,AT总线在XT总线结构上,增加了一组输入/输出总线,形成双总线结构。AT总线就是著名的工业标准总线ISA,全称是IndustrialArchitecture工业标准结构,它是通过将板卡出入IBMPC及其兼容机的标准扩展槽来添加计算机部件的总线设计规范。1989年康柏、惠普等9家公司在ISA基础上,推出EISA,扩展工业标准结构,这是一种把附加卡(例如视频卡、内置卡MODEM卡及支持其它设备的卡)联接到PC机主板的一种总线标准。EISA总线操作频率比ISA高很多,能提供很多的数据吞吐率。 为了提高PC机性能,使某些扩展板可以直接与微处理器通信,而不必经过通常使用的系统总线,Intel公司提供了PCI总线规范。这种局部总线允许在计算机上安装多至10个PCI兼容的扩展卡,PCI局部总线系统需要在某个PCI兼容插槽中安装一块PCI控制卡,每次可以以32位或64位的速度与CPU进行数据交换。PCI规范还考虑了多路复用Multiplexing。因此,PCI总线已成为今天计算机事实上的局部总线标准。由于PCI独立于处理器,不仅Intel系列可用,DEC的Alpha、Motorola的PowerPC等系列也可以用,它的向前向后兼容性,能使现有的多种计算机都能平滑过度到新标准,所以尤其受工业控制机行业的欢迎,建立了PCI工业计算机协会PCIIndustrialComputerManufacturersGroup(PCIMG),致力于在工控机行业推广PCI总线。1995年,出版了CompactPCI规范。 PCI总线在计算机中配置了3组总线,时钟33MHz,与CPU时钟频率无关,宽度32位,可扩展至64位,带宽达132Mbps至246Mbps,可以和ISA、EISA、VL-BUS等总线兼容,支持5V和3.3V两种电压,可以在芯片、软件和开发工具方面广泛利用PC机丰富资源,它具有良好的网络性能、图形视窗介面和数据存贮性能,是工业自动化和建筑物自动化中央站理想的计算机总线。 4、网络总线NetworkBus 中国标准JGJ/T16-92第26章BAS,规定"优先采用共享总线型"局域网结构作为BAS管理层、自动化层、现场层的网络拓扑,即用一条总线,把上位管理计算机、中央站、分站、现场设备各自连接在一起,形成三层局域网。因为所有节点共享一条传输通路,一次只能允许一个节点发送信息,所以需要建立信息发送的控制方式,JGJ/T96-在26.6.6条文说明中,没有明确规定是用IEEE802.3以太网的CSMA/CD波及监听多路访问/冲突检测争抢发送,还是用IEEE802.4令牌总线排队访问控制,只有指出这两种方法都是"目前流行的",但是"并无一致的看法"。在26.6《信号传输与数据通信》中,则把现场层至自动化层之间的信息传递成为"信号传输",把自动化层和管理层之间的信息传递,称为"数据通信",以示区别,前者为现场设备与计算机通信,包括模拟信号,后者为计算机之间通信,全部为数字信号。 20多年来,发展极为成功的以太网技术,已经得到公认。人类进入英特网时代,以太网也迅速进入工业自动化的各层网络。电气电子工程师协会IEEE基于802.3以太网国际标准,正在积极制定现场与以太网通信的新标准,使以太网能够直接为现场层所使用,可以预见,正象个人计算机PC迅速进入工业自动化领域一样,以太网以及TCP/IP、UDP/IP协议将十分迅速进入工业自动化各个领域,包括BAS。 网络总线是网络通信总线的简称,在BAS中,网络总线是上位管理计算机、中央站、分站、现场设备之间的连接总线,从计算机系统结构的角度上看,它是计算机的外部总线,计算机总线则可视为内部总线。网络总线属于网络技术,计算机总线属于计算机技术,网络是多个计算机的集合系统,数据通信和资源共享是其特点。今天,已经进?quot;网络就是计算机"的时代,通信和计算机技术紧密结合、同步发展,计算机总线和网络总线是计算机一种技术的两个方面。新一代的计算机已经把网络接口集成到计算机母板上,网络功能已经嵌入到操作系统中,使得网络总线可以视为计算机总线的外部延伸,密不可分。不进入网络的工作站,是不完整的工作站。在建筑物领域,BAS是建筑物整体计算机网络的重要子网,形成建筑物管理和建筑物设备控制一体化是从网络开始的。计算机总站维系着BAS的通信子网,资源子网和通信子网的组合,就是建筑物自动化网络,就是建筑物自动化系统。 4.1以太网的发展历史 1968-1972Aloha无线电系统夏威夷大学开创争用型通信 1972-1977首台以太网2.94MMetcalf和Boggs先生建立CAMA/CD 1979-1983粗同轴以太网10MCom(DEC、Intel、Xerox)10BASE5 1980-1982细同轴以太网商品化10M3ComISA总线与10BASE2相连 1984-1987双绞线以太网1MUTPHP、AT T1BASE5 1986-1990综合布线+双线绞线以太网10MSynOptics、HP10BASET 1990-1994交换式和全双工以太网10MKalpanaEtherSwitch 1992-1995快速以太网100MUTPGrandJunction100BASET 1996-?千兆位以太网1000MIEEE802.3z1000BASEF 4.2以太网与局域网国际标准IEEE802.3 以太网是商业市场上发展的,而802.3标准是独立的标准组织《电气与电子工程师学会》开发的802.3是基于以太网第1个版本制定,但在一定程度上改进了设计,1983年公布以后,以太网以此又作了修改,原来互不兼容的局域网,变为互相兼容(但不完全兼容)。二者主要区别是结构不同,例如,最大数据单元,802.3是1460字节,以太网是1500字节。但是,通常可以把802.3视同以太网。 以太网速率有10M和100M两种,最大1518字节,最大段长度500米(粗同轴)、185米(细同轴)、100米(UTP),中断段综合长度2500米(粗同轴)、925米(细同轴)、2500米(UTP)。 在BAS中用以太网作为网络总线时,现在BAS供应商所提供的以太网接口卡NIC(安装在中央站中),应该是10M/100M自适应型,以满足用户部署100M快速以太网的要求,例如Intel公司的PRO/100+管理适配器,适用于有PCI总线的台式机,能自动监听集线器速度,从而自动选择10M或100M,能支持最新的连接管理规范wfw2.0,支持所有的主要操作系统和网络操作系统,WinNT、95、98、2000,Nerware、UNIX,支持10BAS-TX,5类UTP,RJ-45连接器,数据路径宽度32位,可在0-55℃环境中工作。 4.3以太网介质访问控制(MAC)CSMA/CD 载波监听多址访问/冲突检测是以太网抢先式信息发送的主要技术,它包括有先听再讲、无声则讲、有空就讲、边讲边听、一人独讲、退避三舍等信息发送规则,保证所有站点都能以公平方式通过竞争来访问大家共享的以太网,虽然难免有"后到先服务"的现象,但是,由于CSMA/CD有一套完整的处理冲突的方法,大体上实现了对网络总线的公平访问。它是退避三舍的自调整功能,保证所有信息的发送都是成功的,例如常用的一种冲突退避延迟算法,称为"截断的二进制指数回退(EBE)",它使发送信息的站点,每冲突一次,自动延迟一个以2的幂函数计算的退避时间,用这种不断扩大回退时间来适应网络流量的变化,这是一种很巧妙的方法。它规定了退避也是有限度的,即最大退避时间以210倍为限,忍让次数也是有限的,以216次为限,否则就会丢掉这个屡发屡败以太冈帧,这种情况是绝少发生的,除非以太网已经瘫痪。 以太网每帧发送之间有一个固定的间隙64字节、512位,称为时间片,用来识别由于冲突而失败的发送信息帧碎片(最小帧规定为64字节,包括48字节数据),在512位时间内,网络冈所有站点检测到载波(有信息发送)和合法的冲突、信息帧碎片,从而保证以太网能正常工作,不受非有效帧(碎片)的影响。 一般谈到以太网,主要是指802.3的CSMA/CD协议,它是以太网的主经软件(其它还帧结构软件等)此外,以太网还包括以太网接口卡NIC、收发器、中继器硬件。总之,以太网是一种局域网,是共享总线型局域网(包括集线器Hub网络),是国际标准局域网之一,应用最广泛。 4.4以太网与TCP/IP 传输控制协议/网际协议(TCP/IP)是实践中产生的解决网络互连和异构计算机之间提供可行的透明通信服务的一组协议,它是世界上最大网络因特网的基础。以其公用性和有效性,成为公认的开放系统。TCP/IP是网络数据传输事实上的标准,或者简称其为因特网通信协议。 BAS结构图中,标明以太网,是说网络采用共享总线拓扑,标明TCP/IP,是说数据传输采用因特网通信协议。 TCP/IP独立于特定的计算机软硬件、独立于特定的网络系统,即使你不接入Internet,用它也是最好的组网方案,所以,我们在本文开始,对JGJ/T16-92BAS的网络结构就标明采用TCP/IP,更何况,BAS进入Internet也是势在必行的事情。 TCP/IP协议有三个特点,首先它的开放性,可以把现行的各种局域网互联起来,其次,它统一了地址规则,这种IP地址与域名系统的唯一性,保证了因特网走向全球,最后,高层协议基本标准化,使各种用户可靠而且便利,这一特点,在工业自动化中,有很好的应用,可以把标准化的控制总线协议,包装在高层协议中,使TCP/IP成为工业控制通信协议。 TCP/IP分成4个层次: 应用层--常用的应用程序有SMTP(邮件传送)、NFS(网络文件)、NIS(网络信息)、SNMNP(网络管理)、FTP(文件传输)、DNS(域名系统)等,以及工业自动化通信协议,也可在本层打包,如Moddbus、HoneywellC-Bus等。 传输层--提供端到端(即应用程序之间)的通信,主要功能是信息格式化、数据确认和丢失重传等,主要有(TCP传输控制协议)和UDP(用户数据报协议UserDataprogramProtocol,它在工业自动化应用中看好,它把数据先打包,后经IP发送,效率高于TCP) 网络接口层--不同网或同网中计算机之间的通信,处理数据报和路由,主要是IP(网际互连协议) 网络接口层--提供与物理网络的连接,它包括所有现行的网络访问标准,最重要的是以太网(802.3系列)。 5、测控总线MeasureandControlBus BAS现场层和自动层的总线,可视为测控总线。JGJ/T16-92第26章BAS26.6.l节规定"从现场到计算机系统的信号传输,需综合考虑""(1)简化传输控制的硬件结构;(2)减少传输导线的根数;(3)弱化维修的技术难度",还进一步指出了采用的方法"可选用一对一的传输方式、矩阵选码一公用线传输方式或多路复用技术的一路通道多方使用的传输方式(阵列式传输方式)""首先考虑时分制"等等。反映中国行业标准对测控信号传输的重视以及要求采用最新技术的愿望。在当时的历史条件下,已经把测控总线阐述得淋漓尽致。 自从HGH/TI6颁布近十年来,测控信号传输领域发生了重大的变化,这就是现场总线技术所带来的深刻变革,对BAS的影响当然也是非常深远的。只有现场总线技术才能符合JGJ/T1-92第26.6.1节规定的三项要求:最简单的传输控制,最少的导线根数,最方便的维修技术;而且,最重要的是,现场总线带来了工业自动化开放系统的新局面,减少了自控系统寿命周期成本LifeCycleCost。 因此,测控总线的讨论,可以归纳为现场总线的讨论。 国际电工委员会IEC定义现场总线是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。 安装在控制室内的BAS中央站与现场的分站,分站与现场的传感器,它们之间的信号传输均适用现场总线技术。换言之,自动化层和现场层,采用现场总线技术是历史发展的必然。当有人提?quot;现场总线是管理控制一体化方案的催化剂"时(美国Fisher公司Martin先生),我们深刻体会这一隽语的丰富内涵。 5.1现场总线发展历史 1983年,Honeywell公司推出的差分信号驱动器,成功地在4-20mA直流信号上叠加了数字信号,随即投入市场的智能化仪表Smart变送器,是现场总线产品的前驱,这些带有微处理器芯片的仪表,除了在原由模拟信号仪表的基础上增加了复杂的计算功能外,还在4-20mA直流信号上迭加了数字信号,使现场与控制室之间的连接,从模拟信号过渡到了数字信号。这种工作机制,成为美国fisher-Rosemount公司著名的现场总线HART通信协议的基础。 1984年,美国仪表协会ISA/SO50工作组,开始制定现场总线标准。IEC也成立现场总线工作组IEC/TC65/SC65C/WG6,开始研究现场总线标准。 1985年,国际电工委员会决定由ProwayWorkingGroup负责研究现场总线体系结构和制定标准。 1986年,德国推出Profibus过程现场总线标准。 1990年,美国Echelon公司推出LonWorks现场总线产品。 1992年,Siemens、Rosemount、Rosemount、ABB、Foxboro、Yokogawa等80家公司联合,成立ISP协会,着手在Profibus基础上制定标准。 1993年,Honewell、Bailey等公司成立WorldFIP协会,有120家公司参加,准备以法国标准FIP(FactorInsrtumentationProtocol)为基础制定标准。 1994年,ISP和WorldFIP北美部份合并,成立FF现场总线基金会(FieldbusFoundation)。推动现场总线国际标准的开发。 1996年,FF公布了低速总线H1标准。 2000年1月4日,IEC宣布现场总线国际标准以86%赞成、12%反对通过,IEC-61158面世。 5.2现场总线国际标准IEC-61158 8种现有的现场总线纳入国际标准,如果考虑到世界上已有30多种现场总线,这也还是在统一的路程上,前进了一大步。 从上表可以看出,8种现场,有8种通信协议,互不兼容,距离统一标准的现场总线,还有很大距离,虽然这些现场总线在功能上可以互补。 为了解决现场总线统一问题,借鉴IT行业的统一网络通信标准,就是第5种类型,即以太网现场总线。1998年,在美国休斯敦召开的ISA展览会期间,成正了工业自动化开放式网络联盟IAONA,建议把FF的H2高速现场总线,改成高速以太网HSE,有Honeywell参加的18个公司31位工程师正在Foxboro公司积极进行开发,希望HSE能成为众望所归的现场总线。 HSE的特点是速度高(100Mbps),数据通过量大,与计算机联接容易,价格低。有两类用途,一类是完成由于计算量过大而不适合在现场仪表中进行的运算,另一类是作为多条低速H1总线或其他网络的网关设备。 HSE是否适用干BAS,是有待研究的事情。 在IEC61158国际标准中,有欧洲标准建筑物自动化系统MBS-TC247推荐的ProfibusFMS总线和WorldFIP总线,但是没有欧洲推荐的LonWorks总线和欧洲设备总线EIB。 5.3现场总线的三层结构 从IEC61158标准中的8类总线,可以看出现场总线并不需要保持与ISO/OS17层结构一致,只需物理层、数据链路层、应用层等三层就可以了。因为面向控制的信息比较简单,但需要快速而可靠地到达目的地,七层模式使数据转换变慢,会滞后实时控制的时间要求,七层有关的网络接口成本也较高,同时,现场设备也不需要OSI地址。 IEC61158还规定,所有2至8类现场总线,均需对类型1的FF总线提供接口,但2至8类总线之间,不要求提供接口。 5.4以太网作为现场总线的主要问题及其解决方法 由于以太网802.3采用随机式的CSMA/CD信息发送方式,对事实控制来说,就带来一?quot;不确定性"问题,不能事先预言测控信息传送的时间,存在着"后到先服务"现象。而令牌式"排队发言"信息传送是可以预言的。要克服这个缺点,就要提高以太网的传输能力。由于10/100BASE-T全双工交换式以太网技术发展,基本上解决了CSMA/CD随即发送带来的"不确定性"问题。1990年,智能交换机的出现,基本上淘汰了信息发送时的冲突,而且,智能交换机的成本不断下降,为工业控制实际应用提供了可能。智能交换机(网络开关EtherSwitch),能同时提供多条数据传输途径,功能和电话交换机相似,使整体吞吐量显著提高,同时智能交换机还使用一种名为"切入法"(CutThrough)的新桥接技术(常规桥接是使用存储转发技术),是延迟时间又降低了一个数量级。1993全双工技术是以太网可以同时发送和接收数据,理论上又可以使传输速度翻上一番,再加上快速以太网的出现,以太网在处理事实控制方面,已经可以做到测控信息的传输不再是"不确定"的,而是有着"良好概率GoodProbability"的表现,能够适应事实控制的需要。 以太网传送测控信息的另一个问题是线路"利用率",线路效率。利用率是指线路用来成功地传输帧的时间部分。每个以太网数据包中那些不代表实际数据部分(同步、地址、字段长度、错误检验)较大,共26个字节,这种"开销"使线路利用率下降。在测控领域,实际数据很短,例如,DI20个字节、DO16个字凇IAO200个字节、通信接口500字节、PID运算500字节、计数器4个字节等,这样,当使用以太网信息包包装时,大量信号还需要加上填充符才能满足最小48个字节数据段的长度要求,如DI、DO、计数器,因此,效率较低。 但是,实际上,由于争先式发送,会改变效率,计算指出,如果连续发送两个64字节的以太网信息包,效率可以提高到54%。尽管如此,在工业自动化领域,仍然重视如何减少"开销",提高通信效率,例如,在通信协议中,想已用户数据报协议UDP来取代最常用的传输控制协议TCP,因为UDP信息包的包装比TCP简单,只有4个字节,而TCP,则是26个字节。IEC61158国际标准现场总线HSE高速以太网就考虑采用UDP/IP来代替TCP/IP。 不过,以太网的高速度,已经把这些问题全部覆盖了,就算是以最低速3Mbps有效速率运行,一个100个字节的实时控制信息,在以太网的传输时间,只有0.336毫秒([100+26]×8/3M),对BAS,已是很理想的数据了。 5.5TCP/IP作为现场总线的通信协议的讨论 TCP/IP协议是一组协议,采用四层结构,与现场总路线三层结构很相似,因此,适用于现场总线。 采用TCP/IP的以太网现场总线,由于数据链路层的CSMA/CD,使得数据传输时间是建立?quot;概率"基础上,但由于以太网线路的改进,情况大为改善。 TCP/IP是非常流行的技术,移植到现场总线是顺理成章的事,问题之一是TCP/IP是为因特网设计的,TCP是要处理面对成千上万的网站,它要处理好这么多路由的连接,只能采取在TCP层,设置发送机和接收机,提供端到端的可靠的进程间的通信,使数据报在传输过程中始终保持连接状态,只有双向通信。TCP才去发送数据报(双向通信不是指两机器独占式通过网络对话,而是说两台机器间有一交互信息流),TCP发出信号后,必须等待对方应答信号,否则会重发,这种定向连接协议,使两个端机经常以适当的速度相互通话,TCP传输控制在两个机器问来回发送状态信息。而UDP用户数据表协议却比TCP简单得多。对于自动控制的应用程序来说,并不需要时时保持个连接,以节约开销和网络通信量,而UDP是一个无连接系统,从TCP到UDP放弃了许多功能,简单了许多,只是作为一个数据报的发端机和收端机操作,而不理会二者之间的连接。帧的结构简化为源端口2字节,目的端口2字节,长度2字节,校验2字节。UDP传递服务不建立通信双方的连接,发完数据就完事大吉,所以,比较灵活,效率高,非常适合测控数据的发送,因为这类数据非常短,还有,在控制网络中,通行的站点比起因特网来,少之又少,非常强调二者之间的连接管理,就显得多余,比起TCP的大文件来,测控程度只是"发出一个请求"或者"等待一个响应",三言两语,传递本身就会很可靠。此外,在实时控制中,有时强调一种完全控制,即使在信号传输过程中发生错误,控制器业能够自行处理作出决策,而不需要让TCP一遍又一遍重复发送数据,因为自控系统控制器的自制能力都极强。 无论TCP还是UDP,应用程序都是驻留在通信协议顶层的应用中,包括控制和人机接口等一系列应用程序以及用于系统集成的OPC,都藉信息传输,获取其中的数据。 5.6以太网在工业自动化中的应用 美国Foxboro公司在1995年就推出了采用以太网10BASE-5粗同轴电缆I/AnodeBus用于现场总线控制系统,近年来,新I/A现场总线系统已经改为双绞线BASE-T,室内及机柜内,都使用RJ-45接插件,对室外及振动严重的场所,则按防护等级IP-67生产了密封式RJ-45的连接器,Hirschman公司也能提供现场总线中作为以太网连接的接插件,抗震密封,适用于工业环境。 1997年,Schneider公司为其著名现场总线ModbusTCP通信协议产品,它的PLC产品中的I/O模块,Momentum系列,均可以设置以太网端口。这些I/O模块通过这些端口直接连入以太网中。Schneider公司把Modbus通信协议变址为TCP/IP通信协议,这是世界上较早的以太网I/O产品。TCP/IP和UDP/IP的一个重要的优点是在同一个以太网中,可以运行许多不同的通信协议,它们都变址在TCP/IP或UDP/IP中。 Honeywell公司几年前就已经开始着手把以太网用于建筑物自动化系统自动化层总线通信的应用工作,目前,第一步已经实现,即,把所有测控总线通过TCP/IP接口连入以太网中,通过以太网得数据通信,进行实时控制。以太网成为BA、FA、SA集成的通信平台,进而与管理系统在此平台上完成管理控制一体化集成。 随着以太网应用技术的进一步发展,把以太网芯片内嵌与现场设备的一天,也许会很快来临,意味着因特网内置与现场设备的时代终会来到,其意义在于因特网与控制网融为一体,因特网无处不在,会进一步改变工业自动化和建筑物自动化的面貌。 5.7建筑物自动化的现场总线 现场总线这个技术热点,长期争论不休,虽然出台了IEC61158所推荐的8种国际标准总线,但是仍然没有一种统一的标准现场总线能够满足各种行业有要求。在这纷争的局面中,以太网的确受到了许多厂商的重视,在管理层(工厂级)采用以太网已经成了共识,而在低层次上的应用,还要假以时日,许多厂商正在积极研究和开发。 目前,LonWorks现场总线在BAS行业中的地位,是很重要的,尤其LonMark产品给用户带来产品互换互操的巨大利益(大幅度下降系统的寿命周期成本),所以受到用户的重视。Honeywell公司在2000年6月推出了全LonWorks现场总线系统,原来的C-BUS已经可以换用LonTalk现场总线,所有其它生产厂商的LonWorks现场总线,可以直接联入Honeywell中央站。 此外,BACnet通信协议在BAS中的地位也举足轻重,Honeywell公司在BAS系统中,设置有BACnet服务器和BACnet客户机两组软件,以适应BACnet总线产品的连接和系统的集成。 总之,随着个人计算机PC和以太网技术在工业控制领域中应用的不断发展,尽管LonWorks、BACnet、Modbus等传统明星会继续发挥作用,但是,新动向确实值得关注,LonWorks技术也正在使用以太网技术,就说明了这点。 自动化技术论文:自动化控制网络技术发展论文 摘要:简要介绍了楼宇自动化系统,分析了传统集散控制系统和新兴的现场总线控制系统优缺点以及应用,并介绍了楼宇自控领域中流行的4种现场总线。说明了以太网技术的发展以及在楼宇自控领域中的最新应用情况,对现场总线控制系统和以太网进行了比较 关键词:楼宇自动化控制网络现场总线控制系统以太网楼宇自动化系统 目前日益流行的智能建筑(inteuigentbuidings)是建筑技术与计算机信息技术相结合的产物,是信息社会的需要,也是未来建筑发展的方向。智能建筑主要由楼宇自动化系统(buidingautomationsystem,缩写为bas)、通信自动化系统(cas)和办公自动化系统(oas)三大系统组成。其中,楼宇自动化系统是智能建筑中最基本和最重要的组成部分。楼宇自动化系统是利用计算机及其网络技术、自动控制技术和通信技术构建的高度自动化的综合管理和控制系统,将大楼内部各种设备连接到一个控制网络上,通过网络对其进行综合的控制,这些设备包括空调、照明设备、电梯、消防设备、安防设备等等。它确保建筑物内的舒适和安全的办公环境,同时实现高效节能的要求。 2现场控制系统fcs的出现以及在楼宇自控中的应用 上个世纪七八十年代,伴随着计算机可靠性提高,价格大幅下降,出现了由多个计算机递阶构成的集中、分散相结合的分布式控制系统(distributedcontrolsystem,简称dcs)。dcs是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种综合控制系统。它的测量变送仪表一般是模拟仪表,因此它属于一种模拟数字混合控制系统,这种系统较以前的各种控制系统有了较大的进步。dcs在工业自动化控制领域获得了广泛的应用,也开始应用到楼宇自动化控制领域。但是dcs存在如下一些缺点: (1)安装费用高。采用一台仪表、一对传输线的接线方式,导致接线庞杂、工程周期长、安装费用高、维护困难; (2)可靠性差。模拟信号传输精度低,而且抗干扰性差; (3)系统封闭。各厂家的产品自成系统,系统封闭、不开放,难以实现产品的互换与互操作以及组成更大范围的网络系统。 上个世纪90年代以来,随着控制技术、计算机技术、通信技术的发展,出现了基于现场总线的控制系统(fcs),fcs克服了dcs的缺点,它是一种全数字化的、全分散的、全开放、可互操作和开放式互连的新一代控制系统。目前,现场总线技术已经成为自动化技术中的一个热点,备受国内外自动化设备制造商与用户的关注。fcs极大地简化了传统控制系统繁琐且技术含量较低的布线工作量,使其系统检测和控制单元的分布更趋合理。与传统的dcs(分布式控制系统)相比,fcs具有可靠性高、可维护性好、成本低、实时性好、实现了控制管理一体化的结构体系等优点。现场总线的出现,为工业自动化带来了一场深层次的革命,从而开创了工业自动控制的新纪元,被誉为自动化领域的计算机局域网。鉴于fcs的许多优点,控制专家们纷纷预言“fcs将取代dcs成为2l世纪控制系统的主流。”现在,fcs已经被应用到楼宇自动化控制领域。 2.1应用于楼字自动化领域的几种现场总线 由于诱人的市场商机和不同的应用领域的存在,世界一些大公司或公司联盟纷纷提出自己的现场总线协议标准。据不完全统计,目前国际上有40种宣称为开放型的现场总线标准。这些协议根据国际标准化组织(iso)的计算机网络开放式互连系统的osi参考模型来制定的。大多数现场总线只是用其中的一、二和七层协议。于是现场总线呈现杂乱纷呈的局面。在这些现场总线中不乏优异的现场总线,如can、modbus、profibus、lonworks、bacnet、devicenet等等。其中lonworks、bacnet、can、eib等现场总线在楼宇自动化领域获得了、较广泛的应用。尽管基于现场总线的fcs克服了dcs的许多缺点,但还是有一些不如人意的地方,最明显的缺点:多种现场总线并存而互不兼容,导致fcs的可互操作性只能在同一种现场总线系统中实现。后面将对fcs的缺点做进一步说明。 (1)lonworks 美国echelon公司1991年推出了lon(local0penationnetworks)技术,又称lonworks技术。它得到了众多计算机厂家、系统集成商、仪器仪表以及软件公司的大力支持,已经在楼宇自动化、工业自动化、电力系统供配、消防监控、停车场管理等领域获得广泛应用。具体地说lonworks具有以下优点: ①网络结构灵活、组网方便。它支持多种网络拓扑形式,包括总线型、星型、树型、自由拓扑型等,这样可适应复杂的现场环境,方便现场布线; ②支持多种传输介质。包括双绞线、同轴电缆、电力线、光纤、无线射频等;两种传输速率:78bps和1.25mbps,最大传输距离由网络拓扑形式和传输介质决定,一般可从500m到2700m。可接人的节点最多为32385个; ③完善的珏发工具。提供完善的系统开发环境,采用开放的neuronc语言,它是ansic语言的扩展; ④无主的网络系统。lonworks网络中各节点的地位相同,网络管理可设在任一节点处,并可安装多个网络管理器; ⑤开发lonworks网络节点的时间较短,也易于维护。lonworks采用的lontalk协议固化在echelon公司的neuron芯片中,这样可以节省开发lonworks网络节点的时间,也方便维护。 同其它现场总线一样,lonworks也有自身的缺点。首先,lonworks的实时性、处理大量数据的能力有些欠缺;其次,由于lonworks依赖于echelon公司的neuron芯片,所以它的完全开放性也受到一些质疑。尽管lonworks存在一些不足,但是lonworks的fcs还在楼宇自动化领域获得了广泛的应用。世界上有2万多家oem厂商生产lonworks相关产品,其中种类已达3500多种。目前世界上已安装有500多万个lonworks节点,lont~k协议也被接纳为欧洲centc247、centc205的一部分。自1996年以来,lonworks也开始在国内获得大量的应用。在建设部的支持下,国内一些研究所和企业开始陆续开发出基于lonworks的楼宇自动化控制系统,并在一些新建智能大厦和建设部智能化小区试点工程中得到应用。 (2)bacnet bacnet是作为世界上第一个楼宇自动控制网络的数据通信协议。它代表了智能建筑发展的主流趋势。bacnet不是软件或硬件,也不是固件,严格地说,bacnet并不是现场总线,而是一种网络协议,即通信规则。为不同商家产品的系统之间进行信息交流提供平台和支持。bacnet详细阐述了系统组成单元相互分享数据实现的途径、使用的通信介质、可以使用的功能以及信息如何翻译的全部规则。bacnet采用了etherent、arcnet、ms/tp、ptp、lontalk五种网络技术进行通信。可根据系统通信是和通信速度选择不同的网络技术。相对其它现场总线,bacnet标准最大的优点是可以与etherent、lonworks等网络进行无缝集成。不过bacnet主要为解决不同厂家的楼宇自控系统相互间的通讯问题设计,并不太适用于智能传感器、执行器等末端设备。bacnet标准已在全球得到了广泛的应用,全球生产和经营楼宇设备和楼宇自控设备的主要厂商均支持bacnet标准。bacnet在不到10年的时间内就从一个行业学会标准迅速成为楼宇自控领域中唯一的iso标准。虽然我国是wto和iso成员国,但是bacnet在我国建筑领域中的应用范围还是相对较小,而且在工程中采用的bacnet产品和技术也基本上全部是从国外引进的,还没有真正意义上的国产化bacnet相关产品。 (3)can can总线最初是德国bosch公司为汽车监控控制系统设计提出的,现在它已经成为一种国际标准,在电力、石化、空调、建筑等行业均有应用。can具有以下优点: ①采用8字节的短帧传送,故传输时间短、抗干扰性强: ②具有多种错误校验方式,形成强大的差错控制能力。而且在严重错误的情况下,节点会自动离线,避免影响总线上其它节点; ③采用无损坏的仲裁技术; 4can芯片不但价格低而且供应商多。 can缺点是:can总线上最多可挂接110个节点,这不完全能满足整个智能建筑的需要。不过可以通过利用中继器进行扩展,相对其它一些现场总线,can总线技术比较简单,can相关产品的开发费用也远远低于其它现场总线技术产品的开发费用。因此,很早国内就有一些企业推出了基于can总线的楼宇自控的相关产品。如狮岛、索龙集团开发出了$2000楼宇自控系统。 (4)eib eib是欧洲安装总线(europeaninstallationbus)的缩写。它在1990年被提出,经过十多年的发展,成为欧洲最有影响的建筑智能化现场总线标准,在欧洲得到了进300家厂商的支持。1999年eib被引进中国的智能化建筑领域,并在上海同济大学建立了eib认证技术培训中心。在短短的几年里,国内的会展中心、博物馆、办公大楼、别墅等场所的灯光、窗帘、空调等控制和安防系统方面获得了广泛应用,如厦门国际会展中心、大连国贸中心、浙江人民大会堂等。国内的eib项目基本上被abb公司和simens公司所垄断。 3以太网开始进入楼宇自控领域 以太网发展至今已有20年历程,作为局域网组网的主要技术,以其简单、价廉、高带宽、维护方便以及不断发展等优点一直在局域网领域中牢牢占据着统治地位。近年来,以太网技术获得了快速地发展。交换型和全双功以太网的出现,克服了传统以太网的共享公共传输媒体和半双功传输的弱点,实现了站点独占传输媒体并同时收发数据,也减少了网络上的数据碰撞。以太网的标准不断更新和扩展,目前的以太网不仅在物理层(包括拓扑结构、传输速率、传输媒体),并且在数据链路层与原来的传统以太网标准有了很大的进步,以太网标准系列已扩展成20余个。现在已太网不但由局域网向着接入网和城域网领域发展,同时开始进入工业控制和楼宇自控领域。新的ieee802.3af标准开始对以太网供电作出了规定,它消除了以太网技术进入现场控制领域的一个严重障碍。目前,3com、华为、dlink等公司开始提供符合ieee802.3af标准的交换机产品。另外,一些现场总线的协会或组织也开始提出基于其现场总线的开放式以太网标准,即工业以太网标准,如odva(开放devicenet供货商协会)和ci(contolnet国际组织)的ethernet/ip标准、ff(现场总线基金会)的hse(hig}lspeedethemet,高速以太网)、profibus国际组织的profinet。支持这些工业以太网标准的交换机、网卡等产品也开始出现,如moxa公司的eds-508系列工业以太网交换机(支持ethernet/ip)、北京航天华辉自动化技术有限公司的anybus-sio/100m(支持ethemet/ip和modbus/tcp)等。美国vdc(venturedevelopmentcorp.)调查报告指出,ethemet在工业控制领域中的应用将越来越广泛,市场占有率将从2000年的ll%增加到2005年的23%。 伴随着以太网技术在工业控制领域的成功应用,以太网技术也必将越来越多地渗透到楼宇自控领域。目前,以太网多用于基于现场总线的楼宇自控网络集成到智能建筑中的信息网(如图l所示),在一些新开发的楼宇自控系统中,以太网直接进入了控制层,如北京楼宇自动化中心开发的基于以太网的enc-2001ip智能建筑测控系统。enc-200lip控制系统的结构如图2所示。一般的空调、照明等系统通过enc参量控制模块集成到以太网上;带有rs232或rs485接口的系统通过网关转换模块集成到以太网上;ip电话以及ip摄像机直接连接到以太网上。 在楼宇自控网络中采用基于现场总线的fcs的优点是: ①可靠性、实时性好。现场总线为工业控制设计 图1楼宇自控网络集成到信息网的,有屏蔽、接地与防爆等措施,同时其实时性也比采用csma/cd的以太网的时实性好; ②用户的投资成本低。现在,开放的现场总线技术已经比较成熟,有很多公司提供的相关产品可供选择。其缺点是:实现现场总线无缝接人以太网复杂,当多种现场总线共存在一个系统中时,集成起来更复杂,系统的扩展性差。 在楼宇自控网络中采用以太网的优点是:实现了从管理层(信息网)到现场设备控制层(控制网)的“一网到底”,即实现人们期望的通信协议的兼容和统一;这样系统扩展起来也比较方便;与智能建筑中其它系统(信息网通信自动化系统和办公自动化系统)集成起来更加容易。其缺点是:首先,目前开发基于以太网的控制系统产品的难度较大,开发费用和成本相对还是较高,用户可以选择的厂商也很有限,垄断利润较高,研发成本还没有被消化,这些都导致产品价格过高。其次,以太网的实时性、可靠性等方面还有待进一步完善。 4结束语 就目前而言,不管是应用在楼宇自控网络中的基于现场总线的fcs还是以太网,都有其优点和缺点。随着时间的推移和技术的进步,它们也必将会被进一步完善。据统计,我国目前有从事楼宇自动化业务的企业3000家以上,产品供应商约3000家。另外,随着我国绍济的快速发展和人们生活水平的不断提高,建筑和社区的数字化建设正在兴起,fcs和以太网都必将在楼宇自控领域中获得更广泛的应用,在今后相当长的时间内,两者在竞争的同时也将继续并存。 自动化技术论文:机械自动化技术论文 论文关键词:机械自动化;现状;发展 论文摘要:本文对机械自动化的产生及在我国的现状做了概述,在此基础上探索了我国机械自动化的发展之路。 引言 机械自动化,主要指在机械制造业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动生产过程,加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展,是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准,不仅影响整个机械制造业的发展,而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。 一、机械自动化的产生 机械自动化技术从上个世纪20年代首先在机械制造冷加工大批量生产过程中开始发展应用,上世纪60年代后为适应市场的需求和变化,为增强机械制造业对市场灵活快速反应的能力,开始建立可变性自动化生产系统,即围绕计算机技术的柔性自动化。它是在制造系统不变或变化较小的情况下,机器设备或生产管理过程通过自动检测、信息处理、分析判断自动地实现预期的操作或某种过程,并能够自动地从制造一种零件转换到制造另一种不同的零件。社会实践证明,这种定义下的制造系统自动化与当代大多数企业的实际不相容。目前,世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外,大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外,需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。 二、我国机械自动化的现状 机械自动化技术从上个世纪20年代开始发展应用以来,已经得到了迅速的发展,特别是近年来计算机的高度集成化,开始采用了计算机集成制造系统,大大加快了机械自动化的发展,但我国仍处于初级操作阶段的自动化。目前,世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外,大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外,我国的产业结构层次低。我国机械制造业目前有11.4万个企业,发展很不平衡,有大量落后于现代水准的产业,大部分企业还比较落后,手工劳动占有相当的比重,我国能独立开发现代机械自动化技术的企业可以说没有;我国机械制造业企业中自动化装备少、水准低,不仅在数量上同世界先进国家有较大差距,而且在品种上、质量上、使用上,同世界先进水准也存在阶段性差距。实现我国机械自动化技术是一个长期的过程,不可能一蹴而就。需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。当前,我国还处在社会主义初级阶段,经济、财力、生产力水准、国民素质等,与世界主要国家的差距是很大的;我国有丰富的劳动力资源,每年城镇新增就业人口达两千多万,且今后每年的就业人数还会增加。机械自动化最大限度地提高劳动生产率,劳动力的过剩和分工的转移就是一个现实问题。 三、我国机械自动化发展之路探索 (一)结合生产实际发展机械自动化技术 先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术,应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产,才能收到良好的技术经济效益和社会经济效益。我国发展机械自动化技术,应结合实际,注重实用,即对国民经济产生实际效益。那种盲目搞自动化、搞自动线的做法,全年生产任务只需1~2个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正,对国民经济不产生显著促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益,而不单纯是速度。国产造型生产线因产品质量差、可靠性低、实用性差,开工率一般仅在50%~60%。而能在生产中长期服役的主力生产线很少,像第一汽车制造厂的01线、第二汽车制造厂的BMD线等具有全年开工业绩的线更是凤毛麟角。这种现象不属偶然或局部,而是带有普遍性。据调查,我国引进的弧焊机器人,完全正常运转、充分发挥效益的只占1/3;另外1/3处于负荷不满或不能完全正常运转状态;还有1/3不能正常使用,直接影响了用户使用更多机器人的信心。(二)发展投资少、见效快的低成本自动化技术 发展低成本自动化技术,潜力大,前景广,投资省,见效快,提高自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果,适合我国现阶段的发展需要和国情。美国麻省理工学院提出的精节生产LP模式,就是以最小的投入,取得最大的产出的具体表现。日本丰田公司采用适时生产JIT、全面质量管理TQC和成组技术GT、弹性作业人数和尊重人性为支柱的精节生产方式,使自动化程度不高的工厂取得了良好的效益。芬兰NOKOAData机工厂的组装车间内拥有一条能制造286、386和486微机的灵活生产线,它并不完全由自动化设备组成,中间穿插着借助计算机指导的人工参与,将高新技术与原有工艺基础巧妙灵活地结合在一起,从而使这种生产线的造价较低,同时却具有柔性制造系统的性能。实际上精节生产本身就意味着从国情和企业实际情况出发,借鉴国外发展机械制造业低成本自动化技术的经验是有益的。我国机械制造业各企业有大量的通用设备,在发展现代机械自动化技术时,若以原有的设备为主,合理调整机床布局,添加少量的数控设备,引入CAD/CAM技术,就能充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性,共同构成一个以人为中心、以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统,为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。 (三)注重配套发展机械自动化技术 现代自动化技术在机械制造中的应用就是在控制理论的指导下,对生产的物流和人的作用进行综合的研究,涉及到机械技术、微电子技术、自动控制理论和计算机技术等。发展机械自动化技术,必须主要地关注电子学、电子计算机技术、零件检测和机床装料自动化,广泛采用程序数控机床,以及研制高效的和可靠的自动化生产线、计算机应用于生产的信息系统和自动化控制系统等。发展应用机械自动化技术,要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作,既要发展主机,也要配套发展自动化元件及控制系统。可编程控制器、微处理机、各种传感器、新型刀具、控制系统及系统软件、电子计算机等,这些都将是今后机械自动化的主要技术基础。 自动化技术论文:机械自动化技术研究论文 论文关键词:机械自动化;现状;发展 论文摘要:本文对机械自动化的产生及在我国的现状做了概述,在此基础上探索了我国机械自动化的发展之路。 引言 机械自动化,主要指在机械制造业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动生产过程,加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展,是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准,不仅影响整个机械制造业的发展,而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。 一、机械自动化的产生 机械自动化技术从上个世纪20年代首先在机械制造冷加工大批量生产过程中开始发展应用,上世纪60年代后为适应市场的需求和变化,为增强机械制造业对市场灵活快速反应的能力,开始建立可变性自动化生产系统,即围绕计算机技术的柔性自动化。它是在制造系统不变或变化较小的情况下,机器设备或生产管理过程通过自动检测、信息处理、分析判断自动地实现预期的操作或某种过程,并能够自动地从制造一种零件转换到制造另一种不同的零件。社会实践证明,这种定义下的制造系统自动化与当代大多数企业的实际不相容。目前,世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外,大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外,需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。 二、我国机械自动化的现状 机械自动化技术从上个世纪20年代开始发展应用以来,已经得到了迅速的发展,特别是近年来计算机的高度集成化,开始采用了计算机集成制造系统,大大加快了机械自动化的发展,但我国仍处于初级操作阶段的自动化。目前,世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外,大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外,我国的产业结构层次低。我国机械制造业目前有11.4万个企业,发展很不平衡,有大量落后于现代水准的产业,大部分企业还比较落后,手工劳动占有相当的比重,我国能独立开发现代机械自动化技术的企业可以说没有;我国机械制造业企业中自动化装备少、水准低,不仅在数量上同世界先进国家有较大差距,而且在品种上、质量上、使用上,同世界先进水准也存在阶段性差距。实现我国机械自动化技术是一个长期的过程,不可能一蹴而就。需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。当前,我国还处在社会主义初级阶段,经济、财力、生产力水准、国民素质等,与世界主要国家的差距是很大的;我国有丰富的劳动力资源,每年城镇新增就业人口达两千多万,且今后每年的就业人数还会增加。机械自动化最大限度地提高劳动生产率,劳动力的过剩和分工的转移就是一个现实问题。 三、我国机械自动化发展之路探索 (一)结合生产实际发展机械自动化技术 先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术,应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产,才能收到良好的技术经济效益和社会经济效益。我国发展机械自动化技术,应结合实际,注重实用,即对国民经济产生实际效益。那种盲目搞自动化、搞自动线的做法,全年生产任务只需1~2个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正,对国民经济不产生显著促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益,而不单纯是速度。国产造型生产线因产品质量差、可靠性低、实用性差,开工率一般仅在50%~60%。而能在生产中长期服役的主力生产线很少,像第一汽车制造厂的01线、第二汽车制造厂的BMD线等具有全年开工业绩的线更是凤毛麟角。这种现象不属偶然或局部,而是带有普遍性。据调查,我国引进的弧焊机器人,完全正常运转、充分发挥效益的只占1/3;另外1/3处于负荷不满或不能完全正常运转状态;还有1/3不能正常使用,直接影响了用户使用更多机器人的信心。(二)发展投资少、见效快的低成本自动化技术 发展低成本自动化技术,潜力大,前景广,投资省,见效快,提高自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果,适合我国现阶段的发展需要和国情。美国麻省理工学院提出的精节生产LP模式,就是以最小的投入,取得最大的产出的具体表现。日本丰田公司采用适时生产JIT、全面质量管理TQC和成组技术GT、弹性作业人数和尊重人性为支柱的精节生产方式,使自动化程度不高的工厂取得了良好的效益。芬兰NOKOAData机工厂的组装车间内拥有一条能制造286、386和486微机的灵活生产线,它并不完全由自动化设备组成,中间穿插着借助计算机指导的人工参与,将高新技术与原有工艺基础巧妙灵活地结合在一起,从而使这种生产线的造价较低,同时却具有柔性制造系统的性能。实际上精节生产本身就意味着从国情和企业实际情况出发,借鉴国外发展机械制造业低成本自动化技术的经验是有益的。我国机械制造业各企业有大量的通用设备,在发展现代机械自动化技术时,若以原有的设备为主,合理调整机床布局,添加少量的数控设备,引入CAD/CAM技术,就能充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性,共同构成一个以人为中心、以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统,为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。 (三)注重配套发展机械自动化技术 现代自动化技术在机械制造中的应用就是在控制理论的指导下,对生产的物流和人的作用进行综合的研究,涉及到机械技术、微电子技术、自动控制理论和计算机技术等。发展机械自动化技术,必须主要地关注电子学、电子计算机技术、零件检测和机床装料自动化,广泛采用程序数控机床,以及研制高效的和可靠的自动化生产线、计算机应用于生产的信息系统和自动化控制系统等。发展应用机械自动化技术,要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作,既要发展主机,也要配套发展自动化元件及控制系统。可编程控制器、微处理机、各种传感器、新型刀具、控制系统及系统软件、电子计算机等,这些都将是今后机械自动化的主要技术基础。 自动化技术论文:自动化机床的故障排除技术探究论文 论文关键词:数控机床故障排除分析 论文摘要:数控机床电气系统故障的调查、分析与诊断的过程也就是故障的排除过程,一旦查明了原因,故障也就几乎等于排除了。因此故障分析诊断的方法十分重要。 一、故障的调查与分析 这是排故的第一阶段,是非常关键的阶段,主要应作好下列工作: 1、询问调查在接到机床现场出现故障要求排除的信息时,首先应要求操作者尽量保持现场故障状态,不做任何处理,这样有利于迅速精确地分析故障原因。 2、现场检查到达现场后,首先要验证操作者提供的各种情况的准确性、完整性,从而核实初步判断的准确度。由于操作者的水平,对故障状况描述不清甚至完全不准确的情况不乏其例,因此到现场后仍然不要急于动手处理,重新仔细调查各种情况,以免破坏了现场,使排故增加难度。 3、故障分析根据已知的故障状况按上节所述故障分类办法分析故障类型,从而确定排故原则。由于大多数故障是有指示的,所以一般情况下,对照机床配套的数控系统诊断手册和使用说明书,可以列出产生该故障的多种可能的原因。 4、确定原因对多种可能的原因进行排查从中找出本次故障的真正原因,这时对维修人员是一种对该机床熟悉程度、知识水平、实践经验和分析判断能力的综合考验。 5、排故准备有的故障的排除方法可能很简单,有些故障则往往较复杂,需要做一系列的准备工作,例如工具仪表的准备、局部的拆卸、零部件的修理,元器件的采购甚至排故计划步骤的制定等等。 下面把电气故障的常用诊断方法综列于下。 (1)直观检查法这是故障分析之初必用的方法,就是利用感官的检查。 ①询问向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障表象及故障后果,并且在整个分析判断过程中可能要多次询问。 ②目视总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态(例如各坐标轴位置、主轴状态、刀库、机械手位置等),各电控装置(如数控系统、温控装置、润滑装置等)有无报警指示,局部查看有无保险烧煅,元器件烧焦、开裂、电线电缆脱落,各操作元件位置正确与否等等。 (2)仪器检查法使用常规电工仪表,对各组交、直流电源电压,对相关直流及脉冲信号等进行测量,从中找寻可能的故障。例如用万用表检查各电源情况,及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量,用示波器观察相关的脉动信号的幅值、相位甚至有无,用PLC编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。 (3)信号与报警指示分析法 ①硬件报警指示这是指包括数控系统、伺服系统在内的各电子、电器装置上的各种状态和故障指示灯,结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法。 ②软件报警指示如前所述的系统软件、PLC程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示,依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及故障排除方法。 (4)接口状态检查法现代数控系统多将PLC集成于其中,而CNC与PLC之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的,这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示,有的可以通过简单操作在CRT屏幕上显示,而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。 (5)参数调整法数控系统、PLC及伺服驱动系统都设置许多可修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配,而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的。因此,任何参数的变化(尤其是模拟量参数)甚至丢失都是不允许的;而随机床的长期运行所引起的机械或电气性能的变化会打破最初的匹配状态和最佳化状态。此类故障多指故障分类一节中后一类故障,需要重新调整相关的一个或多个参数方可排除。 (6)备件置换法当故障分析结果集中于某一印制电路板上时,由于电路集成度的不断扩大而要把故障落实于其上某一区域乃至某一元件是十分困难的,为了缩短停机时间,在有相同备件的条件下可以先将备件换上,然后再去检查修复故障板。 鉴于以上条件,在拔出旧板更换新板之前一定要先仔细阅读相关资料,弄懂要求和操作步骤之后再动手,以免造成更大的故障。 (7)交叉换位法当发现故障板或者不能确定是否故障板而又没有备件的情况下,可以将系统中相同或相兼容的两个板互换检查,例如两个坐标的指令板或伺服板的交换从中判断故障板或故障部位。这种交叉换位法应特别注意,不仅硬件接线的正确交换,还要将一系列相应的参数交换,否则不仅达不到目的,反而会产生新的故障造成思维的混乱,一定要事先考虑周全,设计好软、硬件交换方案,准确无误再行交换检查。 (8)特殊处理法当今的数控系统已进入PC基、开放化的发展阶段,其中软件含量越来越丰富,有系统软件、机床制造者软件、甚至还有使用者自己的软件,由于软件逻辑的设计中不可避免的一些问题,会使得有些故障状态无从分析,例如死机现象。对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理,比如整机断电,稍作停顿后再开机,有时则可能将故障消除。维修人员可以在自己的长期实践中摸索其规律或者其他有效的方法。 二、电气维修与故障的排除 电气故障的分析过程也就是故障的排除过程,因此电气故障的一些常用排除方法在上一节的分析方法中已综合介绍过了,本节则列举几个常见电气故障做一简要介绍,供维修者参考。 1、电源电源是维修系统乃至整个机床正常工作的能量来源,它的失效或者故障轻者会丢失数据、造成停机。重者会毁坏系统局部甚至全部。西方国家由于电力充足,电网质量高,因此其电气系统的电源设计考虑较少,这对于我国有较大波动和高次谐波的电力供电网来说就略显不足,再加上某些人为的因素,难免出现由电源而引起的故障。 2、数控系统位置环故障 ①位置环报警。可能是位置测量回路开路;测量元件损坏;位置控制建立的接口信号不存在等。 ②坐标轴在没有指令的情况下产生运动。可能是漂移过大;位置环或速度环接成正反馈;反馈接线开路;测量元件损坏。 3、机床坐标找不到零点。可能是零方向在远离零点;编码器损坏或接线开路;光栅零点标记移位;回零减速开关失灵。 4、机床动态特性变差,工件加工质量下降,甚至在一定速度下机床发生振动。这其中有很大一种可能是机械传动系统间隙过大甚至磨损严重或者导轨润滑不充分甚至磨损造成的;对于电气控制系统来说则可能是速度环、位置环和相关参数已不在最佳匹配状态,应在机械故障基本排除后重新进行最佳化调整。 5、偶发性停机故障。这里有两种可能的情况:一种情况是如前所述的相关软件设计中的问题造成在某些特定的操作与功能运行组合下的停机故障,一般情况下机床断电后重新通电便会消失;另一种情况是由环境条件引起的,如强力干扰(电网或周边设备)、温度过高、湿度过大等。这种环境因素往往被人们所忽视,例如南方地区将机床置于普通厂房甚至靠近敞开的大门附近,电柜长时间开门运行,附近有大量产生粉尘、金属屑或水雾的设备等等。这些因素不仅会造成故障,严重的还会损坏系统与机床,务必注意改善。 自动化技术论文:配电网自动化故障区段定位技术分析论文 一、当前配电自动化系统中故障区段定位的主要模式 在配电自动化系统中,故障区段定位是优秀内容。其主要作用是:当线路发生故障时,在最短时间内自动判断并切除故障所在的区段,恢复对非故障区段的供电,从而尽量减少故障影响的停电范围和停电时间。选择科学合理的故障区段定位模式,大大提高配电自动化系统的性能价格比及对供电可靠性的改善程度。当前的配电自动化故障区段定位手段主要是有信道模式、无信道模式以及两者相结合的混合模式三种。 (一)有信道的故障区段定位模式 有信道的故障区段定位模式是指在故障发生后,依靠各分段开关处具有通信功能的柱上开关控制器FTU(FeederTerminalUnit,馈线终端单元)之间或FTU同配电主/子站之间通过通信设备交换故障信息,判断故障区段位置。这种模式包括基于主/子站监控的集中(远方)判断方式和基于馈线差动保护原理的分散(就地)判断模式。基于主/子站的集中判断方式是以配电自动化监控主站/子站为优秀,依靠通信实现整个监控区域内的数据采集与控制。基于馈线差动保护原理的分散判断方式是当故障发生时,各保护开关上的FTU利用高速通信网络同相邻开关上的FTU交换是否过流的信息,从而实现故障的自动判断与隔离。 (二)无信道的故障区段定位模式 无信道的故障区段定位模式是通过线路始端的重合器同线路上的分段开关的配合,就地自主完成故障定位和隔离功能,它包括重合器同过流脉冲计数型分段开关配合、重合器同电压时间型分段开关配合以及重合器间配合等实现方式。重合器同过流脉冲计数型分段开关配合的方式:过流脉冲计数型分段器不能开断短路电流,但能够在一定时间内记忆重合器备开断故障电流动作次数。重合器同电压时间型分段开关配合的方式:故障时线路出口处的重合器跳闸,随后沿线分段器因失压分闸,经延时后重合器第一次重合,沿线分段器依次顺序自动加压合闸,当合闸到故障点所在区段时,引起重合器和分段器第二轮跳闸,并将与故障区段相连的分段器闭锁在分闸位置,再经延时后重合器及其余分段器第二次重合就可以恢复健全区段供电的目的。重合器配合的方式:重合器方式延续了配电网电流保护的原理,自线路末端至线路始端逐级增加启动电流和延时的整定值,实现逐级保护的功能。 (三)有信道集中控制与无信道就地控制相结合的混合模式 有信道集中控制与无信道就地控制相结合的混合模式是结合前面两种模式的特点,对于以环网为主的城市配电网,当系统通信正常时,以集中判断方式为主,当通信异常时,可以在配电终端就地控制;对于农电县级配电网,一次网络既有环网供电,更多的是辐射型供电方式,因此放射形网络的故障定位选用无信道的就地判断方式,环路网络采用集中判断方式。 二、目前配电自动化中故障区段定位手段的特征比较 基于有信道故障区段定位模式的配电自动化系统由于采用先进的计算机技术和通信技术,正常情况下可以实时监控馈线运行情况,实现遥信、遥测、遥控功能及平衡负荷;故障情况下可以综合全局信息,快速完成故障的志别、隔离、负荷转移和网络重构,避免了出线开关多次重合对系统的影响,适用于配电网络结构复杂、负荷密集地区的配电管理系统。但它的缺点是故障的判断和隔离完全依赖通信手段,对通信速率和可靠性要求高,需投入资金较多;通信设备或主站任何一个环节出现问题都有可能导致故障紧急处理的全面瘫痪。 无信道的故障区段定位模式将故障处理下放到设备层自动完成,根本上消除了通信设备可靠性环节对定位功能的影响,具有原理简单,功能独立,封装性好的特点,并且投资比有信道的方式少。重合器同分段开关配合方式的缺陷在于判断故障所需的重合闸次数较多,故障产生的位置距离电源越远,重合闸次数和故障判断时间很长,难以达到馈线保护功能对故障处理快速性的要求;重合器配合的方式通过各开关动作参数整定配合判断并切除故障,无需出线重合器的多次重合闸,但由于配电网存在线路短,故障电流差别不大的特点,容易引起故障时的越级跳闸;并且越靠近出线侧的重合器故障后延时分闸时间很长,不符合故障处理快速性的要求。 有信道和无信道混合模式结合了两者的优点,可以根据地区配电网的时间情况进行有效组合;但它的缺点是存在着控制实现困难、结构复杂的问题,并且不经济。配电自动化系统中,无信道的故障区段定位模式由于减少了通信环节,在故障处理的可靠性和经济性方面都要优于有信道的模式;但故障区段定位过程需要多次投切开关的缺点限制了它进一步提高供电可靠性的能力。 三、基于暂态保护的配电网故障区段定位方法研究进展 目前配电自动化系统所采用的故障区段定位方法延续了电力系统继电保护中电流保护的优秀理念,其构成原理建立在检测故障前后工频或接近工频的稳态电压、电流、功率方向、阻抗等电气量的基础上,此领域的研究工作也是围绕着如何提高这种原理的性能展开的。实际上,由于输电线路具有分布参数的特性,当电网发生短路故障时,线路在故障的初始时刻一般都伴随着大量的暂态信号,故障后的初始电弧以及在电弧最终熄灭前的反复短暂熄灭和重燃会在线路上产生较宽频带的高频暂态信号;行波由色散产生的频率较集中的高频信号发生偏移和频率分散,会产生频带较宽的高频信号。这些在故障过程中产生的暂态高频电流电压信号含有比工频信号更丰富的故障信息,如故障发生的时刻、地点、方向、类型、程度等。但由于故障暂态信号具有频带宽,信号幅度较工频微弱,且持续时间短的特点,受信号提取和分析手段的限制,在传统的保护方法里被当做高频噪声滤除掉。但是,随着信号提取及分析技术的快速发展,基于暂态保护原理的故障处理技术越来越受到人们的重视。 自动化技术论文:机械自动化技术应用策略论文 摘要:随着社会的不断发展,制造技术是发展制造业的关键技术,是创造财富和为科学技术发展提供现金手段的基础。本文分析我国先进制造技术及其自动化的现状,并阐述我国先进机械自动化的发展趋势。 关键词:机械自动化技术现状应用与发展 一、引言 机械自动化,主要指在机械制造业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动生产过程,加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展,是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准,不仅影响整个机械制造业的发展,而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。如何发展我国的机械自动化技术,应实事求是,一切从我国的具体国情出发,做好各项基础工作,走中国的机械自动化技术发展之路。 二、机械自动化在我国的特点及作用 机械自动化的特点很多:第一,机械自动化是面向21世纪的技术,是具有明确的范畴的新的技术领域;第二,机械自动化技术是面向工业应用的技术,可以提高制造业的综合经济效益和社会效益;第三,机械自动化技术是面向全球竞争的技术,同时是驾驭生产过程的系统工程,是市场竞争优秀时间、质量和成本三要素的统一。 在工业生产中,机械自动化的作用很大:第一,机械自动化的应用,可以提高生产过程的安全性;第二,机械自动化可以提高生产效率;第三,机械自动化可以提高产品的质量;第四,机械自动化可以减少,生产过程的原材料和能源损耗。 很多方面机械自动化的特点与作用相辅相成,在工业中起到很大的作用,并且我国处于机械自动化的初期,需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。 三、我国机械自动化的现状 机械自动化技术从上世纪20年代开始发展应用以来,在各行各业都得到了迅速发展和广泛的应用,特别是近年来计算机的高度集成化,开始采用计算机集成制造系统,大大加快了机械自动化的发展,但我国让处于初级操作阶段的自动化。 近年来,我国的制造业不断采用先进制造技术,但与工业发达国家相比,仍然存在一个阶段性的整体上的差距。 1.管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理,重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出了准时生产(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业拒不采用了计算机辅助管理,多数小型企业仍处于经验管理阶段。 2.设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则,采用新的设计方法,广泛采用计算机辅助设计技术(CAD),大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD技术的比例比较低。 3.制造工艺方面。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米、纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高,尚在开发、掌握之中。 4.自动化技术方面。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS),实现了柔性自动化、只是智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段,柔性制造单元和系统仅在少数企业可见。 四、我国机械自动化的发展之路 1.结合中国生产实际进行发展机械自动化技术。先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术,应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。我国发展机械自动化技术,应结合实际,注重实用,即对国民经济产生实际效益。所以我国应结合具体生产实际,逐步实现我国机械自动化发展的全球化,一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈,例如在机械制造业中,国内外已有不少企业,甚至是知名度很高的企业,在这种无情的竞争汇总纷纷落败,有的倒闭,有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业,不得不扩展新的市场;另一方面,网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展,这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用,已成为全球化制造业发展的动力,全球化制造的第一个技术基础是网络化,网络通讯技术是制造的全球化得以实现。 2.发展投资少、见效快的低成本自动化技术。发展低成本自动化技术,潜力大,前景广,投资省,见效快,提高自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果,适合我国现阶段的而发展需要和国情。这需要我国机械自动化技术向网络化和虚拟化方向发展。网络通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品小勺都可以异地或跨越国界进行。此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的额交流、加强产品开发的合作何经营管理的学习,优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标,进行生产过程计划、组织管理、车间跳读、供应链及物流设计的建模和仿真,推动企业向着既竞争又合作的方向发展。 3.我国在发展机械自动化的同时还应结合我国的具体国情进行分析。在发展机械自动化的同时注意到发展的环境,实现发展机械自动化的绿色化。绿色制造通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿的设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产绿色产品,产品使用网以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制作哦啊能最大限度地减少制造对环境的负面影响,同时是原材料和能源的利用率达到最高。 综上所述,我国要搞好机械自动化,不但要起点高,瞄准世界先进水准,而且必须包括各种灵活的提成本、见效快的技术,坚持提高与普及相结合的方针,同时从我国具体的基本国情出发,使我国的机械自动化技术发挥应有的才能健康地走上高速度、高质量和高效益之路。
通信技术毕业论文:通信技术在企业中的革新 面对国际金融危机,面对全球蔓延的甲型H1N1流感,企业如何在实现成本控制目标的同时,继续保持业务的连续性呢?最新的通信技术正是解决之道。 在充满挑战的经济环境下,每家公司都希望节省运营成本,利用手中掌握的资源实现更多效益,这一点人尽皆知。由于IT方面的预算总是会受到详细的盘查,企业正在设法将资本支出向运营费用转移,以实现相同的业务目标。如今,跨国公司(MNCs)首席信息官(CIO)面临着更加严峻的挑战。他们需要具有成本效益的IT解决方案,且该方案须能以同一方式无缝部署于多个地点。 跨国公司正在尝试迎接这些挑战,而首席信息官同时要对现有资源的管理方式进行重新评估。这些行动最终很可能会让他们的采购策略朝着灵活多变的轻资本运作策略转变,例如采用效能计算及IT管理服务。与此同时,随着公司对有效开展业务愈加重视,有能力提高生产率和加速业务流程的通信技术有可能再次成为关注重点,诸如统一通信和视频会议等技术。 多种形式的效能计算 在这些技术解决方案中,最引人注目的或许就是效能计算。现今,将运算资源远程分配给个人和组织成为大势所趋,而采用效能计算即为这趋势的一大表现。简而言之,效能计算背后的理念在于向企业提供网络所需的IT资源,而企业只需为他们所需的资源付费。 效能计算可采取多种形式。诸如AT T这样的电信公司会通过互联网数据中心提供企业级增值及管理服务,让跨国公司能够视自身需求灵活扩大或缩减其运算、存储及网络托管能力。此类服务还包括网络管理、通信环境管理、安全管理以及应用加速。 多数企业都拥有季节性商业周期。他们对运算资源的需求会上下起伏或者无从预知。效能计算可以按需向公司提供计量的IT资源,从而为公司节省开支,避免对IT基础设施投入大量资金,并能利用现有的基础设施实现更乐观的投资回报。事实证明,这些按需服务是十分有效的,例如网上零售商筹备节日促销活动,雇主对员工福利进行年度公开登记以及游戏出版商运营在线游戏等经营活动都可以有效利用这些服务。 虚拟化技术成为催化剂 很显然,效能计算并不是一个新概念,但对于跨国公司而言,在该领域开展创新是随着存储和服务虚拟化技术的迅速发展才得以实现的。对于多数业务遍及全球的跨国公司而言,多个数据中心的建设管理工作可能是IT环境中最复杂、耗费资源最多、成本最昂贵的组成部分。虚拟化技术成为了充分利用这些资产的关键因素。此类技术可以提高现有计算及存储资源的利用率,并能让跨国公司无缝接入网络上的替代性资源,例如效能计算服务。运用虚拟化技术最终可以形成一个可用性和可扩展性更高的IT环境。 不久以后,我们将进入一个可信赖实时虚拟化时代。这个环节的虚拟化将可以帮助用户解决更多的难题。虚拟化以灵活的方式改进硬件和软件计划,为操作系统和应用软件提供底层硬件的最优配置。虚拟化能实现竞争性操作系统环境与单一的硬件芯片共存。虚拟化还能提供多种操作系统的组合方式,利用具有多核能力的最新代码能在可使用优秀范围内的虚拟机上运行或者共享使用。因此原有的代码在新的开放式环境下按部就班地稳定运行。这为系统设计者提供了非并行的能力来实现创新,无需增加额外的费用就能重新利用现有的知识产权。 这种类型的虚拟化的另一个用途是能加强服务质量。在同样的硬件设备上实现关键任务服务与非关键功能的安全隔离。在手持设备的案例中,虚拟化最大的优势在于能保障无线网络上的语音呼叫软件不会遭遇设备上的不兼容。让两部并排的虚拟机与语音呼叫软件(虚拟机管理器应该将这个软件与其他的设备软件相隔离)同时运行是最好的做法。GPOS的重新导入不会导致服务的中断或者影响语音会话的质量,即使当系统重新联机时,语音会话也不会受到干扰。 区分设备软件的想法确实非常有新意。互用性和灵活性作为产品面对的两大重要压力,随着实时虚拟化的推广也将日渐凸显。举例来说,将互联设备与手持设备相连接作为静态访问点,比如WiMax和Femto电话,不同的网络堆栈目前能托管在独立的虚拟机上,为设备提供与外界网络连通的多样化选择。 统一通信将更加普及 目前的经济环境已迫使许多企业缩减了差旅预算,因此,一些能够促进远程协作、提高员工生产效率的技术日益得到重视。因为这些技术能够帮助跨国企业更加充分地利用企业的人力资源。统一通信在建立无缝协作平台方面具有巨大潜力,因而显得尤为突出。 统一通信旨在将各种形式的通信加以整合,而通信向网络的迁移将对统一通信起到支持作用。随着基于互联网的电话及视频会议的日益普及和网络协作工具的不断发展,开发公用平台的时机已经显现。在该平台上,诸如电子邮件等基于语音、视频和文字的通信工具可以共存,从而创造独一无二的用户体验。 通过对不同的通信媒介加以整合,企业可以减少通信中断,加强员工之间的协作,从而提高生产力。此外,统一通信解决方案可以与企业资源规划(ERP)、客户关系管理(CRM)一类的业务应用进行整合,从而大大便利了员工获取业务数据(尤其是在办公室以外)。这最终将提高运营效率和客户服务质量。据调查公司Gartner称,当统一通信的环境更加普及时,与一般公司合作的通信供应商数量至少将减少50%。 在提供给跨国公司的通信工具中,诸如思科网真解决方案一类的高清视频会议技术将在缩减劳动力及差旅预算的情况下发挥更大的作用。如今,视频流媒体技术得以改进完善,高清视频显示板价格下跌,宽带连接日益普及,在这些因素的共同推动之下,生动逼真的视频会议体验已经走进了企业之中。而这一飞跃不仅能为企业缩减差旅开支、降低碳足迹,而且能够提高业务的可持续性。 除了优化虚拟会议体验之外,高清视频会议精细的画面同样为其应用于各类行业的关键领域开辟了道路。例如,一家在中国运营的服装制造商可利用高清视频会议向身处美国的客户细致入微地展现其工艺水平,也可以与身在异国的设计团队进行远程实时协作,共同完成某一产品的设计工作。在医疗领域,运用高清视频会议可让医疗专家对病人进行可视化诊断,或在手术直播期间远程提供咨询意见,从而使治疗工作更富成效。 在教育部门,视频会议系统中高精度的真人大小图像有助于实现更高效的远程教学。视频会议能让各类企业更加高效地开展工作,以上列举的只是少数几种应用。Frost Sullivan的研究数据表明,全球的视频会议系统和服务市场有可能从2007年的16.3亿美元扩大到2012年的42亿美元。 可以说,目前的经济形势让企业更加需要采取一种灵活多变、具备成本效益的信息通信模式,以便转变业务流程、提高工作效率。企业对IT管理服务和先进通信解决方案的需求与日俱增,这一事实印证了各类公司都在对这一挑战作出回应。同时,IT管理服务提供商面临的挑战是针对各类垂直产业的需求开发相应的解决方案,同时能够为不同企业量身定制解决方案,从而与其业务流程紧密结合。 在今后几年内,企业信息通信领域将取得长足的进步,IT管理服务提供商正在不懈创新,打造增值服务,从而提高应用性能、改善IT治理并创造商业价值。与此同时,我们希望IT管理服务提供商能提升价值链,通过完善的管理服务成为企业长期信赖的IT合作伙伴。 通信技术毕业论文:移动通信技术革新创未来四大利润市场 “手机顶端有个小摄像头,当你使用手机的时候,这个小摄像头会摄下前面的路况,显示在手机一角。这样,你就可以边走路边玩手机,不用抬头看路,也不用担心撞到前方的东西。”英国电信未来学家Ian Neild一上来就向记者描述了手机的这一应用。Ian Neild认为,PC时代过后将是移动通信的时代,网络的普及化、移动化、宽带化将产生众多规模很庞大的市场。他看好其中的四大利润市场。 移动信息服务 当用户到达一个陌生地方,怎么找个饭馆吃饭?现在的手机服务就能为用户解决这个问题。Ian Neild说:“用户可以通过手机随时随地获得需要的信息,比如餐厅的位置、餐后该不该付小费以及当地习惯等。” 在网上查找某一餐馆的地理位置,包括一些更详细的信息已经是我们日常惯用的做法了。“过去,我们主要是在自家的台式电脑上找寻这些信息,但现在,我们可以更方便地通过手机获取这样的信息。”Ian Neild表示。 不可否认,网络信息服务应用已经非常广泛,这从地图搜索服务、旅游网站、机票网站等如火如荼的发展就可见一斑。而移动网络更提高了这些应用的便捷性,让移动信息服务具有巨大的实用价值,成为快速成长的市场之一。 图像视频处理技术 之前,我们要上网,一般需要通过台式机那种大屏幕来浏览网页上的图片、视频内容。但随着移动网络的普及,手机、上网本、电子书等一系列移动设备不断出现在人们日常生活中。这种变化为我们带来了一个巨大的市场。“现在,显示器可能是一个小屏幕,也可能是一个大屏幕。图像要适应各种显示器。”Ian Neild表示,“这就需要图像处理技术不断改进和升级,使图片能够更好地适应不同的显示器,而不失真。” 对视频来说也是一样的。随着网络宽带化步伐的加快,视频将会越来越多地出现在我们身边。“现在有些广告商采用一些新的形式来播放广告,比如在一个视频中嵌套另一个视频。诸如此类的应用对视频技术提出了新要求。”Ian Neild说。 创新性交流平台 网络已经从一个纯粹获取信息的渠道变为信息交流互动的渠道。而随着信息的膨胀、技术的提升,网络上的交流平台也在不断地发生着变化。 “在真实的世界里,物以类聚,人以群分。网络虚拟世界亦如此。”Ian Neild说,“比如,我是一个爱好游戏的人。那么肯定有一些拥有相似兴趣的人。我们就很可能形成一种‘部落’。”这种“部落”不断涌现,对交流平台也提出了新的要求――让网民迅速找到属于自己的“部落”,并在信息潮流中更有效地交流。Twitter 就是在这一轮革新中的成功者。 “目前,Twitter是很流行的的交流平台。”如今不仅是个人,连企业都在使用它。Ian Neild透露,英国电信就在使用Twitter快速地获得消费者的反馈信息,了解人们对产品的看法。“实际上,许多国家的政府部门也用这个方式来跟他们的人民交流。”Ian Neild补充道。在他看来,Twitter必将大放异彩。而随着移动互联网的普及,谁能建立适应新需求的交流平台,谁就能获得很大的市场。 医疗信息化 如今,社会正在逐渐步入老年化。而移动设备的多样化和网络的宽带化正在给老年人的医疗带来便利。 Ian Neild向记者描述起了过去工作人员需要走近被众多线路连接着的巨大机器去工作的情景。“那时是人走近电脑,而现在是电脑或是其他的电子设备走进我们的生活中,甚至是我们的身体中,来照顾我们。”Ian Neild说。未来,这些在外部或是嵌入体内的设备必将通过无线网络,将心律等关键信息随时随地传给患者的私人医生。Ian Neild说,现在的学术界、产业界正在寻找人机接口,“而怎样对老年人提供医疗保健是一个巨大的待解决的问题,也必然将产生一个巨大的市场”。 通信技术毕业论文:视频通信技术进化呈现五大趋势 统一通信(UC)平台的多元化发展,移动互联网时代的来临,通信终端产品的变革,悄然改变着企业的通信方式。在RADVISION今年的渠道大会上,这家视频通信领域的专业厂商指出,视频通信技术也在伴随这些变化快速演进,并且呈现出五大趋势。 融入统一通信 统一通信的目标,是将企业中的各类通信平台无缝连接在一起,形成一个易用且能够相互协作的通信系统。近年来,虽然视频通信系统在企业级市场得到了广泛的应用,但在统一通信市场,大多视频通信产品却因为难以与主流的UC平台无缝整合,而一直徘徊在统一通信系统的边缘地带。在RADVISION产品总监 Vincent Chavy看来,这种状况严重阻碍了视频通信厂商真正走入统一通信领域,突破这一壁垒,视频通信领域必须要开始重视融合技术。 Wainhouse的市场调研结果显示,当前微软、IBM、Skype、Google、Cisco等厂商的UC平台占领了统一通信市场的大片江山。视频通信产品与这些主流UC平台的兼容以及以何种方式兼容,必然决定视频通信产品在统一通信领域应用的广度与深度。 当前,RADVISION的方法是应用UC视频网关解决无缝兼容问题。据Vincent Chavy介绍,UC视频网关不仅可以将客户现有的微软Lync平台和视频会议平台连接起来,还可以把MCU、通信终端、XT1000这样的设备,也加入到联系人列表中,还能查看它们的状态。以微软的UC平台为例,UC视频网关可以实现微软Rtvideo与RADVISION视频会议系统之间的相互转换,从而实现现有的视频会议系统与Lync之间的高清视频通信。而且,这类UC网关还可以应用在与多种UC平台的整合中。 此外,针对IBM Sametime这类特殊的UC平台,RADVISION采用的方法则是利用RADVISION iView与Sametime的客户端进行集成,然后采用Sametime自己的客户端进行编解码,以实现和该平台的无缝融合。 RADVISION的UC视频网关和对特殊UC平台的细化支持都在预示:UC只有沿着将企业现有通信平台进行无缝整合的路径发展,才能体现其作为新一代企业通信平台的价值。而视频通信系统要想成为UC中的优秀一员,仅仅接近UC还远远不够。未来,视频通信系统与UC系统的融合技术必将大行其道。 易用为王 “无论在笔记本电脑还是手机市场,Apple都是后来者。但是今天,很多人却都在使用iPhone、iPad等产品。我们是否想过这是为什么?当我使用苹果产品时,我发现它的操作特点和其它产品不太一样,我很容易就能适应它的操作方式,而且很快就会抛弃以前的使用习惯,甚至很难再去适应其它产品的操作方式。因为苹果一直坚持设计最好的用户界面,并通过让产品更易用的方式来传导市场。”Vincent Chavy强调,Apple的成功来源于其产品易用性,而通过追求产品的易用性来改变市场,也是今天的市场规则。所以,提升产品的易用性,也是视频通信技术发展的一个新方向。 RADVISION认为,视频通信产品的易用性将越来越重要,视频通信领域的专业厂商将会更注重界面的美观和易操作性。为了实现这一目标,RADVISION在研发方面投入了大量精力,让用户通过简单的点击便可加入会议,在会议过程中还可以轻松切换图像、PPT或是操控会议。Vincent Chavy指出,易用性对推动视频通信产品在企业级市场的普及至关重要。 进入移动时代 摩根斯坦利的报告显示,2014年基于互联网的移动用户量将超过台式机的用户量,企业通信将规模化地进入移动办公时代。作为拥有8.5亿移动用户的市场,中国企业通信需求的变化在移动互联网时代将更为惊人。人们对视频通信方案的应用习惯、应用模式,都可能因为移动生活而发生巨大改变。 在RADVISION看来,视频通信产品的应用边界正被扩大,将视频通信产品移植到移动终端设备上将成为一种趋势。当前,RADVISION已经将其对市场的这一预判转换成产品,并了首个能够支持H.239双流接收的移动终端。据了解,RADVISION还推出了第二代可应用于手机的Mobile软件,可支持多款手机操作系统实现视频、音频及数据的传输,让传统的视频通信应用也能够在iPhone、iPad上实现,还能够在Android平台上实现。 消除通信孤岛 2006年,思科等厂商就提出了统一通信的概念。直到五年之后,统一通信的理念才逐渐被国内的一些企业所接受。然而,借助UC平台整合企业内部的众多通信平台孤岛,一直是统一通信落地的最大困难。所以,Vincent Chavy认为,力求消除通信孤岛依旧是视频通信产品发展所要坚持的路径。 在他看来,企业通信主要构建在两大系统之上:一个是H.323系统,另一个是SIP系统。如何让二者实现兼容,是非常关键的一步。此外,还有一些其他的“通信孤岛”,是由不同UC平台与视频通信产品之间缺乏有效接口而造成的。例如Telepresence、Skype、微软的Lync、IBM的Sametime以及越来越受到欢迎的Apple Facetime、逐渐成长起来的Google Talk等,这些UC平台的不同接口及标准都会对视频通信技术与UC平台的无缝整合造成阻碍。RADVISION在这个领域一直是一家非常有特色的企业。它推出的 MCU产品目前可提供对众多品牌网真产品的兼容,包括Polycom、Cisco、Tandberg、LifeSize的网真系统。 事实上,评判视频通信产品兼容能力的标准也在慢慢改变。统一通信并不仅仅是对设备连接能力的考验,在设备管理层面也有相应的要求。为此,RADVISION还推出了相应的管理套件,不仅可以连接RADVISION自己的设备,还可以连接到其他的第三方产品,Polycom、Cisco、Tandberg、Sony等主流视频通信产品均可被其兼容。 提供开放平台 RADVISION提出了一种观点:视频通信产品未来依旧会持续不断地满足用户的定制化需求。Vincent Chavy 表示:“尽管目前市场上各品牌的视频厂商已经为用户提供了多种多样的行业解决方案,但我们认为客户的需求依然会被无限地细分,无论视频通信产品怎样完善,要想完全满足客户的特别需求,必须要进行一些定制化的开发。” 他提出,视频通信产品必须要具备一定程度的开放性。稳定、实用的产品,是能够融入到客户原有系统中的产品。客户将更愿意通过自身的思维方式、喜好来定制他们想要的通信产品,专业厂商需要为ISV提供更完整的开发工具,才能与用户找到契合点。 通信技术毕业论文:煤矿自动化和通信技术的功能特点与关键技术分析 摘 要:近年来,煤矿资源开发生产的安全问题愈发突显,严重影响了煤矿资源开发生产效率,而通过应用煤矿自动化和通信技术,能够有效保证并进一步提高煤矿资源开发生产的安全性与高效性。因此,文章就煤矿自动化和通信技术的功能特点与关键技术进行了分析与探讨。 关键词:煤矿;自动化;通信技术;功能特点;关键技术 我国地大物博,人口众多,含有丰富的煤矿资源,且煤矿资源在我国能源结构中占比极大,这就促使煤矿行业得以快速发展起来。同时科学技术的不断发展,自动化和信息化等先进科学技术应用到了煤矿资源开发生产过程中,大大提高了煤矿资源开发生产的安全性和高效性,对于煤矿行业的发展有着积极的推进作用。 1 煤矿自动化功能特点与关键技术 1.1 煤矿自动化功能特点 1.1.1 运行、管理自动化 利用远程技术和设备对矿区设备进行远程操作,然后利用集线器收集设备的运行状态信息,并进行记录,最后传输给终端计算机,让煤矿企业能够实时掌握矿区设备运行状态信息,这样的模式下能够让煤矿生产运行管理实现集成化、多维度的管理功能,从而提高煤矿生产运行管理的科学性。 1.1.2 运输自动化 相较于传统的运输方式,运输自动化具有自动运输、自动识别功能。从其构建方面来看,主要是采用单片机或PLC联动传输物理设备的方式,包括了检测传输设备重量,对运动时间与频次进行自动规划,这样能够有效减少人力资源投入,节约煤矿运输成本。 1.1.3 洗选自动化 煤矿资源一旦经过开采就会形成初级产品,然后还需要对初级产品进行洗选以及合理分类,最终将煤矿产品分类进行销售。而煤矿产品洗选环节的工作环境较为恶劣,这就严重影响了煤矿产品洗选工作效率。通过在煤矿产品洗选中应用自动化体系,有效改善了煤矿产品洗选的工作环境,避免了人为损伤情况的出现,极大地提高了煤矿产品洗选工作效率。 1.1.4 安全保障自动化 煤矿开采是一项危险性较高的工作,多年来煤矿开采安全事故也是屡见不鲜,影响煤矿开采安全的因素较多,通过多年调查研究表明,人为操作不当是导致煤矿开采安全事故发生的主要原因之一。所以,在煤矿安全保障体系中构建自动化体系,利用自动化检测设备与报警设备,能够帮助煤矿企业实时了解煤矿井下环境信息与人员操作行为情况,进而有效规避存在的风险,防止安全事故的发生,实现安全保障自动化[1]。 1.2 煤矿自动化的关键技术 将继电器体系与单片机及PLC控制系统进行联动,能够实现对相关设备的自动化管理。煤矿自动化构建中,其关键技术主要包括三个方面:一是管理方面。在管理过程中,自动化管理主要通过系统评价体系及可视化界面来实现。设备自动化控制主要通过主机控制分机的讯号来实现;而设备自动化运行则与自动化控制相反,主要是利用PLC现场终端收集讯号并进行初步处理,进而获取到相关数据信息,然后利用计算机进行统一管理。二是讯号方面。讯号传输主要是通过可视化管理体系来实现,是煤矿自动化实现的根本所在。在通信构建中还应注意以下两点情况:第一点,为了保证讯号传输中的清晰度和保密性,应对讯号进行增强,对设备进行加密;第二点,为了避免讯号在传输过程中受到干扰,还应使用硬件屏蔽技术。三是系统设置方面。为了实现系统自动管理,应有效整合相关设备,合理设定具体参数,同时建立并严格执行数据后台评价与报警机制,将设备的工作情况和检修情况设置为系统指标,从而推进煤矿自动化体系的构建[2]。 2 煤矿通信技术功能特点与关键技术 2.1 煤矿通信技术功能特点 2.1.1 基于设备之间的通信环节 煤矿通信体系构建中,设备之间的通信通常比较简单,只需要将操作指令利用二进制代码进行传输,就能够达到设备之间通信的目的。煤矿通信体系构建中设备之间的通信利用电讯号就能够完成,这是由于电讯号本身就具有整合讯息的功能,所以,设备之间通信体系的构建相对来说比较简单。此外,设备之间通信体系的构建中,大多是采取单一控制,基于这样的条件下,设备之间通信体系构建中的关键技术就是远程控制技术。该通信技术的功能特点就是保证线路通畅以及讯号的准确性。 2.1.2 基于人机互动或者工作人员之间的通信环节 一是工业环网的构建主要通过集成网络来完成,工业环网中的接口技术能够对煤矿整体信息传输进行有效整合。工业环网构建模式具有一次性完成建设并且能够反复利用的功能特点。 二是在煤矿通信系统构建中应用先进技术和新型材料。煤矿通信的基础设施的构建主要是通过光纤介质来完成,在构建中,应对煤矿井下光纤的使用安全给予高度重视,因为光纤容易受到恳、外力、震动等因素的影响,所以需要采取相应的外套保护措施来保护光纤井下使用的安全。 2.2 煤矿通信关键技术 2.2.1 矿井生产调度通信技术 矿井生产调度通信技术简单来说就是对煤矿井下生产过程进行通信管理的技术。矿井生产调度通信技术中涉及到的通信设备主要有调度主机、本安自动电话机、安全隔离器等。 管理人员通过利用以上设备能够实时管控煤矿井下生产运输全过程,以此确保矿井生产安全性与高效性。矿井生产调度通信技术又包括多种技术类型,例如在矿井下结合调度主机与行政交换机的通信技术类型,通过矿井生产调度工作人员对调度主机和行政交换机的综合使用管理,能够对矿井下的生产过程进行实时管控,该种技术类型多用于大型煤矿企业。除了上述通信技术类型外,还有只单独使用调度主机或是只单独使用行政交换机的通信技术类型,多用于小型煤矿企业。 2.2.2 井下光纤通信技术 井下光纤通信技术与其他通信技术相比,具有通信速度快、容量大、质量高等多种优点,还具有防爆性能、阻燃性能及防干扰性能。井下光纤通信技术在煤矿信息化体系构建中的应用,实现了多种系统的有机融合,包括通信系统、电力系统监控、人员定位系统、设备运行监控系统等,有效推进了煤矿信息化的建设[3]。 3 结束语 综上所述,在煤矿生产中应用煤矿自动化和通信技术,不仅能够为煤矿生产管理的顺利进行及作用的发挥提供重要的基础保障,还能够有效保证并提高能煤矿开发生产的质量,安全性和高效性,节省人力资源和成本,进一步提高煤矿企业的经济效益,是煤矿行业发展的必然趋势。 通信技术毕业论文:关于汽车检测控制系统网络通信技术 摘 要:随着我国科学技术的不断发展,更多的行业和领域都开始加入到信息时代的潮流之下,汽车检测控制系统也开始逐渐应用更加有技术性的科学成果,为其网络通信质量的提高做出贡献。文章将会对汽车检测控制系统的结构进行分析,同时根据我国目前汽车检测系统的网络通讯技术做出合理展望,把信息化技术中的串行模式、通信方式以及共享文件平台等部分在汽车检测控制系统中的应用情况一一评述,为汽车检测控制系统网络通信技术的可靠性进行保障。 关键词:汽车检测控制系统;网络通信激技术;优势 汽车检测控制系统中使用的技术有网络技术、通信技术、机械技术以及电子技术等方面,是将多领域和学科内的项目进行综合后产生的一种汽车先进技术,该检测控制系统可以使汽车行驶阶段中的安全性得到有效的保障,还能让汽车企业的故障维修成本有所降低。目前有一部分汽车厂家开始引入国外的先进检测技术为汽车的质量进行网络通信技术层面上的在线故障诊断,该创新技术为我国汽车质量做出了基本的保障。汽车企业通过使用具有网络通信功能的汽车检测控制系统,可以对汽车行驶过程中出现的任何情况进行基本的控制和检测,包括汽车动力、速度、负荷以及安全性能等方面都能得到良好的保障效果,而且很多发达国家都使用的高端汽车检测控制系统应用技术。我国的汽车行业的发展前倾也很广阔,而且目前已经有汽车厂家开始对应用网络通信技术的汽车检测系统进行研究和开发,为未来我国汽车制造行业的发展奠定良好的基础。 1 汽车检测控制系统网络通信技术的概念及优势 汽车控制系统是通过使用不同层次的传感器,对汽车系统中的各个部件进行全方位的检测和监控,检测的项目有零件在工作时的状态是否正常、零件是否会出现一定的使用风险、零件的磨损和寿命是否受到影响等等。汽车检测控制系统的检测区域会利用有线的探测系统以及无线的感应器对汽车零部件的状态和运转情况进行判定,同时汽车检测控制系统中的故障处理器会收到检测系统发出的信号,然后根据问题出现的原因进行汽车状态的鉴定,随后发出对应的维护和处理指令,实现汽车风险检测故障处理一体化的过程。汽车检测控制系统的优势在于可以实现问题的及时发现及时处理,网络通讯过程中的信号传播非常快,也就是仪表之间数据的分享和通讯都能做到及时和有效,对于汽车厂家开展汽车检测控制效率的提高有一定的促进作用。 2 汽车检测控制系统网络通信技术的发展和价值 随着我国综合国力的不断提升,经济市场和科学技术也开始为社会的变化做出应有的贡献,汽车行业在目前人们物质较为丰富的时代有了十分显著的发展空间,汽车行业也抓住了信息时代给予的机遇,不论是国际上还是国内的普及和发展都有了不俗的成绩,人们也开始将原本只是将汽车作为代步工具的理念,转化为享受汽车功能全面以及质量完善带来的优质生活。因此针对目前的社会上拥有汽的情况来看,汽车的电子档案制作是一件规模上以及数量上都很难快速完成的工作,而且不同厂家的车辆使用部件也会有所不同,也会形成一种汽车检测困难的状况,而以网络通信技术为基础的汽车检测控制系统可以让汽车的定期测试和检查的效率有所提高,也可以说使用高新技术的汽车检测系统能够在检测汽车性能中发挥巨大的推动作用。 我国购买汽车的人数十分庞大,每一个汽车性能检测周期来临都需要将汽车检测的相关数据进行记录和更新,但是目前传统概念上的汽车检测系统很难适应急剧变化的汽车市场,因此延续过去的汽车检测技术很容易对汽车行业的发展产生负面影响,甚至可能会让汽车质量和安全性得不到有效的保障。现阶段,市面上较为常见的汽车检测控制系统都会将信息化计算机技术应用到其中,很多国际上的汽车检测站点也开始着手构建高度信息化平台对汽车相关的控制问题进行有效的处理。使用网络通信技术对汽车检测控制系统进行优化,可以让汽车性能检测的过程变得简单和高效,而且网络中的大量信息资源可以为汽车检测系统提供更加有利的参考项目,因此从检测方式上来说也更加科学和合理,不同高新技术的加入能够让汽车性能检测的过程得到有效的创新和改革,让汽车厂家在开发和研制具有先进功能的车辆方面更加具有优势,进而让我国汽车行业的发展获得更加明显的稳定性和可持续性。 3 汽车检测控制系统网络通信技术中结构的分析 基于网络通信技术的汽车检测控制系统在结构上可以分为两个主要方面,分别为监控控制管理层面和直接控制管理层面,其中监控控制管理层面主要包括了主控服务器以及远程服务器两个部分,主控服务器的主要作用是对检测主控设备以及检测数据进行基本的管理工作,使用监控控制管理层面就可以对检测工位上的机器进行有效的控制,还能对检测中和待检测的车辆做出调度指令,让每一个检测工位中接收到的数据得到妥善的保存和处理,同时也会使用传感器,让工位中检测设备的状态得到有效的保障。而远程服务器的主要管理方面是汽车放置区域的管理工作,远程监控系统可以使用对应的服务器让车辆登记车主的信息以及汽车状态的数据为检测系统掌握,从而为车辆报检环节提供信息依据。汽车在报检的阶段,车辆状态数据越全面越能得到更好的评价。 远程监控系统还能使用网络服务器,让汽车管理所相关的部门对车辆的信息与车主的信息全面掌握,而且还能为其他部门和个人提供便捷的查询服务,从多个方面保障了车辆的安全。直接控制管理层面是由报检设备以及南北检测两线为基础,其中报检设备的使用方式主要以人工为主,还可以使用IC卡或者条形码的方式来获取对应车辆的具体信息。在相关人员通过该方式对车辆的状态进行查询时,报检设备会自动地向主控系统提出车辆需要报检的请求,之后主控系统会根据检测工位上设备的工作状态对待检测车辆进行合理的调度工作,让汽车可以得到有效的检测和位置,检测工位的设备会根据汽车的状态,对汽车实行各种模拟量的测试、频率量以及开关量的检测等,在检测结束之后还需要对控制数据设备发送对应的汽车检测数据。 4 汽车检测控制系统网络通信技术的应用分析 4.1 年审汽车 汽车检测站是应用汽车检测控制系统网络通信技术的主要部门,检测站可以根据其职能归属分为安全环保检测站、综合性能检测站以及维修检测站三个类型,而且这三个类型分别有不同的部门来实施监管,安全环保监测站的负责部门是公安部门,综合性能检测站的负责部门是交通部门,维修检测站的负责部门是汽车的维修企业来指定的。汽车检测站内都会有汽车检测线,大吨位的汽车使用大检测线,普通机动车使用小检测线,摩托车也有专用的检测线。检测线可以根据设备自动化的程度分为手动、半自动和全自动系统的检测线,其中手动检测线的检测设备之间有着很强的独立性;半自动检测线的检测设备则是由计算机进行控制的,会将其产生的检测数据分门别类的采集、处理和打印出来;全自动检测线是根据半自动检测线增加操作过程的控制和指示演化而来,汽车检测部门会根据辆的具体情况,选择恰当的检测线开展汽车年审检测工作。汽车检测站中的检测线数量可能是一条或者是多条,而且还需要装备停车场、气泵站、维修车间、清洗站以及办公区和生活区域等部分。安全检测站的组成部分是由若干条安全环保检测线构成的,综合检测站则是由安全环保检测线以及综合检测线构成,维修检测站是由一条或者数条的综合检测线组成的。不管哪种类型的检测线,其上面的工位都不是唯一的,布置的形式多为通道直线式,而且都是多台设备在同一个工位上对汽车的性能进行测试,网络通信技术可以将测试的数据和结果进行综合性质的评估,确定汽车年审资质的优劣。 4.2 环保工况法 在汽车检验部门使用环保工况法的时候,需要将对应的装置安放在汽车的底盘测功设备上,用测功设备施加给汽车的载荷量,使汽车能够按照一定的速度工况开始运行,该过程是模拟汽车在正常行驶过程中的车辆情况。我国常见的环保工况法包括瞬态工况法和稳态加载工况法,其中瞬态工况法需要测试尾气中的污染气体,而且还要和流量计一同完成车辆的环保检测工作,稳态加载工况法则是检测汽车在消耗汽油时行驶过程尾气中污染气体的排放情况,若是检测数据中的一氧化碳、一氧化氮以及其他其他的排放浓度都在标准范围内,那么可以认为该车辆的尾气项目的检测结果合格,稳态加载工况法还包括ASM2540和AMS5024的测试。就整体汽车检测情况而言,稳态加载工况法使用的范围比瞬态工况法要大很多。以稳态加载法中的ASM5025检测方式举例,检测人员需要将预热后的待见车辆加速到每小时二十五公里的速度,测功机以每秒1.475米的加速度进行功率的输出,用设定功率的百分之五十对汽车开始加载,工况计时器也开始计时。检测车辆首先以每小时二十五公里的速度持续五秒,若是地盘检测设备的惯量值在三秒之后出现不可控的误差,那么工况计时器就需要重新计时,若是该情况再次出现,那么就需要停止该车辆的检测工作。一般情况下,系统都是根据分析仪响应时间的最长数据来当做预置参数,这时候系统开始采集检测数据,持续运行十秒之后也就是ASM5025快速检查工况的时刻,检查之后再运行九十秒就是ASM5025的汽车工况。 4.3 转向轮横向侧滑量检验 汽车前轮定位的参数可以对车辆的操纵性和稳定性形成直接的影响,若是该数据出了问题,车辆就会产生转向沉重、操纵困难等增加驾驶员行驶难度的问题,转向轮横向侧滑量检验可以有效预防车辆发生前轮横向滑移的情况,因此也被国家列为了车辆检验过程中的重点项目之一。转向轮横向侧滑量的检验试验台分为两种,一种是测量车轮在转向发生侧滑时其侧滑量的滑板式试验台,另一种是测量车辆发生侧滑时车轮侧向力的滚筒式试验台,这两种都属于动态性质的试验台。以双板式的侧滑试验台为例,装置是由框架、滑板、杠杆、滚轮、回位、导向、锁止、传感器以及信号通信装置组成,并且能够将汽车前轮的检测数据传递给下达命令的指示装置,其中电信号传导数据的电测试测量装置能够将滑板产生的位移量转化为传感器使用的电信号,导线会将电信号进行远程传输的流程,让技术人员能够实现该环节数据的检测和处理。其中数据指示装置分为指针式和数字式两种,一般情况下指针式的表盘量程为每格一千米,但是和数字式进行比较之后,更多的检测部门都选择了数字式的指示装置,然后使用单片机作为汽车检测数据的采集程序承载设备,利用网络通信技术实现汽车检测结果的分析、判断、打印、储存等功能。为了保障汽车转向轮横向侧滑量检验数据的准确性,必须确保检测设备可以正常的进行检测工作,首先需要在没有通电的情况下让指示盘上的指针在零刻度线的位置,接通电源晃动滑板之后,再次对指针的位置进行确认,若是指示盘指针离开了零刻度线,就需要技术人员重新校准,将产生的示数进行清零。另外还需要对侧滑装置位于的场地进行清理和规范,将场地内的无机油、污泥、石头等杂物清理干净,导线位置上老化和接触不良的地方也要随时更换,避免由于检测部门的问题影响到汽车性能的检测结果。 4.4 检测状态监控 技术人员在进行汽车检测控制系统网络通信技术的处理过程中,可以使用通信协议程序对检测工位上的设备以及主控制服务器等部分进行有效的状态监控,从而判断出目前检测系统中的设备运行是否符合相关标准。通信协议是TCP/IP协议的一部分,可以在不访问检测系统传输层的背景之下对设备的信息进行应答和请求,该流程实现的基础在于目前网络情况的控制报文协议,其中通信协议的功能可以通过服务器的内核来实现,若是检测工位设备和主控制服务器之间的网络通信情况正常,那么就代表着有一部分设备处于网络状况不好或者是死机的状态下,汽车检测控制系统会在故障出现的时候发出警报,通知相关技术人员前往现场进行网络恢复的处理工作。较为常见的检测工位设备报警装置是将定时器直接装在检测主控制服务器中,若是绿灯亮起,则说明该阶段下网络连接数据正常,若是红灯亮起,那么技术人员应及时关闭程序,同时对整个系统进行检查和维护。 5 结束语 综上所述,文中对于汽车检测控制系统网络通信技术的领域进行了分析和研究,将基于网络通信技术的汽车检测控制系统使用通信方式、共享形式、状态监控以及数据传输的方式加以论述,将检测控制系统内的两大层面,监控控制管理层以及直接控制管理层面开展了探究。对于加强汽车检测控制系统的信息化研究以及数据传送的完善和实效性都有明显的推动效果,为我国网络数据技术覆盖范围的增加做出了基本的铺垫。目前我国在汽车检测控制系统网络通信技术的方面还没有比较创新的实质成果,因此为了促进我国汽车行业的稳定发展,相关技术人员应当对开发网络技术在汽车检测系统中的延伸加大投入资本和力度,为我国汽车行业的市场经济发展以及人们交通出行安全做出可靠的保障。 通信技术毕业论文:煤矿自动化和通信技术的功能特点与关键技术探讨 摘 要:我国现代阶段应用的最主要的资源就是煤矿资源,煤矿资源为我国的经济发展、进步及城市文明建设提供了先决条件及资源基础。随着我国现代化信息技术的不断发展与进行,煤矿自动化技术及通信技术也不断发展及进步,在一定程度上提高了煤矿在生产运营过程中的高效性及安全性。为了针对煤矿自动化和通信技术的功能特点及关键技术进行探讨。笔者针对煤矿自动化和通信技术的发展进行了分析。 关键词:煤矿自动化;通信技术;功能特点;关键技术 1 煤矿自动化的功能特点及关键技术 1.1 功能特点 煤矿自动化是指煤矿在生产及管理过程中对各项工作实现自动化的管理行为,主要包括对煤矿生产过程中生产环节的自动化、生产过程中煤矿安全保护自动化及监控进程自动化、管理行为自动化等,煤矿自动化能将煤矿生产工作组成一个自动运行的平台,实现快速生产及安全生产的目标,为煤矿企业发展及进步带来很大程度上的促进作用。 1.2 关键技术 (1)机械生产的自动运行及管理:煤矿机械设备通过传感器及计算机技术对机械设备进行着智能的管理及监控,将这种计算机先进技术应用在煤矿生产过程中能有效提升煤矿设备运行的自动化进程。在煤矿机械设备生产及管理中主要采用采煤机、工作面自动运输机等设备进行操作,采煤机自动化主要通过计算机对采煤机的电机和液压系统进行监管及控制,实现了采煤机在运行生产及管理中的自动化;运输机是通过计算机结合运输机的方式实现运输机的智能管理及有效控制,使得运输机能够承受较大强度、容量及重量的工作内容,且能保证具有长期的使用寿命。(2)运输系统的自动运行:煤矿运输系统的自动化是指在矿产资源运输的过程中对相关运输设备进行自动化监控的行为,采用计算机先进技术将皮带及主电机运行中的各项数据采用传感器采集及汇集到自动控制系统上的方式,通过上位程度对胶带运输设备采用一定的保护措施及控制手段,对相关设备在运行过程中出现的故障问题进行预防及处理,保障矿产资源在运输途中实现高安全性的目的,提高煤矿运输的质量及数量[2]。(3)洗选系统的自动化运行:洗选系统主要是控制去除矸石的洗选设备,对设备运行中的各项参数进行监控,保护有效的联锁,将洗选系统进行高效安全的保护及控制。自动控制系统进行水泵、皮带、分级筛选及破碎机等能大量减少人员洗选的投入,减少噪音及粉尘对环境的污染及对人体的上海,消除因个别设备故障导致洗选系统崩溃现象,避免出现几点生产事故发生,提高了安全生产的效率。 2 煤矿通信技术的功能特点及关键技术 2.1 通信技术的功能特点 煤矿通信技术是指将现代化的通信设备及技术应用在煤矿生产及管理过程中去,形成一个特定的煤矿通信技术系统,其可以根据煤矿的生产任务及环境进行调节,能直观、清晰的观察煤矿的井下生产及运输过程中出现的问题,及时反馈信息,节省了大量的反应时间。 2.2 煤矿通信技术的关键技术 (1)全矿井生产调度通信技术主要是指在煤矿井下进行生产的过程中对矿井的生产过程实施通信管理的一种技术手段,通信技术的通信设备主要包括安全隔离器、自动电话机及调度主机等,煤矿管理工作人员能通过调度主机、安全隔离器及自动电话机等设备控制及管理煤矿井下的生产及运输过程,保证煤矿井下生产中的安全及生产进度[3]。有些中小型煤矿企业没有专门的调度主机,但其通常也使用行政交换机的通信技术类型,或只有专门的调度主机而不建立行政交换机的通信技术,两组类型均存在,适用于中小型煤矿企业。(2)煤矿井下光纤通信技术:煤矿井下光纤通信技术主要是指将光纤通信技术应用在煤矿井下生产过程的控制及管理当中去,煤矿井下光纤通信技术相对于其他通信技术具有通信质量较高、通信速度较高及通信容量较大等优势,除此之外,煤矿井下光纤通信技术还具有较强大的通信抗干扰及防爆阻燃效果。目前,大部分井下工业环网已经推广使用,建立了煤矿信息化基础平台,有效的将人员定位系统、综采设备、通信系统、视频监控系统及电力系统监控等融合在一起,推动了煤矿数字化建设的进程[4]。 3 结语 此外,我国煤矿自动化及通信技术将面向着现场信息的高度集成化、中央集控系统的全面自动化、企业远程疾控中心的数字化快速发展及进步。煤矿企业应适应现代化l展要求,立足于现代化先进设备及技术,将资源进行优化配置,构建企业数据库,手机所有相关数据,利用网络技术建立控制及管理系统,提升煤矿企业的生产效率及安全性,增强煤矿企业的经济效益及社会效益。 通信技术毕业论文:3G通信技术在消防工作中的应用 摘 要:3G通信技术在人们的生产和生活中应用的越来越广泛,它的发展使得无线传输各种音视频信息成为可能。3G移动通信技术以其高速率、高度灵活性、长距离等特点,被广泛应用于网络通信中。本文主要介绍了3G通信技术应用在消防工作中的应用,包括单兵图传系统、智能手持终端、网络办公平台、移动网络、视频会议等方面的应用。 关键词:3G通信技术;应用;消防工作 1. 引言 随着社会经济飞速发展,高层、地下建筑、易燃易爆物品存储运输销售场所、化工生产线等日益增多,因生产、生活用火用电不慎、化工生产安全措施不到位、大量使用易燃材料作为建筑建设、装饰装修材料等因数,使得大量建筑存在火灾隐患,威胁人民生命财产,也给各级消防部队灭火救援、抢险救灾带来了很大困难。而灭火救援指挥信息通信是否畅通、不间断,也成为能否成功完成灭火救灾、抢险救援中的首要条件之一。随着信息通信技术的发展和公安消防部队信息建设不断深入推进,消防灾害现场无线通信也从单一的语音通信向音视频同步实时传输转变。如何将火灾现场声音、图象信息传输至消防移动通信指挥中心、消防通信指挥中心,完成信息通信指挥,信息指令传递,以最短的时间完成各类灾害处置任务,也成为消防部队信息通信指挥中亟待解决的重要问题。 近些年来,我国在消防工作中做了很多探索性工作,采取了很多措施。由于科技事业的高速发展,尤其是近年来3G通信技术的快速发展和广泛应用,为人们的生产和生活带来了很大的便利。 基于3G通信技术的各类消防信息通信系统,是消防官兵灭火救灾的指挥中枢,是当今社会安全保障系统组成之一。因此基于3G通信技术建设起来的3G无线通信网络,将消防各级指挥中心与灾害现场组成一个网络,实现现场数据和图像的稳定、快速传输,以此作为指挥决策的依据。 2. 3G通信技术简介 1995年,第一代模拟制式手机(1G)问世,它只能进行语音通话;1996到1997年之间,第二代GSM、CDMA等数字制式手机(2G)问世,它可以接收数据,如接收电子邮件或网页;2002年,3G在国外产生,中国于2003年开发出自己的3G技术,到2009年正式上市,相对于第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、CDMA等数字制式手机(2G)来说,它是将无线通信与互联网技术等多媒体通信技术结合起来的一种新技术。 3G,即第三代移动通信技术(3rd-generation,3G),是指支持高速数据传输的蜂窝移动通信技术。3G通信技术的主要特征是提供高速数据传输业务,相对2G通信技术来说,其在传输声音和数据的速度上有了很大的提升,可以在全球范内实现无线漫游,并且可以进行视频流、图像、音乐等各种媒体形式的处理,提供电话视频会议、电子商务、网页浏览等多种信息服务。 目前,国际电信联盟(ITU)制定的3G标准共有3个,分别是CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA。 其中,CDMA2000全称为CDMA Multi-Carrier,由美国高通公司作为主导首先提出,它的成本十分低廉;WCDMA,全称为Wideband CDMA,是由欧洲提出的一种宽带CDMA技术,WCDMA的支持者主要是欧洲厂商。TD-SCDMA,全称为Time Division Synchronous CDMA,我国自主研发,它在2000年5月正式成为3G国际标准之一。 目前,3G通信技术的主要应用包括以下5个方面:(1)宽带上网。通过宽带上网是3G手机的一项重要功能。虽然目前GPRS网速不是很快,但是手机变成掌上电脑的梦想已经越来越近。(2)视频通话。音频业务等新业务逐渐成为通信技术的新潮流,相信将来更新颖的音频业务将带来新一轮的通信革命。(3)手机电视,手机音乐,手机购物。随着通信终端的发展,手机可支持的业务越来越多,现在人们使用手机来听音乐,看电视,购物,已经逐渐变成了现实。(4)无线搜索。通过该业务人们可以随时随地使用手机来获得实时信息,使得生活变得更加轻松、便捷。(5)网络游戏。手机网游的产生会给青少年带来游戏更好的体验,当平台平台变得越来越稳定和快速的时候,相信手机网游带来的视觉和效果冲击一定会更加的有趣。 3. 3G通信技术在消防工作中的应用 3.1组建3G单兵图传系统 3G单兵无线图传系统,是利用3G技术进行视频数据传输的新型系统。它采用了目前国内先进的视频压缩算法H.264、流媒体视频压缩技术,将3G数据通信和数字视频压缩编解码技术进行整合。 该系统由3G单兵、3G网络和接收端三部分组成。3G单兵通过携带的设备把采集到的现场火灾音视频信息经过视频压缩编码模块压缩,然后再通过无线通讯终端发射到3G网络,然后3G网络会将收到的数据进行加密、编码发送到现场移动通信指挥车和消防指挥中心,现场移动通信指挥车和消防指挥中心再进行解码、解密,从而对接收到的信息进行判断处理,做出决策,再通过3G网络将命令下达到3G单兵,从而实现灭火现场的智能化。 3.2使用智能手持终端开展消防执法 基于3G通信技术的智能手持终端,是集全球卫星定位系统(GPS)、3G无线网络传输、PC技术等技术于一体的小型化智能通信系统。 消防灭火指挥员在出警时携带灭火救援智能手持终端,在灾害处置过程中,可及时使用手持终端通过3G通信网查询各类救援预案,化学物质理化性质、处置方法、灾害现场信息等处置辅助决策信息,为科学决策指挥提供了必要的信息支持。 消防防火监督执法人员在消防监督执法时携带消防监督执法智能手持终端,将执法过程中的检查情况和违法行为以图片和文字信息记录等方式,通过3G网络传输至消防防火监督业务系统内,作为整治火灾隐患依据,现场进行无纸化办公,大大提高了监督执法办公效率,为排查整治火灾隐患节约了大量时间。 3.3应用3G网组建消防通信网络办公平台 随着移动通信和互联网技术的发展,3G通信技术在网络带宽上有了很大的提高,并且3G优秀网中的子系统基于IP技术,融合了PSTN/ISDN,GSM,gprs等网络技术,为创建移动网络平台建立了很好的技术基础。而网络移动办公平台,是指不受空间限制、时间限制,利用PDA、手机、PC等终端设备,通过运营商提供的无线网络,把办公平台从PC上拓展到手机、PDA等无线设备上,将通信行业与IT完美的结合在一起。 通信网络办公平台在网络层面上基于IMS,其中,IMS是由3G在90年代提出的,它是优秀W的一个子系统,可以实现业务与呼叫以及承载与控制的分离,还可以实现移动网络办公平台的独立实现。另一方面,IMS可以融合不同类型的网络,实现了通信网络与因特网的融合,使得因特网中的资源可以被移动终端利用,为创建移动平台奠定了基础。而且,IMS支持高带宽,能够传输音频、视频信号,为移动平台实现多媒体业务提供了支持。 通信网络办公系统的网络结构主要包括三部分,即服务器、服务平台和移动办公客户端。其中,服务器置于各级消防部队内部,为消防业务办公提供移动和延展服务,它们位于不同网络内,利用内网安全平台和加密技术提高信息安全保障,通过3G通信技术使内部IT网络与外部应用网络互联通信,还可以通过广域网/城域网与服务平台进行沟通,分散在广域网/城域网中的各个服务器要接受服务平台的统一管理。而移动办公客户端可以是手持终端、PC终端,用户通过移动终端使用移动办公业务,也可以通过浏览器客户端访问服务器。 服务器有平台和组件两部分组成。平台主要来完成业务的处理和业务的管理。而业务的处理主要包括组件的管理、应用逻辑处理、路由选择、资源调度、信息安全管理、通信协议解析等功能。通信组件主要完成通信协议的适配,应用这些组件达到各种基础的应用功能,如资源管理等。 移动办公客户端是在手机上的BS/CS客户端,它可以与服务器上的各个组件来完成具体的通信业务。 对基于3G通信技术组建的消防移动办公平台,在功能方面,可以为消防部队完成公文流转、邮件收发、信息管理、查询、消防办公数据录入等功能。在该项技术应用在消防工作中,可以使得各地的消防支队有机地联系起来,开展网络办公,提高办公效率,最大程度地来保障人民的生命财产安全。 3.4应用3G网络召开视频会议 视频会议已经经历了多年的发展,技术日益成熟,尤其是3G技术的出现,视频会议行业开始进入了多元化发展。近年来,该项技术逐渐应用到消防工作中,当发生较大火情后,可以立即组建3G通信网络,利用软件、硬件视频会议席系统召开各级消防部队的视频会议,方便消防的调度指挥工作。 视频会议是将利用3G技术组建成通信网络(包含多种传输网络),通过数字信号压缩处理技术,将音频信号、视频信号和数据信号传到远端,实现面对面的交流。可以实现点对点、点对多点交流。视频会议的主要设备主要包括多点控制单元、网关、网守、视频会议终端和相关的设备,如音响、麦克风等设备。 其中,3G移动终端有多种,以3G手机终端为例,只要在手机上安装上视频会议的软件终端即可使用;网关是这个架构图的优秀设备,它主要完成不同协议间的转换,即是完成视频会议的音频、视频信号在3G通信网络和IP网络之间的无缝传输;综合会议管理平台对于基于不同接入方式的视频会议进行统一的管理,是整个系统的指挥平台。 4.结束语 随着3G通信技术的不断发展,3G通信技术的应用也越来越广泛,将3G技术应用到消防工作中,极大了提高了消防工作的及时性和高效性,为当今社会安全保障奠定了坚实的基础,也使得其在消防通信指挥、消防业务办公、消防监督执法中发挥着巨大的作用。当灾害和突发事件发生时,消防部队能够快速反应、及时响应出动,开展救援工作,为抢救人民生命财产赢得了宝贵时间,为建设社会主义和谐社会提供有力保障。 通信技术毕业论文:浅谈电力信息与电力通信技术的有效融合 【摘要】:随着经济全球化和信息时代的出现,企业的发展越来越多样,各种高精尖的技术与企业的发展模式相接触并且产生融合,对企业的发展起到了前所未有地推动作用,信息时代的产生为这种融合创造了充分的条件。电力系统中电信技术与通讯技术地融合是电力系统的运行更大稳定、更加可靠,保证了我国电网系统的高速发展。由于电网系统的复杂和特殊,往往需要承担大量的信息资源的传输和处理,以及,及时将传输和处理结果以通讯设施送达管理和分析部门,因此,经常容易陷入瘫痪状态。电力信息技术的研究和发展改变了这一传统局面。现行的电力系统将电力信息技术和电力通讯技术进行了融合,取得了良好的效果。由于现在处于融合的初步阶段,融合效果还不算太理想。本文将从经济、文化、技术等因素来分析融合的可行性并给出几点可行的策略。 【关键词】:电力信息;电力通信;融合与发展 引言 电力系统已经伴随着国家经济建设的快速进步呈现出稳步发展的态势,尤其是在当今网络信息技术发展的时代背景下,以信息技术为支撑的电力系统的发展更是如虎添翼。电力信息与电力通信技术的融合成为了电力企业和系统运行的优秀,其为电力系统长期安全稳定运行起到的作用已是无可替代。 1、电力信息与电力通信技术融合的现状分析 随着信息通信技术的发展,电力企业运用到的信息技术和通信技术的方面越来越多,这些技术已经在电力企业中得到了广泛、甚至全面的渗透。作为我国经济的支柱性产业的输出企业,电力企业的发展离不开技术的支持,技术的发展与革新也势必会带动电力企业乃至整个社会的发展。电力信息与电力通信技术的融合给电力资源以内容、方式上的支持,从电力企业的设备、存储的数据,再到涉及到的电力技术、管理方法,电力信息和电力通信技术在电力企业基本框架中的各个方面发挥着深远的影响。看上去不经意的转变,实则却是惊涛骇浪的巨变。如今,电力信息和电力通信技术已经向着智能化、数字化的高度攀升,这也给电力企业的运营铺设了方便、便捷、高速的运行轨道。不得不说,电力信息与电力通信技术的融合,给电力企业开拓现代化道路的同时,也给电力企业带来了十足的前进动力。 2、电力信息与通讯技术融合的环境因素 2.1经济因素 随着科学技术的发展和提高,通讯行业的发展越来越多样化和综合化,通讯以其先进的技术和综合的应用融合于各种各样的企业中。企业的发展需要分享和合作,因此,随着经济全球化和国际化,企业与通讯密不可分,通讯在企业的发展中起到了举足轻重的作用。电力行业在近几年的发展中也慢慢地认识了通讯的重要性,无论是在信息的传输和处理中,还是在企业的高效管理中,电力企业都需要在通讯技术融入其中国,这些因素如果利用的合理,都可直接提高电力行业的经济效益。通过电力信息与电力通讯的融合,不仅可以使企业的财务管理得到充分的地加强,还可以是经济发展的目标得到进一步的实现和提高。当下电力企业的竞争日益激烈,企业的经济实力急需提高。通过通讯技术的深入融合,可使企业的信息资源处理和分享成本大大的降低,使企业的经济效益的提高方式更加多样化。 2.2技术环境 我国电力企业已经进入了智能化飞速发展的新阶段。电力信息和电力通信技术的融合,能够为电力员工提供更多、更新的工作方式。这是先进技术、先进生产方式、先进生产力发展的必然结果。这种融合将为电力企业进行数据信息收集、整合、分析、存储建立新的更有效的操作模式,提高了电力企业工作的灵活性,同时也提高了电力企业运营管理的工作效率。 2.3文化环境 如今我们生活的时代是信息共享的时代,信息随时随地都充斥在我们每个人的周围,我们可通过各种各样的方式去进行信息处理。生活在如此复杂的信息化环境中,就需要对信息进行合理的规范化管理,否则信息将对我们的生活构成负面影响。从文化方面看,如今的电网系统的进一步提高归功于社会文化水平的改善。文明和纯洁的通讯和信息环境,不仅为员工创造了一个有序和舒适的人文工作环境,还大大提高员工的工作热情和工作效率。 3、电力信息与电力通信技术融合的策略分析 3.1提高电力工作人员个人技能和职业素质 电力工作人员的个人技能和职业素质是促进电力信息和电力通信技术有效融合的关键,如果能够提升工作人员的技术水平和个人素质,那么就能够大大的促进二者的有效融合。因此,电力企业应该为工作人员提供培训机会,提高技术工作人员的技术能力,提升技术工作人员的个人素质,让企业内部工作人员能够互相交流,积极沟通,共同为促进电力信息和电力通信技术的有效融合作出贡献。 3.2规范化操作机制 规范化操作机制的建立,将电力信息与电力通信技术的融合纳入到了基础的电力管理运营工作中。电力企业通过制定先进的管理运营体制,对有关技术进行改进,电力通信的运行管理就会向着智能化和规范化的方向发展。特别是通信作业以及现场督查工作的强化,为电力企I的现场操作提供了可行性的操作指南,员工有了行为指南,意味着电力系统的运行质量就有了可以遵循的规章制度,这将实现电力企业在同等资金投入的前提下能收到更多的效益,由于有规可循,专业技术人员的业务水平能够得到快速大幅度的提高,而专业技术人员对先进信息化系统的娴熟操作,是电力企业整体实力水平提升的必要条件。 3.3实现电力信息资源共享 要想促进电力信息和电力通信技术的融合,可以通过建立电力信息资源共享平台来实现。共享平台主要是为电力企业提供各项信息内容和数据,使得电力系统各部门可以实现实时查阅电力信息,而且在共享平台上能够针对各种不安全运行情况进行实时监控,一旦发现异常就可以向工作人员发送警报,工作人员可以及时的维护和调整。 结语 随着经济和时代的发展,现代企业的竞争趋势尤为激烈。电力企业必须跟上时代的步伐,将电力信息与电力通讯技术得到高效的融合和应用,这是信息时代的发展的必然趋势。只有将这两项技术充分的掌握,才能是现代化电网实现操作和生产的智能化,使信息资源进一步地转化的经济财富,从而提高消费者对企业的满意度。做好经济、技术、文化的三方面基础工作,才是二者融合的重中之重,相信在未来的电力企业建设中,电力信息与电力通讯的融合将会为企业的发展做出不可磨灭的贡献。 通信技术毕业论文:电力通信技术的发展趋势探讨 【摘要】:随着我国社会的发展,我国电力不断发展,电力的发展直接影响着各领域的发展程度。而通信技术又是电力运行正常的关键支柱,其未来走向直接关系到电力企业发展的趋势。本文在简述国内电力通信现状基础上,分析其现存问题以及解决措施,进而探讨电力系统之中通信技术未来走向。 【关键词】:通信技术 ;电网; 发展趋势 引言 通信技术一直都是电力运行的安全保障。其从有线传输发展到无线传输,再到光纤通信,每一次技术革新都为电力系统整体带来巨大的机遇。如今,国内现存的电力系统之中的通信技术已经具有较高水平,其已为各行业及人们生活起到了保障作用。但是,当前电力通信依然存在一定问题,电力企业必须抓紧对通信技术的改善与创新,这样才可以确保各领域正常开展工作。 1、国内电力通信现状 光纤通信已成为现代电力通信的标志,其实现了远距离低消耗传输,同时能够承载较大容量,与无线通信相比,其抗干扰方面还具有很大优势,所以我国将光纤通信大范围的使用到通信工程之中。但经时间验证,光纤通信在安全与灵活运行方面能力较差,并且无法为用户提供个性化需求。此外,目前全球都处在能源与环境的巨大压力之下,以及可再生能源的开发与发展需求等,都需要构建智能电网以推动电力行业创新。 2、电力通信现存问题 2.1电力通信系统的发展标准不统一 电力通信系统功能的增多能够为用户带来更好的体验,为用户的生活增添色彩,随着科学技术的发展,电力通信系统在网络技术上的应用呈现多样化的趋势,不同的设计公司对电力通信系统的发展方向不一致,有利于提高电力通信系统的多样性,促进电力通信系统能够实现更多的功能。但是电力通信系统没有制定统一的标准,使得不同开发商的开发标准不一致,造成用户使用时信息的不畅通,这些问题都会阻碍电力系统的发展,不利于电力系统为用户提供更好的服务。因此,要对电力通信系统的发展和创新制定统一的标准,加强不同开发商之间的交流沟通,相互学习、相互辅助,共同努力促进电力通信系统的创新和不断前进。 2.2相应配件不通用,专业通信网之间的联系密切 要促进电力通信系统能够安全可靠的投入使用,需要配套一系列的配件,使得电力通信系统能够发挥作用,然而,由于对不同开发商的开发标准不统一,不仅导致网络协议之间不兼容,还使得不同地区之间的发展速度不一致,相应配件的标准不相同,对电力通信系统的快速发展产生较大的阻碍,不利于不同地区之间的共同发展。电力通信系统应用于专业通信网络,对技术人员的专业性要求较高,一旦系统中某一部分出现问题,会影响整个专业通信网络正常投入工作,且某些通信系统专业性较高,与实现不同功能的通信系统之间联系密切,虽然负责不同功能的通信,但是一部分通信系统出现问题,也会影响其他专业通信系统的正常使用。要加大对电力通信系统的维护力度,对使用过程中出现的问题能够及时的发现,提高错误分析速度,从而能够快速的解除故障,促进电力通信系统安全性和稳定性。 3、电力通信现存问题的解决措施 3.1统一电力通信系统的发展标准 不同开发商运用各自独特的设计手段对电力通信系统的进一步发展进行开发,导致不同开发商之间的通信手段不兼容,给使用者的良好使用体验带来不利的影响,同时会降低电力通信系统的发展速度。要制定完善的发展标准,对开发设计流程进行规范,使得不同开发商对电力通信系统的开发有制度可依,有规范可以借鉴,从而能够实现不同开发商之间的网络协议兼容,可以实现用户使用不同的开发商的产品,有利于开发商之间的相互学习、相互提高,促进电力通信系统的发展。 3.2促进软交换技术的参与程度 软交换技术能够实现网关接入、呼叫控制等多种功能,使用范围广泛,能够在不同的使用环境中正常使用,运用到电力通信系统中,能够提高电力通信系统的工作效率,实现电力通信系统的自我检测和维护,对系统运行中出现的问题和错误及时检测和发出警报,并提供有效的解决方案供技术人员参考,能够快速的排除系统故障,同时,能够解决不同开发商之间网络协议不兼容的情况,支持多种网络协议,简化用户的使用操作,提高系统运行的安全性和稳定性。 4、电力系统之中通信技g未来走向 4.1接入技术走向。接入网在整体通信网络之中具有超凡地位。从前通信技术都是采用铜质电缆进行通信的,其投入成本较高,一般能达到网络总成本的 35%-52%。而且,从前电力部门都将变电、输电、发电等环节作为通信重点环节,很少有更多精力考虑接入网存在的问题。如今,用户对电力通信要求逐渐提升,城市电网也开始进行智能化建设,接入网的问题就越发明显起来。想要让接入网得以发展,光使用光缆是不够的,还必须考虑配电线路在通信当中的运用。其中包括 DLC 与 PLT 两个方面。 4.2传输技术走向 4.2.1维修技术。在完善网架的过程中,特殊光缆一般都肩负着重要的任务,如果出现问题,将会导致通信大动脉中断,停电检修也面临着很大的难度 。所以,相关企业或部门必须要对安全足够重视。第一,产品进网前必须要加强管理并做好质量检测。第二,加大对施工与工程设计监管力度。第三,开展预防维护。第四,增强档案技术管理。第五,定期对光缆进行维护。 4.2.2施工技术。全新的施工技术可以减少电网内部各部分之间的相互制约,从而提高整体通信的灵活性。例如,在进行接地线更换时可以采用OPGW 施工技术,然后用 ADSS 技术全程监视与防护,这样可以增加接地线的使用时间。施工技术方面的革新可以提升通信网络的安全系数,减少安全事故的发生频率与次数,进而提升整体通信效率。 4.2.3光缆选型。特殊光缆的电子设备和机械部件等都在电力通信建设之中非重要。光缆的种类会给光缆带来许多不同特点,所以在进行电力方面通信工程建设时一定要选择符合型号的光缆,例如纤芯与电子设备的选择,已达到不同的要求。 结语 电力通信系统对我国电力系统的发展具有重要的作用,能够极大的为人们带来便利,促进信息的传递和沟通,使得人们能够对政治、经济等发展进行充分的接触和了解,提高人们的思想觉悟。接入技术与传输技术作为电力通信最为重要的两大支柱必须要进行革新,才可以带动电力系统之中整体通信技术前行。 通信技术毕业论文:浅析通信技术与计算机技术融合 摘 要:二十一世纪,是信息时代,是知识与信息结合的时代,随着社会主义经济的快速发展,我国的科技也得到了快速的发展。通信技术以及计算机技术是现代的两种重要技术,分析两种技术的关系以及如何促进两种技术的融合,最终目的是为人们提供更多更好的服务。 关键词:通信技术;计算机技术;融合 在多媒体盛行的时代,计算机与通信技术在现代社会中的发展是举足轻重的,因为这两种技术有着非常广泛的作用,并且这两者的作用是不可替代的。目前在我国,我国在通信技术以及计算机技术上的发展可以算得上是突飞猛进,在人们的生产生活中,也都得到了大量的应用以及快速的发展,本文将针对通信技术以及计算机技术的融合展开简单的探讨,为两种技术在发展过程中提供一份有力的理论依据。 一、电子计算机的系统技术 电子计算机系统在计算机中是一个比较完整的技术,它的运用范围是十分广的。并且组成部分是比较多的,包括结构技术、维护技术、管理技术等等,每一个组成部分的功能都是不同的。电子计算机的主要功能就是提高计算机的工作效率。并且制定一个具有科学合理的性价比的电子计算机。电子计算机这一技术,目前为止,应用十分广泛。 二、通信技术 在这个信息时代,手机、电脑已经成为人们生活中必不可少的一项产品,并且其更新速度非常快。这在一定程度上说明了我国的通信技术发展的是相当不错的。自从世界上出现人类以后,人们就尝试着用各种各样的方法进行人与人之间的交流,在出现了语言甚至文字之后,这种渴望互相联系的愿望就更加强烈。在以前,通信的方法都有快马传信,飞传书等等,后来渐渐成立了邮递,使得通信较为方便。为了适应快速发展的市场以及人们的需要,各种各样的新科技不断的出现在人们的生活中,已经为人们的生活提供了许多便利,为人与人之间的沟通与联系建立了方便的平台。 三、计算机技术与通信技术的融合 1.应用蓝牙技术 蓝牙是一种低成本、高效率的产品,它可以实现短距离内的人与人之间互相交流,蓝牙包括两个组成部分,第一部分是蓝牙专用IC,第二部分是蓝牙通信协议栈。前者则又是由两部分组成,这两部分最终组成的是蓝牙的硬件,也就是平常人们所说的蓝牙收发器。蓝牙的发明,为我国人民提供了一定的便利。 2.实现远程通信 在一些重要的工作场所,有些时候,专业的工作人员不能近距离操控,但又必须有人完成任务,这时就要依靠远程通信来完成,专业人士通过远程通信与工作人员进行联系,然后告诉工作人员该如何完成工作。这样一来,专业人士与工作人员之间可以实时对讲,大大的减轻了工作的困难程度。人们通过使用远程通信,进一步扩大了数据与信息的传输范围,为用户提供了通信的便利。 3.多媒体通信 在工作任务中,要把计算机设备当成重要的工作设备,并且工作人员要大力开展新的方法去创新一个健全的信息体系,可以达到对多媒体的信息进行完整准确多的收集,这样的信息体系跟以前的体系大有不同,不再像以前一样处在音频与视频的间隔中,是将数据通信建成一个整体,这样一来,就更加为用户提供了有品质的服务。 四、计算机通信技术的发展趋势 计算机技术与通信技术在未来的发展过程中,一定会被越来越多的行业或者单位进行使用,目的是为了适应市场的竞争,也是为了提高行业或者单位的工作效率。在这两种技术的发展过程中,一定会发展的越来越好,向更高更好的标准进行发展。因为计算机技术与通信技术的功能越来越丰富,使得资源的共享范围进一步扩大,最终计算机通信技术的综合性将会得到最广泛的应用。 五、结语 根据本文对通信技术以及计算机技术的分析与探讨,大体确定了以后的努力方向重点在于如何将两种技术进行有机的结合,为人们提供更好的服务。随着我国社会经济的不断发展,我国对于通信技术以及计算机技术的发展方面比以前更加重视,并且已经断定两种技术进行融合后,会占领以后的科技社会中的主导地位。这两种技术有着很强大的发展潜力,在未来的社会发展过程中必定会发挥更加重要的作用。 作者简介:魏旭(1983-5-),男,贵州省遵义市人,民族:汉, 职称:工程师,学历:大学本科,单位:贵州航天天马机电科技有限公司,研究方向:通信技术,电子工程。 通信技术毕业论文:通信技术传输存在的问题及其优化策略研究 摘 要 时代的快速发展对于通信技术有了新的要求,其不仅需要在传播速度方面,更加需要在信号可靠性方面予以高度提升,从而满足人们日益发展的通信需要。但是,依照当前的情况来看,通信技术传输过程中依然存在诸多问题,只有对其予以研究和解决,才能够更好地促进我国通信技术的更好传播和应用。基于此,本文就通信技术传输存在的问题及其优化策略进行分析研究。 关键词 通信技术;传输;问题研究;对策分析 1 通信技术应用重要性 当前已经进入信息化时代,信息的传输无论是对于企业还是生活都已经成为一件具有重要意义的工作。而在信息传输中,通信传输又成为了主流,其对中国的信息产业有着重要影响。通信信号的传输,与我们的生活紧密联系,为不同人群的交流以及信息之间的沟通搭建桥梁,起到十分重要的信息传递作用。其应用已经贯穿在我们生产生活的方方面面,时展的脚步在呼唤通信技术的提高,需要更加准确、高效的通信技术来实现信息的及时沟通和交流。但是,依照我国当前通信技术发展的现状来看,其在发展过程中依然存在诸多问题,如何解决这些问题,如何促进通信技术的更好发展,如何让通信技术在人们的生活、生产中发挥作用和功用就显得非常重要,这是通信技术本身发展的需要,也是时展的要求。 2 通信传输过程中常见的问题 2.1 外界的影响 信号在空间的传播是会受到一些因素的影响的,比如说地面和大气效应。空气中肯定是会存在一些尘埃,以及诸多其他细小物质,这些物质会在通信传输的过程中落在通信线路的熔接点,并在缆线接续点处出现有害物质的残留。那么这些物质就成为了信号传播的阻碍,会使信号受到损耗。并且伴随着这些物质的还有一些氧化物,这些氧化物也会使信号受到损耗,这些存在空气中的杂质的吸收也是影响信号的一个重要因素。这些所有的杂质和有害物质对于信号产生的损耗都会随着时间的增加而越积越多,积累的越多对信号的传输就影响越大。所以这个时候就需要及时做好清洁的工作,把缆线上的杂质和有害物质清理干净,降低空气中杂质对于信号传输的影响。 2.2 缆线的接续造成的影响 缆线接续也会对通信信号产生影响。但是有些因素是会对缆线接续产生影响,比如说造成接续点附近不均匀、不连续的情况,这些是由于线路的断面不整齐、质量上控制的不够严格等原因造成的。一但线路出现这些情况,线路的内部就会出现光线的散射情况,从而加剧线路内部的信号损耗。因此,提高线路断面质量就需要准确应用断线技术。但是这似乎是很难实现精确的断面,经过大量的事实来看,即使先进的技术、工具,也难以解决断面倾斜度的问题,其虽然能够从一定程度上解决斜面对信号传输所造成的影响,但是其从根本上予以彻底解决还需要在材料和技术、工具方面予以深入研究。 2.3 通信线缆的本身因素造成衰减 通信过程的一个主要传递的基础就是通信线缆,但是通信线缆总是会产生一些损耗,这主要是和通信线缆的制作过程和原料的使用相关。缆线是信号传输的一个媒介,可是缆线则主要为人工制造,在生产过程中难免会出现误差,这就会出现质量上的一些问题,比如缆线折射的不均匀等,大多为一些不可控因素。但是这些因素会在不同程度上导致后面的不同影响,尤其是线路的连接点处,容易出现一些不正常现象。根据相关的理论知道,在这些比较薄弱的环节很容易产生信号的损耗。但是就目前所拥有的技术中还没有特别好的能够妥善处理这一问题的技术。 2.4 缆线的微弯造成的损耗 在通信传输中,有一种现象就是传输线路发生弯曲会影响到附近的通信信号的传输路径与方向,所以说缆线的弯曲程度可以影响到信号的传输,这主要看缆线的弯曲半径,因为有些信号是从缆心中出来,一旦这样信号的传输方向不固定了,就产生了损耗。缆线的弯曲半径是来自于缆线的弯曲程度,弯曲程度大,半径就会小,损耗就会大,所以说需要减少弯曲。 3 通信技术传输优化策略 3.1 对选用的产品质量进行严格控制 缆线的材料极容易造成线缆通信过程中出现折射率不均匀的情况,极容易造成质量问题的产生,这些缺陷的存在都是会对线路的连接点产生影响,会造成一些色散、吸收等多种损耗。信号的频率不同也会产生一些其他问题,比如在信号的传输中,会出现信号无法到达输出端的情况,信号频率不同也会影响信号在缆线中的传播速度,会影响信号输出时的波形等,这都是损耗的一种形式。因此,在对信息技术进行优化的过程中就需要做好相应的产品质量管控,选取优良的通信材料,防止因为材料选用对信号的传输的损耗就成为相关人员所需要考虑的重要内容。 3.2 尽可能改善通信缆线的原始特性 为了更好地促使通信线缆的优化,相关人员在进行通信技术优化过程中,可以使用比较先进的技术和工具以及仪器等进行线路的检测,这是可以保证通信线路质量的有效方法之一。缆线的型号需要做到一一匹配,并保证其匹配度的优化和提升,这也是相当关键的一个步骤,着就需要做到相关生产信息的核实,从而有利于实现缆线的接续,同一型号的缆线差距相对较小,这样可以有利于降低损耗,因此可以实现通信线路质量的保障。 3.3 降低通信缆线的弯曲程度 通过一定的实践表明,弯曲损耗和通信线缆的弯曲程度之g存在着一定的相关关系,是成正比的,也就是说弯曲程度越大,其损耗程度就越大,反之,要想损耗程度降低,那么就得避免缆线的弯曲程度。当弯曲程度缩小到一定的程度,其所造成的影响便可以忽略。虽然这是理论上的研究,但是其对于实际技术应用中也具有一定的指导作用。在实际中,由于多种因素的影响,会使线缆产生比较严重的弯曲,继而会造成较大的损耗。所以就需要我们在施工过程中多注意施工的技术,注意线路的接头,尽量减少弯曲,降低损耗。 3.4 改进断面技术与接续技术 在通信电缆的实际施工中,会受到形状、尺寸、直径的偏差等问题,这些问题都会对线缆的续接过程产生影响,会造成一些不符合规定的续接出现,这些都会造成续接质量的缺陷,进而造成通信损耗。针对这样的情况可以使用一些先进的技术和仪器,这样在一定程度上可以减少外形的误差,同时减少这些误差造成的影响。与此同时需要注意的是缆线的清洁问题,防止因为空气中的各种杂质造成通信信号的损耗。其次,对于相关人员的技术也需要予以高度重视,其需要工作人员的技术到位,技术操作水平到位以及素质上到位。因此,做好相关人员的思想培训、技术培训就显得非常重要,一方面要注重提升工作人员对技术研究的深度认识,另一方面还要注重提升工作人员的专业技能,让其能够在工作中通过更加严谨的工作态度来解决技术传输中可能存在的各种问题,促使续接工程开展的更加完美,促使工作技术的优化和创新。 4 结论 通信传输已经成为当前社会中所应用的重要沟通交流方式,做好通信技术传输的研究能够有效提升通信的质量和可靠性。相关人员要对通信技术传输中存在的问题予以深入研究和分析,探索更好的解决方式,让通信技术带给人们更加高质量的通信感受,让人们之间的沟通交流更加方便、迅捷。 作者简介:宋四海,中国通信建设集团设计院有限公司第四分公司。 通信技术毕业论文:5G通信技术下我国光纤光缆企业面临的机遇与挑战 2016年,作为“十三五”规划的开局之年,光通信市场发展势头强劲有力,行业景气程度高。根据光纤光缆行业会议的统计,国内光纤光缆市场需求在2016年达到了历史最高的27000万芯公里,同比2015年全年的23910万芯公里增长了12.9%(第三十一届光纤光缆行业市场会议)。 究其高速增长的原因,广电获得第四大运营商执照、普遍服务项目对光纤光缆需求的拉动、互联网行业的高速发展、国内光纤预制棒的短缺、5G技术的推动这几个因素构成并将持续助力近几年光纤光缆市场需求的强势增长。其中,5G技术的发展起到了至关重要的引领作用,给国内光纤光缆企业带来了无限机遇和发展空间,同时也催变市场格局,给行业内企业带来市场可持续发展的挑战。 一、5G带来的机遇 1,运营商5G网络投资建设带来的直接市场需求引领传统光纤市场继续高速增长。 据最新数据显示,截止2017年1月,国内三大运营商累计4G用户数量已达6.79亿。从该数量推算,中国的4G进程已经趋于尾声,从2014年12月底正式发放牌照,到目前还不到3年,4G已经接近尾声,这样必然推进5G部署的加速。根据近日市场研究机构HIS Markit编制的《5G经济》报告预判,未来二十年5G将在全球经济中广泛普及,成为对全球经济扩展的重要贡献因素之一。 当前,国内三大运营商也都在紧锣密鼓地推进5G网络前期研发和实验工作。据最新报道,中国电信在南京江北新区产业技术研创园己成功建成4个5G基站,即将成为全国首个全域覆盖5G网络的地区。中国移动也在很早就投入研发资源开展5G技术研究、标准制定和产业推进工作,并成立5G联合创新中心开展跨行业融合创新。中国联通董事长王晓初则公开表示:“在对现有的4G+网络不断完善的同时,中国联通已经建立了5G实验室,只要5G具备商业条件,中国联通不会有任何犹豫进行规模建设。” 在国际上,美国第一大运营商Verizon将在今年上半年向美国11座城市的特定用户提供高速无线5G网络,在多座城市试点测试5G“试商用服务”,包括亚特兰大、达拉斯、迈阿密、西雅图等。高通的最新报告预测,到2035年5G将在全球创造12.3万亿美元经济产出,全球5G价值链将创造3.5万亿美元产出,同时创造2200万个工作岗位。这一切5G飞速发展带来的市场需求都将为光纤产品一一这一通信产业基础必需品带来无限发展机遇。 2,5G技术发展带来的新产品需求将促使各大光纤光缆厂家进行技术革新。 在新型密集网络架构、高频段传输、新型多天线传输等5G关键技术不断成熟和标准化的进程中,各大通讯行业供应商也在紧锣密鼓地围绕这些技术和标准部署自己的新产品线。国内外通信行业巨头纷纷开始部署相应的新品研发战略。2016年8月,谷歌、诺基亚和高通正式宣布共同合作进行3.5GHz网络研究工作。该技术基础被称为“CBRS”,即“公民宽带无线业务”(Citizens Broadband Radio Service)。今年2月,这三家公司在拉斯维加斯高速公路上使用3.5GHz共享频谱进行了私有LTE网络的首次现场演示。在2017年的NWC(世界移动通信大会)上,沃达丰、德国电信、Verizon等运营商,均展示了与华为、爱立信、诺基亚等设备商共同开展的5G样机测试情况。 国内光纤光缆行业领军企业也已开始相关布局。2016年9月长飞光纤光缆股份有限公司与中国联通网络技术研究院在北京签署了战略合作协议,未来双方合作将以光纤光缆产业发展和技术进步为基础,重点拓展5G、全光网络、超宽带等新的方向和领域的技术及商用产品。 同时,为满足5G通讯需求,亨通通信产业集团广东亨通光电科技有限公司经过长达三个月的开发研制,于近日成功研发5G多芯MPO拉远组件并实现批量生产。该产品采用高密度多芯MTP连接器与广东亨通自主生产的7.0拉远光缆结合,具有低损耗、高防水性、高抗拉性、抗紫外线等优点。 相信随着5G技术的日趋成熟和标准的逐渐制定,国内更多的有研发实力的光纤光缆企业将加入围绕5G进行技术和产品创新的大军中。 3,完备的光通信产品产业链将是大型光纤光缆企业屹立于不败之地的关键所在。 光纤预制棒是用于拉制光纤的玻璃特种预制大棒,是光纤生产的优秀原材料。在光纤产业链中,光纤预制棒、光纤、光缆所占整个产业链的利润之比大约为7:2:1。 国内光纤光缆产业的发展史,大多数都是从铜缆到光缆,从光缆到光纤,从光纤到光纤预制棒的一个过程。到今年,行业主流厂商基本上都掌握了棒、纤、缆一体化的制造能力,这个完备的产业链发展模式在5G通信时代必将成为光纤光缆厂家保持市场份额的重要基础。下一步,没有预制棒能力或稳定的预制棒来源的光纤光缆企业必将受到上游关键原材料供应不足而带来的巨大交付压力,甚至面临无力维持原有市场而亏损倒闭的局面。 所以,除国内拥有预制棒生产能力的长飞、烽火、亨通等行业领头企业外,其他中型规模光纤光缆生产企业应抓住目前有利的卖方市场局面,完善自身产业链,保持市场竞争能力,同时进行产业外延,使企业做大做强。 二、5G带来的挑战 1,无法面向国际化市场的企业将在新一轮光通信行业竞争中处于劣势。 在近期由CRU(英国商品研究所)和长飞公司联合举办的首届世界光纤光缆大会上,众多光纤光缆厂家以及运营商客户已从多方面探讨达成以下共识:国内光纤光缆市场尽管还在高位增长,但已逐渐接近饱和,从CRU的报告可以看出,未来几年海外市场的增量要大于国内,主要增长区域仍将是发展中国家市场。经过近10年的大规模宽带建设,中国在宽带覆盖方面已经接近全球先进水平。而国际上各个国家济发展的不平衡导致全球通讯技术水平也存在着巨大差异,这使得国内光通信企业在国际化方面还有广阔的市场空间。国内相关领域龙头企业已在3至5年前意识到这一点并且开始战略布局。长飞作为目前全球最大的光纤和预制棒供应商,他们未来五年发展战略中,最重要的就是国际化战略。长飞已经在缅甸、印尼和南非设立了海外工厂。2016年,长飞国际市场收入同比增长67%,占营收比例10%,增速远高于国内市场。他们国际化的目标就是在五年以后海外收入占到总体销售收入的25%。亨通集团近两年来,也将发展目标瞄向了海外,并确定了“531”国际化发展战略,即50%以上产品销往海外、30%以上资产为海外资产、10%以上人才为国际化人才。目前,亨通集团己在东欧、中东、南亚等区域设立18个海外营销中心,并在巴基斯坦、印度、巴西等国家和地区进行了商标注册,还在巴西南马托格罗索州的三湖市合资建设了首个海外工厂。该集团生产的产品现已覆盖80多个国家和地区,并进入巴西电力、印度信实、英国电信等多个国家运营商供应链。 反观国内其他中等规模光纤光缆企业,尚可借目前卖方市场获得3至5年的高利润空间,但长期发展来看,国内市场收紧趋势一旦开始,将面对急剧的订单萎缩困境。没有国际市场的支撑,中小型光纤光缆企业必然在下一轮产能过剩周期面临被洗牌或整合的风险。 2,高端产品创新研发能力不足将使部分企业在需求高峰过后面临被行业淘汰危险。 在光纤新产品研发上,超低损耗、大有效面积光纤是支撑下一代超高速、长距离、大容量传输的选择,已经成为目前业界研发的重点。但是整体而言,目前我国超低损耗光纤产业链较弱,成熟商用产品较少,光纤光缆厂家还需加快对超低损耗光纤和大有效面积光纤等新型光纤的研发步伐,以把握市场机会。只有新型光纤技术成熟、产业链完整,才能促进400G时代早日到来,促进国家“宽带中国”落到实处。可以预见,在高技术标准要求的5G商用环境下,那些只关注常规产品,技术研发落后的光纤光缆企业,不久将面临无新利润增长点,市场萎缩,运营困难的局面。 综上,5G在未来3至5年内将继续为光纤光缆市场需求起到强有力的支持作用。国内光纤光缆企业应抓住有利时机,在争取获利的同时,注重新品技术研发能力的培养,打造更强的行业竞争力,向产业链上游预制棒领域进军和下游终端服务延伸,积极为企业转型做好准备。同时,借力开拓海外市场,特别是发展中国家市场,为企业长期健康发展提供市场保障。只有这样,才能借助5G迅猛发展的势头,在国内光纤光缆行业长期立于不败之地。 通信技术毕业论文:述智能电网信息和通信技术关键问题 摘 要:如今科技水平以及信息技术都在不断的发展和进步,智能化电网也渐渐的在人们日常生活的应用当中有愈发重要的意义,和传统电网相对比,智能化电网存在较为显著的优势价值。也正因如此,智能化的电网信息技术以及通信技术也得到了愈发广泛的应用,但是在其应用的过程当中也或多或少的出现了一些问题。本文就将对此进行分析,并结合实际情况针对智能电网的技术问题进行讨论,旨在令智能电网获得更加广泛的实际应用,给人们带来全面的服务。 关键词:信息和通信技术;智能电网;关键问题 经济发展的全球化进程令信息产业也得到了非常迅猛的发展,在如今的社会环境当中,智能电网信息以及通讯技术也获得了较为广泛的实际应用。在世界范围内其均得到了比较广泛的实际应用,国家电网也予以了较高的重视程度,同时推广了更多的信息通讯手段。但是在应用的过程中也出现了一些不同程度的问题,对智能电网的发展和建设产生了较为负面的影响。 1 分析智能电网主要运行特征 智能电网,也就是电网的智能化,将信息和通讯技术手段作为主要的基础内容,并由此构建起来的电网系统,拥有较高的集成性以及较快的传递速度,辅以高速传感器以及较为先进的技术手段,将决策支持系统作为主要的媒介,令电网运行实现较好的可靠性以及安全性,令智能电网实现更好的发展,有助于电网的可持续运转。 其一,自愈能力:立足于智能电网的大环境下,其自愈功能指的是假如电网遇到了一些突发事件的破坏的时候(比方说较为多见的雷电、火灾等),能够在短时间内实现故障的诊断以及定位,并及时对其进行隔离以及修复,在保证了自身能力的作用基础之上,针对电网予以保护,令电网系统的安全运行获得保障。在系统监控的基础之上,掌握电网的良好运行状态,尽量降低人工干预的比例,进行设备自投以及隔离故障等具体的工作,令电网能够实现良好的自我恢复。 其二,安全性:除了保证电网的供电安全,客户方面、变电站方面,乃至于终端设备之间的通讯数据信息安全工作也是智能电网的安全性范围当中的。当前,光纤通信技术也在智能电网的通讯技术当中获得了较为广泛的实际应用,它拥有较大的数据流量以及较高的通讯质量,能够令只能电网实现更高度的安全意义。 其三,兼容性以及集成性:能够保证良好的兼容性以及较高的集成性对于智能电网来说是其标志性的特征,对兼容性来说,它主要包括三方面兼容,即数据格式、设备形式以及满足不同客户需求的兼容性。对于集成性来说,它和信息采集、信息处理和信息安全等有较为密切的实际联系。 2 分析智能电网信息通讯技术的关键性问题 2.1 层次模型设计问题 在进行智能电网层次模型设计的过程当中,往往会存在着通信网架层、电网设备层以及数据应用层等若干个不同的层次,各个层次之间如果没能保证良好的相互结合,就很难发挥出其整体的功能。因为智能电网系统的结构相对来说比较复杂,因此在进行设计的时候必须要充分的分析每个模型,并对其功能构造以及主要的操作特征等进行详细的分析,构建合适模型,进而结合不同的模型并令其发挥优势,以此来起到更好的服务效果。 2.2 标准体系构建问题 通常来说智能电网的系统比较复杂,而且涉及到的设备也比较多,一旦缺少较为完善的信息源以及配备的通讯体系,很难保障各个部分之间都能够得到良好的协调,自然就很难发]出智能电网真正的优势价值。如今时代环境有了飞速的进步,传统模式下的智能电网已经很难满足高流量的信息传递需求,所以需要设计标准智能电网体系,针对网络结构予以优化和调整,对网络结构形式进行简化的同时,切实提升网络体系运行效率,继而强化网络体系实用性,提升经济收益。 2.3 适当强化信息系统的安全防护措施 在传统安全防护措施当中,基本上都将重点放置于电网稳定以及设备安全等方面,针对信息上的安全性比较缺少重视,而且也不能针对信息系统进行脆弱性以及风险性上的评价。一旦信息系统被威胁的情况下,应对能力比较低,而且针对较为重要的系统也不能保证重视程度,继而导致一些信息系统的安全问题发生。因此必须要对其进行高度重视,同时适当的安排一些专业人员予以充分保护,并设置对应的防护系统,设置应急方案,一旦系统面对安全威胁的时候能够对其进行及时有效的处理,继而确保智能电网能够得到较为有效的实际使用。 2.4 随时对设备进行更新 如今智能电网得到了较为广泛的实际应用,随之而来的就是不断增加的用户数量,社会范围内通讯用户的流量也呈现出较为显著的增加,所以必须要对设备进行及时有效的更新,针对已有的设备予以升级,继而确保电网能够很好的调动其真正的作用。在电网企业正常运行的过程当中,必须要及时引入一些外国的先进信息技术,对设备进行更新,并且完善电网功能,令其能够发挥出自身的优势价值,令企业获得更大的利益回报。 2.5 对信息通讯技术体系进行完善 电力系统的正常运行过程当中,用电以及发电都是比较重要的内容,借助构建信息以及通讯技术体系的过程,能够让通讯网络广泛使用在各个环节当中,比方说,将自动抄表以及自动测量等智能方式应用到实际工作当中,以此来替代传统抄表方式以及测量方式,很好的实现了电力系统智能化的管理模式。智能电网模式由局部信息监控,渐渐的实现了对整体信息予以监控的目的,并且令分散于各个不同类型的系统当中的讯息也能够得到良好的集成,继而满足了用户不同的需求。 3 结语 如今我国电力通讯网络成为了全世界范围内较大规模的网络环境,不过在应用的过程当中也会存在一些问题,借助构建标准体系、设计层次模型、提升信息安全防护等级等措施,能够很好的对这些问题进行处理,有助于更好的调动智能电网的兼容性以及稳定性,实现经济利益最大化的价值。 通信技术毕业论文:配电通信网中光纤通信技术及应用实践微探 【摘要】 随着我国配电网建设速度的不断加快,也将更高的要求抛向了配电通信。所以,智能电网已经成为了当前电网建设中的焦点,其中,光纤通信技术作为智能电网中的关键性技术之一,在促进电网发展中发挥了重要的作用。因此,为了能够更好的掌握这方面的内容,文章通过下文对配电网通信中光纤通信技术及应用的相关内容进行了探究。 【关键词】 配电通信网 光纤通信技术 应用分析 点多、覆w面广、分散是配网通信网络的主要特征,所以,必须要从实际情况入手,正确的选择区域配网的具体通讯情况。因为城市建筑物阻挡、负荷大、杂散电波多等因素的制约,这样在应用无线通信时会遇到困难。对应的,光纤通信技术具有通信量大、安全性高、传播速度快、传输距离远的有点,因此,在配电网通信技术中光纤通信技术得到了有效的应用。 一、分析几种常见的光纤通信技术 1.1工业以太网技术 该技术就是通过发展比较成熟的工业应用技术和以太网技术相结合发展起来的一种新型光纤通信技术。对比传统的以太网技术,它具有以下特征:首先,这种网络一般在较为恶劣的环境内运行,要确保工业通信装置能够在高温度、高海拔、高湿度的供电环境内运行;其次,民用以太网很多都是随机性流量,工业网络中存在较多的周期性流量,并且,能够有效的预测到流量的产生情况;再次,有效的保证网络宽带应用情况时民用网络的首要目标,通信设备的很多功能都是通过可用流量小于网络流量时的流量控制策略。在特殊的情况内,可能发生数据损失或者延时较大的问题。而就工业网络而言,工业系统的运转情况会决定着通信流量情况,一般是不可以有数据损失出现的,也不应用流量控制,通信设备必须要保证在大流量状态下能够正常收发数据。工业通信网络需要通信的实时、稳定、可靠、安全,并且,对自愈力有较高要求。工业网路多数为专用局域网络。 1.2 EPON技术 这种技术是通过点到多的双向单纤接入网络,由POS、ONU、OLT三个部分一同构成了EPO系统。OLT通过需求完成相应的配置,通过多个ONU和POS将OLC连接到一起, POS是一个简单的设备,不用电源带动。能够被安置于全天候的环境中,一般有32、16、8个分线一同构成了POS,此外,能够实现多级共同连接。用广播形式来呈现EPO系统,可以按照本身逻辑链路标识将各个ONU的接收数据选择出来。上行选择应用TDMA形式,通过EPON系统能够统一调度各个ONU。通过系统时隙发送上行数据,进而确保不发生数据的碰撞问题。 二、配电通信网中光纤通信技术的应用 2.1应用工业以太网技术 在中压配电网组网架构方面,工业以太网交换机一般都能够灵活的运行,能够通过随意的一种拓扑结构在各种场合中出现,主要涵盖:星型、网状、总线和全连通等架构。因为中压配电网通信的基本特征,会非常广泛的分布着各个子站通信终端设备,量多而又分散,所以,一般的时候都会应用星型加环网保护模式,这样不但可以相控制中心快速的传递终端数据,冗余网保护还可以确保数据能够被稳定的传输。 接入层与优秀层是中压配电通信网中工业以太网的基本组网架。 接入层把各个开关柜、变电箱、数据采集装置、配电房和柱上开关等配电装置接入到通信网络内。按照具体的接入点情况,选择合理的环网接入方法,也可以按照具体接入点的分布状况,划分耦合环、双归环、相切环和变电链路等方法,这样都能够将链路的保护功能发挥出来。 优秀层结构稳定且清晰,构成环形保护带,从而将优秀层网络的稳定性增加。优秀层网络拓扑与架构不会因为配网自动化接入点的变化而改变。可以按照变电站结构区组织与规划优秀层,应该利用最合理的路径实现路径稳定、清晰和简单的覆盖。 这种组网方式的优点: ①优秀层结构可靠简洁,便于规划网络,构成可靠的优秀层架构。 ②接入层的网络拓扑结构能够灵活的按照电力光缆的铺设形式完成规划与施工,支持各种耦合环、相交环、双归环、相切环的运行。 ③在后期,能够灵活的修改和增加接入层的网络,其网络弹性非常优越。 ④接入层利用环网的形式能够把网络向广大的配电网接入点内延伸,并且,会在50ms以内控制链路保护的冗余时间,从而能够将配网通信网网络的可靠性和稳定性提升。 ⑤强大的路由功能与三层交换功能,可以更好的完成点到点之间的通信。 2.2在配电网通信网中应用EPON技术 在中压配电网通信内,在变电站出设置OLT,分别将主干网数据设备或者传输设备安装到各个变电站中,变电站通信层负责汇聚通信终端数据,并且,利用主干数据网或者传输网和主站系统实现通信。OLT能够设置出两个PON口,然后构成两个链相互备份,每个ONU能够利用双PON流分别向这两条链路上连接,从而将网络传输的可靠性增强。为了将网络运行的可靠性和稳定性进一步增强,关键的站点还能够通过两个OLT各呈现出一个PON的口,将手牵手的两条链的组网方式展现出来。分别向这两条链上各个双PON口ONU,这样能够完成主干光纤、分光器、分支光缆全网、PON端口、OLT设备的保护。每一个PON口、任何一条光缆、任何一台OLT、任何一个分光器产生问题,对ONU的运行情况都不会产生影响。在手拉手的保护策略下,会在50ms以内控控制切换时间。 三、具体的应用情况对比分析 3.1比较分析扩容与网络规模 工业以太网的扩容只需要将光链路以及新的交换设备添加进去即可,不用再次添加其余设备。同时,因为其传输距离要远于EPON系统。所以在组件环网时,不会过于严重的限制设备数量,为了维护方便,应该在50个以内控制环网以太网数量。而且组网灵活、简单,对网络规划要求不严格,在不同的组网方式中都可以被应用。 在扩容时,EPON系统需要更换光路器,通过增加分路器来增加分路器光的方向。因此,在设计EPON系统时,应该将光功率余量与光纤资源预留出来,保证能够向扩容点设备中传递更多的光功率。新增加的节点应该增加OMU以及分光器,通过此确保网络的扩容。然而,无源器件时EPON分光器的主要特征,不能够放大信号,所以,需要在20KM以内控制最远通信,同时,会有插入损耗情况出现在分光路器中,所以,EPON进行组环时,需要在12级以内控制各个单环,在7级以内控制各个手拉环,而此限制并不会出现在工业以太网中。 3.2对比分析业务安全接入情况 工业以太网一般是通过局域网进行运行的,自身并不具备安全接入的认证功能,应该通过802.1x协议限制用户经由访问端口进行访问的网络或者没有授权的设备。 EPON技g中的网络、系统管理和用户都应用了多种机制。主要涵盖以下方式:首先,EPON系统呢每个ONU所发放出的数据很难被其余NU所接收,也就是不会窃取上行信息,下行通过广播方式,按照逻辑链路标识,ONU会选择是否去接收;其次,适合应用三重加密计算法,OMU会将秘钥生成出来,并且会定期更改这些秘钥,然后加密处理这些数据;再次,对ONU的多种认证接入方式都可以给予支持,比如混合认证、MAV地质、LOID加passWord,防止认证不通过的ONU向系统中接入;第四,对用户认证一同支持有关端口的标识认证给予支持;第五,有着较强的DHCP保护功能;具有较强的IP/MAC的保护功能。不但能够上报用户端口,此外,还可以有效的监测认证工程,将用户端口的源MAC于源IP过滤条目自动生成出来,仅允通过认证的源MAC与源IP向网络中接入,从而很好的防止MAC或者IP地质的虚假性,避免接入非法流量。 结语:通过上文分析得知,工业以太网技术以及EPON技术室我国配电网所主要选择和应用的光纤通信技术。工业以太网非常适合应用环形组网,具备优越的环境适应能力,而且,还具备网络扩展能力强、设备运行稳定等优势,然而,接入措施安全性能差,标准不完善的问题也时常存在。对应的EPON技术非常适合应用树形组网或者星型组网,具备产业链完善、标准成熟、安全接入性能好的优点。然而,也具有网络扩容难度大,工业运用性能差的劣势。综合上述特征,将专门的网络系统应用到配电网中,对工业应用特性、安全方面和环保方面都提出了较高的要求,所以,可以优先选择应用EPON网络和工业以太网。为了确保相关单位及工作人员更好的掌握这些组网技术,文章通过上文对相关内容进探究,从而为有关单位及工作人员在实际工作中提供一定的理论和技术帮助。 通信技术毕业论文:4G移动通信技术与安全缺陷分析 【摘要】 近年来,随着科学技术的快速发展,4G移动通信技术也在不断的发展,受到了社会各界的关注,4G移动通信技术的应用能够使得用户的访问速度得到大幅度的提升。目前4G移动通信技术还存在着一定的安全缺陷,对网络用户的信息安全造成了很大的影响。本文通过对4G移动通信技术做了简单的介绍,分析了4G移动通信技术中存在的安全缺陷,并提出了相应的解决措施,希望能够促进4G移动通信技术的安全发展。 【关键词】 4G移动通信技术 安全缺陷 解决措施 引言 随着科学技术的快速发展,人们步入了信息化时代,在人们的生活中,智能手机已经成为了一种必不可少的工具。目前,随着4G移动通信技术的产生,使人们能够更加自由的应用网络,人们能够在移动通信信号覆盖下的任何地方使用互联网,提高了通信技术的实用性。但是,4G移动通信技术在网络安全方面还存在着很多的问题,对网络用户的信息安全有很大的影响,只有尽快解决这些安全缺陷,才能够为4G移动通信技术带来更好的发展。 一、4G移动通信技术 4G移动通信技术是由3G网络和无线网络相结合而产生的一种通信技术产品,它能够更加快速的对各类信息进行传输。4G 移动通信技术应用的是全数字、全IP 的技术,信息量非常庞大,而且具有较高的可容性,信息的传输速度较快,能够实现通信用户的视频通话、集体通话等活动,且视频图像的清晰度很高,具有优质的网络信号支持,能够满足用户的网络现场直播需求[1]。4G 移动通信技术使用的网络是一种蜂窝式的优秀网,能够满足多种方式的接入,能够随时随地的进行互联网的连接,满足大多数通信用户的对互联网使用的需求,具有较强的通用性。 二、4G移动通信技术中的安全缺陷 1、病毒的干扰。网络病毒不是天然就存在的,它是由人利用电子计算机技术编写而成的指令集合或者程序代码,可以通过互联网或者移动终端进行传播,当计算机受到到网络病毒的干扰时,会导致电脑网络中的信息被恶意篡改,信息的传输途径会受到阻碍,病毒的传播速度非常快,它能够在极短的时间内破坏大量的程序或者文件,会给用户的通信信息带来灾难性的破坏。 2、黑客攻击。对于通信安全来说,网络黑客是一个非常大的威胁[2]。通常来说,网络黑客都具备非常专业的电子计算机技术,他能够通过互联网窃取网络用户的信息,或者非法入侵他人的网络设备,破坏或者窃取用户的机密文件或个人隐私,给人们带来非常严重的损失,甚至会危害到社会的稳定和国家的安定。 3、安全漏洞。目前,我国的网络通信技术还处在探索阶段,一些技术还不是很成熟,在网络中,很多网站或者浏览器都存在很多安全隐患,在一些应用软件程序的编写上也存在很多的安全漏洞,这些原因都会影响到网络用户通信信息的安全,而且,由于人们的操作不当,也可能造成通信系统故障或者导致信息丢失,这都会影响到通信信息的安全性和完整性。 三、4G移动通信技术中安全缺陷的解决措施 1、从开发研究做起,提高安全性。4G移动通信技术的研究和开发做起,对其过程中的各个环节都要进行严格的把控,从根源做起,采用网络密钥和防火墙技术来提升4G移动通信系统的防御能力及恢复能力,增强系统的安全性能,防止发生安全漏洞,从而有效的保障用户的信息安全[3]。 2、建立完善的法律条例。政府部门加大对于网络非法操作的打击力度,建立完善的法律条例,并组建相关的机构对通信安全不法分子和网络黑客进行打击教育,加大网络犯罪或通信犯罪的惩罚力度。 3、提高配套设施的科技程度。4G移动通信技术并不能够脱离设备而独立存在,必须要依靠合适的配套设备才能够实现它的作用,因此,必须跟进对于配套设备的发展。只有具备科技含量较高的智能机器,才能够体现出4G移动通信技术特有的优势和作用。 4、系统容灾技术。在4G移动通信系统中融入体统容灾技术,使得4G移动通信系统能够在网络事故或灾难发生的时候及时的做出应对措施,快速且准确的恢复原有的用户数据信息,能够保护系统不受网络事故或灾害的影响。 将系统容灾技术合理地融入到4G移动通信系统中去,这样当系统一旦发生网络灾难事件便可以准确迅速地恢复原有数据,从而起到保护系统的作用。 结束语:随着科学技术的不断发展,我国的绝大多数手机用户都体验到了4G移动通信技术给人们带来的便利,它已经成为我国移动通信领域中的主导技术。同时,我们也要清楚的了解到,4G移动通信技术仍旧存在这一些安全缺陷,这需要我们努力的研发和完善,克服4G移动通信技术存在的缺陷,使得4G移动通信技术能够更加高效、安全和私密,以满足人们的需求。
化学工程工艺中绿色化工技术探讨:石油化工自动化的关键技术及结构综述 【摘要】加快石油化工工业自动化技术的发展,是现阶段面临的重大课题。石油工程的自动化技术,是将先进的工艺装备技术、现代化的管理技术、优化的信息集成技术有机结合在一起的,对工程的整体进行全面控制与管理,为企业发展提供整体解决方案,从而实现企业的优化运行、优化控制、优化管理。因此,加强石油化工自动化技术研究与建设所具备的指导意义与价值非常重大。 【关键词】石油化工 经济 自动化 关键技术 虽然,目前我国的石油化工业的整体产品质量、生产工艺、以及管理水准、自动化技术、信息化工作进程水平等方面与国外发达国家相比还有着不小差距。但我国高度重视石油化工自动化技术的发展。目前我国在石油化工业自动化技术研究与发展所取得的长足进展也说明了石油化工业综合自动化的应用前景非常广阔。 1 石油化工能源性产业关键技术的结构构成 一般而言,大型石油化工集团企业或相关行业都非常注重自动化发展水准以及实践应用成效的优化体现。因此,这些企业无不具备先进规模化的信息集成系统。如,美国、日本、英国等的上百家炼油企业、化工产业都已经实施过了CIMS计划。而其目的就是进一步提升自动化应用管理水平,促进产业化经济迅猛发展。常规而言,石油化工业在引入自动化应用技术时一般都会考虑以下几点。 其一,安全。所谓安全则是为自动化控制系统、检测板块、以及设备的运作装置等提供安全运行保障,具体的保障举措则是对装置系统、控制系统、检测系统等进行定期检查故障或阶段性维护等。 其二,成本。显然,成本问题则是考虑投入自动化技术应用研究所用的总体投资,这种投资一般需要先进技术工艺、技术指标权重等的分析与测评,以此才能衡量出具体的建模技术、控制技术等的最高输出作业效率,最终分析出降低生产物料能耗、资源耗损等的投资比重,保证最大化成产效益。 其三,运作效率。通过有组织、有规划的计划调度与先进工艺流程模拟技术等来加强设备的生产效率以及实际作业利用率等。其四,优秀竞争力。这种优秀竞争力的体现显然与自动化应用技术有着直接重要联系,一般会通过诸如ERP、SCM、CRM,电子商务,以及价值链等技术进行辅助,从而才能确保企业价值增值,在原有的技术硬件基础上提高自身综合实力。具体而言,结合国内外先进自动化技术的发展形势去看待自动化关键技术结构,可将其主要划分为三层结构。 PCS(过程控制系统)为代表的基础自动化层。主要内容包括先进控制软件、软测量技术、实时数据库技术、可靠性技术、数据融合与数据处理技术、集散控制系统(DCS)、现场控制系统(FCS)、多总线网络化控制系统、传感器技术、特种执行机构等。这是最基础的一层,是过程控制层,即按照生产计划,使用尽可能低的消耗,稳定的生产出更为优质的产品; 以MES(生产过程制造执行系统)为代表的生产过程运行优化层。主要内容包括先进建模与流程模拟技术、先进计划与调度技术、数据挖掘与数据校正技术、动态质量控制与管理技术等。中间一层是数据处理及工厂管理层,是由管理网及网上的服务设备构成的; (3)以ERP(企业资源管理)为代表的企业生产经营优化层。主要内容包括企业资源管理(ERP)、供应链管理(SCM)、客户关系管理(CRM)、产品质量数据管理(PqDM)、数据仓库技术、企业电子商务平台等等。这是决策层,生产是由计算机自动管理的按公司决策、市场分析、经济利益进行的。 2 石油化工业自动化的关键技术 2.1 数据库信息集成 石油化工业自动化技术的主要载体是信息集成,而数据库管理则是确保信息集成得以实现的必要基础。由于石油化工行业有着自身行业特性,它往往需求庞大的海量数据加以处理、同时能够对数据进行开发与应用,以此才能体现数据库管理系统的强大功能与实用价值,促进石油化工业实现管理系统的各项经济指标控制。所以,数据库管理系统基于此种海量信息需求处理的形态下,就要实时对数据的产生加工过程进行监督与控制。而负责监督与控制的数据库运用载体则为关系数据库与实时数据库。这两种数据库能够作为系统信息的集散地,并可独立完成相应操作,且能相互协调进行。这样,通过信息集成化的数据库后台数据加工处理,就能把各种信息加以充分运用,并实现信息集成共享,以此保障了信息的增值与充分利用。 2.2 决策支持 (1)经营决策分析。石油化工业生产经营过程同样与其他企业一样需求决策支持,即经营决策是指导石油化工业生产经营活动的执行准则,同时也是一项重点执行内容。但是,由于传统管理模式下的决策支持往往缺乏相应的经验积累、决策质量不高、随意性幅度较大等缺点。而当前结合信息产业技术下的ERP、CRM、SCM等信息系统的出现,使得各项决策与同行业信息、数据等能够加以整合并实现优化,从而利于当前石油化工业的经营生产决策部署,提高自动化应用水准。 (2)成本效益分析。成本效益分析的本质目的在于提高各项业绩指标的利润最大化。一般而言,石油化工业自动化生产经营过程中,所必须加以进行盈亏生产方案分析的一项工作就是实际成本投入与计划成本之间的对照工作。即分析好这一过程的经济指标并进行及时调整,能够利于企业决策质量上升一个档次,更贴近企业生产经营实际情况。 2.3 流程模拟运用技术 简单说,流程模拟就是对石油化工自动化经营生产过程加以模拟,即建立出反映生产原貌形态的过程模型。我们知道,炼油生产直至后续的原料油品经营过程所涉及到的内容非常多,并且过程复杂,因此,当前在石油化工业运用综合自动化技术中的流程模拟加以充分运用,将生产工艺机理与整个系统化炼油生产过程加以紧密结合开来,势必会提高石油化工生产过程的结构优化能力。而除此之外,在石油化工业中还有着测量、机械故障诊断等技术都是自动化领域研究的重点问题。 2.4自动化技术未来增长点 以低碳能源系统、低碳技术体系和低碳产业结构为基础建立低排放、低能耗、低污染的新经济发展模式促进了自动化技术的发展。我国二氧化碳排放量、工业能耗普遍偏高。其中,原油加工、乙烯加工、大型合成氨平均能耗水平均高于国际领先水平。为实现到 2020年单位 GDP 二氧化碳排放比 2005 年下降 40%~45%,需要探索一条适合我国国情的低碳经济发展途径,石油化工行业是重要行业之一。而发展新经济无疑将促进自动化技术的发展,风能、核能、太阳能综合利用,市政、楼宇、环保等自动化技术将成为未来自动化市场的增长点。黄步余总结说:“石油化工行业从未放弃对新技术的开拓和追求,这促进了石油化工自动化技术的不断发展,另一方面,自动化技术的不断创新也同时推进了石油化工行业的发展转型。” 结束语 总之,在当前石油化工行业中努力开发自动化工作建设进程应用技术非常重要。一方面,提高石油化工业的自动化水准能够提高产业价值、降低生产经营成本,提高产品质量;另一方面,随着当前市场经济需求的愈发强劲,自动化应用技术的前景也愈发广泛,各行各业中也必然脱离不开自动化应用技术。为此,石油化工业加强自动化技术的研究与应用并最终再次做出突破,势必会提高自身产业优秀竞争能力,在国内市场中占据主导地位。 化学工程工艺中绿色化工技术探讨:石油化工仪表中的自动化控制技术研究 摘要:工业工厂生产逐渐都朝智能化仪表和自动控制系统方向发展,文章主要对石油化工仪表中的自动化控制技术进行探讨。 关键词:石油化工仪表;自动化控制;控制系统;自动检测仪表;变送器 1 概述 自动化仪表的智能化,使仪表本身性能从整体上得到了改善。智能化的普遍使仪表不再单一地以一种结构运作,使其适应性和功能都得到了提升。对设备优化设计,不仅要考虑到功能的多样化,也要考虑到提高工作效率。本文根据实践经验对石油化工仪表中的自动化控制技术进行深入探讨和分析,以便为以后的研究提供参考。 2 石油化工仪表中的控制系统 随着科技的发展,仪表系统也开始步入了数字化、智能化和网络化的范围内。特别是在石油化工企业中,自动检测仪表更是需要系统的提升。对于现场总线控制系统,就要适应这些要求而使变送器快速发展起来,所以变送器肯定就是数字化仪表。比起一般变送器的性能,数字化仪表从分辨力、安全性能和稳定性能来说都要高出很多,并且其结构也较简单。从进出口贸易中的商品计量精确度来讲,我国一直都在研究并提高着产品的质量。一般在石化出厂的产品精确度为+0.1%或者更高。在对产品加强管理的同时,也为了使出口产品质量能比现在的产品或能与国际产品相抗衡,从而对在线油品质量分析仪和在线气相或液相色谱仪等仪表加大了使用量。以便得到的数据更为准确,从而提升产品的性能和质量。 2.1 DCS与FCS系统 我国在石化和石油化工系统中已经使用了3000多套DCS。而石化中应用的DCS就有一半之多。现代科技的发展也使DCS系统在一直不断地推出新产品,与传统的DCS相比,新产品在数字化智能控制、兼容性和OPC等系统的应用上都变得更开放了。从而使得不同型号和不同厂商生产的DCS都能相互进行联结,能组成大规模和由自动化控制的网络管理控制体系。这样的系统变得更加容易控制,也使性能变得更加强大。 2.2 新型DCS系统 炼油装置中生产出来的成品油和半成品油在经过调和后就会储存运输出厂,这是石油化工过程炼油厂的最后一道工艺。对石化企业的油品贮运系统使用DCS系统,不仅加强了自动化控制,也使管理变的容易了。我国在石化企业中用了DCS系统来控制,对其他新建装置也采用了DCS来加强控制和管理。但对于如此重视和加强使用的设备中,还是有很多企业无法完全地利用DCS的所有功能。这不仅造成了大量资源的浪费,由于使用率下降而造成自动化系统变得复杂并显得冗余。但我国自主生产的DCS新一代系统中配备了一些专门软件,此软件是适合于我国石化企业特色生产过程的。这样的新一代DCS系统功能还在不断增强,可靠性也会越来 越高。 石化企业在催化裂化和加氢裂化等炼油生产装置中采用了DCS系统来控制,后来在乙烯装置中也采用了DCS控制,对全厂各生产装置进行监视和管理。而控制管理等操作都集中在一个控制室内进行,因为现在的新一代DCS控制系统可构成多工段,并采用了多集控单元,能综合管理并控制综合信息自动化系统。这些都是新型DCS系统的成果,而以后还会变得更完善。 2.3 总线控制系统 全数字化、开放性、智能化和微型化是现场总线控制系统的特点。这已经成为了现代新型石化企业的发展方向。如今FCS自动化控制的应用变得越来越广,对其设备的操作和功能的开发也变得越来越完善。从而使得现场总线控制系统的发展空间变得越来越宽阔。据统计,目前的大部分石化企业的系统还是在应用FCS控制着企业生产装置。现场总线的控制工作是在现场总线和局域网中完成的。局域网的功能是使得多个计算机系统通过网络相互交换信息,其中的信息容量是相当大的,也可实现相互间的信息共享功能。现场总线的技术标准是实现技术信息共享,这就可以对所有制造商和用户公开化。FCS智能型现场仪表的测量和控制精确度都是有保障的。工作时是采用双向数字通信,使得系统的可靠性提高,也使得系统的调试和组态能方便地进行。对现场总线智能仪表还是有着统一的技术标准规范的,每个不同的厂家要按照标准生产产品,就可以相互交换或相互连接。即插即用,不仅能方便设备的提升更新,也能使系统更大规模地扩展。这样的设备除了有基本的功能外,还具有控制和运算的功能。这就能方便地进行分散控制管理。每一条总线可以连接多台现场仪表,节省电缆的同时也节省了大规模安装、调试和维修系统等的复杂工序,也更多地节省了其中的费用。 3 具体分析 3.1 检测执行仪表方面 石化现场设备或者管道内界质温度一般都在 -200℃~1800℃之间。现场的水银玻璃温度计都会被双金属温度计取代。热电阻和热电偶信号都会直接进入DCS中。在所有仪表中压力仪表是最受重视的,因为它是与人们的安全联系最紧密的仪表。压力传感器和特殊压力仪表都是采用很多原理生产的,能抵御住高温,能在脉动介质、粉状和易结晶介质中测量压力等。再从物位仪表来讲,石化行业都以液位测量为主,并且除了浮力式仪表外,物料仪表都没有通用的产品。但从测量方式可分为浮力式、静电式、超声波式、电容式、磁致伸缩式和雷达式等等。仪表中还有流量仪表、分析仪器、在线过程分析仪和执行器等仪表。温度、压力、流量和液位都是工艺参数的保证,对生产过程中物料成分的分析和对最终产品的分析都是非常必要的。要对排放的物质进行详细的分析,不能对环境造成污染。所以对分析仪表的要求还是很强烈的,而且对其的科技含量和特殊材料的要求也是很高的。目前我国对分析仪表的资金投入在增强,这也会使得产品的质量越来越高。 3.2 控制策略 从如今的新一代DCS系统的变化可以看出,石化工业在自动化连接控制、批量控制和顺序控制等基本控制策略还是没有改变。智能化算法如智能PID控制器和多变量控制等都已经开始普遍采用,其都是以DCS为基础的控制,但也都可以独立控制。 传统的生产过程都是一个装置一个控制室,但现在几乎都是多个装置一个控制室或全厂都由一个控制中心进行控制,并且都是以LCD屏幕或CRT显示为主。现在人机界面方面都在以DCS操作站屏幕为主,这样能让公益操作人员轻松地进行操作。 石化装置的工艺过程复杂,很容易发生火灾或爆炸等。因此对安全性的要求在不断提升,若仅由DCS设备完成,则已经不能满足现在的要求了,如ESD系统就会在DCS之外单独运行。智能化和自动化控制仪表不仅使得安全生产成为现实,而且现在应用的SIS系统都是以人性化和安全性为主的生产系统。不仅要紧抓安全生产,还要在生产线的危险场所设置警报系统,一旦有可燃气体或有毒气体泄漏后能及时得到提醒。全厂的每个角落都要在火灾报警控制系统的监控下,对重要的工艺装置进行控制和检测。对安全系统的统一化管理是企业发展的方向。 4 结语 近年来我国的石油化工仪表的自动化控制技术的发展研究取得了很大的进步。要以我国自由的特色生产为主,在安全生产的同时,设计和研究自己的自动化仪表控制系统。在发展现有的信息系统的同时也要从企业的综合自动化系统和安全控制系统为主进行深入研究探讨。提高企业自身对自动化控制技术的水平,增强自身的市场竞争力是企业持续发展的基础。 化学工程工艺中绿色化工技术探讨:自动化技术在石油化工中的应用分析 摘 要:我国社现代石油工业也得到了长足的发展,各项技术也有了不同程度的提高。随着信息技术的不断发展,其被应用到了各个领域的生产实践中。石油化工工业的生产活动的性质较为特殊,对于自动化技术的要求较高,信息技术也为其自动化提供了新的思路。本文简单分析了传统人工操作的缺陷;自动化在石油化工中的应用,包括自喷井的自动化监控技术、气举井的自动化监控技术、电潜泵油井的自动化监控技术等,并分析了自动化控制发展趋势,为石油化工企业自动化技术管理人员提供一定的参考与借鉴。 关键词:石油化工企业 自动化技术 必要性 应用 研究 随着我国社会的发展,各个企业的发展,对于能源的需求量不断攀升。石油最为能源行业的重要组成部分,极大的改变了人们的生活方式。在该社会形势下,石油工业得到了长足的发展,形成了完整的产业链,各项技术也有了较大程度的提高。计算机技术的提高及信息技术的快速发展,改变了许多各个企业的生产及管理方式,并具有操作方便、稳定性良好、可靠性高等诸多优点,被广泛的应用于各个领域。石油化工企业中的自动化技术也是该技术上发展起来的,并融入了生产的各个环节,能够有效的提高生产效率,保障生产的安全性并体改生产效率,因此,对其进行深入的研究探讨是十分有必要的。 一、石油化工传统人工操作的缺陷 石油化工企业的传统技术一般是人工操作,但是其存在较多的缺陷,包括以下几点:①石油化工企业的生产工艺对于镜准确有着较高要求,但是传统的技术中一般是采用人工操作,精准度的控制有较大的困难,且一般达不到技术要求,如果在生产是存在投料不当而出现超温超压等现象,容易造成安全隐患;②在传统的石油化工企业生产中,许多环节需要大量的人员共同协作完成,该类工作一般具有一定的危险性,人员大量集中的情况下容易出现安全事故,直接威胁到大量人员的人身和财产安全;③由于石油化工的性质较为特殊,人员在操作时处于高污染性,高腐蚀性的工作环境中,即使做好防范措施,长期的工作还是会使工作的人员身体健康得受到一定的损害,因此自动化技术在石油化工企业中的应用时十分有必要的。 二、自动化技术在石油化工中的应用 1.气举井的自动化监控技术 气举井属于油田中期开发过程中使用的一种开采方式,相较初期自喷井,其还需要控制好注气举气,并进行各种数据的测量,包括气举气的压力、温度及流量等。为了控制气举气流量,应在气举气入口处设置一个电动调节阀,该调节阀则是由远程测控终端系统进行全面的控制。气举井的自动化控制的机制是构件的运行信息均需有油井远程测控终端系统传全面传输至油田的操作站。在油田操作站中,有专门的气举优化软件,对各种信息数据进行计算,再结合油田优化控制产量的各项指标,向调节阀发出指令,及时调整电动可调油嘴和气举气控制阀的开度及状态。在进行气举气流量控制之前,可以利用气举节点分析程序调节阀运行的最佳设定值,油井在该最佳值的状态下运行,能够使运行效率保持在较高的状态,最大化的提高原油产量。如果气体处理厂工艺出现故障或者压缩机发生异常情况,而造成气举气气量较小,控制系统则会有选择新的自动关闭一些产量或者采油效率较低的油井,保障产量或者效率较高的油井有气源充足,达到油田优化生产的标准[1]。 2.自喷井的自动化监控技术 自喷井在实现监控自动化之前,需要收集各种数据,包括油压、套压、回压、油温等。如果油井中的油嘴属于电动可调油嘴.则还需要收集油嘴阀位的各项数据,根据上述信息合理调整油嘴的开度及状态。在油井控制系统中,基本上信息的传输的信号均属于AJ模拟信号,自动控制系统会将上述信号传输至油井远程测控终端系统,该系统则能够用来控制油井的生产。电动可调油嘴接收到油井远程测控终端系统反馈的模拟信号后,及时对于油嘴的开度及状态进行全面的控制,能够有效的控制油井的产油量。油井监控系统的作用可以分为收集信息及传达信息,其先全面收集信息,再将该类数据等信息发送至油田的监控系统,该类信息对于油田的发展有着重要的意义,可以根据该类数据实施存储、数据处理、准确的计算等,全面掌握油井的各项变化情况及发展趋势,并准确的计算出油嘴开度的最佳数据,达到控制油井出油量的目标[2]。 3.电潜泵油井的自动化监控技术 电潜泵油井的构成部分包括电潜泵变速驱动器及电潜泵远程测控终端系统,并通过变速驱动器对其进行监控,该监控技术需要结合生产要求,把各项必须的设备下入井底,包括电潜泵、井下压力传感器等,利用电缆将电潜泵变速驱动器与之连接起来,井底的压力传感器准确检测油井的压力,进而实现稳定井底压力的目标。该监控技术的优势在于无需实施远程控制即可以完成控制过程。远程测控终端系统的功能在于收集电潜泵的各类数据,如开关信号、模拟信号、脉冲信号等,并将其传输至油田操作控制系统,最后完成电潜泵油井的远程监测工作。 三、石油化工企业的自动化控制的发展趋势 1.现场总线控制系统与分散控制系统共同发展 分散控制系统的发展经历了较长的时间,包括发展阶段、技术成熟阶段、广泛应用阶段,其灵活的运用了大量已有的成熟技术,因此技术性能稳定、可靠性高,软件种类较多,因此功能较为全面,受到了用户的广泛赞誉。现场总线控制技术起步较晚,现阶段还处于发展阶段,技术尚未成熟,稳定性不佳,可靠性有限,且功能不全面,因此对于该技术的应用尚未实现大面积推广,用户多为观望的态度。我国现代工业自动化系统中依旧是以分散总线控制系统为主,该技术短时间内不会因为现场总线控制技术的出现及发展完善而被淘汰,相反,二者会在今后的很长一段时间内处于共存的状态[3]。 2.现场总线控制系统与分散控制系统有机结合 分散控制系统的技术已经趋于成熟,且功能较为全面,控制力较强,在现场总线技术集成应用于现有控制系统方面,可以充分利用其功能优势促进现场总线的广泛应用。一般情况下,现场总线与传统控制系统之间的集成可以通过各种方式实现,具体情况如下:①充分利用网关,将现场总线设备集成至可编程逻辑控制器及分散控制系统中,实现统一组态,全面监控与管理的功能;②现场总线也可以集成至分散控制系统及的可编程逻辑控制器的I/O 层次中;③独立性较高的现场总线控制可以与分散控制系统及可编程逻辑控制器之间的信息进行集成,并利用网关的功能充分交流信息。利用上述各种方式均是以分散控制系统及可编程逻辑控制系统的成熟的技术与经验为基础,充分的发挥出现场总线控制系统的功能及优势。另外,现场总线控制技术应尽快完善一体化功能,达到统一管理及控制现场设备目的。 四、总结 现代社会的经济形势发生了较大的变化,全球化已经成为了大的趋势。石油行业作为现代社会中极为重要的产业之一,其对于我国经济发展有着重要的意义,也直接关系着社会的稳定及人们的争产生活。石油化工企业的得到了长足的发展,其技术含量在一定程度上代表着国家的综合实力。我国的各个产业对于石油的消耗不断提升,使得石油化工产业的提高生产效率,因此自动化技术的应用是十分有必要的。自动化技术在石油化工企业中的应用经历了一段时间,随着社会形势的不断变化,其对于自动化技术的水平也提出了更多的要求。实践活动中需要管理人员全面掌握各项因素,将理论与实践相结合,不断优化自动化技术,提高企业的自动化水平,保障生产效率及安全性。 化学工程工艺中绿色化工技术探讨:浅析石油化工自动化技术的应用与发展趋势 【摘要】在我国社会经济的取得发展与进步,人民的生活水平日渐提高,信息技术飞速发展的时刻,石油化工工业设个一直被我们熟知的传统工业,在当今时代仍然是一个国家经济发展支柱性产业。随着工业规模的扩大,经济全球化的迅猛发展,石油化工产业对石油化工的自动化提出了新的要求。与此同时,信息技术也对石油化工自动化技术的发展注入了新鲜的血液。 【关键词】石油化工 自动化技术 发展趋势 在国民经济迅速发展的背景下,我国的能源消耗量也日益增加,虽然我国是一个能源大国,资源丰富,但是如今的经济发展需要的能源的数量惊人,在激烈的市场竞争中,我国的石油开采量与我国人民的日常生活、工业生产所需渐渐拉开了差距,为了进行生产,我们从国外进口石油的现象越来越严重。但是从长远的发展来看,要想提高综合国力使国家长久稳定的发展,就要减小对国外能源的依赖,寻求新的方法推进我国资源的开采和利用,减少石油进口量。1 石油化工自动化技术应用必要性1.1 石油资源对我国经济发展的重要作用 石油是我国一项极其为重要的基础能源,也是全球需求量最大的能源,经济全球化的迅速发展,信息技术全球化的推广,让石油工业迎来了较大的发展机遇,同时也面临着前所未有的挑战。尽管我国号称能源大国,但是随着世界范围内的经济发展,国内的石油的提供量已经不能满足当今工业生产的需求。在社会不断发展的今天,传统的石油化工企业的生产设计理念不再适应当前的发展,具体的环境逼迫着生产理念的改变。如今的石油化工企业改变了航向开始朝着智能化的方向发展。 1.2 先进的科学技术逐渐渗透到石油化工企业 石油资源能够保障我国国民经济的平稳增长。世界范围内的经济发展趋势逐步把先进的科学技术融入到石油化工行业中。在分析了以往的人工操作的局限性和不准确性,逐步运用先进的科学技术模拟人工化,不仅达到了人工操作的效果,还高额度的,高精准性的完成了数百倍次的工作量。从工厂生产的操作、维护的不同的角度出发,先进技术的控制系统具有相对的开放性、易于管理性。不需要耗费太大的精力,只要熟悉操作程序,并且通过生产操作的自动化、经营管理模式的信息化、就可以简单的实现传统石油化工企业从原油选择、采购、生产加工再进一步得到石油以及石油附属产品的全部过程,不同的是这一过程具有智能性,简化了工人手工操作的人力耗费和时间耗费。这种智能化的石油化工的生产及管理,可以在相同的时间和空间上使企业的利润最大化。 1.3 传统石油化工企业中,人工操作的缺陷性及危险性 (1)在传统的石油化工企业中,生产需要人工操作,大量的作业量需要很大数量的工人协作完成,石油化工生产作业时具有一定的危险性,大量的工人集中作业的工作环境下,一旦发生安全事故,大量工人的人身和财产安全得不到保障,会造成大量的人员伤亡。 (2)人工操作,达不到石油化工产业要求的精准度。石油化工企业的生产工作有严格的精准性要求,但是人工操作生产过程中,精准度不易控制,在人工操作控制的情况下,想要达到精确的工艺参数要求有很大的难度。并且极易因为这种误差而造成投料不当,从而导致生产时超温超压等异常状况,埋下安全隐患,引起事故的发生。 (3)石油化工属于高污染性,高腐蚀性的工作环境,全人工操作的模式下,如果做不好安全防范工作,长期工作的人员的身体健康得不到保障,对身心极可能造成不可逆转的伤害,容易形成职业病。 2 石油化工自动化技术的应用及发展趋势 2.1 自动化技术的应用 石油化工自动化技术投入到石油化工企业的使用中,目前的使用主要有两方面的应用:自适应控制和最优控制。 (1)自适应控制。根据具体的工作环境,智能调节机器的性能生成反馈信息,接受反馈信息后系统自动按照事先设定的程序标准来进行工作。在我国目前的石油行业自动化生产过程中,自适应控制运用到了石油化工的不同部门,与以往的传统自适应控制模式相比较来看,如今的自控制系统更主要的是自整定与模型参考,具有具体的辨识过程的独特性。并且在辨识过程中激励信号平稳运行。 (2)最优控制。在当代的控制理论中,最优控制是一个占据极为重要作用的构成环节。最优控制给人们的生活提供了一个安定和平的大环境,使人民群众的生活的各个方面得到定改善。如今最优控制在石油化工产业上的应用成果较为显著,解决了传统人工操作的各种弊病,提升了石油化工产业在我国的产业地位。 2.2 石油化工企业的自动化控制发展趋势 2.2.1FCS将与DCS共存 DCS 自七十年代问世以来,采用了大量先进的成熟技术,经历了发展、成熟到集中应用几个阶段。DCS 技术成熟,性能可靠,软件丰富,功能完善,得到了用户的信任,而FCS还处于发展阶段,技术还不太成熟,可靠性还有待考证,功能不如DCS 完善。如今广大用户虽然关注FCS 的发展,但是多持观望的态度。DCS 至今已经发展得相当成熟和实用,仍是当前工业自动化系统应用的主导型,不会随着FCS的出现和发展而走向衰退或是退出历史的舞台,DCS将会与FCS在相当长的一段时间内共存下去。 2.2.2现场总线与DCS相结合 现场总线技术集成到现有控制系统中,利用DCS丰富而成熟的控制功能带动现场总线的推广应用。现场总线与传统控制系统之间的集成通过三种途径:一是现场总线在DCS、PLC的I/O 层次上的集成,二是现场总线设备通过网关集成到DCS、PLC上,统一组态、监控与管理;第三是独立FCS 与DCS、PLC 之间的信息集成,两者之间通过网关实现信息交流与映射。通过以上几种方法可以利用DCS、PLC成熟的技术与经验,发挥现场总线的独特优势。在现场总线推广应用的基础上,尽快完善一体化功能。实现对现场设备的一体化管理与控制。 3 结语 在经济全球化的大背景下,石油化工企业决定着一个国家竞争力的命脉,石油化工产业融入的技术含量的多少也是彰显一个国家综合国力的重要指标。石油化工的自动化控制技术一直努力的寻找新的突破,处于不断改革、创新的阶段。石油化工自动化控制技术不断进步对石油化工行业在激烈的行业竞争中的生存与发展起着积极作用。 作者简介 贾苑(1984-10)男,汉,河北邯郸人,兰州寰球工程公司,设计,本科学历,自控设计方向。 化学工程工艺中绿色化工技术探讨:探究石油化工企业自动化技术的发展策略 摘 要:石油化工发展综合自动化整体解决方案,有利于提高和增加产品产量,降低生产成本,取得显著的经济效益和社会效益,增强企业的竞争能力,本文论述了石油化工自动化技术目前的发展现状,以及提高石油化工工业自动化技术的具体措施。 关键词:石油化工 自动化技术 发展 信息 在信息技术高度发达的今天,石油化工自动化技术随着工艺和装备技术的不断发展而进步,从初期简单的手工操作到连续工艺作业,对生产稳定性和对控制的要求及自动化水平也越来越高,从简单的闭环控制到装置的全面自动化,使用的控制工具也从实现了DCS的广泛应用;控制技术方便又先进的控制系统、优化控制系统.随着工业规模的进一步推广,快速反应、临界稳定工艺、能量综合平衡等工艺的开发成功,对自动化提出了更高的要求。石油化工发展综合自动化整体解决方案,有利于提高和增加产品产量,降低生产成本,取得显著的经济效益和社会效益,增强企业的竞争能力,是今后石油化工工业自动化技术发展与应用的趋势。同时,激烈的市场竞争也对自动化提出了新的要求。 一、石油化工自动化技术的发展现状 1现场总线的应用正在逐步推广 现场总线应用于生产现场,实现全数字化、串行、双向、多变量数字通信的网络互连技术。现场总线虽然没有实现“制定单一现场总线”,但与现有的DCS、PLC等相比,现场总线控制系统FCS由于具有的全数字多点通信、现场设备状态可控、开放性、互可操作并能实现分散控制等特点,仍然是石油化工行业基础自动化系统的发展趋势。 2.工业控制系统软件及各种应用软件开发、系统集成技术成为优秀技术,取代系统硬件而成为高附加值的载体 具体的技术手段首先是FCS将与DCS共存.DCS技术实现了性能可靠,软件丰富,功能完善等优点.已经成为工业生产过程控制的主要手段,当前工业自动化系统应用,没有随着FCS的出现而退出历史舞台,在今后相当长一段时间内,DCS将会与FCS共存下去。其次是现场总线与DCS相结合。从集成到控制系统,将现场总线智能仪表连接到DCS上,利用DCS的控制功能和软、硬件产品带动现场总线来应用。利用现场总线的全数字通信功能,收集现场大量非控制信息,建立现场智能设备数据库,建立和完善智能设备的远程状态监控、故障诊断、预防维护、在线调校等远程管理功能,实现对现场设备的一体化管理与控制。 二、石油化工企业综合自动化的有效手段 1.实现企业的管控一体化。 自从计算机发明以来,自动化技术就和信息技术紧密结合到了一起。信息技术的发展,给自动化技术提供了便捷的工具,使得过去的均匀控制、解耦控制、模糊控制等变成了一段段比较容易实现的软件代码。如何把IT技术尽可能多地应用到自动化技术中的能力,已经成为决定企业竞争力的重要因素。 1.1是更好的应用IT技术,通过优化来产生效益,和具体的工艺、设备相结合,挖掘设备和工艺潜力,促进提高产量、降低消耗、并使生产过程更加安全。 1.2是将企业中的“自动化孤岛”变成一个统一的平台,具体措施是:实现信息共享,提高信息利用率,提高企业决策水平和实效性,实现管控一体化。 2.先进的自动化控制系统的建立。 以PCS(过程控制系统)为代表的基础自动化层。主要内容包括先进控制软件、软测量技术、实时数据库技术、可靠性技术、数据融合与数据处理技术、集散控制系统(DCS)、现场控制系统(FCS)、多总线网络化控制系统、基于高速以太网和无线技术的现场控制设备、传感器技术、特种执行机构等等。同时以MES为代表的生产过程运行优化层。 2.1信息的集成、挖掘和增值 数据库管理系统则是信息集成的基础。因此要利用数据库管理系统时数据对生产过程进行监督与控制,同时设置关系数据库和实时数据库系统。利用信息挖掘和增值的目的是充分、有效地利用信息。 2.2成本效益分析 应用财务分析方法进行分析评价,可以得到全企业综合经济指标的过程。在炼油企业综合自动化中,成本效益分析是炼油企业生产管理中的重要环节,也是炼油企业生产经营决策中的必需步骤。成本效益分析以企业获得最大利润为目标。对企业生产经营进行成本效益分析、并在此基础上进行生产方案的盈亏分析,为企业提供实际生产经营过程和生产计划的经济指标,加强企业的竞争能力。为了达到公司预先的利润目标,就必须协调好原油采购、生产计划的制定、生产调度和产品的销售,控制控制原油的采购价格。 3.实现企业生产经营优化层 主要内容包括企业资源管理、供应链管理、客户关系管理、数据仓库技术、设备资源管理、企业电子商务平台等等。通过研究生产过程制造执行系统,可以实现在线成本的预测,以形成生产成本控制中心,保证生产过程的优化运行;可以实现生产过程的质量跟踪、安全监控,以形成质量管理体系和设备健康保障体系,保证生产过程的优化管理。 4.进行流程模拟,建立过程模型 实现流程模拟,是流程工业综合自动化的关键技术。由于炼油生产具有高度复杂性的特点,必须将工艺机理建模与系统工程理论紧密结合起来。实践证明,结合应用线性规划或动态规划的办法建立计算机调度系统,实现优化调度的有效途径。过程操作优化根据市场原料和产品需求变化,技术难点是建立过程稳态数学模型。此外,还有设备过程故障诊断技术、生产过程的安全保护技术等。
电气工程自动化技术研究:电气工程中自动化技术的应用 摘要: 伴随着经济发展与科学技术的逐渐进步,自动技术也获取了较大的发展机遇,同时还取得了较高的成绩,尤其是电气工程,先进的自动化电气技术逐渐成为人们广泛关注的技术。本文对电气工程与发电厂当中使用的自动化技术,进而展望未来的发展趋势,着重关注行业之间技术层面的相互交流,进而促使电气工程中使用自动化技术的合理提高,为我国电气工程未来的发展提供良好的基础。 关键词: 电气工程;自动化技术;应用分析 伴随着自动化技术的普及应用,电气工程呈快速的发展趋势,由于自动化技术在电气工程中具有十分重要的作用,同时对从事电气工程工作的相关人员的工作水平必须进一步的提高,才能满足如今操作的需要。本文主要阐述电子技术自动化技术的应用趋势,并且具体分析自动化技术在电气工程当中的实际应用。 1自动化技术在电气工程中的应用方向 1.1实施仿真系统 在现代化的电气工程中,已经开始广泛的使用电气自动化技术,为了有效的提高电力工程运行的可靠程度,企业电气工程在实际施工的同时,必须要合理的应用实施仿真技术。此系统不仅能为电气工程供应充足的实验数据,并且还能顺应电气工程不同种类实验层面的需要,以此为工作人员测试新设备供应了合理的保障。另外应用实施仿真系统能够有效的推进智能保护及输电灵活系统,在电力工程中,数据模拟仿真技术还能进行全天检测电力系统负载的实际情况,因此在电气工程中,实施仿真系统极具无可替代的意义。 1.2人工智能电气技术 跟随着电气行业的深化发展,电力事业的越来越复杂,排查电力系统的出现的故障也显得日渐重要,以往依靠手工检查故障的方式早已无法满足如今电力系统的发展需要。所以电气工程的人工智能技术也就应运而生。人工智能技术既能及时合理的诊断电力工程的存在的故障,并且对于电力工程后续的规划有着十分重要的意义。伴随着如今人工智能技术当中逐渐的使用进化理论与模糊逻辑,电气工程当中所使用的人工智能技术的界限也日渐广泛。 1.3自动化综合技术 我国当前的电力企业正处在快速发展阶段,电气工程的技术含量也日渐增高。在如今的电力系统当中,应用的保护装置也日渐增多。切了确保顺利的使用保护电气工程的相关装备,在实际的电气工程中,必须合理的使用自动化的综合技术,自动化综合技术的合理使用对电力系统的安全性具有非常重要的作用,所以为了保障电力系统的安全性,自动化的综合技术就显得特别重要。 2分析自动化技术在电气工程当中的具体应用 2.1分析在电气工程中应用智能电网技术 现如今,计算机技术逐渐趋于成熟化,现代化的电气工程中也广泛的使用信息管理系统,所谓的信息管理系统就是将计算机和电气自动化技术进行合理的融合,同时这也是智能电网技术当中的关键系统。在如今的电力系统中,具体的电气工程中使用智能电网技术显示的意义不言而喻,企业直接关系到电网系统能否正常的运转。所以未来更好的实现电气工程正常的运转,实现电力系统的高效运转。在具体使用中,需要确保其更具科学合理性,元构件的标准化、通信系统的开放化,并且还要重点满足管理的需求以及高效的计量体系,利用智能化调控技术来实现广大区域的防护系统构建。在整体过程当中,促使可再生的能源和分布式资源进行合理的接入。 2.2变电站自动技术在电气工程当中的具体应用 电气自动化技术属于实现变电站自动化的基础,因此在实际建设变电站自动化的过程中,需要着重关注合理的使用先进的计算机信息技术,以此来保证指点变电站的自动化、智能化、数字化、一体化等。另外为促使变电站管理运行和统计记录的自动化,可以通过利用计算机技术来代替以往的信息技术。以此来保障为广大用户提供良好的服务,利用监控系统实现自动化变电,因此再具体应用的同时,重点通过自动化的综合系统与远动系统对自动系统当中存在的故障济进行实时的检测与诊断,促使自动化系统的管理水平有效的提高。 2.3在电力系统中使用 PLC技术要想实现整体电力系统的可靠性与灵活程度是不可脱离使用PLC技术,另外,此技术在降低电力系统的能耗方面极具十分重要的意义。因此在电力系统使用PLC技术的使用范畴发展也日渐加快。所谓的PLC技术具体是指可编程的控制逻辑技术,属于已处理器为中心的数字操作运算的电子系统装置。具体应用分为以下几方面:(1)在处理数据的过程中,PLC技术能合理的采集数据、处理数据、分析数据。还能在很大限度上,促进电力工程处理数据水平的有效提高,以此来确保电力系统更加安全、稳定的运行;(2)电力系统在闭环时,PLC技术能够实现有效的控制流量、压力、温度的模拟量。并且还能实现将数据的模拟量转变成数字量; 3结语 综上所述,伴随着电力企业的深化发展,深入研究自动化技术在电气工程中使用具有十分重要的理论与实践意义。为了有效的提高电力企业的优秀竞争力,电气工程企业当前必须明确认知自动化技术对于电气工程的意义与作用。因此电气工程必须要合理的使用自动化技术,只有这样以此保障我国电气工程企业未来的可持续发展。 作者:蔡星 单位:贵州理工学院 电气工程自动化技术研究:电气工程与自动化智能化技术 摘要: 随着现阶段我国的科学技术水平迅速提升,在电气工程领域的发展速度也比较快,电气工程中对新技术加以科学化应用就显得比较重要,实现自动化以及智能化目标,对整体电气工程的应用水平就能提高。本文主要就电气工程自动化中智能化技术应用背景和特征简要阐述,然后对智能化技术具体应用及发展趋势详细探究,希望能通过此次理论研究,对电气工程的良好发展起到促进作用。 关键词: 电气工程;智能化技术;自动化 0引言 电气工程自动化智能化技术的科学应用,能有效提高电气工程的生产效率和生产质量。在当前的经济发展形势下,只有充分重视生产技术水平的提高,才能创造更大的经济效益。在通过加强电气工程和自动化智能化技术的应用研究下,就能为电气工程的进一步发展打下坚实理论基础。 1电气工程自动化中智能化技术应用背景和特征 1.1电气工程自动化中智能化技术应用背景 现阶段的科学技术发展较快,一些新型的技术不断涌现,对电气工程领域的进一步发展提供了基础支持。电气工程自动化智能化技术的应用,能从整体上提高电气工程的生产力水平。智能化技术的应用主要是人工智能技术的应用,在这一技术应用下能对人类思想进行模拟,可实现自动化的控制操作[1]。在智能化技术的应用下是以计算机为基础,从而展现出精密的传感和定位技术,智能机器人当中对智能化技术应用对操作人员的操作环境能大大优化,对设备的使用性能也能有效提升。电气工程和自动化技术的发展下,对电气技术和计算机技术的应用也比较广泛,实现自动化的技术应用目标,就能从整体上提高电气工程自动化生产水平。 1.2电气工程自动化中智能化技术应用特征 电气工程自动化当中对智能化技术的应用,有着诸多的优势特征体现,在智能化技术的应用下,能对传统系统控制流程进行简化,这样就大大提升了电气工程系统的整体运行效率。在智能化技术的应用下,对电气工程系统的安全稳定性能得到有效控制,对系统的整体工作效率能得意有效提升,使得操作系统变得简单化,这对系统的工作效率得到了显著提升。再者,电气工程自动化当中智能化技术的应用,对电气工程自动化能进一步的完善,这样就能加强系统运行的安全可靠性[2]。电气工程自动化的发展过程中,智能化技术应用能实现人工智能目标,这样在对电气工程系统的运行数据的收集分析处理能力就比较强,对系统的控制效率能有效提高。这样就能减少系统发生故障的次数。 2电气工程自动化智能化技术具体应用及发展趋势 2.1电气工程自动化智能化技术具体应用 电气工程自动化智能化技术的具体应用当中,由于电气自动化工程系统相对比较复杂化,这样就比较容易出现各种各样问题,在系统的运行前,相关的工作人员在对故障的诊断以及检测等方面就有着很大难度。通过智能化技术的应用下,就能对电气工程系统的运行实时性的进行监控以及诊断,在出现故障的时候,通过变压器当中渗漏分解气体,就可对其故障信息进行收集分析,从而找到故障点[3]。结合故障点找到故障的原因,针对性的进行解决。在智能化技术的应用下,就能减少故障维修的时间,对系统的运行稳定性能有效保障。电气工程设备中智能化技术的应用,能对设备进行优化,提高电气设备的运行水平。在电气设备的设计研究方面,能对电气工程自动化系统的优化起到促进作用。而传统的方式对电气设备的研究设计周期比较长,效率也不能有效提高,对电气设备设计人员也有着比较高的要求。而智能技术的应用下,就能解决传统电气设备中的诸多难题。通过计算机辅助设计技术的应用,能大大缩短电气设备设计的时间,在设计的质量上也能有效提高。计算机辅助设计技术中CAD技术的应用,对电气设备的质量就能有效保证[4]。电气设备优化设计中,比较常用的就是遗传算法,在这一方法的应用下,对设计的整体效率水平就能提高。对设备的远程监控以及减少系统运行当中的材料损耗,从而达到设备优化的目标。智能化技术中故障诊断技术的应用比较重要,在电气工程的实际运作当中,会受到诸多层面的因素影响,使得电气设备出现故障。在智能化技术的应用下,对电气工程故障分析后,故障诊断效率比较快,能及时找到故障点,也能大大缩小故障影响的范围。对电气工程自动化系统的运作安全性能有效加强,从而提高了整体企业经济效益。 2.2电气工程自动化智能化技术应用发展趋势 随着新技术的升级,电气工程自动化智能化技术应用将会得到进一步发展,向着集成化的目标实现。通过高度集成化CPUGISC芯片以及大规模可编程集成电路等运用,就能提升电气工程自动化数控系统软硬件系统运行速度,在集成度上能大大提高。通过对LED显示技术的应用,对电气自动化显示器性能也能大大提高。集成化的目标实现,使得相应的设备生产成本也能大大降低,在产品的使用性能上能有效提升。另外,电气共车行自动化智能化技术的应用,也会逐渐向模块化以及网络化的方向发展。其中在模块化的发展方向上,主要就是结合功能要求,能把基本模块以及通信模块实现系列化的生产,这样就能形成标准化的生产,构成不同档次的数控系统[5]。而网络技术的迅速发展下,对电气工程智能化的整体水平就能有效提升,从而保障了整体系统的运行效率。 3结语 总之,电气工程和自动化的智能化技术应用发展,要以实际的工程生产需要为基础,在对智能化的技术应用层面加强重视,只有从这些基础层面加强重视,才能保障电气工程的进一步发展。希望能通过此次对电气工程的智能化技术应用研究,有助于实际的发展。 作者:魏福彪 单位:江西矿安安全生产科学技术咨询中心有限公司 电气工程自动化技术研究:电气工程及自动化技术的应用与发展 【摘要】 在我国经济发展中,电气工程受到广泛重视,可以有效提升国民经济水平,传统的电气工程建设技术已经无法满足其实际发展需求,需要企业积极应用自动化技术,提高其智能化与自动化程度,明确各个工程项目的建设目的,保证可以提高电气工程的建设水平,为其后续发展奠定基础 【关键词】 电气工程;自动化技术;应用措施 在电气工程自动化技术实际应用的过程中,需要科学分析相关技术要求,根据技术原理与特征等,建设专门的管控机制,保证在电气工程建设中,可以逐渐优化其工作体系,满足电气工程的实际建设需求。 1电气工程自动化技术应用现状分析 作为社会发展的基础工程而言,电气工程的发展受到广泛关注,企业已经应用了先进的自动化技术对其进行处理,在一定程度上,可以拉近我国与其他国家电气工程之间的距离,逐渐创新自动化技术的应用形式,建设先进的电力系统与网络信息系统,在行业发展的情况下,可以促进数据信息的共享,提升电气工程自动化技术的应用水平,达到预期的工作目的。然而,当前部分电气工程建设企业在应用自动化技术的过程中,还存在一些问题,无法提升技术水平,难以满足其实际发展需求。因此,在未来发展中,电气工程自动化技术具有较大的发展潜力,需要企业对其进行全面的开发与研究,达到预期的建设目的。 2电气工程自动化技术的应用措施 在我国电气工程实际建设的过程中,自动化技术的应用受到广泛重视,可以有效提高电气工程的建设水平,增强技术应用成效。 2.1电力调配中的应用 在电气调配中应用电气工程与自动化技术,可以有效提高电力供应服务水平,对电网进行全面的优化处理,除了可以提高电网运行稳定性之外,还能保证其完整性,对设备的运行状态进行监测,及时发现设备运行中存在的问题,采取有效措施解决问题。同时,在应用自动化技术的过程中,可以针对电力调度工作,制定完善的调度方案,提高其经济效益与可靠性。在电力调度中应用自动化技术,可以有效提高其安全性,减少能源浪费问题,逐渐提高电网安全性与可靠性。 2.2发电厂分散监控系统的应用 在发电厂分散监控系统实际运行的过程中,可以对电网进行有效的检测,技术人员应用电气工程自动化技术,可以应用高速数据通讯网等,对其进行处理,然后利用控制单元自动化处理的方式,对热电阻、电气量与热电偶等进行全面的处理,可以接受各类信号与数据信息。在结束运算工作之后,可以对各类设备的参数与运行状态等进行监控处理,在画面中及时显示其中存在的问题。同时,在应用电气工程自动化技术的过程中,可以利用打印与信号输出等技术,建设专门的监控机构组织,然后利用先进的检测技术对其进行处理,完善各类控制功能,逐渐提高系统的运行水平。 2.3日常生活中的应用措施 在日常生活中,可以应用电气工程与自动化技术对各类领域进行处理,例如:在交通管理过程中,可以利用电气化电路技术对其进行处理,将电气化远程控制技术应用在地铁与悬浮列车的建设中,可以有效提升其运行水平。同时,在工业与石油方面,可以利用电气自动化技术开展相关操作工作,在半自动化控制的情况下,提高其运行水平。在日常生活中,还可以利用电气工程自动化技术控制报警器、供电系统与刷卡系统等,发挥通信技术的应用作用,逐渐提高人们的生活水平。 3电气工程与自动化系统的发展趋势 在未来发展中,电气工程与自动化系统的建设会逐渐完善,可以有效提高人们的生活水平,逐渐增强自动化技术的应用成效,满足其实际发展需求。具体发展趋势为以下几点: 3.1构建良好的网络结构 在应用电气工程自动化技术的过程中,可以构建良好的网络结构,建设现场总线监控机制,利用计算机网络信息技术等,对其进行综合控制。在电气设备开发与管理中,会对其进行智能化的开发与建设,可以利用网络控制的方式,提升电气系统的建设质量。同时,可以装置功能完善的系统,利用总线监控的方式对其进行处理,在完善自动化系统的情况下,逐渐提高数据信息传输工作成效,满足现代办公自动化发展的需求,降低运行成本。 3.2科学应用自动化检测技术 在未来发展中,会将测量系统与数字模拟系统等,应用于自动化检测中,发挥传感器的应用作用,获取准确的数据信息,及时发现系统中存在的问题,采取有效措施解决问题。 3.3建立统一的自动化系统 在系统平台中,包含较多先进的自动化技术,需要对其进行科学的管理,对各个环节进行控制,例如:开机与运行管控等,降低维护成本,提高其工作效率等。 3.4建立完善的DMS系统 DMS系统的应用,可以提高电气管理工作水平,满足自动化技术的应用需求,对各类设备与系统进行保护,逐渐优化系统的运行体系。相关部门可以建立先进的事故处理系统,减少对于电网的威胁。管理者可以应用DMS系统,准确掌握电力系统的运行情况,例如:对电力设备与电流电压等数据信息进行分析,保证计算工作的精确度,平衡设备的电压与负荷,在一定程度上,可以发挥系统的监督作用,增强其应用成效。 3.5建设开放性的自动化系统 对于系统的开放化处理而言,可以建立外界主接口,然后利用相关接口与外界的网络相互联系,提高数据资源共享成效。对于计算机网络而言,需要对各类信息进行处理,科学开展设计、决策工作,建设一体化管理机制,在远程操作的情况下,开展自动调度工作。 4结语 在电气工程及自动化技术实际应用的过程中,需要对其进行全面的分析,制定完善的管控机制,创建先进的管理体系,明确各个部门的工作职责,发挥现代化自动化技术的应用作用,使其向着更好的方向发展。 作者:齐英 单位:国网山东省电力公司莱阳市供电公司 电气工程自动化技术研究:电气工程中电气自动化技术的应用 摘要: 电气自动化技术得益于科学技术的不断应用创新而广泛的应用到电气工程建设当中。新时期人们对于电气工程自动化技术当中的电视技术及机电一体化技术等自身的安全性及稳定性得出了更高的要求。为了切实有效的实现对电力系统的实时监控与远程管理,需对电子自动化技术进行高效运用。本文就电气自动化技术在电气工程中的具体应用方式进行深入研究。 关键词: 电气自动化技术;电气工程;具体应用 电气工程中一项重要的开发领域便是电气自动化。为了促使电气工程中电气自动化技术自身的应用优势得以充分的发挥出来,需要详细的分析电气自动化技术在电气工程中的融合应用策略,确保二者可以有机结合,由此来确保电气可以正常安全运行。 一、电气自动化技术在电网调度中的应用分析 控制中心、电厂自动化信点通道以及站端是当前电力工程电网调度中的主要构成形式。在此过程中,大屏幕显示器、电网调度工作站以及中心服务器等方面是其非常重要的组成元件。将电网调度中心及电力区域内的发电厂和变电站终端各类的测量控制设备借助电力系统局域网络系统将其有效的进行连接,促使电网调度过程中的效率性得到显著增强,由此形成了电气自动化系统。对此我们就电气工程中电网调度自动化技术在具体应用中所呈现出的效果进行如下阐述:其一,将电网系统运作方式及运行状态进行实时监控。针对电网系统运行当中所出现的电压指标、周波指标及负荷指标等数据信息,由电力系统调度部门的专业人员来予以展开系统的监管与全方位控制,由此来确保每一项工况指标数值与各项设备运行状况都能在电力系统整体运行当中得到及时反馈;其二,各项安全事故内容可在电网正常运行状态下得到有效处理,并能开展针对性的分析。在基于电网系统处于多种运行模式下,有效的将电气工程工作实践及电力调度自动化技术结合在一起,来就安全性运行状态展开深入研究。与此同时,还能就以往出现的安全事故相对应的解决方式进行提供说明,这样的实施做法可将电力系统运转过程中存在的安全事故降至到最低,由此推动了整个电网系统运行朝向更加安全、稳定的方向发展。 二、电气自动化技术在变电站中的应用 将电气自动化技术积极应用到变电站电气工程领域中,最大的好处在于,既可以促使变电站运行本身实现自动化监控,同时对于电气工程实际运行质量及效率也是一个强有力的提高。传统人工监测手段在自动化技术的有效应用下被替换掉,促使监测结果更加的准确、可靠,减少在人工监测中出现的漏洞,最大程度满足新时期电气工程领域中电气系统运行需求。具体来说,变电站电气系统运行状态得益于电气自动化技术的应用而达到了实时监测的目的,并且最终在其计算机控制系统上面,将监测获取得来的数据信息传输于此,而计算机控制系统在判断电气工程运行状态环节中将传递来的数据信息作为有力参考依据,进而来对其进行优化整改,从根本上言,对于变电站电气工程运行期间预防安全事故及控制难度的有效减轻起到了积极影响。除此之外,以往变电站电气运行操控中所采用到的传统电磁控制模式在电气自动化技术的应用下,充分借助于计算机控制系统而将其完美的予以替代,实际操作技术人员在获取系统整个运行状态中的相应参数值中,只需坐在监控室内,针对所监控到的各类信息进行充分观察便可以知晓。通过这样的方式可便于操作者详细的统计与记录电气系统运行状态,同时也促使现场操作人员自身的工作负担大幅度减轻,对于新时期电气工程系统的智能化及自动化需求得到最大限度的满足。 三、电气自动化技术在电气工程状态检测技术上的应用分析 电气工程状态检测技术的操作原理是在对电气工程运行状态实施检测过程中,充分的借助电气工程设备资产管理系统,就运行中存在的故障问题进行准确判断,并根据所判断内容来制定出针对性的故障解决措施,以此对故障根源进行分析与消除,确保电气系统的安全运行。将状态检修相对应的设备自身综合使用功能予以全面提供,并就其检修过程中所对应设备在正常运作下存在的一系列数据信息进行提供,由此来开展有针对性的检测方式是电气自动化技术应用的主要特征表现。通过展开这种方式的实际操作,可将新状态下的检修方式代替传统故障检修模式。在电气工程中将状态检修技术进行积极利用,能够全面的解决定期检修作业模式下存在的检修漏洞与盲点,促使电气设备得以安全稳定运行。 四、促进发电厂的分散测控技术优势得以充分发挥 分散测控技术在电力自动化技术的不断驱动下,广泛的应用于发电厂当中。在此我们就其组成结构上进行详细说明:分层分布式是分散测控技术的主要构造形态,其主要元件构成有高速数据通讯网、以太网、运行工作站以及过程控制单元等部分组成。在这些结构部分中,主控模板以及输入、输出在过程控制单元内的生产期间可直接进行应用,且针对脉冲量、电气及热电等信号进行及时接收。以数据形式在处理及完成对这些信号的运算后进行相应呈现,借助打印设备将电气系统运行过程中出现的参数及其状态予以详细输出,从而为发电厂提供可靠的动力依据;将电气自动化技术应用到其主控模板、输入、输出上来,充分的将人机接口通讯功能得以实现,将各项指令借助过程控制单元从运行工作站内有效传输出去,并且可以在第一时间使得工作人员接收到指令信息,促使工作人员可以更好的掌握到机组设备的运行状况,从而得以高效的监控运行设备。 五、结语 新时期电气自动化技术在电力科技取得迅猛发展的同时,得到了较为广泛的应用普及,并一举成为了电气工程发展的有力支撑点。基于此,新形势下的电气工程企业需要对电气自动化运行系统自身存在的规律及特征充分的予以掌握,将电气自动化应用技术方法结合社会发展需求进行改进创新,由此来推动电气工程中的电气自动化技术的使用范围不断的扩宽。 作者:淮亮亮 李富敏 单位:成都建筑材料工业设计研究院有限公司 成都合能物业管理有限公司 电气工程自动化技术研究:略谈自动化技术在电气工程的应用 1电气自动化在电气工程中的应用构思 1.1监控技术的集中式应用。集中式监控技术有着其独到的特点,设计容易、操作简单、日常维护方便。这些优点更加方便电气工程的需要。大幅度的减少了成本上的支出,因为它本身不需要购买太多的机械设备。这是它一个方面的优点,但是缺点就是监控的安装点需要很多很广泛,这就造成了单独而混乱的状况出现,多个监控需要的处理器也随着增加,电缆的数量也随之变多,导致成本增加。多种电缆搀和在一起,增加了不安全的因素存在,整个系统的可靠性大大降低。连接点容易出现状况,一旦连接点出现断开的情况,那么电气工程中所有的设备都会无法运行,而这种短时间的断开往往会造成极大的损失。其原因是在电气工程中所使用的断路器和隔离的闸刀都是用的硬接线,这种线的质地很坚硬,但是很容易出现断裂的情况。因此,集中式的电气工程检测带来的是有序运行的电力工程系统,这样做的后果大大减少了工程上的投资。 1.2总线监控技术在现场的应用。目前在电气工程中用到最多而且最为有效的一种方式就是现场总线监控技术。现场总线就是一种串行的通信链路。它的作用体现在联系上,即生产过程中所用的基本设施和控制这些设备之间的联系。也就是通常意义上讲的现场级设备和车间级设备的沟通联系。这种方式的监控有着较好的针对性,每一种电气工程都有着不同的特点,现场总线监控能针对这些特点进行监控。现场总线监控有着它独有的特点,它只需要较少的设备投入,减少了成本,其原因在于它使用到的隔离设备减少、端子柜的使用减少等。同时,它也具有远程监控的一些特点在其中,电气设备的安装都是在现场的环境下,这可以说是一种最省电缆线的方式,用这些电缆把设备连接起来完成对设备的完全监控。实现了规模化的效益,使得电气工程的效益更加明显,节约了设备成本。还有优点就是设备之间是没有实际上的联系的,这样一台机器停止工作了,其他的设备也会良好的运行。这主要是因为它们都是通过网络信号进行相互的连接,有很强的独立和灵活性。通过这些技术手段,可以大大增加电气工程的安全和可靠性。 2自动化技术在现实中的应用 2.1变电站的应用。人工进行电话操作和人工监视在现代的变电站中占据了主流,变电站中自动化的应用将大大减少这些方面的开支。同时强化了对变电站的监控性。在变电站中实现自动化主要原因就是全方位的监视各种设备的运行情况,实现对设备的有效控制。逐步由传统化的操作到现代信息化的处理方式。在以往变电站都是人工操作,对变电站的监视和数据分析都是人工完成,设备都是用的电磁装置的设备。在对变电站的监视中没有形成一个系统性的观念。没有大局观,只有使用人工将数据进行整理后才能实现全局性的监视。电气自动化程度的增加带来的是变电站的自动化,变人工操作为机器控制。这样一来变电站的工作人员工作量将会大大减少,这样在人员的投资也随着减少,电气工程整体效益增加。更好更快的完成现代自动化的步伐。变电站的自动化实施,自动运行已经替代了大部分的人工操作。微机取代了以往的电磁装置。计算机的应用使得变电站的所有情况都变得一目了然。这样使得变电工作人员在极短的时间内能对变电站的情况有一个大致的了解,并且通过计算机得到的数据进行分析,得出变电站可能出现的问题和以后的发展动态。及时的进行防护措施,确保变电站的有效运行。 2.2电网调度方面。现代意义下的电网调动主要是远动装置与主站调动系统,主要负责的方面是进行电网运行状态的监控。使得电网在人员的调配方面、电网的安全运行更加有保障。其作用主要体现在以下几点;第一点是电网安全运行的监控,电网在正常的运转时,我们需要的是调度人员进行监视和控制电网的电压、负荷等情况。主要设备的水能和热能等等方面的工作指标,使得其更加的符合规定,保障用户的用电安全。第二点是电网经济调度方面,在对电网实现安全监控的基础之上,我们还要注重的是经济效益的实现。通过自动化的调度手段来实现电网的经济价值最大化,降低能耗、节约能源,达到最小的成本最优的配置。第三点是电网运行中安全事故分析和处理,电网出现故障的原因是多种多样的。出现的原因也很复杂,过程根本来不及反应。如果不能及时进行预测和处理,不但人身安全会得到威胁,还会导致电网的大面积崩溃,大面积的停电状况出现,造成国民经济的严重损失。所以增强自动化调度势在必行,实现电网运行的安全分析,完善事故处理方式方法,避免造成重大损失。电力工程中最重要的一个环节就是调度中心的,是一切设备的控制中心,通过电气自动化的实施把设备都联系成为一个整体,实现自动化的操作,完善调度中心具有非常现实的意义。这会使得电气工程更加适应市场的需求,有更加良好的发展。 3结束语 作为一个衡量国家经济发展水平的重要标志,电气自动化的应用举足轻重。使用电气自动化进行电气工程的改造,达到高效运行的目的。这主要是计算机网络、现代社会中的需要,电气自动化的应用更好的满足了时代的需求。电气工程更好的适应社会,我们可以做的就是具体问题具体分析、具有创新意识,为我国在电气工程中更好的发展做出自己的贡献。 本文作者:崔旭辉 单位:武汉市华中科技大学文华学院
控制工程主要以工程控制理论为基础,融合了信息理论、计算机理论等相关概念,在处理自动控制系统中,能处理各种问题的新兴技术,在社会发展中发挥了重要的作用。控制工程作为一种综合型学科在很多领域中都应用广泛。 1控制工程在机械电子工程中的应用 1.1机械磨削精度控制中的应用 在进行机械元件的生产时,需要追求高精密和高质量的目标。想要生产出综合质量更高的机械原件,对加工这些元件的设备要求也更加的高。比如在生产螺纹磨床的时候,机械设备需要对将要被生产出来的机械元件进行多角度的磨削。具体进行机械磨削所产生的误差会影响设备本身的性能。在进行磨削时所掌握的力度,以及磨削的环境都会使机器元件的磨削产生误差。在通过专家精度控制系统时进行综合分析有可能影响螺纹磨削误差的各个因素,对螺纹磨削过程实行智能化、动态化的补偿控制,并设置一些可以与控制相适应的目标来达到误差降低的效果,机械元件进行磨削时值精度就可以得到提升。 1.2机械加工过程控制中的应用 现如在今我国的机械加工行业中,加工流程往往都具有多元化与复杂化的特征。如果使用相对传统的机械加工程序已经不能满足实际的加工需要。当提出模糊控制理论和进行实际的技术实践时,以“复杂问题简单化”“算法灵活性”“编程易操作”等方法进行操作,可以改善旧有控制系统中所存在的一些弊端。 1.3柔性机械臂轨迹跟踪控制中的应用 在进行机械元件的自动化控制的制造过程中,柔性机械臂的制造可以作为一个典范。不过由于柔性机械臂的参数系统问题,在,在进行制造的时候关于控制系统的制造会比较复杂。可采用“滑模变结构控制方法”进行“慢变控制器”的研发设计,采用“H∞控制理论”进行“鲁棒控制器”的研发设计,除此之外,在将此项设计用于快变控制器时,需要将快变控制器与慢变控制器相结合,从而达到对柔性机械臂的有效控制。在对使用过程中的轨迹跟踪时,需要进行补偿控制算法,来确保持续的精准性。 1.4高速液压机控制中的应用 液压机在各种机械设备中,属于较为常用的一种。在进行压机的控制工程时,应当注意要实现压机的高压力和高速度,除此之外,其精确性也应当特别注意。在进行压机的控制工程时,需要采用一定的预测控制,经过系统的数据分析之后,建立一定的预测模型,对液压机的操控系统的误差变化率进行一定的预测与计算。在得到误差变化率的基础上进行控制的,可以将系统中外界因素造成的影响降低。 1.5数控机床控制中的应用 数控机床是机械电子工程在进行神经网络控制的一个典型。神经网络控制是一种根据生物仿生研究而形成发展的控制模式,此种控制模式中每一个神经元都相互连接,整个系统规模大,结构相当复杂。但是这种神经网络系统还可以进行数据庞大的信息处理,自动化水平非常高。当控制系统中引进这种信息处理模式之后,效率也会得到一定的提升。在进行对数控机床的控制时应用这种网络控制系统,机械元器件切削等具体操作的精确率都会得到有效的提升。 1.6集成自动控制 集成自动控制技术是在信息技术的基础上发展而来的,在机械电子工程中应用集成控制技术能对生产过程中的多台机械电子设备进行统一管理与控制,充分发挥各种设备的优势,使各种设备能够协同合作,大大提高了生产效率和生产质量。集成自动控制技术可有效整合各种设备的运行情况和生产信息,进而采用最有效的控制方式,实现多台设备的集成控制。现如今,随着科技的不断发展,集成自动控制系统也得到了优化和改进,科研人员在原有控制系统的基础上,又研发出了具有柔性自动控制的集成控制系统。将新型集成控制系统应用于数控机床及相关机械电子设备中,能够更加科学、高效地完成相关产品的生产与制造。 1.7智能自动控制系统的应用 计算机网络系统与人工智能相结合就简称智能控制系统。在这种高智能系统的控制模式下,智能系统能够自主的收集和分析资料,模拟着人的中枢神经系统,进行着机械化的规模化的生产,这样的工作效率将会远远的高于人工的生产模式,而且相较于人工生产的各种不确定性,智能生产模式可以更好地把控流程,产品的质量也会均衡,不会再出现良莠不齐的情况,不仅节约了人力物力资源,还大大提高了生产效率,增加了企业的收益。 1.8神经网络控制的应用 现代的机械工业中数控机床必不可少。但是数控机床的自身适应能力太低,缺乏良好的识别和处理在切削过程中出现的不可预知的问题的能力。而在传统情况下,为了解决这种问题,通常会选用保守的切削参数,但这同时限制了机床的加工能力和工作效率。神经网络控制应运而生,它由很多很简单的神经元连接而成,是仿生学思想在控制领域的最新应用,通过简单神经元的链接组成高度动力系统,去表述复杂的物理系统。而且还具备人类大脑自我学习、适应的能力。 1.9鲁棒性的运用 鲁棒性是指设备在受到外界干扰的情况下,控制系统仍能保持原有的性能,进而对设备进行有效控制的特性,这种特性在机械电子工程的智能控制方面有着非常重大的意义。在机械电子工程智能控制功能的研究过程中,相关人员必须要重视鲁棒性的价值。在进行柔性臂的轨迹制造方面,滑膜结构的控制方式得到了广泛的应用,慢变控制器也从无到有,并获得了一定的发展。除此之外,根据Hx控制理论,鲁棒控制器也被研发成功,这对系统控制系器的结构优化有着重要的作用。因此,在进行柔性臂的诡计制造方面,进行有关补偿控制的计算时,通过Hx控制理论来进行控制时,可以提高其精确性。 1.10模糊控制系统的应用 在机械工程的整个系统里,加工流程是相当复杂的,如果在机械工程的加工过程中运用传统的控制方法,去建立一个模型,那是一个相当难以完成的工作,问题就会直接暴露在自动化的控制系统上。但模糊工程可以将系统的程序编制简单化,能很好地解决上述产生的问题,不会对机械电子工程的内部运行的数据进行深入的干扰,只是在运行的过程中,简单地保证数据的输入量,保持数据在要求的范围内。 1.11预测控制技术的应用 在机械电子工程中,预测控制技术的应用可以对相关设备的运行情况进行准确预测,根据预测结果控制设备精准。以高速液压机为例,需要不断提升高速液压机设备的运转速度和压力,这就很可能在运行过程中对设备产生了较大的载荷冲击,出现系统超调的情况,高速液压机的运行精度和安全受到严重影响。在高速液压机当中,应用预测控制技术,建立与之相适应的预测模型,对高速液压机运行速度和压力进行智能控制。通过预测高速液压机的输出值能在运行过程中对其进行精准控制,可以精准地确定高速液压机的运行误差,对因运行速度过快和压力过大引起的设备误差进行消除。 1.12专家控制的应用 在普通螺纹磨床的生产过程中要保证工件在消磨中轴向和纵向的运动必须同步,传统的生产模式一般是靠机械传动,会有误差,而且生产过程中的环境温度、磨削力都会对磨削的精度产生影响,专家精度控制系统解决了这个问题。专家控制系统是补偿机械工程在磨削的过程中产生的误差,实现对磨削工程的动态智能补偿。专家控制系统的工作原理就是在加工的过程中,综合考虑进来各种特征的误差并设计相适应的控制规划,减小螺距的误差。 2控制工程在电子工程中应用的未来前景 第一,控制工程技术不断发展与不断创新,也促进机械电子工程技术不断发展,因此控制工程与电子机械技术将会应用于更多领域,也会在网络发展过程中更加网络化。第二,随着科学发展观的发展,未来的主题是可持续发展,在控制工程与电子技术发展过程中要注重环境的保护与能源的节约,要注重可持续发展,建设环境友好型社会在未来科技发展过程中很重要,新技术的研究是未来发展的关键。 3结语 机械电子工程当下的首要任务就是运用合理的高科技技术,使控制工程与机械电子工程融合的更加熟练。在机械电子工程中,控制工程的应用存在着众多问题。因此要加大高科技技术投入,加大技术人才的培养,加强资金投入等推动机械工程的高速发展,充分利用发达的高科技网络系统推动机械电子工程的发展。 作者:李国剑 单位:黑龙江电信国脉工程股份有限公司
工业自动化控制技术研究:浅谈工业自动化控制技术 [摘 要]在现代科技的发展推动下,工业技术逐渐向着现代化、自动化、智能化的方向不断发展。目前,工业自动化技术已经成为很多工业领域的主要生产技术,极大的提高了生产效率,提高了产品质量。而在使用工业自动化技术进行生产时,最重要的环节就是要做好自动化控制。现本文就对工业自动化控制进行相关的研究与探讨。文章首先概述了工业自动化控制技术,指出了其当前的发展现状,并分析了常见的几种工业自动化控制仪表仪器,最后就工业自动化控制的发展进行了展望。 [关键词]工业自动化;控制技术 1、工业自动化控制技术概述 工业自动化控制技术就是指利用微电子技术、电气技术、机械技术以及计算机软件技术来对工业生产过程进行控制,而无需使用人工操作机械来控制生产进度。也就是说,在工业自动化控制下的工业生产机械设备是利用各种仪器、仪表和控制器,按照预先设定的流程进行机械自动调节来进行生产运行的。因此在自动化控制系统中,必须要对所有涉及到生产调节的仪器都进行精准的参数设置,以确保其在生产中能够充分发挥职能作用,确保生产顺利进行的目的。一般来讲,工业自动化控制系统主要是由计算机、通信网络和各种传动设备组成。 2、工业自动化控制的发展现状 目前我国的工业自动化控制技术已经得到了很大的发展,自动化控制系统也逐渐趋于完善。但尽管如此,工业自动化控制技术仍然具有很大的发展应用空间。就目前来看,较为常用的自动化控制产品主要有PLC与工控PC两种,这两种自动化控制产品的应用代表了我国的工业自动化控制水平已经有了很大的发展。 3、工业发展过程中应用的自动化控制技术 随着科学技术的不断发展,自动化控制技术在实际应用时也在不断根据市场需求进行调整完善,目前,市面上的自动化控制系统已经能够良好地适应生产环境,对采集到的信息进行系统分析,确保控制的及时有效性和准确稳定性,保证工业生产的质量和效率。在不同的生产行业中,其中运用到的自动化控制技术和系统组成基本是一致的,但是会根据生产的现实要求和企业的生产环境进行适当的调整重组,而且其中应用到的数据处理系统以及系统参数都需要具体设置,确保自动化控制体系能满足生产需求,提高自动化控制技术的使用效益。 3.1 信息采集模块 要想实现工业生产的一体化系统性控制,就必须将各个生产环节中仪表数据和具体信息采集录入到中枢管理系统中,因此信息采集模块是实现工业自动化控制的基础模块。自动化控制的实现,是需要控制系统能够掌握实际的生产信息,协调控制自动化生产设备以及先进的工艺工序,解决各方面的矛盾,实现统一的调配。大数据时代的带来,让工业生产面临着巨大的考验,信息采集系统就能够有效解决的数据信息的获取问题,实现庞大数据的捕获与处理,为工业生产的进步提供与发展提供信息支持。 3.2 系统建模模块 在工业自动化控制系统中,凭借A/D单元实现信息的数字化装换,录入存储数据,通过系统中的信息处理软件进行整合分析,获取有效信息,做为系统调配的参考,进行统一地管理调配。信息采集模块能够实现生产信息的实时采集,也就相当于实现生产的实时监控,能够确保自动化控制的精准性,最大程度地节约生产成本[3]。此外,在整个系统中,如果有某个生产环节发生异常,系统能及时感应,并进行处理,将出现故障的机械停止,启用备用器械,将故障器械送去检修,及时止损,确保各个生产环节的生产安全性和效率。生产设备故障问题其实是在电气自动化生产体系应用以来控制系统中最难解决的一个问题,因为多个生产环节数千台机器一同运作,单靠人工管理的话,如果出现设备故障,需要花费较长的时间去排查,找出故障环节,这样会严重影响到产品的生产效率,给公司造成较大的经济损失。 4、工业自动化控制系统的特点 用电设备分别安装在各配电室和电动机控制中心,所要执行的信息处理任务庞大,而维修工作也相对复杂。它与热工系统相比,电气设备操作的频率低,一些系统设备在维持正常运行时,可以经过好几个月甚至更长的时间再操作一次;电气设备所需要的保护装置要求高,动作速度快,一个保护动作通常要在40ms以内完成。电气设备的构造机构本身具有联锁逻辑较简单、操作机构复杂的特点,而控制方式也主要是厂用电系统,其主要设备监控需要接入DCS系统,如果两台系统一起运行,一台系统的检修不得影响另一台系统的运行,因此,需要考虑两台机组DCs电气控制的模式,保证控制的稳定性。根据电气设备的主要特点我们知道,在构建ECs时,其系统结构、与DCs的联网方式是确保系统高可靠性的关键。除了要保证系统的正常运行,还要确保运行时各种数据处理和信息收集的准确性,同时提出相应的应急措施,确保电气系统可以在最好的状态下运行 5、工业自动化控制系统的发展展望 随着IT和控制技术的融合的不断深入,工业自动化控制技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展,自动控制的三大构成系统也将有新的突破。 PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展。在基于PLC自动化的早期,PLC体积大而且价格昂贵。但在最近几年,微型PLC已经出现,价格只有几十到几百欧元不等。随着软PLC(SoftPLC)控制组态软件的进一步完善和发展,安装有软PLC组态软件和PC-based控制的市场份额将逐步得到增长。当前,过程控制领域最大的发展趋势之一就是Ethernet技术的扩展,PLC也不例外。现在越来越多的PLC供应商开始提供Ethernet接口。可以相信,PLC将继续向开放式控制系统方向转移,尤其是基于工业PC的控制系统。 作为一种工业产品,要实现长久的发展,必须深化制造部门内部的体制改革,运用现代科学技术保障发展的成果。而且还需要密切的关注产业市场化所带来的后果,保证产品适应市场发展的需要。另一方面,制造企业不仅需要对开发技术和集成系统进行研发投入,同时还需要运用分工外包和社会化之间的合作,使零部件的配套生a逐渐的市场生产化、专业化,从而能够保证对高端装备技术开发研究资源综合利用,提升自主装备制造的比例.产业市场化是产业发展的必然趋势,对于资源配置工作效率的提升有着显著的促进作用。 结语 综上所述,工业自动化控制技术作为推动现代工业生产自动化的主要动力,其不但能够减少人工劳动量,而且能够极大的提高生产效率,增大工业生产经济效益。更重要的是使用自动控制系统进行机械操控,就能使工人脱离恶劣的生产环境,实现更加现代化和人性化的工业生产。同时,工业自动化控制技术水平的高低也是衡量国家科技水平高低的重要指标之一,在未来的工业技术发展中,必须要加大对工业自动化控制技术和产品的研发应用,以促进我国工业经济的进一步发展。 工业自动化控制技术研究:浅析工业自动化控制技术 摘 要:西方分析了工业自动化控制技术的发展应用情况,并从其中的变频器、嵌入式微控、触摸屏等技术方面较为详细的介绍其结构、作用和工作原理。 关键词:自动化控制 发展 应用 一、引言 在工业自动化控制技术领域,为了实现对工业生产过程的检测、控制、优化、调度、管理与决策,从而达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全生产等一些目的。对于工业自动化控制技术而言,它是自动化技术、电子技术、仪器仪表等技术的综合集成。其控制系统主要由变频器、嵌入式微控制器、触摸屏等部分构成。通过对设备和生产过程的控制,就能实现上述目标,并提升整个企业的安全生产能力和经济效果。 二、变频器技术 1、变频器基本功能 作为变频器技术来说,它是一门综合性的技术,是建立在电力电子技术、自动控制技术、计算机技术的基础之上而逐渐发展起来的。而变频器也可以看作是一个频率可调节器的交流电源。它通过改变变频器的输出频率,就可以实现电动机的速度控制。只需要改变变频器内部逆变管的开关顺序,即可实现输出换相,实现电动机的正反转切换。与此同时,变频器还具有直流制动的功能,不需要增加制动控制电路了,就能顺利实现制动功能。在需要制动时,只要通过变频器给电动机加上一个直流电压,利用自己的制动回路,将机械负载的能量消耗在制动电阻上进行制动即可。变频器在使用时,只需要在电网电源和现有的电动机之间接人变频器和相应设备,不需要对电动机和系统本身进行大的设备改造,就可以适用各种工作环境和工艺要求。另外,变频器的节能效果也非常显著。尤其是对于工业中大量使用的二次负载(风机和泵类)来说,当用户需要的平均流量较小时,风机、水泵的转速较低,其节能效果是非常显著的。 2、变频器的结构 变频器的主要任务是把电压和频率恒定的电网电压,变成电压和频率可调的变频电源。它的基本结构包括以下四个部分: (1)整流电路。主要由三相全波整流桥组成,其作用是对电网工频电源进行整流,把交流电整流成直流电,并给逆变电路和控制电路提供所要的直流电源。 (2)逆变电路。它是变频器最主要的部分,也是长期以来要解决的优秀问题。常见的结构形式是利用六个电力电子开关器件组成的三相桥式逆变电路,它的主要作用是在控制电路的控制下,有规律地实现逆变器中主开关器件的通与断,将整流电路输出的直流电转换为频率和电压都可任意调节的交流电。逆变电路的输出,也就是变频器的输出。它主要就是被用硎迪侄缘缍机的调速控制。 (3)直流中间电路。它主要是对整流电路的输出进行滤波,以保证逆变电路和控制电源能够得到质量较高的直流电源。当直流中间电路是用大容量的电解电容滤波时,变频器为电压型变频器;当直流中间电路是用电感很大的电抗器滤波时,变频器为电流型变频器。另外,直流中间电路中有时还包括制动电阻,甚至一些其他辅助电路。 (4)控制电路。它是变频器优秀部分,高性能的变频器目前已经采用微型计算机进行全数字控制,并采用尽可能简单的硬件电路,主要靠软件来完成各种功能。由于软件的灵活性,数字控制方式常可以完成模拟控制方式难以完成的一些功能。 三、嵌入式微控技术 (1)基本功能。嵌入式微控制器是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。它以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪,适合应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式微控制器系统通常面向特定应用,设计和开发必须考虑特定环境与系统要求,是一个发散的、技术密集的系统。 (2)结构。嵌入式微控制器系统,它是由硬件系统和软件系统所组成。为了提高系统的执行速度和可靠性,它的软件一般固化在存储器芯片或微控制器中,而不是存储在外加的磁盘载体中。系统是以微控制器为优秀,加上外部专用电路和系统软件,形成的计算机的应用系统。在一块芯片上集成了中央处理器(CPU)、存储器(RAM、ROM)、定时器/计数器和各种输人输出(I/O)接口等。它还可包含A/D和转换器D/A直接存储器传输(DMA)通道、浮点运算等特殊功能部件。 (3)应用范围。嵌入式微控制器在应用数量上已远远超过了各种通用计算机。在制造工业、过程控制、通信、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备消费类产品等方面,均是嵌入式微控制器的应用领域。在进入21世纪以来,嵌入式微控制器技术逐渐成熟,并全面展开,现已被公认为是一种具有良好发展潜力的技术。 四、触摸屏技术 (1)功能。人机界面通常被大家称为触摸屏,是用户利用手指或其他介质直接与屏幕接触,进行信息选择,向计算机输人信息的一种输入设备。包含HMI硬件和相应的专用画面组态软件。在工业上,触摸屏是首选的接口设备,连接的主要设备种类是PLC触摸屏,因其具有很强的适应性,比键盘鼠标、轨迹球更具有优越性。触摸屏易于使用、易于掌握、低故障率,是任何其他输人设备所无法比拟的。当触摸屏在恶劣的环境下工作时,都不会造成触摸屏的损坏。因此,它在工业自动化控制技术中,能够发挥着很好的作用与效果。 (2)工作原理。触摸屏的工作原理是用手指或其他物体触摸,所触摸的位置由触摸屏控制器检测,并通过接口(如RS-232串行口)送到CPU,从而确定输人的信息。触摸屏系统一般包括触摸屏控制器(卡)和触摸检测装置两个部分。其中,触控屏控制器(卡)的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息,并将它转换成触摸点坐标,再送给CPU,它能同时接收CPU发来的命令并加以执行。触摸检测装置一般安装在显示器的前端,主要作用是检测用户的触摸位置,并传送给触摸屏控制卡。触摸屏按照工作原理和传输信息的介质可分为四种,它们分别为电阻式、电容感应式、红外线式以及表面声波式触摸屏。 (3)发展方向。随着数字电路和计算机技术的发展,HMI的功能将越来越丰富、价格也会降低、屏的寿命也将延长,HMI产品将赢得更加广阔的发展空间。 五、结语 在现代制造领域中,工业自动化控制技术是21世纪最重要的技术之一。工业自动化控制技术,如今已广泛应用于提高工业生产产品的质量、数量和生产设备的效率,并大大改善了劳动条件和强度。随着科学技术的快速进步与工业自动化控制技术的飞速发展,它还将极大地提高人们对现代工业生产的预测及决策能力,从而进一步促进现代工业制造业的迅猛发展,其工业自动化控制技术也将会赢得更加广阔的发展前景和空间。 作者简介: 宁晓娜(1984-),女,汉族,河北省唐山市,大专,助理工程师,从事现场自动化设备的自动化工作; 工业自动化控制技术研究:浅谈工业自动化控制技术 摘 要:人的创造力是无限的,社会的发展就是人类不断改造世界的过程。在生产制造行业中,机械已逐步代替了人工,在能源的驱动下会社会不断创造丰富的物资,而随着计算机技术的发展与广泛应用,人们开始研究机械的自动化控制,降低人工运营成本,提高工业制造效率。工业控制自动化技术包括工业自动化软件、硬件以及系统这三个组成部分,通过信息技术的应用来实现工业生产过程中的自动控制调配,能大大提升生产效率和生产质量,确保生产安全性,为企业创造更大的经济效益。随着科学技术水平的提高,工业生产中的自动化控制技术也在不断发展,目前正向着网络化、智能化、集成化的方向发展。 关键词:工业自动化;控制技术;应用 工业自动化技术在快速发展过程中,应用也开始越加广泛,在实际应用过程中具有较高的经济效益。提高工业自动化技术研发强度,对于传统工业而言,具有重要意义,同时也能够带动我国经济发展。 1工业自动化技术的特点 1.1智能控制 近几年,智能控制得到了快速发展,但是程序开发及研究等领域内得到了广泛应用。智能控制一直都是人工智能领域内重要研究内容,能够有效将自动把控与整体规划相结合,属于交叉性领域之一,在实际应用过程中具有多种控制系统,由于智能控制器所具有的功能较多,这就需要智能控制器能够自足进行维修。例如,在实际应用过程中要是涉及到的含有腐蚀性的介质时候,运行时间要是超过规定工作时间,智能化控制器能够自行发出预警信号,让工作人员能够在最短时间内发展智能化控制器所存在的问题,保证整个加工流程的完整。 1.2系统集成信息化 在原有自动化计算机控制系统内,主要有四部分构成,分别是计算机管理、操作站、广域网、企业管理,这种管理模式在落实过程中具有较高的难度,同时整体控制效率较为低下,伴随着科学技术水平的不断提升,计算机控制系统逐渐开始与工程自动化相结合,进而保证钢铁企业能够进行自动化管理一体化建设。现场总线在产生之后,控制系统能够完全有效进行分离,设备控制与控制站能够被取代,计算机系统控制结构能够发生本质性转变。 2工业发展过程中应用的自动化控制技术 2.1信息采集模块 要想实现工业生产的一体化系统性控制,就必须将各个生产环节中仪表数据和具体信息采集录入到中枢管理系统中,因此信息采集模块是实现工业自动化控制的基础模块。自动化控制的实现,是需要控制系统能够掌握实际的生产信息,协调控制自动化生产设备以及先进的工艺工序,解决各方面的矛盾,实现统一的调配。大数据时代的带来,让工业生产面临着巨大的考验,信息采集系统就能够有效解决的数据信息的获取问题,实现庞大数据的捕获与处理,为工业生产的进步提供与发展提供信息支持。 2.2系统建模模块 在工业自动化控制系统中,凭借A/D单元实现信息的数字化装换,录入存储数据,通过系统中的信息处理软件进行整合分析,获取有效信息,做为系统调配的参考,进行统一地管理调配。信息采集模块能够实现生产信息的实时采集,也就相当于实现生产的实时监控,能够确保自动化控制的精准性,最大程度地节约生产成本。此外,在整个系统中,如果有某个生产环节发生异常,系统能及时感应,并进行处理,将出现故障的机械停止,启用备用器械,将故障器械送去检修,及时止损,确保各个生产环节的生产安全性和效率。生产设备故障问题其实是在电气自动化生产体系应用以来控制系统中最难解决的一个问题,因为多个生产环节数千台机器一同运作,单靠人工管理的话,如果出现设备故障,需要花费较长的时间去排查,找出故障环节,这样会严重影响到产品的生产效率,给公司造成较大的经济损失。 2.3动态控制模块 自动化控制技术的优秀,在于动态控制模块,在一体化自动控制系统中,凭借着计算接技术与网络信息技术的应用,就能基本实现工业生产的动态控制。自动化控制技术的应用,以智能动态控制系统取代了以往控制生产工序的人工,具备全体那后全方位监控生产过程的优点,能够大大提升控制的精密性,实现各个生产环节的完美衔接。机械之所以能够逐步取代人工的位置,就在于其劳动强度更大,能够做到很多人们无法做到的事情。机械设备与动态控制系统地结合,避免了人工操作质量不统一、工作效率较低且体力有限的问题,这也正是工业自动化控制系统被广泛应用于生产管控的主要原因。 3工业机械制造行业自动控制技术的发展前景 工业自动化控制技术随着科技的发展和时间的流逝在不断发展变化,工业自动化控制技术的发展越来越适应市场需求,通^对中央处理器、检测元件及技术参数修改技术的不断完善改进,工业自动化控制技术功能正在逐步日臻成熟完善丰富。在世界经济一体化的形式下,工业自动化控制技术和设备在工业机械制造行业的应用已经成为一个国家经济实力发达水平的代表,因此不断加大对工业自动化控制技术的研究力度促进工业自动化控制技术向世界先进国家学习,是非常必要符合时展要求的。工业自动化控制技术在工业机械领域应用中起关键作用的技术是集成技术,工业自动化控制技术通过对一些机器进行集中控制,统一参数对产品进行高精细度加工,并且缩短产品生产周期摊薄生产成本提高经济效益。工业自动化控制技术的这些优势,创造极大的社会经济效益促进整个工业行业的发展。 4结论 综上所述,工业自动化控制技术在工业机械制造的应用对我国工业实现自动化、机电一体化变革起到重要作用,工业自动化控制技术在工业机械制造行业的应用增强机械行业在市场经济形势下的竞争力,它不仅给直接操作的员工带来安全的生产环境,降低工人的劳动强度,摊薄机械加工成本,而且实现工业的高效益和高精细度质量标准。 作者简介: 王博,男,1997年1月,沈阳科技学院,信息与控制工程系.自动化专业-14年1班, 学号143220103 工业自动化控制技术研究:水工业自动化控制技术发展 1控制系统的智能化、分散化、网络化 工业自动化领域的发展趋势之一是控制系统的智能化、分散化、网络化,而现场总线的崛起正是这一发展趋势的标志。 1.1现场总线的崛起 半个多世纪以来,工业自动化领域的过程控制体系历经基地式仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统等4代过程控制系统,当前我国水工业自动化的主流水平即处于以PLC为基础的DCS系统阶段。这里要说明一点,DCS既是一个过程控制体系的名称,有时也表示为由制造厂商出售的一个起完整作用而集成的集散控制系统产品,这种DCS系统相对较为封闭,而目前水工业自动化的DCS系统多数是由用户集成的,因此相对较为开放。 与早期的一些控制系统相比,DCS系统在功能和性能上有了很大进步,可以在此基础上实现装置级、车间级的优化和分散控制,但其仍然是一种模拟数字混合系统,从现场到PLC或计算机之间的检测、反馈与操作指令等信号传递,仍然依靠大量的一对一的布线来实现。这种信号传递关系称之为信号传输,而不是数据通信,难以实现仪表之间的信息交换,因而呼唤着具备通信功能的、传输信号全数字化的仪表与系统的出现,从而由集散控制过渡到彻底的分散控制,正是在这种需求的驱动下,自20世纪80年代中期起,现场总线便应运而生,并通过激烈的市场竞争而不断崛起。 现场总线是应用在生产现场的全数字化、实时、双向、多节点的数字通信系统。现场总线技术将专用的CPU置入传统的测控仪表,使它们各自都具有了数字计算和通信能力,即所谓“智能化”;采用可进行简单连接的双绞线、同轴电缆等作为联系的纽带,把挂接在总线上作为网络节点的多个现场级测控仪表连接成网络,并按公开、规范的通信协议,使现场测控仪表之间及其与远程监控计算机之间实现数据传输与信息交换,形成多种适应实际需要的控制系统,即所谓“网络化”;由于这些网上的节点都是具备智能的可通信产品,因而它所需要的控制信息不采取向PLC或计算机存取的方式,而可直接从处于同等层上的另一个节点上获取,在现场总线控制系统的环境下,借助其计算和通信能力,在现场就可进行许多复杂计算,形成真正分散在现场的完整的控制系统,提高了系统的自治性和可靠性。 FCS成为发展的趋势之一,是它改变了传统控制系统的结构,形成了新型的网络集成全分布系统,采用全数字通信,具有开放式、全分布、可互操作性及现场环境适应性等特点,形成了从测控设备到监控计算机的全数字通信网络,顺应了控制网络的发展要求。 1.2现场总线的现状和标准化问题 目前,国内、外的现场总线有60几种之多,由于这一新技术所具有的潜在而巨大的市场前景,在商业利益的驱动下,导致了近年来制订现场总线国际标准大战。在市场和技术发展需要统一的国际标准的呼声下,修改后的IEC61158.3~6标准最终于2000年1月4日获得通过。该标准包括了8种类型的现场总线子集,它们分别是:①基金会现场总线FF;②ControlNet;③Profibus;④P—Net;⑤FFHSE;⑥SwiftNet;⑦WordFIP;⑧Intferbus。这8种现场总线中,④、⑥是用于有限领域的专用现场总线;②、③、⑦、⑧是由PLC为基础的控制系统发展而来,本质上以远程I/O总线技术为基础,通常不具备通过总线向现场设备供电和本征安全性能;①、⑤则由传统DCS控制系统发展而来,具有总线供电和本征安全功能;①、⑧属于现场设备级总线,②、⑤属于监控级现场总线;③、⑦则是包括两个层次的现场总线。 以上8种类型的现场总线采用完全不同的通信协议,例如:Profibus采用的是令牌环和主/从站方式;FFHSE是CSMA/CD方式;WordFIP是总线裁决方式。因此,要这8种现场总线实现相互兼容和互操作几无可能。面对这种多总线并存的局面,系统集成将面临更为复杂的任务,系统集成技术也将会有很大的发展。 1.3现场总线的新动向—工业以太网 长期以来的标准之争,实际上已延缓了现场总线的发展速度。为了加快新一代系统的发展,人们开始寻求新的出路,一个新的动向是从现场总线转向Ethernet,用以太网作为高速现场总线框架的主传。以太网是计算机应用最广泛的网络技术,在IT领域已被使用多年,已有广泛的硬、软件开发技术支持,更重要的是启用以太网作为高速现场总线框架,可以使现场总线技术和计算机网络技术的主流技术很好地融合起来。为了促进Ethernet在工业领域的应用,国际上成立了工业以太网协会,开展工业以太网关键技术的研究。此外,开发设备网供给商协会已经了在工厂现场使用以太网的全球性标准——以太网/IP标准。该标准使用户在采用开放的工业应用层网络的同时,能利用可买到的现成的以太网物理介质和组件,也即由多个供给商所提供的可互操作的以太网产品。随着网络技术的发展,以太网应用于工业领域所要面对的网络可确定性问题、环境适应性问题、包括总线供电和本征安全问题都会迅速得到解决。 2治理控制一体化 工业自动化领域的另一个发展趋势是治理控制系统的一体化。 2.1何谓管控一体化 在市场经济与信息时代的飞速发展中,企业内部之间以及与外部交换信息的需求不断扩大,现代工业企业对生产的治理要求不断提高,这种要求已不局限于通常意义上的对生产现场状态的监视和控制,同时还要求把现场信息和治理信息结合起来。管控一体化就是建立全集成的、开放的、全厂综合自动化的信息平台,把企业的横向通信和纵向通信紧密联系在一起,通过对经营决策、治理、计划、调度、过程优化、故障诊断、现场控制等信息的综合处理,形成一个意义更广泛的综合治理系统。 2.2现场总线为管控一体化铺平了道路 企业信息网络是管控信息集成的基本条件,没有信息网络就不可能实现企业横向和纵向信息的沟通和汇集,建网的目标在于实现全企业范围内的信息资源共享,以及与外部世界的信息沟通。 水工业和一般企业网络大致可分为3层,即企业治理层,过程监控层和现场控制层。 管控一体化解决方案中的现场控制层由现场总线设备和控制网段构成,把传统的集散系统控制站的功能分散到了现场总线设备,此时的控制站实际是一个虚拟的控制站。现场总线技术与产品所形成的底层网络,充分发挥其使测控设备具有通信能力的特点,为控制网络与通用数据网络的连接提供了方便。企业信息网络是管控一体化的基础,现场总线则为构建管控一体化网络铺平了道路;过程监控层由局域网段以及连接在局域网段的担任监控任务的工作站或控制器组成,现场总线网络通过现场总线接口与过程监控层相连,或者监控层直接由现场总线来担当;监控站可以完成对控制系统的组态,执行对控制系统的监控、报警、维护及人机交互等功能;企业治理层由各种服务器和客户机等组成,用于集成企业的各种信息,实现与Internet的连接,完成治理、决策和商务应用的各种功能。 2.3管控一体化的支持环境与系统集成 基于系统之间横向数据交换及控制系统与治理层和现场仪表间纵向数据交换日益增加,现场总线的应用越来越广泛,制造厂商的产品也日益开放。由于多种总线并存已成定局,管控系统建立统一的数据治理、统一的通信、统一的组态和编程软件的一体化解决方案受到了各厂家的重视。同时,采用分布式网络系统,采用C/S或B/S结构,可以在实现企业各层次功能模型的同时,实现网络连接在结构上的简化,从而形成以实时和关系数据库为中心的数据集成环境,为实现数据资源共享的目标奠定了基础。 如前所述,在多总线并存的局面下,系统集成成为实现管控一体化信息系统的中心任务。系统集成是要按照一定的方法和策略将相同或不相同厂商的现场总线产品相互连接,并使上层应用与下层现场设备之间完成双向数据沟通,使之成为一个可以满足用户需求的整体。因此,系统集成既包括硬件产品的集成,也包括软件产品的集成。对硬件集成来说,需要借助网桥、网关沟通总线接口。一般同种总线的网段采用中继器实现网段的延伸,采用网桥实现不同速率网段之间的连接;不同类型的总线网段之间以及现场总线与以太网等异构网络之间采用网关实现互连,如公司与生产厂或其他部门距离较远时,采用公共数据网或电话网来实现局域网的连接,这在水工业的城市污水处理和截流系统、自来水厂站之间及供水管网调度系统等方面也是经常会碰到的问题。因此可以预计,今后这类通信接口产品将会变得很热门,从软件集成来说,通过OPC、ODBC等技术使得不同系统之间的准确、高速、大量的数据交换得以实现,能将实时控制、可视化操作、信息分析、系统诊断等功能集成到一个紧凑的软件包中,具有很大的硬件灵活性,并且可以提供与多种治理软件的连通性,从而可较为经济地解决管控系统之间的连接。 目前各个国家都在竞相开发自己的现场总线技术与产品,形成以现场总线为基础的一体化解决方案下的企业信息系统。现在已经推出产品的如西门子公司以Profibus总线为基础的PCS7、罗斯蒙特公司的基于FF总线的Plantweb等,管控一体化软件则有美国信肯通公司的ThinkDO、Lntellntion公司的iFIX等。 3对水工业自动化发展的思考 综上所述,现场总线技术的发展,引起了自动化系统结构和自动化控制概念的变革,进一步推动了管控一体化企业信息系统的建立,它集计算机技术、信息技术和自动化技术为一体,成为流程工业自动化发展的趋势。随着市场经济的发展和加入WTO的临近,工业企业面临前所未有的发展机遇和愈加严重的挑战,对企业的生产经营治理提出了更高的要求。管控一体化企业信息系统的建立,将是增强企业竞争力的重要途径,问题是对于水工业来说,这种必要性到底有多大?水工业尽管有自己的非凡性,但在实现生产过程和经营过程的整体优化,在保障运行安全的前提下获取最大的经济效益上与其他工业应是相同的。非凡是信息技术的不断发展,网络的普及,将会使管控一体化的重要性日益显露出来,由以PLC为基础的集散型控制系统向以现场总线为基础的管控一体化分布式网络信息系统过渡是必然的。 要构建管控一体化网络,必先以现场总线所形成的底层网络为基础,但目前国内对现场总线技术的应用还比较迟缓,原因之一是观望和等待一个单一的现场总线国际标准的确立,但客观事实是IEC通过了8种总线标准,估计这种多总线并存的局面在短时间之内也不会改观;原因之二是现场总线在系统集成上存在困难,条件还不成熟,尤其是由国家支持研制开发的FF总线,其OEM产品的开发和应用也还要假以时日;此外还存在总线产品互操作性的认定和可靠性等方面的问题。因此在目前情况下,一方面要密切关注现场总线标准的新的发展动态,同时还应结合水工业的具体条件,对诸如如何保护和利用现有资源,对原来的DCS系统进行改造,选用何种总线以及如何组网和系统集成等问题加以研究和讨论,并建议国家城市给水排水工程技术研究中心成立一个机构,像建设部、科委下属智能建筑技术推广中心的LonWorks现场总线协作网一样,负责跟踪现场总线技术的发展、信息技术交流,指导行业对这一新技术的推广和应用,以促进水工业自动化发展的进程。 工业自动化控制技术研究:PLC在工业自动化控制中的应用 在工业自动化控制当中,PLC对其有重大的益处,例如在此流程中的位置控制等。本文围绕PLC技术的特征与其意义等,对其在工业自动化控制中应用进行进一步研究。 PLC是数字计算的电子系统,是以工业制造过程中对其应用的需要为来源根基去编程的。其在工业自动化控制里有很重要的影响,得到大范围的普及。像开关数量控制等都是对其积极的运用。这些都说明PLC是工业控制流程中重要的一部分,它带给人们许多的积极影响。但一种新式的产品运用,也存在一定的弊端和问题。即使如此,PLC技术是工业控制流程中不能缺少的工具,具有良好的发展空间。 PLC的简述 PLC是可编程控制器的英语缩写,顺应了工业环境的需求,为工业自动化生产带来很大的益处和便捷。它是一种综合性的电子系统,具有计算机和通信技术等多种技术功能,同时方便快捷,易上手,精确度也较高等,这些都是PLC带给我们的有利的部分。由于现今时代各方面的技术都得到普遍的提升,PLC也从繁至简,变得更加简便,可用性高。如今的PLC在功能等层面上都已经得到了不同程度上的改变,各方面都得到了进步。与此同时,其作用也得到了很大的发挥,在各个领域都得到了运用,是当今时代工业控制的主要途径之一,有力地促进了机电的一体化的进步。从某个角度上来讲,PLC并不是独立存在的,它牵涉到许多其他的技术,运用得都较为广泛,如顺序控制、生产管理等。PLC随着当今时代技术的进步而快速地改变着,它的功能和体型都发生了改变。其外形迷你,功能强大,像高速计数器等都足以表现出它优化后的特点。这些功能的革新为工业控制带来福音。此外,迷你的PLC也有一些独具特色的功能。如位置控制模块等。 PLC的通信功能与特征的分析 PLC的通信功能。当今时代技术发达,计算机技术也顺应大流,得到不断地进步。其中,网络通信得到了普遍的运用,尤其在工业自动化控制上,其性能产生的效果显著,得到普遍的注重。PLC在通信方面的运用中,划分为两方面,一个是两个PLC间的通信,另一个是PLC与另一些相关设间的通信。其通信最主要的特征为以分享或传输的方式给另一些系统处理数据。 PLC的特征。其特征表现为三个:①对于现场的总线,它能非常好的联结。PLC具有这样的特征主要是因为当今的现场总线大多数都是其相应的生产企业开发和制造的,所以其和现场总线有着不可分割的联系。②将它们的通信协议整合起来。就当今其发展的方向来看,PLC的通信协议较为规范化,国家化。这更加的便捷来的相关的企业和人员,使其数据内容的公开属性得到提升。③其程序的设计并不需要复杂的过程,较为简便。因为这种程序的设计使用起来都较为快捷和便利,大大减少了编程的工作强度,适宜相关领域的发展所需所以非常实用。这都是因为其简便的特征所体现的。 PLC在工业自动化控制中的运用及它的问题 PLC在工业自动化控制中的应用。PLC技术在这个流程中的运用突出表现为开关数量控制、电动机变频调速控制或是系统集控等等。 开关数量的控制。在此过程中运营PLC可以加强控制的平稳性,降低异常的发生率。同时,在他的设计中也体现了其规范性。 电动机变频调速控制。将PLC的相关系统与变频器同步运用,这样就可以使电机运作及调节速度被限制住。经过对PWM和PLC输出变频的器械间结合加入到电压平滑电路,这些完成之后对PWM的T数据进行调动,这样就可以对相关器械进行限制和调控。转速和t正相P,PWM指令中输出脉冲花费的时间长短可以造成电压方面的影响。 系统的集控。PLC不仅可以达到自动化控制的目的,还可以控制自己的系统,它可以将自己系统中对异常的检测显示出来。控制系统就是用这种原理,对系统进行实时的监察。执行机床设备相关指令必须要有足够的时间,同时每一个流程都要谨慎检查。定时器的开动并不需要急于一时,能在对工步动作进行检测的时候开始,同时可以从定时器给出的信号内容中得到可用的数据信息。 PLC在工业自动化控制应用中存在的问题及有效控制。PLC的软硬件系统并非开放的。其总线和相关企业结构的不同等问题产生了不兼容的后果。这些现象都使PLC的应用上产生了不佳的效果,对工业自动化造成了负面的影响。在这样的背景下,对于其相关联的解决方案也非常需要注重。 PLC在工业自动化领域中的发展趋势 进行多元化的发展。因为我国经济和技术的发展,PLC也逐步走入人们的视线,得到普遍的运用。想要在经济市场上大放光芒,就要加强自身的特色属性和功能类型等。这些得到实现以后,相信其发展会变得日新月异。 运算能力的提升。随着技术的进步,相应市场的要求也要随着提高。为了顺应这样的趋势,PLC要对自己的运算能力进行加强,只有不断地随之进步,才能不在先进技术之流中被淘汰掉。 PLC编程语言高级化。小、中型的PLC主要将梯形图语言作为编程语言。由于其编程语言的不断进步和提升,也产生了更多的高级和多元的编程语言,这些编程语言都促进了PLC又好又快的发展,使PLC在工业自动化控制领域计算更加精确,控制更加平稳。 经过对PLC的深入分析,我们不难看出,PLC在工业自动化控制的流程中占有重要的地位,且是不能缺少的一个媒介。同时,我们知道了PLC在未来的发展中将向哪种趋势去发展,PLC将在相关领域得到更好的运用。PLC的运用并不是单一的,可以和其他的系统同步进行操作,这会达到更优的效果。与此同时,PLC为相关领域带来了便捷,使计算更加简便和便利。本文分析道,PLC要向更多元和高级化的趋势去发展,这都是社会进步发展的必然,由于技术的快速进步,PLC只有顺应其发展的方向和需要,才能更好地在这种大流中得到生存。所以更需要相关人员对其进行深入的探索,使其结构得到进一步的优化,解决其运作过程中的一些内在问题,将其进行规范和科学化。这样才能让PLC很好的运用在各个领域中,为我们带来便捷。
变电站论文:变电站电力安全论文 1严格执行“两票三制” 强化安全管理“两票三制”中的“两票”是指操作票、工作票“,三制”即交接班制度、巡回检查制度、设备试验及轮换制度。严格执行“两票三制”是确保安全生产行之有效的安全制度“,两票”是我们运行人日常接触最多的工作之一,比如:办理一张工作票,如果运行值班员在设备停电后做安全措施时,由于自己马虎大意,将带电设备围入检修人员工作的遮栏内,那后果就不堪设想了。“两票”的填写是最需要细致、认真、较真的工作,不能有半点错误,稍有疏忽将会给单位和个人造成不可弥补的损失。设备的管理要求严格执行好“三制”,设备巡视是运行工作重点工作之一,值班人员应按规定认真巡视检查设备,努力提高设备巡视的质量,在巡视检查中如发现设备缺陷,应及时上报,并在最短时间内消缺;设备应按规定定期进行试验轮换,保证设备的安全经济运行;交接班工作要严肃认真,做到交班内容清晰明了,使接班者接的明明白白,交接班人员对现场设备运行方式、设备遗留缺陷、现场布置的安全措施及两票实施情况要做到心知肚明,严禁因两班草率交接造成的各种恶性事故;因此在“两票三制”的执行上要严字当头,任何生产人员,对各类规章制度都要严格执行,对违反规定的即使没有造成任何后果的也要严肃处理。这样才能起到警示作用,防止下次再犯同类错误。 2积极探索变电站技术培训的新途径和新方法 值班人员的责任意识、专业技术水平的高低,遵循各类规程规定的自觉程度和突发事故的处理能力与其文化层次的高低密不可分。值班人员专业素质和业务能力的高低,是站内安全运行的重要条件之一。依据这些年的工作实践,我认为变电站技术培训工作首先应具有实用性和目的性;应首先对变电站运行人员的硬件条件予以掌握和了解,比如学历、工作经验等,针对运行各种岗位特点与人员素质不同“对号入座”,安排其全方位的岗位学习,通过严格的考核方可上岗,以做到有的放矢。运行人员根据岗位要求参加职业技能鉴定考试,一方面能激发大家学习的积极性,还可以进一步提高值班人员的业务技能,使大家都能达到“一岗多能”的运行值班能力,以适应变电站运行维护的不同需要。变电站技术培训工作应突出实践性,遵循理论与实际相结合的原则,既要掌握一定的专业知识,又要熟悉一定的实际操作,因此在培训过程中穿插技术讲课,技术问答等方面的培训内容,每月由变电站各种岗位的人员给大家讲解与运行工作相关的理论知识,指引大家将理论知识与实践相结合,比如:学习主变风冷,首先让学员看懂主变风冷系统图,然后下现场,对图内的标示进行现场辨认,系统讲解如果发生风冷故障应该从哪着手检查处理。引导其进行更高层次的学习,使整个变电站人员的总体专业技术水平能得到有效提升,为站内的安全生产提供技术保障。变电站技术培训工作应具有长期性与持久性。由于培训工作不是短期就能完成的事情,不能急功近利,对员工进行阶段性培训,高质量的完成所有培训内容,比如:一季度份重点培训安全规程,二季度着重培训主变,以此类推,不断地循环往复的进行,使得整个培训工作井井有条、思路清晰,让大家从本站的技术培训工作中真正掌握所学的知识。 3杜绝习惯性违章保障电力系统安全运行 变电站安全管理的重要任务就是杜绝习惯性违章,在电力施工中,人们将不良习惯违章(通常称为习惯性违章)分为“违章指挥、违章作业、违反劳动纪律”三大类,反“三违”的实质就是反习惯性违章。违章作业是发生误操作的根本原因,我们应该把这些原因定为我们变电站安全生产的头号大敌,倡导运行人员与“违章、麻痹、不负责任”三大安全敌人作斗争。遗憾的是,在各类规程制度的执行过程中,由于人员的违章行为背离了规章制度的规定,造成的各类恶性事故。比如,验电前,经常没有在带电设备上验电的习惯,如果验电器是坏的,很有可能发生带电挂地线的事故,对人身和设备会造成伤害。违章是由于运行人员的思想麻痹大意造成的,思想麻痹归根结底是我们没有责任心,工作态度涣散。因此,在日常工作中,运行人员应严格规范自己的行为,防范各类人员责任事故的发生,有的习惯性违章非常隐蔽,往往被工作人员忽视,更不易被别人发现和加以纠正,从而造成工作人员思想麻痹和判断失误,其危害巨大,比如,有接地故障,运行人员未穿绝缘靴就进入现场进行设备的检查,很有可能发生人身触电事故。所以,杜绝习惯性违章是电力企业的一项长期艰巨任务,也是安全生产管理的重要工作。 4加强班组建设,努力营造和谐温馨 变电站在安全生产条件方面,应该严格按照国家或行业规定配备安全工器具、安全设施,并按变电站标准化规定摆放。同时,在不对安全生产造成威胁和隐患的前提下,对变电站的绿化、布局进行完善,达到环境优美,从视觉上消除运行人员的乏味感、枯燥感,从感觉上增加运行人员的舒服感,降低运行人员长时间呆在固定地点产生的烦躁。在精神氛围方面,积极营造员工间的团结友爱、和睦相处,互相帮助、互相照顾等和谐、温馨氛围。运行人员在和谐温馨的工作环境中,才能真正感受到存在的价值,享受工作的乐趣,产生充足的工作动力,进而从多角度消除安全工作的压力,发挥出自己最大的潜能。综上所述,对于变电站安全管理,不仅要“管”还要“理”,凡事都要有理有据地抓好全面管理,认真落实以人为本的管理观念,充分调动员工的主观能动性,以管理保安全,以安全保生产。通过各种途径提高运行人员的自我保护意识,努力培养一批具有优秀品质、诚实守信、技术精湛的运行队伍,为变电站的安全生产保驾护航。 作者:樊爱君李丽霞单位:内蒙古超高压供电局鄂尔多斯电业局 变电站论文:绿色变电站给排水系统优化设计论文 1绿色变电站给排水系统的优化设计要点 1.1给水系统优化设计 对变电站给水系统进行优化设计时,必须要严格遵照给水设计规范中相关技术指标。事实上,给水系统中的主要流量类型包括居民生活运水、工业企业生产用水、消防用水、绿化用水、公共设施用水和未预见水量等,用水来源是市政给水管网或地下水加压所提供的清洁水资源。为实现绿色智能变电站供水方案,我们可以根据节水性优化设计原则,对生活污水、生产污水进行物理和化学净化处理,将其用作绿化用水,从根本上降低变电站区情节水资源的综合使用量。比如本人曾参与某220kV户外GIS变电站给水系统优化设计工作,其设计用水量主要包括生活用水、绿化用水、未预见用水量等,工业用水、公共设施用水相对较小,此处不作考虑,而消防用水为一次性用水,可不计入设计用水量中,变电站内绿化用水量最大,占总用水量64.39%。为有效减少该变电站区清洁水使用量,经讨论决定尽可能降低绿化用水量,除了变电站区内绿化尽可能选择养护少、耐气候性的植物,还应釆取合理工艺对生活污水进行处理,经处理后的水用作绿化用水,有效减少清洁水源的使用量。经长时间分析统计可知,站区清洁水使用量已减少到常规用水量的84.3%,在户内GIS布置变电站,由于站区面积较小、站内绿化面积较小,清洁水使用量还望减少到常规用水量的72%以下。由此可知,对变电站给水系统的优化和实现中水回用对变电站的经济效益、环境保护来说具有十分重要的意义。 1.2排水系嬈优化设计 变电站排放的废水主要是含油废水和生活污水,含油废水常产生于重大事故中,如主变电站发生火灾等,但由于变电站重大事故较少发生,且我国目前许多变电站都会设有事故油地实现油水分离,尽可能减少对环境的污染,因此含油废水对变电站区环境污染影响较小。目前,变电站排放出的废水主要是生活废水,生活污水的排水方向主要有2处,即城市污水管网和变电站外附近自然水体,一般变电站会选择近期排至站外自然水体、远期排至城市污水管网的排水方式。变电站在选址时,为尽量少占经济效益较高的地段,常常会选择设置城市周边或偏远地区,这些地方一般欠缺完善的市政污水管网,因此,变电站内污水一般是与雨水合流排至附近自然水体,在一定程度上污染了周边环境。立足于节能减排理念,绿色变电站排水工程设计可以摒弃传统的污水外排形式,对站内生活污水进行合理净化,使之在变电站内实现有效循环。由于生活污水中含有大量有机物,具有较好可生活性,我们可以对其进行生物降解,以净化水质。除此以外,为实现绿色智能变电站的排水系统优化设计,设计变电站排水系统时应尽量占用较少空间、提高水处理质量、注重养护管理方便,若选用传统的传统钢筋混凝土构筑物进行污水处理,必然无法满足处理要求。因此,在设计该变电站排水系统时采用技术成熟的地埋式一体化生活污水处理工艺处理生活污水。该一体化生活污水处理设备能将氧化池、沉淀池、污泥消化池、消毒池集于一身,只需在实际工程中配套设计相应的污水调节池、集水井和控制系统则可实现生活污水在变电站内的有效循环。经地埋式一体化生活污水处理设备处理后的水质能达到生活杂用水水质标准,可用作绿化用水’这样一来,不仅可以有效减少清洁水使用量,还可以尽量避免生活污水排至变电站外对环境造成污染,真正实现绿色智能变电站的节能减排目的。 1.3管材合理性优化选择 绿色变电站给排水系统管道管材必须遵循合理性、适宜性原则,我国当前对变电站给排水系统管材的选择欠缺统一的标准,给排水设计人员在选择管道管材时随意性较大,像铸铁管、混凝土管等耐腐蚀性差、自重大的管道仍被广泛应用于设计中。对此,绿色智能变电站给排水系统对管道管材提出更髙要求,不仅要求给排水系统管材要符合安全卫生标准,还必须考虑管道管材是否安装使用方便、是否环保经济。近年来,人们的环保意识不断增强,已研制出环保经济、安装方便的环保型管材,如硬聚氯乙烯管材、交联聚乙烯管材、铝塑复合管材、无规共聚聚丙烯管材等新型环保型管材,因此,我们在设计绿色智能变电站给排水系统时应根据工程实际状况合理选择管道管材,实现变电站的节能降耗、绿色环保,为我国社会经济提供可靠保障》另一方面,我们要不断探索绿色智能变电站给排水系统优化设计方案,在给排水系统设计中积极引入先进的科学技术、机械设备和设计理念,探索更多节能降耗、绿色环保、经济可靠的给排水系统设计方案,促进绿色智能变电站给排水系统设计朝着可持续方向蓬勃发展,保证工程建设项目能顺利保质保量地完成,确保我国今后能安全稳定地发展。 1.4合理选择卫生器具 绿色变电站以节能环保、高效和谐为管理目标,所以给排水系统要体现节水节能,不仅要做到给排水系统的合理规划,还应合理选择节水节能器具,如节水型冲洗水箱、太阳能热水器等,真正实现绿色变电站的节能降耗。 2结束语 在社会经济发展的大力推动下,绿色智能变电站必定具有更大的发展潜力,其耐久性、安全性、稳定性、实用性和经济合理性也会得到有效提高。作为一名优秀的给排水设计工程师,在今后绿色智能变电站给排水系统优化设计过程中,我们必须积极引进国内外先进的科学技术、机械设备、施工材料和设计理念,多采用新型的绿色环保、节能降耗设计方案,全面推动绿色智能变电站的长远发展。 作者:朱日烂 单位:广东辰誉电力设计咨询有限公司 变电站论文:智能变电站二次系统设计论文 1智能变电站二次系统配置方案 1.1保护配置 保护配置主要从变压器保护、线路保护以及母线保护三个方面进行。在进行线路保护时要注意提高采样值差量和暂态量的速度。在进行变压器保护时要注意励磁涌流的影响,通常会采用广义瞬时功率保护原理来辅助差动保护。这两点都是易于实现的主保护原理。广域后备保护系统由于其具有智能决策功能,可以在进行后背保护在线整定时集中全网信息,利用最少的通信量最快的数据更新速度完成决策工作。智能变电站二次系统在进行保护时简化了原来的布线,将主保护功能由原集控室下放到设备单元内,使通信网络的负担减轻。并利用集中式母线保护和具有主站的分布式差动来实现母线主保护。 1.2通信配置 在通信配置这一方面,智能变电站与传统变电站的差别不大,但是就其发展而言,数据的更快速的传播与数据量的加大会对通信配置提出更加安全可靠的要求。1.3计量配置采用三态数据为预处理数据的计量模块,进行误差量溯源实现现场检验和远程检验。根据计量模块所具有的通信优势,促进变电站与大用户之间的互动,进行信息采集与资源的优化配置,促进各个智能化电网环节的协调运行。 2智能变电站二次系统设计方案及应用 2.1系统构成 过程层、间隔层、站控层是变电站二次系统在功能逻辑方面的划分。其中站控层对间隔层以及过程层起到一个全面监测与管理的作用。其主要构成是操作员站、主机、保护故障信息子站、远动通信装置、功能站。间隔层具有独立运作的能力,能够在没有网络的状态下或是站控层失效的状态下独立完成监控,由测量、保护、录波、相量测量等组成。过程层主要进行采集电气量、监测设备运行状态以及执行控制命令的工作,由合并单元、互感器、智能终端构成。 2.2网络结构 过程网络的组网标准是电压等级。主要的网络形式有双星形、单星形、点对点等。通常要依据不同电压等级和电气一次主接线配置不同的网络形式。单套配置的保护及安全自动装置、测控装置要采用相互独立的数据接口控制器同时接入两套不同的过程层网络。双重化配置的保护及安全自动装置应分别接入不同的过程层网络。单星形以太网络适合用于110KV变电站站控层、间隔层网络。双重化星形以太网络适合用于220KV及以上变电站站控层、间隔层网络。考虑到变电站网络安全方面以及运行维护。智能变电站,特别是高电压等级、联网运行的变电站,在兼顾网络跳闸方式的同时仍保留直采直跳的方式。 2.3二次系统网络设计原则 本文以220KV变电站为例,分析站控层设备的配置。远动通信装置与主机均采用双套配置,无人值班变电站主机可兼操作员工作站和工程师站。保护及故障信息子站与变电站系统共享信息采集,无需独立配置。 1)网络通信设备配置需按一定原则进行。特别是交换机的端口数量一定要符合工程规模需求,端口规格在100M~1000M范围内。两台智能电子设备所接的数据传输路由要控制在4个交换机以内。每台交换机的光纤接入量要控制在16对以内。由于网络式数据连接中交换机起到重要的作用,为保证智能变电站的安全运行,交换机必须保证安全稳定,避免故障的发生。 2)应对独立配置的隔层设备测控装置进行单套配置,采用保护测控一体化装置对110KV及以下电压等级进行配置,采用保护测控一体化装置对继电保护就地安装的220KV电压等级进行配置。继电保护装置的配置原则与常规变电站一致,220KV变电站故障录波及网络分析记录装置按照电压等级分别配置,统一配置110KV及以下变电站,单独配置主变压器。 3)过程层的配置。对于110KV及以上主变压器本体配置单套的智能终端,对于采用开关柜布置的66KV及以下配电装置无需配置智能终端。在配电装置场地智能组件柜中分散布置智能终端。 4)合并单元的配置。110KV及以下电压等级各间隔单套配置,双重化保护的主变各侧冗余配置,同一间隔内电压互感器和电流互感器合用一个合并单元。 3结束语 综上所述,智能变电站的发展、变革以及建设是实现电网发展完善的基础。智能变电站二次系统设计方法的不断发展优化会促进智能变电站作用及优势的更好的发挥。针对我国智能化变电站二次系统设计的实践经验及相关原则,其应用发展道路一定会更广阔。 作者:黄兰芝 单位:国网菏泽供电公司 变电站论文:变电站工业节能论文 1.应用效果 技改项目完成,对其中1个变电站无功自动补偿器投切前后的数据进行现场测试采用无功功率补偿后,主要技术经济效益如下。 (1)减少了线路电压降,使线路稳态电压升高,提高了供电质量。测试数据见表2,补偿后,终端电压提高,设备效率和功因数均得到提高,共节约有功功率81.4kW。1年工作时间按8000h、负载率按0.7计算,全年节电455840kW•h,公司采用峰谷电价,平均电价为1元/kW•h,全年节省电费455840元。 (2)降低变压器铜损耗。降低的变压器铜损耗由10kV/0.4kV变压器和110kV/10kV变压器减少的铜损耗组成。由于110kV/10kV变压器受高压测量设备的限制,无法测量,故仅计算10kV/0.4kV变压器节约的铜损耗,相关测试数据见表3。合计降低变压器铜损耗1764W,全年电9878kW•h,全年节省电费9878元 (3)减少线损。减少线损主要组成: ①从补偿器到10kV/0.4kV变压器供电线路减少的线损; ②从10kV/0.4kV变压器到110kV/10kV变压器供电线路减少的线损。为衡量无功功率补偿的经济效益,在无功功率补偿领域引入“无功功率经济当量”概念,其含义是指每补偿1kvar无功功率在整个电力系统中减少的有功功率损耗,用符号k表示,单位kW/kvar。k值与负荷点到电源的“电气距离”、电能成本和负荷运行状况等因素有关。为简化计算,国家标准GB/T12497—2006《三相异步电动机经济运行》规定了不同供电方式的无功功率经济当量估算值。前文已测算了从两台补偿器向下到终端设备及10kV/0.4kV变压器节能情况,对于高压变压器110kV/10kV节约的铜损及输电线路减少的线损,因受高压测量设备制约,故采用无功功率经济当量估算的方法。从补偿器向上节能情况,无功功率经济当量按最保守的0.03kW/kvar计算,两台补偿器无功功率合计减少318.1kvar,则可折算节省有功功率9.54kW,全年节电76320kW•h,全年节省电费76320元。 (4)增加电功率(扩容)。增加的电功率见表5,合计增加视在功率80kV•A。 (5)其他效益。可减轻电器、开关和供电线路负荷,减少维修量,延长使用寿命,提高安全可靠性。 2.结束语 低压变电站采用DGB动态跟踪式无功功率自动补偿装置进行节能改造,效果显著。功率因数平均提高到0.96以上,增加了输配电设备供电能力。设备使用过程中未因投入补偿装置而引起某次谐波的谐振过电压、过电流。在线实时跟踪,随着负载变化,补偿装置实时跟踪系统功率因数并快速等量补偿。DGB快速投入与退出,不会引起过补和欠补,投入运行后,系统稳定,对电网无干扰。通过运行测试,DGB可完全替代同类国外进口无功补偿设备,特别适合功率因数低的场合。 作者:罗勇锋 单位:中国南方航空工业(集团)有限公司 变电站论文:变电站自动化系统通信技术论文 1以太网技术在综合自动化系统的应用 1.1以太网技术概述 我们现在所说的以太网通常是指在IEEE802.3标准下构建的局域网。1975年,美国施乐公司(Xe-rox)成功将其公司的电脑、打印机等组建成一个局域网络,后来施乐公司(Xerox)、数字装备公司(Dig-ital)、英特尔公司(Intel)三家公司为了推广这项技术而合作,并起草了DIXEthernetV2标准,这就是IEEE802.3标准的前身。以太网通信具有系统组网方便、信息共享性好、易于互操作等优点,所以在变电站综合自动化系统中得到了很好的推广与应用。与前述总线类通信技术相比而言,以太网最突出的优点就是它的通信传输速率高。 1.2以太网构建的变电站综合自动化系统的网络拓扑 用以太网组网构建的变电站综合自动化系统,由于将全站一次设备保测装置的信号均接在了交换机上,当地监控后台、远动机、工作站如需知道某一断路器、刀闸、变压器的遥信或者遥测信息,直接访问交换机即可,这样,数据的共享性显然优于现场总线。 1.3变电站综合自动化系统采用以太网组网的系统原理 区别于现场总线,在采用以太网组网的综合自动化系统中,介质采用的是网线而非485线。在图二中,保测装置1~n负责采集变电站一次设备的遥信、遥测信息,然后通过网线接至交换机。变电站主控室的当地监控后台通过交换机了解全站设备运行情况,并根据需要在监控机上,或者在现场对一次设备进行操作。另外,交换机采集到的信息通过远动机上送给调度中心,调度中心根据全网的负荷情况,如果有需要将对这个站实现负荷切换的话,将会发送命令给远动机,远动机再经由交换机发送至保测装置,这叫“遥控选择”;保测装置接收到遥控命令后,会回复调度中心一个报文,这就是“遥控返校”;当调度中心接收到保测装置返回的信息后,再对该变电站的一次设备进行操作,这就是“遥控执行”。 2综合自动化系统中两种通信技术应用的比较 每一项基础性技术的诞生,都会推动相关产业的快速发展,变电站综合自动化系统也不例外。就变电站综合自动化系统而言,衡量其系统好坏的几个性能指标很重要,那就是快速性、实时性、共享性和信息量。快速性是衡量通信通道传输信息速率的一个指标。变电站的断路器有变位信息时,该变位信息要能在现有技术水平的前提下,在最短时间内上传至当地监控后台或者调度中心。实时性与快速性相关,它是指在监控画面上,监控机上的图(或者报文)要能及时反映断路器或刀闸的变位信息。现在中国南方电网的规范要求实时性要控制在ms级别内。由于以太网模式将所有保测装置的信息都挂在了交换机上,当地监控后台、远动、工作站如需访问数据,直接在交换机上读取即可,比起现场总线要方便许多,这就是它的共享性。当雷雨天气时,上送的报文量非常大,由于现场总线传输速率有限,所以能上传的信息量有限,有的信息不能上送,导致值班人员不能判断变电站所有设备的运行工况。具体优劣比较如表一所示。表一现场总线与以太网通信质量比较 3结束语 现在,由于以太网通信比起现场总线通信来说更具备通信质量优势,所以,各家供电局也在尽量将采用现场总线通信的常规变电站改造为采用以太网进行通信。但是考虑到技术经济因素,作为供电局(电力公司)方面,又想将设备的利用率达到最大化,所以就不采取立即淘汰和一刀切的方式进行改造,往往采取循序渐进的改造方式,故而变电站通信就出现了现场总线和以太网混合使用的一种复合组网形式。可以预见的是,这种通信组网方式将会逐步被以太网组网模式取代。现在的数字化变电站,也采用的是以太网的组网方式,现场总线这种组网模型将会逐步退出变电站综合自动化的舞台。 作者:沈立胜 潘盛贵 王文华 单位:贵州电网公司六盘水供电局 变电站论文:智能化变电站建设技术管理论文 1智能化变电站建设中的技术管理 1.1构建功能应急系统 为了保证变电站能够正常运作,在建设过程中,需要构建功能应急系统,还需要定期检测该系统,以保证其能够稳定运行。在构建功能应急系统时,需要应用面向间隔准则,正确分配通信网络和一、二次智能设备,隔离主保护与备用保护。此外,还可以构建双重保护屏障,以便更加清晰地分界屏幕,并且还可以合理地隔离软、硬件,更好地保护设备,从而更加顺利地开展变电站维护工作。 1.2保证智能化一次设备的正常运行 在智能化变电站中,一次设备是非常重要的组成部分,它的运行状况会直接影响变电站的整体运行。在智能化变电站的建设过程中,需要保证一次设备能够稳定运行。一次设备的自动化特征较为明显,不需要人工传输信息和全程监控信息,可确保变电功效,还可以合理、快速地修复存在问题的输电线路,从而保证变电站运行的安全性和高效性。在建设智能化变电站的建设过程中,需要有效整合一次设备、CPU与光电感应,并保证有效执行各种命令。此外,传统继电器的回路结构中需要应用无线传送和光纤技术,从而降低能耗和发热。总之,在建设智能化变电站的过程中,需要控制一次设备的在线监测功能。只有这样,才能确保变电站可稳定、安全运行。 1.3保证变电站的信号稳定 智能化变电站涉及较多的科技设备,且通信较为复杂。如果不具备科学的管理,则信号会受到影响,甚至部分信号失真,进而对变电站的稳定运行造成影响。为了有效解决上述问题,需要应用单元化的管理方式,实施隔离管理,具体指应用隔离网络层和物理层。同时,还需要点对点地控制有着较多传感器和光缆的元器件,且在储存和管理信息的过程中,需要应用特定的代码。在此过程中,可运用GPS定位或SIM卡,从而实现单元化管理。此外,还需要立刻修复和跟踪存在问题的元件,从而提高管理效率。 1.4完善智能化变电站的信息集成 集成信息是智能化变电站的建设方向,它可实现应用功能的一体化,以便有效整合整个变电站的数据信息,有效解决数据的重复收集问题。但要想建造信息集成平台,就需要统一收集和建模全部数据。这是因为在实现了安全分区后,安全一区的信息平台无法直接获取安全三区的信息。目前,在安全二区完善了智能化变电站等在线监测体系,可有效解决数据集成问题。但发生了新问题——因主站在线监测系统处于安全三区,导致无法合理访问子站数据。因此,需要充分重视信息集成化中的安全认证和安全分析等问题,且有效解决这些问题,做到无缝连接调度系统,有效协调常规变电站。智能化变电站可完善信息一体化,将安全设施应用到每一个安全分区的保护界限中,并设置正、反向隔离和防火墙。此外,还可以使用单向数据同步、E语言文本传送等软件,可集成监控系统功能视图,从而在不同的安全分区有效访问、控制不同的操作和数据。 2结束语 综上所述,智能化变电站的建设是一项复杂的系统工程,涉及较多的技术和因素,需要综合考虑。因此,在具体实践中,需要深入研究和探讨智能化变电站建设的技术管理工作,建设完善、高效的智能化变电站,从而提高变电站的自动化水平。 作者:尤龙 单位:国网福建宁德市供电公司 变电站论文:变电站仿真系统设计论文 1仿真范围 1.1变电站综合自动化系统仿真模拟 模拟变电站的综合自动化系统包括正常时的显示和操作现象。模拟做到监控机和测控柜画面布置与现场一致;监控机和测控柜显示点与现场一致;监控机、测控柜操作点、操作步骤与现场一致;监控机上运行人员必需的告警信息与现场一致。 1.2变电站继电保护和自动装置仿真模拟 模拟变电站微机保护装置和自动装置的操作、显示、动作逻辑,以及装置发生故障后对系统的影响。实现继电保护和自动装置的仿真与实际系统一致,由测量、逻辑和动作三个环节组成,能正确模拟保护的启动特性、复归特性和时间特性。继电保护和自动装置的显示点、操作点与实际设备一致,能够正确反映设备的可操作元件(例如:压板、盘后空开、重合闸把手)变位后对系统的影响;能够正确反映CT、PT断线对继电保护装置的影响。保护屏液晶事件报告与现场一致,故或异常状态下,继电保护动作现象应符合设计要求,与实际一致。 1.3其他仿真模拟 模拟变电站内设备的五防闭锁逻辑以及倒闸操作流程。能够自然反映学员正常操作或者误操作引起的响应,防误逻辑正确;模拟低压交流系统和直流系统正常操作、参数指示、故障;模拟户外配电装置设备操作、状态及参数指示、故障。 2仿真系统硬件构成 仿真系统硬件主要是计算机、网络设备、音响。硬件构成如图1所示,其中: (1)计算机2~3台(建议),部分计算机可由多个功能集成,采用画面切换方式。主要用来运行教练员台、监控系统、五防系统、保护小室和就地系统。 (2)网络设备1套,为保证仿真系统数据传输的实时性。 (3)音响系统1套,模拟主控室报警、事故等音响效果。 3软件系统 (1)计算机操作系统软件。所有计算机操作系统都采用中文操作系统WindowXP专业版,是计算机自带的操作系统,由计算机供应商提供。 (2)仿真开发支撑系统。仿真支撑软件是衡量仿真系统技术水平的重要标志,一个先进的仿真支撑软件除了提供模型开发手段外,还应对整个仿真系统的资源进行管理和协调。该系统开发了完全建立在Windows平台上的仿真支撑软件,它是本仿真培训系统的控制、管理中枢,集仿真管理、仿真开发、仿真培训功能于一体。 (3)教练员台。设置丰富的培训管理功能,实现培训过程的组织、管理、控制,人机界面友好,易于使用。 (4)电气模型软件。模型软件是为了仿真电网和变电站的物理过程而开发的软件,具体分为:电力系统分析计算软件、继电保护和自动装置仿真软件、测控模型软件、所用电模型软件。 (5)保护屏软件。保护屏软件以虚拟盘的形式再现变电站保护小室的微机保护装置、测控装置,模拟装置上操作元件、液晶事件报告。 (6)监控软件。监控软件模拟变电站主控室内监控后台机上的所有显示和操作:开关、刀闸的操作及状态显示,电气参数的显示,母线电压棒图,简报信息,光字牌报警等。 (7)五防软件。五防软件模拟主控室中的五防机,实现与现场实际一致的倒闸操作流程。 (8)就地系统软件。模拟户外配电装置,实现户外设备的就地操作、检查。 4系统功能 变电仿真系统通过一对一的全仿真,应具备以下功能。 (1)监视功能:具备现场监控系统的各种监视画面,可监视变电站设备运行状态、各电气量、事件告警信息、继电保护和自动装置的动作信息。 (2)设备操作:模拟变电站可操作设备的操作,包括分、合断路器,分、合隔离开关,设备停运、投入等各种实际情况,操作过程和结果在监控系统和微机保护装置上实时正确反映。对于违反现场规程的误操作,例如:带负荷拉合刀闸、带地刀合开关、带电合地刀等,仿真系统自然产生相应的后果。 (3)异常仿真:模拟电网异常、设备异常发生后,支持学员进行处理、隔离异常设备,恢复电网到正常运行状态。 (4)故障仿真:模拟电网事故、设备事故发生后,发生电网潮流变化和继电保护连锁动作,支持学员进行处理、切除或隔离故障点,恢复送电,将事故的影响降到最低。仿真系统具备完整的故障类型,可任意设置简单或一二次组合故障。故障发生后的动态响应应与实际基本一致。 (5)实现培训功能:模拟变电站运行或故障状况对电网的影响,使得运行人员掌握基本运行操作,规范流程,了解事故发生的现象、原因、变化过程,总结积累事故处理的经验,可作为日常培训和学习之用。 作者:刘世安 胡俊华 李显鹏 单位:国网浙江省电力公司检修分公司 变电站论文:变电站全寿命周期工程造价论文 1变电站全寿命周期各个环节上的成本经管分析 1.1成本经管在投资决策环节中的分析 对于110kV变电站工程成本经管在决策环节深受许多因素的影响,例如项目建设规模的大小、建设物的方位、设备的采买、生产工艺流程、资金由来等等。对110kV变电站工程成本经管工作开展的基础在于合理方案的制定,对于方案内容要严格的遵守,对于投入的资金要可以为建设项目提供全面的保障。如果想要使得电力工程的建设项目得到准确的投资,进而完成技术和经济指标,这就需要将投资决策环节的成本管理工作做好,以下我们从几方面进行详细分析: (1)对于工程造价计算的方法要进行合理的选取,进而使得电力工程造价的精确度得到保障; (2)要注重投资估算工作的开展; (3)对于决策环节的工程成本的控制过程要严格的把握好。 1.2成本经管在设计环节中的相关事宜分析 技术与经济之间既是矛盾的,也是统一的,在设计工程建设项目的时候也就是凸显其矛盾与统一的环节。在工程项目整体成本管理之中其设计是主要部分。所示是关于设计环节成本管理的注意事项。针对成本管理以往许多学者都进行了研究,一般在研究的过程当中对于工程项目初期的成本管理比较轻视,几乎把所有的重心都投入到项目的建设期,这种做法是不合理的。因此对于设计这个环节我们要把握好,只有这样才会使得工程建设的成本得到合理的控制,如此效果才会实现最佳。所以,成本经管在设计环节中我们应该把握好以下几方面: (1)优化设计方案,将工程造价进行有效的控制; (2)将价值工程与工程设计有机的融合在一起; (3)努力推广限额设计; (4)注重设计变更的经管工作的开展。 1.3成本经管在建设环节上的相关事宜分析 变电站工程项目的动工环节是构成实体工程的主要阶段,此环节的特点是,具有复杂性,深受工程数量、动工环境、政策、使用材料、设备价格、动工周期等的影响,这样在实际动工中所需要的费用会超出拟定计划。工程造价人员要树立全寿命周期造价经管理念,这样可有助于对动工环节造价成本管理进行实时分析,有利于成本的有效控制的实现。因为变电站工程建立人员的职能范围比较小,仅简单的负责施工质量的检查,这样就应强化监理人员的职权,使其不仅仅监督工程施工质量,同时更要参与到投资控制和分析中,将工程造价成本管理的监督与控制工作做好。对于工程施工图的预算、设计工作要把握好,工作人员要亲临施工现场,将施工的相关资料进行收集,把施工材料和设备的投入成本有效的控制好,此外还要综合工程索赔问题和工程价款的结算控制,进而实现工程成本的合理控制。 1.4成本经管在竣工验收环节中的相关事宜分析 承包双方对工程项目成本经管的能力主要体现在竣工决算的工程实际价格中。当前中国不少工程项目在实施工程竣工决算的时候都存在一些不足,比方说承包双方互相扯皮,这样不仅影响了工程结算的时间,还使得工程成本的最终确认和项目的交付使用期受到制约。因此,工程成本管理在竣工验收环节中我们应该从以下几点把握: (1)要走进现场,对于工程的相关信息和动态进行实时掌握; (2)仔细审核工程相关资料,一定要结合竣工图和变更通知,看看工程是不是在正常运行; (3)对于结算质量要掌握好,以确保工程造价实现其经效益。 1.5工程成本经管在运营维护环节的相关事宜分析 工程完工开始可以使用就已经进入运营维护环节,工程运营维护环节的成本控制在整体工程的总造价管理中意义重大,此环节的工程造价是在确保变电站工程可靠性的基础上实现的,使得运营维护成本得到有效的降低。大部分工程在开展成本管理工作中,都过分的关注工程的施工环节和竣工结算环节的成本管理,对于投资决策环节、设计环节、运营维护环节的成本经管重视程度不够。因此要想使得工程造价管理有更好的发展,就要将项目建设初期到项目竣工,以及工程使用期的运行、维护成本管理把握好,这样才会使得变电站工程项目的投资效益有所提升,所以,工程项目之中使用全寿命周期的方法对造价实施全方位的控制,这样才会使得变电站电力工程造价成本管理的总体水平得到提升。 2结语 综上所述,当前中国对于工程造价经管在110kV变电站工程项目全过程的运用越来越重视,这就需要造价管理人员一定要注重管理观念的更新,把握好管理方式的创新,使用合理的管理策略,使得资产的全寿命周期管理更好的发展,进而促进工程建设的经济效益与社会效益的提升。 作者:叶志军 单位:中山市电力工程有限公司 变电站论文:智能变电站计算机仿真论文 1仿真的总体思路 1.1信息一体化平台 信息一体化平台采用一体化模式,集监控和五防功能于一体。一方面作为后台监控系统软件,模拟数据采集处理、运行监控、正常操作、事件和报警处理等,实现常规站监控系统功能,同时新增加智能变电站特有的高级应用功能:一键顺序控制、告警信息分类、智能告警等;另一方面作为五防系统软件,嵌入到信息一体化平台中,不仅保留就地间隔内电气设备的电气联锁,同时还通过以太网实现相互通信,交换设备的状态,实现智能变电站站控层、间隔层、过程层3级防误闭锁功能。 1.2智能化保护测控系统 智能化保护测控系统按照保护测控装置的物理原理建立数学模型,采用定值驱动法,当故障发生后计算的故障电流结果到达定值要求时自动启动保护测控装置,按照其工作原理进行判别,相关保护动作,报出故障信息报文,有关指示灯点亮,与变电站真实设备保持一致。 2系统功能 智能变电站高级应用功能的仿真是以智能变电站仿真系统为基础,将智能站高级应用集成于信息一体化平台中,实现了智能变电站特有的一键顺序控制、智能告警信息分类、故障综合分析决策功能的仿真。该系统从其功能上可以作为培训和测试的平台。 1)培训功能。智能变电站高级应用功能是智能站特有的新应用,对运行人员来说是全新的知识,需要进行培训学习。该系统真实再现了智能变电站场景,可以为运行人员提供一种有效的培训手段,使运行人员能够学习智能变电站中的新知识、新技术,提升专业素质。该系统已经投入培训使用,系统运行稳定,人机界面友好,培训功能完善,培训效果逼真。 2)测试平台功能。智能变电站高级应用功能的仿真还可以为高级应用功能的研究提供测试平台。由于电力系统的特殊性,不能在真实运行设备上进行任意操作,而该仿真系统通过为其他系统或软件提供开放的数据接口,可以反复进行操作和设置故障,对被测系统或软件运行情况进行测试,通过与某公司合作,能够正确地实现测试功能,为研究智能站高级应用功能提供了一种有效的测试平台。 3智能告警信息分类的仿真 通过建立故障信息的逻辑推理模型,对故障告警信息分类过滤,并对变电站运行状态进行实时在线分析推理,能够实现智能告警功能,可以自动报告站内异常状态,并根据需求提供分层分类的故障告警信息。智能变电站各种运行告警信息量非常大,包括3类: 1)提示性信息。这类信息不需要特别关注; 2)告警信号。这类信息虽然没有直接引发事故跳闸,但实际隐含着可能的故障,若不进行综合分析,消除异常,持续发展会导致事故发生,需要给予重点关注; 3)事故信息。事故信号产生一般都会有保护动作、开关跳闸,要求在尽可能短的时间判断故障原因,以便上报,并依据调度指导进行故障隔离和恢复操作。因此,需要对故障告警信息进行过滤,提供分层分类的告警信息,以方便运行人员工作。智能告警信息分类的仿真包括以下几个方面: 1)图形界面仿真。智能告警信息分类通过信息一体化平台进行展示,信息告警图形界面是信息分类结果的直观展现。在进行仿真开发时,按照智能变电站信息分类的原则,根据告警信号重要性,告警实时显示窗口由多个页面组成,包括:全部告警、严重保护事件、一般保护事件、SOE、开关刀闸动作和智能告警6类,所示同时还会根据告警信息的级别,通过声音的方式发出告警。 2)数据库仿真。智能告警信息量非常大,其仿真时所需的数据量也很多。仿真时全站采集信息采用统一的命名格式。变量命名格式包括:变量名、变量描述、变量单位、变量标识、变量数据指向。变量名是信息的代表,当变量为1时,其变量描述才有意义,该描述会在智能告警图形界面中显示出来;变量单位的作用是区分告警信息变量的间隔,是实现变量筛选分类的基础;变量标识的作用是区分告警信息变量的重要程度,以便于告警信息的分类;变量数据指向主要用于数据通信。 3)告警信息筛选分类功能。由于告警信息总量很大,为满足不同的关注需求,在告警显示窗口设置信息筛选的功能,在窗口中选择某一设备间隔,根据告警信息变量的标识,可以在告警窗口各页面中自动显示出有关该间隔的所有信息,将不关注的信息屏蔽。可以通过左上角下拉列表选择变电站间隔来显示不同间隔的告警信息,使运行人员更有针对性地查看所需的信息。 4故障综合分析决策的仿真 故障综合分析决策是指在故障情况下对事件顺序记录、保护装置动作及信号、故障录波数据等进行深入挖掘,通过多专业综合分析,并将变电站故障分析结果以简洁明了的可视化界面综合展示。通常当变电站发生异常或事故时,其处理过程是运行人员按照现场情况、规程及经验进行判断处理,这种方式不仅要求值班员非常熟悉变电运行规程、规范及设备运行要求,而且需要较长的分析判断时间。故障综合分析决策功能可自动为运行人员提供一个或多个可能的事故分析报告,便于迅速确定事故原因和应采取的措施。 4.1故障仿真 故障仿真是进行故障综合分析决策仿真的基础,该仿真系统中对真实系统中可能发生的故障类型进行了分析总结,可实现真实系统中常见故障的仿真。在仿真中故障类型,分为4类,一百多个故障: 1)一次设备故障及异常,包括线路、母线、主变压器、电容器、所用变、断路器操作机构、SF6泄露等; 2)保护与测控装置故障; 3)智能组件故障,包括智能终端、合并单元、网络故障; 4)低压交直流故障。其中,一次故障可以进行故障相别、故障距离、故障性质(瞬时/永久)进行分别设置。在仿真中既可以单独设置一次、二次故障或网络故障,也可组合一次、二次故障和网络故障。故障仿真范围全面,效果逼真。通过仿真系统在培训中的应用,该系统能够在故障和异常发生时,能够真实反应故障现象和保护动作情况,故障信息详细,为故障综合分析决策提供分析依据。 4.2故障综合分析决策仿真的基本结构 故障综合分析决策仿真的基本结构,以仿真支撑系统为服务器,进行故障模拟、采集信息、建立推理知识库、故障综合分析推理,并将分析结果以可视化的形式在信息一体化平台中展示出来。信息采集是对设备实际状态信息和故障信息的采集,在仿真时通过支撑系统完成数据的采集;推理知识库存放专家提供的告警及故障分析知识,推理机完成故障信息的综合分析,给出推理结果,推理知识库和推理机以数学模型的形式存放于支撑系统中;推理结果展示是将推理结果以一条条报文的形式展示在信息一体化平台的告警窗口中。 4.3建立推理知识库 推理知识库的知识源自变电运行规程、规范及运行人员的经验总结,通过分类归纳总结,形成一定的知识规则,在仿真过程中其规则内容包括设备名称、事件、原因、推理相关信息等。它采用统一建模方式,可以通过修改、完善知识库中的推理逻辑来提高综合分析决策的功能。 4.4推理机 推理机是利用类似专家解决问题的思维方式,通过推理机来实现知识库的价值。在故障发生后,推理机将采集到的告警信息、设备状态信息与知识库中的推理建立起关联关系,采用正向推理策略,按照推理规则进行反复匹配和判断,最终给出一个或多个合理的推理结果以供参考。 4.5推理结果展示 推理结果展示既是将推理结果以报文的形式展示在信息一体化平台的告警窗口中,告警窗口“推理信息”页面提供简单的故障分析结果报文信息,包括故障发生时间、设备名称及简单推理结论,通过双击该报文信息调用具体故障分析报告的展示窗口,分析报告显示的内容包括故障发生的时间和间隔、动作事件、故障原因、故障相关信息分析的结果。通过推理结果展示,可以直观的看到故障综合分析决策的结果。 5结束语 本文介绍了实现智能变电站高级应用功能仿真的总体思路,并对一键顺序控制、智能告警信息分类、故障信息综合分析决策功能的仿真进行了详细阐述,该智能变电站高级应用功能的仿真为既为高级应用功能的研究提供了测试平台,同时也为运行人员提供了培训平台,有较好的推广意义。 作者:张洪波 刘国宏 徐岩 单位:国网河南省电力公司技能培训中心 变电站论文:变电站变电设备运行安全管理论文 1安全问题分析 1.1相关规章制度得不到落实 从当前情况看,很多变电运行中的相关规章制度还不太完善,同时,对其进行贯彻执行的相关力度也不够,说得多做得少这一现象还是普遍存在,只是对管理制度进行传达,没有对其执行状况进行重视。这样就使得安全管理工作开展的时候,相关管理负责人和工作人员没有充足的安全意识,管理能力太差,责任心也比较差,在对变电运行进行安全管理时容易有管理事故发生,对变电站运行造成严重影响。 1.2变电设备中有故障隐患存在 随着时间的增加,电气设备不可避免地会出现老化磨损等现象,必须要工作人员定期对其加以检修,确保变电站运行的正常,对变电设备故障进行控制,确保其在最小范围以内。可是,从当前情况看,我国很多电气企业中的变电设备都属于超服役状态,设备已经无法满足当前变电运行的相关要求,在运行中存在很多隐患。一些变电站虽然投入运行时间比较短,可是在对电气设备进行安装和施工以前没有对其质量进行检测,也没有进行调试,这就使得设备质量无法满足规定要求。 1.3操作失误也会导致安全问题 在变电运行中,工作人员会在很长时间里对统一行为进行重复,容易导致精神不集中这一现象,使得操作失误现象发生。在安全管理过程中,工作人员具体操作行为会直接影响到变电运行安全,所以,如果操作人员出现操作失误,就会使得变电运行过程中有严重经济损失发生,甚至还会对电力系统整体安全性造成影响。 1.4安全管理工作存在问题 从变电运行过程中产生的各种故障看,主要的原因是安全管理工作得不到落实,缺少合理管理机制这一依据,使得安全管理工作缺少科学性,容易导致管理故障的发生。另外,工作人员没有对变电运行过程中一些管理工作进行重视,使得变电运行中的管理水平下降,没有按相关工作章程以及工作监护制进行操作。与此同时,在变电运行中的现场没有做好安全措施,且没有相关监督制度当做依据。 2具体措施和注意要点 2.1操作人员要提升自身技能水平 在安全管理过程之中,要利用各种方法使操作人员专业水平得以提升,使其在操作过程中有一定的主动性,及时将变电运行过程中的各种异常状况找出来,并利用有效措施对其进行解决,针对变电运行中以前存在的各种故障加以总结,这样才能给变电运行的相关安全管理工作提供一定的支持。对于变电运行来说,各种管理制度一般都是在长期的故障之中进行总结的,这样使工作人员安全管理的相关水平得以提升,同时还使其具有了对电气设备故障进行处理的相关能力,另外,还能减少处理故障的时间,给变电设备运行提供有效保障,对故障加以控制,减少了故障发生数量。 2.2将安全生产的相关责任制度制定出来 对工作人员培训的时候,除了对其专业水平进行培养,还要重视其思想上的培训,利用老带新等培训形式,使工作人员自身安全意识得到提升。在变电运行中,要将安全生产的相关责任制度制定出来,提升相关工作人员自身责任心,并将相应的奖惩制度制定出来,使每一个操作实现有章可循以及有据可依。 2.3对变电设备的相关管理工作加以重视 变电站一定要对各种变电设备进行建设与管理。西方发达国家已经在安全管理方面达到了全自动化程度,我国目前还无法达到这一程度,可是,在安全管理工作中,要对基础设施加强建设,比如,要加快建设计算机网络,建设具有更大空间的仓储设施,使电力企业运作效率得以提升,确保物流业的发展。另外,对于变电设备一定要采取安全管理的相关措施,在采购期间以及使用期间还有淘汰期间等三个期间对其加以管理。在对电气设备进行采购的时候,一定要对设备质量安全加以重视,若是发现了安全问题就要对其进行更换。在使用的时候一定要对设备进行保养与维护,不可以到设备出现问题才去维修。在设备被淘汰的时候,一定要做好检查工作,将安全隐患消除掉。 2.4做好设备点巡检和设备缺陷管理等工作 这是确保电网运行安全性以及稳定性的重要基础工作,做好了设备点巡检和设备缺陷管理相关工作,才能够对设备具体状况加以了解,做到防患于未然。在平常工作中,要对设备点做好巡检工作,对运行设备做好巡视以及检查还有维护工作。在变电运行过程中,做好监督检查工作,对于表计以及信号各种监控设备中的异常状况做好分析。如果在巡视检查的过程中,电气设备出现了异常,就要对设备体现出来的颜色以及振动还有气味和温度等状况进行分析和判断。与此同时,还要针对设备的状况进行系统的点检,并对水测温记录以及设备劣化趋势还有设备缺陷隐患和设备检修预试等做好台账记录。针对电气设备,将特殊巡视以及正常巡视之间的间隔时间进行合理安排,对于有缺陷的电气设备,要提升巡视的数量。另外,要结合设备具体运行状况将修试计划制定出来,定期将设备存在的隐患消除掉,与此同时,还要在设备修试之后,做好质量验收工作,对操作机构以及保护接线还有压板位置和整定值等进行检查,避免因为修试中存在的问题导致设备事故。对比较重要的原始资料以及数据要做好保存工作并对其加以整理,同时还要结合设备平时的状况,将设备定修计划拟定出来,对依据其对设备进行定修,防止由于事故问题造成的停电检修,使企业将与方式检修管理模式当做设备管理的重点工作,给电网运行的安全性以及稳定性打下良好基础。 3结语 总之,对于变电运行来说,最为重要的工作就是对变电设备进行正确操作和维护,确保变电运行保持正常,如果在变电运行过程中发生故障,就会对电力系统造成严重经济损失,甚至还会对电力系统整体运行造成影响。所以,在变电运行相关过程之中,一定要按照相关规章制度进行操作,组织相关工作人员做好培训工作,提升其专业技能水平,提升其对故障进行处理的能力,尽可能防止故障问题的出现。 作者:郑国金 李永春 单位:国网四川省电力公司宜宾供电公司安全监察质量部 中船重工第七二二研究所 变电站论文:35kV变电站安全管理论文 1农村电网35kV变电站的安全管理 1.1基础管理工作的加强 农村电网35kV变电站的安全运行要求各项基础的管理工作得到一定的加强,即对各项安全规程做到贯彻落实并对管理制度作进一步的完善。具体来说,其一,严格遵守有关安全生产的工作规程以及“设备定期轮换试验制度”、“交接班制度”、“设备巡回检查制度”、“操作票制度”、“工作票制度”等,这些最基本的指导标准是实现安全生产的一大保障。其二,关于“调度规程”和“变电站现场运行规程”等要尽快制定并加以完善,通过相关的规程对“标准化操作”和“标准化下令”进行规范,因为这些对现场的工作有着一定的指导意义,可以有效避免出现管理脱节问题。其三,设备缺陷的管理制度与缺陷的处理记录需要尽快建立,使闭环管理得到进一步的实行。这是因为“无人值守”的变电站自身具有一定的特殊性,需要防范于未然,即通过定期进行一些反事故演习和事故预想,使值班人员和维护人员能够准确而又迅速地处理问题。其四,建立档案管理体系和制度并严格实行,其内容包括全部施工图纸、出厂试验报告、合格证、使用说明书、设备技术说明书、各种记录、各种规程等。 1.2日常维护工作的落实 农村电网35kV变电站的安全管理的重要环节之一就是日常维护工作,要使其正常而有效地进行,就需要建立严格的考核、管理体制来明确职责,使得凡事都有人监督和负责。就变电站日常维护工作的基本内容而言,一般包括以下几点: (1)日检。通过建立变电站的运行日志和调度运行记录,详细记录每日设备运行的实际情况,涉及到的内容包括拒动的次数、事故时误动的次数、设备运行中断的原因以及设备运行中断的时间等。此外还要依据每日记录对设备运行指标进行统计,内容包括设备的日报表合格率、运行可靠率、动作正确率等。 (2)定期巡检。就目前来说,定期巡查还没有具体的国家标准和要求,而供电企业应依据实际的情况制定相关的制度,并做到每月至少巡检一次,此外还要做好巡检记录,且其内容应覆盖通讯通道、主要设备以及所有的变电站等。 (3)定期试验。定期试验的实验周期在通常情况下是一年左右,而各种设备进行定期试验时可以参照相关的行业标准或者国家标准,此外定期试验需要有设备试验记录和试验报告以及存档备份,供日后检查和参考。除了以上几点,还有一些日常维护工作总是容易被人忽略,包括防尘、防潮、防寒、防雷以及除草等。简要来说,因为35kV变电站一般采用的是“户外式”,导致灰尘较多,需要定期对相关设备进行清灰;针对每年的雨季尤其是四月至九月间要打开加热器进行驱潮工作;一些室外设备在低温下会受到影响,需要在十二月至二月期间打开加热器进行升温防寒;某些设备需要增加防雷措施;因草丛容易有老鼠和毒蛇的藏匿,可能出现老鼠咬断电缆或者毒蛇伤害操作人员的情况,所以要定期除草,做好预防工作。 1.3维护人力资源的充实 农村电网35kV变电站对电网的安全运行和供电企业的经济效益有着一定的保障作用,其运行维护的岗位职责重大需要不断加强和充实。而随着变电站自动化技术的不断发展与“无人值守”运行模式的进一步推广,变电站运行的维护人员的素质也需要上升到一个全新的高度,即选派人员必须拥有较强的责任心并对变电站的业务较为熟悉。运行维护人员必须定期进行相关专业知识的培训和考核,在必要的时候可以选派人员到一些厂家进行实地学习。变电站想要发挥应有作用,不仅需要有基础的设备和管理的保障,最关键的是人才,只有培养出全面型的人才,才能不断提高变电站的管理水平。 2结语 农村电网35kV变电站不断增多,其运行存在的一些问题对农村电网运行的安全造成了严重影响。因此,需要对农村电网35kV变电站安全管理的模式作深入的探讨,以提高农村电网运行的安全性、可靠性以及经济性。尽管建设和管理农村电网35kV变电站在目前缺乏统一的标准进行约束,但是如果立足于实际并对相关的经验进行总结,在找到其规律性的同时勇于创新,势必能让农村的电力管理工作上升到一个新的层次。 作者:张焕霞 张铁军 李辉 单位:开封县供电有限责任公司 变电站论文:变电站塔架计算机仿真论文 1CAD标准和构件标准化 本文针对不同的变电站构件类型,研究其标准化方法,从而可选取标准化构件进行组合和建模。特别是在多排架结构建模时,如果没有标准构件库,模型的建立将需要繁琐的手工设置,变得非常复杂,影响模型的质量。标准化的构件能够帮助设计师迅速建立起复杂模型,同时也能保证模型的质量,提高设计效率。因此,提供一套标准的构件模型库就变得十分必要。 2变电站塔架的标准化 本文研究的建模系统向用户提供了110kV、220kV、500kV、750kV四种变电站类型下常见梁、柱形式的建模。它主要包含圆钢梁、三角形格构梁(三种形式)、四边形格构梁(两种形式)、圆钢柱、人字柱和格构柱等。 2.1圆钢梁和圆钢柱 圆钢梁和圆钢柱是110kV变电站类型中常见结构。圆钢梁的主要描述参数为横向段杆数、每段杆长度;圆钢柱的描述参数包括柱高度、地线柱高度。另外,圆钢梁在实际工程中会设置挂线点,电线从挂线点处穿过;圆钢柱上的地线挂点处会有地线挂载,默认为地线柱的最高点。要特别注明的是,一般提到的杆,其描述参数有起始位置、结束位置、截面类型、材料类型等。 2.2人字柱(A柱) 人字柱常用在220kV和500kV变电站中,采用三角支撑使结构更加稳定,在柱顶处设置连接支架,用于支撑梁。描述人字柱的特性,从下往上讲:第一是根开尺寸,就是底部叉开的Y向宽度;第二是是否有端撑,即是否存在第三条支撑柱,如有则需要指定端撑的X向根开宽度;第三是顶部宽度,人字柱的顶部一般会设立面积不大的操作平台,一般为两边支撑柱截面面积之和的二分之一;第四是柱分段数,在段与段间设置横撑,横撑的长度由以上参数可以计算;第五是地线柱设置,同圆钢柱;第六是避雷针设置,一般提供用户选择,不为必须,避雷针也可配置分段数和长度,并可设置每段截面属性,一般截面设置形式为从下往上越来越细。 2.3三角形格构梁 三角形格构梁拥有三种形式,其特征描述主要包含以下部分:第一是偏心尺寸,即梁与柱之间的间隙距离;第二是横向分段数,每一段的长度属性;第三是段与段之间的属性,包含是否有立杆,立杆中是否有腹杆,段结尾处是否为挂线点;第四为梁的底部宽度和垂直高度,如有起拱则最高起拱处拱起高度。为三角形I型格构梁模型示意。该类型梁的特点如下:首个横向段顶部不存在主杆,每一段的斜撑起点与上一段斜撑终点相连;模型的斜撑呈之字型前后相连。因此,该模型建模时必须保证模型的总跨数为偶数。为三角形II型格构梁模型示意。该类型该类型梁的特点为在其2~3段处有一个折点,梁的起始宽度小于梁最大宽度。梁底部的斜撑形式为交叉形,而侧面的形式则呈以中心段为轴左右对称型。并且,此种类型每一段都存在立杆。因此,该类型在标准化时需额外提供折点,而不需要选择立杆选项。 2.4格构柱 格构柱常用在500kV以上级别的变电站中,其特点是具有高度优势,当承载高压电线时可大大降低对地面设施的影响。展示了工程中使用的格构柱。格构柱模型是由多个竖向的段叠加而成,段与段之间由横向的隔层隔开,每一段有四个面,每一面的形式也不尽相同。因此,对该结构标准化定义,重点在于定义每一段。具体来说,可将每一段分为前后左右四个面,前后面相同,左右面相同;每一面拥有底部宽度、顶部宽度和高度三个几何属性;每一面的支撑杆件的形式一般为以下五种形式之一:“/”、“×”、“>”、“”、“”。段与段间的隔层一般为交叉型结构,故此处仅需要提供截面定义接口即可。 2.5四边形格构梁 四边形格构梁包含两种形式,其横截面均为四边形。四边形I型格构梁与人字柱结合使用,在500kV变电站中较为常见。而四边形II型格构梁则与格构柱结合使用,在750kV中较为常用。展示了750kV变电站中,格构柱和格构梁结合使用的情况。四边形I型格构梁模型图,其底面为交叉型斜撑组成,侧面和顶面为“之”字相连形式斜撑。与三角形格构梁相同,描述其特征也需要描述横向段数、每段长度、结构整体宽度和长度等。每一段之间的腹杆也需要进行定义,如腹杆类型和截面等。该格构梁的首段也没有立杆,故分段数需要为偶数形式。四边形II型格构梁模型图,与I型不同。它在两侧存在额外的支撑,可以与格构柱连接。因此,该模型在定义时还需要提供该支撑部分的参数定义。以上详细介绍了每一种构件的标准定义方法和描述参数,通过这些参数的研究和定义,为构件的计算机模型化创造了前提条件。 3变电站塔架的建模方法 针对上述构件的计算机模型设计,提出构件的计算机建模方法。在构件的计算机表示设计中,Component为构件顶级父类,为每一个构件提供了Name属性。另外,构件的建模需要提供一个初始原点,即Zero-Point,根据构件的参数和该ZeroPoint,调用Genera-lElements生成构件。Pole类为柱构件的公共父类,提供了两个公共方法:GetHeight为得到构件的总高度,即柱本身、地线柱、避雷针的高度之和;GetBottomPoints为得到构件地面支撑点。Pole类有三个子类,即圆钢柱、LinePole、人字柱APole和格构柱GridPole。LinePole可以设置其柱身高度PoleHeight和地线柱GroundColumn;APole可以设置其底部宽度BottomWidth、顶部宽度Top-Width、地线柱GroundColumn、避雷针LightRod、垂直段VerticalParts等;GridPole可设置的主要为垂直段VerticalParts和最上部段的顶部宽度TopWidth。除此之外,GridPole提供了一个自动计算段宽度的方法AutoCaculateParts。Beam为梁构件的公共父类,提供了两个公共方法:GetLength为得到构件的横向全长;Eccentricity-Length为偏心距离,即梁与柱结合建模时,梁连接点到柱连接点距离,一般在这里安装连接件。Beam有三个子类,即圆钢梁LineBeam、三角形格构梁Rect-angleBeam和四边形格构梁QuadrangleBeam,分别表示三种常见梁构件。其中,LineBeam的设置只包含线形横向段LineParts;RectangleBeam包含有宽度Width、高度Height、横向段HorizontalParts、挠度De-flection、梁类型BeamType等的设置。Deflection是指梁最高处的拱起高度;QuadrangleBeam中除了这些属性之外,还包含与格构柱连接处的属性设置StandBarWidth和StandBarHeight。除了主要的Pole和Beam构件之外,还有其包含的子构件。LightRod即避雷针构件,其提供了分段数Parts设置,以及每段的截面类型SectionName和长度Lengtj;GroundColumn为地线柱构件,其提供了高度Height和截面的设置SectionName;Horizon-Part为水平向的段构件,VerticalPart为垂直向的段构件,一般包含段的长度Length和一些特点属性。上述基础对象模型构成了变电站塔架的基本构件库,为模型的计算机实时建模和分析提供了支持。 4结论 本文基于构件组装的变电站塔架CAD设计系统,实现了对模型常见构件的标准化工作,提出自主模型构件标准,实现了变电站构件模型的计算机模型构件标准化,并实现了计算机建模方法。目前变电站建模系统已经可以将模型在计算机中建立和生成,模型的仿真结果对变电站设计工程师来说更加重要。因此,笔者将会深入研究基于计算机模型的工程仿真方法,为变电站行业的CAD设计仿真做出更大的努力。 作者:白勇 张为 单位:重庆电力高等专科学校 重庆市电力公司检修分公司 变电站论文:全户内变电站方案设计论文 1两栋配电楼220kV全户内变电站方案 1)变电站建设规模 变电站为220kV、110kV、10kV三级电压,本期/终期设计规模如下:主变压器:2/3台240MVA变压器;220kV出线:3/6回,全部为电缆出线;110kV出线:7/14回,全部为电缆出线;10kV出线:20/30回,全部为电缆出线;无功补偿:远期每台240MVA主变10kV侧共设置5组8MVar并联电容器组和1组8MVar并联电抗器,各组主变低压侧无功补偿装置随主变同期安装。 2)变电站的布置 站区总体为两栋一字形配电楼平行布置,主要建筑物采用各功能房间模块组合而成,两栋配电楼0.0m层、5.0m层和11.0m层布置图。配电楼布置在站区南侧。主变压器和220kVGIS上下垂直布置,分别位于配电楼0m层和11m层,其中主变压器散热器布置于配电楼外;10kV并联电容器布置于配电楼东端,在0m、5.5m和11m三层垂直布置。#2配电楼布置在站区北侧。0m层主要布置10kV设备,包括并联电抗器、开关柜、接地变成套装置及所用电配电盘;5m层布置110kVGIS和继电器室。两栋配电楼下均不设电缆层,按照电压等级分别设置220kV、110kV和10kV电缆隧道。站区内设置两条南北方向的隧道,将两栋配电楼下方三条电缆隧道相互贯通。本方案具有布置清晰,层次分明,运行维护方便,施工检修方便等特点,显著节约了建筑面积和占地面积,符合我国“节约用地”的基本国策。 2结论 通过以上方案可以看出,户内站比户外站空间节省很多,二两栋户内站比一栋的建筑面积又有进一步的节省,而且便于操作,便于维护。 作者:白思敬 徐荥 李勇泉 单位:河南省电力勘测设计院 河南工业大学土木建筑学院 变电站论文:变电站工程造价论文 1变电站工程造价的管理特点 变电站工程项目一般都含有多个单项工程:如监控室、各电压等级小室、员工办公室等等。一个单项工程按专业又分为多个单位工程,如土建工程、电气安装工程等等。因此变电站工程造价管理具有多层次性,要分别进行总造价、单位工程造价、单项工程造价的管理。 2变电站工程造价的主要内容 变电站工程造价是指变电站工程建设所花费的全部费用,其主要内容是要进行投资估算、设计概算、施工图预算、工程结算、竣工决算等等。其主要任务是:根据图纸、定额以及清单规范,计算出工程中所包含的直接费、间接费、规费及税金等。其主要过程包括:在项目可行性研究阶段编制投资估算,在设计阶段编制设计概算,在施工图阶段编制施工预算,在招投标阶段编制合同价,在工程实施阶段编制结算价,在竣工验收阶段编制实际造价。即运用全生命周期的管理方法对变电站工程造价进行控制,制定各阶段的控制目标,进而实现对变电站工程整体造价的控制。 3变电站工程造价的主要影响因素 3.1设计对变电站工程造价的影响 变电站工程造价的关键影响因素之一是设计,好的设计可以节约材料,缩短工程建设时间,减少不必要的变更,从而大大降低变电站工程的造价。相反,差的设计往往造成建设项目造价失控,超预算、超概算、超决算,也往往导致后期施工阶段的设计变更,甚至施工方案的变更,从而影响工程建设进度,增加索赔几率,最终大大增加工程的建设费用。 3.2施工对变电站工程造价的影响 施工阶段的主要内容与工程造价的编制紧密相关,此阶段是工程主体的形成阶段,涉及的工程量较大,影响因素众多,施工周期较长。不同的施工方案会导致工程造价的巨大差异。另外,此阶段经常会涉及工程变更,工程变更往往带来工程索赔的问题,进而增加工程造价。因而此阶段要严格控制不必要的工程变更。 3.3其他因素对变电站工程造价的影响 影响工程造价的其他因素还有以下方面,如:自然条件、国家法律法规、税收政策等等。 4变电站工程造价的控制措施 4.1决策阶段对变电站工程造价的控制 项目决策阶段的各项经济技术决策,对项目的投资有着直接的影响,特别是工艺的选择、材料及设备选用等直接关系到工程造价的高低。此阶段要做好以下几方面工作: (1)依据市场需求及项目发展前景,认真进行项目可行性研究工作,从而确定工程的规模及标准。 (2)合理确定项目投资估算,建立科学的决策体系,明确决策责任制,编制高质量的估算指标。 4.2设计阶段对变电站工程造价的控制 工程设计阶段是整个建设过程中的一个重要阶段,包括可行性研究设计、初步设计、施工图设计各环节,是确定和控制项目投资的重要依据。此阶段要做好以下几方面工作: (1)设计阶段采用招投标方式,选择业务能力较强的设计单位,设计合理的方案,降低工程造价。 (2)推行限额设计。所谓限额设计就是要按照预先批准的设计任务书和投资估算控制初步设计,按照批准的设计概算控制施工图设计。将设计审定的投资额和工程量分解到各专业,然后再分解到各单位工程。各个专业在保证使用功能的前提下,根据限定的额度进行方案设计,并且严格控制施工图设计的不合理变更,以保证工程总投资不超过投资限额。 (3)设计方案优化,利用价值工程进行设计优化,综合各方面因素,选择技术先进、价格合理的最优设计方案,从而使人力、物力、财力达到最优配置,有效地控制工程造价,提高工程的经济效益。 (4)加强设计变更管理,若有重大变更应将变更控制在设计初期,因为设计初期若有变更对工程造价的影响较小。另外,设计初期尽量多优化设计方案,防止今后出现不必要的变更,增加工程造价。 4.3施工阶段对变电站工程造价的控制 变电站工程实施阶段要加强工程建设的管理和监督,用全过程的项目管理方法对进度、质量、费用、合同、信息和组织协调进行管理,从而降低工程造价。此阶段要做好以下几方面工作: (1)施工组织设计的优化及施工方案的技术经济比选,应先确定并建立科学的经济分析指标体系,对照体系对各个施工方案进行评价,选择人、机、材配置合理的最优方案,进而有效控制工程造价。 (2)控制变电站工程设计变更和现场签证。在项目建设中,工程设计变更和现场签证时有发生。因而在施工前,要组织专业的工作人员到现场仔细勘探,并进行详细的图纸会审和技术交流,避免施工中出现不必要的返工。同时在工程施工过程中要做好施工资料、施工日志的收集,从而为办理工程索赔提供重要依据。此外还要制定合理、严格的索赔程序,准确及时地处理工程索赔,整理并存档理赔协议记录。 4.4竣工决算阶段对变电站工程造价的控制 工程竣工结算决定工程成本,最终确定工程造价。承包人提交的工程竣工结算中可能存在着多算工程量、材料价差不按规定调整、签证不合理、不规范、高套定额或与招标文件和施工合同条款不符等现象,从而增加该工程的造价,此阶段要做好以下几方面工作: (1)在确定工程最终造价时,要坚持以现行正规的计价规范为依据,按照招标文件和工程施工合同的相关规定,并依据工程竣工图,同时结合现场签证和设计变更单进行审核,从而确定最终的实际工程造价。 (2)可以选择业务精、责任心强的造价审计机构进行造价审核,减少不合理及虚假报价。 5结语 变电站工程造价控制,在变电站工程管理中起着举足轻重的作用,它贯穿于变电站工程建设的投资决策、招标投标、工程设计、建设施工和竣工验收各阶段,要做好变电站工程造价控制这项工作,各有关主体就必须积极合作,同时应建立起一支业务精、素质高的工程造价队伍,为合理确定和有效控制变电站工程造价做出贡献。 作者:凌海燕 单位:国电南瑞科技股份有限公司 变电站论文:35KV变电站经营管理论文 一、落实变电站运行管理工作制度 在变电站日常运行管理中必须严格落实变电站运行管理工作制度,靠制度管理人,靠制度约束人,只有这样才能使变电站的各项管理工作落到实处。 (一)落实值班工作制度。 变电站运行人员,必须按有关规定进行培训、学习,经考试合格以后方能上岗值班。[1]值班期间,应穿戴统一的值班工作服和值班岗位标志,非工作人员一律不得进入主控室及其它生产区域,未经许可的工作人员也不得擅自进入生产区域。值班人员在值班期间,不得在主控室睡觉以及进行与工作无关的其它活动。应保证通讯畅通,不得因非工作原因占用值班电话。值班人员在值班期间,要服从指挥,尽职尽责,完成当班的运行、维护、倒闸操作和管理工作。值班期间进行的各项工作,都要填写到相关记录中。若自动化设备可以自动记录并在数据种类、精度和记录时段上达到要求时,可以代替人工记录,但自动记录数据应有专人每月进行备份和分析。值班人员必须严格按规定的值班方式值班,严禁擅自替班、换班、冒名顶班,因故不能按时上班,必须提前向站长请假。 (二)落实交接班制度 值班人员应按照现场交接班制度的规定进行交接,未办完交接手续之前,不得擅离职守。[2]交接班内容应包括运行方式及负荷分配情况;继电保护、自动装置动作和投退变更情况;设备异常、事故处理、缺陷处理情况;设备检修、试验情况、安全措施的布置、接地线组数、编号及位置和工作票使用的情况。交接班应做到全面交接、对口检查,交接班时卫生要清洁。在下列情况下不准交接班:倒闸操作及许可工作未告一段落时;交接班时发生事故或遇有重大操作时。出现以上情况时应停止交接班,并由交班人员处理,接班人员在交班人员的指挥下协助工作,待事故处理,倒闸操作结束或告一段落后方可继续进行交接班。同时交接人员在未完成交接班手续,不得离开工作岗位。 (三)落实设备巡视检查制度 巡视检查按规定时间、路线进行,一般包括:交接班时,由交接人员共同检查;高峰负荷时,由当值人员检查;每班在值班期间应在晚上负荷高峰时间对室外高压设备熄灯检查一次;每月由站长、安全员和主值班员对全站一次设备检查一次。遇到特殊情况时应特殊巡视,如设备经过检修、改造或长期停用后重新投入系统运行,新安装设备加入系统运行,应增加巡检次数;遇有结冰、下雪、大风、大雾等恶劣天气时,值班员应认真巡视室外设备一次;对35KV主设备,如存在严重漏油、声音异常等或威胁安全的重大缺陷,值班员应缩短巡视周期,加强巡视检查。 二、加强设备巡视检查维护 加强设备巡视检查与维护是变电站安全运行的重要保证。变电站运行管理中应重点加强变压器、开关、互感器等设备的巡视检查与维护。如加在变压器各分头上的电压不得大于相应电压的10.5%。变压器上层油温不应超过85℃,若上层油温达到85℃时,应手动或自动启动冷却风扇。变压器可以在正常过负荷和事故过负荷情况下运行,正常过负荷可以经常使用,事故过负荷只允许在事故情况下使用。新安装或大修后的主变压器投入运行后,重瓦斯保护只动作于信号;待瓦斯继电器连续运行48小时,若其内部再没有空气出现,并测量重瓦斯保护跳闸压板两端确无电压后,方可投入跳闸压板(微机保护除外)。当变压器停运时,轻瓦斯保护信号压板应仍在接通位置,其目的是便于发现变压器的油面下降,并可及时加油。 在对设备巡视检查维护时要注意安全作业,如单独巡视高压设备时,不得移开或越过遮栏,不得进行其它工作。未经书面批准的人员不得单独巡视高压设备。雷雨天气需要巡视室外高压设备时,应穿绝缘靴,不得靠近避雷针和避雷器.高压设备发生接地时,室内不得接近故障点,4米以内,室外不得接近故障点8米以内,进入上述范围内需穿绝缘靴,接触设备外壳和架构时,应戴绝缘手套。
电力工程自动化论文:电力自动化技术电力工程论文 1 电力自动化技术的概述 1.1 电力自动化技术的概念 在科技发展的带动下,电网技术得到了长足的发展,而配电网技术的网络化程度也在不断的提高,这就为电力自动化技术的发展提供了良好的契机。电力自动化技术融合了现代化的电子技术、信息处理技术、网络通讯技术等一系列高科技技术手段。在电力工程当中,它能够帮助电力系统进行有效的远程监控和监视管理工作。电力自动化技术的应用,是电力系统得到了更加稳定的运行环境和更加优质的服务。 1.2 电力自动化技术的要求 电力自动化技术的应用要保证电力系统中各个组成部分都要符合技术要求,确保设备的安全运行。同时基于设备的实际运行情况,保证操作人员的实际控制和协调工作。利用电力自动化技术应更多的注重对安全性能方面的优化,减少事故率,以达到节省人力和物力的目的。此外,要对电力系统的整体数据和各方面的运行参数进行收集和检验,并进行相应的处理,以确保电力系统能够稳定的运行。同时,还要保证电力系统在安全、稳定、经济的条件下,发挥正常的作用。 2 电力工程中电力自动化技术的应用 2.1 现场总线技术的应用 现场总线技术是将电力工程现场的智能自动化装置和其它的仪表控制设备等连接在一起,共同构成一个多项、多站、串行的数字化、一体化信息网络。通过这种连接,实现计算机设备、智能传感器设备、数字通讯设备、控制设备等有效的融合[1]。 现场总线技术是通过利用分散电力工程中的控制功能,来实现其在电力工程中的作用,同时配备了相应的计算机设备,对被控设备的信息进行收集和处理。只需要将这些信息与计算机进行连接,然后设定相应的信息调度命令,就能实现自动运行。在实际操作中,总线设备能够实现前置机和上位机之间的配合,从下方对电力工程进行控制。然后通过控制相应的仪表设备,来提高电力系统中控制功能的性能。 2.2 主动对象数据库技术的应用 在电力工程当中,主动对象数据库技术主要是应用在电力系统中的监视系统中。这项技术的应用,给电力系统的开发、继承、封装等工作都带来了很大的帮助,也在一定程度上促进了软件技术的改革和发展[2]。实践证明,主动对象数据库技术在电力系统当中的应用取得了十分良好的效果,也受到了广泛的支持。和电力工程中其它的关系数据库相比,由于主动对象数据库技术是用来支持对象标准,因此其主要作用是对电力工程中的技术和主动功能进行技术支持。正是由于主动对象数据库技术的这些功能特点,以及其良好的稳定性和兼容性,使得其在电力系统中得到了越来越广泛的应用,并逐渐取代了其它的数据库技术。 主动对象数据库技术能够通过电力系统中的监视功能,充分的利用对象函数的作用,来实现电力系统的自动化运行。随着触发机制的使用,能够更加有效的实现和控制数据库的监视功能,也为数据的传输节省了大量的时间。 2.3 光互联技术的应用 在此过程中,它能够避免时间应电容性的负载影响,也不会受到平面的限制。同时,还能够促进电力系统的集成度提升,加强系统的监控功能。实践表明,利用电子交换技术和电子传输技术,能够有效的拓展互联网、重组编程结构,使电力工程当中的电力系统具有更高的灵活性[3]。 此外,光互联技术具有很强的抗电磁干扰的能力,能够有效的提高处理器的干涉能力,使数据的通讯和传输更加的方便、快捷。光互联技术在电力系统中的广泛应用,对电力工程的可靠性、安全性以及可信度等方面都有着十分显著的提高。 最后,光互联技术还具有采集数据、控制数据、计算数据、以及人机界面处理等多方面的功能。同时还能够进行电网的分析和其它高级应用功能。这就使得光互联技术在电力工程当中的应用变得更加的灵活、清晰,使工作人员能够更好的进行调度工作,对电力工程的发展具有十分重要的作用。 3 总结 电力自动化技术的广泛应用,使得电力工程变得更加的安全、稳定、可靠,能够更加高效的为社会的发展和进步提供充足的电力供应。随着科技的不断发展,电力自动化技术在电力工程当中的应用必将更加深入,使电力工程更好的发挥作用,以推动社会经济更进一步的发展。 作者:卢超 单位:陕西省地方电力(集团)有限公司周至县供电分公司 电力工程自动化论文:电力工程自动化技术论文 摘要:在电力企业不断进步与发展过程中,极大地推动了电力工程自动化技术的应用。电力企业要想始终在激烈的市场竞争中立于不败之地,就必须要加大电力工程自动化技术的应用力度,增强电力工程运作的安全性与稳定性。本文主要针对电力工程自动化技术展开深入的研究,并提出了几点针对性的对策。 关键词:电力企业;电气工程;自动化技术;对策;研究 目前,电力工程自动化技术是电力企业管理工作的重中之重,占据着极其重要的行业地位,已经得到了电力企业内部的高度重视与关注。电力工程自动化技术在电气工程中的应用不断深入,可以满足于人们在生活中对于电能的需求,推动电力工程技术的迅速转型与优化升级,进而确保电力工程自动化技术的高质量、高水平。 1电力工程自动化技术的构成内容分析 1.1变电站自动化变电站自动化可以稳步提升变电站运行的稳定性与可靠性,促进人力资源的优化利用与配置。其中,电磁式设备是变电站安全运作的重要优秀构件,但是要想始终保持设备的高效运作,就必须要定期展开维修与更换工作,以免造成变电站安全事故的发生。而变电站自动化,实现了微机设备的顺利过渡,在屏幕上就可以完成相应的操作和记录工作,而且大大提升了变电站的运作效率,避免了人工操作的失误。1.2电网调度自动化。电网调度旨在不断提高用电效率,降低电力不必要的损耗和浪费,进一步统筹规划电力配送,进而更好地为各个地区的电力工程服务。电网调度的顺利实施主要得益于局域网的良好配合,如果局域网出现一系列问题,就会严重阻碍着调度管理的强化。而网络信息技术的应用,却大大改造了以往固有的局域网络,使电网调度网络更加系统严密,对于电力利用效率的提升具有着极大的促进作用。同时,电网调度自动化可以有效收集、整理和分析相关的数据信息,为管理员的宏观调控提供切实可行的参照依据,还可以对电力负荷加以控制与调整。1.3发电厂测控自动化。分散测控系统在发电厂测控上得到了较为广泛地应用,关键部分的智能模件和主控模件可以及时掌握控制设备的运行状况,是实现发电厂测控自动化目标的重要保障。通过屏幕化的操作方式,降低了工作人员通过远程操作相应设备,进而大大提升电气工程的运作效率,是人工控制的一大进步,使电厂测控自动化更加安全稳定地运作。 2电力工程自动化技术在电力工程中的应用阐述 2.1现场总线技术的应用。在电力工现场,将各种自动化装置和一些测量仪表连接在一起,形成统一数字化的信息网络系统。通过网络自动化控制,加快了数字通信、自动化控制以及计算机系统的有机融合,进而形成现场总线技术。现场总线技术的应用范围比较广泛,比如在收集变送器控制的总用电量中,可以将信号在主计算机系统中进行集中与统一,随即通过数学模型进行深入的分析,根据科学完善的指令进行下达,进而充分实现电力工程的自动化控制目标。现场总线技术的应用原理就在于将电力工程的各项控制功能分散开来,通过自身对应的计算机来进行信息的处理工作,再将信息传递到总计算机系统中。现场总线技术的应用,是电力系统多样化需求的重要表现形式,促进资源信息的实时共享,朝着自动化控制的方向发展。2.2功率半导体器件的应用。在电力系统,固态变压器可以有效对电力实施管控,从属于半导体器件。而直流输电和柔性交流输电等在功率半导体器件的应用越来越广泛。在固态变压器中,联动性能比较强、重量比较轻,是电力系统重要的优秀构建之一,功能主要是通过高频变压器和电力电子变流器来实现的。同时,柔性交流输电可以有效提升大容量电能地高效运转与变换,直流输电主要得益于晶体管的应用。由此可见,功率半导体器件是确保电力工程自动化发展的重要保证。2.3光互联技术的应用。电力工程自动化控制系统中,光互联的应用程度在不断地加深。主要表现如下。2.3.1探测器功率的控制。光互联技术可以将探测器功率的输出数量控制在合理的范围之中,降低了电力生产工作中的电容性负载和约束程度,不断实现电力系统集成度目标。2.3.2进一步强化了系统的变通性。通过相关的实践操作可以看出,电子传输和电子交换技术拓展了电力系统中互联网的应用渠道,并且优化整合了互联网编程结构,进而充分增强了电力工程总电力系统功能的变通性。2.3.3为数据传输提供了一定的便利性条件。对于光互联技术的应用来说,可以免受电磁的强度干扰,抗干扰性比较明显,进而增强了数据传输工作的快速性与便捷性,已经成为了电气工程应用中必不可少的应用部分。 3完善电力工程自动化技术的解决对策 3.1选择合理的自动化技术的应用范围。3.1.1电网调度自动化技术。电网调度自动化技术必须要借助于计算机调度系统,是信息技术与控制技术相结合的重要体现,可以进行有效地信息采集与整理工作,为电网的安全运行提供强有力的保障。同时,必须要对电力工程实施全方位、多角度领域地监控,以免在突发情况发生时猝不及防。3.1.2变电站自动化技术所谓变电站自动化技术就是指将通信技术和计算机技术的结合,可以对数据实施集中化的处理与利用,强化变电站系统的监督与控制。变电站的信息处理可以充分优化电力系统,进而为信息的收集与整理工作奠定坚实的基础。3.1.3配电网自动化技术。主要应用于城乡配电的建设之中,是我国电网发展的延伸与拓展。3.2实现功能分层主站和子站等是配网自动化系统的重要组成部分,其内在功能的实现主要得益于自身通信系统。其中,电子线载波是通信方式中应用比较广泛的一种,但是由于配电网的节点设置较多。很难满足于电力工程自动化的建设需求,进而不建议使用阻波器的使用。第二代载波。技术大大基于了扩频原理,可以有效降低低信噪声,具有较强的通信能力;最新研制的载波技术主要得益于DPS的配合与协,实时解码功能比较强大,通信发展前景较为广阔。3.3确保良好高效的电能质量根据各个大功率电力设备的大力应用,对电能质量的要求也越来越严格,电力部门必须要积极参与到电能质量的建设工作中来,以更好地适应电力系统设备的发展需求,已经成为了电力系统的研究重点。目前,数字信号处理器的应用实现了数字信号处理技术质的飞跃,具有较高的应用价值。数字信号处理器可以有效控制电力工程的相关程序;增强电力系统的安全性与稳定性,不会使电力系统受到过多温度的影响,降低了调试难度,可以进行大批量的生产。因此,数字信号处理器的应用,可以做到不断完善电力工程自动化技术。3.4主站一体化。电力系统的不断完善,人们对于供电也提出了明确的要求和期望。然而,电力企业是一个有机协调地统一整体,企业内部部门或者岗位的独立性比较明显,增加了信息层面上的实时与共享。因此,在电力工程自动化技术的应用之下,要将相对独立的单一、独立部门形成综合性强且一体化程度高的信息一体化系统,将地理信息系统、变电站综合自动化、配电管理系统以及通信系统充分结合在一起,进而构建一体化的信息系统平台。3.5强化后期维修与养护。电力自动化系统中的后期维护工作至关重要和关键,在电力自动化设备进行安装之后,相关电力人员需要进行后期验收工作,将电力自动化的安全管理问题加以落实和强化。一些工作人员要在遵守国家相关规章制度下进行竣工验收工作,予以强有力的制度性保障,确保电力自动化技术应用万无一失。此外,对于电力工程的维护人员而言,要定期展开一系列的业务培训与指导工作,不断增强行业人员的专业素养与业务素养,充分熟悉和掌握电力设备的运行状况。在后期竣工阶段,维护人员要及时分析和解决电力系统的故障成因,采取相应的改善措施,避免对电力工程造成更大的影响。3.6加大以太网的应用力度。在电力工程自动化技术的发展中,必须要加大以太网技术的应用,增强数据信息的共享性,对可能出现的问题进行系统化的分析与研究,推动电力工程精细化目标的实现。根据以太网分布的信息化和开放化特点,不断提升电力工程的自动化发展水平,进而完善电力工程的自动化技术。 4结语 综上所述,完善电力工程自动化技术势在必行,可以确保电力工程的顺利实施与高效运转,增强电力工程的经济效益与社会效益。电气工程自动化技术的建设是一项较为漫长的系统化建设工程,要增强对自动化技术的重视程度,推动电力工程朝着自动化、专业化的方向发展,加强电网调度、变电站以及配电网等自动化技术的应用程度;同时,电力工程的相关人员要提升自身的综合素养,不断与时俱进、开拓创新,将自动化技术提升至全新的广度和深度,进而为电力工程的稳定发展提供更为广阔的发展空间。 作者:兰旭 单位:湖北铭远至诚项目管理有限公司 电力工程自动化论文:电力工程自动化施工管理论文 1电力工程自动化施工管理的情况 世界上很多国家都制定了和自身国情相匹配的电力工程自动化施工管理法则和参考标准。目前,我国电力工程自动化施工管理最主要的情况就是,对于施工时候的成本通过施工图纸预算管理来对物料、人工费、装备费用等进行合理地管理。有些建筑公司接的很多比较小的电力工程,应用的管理方式是采用内部定额实行预算编制而且对施工成本进行合理控制,应用这些方法对电力工程自动化施工管理顺利实施进行保障。这种方法在企业进行电力工程自动化施工时,能够保证电力工程自动化施工管理按照要求进行,并且还列出了一系列的参数。虽然电力工程自动化施工管理不断得到完善,但是随着承接项目越来越多,在不同的项目中出现了不同的问题,对于电力自动化的前进起了阻碍作用,并且在电力工程自动化施工管理的过程中出现的不能解决的难题,对电力自动化的发展带来了不小的阻力。电力工程自动化随着应用项目的增多,出现的问题也相应增加。这些问题主要有,对于承接的项目由于时间紧任务重,在进行施工之前并不能对出现的所有问题进行考虑和研究;对于设计者而言,设计压力很大,所设计的方案存在很多漏洞,并不能保证所设计的内容非常完善;由于随着施工进度的进行,对于原材料的消耗和机械设备的磨损增加,会发生物料供给不足的现象,就很难保证工程能保质保量完成。 2电力工程自动化施工管理技术 (一)电力工程自动化施工管理的质量管理 在进行电力工程自动化施工的时候,最重要的任务就是要保证质量问题,并且电力工程自动化施工过程中,质量管理的主要组成就是要保证项目按照预定时间高质量完工。在质量管理系统中,首先要建立实行质量管理的目的和明确每个部门在进行质量管理过程中所应履行的职责,然后制定出合理的质量管理方案,通过此方案来保证质量管理顺利实行,并对管理的所有环节进行检测。电气工程自动化中的质量管理的目标就是要让变电机组能够实现一次性操作成功。为了保证电力工程自动化的质量管理,还需设定标准的施工参数,对项目施工的全过程进行监控,工作人员可以依据标准对项目质量进行评定,对于在施工中出现的一些问题可以进行很好的解决。所以,有很多方法都能够提升电力工程自动化施工过程中的质量管理。严格执行质量管理规定,可以生产出高质量的电力工程自动化项目,同时还能够使电力工程系统施工管理中的质量管理得到广泛应用。 (二)电力工程自动化施工管理的成本管理 电力工程自动化施工管理中的成本管理,使其重要的组成部分,并且是重中之重。对于成本管理如果措施得当,可以减少质量问题的产生,还能够增加施工单位的经济性和一定的经验。对于电力工程自动化施工管理中成本管理,可以采用以下措施减少施工成本。对于进行施工的项目进行合理规划;对于施工人员进行专业技能和知识的岗前培训,减少在施工中出现低级错误的概率,提高施工质量;对于施工过程中的,人员、原材料和设备进行合理安排,尽量用最少的人和材料达到最低的成本和最高的质量;在进行原材料购买的过程中,可以采用投标的方式,但要坚持公平、公正的原则,尽量选择一些信誉口碑比较不错的供应单位,这样既能保证质量又能增大竞争减少成本投入;在施工时,要对施工图纸进行仔细研究,对于现场原材料的放置进行科学管理,进而根据情况就出现的问题提出解决策略,在管理过程在可以采用一些现代管理形式和科学管理方法进行结合,这样可以减少不必要的成本投入。 (三)电力工程自动化施工管理的安全管理 在电力工程自动化施工过程中不可避免存在一些危险,由于影响安全隐患因素比较多,所以安全风险就比较大。特别是在施工中的一些电路漏电现象和高空作业等,所以为了保证人身安全,对于电力工程自动化施工管理中的安全管理提出了全面的、更高的管理要求。 3结束语 随着应用领域的增多,相应问题层出不穷。所以针对出现的问题提出了一些合理措施,主要是从质量、成本和安全进行了论述,就这些问题还提出了一些有用的建议,希望这些建议对于电力工程自动化的施工人员有所帮助。 作者:彭保宏 单位:国网河南许昌县供电公司 电力工程自动化论文:电力工程电气自动化论文 1电力电气自动化的概述 1.1电力电气自动化的运用意义 不管是电力工程,还是自动化本身技术,将电气自动化渗透在电力系统中都具有很强的现实意义,其主要表现在:推动电力系统自动化水平上。它本身属于高科技的范畴,在电力应用中,以电力设施与技术更新为主,当然也能带动电力工程信息化水平,特别是电力设施权限上;具体如:电气设施模糊化,同时运用范围日渐加宽也极大的推动了电气自动化技术水平的提高。将自动化技术应用到电力工程中,具有明显的优势。同时,电气自动化和计算机有着密切的联系,在相关设施维护时,只要经过计算机就能达到要求;然后再由工作人员结合数据信息,利用计算机运行以达到对相关设备运行的维护,同时这也是控制工作人员工作强度的有效方式。将电气自动化技术运用在电力工程中,能够有效提高管理效率。为了满足电气自动化应用要求,电力设施与技术管理都需要不断调整。就目前的电气自动化相关设备来看:由总线连接构成,其连接过程简单,在总线控制的过程中,同时也是对整个过程进行有效管理的方法。 1.2电气自动化技术的设计原则 目前,大多数电力系统已经带有自动保护装置,故在设备选型时,通常会优先选择自动化综合系统,其选型接线方式比较简单,结合继电保护就能实现自动化设备的有效应用。从总体来看,电气自动化技术必须遵循的原则,主要包括以下方面:电气自动化控制设施的连线形式必须结合原有的系统设计,即使使用的是监测系统也必须添加设备数量与种类,并且在图纸设计中详细说明,以保障设备连接的精确性。在计算机远程开关中,必须使用远程闭闸、开闸智能开关,以确保远程操作中的自动化控制顺利实现。利用计算机实现开关监控,在接点打开的情况下,将其纳入监控体系。如果是低压开关,必须设置辅助接点。在设置与安装继电保护设施时,必须整合综合电气与变压保护技术。 2电力电气自动化在电力工程的应用 2.1变电站自动化 变电站自动化,是利用站内电气设施监控,在计算机替代传统监控设施的环境,确保二次设施的数字化与集成化;变电站利用光纤替代传统的电缆传输,以提高信息传输效率在自动化技术的运用,同时它还可以在计算机截面上进行操作,以统一记录运行状态。另外,变电站自动化也能满足各种电气设施的运行要求,它在电网自动化中发挥了很好的作用。 2.2PLC系统 PLC作为计算机技术与继电接触整合的产物,通过电力系统,它实现了工作指令的信息记录与自动编程,在有效控制电力系统信息运算和记录的同时,减小电力系统耗能,让整个系统更加灵活、轻便。PLC在电力系统数据分析、转换、整合、采集、传递、转换等方面都具有得天独厚的优势,在吸纳到电力系统进行有效控制的同时,对不份额柔性操作进行智能控制。利用电力系统中的独立模块,以及总线信息中的通信连接,不仅能保障电力系统正常控制,对促进电力系统相关工作协调化也有重大作用。 2.3电网调度 电网调度组成,主要包含电网调度中心控制中的工作站、计算机网络、打印设施、显示器等。在电网调度自动化中,利用电力系统的广域网与专用网进行连接,由电网调度范围、中心控制内的终端和发电厂构成。在电力生产中,它不仅能满足数据采集、调度自动化,还能对电网监控进行有效分析。另外,它在估算电力状态、预测电力负荷时也有很大作用,电网自动化不仅有助于调动经济调度与发电控制功能,对满足电力市场运营要求也有很大作用。 2.4发电厂测控 在单元控制过程中,控制单元一般由智能模件与主控模件构成。其PCU能直接面对生产中的热电偶、变送器、电气量、脉冲量、开关量等各种信号接收。在处理运算中,通过实时显示运算设施与参数,在打印好输出信号与执行机构后,以完成过程生产的控制、监测与联锁保护。其中,工程师与运行员为其准备好人机接口,工程师主要负责组态修改与设置,以确保系统维护与诊断;运行员接收PCU的信息,为其提供良好的控制与监视手段。 2.5计算机 计算机作为整个电气自动化最主要的技术之一,它的应用对象主要有电力系统的变电、配电和供电环节。而智能电网则是电力系统应用最广的技术,调动电网的技术是电力系统应用计算机技术最典型的代表之一,同时也是现行电力系统自动化最主要的部分,它不仅能实现国家电网相关信息的收集工作,同时还能对各个区域、省市、县级电网进行自动调控与调动。 3结语 电气自动化作为一项综合性很强的现代技术,它具有广阔的应用前景。随着社会步伐加快,国内电气自动化技术也得到了很好的发展与利用,但是和西方国家相比,依然存在很大差距。对此,相关人员必须不断探索,在提高电力系统运行效率的同时,确保服务质量和自动化技术,这样才能不断增强自动化技术活动,让电力系统有更好的发展。 作者:贺桂义 单位:国网河北沧县供电公司 电力工程自动化论文:自动化电力工程论文 1电力过程自动化现状 1电力过程自动化现状目前电力部门自动化道路的发展并非一帆风顺,一些问题已经显现出来,为保证其良好发展,必须对一些常见的问题进行改革。我国电力工程的自动化技术仍旧处于发展中阶段,在管理上存在一定漏洞。电力工程系统复杂,子系统众多,电力工程系统的运行必须保证各个部分的平稳运行,因此管理起来具有较高的难度。同时由于电力部门自动化设备更新速度较慢,很多技术难以适应时代的发展。电力部门中监测部门名存实亡,自动化设备的自动监测功能虽然能够帮助工作人员进行监控,但并不能完全取代人的功能,一些电力部门过分迷信自动化设备,导致管理上存在片面性。 2电力工程自动化存在的问题 (1)盲目引进自动化设备,没有针对性随着科学技术的不断大展,很多自动化设备出现在电力工程现场。电力部门的管理是一个系统多样性的过程,因此仅靠人力难以实现全方位的工程管理,难以发现系统中存在的隐患,通过全面检测也只能发现一些比较明显的问题。通过自动化设备能够实现对系统的全方位监测,提高系统工作效率,减少故障发生率。 (2)电力工程自动化装置缺乏人性化电力工程设备具有高度集成电力系统控制能力,很多先进的自动化设备操作具有一定难度,电力部门技术人员在未受到专业培训的情况下难以掌握自动化设备的操作方法。电力部门没有针对建立一个完善快捷的自动化控制系统,技术人员往往无法掌握自动化技术的精髓,无法将自动化的功能完全发挥出来。自动化系统建设缺乏人性化,没有从便于操作的角度进行设计。自动化是为了便于管理而引进的现代化设备,而实际过程却是无法发挥自动化的功能,自动化设备本身却带来了在操作上的难题,适得其反。 (3)电力工程自动化数据传输问题自动化设备对电力工程的控制主要通过对监测数据进行分析并做出反应,与传统人为管理方式一样,只是自动化设备具备反应迅速、高效快捷等优点。管理过程中需要对数据进行准确传输,保证智能处理系统得到的数据是有效的。目前电力系统自动化信息传输存在一定误差。由于电力工程引进的自动化设备并非完全定制,而是采购市面上通用的自动化设备,因此在实际运用时可能与电力工程系统存在兼容性问题,一些系统中存在的问题导致数据无法准确传输,因此导致系统出现一定错误率,甚至可能导致电力系统的故障。 3提高电力工程自动化有效性的措施 (1)针对性引进自动化设备电力部门在引进自动化之前需要对整个电力系统进行分析,找出系统组需要切实解决的问题,对存在的问题进行深入分析,找出解决各个问题的具体措施,看是否有必要引进自动化设备。对迫切需要的部分进行自动化方案探讨,针对问题引进有效的自动化设施,保证自动化设施在电力工程能发挥实际效益,避免盲目跟风造成资金浪费。 (2)建立人性化自动化操作系统自动化设备引进后,应该请专门的人员编写相关程序,从便于操作的角度进行分析,建立一套完整的自动化控制系统。系统最好采用简单明了的操作方式,让电力部门的工作人员能够快速掌握并熟练操作。在自动化操作过程中应该进行一定的防护作用,例如进对一些具有一定后果的操作设置问题选项,操作人员进行相关操作时会有问题弹出,请操作人员确认是否继续操作,避免操作人员的疏忽导致自动化系统紊乱。 (3)采用竞标方式引进定制自动化系统目前从事开发自动化系统与设施的企业众多,竞争颇为激烈,因此电力部门在引进自动化时可以采用竞标的方式购买自动化定制产品,让众多企业参与进来,选择性价比适中的企业。定制的自动化系统能够避免与电力系统的兼容性问题,所有功能针对电力系统而建立,因此数据传输基本不受影响,得到的分析结果准确,真正达到自动化管理的目的。 4结束语 电力工程事关民生大计,因此对电力工程管理中存在的问题必须高度重视。自动化技术能够提高电力工程的管理效率,电力部门需要克服自动化技术应用的种种问题,充分发挥其性能,保证电力工程的平稳运行。 作者:张艳霞单位:国网河南许昌县供电公司 电力工程自动化论文:自动化施工管理的电力工程论文 1电力工程自动化施工管理概述 1.1电力工程自动化施工管理的特点 电力工程自动化施工管理具有复杂性、全面性以及细节性等特点,具体表现在以下几个方面:(1)复杂性。电力工程施工管理过程中,人员流动性大,对专业要求性较强,涉及面广,并且施工管理容易受到技术条件、施工环境等因素的影响,所以使得电力工程自动化施工管理相对复杂;(2)全面性。电力工程自动化施工管理的全面性主要体现在两个方面,一方面,电力自动化施工与别的施工项目具有很大的区别,其涉及的施工工艺较多,并且施工过程中存在大量的工艺交叉性,这就要求施工人员技术全面性;另一方面,由于施工复杂性以及工艺交叉性等特征,使得施工管理实施过程中要想取得成效,就必须提高管理系统的要求,符合全面性的管理要求。(3)电力工程施工过程中会涉及到许多电力元件的使用或安装,这些元件的安装使用质量与工程整体的质量具有很大的关联,这就要求电力工程自动化施工管理过程中,注重细节,确保每一个细节的施工质量。 1.2我国电力工程自动化施工管理现状 经过这几年的实践研究,我国电力工程自动化施工管理也逐渐形成了一个较为完善的体系,这一体系的形成,既符合我国电力工程施工特点,又能有效的提高施工管理效率,在控制施工成本、提高工程质量、确保施工安全等方面都取得了很大的进步,并且随着我国科技的发展,我国的电力工程自动化施工管理逐渐趋于规范化以及合理化。但是相对于发达国家来说,我国的自动化施工管理还存在一定的问题,具体表现在以下几个方面:(1)由于我国电力事业发展迅速,电力工程项目的设计、建设任务越来越重,导致一些项目管理不够深入、仔细;(2)一些设计单位在实施电力工程设计过程中,为了赶时间,导致工程设计质量无法保障;(3)随着电力工程建设自动化技术的深入,对自动化施工管理精细化要求不断的提高,而实施管理所需的设备供应也越来越紧张。 2电力工程自动化施工管理技术关键 电力工程自动化施工管理的技术关键在于工程成本管理、质量管理以及安全管理三个方面,下面就让我们从这三个方面对电力工程自动化施工管理技术要点进行详细的分析。 2.1电力工程自动化施工的成本管理 成本管理是电力工程自动化施工管理中重要的内容,完善成本管理不仅能够避免由于成本问题处理不当引起的施工质量问题,还能够有效的控制电力工程施工成本,对工程整体进行统筹布置,为企业创造更多的经济效益。在电力工程自动化施工管理过程中,需要从全局出发,综合考虑各方面的因素,首先,需要从工程招投标开始就实施有效的成本控制,选择最佳的施工单位;其次,需要不断的提升施工队伍的专业性,这样不仅能够避免在施工过程中浪费资源的现象,更能为工程施工质量提供保障;另外,对于施工材料采购,需要严格的按照施工图纸以及实际情况制定采购计划,采购前进行详细的市场调研,还要有计划的采购材料数量,避免造成浪费。 2.2电力工程自动化施工的质量管理 电力工程自动化施工质量管理是整个项目管理的重中之重,包括质量管理计划的编制、施工过程质量控制以及质量责任确定等方面的内容。对于电力工程自动化施工项目来说,质量管理需要严格按照相关的法律法规以及相关文件规定,并根据施工合同具体要求实施的一项管理,实施质量管理需要保证施工完成后电站机组能够一次点火成功,并在规定时间段内不间断运行,最后投入运营。进行电力工程自动化施工质量管理过程中,首先要控制施工工序,协调好各道施工工序的关系,避免交叉施工不协调导致质量问题出现;其次加强施工过程监督管理,采取各种技术手段,对施工质量进行检测,发现不合质量标准就需要立即分析原因并采取有效措施解决。另外,还需要加大创新力度,改进自动化施工管理模式,为电力工程自动化施工质量提供有力的保障。 2.3电力工程自动化施工的安全管理 电力工程自动化施工相对复杂,涉及的施工工艺较多,所以相对一般施工项目来说,其具有一定的危险性,其中带电作业、高处施工等具有高危性。这就对施工安全管理提出了更高的要求,安全管理在某种意义上也是确保施工质量、保证施工顺利实施的关键。电力工程自动化施工安全管理主要体现在以下几个方面:(1)做好施工场地的勘察工作,包括地形、地貌、自然环境等,及时的排除存在或可能存在的安全隐患。在施工前做好安全技术编制相关工作;(2)加强对施工人员的安全教育,提高施工人员的安全施工意识,并做好施工安全技术交底工作。在施工过程中,充分的发挥安全员作用,使施工人员严格的按照施工图纸要求进行施工。(3)做好安全防护工作,特别是对于带电作业、高处施工等需要加强安全保障措施。在施工危险点设置警示标语,加强施工现场安全巡视,实施动态化安全管理,发现违规操作及时的纠正。(4)建立有效的奖罚制度,将安全施工与施工人员的待遇挂钩,这样能够直观有效的提高施工人员的安全意识。 3总结 电力工程自动化施工管理涉及面广、技术要求要,是一项相对繁杂的工作,在实施管理的过程中,要加强工程成本管理、质量管理以及安全管理,确保工程施工质量,避免出现施工安全问题,为企业创造更多的经济利润。 作者:吕东荷单位:江西省人防工程标准定额质量监督站 电力工程自动化论文:电气自动化视域下的电力工程论文 1电气自动化技术 随着我国社会经济的不断发展,电力企业运用新的信息技术,提高电力工程的自动化水平,促进了电气自动化的迅猛发展。电气自动化技术就是运用了具有自动检测功能与自动控制功能的电气装置,可以实时对电力系统进行远程调节、控制、及监控。在信息化技术大力发展的同时,通过信息监测技术能够实现对电力工程的远程控制与管理。电气自动化技术需要自动化的电网配置、配电网技术协同工作。在电气自动化技术中,要充分利用网络对电力工程的各项信息进行统计、收集、分析从而加强电电力系统的稳定运行。减轻了以往电力工作人员的工作强度,充分利用电力工程中的自动化设备进行监督,在面临突发状况时,能够及时采取信息处理技术对电力系统进行有效地处理。而配电网技术可以配合电气自动化技术改善城乡配电网,加强城乡电力网络运行工作,完善电气自动化技术在城乡电网中的运用。电气自动化技术的应用范围广泛,从电气开关到电力工程都有电气自动化技术的身影。电气自动化技术的不断提高也促进了电力工程的不断发展。 2电气自动化技术在电力系统中的应用 2.1变电站及配电自动化的应用 变电站自动化技术是采用现代通信技术、先进的计算机技术、电子技术以及信息处理技术,实现对变电站的二次设备的重新组合和优化设计,从而减少了人力资源的浪费,减低了变电站及配电站工作人员的工作强度,提高变电站及配电站人员的安全性及整个系统运行的有效性。不仅如此,变电站自动化技术还可以多层次、全方位地对多种电气设备的运行状况进行安全检测以达到高效控制的目标。在实际的应用中,主要通过新型的设备代替以往的电磁式装置从而使得现场的监视操作更加智能化、可视化。变电站自动化除了满足变电站运行操作任务外还作为电网调度自动化不可分割的重要组成部分,是电力生产现代化的一个重要环节。随着对科学技术的应用以及监控设备的更新,种综合性的自动化监测系统能够提高变电站运行的稳定性,降低运行维护的成本,高质量输电过程,经济效益提高很多。 2.2在电网调度自动化中的应用 在电力工程中,电网的总调度能够通过大屏幕显示器、计算机服务等自动化系统对电网进行远程监控。根据电力工程中电网的运行情况进行分析,监控电网的实时状态。通过各个分系统传送的电力工程中的生产数据、控制发电的数据,对电力工程整个系统进行评估、调配和预测,从而减少了电网在运行过程中出现的电力故障及异常情况,通过电气自动化技术能够及时作出判断,检测更加及时。从而减少了电力工程中危及人身安全和设备安全的事故。另外,通过电气自动化技术还能对整个电网进行实时监测和分析,调度从大屏幕上可以清晰的采集信息,找出电气事故的发生地并提出应对措施,防止事故的扩散,减低影响。 2.3分散测控系统自动化的应用 在电力工程的发电厂分散测控系统中,通过太网、过程控制单元、工程师工作站、高速数据通讯网等对分层对电厂的生产状况进行测试和控制。经过过程控制单元可以在生产运行的过程中通过接受热电阻、热电偶、电气量等信号,处理运算的结果、参数等,通过这种方式对电网进行监控,从而提高电气自动化在电力工程中的检测、保护和控制功能。 2.4计算机自动化的应用 电气自动化技术在电力工程中的应用主要是引入了计算机操作系统,通过微型计算机让整个电力系统自动记录、反馈电气设施的实际工作情况。同时,对反馈信息进行的误差判定。加强软件的查找、分析、测算的应用,从而在电力工程中实现操作技术的使用性,更加便于电力工程的管理。在电气自动化技术中还要注意对监控方式、现场总线监控进行设计。只有全面加强电气设备的监控信息及监控方式,才能提高监控系统的效率以及整个系统稳定性、可靠性。 2.5电力自动化技术的发展趋势 我国的经济不断的发展,人们的的经济水平和生活的质量也在不断的提高,因此,对供电系统的需要和依赖也是越来越高,但是由于电力系统的的内部之间的原因,造成了各个部门之间不能达到有效的资源共享,也就会使电力系统出现各种各样的问题。因此,在以后的发展过程中,我们针对这种现象,就应该加强和改善,对电力部门之间的内部资源进行资源整合和统一,然后达到电力资源的统一共享,这样就会形成一个内部信息可以高效利用的效果。随着电力自动化的发展,新技术也在不断的发展,如果电力资源的内部管理恰当,再更好的运用电力自动的技术,在电力工程的发展上面就能提高经济效益。 3结论 一个国家经济发展水平的重要标志就是电气自动化的水平。电气自动化是整个电力系统的重要支撑也是我国经济建设的重要保障。 作者:和琎单位:国网太原市滨河供电公司 电力工程自动化论文:自动化技术电力工程论文 1电力自动化技术概述 电力自动化技术是在国家电网公司配电系统网络化技术不断提高的契机下迅速发展起来的,它是一门综合技术,包括现代电子技术、信息处理技术、网络信息技术。电力自动化技术在电力系统中的应用为其平稳发展提供了一定的条件,也减少了电力系统中安全事故发生的几率,节约了各种资源。电力自动化技术可以对电力系统的整体参数进行详细的检测,保障其正常运行。电力系统对电力自动化的要求大概分为两个方面:第一,对它的技术要求。在这方面我们要不断发展电力自动化技术,并提高电力自动化技术的发展水平,从而在一定程度上减少和避免电力系统安全事故的发生,保证电力系统的安全性和稳定性,也可以减少对人力资源的浪费。第二,对它的检测性的要求。电力自动化技术会对电力系统整体的每一个参数进行定期的检查和测试,并对它进行进一步的改进和完善,保证整个电力系统的正常运行。 2 电力自动化在我国的发展 2.1电网自动化调度技术方向的发展 电网自动化调度技术是指以计算机技术和信息技术为控制手段,实现信息的采集、整理和显示,保证电力系统一个良好的运行状态,能够让调度人员更好地掌握全局,实现对整个系统的有效指挥。电网自动化在调度方面的发展,使我们对电力工程有了全面的监控,能够更方便地应对突发事件,保障电网系统的稳定运行。 2.2变电站在技术上的自动化 变电站在技术上的自动化主要是指利用计算机和通信方面的技术对得到的信息进行集中处理。实现个人在变电站对信息的处理,可以对整个电力系统进行优化和整合,这样就可以对搜集来的数据和信息进行比较全面的处理。利用此功能可以有效监控整个电力系统的操作和运行状况。 3电力工程中的电力自动化技术应用 3.1供电系统自动化技术 电力自动化技术在供电系统的应用主要包括三大块,即电力调度区域实现自动化监控、变电站运行、管理的自动化以及负荷控制工作的自动化。电力调度区域实现自动化监控主要通过小型计算机来完成。变电站运行管理自动化主要通过计算机与互联网通信技术来完成,通过应用计算机对所反映的数据进行集中处理,提高处理效率,可以有效实现对整个电网运行的实时监控,能够做到及时发现故障、及时报告,提高维修速度,保证电网运行的通畅。负荷自动化控制主要采用工频、声频控制来完成,根据电力系统负荷的记录来自动生成负荷曲线,让工作人员对其进行实时监控。 3.2电力自动化补偿技术 传统的低压无功补偿技术采用的是单一信号,以及三项电容器,但是,该技术在应用过程中存在大量的缺陷,如在应对用电为单相负荷的用户时,会出现三相负荷不平衡的问题。而自动化补偿技术的出现,有效弥补了低压无功补偿技术存在的缺陷,能够有效实现三相共补,三相分补,并能将二者有效结合,更好地适应电力负载的变化,同时该技术还具备检测功能,能够对电器进行实时的防护。 3.3对象数据库技术 现如今,在电网运行中,对象数据库技术已经被广泛应用,该技术与传统监控技术相比,占据着绝对的优势。通过该技术的应用,可以实现数据库的自动化监控,且对信息数据的处理速度非常快,准确率极高,极大地弥补了传统人工处理数据的不足。随着数据库技术的进一步发展,未来有望实现电力系统自动监视与控制等功能,不仅可以有效满足企业发展降低成本的要求,还可以有效满足工业、生活用电迅速增长的需求。 4结语 电力自动化是电力工程未来发展的趋势,只有不断应用自动化技术才能有效推动电力工程的可持续发展,因此,在现阶段发展过程中,有关科研人员、工作人员要不断对自动化技术进行研究,使其在电力系统中的应用逐步完善,科学提高企业的经济效益,为我国电力工程的发展做出更大的贡献。 作者:王鸿 鲁吉斌 单位:国网黑龙江省电力有限公司信息通信公司 电力工程自动化论文:自动化发展下的电力工程论文 1电力系统自动化的范围 在通常情况下,电力系统自动化是指依托电子网络技术和计算机通信技术,对电网数据、电网结构等信息进行集成,在确保电网正常运行的前提下,自动完成监测、保护、控制等功能的自动化系统,其范围包含以下几个方面: 1.1馈线自动化 馈线自动化是指从变电站出线到用户用电设备的馈电线路自动化,馈线自动化的内容包括正常情况下的用户检测以及运行优化和资料测量;事故检测以及故障隔离、恢复供电控制等。主要功能包括:远端控制、远端监测、故障隔离、无功补偿以及电压调整等。 1.2变电站自动化系统 变电站自动化是把变电站的二次设备运用计算机技术以及现代通信技术,通过功能组合和优化设计,完成对变电站的自动监视、测量、控制和协调的自动化系统。可以完成收集数据和信息的工作,并能够利用计算机的高速计算能力和判断功能,完成监视和控制变电站内各种设备的运行和操作。其主要功能有:继电保护、数据采集、变电站运行控制、日常信息事件记录、特殊事故报警等。 1.3配电管理系统涉及供电企业运行管理、用户服务以及设备管理等多个方面的计算机网络系统 它是电力自动化系统的中枢,是整个电力自动化系统的管理和控制中心。配电管理系统由地理信息、自动化实时环境、综合性数据库等多个系统为基础,包括配网自动化(DA)、故障投诉管理(TCM)、自动作图(AM)和设备管理(FM)、配电工作管理(DWM)、负荷管理(LM)、配网分析系统(DAS)等多个子系统。 1.4电力通信系统 电力通信自动化也是电力自动化系统中的重要一环,由于电网的终端节点比较繁多大,对通信系统的要求也较高,在电力通信系统方面有无线、微波、电缆、光纤等多种方式,光纤通信和无线通信是当前电力通信系统的主流。 2电力系统自动化的发展成效 随着电网建设和改造的逐步深入,全面提高电力系统自动化水平已经成为了必然的需要。在新技术、新需求、新网络的共同推动下,电力网络自动化领域正在发生着突飞猛进的变化展。新一代的电力系统自动化的智能化程度已经得到了明显的提升,电力系统智能化、操作人性化、管理合理化的人工智能正在逐步替代人工经验,电力系统自动化正在为提高经济效益和社会效益发挥着重要作用。电力系统自动化在电网发生故障时的作用更加明显。在某段线路发生故障时,电力自动化系统能够迅速判断出故障区域并完成隔离故障区域、查找原因和恢复故障等作用,在缩短停电时间,尽最大可能减小停电面积等方面发挥作用。电网一旦出现主变电站失压、母线故障、超高压失压等高压侧障碍,自动化系统可以利用人工智能完成负荷批量转移,可以在供电安全的情况下,通过遥控操作将障碍影响区的负荷转移到正常线路上去,从而避免大面积停电现象的发生。电力系统自动化在电网正常运行时的作用更加明显。在电网正常运行中,电网的负荷分布并非是是完全均衡,极不均衡的现象时有发生,这种不均衡问题不仅严重降低了电线路以及设备的利用率,同时还会导致线损提高。电力系统自动化能够通过优化运行的方法把负荷灵活地完成从重负载以及过负载成功地转移到轻负载的馈线上,有效地提升负荷率,增强电网的有效供电能力。此外,电力系统自动化还能够可以实时遥控配电网开关完成网络重构以及电容器投切,用少量的投入就能够实现电网运行方式的改善和网损的降低。 3新技术推动下电力系统自动化的发展趋势 3.1功能分层分布的趋势 电力自动化系统一般分为主站、子站、馈线等三个层次。层与层之间多般采用光纤以太网和光纤环网方式连接。电力线载波也是一种比较常见的通信方式,过去电力线载波主要用于传输高频保护信号以及语音通信,在多节点、大容量的通信要求下,这种方式显然已经不再适用,为此配电载波已经不再采用阻波器,而是基于扩频原理,推出了二代载波技术,可在比较低的信噪比下工作,通信能力也有了提升。最新的载波技术则是依托于数字信号处理芯片(DPS),具有更加强大的实时解码功能,具有更加理想的通信服务能力,在未来具有更加广阔的前景。 3.2电力自动化系统保护趋势 在馈线的保护方面,电网通常没有稳定方面的问题,过去大多认为馈线故障的解决实效性并不强。但随着经济的发展,用户对于用电可靠的依赖更强了,确保供电可靠性成为了电网的重点工作之一。馈线故障隔离和恢复成为了电力自动化系统的基本要求,系统保护成为了发展趋势之一。 3.3主站一体化发展趋势 随着电力的高速发展,电力企业内部平台不统一、专业平台功能单一,系统之间不能实现互联和共享的问题开始凸现。改变这种电力自动化发展进程中出现的分散和单一问题已经是一种迫切的需要,目前主站一体化也已经成为了一种发展趋势,包含数据采集与监控系统、地理信息系统、配电管理系统、高级应用软件包以及变电站综合自动化、管理信息系统、馈线自动化和通信系统的平台统一、高效、综合化的系统平台将是未来电力系统自动化的发展方向。 4结语 电力系统自动化要遵循实用性和可发展性的原则,向资源共用和信息可享方向发展。电力系统自动化是一场技术革命,随着相关技术的不断改进,相信电力系统自动化必将为电力行业的腾飞插上翅膀。 电力工程自动化论文:自动化技术用于电力工程论文 一、具体的应用分析 1.在现场总线中应用电力工程自动化技术 在有着多种形式与构架存在于现场的总线当中,是利用技术处理的形式,向主控设备中传输电力工程设备上的相应参数,之后通过管理人员对图形的判断、数据的分析进行主控,进而有效的处理相应的信息,并且通过回路将传递处理结果和科学决策迅速的传递给待指令的设备中,对设备的动作有效的予以实现,进而对电力工程自动化的控制调节有效的给予完成。在实际现场总线中,对电力工程自动化技术进行应用,维护和安全过程的集约化是其主要优势所在,对于投资控制和技术优势的实现上会带来非常巨大的帮助,有助于电力工程自动化目标在高质量、低成本和快速度的情况下有效的予以完成。例如下图中,就充分展现了电力工程自动化技术在现场总线中的应用:在这个图中,利用远程控制中心,对施工现场中的站级计算机进行控制,之后利用CAN网络相间隔层中进行传递,进而地现场总线中的CAN网络和I/O单元进行控制,其充分的展现出了自动化系统的功能,有效的解决了以前人工控制中的不足,大大提升了现场总线中的工作规范性和合理性。 2.在自动补偿中对电力工程自动化技术进行应用 自动化补偿的方式,能够有效的统一起来固定和动态的补偿方式,令补偿实现稳定、分项和快速的目标,对于传统补偿结构和技术上的不足之处能够有效的进行优化处理。使用智能化电容器是现阶段自动化补偿的重点和关键所在,智能电容器对自动而精确的投切予以实现,针对于电力工程的准确补偿能够有效的予以实现,此外,可以很好地防止传统补偿方式冲击影响保护功能的情况发生,对于整个电力工程的有效发展上都会带来非常巨大的帮助。 3.建立电力工程自动化数据库 控制和监督电力工程的功能可以通过数据库来有效的给予实现,这对于提升电力工程自身的利用价值和提升电力工程处理问题的准确率上会带来非常巨大的帮助。此外,将可靠的数据为转化为有关操作的具体信息提供出来,将规范和准确的指导为设备的操作提供出来。并且,在数据库技术不断发展的前提下,及其进一步的研究监控系统中触发子和对象的函数,对于控制更加复杂的功能和电力系统自动监视的复杂功能上也能够有效的予以实现,这样对于生活和工业生产的需求能够在更大的程度上给予满足。 二、结语 目前,电力工程自动化技术的应用越来越广泛,电力工程自动化也成为了电力工程发展的趋势。我们要科学地认识电力工程自动化技术,要从监控系统、技术方法和管理系统上出发,利用自动化补偿、数据库和现场总线等方式对电力自动化的目标和功能上予以实现,在对电力工程完善的基础上,希望电力工程自动化水平能得到有效的提升。 作者:孙晗萍 单位:河南省长垣县电业局 电力工程自动化论文:自动化施工管理电力工程论文 1电力工程自动化施工管理问题的科学解决方法 1.1强化质量管理 自任何的工程建设项目中,质量都是最为重要的检查内容,也是工程建设的最重要环节,电力工程也不例外。在电力工程自动化施工管理中,管理质量、管理方案等都是电力工程自动化施工管理中质量管理的重要构成部分,且对质量管理效果的提升也有极大的影响。只有在电力工程自动化施工管理过程中,对质量管理进行科学的规划,并将质量管理作为自动化施工管理的重中之重,电力工程自动化施工管理才能取得更好的效果。因此,在电力工程自动化施工管理中,应将电力行业相关法律法规作为实施基础,并对自动化施工管理中的质量管理进行科学的规划,依照工程建设合同、工程建设安全性等相关要求开展电力工程建设工作,电力工程建设的质量才能得到保证。在电力工程自动化施工管理中,管理人员对电站机组一次性点火成功给予保证,同时保证其能够实现持续运转,并将其合理的应用在电厂电力资源管理中,可以有效的提高电力工程自动化施工管理的质量和效率。对电力工程自动化施工质量进行科学的管理,需要依靠相应的作业技术来实现。同时利用监管方式对电力工程自动化施工管理的过程及结果进行综合分析和研究,并在此基础上分析电力工程自动化施工管理的质量是否能够得到相应的标准,以及其出现问题的原因,不仅可以使施工管理人员所采取的应对方法更有针对性,也能够有效的提高电力工程的建设质量。在电力工程自动化施工管理中,强化质量管理不仅对电力工程建设施工技术的实施有很大帮助,也能够保证电力工程建设的顺利实施。同时,电力工程自动化施工管理在电厂管理中的科学使用,以及质量管理成效的有效提高,对电力行业的发展有着极大的帮助。 1.2加强成本管理 在电力工程自动化施工管理中,成本管理主要包括两个方面:一是在成本管理过程中,管理人员要对全局有很好的掌控。在电力工程建设项目招投标期间,有投标意愿的企业需要依据电力工程建设要求,对工程建设所需的材料、设备等进行详细计算,并设计科学、合理的工程建设方案和设备管理方案,制定相应的管理制度,同时还需要综合上述内容估算电力工程建设所需的成本,并采取科学的方法对工程建设成本进行管理;二是在电力工程建设过程中,施工企业在估算建设所需成本后,还需要对工程建设成本进行细致的分析和研究,并对工程建设材料和设备的使用成本进行细化分析,以便在保证电力工程建设质量的同时,也能够对电力工程建设成本进行科学的管理。 1.3重视安全管理 电力工程自动化施工管理不仅涉及带电作业,也包括高空作业,这也充分体现了电力工程的特殊性和危险性。因此,为了更好的保证电力工程自动化施工管理的实施,并提高施工管理过程的安全性,施工技术的科学管理及安全防范措施的制定是必不可少的安全保证措施,也只有在保证电力工程自动化施工管理安全性的基础上,电力工程自动化施工管理的质量才能得到有效的提升。在电力行业发展中,安全不仅是一个非常受重视的问题,对电力工程自动化施工管理的实施也有着极大的影响。这也体现了在电力工程自动化施工管理中,安全管理的重要性。为了更好的实施安全管理,在电力工程自动化施工管理中,相关人员需要对施工现场的环境进行细致的勘察,以便及时发现电力工程可能出现的安全问题,并采取针对性的措施对这些问题进行解决,从而确保电力工程自动化施工管理的安全性能够得到有效的提升。 2结语 综上所述,随着社会的不断发展,电力资源在各个行业发展中所起的作用也越来越重要。然而,在当前我国电力行业发展中,电力工程自动化施工管理还存在一些有待解决的问题,只有采用科学、有效的方法解决这些问题,电力工程自动化施工管理才能得到有效实施,而电力行业的发展也才能得到保证. 作者:闫军杰 单位:国网河南许昌县供电公司 电力工程自动化论文:自动化系统建设下电力工程论文 1配电自动化系统建设的现状 其次是在通信网络、馈线终端单元以及后台计算机网络的基础上的配电自动化系统,在配电网运行过程中,自动化系统可以对其进行监督和检查,同时,对设备的运作方式进行遥控改变,如果出现了故障,可以及时察觉,并且这个阶段内,调度员借助于遥控方式来隔离区域内的故障,并且区域内的安全供电也可以利用遥控的方式来实现。最后是配电自动化系统阶段,相较于前两个阶段,它的功能得到了增加,如自动控制功能得到增加,这种功能形成了诸多一体化的综合系统,如故障呼叫服务系统、配电地理信息系统、配电网系统等,这种综合系统有着十分多的功能,比如远方抄表、电容器组调节控制等等。 2配电自动化系统建设所面临的主要问题 虽然如今计算机网络技术飞速发展,在较大程度上完善和提高了配电自动化系统,但是在配电自动化中还存在着诸多的问题。如今在电力市场大环境下,为了促使终端用户能够更加可靠地用电,如果有故障出现,自动化系统需要对故障及时的判断并且隔离,同时,要对自动化系统的投资资金适当的加大,这样就可以将一些比较可靠耐用的开关和控制方面的装置给应用过来,停电时间和停电次数得到最大限度的减少。如果有故障产生于配电网中,需要对一部分的供电进行中断,系统需要对重要用户快速的识别,对于这些用户,需要保证能向他们正常供电。如今市场经济体制的确立和完善,电力市场之间的竞争也日趋激烈,要想增强电力企业的综合竞争力,就需要对系统的监控和数据采集功能充分重视,特别是需要灵活可靠准确的监控一些重要的客户,如果不对重要客户产生足够的重视,那么就会对配电公司的发展造成一定的影响。还有就是配电企业选用的配电自动化的终端系统需要具备较强的可扩展性,这样对于电能质量方面的检测功能就可以实现,以便采集相关的信息。 3配电自动化系统建设的发展 首先,将分层的策略应用到现代化的配电自动化系统中,主要包括四层,第一层是现场设备层,馈线的终端单元、运动终端单元以及电量集抄器等部分组成了本层,我们用配电自动化的终端设备来统称它们。第二层是主要区域的集结层,变电站或者是其他的配电开关和闭合单位是本层的中心,划分了配电网路,将一些配电的电子站设定于各个部分,用来对本部分的配电终端设备进行集结。第三层是配电自动化的子控制中心层,在城市的供电分局构建本层,一般的配单后台系统都是采用的是交换形式的以太网的中档配电自动化,还将一些配电方面的地理信息系统和客户呼叫服务系统等涵盖了过来,主要是对一些供电分局内的配电网进行管理。配电自动化总控制中心层是第四层,主要是在城市的供电局内进行本层建设,将交换式以太网的高档配电自动化后台系统以及一些大型数据库系统作为基础,构建相关的配电设备,主要是对大城市内的配电网进行管理;对于中小城市来讲,第四层通常是不需要的。其次,配电自动化系统将会朝着智能化、集成化和综合化的方向发展,众所周知,配电自动化系统比较的复杂和庞大,有着较高的综合性,这种配电自动化系统将诸多的子系统和设备给涵盖了过来,并且有着不同的联系存在于各个功能和子系统之间,它本身用到的设备和技术也在不断的革新,因此,配电网络自动化系统只有将全面的解决方案给应用过来,方可以让各种应用来对投资进行共享,对用户原来的投资进行最大程度的保护。如今馈线终端的设备,遥控功能是必须要具备的,同时还具有其他的一些功能,如馈线故障检测,可以有效的结合断路器,促使机电一体化的功能得到实现。 4结语 通过上文的叙述分析我们可以得知,配电网自动化系统将一系列先进的科学技术给应用了过来,可以对故障进行有效的隔离,促使电力系统更加安全稳定的运行。如今,市场经济体制的确立和完善,促使电力企业在发展过程中面临着日趋激烈的市场竞争,要想在激烈的市场竞争中获得发展和壮大,就需要对配电自动化系统大力发展,这样终端用户才可以更加可靠地用电。 作者:施德平 单位:国网江西省万载县供电有限责任公司 电力工程自动化论文:自动化输配电力工程论文 1我国输配电和电工程自动化运行中存在的弊端 我国幅员辽阔,每个地区的自然气候也不一样,恶劣的气候条件会对输配电设备造成严重损坏,比如说,在我国南方地区,持续的高温会令用电负荷呈现出上升的趋势,同时也刷新了用电量原有记录,如此庞大的用电需求,对于输配电设备来讲无疑是一个挑战。企业如果不能将这一现象加以重视,那么就会令输电线路的老化速度加快,令输配电设备性能变低。进而增加了耗电总量,值得一提的是,在低温状态下,输配电设备也不能正常运行,容易发生故障。总体来讲,气候的变化对于输配电设备以及用电工程自动化运行来讲,都是一个严峻考验。 2电力自动化输配的特征 总的来说,电力自动化输配就是利用先进网络控制,电子通信等技术,令电力更科学的进行输配。电力自动化输配的主要特征就是能够更为全面的对电网进行控制,保证在进行电力运输时候的畅通性。在电力运输时发现问题的时候,自动化系统能够将工作中出现的问题加以全面解决,进而保证运输电力的质量,最终提高企业效益,并在最大程度上确保了企业工作效率。电力自动化输配的特征分为以下四点。 2.1智能化与方便性 现如今,人们对电能有了更大的需求。在现如今的电力输送工作中,加入了最为先进的网络传输技术,在根本上提高了原有的自动化水平。能够解决以往人工无法解决的问题。值得一提的是,由于网络技术的发展,电力自动化技术的故障率也有所降低,同时,电力输配以及供电工程的方便性也得到了大幅度提高。2.2便捷性和灵活性随着我国科学技术日新月异的发展,和以往相比,我国电力控制系统的便捷性和灵活性得到了一定程度的提高。先进的控制系统能够将原有的管理范围加以拓宽,使得传输质量与速率在最大程度上得到了提升,同时也提高了原有工作效率。 2.3简便性和综合性 电力输配工作内容非常复杂,将自动化技术在该项工作中进行运用,能够在电力输送过程中的将设备检修,相关操作时间减少。在进行实际工作的时候,如果相关技术人员具备了综合知识,就能够提高输配电的质量,能够在最大程度上保证电的质量。 2.4安全性与服务性 和其他行业相比,电力行业的危险系数较大,如果在实际工作中出现了事故,不但会对输配电设备造成损害,还会威胁到人们的生命安全。如果在电力系统运行中加入自动化设施,那么原有工作的严谨性就会在根本上加以提升,其安全系数也会随之提升一个档次。 3自动化输配技术的运行优点 在经济迅猛发展的今天,电力资源也占据了举足轻重的位置。从现如今的情况来看,电力企业已经成为了我国支柱性企业,电力能源的发展程度与我国经济发展程度息息相关。要想令电力资源的消费功能加以体现,就要利用自动化输配技术。从当前的角度来看,自动化输配技术的运行优点主要体现在以下几个方面。 3.1及时排除故障 将电力自动化技术运用到电力输配工作中,如果进行工作时发生了故障,自动化系统能够在第一时间内发出警告信号,并提醒相关维修人员在第一时间内赶到事故现场。同时,自动化技术还能够将故障原因在短时间内传达到事故现场,相关工作人员能够在第一时间内对事故类型进行全面分析,利用最短的时间,排除事故,令电力传输工作的效率在根本上得以提升。 3.2实现远程控制 将自动化技术运用到电力输配工作中,能够在根本上将远程控制工作得以全面实现,利用该项技术,用户能够对电力传输过程进行全面监测,并检查电力参数。另外,利用该项技术,能够令电气企业实现远程控制,进而让该项工作更好的实现调配,保证输电质量。如果在输送过程中出现故障,电力企业也可以利用计算机对故障点进行全面掌控,分析发生故障的原因,并利用有效方式加以排除。 3.3优化输配环节,降低电能耗损 在对电力输配工作进行管理的时候,最为重要的一项工作就是减少原有耗损能源。通过对电能输配进行有效管理,能够在根本上减少电能损耗。保证电力输配质量,令电力企业提升经济效益,从当前的情况来看,在电力输送工作中运用自动化输配技术,能够将原有的电能损耗控制在理想范围内。 4结语 综上所述,将电能安全稳定的运送到目的地,是电力输配工作的最终目标。在电能输配工作中结合自动化技术,能够在根本上保证电网的有效运行。自动化技术可以解决以往人工无法解决的难题,令电力保质保量的输送到用户中,由此可见,对自动化输配技术的运行优点以及自动化输配的特征进行全面认识,可以将我国电力输配工作质量提升一个档次。这对于我国电力行业发展来讲,有着非常重要的现实意义。 作者:白建国 单位:国网内蒙古东部开鲁县供电有限公司 电力工程自动化论文:电气自动化电力工程论文 1电力系统自动化技术 ⑴变电站自动化。运用全微机化的装置替代电流信号电缆式设备,采用数字化技术、网络化技术,以计算机电缆或者光线替代电流信号电缆,实现自动化的监控和操作,从而减少人力资源的浪费,提高工作效率和运行水平,保障变电站运行的安全性和稳定性。 ⑵电网调度自动化。通过电网调度加强对计算机网络系统的控制,使电力在生产的过程中能够获取实时数据,能够对电网运行情况进行实时监控和分析、评估和电力负荷的预测等操作,提高电网运行的质量,适应电力市场运营的需求。 ⑶发电厂分散测控系统(DCS)。能够有效的对运行参数和设备状态进行实时显示和打印,促进整个系统生产过程的检测、控制盒联锁保护等功能,保障系统运行的安全。 2电力工程中电气自动化技术 ⑴全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管。晶闸管作为第一代电子电力器件,在我国电力工程发展中起着十分重要的作用,伴随着电力技术的发展和提高,交流变频技术的兴起,第一代半控型晶闸管已经不能适应现代化电力系统发展的要求,以CTR/GTO/P-MOSEFT为代表的第二代全控式电力电子开关逐步的被广泛的研制和应用。根据各种器件的性能适应于各个电流、电压额等电力系统范围中。而由于第二代全控型器件必须要有较大的控制电流,使电流在控制方面难度增加。而MOSFET作为一种电压驱动器件,其对驱动电力要求简单,开关时间快,并且安全工作区十分稳定,但是其通态电压额会随着额定电压的增加而倍增加,从而不利于P-MOSFET的推广和应用。在这种背景下,作为新一代的复合型电力电子器件IGBT/MGT应运而生,IGBT拥有和MOSFET一样的高输入阻抗、高速特性和GTR大电流面密度特性的混合器件。开关速度快,通态电压低,工作频率高,并且具有宽而稳定的安全工作区,工作效率高,驱动电路简单,更符合现代化对电力器件的需求。新一代的复合型电力电器件,随机复合化技术的不断提高,电器件生产范围不断扩大,应用也不断的深入,在电器复合化的同时,加强对电器向模块化的发展,使电力电器件向更高要求发展。 ⑵变频器电路从低频向高频方向发展。在电力电子器件不断更新的过程中,为了能够适应电力电子器件的需求,由它组成的变换器电路也在不断的更新换代中,以往的变频器电力已经不能满足新一代电力电子器件的需求。采用谐夺式直流环逆变器能够有效的降低开关损耗,保障开关在频率上的提高,把逆变器挂在高频振荡过零的谐振路上,使电力电子器件在零电压或零电流下转换。加强变频器电力从低频向高频方向的发展不仅能够有效的降低开关损耗,并且节约成本,提高逆变器集成化,在电气自动化技术中具有广阔的发展前途。 ⑶交流调速控制理论的日趋成熟。随着对交流调速控制理论的深入研究,将复杂的矢量变化与电动数学模型进行简化处理,在对交流调速控制理论研究过程中,其控制思想独特,具有创造性,控制结构简单,控制手法直接,对信号处物理概念明确,转矩响应迅速,大大的提高了调速效率,形成一种高静动态性能的新型交流调速方法。适应现代化的电气自动化技术发展的需求。 ⑷通用变频器开始大量投入使用。随着变频器技术的成熟发展,高动态性能矢量控制性开始大量投入生产和实用中,它主要采用全数字控制,通过相关的软件能够对系统进行自动化的设定和操作,提高变频器的变结构控制盒自适应控制。伴随着技术的不断提高,变频器的可靠性、可维修性、可操作性等相关的功能在单片机控制动技术的支持下不断的提高。 3结束语 随着电力系统的深入发展和应用,电气自动化技术在电力工程中所起到的作用也越来越突出,电气自动化技术作为当前最具有发展前景,最活跃,最具研究价值的综合性学科之一,在电力工程发展和应用中电气自动化技术起着十分重要的作用。而电气自动化技术本身应用范围广泛,几乎是渗透到国民经济的各个部门,是推动社会进步的重要技术依据,因此,在我国科技技术不断发展的过程中,加强电气自动化技术的提高成为了电力系统发展的必然选择。 作者:马沙萍单位:内蒙古阿拉善右旗电力公司 电力工程自动化论文:自动化技术视域下的电力工程论文 1电气自动化技术 随着我国社会经济的不断发展,电力企业运用新的信息技术,提高电力工程的自动化水平,促进了电气自动化的迅猛发展。电气自动化技术就是运用了具有自动检测功能与自动控制功能的电气装置,可以实时对电力系统进行远程调节、控制、及监控。在信息化技术大力发展的同时,通过信息监测技术能够实现对电力工程的远程控制与管理。电气自动化技术需要自动化的电网配置、配电网技术协同工作。在电气自动化技术中,要充分利用网络对电力工程的各项信息进行统计、收集、分析从而加强电电力系统的稳定运行。减轻了以往电力工作人员的工作强度,充分利用电力工程中的自动化设备进行监督,在面临突发状况时,能够及时采取信息处理技术对电力系统进行有效地处理。而配电网技术可以配合电气自动化技术改善城乡配电网,加强城乡电力网络运行工作,完善电气自动化技术在城乡电网中的运用。电气自动化技术的应用范围广泛,从电气开关到电力工程都有电气自动化技术的身影。电气自动化技术的不断提高也促进了电力工程的不断发展。 2电气自动化技术在电力系统中的应用 2.1变电站及配电自动化的应用 变电站自动化技术是采用现代通信技术、先进的计算机技术、电子技术以及信息处理技术,实现对变电站的二次设备的重新组合和优化设计,从而减少了人力资源的浪费,减低了变电站及配电站工作人员的工作强度,提高变电站及配电站人员的安全性及整个系统运行的有效性。不仅如此,变电站自动化技术还可以多层次、全方位地对多种电气设备的运行状况进行安全检测以达到高效控制的目标。在实际的应用中,主要通过新型的设备代替以往的电磁式装置从而使得现场的监视操作更加智能化、可视化。变电站自动化除了满足变电站运行操作任务外还作为电网调度自动化不可分割的重要组成部分,是电力生产现代化的一个重要环节。随着对科学技术的应用以及监控设备的更新,种综合性的自动化监测系统能够提高变电站运行的稳定性,降低运行维护的成本,高质量输电过程,经济效益提高很多。 2.2在电网调度自动化中的应用 在电力工程中,电网的总调度能够通过大屏幕显示器、计算机服务等自动化系统对电网进行远程监控。根据电力工程中电网的运行情况进行分析,监控电网的实时状态。通过各个分系统传送的电力工程中的生产数据、控制发电的数据,对电力工程整个系统进行评估、调配和预测,从而减少了电网在运行过程中出现的电力故障及异常情况,通过电气自动化技术能够及时作出判断,检测更加及时。从而减少了电力工程中危及人身安全和设备安全的事故。另外,通过电气自动化技术还能对整个电网进行实时监测和分析,调度从大屏幕上可以清晰的采集信息,找出电气事故的发生地并提出应对措施,防止事故的扩散,减低影响。 2.3分散测控系统自动化的应用 在电力工程的发电厂分散测控系统中,通过太网、过程控制单元、工程师工作站、高速数据通讯网等对分层对电厂的生产状况进行测试和控制。经过过程控制单元可以在生产运行的过程中通过接受热电阻、热电偶、电气量等信号,处理运算的结果、参数等,通过这种方式对电网进行监控,从而提高电气自动化在电力工程中的检测、保护和控制功能。 2.4计算机自动化的应用 电气自动化技术在电力工程中的应用主要是引入了计算机操作系统,通过微型计算机让整个电力系统自动记录、反馈电气设施的实际工作情况。同时,对反馈信息进行的误差判定。加强软件的查找、分析、测算的应用,从而在电力工程中实现操作技术的使用性,更加便于电力工程的管理。在电气自动化技术中还要注意对监控方式、现场总线监控进行设计。只有全面加强电气设备的监控信息及监控方式,才能提高监控系统的效率以及整个系统稳定性、可靠性。 2.5电力自动化技术的发展趋势 我国的经济不断的发展,人们的的经济水平和生活的质量也在不断的提高,因此,对供电系统的需要和依赖也是越来越高,但是由于电力系统的的内部之间的原因,造成了各个部门之间不能达到有效的资源共享,也就会使电力系统出现各种各样的问题。因此,在以后的发展过程中,我们针对这种现象,就应该加强和改善,对电力部门之间的内部资源进行资源整合和统一,然后达到电力资源的统一共享,这样就会形成一个内部信息可以高效利用的效果。随着电力自动化的发展,新技术也在不断的发展,如果电力资源的内部管理恰当,再更好的运用电力自动的技术,在电力工程的发展上面就能提高经济效益。 作者:和琎单位:国网太原市滨河供电公司 电力工程自动化论文:电力自动化运用下的电力工程论文 一、电力自动化技术分析 电力自动化技术的重要性从整体上来说,电气自动化是作为一种计算机处理技术而存在的,它通过对电力网络技术以及通讯技术等的利用,在此技术上进行发展和创新得到了电气自动化技术,从这一方面来说具有非常强的综合性。目前我国电力系统主要依赖电力自动化技术而运行,所以如果想保证电力系统可以得到安全的运行,还是要依赖于电力自动化技术。电力自动化技术的内容从内容上来说,电力自动化技术可以分为发电厂、调度、变电站自动化三个部分,主要技术有通信网络中信息整理预测以及传输、电力终端电网信息采集和分析;发电量控制系统、电压控制系统等方面的自动化控制;变电站中相关设备的优化和重组、对计算机等技术进行充分利用,最终实现对整个系统线路、设备等的实时测量、监控以及保护等功能;配电网自动化主要应事项馈线系统、调度系统等系统的自动化管理,将电网信息数据采集监控等自动化功能完成。电力工程系统的改革与创新之所以要进行改革,主要目的在于创造更高的价值,电力工程系统的改革也是一样。在电力工程中电力自动化技术的应用,使电力工程中每个系统的安全、稳定运行得到了实现。一方面,工作效率得到了提高,另一方面,也取得了相应的经济效益。自动化电力系统可以实现对设备运行过程中产生的各种数据进行更加全面的采集,同时处理的也更加全面,这样一来,工作人员之间的配合就会变得更加协调,同时对设备的控制也会越来越完整。此外,电力自动化系统在配出系统故障方面也发挥出了巨大的作用。电力自动化技术的使用不仅可以使设备的性能得到有效的改善,同时人力资源的利用率也会得到相应的提高。同时在数据整理以及设备维修上也会变得更加全面和可靠。 二、电力自动化技术在电力工程中的应用 电力工程中电力自动化技术的应用不仅使系统对设备的监控、管理得到了实现,同时在结合了目前各种通讯技术,在此基础上建立起一套科学的电力自动化控制系统,这主要包括对电网结构等信息的处理及保存。现场总线技术的应用在电力工程中,现场总线技术将数字通信等仪表控制设备进行连接,形成了一种综合性技术,这种综合性技术具有一体化的特点,在此基础上形成了多站的信息网络,同时实现了对总线的连接。现场总线技术的运用不仅可以节省相应的硬件数量,同时在投资安装等方面的表现也比较突出,在实际工作中工作人员可以以数学模型作为主要依据对相关数据进行整理和分析,并将各种信息传递到主机上,将最终的指令发送到相关控制设备上,近些年开发出来的对35kV变电站进行改造的实践证明,用户会得到高度的系统集成主动权,由此来看,这项技术的市场潜力非常大,可以使用户对设备的品牌进行自主的选择。智能无功补偿技术的应用传统低压无功补偿技术所采集到的信号是非常单一的,主要使用三相电容器,从补偿技术上来说,在非电力自动化补偿技术中并没有对电压的平衡关系进行综合考虑。用户如果将这种补偿方式作为单项负荷进行使用,很有可能会出现三相负荷不均衡的现象,最终会导致过补或者欠补的结果,同时这样的设置设备也不会具备配电检测功能。而现在新开发的智能无功补偿技术,在实际使用过程中这种技术主要和动态补偿之间进行结合,同时将分相补偿和三相补偿相结合,主要采用快速补偿和稳态补偿相结合的方式,与此同时该技术在实际使用过程中与负载变化相适应,弥补了传统技术单纯使用投切开关存在的缺陷,并通过更加科学的电压限制条件给予固定补偿。采用电力自动化系统弥补了传统电力系统存在的不足以往应用的电力系统处理技术的准确率并不高,同时设备的工作效率也不高,在这种情况下数据库是很难实现自动监控的,面对这些问题,电力工程中电力自动化系统的应用可以使传统设备在运行中存在的这些问题得到了解决,对于软件开发等方面也具有非常深远的影响,目前软件工程中发生了非常深刻的变革。这些技术在主动功能和对象技术的支持方面也占有优势,并且这种优势具有一定的绝对性。在电力系统中主动对象数据库技术主要应用在自动化监控方面,同时电力系统自动控制和监视的复杂功能也有机会得到实现。 三、电力自动化技术未来的发展 在现代都市中,电力系统发挥的作用已经不可替代,将科技与技术相结合,面对科学技术水平的日益提高,资源与信息的共享也有望得到真正的实现。电力自动化系统集中了很多技术与功能,对于系统数据的统计分配和统一采集的实现具有非常重要的作用,同时各种信息也会得到更加合理科学的整合及共享。近年来社会经济得到了不断发展,智能电力自动化技术也得到了应用,在应用过程中它的自动化程度会越来越高。配电网在正常运行中需要复杂的电路网络作支撑,所以智能配电功能在第二阶段的配电自动化系统中得到了增加,这样该系统在应用过程中不仅可以使其作用得到真正的发挥,更重要的是为企业经济和社会效益的提高提供了有利条件。 四、结语 综上所述,电力工程一方面与居民的生活密切相关,另一方面也和工业生产存在紧密的联系,在这种情况下,国家应该更加重视对电力工程技术的开发及应用。在科技不断进步的今天,电力自动化技术的运用,取得了非常好的效果,不仅使供电的安全性得到了提高,同时电力系统的运行成本也得到了相应降低,使供电质量得到了根本性的改善。 作者:万吉喜单位:甘肃省高台县供电公司
自动化控制系统论文:PLC自动化控制系统论文 1PLC自动控制系统 PLC的运转十分稳定,在保证高速率的运转状态下,还能够保持安全可靠的性能,它还具备十分强大的兼容功能,结构以模块的形式存在,能够根据需要进行灵活的重组,程序十分简单明了,功能更加丰富,可以很容易的实现各种形式的远程操作。PLC从本质上来讲属于计算机系统的范畴,只是由于其能够很好的连接到工业中,实现通过传输数据指令进行生产控制,所以使得这一系统的能够发挥出巨大的功效,随着其应用范围的不断扩大,逐渐建立起了可靠地控制系统。PLC是以程序控制器为基础,并通过对微机控制器的科学应用衍生出来的一种计算机技术,随着人们在自动化领域投入的不断加大,研究脚步的不断深入,这一系统得到了极大程度的简化,变得更加微型化,不仅如此,还开始向着更加个人化的开放性网络控制的方向发展,能够实现各种形式、各种领域的控制。尽管它的功能十分强大,但是依旧存在着很多薄弱环节,举例来讲,经过长时间的使用之后,系统所产生的劳损将会直接导致继电器产生触点电弧,如果情况严重,将会使得系统对于指令的执行出现偏差,这将对生产造成严重负面影响。 2探究PLC的可靠性 尽管PLC系统能够很好地与工业生产相融合,并在工业生产中发挥出强大的作用,有着很强的稳定性。但是如果受到特定条件的限制和影响,极有可能产生极其强烈的电磁波干扰,影响到程序的运算,使系统产生错误的操作指令,最终致使PLC的运转出现偏差。想要使得PLC控制系统变得更加可靠,应该从多个角度、多个方面、多个环节强化控制,才能够使其抗干扰能力得到系统性的提高。 2.1信号传输中断 首先机械设备发生故障会影响到信号的传输,出现中断现象,从而使得自动控制系统不能够接收到正确的指令,整个系统的运转出现停滞,自动控制系统发挥不出作用,无法对数据进行程序运算,难以执行系统发出的指令;其次如果触点没能够保证与接线严密的接触,这就会使得数据的传输出现中断,无法顺利到达数据库,这样一来数据就失去价值,不能够通过收集整理,来为决策提供科学的数据参考,同时也无法形成相关的数据统计;最后在信号传输出现中断的情况下,会导致机械出现触点抖动的现象,尽管相关的防御系统已经十分的完善,但是还是会受到系统扫描周期的限制,使得指令在计数累加的情况下出现偏差。还有各个阀门不能够正常的开闭,使系统运转处于混乱状态,最终导致系统呈现出极大的不稳定性。 2.2PLC在干扰下无法正常执行指令 当PLC受到干扰,指令传输就会出现故障,最终使得指令不能够得到标准执行;当控制变频器在启动的过程中出现故障,附带的电机无法正常运行;PLC无法对数字信号进行专业的处理,控制负载不能够得到妥善的解决。这些都是故障存在的原因,只有将这些问题有效的解决,系统才能够变得更加安全可靠。当PLC系统需要在高强度电磁干扰下正常运转和工作时,只能通过多线路分开供电的方式将动力电源与控制电源分离,如果条件允许,还可以利用具备屏蔽和隔离功能的变压器来完成供电,在线路构思时,应该在功率设置时就留有一定的余地,并运用稳压电源进行外接供电。 3从设计方案探究PLC控制系统可靠性 在信息技术快速发展的当今社会中,人们为了使得生活更加轻松,开始了对自动化的极力追逐,通过人们不懈努力,PLC系统已经从功能上实现了阶段性的优化,不仅能够将数字指令储存起来,使得整个控制流程集成化、模式化,还通过增添模拟量处理等附加功能实现运动以及过程的多方面控制。 3.1完善PLC报警系统 在对报警系统进行设计时,通过加入设计性的故障,以此来测试报警系统,当故障出现时,会通过文字的提示了解到发生的故障类型,故障的具体位置会显示在工艺流程图的指示灯上,为了避免指示灯故障影响到对机械运转状况正常的了解,还设置了专门的故障测试系统,当这一系统运行时,全部故障指示灯都会被点亮。为了将过去隐藏着的问题干净彻底的清除,应该加大人力、物力的投入力度,将相关的关键线路和重点环节进行仔细的核查。将指示灯分布在控制柜上,根据指示灯判断机械的运转是否正常。在这种情况下,要进行明确的界限划分,将指示灯在相对应的位置分布,当故障发生时能够对相关岗位上的主管人员起到及时的警示作用,方便责任人进行及时的应对,保证机械正常运转。 3.2强化PLC信号传输强度 确定相关的开关能够正常的闭合,保证变压器的稳定性,避免出现短路影响到信号传输,除此之外还能够避免接触不良的出现。加强PLC系统中分析系统的建设,使得信号在传输之后能够在数额方面得到体现,同时也能够在时长中得到体现,将各项指标的平均水平展示在主界面,通过模块建设使得分析功能更加多样化,不仅能够进行流向分析,还能够实现时段分析。 4结语 自动化不断普及的过程中,PLC所覆盖的范围在逐步扩大,通过深入的研究提升控制系统的稳定性和可靠性,在社会需求日益迫切的今天有着很大的现实价值。在这样的背景下,自动控制系统的研究问题已经成为了社会各界关注的重点,将PLC系统的稳定性和可靠性全面提升,能够极大程度的提高工业生产能力以及市场竞争力。PLC的应用成本的不断降低以及人们需求的日益强烈,已经使得PLC自动控制系统占据了市场的主流位置。 作者:高瑞单位:邵阳学院电气系测控技术与仪器专业 自动化控制系统论文:电气自动化控制系统论文 1电气自动化控制系统的特点 (1)电气自动化的系统的排布有着属于自己的独有的一些特点,电气的设备并不是统一的安排在同一个地方,而是根据需求的不同被分别安装在各自的配电室和电机的控制中心,由于,系统的排布中有着大量的配件,在处理所执行的信息时,工作量很大,从而导致机器的维修难度加大,但是,由于它的操作频率相对于较低,电气设备有着高要求,动作的速度也相对较快,在40ms以内就可以完成一个保护的动作。 (2)显示控制屏按钮齐全,显示直观,指示灯寿命长,光效好,可靠性强。控制计算机不仅具有动态协调能力,还可以存储记录,分析相关报告。其启动控制方式大小不一,如小功率采用直接启动的控制方式,大功率采用星形或三角形启动控制的方式,还有的采用变频调速控制的方式。这些不同的控制方式很好的确保了生产设备的运行稳定。 (3)确保运行时各种数据处理和信息收集的准确性,同时提出相应的应急措施,确保电气系统可以在最好的状态下运行。设备一旦出现故障,人可以马上进行连锁控制,非常人性化。 2电气自动化控制系统的设计原则 (1)优化供配电的设计,促进电能的合理利用。设计时首先考虑的是设计的适应性,满足工程的动力、供应、控制和安全等要求制定,以满足建筑运行的要求,同时可以使它的运行处于一种安全的环境中。 (2)提高设备运行效率,力求简单、经济、使用以及维修方便。在整个的设计过程中,安全和满足工程的运行时整个设计的基本前提,在该前提下,一方面要注意不断的扩大工程的效益,另一方面也要注意不断的降低工程的成本,这就要求工作人员不仅仅应该使控制系统简单经济,而且还要使得系统的使用、维护方便、成本低,不宜盲目的追求自动化和高指标。 (3)合理调整负荷,提高设备利用率。在设计的过程中,要尽可能的提高系统的质量,使它的的负荷量在一个合理的范围内,当在一个特殊的用电环境中,可以合理的选取节能方法,提高店的利用率。 3电气自动化控制系统发展的现状 我国的电气自动化技术和国外发达国家相比差距仍然很大。到现在为止DCS系统的应用在自动化控制系统中仍然有着重要的不可取代的地位。 (1)电气自动化工程的分散控制系统,它是由过程控制和过程监控来组成的计算机系统,该系统的基本思想是集中操作、分级管理、配置灵活和组态方便四大方面,在生产、生活中的应用非常的广泛。但是该系统缺点明显,如可靠性能低,维修困难;生产厂家之间缺乏统一的标准,维修互换性低;价格昂贵等。 (2)WindowsNT和IE是电气自动化控制系统的标准语言规范。第一点是,在电气自动化领域,具有灵活性和易集成化等优点的人机界面操作,已成为一种主流的发展方向。第二点是,对于电气自动化控制系统的维护难度减小。 (3)监控的集中化。其缺点是处理速度缓慢,成本费用大,可靠性能低、设备很难扩容操作、故障查找难度大等。 (4)信息的集成化。在存储和读取信息时,需要使用规定的浏览器才可以访问到信息,并且信息技术会在电气自动化设施、系统和机器中进行横向扩展比较。 4电气自动化控制系统的发展趋势 随着我国经济的不断发展,科技的不断进步,伴随而来的是电气自动化控制系统技术方面的竞争,不但竞争愈演愈烈。同时,此系统对节约有效资源,降低成本费用,甚至改变我国工业的发展都有着积极意义。所以,我们必须根据自身的发展情况,来对自动化控制系统进行相应的规划,积极的发挥自己的有力的条件,实现我国的自主研发,只有这样才有可能在有限的时间内抢占先机。 (1)软件地位大大提升。随着信息技术的发展,网络技术以及计算机发展与应用的广阔前景,尤其是OPC技术、IEC61131标准和Win-dows平台的发展与广泛应用,计算机在电气自动化控制系统融合方面的作用,已无可替代。 (2)电气自动化控制系统统一化、信息化。为了独立开发系统,更为了方便达到客户要求,使得电气设备、计算机监管体系和企业工程管理体系之间数据信息能够及时的传递和畅通的交流,那么需要对电气自动化控制系统进行统一化的管理。此外,信息化是电气自动化控制系统的另一发展趋势,即实现设备与网络技术结合,实现网络自动化和管控一体化。也就是说信息技术不仅渗透在管理层面上,同时在应用信息技术的基础上迅猛发展。 (3)科技的不断发展是电气自动化行业的关键,由于电气自动化是结合了多门学科的一项技术工程,在它的组成原件方面科技的含量比较高,由于在自动化的关键技术是大部分的企业都没有属于自己的知识产权,造成同行业的企业以较低的价格和各种的渠道来加大自己的竞争力,所以,技术的不断发展的选择是整个自动化行业的突破点,也是关于电气行业长远发展的关键所在。只有在不断的科技发展中,电气自动化制系统不断突破,才能在全球化市场竞争中,立于不败之地。 (4)电气自动化工程生产安全化。技术的安全集成化是电气自动化工程在控制系统方面的的一个发展方向,保证系统的安全性,即人、机、环境三者的安全实现是该部分的重要点。在非安全状态时,用户要如何选择利用最低费用实现安全方案制定问题。 (5)人才专业化。未来的电气自动化控制系统需要更加专业的技术型人才。电气自动化控制系统,是高度智能化和集成化的系统,决定了研发制造人员的强技术专业性,与其相关岗位的操作人员的专业性。如对电气自动化控制系统,在进行安装的过程中就应该安排岗位人员进行培训,让他们熟悉整个系统的安装流程,加深技术人员对于自动化系统的认知,让技术员工必须掌握操作系统硬件、软件的相关实际技术要点和保养维修知识,避免人为降低系统工程的安全与可靠性。 作者:田素锋,范玉斌 单位:信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司天津分公司 自动化控制系统论文:远程自动化控制系统论文 摘要摘要:本文以国内某大型灌区为例,在灌区远程测报系统的基础上进行了闸门自动控制探究,通过无线调制解调器连接上位机(PC机)和下位机(单片机),将下位机采集到的数据传输到上位机,根据用户要求的流量控制闸门的开度和时间,为灌区的运行和管理提供保证,为提高系统的可靠性,采用了一些可供类似工程借鉴的可行技术。 摘要:远程自动化控制闸门单片机 闸门调节是灌区工程中经常采用的手段,闸门控制的探究对于节约能源、确保水利工程的正常运行、提高水资源的利用效率和节约用水具有重要的意义。目前国内大部分灌区已基本实现流量数据的自动采集和监测,并把数据传输到管理部门,但是在根据有关数据进行远程自动监测和控制方面成熟的经验非常少。国外非凡是欧美等先进国家在这方面已经达到较高的水平,如美国的SRP灌区自动化浇灌系统,可以同时采集100多点的水位、闸门开度和其他信息,通过计算机处理后,控制几百座闸门、150多处泵站的运行。本文以国内某大型灌区为例,对闸门的自动监控进行了探究。 1、系统的总体设计 本系统采用无线数据传输技术,分一个主站和若干个子站,通过无线调制解调器构成一个无线通讯网络,对多个断面的数据信息进行采集、传输、处理和控制。系统的总体结构图如图1所示。下位机中的传感器把引水渠中的水位值和各闸门的开度值经转换后送给编码器,编码器对水位及闸门开度信号进行编码,在通过避雷器将编码信号传给数采仪,数采仪将数据进行初步加工和处理后由无线调制解调器传给上位机,上位机即系统主站,可分别和不同的子站建立联系,查询各测点的数据,并按照用户的要求对各闸门进行控制,下位机中的控制箱接收到此信息,经过计算,发出控制信号自动控制闸门到一定的开度,达到自动控制的目的。 图1闸门远程自动监测和控制结构图 2、下位机系统设计 设计下位机重点在于闸门自动控制箱的设计,本文提出闸门的运行控制模式,并进行可靠性处理,然后利用无线传输设备和上位机进行通讯,传输数据。 2.1下位机硬件电路设计 本系统采用AT89系列单片机,采用矩阵式键盘进行输入数据,键盘提供切换键、时间设置键、控制键三个按键,通过三个按键显示水位、流量、闸门开度、日期和时间。切换键实现上述四个功能的转换,时间设置键用于修改日期和时间,控制键用于对电机启停进行控制。 2.2闸门控制系统设计 本系统下位机接收到上位机传来的要求流量值(或水位值),当要求的流量值(或水位值)和系统所测的流量值(或水位值)不一致时,单片机启键闭合,闸门电动装置控制箱自动启动电机,提升或下降闸门,当所要求的流量值(或水位值)和当前所测流量值(或水位值)相等时,单片机闭键闭合,电机自动停止,达到自动控制的目的。 闸门的运行控制模式有实时型控制模式和定时型控制模式两种,在实时型控制模式中,上位机根据用户要求的流量,利用流量—水位关系曲线把要求的流量换算成要求的水位,然后和下位机联系,下位机接到信号后,由电动装置控制箱控制电机的正反转,达到要求时停止转动。定时控制模式要求用户输入所期望的流量值和要求闸门动作的时间,下位机的控制箱在规定的时间里自动开启和关闭闸门,进行控制。 2.3无线通讯设备SRM6100调制解调器 SRM6100无线调制解调器原是美国Data-LincGroup公司生产的军用产品,现应用于民用。它提供最可靠和最高性能的串行无线通讯方法,在2.4GHz-2.483GHz频段应用智能频谱跳频技术,在无阻挡物的情况下,两调制解调器之间的通讯距离可达32.18公里,可实现PLC(可编程控制器)和工作站之间的无线连接。SRM6100应用跳频,扩频和32位误码矫正技术保证数据传输的可靠性。无需昂贵的射频点检测技术。射频数据传输速率为188kbps。并且不需要FCC点现场许可证。SRM6100支持多种组态,包括点对点通讯和多点通讯。多点通讯对子站数目无限制。并且SRM6100可做为中继器工作,以达到扩展通讯距离或克服阻挡物通讯的目的。 2.4下位机可靠性处理 为了精确控制电动闸门的关闭,避免电动闸门在工作中出现过载破坏或关闭不严的现象,本系统在电动轴上安装了转矩传感器,用来监测闸门输出轴的转动力矩,以判定闸门是否关严、是否被卡住。闸门电动装置用于检测和控制闸门的开度,本系统在转动轴上安装了光电码盘,考虑到闸门可能出现频繁的正反转交替,为了避免错位和丢码,采用双光耦技术,光耦输出的两路信号经74221双单稳触发器进行整形,89C51的INT0和INT1对其进行计数、计时,并判定转动方向,计算闸门开度。电动闸门在工作中若出现异常现象,系统会自动报警,切断电机电源并显示故障情况。 2.5下位机软件设计 下位机的软件设计分为闸门自动装置控制箱程序设计和串行口中断服务程序设计两部分。闸门自动装置控制箱程序设计主要完成数据采集、存储、显示、按键操作等功能,串行口中断服务的程序完成下位机向上位机数据的传送和用户设定参数的接收。控制箱程序的主框图如下摘要: 3、上位机设计 上位机的软件部分采用VB6.0为开发工具,将各个功能模块化,分别解决相应新问题,再将各个模块组装,构成上位机软件系统的优秀,上位机软件系统的结构如图3所示,通信模块位于最底层,其余模块功能的实现都直接或间接建立在此模块的基础上,本文利用VB的API函数编写串口通讯程序,程序的框图如图4所示。数据管理模块的主要功能就是为水位、流量、闸位等建立数据库,并对其进行管理。 图3、上位机软件系统结构图 图4、通信模块程序流程图 4、结语 本文以国内某灌区为例,全面分析了灌区闸门自动化控制系统的整体结构及其设计,对其软件开发和硬件选择作了全面阐述,并总结了提高自动化系统可靠性的经验,为提高灌区现代化管理水平提供了有利的工具,具有较高的使用价值和广泛的应用前景。 自动化控制系统论文:电气自动化控制系统的应用 摘要:电气自动化控制作为国家生活之中,对于生产和生活有着重要意义的科学技术,逐渐在社会的发展之中被人民所重视,由电气自动化控制系统作为优秀的社会科技也在逐渐改变着人民的生活。电气自动化控制在国家的发展和人民的生活上开始发挥更为重要的作用,在未来必将有更好的发展。 关键词:电气自动化;应用;发展 1电气自动化控制系统的应用 在近些年的发展之中,我国的经济和科技都得到了相对巨大的进步。在经济上,我国与国际接轨,开始进行国际贸易和国际竞争。在科技上,我国的科学研究成果开始逐渐在人民的社会生活之中普及。随着网络时代的发展,智能式的家具和社会服务系统将成为社会发展的主流,电气自动化控制系统也将成为未来人民生活之中的重要工具。 1.1农业领域我国当前因为前期的工业发展而使得国家整体的环境遭到了破坏,再加上未及时进行改善和修复,这就造成了我国生态环境和气候的破坏,也影响了国家水资源的储备。农业生产作为极为依赖气候变化的生产行业,在近些年的气候变化之下,其生产的质量和效率都受到了很大的影响。但是,在近几年的科技发展的影响之下,基层政府开始大力支持农业的发展,不仅大力支持了先进农机技术的推广和应用,更是在科学建设的指导方针之下,进行了科学的水利工程灌溉技术建设,进一步加速了农业的发展。而电气自动化控制系统作为农业机械和农业灌溉系统的控制中枢,可以很大程度的提高农业设备的可操控性和减少了农业生产的时间,对于现阶段艰难的农业生产有很大的帮助。 1.2工业领域我国的发展一直对工业的重视程度极高,但是,我国的工业发展在发展的过程之中,一直是凭借资源和国家的人力支持进行发展,在科技化生产在全世界盛行的今天,我国工业的生产能力还与发达国家的生产能力有相当大的差距。为了在工业生产之上与国外的先进国家进行比较和竞争,我国逐渐开始推行在工业生产上的自动化生产。自动化生产的大量普及加强了我国工业生产的效率和质量,缩小了我国的工业生产质量与西方发达国家之间的差距,弥补了我国的不足。如今,随着我国科技的进一步发展进步,我国的工业生产将把更为先进的电气自动化技术加入生产之中,更加增强我国工业生产在国际上的竞争力。 1.3交通领域之中的应用我国的交通管理行业起步较晚,我国在二十世纪五十年代才开始进行交通工具的普及,交通行业才开始初步发展。在发展的初期,交通行业并不能完全管束汽车的运行,因此,在前期的发展过程之中,交通行业始终无法发挥作用。随着交通灯在我国的普及,我国的交通行业也开始了进步,交通法规和交通法律的不断出台更是加速了交通行业的进一步发展。随着科技的进步,交通管束人员对于交通灯等交通管理设备的管理开始变得更为方便,在电气自动化系统的帮助下,交通管理人员的工作效率也得到了提高。同时,电气自动化控制系统也被应用到了道路监视的使用之中,工程人员使用电气自动化控制来对交通拍照和实时的交通违规检测进行控制,并在发现之后及时对数据进行保存和上传,极大的提高了交通管制的效率,降低了交通管理人员的工作强度,对于我国公共交通事业的发展有很大的好处。 1.4在服务业方面的应用随着社会经济的不断进步,人们对于生活质量开始有了更高的要求,社会服务业也开始在此时逐渐发展,从人力的服务到现在,在科技的帮助之下,服务业实现了全面的自动化服务。与信息技术和电气自动化控制技术的结合使得服务行业的服务设备有了长足的发展,自动化在人民生活之中的普及极大的方便了人们的生活和就业,给人们的生活带来了巨大的改变。 2电气自动化控制系统的未来发展 随着信息时代的到来,电子计算机作为时展的象征,其极广的普及必将改变人民的生活。计算机的普及和发展更是推进了电气自动化控制系统的进一步发展,伴随着信息时代的进步,电气自动化控制系统将变得更为人性化,其智能化的技术进步将可以在人民的生活之中完成更多的工作,改善人民的现有生活现状。在电气自动化控制系统的未来发展之中,信息化和智能化将成为控制系统的发展主流。随着科技的发展,智能城市的概念开始逐渐被城市建设和设计人员所接受。智慧城市主要是借助信息时代,人们之间信息传递的迅速和准确,来完成传统城市之中较为繁琐的职能。智能城市的基本结构与信息系统和电气自动化控制系统相结合,与现实生活之中的服务设施均是通过无线网络来进行链接。同时,城市之中所存在的交通摄像头和传感器方便了城市交通行业和安全行业的服务质量,有利于城市发展。物联网技术将生活之中可以通过网络操控的结构与智能设备相链接,通俗来讲,就是将城市之中的水、电、油、气等公共服务资源,通过无线网络,与家庭或是个人的智能终端机相链接,以便于达到真正的互联,形成更为深刻的智能生活环境。物联网的应用使得生活设施被连入互联网之中,然后其取得的数据会上传到云数据存储器上,并经过大量的计算,得出使用者的个人习惯,以便于在下一次服务时提供更为便捷且个性化的服务。在智慧城市的日常生活之中,经过物联网相链接并将数据上传到云存储之后,这些用户数据经过处理之后,可以分析出用户的个人习惯和个人爱好,经过大数据处理之后,可以提供更有价值的城市管理数据。在未来的城市建设之中,信息技术与电气自动化控制技术的结合使得城市的建设变得更为简单,城市之中的服务部行业可以通过网路进行管理和协调,交通行业和安保行业可以通过网络来进行监管和保护,两者的有机结合加快了现代城市的发展。 3结论 电气自动化系统作为国家的科技生活之中极为重要的一个组成部分,其在社会生活和社会生产之中有着很大的作用,当前的电气自动化控制系统在生活、生产、行业服务等多方面发挥着重要的作用,与信息技术相结合之后,在未来有着更强的发展趋势。电气自动化控制系统必将在未来有着更好的发展,为社会带来更大的进步。 作者:钟腾 单位:武汉晴川学院电气工程学院 自动化控制系统论文:电气自动化控制系统应用及趋势 摘要:随着社会经济的快速发展,我国电气自动化控制系统的应用以及发展取得了举世瞩目的成就,其作为我国主要的科学技术之一,已被广泛地应用到了多个行业中,为了进一步推动电气自动化控制系统更好更快的应用,文章主要针对目前电气自动化控制系统的应用以及发展趋势进行了简要的分析和探讨,希望对促进电气自动化控制系统的应用以及发展具有一定的积极作用。 关键词:电气自动化;控制系统;应用;发展趋势 在电气自动化技术的应用过程中,电气自动化控制系统是主要的优秀之一,它对于整个电气自动化技术的应用具有极其重要的作用,因此,在利用电气自动化技术的过程中,必须要不断的提高对于电气自动化控制系统的重视程度,明确这一控制系统的工作原理,然后结合这一控制系统的原理更好地将这一系统应用到实际工作过程中,并且使得这一控制系统可以得到更好的发展。 1电气自动化控制系统的功能以及特点 对于电气自动化控制系统而言,它的组成结构比较复杂,在利用电气自动化控制系统之前,必须要首先明确它的具体组成结构,然后根据它的组成结构来进一步了解并且掌握电气自动化控制系统的功能以及特点。下面就电气自动化控制系统的具体功能以及特点进行详细的介绍: 1.1电气自动化控制系统的具体功能 与其他的控制系统相比较,电气自动化控制系统的功能比较齐全。因此,在现阶段,电气自动化控制系统已经被广泛的应用到了许多行业中。它的具体功能主要包括下面几个方面:第一,利用电气自动化控制系统可以很好地对LPS这一系统进行准确的了解和监控,进而更好的实现对开关手动同期与自动同期的并网。第二,通过利用电气自动化控制系统,可以进一步对发电机进行全面的控制以及操作,大大的简化了整个工作流程。第三,应用电气自动化控制系统可以更好的实现对发电机中变压器组的保护以及控制。另外,电气自动化控制系统的应用还可以很好的实现对于高压启、备变压器的控制以及操作。 1.2电气自动化控制系统的具体特点 电气自动化控制系统具有极其鲜明的特点,使得电气自动化控制系统可以得到广泛的应用。例如,与其他的控制系统相比较,电气自动化控制系统具有比较强的方便性以及快捷性。在利用电气自动化控制系统进行采集数据的时候,不仅需要采集的对象比较少,而且需要的数量也极其少,并且采集的过程也非常简单明了。另外,电气自动化控制系统具有另外一个比较显著的特点就是广泛性。到目前为止,电气自动化控制系统已经被广泛的应用到了许多行业中,尤其是许多电气自动化产品已经走进了千家万户,成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。最后,电气自动化控制系统的工作效率非常高,通过利用电气自动化控制系统可以更好地改变传统的工作方式,克服了传统工业生产中所出现的所有弊端,减轻了人们的工作负担,同时也极大的提高了工作效率。 2电气自动化控制系统的具体应用 2.1电气自动化控制系统在农业生产中的具体应用 电气自动化控制系统在农业生产中具有至关重要的作用。近几年来,电气自动化控制系统被广泛地应用到了农业生产的各个方面,在农业生产中的机械运作业、精准农业以及微灌自动化控制方面具有非常广泛的应用,它大大地提高了农业生产中农业机械以及仪器设备的可操作性。例如,利用电气自动化控制系统可以实现农业机械的自动播种以及施肥,并且播种以及施肥的效率也非常高。另外,在微灌技术领域中应用电气自动化控制系统,可以更好的实现滴灌设备以及喷头设计等的自动化,使得整个农业生产可以更好的实现自动化。甚至在温度传感器或者压力传感器中应用电气自动化控制系统可以更加精准的对农业生产进行管理和控制,实现了仪器设备的自动化。最后,利用电气自动化控制系统也可以很好的实现精准农业中节水的自动化控制,或者图像处理技术的自动化操作。 2.2电气自动化控制系统在工业生产中的具体应用 在工业生产中,电气自动化控制系统也具有极其重要的作用。例如,到目前为止,我国在冶金、石油生产、发电等许多工业生产中都已经应用到了电气自动化控制系统,而这一控制系统的应用大大的促进了整个工业自动化的发展进程。电气自动化控制系统的应用很好的取代了传统的生产仪器设备。如:电气自动化控制系统取代了传统的继电器顺序控制装置,使得继电器的顺序可以更好的得到控制。另外,电气自动化控制系统对传统开关量控制装置的取代很好的实现了对整个仪器设备的逻辑控制,尤其是在机床、装配生产线等方面,更是大大的提高了这些仪器设备的工作效率。在冶金和造纸等行业中应用电气自动化控制系统可以更好的实现对于大型机械设备的控制和操作。如今,工业生产中普遍都开始广泛地应用电气自动化控制系统,并且也取得了比较显著的成就。 2.3电气自动化控制系统在日常生活中的应用 电气自动化控制系统的应用大大的提高了人们的生活质量水平。例如。在交通运输方面,大部分的交通运输工具都可以利用电气自动化控制系统进行远程的管理和控制。另外,在红绿灯系统以及测速器中也应用到了电气自动化控制系统,工作人员可以通过网络直接对所有工作环节进行管理和控制。最后,在家居装置方面,电气自动化控制系统也已经被广泛的应用到了安全系统以及照明系统中,这样业务管理部门就可以对所有小区进行统一的管理和控制。 3电气自动化控制系统的发展趋势 电气自动化控制系统的功能以及特点,使得它有一个非常好的发展趋势。例如,目前为止,电气自动化控制系统已经由原来单一的设备不断的转变向了多元化、统一化以及集成化等发展趋势。进而使得电气自动化控制系统可以更好的应用到各个行业的各个生产环节中。另外,电气自动化控制系统将渐渐的走向安全化,它的安全防范技术将不断的向集成化发展,进而更好的实现仪器设备、工作人员以及环境的系统安全。最后,电气自动化控制系统将会实现通用化,而通用化可以更好的确保生产现场所有设施、计算监管以及管理系统之间的数据畅通,管理人员可以通过计算机网络对整个生产现场进行直接的监督和管理。 4结束语 总而言之,为了更好地将电气自动化控制系统应用到实际工作过程中,相关技术人员应不断加强对电气自动化控制系统深入研究,只有这样才可以更好地促进我国电气自动化控制系统的发展。 作者:郝建秀 单位:河北唐银钢铁有限公司 自动化控制系统论文:自来水厂自动化控制系统研究 摘要:水是人类生存发展不可缺少的基本资源,人类每天都要喝水,一个人每天水的正常摄取量最低是1200毫升。自来水厂是满足人们用水需求,为人们提供供水服务的重要基础性设施,发挥着重要社会职能。近些年来,随着经济发展,人口数量增多,社会用水需求量不断增长,使得自来水厂生产运营管理难度越来越大。为提高自来水厂管理控制水平,应积极融入自动化技术,设计自动化控制系统,以提高自然水厂运营效率。文章将针对现代自来水厂自动化控制系统展开研究和分析,以促进我国自来水厂逐步走向自动化运营。 关键词:自来水厂;自动化控制;控制系统;系统实现 引言 若人不能摄取足够地水分就会口干舌燥身体不适,各项机能出现异常,严重缺水甚至会出现生命危险,因脱水而死。人对水的摄取量将直接影响身体的新陈代谢、呼吸系统、分泌系统、消化系统、血液循环等多个方面身体机能。水是人类身体中化验反应的媒介,是体内各种营养素和物质运输的平台,是保障身体正常运作的基础。自来水厂为人们用水提供着服务,满足着人们用水需求。但随着城市化进程的加快,传统供水控制系统已无法满足现代化快节奏的生活与企业运作用水需求,引进自动化控制系统,提高供水质量势在必行。 1现代自来水厂自动化控制系统特点与功能 现代自来水厂指具有一定水生产设备,能按照相关工艺标准完成自来水生产过程,并且其水质符合一般生产用水和生活用水要求的企业,主要从事水生产、水销售,为人们提供供水服务,满足人们用水需求[1]。毫无疑问自来水厂担负着重要社会职能,影响着城市供水,影响着供水质量,若自来水厂控制系统出现问题,不仅会影响供水质量,甚至会影响水质,给居民生活造成不便。当前传统自来水厂控制系统已无法满足供水需求与行业发展需求,很多自来水厂开始引进自动化控制系统,以此提高生产效率,降低生产成本,全面提升水质[2]。自来水厂自动化控制系统融入了智能控制技术、传感技术、自动化控制技术、计算机技术,PLC技术、网络技术,整个控制系统由:中央控制站、现场控制总线、电气设备、PLC可编程逻辑控制器组成,通过该系统能实现信息化智能生产控制。而且该系统具有故障检测功能与系统状态检测功能,能实时对设备和系统状态进行检测,及时反馈故障问题,降低故障率,提高生产水平,节约运维成本,避免故障点扩大[3]。而且自动化控制系统,控制精度高,逻辑判断能力强能根据实时生产情况,自动做出控制决策。因此,现代自来水厂生产经营中应积极运用自动化控制系统,进行生产技术改革创新。 2现代自来水厂自动化控制系统设计与实现 通过前文分析可知道,自动化控制系统在自来水厂生产控制中应用的重要意义。从现代自来水厂自动化控制系统设计与实现思路来看,系统控制基本单元应能实时对运行工况进行控制,对设备进行保护,对设备故障进行检测,并自动生成监控数据信息,且所生成信息具有直观性、可视性,能进行显示输出,能为生产操作控制提供依据。系统结构设计方面,要保证结构灵活性与兼容性,应采取模块化设计思路,从而降低设计难度和系统实现成本,主要模块应包括:中央控制模块、数据库模块、控制命令执行模块、工作站模块、数据采集模块、数据处理模块、通信模块、故障诊断与报警模块等等,涉及到的子系统包括:仪表系统、加药控制系统、配电系统、总线系统、PLC系统、流量调节系统等等。各模块与各子系统间应有良好兼容性,以保证系统良好运行,通过各子系统的协调来实现现场数据的采集、处理、传输,发送控制指令,对生产工艺和流程进行自动化控制。从流量调节子系统设计来看,该系统应能根据控制指令及PLC控制编程条件,设置流量定值目标,自动对流量进行调节控制,同时要满足准确性要求,能准确控制流量。而加药控制子系统,应能根据系统指令,自动对药液浓度、配药参数进行自动控制和调节,保证加药符合预期目标,使水质符合标准,避免资源浪费。配电子系统应能够根据生产需要,自动选择适合功率,主动进行无功补偿,调节电压、电流,保证各类仪表与设备保持良好的运行状态,降低故障率。具体系统设计与实现中,不仅要考虑到系统的经济性与功能性,还要保证系统先进性、可靠性、可拓性。保证系统先进性,能提高生产水平,保证系统控制性能,避免自动化系统过早更新换代,导致资源和投资浪费,增加运维成本。而可靠性是自动化控制系统应用的前提,若系统无法保证可靠性,时常发生系统崩溃或误动现象,必然对自来水厂正常生产造成影响,影响正常供水。可拓性是指系统应预留升级空间,能进行系统结构升级。在原有基础上进行系统升级,能降低升级成本。因此,自来水厂在进行自动化系统设计中,应合理选择设计方案,做好系统结构设计,保证可行性和合理性。 3结束语 人类离不开水,水是人类生存的重要物质资源,加强自来水厂建设,保障供水质量和水平具有重要意义。传统自来水厂控制技术已难以适应用户需求和市场要求。因此,自来水厂应积极进行技术改革创新,在控制系统中融入自动化控制技术,进行自动化生产控制,以提高水厂效率和水平,降低自来水厂运维成本,提高供水质量。 作者:王烨峤 单位:萍乡水务有限公司 自动化控制系统论文:计算机技术电气自动化控制系统设计 摘要:如今社会对电力的需求量越来越高,电力也已经成为了许多生产活动必备的元素。对于电气设计系统而言,为人民供应安全可靠的电力是当前的首要任务。专业人员应当利用计算机技术,对落后的电气系统进行淘汰或升级,以便更好地满足人们对电力日益增长的需求。文章主要分析了计算机技术的电气自动化控制系统设计。 关键词:计算机技术;电气自动化控制;系统设计 1计算机技术的电气自动化控制系统设计 1.1线路设计系统 电气设计系统的相关线路较为复杂,必须由专业人员进行操作。线路设计的质量会直接影响到整个供电系统的功能,且线路设计也是电气设计的重点环节之一。设计人员应当引起对线路设计的高度重视,因为这一环节如果没有很好地完成,电气设计系统的相关工作就难以得到正常开展。若要确保电气设计系统能够顺利运作,就必须充分考虑到线路设计系统各个方面的因素,要克服重重困难,争取设计出最为合理的线路。设计人员可利用线路设计系统制作出信息较为完善的图纸,这一步骤需要设计人员将有关信息录入线路设计系统之中,例如设计所要耗费的工程材料、工程的实际路况等等,这一系列工作都是线路设计必不可少的环节。当设计人员做出图纸之后,就可以让系统自主生成数据,这些数据会跟随线路设计的因素变化而变化。线路设计系统能够替设计人员提供线路的实况,便于工作人员适时调节并修改计划方案。 1.2继电保护设计系统 继电保护设计系统中计算机技术的运用主要体现在原理图的绘制方面。在设计原理图以前,工作人员可不必按照原有的点和线进行描绘,而是可以选出贴合自己设计需求的部件,进行自主绘图。在工作人员进行设计时,计算机系统还可以自主把选出的部件插到图纸中,再按照设计人员的动作将画线连接起来。设计工作结束后,系统不但能够自主运算有关数据,设计人员还能依据现实需求利用双向链表对自己的设计图实行改良。继电保护设计系统中保存了各类部件的相关数据,这些部件是系统运作必需的硬件设备。当前市场中的部件信息逐渐更新,因此专业人员也需要对现有的部件实行升级,再将其中储存的信息记录到计算机中。 1.3计算机辅助在绘图中的应用 计算机辅助软件可大致划分为两种,即专门用于电气系统设计的软件与辅助性软件。这两类软件对于电气系统设计而言,都起着极为重要的作用。从近年来电气系统设计软件的进化趋势看,专门用于电气系统设计的软件包括CAD、ABD、FFS等,其中,FFS这一软件操作较为简便,初学者也容易上手,且具有便于动态运算和管理等优势,能够确保图像和型号的统一性,不让其产生误差。当然常用的辅助软件中,最具有代表性的就是Telec软件,该软件大多用在建筑工程领域内的电气设计,和别的软件有着一定差异。这种软件能够进行避雷针的相关运算,还能做出配电绘图,从而充分保障了电气系统设计的完善性。CAD制图软件非常容易操作,且具有很高的开放性,能够支持多种图像格式的转换以及各类硬件设施、操作平台等,因此已经广泛运用于电气系统的相关设计。CAD绘图软件在电气系统设计工作中,起着其他软件难以替代的作用。这种绘图软件可以经由接口连接到计算机上,将平面的物体在计算机中以立体的心态展现出来,从而给系统设计的解析问题提出了有效的处理方法,使得程序运作的构造能以直观的形态展示出来,方便工作人员检查系统设计的成果,并且减少了设计人员的实际工作量,降低了人力工作的强度。CAD绘图软件包括了硬件与软件这两个构成元素,其中,硬件系统又包括了图像保存、图像显示、输入设备、输出设备、信息传输平台等。而软件系统则包括了系统软件与应用软件这两种。目前科学技术飞速发展,无论是CAD、ABD或是FFS软件,都会得到进一步的优化,各类制图功能都会变得越来越成熟,为将来电气系统设计工作的开展提供更多的可能性,并使得电气系统设计工作的效率和质量大幅度提升,协助电气设计系统发展得越来越完善。 2自动化设计发展方向 上世纪50年代,计算机设计自动化概念正式提出,发展至今,已有几十年的历史。其中,计算机设计自动化发展的高潮处于60年代左右。到70年代,诸多大学开始设置自动化课程,并且诸多文献资料得到出版。目前,自动化已成为专家与学者研究的重点课题,是为设计人员带去便利的重要举措,达到缓解设计人员工作任务的目的,将复杂的问题简单化,提高设计质量。针对该领域,诸多数学方面的问题未得到有效解决,为相关人员提供新的研究课题。针对设计人员而言,复杂的技巧、产品设计质量以及丰富的经验是其需要考虑和涉及的内容。近几年,自动化设计获得较大程度上的发展,包括语言描述、布线以及逻辑模拟等方面,迫使自动化设计水平有所提升,致使统一数据库成为其发展方向。与此同时,较为完善的设计系统已在诸多自动化设计单位中得到建立。基于自动化设计作用下,计算机规模有所增加,进而对自动化设计系统提出更高的要求。相对应而言,在增加自动化边设计系统数据基础上,对计算机存储能力、读写能力以及运算方式等的要求均有所改变。因此,自动化设计人员应从自身为出发点,提升工作能力,确保计算机运算方法的准确性,促使其更好地开展自动化设计工作,达到提高设计质量的目的。 3结束语 综上所述,随着我国社会现代化发展目标的逐步实现,电力系统对引入自动化技术产生强烈发展需求。为了满足我国居民在生产生活过程中所产生的用电需求,电力系统应当采取有效措施,逐步完善电气化功能设计,为实现智能化、多元化发展目标做好基础准备,同时维持电力行业稳步发展状态 作者:王辉 张喜峰 曾建强 孔亮 单位:陕西长岭电子科技有限责任公司 自动化控制系统论文:自动化控制系统抗干扰技术剖析 摘要:自动化控制系统在工业领域的应用极大地推动了工业发展,有效提高了工业生产效益,但是在实际操作中工业自动化控制系统也暴露出很多问题,特别是受到多种因素的干扰,严重影响了工业自动化控制系统的稳定性,针对这个情况,应积极采取有效的抗干扰技术,最大程度地降低或者消除各种干扰源。本文分析了工业自动化控制系统的干扰情况,阐述了工业自动化控制系统的抗干扰技术,以供参考。 关键词:工业;自动化控制系统;抗干扰技术 近年来,我国工业发展逐渐朝着自动化、信息化、智能化方向发展,越来越多的自动化控制系统被应用在工业生产中,然而工业自动化控制系统应用现状却不理想,各种各样的干扰源对于自动化控制系统的稳定、正常运行产生了直接影响,所以应充分了解工业自动化控制系统受到的干扰情况,有针对性地进行抗干扰处理,提高工业自动化控制系统运行的稳定性。 1工业自动化控制系统的干扰分析 1.1传导干扰 (1)信号线引入干扰。 电流通过信号线过程中产生感应磁场,相邻信号线受到感应磁场影响会产生一定的感应电流,随着感应电流的增大,和检测开关相连接的接收设备会受到干扰影响,由于信号线中电流持续流过,会影响和信号线相连接的自动化控制系统正常运行,使得控制器逻辑数据不稳定,甚至发生死机或者错误动作。 (2)设计施工干扰。 工业自动化控制系统在施工设计阶段,由于操作、设备型号、调试、安装、工程技术设计等因素,安装设计过程中,接地系统混乱或者控制器、高频发生器或者开关高功率设备之间的距离较短,造成工业自动化控制系统设计施工干扰。 (3)电源线干扰。 工业现场的电源线干扰非常常见,其主要来自两个方面,一方面是工业自动化控制系统受到供电电源耦合影响;另一方面,干扰信号通过供电电源系统进入自动化控制系统。工业自动化控制系统主要通过电网电源供电,其运行过程中经常受到很多因素的干扰和影响,例如,电网短路暂态冲击、大功率用电设备停止或者开启、电网波动等都会影响工业自动化控制系统的正常运行。 1.2辐射干扰 工业自动化控制系统受到的辐射干扰主要是指电弧电路、高频感应设备、雷电、射频设备等产生的干扰,对于这种干扰源,在实际应用中没有很好的方法进行消除,而可以通过减弱或者直接切断电磁干扰传播途径,采用装设防雷设备、合理布置线路、保护隔离、等位机屏蔽或者联机等措施,保障工业自动化控制系统的安全运行。 2工业自动化控制系统的抗干扰技术 2.1软件设计 工业自动化控制系统设计过程中,采用惯性滤波、限幅滤波、中位值滤波、平均值滤波等方法通过计算机程序对系统信号实现数学处理,消除或者减少干扰信号的强度、数量,保障输入信号的稳定性和可靠性,这种方法计算机程序很容易移植,便于修改系统参数,有效提高数字滤波的稳定。 2.2管线设计 为了减少工业自动化控制系统的干扰,应优化管线设计,包括通信线、电源线、信号线管道等,电源线设置应和通信管线保持足够距离,并且使用金属管道覆盖通信管线,正确敷设电缆线路,结合抗干扰、经济性、实用性等因素,选择合适的信号电缆线,其中最常见的是双芯屏蔽双绞线,电缆线敷设过程中应注意以下问题:其一,对于不同信号,敷设不同电缆线路,结合传输信号类型,分层敷设电缆线路;其二,不能使用同一根多芯电缆同时传输数字信号和模拟信号,电缆和电源线不能共用;其三,不能在同一个线槽中放置电源线缆和信号线缆,避免平行、近距离的进行敷设施工,若电源线缆和信号线缆必须放置在一起,两种线缆应保持60cm以上的距离;其四,大功率电动机应和信号线缆保持适当的距离。 2.3电源设计 若工业生产现场包含变频器和大功率器件,对于电源线路采取科学有效的抗干扰措施,对电源设备进行有效隔离,在进线电源分级部位设置避雷器,使用隔离变压器设置在PLC电源输入端,对于隔离变压器的次级绕组和初级绕组,装设屏蔽层,然后做好可靠接地,通过双绞线作为二次侧接线。 2.4接地设计 工业生产现场环境变化会干扰信号线,发生误动作、测量精度下降、死机、程序跑飞、系统数据混乱等现象,这主要是由于接地系统设置不合理,对于工业自动化控制系统应做好接地设计,通过正确、合理的接地设计,有效抑制工业自动化控制系统受到电磁干扰影响,在实际应用中包括信号屏蔽接地、系统接地和安全接地。工业自动化控制系统接地设计过程中,严格区分保护接地和工作接地,保护接地电阻不能超过2欧姆,强电设备接地点和接地极接地点之间保持10m以上的距离,埋设在工业生产现场建筑物周围10m的区域。信号源接地设计,在信号侧接地设置屏蔽层,若信号线中间如果有接头,做好绝缘处理,牢固连接屏蔽层,防止信号线多点接地,连接多芯对绞电缆线和屏蔽双绞线,相互连接好各个屏蔽层,然后进行绝缘处理以后,选择合适接地位置进行单点接地。另外,计算机接入信号之前,在大地和信号线之间连接电容,有效减少共模干扰,将滤波器装设在信号两极之间,减少差模干扰。 2.5选择合适器件 结合不同电子设备的特性,选择合适的器件,例如,通过设置RC、AD双积分滤波器,使电流信号和电压信号转换传输过程中消除高频干扰,有效减少差模干扰。采用双绞线和差动输入器,做好单边接地、屏蔽地线和光电隔离,消除共模干扰。 3结束语 工业自动化控制系统在实际应用中容易受到各种各样的干扰影响,而干扰抑制是一项非常复杂、系统的项目,应综合考虑多方面因素,在施工设计过程中结合自动化控制系统的规格和型号,做好各方面的抗干扰设计,提高工业自动化控制系统的安全性和可靠性。 作者:李晓亮 耿小强 单位:东软集团股份有限公司 自动化控制系统论文:现代化镀锌生产线自动化控制系统 热镀锌板利用冷轧薄板作为生产原料,采取一定的工业手段将镀锌层包覆于钢板表面,并通过包覆镀锌层的方式,提高钢板的耐腐蚀性和延长钢材在恶劣环境条件中的使用寿命。镀锌生产线的基本工作原理为:将镀锌液维持在450.0℃的状态下,在钢板通过镀锌液时,镀锌液体会与氧气发生化学反应,形成具有较高致密性的氧化锌薄膜,并完全附着于钢板之上,可避免外部具有腐蚀性的介质直接与钢板表面接触,从而起到提高耐腐蚀性的作用。 1镀锌生产线概述 马钢股份有限公司冷轧板厂1#连续热镀锌线是马钢公司投入使用的第一条镀锌生产线。该镀锌生产线年均生产能力为3.0×105t,产出产品为镀锌薄板(供建筑业、家电制造业和彩涂业使用)。本生产线自动化控制系统由3部分构成:①一级。是指基础自动化系统。②二级。是指模型控制系统。③三级。是指与厂级自动化系统对接的部分。 2网络结构分析 针对镀锌生产线所设置的自动化控制系统由两级网络构成,一级为生产控制工业以太网网络,二级为生产管理以太网网络。两级网络结构建立在TCP/IP协议基础之上,可实现数据通信,并经过一级信号数据库服务器与二级服务器连接。在镀锌生产线自动化控制系统网络结构中,一级自动化系统中的PLC控制器以其所对应的操作终端、二级操作终端作为两级以太网网络的节点,并在不同的位置接入以太网内。现场远程I/O接口在Genius网络支持下与PLC终端连接,带位置控制的设备装有编码器,按区域组成4个Profei-Bus网,分别接至入口、中间、出口PLC控制器Profei-Bus的主板,从而实现对位置的精确控制。镀锌生产线现场传动设备基于IS-BUS与PLC终端连接。对于独立设备,比如镀锌生产线上称重设备、焊机和气刀等,与系统的接口为以太网直接与PLC终端的连接。 3一级自动化控制系统的构成 3.1一级数据库服务器 在一级自动化控制系统中,一级数据库服务器的主要应用功能是对整个镀锌生产线的运行状态进行全面监测和控制,分析网络通讯的运行情况,收集生产控制所需的关键数据信息,根据运行状态生成报警信息,遵循优先权分级标准对报警信息进行管理,并可提供镀锌生产线在各种状态下的生产报告。 3.2操作终端 在一级自动化控制系统中,操作终端的主要价值是辅助对镀锌生产线运行状态的检测和控制,为各种生产控制功能的实现提供必需的画面组态支持,并根据画面对生产控制操作提出建议。在本文所构建的自动化控制系统中,可应用GE-Fanuc所提供的人机界面实现操作终端的功能。该人机交互界面的最大特点是实现客户与服务器HMI系统的融合,实现全网络化的监督控制和数据收集功能。其基本构成包括服务器和终端两部分,前者负责采集、发送生产线的运行数据;后者负责连接服务器,并显示和控制数据。 3.3PCL控制器终端 在一级自动化控制系统中,GE-InnovationPLC控制器是实现大量自动化控制功能的优秀模块之一。相比于模拟控制模块而言,为了更好地满足镀锌生产线对自动化控制提出的要求,本文选用了基于可用控制块语言编程的控制器。本类型PLC控制器具备中断驱动操作的控制中心,响应速度快、诊断功能强,支持多类型的I/O接口,在复杂的大型系统中的应用价值较高。 3.4传动设备 本系统中的传动设备为Toshiba公司的IGBTPWM变频器。在一级自动化控制系统中,传动设备的主要功能是实现对交流电动机的调速控制,根据其使用范围可进一步划分为无传感器矢量控制和有传感矢量控制两部分。传动柜直流电源有IGBT整流和二极管整流两种,IGBT整流元件的整流柜用于开卷机、活套、张紧辊、夹送辊和卷取机等;二极管整流元件的整流柜主要用于风机、刷辊等。 4二级自动化控制系统构成 4.1过程自动化功能的实现 在本系统中,过程自动化功能的实现主要包括以下4部分:①接收一级自动化控制系统发送的处理命令,并通过PDI原始数据输入的方式处理每个卷所对应的信息;②在对卷信息进行处理的过程中跟踪卷动态,并生成与之相对应的调整设定点,显示有关线、卷的修改参数信息;③通过操作员显示屏幕对非正常运行状态提出报警指令;④诊断各个卷的产出性能,并形成数据报告。 4.2生产控制模型 在整个镀锌生产线自动化控制系统中,共涉及2个生产控制模型,分别为有关镀层重量的控制模型和有关加热退火炉燃烧状态的控制模型。模型机软件系统采用日本新日铁公司提供的技术。在模型的选用和构建过程中,可在二级自动化控制系统的以太网网络挂设专用计算机,并通过网络实现与二级服务器的信号交换。二级系统接受三级系统下发的钢卷信息,并通过协议地址发送至模型机,模型机将符合该钢种的控制数据在焊点到达退火炉和镀层测厚仪时分别传输给它们,从而达到自动控制炉温和锌层厚度的目的。 4.3二级系统与厂级系统的接口部分 二级系统和三级系统之间的数据传递会经过ODBC数据库。二级系统将建立一个与三级系统数据库的ODBC连接,并直接从三级数据库中读取所需的数据。当卷数据处理完成后,二级系统将通过ODBC连接直接将所有的卷数据写入三级系统数据库。 5结束语 在近年来的实践中,我国各类冷轧线的处理开始展开自主集成技术的研究,自主集成技术的应用逐步替代了国外引进的应用模式,但在自主技术研发方面尚处于起步阶段,相关技术仍未成熟。本文着眼于对镀锌生产线自动化控制系统的研究,对该控制系统的构成、网络结构和控制功能进行了详细分析,希望能促进有关自动化控制系统研究的进一步发展,从而更好地保障镀锌生产线的安全、稳定、高效运行。 作者:杨志平 单位:马钢股份冷轧总厂点检一分厂 自动化控制系统论文:探求电气自动化控制系统设计 1电气自动化控制系统的功能与组成 电气自动化控制系统主要由以下几个部分组成:第一,电源供电回路,为控制系统的运行提供电源。第二,保护回路,一般由熔断器、稳压组件、继电器等组件组成,对电气设备和线路的运行实现保护作用。第三,信号回路,通过一定的转换规则,将电信号转换为直观的形式,以此来快速的判断设备和线路的运行是否处于正常工作状态。第四,自动与手动回路。在自动化控制系统中仍然需要手动环节的控制作用,通过转换开关的作用快速实现自动与手动的切换,能够促进控制功能的有效发挥。第五,控制停车回路。在自动化控制系统中,包括启动设备和制动设备,才能实现能耗制动、倒拉翻转制动等,根据不同的设备制动需求选择不同的制动设备。第六,自锁及闭锁回路。自锁是在控制系统启动以后,电气设备维持正常工作环境的状态,而闭锁则是用来保证电气设备和线路正常运行的稳定性和安全性。一般在控制系统中,如果包括两台或者两台以上的设备,只能实现对一台设备的自锁功能。 2电气自动化控制系统的设计思路 2.1集中监控方式 这种控制方式最大的有点就是操作起来简便,而且进行防护设计方面也相对比较简单。不过这种控制方法必须把所有设备的所有功能都集中到一个处理器中,这就容易造成处理器任务过重,而且一旦处理器发生故障,那么将会直接影响整个控制系统的正常运行,进而影响生产效率。而且设备中隔离道闸的操作特别容易受到辅助接点的影响,导致无法正常操作,这样就会增加维修费用,给企业带来更多的生产成本。所以我们应该加强对这种控制技术的了解,在使用的时候也需要进行科学衡量才能够保证生产顺利。 2.2远程监控方式 这种控制技术具有很多优点,例如,节约生产成本、可靠性能高、操作比较灵活等等,所以在系统控制方面能够被广泛使用。但是这种技术受到通讯速度的影响,所以在使用这种技术时,应该确定操作设备能否满足该技术通讯速度的要求,而且这种监控方式只适合在小型设备中使用,不能够用在大型电气设备中,这也是我们应该注意的问题。 2.3现场总线监控方式 这种方式是当前电气自动化控制系统中最为常用的控制技术,在实践中的应用效果十分好,取得了很多成功的经验,为智能电气设备的发展提供了重要借鉴。相比其他控制技术来说,这种方式的适用性更强,能够根据不同的需要选择最合适的控制系统设计,给生产带来更多的便利。由于这种技术本身就存在监控功能,所以不需要很多的使用设备,只要根据需要直接安装相关的智能设备,实现与监控系统的连接,就能够实现远程监控,极大地减少电缆的使用数量,提高了生产效率。此外,这种控制方法中的设备都是独立才做的,通过计算机把各个设备之间相互谅解,不仅能够很灵活的进行组合,还能够提高系统运行的可靠性,而且其中任何一个设备发生故障都不会对整个系统产生影响,保证生产的正常运行。这种技术也是未来电气技术发展的主要方向,我们应该对此深入研究。 3电气自动化控制系统的发展趋势 随着科学技术的快速发展,计算机应用技术的普及,电气自动化控制技术在各行各业中被广泛应用,特别是随着OPC技术的诞生,进一步促进了电气自动化控制技术和计算机的结合。未来电气技术和计算机技术的融合将更加紧密,这也是当前以及未来电子商务的目标。不论从电气技术发展角度来说,还是从计算机技术发展角度来看,电气自动化控制系统必然会随着时代的进步而进步,同时能够在不同领域发挥重要的作用,使生产率得到很大提升,进一步促进我国经济的发展,提高我国电气技术在国际上的地位。 4结束语 综上所述,文章对当前如何做好电气自动化控制系统设计工作,旨在能够促进我国电气技术的快速发展。在进行设计的过程中,应该对设计中的要点进行全面掌握,根据不同用途不同需要选择合适的设计方案,保证整个电气自动控制系统额稳定运行,这对于我国经济的发展有重要的促进作用。 作者:黄亮亮单位:广州市水务科学研究所 自动化控制系统论文:水利工程管理自动化控制系统研究 摘要:水利工程是当前一项十分重要的社会工程,对社会上各个方面发展均有着十分重要的作用。为能够使水利工程作用得到发挥及保证其正常运行,水利工程管理是十分重要的一项工作,在当前水利工程管理中,自动化控制系统的应用使管理工作质量及水平得到很大程度的提高,促进水利工程管理进一步发展。 关键词:水利工程管理;自动化控制系统;应用 水利工程管理是当前保证水利工程正常运行的基础条件,并且也是关键内容,随着现代信息技术及自动化技术的不断发展,在水利工程管理中自动化控制技术也得到越来越广泛的应用,并且对水利工程管理有很大帮助。因此,在水利工程管理过程中,为能够使工作质量得到提高,应当对自动化控制系统应用进行科学分析,并且充分掌握,从而使水利工程管理得以更好发展。 1自动化控制系统工作原理 调水工程中需要使用大量水泵及其辅助设备来组成泵站系统,由于泵站机组容量的不断增大、泵站工程的安全可靠性和节约能源的要求不断提高。为了实现水资源的合理调配与使用,需要发挥泵站的最大效益。为了提高泵站运行的安全性和可靠性,需要有现代化的手段来对泵站的运营进行管理。因此,泵站实施自动化和信息化建设,是泵站日常运行管理工作科学化、规范化、现代化的重要举措,是为了上述目标的重要手段。同时对提高泵站运行管理工作效率,保证泵站长期高效、可靠的运行有重要意义。该系统的运用能够使泵站运行管理人员大大减轻其工作强度,另外还能够使泵站机电设备的综合使用效率以及寿命均得到有效提高,还能够使工作人员对泵站综合运行情况进行直接查询及了解,便于远程管理调度,对水利工程自动化管理水平提高有着十分重要的促进作用。 2水利工程管理中自动化控制系统的应用 2.1利用自动化控制系统监测控制水泵机组 水泵机组在泵站中属于十分重要的一种能源转换设备,其组成主要包括两大系统,即同步电动机与水泵。在水泵机组使用过程中,当开机时自动化控制系统首先应当将防洪闸门打开,同时将清污机启动,使其运行,并且应当对同步电动机组内的励磁系统进行动态检测,对其实际运行状态进行观察,注意是否良好。自动化控制系统内部存在自动判断程序,其能够对各类启动条件进行判断,在确定均与预设参数要求满足情况下,才能够继续进行开机控制。在水泵机组实际运行过程中,自动控制系统便开始进行实施监测,利用有关传感器元件对机组内部各个相关机构元件情况进行动态监测,利用内部运算程序能够对相关数据进行动态分析判断,可随时进行记录,并且实时进行调节,从而使机组运行能够保证处于最佳状态。在自动监测过程中,若有系统故障发生,自动控制系统可对相应执行机构进行实施操作,从而将报警或者事故跳闸等相关动作完成。 2.2利用自动化控制系统监测励磁控制系统 在机组启动以及实际运动过程中,对于励磁装置中晶闸管元件相关运行参数,利用自动化控制系统中上位机可实时显示,并且能够进行记录。在上位机上,相关工作人员依据调度参数可对任何闭环进行调节,从而能够实时调节切换机组恒电流运行、恒功率因素运行以及恒无功率运行状态。对于自动化控制系统而言,其所设置的为综合调节方式,即中控及现地相互备用。当自动化控制系统中上位机有故障出现时,运行人员可选择现地励磁综合控制单位执行,在现地单位中利用可视化人机互通触摸屏系统借助触摸软电子按钮或者键盘直接调节励磁系统,从而使机组运行可靠性得到有效提高。在系统实际运行过程中,当同步电动机有故障出现时,对于自动化控制系统而言,其不但能够利用上位监控系统通过声光等有关方式对中控运行人员进行报警提醒,使其及时排查相关故障单元,另外在现地触摸屏系统中还能够显示报警,避免工作人员出现误操作情况。 2.3利用自动化控制系统可视化监视泵站全局 对于自动化控制系统而言,其上位机中的可视化人机互通界面中,设置整个泵站层次重叠菜单的画面,其包括主变监视、电气主接线、开机及停机判断闭锁流程图、水泵机组单元监视以及油气水等,另外还包括闸门控制系统。在泵站运行管理过程中,相关工作人员只要利用鼠标对上位机各个功能菜单选项直接进行选择,便能够全方面了解整个泵站系统运行状态以及相关数据信息,从而能够将合理高效运行调度计划制定出来。为能够使管理工作更加方便,在自动化控制系统中,对于每个管理人员而言,其均设置密码,在管理界面上只有将正确个人信息输入,然后才能够利用自动控制系统管理整个泵站。另外,在自动化控制系统中,还有多层防护闭锁程序的设置,可有效避免出现人为误操作事故,使整个系统都能够保证高效稳定运行。 3结语 在水利工程管理过程中,为能够使管理工作水平及效率得到有效提高,应当对自动化控制系统进行合理应用,该系统的应用能够实现对水利工程中各个方面的自动化管理控制,对水利工程自动化管理水平的提高十分有利。相关水利工程管理人员应当对自动化控制系统应用熟练掌握,并且合理应用。 作者:刘文慧 单位:山西黄河万家寨水务集团有限公司 自动化控制系统论文:电气工程与自动化控制系统实践 近些年来,随着科学技术的不断进步,电气工程与自动化控制系统技术水平也日益提高,在工业生产中占据着重要地位,具有提高自动化水平、提高生产效率、延长设备使用年限等特点。因此,做好电气工程与自动化控制系统的实践是企业应当重视的工作。 1电气工程与自动化控制系统的概述 (1)电气工程与自动化控制系统的设计。在电气工程与自动化控制系统设计中,主要有闭环控制、开环控制以及复合控制三种,其中,闭环控制控制过程是根据给定值和反馈量偏差来完成的,能够预防震荡,确保控制装置正常工作。开环控制的控制装置与受控对象之间是顺向作用,优点在于控制过程、系统结构简单,不足之处是控制精度差、抗干扰能力低,主要适用于对控制性能要求相对偏低的场合。复合控制是一种反馈控制方式,只有在被控量变化后,控制系统才会进行调节与控制,控制过程、被控量不会受复合控制的影响。 (2)电气工程与自动化控制系统的方式。电气工程与自动化控制系统主要可以分为集中式、分布式以及信息集成化三种,具体是指:首先,集中式控制系统。此种控制系统只有一个处理器,承担着系统的所有功能的处理任务,其优点是系统结构简单、设计与操作简便、维护成本较低,其缺点有在监控对象增加时,处理器工作效率会降低,处理工作过程会受任务多少影响,主机使用空间减少,在功能增加时,只能通过增加电线方式解决,会增加成本,影响系统可靠性[1]。其次,分布式控制系统。此种控制系统有多个控制回路,每个控制回路分别承担一部分系统功能,可以有效解决集中式控制系统的不足,同时实现对数据的集中获取、管理与控制。但是,分布式控制系统也存在一定不足,主要是受仪表类型复杂、标准不一影响,会增大维修工作难度。第三,信息集成化控制系统。信息化集成控制系统是在计算机技术、信息技术等基础上发展出来的一种控制系统,是指在电气自动化控制设施与机械设备之间以信息技术作为连接,比如微电子处理技术等,提高信息获取效率,提升控制系统自动化水平。 (3)电气工程与自动化控制系统的重要性。在工业生产中,电气工程与自动化系统起着十分重要的作用,具体体现在以下三方面:首先,能够提高设备的可靠性,通过自动化系统,可以对电气工程相关设备状态进行自动检测,检验元件参数指标以及可靠性,确保在各种环境条件下,设备都可以良好运行,并对其进行相应改进与完善,确保电气工程的可靠性。其次,可以增强系统的适用性,在生产过程中,电气工程与自动化系统能够自动记录所有的运行数据,并通过对数据的自动分析、对比,根据实际需求来对工作进行自动控制与调节,从而有效增强系统的适用性。第三,可以提高生产的先进性,在工业生产中,自动化控制水平是一项十分重要的衡量指标,通过应用电气工程与自动化控制系统,可以自动完成对生产过程与产品的测试工作,在保证产品品质的同时,提高生产效率,从而实现生产先进性的提升[2]。 2电气工程与自动化控制系统的实践 (1)在智能化方面的实践。在电力系统当中,其运行的可靠性、安全性等与智能化水平有着密切联系。因此,将电气工程与自动化控制系统应用于系统的智能化当中,可以提高系统的自动调节能力,解决电气工程早期自动化控制存在的不足,促进电气工程的进步,有效提升电气工程自动化控制的整体水平。对于智能化控制器而言,其优点主要是可以同时完成诸多不同数据的处理,也可以承担一些其他控制器难以完成的工作,比如难度较高、危险性较大的工作。电气工程与自动化控制系统在智能化方面实践,不仅体现在提高智能化技术的先进性、实用性方面,还体现在增加电气工程的稳定性上。在未来工业发展趋势中,智能化方面电气工程与自动化控制系统应用将会越来越加广泛,分布在智能化的各个领域,对智能化的发展与进步起着重要促进作用。因此,应当加强对电气工程与自动化系统在智能化方面实践的研究,针对不同问题采取相应的措施,可以提高智能化中电气工程与自动化系统可靠性与安全性,避免事故发生[3]。 (2)在变电站配电的实践。在变电站配电中应用电气工程与自动化控制系统,会对变电站运行设备故障与事故进行自动记录,利用监控、操作的图像化与智能化特点,不仅可以提高变电站运行效率,也能够有效提高变电站配电自动化系统的管理水平,对变电站配电进步有着重要意义,有助于促进电气工程自动化控制的发展。 (3)在电厂分散测控系统的实践。在电厂运行中,分散测控系统是一项十分重要的内容,可以对电厂锅炉、发电机等运行状态进行动态、实时测控,及时发现潜在隐患与问题并加以解决,确保电厂运行的安全可靠。在电厂分散测控系统中,采取的通常是分层分布结构,将电气工程与自动化系统运用与电厂分散系统中,可以提高分散测控系统的监测工作的效率与准确性,实现自动化控制,起到保护分散监控系统的作用,提升系统稳定性。 3结语 综上所述,电气工程与自动化控制系统是国家社会经济发展的重要基础,加强对电气工程与自动化控制系统的了解,掌握其设计方式、控制系统模式等内容,将其合理应用于工业生产的实践当中,对于工业生产效率提升、产品质量等起着重要保障作用。因此,对电气工程与自动化控制系统的实践展开研究,借鉴先进技术,提高系统的稳定性与可靠性,对电气工程与自动化控制系统发展有着重要意义。 作者:曾苏英 单位:国网江西寻乌县供电有限责任公司 自动化控制系统论文:电气工程及自动化控制系统应用 引言 随着科学技术的不断发展,在日常的生活及生产过程中,人们逐渐地追求一种无人或者由少人操控的自动控制系统。这不但能够提高生活质量还能提高生产的智能化水平,并且能有效的减少人工疏忽所造成的错误或者事故。因此,电气工程及电气自动化控制系统在现代生活中得到了广泛的应用,小到日常里家用的电气设备,大到大型的工业设备都离不开电气自动化控制系统。近几年,电气工程及电气自动化控制系统已逐渐成为科研技术中的热门研究领域。 1电气工程及电气自动化 1.1概念 电气工程及其自动化领域的有关研究与其他学科之间有着紧密的联系。电气工程及其自动化技术是对当代热门领域技术如网络信息技术、电力电子技术、计算机技术等的充分融合。因此,我国对于电气工程及其自动化的定义就不应当有所局限。在现实生活生产当中,应用到电气工程及其电气自动化的领域非常多,比如:在我国家庭当中墙上的电灯线路、配电板;以及经常在电视上出现的宇宙飞船的顺利升空等。这些领域和行业都在使用电气工程及其自动化的技术。这样就使得电气工程及其自动化的概念更加具有全面性和包容性。 1.2电气工程自动化控制系统设计的内容 自动化控制系统的设计可以分为以下三种类型: 1.2.1开环控制。这种电气自动化控制装置是一种通过对受控的对象施加顺向作用以使其得到智能化的控制,如图1所示。采用开环控制的方式能够使控制对象与电气自动化的控制系统之间形成更加完整的结构体系,并且具有控制过程操作简单等的优点。但是,采用这种方式也使得电子自动化系统比较容易被外界干扰,从而降低这种控制系统的控制精确度。于是,使用电气工程的企业和领域通常将这种控制系统应用于对控制的及时性和精确度要求不高的方面。 1.2.2闭环控制。与开环自动化控制装置相对的是闭环的控制系统,其具有逆向作用,如图2所示。也就是说采用闭环控制系统的电气工程能够准确的显示出控制变量对整个控制过程所造成的作用力和影响,从而能够实现控制结果和控制标准之间的比对。并且能够根据对整个控制过程的观察,找到导致差异出现的主要流程当中所存在的问题,从而通过消除差异来实现对整个电气工程的控制作用。由于其具有减弱以及消除问题的作用,所以使用电气工程的企业和领域通常将这种控制用于防止突发事故的出现导致系统不能正常工作的问题。 1.2.3复合控制和反馈控制。这种控制系统通常用在对整个系统的变量进行监控时,当电气自动化所控制的电气工程系统中的监控的变量参数发生改变之后,使用复合、反馈系统对当中出现的问题进行修改,并且做出适当的控制和调整,在变化发生后才做出相应调节和控制。可以看出,由于其难以及时对被控量实现及时、动态的控制,复合和反馈控制系统与闭环控制系统所实现的实时控制存在较大的差别。 2电气自动化控制系统对电气工程的影响 2.1实现了产品试验方法的先进性 电气自动化控制系统的应用实现了对产品的实验。由于电气工程不仅仅涉及到人们生活中的一些电路、机械及生活用品,还涉及到一些具有高危害性的实验、具有设计复杂电子设备的生产。因此,使用电气自动化控制系统能够提高人工参与的精确度,或者是不适合人体直接参与的工作。使用电气自动化控制系统能够有效的避免上述问题,并且通过高精尖仪器的分析能够提升有关工作的质量和精确度,极大的方便了对产品的实验和试验。 2.2提升了电气工程的可靠性 电气工程可靠性的提高依赖于电气自动化技术控制精确程度的提高以及有关电子元器件的合理搭配。由于大多数电气工程产品的结构比较复杂,牵一发而动全身,因此使用电气自动化系统一方面能够减少由于人工成本增加拉低的企业整体生产力水平,另一方面能够有效的避免由于人工所产生误差。在使用电气自动化系统时,应当注意坚持电气自动化控制系统的设计,其一方面需要对所涉及的技术进行定期的研究和更新,从而促使其能够根据电气工程的需求而进行不断的提高,另一方面也需要在对整个电气工程进行自动化监控系统进行设计时,依据系统化为其设计一种易于检测的方式和方法,从而使得其对电气自动化系统的日常维护能够更为方便。 3电气自动化在电气工程中的应用 3.1发电厂分散测控系统自动化的应用 在我国的发电厂的分散测控系统当中,通常会使电气自动化控制系统作为整个分散测控系统设计具有分层的结构。通过利用这种分层的结构,我们能够有效的得到发电厂中各个区域的受热信号,并且能够及时发现其多个发电设施当中出现的各种故障,从而降低发电厂发电终端现象的产生率,来保证企业整体的持续稳定运行。除此之外,还能够借助于电气自动化的控制系统来实现监控整个发电流程,动态的将预设参数与电力产能、机器运作参数来进行比较,从而对机械工作的台数做到适度的调控,平衡发电厂的产能,来实现对企业资源的更优分配,大大节约了企业的成本利用,提升了企业的价值和运营效率。 3.2变电站配电自动化系统的应用 电气自动化技术所构建的电气自动化控制系统在我国变电站中也有所应用。其通常是在这一技术之上搭建起计算机的硬件处理系统,通过为整个变电站安装监控摄像头,来获取变电站内机械设备运营现状和部员工工作现状,由此实现对整个变电站工作流程的监控。通过使用这些具有智能化和图像化的信息,能够更加准确的了解企业内部事件的发生及其运行,从而降低了人为直接监控的成本,使变电站的配电系统能够逐渐朝着综合自动化的方向不断前行。 4结束语 电气工程及电气自动化控制系统的应用,能提高各行业内自动化水平,同时还能提升其运行管理的水平。除此之外,通过电气自动化控制系统对生产过程的控制可以在很大程度上减少生产成本,并提高设备的安全可靠性,大大的提高生产效率。就目前电气工程及电气自动化的控制系统的发展而言,随着科技水平的不断提高,电气自动化控制系统将会得到进一步的优化,为企业为社会创造更大的财富。 作者:刘烈金 单位:南昌市火车站广场管理处 自动化控制系统论文:探讨自动化控制系统设计方式 1取苗机构的主要部分动作控制过程 1.1苗盘输送的控制过程 苗盘输送机构的主要功能是把苗盘固定在上面,通过步进电机带动,每隔一固定时间转动1次,每次只转动1个固定距离(即为穴盘的格子间距),将1排穴盘苗送到指定的位置,通过液压顶苗杆将秧苗顶出。当整盘苗全部被顶出后,输送装置会将穴盘输送走,进行回收,并且将下一盘苗送到指定位置,从而实现穴盘苗均匀、连续地输送到位。 1.2液压顶苗杆的控制过程 液压顶苗杆的动作过程是间歇往复伸缩运动,目的是将到达指定位置的穴盘苗从苗盘中顶出。当输送定位传感器检测到苗盘到达指定位置时,就驱动液压缸反复伸缩运动。根据实际需要,确定其顶出的距离,即可将整排秧苗顶出,然后顶杆缩回。 1.3放苗输送机构的控制过程 当穴盘苗被顶杆顶出,落入到下方的曲线导苗管由于穴盘苗根部重力大,穴盘苗将直立着落到放苗输送带上的每个隔板之间。放苗输送带由步进电机驱动,可根据实际作业要求设定其转动速度,将秧苗喂入到投苗机构中,由投苗装置再将秧苗进行栽植。当落入到放苗输送带上的一排苗全部喂完后,电机停止转动,输送带等待下一排的穴盘苗的落入。通过上述各机构之间的运动控制配合,可将穴盘苗从穴盘中自动喂入到投苗机构中,由投苗机构将秧苗置入田间开出的沟穴中,进行覆土和镇压等工作,从而完成穴盘苗的整个移栽过程。 2控制系统硬件设计 控制系统是取苗机构的指挥系统,通过它可以让执行器按照规定的要求进行工作。可编程序控制器(PLC)是一种数字运算操作的电子系统,与继电器相比,它具有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、体积小和能耗低等特点。因此,本设计选用PLC作为取苗机构的控制系统[8]。在取苗机构自动取苗过程中,主要会涉及到以下几步:1)苗盘输送机构处的传感器1检测苗盘输送带上是否有苗盘。如果没有,则发出报警信号。2)液压顶苗杆处的传感器2检测穴盘被顶出的那排穴盘中是否有秧苗。如果有,驱动液压缸伸出,顶苗杆将秧苗顶出穴盘;如果没有,电动机1启动,带动苗盘输送带传动,直至传感器2检测到有苗,液压顶苗杆顶出秧苗后返回原位。3)放苗输送机构输送带1上的传感器3检测其上是否有秧苗。如果有秧苗,电动机2启动,将秧苗喂入栽植机构;如果没有,则等待。4)放苗输送机构输送带2上的传感器4检测其上是否有秧苗。如果有秧苗,电动机3启动,将秧苗喂入栽植机构;如果没有,则等待。在此控制系统中,PLC输入端与传感器、行程开关和按钮等相连,而输出端直接和电动机、电磁阀、指示灯和报警信号等相连。各种逻辑控制及时间控制在PLC内部实现。 2.1可编程序控制器(PLC)的选择 首先,根据设计的工艺要求确定I/O点数。其中,输入13点,输出10点,再增加10%~20%的备用量,以便随时增加控制功能。再根据I/O点数、编程与程序调试的灵活性、扩展性和性价比等要求,选用的可编程序控制器为西门子S7-200系列中的S7-200CPU226。它有24个输入点、16个输出点、2个RS485通讯口。其中,1个通讯口与计算机相连,1个与操作界面相连,方便编程与调试。S7-200CPU226包括1个中央处理单元(CPU)、24V直流电源以及数字量I/O点,这些都被集成在一个紧凑和独立的设备中。 2.2步进电动机的选择 步进电机是将电脉冲转化为角位移的电气设备。脉冲的数量决定了旋转的总角度,脉冲的频率决定了旋转的速度,方向信号决定了旋转的方向。根据被控设备的技术数据,采用二相八拍混合式步进电机,型号为42BYGH101。 2.3传感器的选择选 择接近开关作为检测有无秧苗的传感器。接近开关有3根连接线(红、蓝、黑),红色接电源的正极,黑色接电源的负极,蓝色为输出信号。当与秧苗接近时,输出电平为低电平,否则为高电平。 3控制系统软件设计 3.1手动控制方式 用按钮操作对装置的每一种运动单独进行控制。手动运行方式不是控制系统的主要运行方式,而是用于设备调试、系统调整和紧急情况下的控制方式,因此是自动运行方式的辅助方式。所谓紧急情况,是指PLC在故障情况下运行。 3.2自动控制方式 穴盘苗自动取苗机构控制系统上电,系统进入上电复位状态。按下启动按钮,取苗机构开始工作。装在苗盘支架上的位置检测传感器检测顶苗杆顶出的该排是否有穴盘苗。若无苗,则驱动步进电机,带动送苗传送带,直到传感器检测到该排存在穴盘苗,电机则停止运动;若检测到有苗,则驱动液压顶苗杆机构动作,顶苗杆伸出,并将检测到的该排秧苗从穴盘中顶出,然后液压顶苗杆缩回。因根部自重,秧苗通过曲线导苗管直立地落到停稳的放苗输送机构输送带1的每个隔板之间。当位置传感器检测到隔板之间有秧苗时,驱动步进电机1,带动输送带1运动,将秧苗喂入到栽植机构中去;当输送带1在投喂秧苗时,苗盘输送机构以及液压顶苗杆继续工作,苗盘输送带将穴盘的第2排送到指定位置,液压顶苗杆将第2排秧苗顶出,并将第2批的秧苗投入到停稳的放苗机构输送带2上的隔板之间,等待投喂;当输送带1上的秧苗全部被喂完之后,步进电机2启动,带动输送带2运动,并且开始喂苗;而停止的输送带1继续接受第3排秧苗的落入。经过这样一个重复循序的过程,取苗机构就能完成连续地向栽植机构中投喂秧苗,以保证移栽机的持续工作,提高移栽效率。在此控制过程中,可通过键盘和显示器设定参数,来控制移栽速度及秧苗株距。若在控制过程中,某一部分出现故障,报警装置启动报警程序。 4结束语 本文针对一种新型的穴盘苗顶杆式取苗机构,设计了自动取苗控制系统。该控制系统以PLC控制器为优秀,通过步进电机和液压驱动系统等来控制机构运动过程。经初步试验,可以完成要求的动作过程,并且可通过调节参数来改变动作速率。在后期的研究中,还需加强控制系统在田间作业环境下受各种因素影响时的稳定性。该取苗机构的自动化研究对移栽机械的全自动化有重要意义。 作者:顾文俊 曹卫彬 李卫敏 王侨 单位:石河子大学 自动化控制系统论文:冷轧酸洗机组自动化控制系统探索 摘要:介绍酸洗机组,分析冷轧酸洗机组自动化控制系统的控制流程。 关键词:酸洗机组;自动化控制 在钢铁厂的轧钢生产中,酸洗机组是重要的技术设备,在实际运行中,拥有稳定的基本技术性能,对于顺利开展冷轧钢生产活动有着一定的制约作用。就技术实现路径来分析,通过自动化控制系统,能确保冷轧酸洗机组保持最佳的技术状态,所以,需要针对冷轧酸洗机组自动化控制系统的技术性能进行研究,以确保日常生产活动得以顺利开展的保障。在目前的酸洗机组自动化控制系统中,0级为现场级、1级为基础级、2级为过程自动化级、3级为生产执行控制级。系统主要包含了传感器仪表、数字传动等,另外也有单独的HMI系统,方便生产人员使用。本文主要是针对基础自动化级进行探讨。 1酸洗机组 带钢酸洗主要包含了连续卧式酸洗机组、连轧酸洗机组以及半连续式酸洗机组。其中,连续式酸洗机组工艺特点在于:在展开钢卷之后,钢卷与钢卷之间就会头尾焊接起来,这样就可以连续的通过酸洗槽;推拉式酸洗机组在酸洗的时候,每一根带钢经夹送辊依次的咬入,不需要焊接,就直接推送镶嵌,直至卷取,并且让带钢间断性的通过酸及机组。 2冷轧酸洗机组自动化控制系统 2.1入口段点位技术控制 (1)钢卷运输。钢卷运输的控制主要是NO.1和NO.2小车从启动运行的时点到运作达到入口活套构件空间点位过程之中开展的顺序控制行为。(2)顺序控制。在顺序控制中主要包含了冷轧钢卷从预开卷点位移动到开卷机点位、带头结构自动完成导板穿带、带头结构完成剪切动作、带头结构完成等待位向焊机位置穿带、带尾结构完成剪切动作、实现带尾结构的甩尾以及焊缝冲月牙等[1]。(3)活套控制。按照入口与出口点位实际具备的速度以及加速度参数具体值,可以实现预设性参数控制值的确定与设置,因此,可以设定套量技术点位、空套技术点位以及最大的套量技术点位的供给预设性技术参数定值。由于焊接技术,入口段点位会出现停车现象,其入口活套技术构建就会直接朝着工艺段完成带钢输送技术任务,当酸洗机入口位置活套构件的套量参数小于设定位置,就需要将入口段技术点位的爬行速度开启,按照一次设备运行开关,同时保持开关,让其入口的位置正式进入提速状态。在这一技术时点,其入口段实际运行速度为冷轧钢设备生产工艺段的实际运行速度同加速度数值之间的总和。如果入口点位的活套构件刚刚能够满足设定套量位置,那么其实际的运行速度,将同冷轧钢设备的生产工艺段保持同步。如果出现了技术停车动作,那么在设备的入口点位的活套构件在符合套量设定位置的时候,酸洗机设备的入口段点位就会直接降低到爬行速度,并且,作为生产技术的作业人员,需要通过手动的方式,将其入口段结构切换至停止运行。另外,等待入口点位的活套构件达到最大套量点位时,能够让其自行达到停车状态,或者是等候入口点位的活套构件直接达到空套点位,使其生产工艺段也处于停车状态[2]。 2.2带钢跟踪控制 (1)活套控制来监视活套的位置,就算没有活套控制操作的机组速度,也可以开展活套位置的控制,活套位置控制其本身存在带钢定位功能,按照出口带钢速度、入口以及加速度计算,其实际的活套位置除以带钢股数,按照入口、出口速度以及加速度,就会提供预设定值。(2)焊缝跟踪。对于焊缝一直跟踪到月牙剪位置,跟踪到圆盘。 2.3带钢张力控制 (1)在入口位置上,需要做好操作张力或者额定张力控制,并且还要保证带钢张力满足要求,进而顺利做好预设定值的运送,利用HMI,就可以传递到开卷机传动系统。在进行计算的时候,要建立单独的数据表格,或者是采取HMI,利用操作人员进行张力值的设定,利用带钢横断面以及材质来满足要求,并且按照过程计算机或者是HMI来设定设定值,以满足带钢跟踪系统同设定的实际输出彼此的结合,实现对张力辊以及活套传动系统的控制。(2)在实现带钢的穿出与进入的时候,通过较小的张力就可以实现对穿带张力控制的控制,大约占据额定张力的30%,通过张力值,可以确保带钢处于绷紧的状态下。但是在输入方式上可以考虑自动与手动两种。(3)在临时停车张力控制方面,考虑到机组的临时停车,在系统延时得以控制之后再自动的给定。其需要的张力值等同于带钢张力值,一般为额定张力的30%。并且按照带钢张力自动投入的功能,就能确保临时停车张力被控制在稳定的传动状态之下,相比临时停车张力,实际的带钢张力值要大一些。 2.4带钢速度控制 (1)在没有完成带钢焊接之前需要做好入口段的速度设定,如果没有进行相互的联动,则需要控制好两个速度:要求NO.1的纠偏辊压辊以及张力辊为速度选择;要求开卷机和处理器为一个速度选择,也就是带穿的速度,能够达到60m/min的最大值。对于这两种速度的选择,可以按照不同的带钢速度来同时的运行。当完成带钢的焊接之后,启动机组联机,其入口段正常运行的速度基准为NO.1张力辊的速度[3]。(2)合理的设定酸洗工艺段的速度。要求NO.4纠偏辊压辊、传动转向辊以及拉矫机都需要设定一个统一的速度,在正常运行的前提下,需要按照拉矫机NO.3张力辊速度来进行相对应的操作。(3)对于酸洗出口端的速度。碎边剪同圆盘剪段NO.4张力辊应保持相互对等的速度。同时,NO.4张力辊速度为出口端的实际速度。 2.5工艺段以及出口段的控制 (1)控制拉矫机。一般来说,利用拉矫机NO.3以及NO.2张力辊的速度差值,就可以直接的计算拉矫机的张力,而NO.3张力辊同主传动主令速度相关,主要包含了延伸率功能投入、延伸率功能不投入以及张力方式选择。但是具体的显示与操作以及实际的延伸率实际测量之间没有直接的关联。(2)控制圆盘剪段。为了确保碎边剪上存在微量的牵引速度,机组的速度要比预设的碎边剪速度小,即偏移量同设定值的和。(3)合理的控制NO.1和NO.2。对NO.1出口活套进行控制,以实现在圆盘剪切段的积累。考虑到月牙剪冲月牙停车或者是刀刃插入的更换,需要将带钢直接带入工艺段。相对工艺段,圆盘剪段的速度较小,所以,NO.1出口活套需要满足预定的套量位置,直接降低工艺段速度,成为爬行速度。在这一个时段,可以确保工艺段和圆盘剪段速度相同,或者是停止工艺段。对NO.2出口活套进行控制,在月牙剪冲月牙停车或者是刀刃更换的时候,圆盘剪段会有足够的带钢输送给轧机,以对带钢进行保存与积累。NO.2出口活套的套量与设定的位置较少,可以直接开启爬行速度,并将运动按钮按下,避免保持按钮按下,以实现圆盘剪段的加速处理,其实际的运行速度就是工艺段的速度与加速度的和,NO.2的出口活套就能符合设定套量位置的实际要求,并且还会降低其实际的速度,与轧机的入口保持相互的协同运行[4]。 3结语 通过对冷轧酸洗机组自动化控制系统进行探讨,希望能够对该系统有更为透彻的认识与了解,并且通过详细的介绍表明,控制系统设计能够推动冷轧酸洗机组的自动化控制。 作者:陈涛 吴林 单位:新钢公司冷轧厂 新钢公司设材部 自动化控制系统论文:中波发射机自动化控制系统分析 摘要:随着科学技术地不断发展,控制系统在各个领域中都得到了广泛应用,从其所展现出来的效果来看相对较为理想,使得很多设备都实现了自动化控制。广播发射机是电台运行过程中的重要设备,其在自动化控制技术的影响下也逐渐走向自动化时代。发射机自动化控制不仅降低了相关工作人员的工作强度,而且还能够进一步保障电台节目安全播出。基于此,本文就以笔者工作单位10kW中波发射机为参考对象对其中的自动化控制系统进行解析,希望人们能够对该设备的自动化控制系统有更加深入的认识和了解。 关键词:中波发射机;自动化;控制系统 中波发射机的自动化发展,对我国电视广播行业的发展来说具有非常重要的作用和意义。当中波发射机具有自动化控制系统时,电视广播单位能够实现无人值班。从当前相关工作人员对中波发射机的利用上来看,很多工作人员会利用该设备,但对该设备本身所具有的自动化控制功能并不是十分了解。基于此,笔者就对其所具有的自动化功能进行探讨。 1中波发射机控制器的系统功能 在中波发射机控制器上,系统功能主要包含以下几个部分。①在显示屏上将会出现系统时间,各个设备在运行过程中电压所发生的变化、发射机当前运作频率等方面内容。②能够监控发射机日常状态,然后利用动态图形将运行状态呈现出来,如果系统出现了故障,那么系统则能够及时发出警报。③数据采样端口在采样时所选取的方式为模拟量,其能够对电源电流和电压、发射功率、正负调幅度、高频采样等方面的数据信息进行随机采样。④中波发射机控制器上所拥有的状态端口,其可以对高、中、低三种功率指示和各类故障等方面的内容进行数据采样。⑤系统中的空置量端口可以实现升降功率、倒备机天线和功率等方面的控制操作。⑥操作模式相对较为简单,其所拥有的操作系统为windows系统,在显示界面就能够清楚显示出图像和数据,不需要做其他的操作。然而,由于界面给人们的感觉十分友好,便于人们进行相关操作,且为了方便使用和更新还设置了很多快捷键,这对系统运行和发展来说都具有积极意义。⑦系统具有记忆功能,该功能的主要作用是记录设备断电前的运行状态,以便于设备在重新通电以后能够恢复断电前的运行状态。⑧串行数据接口在数据传输过程中应遵守相关标准协议,要想有效实现上位机本身所具有的功能,应当充分串行数据接口来完成[1]。 2中波发射机自动化控制系统的集中控制 将中波发射机中所产生的各项参数、数据和运行状态等方面的数据利用集中控制系统将其送到上位机上,用户通过该机器就能够有效查看发射机所处的运行状态,同时还能够控制开关[2]。当发射机出现故障以后,此时可以通过利用备用机来完成相关工作,促使节目能够顺利播出。集中控制能够使设备和远程计算机保持良好的通信,其主要是基于MODEM和公用电话网的出现,当上位机能够将发射机所有相关参数数据进行打包处理,然后将其传输到远程计算机当中,此种信息数据传输方式受距离的影响相对较小,借用网络便能够达到信息数据传输的目的,通过此方法,相关工作人员可以通过计算机来了解电视台的具体运行情况[3]。这种对电视台所进行的控制相对较为开放,容易产生非常多的安全问题,所以需要限制计算机所具有的功能,也就是限制计算机对电视台运行系统的操作权限,通常只保留查看权限。 3中波发射机自动化控制系统的基本功能 第一,串行接口是对现场进行控制的总接线口,此接口能够有效实现对设备的监管和控制,然后根据实际工作的需求将指令发送到设备上,以此来有效改变当前的运作状态,从而实现远程数据控制与监控。第二,其能够自动检测发射机和相关设备的基础运行状态,然后识别和分析相关监测数据和工作状态,这其中主要包含开关量和模拟量,再对这些数据进行存盘[4]。正常情况下,发射机每隔一小时就会记录一次相关信息数据,并且人们还可以根据实际需求来对记录时间进行相应调整,当出现故障时也一同记录下来,并构建出相应的数据库,将所有数据和信息都进行存档,为后续相关工作提供数据信息支持。第三,人们在选择通信协议时主要为标准模式,也就是在运行中计算机需要通过利用专用网线等来完成数据接收工作,实现远程控制。为了能够使远程控制变得更加合理,避免出现各类不合理情况,常常会对控制操作进行限制,使计算机对系统只有检测的权限,并没有对其进行控制或操作的功能[5]。第四,在对发射机进行设置时需要以节目播出时间表为基础,并对手动功能进行优先控制。第五,报表和抄表功能。在报表中,应当对系统运行所需要的数据进行编制,然后系统才能以此为依据完成相应的工作。监控界面为工作人员提供的是查询、显示及打印功能,用户能够根据自身的需求来选择出系统运行所产生的数据,然后再将这些数据制作成表格文件[6]。第六,用户能够以自身实际需求为基础,适当修改报警限制,如此便能有效避免因操作不当而引发警报系统发生误报警,并且还能有效弥补报警遗漏所存在的突发问题。第七,在对系统进行管理时需要借用值班日志来进行,使其管理能够达到较为理想的效果。在系统中,应为每一个人员创建独立的身份,在操作时需要自己身份所对应的密码,如此才能保障所有进入系统中的身份都是唯一的,这对提高系统安全性有积极的作用。以用户级别为基础来设置用户所拥有的权限,对系统功能实现来说具有非常重要的意义。第八,能够对系统中所发生的故障进行诊断。如果设备在运行过程中出现问题,此时需要对发生故障的部位做出判断,然后再将设备在发生故障前后所产生的各项数据和信息打印出来呈现给相关工作人员,让其根据这些数据对故障发生的原因进行分析[7]。与此同时,相关工作人员还可以将设备诊断结果作为依据来对设备所出现的问题进行及时处理。第九,系统中的各个控制器都能独自完成相关工作,相互之间不会产生任何影响。第十,系统会在硬件上留有一部分扩展接口,以便对其他信号进行检测和增设相关的控制功能。第十一,在系统中,人机界面是较为友好的,相关工作人员在操作时也较为简单。在应用界面时,主要是采用图形界面,只需要通过鼠标便能够完成所有操作,实现相关功能。另外,此种操作对用户的要求也较低,用户只要会进行简单操作即可,而且在很多附件中只需要附带相关说明就能够对查询功能等进行设置。第十二,能够对控制器时钟进行校正,对控制器中的系统进行设置。 4中波发射机自动化控制系统远程控制 通过远程监控可将信息网和控制网结合在一起,使单位能够充分掌握内部运行情况,然后以此为依据对相关部位进行调整,并在管理上采取相关策略来促使单位内部综合自动化能够得以有效实现,并且还能够将单位所监测到的所有数据进行记录,构建起一个完善的系统运行数据信息库。利用远程监控还能对运行中所产生的数据和具体的状态进行采集,以此来达到监控的目的,该系统能确保将故障诊断技术应用在中波发射机自动化控制系统中。远程监控技术不仅能够确保技术人员即便无法达到故障发生现场,也可以了解设备的运行情况,然后对发射系统进行相应监控,让技术人员虚拟各个监控,以利用本地中较为丰富的软件资源来完成相关工作,确保整个系统都能够保持良好的运行状态,进而简化操作团队和控制团队[8]。该系统远程控制主要包括以下几方面内容:(1)处于集中控制状态下的计算机能够在局域网范围内被所有工作人员访问;(2)发射机本身的运行状态和各项参数都有可能被人们所观察到,其中也包含了模拟量和开关量两部分内容;(3)针对于权限管理工作来说,为了能够避免个别出现越权操作的情况,需要对其进行分级管理,不同身份的工作人员所具有的权限是不同的;(4)通过网络访问的用户对发射机没有任何的操作权限,如此便有效提高了发射机本身所具有的安全性,以免由于操不当而引发各种故障;(5)环境和配电数据都是可以通过检测而查看到的,其在视频监控图像上能够将这些信息全部呈现给用户。 5结语 为了能够提高电视广播的播出质量,应当利用先进的科学技术、设备和人才,设备本身不仅要具有良好的自动化控制功能,使系统中发生设备故障时能够被及时发现和解决,而人才则需要能够利用该设备,充分发挥中波发射机本身所具有的良好功能。中波发射机在节目播出中具有非常重要的作用,其本身是否具有自动化控制系统将会影响节目播出质量。因此,本文对中波发射机控制系统进行了探讨,希望能够为相关工作人员在利用中波发射机方面提供一定参考。 作者:邹宏杰 单位:贵州省新闻出版广电局六九一台 自动化控制系统论文:煤矿自动化控制系统雷电安全防护措施 摘要:目前煤矿自动化控制系统已引起广泛关注。然而从客观角度论证分析,此类控制体系的雷电防护能力相对不是很高,一旦遭遇雷击,不单会令系统自身产生特定程度的损害,严重情况下甚至会直接导致系统失灵,引发施工现场大规模的安全事故,威胁到施工和管理人员的生命财产安全。因此,文章在理清煤矿自动化控制系统雷电安全防护工作的必要性基础上,结合实际探讨这类系统雷电安全的妥善性防护办法。 关键词:煤矿自动化;雷电安全;安全措施;防护办法 雷击的破坏具有较强的综合性,可以顺势细化出机械、热、电效应等不同类型的破坏情况,特别是由此而滋生出电磁辐射,往往会令弱电设备出现严重的损坏迹象。煤矿矿区通常处于空旷或是山区地带,引发雷击事故的概率相对较高。因此矿井综合自动化控制系统在现场安全生产活动中有着极为深刻的影响[1]。但是现实往往与之相悖,涉及煤矿雷电的设施安全却未能得到合理重视。因而尽快探讨出有效的煤矿自动化控制系统的雷电安全防护办法尤为必要。 1煤矿自动化控制系统主动进行雷电安全防护的必要性 煤矿自动化控制系统归属于弱电体系行列,本身抵抗雷电的能力不足,即便进行相关屏蔽设备引入,滋生感应影响的概率也未必能快速缩减[2]。但是煤矿自动化控制系统在煤矿安全生产活动中又发挥着决定作用。因此,为了保证尽量减少雷电击打带来的消极影响,使得煤矿本身可以持续性地安全运营,进行自动化控制系统雷电安全防护方案的科学性规划布置很有必要。 1.1有助于大幅度提升煤矿安全生产的绩效水平 煤矿自动化控制系统可以说与煤矿现场安全生产中的诸多因素维持着极为缜密的关联,包括矿区排水与通风条件的保障、现场环境危险程度的检测、监控视频的录制和供应等,都必须利用煤矿自动化控制系统加以协调性处理。特别是经过雷电防护体系完善化构建之后,能够令上述技术设备得到妥善性运作的前提下,切实地为整个矿井安全体系运行的有效性提供一定的支持服务力度。 1.2有益于全面保障煤矿生产的生产状态 煤矿生产活动本身保留着较强的连续特性,而经过煤矿自动化控制系统创建与运营之后,则可以更好地控制这部分生产活动的连续性和最终的能效。特别是经过雷电防护体系日渐完善之后,则可以保证顺利规避因为气象风险造成的煤矿停工或停产状况,进一步有机保障整个生产活动的连续性。 1.3有利于将煤矿自动化控制系统的损坏风险降低到最小范畴 煤矿自动化控制系统始终属于弱电系统,其本身的系统承载力可谓是极为有限。一旦说突发雷击事件过后,因为煤矿自动化控制系统内部的数据存储和处理设备,以及传输信号的网络,都将无法全面承受过强的电压或是电流冲击,因此,非常容易导致熔断热效应和击穿等消极状况。如若长期放置不管,最终势必令一切关键性设备陷于完全损坏的尴尬境遇,给生产企业造成难以想象的经济损失。 2现代我国煤矿自动化控制系统进行雷电安全防护的科学合理性办法 2.1直击雷防护的措施 首先,督促有关技术人员在第一时间内将接闪线/网进行架空处理,否则就是针对单枝或是多枝独立的接闪杆实施安置,之后配合这类相对独立的接闪装置来处理对应的接闪事务。其次,考虑引入和沿用与自然接闪器规格要求相互贴合的结构设施,进行必要的防雷设施规划设计,毕竟接闪器只可以针对被三维空间包围的区域实施保护。需要注意的是,接闪器的接地与引下系统也存在一定的可靠性,大多数状况下有关技术人员选取沿用的冲击电阻为稳定在10Ω以内,至于独立性的防雷设施和处于被保护状态的建筑物、井口、钻孔、管道、电缆等金属物间的距离,则要尽量保证超出5m,对应人行道彼此的间距则保证不小于3m。 2.2电源系统本身进行雷电防护的方式 因为煤矿电源线路主要借助地面和井下两类结构单元布置拓展,因此,在处理这部分线路的雷电防护工作期间,理当结合上述两类结构单元状况加以研究论证。文章主要将煤矿自动化控制系统作为研究对象,针对当中电源系统具体的防护方式加以论证解析。首先,地面地缘设备雷电防护的技巧。通常状况下煤矿自动化控制系统的电源主要利用TN-S接地制式,与此同时选取4级保护方案。电源一级防护结构中主要选取波形为8/20μs、通流容量为100kA每线的B级电源电涌保护装置,其优秀作用是尽量保证其感应雷击过电压维持在6kV以内;电源二级防护结构则是针对TN系统电源组织的第二级雷电防护方案[3],其间应该保证选择波形为8/20μs、通流容量为60kA每线的电源电涌保护装置,与此同时注意令线路残余感应雷击过电压维系在4kV以下;电源3级保护便需要选取波形为8/20μs、通流容量为20kA每线的电源电涌保护器,同时规避感应雷击过电压超过2.5kV的现象;电源末级保护应该确保结合有关设备的实际状况,进行波形为8/20μs、通流容量为20kA每线插座型电源电涌保护器选择应用,并保证对应的感应雷击过电压不会超出1.5kV;至于不间断电源(UninterruptiblePowerSystem,UPS),应该注意将对应的直流电源电涌保护器进行并联控制,并在后背电源UPS线路的前端位置加以装设。其次,井下电源设备雷电防护的办法。由于井下供电系统电源线路保留一定的特殊性,因此在针对避雷器加以选取应用期间务必要进行各类状况交互式验证分析。如要将对应等级的避雷器在电源线路各级变配电系统的前端安装,同时选择将安置地面电源设备避雷器的要求作为参考;又如电涌保护器(SurgeProtectionDevice,SPD)的启动电压、漏电压、残压、能量配合等不同类型参数的选取工作,要予以充分重视,包括660kV供电的电源系统不得针对常规启动电压560V的避雷器加以匹配,否则会令避雷器长期维持在导通的状态之上,特别是在保护电器的过程中会出现跳断电源的状况,最终使得整个生产供电活动变得极为不正常;又如SPD保护要尽量做到多级控制,必要状况下可以考虑将高压防爆专用的避雷器,在采区、井下中央、矿井地面等等不同类型的变电所前端安置。如若矿区内部经常引发雷击状况,则务必要将专用的避雷器在矿井地面变电所工作面配电点前端和出线端安置。 2.3监控系统雷电防护的手法 负责进行信号传输的线路务必要保证选择屏蔽线缆,与此同时线缆屏蔽层应该覆盖在煤矿入井井口的区域之中并进行妥善的接地处理,目的是令接地电阻控制在合理的范畴之内。第一,在针对井下分站和主控接口进行连接的线路,务必要将对应分站接口形式的避雷器信号SPD1安置在分站总线进线的前端位置上;而在进行井下监控分站和主控接口连接的线路,务必要保证将对应主控端接口形式的避雷器信号SPD2安置在主控接口设备前端之上;面对于主控接口和计算机主机相互连接的线路,则需要将有关适应接口形式的主机避雷器信号SPD3覆盖在主机的前端;最后基于各类服务器和交换机运行的必要性考虑,选择将SPD4适当地在前端装设。需要额外加以强调的是,有关SPD最好在沿用国际知名品牌的元部件的同时,保证其反应的灵敏性、防爆功能的优质性、通流容量的较大结果、插入损耗的状态最小等。第二,务必要保证端口数目差距不大,并且接口类型号相同的多端信号浪涌保护器,在不同类型交换机的前端位置装设,与此同时,更需要将SPD3和SPD4的频带范围加以持续拓宽,保证和10/100/1000Mbps等传输速率相互适应之后,保留较为理想化的自动恢复和响应动作、相对不高的残压水平和插入损耗、布局相对紧凑的机构,以及安装的方便快捷性等。另外,还应该保证和综合布线的实际要求相互贴合,如此才能更为高效率地进行日后各类雷电冲击和浪涌效应抵御,即便是经过较多次数的雷电冲击过后,这部分防雷器始终能够做到循环应用。需要注意的是,SPD连接之后,必须保证不会针对电缆的屏蔽效果造成任何消极性影响,具体做法是接地端的接地电阻不超过2Ω的同时,尽量维持连接线直和短的状态。 3结语 综上所述,煤矿自动化控制系统能够保证在大幅度提升煤矿生产安全性的基础上,极力削减有关安全事故的滋生概率,最终大幅度提升煤矿整体的生产能效。当然,煤矿自动化控制系统不单单进行强电系统整合,同时还需要进行完善化的弱电网络创建。在该类环境之下,有关煤矿自动化控制系统只具备较低的雷电抵抗能力,如若不考虑将防雷电工作落到实处,势必会对整个系统正常运作结果和现场安全状态造成深入影响。希望本文能够对有关煤矿施工和管理人员有所帮助,助力我国煤矿开采事业呈现出全新的竞争与发展。 作者:卢东贵 单位:天地(常州)自动化股份有限公司
智能变电站论文:智能变电站无源光网络技术论文 1智能变电站无源光网络设计 1.1网络设计原则 变电站网络设计涉及多种因素,其主要原则包括: (1)数据业务分类。 变电站中各种数据业务通信要求不同,利用变电站数据业务分类的特性,组建不同特点的通信网络,在多种信息混合的情况下保证实时信息传递的实时性和可靠性是网络设计的基础。信息多样化和传递实时性是通信系统中的一对矛盾体,解决这个矛盾是选择网络通信方案的基本原则。 (2)网络互通和隔离。 通信网络应提供IED互联的便利性、灵活性,为变电站自动化技术的发展预留空间;同时网络应满足各个系统间隔离的要求,以保证各个专业系统(保护、自动化)互不影响。互通和隔离是一对矛盾,构建变电站通信网络应该妥善解决这个矛盾。 (3)通信系统的建设成本。 变电站通信系统的性能与成本是网络设计中的另一对矛盾,较高的性能要求,往往导致较高的建设成本。降低成本的途径一是采用合理的网络结构设计,避免复杂的网络结构,减少通信设备数量;二是采用标准、成熟、流行的技术;三是合理配置网络资源,裕度考虑合理。 1.2“两层一网”整体构架 本研究根据网络设计原则,综合考虑智能变电站网络性能要求和建设成本,利用数据通信业务分类的特性,组建“两层一网”通信网络。“两层一网”中,两层指站控层、设备层,“一网”指全站MMS\GOOSE\SV合一网络。在“两层一网”两层网络方案中,笔者采用无源光网络技术,组建统一通信网络,。本研究通过采用面向连接、接近电路交换特点的交换技术(MPLS-TP)替代以太网技术,构建逻辑网络。通过网络互连使得变电站成为一个整体,变电站中任意两个IED设备通过统一网络可以直接实现通信,通过网络互连使得变电站成为一个整体,便于发挥各种自动化保护、测控系统的整体效益;同时,可以充分利用网络提供的广播、组播技术实现保护、测控数据的一对多的跨间隔传递,大幅度提高通信的效率。 1.3无源光网络的设计 本研究变电站通信网络设计采用“两层一网”结构,通过引入无源光网络技术PON,将整个通信资源划分为许多小时间片实现数据的传输和交换,其关键技术主要包括无源光网络技术、分组交换技术、并行网络技术和逻辑子网技术等。 (1)无源光网络技术 智能变电站网络引入了无源光网络技术PON,PON技术将整个通信资源划分为许多小时间片实现数据的传输和交换,多倍地增加通信资源数量;每一路数据占有一个专属自己的时间片,各路数据之间不产生资源竞争。系统通过无源光网络的应用提高设备集成度和网络覆盖能力,引入高精度时间同步技术以提供具有亚微秒精度的同步控制环境;通过采用多重路径快速保护机制,提高数据传递可靠性,增强网络的鲁棒性和生存能力;通过采用专用业务网络技术,提供传递高速同步控制为基本业务兼容信息网、多媒体数据业务的综合通信平台。 (2)分组交换技术 为克服以太网交换技术的不足,“两层一网”网络设计中采用面向连接、接近电路交换特点的分组交换技术(MPLS-TP)替代以太网技术作为实时交换机的基本技术体制。分组交换技术采用固定的分组连接,每一个连接固定分配一定的资源,基本保证连接的资源不受干扰;通信网络可以为每两个IED设备之间提供固定的连接和固定的带宽。这种技术在数据传递前通过带宽资源分配机制确定资源,在数据传递过程中固定不变,强调面向连接、严格控制、资源独占和通信保障,因此该技术可以保证通信的可靠性,提供固定的通信时延。 (3)并行网络技术 在统一物理网络的基础上,本研究采用并行网络技术,实现IED设备由单点接入到双网络接入的转变,提高系统的可靠性和稳定性。具体组网中,主备两台完全相同的交换机和接入网络组成并行网络,IED设备配置P模块接口,采用标准的PRP方式(即双路并发、主动放弃方式,IEC62439),实现主备网络无缝、无损的保护切换。全站设备以并行网络保护方式接入,实现覆盖全系统的N-1保护和全路径端到端的1+1保护。 (4)逻辑子网技术 本研究根据数据业务的类型对通信网络资源进行实质性的划分,依据高级、紧急、快速业务资源专用,低级、慢速业务资源复用,各类业务之间资源占用互不影响的原则,利用可预配置时分复用交换技术,将一个物理网络划分成若干独立的逻辑子网分别传递不同类型的业务。本研究通过资源划分,将智能变电站典型业务分成GOOSE逻辑子网、SV逻辑子网和MMS逻辑子网3个逻辑平面,各业务之间逻辑隔离,互不影响,提高了数据传输可靠性。 2实验结果与分析 以国网公司220-A1-1通用设计方案为例,变电站规模为主变3台,220kV采用双母线接线、出线6回,110kV单母线三分段接线、出线12回,35kV单母线分段接线、出线8回。本研究采用“三层两网”组网方案,冗余双网配置,全站需配置站控层中心交换机4台、间隔层交换机8台、过程层交换机39台,合计51台交换机,网络设备投资约190万元。笔者按本研究“两层一网”组网方案,构建无源光网络,冗余双网配置,全站设A、B两个网,A网优秀交换机冗余配置、双主工作模式,主要接入主变间隔保护一、220kV间隔线路、母线保护一、110kV间隔和35kV间隔;B网优秀交换机冗余配置、双主工作模式,主要接入主变间隔保护二、220kV间隔线路、母线保护二。全站共需配置4台实时交换机。网络设备投资约60万元,较“三层两网”方案,交换机数量减少47台,投资减少130万元。 3结束语 本研究介绍了采用面向连接的分组交换技术和无源光网络组建的智能变电站“两层一网”网络构架,并将其应用于220kV变电站。结果表明,通过组建全站统一的无源光网络,变电站中任意两个IED设备都可以直接实现通信,减少交换机的中转,提高了网络性能;实现了全站间隔层与过程层的整合,全站交换机数量由51台减少为4台,网络设备投资减少60%以上,经济效益显著。 作者:俞辰颖 高亚栋 尹康 徐俞音 潘国兵 单位:国网浙江省电力公司经济技术研究院 浙江工业大学机械工程学院 智能变电站论文:智能变电站二次系统设计论文 1智能变电站二次系统配置方案 1.1保护配置 保护配置主要从变压器保护、线路保护以及母线保护三个方面进行。在进行线路保护时要注意提高采样值差量和暂态量的速度。在进行变压器保护时要注意励磁涌流的影响,通常会采用广义瞬时功率保护原理来辅助差动保护。这两点都是易于实现的主保护原理。广域后备保护系统由于其具有智能决策功能,可以在进行后背保护在线整定时集中全网信息,利用最少的通信量最快的数据更新速度完成决策工作。智能变电站二次系统在进行保护时简化了原来的布线,将主保护功能由原集控室下放到设备单元内,使通信网络的负担减轻。并利用集中式母线保护和具有主站的分布式差动来实现母线主保护。 1.2通信配置 在通信配置这一方面,智能变电站与传统变电站的差别不大,但是就其发展而言,数据的更快速的传播与数据量的加大会对通信配置提出更加安全可靠的要求。1.3计量配置采用三态数据为预处理数据的计量模块,进行误差量溯源实现现场检验和远程检验。根据计量模块所具有的通信优势,促进变电站与大用户之间的互动,进行信息采集与资源的优化配置,促进各个智能化电网环节的协调运行。 2智能变电站二次系统设计方案及应用 2.1系统构成 过程层、间隔层、站控层是变电站二次系统在功能逻辑方面的划分。其中站控层对间隔层以及过程层起到一个全面监测与管理的作用。其主要构成是操作员站、主机、保护故障信息子站、远动通信装置、功能站。间隔层具有独立运作的能力,能够在没有网络的状态下或是站控层失效的状态下独立完成监控,由测量、保护、录波、相量测量等组成。过程层主要进行采集电气量、监测设备运行状态以及执行控制命令的工作,由合并单元、互感器、智能终端构成。 2.2网络结构 过程网络的组网标准是电压等级。主要的网络形式有双星形、单星形、点对点等。通常要依据不同电压等级和电气一次主接线配置不同的网络形式。单套配置的保护及安全自动装置、测控装置要采用相互独立的数据接口控制器同时接入两套不同的过程层网络。双重化配置的保护及安全自动装置应分别接入不同的过程层网络。单星形以太网络适合用于110KV变电站站控层、间隔层网络。双重化星形以太网络适合用于220KV及以上变电站站控层、间隔层网络。考虑到变电站网络安全方面以及运行维护。智能变电站,特别是高电压等级、联网运行的变电站,在兼顾网络跳闸方式的同时仍保留直采直跳的方式。 2.3二次系统网络设计原则 本文以220KV变电站为例,分析站控层设备的配置。远动通信装置与主机均采用双套配置,无人值班变电站主机可兼操作员工作站和工程师站。保护及故障信息子站与变电站系统共享信息采集,无需独立配置。 1)网络通信设备配置需按一定原则进行。特别是交换机的端口数量一定要符合工程规模需求,端口规格在100M~1000M范围内。两台智能电子设备所接的数据传输路由要控制在4个交换机以内。每台交换机的光纤接入量要控制在16对以内。由于网络式数据连接中交换机起到重要的作用,为保证智能变电站的安全运行,交换机必须保证安全稳定,避免故障的发生。 2)应对独立配置的隔层设备测控装置进行单套配置,采用保护测控一体化装置对110KV及以下电压等级进行配置,采用保护测控一体化装置对继电保护就地安装的220KV电压等级进行配置。继电保护装置的配置原则与常规变电站一致,220KV变电站故障录波及网络分析记录装置按照电压等级分别配置,统一配置110KV及以下变电站,单独配置主变压器。 3)过程层的配置。对于110KV及以上主变压器本体配置单套的智能终端,对于采用开关柜布置的66KV及以下配电装置无需配置智能终端。在配电装置场地智能组件柜中分散布置智能终端。 4)合并单元的配置。110KV及以下电压等级各间隔单套配置,双重化保护的主变各侧冗余配置,同一间隔内电压互感器和电流互感器合用一个合并单元。 3结束语 综上所述,智能变电站的发展、变革以及建设是实现电网发展完善的基础。智能变电站二次系统设计方法的不断发展优化会促进智能变电站作用及优势的更好的发挥。针对我国智能化变电站二次系统设计的实践经验及相关原则,其应用发展道路一定会更广阔。 作者:黄兰芝 单位:国网菏泽供电公司 智能变电站论文:智能变电站计算机仿真论文 1仿真的总体思路 1.1信息一体化平台 信息一体化平台采用一体化模式,集监控和五防功能于一体。一方面作为后台监控系统软件,模拟数据采集处理、运行监控、正常操作、事件和报警处理等,实现常规站监控系统功能,同时新增加智能变电站特有的高级应用功能:一键顺序控制、告警信息分类、智能告警等;另一方面作为五防系统软件,嵌入到信息一体化平台中,不仅保留就地间隔内电气设备的电气联锁,同时还通过以太网实现相互通信,交换设备的状态,实现智能变电站站控层、间隔层、过程层3级防误闭锁功能。 1.2智能化保护测控系统 智能化保护测控系统按照保护测控装置的物理原理建立数学模型,采用定值驱动法,当故障发生后计算的故障电流结果到达定值要求时自动启动保护测控装置,按照其工作原理进行判别,相关保护动作,报出故障信息报文,有关指示灯点亮,与变电站真实设备保持一致。 2系统功能 智能变电站高级应用功能的仿真是以智能变电站仿真系统为基础,将智能站高级应用集成于信息一体化平台中,实现了智能变电站特有的一键顺序控制、智能告警信息分类、故障综合分析决策功能的仿真。该系统从其功能上可以作为培训和测试的平台。 1)培训功能。智能变电站高级应用功能是智能站特有的新应用,对运行人员来说是全新的知识,需要进行培训学习。该系统真实再现了智能变电站场景,可以为运行人员提供一种有效的培训手段,使运行人员能够学习智能变电站中的新知识、新技术,提升专业素质。该系统已经投入培训使用,系统运行稳定,人机界面友好,培训功能完善,培训效果逼真。 2)测试平台功能。智能变电站高级应用功能的仿真还可以为高级应用功能的研究提供测试平台。由于电力系统的特殊性,不能在真实运行设备上进行任意操作,而该仿真系统通过为其他系统或软件提供开放的数据接口,可以反复进行操作和设置故障,对被测系统或软件运行情况进行测试,通过与某公司合作,能够正确地实现测试功能,为研究智能站高级应用功能提供了一种有效的测试平台。 3智能告警信息分类的仿真 通过建立故障信息的逻辑推理模型,对故障告警信息分类过滤,并对变电站运行状态进行实时在线分析推理,能够实现智能告警功能,可以自动报告站内异常状态,并根据需求提供分层分类的故障告警信息。智能变电站各种运行告警信息量非常大,包括3类: 1)提示性信息。这类信息不需要特别关注; 2)告警信号。这类信息虽然没有直接引发事故跳闸,但实际隐含着可能的故障,若不进行综合分析,消除异常,持续发展会导致事故发生,需要给予重点关注; 3)事故信息。事故信号产生一般都会有保护动作、开关跳闸,要求在尽可能短的时间判断故障原因,以便上报,并依据调度指导进行故障隔离和恢复操作。因此,需要对故障告警信息进行过滤,提供分层分类的告警信息,以方便运行人员工作。智能告警信息分类的仿真包括以下几个方面: 1)图形界面仿真。智能告警信息分类通过信息一体化平台进行展示,信息告警图形界面是信息分类结果的直观展现。在进行仿真开发时,按照智能变电站信息分类的原则,根据告警信号重要性,告警实时显示窗口由多个页面组成,包括:全部告警、严重保护事件、一般保护事件、SOE、开关刀闸动作和智能告警6类,所示同时还会根据告警信息的级别,通过声音的方式发出告警。 2)数据库仿真。智能告警信息量非常大,其仿真时所需的数据量也很多。仿真时全站采集信息采用统一的命名格式。变量命名格式包括:变量名、变量描述、变量单位、变量标识、变量数据指向。变量名是信息的代表,当变量为1时,其变量描述才有意义,该描述会在智能告警图形界面中显示出来;变量单位的作用是区分告警信息变量的间隔,是实现变量筛选分类的基础;变量标识的作用是区分告警信息变量的重要程度,以便于告警信息的分类;变量数据指向主要用于数据通信。 3)告警信息筛选分类功能。由于告警信息总量很大,为满足不同的关注需求,在告警显示窗口设置信息筛选的功能,在窗口中选择某一设备间隔,根据告警信息变量的标识,可以在告警窗口各页面中自动显示出有关该间隔的所有信息,将不关注的信息屏蔽。可以通过左上角下拉列表选择变电站间隔来显示不同间隔的告警信息,使运行人员更有针对性地查看所需的信息。 4故障综合分析决策的仿真 故障综合分析决策是指在故障情况下对事件顺序记录、保护装置动作及信号、故障录波数据等进行深入挖掘,通过多专业综合分析,并将变电站故障分析结果以简洁明了的可视化界面综合展示。通常当变电站发生异常或事故时,其处理过程是运行人员按照现场情况、规程及经验进行判断处理,这种方式不仅要求值班员非常熟悉变电运行规程、规范及设备运行要求,而且需要较长的分析判断时间。故障综合分析决策功能可自动为运行人员提供一个或多个可能的事故分析报告,便于迅速确定事故原因和应采取的措施。 4.1故障仿真 故障仿真是进行故障综合分析决策仿真的基础,该仿真系统中对真实系统中可能发生的故障类型进行了分析总结,可实现真实系统中常见故障的仿真。在仿真中故障类型,分为4类,一百多个故障: 1)一次设备故障及异常,包括线路、母线、主变压器、电容器、所用变、断路器操作机构、SF6泄露等; 2)保护与测控装置故障; 3)智能组件故障,包括智能终端、合并单元、网络故障; 4)低压交直流故障。其中,一次故障可以进行故障相别、故障距离、故障性质(瞬时/永久)进行分别设置。在仿真中既可以单独设置一次、二次故障或网络故障,也可组合一次、二次故障和网络故障。故障仿真范围全面,效果逼真。通过仿真系统在培训中的应用,该系统能够在故障和异常发生时,能够真实反应故障现象和保护动作情况,故障信息详细,为故障综合分析决策提供分析依据。 4.2故障综合分析决策仿真的基本结构 故障综合分析决策仿真的基本结构,以仿真支撑系统为服务器,进行故障模拟、采集信息、建立推理知识库、故障综合分析推理,并将分析结果以可视化的形式在信息一体化平台中展示出来。信息采集是对设备实际状态信息和故障信息的采集,在仿真时通过支撑系统完成数据的采集;推理知识库存放专家提供的告警及故障分析知识,推理机完成故障信息的综合分析,给出推理结果,推理知识库和推理机以数学模型的形式存放于支撑系统中;推理结果展示是将推理结果以一条条报文的形式展示在信息一体化平台的告警窗口中。 4.3建立推理知识库 推理知识库的知识源自变电运行规程、规范及运行人员的经验总结,通过分类归纳总结,形成一定的知识规则,在仿真过程中其规则内容包括设备名称、事件、原因、推理相关信息等。它采用统一建模方式,可以通过修改、完善知识库中的推理逻辑来提高综合分析决策的功能。 4.4推理机 推理机是利用类似专家解决问题的思维方式,通过推理机来实现知识库的价值。在故障发生后,推理机将采集到的告警信息、设备状态信息与知识库中的推理建立起关联关系,采用正向推理策略,按照推理规则进行反复匹配和判断,最终给出一个或多个合理的推理结果以供参考。 4.5推理结果展示 推理结果展示既是将推理结果以报文的形式展示在信息一体化平台的告警窗口中,告警窗口“推理信息”页面提供简单的故障分析结果报文信息,包括故障发生时间、设备名称及简单推理结论,通过双击该报文信息调用具体故障分析报告的展示窗口,分析报告显示的内容包括故障发生的时间和间隔、动作事件、故障原因、故障相关信息分析的结果。通过推理结果展示,可以直观的看到故障综合分析决策的结果。 5结束语 本文介绍了实现智能变电站高级应用功能仿真的总体思路,并对一键顺序控制、智能告警信息分类、故障信息综合分析决策功能的仿真进行了详细阐述,该智能变电站高级应用功能的仿真为既为高级应用功能的研究提供了测试平台,同时也为运行人员提供了培训平台,有较好的推广意义。 作者:张洪波 刘国宏 徐岩 单位:国网河南省电力公司技能培训中心 智能变电站论文:智能变电站自动化技术论文 1智能变电站自动化的特点 在电网的建设中,智能变电站是非常重要的组成部分,主要是传输和分配电能,并且进行监测、控制和管理。变电站综合自动化系统具有的特征包括这些方面,首先是功能综合化,指的是结合变电站自动化系统的运行要求,综合考虑二次系统的功能,优化组合设计,以便促使继电保护和监控系统达到统一。其次是构成模块化,模块化和数字化保护、控制和测量装置,这样就可以利用通信网络来连接各个功能模块,以便有效的共享信息。再次是运行管理智能化,变电站综合自动化的实现,可以促使无人值班、人机对话得到实现,并且操作屏幕化、制表、打印以及越限监视等功能也可以实现,对实时数据库和历史数据库进行构建。在变电站自动化技术中,非常重要的一个组成部分就是变电站自动化、智能化,需要实现的功能有很多;对电网故障进行检测,以便对故障部分尽快隔离;对变电站运行实时信息进行采集,监视、计量和控制变电站运行情况;对一次设备状态数据进行采集,以便更好的维护一次设备;促使当地后备控制和紧急控制得到实现。主要有这些表现,在微机保护方面,保护站内所有的电气设备,如母线保护、变压器保护、电容器保护以及其他的安全自动装置,如低频减载、设备自投等等。其次是数据采集,在状态量方面,断路器状态、隔离开关状态以及变压器分接头信号等都属于这个方面的内容;各段的母线电压、线路电压以及电流和功率值等则属于模拟量;脉冲电度表的输出脉冲是脉冲量,促使电能测量得到实现。 2智能变电站自动化技术的调试 智能变电站自动化技术需要进行调试,主要调试的内容在于:第一,进行站内网络调试,站内网络主要由交换机以及通信介质构成,需要对外部、通信广联、通信铜缆进行检查。第二,对计算及监控体系进行调试,对设备的外部进行检查,进行绝缘实验以及上电检查,检查遥信、遥调、遥控等功能,检查无功控制、定值管理、主备切换等功能。第三,调试继电保护,主要包含的是绝缘试验、上电检查、单体与整组调试、调试继电保护的信息管理系统等。第四,调试电站中的不间断电源,实时监测网络状态,主要是对网络报文记录系统以及网络通信检测设备进行调试。第五,对采样值系统进行调试,主要包含的是过程层的合并单元调试与电子互感器的电子采集调试等。上述调试试验的主要目的在于保证智能变电站的安全、稳定运行,减少工程建设的试验时间,从而为变电站的自动化技术奠定坚实的基础。 3智能变电站自动化的建立 3.1建设单元管理模式单元管理模式主要是依照物理层、网络层等实行隔离管理,对一些数量较多的元器件应当采用“点对点”的形式进行监控,每一个元器件都需要有一个代码进行相应的信息存储与信息管理,而且还可以借助GPS等形式,提高电力管理效率。 3.2建立应急系统智能变电站无法解决所有的问题,因此可以在原有的基础上设置应急系统,此系统平时不会参与电气运行,但是需要定期对其进行检查,因为如果出现了相应的电力故障,应急系统由于自身原因无法及时投入使用,那么将会造成不可预计的损失。一般情况下,可以对一二次设备以及通信网络进行合理分配,主保护与备用保护要分开,方便设备运行时的保护与运行后的维护。 4结语 综上所述,文章已经对智能变电站的安装施工要点进行了系统的分析。智能变电站可以提高电力系统的自动化运行,减少相应的人为工作量,这正是我国电力系统自动化发展的重要趋势,但是在实际的安装施工过程中,需要对每一个要点进行系统的分析,每一个安装的步骤都要严格进行把控,争取保证智能变电站的正常运行,为我国电力系统的发展提供坚实的保障。 作者:何祥单位:达州供电公司 智能变电站论文:智能变电站通信网络论文 1时间性能要求 不同的时间信号有着不同的传输介质,时间信号的准确度也决定着智能变电站的时间性能,目前一般要求的时间信号准确度如表1所示。DL/T860标准根据通信信息片通信要求的不同,在整个智能变电站需要多种联络传输报文协调通信信息片的属性,不同的报文类型规定不同的性能要求。DL/T860标准定义了7种报文类型,其属性范围由性能类建立,每种报文对应不同性能类具有不同的时间性能要求。对于控制和保护性能类定义为P1/P2/P3,P1一般用于配电线间隔或者其他要求较低的间隔,P2一般用于输电线间隔或用户未另外规定的地方,P3一般用于输电线间隔,具备满足同步和断路器分合时间差的最好性能。对于计量和电能质量性能类定义为M1/M2/M3,M1用于具有0.5级和0.2级精度计费计量,最高5次谐波,M2用于具有0.2级和0.1级精度计费计量,最高13次谐波,M3用于电能质量计量,最高40次谐波。智能变电站应用数据的时间性能要求在DL/T860标准中也有所体现,主要参数如表2所示。时间性能包括时间准确度和传输时间两个方面,既然定义了不同的参数指标,对设备是否符合规范的时间性能定义,只有通过测试才能明确检测和分析。因此目前时间测试不能只停留在时间准确度的测试上,必须要深入到传输时间的测试内。时间的准确度只能说明设备的时间是可靠的,但智能变电站是一个设备与设备协调工作的整体,设备和设备之间传输时间的变化将直接影响到智能变电站的稳定性,毕竟变电站的安全稳定运行才是电力系统的重点,因此时间准确度是基石,而传输时间是系统工作的保障。 2时间性能测试 通过对智能变电站数据报文传输延迟测试技术的研究和分析,目的在于如何在智能变电站的测试和日常维护中为智能变电站的稳定运行提供有力的测试设备和依据,解决电力用户对智能变电站数字化信息的准确把握。电力系统分为发电、输电、变电、配电、用电等五大环节。变电站是变电环节的重要部分,它实质是一个转换电压的枢纽,实现不同电压等级的电力转换。所有变电站的一次设备的工作状况都是通过二次设备之间的通信网络来完成。二次设备利用自身设备的功能实现测控、保护、计量等工作,然后通过通信网络将变电站的数据信息送到本地或远程监控系统实现电力系统的数据采集和监控。通信是一个基于信号的交流渠道,为了增加变电站通信交互双方对信号的识别能力,变电站内的各个设备都必须工作在同一时刻,也就是说需要在变电站内设置时间同步系统来完成设备的时间同步,确保设备时标一致,信息识别度能清晰,应用处理能简约化,其中对传输延迟的测试是必不可少的部分。电力系统的快速发展,对时间同步的要求也越来越高。任何一个变电站都需要准确、安全、可靠的时钟源,为电力系统各类运行设备提供精确的时间基准。高性能的时钟源可以为电力系统变电站提供统一的时间基准,满足变电站各种系统(监控系统、能量管理系统、调度自动化系统)和设备(继电保护装置、智能电子设备、时间顺序记录SOE、厂站自动化故障测距、安全稳定控制装置、故障录波器)对时间系统的要求[8],确保实时数据采集时间一致性,提高系统运行的准确性,从而提高电网运行效率和可靠性。国内智能变电站完全遵循DL/T860标准的设计规范。DL/T860标准覆盖变电站通信网络与系统,其中智能设备中各个逻辑节点之间的通信由数千个独立的通信信息片进行描述,而通信信息片主要完成逻辑节点之间对于给定通信属性的信息交换,包括对它们的性能要求。如何保证基本功能的正常运行以及支撑通信系统的性能要求的关键是数据交换的最大允许时间,即传输时间。 传输时间是智能变电站的系统要求,其定义如图2所示。一个报文的完成传输过程包括收发端必要的处理。传输时间计时从发送方把数据内容置于其传输栈顶时刻开始,直到接收方从其传输栈中取走数据时刻结束[10]。图中定义了完整传输链的时间要求。在物理装置PD1中,功能f1把数据发送到位于物理装置PD2中功能f2。传输时间将包括各自通信处理器时间加上网络时间,其中有等待时间、路由器与其他网络设备所耗费的时间。由于物理装置和网络设备可能来自不同的厂商,故对总传输时间的任何测试和验证都必须在现场验收测试时进行。智能变电站报文数据传输延迟属于性能测试的应用范畴。传输时间的定义的间隔中,tb时间间隔取决于网络底层结构,不属于智能电子设备的范畴,从智能电子设备的角度出发,只有输出和输入延迟可以被测量。标准中规定时间性能的测试方法[11]如图3所示。对于传输时间的输入输出延迟测量值应不大于DL/T860标准中所规定的相应报文类型的总的传输时间的40%。图3方法中定义了回环测试环境,被测设备的输入信息与输出信息都与测试系统建立连接,当测试系统产生被测设备需要的物理输入信号或者报文信号后,测试系统通过接收被测设备产生的报文或者物理的输出信号来检验输入输出时间性能。有了以上测试方法之后便可以对实际的设备进行测试。以下是对某变电站中一台时钟源的测试,该时钟源的PTP同步报文经过一层交换机如图4所示,交换机为TC模式,测试仪器对经过交换机以后的PTP报文进行测试。有效数据共测试60次,时钟源的准确度和路径传输延迟测试结果如表3所示。使用上述的测试方法可以测试时钟源同步信号经过两层或者两层以上交换机时的准确度和路径传输延迟,同时也适用于GOOSE、SV9-2报文传输延迟的测试。 3结语 目前电力系统从国网、南网到每个省的电科院都设置了关于时间的工作组,相关的测试标准也已经具备,但是国内专业的测试机构只对规约报文的一致性进行分析和测试,不针对时间性能做检测,没有制定详细可操作的方法或者手段。综上所述,智能变电站时间性能的分析研究和检测对于智能变电站的实施和投运后的安全运行将有很大帮助,因此我们每一个从事电力事业的工作人员都需要清楚地认识时间性能的概念,它全面覆盖整个智能变电站时间的准确度和智能变电站应用信息的传输时间定义。希望在电力行业所有工作人员的共同努力下,尽快成立针对时间性能检测的专业的机构,并制定详细的可操作方法和手段。推动智能变电站健康稳定的发展,为我们的国家和社会做出更多的贡献。 作者:高吉普徐长宝张道农黄兵赵旭阳王小勇单位:贵州电力试验研究院华北电力设计院工程有限公司上海远景数字信息技术有限公司 智能变电站论文:智能变电站光纤通信系统论文 1智能变电站站内光纤通信系统设计 1.1设计原则 巍山变电站是110kV智能变电站,因此在智能变电站的光纤通信系统建立时,需要从总体上考虑光纤系统的可行性和可实现性,在保证传输安全的前提下保证数据传输的效率,即可靠性。智能变电站光缆的选择要符合施工的实际情况,光纤的接口应该尽量统一,在施工中要尽量采用新技术。方案的设计要尽可能节约光缆的使用量,提高光纤的利用率,同时要在设计中明确施工目标,从而保证施工效率。在进行光缆的铺设时要注意光缆的保护等。 1.2光缆的选择 在智能变电站中,光缆产品的性能决定了智能变电站的通信效率,因此光缆的选择是其在设计时需要优先考虑的,在实际的工作中要根据实际情况进行光缆的选择。在智能变电站内数据的传输距离长,通常选用单模光缆,以确保数据的准确传输;站内各LED之间的通信,则要选用渐变性多模光缆。在进行户外配电装置的选用时,对光缆的抗磨损性要求较高,因此大多选用铠装型光缆。在光缆的选择之后,还要进行光缆连接器的选择,即接入光模块的光纤接头。根据使用的光缆块不同,光缆连接器的选择也有不同。该变电站采用光纤代替了二次电缆技术,并且通过智能终端使各项数据可以共享。 2智能光纤通信系统的主要实施手段 2.1光缆线路设计 在进行信息数据传输时,为了保证传输的稳定性和可靠性,使光纤在各种环境下都能够进行长期使用,需要将光纤制作成光缆。在进行光缆设计时要对光缆进行足够的保护,保证光纤不受外界因素的损坏,光缆的材质要选择重量较轻、便于施工和维护的材料。针对不同的传输环境,选择不同结构的光缆,从而将传输的线路进行优化处理。在进行光缆的安装时,要对光缆之间的挤压、磨损、扭转等进行规范操作,清除光缆附近的障碍物,进行电场强度控制,使其感应电场不超过规定值。由于110kV巍山智能变电站光缆的安装是在高电压的环境下进行安装,因此要格外注意人身安全和安装设备安全,在安装时要进行安全措施防护,保持作业的安全。要注意施工的环境,在施工结束后要在附近悬挂警示牌和设立相关的标志,及时进行光缆的维护等。 2.2通信系统设计 110kV巍山智能变电站的通信系统主要由传输设备、接入设备和电源设备组成,SDH传输设备是光纤系统的优秀,所有的控制信号都要通过SDH进行转换才能进行数据的传输。PCM接入设备将传输设备中的2M信号转换为可控制传输的64K信号,而电源设备是通信系统正常运行的重要保证,只有电源提供稳定的电源,才能保证数据传输的可实现性和准确性。在进行通信设备施工时,要对施工人员进行大地放电,消除人体静电,以防止通信设备的损坏。通信设备对周围环境的要求很高,要设置专门的通信机房,安装防静电地板,同时要保证机房的温度和湿度恒定,将通信电池和设备相分隔开,以防止火灾的发生。巍山智能变电站的设计中采用了全封闭式的组合电器,具有很强的抗干扰功能,智能化远程遥控可以大大减少人为操纵的风险。 3现阶段变电站中光纤通信系统存在的问题 3.1光缆施工安全隐患 在智能变电站建设中,光纤通信作为其主要通信介质发挥出了极大的作用,但是在施工建设中容易出现一系列问题,导致变电站通信质量受到损坏。在导入光纤时接口密封不严,使保护钢管中容易出现积水,造成冬天积水无法排除结冰膨胀,从而造成光纤被积压,不仅降低了传输效率,同时也影响了光缆的安全性。在进行光缆材料的选用时没有固定的标准,捆绑材料也达不到标准,使光缆在固定时不稳定,余缆容易出现散落的现象,从而造成安全隐患。光缆的材料选用不足,也会造成施工工艺的差异,产品的质量达不到统一的标准,导致同一个智能变电站中出现不同施工工艺的现象。在进行光缆的固定和安装时,其固定架间隔之间缝隙存在着质量问题,部分型号的光缆固定架间隙不足,导致传输的质量和速率下降,固定架和光配机架上下距离不够充足,使光缆在固定保护套管弯曲过大,使馆内光纤造成积压,从而降低传输速率。 3.2材料选择不规范 智能变电站光纤通信系统涉及到多个专业,施工需要采购的设备数量多,型号也分为很多种类,因此在进行设备采购时针对光缆固定架、配线单元、保护套管等材料的配备要符合施工的要求。但是从巍山智能变电站光纤通信系统的材料选购上看,设备进行采购时常常出现遗漏的现象,设备材料的供应商数目众多,其产品型号难以统一,给材料的配置带来了很多的困难。不同型号进行的施工工艺也不相同,造成工程的工艺不规范。 3.3施工人员素质不强 智能变电站光纤通信系统的构建是一个非常复杂的施工工程,施工规模大,项目多,作业环境危险,这就需要施工人员增强安全意识和专业技能,但是现阶段很多施工人员不注重技能的提升,不能够及时掌握新技术,在进行高电压作业时防护措施不到位,高空作业时没有配备相应的安全设施,造成人身安全隐患。在进行通信设备的建设时没有进行大地放电,身上的静电造成通信设备的损坏等。 4加强变电站站内光纤通信的有效措施 4.1进行变电站初期研究 在进行智能变电站光纤通信系统的构建时,要与相关部门进行沟通,确定系统的可实现性,要对光缆通信建设的目标进行明确,同时优化设计方案,将设备材料的选购、光缆设计数量、安装方式和投入使用等各界环节进行预算和估量,在设计时要严格审核期设备的选用,人员的调配和施工技术的应用也要符合相关的规定。要选择专业的设备厂家进行设备材料的选购,保证设备的型号一致,将安全隐患在初期研究阶段降到最低。110kV巍山变电站的顺利实施和政府的支持紧密相连,其各项施工也符合国家的施工要求。 4.2规范施工中的各项操作 在进行光缆的安装和调试运行时,施工人员要严格按照相关的规定进行规范操作,在进行光缆施工时,要以光缆数据传输效率最大化和传输安全为标准进行光缆的安装。结合巍山当地的气候特点,对于施工中出现的客观因素如天气原因等要进行及时的调整工期,保证施工的进度和工期。及时将新技术应用到施工建设中,从而让通信建筑更好地发挥其作用。在建筑中明确责任人和监督人,监督施工按照相关规定操作,保证施工的安全。 4.3加强施工人员的培训 在进行光缆通信建设时,施工人员的操作是保证系统顺利运行的关键。要加强对施工人员的技能培训和综合素质的提高,不断提升员工的专业技能水平,让新技术运用到光纤通信建设中。增强员工的安全意识,在员工进行危险环境作业时,要让员工配备相应的安全工具,如安全帽等,在进行通信设备建设时,要注意对员工进行大地放电,减少通信设备的损害。建筑单位要及时对光缆进行维护,防止光缆的损坏造成极大的损失。 5结语 随着我国电力产业的发展,国家供电量需要大幅度的增加,国家电网建设越来越重要。在电网建筑中,最重要的部分就是变电站的建设,其可以有效的进行数据信息的传输,保证了供电系统的完整性。在进行智能变电站光纤通信系统的构建时要依照其设计原则进行设计,在施工时要注意施工安全和施工细节。提升员工的专业技能和安全意识,对于会影响到通信传输的各项因素进行及时的处理,发现问题时要进行及时的处理,防止损失的进一步增加。要大力发展智能变电站光纤通信系统的构建,让我国的电站通信更好的发展。 作者:洪健明单位:云南电网公司大理供电局 智能变电站论文:智能变电站系统设计论文 1我国智能变电站一体化装置架构 智能变电站自动化系统,由一体化监控、输变电设备的状态监测以及辅助设备等部分构成。一体化监控系统纵向贯穿于调度、生产等系统,横向对变电站内部的各个自动化设备进行联通,是智能变电站自动化的一个重要组成部分。该系统能对电站内部的电网和二次设备的运行信息进行直接的采集,通过标准的接口、输变电设备状态监测以及辅助应用等信息进行交互,实现对变电站的数据采集、处理以及监督控制[1]。智能变电站一体化监控由安全Ⅰ区和Ⅱ区两个部分组成,安全Ⅰ区的监控是对智能变电站各种设备的运行状况参数进行采集,并且对整个电网系统的运行状况信息进行采集,以及对信息数据进行综合的分析,最后将这些信息数据上传到系统服务器上。与此同时该区域的运行信息是通过直接采集和传送的方式,经过安全Ⅰ区通信网络,将其与智能变电站一体化监控系统中的调控中心进行实时信息交互。此外要想确保这些信息的可读性,对于所采集到的数据信息要对其进行规范化的处理,生成可读性比较高的标准文本格式。安全Ⅱ区是对智能变电站的环境进行监测、采集和处理安防和消防等方面的信息。通过对变电站输变电设备的状况进行监测,并且实施与其他辅助设备、综合应用服务器进行信息交互。此外对于采集到的这些信息要对其进行规范化的处理和分析,随后将其上传到调控中心[2]。 2智能变电站一体化装置系统功能和系统设计 2.1智能变电站一体化装置系统功能。功能:①运行监视功能,采用可视化技术,对电网运行信息、保护信息、一次和二次设备的运行状况等信息进行监视和展示,包括对运行的状况进行监视,对设备状况进行监测,利用远程进行浏览;②操作和控制功能,对变电站设备的就地和远方操作进行控制,包括对顺序、无功优化等进行控制、防误闭锁操作等。调控中心主要通过数据和图形通信进行调度控制和远程浏览;③信息分析与智能告警功能,对智能变电站的各项运行数据进行分析和处理,并且为变电站提供分类告警以及故障分析报告等结果信息;④运行管理功能,通过人工方式进行录入和系统交互等,建立智能变电站设备的基础信息,并且对一次和二次设备的运行、操作以及检修维护工作进行规范化,以权限、设备以及检修等方面的管理为主。2.2智能变电站一体化装置系统设计。1)硬件配置。站控层是重要的组成部分,该设备的作用主要是对变电站的数据进行处理、集中监控以及数据通信,主要包括监控主机,数据通信网关机以及数据服务器等。综合应用服务器也是一个重要的设备,包括接收站内部一次设备在线监测数据,设备基础信息等,对其进行集中处理和分析。数据服务器也是一个重要的硬件配置,其主要是对变电站全景数据进行集中存储,并且为站控层设备和应用提供数据访问服务。此外还包括监控主机双套、数据服务器单套配置等[3]。2)系统软件配置:①操作系统,关于智能变电站一体化应该采用LINUX/UNIX操作系统;②历史数据库,该配置主要是采用比较成熟,且商用的数据库,能对数据库管理和软件开发工具进行维护和更新;③实时数据库,对系统提供安全和高效率的数据存取,还支持多应用并发访问和实时同步更新;④标准数据总线与接口,该配置主要是进行信息交换,对信息与信息之间的不同应用的和传送提供依据。 3结束语 综上所述,在当今社会对电力需要越来越高的情况下,确保智能变电站能够得到高效率和稳定的运行是非常重要的。虽然在智能化变电站的建设过程中取得了很大的进步,并且在智能变电站的运行与维护方面取得了一定的成绩。但我们必须承认的是在智能变电站一体化装置构建的过程中,我们还有很多方面的技术有待加强。因此,作为相关的设计人员,需要不断学习和借鉴国外的先进技术,并与实际设计过程中所存在的问题相结合,进而保证智能化变电站的一体化系统设计更加完善,以促进我国社会更好的发展。 作者:姚金玲 单位:河北省电力勘测设计研究院 智能变电站论文:智能变电站自动化系统分析论文 1.智能变电站设计的特殊性 首先,电路回路接入。对于常规变电站而言,设计电流、电压电路时,通常选择次级对应方式进行接入,设置录播与测控设备,通过各个设备、装置,实现了交流采样,通过A/D转换器,对数字量进行处理、识别。使用双重化保护装置,通过互感器,产生二次绕组。若一次设备未达到设计次级数量,通过电流互感器,将同一次级绕组向不同保护装置接入,利用串联方式接入。而智能变电站,对一次系统开关量、模拟量,实现就地数字化,再通过光学互感器,实现光纤输出,直接输出数字信息,不产生电流开路、多点接地、电压短路等问题。通过单元合并,对采集器信号进行采集,按照不同装置,例如计量、测控、保护等装置,组织、分配相关数字。然后通过不同回路,向二次设备传输不同熟悉信号,利用光纤多收信息、多发信号,进而提升现场接线稳定性、安全性。所以,通过智能变电站,其电压、电流等数字信息,由电流互感器出口开始计算,通过单元合并,实现数字采样,在一个通道上,实现不同次级电压量与电流量的同步发送。对于常规变电站而言,由A/D设备装置转换开始计算数据,在装置内实现采样,但一个次级无法与其他次级进行合并传输。对于智能化电流与电压,与常规站回路比较,实现采样更简捷、更安全,且具备极强可操作性。其次,新型二次接线方式及特点。对于常规变电站,回路、设备共同确定功能,使设备更具特定功能,而厂家定义了外部输出、输入等接口,利用已设定电缆回路,与各设备装置链接,满足变电站功能需求,而各方施工需按照设计图纸执行。对于智能变电站,对数字化技术进行优化整合,实现了紧凑型功能、二次回路的设计。通过常规站,实现二次电缆的分散链接,确保二次回路的信息规范整合、数据集中分配。对于常规线路设计,严格电缆装置、接地屏蔽装置、保护装置等要求,必须考虑施工重点、二次设计因素。对于智能变电站,通过光缆实现信息传输,具有极强抗电磁干扰性能、带宽较高等特点,防止电缆电磁兼容、交流误碰、电压接地等问题,防止出现继电拒动、误动行为,消除各类干扰源,利用控制电缆,实现二次设备耦合,进而保证保护装置正确操作,降低设备损坏率。另外,在各层级之间,选择相关数据传输,具有更高可靠性、稳定性,进而确保设备的稳定运行。第三,虚端子、虚回路运用。对于常规变电站而言,利用直流接点、电压信号、交流信号等,通过硬电缆,传输相关模拟信号。而智能变电站,利用直观感知,消除电缆接线硬件回路,使二次系统设计不再使用。由于硬电缆回路被取消,可生产虚回路体系,实现网络信息共享。根据IEC61850标准,明确定义了GOOSE、采样值传输的两种抽象模型。通过GOOSE模型,为变电站提供快速传输数据,确保遥信量、跳闸命令、合闸命令的传输。IEC61850标准作为虚回路基础,具有网络工程实施、回路表达方式,利用系列工具软件、网络自动配置,使智能变电站的回路检验、运用问题得以解决。同时,对于IEC61850标准而言,构建虚回路体系,满足建模基本要求,需确保各逻辑接点的输出信号、输入信号,在SCD文件中,实现全站信号关联,为GOOSE参数订阅、数据采样提供充足信息。保证这些信息之后,通过SCD文件,将二次图纸作为变电站的设计条件、数据表达。而系统高度集成、设计融合,使全站模型文件向厂商导入数据,减少为对照图纸,人为输入信息的差错率、重复率。对于采样值传输与GOOSE两种模型的输出信号,属于网络传递变量,和传统屏柜相比,端子具有对应关系,而逻辑连接点就是虚端子,通常采取CAD文件表达虚端子图。在具体运用中,采取EXECL表达表达采样值传输与GOOSE两种模型,标注各逻辑节点数据属性与名称,确定装置名称、虚端子标号。以序号11为例,信息栏内容为:GIS信号为信息类别,跳闸动作为发送装置信息,而接收信息委跳闸动作,信息传输采取点对点方式,信息装置栏显示为110kV智能终端,RPIT/ProtInGGIO为数据集属性。订阅装置栏:110kv保护装置为装置名称,而PI2/CKGOINGGIO1$ST$SPCSO6$stVal为数据集属性。采取这种数据显示方式,若按照原有设计图纸,增加了二次施工调试难度。而智能变电站是以间隔设计为基础,通过间隔设计一套图纸,利用二次设备进行联系图组网,对GOOSE示意图、虚端子表、过程图信息进行表达,提高检修人员、调试人员、整合人员的图纸易懂性,主要为背板接线图与屏后接线图。 2.220kV智能变电站中自动化系统的可靠性分析 首先,对于智能变电站而言,其自动化系统是否可靠,需对自动化系统可靠性进行分析。在系统具体运作过程中,可满足电力用户的通信需求。需评价系统可靠性,评价、分析的基本思路为:以平均无障碍时间、平均障碍时间参数,评估网络基本元素安全性、可靠性。另外,通过全面功能,以降级功能可靠度、效能指标,评价系统安全性、可靠性,按照系统拓扑结构,对系统可靠性、安全性进行评估与分析。其次,智能变电站的可靠度、智能组件、模型分析等,主要为电子器件,通常属于典型性组件,显示故障率曲线。随着时间变化,故障率也随之改变。若故障率属于常数,正常寿命处于II区。若故障率处于I区或III区时,故障率较高,主要由于设备生产时间延长,机械设备逐渐老化所致。 3.结语 综上所述,随着智能变电站的推广和应用,新的规程规范需要更好地完善和补充,同时也需要大力推进智能变电站的电气二次典型设计工作。 作者:陈世永宋丽娜单位:许继电气股份有限公司 智能变电站论文:3D场景显示在智能变电站中的应用 《电气技术杂志》2014年第七期 13D场景显示开发环境的比较及选择 在计算机领域有多种成熟的三维图形显示技术可以选择。常用的3D开发软件主要有Unity3D,HTML5等。Unity3D能轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台综合型游戏开发工具,是一个全面整合的专业游戏引擎,具有优越的效果和很高的扩展空间[5];在网络方面,Unity3D提供了很强大的可视化编辑器和语言层面的网络类,支持重载和命名空间。HTML5是基于SVG、Canvas、WebGL和CSS3的3D功能的开发工具,在浏览器中能达到惊人的3D显示效果,HTML5在支持跨平台进行使用的同时,还提供数据与应用接入开放接口,使外部应用程序可以直接与浏览器内部数据直接相连,例如视频影音。Unity3D相对于其他开发环境,其优势在于:可以轻松的创建三维视频,并且可以使用AssetBundle动态载入外部模型,或者使用3dsMax正常制作三维模型,导入生成FBX文件,载入Unity3D中构建,最后进行交互操作。尽管HTML5也可是创作模拟出三维场景,但HTML5存在漏洞,产生的数据垃圾会对用户进行轰炸,甚至会在短时间将硬盘塞满。综合各方面因素,选用Unity3D进行三维场景的模拟在技术层而言相对稳定,并且易于操作。此外,Unity3D对于同一项目,在不需要修改的前提下,可以通过菜单到各种平台,市场空间很大。 2实现的关键技术 2.1三维模型建立首先是进行数据采集,包括地理信息、建筑物纹理等,在变电站中根据现实需求设置多个传感器,通过传感器获取设备或周边环境情况的信息,如图1所示。对信息进行采集,包括录像、信息、建筑物纹理等。在变电站中不同的位置设置摄像机,对实时情况进行录像,通过3dsMAX根据采集的信息进行三维模型建立。在三维模型空间中,设置一个摄像机的点,通过设置摄像机的角度,依据现场摄像机所提供的实际的参数转换为三维界面中摄像机的模拟参数,形成逼真、生动的现场效果模拟3D图像。设想有一个任意方向、任意位置的物体,我们要把它渲染到任意方向、任意位置的摄像机中。为了做到这一点,必须将物体的所有顶点从物体坐标系变换到世界坐标系,接着再从世界坐标系变换到摄像机坐标系。其中的数学变换总结如下:这样就能在渲染的循环外先将所有矩阵组合起来,使循环内作矩阵乘法的时候只需要和一个矩阵相乘即可(物体有很多顶点,省一次矩阵乘法就会提高不少效率),如下:通过摄像机和传感器完成对信息的采集之后,存储到相应的数据库中,利用三维制作软件3dsMAX根据已经采集的信息进行三维模型的建立。下面将比较动态贴图技术和使用Unity3D软件进行3D场景显示的两种方式。 2.2动态贴图技术动态贴图技术利用在三维模型的不同面以动态贴图的方式,从不同角度看到的视频角度不同,在视觉上初步实现3D视频显示。未经过动态贴图的三维模型为灰色,通过摄像机获取监控视频的画面,将视频画面截取为一帧一帧的图片,利用已经截取的图片对已经建立的三维模型动态贴图。通过在模型不同的面,间隔时间段的进行贴图,如图2所示。通过视频播放控件与GUI界面中的视频窗口叠加,视频截图不间断的替换出现,从而实现对视频的播放。但是,通过在三维模型上动态贴图的方式实现3D视频显示的同时也存在一些缺陷。由于三维模型的分辨率较低,将分辨率高于三维模型的视频截图动态贴入三维模型时,视频截图的分辨率也会随之降低。背离了3D视频显示清晰、真实的技术要求。 2.3Unity3D软件实现3D场景显示对建立的变电站的三维模型进行透视投影原理进行模型渲染,至Web,通过视频播放插件与GUI界面预设视频窗口叠加,实现3D场景显示。1)模型建立各个点的摄像机获取的场景和设备纹理以及传感器获得的各种信息,通过程控放大器、A/D数模转换以及逻辑控制,传送到服务器的数据库中。利用三维软件3dsMAX,根据计算机存放的数据库采集的变电站现场的信息进行模型的建立,将建立的模型进行场景的拼接,模拟出变电站现实场景相对应虚拟现实的初步三维模型。利用Unity3D可以导入外部模型的特性,将已经建立的虚拟现实的初步三维模型导入Unity3D中进行模型的透视投影和渲染等。2)透视投影的实现对于透视投影的标准模型,视平面的坐标模型如图3所示,它的坐标原点位于视平面的中心,x轴正向水平向右,y轴正向垂直向上。要把透视投影的结果在计算机屏幕上显示的话,需要对透视图进行坐标变换,将其从视平面坐标系转换到屏幕坐标系。3)载入3D模型在3dsMAX中,已经根据现场所采集的信息,包括设备、建筑等按照视频需求比例进行了三维模型建立;使用MattFairfax实现的Model_3DS类支持3DS模型文件的载入。并对已经导入的变电站的三维模型进行视图变换、透视变换和屏幕变换。4)视图变换为表示透视投影的模型,实现了KCamera类,除保存视点的位置和姿态,还保存视图变换矩阵m_kmView,随着视点位置和姿态的变化,视图矩阵也不断更新。对于世界坐标系中的任何一点v(x,y,z),通过v=m_kmView×v将其变换到透视投影的标准模型坐标系,通过KCamera::Transform函数实现。5)透视变换经过视图变换之后,利用KFrustum类用来对透视投影的模型进行建模,其成员包括视平面的尺寸大小,以及近截面和远截面的z轴坐标。KFrustum通过Project函数将视图变换的结果变换为透视坐标。代码实现如下:6)屏幕变换实现视图变换和投影变换之后,需要将其转换为适合屏幕大小的模型,继而需要进行屏幕变换;屏幕变换的算法通过宏实现,代码如下。7)三维模型的渲染将已经导入经过投影变换的变电站的电力系统以及变电站周边环境的三维模型进行渲染,渲染使用软件来实现,没有使用任何第三方图形库,主代码在KCamera::Render函数中,它接收两次参数:Model_3DS和KSurface,对Model_3DS中的顶点进行透视投影。渲染代码如下:7)三维模型的渲染将已经导入经过投影变换的变电站的电力系统以及变电站周边环境的三维模型进行渲染,渲染使用软件来实现,没有使用任何第三方图形库,主代码在KCamera::Render函数中,它接收两次参数:Model_3DS和KSurface,对Model_3DS中的顶点进行透视投影。渲染代码如下:8)视频叠加重合三维模型渲染结束之后,将其至Web上,在GUI客户端界面的设计过程中,预留的配置了Web浏览器的视频播放窗口,将Unity3D虚拟视频与预先定义的视频窗口进行叠加重合,实现3D视频的播放功能,从而达到理想中的3D场景显示的效果,如图5所示。 2.4试点应用上述两种方式均能实现3D视频的显示,但通过实际模型对比得出第二种方式实现3D场景显示的效果优于第一种方式。因此采用第二种方式在220kV武侯变电站上试点建设一套3D显示系统来展现变电站场景及站端辅助系统。用户可以通过客户端访问系统,客户端所采用的通信协议,具有很强的开放性和兼容性,完全能融合在电力系统现有网络中。通过标准的客户端,相关负责人和管理人员可根据不同的权限对系统进行配置及监控,操作界面全部为中文可视化界面,使用非常方便。此系统将获取的真实站端动环数据,如环境温湿度、风度、风向等环境量以及门禁,集成到3D场景显示系统中。在此3D显示界面上,管理人员可以根据3D虚拟现实视频中得到的实时数据的模拟数据,判断设备周边环境和设备运行情况。图6所示为设备周边环境,能真实地反映出周边环境温湿度、风度、风向等环境量以及门禁等的变化。图7所示为设备运行情况,根据3D虚拟现实视频中的实时数据,立体、形象、真实地反映了变电站各个设备的细节和特征以及运行情况,让管理人员和技术人员可以更直观地了解设备的运行情况。试点表明利用透视原理,使用Unity3D软件可以很好的展现生成变电站3D场景,并能把辅助系统的相关数据都融合到这个界面上,对变电站的全景数据进行有效的展示。 3结论 目前,3D视频显示技术虽然已经应用于众多领域,但在电力企业的信息化建设中应用并不普遍,武侯变电站的试点结果表明,在电网的信息化建设中,采用3D场景显示技术呈现变电站设备的空间关系以及环境数据的实时变化,既可以纵览全局,也可以观察局部详细信息,为变电站的智能化管理提供了直观、准确并且真实的监控管理方式。利用3D场景显示技术进行有效的监控和管理,能更好的满足生产运维、安防应急的需求,同时也有利于工程人员进行扩建项目的分析和设计,将大大提高管理的可操作性并提升了电网信息化的管理和决策水平。 作者:马玫杨鸿昌白丁单位:国网四川省电力公司信息通信公司 智能变电站论文:智能变电站远动模型映射研究 《软件工程师杂志》2015年第三期 1信息分级及子站端实现(Informationclsification) 电力调度分级划分为国调、网调、省调、地调、县调和集控,一般按照电压等级对变电站内不同设备信息进行分级采集,如图2所示。子站端远动系统采集变电站的一次设备、过程层设备、间隔层设备及站控层设备的实时测控信息,通过实时数据库(db)与内置调度分级系统,根据不同调度需求和信息分类规则,生成各级调度转发数据库(zfdb),按调度规定的相应规约把站内信息送至各级调度中心。信息分类一般规则按一次设备(开关、刀闸、机构、测量等)、过程层设(OSE链路状态、SMV链路状态等)、间隔层设备(保护动作、保护告警、压板、装置告警、通信状态等)、站控层设备系统信息(通信状态、系统故障、系统告警等)进行划分。 2子站端信息分级模块及映射研究(Modelmapping) 根据智能变电站信息分级和各级调度采集规则,利用智能化信息分级远传软件系统实现信息分级以及远传功能。子站端软件主要包含五个模块:(1)智能信息分类功能模块;(2)全站信息建模功能模块;(3)远传分级建模功能模块;(4)IEC61970模型映射功能模块;(5)IEC104远传通信模块。各功能模块关系如图3所示。智能化信息分类模块根据关键词和相关定义建立分类规则库,在全站信息建模时按分类规则自动实现全站信息的分类,并生成智能分类后的全站信息数据库(db),由远程分级模块对信息进行远程信息分级,通过IEC104远传通信模块及IEC61970模型映射功能模块把分级后的信息送至主站。子站各模块关系如图3所示。 2.1子站端远传规约选择变电站子站与调控主站间的通信协议采用电力系统实时数据通信应用层协议IEC104。104规约应用服务数据单元(DU)结构一般结构如表1所示,由数据单元标识,一个或多个信息体和应用服务数据单元的公共时标所组成[4]。为实现信息分级及控制功能IEC104规约扩充了两个DU:信息分级传送文件(DU54)和信息分级文件(DU127)。扩充DU的基本原则是不改变IEC104协议的帧结构和通讯流程。 2.2子站端电网模型(IEC61850)与远动实时数据库的映射研究子站端电网模型(IEC61850)不对具体的通信技术和采用的通信协议做出限定,满足技术需要并能传输标准的信息模型,就可以使用该通信技术和协议,需要解释该通信技术和协议如何承载标准的信息模型,既映射问题[6]。子站端电网模型(IEC61850)与远动实时数据库(db)的关联关系,映射研究内容包括:(1)站内IED与实时数据库IED地址的映射;(2)遥测类的映射;(3)遥信类的映射;(4)遥控类的映射;(5)遥脉类的映射;(6)定值类的映射。如下:(1)站内IED与实时远动数据库IED地址的映射选择一个SCD文件查找到其中的IED名称进行IED映射,给每个IED分配IED地址。网关的名称命名为IED名称。如表2所示。(2)遥测类的映射遥测类的映射CDC类型:MV、CMVBSC、WYE、DEL等。如表3所示。(3)遥信类的映射CDC类型:SPS、DPS、SPC、DPC、INS、ACT、ACD。如表4所示。(4)遥控类的映射CDC类型:SPC、DPC、INC、BSC(遥调)、ISC(遥调)、APC等。如表5所示。(5)遥脉类的映射CDC类型:BCR,如表6所示。(6)定值类的映射映射定值数据集,是为了配合国内实施规范。如表7所示。 3工程应用(Application) 在变电站子站端远动系统调试界面中增加调度分级配置功能,可以方便配置信息分级,如图4所示。在某地区实际工程中,应用具备信息分级功能的子站远动系统后,减少子站运维人天数27人/天,大幅度降低了变电站子站端和调控主站端信息接入联调的工作量,提高了子站端信息远传的调试工作质量和效率,节约了运行维护的成本。 4结论(Conclusion) 本文在目前智能变电站数量和调度信息量激增的情况下,根据不同调度主站端职能和对智能变电站信息远传的要求,提出了一种在子站端进行信息分级和远传方案。通过进行子站端电网模型(IEC61850)与实时数据库(db)映射研究,分析了站内IED与实时数据库IED地址、遥测类的映射、遥信类、遥控类、遥脉类、定值类的映射;子站端开发相应软件模块,实现基于调度信息分级规则、IEC104扩展协议的子站端调度信息的自动分级处理及远传。 作者:刘宝江段运鑫刘建勇魏勇单位:许继电气股份有限公司河南龙源许继科技发展股份有限公司 智能变电站论文:智能变电站设备监测技术研究 1交换机状态评估 1.1评价因素权重的确定模糊综合评价方法中,各因素权重对评价结果有很大的影响。如何确定权重是模糊评判中的重点和难点之一。本文采用层次分析法[11-12],构建的判断矩阵。 1.2模糊关系矩阵的隶属度模糊关系矩阵的关键是建立符合实际的隶属度函数。隶属函数的指派要反映这些元素对集合的隶属程度。如何确定一个模糊集的隶属函数至今还是尚未解决的问题[13]。目前作为隶属函数的分布函数类型比较多,常用的分布函数有:抛物型、正态型、柯西型、岭型等。每种分布函数又可分为偏小、偏大、中间型。岭型分布函数具有主值区间宽、过渡平缓的特点[13],能较好地反映交换机状态的模糊关系,因此本文用岭型函数来计算隶属度。岭型分布函数表示。在建立隶属函数具体表达式的过程中,遵从最模糊原则和最清晰原则,即表1中区间的端点处于最模糊状态,隶属度属于相邻两级指标状态的值均为0.5,在区间中点其类别是最清晰的,隶属度属于该级的值为1。根据交换机各评价指标的参数范围,把各指标数值代入式(3)~式(5)中相应公式,即可得出它们相对于评价集的隶属函数。需要说明的是,交换机有多个不等数量的端口,交换机状态与每个端口有关的指标有:流量、端口接收光强、端口发送光强、端口误码率。每个端口都单独采集,取劣化程度最大的作为交换机状态评价的输入值。 1.3模糊综合评价根据各个指标的值,代入该指标对应的隶属函数,即可得到模糊关系矩阵。保护、测控装置等二次设备的状态评价都可以采用同样的方法来评价其状态,但评价因素集要根据具体设备选定。 2智能组件跳闸回路定检 为防止保护出口跳闸回路触点粘连、失效、忘投压板等问题,设计后台监控系统与智能组件配合,实现跳闸触点定检的智能告警。充分利用智能终端操作回路硬件软件化的特点,对传统操作箱功能改进,实现跳闸回路(包含触点及压板)的在线监测和离线定检功能。开关处于合位时,智能终端可实现跳闸回路在线监测,及时发现、定位跳闸回路存在的异常。开关处于分位时,智能终端可接收系统命令进行分闸回路离线定检、实现合闸预置功能,避免忘投压板等人为疏忽。定检实现原理:如图1所示。保护出口驱动电路上串接TZ1、TZ2触点,两触点中间至正、负电间各串接一个用于检测的光耦(监测1、监测2)。智能终端接收保护装置定检命令后,首先闭合保护触点TZ1,正电经保护触点TZ1、监测2光耦回路导通,监测2光耦反馈检测结果,完成保护触点TZ1的检测;然后闭合保护触点TZ2,正电经监测1光耦、触点TZ2、TBJ继电器、压板回路导通,监测1光耦反馈检测结果,完成保护触点TZ2、压板、TBJ继电器的检测。同样,可以在分闸回路上实现相同的定检功能。 3过程层通信故障诊断 智能变电站中,间隔层与过程层用网络通信代替了信号电缆,之间用SV、GOOSE传送信息[14]。当SV、GOOSE收发异常时,需要及时诊断是间隔层装置、还是智能组件故障。本文提出一种不依赖网络报文分析仪[15]的诊断方法。分析SV、GOOSE的传输机制和特性,可采用接收端是否接收到相应的发送端信号来确定发送端的通信状态,而不是直接监测发送端的状态。间隔层装置发送GOOSE到智能组件,智能组件把接收到该GOOSE的状态用另外一个GOOSE送给间隔层装置,间隔层装置再把该状态值送到监控后台,完成一个间隔层装置GOOSE发送、智能组件GOOSE接收的状态上送,如图2所示。间隔层装置接收GOOSE的状态可以直接用来判断智能组件发送、间隔层装置接收的状态。一个智能组件可以把SV、GOOSE发送至多个间隔层装置,同样也可以接收多个间隔层装置下发的控制GOOSE,数据接收、发送是多对多的关系。如图3所示。故障诊断原理:根据所辖的发送端口和接收端口判断。当有任意一路发送端口或任意一路接收端口通信正常,则认为网口正常。如果所有的发送端口和接收端口都异常,才判定为网口故障。为此监控后台设计的过程层网络监测模型如图4所示。 4运行实例 基于上述原理的综合智能告警在贵州都匀泉东110kV数字化变电站投运。某一时刻采集到某交换机的一个状态数据(选用劣化程度最大的端口值),12345u,u,u,u,u的值为(35,20.8,16.7,28.5,0.65),得到模糊关系矩阵为。 5结语 设备状态监测是状态检修的基础,是二次设备检修的发展方向。针对智能变电站自动化系统的技术特点,交换机是智能变电站自动化系统的优秀关键设备。研究了交换机状态监测信息采集,在此基础上提出了用模糊综合评价方法对交换机进行状态评价;为防止保护出口跳闸回路触点粘连、失效、忘投压板等问题,设计了智能组件跳合闸定检回路进行监测;根据SV、GOOSE的传输机制和特性,当SV、GOOSE收发异常时,提出了一种不依赖于网络报文分析仪,及时诊断是间隔层装置、还是智能组件故障的方法。本文提出的模型、方法在实际变电站运行中得到了验证。 作者:徐长宝庄晨蒋宏图单位:贵州电力试验研究院上海思源弘瑞自动化有限公司 智能变电站论文:智能变电站电气设备的技术特点 1概述 随着我国经济发展和科技进步的速度越来越快,各行业对电力能源的需求不断增加,给国家电网的生产运行带来了前所未有的挑战。提高供电质量一直是我国电力系统的主要工作目标,为实现这一目标,满足社会发展的需求,国家提倡并大力建设智能电网。变电站作为电网中的重要组成部分,也加快了智能化建设,不仅实现了生产效率的提高,还降低了能源消耗,符合我国节能减排的发展政策。在变电站智能化建设过程中,对电气设备技术也有了更高的要求,光电传输、数字通信以及计算机技术等都融入到变电站建设中,简化了变电站的业务流程,提高了电力系统整体的运行效率。 2变电站电气设备介绍 智能化变电站电气设备是对数字化变电站技术的进一步发展和升级,与数字化变电站既有联系,也存在一定的差异。 2.1数字化变电站数字化变电站是按照国际标准建立的一种现代化变电站,其电气设备结构由过程层、间隔层和站控层三部分构成,能够实现变电站内各电气设备之间的共享和交互操作。数字化变电站的电气技术就是将变电站中所采集的信息进行传输、存储、分析和输出等,这一系列工作均是通过数据和信息的形式进行,通过相应的通信网络和系统实现各项功能。数字化变电站电气设备技术的突出特点是所有作业均是以数字化的形式实现,变电站自动化系统的一次设备智能化、高级应用和智能电网的支撑功能都有了很大进步。数字化变电站为建设智能变电站奠定了基础,而智能化变电站的建设是对原有变电站的进一步改进和升级,也是未来变电站发展的主要趋势。 2.2智能化变电站智能化变电站电气设备结构与数字化变电站有一定区别,主要由设备层、间隔层和控制层三部分组成,一次智能电气设备组成了设备层;检测和继电保护设备等二次设备组成了间隔层,这层主要采用分散型方式连接大部分母线应用;服务器、人机设备、路由器和站级计算机组成了控制层。该层利用光纤介质实现与间隔层的通信联系,并设置了计算机监控系统,以实现对变电站电气设备的实施检测、远程控制,并能在设备发生故障时,及时做出反应,保护电网系统免受更大损失。 3智能化变电站电气设备技术分析 3.1计算机终端与控制终端的结合智能化变电站将计算机终端与站内电气设备技术中的控制终端相结合,这就相当于在变电站中加入计算机系统,利用该系统可实现对站内运行信息和数据的采集、存储、分析,根据数据分析结果做出相应的指令,然后通过通信技术传输给各个电气控制终端。计算机终端还能对变电站系统的运行情况进行全程监测,根据设备运行情况做出准确判断,并采取有效的解决措施,这就能有效的降低电网运行故障处理不及时带来的经济损失。 3.2分布式控制技术的应用智能变电站电气设备分级控制是通过在变电站系统中采用了分布式控制技术,该技术具有独立控制性和自主调控性,这就能有效的将变电站中各类潜在风险进行分散和减弱,提高智能变电站运行的安全性和可靠性。分布式控制下的系统运行过程中若某一层出现故障,并不会影响其他层的正常运行,这种功能极大的提高了变电站的运行效率,降低了相关电气设备的负荷。 3.3光纤技术的应用光纤技术的应用,提升了智能变电站各层的通信速度和信息质量,实现了不同设备、系统之间的信息采集和传输高效化,这就为局域网管理功能的提升奠定了基础。控制层和设备之间的信息传输主要通过光线技术实现,该技术具有快速、准确、抗干扰能力强等优点,提升了整个变电站的运行效率。 3.4通信系统软交换的应用智能化变电站在很大程度上实现了电力通信的灵活性和便利性,其主要原因是在通信系统中应用了软交换,这不仅降低了后期的设备投资,还简化了设备维护工作,降低了变电站电气设备的维护成本。 4智能化变电站电气设备技术问题分析 我国变电站电气设备技术发展迅速,极大的提升了我国电力系统的运行质量,但仍存在一些不足需要进一步改进。如设备仍采用定期维护检修的状态、设备操作和监控仍需要人工完成等。为进一步提高我国变电站的智能化水平,应加大对以下问题的研究力度: 4.1电气设备检修智能化变电站中的所有电气设备都应该按照相关工作要求,科学合理的实施检修,在检修过程中,必须严格遵守设备配套的安全措施卡中的操作要求,防止意外事故的发生。为减少定期检修引起的停电,企业应积极加快在线检修技术的推广和应用,通过安全保护设备的配备,操作人员专业水平的提升确保在线检修的安全性,减少检修停电引起的各项损失。 4.2实时监控为提高智能变电站设备的运行质量,应进一步加强实时监控技术的应用,这样就能随时了解电气设备运行过程中的性能状态,通过各项监测数据的分析,对设备的运行状态进行判断,然后制定合适的养护措施。为确保实时监测功能的实现,应在变电站内建立统一的信息共享平台,利用该平台规范、统一各个系统的数据信息,提高信息传输速度,缩短系统反应时间。 5结语 智能化变电站是在数字化变电站基础上发展起来的一种新型运行形式,变电站的智能化是通过传统变电站技术与各类新技术结合实现的,目前尚处于起步阶段,还有一系列急需解决的问题需要我们进一步研究和实践。变电站智能化是我国构建坚强智能电网的关键环节,各部门应该积极配合,不断学习先进的管理理念和专业操作技能,确保变电站运行的安全性和可靠性。 作者:田召庚 单位:国网山东桓台县供电公司 智能变电站论文:浅谈智能变电站通信网络技术应用 摘要:智能电网建设目前已成为我国重要发展项目之一,作为智能电网建设中的关键和重头戏,智能变电站的建设改造任务显得尤为重要,智能变电站的建立在某种程度上可以推动我国电网智能化的出现。所以本文立足于我国现阶段通信系统和通信网络的现状,指出其中的特点和不足,并提出相应解决措施,矢志为我国智能变电站的建设和电网智能化的实现提供实际有效的理论依据,推动电网智能化在我国的开展落实。 关键词:智能变电站;通信网络 0引言 随着社会进步和繁荣,我国各行各业对电力的需求也在逐步提升,更多的需求也为智能电网建设带来更多挑战,智能变电站在用电、送电、配电和调度方面,都起着至关重要的作用,其联系各个环节,是使各个环节环环相扣的重要支撑,起着重要的纽带作用,在电网运行过程中起着不可替代的重要作用。然而,现在的智能变电站的网络系统较为僵化死板,仍然存在着重要的现实问题,所以,如何进一步加强智能变电站的技术研究,是我国当前智能电网项目中的重要课题。 1发展现状 近年来,随着我国经济实力的不断提升,现代科学技术也在不断发展,这也促使我国的变电站更多的趋向于智能方向发展,尤其是在“互联网+”的大环境的冲击下,我国智能变电站的通信网络技术也得到了较大的发展。通常情况下,电力通信网络运行的整个过程中,变电站是网络通信得以顺利实行的重要节点,变电站的合理推行,能够维护通信网的安全稳定,促进电力系统的平稳运行,提高运行效率和运行速度。在实际工作过程中,电力通信网络一般会分为两部分,一部分是骨干通信网,一部分是中低压通信网。这两部分的划分依据是电网通信的覆盖范围。 (1)骨干通信网 随着电力行业的不断发展,当前,我国的电力与传统的电力系统有了较大的区别。我国电力部门将通信网络划分为四个层次,由点到面,按照区域行政规划的方式进行区分,骨干通信网是指在四个层级中,覆盖可达到110(66)kV以上电压地区的部门,骨干通信网在整体电力通信网络中,起到调度控制的作用。目前来看,我国社会深度发展,电力系统的运用也更加完善,各个层级电力系统互相协调,相互作用,共同促进我国电力系统的完善和发展,人们生活水平不断提高,用电需求增加,也对电力系统的进一步发展提出更多挑战。目前,我国电缆使用状况良好,电缆使用总长度已经达到59.24万km,覆盖范围较广,覆盖深度强[1]。随着社会进一步发展,城市化规模越来越大,通信系统的发展总体来说是机遇和挑战并存的。现阶段,我国省级、跨区级、县级通信网络的传输率逐渐趋于每秒2.5Gbit和每秒10Gbit,速度加快,信号传输稳定,传输内容损失率低,在经济发展较快的城市,甚至已经出现波分复用技术,这一技术随着我国科技进步和需求增大,将在国内得到更大范围内的使用。但由于我国在通信系统方面起步晚,发展时间短,因此,在承载超大容量数据这一块,我国的骨干通信网络已经呈现出颓态,逐渐暴露一些缺陷和弱点,需要科技工作者进一步加强与完善[2]。 (2)中低压接入网 骨干通信网主要指覆盖范围在110(66)kV以上的地区和用户,与之相对应的,中低压接入网的覆盖范围即为110(66)kV以下的地区和用户,和骨干通信网的作用类似,中低压接入网主要起调度的作用,是一个场站、地区甚至个人的调度场所。一般来说,在进行中低压接入网端口连接时,需要注意以下几点:1)首先,在电力通信网络工作运行时,中低压接入网可以承载配电自动化、中压电力线载波等情况,另一方面,可以承接无线公网的运用,适用范围较广泛,使用场所也更加多元;2)其次,在电力通信网络合理运行的过程中,难免会出现收集用户用电信息等业务工作,为了满足这一需求,在远程通道中,科技工作者经常采用光纤、无线公网等方式进行信息收集;而本地服务则一般采用短距无线的方式进行信息采集。目前,我国在中低压通信网方面投入较大,投入成本较高,耗费了大量资金和人力物力,但是由于中低压通信网络可以覆盖更大范围,更适合社会化需求,因此短期内必须继续采用这一方法。我国在中低压通信网的网络管理方面仍存在漏洞和缺憾,缺少一套行之有效的管理措施,管理体制僵化,急需改革,这些都对电力通信网络的发展起到不利影响,甚至在一定程度上拖慢了我国电网设施的完善和发展。 2应用研究 (1)中低压接入网通信技术应用研究 我国电网系统中,中低压接入系统由于涉及范围广,覆盖面较大,因此,分管的位置相对来说较为分散,给通信技术的管理和应用带来一些阻碍,针对这一情况,我国科技人员计划从以下几个方面入手进行管理:从当前我国的运用现状来看,中低压接入网的通信技术主要包括PON技术、TD-LTE技术以及PLC技术三种,其中,PLC技术是当中最为主要的关键,在各级传输信号网络中都会运用。这种技术以电缆为媒,搭载波长,主要输送数据和语音信号。这种传输方式运用简单,操作无负担,对一些行业来说,采用这一方式进行操作工作,能够提升电网搭载信息的使用效率,完善电力线性道在电网工作中的基本目标和基本要求,提高数据传输能力,增强传输质量,降低传输过程遗漏或数据缺失的可能[3]。 (2)骨干通信网技术应用研究 在我国的通讯网络技术中,需要注意的是骨干通信网络是我国电力通信网络中极为重要的一环,不可或缺,不可忽视。为了进一步加强骨干通信网在我国电力部门的具体运用和实施,笔者根据当前实际情况提出一些方案供参考:骨干组网方案。ONT技术是光转网中一项新的技术,目前正在进入投入使用的过程中,这一技术方案与原有的传输技术相比,具备DWDM和SDH技术的优势,使用过后,整个骨干组网络的操作更加简便,极大提高网络的使用效率,加快实现数据传输无障碍的目标,对于一些大容量数据来说,使用这一技术,已经有效降低数据的损耗程度和损耗率,因此,ONT技术正不断被推行和应用[4]。另一方面,为了提高整个网络的实用性和适配性,在ONT技术实施的基础上,增加PTN+OTN+SDH的模式,满足区域内各行业的实际需要。在保证大容量数据的传输安全和传输效率的同时,确保简单容量的数据在传输过程中不遗失,提高工作质量和业务水平。例如,在骨干通信网中,有的业务工作对时间延长有要求,因此,使用SDH技术可以在不耽误时间延长的基础上进行工作管理;对于区域内覆盖来说,可以使用PTN这一技术进行优化改革,确保简单的信息容量在传输过程中可以保持高度精准。采用层级分明,规划恰当的管理措施,是解决区域内数据信息不安全的重要手段之一。在这一状态下,骨干通信网内的各级技术得到大幅发展,业务的收敛和汇聚作用都得到有效体现[5]。采用这一方法,能够有效发挥各层级的作用,提高网络的利用率,还可以提升整体网络的灵活性和输送能力,推动骨干通信的科学合理有序发展。 3结束语 我国是发展中国家,人口众多,因此,对于基础设施的需求也就相对于发达国家更大一些,随着现代社会的不断发展,电力成为了人民日常生活中不可或缺的一部分,不得不说,电力始终是一个国家经济发展和社会稳定的重要保证,当前我国进入改革开放新时期,社会各行各业对电力发展抱有充分信心和极大期待,与此同时,我国电力部门也相应面临严肃的挑战。作为我国支柱性能源,电网建设尤其是智能电网的建设在国内的发展更需要提到重要层面,智能电网的有效实施,能够在一定情况下促进经济发展和科学水平的提高。所以,必须进一步加强变电站的通信应用技术和网络技术,进行项目改进和创新,不断提高项目的总体效果和综合实力,严格按照国家法律法规和相关规章制度进行工作,促进电网智能化水平的提高,推动变电站通信网络服务的质量提升,为我国带来更大的经济效益和社会效益。 作者:刘文杰 单位:许继电气电网保护自动化系统公司 智能变电站论文:智能变电站通信网络技术应用探讨 摘要:智能电网建设目前已成为我国重要发展项目之一,作为智能电网建设中的关键和重头戏,智能变电站的建设改造任务显得尤为重要,智能变电站的建立在某种程度上可以推动我国电网智能化的出现。所以本文立足于我国现阶段通信系统和通信网络的现状,指出其中的特点和不足,并提出相应解决措施,矢志为我国智能变电站的建设和电网智能化的实现提供实际有效的理论依据,推动电网智能化在我国的开展落实。 关键词:智能变电站;通信网络 0引言 随着社会进步和繁荣,我国各行各业对电力的需求也在逐步提升,更多的需求也为智能电网建设带来更多挑战,智能变电站在用电、送电、配电和调度方面,都起着至关重要的作用,其联系各个环节,是使各个环节环环相扣的重要支撑,起着重要的纽带作用,在电网运行过程中起着不可替代的重要作用。然而,现在的智能变电站的网络系统较为僵化死板,仍然存在着重要的现实问题,所以,如何进一步加强智能变电站的技术研究,是我国当前智能电网项目中的重要课题。 1发展现状 近年来,随着我国经济实力的不断提升,现代科学技术也在不断发展,这也促使我国的变电站更多的趋向于智能方向发展,尤其是在“互联网+”的大环境的冲击下,我国智能变电站的通信网络技术也得到了较大的发展。通常情况下,电力通信网络运行的整个过程中,变电站是网络通信得以顺利实行的重要节点,变电站的合理推行,能够维护通信网的安全稳定,促进电力系统的平稳运行,提高运行效率和运行速度。在实际工作过程中,电力通信网络一般会分为两部分,一部分是骨干通信网,一部分是中低压通信网。这两部分的划分依据是电网通信的覆盖范围。 (1)骨干通信网 随着电力行业的不断发展,当前,我国的电力与传统的电力系统有了较大的区别。我国电力部门将通信网络划分为四个层次,由点到面,按照区域行政规划的方式进行区分,骨干通信网是指在四个层级中,覆盖可达到110(66)kV以上电压地区的部门,骨干通信网在整体电力通信网络中,起到调度控制的作用。目前来看,我国社会深度发展,电力系统的运用也更加完善,各个层级电力系统互相协调,相互作用,共同促进我国电力系统的完善和发展,人们生活水平不断提高,用电需求增加,也对电力系统的进一步发展提出更多挑战。目前,我国电缆使用状况良好,电缆使用总长度已经达到59.24万km,覆盖范围较广,覆盖深度强[1]。随着社会进一步发展,城市化规模越来越大,通信系统的发展总体来说是机遇和挑战并存的。现阶段,我国省级、跨区级、县级通信网络的传输率逐渐趋于每秒2.5Gbit和每秒10Gbit,速度加快,信号传输稳定,传输内容损失率低,在经济发展较快的城市,甚至已经出现波分复用技术,这一技术随着我国科技进步和需求增大,将在国内得到更大范围内的使用。但由于我国在通信系统方面起步晚,发展时间短,因此,在承载超大容量数据这一块,我国的骨干通信网络已经呈现出颓态,逐渐暴露一些缺陷和弱点,需要科技工作者进一步加强与完善[2]。 (2)中低压接入网骨干通信网主要指覆盖范围 在110(66)kV以上的地区和用户,与之相对应的,中低压接入网的覆盖范围即为110(66)kV以下的地区和用户,和骨干通信网的作用类似,中低压接入网主要起调度的作用,是一个场站、地区甚至个人的调度场所。一般来说,在进行中低压接入网端口连接时,需要注意以下几点:1)首先,在电力通信网络工作运行时,中低压接入网可以承载配电自动化、中压电力线载波等情况,另一方面,可以承接无线公网的运用,适用范围较广泛,使用场所也更加多元;2)其次,在电力通信网络合理运行的过程中,难免会出现收集用户用电信息等业务工作,为了满足这一需求,在远程通道中,科技工作者经常采用光纤、无线公网等方式进行信息收集;而本地服务则一般采用短距无线的方式进行信息采集。目前,我国在中低压通信网方面投入较大,投入成本较高,耗费了大量资金和人力物力,但是由于中低压通信网络可以覆盖更大范围,更适合社会化需求,因此短期内必须继续采用这一方法。我国在中低压通信网的网络管理方面仍存在漏洞和缺憾,缺少一套行之有效的管理措施,管理体制僵化,急需改革,这些都对电力通信网络的发展起到不利影响,甚至在一定程度上拖慢了我国电网设施的完善和发展。 2应用研究 (1)中低压接入网通信技术应用研究 我国电网系统中,中低压接入系统由于涉及范围广,覆盖面较大,因此,分管的位置相对来说较为分散,给通信技术的管理和应用带来一些阻碍,针对这一情况,我国科技人员计划从以下几个方面入手进行管理:从当前我国的运用现状来看,中低压接入网的通信技术主要包括PON技术、TD-LTE技术以及PLC技术三种,其中,PLC技术是当中最为主要的关键,在各级传输信号网络中都会运用。这种技术以电缆为媒,搭载波长,主要输送数据和语音信号。这种传输方式运用简单,操作无负担,对一些行业来说,采用这一方式进行操作工作,能够提升电网搭载信息的使用效率,完善电力线性道在电网工作中的基本目标和基本要求,提高数据传输能力,增强传输质量,降低传输过程遗漏或数据缺失的可能[3]。 (2)骨干通信网技术应用研究 在我国的通讯网络技术中,需要注意的是骨干通信网络是我国电力通信网络中极为重要的一环,不可或缺,不可忽视。为了进一步加强骨干通信网在我国电力部门的具体运用和实施,笔者根据当前实际情况提出一些方案供参考:骨干组网方案。ONT技术是光转网中一项新的技术,目前正在进入投入使用的过程中,这一技术方案与原有的传输技术相比,具备DWDM和SDH技术的优势,使用过后,整个骨干组网络的操作更加简便,极大提高网络的使用效率,加快实现数据传输无障碍的目标,对于一些大容量数据来说,使用这一技术,已经有效降低数据的损耗程度和损耗率,因此,ONT技术正不断被推行和应用[4]。另一方面,为了提高整个网络的实用性和适配性,在ONT技术实施的基础上,增加PTN+OTN+SDH的模式,满足区域内各行业的实际需要。 在保证大容量数据的传输安全和传输效率的同时,确保简单容量的数据在传输过程中不遗失,提高工作质量和业务水平。例如,在骨干通信网中,有的业务工作对时间延长有要求,因此,使用SDH技术可以在不耽误时间延长的基础上进行工作管理;对于区域内覆盖来说,可以使用PTN这一技术进行优化改革,确保简单的信息容量在传输过程中可以保持高度精准。采用层级分明,规划恰当的管理措施,是解决区域内数据信息不安全的重要手段之一。在这一状态下,骨干通信网内的各级技术得到大幅发展,业务的收敛和汇聚作用都得到有效体现[5]。采用这一方法,能够有效发挥各层级的作用,提高网络的利用率,还可以提升整体网络的灵活性和输送能力,推动骨干通信的科学合理有序发展。 3结束语 我国是发展中国家,人口众多,因此,对于基础设施的需求也就相对于发达国家更大一些,随着现代社会的不断发展,电力成为了人民日常生活中不可或缺的一部分,不得不说,电力始终是一个国家经济发展和社会稳定的重要保证,当前我国进入改革开放新时期,社会各行各业对电力发展抱有充分信心和极大期待,与此同时,我国电力部门也相应面临严肃的挑战。作为我国支柱性能源,电网建设尤其是智能电网的建设在国内的发展更需要提到重要层面,智能电网的有效实施,能够在一定情况下促进经济发展和科学水平的提高。所以,必须进一步加强变电站的通信应用技术和网络技术,进行项目改进和创新,不断提高项目的总体效果和综合实力,严格按照国家法律法规和相关规章制度进行工作,促进电网智能化水平的提高,推动变电站通信网络服务的质量提升,为我国带来更大的经济效益和社会效益。 作者:刘文杰 单位:许继电气电网保护自动化系统公司 智能变电站论文:探微智能变电站中网络通信与信息处理 1智能变电站的网络通信技术 智能变电站中使用的网络通信技术使用的是以IEC61850标准为优秀的基本结构,这种结构可以分为过程层、间隔层和站控曾。这种基本结构的结构图如图1所示。站控层中使用的设备的功能是使用全站的信息对整个变电站的设备进行控制和检测,并和远方的控制中心进行通信。间隔层中使用的设备的功能是采集间隔设备的信号并对这些设备进行控制和跳闸等控制动作,然后将相关的信息发送到站控层的设备并接收来自站控层设备的命令。过程层中使用的设备的功能是实现所有的和一次设备有接口的功能,并把直流的状态信号和交流的采样信号直接转换成数字信号,可以将其看作是一次设备的智能化和数字化的接口。这三层设备是通过网络通信来实现信息共享和数据的交换的,在间隔层和过程层设备中的网络叫做过程层网络,之间的通信内容包括交流的采样信号SV、直流的状态信号GOOSE以及硬对时信号1588。在站控层和间隔层设备之间的网络叫做站控层网络,之间的通信内容包括全站的保护信息和所有需要监控的信息。智能变电站中网络结构和传统的变电站的结构的不同就在智能变电站的继电保护装置是通过点对点的通信模式来实现采样和直接跳闸的,这就保证了继电保护装置的独立,极大的提升了继电保护装置的安全和可靠。在智能变电站中网络结构的各个层次的网络通信协议如表1所示。 1.1SV 由IEC61850标准的规定可知,SV是映射到以太网的数据链路层和物理层的,通过组播的方式进行传送,其传输网络可以分成点对点直接网络和通过交换设备的网络。采样值若通过交换设备进行传输,则装置和合并单元都是链接到网络的交换设备上的,所有的信息是共网传输的,数据的流向是通过组播的地址、VLAN的信息和APPID的信息来确定的。 1.2GOOSE GOOSE的原理和SV是类似的,都是映射到以太网的数据链路层和物理层的,都是通过组播的方式进行传送的,传送的网络都是分成点对点的直接网络和通过交换设备的网络,但是,GOOSE使用的是一种重发的机制来确保跳闸等相关的重要信息能够可靠的进行传输。在正常的情况下,GOOSE按照一定的时间发送报文来保证通信链路的完好,若是有事件发生,换一种时间间隔连续两帧发送事件报文,然后再换时间间隔发送事件报文,最后或辅导初始状态下的时间间隔。 2智能变电站的数据通信 因为变电站系统之间的通信在新型的智能变电站中占有十分重要的位置,所以,变电站自动化系统的优秀就是要建一个安全可靠的数据通信链路,又因为变电站具有一定的特殊性,其数据通信要求具有以下能力:①变电站自动化系统中的数据信息在传输网中要快速准确的传输,要保证其传送的实时性;②变电站是一个电磁干扰很严重的特殊环境,通信中信道本身的通道就较为复杂,在恶劣的通信环境中要拥有一个优秀的兼容性能;③在变电站的系统设计中若是出现失误或者错误,将会对设备甚至是人身造成极大的损害。 2.1智能变电站中常用到的通信接口 智能变电站中常用的通信接口就是RS-485接口,它的优点是多数的智能单元的接口方便,同时它的接口十分的标准规范,RS-485的接口是通过RS-232串口通信发展起来的,它采用差分的方式进行总线式的通信,具有良好的抗干扰能力,其传输的速率和距离都有了明显的提高,又因为总显示的通信方式可以在接口上进行,构建起通信网络来很方便。RS-485总线有两种连接方式可以选择,即半双工和全双工,常用的为半双工的方式,其网络拓扑图如图2所示。 2.2在智能电站中常用的设备通信协议 在智能变电站中使用比较广泛的和智能设备通信接口相匹配的协议有以下几种:①Modbus协议,这种协议时采用的客户端/服务器通信模式的一种基于串行链路的应用层协议,它的结构较为简单,在实际中应用也比较广泛,通常情况下,变电站和断路器设备中都是广泛的使用基于RS-485接口的此种协议;②TCP/IP协议,是由传输层的TCP/UDP协议和网络层的IP协议组成,是目前应用最为广泛的网络基础协议;③TCP/UDP协议,这种协议是完全以网络层为基础的通信协议,其中TCP的特点是向用户提供一种可靠的面向连接的字节流服务,UDP和TCP不同,它是基于传输层的协议,面向的是数据报文。 3实用分析 某智能电网系统的变电站的自动化系统中使用开放式的分层分布式的系统,由过程层、间隔层和站控层组成,站中的二次设备按照标准建模进行统一组网,实现信息共享。同时,变电站配备了通信记录监视系统,能够对整个电站的通信状态和信息进行时间和记录,该通信记录监视系统配备了两台监听装置和一台监视终端,其中一个监视装置负责采样值和GOOSE信息的监听和记录分析,另外一个监听装置负责对网络通信信息和另一个网的采样值以及GOOSE信息的记录,而监视终端通过交换机和两台监听装置相连,显示监听和分析的结果。在上述过程中,操作人员随时可以对系统中信号的变化、异常和传输中的异常状态灯进行监听,能够及时高效的对各种异常进行处理。在通信报文的记录文件到录波文件的转换过程中,同时采用了采样值按采样序号对其和按记录时间对其两种方式,这样,操作人员就可以通过两种方式的结果对比等到更为贴近实际的结果了。 4结束语 智能电网的建设关系到我国经济的发展和社会的进步步伐,而智能变电站在技术和功能上都与传统中的变电站发生了极大的变化,变电站中的运行信息需要以网络通信的方式进行交换和传输才能很好的满足智能化的要求,所以只有做好智能变电站的网络通信和信息处理的技术的研发工作和普及工作才能很好地做好智能电网的建设工作,才能更好地让电网为人民服务。 作者:陈敏 单位:国网湖北省电力公司孝感供电公司
电气工程自动化论文:自动化电气工程论文 1电气自动化分析 1.1电气自动化的概念 近些年来,在电子通信技术的发展之下,电气自动化逐步被社会所熟知,电气自动化的广泛应用让人们的工作与生活模式发生了翻天覆地的变革,人们的生活变得更加便捷。截止到目前为止,电气工程已经涵盖到了光子、电子研究范围之中,通俗而言,电气自动化就是电子工程及其自动化,各类电器都与电气自动化有着密切的关系,电气自动化已经开始应用到各类行业之中,发挥着越来越重要的作用。电气自动化也成为了促进社会经济发展的主要手段之一。 1.2电气自动化的特征 电气自动化系统的操作与企业系统有着较大的不同,一般而言,不需要将设备设置在控制室与配电室中,只要将其设置在控制中心即可,与一般的系统相比而言,电气自动化系统操作次数与操作频率相对较小。为了保障电气设备运行的安全性与稳定性,就需要设置好科学合理的保障措施,提升系统的抗干扰性,此外,还要保障电子设备异常情况能够被及时检出,这样才能够保障电力系统运行的安全性与稳定性,为人们的生活与生产提供更大的方便。除此之外,电气自动化还具有便捷性、广泛性及高效性等特征。 2电气自动化在电气工程应用中需要遵循的设计理念 2.1集中化监控式理念 电气工程的维护是十分方便的,对控制站的要求也不高,系统设计工作很容易实现,同时,电气工程主要是将系统功能集中起来进行处理,这就在一定程度上加重了处理器的任务,这也会影响系统的处理速度。此外,如果电气设备处在监控环境下,主机冗余也会降低,电缆数量则会加大,为了防止电缆影响系统运行的安全性与可靠性,就需要将集中化监控式理念应用在设计过程中。 2.2现场总线监控式理念 目前,以太网、现场总线技术也在电气工程自动化中得到了广泛的使用,将现场总线监控理念应用在其中可以有效提升设计工作的针对性,也能够根据间隔的实际情况进行科学的设计,如果将该种措施应用在较远程监控系统中,还可以有效减少设备模拟量,因此,该种方式也开始在电气自动化中得到广泛的使用。 2.3远程化监控式理念 将远程化监控式理念应用在电气工程中可以有效节约材料费用、安装费用以及电缆用量,也有着良好的可靠性。但是,由于各类因素的影响,电气工程通讯量较大,通讯速度低,因此,该种设计方式仅仅适宜用在小型电气工程中,不适宜应用在大型工程中。 3电气自动化在电气工程中的应用分析 3.1电气自动化在电气工程管理工作中的应用 在技术水平的发展之下,电气自动化技术也开始在高新技术中得到广泛的应用,其应用工作更加注重编程调试工作。例如,在仪表工程管理工作中,只要将电气自动化技术应用在其中就可以将传统的管理重点转化为集中PLC控制系统以及集散DCS管理工作上来,将自动化管理系统应用在仪表工程管理工作中能够实施采集温度、流量以及压力数据的采集,也能够实现输出控制以及监测工作的功能,这不仅可以有效提升管理稳定性,也可以有效降低维护工作的资金投入量与工作维护量。可以说,电气自动化技术的应用能够有效提升工程电气工程管理工作的信息化水平,这也是未来的技术发展趋势。 3.2电气自动化在变电站中的应用分析 将电气自动化技术应用在变电站之中可以实现全自动化操作与监控,也能够有效提升变电站的综合监控能力、运行效率与运行水平。在将电气自动化应用在设备中之后,可以用全微机设备取代传统电磁装置,这就实现监视工作的屏幕化,为正常工作的开展提供了很大的便利。 3.3电气自动化在分散测控系统中的使用分析 分散测控系统是发电厂的重要组成部分,对于发电厂的运行有着十分重要的地位,在应用过程中主要使用分层控制结构,其结构有工作站、以太网、过程控制单元、数据高速通讯网几个部分。在这几种结构之中,工作站包括运行员工作站与工程师工作站两个部分,运行员工作站负责信息发送以及信息接收的工作,工程师工作站则负责相关信息的诊断、设计以及维护工作。将电气自动化应用在分散测控系统可以让系统处于自动运行状态中,既可以减轻工作人员的工作压力,也能够提升系统运行的稳定性。 3.4电气自动化在电网调度中的使用分析 将电气自动化技术应用在电网调度中可以有效提升调度系统运行的准确性,其应用范围涵盖到了电网调度工作站、网络、中心服务器、打印设备、大屏显示器中,该种技术的应用可以实现发电厂、变电站终端与下级调度中心的连接。同时,电气自动化技术还可以实时评估系统的运行情况,并对数据进行累计,继而实现相关的预测功能,此外,电气系统还可以对数据进行及时的采集、数据与监控,可以帮助管理人员及时的掌握系统的安全情况,这能够有效促进系统的现代化发展。 4电气自动化未来的发展趋势分析 电气自动化的应用范围是十分广泛的,有着良好的发展趋势,在未来阶段下,需要在电气自动化的发展中投入更多的资金与精力,并着重关注这一技术在电器智能化上的应用。 4.1利用统一系统开发平台 统一的系统开发平台的平台能够支持包括设计、测试、调试、开机运行以及维护在内的自动化项目的各个环节,该项技术能降低费用和时间,减少投入的成本,各个用户可以根据要求进行运行代码的设置,主要在于开发的平台与运行的平台是相互独立的。 4.2电气工业的自动化与信息技术 在市场经济的推动下,信息技术不断向工业行业渗透,主要体现在:一是管理层进行纵向的渗透,二是信息技术向自动化设备和系统进行横向的扩展。 4.3自动化技术操作人员专业化 在今后的发展中越加重视操作人员的专业素质,在系统的安装过程中,操作人员应了解安装的过程,进行专业的培训,掌握专业性的技术。 5结语 总而言之,在现代社会,电气自动化的发展有效推动了我国社会经济水平的发展,各类新理论、新技术也开始应用在了电气自动化之中,作为现代电气工程行业的重要技术电气自动化技术,只有在原技术上有所创新,才能推荐电气工程的进一步发展。但是,与国外发达国家相比而言,我国的电气自动化技术还相对落后,在未来阶段下,需要积极借鉴国外发达国家的发展经验,开拓新技术、新理论,培养一批专业的技术人员与管理人员,这样才能够推动电气自动化技术在电气工程中的应用。 作者:王霞红 单位:中国能源建设集团山西省电力建设三公司 电气工程自动化论文:自动化技术发展电气工程论文 一、电气自动化设计理念 集中化设计理念由于电气工程处理多采用相同处理器进行集中处理,其工作任务相对较为繁重,且处理效率低,而随着处理对象的增多,电缆数量也需进行不断增加,这样不但加大了主机的处理任务,降低了电力系统运行稳定性,增加了故障发生率,同时,还大幅度提高了投资成本,而为了改变这一现状,在电气工程中融合电气自动化设计中,充分将集中化监控技术应用其中,有效的解决了以上问题,给电气工程运行提供了更可靠的保证,现场总线式设计理念现场总线式设计主要是结合电力生产现场具体情况,对不同的间隔,选择不同的功能,更具有针对性,同时,还使设备间隔、模拟量、端子柜进行更合理的分配,避免了不必要的浪费,大大降低了投资成为,为电力工程发展提供了更好的经济方案。远程化设计理念远程化设计在保证电气工程运行稳定及安全的情况下,有效减少电缆的使用量,大大的降低了投资成本,但远程设计在具有优势的同时,也有着许多的缺点,电气通讯量增加就是其中之一,因而,远程化设计只能用于小规模电气工程中。 二、电气自动化在电气工程中的融合 1.电气自动化在电气工程继电保护装置中的应用继电保护装置相当于电气工程中的报警装置,当电气系统在运行过程中出现突发状况时,继电保护装置会在第一时间发出报警信号,并将线路进行切断。而在继电装置中融入电气自动化技术,可对电气工程中的线路运行情况进行实时监控,并予以远程控制,以便及时对电气工程中的各个参数进行调节,有效解决继电装置中反应不及时或误跳情况。另外,继电自动装置保护还能对电气工程中的所有线路及设备进行异常检测,如检测到异常情况,继电自动装置会根据异常情况自动启动保护措施,有效的减少故障发生概率,提高了电气工程运行稳定性。电气自动化在电气工程变电站中的应用变电站综合自动化系统充分运用当前先进的科学技术,将计算机技术、电子技术及通信技术进行紧密融合,并通过依靠计算机进行综合系统监控,并根据电气工程实际运行情况,将自动化装置、机电保护装置、信号管理系统及测量设计进行优化重组,以便对电气工程运行进行监控、测量、通信、及控制。由于变电站综合自动化系统操作简便、维护方便、且具有智能化及集成化特点,因而,它给电气工程发展运行,创造了更多的优势。 2.电气自动化在电气工程中发电厂分散控制中的应用发电厂分散控制主要有工作站、太网、控制单元及通讯网四大部分组成,在发电生产过程中,采用分层结构方式,结合直接应用控制单元,从而现实电气设备之间的信号及数据传递,并对电气工程中的设备运行情况进行监控、控制,从而实现电力生产监测、控制、保护。电气自动化在电气工程中电网调度中的应用电网调度主要是通过调度服务器及电气自动化系统来实现,而电气自动化在电网调度中应用主要有以下几个优势:实现电网经济调度,充分确保电网运行的安全性及稳定性。为电网故障检测提供准确、可靠的相关数据,充分提高电网故障查询速度,以便及时对电网故障点进行排除。为电网电力负荷检测显示、提供有效的生产过程数据,从而实现电力系统负荷预测。 三、结束语 综上所述,电气自动化技术不仅是推动我国电气工程发展的主要动力,同时,也是我国工业发展的重要基础,更是我国经济发展水平的主要表现。因此,我国电气工程应科学化、规范化道路发展,才能满足我国社会发展需求。而要想更好的提高电气工程运行的安全性、稳定性,必须将电气自动化技术与电气工程进行融合,才能满足电气工程需求,为未来电气工程发展打下坚实基础。 作者;刘治强单位:深圳海派投资咨询有限公司 电气工程自动化论文:自动化设计电气工程论文 一、对当前电气自动化发展现状的介绍 1.电气工程自动化的现状缺乏较强的系统集成性对于电气自动化的整体功能而言,系统集成为主要的发展趋势,是必然的发展趋势。对于当前的电气自动化,存在多岛自动化的结构,其特点为相互独立、互不影响、性能单一、信息具有较高的集中性,很难发挥电气机动化的整体功能。电气自动化的网络架构存在不一致性对于电气自动化的发展,其主要目标是形成便捷、有效的电气工程师,建立完善的自动化体系。但是,在当前的行业内,缺乏完善的架构,对网络的认识不深入,网络架构存在差异性,使得借助网络结构而发展起来的电气工程自动化在未来发展的道路上受到严重阻碍。同时,不同的主体在使用信息软件的过程中,出现接口不匹配的问题,给信息的有效交流造成的障碍,影响了数据在不同主体之间的分享,在很大程度上破坏了系统运行中的实际效果。 2.对电气自动化进行的积极改进立足科技,电气自动化要充分运用新技术,注重实用性,开发新产品,运用新材料。在具体实践过程中,要侧重自主研发和创新,将节能作为重中之重,提出节能降耗,在运行中使用新工艺和新工具,重视思想的创新,尤其是注重网络信息技术的应用,不断更新,促进与自动化技术的有机整合。从信息方面进行考虑,电气自动化的信息化主要突出信息技术的重要作用。对于设备的研发和制造要广泛采用计算机信息技术,加快智能化的发展速度,在电气工程中,加重网络通信技术的使用。 二、电气工程自动化系统中节能技术的体现 选择合理的变压器变压器的损耗会造成电能的浪费,但是,其使用范围有很广,因此,要注重对变压器的类型的选择。首先要注重变压器自身的能耗,其次,要注重节能性,减少有功功率的耗损。降低传输进行中电能的损失电能在传输的进行中,能量损耗无法避免。但是,根本的方式是减小电阻。首先,要重视导线的布局,防止出现弯路,缩短导向的长度;其次,导线材料要进行电阻率较小;再次,在统一的条件下,选择横截面积较大的导线;最后,靠近负载中心,减少实际供电的距离。选择有源滤波器在实际操作过程中,要借助对谐波的去除,降低误操作的频率,其根本途径就是使用滤波器。 三、节能设计在电气自动化中的具体应用 1.不断提升电气系统的运行效率在进行电气设备选择的时候,要注重其节能的特性,目的是为后期的节能功能奠定基础。同时,还可以对无功功率进行补偿,对运行负荷进行有效均衡,减少电能输送过程中的损失,这些做法的目的都是为了提升节能的效果,也可以在设计中,对负荷值进行合理调整,运用科学的设计参数。这样做的目的是确保系统安装和运行进行中,电源的高效、综合地运用,增强设备运行效率,降低能耗。 2.对配电系统的设计进行不断优化电力系统的功能就是为系统安装提供必须的动力。因此,在具体的配电设计中,最基本的就是充分考虑适用性,保障对电气设备的有效控制,与此同时,要达到用电设备对供电设备的综合要求,对各种不良因素进行有效控制。在配电工程中,在达到设备有效运行的基本要求外,还要保障整个电力系统的全面、可靠、稳定的运行,促进系统的灵活性,保障操作的便捷性。另外,要全面考虑系统运行的安全性。要重视导线的绝缘性能,在进行布线的过程中,要保障合理的绝缘距离,以提升导线的稳定性,提升配电和用电的安全性。另外,要做好接地,安排和设置防雷设施。 四、结束语 综上,面对电气自动化的不足之处,要不断进行解决和改进,尤其重视对能源的节约,降低能耗,将对自动化能源损耗的有效控制作为基础性工作来抓,减少污染,营造更加和谐的环境,从而实现资源节约型、环境友好型,大力推出新工艺、新技术、新材料在电气工程自动化系统中节能技术的应用。在我国,十分重视技术方面的节能设计,自主创新的能力在不断提升,应用彰显广泛性。随着经济环境的不断优越,电气自动化企业要抓住机会,迎接挑战,创造出更多电气自动化的产品,研究出新的技术和工艺,使得电气自动化行业为经济的发展提供更多的优势,促进经济的可持续发展。 作者:黄玙豪单位:邵阳学院 电气工程自动化论文:自动化智能技术电气工程论文 1智能化技术简介 电气自动化技术的发展主要依赖于计算机技术的不断成熟,科学技术的发展促进了计算机行业的发展并且逐步趋向成熟,计算机技术使得电脑模拟人类进行简单的分析和思考成为可能性,计算机模拟技术的发展推动了电气工程自动化的产生。在自动化技术出现以前,人们通常采用的是简单的人工生产技术,效率低下出错率高是其主要存在的问题,电气自动化技术的产生和发展是科学技术进步的必然趋势。自动化技术的出现,使得电气行业乃至整个生产行业的效率大大提高,但是出错率却大大减少,其显而易见的优势逐渐得到了人们的认可和青睐。人工智能化是在自动化的基础上逐渐出现和发展起来的,与普通意义上的自动化相比,智能化有以下三个优势:感知能力、行为能力和思维能力。电气工程自动化中引进智能化技术,能够更好的实现其信息处理功能以及实现对问题的独立管理和决策,对推动其发展具有重要的意义。 2智能化技术优势 在智能化的发展过程中,其相对于自动化的优势逐渐凸显出来。智能化技术应用到电气自动化中,能够更好的推动自动化技术向着更高效、更快速、更精确的方向发展。首先,智能技术的应用,使得电气自动化技术能够实现在运行过程中的动静结合控制,使得生产能够更加具有高效性,不断提高电气自动化技术的发展。其次,智能化技术的运用还能够迎合每位用户的需求,针对不同用户的不同需求进行设置,使得电气自动化本身能够更好的满足更多数人的需要。实现这种需求主要是依靠智能化的柔性系统控制作用,在生产过程中能够控制生产参数,实现模块化的时机理念。此外,在更为复杂的技术运用时,智能化技术能够使得实际应用中多程序和复杂化加工的实现成为可能。 3智能化技术的应用 3.1电气产品优化设计 为保证电气产品的市场竞争力,产品需要不断的更新和发展,才能不断满足人们日益增长的需求。对于电气产品的优化更新是一项繁琐复杂的过程,其设计需要投入大量的人力和物力,耗费的财力也是相当巨大的,对于优化的内容主要包含以下几个方面:第一,在理论知识方面需要优化更新。理论知识是指导产品优化设计的基础,是一切工作的前提。第二,产品的优化还需要足够的经验知识。丰富的经验知识是进行产品优化设计的保障。在传统的电气产品的设计过程中,要想进行产品的优化,必须进行大量的实验,并且还需要凭借经验进行综合验证,如果没有足够的财力物力支持,或者相应的经验没有达到相关的要求,就很难实现电气产品的优化设计。即使各方面都能达到相应的要求,所设计出的方案也并不能完全达到要求。但是随着智能化技术在电气自动化领域中的应用,对于电气产品的优化设计也有了全新的技术支持,不是凭借从前的经验进行,人工智能化使得计算机自动化技术就能完成相应的设计。计算机智能化的投入,使得电气产品的优化设计逐渐简单化,不仅大大降低了成本的投入,大大缩短了研发的时间,而且还使产品更能适应市场发展的需求,为电气自动化技术的发展提供了保障。 3.2人工智能控制技术 在电气自动化技术的不断发展过程中,人工智能控制技术的应用和发展已成为其优化的必经之路,人工智能技术也将逐步成为未来发展过程中的新兴力量。对于人工智能的控制,目前阶段较为常用和有效的三种控制方式主要指的是模糊控制、神经网络控制和专家系统控制。人工智能控制的运用,能够使得生产经营过程中出现的问题得到及时的解决,其在线经营模式加快了问题的处理速度,能够提高生产效率。在生产经营过程中,人工智能控制技术能够对每个设备的运行情况进行实时监控,并将收集到的信息进行及时的采集处理,在第一时间发现故障并采取相应的措施进行解决。 3.3故障的诊断电气设备 由于其特殊的性质,同普通设备相比更具有复杂性和非线性的特点,因此其诊断和维修更为复杂。采用传统的方式进行故障的诊断,不仅诊断效率较为低下,还造成人力物力的浪费,因此,采用智能技术进行电气故障的诊断显得十分有必要。人工智能技术在电气诊断方面的应用,不仅能够使得诊断的效率大大提高,还会使得诊断的差错率降低,推动力电气自动化技术的发展。在对电动机进行诊断的过程中,智能技术的应用,能够使得神经网络和模糊逻辑进行结合,诊断更具有高效性和准确性。 4智能化应用的发展趋势 4.1主站体系的规模 不断扩大对于主站而言,在其发展过程中,所能够接收到的信息范围不断扩大,覆盖面积更加广泛,因此,在发展过程中逐渐向着规模不断扩大的方向发展。主站在其开放性、安全性以及稳定性等方面,对于软件都有突出的要求。因此,在主站智能化的建设过程中,不仅要保证其规模的扩大,在规模扩大的过程中还要保证其安全性和稳定性。 4.2应用的复杂程度不断的提高 主站规模的不断扩大,使得对电力调度的实用性的要求也将逐步增加。电力自动化智能技术的不断提升,还要体现在企业的管理和运营上。应用的复杂程度不断提高,就要求在数据的源头也要相应跟上应用程序的要求,源头努力做好多样化和复杂化的处理,还要在应用的程序中体现出独具特色的运行和管理模式。 4.3增强电力调度 自动化主站体系的交互电力自动化主站体系的交互已经从开始的单一化的模式逐步向着多元化的模式发展起来,信息的流向也不再是从前的单一流向,也逐渐向着多向流动的趋势发展。主体系统的发展不断带动着各个子系统壮大,子系统的不断发展推动力各系统间耦合性提升,信息交互也由原来的单一模式逐步向多元化的方向发展,不断实现信息的交互和共享。 5结束语 总之,在电气自动化技术的发展过程中,智能化应用是科学技术不断发展的必然产物。智能化技术的应用推动了电气行业的发展,使得人工智能技术的实现成为可能,其不仅提高了生产效率,而且使得出错率也得以降低。在未来的发展过程中,智能化将成为指导电力行业发展的趋势和倾向,将不断推动电气自动化技术的发展和创新。 作者:黄小娜单位:浙江巨化化工矿业有限公司 电气工程自动化论文:独立学院自动化电气工程论文 1减少理论课程数量传统的电气工程及其自动化 专业的理论课程主要包括电工技术、自动控制原理、电机与拖动基础、控制电机、运动控制系统、过程控制系统、可编程控制器、电力电子技术、传感器与检测技术、现场总线技术、电工电子技术、电气工程、专业英语等四十余门课程。在传统的理论教学中,存在着课程数目多,面比较广,不深入、难度大等缺陷。学生进入大二之后,常常要在一周面临着上28课时至32课时的情况,这对一本学生无可厚非。而独立院校的学生由于普遍基础较差,接受能力有限,从而造成了学生的负担过重,教学效果不好,造成了老师与学生互相埋怨。仔细一想,很多理论课程都是有调整的空间的。在信息爆炸的今天,一些课程的设置就没有太大的必要,甚至完全可以取消。以传感器与检测技术这门课程为例,这门课程多是介绍性的内容,没有任何公式推导以及分析计算,学生在工作遇到相应的传感器通过网上查阅资料即可。但是在理论教学过程中,不能一味地减少课程,要有保有压。在教学过程中必须突出优秀课程,进行大量的训练。例如,单片机这门课程,就需要大大增强,很多高新企业招聘学生的过程中,常常要考查单片机的相关知识,但是在很多独立院校中,单片机的课时得到不断的压缩,得不到相应的重视。 2改善实践教学 2.1减少验证性实验内容 增加设计性实验内容传统的实验教学大多数是验证性的,主要让学生通过实验验证某一物理定律和物理现象。这种教学方式学生没有任何的主观能动性,只是按照老师所给的图纸进行接线、通电,最后得出实验结果。这种实验教学的缺陷在于结论已知,没有任何神秘感。很多学生在没有做出实验结果的情况下,编造或者抄袭数据,造成老师无法判断学生成绩的混乱境地。在教学过程应该逐步用一些设计性、综合性的实验项目取代简单验证性实验。这些设计性、综合性的实验由于实验结果未知,会增加学生的兴趣,提高了学生自身分析问题、解决问题的能力,使学生的创新能力得到充分的发挥。 2.2用仿真实验来代替 现实实验使用教学仿真软件有很多好处。一方面可以在一台电脑中做多个仿真实验,减少由于实际实验过程中造成的元件损耗,大幅度降低教学成本。另外一方面可以利用仿真软件对实验结果进行处理很分析,并根据实际需要自动绘制出系统的特性曲线,大大减轻了学生的工作量,例如在电气工程及其自动化专业,组态王仿真软件就得到了师生的好评,很多学校都开展了工控组态的实验教学。 2.3严抓实训教学 考核实训和实验不同,实验通常是验证某一存在的物理定律和物理现象,而实训通常是完成某一任务,来达到训练的目的。实训成绩的考核是摆在我们面前比较重要的问题之一。针对学生普通反映出的实训教学的打分随意,弹性大的缺点,通过在实训教学过程中采用过程考核的方法,把一个实训教学课程分成若个的子项目,每个子项目又分成若干个子子项目,每个子子项目都有相应的权重。每完成某个子项目就打相应的分数,最大程度上保证实训教学考核科学化、规范化、标准化。 2.4取消课程设计环节 以相应的实训环节来代替以笔者个人的求学经历和教学经历来说,绝大部分的学科的课程设计环节是失败的,至少是不成功的。传统的课程设计,是在该门课程结束后,根据课程要求,与实际应用相结合,出一些设计题目,让学生自己完成。例如在学习完单片机课程后,通过安排学生两周的时间内,按照要求,设计出一种用单片机控制的实际电路,并把它制作出来,通电调试、运行,写出规范的设计报告交老师。然而在实际的操作过程中常常变味了,具体的做法是把学生圈禁在一个带有电脑的大教室里面,给学生布置一个题目,学生在这个教师里面完成课程设计报告即可,其中没有任何学生实际动手的内容,这样的课程设计对学生的锻炼是极其有限的。学生通常互相抄袭课程设计报告是常事,老师也没有一些比较好的方法来制止这种行为。针对这种情况,笔者认为应该取消课程设计,取而代之的是一些与课程对应的实训环节。作为独立学院的学生,课程设计对他们来说不现实,在以后的工作中,企业也很难有机会让独立学院的学生做设计,给他们安排的工作往往是实际操作。与其效果不好,还不如让学生多做实训练练手。比如在完成了电子电路设计理论课程之后,安排学生做相应课程的实训环节,在规定的时间按照图纸安装、调试出一个万能充电器,写出实训报告即可。 2.5取消毕业论文环节 以顶岗实习报告来代替我国本科生的毕业论文环节一直被教育专家所诟病,关于毕业论文的存废一直存在较大的争议,一定程度上这不是一个学术问题,而是一个利益问题。通常来说,一个本科生的毕业设计按照工作量计算10个学时,一般的教师带10~15个学生,这就是100~150学时,而老师一学期的基本教学任务就在200学时左右。如果取消了毕业论文,老师的利益会受到影响,高校老师肯定会反对。而且,毕业设计不仅仅对老师有利益瓜葛,而且对学校中的打印社有巨大的经济利益。按照一个学生打印的费用为100元计算(包括初稿和终稿),按学校有3000学生来计算,这就有30万元的经济利益,由学校的几家打印社瓜分。所以,作为利益共同体,学校的打印社也不希望取消毕业论文。毕业设计到底对学生多大好处呢?毕业设计的全过程一般是这样的:通常在大四上学期期末给学生布置毕业论文题目之后,学生就去企业顶岗实习了,根本没有时间写所谓的毕业论文。到了来年的4月底5月初的时候,学校会通知学生返校交论文,并且安排五月中旬答辩。大部分学生写毕业论文的时间在五月初,写毕业论文的时间都在1~2周。这样的毕业论文到底有什么意义?大家心知肚明。除了浪费纸张扩大内需以外,一点用处也没有。所以笔者建议在一本以下的学校都取消毕业设计,取而代之的是顶岗实习报告。顶岗实习报告主要让学生写一下在企业中实习内容以及感想,同样也可以安排答辩。笔者经过调查,大部分学生均可以接受顶岗实习报告,它具有可操作性。 2.6加强第二课堂的教学 加强第二课堂的教学工作,以申请实验室的契机,在校内开展一些诸如电工实训技能大赛的活动,提高学生学习专业的兴趣。另外,挑选那些对专业有兴趣的学生,组队参加电子设计大赛、数学建模大赛和挑战杯等等。总之,通过这些比赛,引导学生对专业学习的热情和兴趣,帮助和指导学生开展科研活动,探讨通过所学职业知识解决实际问题的思路和方法。通过这些活动,提高学生的实际动手能力,造成一种崇尚科学、追求真理、勇于探索的学习氛围,激励学生创新思想火花的碰撞,培养学生的创新思想、创新意识和创新观念。 3结语 独立学院的产生,不可否认带来很多积极的作用,它让很多人获得了受教育的机会,提高了我们国家国民的整体素质。但是由于成立时间较短,在教学过程中存在很多问题,需要进行一定的改革。这样的改革单靠高校教师个人呼吁作用不大,需要教育部门根据独立学院的实际情况做顶层设计,突破部门利益的藩篱,使独立学院的专业建设和课程设置更加贴近于市场的需要。 作者:徐江陵袁金娟单位:武汉科技大学城市学院机电工程学部电气自动化系 电气工程自动化论文:我国自动化技术电气工程论文 1.我国电气自动化技术的发展历程以及现状分析 1.1我国自动化技术的发展及应用 自动化技术的发展是随着科技的不断发展而逐步完善的,从自动化技术本身来看,在上世纪七十年代后从初级的智能控制逐渐地朝着高级智能控制和复杂的系统控制方向发展,在此过程中,无论是在经济领域、国防领域还是科学研究等各个方面都有着较为广泛的应用,同时,自动化技术的应用规模也随着技术的发展进一步的扩大,比如在铁路的自由调度、电网的自动调度以及城市交通的控制等系统中都有着自动化技术的身影。 1.2自动化技术未来的发展方向 自动化技术在未来将会实现更多的智能操作,比如对人的智能模仿以及行为模仿等,其中在海洋开发、宇宙探测等多个生产领域中也有着广泛的应用,同时,地质勘探以及医疗诊断工作也能够通过自动化技术来加以实现,这也说明自动化技术未来还有这非常广阔的发展空间,并且在人们日常生产生活的方方面面都会有着很大的影响。 2.电气工程中自动化技术的具体应用 电气工程的自动化不仅能够提高电力系统的稳定性和可靠性,同时也保障了电力系统的运行效率,对于提高我国社会经济的发展也有着重要的作用。在电气工程中,很多电力技术都是依靠自动化技术来实现的,并且网络通信以及远程控制系统也不再受到空间的限制,在操作上也更加灵活。 2.1自动化技术 在电网调动中的应用电网调动是电气自动化的一项重要组成部分,电网调动自动化从以往的简单遥测、遥信系统逐渐发展到自动化的监控系统也经过了一个相对漫长的时间,但是从电网调动自动化系统的应用来看,从初级应用模式到目前的高级应用模式已经为我国电气工程自动化技术的发展提供了重要的基础条件。现如今,电网调动只需要通过控制中心的计算机网络系统、系统服务器以及工作站和监视设备等就可以实现自动化的全部操作,其主要功能是可以实现电力生产中各项数据的实时采集以及对电网运行的实时监控,通过对采集和监控内容的分析,能够更好的对电力系统的运行状态进行有效的评估,从而有效的对电力系统进行改进和调整,这样也能够更好的保证实现自动的经济调度以及电力系统的经济运行。 2.2自动化技术 在发电厂运作中的应用我国当前自动化技术已经相对城市,在发电自动化技术中主要由动力机械自动控制、自动电压控制系统以及自动发电量控制系统等几个方面组成。发电厂也有着不同的运行方式,按照发电厂不同的运行方式可以将发电厂分为火力发电、水力发电以及风力发电三大类。火力发电厂是通过煤炭、石油以及天然气等燃料来进行运作的,火力发电厂的自动化需要由监控信息系统、管理信息系统、远动系统以及继电保护系统构成。水力发电厂的主要运作方式是水利发电,在水力发电过程中,自动化技术的应用可以分为单极自动化、公用设备自动化、阶梯水电厂自动化以及全厂自动化等,自动化技术在水力发电厂中可以提高水力发电运行的效率,对于保证水力发电厂的供电质量也有着非常重要的作用。风力发电厂主要运行方式是利用风力来进行发电,风力发电厂的主要设备有叶片、主发电机、塔架监控保护以及自动迎风转向设备构成,自动化技术的应用能够提高风力发电的效率,并且对于发电装置的保护也有着重要的作用,同时也可以实现清洁高效发电的目的。 2.3自动化技术 在变电站运行中的应用在变电站运行过程中应用自动化技术可以使变电站的自动控制以及传输技术更好的与信息处理技术相结合,并且利用计算机系统和电气自动化装置能够代替人工完成各种不同的工作,变电站的自动化技术可以提高变电站的管理水平以及运行效率,从而有效的提高变电站的运行质量。通过计算机技术利用可以代替原有的常规设备,这样也可以更好的满足变电站的整体需求,并且对于提高整个电力系统的运行效率都有着非常重要的作用。 3.我国电气工程当中自动化的发展前景展望 电气工程的自动化是当下先进科学中的关键技术,其自身的发展对于我国社会科技的进步有着十分重要的意义,所以,我们必须积极关注电气工程当中自动化应用的发展前景。为了有效提升我国产品,自主创新发展力度已不断加大,并为相关研究人员更高质量、更具创新性的研发工作提供有利条件,促进我国电气工程的自动化发展。另外,我国电网建设的进程正在逐渐加快,自动化技术也为其长效发展进行了空间上的有效拓宽。 3.1电力设备趋于智能化 通常,在电力设备里一次设备和二次设备之间的间距较大,电气自动化系统的智能化系统能够在一次结构设备设计时,将二次设备的相关功能和技术进行设计和实现,将配电网中的电力信号电缆线和控制信号线进行省去,比如智能化的开关等,自动化智能技术主要是针对配电网中的防雷击、电磁干扰、配电网中的通信信号的传输方面等相关内容,实现电网自动化的管理。 3.2实现DMS系统的建立 电气工程当中DMS系统能够有效促进电气管理工作的进一步发展,促进电力系统中自动化各项技术的有效适应,提升各系统的设备保护工作,确保电力资源的顺利供应,从科学合理的角度建立事故处理各项措施,最大程度上降低电力事故的损害,让管理人员能够准确、全面地把握系统运行各方面状况,包括设备适应状况、电压电流状况等。另外,DMS系统能够做到准确、详细的计算,实现无人控制下自然运行的状态。 4.结束语 综上所述,自动化属于现阶段电气工程关键组成)部分,电气工程的自动化应用已成为一个国家在经济发展上的一个重要标志。随着科学技术与国民经济的进一步进步与发展,自动化技术也在这一过程中得到了快速有效的进步,我们必须对国内外的先进技术进行有效吸收,为我国电气工程的自动化应用及发展做出重要贡献。 作者:廖福芬单位:贵州省水利电力学校 电气工程自动化论文:电气自动化应用下电气工程论文 1电气自动化与电气工程概述 1.1电气工程 科技与经济的发展使得电气自动化技术不断更新,电力系统的规模不断扩大,这些变化对我国电力系统提出了新要求:电力系统的调节形式有所变化。在先前着重强调安全高效、安全保护和自动化调节过程的基础上,更加注重对电力系统容量的高要求,即在实现综合化管理工作和加强经济调节稳定性的基础上,对电力系统的容量提出新要求,其单机容量至少要达到20万千瓦。 1.2电气自动化技术 电气自动化技术大多运用于工业生产控制系统之中,是指在无需工作人员手动操作的情形下,利用机器设备的自动化完成加工生产,并在生产管理过程中完成产品质量检测、自动处理产品信息、对实际情况分析判断等。所有这些程序都不需要人工手动操作,全部采用机械自动化控制系统完成。由此可知,电气自动化技术即指利用电气设备控制生产顺序、控制时间的技术,是与电气工程和机械设备息息相关的内容。自动化系统的开发、调试、应用、维护与产品研发和电力技术的管理与应用对电气自动化的要求越来越高。 2电气自动化设计理念 2.1远程监控式理念 远程监控系统是一项高技术、高难度的新技术,是指利用电脑终端对其他各个地方的设备进行集中控制的技术。在电气工程中运用这项技术,可以大幅度减少电缆使用量,节省安装支出和材料使用的成本,还可以实现系统之间的组态灵活性和可靠性,获取更高效益。但监控式对传输信号强度依赖性较高,电气工程的通讯量通常较大,加之现场通讯速度较低,在信号较差时远程监控式便会受到较大的限制。因此,远程监控式设计理念更适合于系统控制范围较小的情况,在全自动化电气工程控制系统中并不适用。 2.2集中监控式设计理念 所谓集中化即指将所有的系统运行项目控制在一个系统中集中管理、运行,这种设计理念操作简单、对控制站的要求较低、在系统运行与维护方面较为简洁。单一分散的监控不管是在处理器安装方面还是在电缆铺设连接方面,都十分繁琐,而且大量的单一电缆搅合在一起,处理器增多就会影响处理速度,使处理速度大为降低,这将导致投资成本增加,除此以外,系统的安全可靠性能也会受到影响。集中监控式设计理念在电气工程中的实际应用,不仅可以减少投资成本支出,还可以进行统一管理、方便快捷,促进电气工程的高效有序运行,满足工作新要求,因此,集中监控式设计理念在电气工程中应用较为广泛。 2.3现场总线监控式设计理念 现场总线监控式技术在当前的电气工程中应用最为广泛,究其原因不外乎其高效性的特征。这项技术具有实践性特点,是在大量应用实践经验基础上不断发展起来的,不同间隔采取不同的技术措施是这项技术能够广泛应用的重要原因。在具体的操作实践中,主要的工作方式是现场安装,同时不断优化电缆连接技术,以能够有效降低电气工程中设备的投入成本。在优化电缆连接技术、降低设备成本的同时,还要尽量减少设备的隔离和端子柜的使用量,不仅可以降低成本,提高电气工程的安全性、可靠性和有效运行,还可以增加运营效益。 3电气自动化实现方式 3.1计算机自动控制、调节、操作的实现方式 利用计算机进行相关设备的操作,是在遵循调度方案的前提下,对能够使电缆关闭的设备进行调节与控制,电力系统不仅能够自主的、合理的利用现场控制命令,还能够转换和设置相关设备的运行方式,如电网的开和关,限制修改操作命令,各种整定值,报警信号复归等。 3.2人机联系的实现方式 人机联系的实现方式是指电气设备,包括鼠标、键盘、打印机等,通过电气自动化系统的允许以后,为达到实时监控、调节与打印数据的目的而调动一切可利用的电气设备来运行画面并对定值不断修改的方式。此外,这种实现方式是开发新的应用程序的绝佳方式,极其方便。但其缺点也显而易见,操作人员只能通过操作台完成控制调节、监控电气设备、设置参数值等简单操作。 4电气自动化在电气工程中的实践与应用 4.1在电气管理中的应用 在电气工程领域实现电气自动化是高新技术走入各行各业的显著表现,是高科技发展的代表,这一应用过程注重编程调试。在应用时采集相关流量、温度、压力等数据,并对这些数据分析检测,发挥电气自动化的输出控制功能、技术处理功能,使设备的使用量和投资额大大降低,有效实现了设备控制的精度。对于电气工程来说,在施工中应用电气自动化技术能够有效遏制工作人员弄虚作假、敷衍了事的情况发生。 4.2在电网调度中的应用 对于电网调度中电气自动化的应用来说,其技术主要表现在应用性领域的界定,即指实现电气系统局域网中电厂、变电站终端和下级调度中心三者之间的有效连接。在应用领域中,由网络实现连接中心服务器、电网调度、打印设备、大屏显示器等设备。在电网调度中,电气自动化的实际应用不仅可以实时性评估电力系统的运行状态,还可以对以电力负荷为基础的预测采取及时调度策略。不仅可以保证电力系统的安全可靠运行,还可以对数据及时的收集整理分析和监控,以适应现代化市场的营销需求。 4.3在分散测控系统中的应用 在这方面的应用主要以分层的结构实现,包括太网、工作站、数据通讯网和过程控制单元等四部分组成。工作站主要包括两类,分别是工程师和运行员,是人机接口的主要负责人。过程控制单元是直接应用于生产的,其运行状态主要通过设备的检测实现,并能够有效控制设备,以实现整个生产过程的连续性和过程的检测、保护和控制。过程控制单元和工作站输出的所有信息,发出的所有指令,都必须经由工作站运行员接受。工程师工作站的主要职能是负责实行必要的诊断与维护工作。 4.4在变电站中的应用 传统变电站为实现自动化实时监测功能,主要采用电磁装置,而当今的全微机设备,技术先进使得电气自动化装置可以自动进行监视操作。在变电站中使用电气自动化技术不仅可以加强变电站的监控功能,还能够大幅度提高变电站的运行水平和效率。全微机设备的应用不仅可以实现监视画面的屏幕化,还能够使管理自动化。5结语随着经济水平的不断提升,科技力量的不断增强,电气自动化水平也相应提升。电气自动化作为电气工程的重要组成部分,在电气工程的发展过程中发挥着愈来愈重要的作用,为当前我国工业的发展提供了不竭的动力与支持,其重要性的凸显也使其成为国家经济发展水平的标志。因此,为实现国家经济迅猛发展,适应社会主义现代化发展进程,实现电气工程的高效安全稳定运行,满足工业发展的需求,提高电气行业水平,将电气自动化科学合理的应用到电气工程的实践之中是十分必要的。 作者:吴松单位:黔西南民族职业技术学院 电气工程自动化论文:智能化技术自动化电气工程论文 一、智能化技术相关概念介绍 1.1人工智能的概念 人工智能的目的是实现机器智能化发展,通过采用人工研究得出的方法与技术,从而扩大人工的生产能力,推动产业的不断发展。人工智能的产生伴随着人类社会的不断发展,是人类社会进步的结晶。随着社会的不断发展,人工智能技术与时俱进。 1.2智能化技术的理论基础 目前,智能化技术广泛的应用于精密传感器、计算机、GPS定位技术等高科技信息工具中。其理论基础最先于20世纪50年代左右提出并随着社会的发展逐渐应用。通过智能化技术的应用,能够有效延伸、扩展以及模拟相关人工作业,在提高了工作效率的同时也保证了工作质量。 1.3电气工程自动化中智能化技术的特点 智能化技术拥有完善的控制系统,能够有效的对数据进行分析与处理,从而保证系统的有效运行;通过使用智能化技术能够简化电气工程的控制系统,提高整体运行效率;实现了控制器的无人化超控,减少了人力资本的投入;实现了数据一致性的标准,能够快速地进行评估工作。 二、智能化技术在电气化工程中的发展现状 随着我国经济技术的不断进步,智能化技术已逐步应用到电气工程自动化工作当中。智能化技术的不断成熟使得其应用领域不断延伸,目前主要应用于计算机技术中,通过智能化技术与计算机技术的巧妙结合,在信息传递、提高工作质量、改善工作环境以及推动我国经济发展中都起到了巨大作用。当下的智能化技术还在不断发展,它为世界带来的惊喜仍需展望。 三、智能化技术在电气工程自动化中的具体应用 1、神经网络系统。神经网络系统由定子电流经过电气动态参数进行辨别控制和转子速度辨别经过机电系统参数两个方面构成。在神经网络系统中,反向学习算法被作为经常使用的方法,在其前馈性的特点之下进行高效运转,对于控速度、负载转矩以及时间控制上都有良好的效果。 2、模糊逻辑控制系统。目前,我们所说的模糊逻辑控制系统有效的代替了之前的PID控制器,模糊逻辑控制系统通过其知识库能够有效的进行推理决策,实现控制目标。模糊化的形式大多由多种函数表现形式构成,是进行模糊逻辑系统的重要方法。 3、故障诊断及优化设计。智能化技术在电气自动化中的应用大幅度提高了故障诊断的效率性,由于电气设施故障本身具有复杂性、隐蔽性、波动大等特点,其诊断效率较低。随着智能化技术的广泛应用,不但提高故障诊断的准确性,同时还节省了人力物力资源,使诊断过程快速有效。对于电气产品的设计领域来说,其内容广、工序复杂、影响因素多等特点,导致电气产品涉及领域存在较大困难性。智能化技术的引入,提高了电气产品的技术含量,不仅能够有效降低人力劳动强度,同时还缩短了产品设计的时间,推动了电气工程的发展。 四、智能化技术在电气工程自动化应用中的发展方向 1、智能化技术在电气工程自动化应用中的性能发展方向。智能化技术在电气工程自动化应用中的性能发展方向主要包括了其三高特征,即高速度、高精度、高效化,在电气工程自动化技术中这是其发展关键的部分。我们通常所说的智能化技术主要是指在进行自动化工作时,所采用的智能系统带有较高的智能化功能,这种功能有效地提高了系统运行效率,从而实现系统的有效改善;另一方面,就是其柔性化。柔性化主要表现在其群控系统和数控系统的柔性化。通过采用智能化技术,能够有效发挥控制系统的作用,在提高其具体要求的同时,有效监控其信息流和物流的动态变化。 2、智能化技术在电气工程自动化应用中的功能发展方向。智能化技术在电气工程自动化应用中的功能发展方向主要包括用户截面图形化以及科学计算可视化两个方面。具体来说,使用用户截面图形化方便了用户操作,同时也实现了对三维立体图形、模拟图形等动态图形的有效追踪;科学计算的可视化实现了对数据应用的高处理,有效提高了工作效率。 五、结语 总之,随着我国经济技术的不断发展,我国电气产业也在迅速前进。智能化技术作为当代电气工程自动化技术中的关键技术,更应当被重视起来,从而推动电气产业的发展。 作者:杨宇博单位:南通中远船务自动化有限公司 电气工程自动化论文:自动化发展电气工程论文 1电气工程及其自动化在发展的过程中出现的问题 1.1在实施电气工程及其自动化的过程中,工作效率比较低下 在设计应用软件以及网络布线方面,电气工程及其自动化还有以下一些不足之处:系统安全性较低、设计软件的时间较长以及控制网络技术不佳等。这些问题的存在会直接影响到系统的成功运行。并且系统运行方面存在着比较复杂的网络结构,很难对其进行操作,在应用的时候经常会因为不规范的操作而干扰到系统的稳定性,在加上控制技术需要的准确性、精确性以及复杂化的网络架构,就很容易造成电气工程及其自动化系统结构变得复杂化,这就需要设计人员具备良好的全局观以及强硬的技术,不然就会影响到系统设计的效率。对于电气工程及其自动化的发展来说,这也是一定要解决的问题。 1.2在实施电气工程及其自动化的过程中存在着数据传输安全性的问题 一开始,是在工业领域形成了电气工程及其自动化,并且随后获得了发展。当前,在商业领域也已经出现了电气工程及其自动化,安全的传输数据信息对于商业领域的发展来说是十分重要的一步。因为当前企业在交流信息的过程中,会使用不一样的传递信息的产品,这些产品参差不齐。这就给传输数据以及通信带来了一定的困难,进而就会导致电气工程及其自动化的运营成本提高。因此,未来在建设和发展电气工程及其自动化的过程中,必须要对这一点形成重视。 2应对电气工程及其自动化发展问题的相关对策 2.1将电气工程及其自动化的统一独立平台建立起来 如今的企业在电气工程及其自动化的技术上一般情况下都是因企业而宜,企业不同,那么相应的电气工程及其自动化的技术水平也会各异。这样的话不仅会给企业带来更高的经济成本,同时还会对企业的长足发展产生阻碍作用。因此,企业中的相关技术人员必须要对技术环境这一难关加以突破,有计划并且有步骤的对电气工程及其自动化的方案设计出来。首先,在进行设计之前,专业的设计人员应该要研究设计的行业以及用户特点,进而将开发目标确定下来。第二,对设计方案进行确定,方案必须要涉及到运行、实施以及维护等每个步骤的完成,除此之外,还需要提前预算好运行时间以及运行成本,必须将它们控制在企业运行范围内。同时还应该对终端客户的不同需求以及商业项目的运行特点形成重视。第三,要做到将电气工程及其自动化统一独立的平台建立起来,最终促使企业运行成本得到降低。 2.2将电气工程及其自动化的通用网络系统建立起来 将电气工程及其自动化的通用网络系统建立起来有助于实现资源的优化配置,并且能够保证企业之间可以安全以及准确的进行信息交流。任何一个企业都会包含企业管理、技术监管以及设备控制等诸多步骤,如果要将合理地将资源配置到这些步骤当中,就应该利用网络将这些系统有机地联系起来。通过有效的将电气工程及其自动化的通用网络系统建立起来,快捷并且高效的交换各个系统之间的数据,优化整个企业并促使其得到进一步发展。 2.3将电气工程及其自动化的数据标准对接建立起来 信息的标准化对接得以实现主要依靠的是电气工程及其自动化的数据,当然只有建立起数据标准对接,才能够让电气工程及其自动化系统更加高效和安全的传递信息。因此,电气工程及其自动化在不断发展的过程中,必须要完美对接程序接口,进而减少工程开发费用及时间。 3结语 在当代工业中,电气工程及其自动化技术的地位已经得到了持续的提升,然而随着社会的持续发展,电气工程的技术人员相应地也将会遇到更大得挑战。在这种情况下,必须要对工程质量的管理措施、自动化水平以及科技的创新形成高度的重视,才可以不断提高电气工程及其自动化技术水平,促使这种技术可以实现跨越式发展,尽力让其成为我国建设社会主义现代化的有力保障。 作者:曾拜宙单位:邵阳学院 电气工程自动化论文:自动化应用下电气工程论文 1电气工程自动化应用中存在的问题 1.1企业对电气工程自动化的认识不足企业对电气工程自动化的认识不足分为以下2点:①企业对电气工程自动化的优越性认识不足,未能充分认识到电气工程自动化对企业生产的促进作用,认为电气工程自动化系统的投资会超过人工成本,而在同样的成本下,人工的生产效率会高于电气工程自动化系统;②企业对电气工程自动化存在疑问,主要是对成本高、实际运行、后期维修、技术支持等方面存在疑惑,认为其技术含量非常高,需要非常专业的技术人员,不适合劳动密集型企业。 1.2选择混乱,人员素质参差不齐在引进电气工程自动化的企业中,由于企业中各部门的生产方向不同,导致对电气工程自动化平台开发系统的选择也各不相同。此外,因人员素质参差不齐,进一步加深了开发系统的细节设计、开机测试、运行调整和运行维护等方面的复杂性,这增加了开发系统设计研发工作的难度,也增加了电气工程自动化的运行成本。 1.3网络架构标准不统一电气工程自动化在企业中应用时,由于不同企业在技术水平和生产方向等方面存在较大差异,导致电气工程自动化的网络结构建设过程中各行其是,只按照自身的需求建设,没有统一的网络结构建设标准。具体而言,不同企业的网络结构在各技术指标上存在很大差别,这不仅提高了电气工程自动化的运行成本,还阻碍了电气工程自动化在企业中的广泛应用。 1.4数据传输中存在安全隐患数据信息的快速交换是充分发挥电气工程自动化作用的重要保证。但因不同企业开发程序的接入方式存在差异,给企业之间的产品信息数据传输和接收带来很大的困难,影响了电气工程自动化系统信息交换的流畅性,增加了企业的时间成本。同时,随着数据信息数量的急剧增加和传递中不断遇到各种问题,数据传输安全已成为急需解决的问题,这无形中给企业的电气工程自动化应用增添了难度。 2解决策略 2.1加强对电气工程自动化的认识企业应加强对电气工程自动化的认识,具体可从以下2方面入手:①加强对电气工程自动化重要性的宣传。由相关部门组织各个企业学习电气工程自动化的相关知识,充分了解电气工程自动化为企业带来的利益,从而加大企业对电气工程自动化的引入力度。②改变企业对电气工程自动化的认识。电气工程自动化是提高企业产品生产效率和产品质量的有效手段,能够节省大量的人力成本,从长远看,是企业在日益激烈的市场竞争中生存的必要保障。 2.2统一技术标准和提高员工素质在统一技术标准和提高员工素质时,具体可从以下3方面入手:①根据需求不同的企业的实际情况,进行电气工程自动化的技术优化,引进先进的技术管理和开发理念,从系统的整体设计、开机测试和运行维护等方面总体考虑和规划,并建立技术标准统一的系统开发平台,从而满足不同企业的共同需求,有效降低系统平台的研发成本;②根据不同企业的个体需求,在系统开发平台的基础上,推出具有针对性操作功能的系统,从而使企业之间的电气工程自动化系统具有共通性和差异性,同时,也满足了不同企业各自的需求;③努力提高员工的综合素质,对员工进行专门的系统操作平台知识培训,使员工快速适应系统操作,改变以往的习惯,加强对系统操作的熟悉程度,从而充分发挥系统的真正作用。 2.3建立统一标准的网络结构通用的网络结构是电气工程自动化系统有效运行的重要保证。因此,在不同企业的网络结构建设中,应该根据同一标准建立,保证企业生产中的设备管理、日常管理和企业决策等系统间的数据可高效、快速共享;中心控制系统应与其他子系统良好配合,并充分利用网络资源,使企业工作从整体出发,优化配置企业管理和生产,保证数据传送的准确性和及时性,以提高企业的整体效率,并降低电气工程自动化系统的建设成本。 2.4建立标准、安全的数据对接数据传输速度决定了企业电气工程自动化系统的运行质量。因此,建立标准、安全的程序接口,是企业实现电气工程自动化快速、高效交换数据和自身流程高效运行的保障。目前,常见的操作系统有Windows2010、ActiveX系列等,虽然应用这些软件可保持企业办公系统与电气工程自动化系统同步、协调工作,实现数据的流畅交换,降低企业的生产时间和成本,但是,在与其他企业交换数据时,仍然存在一定的效率和安全问题。通过采用国际统一的TCP/IP协议标准,不仅能使企业内部自动控制和数据交换更加快捷、有序,还可为企业之间的数据交流提供技术支持。 3结束语 在企业加强电气工程自动化的过程中,需要改变企业的意识形态,加强企业之间的合作和协商,建立统一的网络架构平台,选择适合企业自身的开发系统,以实现安全、快捷的数据对接,节省企业的经济和时间成本,从而提高企业的总体效益。 作者:陈振阳单位:国网福建东山县供电有限公司 电气工程自动化论文:电气自动化实践电气工程论文 1电气自动化与电气工程概述 1.1电气工程科技与经济的发展使得电气自动化技术不断更新,电力系统的规模不断扩大,这些变化对我国电力系统提出了新要求:电力系统的调节形式有所变化。在先前着重强调安全高效、安全保护和自动化调节过程的基础上,更加注重对电力系统容量的高要求,即在实现综合化管理工作和加强经济调节稳定性的基础上,对电力系统的容量提出新要求,其单机容量至少要达到20万千瓦。 1.2电气自动化技术电气自动化技术大多运用于工业生产控制系统之中,是指在无需工作人员手动操作的情形下,利用机器设备的自动化完成加工生产,并在生产管理过程中完成产品质量检测、自动处理产品信息、对实际情况分析判断等。所有这些程序都不需要人工手动操作,全部采用机械自动化控制系统完成。由此可知,电气自动化技术即指利用电气设备控制生产顺序、控制时间的技术,是与电气工程和机械设备息息相关的内容。自动化系统的开发、调试、应用、维护与产品研发和电力技术的管理与应用对电气自动化的要求越来越高。 2电气自动化设计理念 2.1远程监控式理念远程监控系统是一项高技术、高难度的新技术,是指利用电脑终端对其他各个地方的设备进行集中控制的技术。在电气工程中运用这项技术,可以大幅度减少电缆使用量,节省安装支出和材料使用的成本,还可以实现系统之间的组态灵活性和可靠性,获取更高效益。但监控式对传输信号强度依赖性较高,电气工程的通讯量通常较大,加之现场通讯速度较低,在信号较差时远程监控式便会受到较大的限制。因此,远程监控式设计理念更适合于系统控制范围较小的情况,在全自动化电气工程控制系统中并不适用。 2.2集中监控式设计理念所谓集中化即指将所有的系统运行项目控制在一个系统中集中管理、运行,这种设计理念操作简单、对控制站的要求较低、在系统运行与维护方面较为简洁。单一分散的监控不管是在处理器安装方面还是在电缆铺设连接方面,都十分繁琐,而且大量的单一电缆搅合在一起,处理器增多就会影响处理速度,使处理速度大为降低,这将导致投资成本增加,除此以外,系统的安全可靠性能也会受到影响。集中监控式设计理念在电气工程中的实际应用,不仅可以减少投资成本支出,还可以进行统一管理、方便快捷,促进电气工程的高效有序运行,满足工作新要求,因此,集中监控式设计理念在电气工程中应用较为广泛。 2.3现场总线监控式设计理念现场总线监控式技术在当前的电气工程中应用最为广泛,究其原因不外乎其高效性的特征。这项技术具有实践性特点,是在大量应用实践经验基础上不断发展起来的,不同间隔采取不同的技术措施是这项技术能够广泛应用的重要原因。在具体的操作实践中,主要的工作方式是现场安装,同时不断优化电缆连接技术,以能够有效降低电气工程中设备的投入成本。在优化电缆连接技术、降低设备成本的同时,还要尽量减少设备的隔离和端子柜的使用量,不仅可以降低成本,提高电气工程的安全性、可靠性和有效运行,还可以增加运营效益。 3电气自动化实现方式 3.1计算机自动控制、调节、操作的实现方式利用计算机进行相关设备的操作,是在遵循调度方案的前提下,对能够使电缆关闭的设备进行调节与控制,电力系统不仅能够自主的、合理的利用现场控制命令,还能够转换和设置相关设备的运行方式,如电网的开和关,限制修改操作命令,各种整定值,报警信号复归等。 3.2人机联系的实现方式人机联系的实现方式是指电气设备,包括鼠标、键盘、打印机等,通过电气自动化系统的允许以后,为达到实时监控、调节与打印数据的目的而调动一切可利用的电气设备来运行画面并对定值不断修改的方式。此外,这种实现方式是开发新的应用程序的绝佳方式,极其方便。但其缺点也显而易见,操作人员只能通过操作台完成控制调节、监控电气设备、设置参数值等简单操作。 4电气自动化在电气工程中的实践与应用 4.1在电气管理中的应用在电气工程领域实现电气自动化是高新技术走入各行各业的显著表现,是高科技发展的代表,这一应用过程注重编程调试。在应用时采集相关流量、温度、压力等数据,并对这些数据分析检测,发挥电气自动化的输出控制功能、技术处理功能,使设备的使用量和投资额大大降低,有效实现了设备控制的精度。对于电气工程来说,在施工中应用电气自动化技术能够有效遏制工作人员弄虚作假、敷衍了事的情况发生。 4.2在电网调度中的应用对于电网调度中电气自动化的应用来说,其技术主要表现在应用性领域的界定,即指实现电气系统局域网中电厂、变电站终端和下级调度中心三者之间的有效连接。在应用领域中,由网络实现连接中心服务器、电网调度、打印设备、大屏显示器等设备。在电网调度中,电气自动化的实际应用不仅可以实时性评估电力系统的运行状态,还可以对以电力负荷为基础的预测采取及时调度策略。不仅可以保证电力系统的安全可靠运行,还可以对数据及时的收集整理分析和监控,以适应现代化市场的营销需求。 4.3在分散测控系统中的应用在这方面的应用主要以分层的结构实现,包括太网、工作站、数据通讯网和过程控制单元等四部分组成。工作站主要包括两类,分别是工程师和运行员,是人机接口的主要负责人。过程控制单元是直接应用于生产的,其运行状态主要通过设备的检测实现,并能够有效控制设备,以实现整个生产过程的连续性和过程的检测、保护和控制。过程控制单元和工作站输出的所有信息,发出的所有指令,都必须经由工作站运行员接受。工程师工作站的主要职能是负责实行必要的诊断与维护工作。 4.4在变电站中的应用传统变电站为实现自动化实时监测功能,主要采用电磁装置,而当今的全微机设备,技术先进使得电气自动化装置可以自动进行监视操作。在变电站中使用电气自动化技术不仅可以加强变电站的监控功能,还能够大幅度提高变电站的运行水平和效率。全微机设备的应用不仅可以实现监视画面的屏幕化,还能够使管理自动化。 5结语 随着经济水平的不断提升,科技力量的不断增强,电气自动化水平也相应提升。电气自动化作为电气工程的重要组成部分,在电气工程的发展过程中发挥着愈来愈重要的作用,为当前我国工业的发展提供了不竭的动力与支持,其重要性的凸显也使其成为国家经济发展水平的标志。因此,为实现国家经济迅猛发展,适应社会主义现代化发展进程,实现电气工程的高效安全稳定运行,满足工业发展的需求,提高电气行业水平,将电气自动化科学合理的应用到电气工程的实践之中是十分必要的。 作者:吴松单位:黔西南民族职业技术学院 电气工程自动化论文:自动化智能化技术电气工程论文 一、智能化技术相关概念介绍 1.1人工智能的概念人工智能的目的是实现机器智能化发展,通过采用人工研究得出的方法与技术,从而扩大人工的生产能力,推动产业的不断发展。人工智能的产生伴随着人类社会的不断发展,是人类社会进步的结晶。随着社会的不断发展,人工智能技术与时俱进。 1.2智能化技术的理论基础目前,智能化技术广泛的应用于精密传感器、计算机、GPS定位技术等高科技信息工具中。其理论基础最先于20世纪50年代左右提出并随着社会的发展逐渐应用。通过智能化技术的应用,能够有效延伸、扩展以及模拟相关人工作业,在提高了工作效率的同时也保证了工作质量。 1.3电气工程自动化中智能化技术的特点智能化技术拥有完善的控制系统,能够有效的对数据进行分析与处理,从而保证系统的有效运行;通过使用智能化技术能够简化电气工程的控制系统,提高整体运行效率;实现了控制器的无人化超控,减少了人力资本的投入;实现了数据一致性的标准,能够快速地进行评估工作。 二、智能化技术在电气化工程中的发展现状 随着我国经济技术的不断进步,智能化技术已逐步应用到电气工程自动化工作当中。智能化技术的不断成熟使得其应用领域不断延伸,目前主要应用于计算机技术中,通过智能化技术与计算机技术的巧妙结合,在信息传递、提高工作质量、改善工作环境以及推动我国经济发展中都起到了巨大作用。当下的智能化技术还在不断发展,它为世界带来的惊喜仍需展望。 三、智能化技术在电气工程自动化中的具体应用 1、神经网络系统。神经网络系统由定子电流经过电气动态参数进行辨别控制和转子速度辨别经过机电系统参数两个方面构成。在神经网络系统中,反向学习算法被作为经常使用的方法,在其前馈性的特点之下进行高效运转,对于控制速度、负载转矩以及时间控制上都有良好的效果。 2、模糊逻辑控制系统。目前,我们所说的模糊逻辑控制系统有效的代替了之前的PID控制器,模糊逻辑控制系统通过其知识库能够有效的进行推理决策,实现控制目标。模糊化的形式大多由多种函数表现形式构成,是进行模糊逻辑系统的重要方法。 3、故障诊断及优化设计。智能化技术在电气自动化中的应用大幅度提高了故障诊断的效率性,由于电气设施故障本身具有复杂性、隐蔽性、波动大等特点,其诊断效率较低。随着智能化技术的广泛应用,不但提高故障诊断的准确性,同时还节省了人力物力资源,使诊断过程快速有效。对于电气产品的设计领域来说,其内容广、工序复杂、影响因素多等特点,导致电气产品涉及领域存在较大困难性。智能化技术的引入,提高了电气产品的技术含量,不仅能够有效降低人力劳动强度,同时还缩短了产品设计的时间,推动了电气工程的发展。 四、智能化技术在电气工程自动化应用中的发展方向 1、智能化技术在电气工程自动化应用中的性能发展方向。智能化技术在电气工程自动化应用中的性能发展方向主要包括了其三高特征,即高速度、高精度、高效化,在电气工程自动化技术中这是其发展关键的部分。我们通常所说的智能化技术主要是指在进行自动化工作时,所采用的智能系统带有较高的智能化功能,这种功能有效地提高了系统运行效率,从而实现系统的有效改善;另一方面,就是其柔性化。柔性化主要表现在其群控系统和数控系统的柔性化。通过采用智能化技术,能够有效发挥控制系统的作用,在提高其具体要求的同时,有效监控其信息流和物流的动态变化。 2、智能化技术在电气工程自动化应用中的功能发展方向。智能化技术在电气工程自动化应用中的功能发展方向主要包括用户截面图形化以及科学计算可视化两个方面。具体来说,使用用户截面图形化方便了用户操作,同时也实现了对三维立体图形、模拟图形等动态图形的有效追踪;科学计算的可视化实现了对数据应用的高处理,有效提高了工作效率。 五、结语 总之,随着我国经济技术的不断发展,我国电气产业也在迅速前进。智能化技术作为当代电气工程自动化技术中的关键技术,更应当被重视起来,从而推动电气产业的发展。 作者:杨宇博单位:南通中远船务自动化有限公司 电气工程自动化论文:电气自动化电气工程论文 一、电气自动化技术在电气工程中的应用分析 2.1电网调度中电气自动化技术的使用在电网调度中存在着一个很强大的自动化系统,它由很多部分组成,其中包括有调度中心的服务器、大屏幕的显示器、相应的计算机网络以及工作站等等,为实现电网调度的自动化,人们提出必须将电力系统上专用的局域网与电网调度中心以及各种测量的控制设备等实现有效的连接,由此可见,电气自动化技术在电气工程发展中有着举足轻重的地位,它对促进电气工程发展有着很重要的作用,这些作用主要体现在: (1)对电力系统运行中可能出现的各种各样的问题进行实时实地的评估,当发现问题的时候应及时的想办法予以解决,此外,它还能有效的预测电力的负荷,当然这种预测需要一定的依据,也就是通常情况下我们所累积起来的数据,一般在这种基础上实现发电控制以及经济调度自动化的都是省级以上的电网; (2)在电力系统运行的过程中,人们会对有关的数据进行采集和处理,当然,在采集数据的过程中会由相关部门进行监督,这既有利于保障电网的安全运行,也能够最大限度的适应现代电力市场的运营需求。 2.2变电站中电气自动化技术的使用新形势下,电气工程中的变电站大多采用自动化技术,它在很大程度上取代了传统的人工操作、人工监视以及电话通讯,在加强变电站监控能力中有着至关重要的地位,同时,它还能有效的提高变电站的运行水平并提高其工作效率。总之,在变电站中不断实现电气自动化有着重屠钧南京钢铁联合有限公司210035要目的,具体表现在以下几点: (1)希望能够全方位的、全过程的对电气设备的运行状态等实施有效的监视并实现控制; (2)及时发现并解决变电站运行中可能出现的一系列问题,确保变电站工作能够正常有序的展开。这种自动化有着自身的特征,它创新了传统的电磁装置,相反的,现下使用的是全微机的设备,此外,它在监视方面也在不断的改革,目前人们使用得最为广泛的就是计算机屏幕化操作上的监视,在数据传输过程中,人们也在不断实现自动化的管理和统计记录。一言以蔽之,在变电站中应用自动化技术势在必行,它既有利于满足变电站工作中各项操作的要求,也有利于更好的促进电网调度工作的展开。 二、电气工程中自动化技术的应用优势 3.1在监测方面存在的优势在具体应用中,应当对相关的设备实现实时的监测,这些设备主要包括变压器以及断路器等等,这样有利于对一些临时发生的故障等进行调整与安排,而通过电气自动化设备,就可以实现对设备的有效监控。此外,在监控中,相关工作人员会对电气设备的一些关键参数数据进行监测,在监测之后还会有一系列的反馈,这种反馈能够让人们明确设备出现故障的原因并及时的采取解决措施。 3.2它有利于实现电气工程设备的智能化随着人民生活水平的提高,人们对于管理方式等提出了更高水平的要求,为适应时展,管理方式必须不断向现代化发展,目前,电气自动化系统被人们广泛的使用于各个领域,它给人们的生产以及生活带来了极大的便利,而这当中又着重指出其对于人们生活的智能化管理以及对工业生产的自动化管理。在不断的使用中,人们对人性化以及智能化的管理模式已经形成了一种习惯,电气系统与微型计算机的有机结合更是推进了生产以及生活的智能化,总之,电气自动化在电气工程中的应用有着得天独厚的优势。 三、电气自动化的发展前景 现下,电气自动化技术在电气工程中得到广泛应用,这种应用有着非常大的潜力,在未来的发展的,电气自动化技术会不断的向着智能化方向发展,这既有利于实现在线监测,也有利于促进中国经济社会的进一步发展。一次设备的智能化要想实现发展,就必须以二次设备中所涉及的功能时间为基础,此外,还要不断降低一次设备以及二次设备之间连接使用的控制电缆和强信号电缆的使用,这有利于保证一次设备以及二次设备之间信号传输不受影响,最终保障一次设备的安全稳定运行。实现自动化技术的应用既有利于监测某些重要参数的变化,也有利于及时的发现设备中可能出现的一系列故障并及时的解决这些问题,当然,要想真正意义上的全面推进电气自动化技术的使用,相关企业或者单位还需付出更多的努力。总之,电气自动化技术在电气工程中的发展有着很大的前景,而这种前景需要人们不断的去发现、不断的去挖掘。 四、结语 综上所述,电气工程作为要求很高的设施工程,有着一定的技术性以及专业性,在实际应用中,要想不断加快电网的建设以及改造,就必须使用电气自动化系统,这就要求相关管理人员必须提高电气自动化系统的水平,也有利于充分发挥电气工程本身的优势,最终提高电气工程的经济效益并保证电气自动化系统的安全运行。 作者:屠钧单位:南京钢铁联合有限公司 电气工程自动化论文:自动化技术应用电气工程论文 1电气工程及其自动化技术的简介 电气工程及其自动化技术与人们的日常生活是息息相关的,他渗透到我们生活中的各个方面,例如人们平时使用的插座、开关都是电气工程及其自动化在生活中的具体表现,由于人们在电气工程的需求量日益增加,所以电气工程的发展也越来越快,现今,电气工程自动化已经进入到高校的教学课程之中,随着学生们对电气工程自动化知识的学习,也会使得未来工业的发展有着源源不断的复合型人才。 2电气工程及其自动化技术的设计 在现实当中,电气工程及其自动化的设计应该从软件和硬件两方面来考虑,在一般情况下,硬件的设计要放在软件设计的前面,根据实际电气工程的需要,对电子元器件进行针对性选择,第一步,应该设置一个中央服务器,将先进的计算机系统作为整个电气工程自动化的优秀;第二步,对的辅助设备进行选择,比如控制器以及传感器;第三步,对所有设备进行连接,组成一个完整的具有发出指令、传达指令、接收指令以及完成指令工作程序的电气工程自动化设备。然而在实际的电气工程及其自动化设计时,不仅要遵循以上说的理论,还要根据实际的情况,包括环境、空间等因素,对电气工程及其自动化的设计进行合理化更改。由于生产线是现实已经存在的,电气自动化设计必须依靠原本的生产模型进行设计,因此,对硬件的安装也有着相当高的要求,设备的体积不能过大,也不能过小,过大会导致空间的拥挤,过小又会影响操作,所以设计人员一定要到安装地点进行实际的考察,然后,根据实际的数据,对设备的型号进行最终的确定。在硬件设计顺利完成之后,还要设计相应的软件系统,现进市面上,有着很多不同类型的自动化控制系统软件。但是为了将自动化水平提升到最大化,企业都会选取优质的软件公司,这些软件公司将会根据企业生产情况以及硬件安装情况对自动化软件进行设计。 3电气工程及其自动化的应用 3.1电气工程及其自动化技术在变电站的应用电力设备运行的平稳、安全以及可靠是电气工程及其自动化技术的基本保障,所以对电力设备进行在线监控、系统保护以及调动控制等措施是必不可少的,但是由于社会经济的不断发展,科学技术的不断进步,变电站的电力设备也逐渐增多,并且电力设备之间的联通方式也越来越复杂,为了确保电网的安全运行,电业部门,投入了大量的人力物力和资金,将电气工程自动化技术引入到了变电站的设备控制之中,应用全微机化设备代替了原有的常规电磁式设备,应用计算机光缆或者电缆作为了电力信号电缆,使得变电站控制中心对变电站设备的控制变得快速而又安全。所以电气工程及其自动化也成为了变电站建设过程中的重要组成部分,进而保证了变电站的自动化调控模式的高效率,所以对变电站实施自动化改造是必不可少的。 3.2电气自动化技术在电网调度中的应用电网调度的自动化在电力系统的自动化中占有非常重要的地位,由于我国拥有广阔的国土,可以根据范围的大小使用电气工程及其自动化技术对电网进行调动,包括调度主站系统和远动装置,是用来对整个电网运行状态进行监控的。继而保证调度人员能够通观全局,把握电网调度过程中可能出现的问题,有效地对其进行避免,并且有效地指挥电网的稳定性、安全性以及经济性,这样一来就能够对电网进行较为全面的分析和研究,然后为安全处理中心提供事故的事故处理的相应应对措施,进而将事故发生时所带来的不必要的经济损失降到最低。结论:近些年来,我国在电气工程领域取得了相当大的发展,并且伴随着科学技术的逐渐提升,自动化技术逐渐的被应用在各行各业之中,在很大程度上促进了我国经济的增长,在电气工程领域中引进自动化技术,能够将生产效率大大提高。正是由于电气工程及其自动化的重要性,使得我国将这项技术编入了学校的学习课程之中,这就使得在电气工程方面,一批又一批的新鲜血液被不断注入,为电气工程的发展,打下了良好的基础。 作者:黄元元单位:福建省闽江学院 电气工程自动化论文:人工智能自动化电气工程论文 1.人工智能技术概述 人工智能是近年来随着计算机技术的不断发展的一个学科分支,是新兴的高科技技术。人工智能与纳米科学以及基因工程被人们称之为二十一世纪的三大尖端科技。人工智能的研究范围涉及较广,在诸多不同的领域都有涉及,比如:数学、认识科学、哲学、心理学以及计算机科学等多门学科,不同学科领域以人工智能为信息交流平台,进行相互的影响渗透,进而形成一门具有综合性质的科学。因此,人工智能也可以称之为社会科学与自然科学的交叉科学。人工智能主要是通过对计算机的研究,对人的某些思维以及智能行为进行模拟的学科,其主要被应用在专家系统、语言的理解、智能控制、遗传编程机器人工厂以及机器人技术等方面。一般而言,对于人工智能的研究的主要目的就是让机器代替人做一些复杂的工作。电气工程的研究长久以来都局限在电气化的方面,随着现代化科学技术的进步以及信息计算机技术的发展,电气工程自动化中逐渐向人工智能的趋势发展,通过引入人工智能进入电气工程自动化的领域,对人类大脑进行模拟并进行数据与信息的分析、收集、处理以及反馈,经过信息的自动化生产,进而提高电气工程的生产效益,进而推动电气工程产业结构的优化与升级。 2.人工智能在电气工程自动化中的应用 2.1人工智能在电气产品优化设计中的应用在电气工程运行过程中,进行电气设备的设计是十分复杂的,其设计不但对电气自动化的各个专业学科与内容有所设计,而且要求电气设备设计人员具有较高的专业文化知识以及丰富的设计经验,进行电气设备的设计只有把电气知识、经验以及科学进行有机的融合,才能够对电气产品的科学性有所保障。人工智能在电气产品设计中的应用有效的对一些依靠人脑无法迅速解决的复杂计算以及模拟过程进行解决,进而大大的缩短了产品设计的周期,提高电气工程的工作效率,并且设计出的电气产品极具科学性与实用性。专家系统对于电气工程的开发性设计有积极的意义,而遗传算法主要应用于产品的优化设计,在进行产品设计的过程中,要求设计人员应该具备设计经验以及较强的智能软件应用的能力,从而便于依据不同情况的沾边选择不同的算法对产品进行高质量的设计。 2.2人工智能在电气设备故障诊断中的应用在进行电气设备故障的诊断时,电气企业通常会使用人工智能中的人工神经网络、模糊理论以及专家系统的引用,其应用诊断的范围包含:发电机、电动机、变压器等的故障诊断。在电气设备中,电气工程遇到故障问题时,所呈现的现象是相对复杂的,运用传统的处理技术很难对问题进行及时准确的查找与判断,人工智能技术对于这种问题科技进行高效的解决,例如:当发电机的设备出现故障时,故障所呈现的不确定性、复杂性以及非线性的特征都是可以通过人工智能中的专家系统以及模糊理论进行综合的处理,人工智能技术大大的提升了电气设备故障诊断的准确性。 2.3电气工程运行过程中的智能控制目前,在电气工程的自动化中智能控制的应用已经十分广泛,逐渐的发展成为电气工程自动化领域中的未来趋势。由于电气设备的控制工作比较复杂且极具综合性,对控制系统的技术含量以及计算的精确度都有比较高的标准,通过对人工智能中的模糊理论、人工神经网络以及专家系统的综合应用,有效的提高了电气设备的计算精度以及计算速度,不仅有利于节约电气企业的资源,而且对实现电气企业资源的优化配置具有积极的意义。 2.4人工智能在电力系统中的应用在电力系统中应用比较普遍的人工智能主要有:启发式探索、专家系统、人工神经网络以及模糊理论。其具体的应用主要表现为:一是,专家系统。作为一个十分复杂的程序系统,专家系统集知识、规则以及经验于一体,主要工作程序是通过运用电气系统中某领域的专业经验以及专业知识对所遇问题进行分析与判断,接着进行专家决策的模拟,对需要专家解决的问题进行处理,而且在专家系统的使用过程中,应该依据现实情况对系统中的知识库、数据库以及规则库的信息与数据进行更新,从而使用电力系统的应用需要。二是,人工神经网络。其学习的方式十分灵活,存储方式也是呈现分布式,在大规模的信息处理中得到广泛的应用,人工神经网络具有较强的识别与分类能力,对与模型进行合理的分类并进行科学的选择,同时其与元件进行关联分析相结合能够对复杂的电力系统进行故障的诊断,而且能对故障进行识别与定位。三是,模糊理论。模糊理论主要应用于系统规划、潮流计算以及模糊控制之中。有利于操作界面的优化以及工作流程的简化,而系统可以进行自动日志与报表的生成与保存,进而提高系统日常操作的效率,对系统的安全运行具有积极的作用。 3.总结 综上所述,在现代化信息科技迅速发展的今天,社会中各个领域都纷纷进行企业科技的优化与升级,在电气工程的自动化中,人工智能得到普遍而广泛的应用。人工智能不仅仅能够促进电气产品的优化设计,而且还能够在电力系统的运行、电气设备故障的诊断以及电力系统运行的过程中进行智能控制,从而有利于电气工程自动化的迅速发展。 作者:向喻单位:国网湖北省电力公司宣恩县供电公司
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电气自动化技术论文:冶金行业电气自动化技术论文 随着中国工业技术、经济的转型,钢铁企业的淘汰与重组,钢铁企业的冶炼技术越来越精准,钢铁企业的高端设备越来越多,电气自动化水平越来越高。虽然冶金行业电气自动化水平得到了提高,但仍然不能满足工业技术发展的要求,不能满足钢铁企业生产效率的要求。只有改进和优化冶金电气自动化技术,才能提高钢铁企业的生产产量,提高经济效率,加快冶金行业的快速发展。 1、冶金电气自动化技术的特点 我国钢铁企业自动化水平还不够高,普及不够,大部分钢铁企业存在生产技术内容太广,生产工艺太复杂和电气自动化依赖太强等特点。 1.1冶金生产技术涉及内容太广 钢铁企业冶炼环节多,涉及内容非常广泛,生产过程中涉及物理变化和化学变化,生产过程中突变因素多,冶炼过程涉及的技术非常复杂,生产过程中要控制好生产原材料,监控物理变化参数和环境的化学参数。电气自动化控制系统应该能控制或跟踪生产过程的全过程,电气自动化控制系统涉及内容非常广泛,只有这样的控制系统才能保证生产过程的安全性,提高冶炼产品的产量,提高钢铁企业的经济效益。 1.2冶金生产工艺太复杂 冶金生产工艺复杂,实际生产过程中工艺流程比较全,冶金电气自动化控制系统要覆盖全生产过程,实现软件与硬件的配合,优化生产过程。冶金电气自动化系统呈现技术难度高,虽然技术人员具有非常专业的知识,掌握专业技巧,这样才能真正做到提高生产效益。 1.3冶金自动化高依赖电气技术 随着我国钢铁联合企业的生产能力的扩大,大部分小钢铁企业重新组合,形成更具竞争优势的联合企业。这些企业大量引进全自动化生产线,电气自动化水平不断提高,几乎涵盖了冶金全过程,冶金自动化高依赖电气技术,通过电气技术完成信号采集、信号转换和结果运算等操作,实现钢铁企业的全自动化。 2、冶金电气自动化技术应用现状 冶金电气自动化系统是利用智能控制技术、计算机网络技术、神经网络技术、监控技术等控制和管理冶金企业生产过程中的各环节。就钢铁企业来说,通过冶金电气自动化控制系统控制轧钢、高炉、转炉,铸造等技术环节,解决冶金过程中高温,高热等问题,为钢铁企业生产解决了许多实际困难。许多大型钢铁企业设计或改造了许多电气自动化控制系统,这些系统都能实实现人工智能操作,自动化操纵体系是单位操纵体系的主要构成,普遍运用在单位制造管制的每个环节,其中最重要的运用是智能化操纵技术%智能化技术中的专家体系,模糊操纵,神经网络等技术被运用到钢铁行业的轧钢体系、高炉、转炉、连铸车间、轧钢调节体系等,版型在线监测、冷热轧薄板、维修保养监控等功能。通过中央计算机系统控制各个子系统,实现子模块与子模块之间的转换。冶金电气自动化控制系统使用现场总线技术,数据交换传送技术,电脑合成技术等,推动冶金过程的标准化,程序化;通过人工智能技术,使用机器人手臂特自动化设备提高冶金企业的生产力,让钢铁企业取得长足的发展,提高市场竞争力。 3、冶金电气自动化技术应用前景 我国许多大型钢铁联合企业通过引进电气自动化技术,整合行业信息化水平,通过自动化控制系统提高生产控制精度,提高产品质量,进一步压缩生产成本,降低资源消耗。这些电气自动化控制系统增加了冶金生产过程的稳定性、可靠性和安全性。从这些电气自动化控制系统可以总结出我国冶金电气自动化技术的应用前景,包括低成本自动化、行业信息化、智能控制、冶炼过程控制和综合一体化控制等方面。 3.1低成本自动化 所谓低成本自动化是利用高精尖技术,通过自动化技术科学合理投资,减少投资成本,降低投资风险。许多中小型钢铁企业通过使用微型计算机作服务器,精准的实现对全过程、全流通实现电气自动化控制,为企业实现了低成本自动化,也解决了中小型企业的约束。 3.2行业信息化 所谓钢铁行业信息化就通过计算机系统,实现信息资源共享,实现企业信息化管理的标准化和系统化。大部分钢铁企业通过电气自动化控制系统采集生产过程中的原始数据,利用信息化技术手段分析和研究这些原始数据,使用科学管理决策分析软件,挖掘潜在数据,为企业的发展提供科学合理的数据支持。 3.3智能控制 虽然电气自动化控制系统广泛应用自适应、优化、模型预测等控制策略,但仍然不能满足技术的要求,因为传统的PID控制理论是适应数学模型复杂且变化大的特点,而智能控制对总控制程序具有良好的适应性,尤其是对于复杂程度较高的综合控制系统,能分级控制智能设备,有着很大的发展空间。 3.4冶炼过程控制 电气自动化控制系统可以对产品质量监督、环保监控及物流跟踪等多个方而实施全过程监控。电气自动化控制系统采用新型传感器、数据融合处理等高精尖技术对原材料质量、钢水纯度、熔渣成分、温度、固废监控等环节进行全程控制,提高钢铁企业的效益。 3.5综合一体化控制 电气自动化综合一体化控制系统是未来的发展方向,这种系统打破了传统的计算机、仪表、电气在控制设备方面的专业界限与分工,实现了逻辑控制对模拟量进行控制的难题,极大地提高了系统的实用性与操作性。简化了程序,降低了成本,电气自动化综合一体化控制系统系统将是钢铁行业电气自动化发展的重要方向。 4、结语 冶金电气自动化系统是使用计算机网络技术,人工智能技术和自动化技术实现的控制系统,优化与改进冶金电气自动化控制技术,可以提高冶金行业的生产效率利用自动化控制技术,可以保证生产流程更加规范,还可以保证我国冶金行业更好的发展电气自动化控制是冶金行业发展的主流趋势,对冶金企业的发展力向有着引导作用。钢铁企业要积极主动引进或改造自动化控制系统,提高钢铁企业的市场竞争力,增加钢铁企业冶炼产量,提高企业的经济效益,促进可持续发展。 作者:辛娅玲 单位:新钢公司自动化部 电气自动化技术论文:火电厂电气自动化技术论文 1当下火力发电厂监控系统存在的问题 1.1监控系统落后 目前,国内多数发电厂的监控系统较为落后,其采用的主要设备为中央信号光字牌。这种监测设备很难满足故障信息的监测需求,使火电厂设备的运行和使用受到了极大的限制,同时也导致了生产效率低下、安全性无法保障等一系列现实问题。 1.2控制系统缺陷 在大多数发电厂内,升压站依旧采用传统的硬搬把(按钮)进行生产操作。硬搬把在工作时间较长的情况下会产生磨损等问题,从而导致操作失败,容易引起操作事故,因此存在的风险系数较大。除此之外,公用操作系统存在诸多不便。公用系统是由机组工作人员进行轮流操作的,并且其无法纳入DCS系统,这样一来,就容易造成疏忽,导致操作事故的发生。 2电气自动化技术在火电厂的基本作用 一般来说,传统的火力发电厂中的DCS系统侧重于机炉的简单控制,而电气系统则可以实现自动化控制。电气自动化技术是以监视控制设备为主,通过数据连接和监控信息的反馈反映出设备的运行情况,并且能够在发生意外事故的时候采取紧急应对措施进行处理。将电气自动化技术应用于火电厂当中,根据电量日常表、设备数据表、检修报表提供的相关信息,能够及时分析出设备的警告信号、动作事件异常情况,以此来避免重大事故的发生。 3采用火电厂电气自动化技术的目的 3.1采用火电厂电气自动化技术的必要性 传统的DCS技术无法满足当下火电厂的发展需求,根据社会经济发展的一般规律,必然会遭到淘汰。2007-03,总理就提出了“十一五”期间关闭5.0×107kW小火电机组的目标,淘汰落后的生产方式,建设大机组,实行大规模的自动化生产,以提升生产效率。而在这样的情况下,就必须实现生产的集中化控制和轻松、快捷、简便的系统操作模式。为了达到这一目标,就必须采用火电厂电气自动化技术,转变过去单一采集电气信号的生产模式,提高整个火力发电厂电气自动化系统的运行和管理水平。采用火电厂电气自动化技术,对于火力发电厂的长足发展和进步起着至关重要的作用。 3.2完善火力发电厂的控制系统 采用火力发电厂电气自动化技术最大的目的就是完善火力发电厂的控制系统和监测系统。电力自动化技术应用水平的提升得益于科学技术的不断进步和发展,它对火力发电厂的作用则体现在对生产过程各个方面有效的监控。火力发电厂中,电气自动化系统的监控装置可以实现保护和监控,还可以进行数据交换,实现火力发电厂的信息化管理和控制。 4电气自动化技术的应用配置 自动化系统的通信带宽通常高达10Mbit/s以上,100Mbit/s以太网也已经得到了广泛应用。自动化系统以以太网为通信媒介,使用双绞线、同轴电缆、光纤等介质进行信号传输。电气自动化技术在火力发电厂中主要采取了I/0集中控制方式和远程智能I/0方式来完成监控。4.1I/0集中监控方式I/0集中监控方式通过硬接线电缆与集控室DCSI/0通道相连,实现DCS对全厂电气设备的监控。在低压厂用电时,会使用UT-9935低压变保护测控装置进行监控,而高压电厂用电时,则采用UT-9921综合保护测控装置。4.2远程智能I/0监控方式远程智能I/0监控方式是针对较远现场设立的监控方式,也成为现场A/D转换机柜。这种监控方式主要采取硬接线电缆和采集柜相结合的方式来实现,主要应用双绞线来传输信号。远程智能I/0的监控方式可以节省大量电缆,节约了安装费用,但模拟量卡件不能有丝毫减少。除了I/0集中监控方式和远程I/0方式外,火电厂电气自动化系统应用配置还涉及到站控层、网控子系统等技术的应用。站控层是火电厂后台采用双操作员的监控手段,具有系统维护、故障分析和保护管理等功能。一般情况下,通常会在站控层内设置一套UT-2000综合操作屏,提供直观的监控模式。网控子系统采取66kV以上电压等级线路配置方式,并且配置了UT-600系列控制装置。 5结束语 目前,我国要想解决电气系统中存在的问题,深化电力市场的机制体制改革,提升发电厂的生产效率,最有效的途径就是实现火力发电厂电气自动化。通过上文的分析,我们不难看出目前我国火电厂电气自动化技术存在的诸多问题。通过探究和分析,解决这一问题的有效途径就是实现集控化管理,加快电气自动化的发展步伐,实现火力发电厂发电机、锅炉一体化的监控模式,加强发电厂中电网的统一运行和管理。同时,注重DCS自动化系统的应用,实现发电厂电气综合自动化及其协调统一发展。 作者:倪焱瑶 王励策 单位:抚顺发电有限责任公司 电气自动化技术论文:电气自动化节能技术论文 1电气自动化及节能设计概念 电气自动化节能技术是顺应时代潮流的产物,更是电气信息领域的一门新兴技术,不仅仅在有效的降低生产成本,提高劳动生产率,创造劳动条件等方面起到了很大的作用,而且在当前经济建设的重要目标节能方面更是成为了中坚力量,是推动各行业节能减排的有效武器。对于当前电气自动化系统的应用现状来看,城市电网的不断扩大和增容,导致变频器、整流器造成大量的谐波产生,给我国电网带来了很大的不利影响。对此,为了更好的起到消除谐波,提高节能效果,电气自动化节能技术通过减少电路的传输损耗、优选变压器、补偿无功、使用有源滤波器等方法进行深入研究,大大的提高了电气系统的有效运行,节能效果较为显著。 2电气自动化节能技术的重要意义 2.1新技术领域的重要组成部分 电气自动化与人们的生产和生活可谓是息息相关,随着科学技术的不断革新,电气自动化系统技术方面也有了极大的改变,为了更好的顺应节能时代的发展大主题,电气自动化节能技术越来越被人们所重视,逐步成为了新技术领域当中的重要组成部分,在电气自动化中的地位就显得尤为重要。 2.2有效的减少了各类能源的消耗 电气自动化节能技术是通过减少电路的传输损耗、优选变压器、补偿无功、使用有源滤波器等方法,将会极大程度的减少电力等各类能源的消耗和浪费,也能够在很大程度上缓解当前的供电紧张局势,大大提升了供电效率。 2.3大大的降低企业的生产成本 电气自动化的节能技术将节能作为主要的技术研究优秀,从企业电气自动化的设备安全系统来看,得到了有效的提升,更好的保障了居民的生活质量,为城市居民的生活提供更加友好和谐的生活工作环境和健康发展空间。同时电气自动化的节能技术对电器进行节能改造还能够节省能源从而降低企业的生产成本,获得更大的经济效益。综上而言,电气自动化的节能技术是新技术领域的重要组成部分,不仅在对居民的生活质量上,而且在企业的长远发展上来看,这种电气自动化节能技术都会具有重要的现实意义,更加符合现阶段节能技术的倡导,促进我国经济的快速发展。 3加强电气自动化节能技术设计的重要措施 3.1降低电能传输的消耗和浪费 电气自动化节能设计主要以节约电力资源为主要目的,这样才能有效的减轻国家电网的用电压力,更好的维护国家供电系统的安全性和稳定性。通常,电能在传输的过程中,导线上会产生很多电阻,直接影响了电能的顺利传输,同时在传输上还会造成有功功率损耗。对此,电气自动化节能设计上要有效的减少导线电阻。可以从材质选用、导线的长短、变压器调节、增大导线的横截面积等四个方面进行技术改造:首先要选用电导率较小的材质做导线,电导率越小的导线材料,在电力运输过程中的电力损耗就越小;其次在电气自动化布线上,要尽可能的走直线,减少导线的长度,缩短供电距离;再次就是要将变压器调节接近负荷中心,从而减小供电距离;最后从导线的横截面积来看,增加导线横截面积在一定程度上也能降低能源损耗。 3.2酌情选择合适的变压器 在电气自动化的节能技术设计上,变压器起到了很大的作用,只有选择功率损耗小、单相自动补偿设备、三相四线制的变压器,电气自动化节能技术才能在极大程度上保持电力运输线中的电流负荷的均衡稳定,使电能资源消耗最低,起到环保的作用。对此,变压器的合理选择尤为重要:首先,从变压器的材质上选择,要以节约的设计理念选择合理的材料和运行介质,如硅钢片、铜片及绝缘材料等;其次,变压器的放置位置要合理,为了便于管理和维护,最好将变压器放置在电力消耗的中间位置,与其他的辅助设备放在一起,这样可以有效的减少电缆,节约能耗,降低成本;最后,根据电量的使用情况,合理选择变压器的容量和台数,选择变压器前,一定要对电量使用量进行合理的计算,不要造成变压器过多或者多少,避免产生过度消损的情况发生。 3.3无功补偿设备的合理选择 无功补偿设备就是指能够无功功率补偿的电力资源设备,无功功率占有供配电设备的很大一部分容量,在电气自动化技能技术设计上,无功补偿设备具有很重要的作用,可以实现无功就地平衡,减少损耗。但是对于无功补偿设备的使用上也要注意四点问题:一是要根据电容器的容量进行补偿,其参数的计算可以根据目标功率因数、配电电压的容量、负荷等等确定;二是摒弃传统的按比例分配的方法,在补偿方式方法中可以采用集调节平滑、跟踪准确、适应面广等优点为一体的模糊投切方式,能够达到补偿的最佳效果;三是无功功率是投切参数物理量,为了防止投切振荡、无功倒送等情况的发生,无功功率要选择合理;四是就地补偿方式,将无功补偿设备就地安装,避免线路传输损耗,也能达到很好的节能效果。 3.4有源滤波器能够维持电气正常运行 在电气自动化运行过程中,为了更好的消除谐波产生,消除谐波最有效的方法就是使用有源滤波器。因为谐波的产生可以降低电气设备的可用性,对电气设备的质量产生严重的损害造成严重的电力能源损耗,威胁电气设备的正常运行,还会减短电动机的工作寿命。对此,在电气自动化节能技术的设计上,考虑消除谐波,使用有源滤波器无疑是最佳的。有源滤波器具有优异的动态性能、反应快、能扩大功率范围等特点,通过有缘过滤器的谐波可以过滤掉,使电气设备减少阻碍,更加顺畅的运行,能使无功补偿达到更好的效果,同时能够有效维持电气设备的正常运行,对设备起到了很好的保护作用。 3.5优化配电设计,采用高效率的照明设施 根据对供电设备和负荷容量可靠性的要求,在进行电气自动化节能技术设计时,要优先考虑电力系统的适用性,保证电力系统的可靠、灵活、易控、稳定和高效,同时还要考虑安全性,保证导线具有良好的绝缘效果。电力电缆是电气自动化系统中投资成本较大的一部分,为了节省投资成本,在电力电缆选择上也要谨慎,从成本的角度来看,较之铜电缆,铝电缆更为便宜,所以很多电气工程都选择铝电缆。在电气自动化的节能设计中,照明设施也应该起到节能的效果,间接性的提高大家的节能意识,可采用高效节能光源技术,该技术也是电气自动化节能设计创新出来的最新结晶,与普通的照明物相比较,高效光源不仅工作寿命长、照明效果好,能够在很大程度上减少能源的损耗,是电气自动化的节能设计的重要组成部分,也能够更好的贯彻科技创新理念,从而获得更大化的经济效益。 4结语 从节约能源角度来看,电气节能是电气自动化节能技术的关键,在技术设计方面要本着节能这一个重要的设计原则,尽可能少用能源,降低对环境的污染,充分考虑节能因素,电气自动化的系统优化也会不断的完善,选择合适的变压器、滤波器等多种方式来实现降低电力能源的消耗。但是,电气自动化节能技术还有很大的提升空间,我们仍需要不断地对电气自动化的节能设计技术进行研究,为电气节能提供有力的技术保障,从而进一步提升电气自动化的节能水平,为我国节能工作的开展提供有效的社会贡献。 作者:熊倩 单位:广西经贸高级技工学校 电气自动化技术论文:电气自动化节能技术论文 一、自动化节能技术设计 (一)优化配电设计。随着我国经济的发展,对能源的需求量也是非常大的,尤其是对新能源的开采利用量更是很大,电能作为新型能源,逐渐的激怒了人们的视野。越来越成为人们备受关注的焦点,国家对电能的运用给予了厚望,当然社会也不例外,在这种情况下,国家投入了大量的财力,对电力系统进行升级改造,并达到了预期的效果。在整个配电网络中电力系统的正常运转发挥着重要的作用,我们也把该电力系统与整个配电系统匹配作为重要的环节。在确保电力系统的运转能实现高效的前提下,把可操控性和稳定性作为重要的控制因素,当然安全性和实用性也必不可少。我们要把电力系统的安全问题放到第一位上,将其作为尚方宝剑悬挂在企业的战略思维中,全员明确电能的功效强大,和在一定情况下造成的可怕之处,所以,我们要采取相应的措施,把电线网络的绝缘性落实到实处,其次是在进行线路规划时,也要将其因素全部考虑进去,其设计和规划要从全局的角度出发,确保导线之间都能够实现绝缘距离,从而将危害降到最低。当出现一些恶劣的天气时,尤其是雷雨天,这个时候最容易出现一些人们不愿意看到的现象,如用电设施的损坏,看似简单的损坏,它就会影响到人们的日常生活,带来经济上的损失,更有甚者会付出生命的代价,因此,我们要把安全意识放到第一位,严格落实各项规章制度,使其作为没有人敢碰的高压线。 (二)减少电能的传输损耗设计。由于我国区域的特征,各个地区各不相同,大小不一。电能通过遍布各地的网络进行输送的过程中,电阻在导线上会带来一定的损失,这损失量每年都是很大的,让电能在输送的过程中就白白的浪费,从而使电能的利用率大大的降低了。如何解决上述的问题,那就在电能的利用率放在首位,降低输送中的消耗率,这就要从减小导线的电阻这下功夫。下面介绍方法来解决上述问题,方法一是根据对供电网络线路进行合理的设计与布局,本着一些能够把握的原则,对线路进行相应的规划,尽可能的做到简单的直线分布,这样就能在一定程度上缓解损耗的浪费;方法二是要在变压器这个器件上做足功夫,让它尽可能靠近负荷中心,这样就能在一定程度上缓解损耗的浪费。也在一定程度上解决了损耗的问题; 二、电气自动化节能技术功能分析 通过上述的分析,我们发现电气自动化的技能设计尤为重要。我们希望采取一定的措施进行保驾护航,新技术和新思路是必不可缺少的,只有这样才能保证设备的安全运行,运行的成本在一定程度上也得到了有效控制。在实际的应用过程中,我们要考虑到设计与施工过程中的各个环节,从以下几个方面出发,进行相应的优化。 (一)无功补偿。在电气自动化系统中,无功功率是相关行业面临的一个严重的问题,也是现实面临的一个问题,这个问题的出现在一定程度上影响了作业的效率,它占有供配电设备的容量,容量要根据实际情况来确定,其数量也不是小的,而是非常的庞大的,这种现象的出现必然会带来一系列的影响,这种占有必然会增大了线路的损耗,损耗也带来一系列的问题,电网的电压的呈现出来下降的趋势,电压一出现下降的趋势,必然会在一定程度上大幅度影响到电能的质量,电能的质量受到影响后,电网的正常运行是很难保证的。因此,为了实现无功就地平衡,减少各个环节的损耗,我们可以根据实际情况,采取系列的措施,对无功补偿设备根据实际情况有针对性的选择,这样就会出现一定的成效,能够有效提高社会和经济的双重效益。具体按照下列的情况进行相应的操作,在使用电容器补偿时,也要考虑相应的具体参数,不能泛泛的去考虑参数,并且通过调整这些参数来进行相应的确定;也可以有另外的一种选择,就是选择无功功率作为投切参数物理量,这样它会带来很多的好处,不仅可以有效防止投切振荡,而且还可以使无功倒送等情况的发生。此外,还要考虑无功补偿装置,要选择好安装的方式是非常关键的,最好就地安装,在就地安装的基础上实行就地补偿,这样会带来一系列的良好的连锁反应,它既减少了无功传输,又减少了损耗,从而实现了节能效能的目的。 (二)选择电压等级。电压等级是一个关键的指标,所以在日常的操作当中,我们一定要把握好这个指标,它是否合理配置关系到了系统的正常运转,它也起到了较好的节能效果,所以,在实际的操作中,我们要选择高压和低压配电是一个非常重要的环节,当然处理好高压和低压配电的电压等级的关系就显得更是重要了,另一方面,如何确定供电电压,这也是该领域重点关注的一个问题,我们不能孤立的看待这个问题,要站在全局的角度来看待,它不是考虑单一的因素,我们要根据处于的实际环境重要的考虑,这里讲的考虑是指要考虑全面的因素,要把设施的整体情况一并考虑进去,根据设施的自身特点,进行相应的配套匹配。 (三)照明节能。在电气自动化的使用过程中,节能设计一直贯穿始终,照明就是一种很好的方式,我们在实际运用中是可实现的,在具体的操作过程中,照明节能可通过以下两种方式来实现,一种方法是把高效光源作为利用对象,来改造传统的白炽灯,虽然它有简单便宜的优势,但是它的发光的效率低下是难以改变的;另一种方式就是把自然光充分的利用起来,这就需要对构筑物进行相应的改造,把门窗进行扩大,或者是对建筑物朝向进行改造。以上两种方法都能实现电器自动化。 三、结束语 随着社会的进步,我们的生活方式也发生着翻天覆地的变化,我们的生活的各个环节也受到不同程度的影响,对各类能源的需求量也是逐年攀升的,可谓消耗量大的惊人。尤其是对电能的需求量远远超乎了人们的想象。电气自动化节能技术的使用在一定程度上缓解了上述的压力,能够有效的增加电能的利用率。人们也随着社会的进步对电气自动化的要求越来越高,尤其节能技术方面,要求更是逐年攀升,随着时候的发展,必将会有很多的企业进入这个领域,为电气节能做出贡献,一定会引领时代的发展 作者:吴振 单位:华北科技学院 电气自动化技术论文:火力发电中电气自动化技术论文 1电气自动化应用于火力发电的技术特点 1.1发电效率明显提升 社会的不断发展以及人们对生产及生活要求的不断提高,就导致了对电能的需求量会逐渐的增加,这为我国的火力发电工作带来了一定挑战,提高火力发电效率已经成为社会各界共同关注的问题。而原有传统的火力发电设备多数都需要较多的人员进行实际操作及控制,工作效率低,而将电气自动化技术应用于火力发电,可以使火力发电实现自动化控制,提高发电效率及电能产昌,更好满足社会需求。 1.2发电成本显著降低 用于火力发电的原材料通常都是煤炭及石油等可燃原料,原有的火力发电技术存在诸多问题,使得原材料的燃烧率不高,不能够充分燃烧而释放出全部的能量,这使得发电效果平平,投入了较多的原料却没有得到预期的电量,也就增加了发电成本。而将电气自动化技术应用到火力发电中,就可以对各种燃烧方法进行自动化控制,从而实现燃料的充分燃烧,使得燃料的浪费率大为降低,也就相应的节约了发电成本。 1.3资源得到最优化配置 在火力发电的过程中,所需要的是所有的资源是否能够全面合理的得以有效的利用,其结果对于电厂的发电效率有着直接的影响,过去较为滞后的发电技术,对于电力设备和原材料以及工作人员都没有进行更好更全面的加以利用,人员和原材料的浪费,设备发生了故障没有得到及时的发现和维护,对于火力发电在一定程度上都造成了损失。然而,自从电气自动化技术实现之后,对于设备运行中出现的障碍,能够得以有效的及早发现,在操作模式方面可以实现人机操作,时期资源在使用的过程中,能够将其最大的可利用价值给予充分发挥。 2火力发电系统应用电气自动化技术的可行性和必要性 电气自动化技术自诞生以来,在各行各业中都取得了十分骄人的应用成绩,其在数据采集及管理、运行控制等多个方面都取得了不错的效果。在火力发电系统中运用了电气自动化技术在对交流电进行采样、测量和监控的同时,还可以在新型计算机技术的协助下与工业输电之间的电网进行创新性和性能性革新。火力发电厂原来使用的火力发电技术中各系统与集散控制系统之间的数据传送量有限,加上工作人员无法周全的观察到所有的参数信息变化,这就导致了整个发电运行系统我们所能掌握的信息量较少,而且也导致了电力操作人员的操作内容不轻松和不能及时的发现运行装置系统中存在的问题,无法把握故障的发生。但是,对于电气自动化系统的火力发电,电力设备的自动化水平显著提高,在建立的火力发电的通信网络上传送的数据信号明显增多数倍。对于电力操作人员来说,很大程度上降低了操作难度和发现设备故障的难度。 3电气自动化在火力发电系统中各方面的应用实例 3.1实现炉机组一体化 在火力发电中运用电气自动化技术,就实现了火力发电厂的机、炉、电运行系统一体化的目标。这样整个系统的数据和运行信息就靠机、电、炉这个一体来监控运行和汇总分析。这样的一体化就更大的实现了火电机组的潜力,并且缩小了控制层的规模,简化了发电系统的监控系统,因此,也更大程度的降低了发电的生产成本。另一方面,炉机组这一统一单元实现了火力发电信息采集的便利化,更能提高火力发电厂的电厂信息管理系统的工作效率,统一了电网的运行和管理,提高了电网的工作效率,使电网保持在最优化的运行状态。 3.2实现设备的自动化检测 我国火力发电厂传统的系统控制及保护功能等只局限于电力运行系统内,是为了电力运行超过一定限定数值后,便会出现跳闸及报警的现象。但是现代化的电气自动化技术,可以运用计算机技术来进行检测,并实现对整个电力运行系统的有效控制,其不仅可以完成对发电系统的监控及诊断检测工作,同时还能够提前预测出可能发生的安全事故等,不是等到事故真的发生了现进行报警等,这样的工作方式有效的避免了电力安全事故的发生,降低了发电厂的经济损失。 3.3实现了通用网络结构的构建 在电气自动化系统的成功运行中,通用网络结构的构建起着至关重要的作用。通用网络结构实现了办公室自动化到整个系统的电气设备的运转自动化,完成了电厂的管理人员和操作人员对整个电厂设备的实时观测和监督,并且保证了控制系统、管理系统和计算机控制系统。 4结语 综上所述,电子气自动化技术在火力发电中的广泛应用,使得火力发电企业的管理水平及发电技术水平都有所提升,使得火力发电工作具备了更多的自动化特点,系统综合应用计算机等新成果的应用,更是提高了火电厂发电中,各系统的运行、监控、故障管理及诊断等各功能的自动化,并发挥了电气自动化的信息特性及网络特性,使得火力发电工作的信息化建设更加的全面,提高了火力发电的整体工作质量及效率。因此,在日后的火力发电工作中,应提高电气自动化的使用深度及广度,相关的电气自动化技术研发人员,也要积极的将该技术与火力发电相融入,促进两种技术的共同提高及发展。 作者:潘洋单位:哈尔滨电气动力装备有限公司 电气自动化技术论文:化工生产中电气自动化技术论文 1化工生产中电气自动化技术的应用 1.1先进控制 1.1.1先进控制的特点在化工的生产当中,往往生产过程较为复杂多样,这样就很难的建立起数学模型。一旦没有完善的数学模型,就会导致预测和推断的失误。与传统的控制技术相比,先进的控制技术能够更加的抓准将要预测和推断的难点。 1.1.2先进控制的应用 先进控制的应用在当今的自动化技术当中得到过广泛的应用,与传统的技术水平相比,现如今的技术手段不仅仅应用到了信息化技术手段,还应用到了很多数学模型之类的知识。因为只有建立了完善的数学模型,才能够对采集到的变量进行精确的统计和计算。再加上信息化的先进技术,这些是保障先进控制应用的有效技术手段之一。 1.2现场总线 1.2.1现场总线的特点 现场总线具有将所有的线路连接起来的功能,现场总线将所有的自动化系统和只能现场设备进行了连接,使得这些智能化设备能够听从统一的号令,这种管理方式既能够节省大量的人力和物力,还能够在很大程度上使得系统的管理变得更具有自动化和智能化。线路总线基于计算机网络自动化技术,使得系统的单回路调节器、现场变送器、现场执行器、可编程序控制器等设备能够与总线进行连接,进而对化工生产当中的一些设备进行更好的控制和调整。 1.2.2现场总线控制系统 现场总线系统能够在化工生产和电气自动化的生产当中保证成本的最低化和投资以及安装费用的最低化,这些费用对于任何一个商家来说都是应当精打细算的,只有注重每一个细节,才能够使得企业不断的变得强大起来。现场总线的控制还能够减少工人的工作量,在保证质量的情况下增加了工作的效率。 2化工生产中电气自动化技术的发展趋势 化工生产中电气自动化技术的发展趋势已经越来越趋向于国际化,因为我国目前的电气化发展已经采用了很多先进的科学技术和技巧,现代化的科学技术与先进的技术是完全分不开的,其中以电子信息技术为最主要的技术手段。现如今在这个二十一世纪当中,更多的事业都趋向于信息化和国际化。自从研发出了电气自动化技术在化工厂当中的应用,对于提高信息系统的处理能力就有着很高的要求,然而信息系统的运行和应用又完全离不开网络技术。通过电气自动化的运行和应用可以加快我国现有工业的发展,从节约资源入手,尽最大的可能去降低生产的成本和费用,保证少成本就可以获得更多的经济效益。能够合理并且高效的应用现代化信息技术是缩短我国与其他国家之间差距的一个保障之一,只有促进全国的经济发展才能够让更多的百姓拥有现代化的生活。 3结语 在这个二十一世纪当中,社会上各种经济与事业之间的竞争越来越激烈,只有先进的科学技术才能够占据多数的市场席位。从现在我国的情况来看,只有多多的吸收其他国家的先进知识才能够让自身提升一个层次。我国现如今就应当寻找一个科学的发展道路让自己去创造全球化和世界化的先进道路。进而使电气自动化技术在工业化的生产当中发展壮大起来。 作者:史今单位:新疆职业大学机电学院 电气自动化技术论文:变电站电气自动化技术论文 1变电站电气自动化技术应用的现状及未来的发展趋势 1.1变电站电气自动化技术应用的现状。电气自动化技术是通过计算机、信号处理以及电子通信等技术,对变电站二次侧的电气设备进行自动监测,这种自动监测可以实时的反映变电站电气设备的运行情况,当系统故障时可以及时的发出故障信号,工作人员可以在第一时间准确地对故障进行处理,从而保证变电站安全可靠的运行。变电站自动化技术还可以提供原始数据帮助工作人员对电气设备进行检修和维护。电气自动化技术对变电站的安全运行具有非常重要的作用,所以电气自动化技术在变电站建设中得到了广泛应用。 1.2变电站电气自动化技术未来的发展趋势。科学技术的发展是非常迅速的,数字化已成为现实,变电站电气自动化技术也将迎来新的局面。随着计算机技术、信号处理技术、网络技术和通信技术等科学技术的发展和完善,与电气自动化技术的融合一定会在不久的将来实现,有了这些高端科学技术的融入,电气自动化技术一定具有大幅度水平的提高。这样就可以更加科学合理的对变电站进行设计和规划,同时也可以大大提高变电站运行的自动化水平,从而使变电站系统运行时能够快速的自动处理各种问题,使变电站的运行更为有效和安全。 2电气自动化技术在变电站中的应用 2.1电气自动化技术应用于变电站计算机监控系统。现如今计算机技术已经发展到了相当高的水平,社会各行各业都必须要用到计算机技术。计算机技术对变电站运行具有非常重要的作用,它可以实现对变电站系统内各电气设备的运行监控、监测,有利于提高变电站运行的安全性。通过与网络技术和通信技术的融合,电气自动化技术应用于变电站的计算机监测系统可以有效的扩大变电站计算机监控系统的范围。与此同时,还可以及时地对变电站运行中出现的各种问题和故障做出相应的处理。 2.2电气自动化技术应用于变电站中等电位连接。等电位连接就是将电气结构中,相适应的电气设备间的导电部位进行连接,这样做可以保证变电站运行时电源充足。等电位连接对于变电站的运行、维护的安全性具有重要的作用,它可以有效避免变电安全问题。所以将电气自动化技术应用到变电站等电位连接非常重要。 2.3电气自动化技术应用于变电站计算机保护。电气自动化技术应用于变电站中的一个主要的功能是计算机保护功能。各电气设备通过信号处理技术,将各自运行的状态信息通过通信技术传递给计算机,通过计算机对变电站中的电气设备进行监测和保护,可以保护变压器、线路等。当变电站运行发生故障时,计算机对接收到的故障信息进行分析,并发出相应的故障处理命令,由相应的电气设备执行命令,处理故障。这样就起到了很好的保护作用,所以将电气自动化技术应用到变电站计算机保护中是至关重要的,可以很大程度上提高变电站运行的安全性。 2.4电气自动化技术应用于变电站自行诊断。变电站的自行诊断功能是以电气自动化技术、计算机技术、网络技术和通信技术等为基础,通过对变电站各项运行数据的实时监测、分析对比,迅速找到故障点,并及时自行修复故障。电气自动化技术应用于变电站自行诊断不仅可以降低发生故障的概率,减少了工作人员的工作量,还可以有效提高变电站系统的运行效率。 2.5电气自动化技术应用于变电站数据的采集和处理。变电站的数据采集是变电站自动化系统中非常重要的环节,是电气自动化技术应用于变电站的主要表现。变电站运行中的数字信号和模拟信号是变电站运行数据的基本形式,可以表现变电站运行的各项数据,比如脉冲数据、状态数据等。变电站的数据处理指的是对各项数据的分析对比,来发出处理命令,比如对故障跳闸的处理、断路器状态的处理、故障警告的处理和隔离开关的状态处理等。电气自动化技术中的光电隔离方式和通信方式是采集和处理数据的主要方式。 2.6电气自动化技术应用于变电站记录故障数据。电气自动化技术的另一个重要功能是记录设备的故障数据,记录设备的故障数据主要是为了监控系统分析故障。当故障发生时,记录下当时的开关闭合闸状态和相应的保护动作的状态。通过对故障时各项数据的分析,可以在以后的检修和维护工作中做出正确的改进。 2.7电气自动化技术应用于变电站的操作和控制。自动控制技术是电气自动化技术中一个非常重要的组成部分。工作人员可以通过人机界面等组态软件实现远程控制,这样可以大大提高工作人员的安全。但是在设计和建设变电站系统时,还应该注意手动跳合闸的保留,这样就有效的避免了因系统故障而不能操作设备的现象,即使在系统发生故障的情况下,变电站也可以通过人为操作正常运行。变电站在整个电力能源传输过程中起到不可或缺的重要作用,而电气自动化技术不仅使变电站的运行更加高效可靠,还可以利用电气自动化技术实现电力服务智能化,逐渐实现电力系统的数字化与自动化。伴随着大数据时代的到来,变电站作为电力能源输送的重要枢纽,其运作方式也应与时俱进,通过技术改革不断提高电力输送的可靠性。 作者:陈向欣单位:天津天铁冶金集团水电厂 电气自动化技术论文:电气自动化节能设计技术论文 1我国现阶段钢铁冶炼系统的节能问题 钢铁冶炼系统中,节能技术的问题,主要表现在方法单一上。我国钢铁冶炼行业运营中,节能一直是社会关注的问题,虽然钢铁冶炼行业积极提倡节能,但是其在实际节能中,仍旧采用的是单一的节能技术,无法在根本上降低钢铁冶炼的能源消耗,很难提高钢铁冶炼生产的效率。钢铁冶炼系统中,如果要引入先进的节能途径,就要以冶炼系统的整体为主,需要消耗大量的资金,如果缺乏资金支持,钢铁冶炼系统的节能技术,就无法落实到位。钢铁冶炼行业,综合考虑到钢铁利用率、节能减排指标等,已经注意到成本投入在冶炼系统节能中的重要性,关键问题是,社会对钢铁的利用率,不能为钢铁冶炼行业带去足够的资金效益,进而阻碍了节能新技术的发展,增加了钢铁冶炼系统的节能压力。 2电气工程及其自动化中存在的问题 2.1能耗大。虽然电气工程自动化技术的出现为人类的发展进步做出了巨大贡献,但是我们不能因此就看不到其本身存在的弊端,其中,摆在当前最为棘手的问题就是对于能源的消耗过大。在电气工程自动的发展系统本身带有复杂性,被应用的范围逐步扩大,对于能源的需求量也与日俱增。电气自动化是以消耗电能为主,作为当下最为先进的技术之一,对其本身最为基础的要求就是要做到在运作过程中保证误差小,并且准确有效,所以,就需要大批量的电气设备共同运作,如此,对于电能的消耗可谓是不计其数,与我们国家提出的走绿色节能的可持续发展道路存在差距。2.2质量水平较低。就现阶段的发展而言,电气工程自动化技术已经得到的飞速的提升,但纵观整体发展情况而言,其质量水平还处在发展低端。尤其是最近几年,人们对于生活追求的品质不断攀升,相应地也加大了对电气自动化水平的要求,但是我国对这一领域研究的时间还不是很长,对于相应的管理流程和先进的发展模式还不能很好的予以把控,特别是在自动化工厂的生产环节,相关人员只关心结果而忽略过程中的质量问题。但是,众所周知的是,如果电气的生产质量得不到有效的保证,就会发生一系列的用电事故,严重的会造成爆炸、火灾等重大安全事故出现,需要引起人们的深思。2.3集成化程度低。 顾名思义,集成化的主要运作原理就是把所有需要的东西做还集合工作,上文已经提到过,虽然电气工程自动化近年来的发展势头迅猛,但由于起步过晚, 虽然在努力的向集成化方面靠拢,确切的来说,现在还处于自动化阶段,技术水平发展有限,集成化技术还不成熟,各个体系和功能之间还无法做到有效的集成连接。所以,还达不到及时实现资源的有效共享,在一定程度上影响了电气自动化功能的发挥,使电气自动化工程技术滞后。 3对电气自动化工程中节能设计技术 3.1减少线路传输产生的耗损。由于无法对线路上的电流做出改变,所以也只能通过减少电阻来有效降低电能在传输中产生的耗损。所以,可以从这几方面做起,减少导线电阻:(1)使用功率较小导线;(2)使用相对较短的导线。这样做可以避免在布线过程中少走弯路,减少人员的工作量,有效减少电能耗损,同时在安装变压器时候与负荷中心保持较短的距离,也是减少供电的距离;(3)使用截面积大较大的导线,如果条件允许,可以选用较大截面积的导线,有效减少电阻产生的耗损。3.2无功补偿。电力系统在运行的过程中,配电设备中的无功功率占有较大的容量,所以存在较为严重的电能耗损的情况,不仅影响到电压,还对整个电能的质量造成不良的影响。对使用者来说,无功功率主要表现在功率低,尤其是当功率过低的时候,用户需要向相关部门缴纳一定的罚款,因此如果说能够使用合适的无功补偿设备,就可以保证功率的平衡,有效提高供电质量。工作人员在操作中要尽量减少对电能不必要的耗损,从而确保电气工程的安全运行。如果导线受到电阻的影响,那么由电机产生的电能就不能被变压器更好的吸收,同时没被吸收的那些电能在电流传输的过程中会被释放出来。同时由于无功功率产生了一定的作用,因此可以让电容器和无功功率进行抵消。利用电气相关设备在进行无功补偿时候,有几处要格外注意:(1)利用电容器在进行无功补偿的时候,一定要根据电压容量,电压负荷,自然功率,目标功率等参数来确定电容器的容量,同时如果在无功补偿的环节中发现产生了谐波,需要通过串联定量电抗器来消除谐波;(2)以参数的物理量来确定无功的电流,功率的参数,从而有效避免投切振荡现象。 4结束语 综上所述,电气自动化对于节能设计的要求是为了响应绿色生产的理念,也是为了响应可持续发展的需求,同时也是时展的必然趋势。虽然我国现阶段在电气自动化的节能设计中取得了显著的进步,但是随着社会的发展,电气自动化节能技术仍然需要进行不断完善和发展,不断优化配电设计,在科学利用电力资源的同时,还需要不断提高电力系统的运行效率,并最终达到节能的目的。 作者:吴尚坤 单位:山东钢铁集团日照有限公司 电气自动化技术论文:电力系统下的电气自动化技术论文 1.电力服务实现智能化 在现代化生活中,电力已经渗透进各行各业,如果电力系统出现问题,很多行业将无法正常进行。由此可见,电力系统的正常运行显得如此重要。作为电力系统智能化的重要构成,电气自动化技术可以让操作人员在高精准度要求下实现系统设计,而且让系统实现自动化地进行自我分析所出现的故障,即系统运行的智能化。这种方式,可以让那个电力系统运行得更为高效准确。电力系统的高度自动化运行,让其服务功能得到了升级,实现了电力服务的智能化。 2.电气自动化技术在电力系统中的有效应用 2.1.本文经过研究分析,总结出现阶段电气自动化技术在电力系统中的应用主要包括以下几方面,下面,我们就来详细了解下。第一,仿真技术。在电力系统运行中,仿真技术是一项非常常用并且实用的技术,对于完善电力系统科学运行可谓是意义重大。仿真技术既可以应用到实验中,也可以应用到实践中,在实验过程中通过应用仿真技术,所得出的实验数据与实际数据非常相近,这样就可以避免重复大量的实际测量、实际运算等工作。同时,仿真技术在故障排除、分析中也得到广泛应用,有效的提高了对电力系统故障分析、排除工作的效率。 2.2.其次,就是智能技术。智能技术是电气自动化技术重要的表现形式之一,智能技术在电力系统中的应用可谓是发展迅速,并且发展空间非常巨大。在智能化系统的支持下,可以迅速发现电力系统运行中发生故障的所在之处,并且可以在最短时间内反馈给工作人员,提高了电力系统运行的灵敏度,有效降低了单位时间内的停电次数,提高了电力系统的运行效率。 2.3.实时动态监控技术。该技术也是电气自动化技术表现的一种形式,电力系统通过该技术的应用,可以对电力系统运行的各部分动态进行实时监控,并且可以对运行数据进行记录,并能及时反馈到操作室,对于预防电力系统运行事故的发展意义重大,提高了电力系统运行的安全性、可靠性。 2.4.柔性交流电系统技术。该技术是一种较为先进的处理技术,在电力系统运行过程中,该技术可以针对某些环节进行综合功能以及独立功能方面的处理,调控电力系统的关键性参数,该技术所涉及的技术是很多的,最为优秀的技术就是ASVC。该技术的优势就是调节的速度非常之快,可调节的范围也很大。所以,该技术在使用过程中,基本上没有噪音,也没有延迟,工作效率高,控制能力强。 3.电气自动化在电力系统中的应用趋势 自动化的发展则趋向于:第一,由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。第二,由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。第三,由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。第四,由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。第五,装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。第六,追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。第七,由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如管理信息系统在电力系统中的应用。 4.结语: 综上所述,电力能力是当今世界发展应用最为广泛的能源之一,而电子自动化技术也是当今世界发最活跃、最充满生机且发展潜力巨大的技术之一,所以不断研究电气自动化技术在电力系统运行中的应用以及发展趋势对于我国经济社会的可持续发展意义重大,以上就是本文所研究的主要内容,希望可以给广大同行业者带来帮助和提供借鉴。 作者:尹荣海单位:辽宁大连金州林场 电气自动化技术论文:电气自动化技术分析论文 1电气自动化控制技术的特点 ①该技术能够提高生产效率,节省成本支出。在不锈钢企业中应用电气自动化控制技术是顺应社会经济发展的主要经营方式之一,它能够使不锈钢企业在一些特殊的环境中,如高辐射、极寒等条件下,减少人工输出的劳动力,依靠电气自动化控制技术能够自动进行生产操作,减少恶劣条件对人们身体的伤害,同时还能够为企业节省劳动力费用支出,提高工作效率,同时还能够推动社会的发展。②该技术在生产过程中控制准确、反应灵敏。电气自动化控制技术的应用系统处理的信息量不多、控制对象少,操作频率低,在控制过程中比较方便操作。同时该技术在信号传输能力方面反应灵敏,传输速度快,能够较快、准确地进行远程信号控制。此外,该系统有较强的抗干扰能力和较高的可靠性,能够有效对系统进行保护。③该技术的更新周期短,同时发展速度快。该技术能够在社会经济的快速发展进程中,得到较快的更新与发展,能够使电气自动化控制技术得到较快发展,在企业应用中能够发挥更大的作用。 2电气自动化控制技术的应用案例 自动化系统主要是利用PLC控制系统、现场面板、各类仪表,还有网络通信设备等对水泵、阀门一些设备实现全面联动控制,例如当泵站进水压力低于设定值时,系统将会发出报警信号,系统会自动停止水泵的运行,恒压供水和智能调压供水主要是系统根据设定的出口压力,来控制水泵的自动开启或停止,并调节变频器来实现。一般情况下,在启动水泵时,是先启动水泵再打开出水阀门,关闭是需要先关闭出水阀门,再停水泵。上位机的智能:①在线监控进出口压力、流量、泵阀运行状态、机泵的电力参数(电压、电流、频率等)。②在线监控各设备、电气的故障和报警信号,对于临时性的报警和故障信号,应通过上位机手动复位,不需要到现场复位。③可以记录保存规定的所有运行参数和报警信号,并能将数据保存3年以上,同时还可对泵站设备进行远程操作。同时可以通过上位机进行修改各种设定值。例如我们根据不同时间段可自动变换预设的出口压力值;根据机泵的工作时间,可自动轮值切换机泵;UPS备用电源用于给中控室提供电源储备,满足自动化系统设备、网络通信设备和视频监控设备8h的供电。 3结语 无人值守泵站运行的成功案例表明电气自动化控制技术在实际的企业生产中能够发挥十分重要的作用,把自动化控制系统的优点和特征运用到不锈钢企业的实际生产当中能够使生产效率提高,给相关的工作与生活提供更多的便利,进而不仅能够促进企业的快速发展,同时也能够促进社会经济的高速发展。电气自动化控制技术未来的发展空间十分广阔,因此,相关企业应该要大力鼓励学习电气自动化控制技术,结合企业实际的生产发展现状,积极探索更多的电气自动化控制技术,进而使之能够在企业的长期发展以及国家的长期发展过程中发挥自身最大的作用。 作者:刘文斌 单位:唐钢不锈钢有限责任公司 电气自动化技术论文:变电站电气自动化技术论文 1变电站中电气自动化技术的应用 1.1在变电站计算机监控系统中的应用 当前,计算机技术发展迅猛,在各行各业中都得到了普遍的应用。对于变电站的运行来说,计算机技术也具有十分重要的作用,促进了变电站各系统中各电气设备运行监控和监测的实现,变电站运行安全性的提升。通过将通信技术和网络技术的有机融合,在变电站的计算机监测系统中应用电气自动化技术,能够很好的扩展变电站计算机监控系统的范围。此外,对变电站运行中产生的各种故障和问题还可以及时的进行相应的处理。 1.2对变电站设备故障和事件播录测距可以及时准确的记录 电气自动化在变电站中的应用,可以对各种设备的故障和事件播录测距进行准确的记录。记录事件的内容主要包括:运行设备的开关跳合情况和对动作序列进行保护。此外,通过对各种配置进行选用,能够实现监控系统中的通信功能,并对监控系统的应用来实现对故障和存储事件进行分析。 1.3在变电站自行诊断中的应用 计算机技术、网络、通信技术以及电气自动化技术是变电站的自行诊断功能得以实现的基础。通过实时监测和分析对比变电站中各项运行的数据,能够快速的将故障点找出来,并对故障及时的进行自行修复。通过在变电站自行诊断中的应用,电气自动化技术不但能够减少故障发生的几率,同事还可以有效降低工作人员的工作量,促进变电站系统运行效率的提升。 1.4在变电站数据采集及处理中的应用 对变电站的数据进行收集和处理是变电站中电气自动化技术应用的重要体现,是变电站自动化系统中十分重要的环节。变电站运行中的数字信号以及模拟信号能够将将变电站中的脉冲和状态数据等各项数据体现出来,是变电站数据运行的基本形式。而对变电站中各种数据,例如对故障跳闸、断路器状态、故障警告,以及隔离开关的状态等进行对比分析,对其进行命令处理。 1.5在变电站计算机保护系统中的应用 在变电站中,电气自动化技术的一个重要作用就是对计算机系统进行保护。通过对各电气设备中的信号技术进行处理,通过通信技术将各自运行的状态信息传送给计算机,再通过计算机技术检测和保护变电站中的电气设备,能够对变压器以及线路等起到保护作用。一旦变电站的运行当中出现故障,计算机就可以分析所收到的故障信息,并对相应的故障发出处理命令,并由相应的电气设备来对命令进行,对故障进行处理。这样就可以对计算机系统起到较好的保护功能,因此在变电站中应用电气自动化技术对于计算机的保护具有非常重要的作用,在很大程度上能够促进变电站运行安全性的提升。 2电气自动化技术在变电所中的应用前景 伴随着科学技术以及数字化时代的发展,电气化自动化技术在变电站中的应用也会发展到一个新的阶段。随着数字化技术、计算机技术以及网络通信技术的不断成熟和完善,电气自动化技术必然会和变电站实现更好的融合,实现对变电站进行更加科学、合理的设计与规划,同时促进变电站运行自动化水平的大大提升,进而使变电站在其运行的过程中可以更加快速的对各种问题进行自动处理,促进变电站更加安全、有效的运行,也促使变电站的运行得到更好的提升。 3结语 总之,在变电站整个的电力能源传输当中,电气自动化技术发挥着必不可少的重要功效。由于电气自动化技术的应用,不但可以使变电站的运行更加的可靠高效,还能够通过电气自动化技术促进电力服务智能化的实现,从而促进电力系统自动化和数字化的实现。随着信息时代的发展,作为电力能源输送的重要枢纽,变电站的运作方式也应相应的进行调整,进而通过对技术进行改革不断的促进电力输送可靠性的提升。 作者:徐首通 单位:曲阜师范大学工学院 电气自动化技术论文:火力发电电气自动化技术论文 1基本作用 1.1提高效率 我国总体用电量随着居民生活水平的提高,呈现日益上升趋势。根据近几年的发电效率而言,发电量明显无法满足居民用电量,特别是夏天分时段的供电,严重影响了居民的正常生活。随着家用电器的增加,居民用电量也日益攀升,电力厂相应的发电要求也随之提高。传统发电系统存在的问题,严重影响发电量和发电效益的提高,致使居民用电要求无法得到满足。而电气自动化技术在火力发电中的应用,有效提高了发电效率,解决了这一问题[2]。电气自动化技术通过收集有用数据进行分析,制定出具体可行的实施方案,在运行时间的强度方面做好有效规划,在满足居民用电的同时,减少发电过程中产生的资源浪费。 1.2降低成本 煤和石油是传统的发电材料,发电技术落后,很难完成发电强度的准确分析,对发电量的控制也存在问题,容易出现发电过多或不足现象。另外,由于人工操作的原因,也存在资源燃烧不充分所造成的浪费问题。而电气自动化技术可以使用计算机软件,准确算出资源充分燃烧所需的时间,大大提高资源的使用效率。在火力发电中使用电气自动化技术,既能提高发电厂的发电效率,也能满足居民在用电量方面的需求。在降低发电成本的同时,更好地实现了电量供应目标。 1.3优化配置 合理分配资源是火力发电过程中的重要内容,需要重点注意。发电厂内设备比较多,为达到供电要求,通常需要长时间的同时运转。而发电设备作为机械,有一定的运作限度,运转时间过长或进行超负荷运转,都会影响设备的运作效率,严重情况下会损坏设备。而电气自动化技术可以准确计算出设备所需运转时间,在出现超负荷情况下可自动停止,待设备冷却后再进行运转。因此,发电设备在电气自动化技术下可以进行轮流休养,设备的运转效率得到提升,使用年限也得到有效保障。另外,电气自动化技术可以对设备故障进行报警,及时提醒管理人员发现并解决问题。以往数据的输入可以实现对设备的人工模拟操作,最大程度提高设备的使用效率。 2应用现状 在设备保护方面的应用。电气自动化技术在设备保护方面的应用包括联锁保护、装置保护、继电保护和防雷保护。电气自动化技术在设备出现异常情况时,会及时关闭闸门,使故障设备停止生产运行,对设备进行有效的联锁保护。电气自动化技术能够协调搭配火力发电厂中的危机保安器、安全门等保护装置,在排除外因干扰的前提下,完成电气操作运行指令。继电保护是通过连接计算机和继电器,构建自动化的控制模式,实现继电器在火力发电厂运行过程中的有效调控。电气自动化技术对电力设备的保护控制,通过使用防雷器,减少雷击对电机设备产生的干扰。在常规控制方面的应用。电气自动化技术在常规控制方面的应用有集中控制、就地控制、自动控制和故障控制。在集中控制中,电气自动化技术有效组合了发电机组、炉锅和汽轮机,实现了控制操作的集中化,设备运行效率得到明显提高。就地控制是针对规模相对比较小的火力发电厂采用的控制方式,通过连接重要设备及装置,实现设备的整体运行[3]。自动控制即自动化的电能生产,在减少设备运行错误的同时,电能生产的难度也相应降低,电能产量与经济效益也得到提高。在故障控制中,技术人员只需通过计算机监控运行设备,可以及时发现设备故障并解决。对于比较小的设备故障,系统可根据操作指令自动进行处理。 3系统配置 3.1I/O监控 I/O监控是一种集中监控方式,设备中电器的所有馈线都需要设置对应的I/O接口,通过电缆连接各个I/O通道,设备在进行A/D处理后进入DCS状态,由此使整个发电工厂的设备处于DCS的监控之下。I/O监控在运行过程中,方便进行维护,问题发现和解决速度快,优势明显。相对比较低的监控防护等级,降低了DCS的造价,也有效降低了发电所需的成本。而I/O监控所涉及范围包括所有电气设备,工程量大且比较复杂。电气设备的增加,无疑会加大监控范围,致使监控运行压力增加。监控范围以及空间跨度的扩大,也相应增加了电缆的距离,DCS的可靠性受到一定程度的干扰。 3.2远程智能I/O控制 远程智能I/O控制,作为一种监控技术,在生产中的应用领域比较广泛。远程智能I/O控制的采用,相对减少了人力资源的使用,操作人员可在远程接触中实现对电气设备的智能控制,有效缓解了操作人员的工作压力,降低了工作强度。火力发电过程中,I/O信号通过电缆连接加采集柜,利用光纤或者双绞线实现加采集柜与DCS控制器的连接,从而进行数据传输。远程智能I/O控制不需要操作人员进行近距离接触,在电缆铺设方面节省了部分安装费用。另外,I/O控制可以自动对所收集数据进行检查、处理和校正。而在电量变送器、卡件和模拟量卡件方面,I/O控制也无法减少。 3.3总线控制 总线控制技术在电气设备上的应用,通常需要利用3G技术来实现,通信技术、计算机技术和控制技术三者的配合和促进,是信息技术和网络技术在设备控制领域有效发展的重要基础。总线控制技术通过避开DCS控制站中的输入、输出单元,改变了传统DCS控制中的集中和分散相结合控制体系。传统集散结合的控制模式,在部分电气设备的管理上是统一进行的,缺乏针对性和及时性。而总线控制技术,有效解决了这一问题,对电气设备进行高度的分散管理和分散控制。 4创新手段 4.1单元炉机组的统一 电气自动化技术在火力发电应用中的创新,需要实现发电厂电、机、炉的一体化,形成单元制的监控运行方式。火力发电厂中的DCS控制可通过这种监控方式,分析和总结火电机组整体的运行参数以及状态信息,发掘火电机组的最大潜力,其自身独具的控制功能在得到发挥的同时,也在一定程度上缩小了控制范围,对监控系统进行了相应的简化,有效降低了造价成本[4]。另外,在采集火力发电中有关电厂信息管理系统的信息方面,统一单元炉机组有重要的促进作用,实现了火电电网运行管理的统一和加强,中调AGC的相关要求和指令也逐一完成,电网工作效率提高,整个运行处于最佳、最经济状态。单元炉机组的统一,有效提高了火电机组的自动化水平,其监控水平也得到相应提升。 4.2控制保护手段的创新 在传统火力发电中,系统控制方式是报警,联锁是其采用的保护手段,而这种控制保护手段,仅仅适用于带有波动性的超限报警和联锁跳机。电气自动化技术的创新应用,通过计算机技术实现控制和保护目的,在检测电气自动化系统运营、诊断出现故障的过程中,火电设备系统的隐患能够提前被发现,控制保护策略也可以及时进行改善,如主动性的控制和保护措施的采用,可以自动调整系统故障的控制范围,实现有效的防范,从而保证电气自动化系统的正常运转。此外,控制保护手段的创新,也使电气自动化系统在设备维护上处于主动防患状态,设备出现的故障能够及时发现和处理。 4.3电气的全通信控制 就目前情况来看,电气自动化系统在火力发电中的应用,还无法达到DCS控制系统的要求,在DCS控制系统基础上实现的电气全通信控制方式也无法得到满足。通信的速度以及系统的可靠性都需要有一定的提升,而DCS控制系统与电气自动化系统之间所存留的部分硬接线,也是需要解决的问题[5]。电气全通信控制模式的形成,需要解决好热工工艺连锁方面的问题,在实际应用上提高电气后台系统的水平,对于初期阶段的基础运转监控功能,还需要不断丰富,在实际操作过程中,提高电气自动化系统控制的逻辑性,在控制水平、运行管理水平以及自动化水平方面不断提升。 4.4通用网络结构的构建 在电气自动化系统成功生产运营过程中,通用网络结构的构建有重要的推动作用。电气自动化技术在火力发电中的创新应用,需要选择合适的网络通讯产品,能够在扩展自动化办公环境的基础上,实现元件甚至电气自动化系统整体范围内的使用,以电厂管理层为基础,发挥对现场设备的监控功能,保证计算机控制系统、管理系统以及控制设备之间信息传输的畅通性,实现整体集中运行的自动化。 5结语 火力发电作为我国电力结构的主要部分,在持续发展和应用创新方面需要不断努力,而电气自动化技术在火力发电中的应用和创新是重点。电气自动化技术的推广,需要根据实际应用情况,了解相应的应用问题,并不断改进和创新应用方法,节省生产费用,提高生产效益,满足发展需求,促进我国经济的持续、稳定发展。 作者:吴思祺 单位:武汉轻工大学电气与电子工程学院 电气自动化技术论文:数字技术电气自动化论文 1数字技术的可操作性强 数字化技术在使用过程中通过数字量和模拟量进行命令的传达与指令,并在随后环节中摆脱人力进行。整个过程中呈现出应用简单、逻辑性强、安全省力的特点,既可以对某一信息进行识别和正误准确分辨,还能在不浪费人力资源的同时减少物质资源的使用。与传统的传输介质不同,数字技术把电缆、网络、光纤均纳入到介质的选择上来。运用数字技术进行电气化革新,具备着以下特点:(1)数字技术运用的编程接口是基于标准化平台的,这种接口使用寿命长,编程周期短,因其独特的优点大大扩大了它的应用范围。(2)计算机技术呈现出迅猛发展的态势,微软技术也越来越改变着人们的生活。如Windows、NT以及Explorer等的运用使人们之间的交流更加便捷,并日益转变为人们语言与规范的示范化平台,成为我们的生活中不可或缺的关键角色。这也是该技术展现其魅力的表现所在。 2数字技术在电气自动化中的创新 当然,数字技术在自动化中所展现的优势有目共睹,但仍然存在着某些缺陷,比如说缺乏经验充足的技术者。所以,为了使数字技术朝向更高更广的方向发展并使它趋于完美,我们将目光锁定在了对其使用过程的改进与创新上。 2.1充分将光线技术运用在电气自动化中 在近些年来光纤技术的发展是不容小觑的。光纤因其多种优良特点在多个领域得到充分应用。为提高数字技术的可靠性,在电气自动化改革的过程中我们可以采取光纤作为连结点,在采集和控制数据。同时,因电气自动化需要基于标准化的程序接口才能够顺利运作,所以为解决这一难题,可以引进PC平台自动化技术,以TCP/IP作为衡量通讯的标准参考,这样一来,在ERP与MES的系统连接上PC平台自动化技术将发挥着其优势作用,这就为满足使用者多方面的需求提供了方法,进而电气自动化的应用程度和应用范围也在技术的引领下得到更进一步的提高。 2.2充分将GOOSE虚端子运用在电气自动化中 GOOSE虚端子可谓说是带动了世界范围内的应用浪潮。究其原因,主要有以下几点:(1)工程的调试原本是一个复杂而繁琐的过程,GOOSE虚端子的运用将这个过程变得更为快捷,而且也更加通俗易懂;(2)GOOSE技术可以控制线路以及开关,将全站都掌握在控制范围之内,而且,它所具备的跳合闸功能也可能在最短时间内保护整个系统,在智能终端和测控装置之间上的信息交互所显现出来的优势对电气自动化的影响是巨大的;(3)与传统的二次回路相比,GOOSE具有进步性的优势,以智能本体终端来说,它的高效性表现在它能够将工作过程中的一系列程序简单化,使对信号管理的控制工作变得便捷。 2.3充分将程序化的操作理念运用在电气自动化中 对软件部分的执行能力是工作过程中的重要一环,当然,数字化中对其的要求亦是如此。实际操作时,对设置预界面、确认各个开关是必须要做好的工作。而有小部分的前期工作也是在还未接到调度命令之前就需要必须准备好的,比如对票务等的核查工作、及时有效的数据存储工作等等。可以说,程序化操作理念的加强,是对整个系统功能得以顺利而有效进行的基础,是确保使用者多方面、多角度、多层次的需求可以得以落实的切实方法和必要手段。 3结语 当今来看,数字技术的应用与人们的生活和工作有着千丝万缕的联系,因此,人们也越来越期待它未来的发展走向。目前,数字技术在电气自动化的应用领域越来越展现出日益扩大的态势,并已逐渐扩大到了电力系统等等。我们有理由相信,在科学发展与进步的未来,数字技术的应用领域将得到很大程度的扩大,我国的经济也将进一步的腾飞。 作者:张锦荣 单位:邵阳学院 电气自动化技术论文:热电企业电气自动化技术论文 1电气自动化 1.1定义 电气自动化技术是集计算机技术、现代通信技术和现代网络技术为一体的技术总称。其在热电企业中的应用,有利于热电企业的自动化管理、远程控制技术、协议和规范的实现。电气自动化技术是当前电力企业发展的必然趋势。 1.2特点和作用 1.2.1实时仿真 在电力系统中的应用,保障了其电力系统的正常、可靠、稳定的运行。在店里系统的运作过程中,保证了暂时状态和稳定状态,并对其运行的数据资料进行有效的收集,为工作人员对电力系统的仿真运营和故障模拟提供了数据支持。 1.2.2智能优化 电气自动化技术的应用,实现并提高了电力系统的运行智能化,辅助工作人员进行故障分析,确定故障所在位置,从而保障了电力系统的正常、稳定的运行,促进了电力系统的进一步发展,同时也确保了人们的生产、生活。 1.3发展趋势 随着社会经济和科学技术的不断发展,电气自动化技术的应用也愈发广泛,其未来的发展趋势也是我们该持续关注的。随着计算机技术和多媒体信息技术的发展,电子智能化与设备信息共享化的使用范围广泛,其在电气自动化技术中的使用也将越来越普遍。因此,我国的电气自动化技术将会朝着计算机技术和多媒体信息技术的发展方向发展。电力系统的保护、控制、测量等方面的问题,是确保电气化技术在系统的应用中合理、科学的前提。因此,保护、控制、测量一体化发展,是电气自动化技术未来发展的又一新趋势。随着我国各大电力产业的发展,电力系统中的数据集更为庞大,数据处理速度要求也越来越高。因此,以太网技术的应用,满足我国热电企业和各大电力系统的发展需求,是电气自动技术的又一发展趋势。 2电气自动化在热电企业中的应用 2.1电气自动化技术对热电企业的作用 2.1.1提升热电企业的发电效率 电网的规模随着经济和城市发展进一步扩大化,以满足城市发展和人民的生活需求。传统的发电技术以及发电设备,已经不能满足当前的发电要求。相较之下,电气自动化技术的应用,有效地提升了热电企业的发电效率,满足当前社会需要。 2.1.2降低热电企业的发电成本 热电企业主要采用煤炭、石油等能源进行火力发电,在发电过程中会有煤炭、石油燃烧不充分的现象,导致资源利用不充分,造成资源浪费。电气自动化技术的应用,能让煤炭、石油等在发电过程中充分燃烧,进而提高了资源的利用率,降低了热电企业的发电成本。 2.1.3优化热电企业的资源配置 电气自动化技术可将热电企业中发电的煤炭、石油等材料和资源进行合理分配,并对发电设备在发电时出现的故障能够及时地处理,及时、有效的维护和处理,有利于发电设备的质量和性能的保障,以及热电企业的正常运行。 2.2热电企业一体化过程中的应用 在热电企业的运行过程中,电气自动化技术的应用可实现其发电设备、锅炉以及机组等的一体化运行,将其进行结构上的深层次调整,使得热电企业在监督、控制、管理等方面在方式上得以调整。电气自动化技术的应用,使得热电企业中的机械、锅炉、机组实现系统上的统一控制,并对其重要的设备、运行参数以及信息的记录、汇总等分析、决策。在电气自动化技术的控制功能和调整功能的基础下,有利于热电企业分布式控制系统的建立,从而简化监控系统,降低热电企业的监督、管理、控制成本,帮助热电企业获得更多的经济效益。与此同时,热电企业的一体化设备、监督、管理的建立,有利于企业信息的采集,从而形成统一管理的运营体制,提高工作效率,保障运营状态。 2.3热电企业系统建设中的应用 电气自动化技术在热电企业的电气自动化系统的建设中,可对其系统的运营和故障进行检测、诊断,预先发现系统存在的隐患,并对其进行处理和保护控制,从而保证系统的正常运行。 2.4热电企业电气通信中的应用 由于当前热电企业要向远程控制和交互控制发展,从而需要建立适应其发展的通信系统,对热工工艺的连锁问题进行处理,电气后台系统实际应用水平的提高,加强初级阶段的运行监视功能,对其系统的控制逻辑和水平、自动化以及管理水平进行实质性的提高,以实现电气全通信模式。 2.5热电企业通用网络平台建设中的应用 热电企业选择适合整个自动化系统的网络通用产品,实现企业管理层对发电现场控制设备的网络实时监控,并确保设备的控制、管理系统和监督系统之间的信息传输,以实现企业的集成化。由此可见,通用网络的建设对热电企业的电气自动化系统的运用有着至关重要的作用。 3结束语 综上所述,电气自动化技术在热电企业中的应用,是符合时展的需要,也是热电企业以及其他电力企业进一步发展的必然选择。我国的热电企业想要适应时代需要,稳定发展,就要充分利用电气自动化技术的各个功能,建立全面完整的智能自动化系统,引导热电企业的自动化发展。 作者:杜威 单位:郑州燃气发电有限公司 电气自动化技术论文:冶金行业电气自动化技术论文 1、电气自动化元件在冶金行业的应用 电气自动化元件在冶金行业的应用非常广泛,常见的一些自动化元件例如:继电器:一种输入回路和输出回路的电子控制装置,其运作方式是通过控制电流,从而在电路中达到一个转换电路、控制电流等作用,是常见的电路安全装置。高压隔离开关:自动化系统中稳定性较高的一种安全保护装置,保证电路使用过程中操作人员的人身安全,隔离高压电源对人身和设备可能存在的安全隐患。高压熔断器:当电路电流超过负载或者超出规定值的一段时间后,高压熔断器会自动融化从而分离电流,断开电源,有效保证电路及人身安全。传感器:感知外界的信息并将其转化为可用信号的一种检测装置,被广泛应用于各个生产加工环节。传感器由敏感原件和转换组件两部分构成,常见的传感器有压力传感器(将压力变化转变为电流或电压的传感器)、温度传感器(能感受温度变化并将其转换为可输出信号的传感器)、流量传感器(可以感受流体流量并将其转换为输出信号的传感器)。 2、PLC技术在冶金行业的应用 PLC作为电气自动化技术现已在冶金行业中得以广泛运用。其本身是一种数字运算操作的电子装置,在工业生产环境的各个角落都可以得到有效利用。PLC技术的工作原理是通过可编程储存器来执行各种逻辑顺序运算,正确的完成指令,在工业生产中,PLC技术可以通过数字模拟输入输出的进给量与操作量,从而控制各类机械的生产过程。目前,PLC技术也被广泛应用与冶金行业,以此保障高温高电压的工作环境下,设备和操作人员的安全。其常见的实际应用,例如:物料管理系统中,PLC技术可以控制不同仓库的物料管理,并且实现有效控制。对物料进行编码储存管理,高效的运算能力可以保证大型仓库的物流管理实现可调节、高效运作的模式。同时可以连接各仓库系统中的通讯网络,保证良好的通讯网络构建。在冶金生产中,常见的生产原料和生产单位称重、同时将所得数据进行有效整理,这都是现如今PLC技术实际应用中可以轻松完成的,其在很大程度上提高了控制系统的自动化程度,为冶金行业的生产提供了有力保障。冶金生产中最难以解决的废料、废水处理问题,现如今也已经采用PLC技术代替原有的处理系统。首先,原有处理系统是利用离子交换树脂,从而将废水吸收。但这种做法对于使用时效不长的树脂原料耗损巨大,缺点明显。如今所采用的PLC自动化控制系统,可以通过高效的控制,让树脂还原处理系统与离子交换系统同时运行,即保证了废水的有效清除,又能保证工作的可循环性和稳定性,极大的提高了工作效率。 3、电气自动化技术在冶金行业中未来的发展方向 3.1提高自动化控制程度 随着工业发展的不断进步,市场对于生产要求的不断提高,高效稳定的工业化生产才能更好的满足市场的需要。在冶金行业中,自动化控制系统已经越来越符合工业生产的要求,其综合性、有效性实现了冶金过程中的快速判断和快速处理,保障了工作质量,同时提高产量、减少原材料消耗、减少废弃物污染以及保障设备和人员的安全。因此,提高电气自动化的控制程度已经成为在众多企业的竞争中脱颖而出的重要因素。 3.2提高自主集成数字化的控制水平 通过对整套控制系统进行实时监控,从而提高控制的有效性和安全性,并且实现对冶金过程的准确把握,避免出现操作失误。对于自主集成的数字化控制系统,要做到实时监控有效把握,不断提高数据探索技术的应用水平。 3.3提高自动化服务的水平 自动化系统在冶金生产中的发展方向,就是要通过优化与升级,在服务水平上做到精确稳定,减少故障与误差,提高服务标准,在今后的电气自动化发展中向着智能化、信息化以及微型化的发展方向不断前进,实现自动化系统的更高效利用。 4、结语 综上所述,冶金行业生产多在环境恶劣的条件下进行,其制作工艺流程繁多并且要求精确,对生产的产品质量要求很高,因此对先进技术的应用就显得尤为重要。电气自动化技术在冶金生产的过程中具有非常重要的地位和作用,其本身就代表着先进的生产力,只有更好的将电气自动化技术与冶金行业的生产相结合,才能提高行业竞争力,为社会创造出更大的价值。 作者:唐琦 陈汝强 电气自动化技术论文:数字技术工业电气自动化论文 1我国工业电气自动化的发展现状 工业电气自动化主要是针对产品的选材、加工、装配等工序,在我国经济发展过程中是极为重要的,但是随着近年来我国工业电气自动化的不断发展,工业电气自动化获得了广阔的发展空间。随着我国工业电气自动化规模的不断扩大,对于工业电气自动化水平的提高还是需要一定的加强。我国的工业电气自动化的水平与国外工业电气自动化的水平相比还存在一定差距,就当前我国工业电气自动化的生产状况而言,我国的工业电气自动化产品还是处于中低档的产品。随着工业电气自动化发展,工业电气工程以及自动化系统虽得到了深入发展,但是其没有针对实际问题进行针对发展,几乎所有工业项目都是采取的一个集成控制系统,这往往与工程的实际需要相违背,根据已有的技术进行系统设计,但是系统模式并没有很大的变化,这也导致了生产成本的上升,而且我国对工业电气工程以及自动化的设计并没有创新性,多数都是引进国外的设计,缺乏相关专业人才,如果要进行工业电气工程及其自动化系统创新设计则会消耗过多时间。工业电气工程以及自动化系统在网络布线以及应用软件设计上还存在以下问题:网络控制技术不佳、软件设计时间过长、系统安全性低等,对系统成功运行直接产生影响。此外系统运行的网络结构复杂,难以操作,应用起来容易因为操作不规范对系统稳定性造成一些干扰,再加上控制技术所需要的精确性、准确性与网络构架的复杂性。 2工业电气自动化数字技术的应用情况 2.1数字技术在航空工业中的应用 航空市场发展问题对于我国的经济发展都是极为重要的,就我国当前的航空市场现状而言,已经存在许多的航空巨头,但是我国实际的航空技术水平与国外航空技术水平相比还是存在一定差距的,尽管随着我国航空技术也在迅速发展,差距正在不断缩小,但是对于一些高科技技术缺乏相应的自主创新产权,多数需要依靠国外技术。对于大多数的航空机械加工都是需要高精度的工业技术来实现,但是我国明显还是无法实现的,如果通过人工也是无法实现的,实际航空机械器件所使用的合金就是我国当前工业技术无法实现的,所以加强我国工业电气自动化中数字技术的发展对于我国航空技术的发展十分重要。 2.2数字技术在汽车工业中的应用 随着经济的发展,人们生活水平的不断提高,汽车的使用量不断提高,这对于汽车工业的发展无疑是一个巨大的发展机会。我国当前工业电气自动化的生产水平要想满足当前汽车工业的发展,应加强数字技术在汽车工业中的应用,提高汽车工业生产力的发展,提高我国汽车工业加工效率,通过应用数字技术发展汽车工业的柔性生产线,此外,还需要结合虚拟工业技术、集成控制技术等。 2.3数字技术的高性价比 把数字技术大量地运用到实际的工业电气中去,从而实现工业电气自动化,这样就能够让设备实现最大化地高效运行等智能化工作状态。运用数字技术能够实现设备数据资料收集一体化等功能,实现设备智能化控制和工作。数字技术能够为企业节约大量的时间和成本。例如,用仪器设备进行数据收集分析时,可以利用数字技术中的测试、样品分析定位,在线数据分析和结果评估来进行数据的收集和分析,这样就能够在设备收集的数据和分析出的数据之间进行很好的比较和分析,并且还可以运用多项数字技术来进行多设备之间的数据收集和相互比较,这可以大大节约因为多设备数据量大而造成的工作量大容易失误等问题。在工业电气自动化中运用数字技术可以大大提升设备的精确度,实现最大化的设备性价比的提升。 3数字技术在工业电气自动化的发展趋势 数字技术对于工业发展有着重要作用,所以在工业电气自动化中加强应用数字技术对于工业电气自动化的发展是极为重要的。在未来数字技术的发展中,数字技术主要用于智能化系统的发展,通过数字技术控制各个模块进行工业生产,对于工业效率的发展需要重视应该数字技术。在未来数字技术主要是用于智能化控制,例如电机参数的自适应控制、自动识别负载控制、自动选型控制等智能化控制,所以数字技术的发展主要是向智能化控制方向发展。只有不断加深数字技术在工业自动化方面的影响,才能够推进我国工业电气自动化的发展和创新。 4结语 综上所述,我们可以发现,随着世界经济形势的不断发展,我国经济也得到了快速的发展,但是我国工业电气自动化问题还是需要进行全面的解决,工业电气自动化数字技术的发展应用问题需要得到重视,应加强我国工业电气自动化数字技术的应用,提高我国工业电气自动化水平的发展。 作者:印明江 单位:辽宁省鞍山经济开发区达道湾街道经济贸易发展中心
电力电气论文:电气自动化的电力工程论文 1.电气自动化技术具体内容 为了进一步满足我国社会与经济发展对电力行业提出的要求,各个电力企业开始大力引进全新的信息技术,用以提高电力工程的自动化水平,提高工程质量。在这一需求驱动下近几年电气自动化技术有了极大的发展,各单位的电气自动化水平不断提升。所谓的电气自动化技术具体指的就是所使用的电气装置具有自动控制和自动测试的功能,可以进一步实现远程控制、检测和调节电力系统的目的。近几年电气自动化技术得到进一步发展,其中信息化技术在其中发挥了重要作用,通过这一技术可以有效实施对电力工程的远程监控和管理,提高管理效率,保证电力系统安全。要想实现电气自动化除了信息技术以外,还需要配置自动化的电网和配电网技术,配电网技术可以有效改善城乡配电网,加强城乡电力网络的正常运行,这对于电气自动化技术的推广有着重要意义。因此,必须对这一技术起到足够的重视,要保证电力系统的整体发展,只有这几者相互协调和发展才能实现电气自动化。所以,在应用电气自动化技术时要充分利用好网络,通过网络全面收集、统计和分析与电力系统相关的数据信息,保证电力系统的正常运行。在电力系统运行过程中使用电气自动化技术可以有效减轻电力工作人员的工作压力,降低工作强度。而且这项技术可以快速发现在电力系统中出现的问题,并且能够通过信息处理技术解决电力系统中存在的问题,有效保障电力系统的正常运行,维护系统安全。电气自动化技术在电力系统中有着极为广泛的应用空间,无论是电气开关,还是电力工程,电气自动化技术都可以发挥其作用。所以随着电气自动化技术的不断提高,电力工程也在快速发展,这对我国社会经济建设都有着重要意义。 2.在电力系统中电气自动化技术的具体应用 2.1变电站及配电自动化技术的应用 在电气自动化技术中变电站自动化技术占有重要地位,这一技术主要是由电子技术、现代通信技术、信息处理技术以及先进的计算机技术构成的,通过这项技术可以进一步重新组合和优化设计变电站的二次设备,进而实现了配电自动化目标。通过这一技术的应用可以有效节省人力资源,降低相关工作人员的工作强度,提高工作效率。于此同时,通过运用变电站自动化技术还可以进一步实现对各种电气设备的管理,实现从多个角度、全方位的控制电气设备的运行状况,实现高效控制目标。在实际电力企业运行过程中变电站自动化主要是依靠使用新型设备实现的,与传统的电磁式设备相比新型设备具有自动化、智能化和可视化功能,能够实现自动化的管理。除此之外,变电站自动化也是构成电网调度自动化的重要组成部分,不仅可以满足变电站自身的操作需求,也对整个电力系统运行有着重要影响,是电力生产现代化的重要构成。近几年,随着科学技术的快速发展,变电站自动化技术也得到了进一步发展,目前已经建立了综合性自动化的监测系统,使得变电站运行得到进一步的保证,有效的降低了电力运行的成本,提高电力运行质量,为经济发展创造更便利的条件。 2.2电网调度自动化技术的具体应用 电网是电力工程中的重要组成部分,电网存在面积广、所跨区域大等特点,所以在管理过程中存在一定难度。但是随着电网调度自动化技术的快速发展,电网管理难度也在不断降低,现在电力企业可以运用大屏幕显示器、计算机等自动化系统对各地的电网实行远程监控和管理。依据电力工程中对电网运行状况的分析,实时监控电网运行状况,发现电网运行过程中存在的问题,并且通过自动化系统对整个电网系统进行评估、调配和预测。这一技术的广泛应用可以有效减少电网运行过程中出现的各种电力故障和异常情况,及时判断出电网运行过程中出现的问题,并采取适当的措施解决电网安全事故,降低电力工程运行过程中的设备安全事故和人员伤亡事故。此外,在电力运行过程中应用电网调度自动化技术还可以加强对整个电网的管理力度,通过系统监测和分析得到的数据能够帮助寻找电气事故的原因和发生地,防止电力事故的扩散,降低事故危害面,维护电力运行安全。 2.3分散测控系统自动化技术的具体应用 在电力工程建设过程中分散监控系统自动化技术也发挥着重要作用,这项技术主要是依靠太网、过程控制单元、高速数据通讯网以及工程师工作站等一步步对电厂的运行状况进行全面的控制和管理。在生产运行过程中运用过程控制单元主要是通过接受热电阻、电气量以及热电偶等信号实现的,系统可以对这些信号进行自动处理和运算,并且对电网进行全面的监控管理。这项技术对于提高电力工程电气自动化技术有着重要作用。 2.4计算机自动化的应用 电气自动化技术在电力工程中的应用主要是引入了计算机操作系统,通过微型计算机让整个电力系统自动记录、反馈电气设施的实际工作情况。同时,对反馈信息进行的误差判定。加强软件的查找、分析、测算的应用,从而在电力工程中实现操作技术的使用性,更加便于电力工程的管理。在电气自动化技术中还要注意对监控方式、现场总线监控进行设计。只有全面加强电气设备的监控信息及监控方式,才能提高监控系统的效率以及整个系统稳定性、可靠性。 2.5电力自动化技术的发展趋势 我国的经济不断的发展,人们的的经济水平和生活的质量也在不断的提高,因此,对供电系统的需要和依赖也是越来越高,但是由于电力系统的的内部之间的原因,造成了各个部门之间不能达到有效的资源共享,也就会使电力系统出现各种各样的问题。因此,在以后的发展过程中,我们针对这种现象,就应该加强和改善,对电力部门之间的内部资源进行资源整合和统一,然后达到电力资源的统一共享,这样就会形成一个内部信息可以高效利用的效果。随着电力自动化的发展,新技术也在不断的发展,如果电力资源的内部管理恰当,再更好的运用电力自动的技术,在电力工程的发展上面就能提高经济效益。 3.结论 通过本文介绍可以知道在电力行业发展过程中电气自动化技术发挥着重要作用,是一个具有极大生命力的综合性学科。所以,电力工作人员应该加强对这一技术的研究,并且在实际电力运行过程中合理应用这项技术。这样才能进一步推动我国电力行业的发展,提高电力运行安全,满足我国社会经济建设对电力行业所提出的要求。 作者:姜丽娟 单位:哈尔滨电力工程安装公司道理分公司 电力电气论文:电气设备安全检查电力线路论文 1电力线路的安全检查 1.1架空线路的安全检查 通常情况下,一般每隔一个月就要对相关的架空线路进行一次彻底的安全检查。但是如果在此期间发生特殊情况,如大风、大雨等,必须增加检查次数。架空线路安全检查的主要内容包括以下几个方面:①电线杆有无出现倾覆、腐朽或基础下沉等问题。②在架空线路下方有无堆放强腐蚀性、易爆性或易燃性物体。③在架空线路铺设的周围有无危险建筑物或构筑物。④架空线路上有无杂物悬挂。⑤板桩与拉线的固定情况是否牢固可靠。⑥架空线路接头部位有无腐蚀、老化、过热或断掉等现象出现。⑦避雷装置的安装情况是否良好,有无绣断情况发生等。这些看似不起眼的检查工作,一定要从细节处入手,不能有丝毫的麻痹大意,以保证检工作的全面性。 1.2电缆线路的安全检查 电缆线路通常需要布置在地面以下,这就决定了要想做好电缆线路的安全检查工作,就必须要对地下线缆的敷设方式、走线方向、结构布置和电缆头布置等情况进行详细的调查和了解。所以每个季度要对地下电缆进行一次安全检查,遇到特殊情况如洪水、特大暴雨等还要增加检查的次数。检查的主要内容如下:①电缆终端和瓷套管有无放电痕迹或破损情况,对于填充有电缆油或电缆胶的电缆终端头等,还需要检查其有无漏油或漏胶情况。②对于裸露在地表之上的电缆线,在检查有无损伤、锈蚀或支架脱落等问题的同时,还要检查电缆线路附近有无强腐蚀性或易燃易爆性物体堆放。③对于地下敷设类型的线缆,检查线缆的敷设保护物和盖板的情况是否良好,线路的标桩是否完整。④电缆沟内是否有渗水或积水情况、是否有易燃易爆或腐蚀性物体堆放。⑤线缆线路上各种接地情况是否良好,有无锈蚀、断股或松动问题等。由于电缆线路通常深埋于地下,所以检查周期会长一些,检查工作的难度、强度也更大一些。 1.3车间配电线路的安全检查 同线缆的安全检查类似,要想做好车间配电线路的安全检查工作,就需要对车间配电线路的辐射情况、结构形式和配电箱位置等情况先进行详细的调查和了解。通常需要一周一检,而具体的检查内容主要包括以下几个方面:①车间配电线路的导线有无发热问题。②线路有无负荷问题。③检查配电箱、开关、分线盒、母线槽和熔断器等的实际运行情况,尤其是对线路母线接头的腐蚀、损害情况和接线情况进行详细的检查。④对线路上及其周边的情况进行检查,确保不存在影响线路运行的情况,如导线上有悬挂物等。⑤对于那些敷设在腐蚀性或者潮湿环境中的线路,要定期进行绝缘性检查。这项检查工作比上面提到的两种都要复杂琐碎,却又无时无刻不伴随在生产和生活的周围,发生事故的几率也比较高,因此要格外重视,务必保证这项工作的常态化。 2电气设备的安全检查 完好的电气设备是确保各类机械设备正常运行的基础和前提,而电气设备的安全检查则是确保电力设备正常运行的有效手段和措施,所以对电气设备的安全检查进行探讨是十分必要的。下面以电动机、发电机和高、低压柜等电气设备的安全检查为例,对检查工作中的一些要领和注意事项进行阐述。 2.1电动机的安全检查电动机的安全检查内容主要有 ①电动机的电流和电压是否稳定,有无超标问题。②电动机的运转是否正常,有无卡壳问题。③电动机的风扇罩、外壳有无破损问题。④电动机风扇罩内部有无杂物。⑤电动机螺栓的固定是否牢固。⑥电动机在实际运行的过程中有无杂音或异味。 2.2发电机的安全检查发电机的安全检查内容主要有 ①发电机的线圈和铁芯运转是否稳定,进出口的风温是否有超标问题。②发电机内部有无火花或放电问题。③发电机的电压和励磁电流与其一次电流和电压是否保持一致,有无超标问题。 2.3高、低压柜的安全检查高、低压柜的安全检查内容主要有 ①油断路器的油位是否过低或过高。②互感器、绝缘子和断路器的包面是否清洁、干燥,有无破损或放电现象。③高、低压柜的柜顶有无杂物。④断路器、指示灯和转换开关的状态是否保持一致等。 3结语 电力线路和电气设备的安全检查工作是企业生产和居民生活的重要保障,检查工作不但要细致入微,而且还要常态化。发现问题在妥善处理的同时还要及时上报给有关单位和领导,为以后的检查工作提供可以借鉴的经验。 作者:孙绚单位:南阳市中心医院 电力电气论文:电气设备电力工程论文 1.控制配线、配管工程质量 配线是电气设备安装用到的最为重要的耗材,导线与电缆数量和质量事关工程安装进度和质量。建筑物所用的导线和电缆必须由阻燃材料制成,结合图纸要求,选用既符合国家质量标准又合乎图纸要求的导线与电缆。导线穿管是不允许有接头的,而且严格控制线管中的导线数量,以10根为最多上限。同一线管中的导线要求同样的电压,如果导线电压差距较大,需要分别选用线管,如果导线连接的是不同的电表量程,也应分别穿管,接地线和支流回路才可以在同一跟线管中同行。连接导线也要严格按照相关工艺要求,接头需要一般都要采用压接工艺,确保导线界都没有加渣、裂缝问题出现,制作线头一定要规范,密实包扎。配管是电气设备必不可少的材料,所有的配管必须符合国家标准,PVC管是用的最多的材料,一定要确保PVC是阻燃材料制造,而且严格根据图纸和设备要求选用型号。如果需要用到钢管,一定要确保未经腐蚀,不能有任何锈迹,截取钢管时需要用钢锉处理管口,不能存在毛刺,防止割裂或者刺破导线绝缘层。施工时选用配管的管径一定要和图纸要求相一致。需要用弯管设备进行煨弯,煨弯半径必须符合要求。对于薄壁钢管需要借助丝扣来连接,并且整齐排列丝扣,薄壁钢管不能采用焊接方式处理。严格根据相关要求来埋砼,必须达到深度要求,如果配线管需要暗敷就要随墙埋入。 2.控制配电箱安装质量 首先需要根据工程施工实际定植配电箱,确定好是用明箱还是暗箱。如果是暗箱需要认真研究预留洞大小,找平、竖直、确定标高,并将箱体的周边用砂浆填实。如果是明箱,在确定好尺寸的前提下选用合适的膨胀螺栓来固定牢固,确保箱体不能倾斜,箱体的油漆不能蹭破。订货之前认真研究图纸中三相负荷是否平衡,如果不平衡则要及时调整。最后根据调整的具体情况来区分导向的色别,并把具体的参数以书面形式提交供货商家。其次,在安装箱体过程中,第一步要检查箱体的尺寸规格,根据电气施工预埋管的管径和数量开启敲落孔。如果商家已经根据常规需要设计了预留孔,直接打开就行;如果商家没有预设,则要选用专业开孔器根据配管数量和口径来开孔,电气焊开启很容易对箱体造成破坏,同时需要做好开孔处的防腐蚀处理。再根据箱体的形状、大小和图纸及施工环境选择合适的位置。安装牢固以后用水泥灌注,等箱体足够牢固以后再进行箱内走线和设备安装,用专用PE保护线汇流排引连接接地螺栓,不仅能够解决箱体的接地问题,而且能够有效解决钢管进箱焊接灼伤箱体的问题,防止箱体受热变形。安装固定好配电箱以后,需要实施穿线,仔细研究图纸设计,根据要求选好导线规格型号,并且保障导线都要整齐顺直穿入,折弯也应整齐划一,不能高低起伏,更不能出现交叉交合问题。同时,考虑以后维修和优化等后续工作,需要预留一定的导线,根据箱体半周长截取预留导线长度。每一个接线柱上只能接入一根导线,不得已也最多只能接入两根导线。依照图纸对应回路做好编号,并标注控制回路名称。 3.整理好相关资料和竣工图 在施工过程综合考虑安装的特殊环境和业主的临时要求,需要对相关内容作出一定的变更,施工完成以后必须对整个施工做好整理,尤其是对施工过程中的变更一定要在施工图中作出相应的标注,并做好有关资料的记录,最后绘制出完成的竣工图。施工单位与监管人员同时到场开箱检测合格证及相关资料,交工时需要把与之相关的资料和图纸一并教给监管人员审核,确认无误后装入竣工资料档案保管。总之,电力工程相关电气设备安装工艺是一项综合性系统工程,需要安装好电气设备,还需要做好合作单位、各个工种间的相互关系,确保工程顺利施工,保障工程质量和安全。 作者:罗玉苹赵华平单位:国网江西新建县供电有限责任公司 电力电气论文:电气自动化电力论文 一电力自动化发展历程及应用现状 1.1配电自动化配电自动化 就是借助网络,通过计算机系统可以实时了解电力的相关参数,并在此基础上进行配电的设置。自动化技术的应用,一方面有利于降低劳动强度与投入资金,提高工作效率。配电自动化系统可以按照配电容量与规模分为三种:大型、中型以及小型配电自动化系统。通常说来,在进行智能配电自动化系统类型的选择时,必须要与工程建设目标、要求以及未来的发展规模相结合,以确保其可扩展性、经济性以及安全稳定性。配电自动化系统最为突出的优点表现在:具有非常好的灵活性,并且在建设初期,可选择中型配电自动化系统建设类型,装设主站、子站和终端。在今后的发展中,如果需要扩建配电系统,就需要对主站系统的数量有所增加,并且将其中一个主站当作中心站。在智能配电网自动化系统建设过程中,自动化系统的作用是非常大的,但也有很高的要求,如开关设备符合标准要求,又满足管理操作系统,配电自动化系统建设过程中的相关技术指标,可参见标准文件。 1.2电网调度自动化电网调度自动化 就是利用计算机和网络等一系列现代化高科技技术对电网进行自动的调控,所有操作通过软件进行分析和决策,能够做到比人工更加精准,同时也能避免一些意外事故的发生。我国的电网不仅能够供应大量的电力,还要保障供电系统的稳定性和监管系统地安全性,因此电力自动化变逐渐扮演更重要的角色。 (1)SCADA应用系统SCADA系统即为数据采集和监视控制系统。在电力系统中,可以运行的SCADA系统的现场监控设备,实现数据采集、设备控制、测量、参数调整和各种报警信号等功能,即我们所说的“四遥”功能。远程终端单元和馈线终端单元是SCADA系统的重要组成部分,在目前的变电站综合自动化建设中起到了相当重要的作用。 ()AGC应用系统应用AGC系统自动发电控制系统,能量管理系统是一个重要的功能。应用变频调速系统AGC输出模块以满足用户不断变化的需求,使电力系统经济运行情况。AGC应用系统的基本功能有:负荷频率控制、经济调度控制和备用容量监视。AGC应用系统通过对电力系统安全运行的管控,可以对运行中的故障及时报警,然后运用数据采集与监视控制系统对电力的运行质量把关,以提高电力系统的运行质量和运行效果。 (3)仿真应用系统仿真应用系统,根据系统分析各要素之间的关系的基础上,建立系统的体系结构可以描述的行为或过程的仿真模型。在计算机中,运用系统仿真技术创建模拟电网模型,提供仿真环境,可供电力调度工作人员使用。此外,利用仿真应用系统有利于工作人员积累实际经验,提高操作技术。 (4)PAS软件的应用PAS软件主要是通过电网各种实时信息,分析电网运行状态,从而为调度员提供科学的据侧依据,使其制定出最优的电网运行方案,有利于进一步提高电网运行的经济、可靠性。其中,电网各种实时信息主要包括了实时测量值、断路器隔离开关的实时状态等。 二电气自动化的发展趋势 1.平台开放式的发展 电气自动化发展的需要一个通用的平台,先进的技术才可以发挥作用。电气自动化的发展趋势表明,使用标准化接口程序,按目前国家标准,规范使用IEC接口所有电气设备和管理更加简单方便,而且使设备运行编程过程缩短。标准化是电气自动化具有统一接口和编程语法,以及利用互联网技术在设备允许信息交流更容易。实际的操作方式为利用一个和外界相通的接口,实现对电力系统各个部件和相应系统的监视调节,实现有效的管理控制,是电力系统运动技术、信息管理方面的技术优秀。 2.操作系统通用化发展 Windows操作系统是目前最为通用的操作平台,其具有操作简单、维护便捷的优点。通常,电力系统的正常运行需要多个系统进行协调,通过内部网络结构实现各个设备系统的有效控制。因此,系统结构的通用化是一大重要发展趋势,其有利于实现电力系统内部的协调一致性,以最大化地发挥电气自动化控制系统的作用。 作者:张举刚单位:万山供电局 电力电气论文:电力电子技术教学电气专业论文 一、“电力电子技术”课程教学改革具体内容 1修改人才培养方案人才培养方案制定得是否合理,关系到本专业的生存和发展。随着现代科学技术的迅猛发展,电类的各专业的界线越来越模糊,各学科相互交叉、相互渗透,电气专业传统的“发电、输电、用电”知识结构已经不能满足当今人才培养要求。因此,对人才培养方案和教学计划要进行适当的修改和调整。由于电气工程及其自动化专业是一个强电和弱电相结合的宽口径专业,而电力电子技术是诸多学科相互交集的学科,是由基础课到专业课过渡的桥梁和纽带,是强电和弱电的有机结合。因此,在修改和调整人才培养方案和教学计划时,要体现出电气专业的“以强电为主、弱电为辅、强弱协调”的主导思想,加大教学力度,要意识到“电力电子技术”课程在电气工程及其自动化专业教学中重要性和必要性,以拓宽学生的知识面,提高学生的工程实践能力和创新能力以及扩大学生毕业后的就业面。 2教材内容的合理取舍任课教师要选择一本合适的电力电子技术课程教材作为主教材,再参考其他的辅助教材,取长补短,主讲教师应具有宽阔的知识面及丰富的电力电子工程实践经验,注重应用型人才培养目标。教材的内容既有丰富的理论知识,还要注重工程实际的应用,要体现电力电子技术发展的新技术,也要体现出“电力电子技术”课程是基础课到专业课平稳过渡的桥梁,使教材内容更符合二本院校电气工程及其自动化专业的人才培养的要求。主教材中除重点讲授交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流四大类基本变流电路及它们的组合之外,还要联系当今电力电子技术的发展趋势及应用情况,注重电力电子技术在电力系统及其他工程领域中的应用,注重主电路设计、驱动电路设计、保护电路设计、参数计算及元器件选择,还应该适当介绍SVC、SVG、高压直流输电、开关电源、UPS电源、感应加热电源、光伏逆变器等装置的工作原理和实际应用情况,以适应电气工程及其自动化专业宽口径就业要求。 3课堂教学方式改革教学过程中应以学生为主,教师为辅,避免一人堂和填鸭式教学方法,针对教学内容和学生的具体情况组织安排教学内容。由于“电力电子技术”课程的教学内容繁多,课堂教学中需要绘制大量的电路图和波形图,以及诸多公式推导及各种参数计算等。由于课程学时少而教学内容又多,仅仅依靠传统的黑板加粉笔的教学方式显然是达不到教学效果的,所以多媒体技术逐渐走进了“电力电子技术”的课堂教学,大大地提高了课堂教学效果。这里需要强调的是,多媒体教学的引进并非完全取消黑板加粉笔的课堂教学方式,二者应该相互协调、相辅相成,各有各的长处。对于复杂的电路及波形的绘制和分析,可以充分利用多媒体的音容并茂的特点,使学生更容易理解和掌握电路的基本原理和工作过程,如以flash动画的方式显示电力电子器件的开通和关断过程、过电流和过电压的产生过程、电路的输入输出电压和电流波形等,使学生感到生动而有趣,使学生的课堂学习不再枯燥无味;而对于简单电路的分析以及例题习题的讲解,还是黑板加粉笔的方式显得更简单便捷,更具亲和力,加强了教师与学生间的互动和情感交流。总之,课堂教学十分重要,教师要根据自身的特点、教学内容、学生的素质,充分利用现代化教学手段及互联网资源,在有限的课堂教学时间内,最大程度地使学生理解和吸收所学的知识。 4改革实验教学环节为了提高学生的工程实践能力,对原有的电力电子实验室设备进行了更新和改造,引进近几年内较为先进的电力电子实验设备,对原有的验内容和实验计划进行了修改和调整,尽量减少简单的验证性实验,增大设计性和综合性实验的比例,根据专业的特点和理论教学情况组织实验教学。我院现有的电力电子综合实验室可开出多种实验,囊括了AC/DC、DC/AC/、AC/AC、DC/DC四大电力变换所需的实验,如整流及有源逆变实验、交流调压及交流调功实验、直流斩波实验、无源逆变变实验等。为了培养学生的科技创新意识,还增设了开放性实验和创新性实验,加强了教师与学生间的知识交流,也使电力电子课程的实验教学延伸到课外,对教学时间的不足起了一定程度的弥补作用;同时,在我院的大学生电子挑战杯大赛中,部分学生的竞赛题目与电力电子技术有关,提高了学生的电力电子技能。另外,我院每个学期举行教师实践技能大赛,有相当一部分竞赛题目与电力电子技术有关,大大提高了教师的电力电子技术实践能力和实验教学水平。 5将Matlab仿真软件引进课堂教学和实验教学Matlab仿真软件是各院校普遍开出的课程,将Matlab仿真软件与电力电子技术课程相结合,在课堂上,利用Matlab仿真软丰富友好的图形界面,使学生更直观地掌握所学的知识,也避免了教师画电路图、波形图的繁琐及时间的浪费;将Matlab仿真软件与电力电子技术课程实验相结合,是原有的实验操作的有益补充,同时又具备原有实验装置不具备的优点,如解决设备费用高、实验所花时间长、危险性大的缺点。而利用仿真教学工具代替实际元件在计算机上进行仿真,既不担心元器件损坏,也没有任何危险,学生完全可以在无人指导的情况下,在任何地点的计算机上自行完成电力电子电路的仿真实验,在此基础上再进行适当的真实性实验,这样不仅激发了学生的学习兴趣,更重要的是提高了学生发现问题、解决问题和实际动手的能力,会收到事半功倍的实训效果。 6课程设计环节的改革“电力电子技术”课程教学改革后,在课程教学的后期,增加了课程设计环节,由主讲教师布置该课程的设计任务,为避免雷同,每人一题,主要以电力电子技术的四大电力变换为优秀,结合工程实际,根据给出的技术参数和技术指标,要求学生综合运用所学的相关知识,设计出总体方案、主电路图、驱动电路、保护电路等,并进行相关参数计算及元器件选择。较简单的题目,要求制作电路板和元器件焊接,并使用实验室的仪器和工具进行调试;较复杂的题目要求用实验室的实验设备验证或进行matlab仿真,最终以论文的形式完成课程设计,并进行课程设计答辩。课程设计环节的增加,拓宽了学生的知识面,提高了学生独立分析问题、解决问题的能力,是理论与实践相结合的有益补充,同时为后期的毕业设计、就业及将来打下基础。 7毕业设计环节的改革为了提高电气专业学生的电力电子技术理论知识和工程实践能力,近几年来,在电气工程及其自动化专业毕业实习过程中,除了到发电厂、变电所参观实习外,有相当一部分学生到电力电子装置的厂家实习;有时也请电力电子产品的专家学者做专题报告。在毕业设计选题方面,除了发电厂、变电所、继电保护、电气照明等传统设计题目外,许多教师在本科毕业设计中也增加了许多有关电力电子技术方面的设计课目,如感应加热电源、大功率开关电源、UPS电源、光伏逆变并网系统、SVC、SVG、高压直流输电等方面的题目。有些设计题目还获得了省级或校级优秀学士学位论文。 二、结束语 二本院校的电气工程及其自动化专主要是为社会培养业急需的本科层次的应用型人才,既有相应的理论知识,又有较强的工程实际能力,既不同于重点本科院校的研发型人才培养模式,又不同于高职高专的纯技能型人才培养模式,而是二者兼而有之。几年来,通过我们对电力电子技术课程各教学环节的改革探索,取得了一定的教学效果,调动了学生学习电力电子技术的积极性,提高了学生的实践动手能力和科研创新意识,为应用型人才的培养打下了一定的基础,同时也为其他课程的教学改革提供了一定的经验。当然,“电力电子技术”课程教学改革是一项长期而艰巨的任务,需要我们师生和学校乃至整个社会的共同努力,积极探索电力电子技术教学改革的经验和方法,培养出更多的符合社会要求的本科层次应用型人才,为社会做出我们二本院校应有的贡献。 作者:巴金祥原琳单位:辽宁工业大学电气工程学院 电力电气论文:电力拖动控制线路设计电气专业论文 一、掌握典型控制线路的原理图及安装调试 1.能够画出典型控制线路的原理图如三相异步电动机的单向运行控制;正反转控制(含接触器联锁的正反转控制、按钮联锁的正反转控制、双重联锁的正反转控制);星三角降压起动控制(含手动控制的星三角降压起动控制、自动控制的星三角降压起动控制);双速电动机控制(含手动控制的双速电动机控制、自动控制的双速电动机控制)等。学生通过理论学习以后,应具有相应的画图能力;然后通过到实训室学习,不仅可以强化学生的画图及动手安装接线的能力,还可以为后面的课程设计打下基础。 2.正确安装典型控制线路通过分析电气原理图后,进行安装接线;学生要能够把原理图中电气元件符号,与实物上的各对应部分联系起来,正确接线;先接主电路,在接主电路时,要注意电源的进线是上进下出;接控制电路时,根据编号,依次完成接线;在接按钮盒时,要注意,进盒的线要通过接线端子引入。对每个元件在所接线路中的作用,学生一定要清楚。 3.调试学生安装接线完成后,先通过静态检测,对所接线路有一个初步的判断,即是否存在短路或断路情况,静态值是否合理;然后是进行通电测试,通过通电试验,可以直观看到各元器件的动作,及电动机运行情况是否正常。这一过程,让学生看到每个元件的动作情况,以及所接线路完成的控制功能。 二、学习简单控制线路的设计 1.首先根据所设计控制线路的要求,对所需要用到的电气元器件写出材料清单(元器件的名称、数量、型号)。 2.根据所设计线路的要求,通过自己在理论学习和实习学习中掌握的知识,考虑如何设计。 3.通过分组完成或自己完成,画出能够实现设计要求的电气原理图,分析工作原理,请带实习的教师审核图纸,提出建议,方可照图安装接线。 4.在我们设计线路时,还要考虑一个重要的因素,就是要根据现有的元器件条件,完成我们的设计课题。因为,每个设计线路的功能,可以通过很多种控制方式来完成。 三、设计实例(三相异步电动机单向运行控制,扩展为两地控制的两台电动机手动顺起,手动逆停控制线路,具有短路、过载、欠压及失压保护) 1.元件清单三相空气开关1个、主熔断器3个、控熔断器2个、交流接触器2个、热继电器2个、三联按钮2个。 2.设计思路 (1)由于要完成两地控制,必须考虑甲、乙两地均有起动按钮和停止按钮;根据现有的条件,我们只能提供两组三联按钮,所以,在设计线路时,学生必须考虑其中两个按钮,即要做起动按钮使用,又要做停止按钮使用。学生还需要掌握一个要点,就是只要是多地控制,每台电动机的控制电路,起动按钮要并联、停止按钮要串联。 (2)两台或多台电动机要求顺序起动时,控制第一台电动机的交流接触器常开辅助触头,必须串联在第二台电动机的控制电路里,以此类推。 (3)两台或多台电动机的逆序停止时,控制第二台电动机的交流接触器常开辅助触头,必须并联在第一台电动机的停止按钮上。 3.画出设计电路根据设计思路,画出能够实现控制要求的电路图,(主电路省略)。控制电路中SB11、SB12是第一台电动机的停止按钮,SB21、SB22的常开触头是第一台电动机的起动按钮,SB21、SB22的常闭触头是第二台电动机的停止按钮,SB31、SB32是第二台电动机的起动按钮。通过这六个按钮,我们就能够实现在甲乙两地控制两台电动机的运行。KM1控制第一台电动机,KM2控制第二台电动机。 四、我们在设计了手动控制基础上,进一步学习自动控制的设计(两地控制的两台电动机自动顺起,自动逆停控制电路) 1.元件清单三相空气开关1个、主熔断器3个、控熔断器2个、交流接触器2个、热继电器2个、三联按钮2个、增加一个时间继电器、一个中间继电器,减少两个按钮。 2.设计思路 (1)起动时,第一台电动机起动一定时间后,第二台电动机自行起动。根据要求,我们可以采用通电延时型时间继电器或断电延时型继电器完成顺序控制的要求;通常情况下,首选通电延时型时间继电器,利用它的延时闭合常开触头串接在第二台电动机的控制电路中,实现按时间顺序起动的控制要求;相当于利用时间继电器的延时闭合常开触头,代替第二台电动机的起动按钮,当延时触头自动闭合时,第二台电动机就自行起动。由于是两地控制,所以,两个起动按钮需要并联完成两地控制要求,如图二所示。同学们也可以在此电路的设计思路上,考虑如何采用断电延时型时间继电器完成顺起逆停的控制电路的设计。 (2)停止时,第二台电动机停止一定时间后,第一台电动机才能自行停止。根据要求,我们在设计上可以采用两个时间继电器完成顺起逆停控制,但是,由于实际现场情况,只有一个时间继电器可用,在设计上,就必须考虑同一个时间继电器需要完成两个功能,起动时经过延时,使第二台电动机自行起动。当第二电动机起动后,KM2的常闭触头分断,时间继电器线圈断电,时间继电器暂时停止工作。当需要停止时,按下停止按钮,第二台电动机停止的同时,时间继电器重新工作,通过延时分断的常闭触头延时分断,切断第一台电动机控制电路,第一台电动机就可以自行停止了。 (3)为了能够正常顺序起动逆序停止,电路中需要采用一个中间继电器,通过中间继电器的常闭触头可以保证起动正常完成,在时间继电器暂时断电时,第一台电动机不会停止工作;在完成自动逆停时,由于中间继电器工作,常闭触头分断,使第二台电动机不会重新起动。3.画出设计电路根据设计思路,画出能够实现控制要求的电路图,如图二所示(主电路省略)。控制电路中SB11、SB12是第一台电动机的起动按钮,SB21、SB22是第二台电动机的停止按钮,通过这四个按钮,我们就能够实现在甲乙两地控制两台电动机的运行。KM1控制第一台电动机,KM2控制第二台电动机。KT、KA、KM1、KM2、共同完成自动顺起、自动逆停的控制。通过设计手动控制的两台电动机顺起逆停,到自动控制两台电动机顺起逆停的设计,学生对设计线路有了一定的认识;感兴趣的学生对以上两个线路还可以设计出不同的电路来。随着PLC技术的迅速发展,接触器控制的顺序控制已经被取代,学生可以在PLC实验室将自己设计的顺序控制电路,改为由PLC控制实现。学生通过学习简单的课题设计,对今后在学习PLC课程设计时,有积极的帮助作用。 作者:丁晓松单位:云南机电职业技术学院电气工程系 电力电气论文:电气自动化电力工程论文 1电力系统自动化技术 ⑴变电站自动化。运用全微机化的装置替代电流信号电缆式设备,采用数字化技术、网络化技术,以计算机电缆或者光线替代电流信号电缆,实现自动化的监控和操作,从而减少人力资源的浪费,提高工作效率和运行水平,保障变电站运行的安全性和稳定性。 ⑵电网调度自动化。通过电网调度加强对计算机网络系统的控制,使电力在生产的过程中能够获取实时数据,能够对电网运行情况进行实时监控和分析、评估和电力负荷的预测等操作,提高电网运行的质量,适应电力市场运营的需求。 ⑶发电厂分散测控系统(DCS)。能够有效的对运行参数和设备状态进行实时显示和打印,促进整个系统生产过程的检测、控制盒联锁保护等功能,保障系统运行的安全。 2电力工程中电气自动化技术 ⑴全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管。晶闸管作为第一代电子电力器件,在我国电力工程发展中起着十分重要的作用,伴随着电力技术的发展和提高,交流变频技术的兴起,第一代半控型晶闸管已经不能适应现代化电力系统发展的要求,以CTR/GTO/P-MOSEFT为代表的第二代全控式电力电子开关逐步的被广泛的研制和应用。根据各种器件的性能适应于各个电流、电压额等电力系统范围中。而由于第二代全控型器件必须要有较大的控制电流,使电流在控制方面难度增加。而MOSFET作为一种电压驱动器件,其对驱动电力要求简单,开关时间快,并且安全工作区十分稳定,但是其通态电压额会随着额定电压的增加而倍增加,从而不利于P-MOSFET的推广和应用。在这种背景下,作为新一代的复合型电力电子器件IGBT/MGT应运而生,IGBT拥有和MOSFET一样的高输入阻抗、高速特性和GTR大电流面密度特性的混合器件。开关速度快,通态电压低,工作频率高,并且具有宽而稳定的安全工作区,工作效率高,驱动电路简单,更符合现代化对电力器件的需求。新一代的复合型电力电器件,随机复合化技术的不断提高,电器件生产范围不断扩大,应用也不断的深入,在电器复合化的同时,加强对电器向模块化的发展,使电力电器件向更高要求发展。 ⑵变频器电路从低频向高频方向发展。在电力电子器件不断更新的过程中,为了能够适应电力电子器件的需求,由它组成的变换器电路也在不断的更新换代中,以往的变频器电力已经不能满足新一代电力电子器件的需求。采用谐夺式直流环逆变器能够有效的降低开关损耗,保障开关在频率上的提高,把逆变器挂在高频振荡过零的谐振路上,使电力电子器件在零电压或零电流下转换。加强变频器电力从低频向高频方向的发展不仅能够有效的降低开关损耗,并且节约成本,提高逆变器集成化,在电气自动化技术中具有广阔的发展前途。 ⑶交流调速控制理论的日趋成熟。随着对交流调速控制理论的深入研究,将复杂的矢量变化与电动数学模型进行简化处理,在对交流调速控制理论研究过程中,其控制思想独特,具有创造性,控制结构简单,控制手法直接,对信号处物理概念明确,转矩响应迅速,大大的提高了调速效率,形成一种高静动态性能的新型交流调速方法。适应现代化的电气自动化技术发展的需求。 ⑷通用变频器开始大量投入使用。随着变频器技术的成熟发展,高动态性能矢量控制性开始大量投入生产和实用中,它主要采用全数字控制,通过相关的软件能够对系统进行自动化的设定和操作,提高变频器的变结构控制盒自适应控制。伴随着技术的不断提高,变频器的可靠性、可维修性、可操作性等相关的功能在单片机控制动技术的支持下不断的提高。 3结束语 随着电力系统的深入发展和应用,电气自动化技术在电力工程中所起到的作用也越来越突出,电气自动化技术作为当前最具有发展前景,最活跃,最具研究价值的综合性学科之一,在电力工程发展和应用中电气自动化技术起着十分重要的作用。而电气自动化技术本身应用范围广泛,几乎是渗透到国民经济的各个部门,是推动社会进步的重要技术依据,因此,在我国科技技术不断发展的过程中,加强电气自动化技术的提高成为了电力系统发展的必然选择。 作者:马沙萍单位:内蒙古阿拉善右旗电力公司 电力电气论文:电力业扩工程电气主接线优化设计论文 1电气主接线的设计要求 从用户的角度出发,电气的主接线设计要求需要满足可靠性、灵活性和经济性。(1)可靠性,对于不同客户的用电需求,主接线线路的设计必须具备足够的可靠性,特别是面对重要负荷的供电工作,在发生突发情况导致故障或者检修的时候,减少用户的用电范围和时间,从而减少用户的经济效益的损失。(2)灵活性,灵活性是在电气主接线能够保证正常的输电任务下,在使用过程中,能够灵活的控制,特别是针对不同企业的特殊用电需求,使用频繁,供电负荷较大的部分电路,能够很好的灵活控制,并且在控制和调节部分电路的时候,不影响其他用电负荷的正常使用,这对于企业长远规划有着非常重要的意义,而且主接线的线路设计还要能够根据需要灵活的扩建,这些都是灵活性的主要设计。 2基层电力客户常用的电气主接线类型的对比分析 首先电气主接线的主要类型有以下几种,分别是单母线接线、单母线分段接线、双母线接线、桥形接线、线路变压器组接线。其中常见的有单母线接线、单母线分段接线等。 2.1单母线接线 对于单电源用户一般有两种接线的方式:分别为一路高压电源进线,然后使用单变压器供电,然后在主线路侧采用单母线接线,另一种是使用两台以上的变压器供电,在主线路侧使用单母线接线方式。其中第二种接线方式比较适合用电过程中受季节或者昼夜变化影响较大的客户。对于双电源的客户而言,一般有两种接线方式:如图一中左侧的设计,采用两路电源的进线方式,供电的时候使用单台变压器,采用单母线接线。右侧则使用了两条供电电源,使用两台以上的变压器,同样的后者也比较适用于季节性和昼夜影响较大的用电客户。主要的运行方式为把电源I看做是主供电电源,把电源II看成是热备用电源。两个电源在原则上在进线开关之间互相闭锁,用电过程中,保证能合上其中一路的进线开关。一般情况下,在开关2断开,开关1合上的时候,主供电电源带动两台主变同时工作;当电源I无法保证供电负荷要求的时候,开关2合上,开关1断开,热备用电源开始带上两台主变开始工作。单母线接线方式的优点非常明显,那就是接线过程加单,操作也非常的方便,经济投入较少,而且便于后期的扩建工作。但缺点是可靠性较差,一单发生故障或者需要进行设备检修的时候,全部都要停止供电,导致电力使用的瘫痪。 2.2单母线分段接线 单母线分段接线采用两路高压电源,使用两台或者两台以上的变压器供电,母线的两边使用单母线分段接线,单母线分段接线方式主要的设计思想是。将单母线用分段断路器分成几个小段,与单母线不分段的接线方式相比的话使用更加的灵活,如图二所示:其中,QF为分段断路器,QS为分段隔离开关,单母线分段接线的优势在于,两条母线既可以分裂运行也可以并列运行,大大增加的使用的方面性。其中针对重要负荷的用电需求,可以使用双回路接在不同的母线的分段中,保证不间断的供电。而且任意母线或隔离开关检修的时候,只需要停止该段的供电,其余的分段仍然可以继续的使用,这样在面临故障或检修工作的时候,能够大大的减少停电的范围。尽管能大大的增加灵活性和可靠性,但缺点也是非常明显的,首先分段的单母线增加了占地面积和分段部分的经济投入。当某段母线发生故障面临检修的时候仍然存在停电的情况,某回路断路器发生检修的时候,也同样会使得该回路停电。当企业面临后期扩建的时候需要向两端均衡扩建,扩建的方式受到了制约。 3电力业扩工程电气主接线的优化思想 业扩系统服务的对象毕竟是最终的客户需求,在电气主接线的设计和安装过程中,需要综合考虑到用户的用电性质、负荷需求、负荷特性、电网结构、运行情况等指标,初步确定业扩工程的电气主接线的方式,并且根据客户的具体铺垫线路的位置,考虑初步的变压器位置设置,以及线路的铺设过程,具体的优化设计主要包括:①针对不同电力使用领域的优化,考虑到用户的不同使用领域,无论是小区还是商业,或者工业等使用领域的不同,对业扩电气主接线的设计进行优化,考虑不同应用领域的特点分析优化相关的主接线设计;②不同的用电容量,用电容量的不同,对于系统的可扩建性是有着不同的需求,对于不同的用电容量采用设备内部的优化方案,例如对于工业用电来说,针对容量计算方式,优化相应的设计风。③合理的选择变压器,对于不同种类的变压器,合理的选择能够使得主接线路的线路投资减少,而且也能大大的减少用电负荷的浪费。 4结语 通过讨论电力业扩工程中常见的主接线方式,并且对主要的主接线方式进行了优点和缺点的分析,并且提出了相关的优化思想,业扩工程是电力产业服务的综合水平体现,只有针对不同的用户,提出智能化自由度的选择方案。 作者:邓明辉 单位:茂名天成电力设计咨询有限公司 电力电气论文:电气设备安装电力工程论文 1.做好电气设备安装前的准备工作 作为安装施工单位首先必须认真研究图纸,有监管、技术人员以及主要负责人认真观看图纸,分析图纸,明确施工要求,研究施工的技术要求和安装的可行性。如果对其中的设计不清楚,需要及时提出并认真研究,真正理解透彻图纸设计;如果发现图纸设计有问题,也应及时上报商榷,确保图纸没问题,理解到位,设计和施工保持高度一致,施工单位和专业人员完全明晓设计的意图和关键。施工单位既要考虑业主的目标和要求,又要充分考虑行业规范和地方部门要求。安装单位研究好图纸以后,需要和土建部门及时取得联系,一起商榷图纸,制定协同施工计划,做好协调配合。安装电气设备既要进度更要质量,根据图纸要求,立足施工条件,制定切实可行的施工计划,并把计划上报业主和监理单位,等候评估。然后做好专业技术人员、施工人员、管理人员、负责人等熟悉安装工艺和程序,保障顺利施工和如期验收。并把施工人员名单交于监理单位和业主,由监理单位派遣专业人员进行监督审查。最后,根据工程施工需要准备所需的各种器械工具,选用合格的弯管仪器、测试绝缘电阻的设备、吊车、接地电阻测试仪器等,并对这些工具认真检查,既要满足数量要求,更要满足质量要求,并做好检测和记录工作。 2.控制配线、配管工程质量 配线是电气设备安装用到的最为重要的耗材,导线与电缆数量和质量事关工程安装进度和质量。建筑物所用的导线和电缆必须由阻燃材料制成,结合图纸要求,选用既符合国家质量标准又合乎图纸要求的导线与电缆。导线穿管是不允许有接头的,而且严格控制线管中的导线数量,以10根为最多上限。同一线管中的导线要求同样的电压,如果导线电压差距较大,需要分别选用线管,如果导线连接的是不同的电表量程,也应分别穿管,接地线和支流回路才可以在同一跟线管中同行。连接导线也要严格按照相关工艺要求,接头需要一般都要采用压接工艺,确保导线界都没有加渣、裂缝问题出现,制作线头一定要规范,密实包扎。配管是电气设备必不可少的材料,所有的配管必须符合国家标准,PVC管是用的最多的材料,一定要确保PVC是阻燃材料制造,而且严格根据图纸和设备要求选用型号。如果需要用到钢管,一定要确保未经腐蚀,不能有任何锈迹,截取钢管时需要用钢锉处理管口,不能存在毛刺,防止割裂或者刺破导线绝缘层。施工时选用配管的管径一定要和图纸要求相一致。需要用弯管设备进行煨弯,煨弯半径必须符合要求。对于薄壁钢管需要借助丝扣来连接,并且整齐排列丝扣,薄壁钢管不能采用焊接方式处理。严格根据相关要求来埋砼,必须达到深度要求,如果配线管需要暗敷就要随墙埋入。 3.控制配电箱安装质量 首先需要根据工程施工实际定植配电箱,确定好是用明箱还是暗箱。如果是暗箱需要认真研究预留洞大小,找平、竖直、确定标高,并将箱体的周边用砂浆填实。如果是明箱,在确定好尺寸的前提下选用合适的膨胀螺栓来固定牢固,确保箱体不能倾斜,箱体的油漆不能蹭破。订货之前认真研究图纸中三相负荷是否平衡,如果不平衡则要及时调整。最后根据调整的具体情况来区分导向的色别,并把具体的参数以书面形式提交供货商家。其次,在安装箱体过程中,第一步要检查箱体的尺寸规格,根据电气施工预埋管的管径和数量开启敲落孔。如果商家已经根据常规需要设计了预留孔,直接打开就行;如果商家没有预设,则要选用专业开孔器根据配管数量和口径来开孔,电气焊开启很容易对箱体造成破坏,同时需要做好开孔处的防腐蚀处理。再根据箱体的形状、大小和图纸及施工环境选择合适的位置。安装牢固以后用水泥灌注,等箱体足够牢固以后再进行箱内走线和设备安装,用专用PE保护线汇流排引连接接地螺栓,不仅能够解决箱体的接地问题,而且能够有效解决钢管进箱焊接灼伤箱体的问题,防止箱体受热变形。安装固定好配电箱以后,需要实施穿线,仔细研究图纸设计,根据要求选好导线规格型号,并且保障导线都要整齐顺直穿入,折弯也应整齐划一,不能高低起伏,更不能出现交叉交合问题。同时,考虑以后维修和优化等后续工作,需要预留一定的导线,根据箱体半周长截取预留导线长度。每一个接线柱上只能接入一根导线,不得已也最多只能接入两根导线。依照图纸对应回路做好编号,并标注控制回路名称。 4.整理好相关资料和竣工图 在施工过程综合考虑安装的特殊环境和业主的临时要求,需要对相关内容作出一定的变更,施工完成以后必须对整个施工做好整理,尤其是对施工过程中的变更一定要在施工图中作出相应的标注,并做好有关资料的记录,最后绘制出完成的竣工图。施工单位与监管人员同时到场开箱检测合格证及相关资料,交工时需要把与之相关的资料和图纸一并教给监管人员审核,确认无误后装入竣工资料档案保管。 总之,电力工程相关电气设备安装工艺是一项综合性系统工程,需要安装好电气设备,还需要做好合作单位、各个工种间的相互关系,确保工程顺利施工,保障工程质量和安全。 作者:罗玉苹 赵华平 单位:国网江西新建县供电有限责任公司 电力电气论文:电力工程电气自动化论文 1电力电气自动化的概述 1.1电力电气自动化的运用意义 不管是电力工程,还是自动化本身技术,将电气自动化渗透在电力系统中都具有很强的现实意义,其主要表现在:推动电力系统自动化水平上。它本身属于高科技的范畴,在电力应用中,以电力设施与技术更新为主,当然也能带动电力工程信息化水平,特别是电力设施权限上;具体如:电气设施模糊化,同时运用范围日渐加宽也极大的推动了电气自动化技术水平的提高。将自动化技术应用到电力工程中,具有明显的优势。同时,电气自动化和计算机有着密切的联系,在相关设施维护时,只要经过计算机就能达到要求;然后再由工作人员结合数据信息,利用计算机运行以达到对相关设备运行的维护,同时这也是控制工作人员工作强度的有效方式。将电气自动化技术运用在电力工程中,能够有效提高管理效率。为了满足电气自动化应用要求,电力设施与技术管理都需要不断调整。就目前的电气自动化相关设备来看:由总线连接构成,其连接过程简单,在总线控制的过程中,同时也是对整个过程进行有效管理的方法。 1.2电气自动化技术的设计原则 目前,大多数电力系统已经带有自动保护装置,故在设备选型时,通常会优先选择自动化综合系统,其选型接线方式比较简单,结合继电保护就能实现自动化设备的有效应用。从总体来看,电气自动化技术必须遵循的原则,主要包括以下方面:电气自动化控制设施的连线形式必须结合原有的系统设计,即使使用的是监测系统也必须添加设备数量与种类,并且在图纸设计中详细说明,以保障设备连接的精确性。在计算机远程开关中,必须使用远程闭闸、开闸智能开关,以确保远程操作中的自动化控制顺利实现。利用计算机实现开关监控,在接点打开的情况下,将其纳入监控体系。如果是低压开关,必须设置辅助接点。在设置与安装继电保护设施时,必须整合综合电气与变压保护技术。 2电力电气自动化在电力工程的应用 2.1变电站自动化 变电站自动化,是利用站内电气设施监控,在计算机替代传统监控设施的环境,确保二次设施的数字化与集成化;变电站利用光纤替代传统的电缆传输,以提高信息传输效率在自动化技术的运用,同时它还可以在计算机截面上进行操作,以统一记录运行状态。另外,变电站自动化也能满足各种电气设施的运行要求,它在电网自动化中发挥了很好的作用。 2.2PLC系统 PLC作为计算机技术与继电接触整合的产物,通过电力系统,它实现了工作指令的信息记录与自动编程,在有效控制电力系统信息运算和记录的同时,减小电力系统耗能,让整个系统更加灵活、轻便。PLC在电力系统数据分析、转换、整合、采集、传递、转换等方面都具有得天独厚的优势,在吸纳到电力系统进行有效控制的同时,对不份额柔性操作进行智能控制。利用电力系统中的独立模块,以及总线信息中的通信连接,不仅能保障电力系统正常控制,对促进电力系统相关工作协调化也有重大作用。 2.3电网调度 电网调度组成,主要包含电网调度中心控制中的工作站、计算机网络、打印设施、显示器等。在电网调度自动化中,利用电力系统的广域网与专用网进行连接,由电网调度范围、中心控制内的终端和发电厂构成。在电力生产中,它不仅能满足数据采集、调度自动化,还能对电网监控进行有效分析。另外,它在估算电力状态、预测电力负荷时也有很大作用,电网自动化不仅有助于调动经济调度与发电控制功能,对满足电力市场运营要求也有很大作用。 2.4发电厂测控 在单元控制过程中,控制单元一般由智能模件与主控模件构成。其PCU能直接面对生产中的热电偶、变送器、电气量、脉冲量、开关量等各种信号接收。在处理运算中,通过实时显示运算设施与参数,在打印好输出信号与执行机构后,以完成过程生产的控制、监测与联锁保护。其中,工程师与运行员为其准备好人机接口,工程师主要负责组态修改与设置,以确保系统维护与诊断;运行员接收PCU的信息,为其提供良好的控制与监视手段。 2.5计算机 计算机作为整个电气自动化最主要的技术之一,它的应用对象主要有电力系统的变电、配电和供电环节。而智能电网则是电力系统应用最广的技术,调动电网的技术是电力系统应用计算机技术最典型的代表之一,同时也是现行电力系统自动化最主要的部分,它不仅能实现国家电网相关信息的收集工作,同时还能对各个区域、省市、县级电网进行自动调控与调动。 3结语 电气自动化作为一项综合性很强的现代技术,它具有广阔的应用前景。随着社会步伐加快,国内电气自动化技术也得到了很好的发展与利用,但是和西方国家相比,依然存在很大差距。对此,相关人员必须不断探索,在提高电力系统运行效率的同时,确保服务质量和自动化技术,这样才能不断增强自动化技术活动,让电力系统有更好的发展。 作者:贺桂义 单位:国网河北沧县供电公司 电力电气论文:电力企业电气工程论文 1电气工程施工准备阶段的质量控制要点 首先,要求相应的施工人员具有高素质、高水平,这样才能保证施工工作的高品质,进而才能确保电力企业电气工程质量的高品质,因此在施工前应该选择具有高素质和高水平的施工队伍及其施工人员,还需要及时进行相关施工内容的培训,做好技术的交底工作。而且还需要有针对性的进行技术和质量保障体系的制定,给予施工队伍一定的施工质量控制规范和制约,并保证施工中各项技术措施的有效性。其次,还需要进行施工原材料采购环节的严格监控,这样才能保证施工用料的质量,因为在施工质量控制中,施工用材的质量也是重中之重,有着决定性的作用,一定要避免偷工减料或者采买不合格的施工用料现象的出现,在进行具体实施的时候,需要进行所用施工用材的严格核实,施工中也需要进行材料规格、型号和材质进行检查,是否符合于施工清单上相应的要求。同时,还需要进行施工顺序的优化,这样才能避免施工中“等工”现象的出现,进而影响了施工进度,还对企业的经济效益造成了或多或少的影响。此外,还需要对所用的设备进行检查和确认,才能为后期施工阶段创造有利条件。 2电气工程施工阶段的质量控制要点 需要对电力企业电气工程施工的规范操作加以严格推行,进行符合电气工程实际施工工艺标准和规范的编制。在电气工程施工阶段过程中是整个电气工程主体功能得以实现和形成的重要阶段,也是质量控制的重要阶段,严把电气管材和线盒质量关,一般采用阻燃型的重型管。在材料购买后以及施工前,都需要进行相关性能的检测,防止从中做假和不合格材料进入施工现场,进而存在安全质量隐患。而且预埋电线管后方以用于工程,为了不对结构造成影响,就需要保证其保护层的厚度,而且不能在钢筋外侧进行预埋电线管的敷设,如果电气设备连接不牢固,那么很容易在砼振捣的时候导致接头脱落,所以一定要注重胶水的质量,最佳的方法就是选择和线管同一品牌的胶水,一般情况下,都能与其要求相符合,在进行浇注砼的时候,一定要有电工随时监控着每台输送泵,这是为了能够及时对被压坏的线管和线盒进行处理。 对于建筑安全非常重要的还有均压环、避雷链和防雷引下线等,这些地方是否存在漏焊,其焊接长度和质量是否与相关施工规范和设计要求相符合,也是电气工程施工中质量控制的要点。施工中,需要仔细检查每个环节,尤其是在结构转换层中,因为调整柱子主筋,容易错焊和漏焊防雷引下线,所以,要求施工人员着重注意该问题,必须认真检查,这样才能确保电气工程的施工质量。此外,还需要加强施工中的安全管理,这也是控制电气工程施工质量的重要环节。当电气工程的施工用材和设备进入施工现场中需要做好绝缘检查,其中电缆、电线产品应该具有安全认证标志,并加以绝缘层完整程度的检查,尤其是其绝缘层厚度均匀且满足相关规定。当电气工程出现短路现象的时候,电流将会比正常时的高几倍甚至是几十倍,因此需要将配电设备中的熔断器配置到电气工程线路中,这样就可以起到短路保护的作用,并且选择熔断器的时候也需要选择具有相应分断能力的,以此达到短路后也能保护电网的效果。对于电网线路的漏电保护器,应该取30mA/s来作为标准,需要满足触电保护的要求,这样才能保证其十足的安全性。电力设备接地也应该结合负荷和用电特点的不同,所采用的工作接地形式也有所不同,利用重复接地、防雷接地、屏蔽接地等方式,保证电力网络及其设备的安全性和稳定性,做好电力设备接地的保护工作。 3电气工程施工后的质量控制要点 在进行电气工程施工后期进行调试阶段,其中施工质量控制是通过各种的手段进行电气工程施工所造成的故障的判断,例如直观法、测量电压和电阻法和强迫闭合法等。在电气工程进行试运行阶段,也就是电气安装工程施工完毕后,负荷电力工程试运行的操作需要按照相关操作规程进行,并且在试运行中还要认真进行工作的记录,对运行中出现的问题进行及时发现并处理。在电气调试的过程中,也要着重关注工程的质量管理,一定要把设备的调试工作做好,这样才能让电力工程施工任务保质保量地完成。 4结束语 总而言之,针对电气工程施工的前期准备、施工阶段和施工完毕后三个阶段中可能出现的问题进行考虑,采取具有针对性的质量控制措施,尽可能地规避材料选择、管道设置等各个施工环节出现的问题,这样才能让工程施工质量得到保障,同时还能有效提升施工安全,提高电力企业的综合效益,促进企业和电力行业长久可持续发展。 作者:赵明菊单位:国网湖北省电力公司宣恩县供电公司 电力电气论文:电气自动化视域下的电力工程论文 1电气自动化技术 随着我国社会经济的不断发展,电力企业运用新的信息技术,提高电力工程的自动化水平,促进了电气自动化的迅猛发展。电气自动化技术就是运用了具有自动检测功能与自动控制功能的电气装置,可以实时对电力系统进行远程调节、控制、及监控。在信息化技术大力发展的同时,通过信息监测技术能够实现对电力工程的远程控制与管理。电气自动化技术需要自动化的电网配置、配电网技术协同工作。在电气自动化技术中,要充分利用网络对电力工程的各项信息进行统计、收集、分析从而加强电电力系统的稳定运行。减轻了以往电力工作人员的工作强度,充分利用电力工程中的自动化设备进行监督,在面临突发状况时,能够及时采取信息处理技术对电力系统进行有效地处理。而配电网技术可以配合电气自动化技术改善城乡配电网,加强城乡电力网络运行工作,完善电气自动化技术在城乡电网中的运用。电气自动化技术的应用范围广泛,从电气开关到电力工程都有电气自动化技术的身影。电气自动化技术的不断提高也促进了电力工程的不断发展。 2电气自动化技术在电力系统中的应用 2.1变电站及配电自动化的应用 变电站自动化技术是采用现代通信技术、先进的计算机技术、电子技术以及信息处理技术,实现对变电站的二次设备的重新组合和优化设计,从而减少了人力资源的浪费,减低了变电站及配电站工作人员的工作强度,提高变电站及配电站人员的安全性及整个系统运行的有效性。不仅如此,变电站自动化技术还可以多层次、全方位地对多种电气设备的运行状况进行安全检测以达到高效控制的目标。在实际的应用中,主要通过新型的设备代替以往的电磁式装置从而使得现场的监视操作更加智能化、可视化。变电站自动化除了满足变电站运行操作任务外还作为电网调度自动化不可分割的重要组成部分,是电力生产现代化的一个重要环节。随着对科学技术的应用以及监控设备的更新,种综合性的自动化监测系统能够提高变电站运行的稳定性,降低运行维护的成本,高质量输电过程,经济效益提高很多。 2.2在电网调度自动化中的应用 在电力工程中,电网的总调度能够通过大屏幕显示器、计算机服务等自动化系统对电网进行远程监控。根据电力工程中电网的运行情况进行分析,监控电网的实时状态。通过各个分系统传送的电力工程中的生产数据、控制发电的数据,对电力工程整个系统进行评估、调配和预测,从而减少了电网在运行过程中出现的电力故障及异常情况,通过电气自动化技术能够及时作出判断,检测更加及时。从而减少了电力工程中危及人身安全和设备安全的事故。另外,通过电气自动化技术还能对整个电网进行实时监测和分析,调度从大屏幕上可以清晰的采集信息,找出电气事故的发生地并提出应对措施,防止事故的扩散,减低影响。 2.3分散测控系统自动化的应用 在电力工程的发电厂分散测控系统中,通过太网、过程控制单元、工程师工作站、高速数据通讯网等对分层对电厂的生产状况进行测试和控制。经过过程控制单元可以在生产运行的过程中通过接受热电阻、热电偶、电气量等信号,处理运算的结果、参数等,通过这种方式对电网进行监控,从而提高电气自动化在电力工程中的检测、保护和控制功能。 2.4计算机自动化的应用 电气自动化技术在电力工程中的应用主要是引入了计算机操作系统,通过微型计算机让整个电力系统自动记录、反馈电气设施的实际工作情况。同时,对反馈信息进行的误差判定。加强软件的查找、分析、测算的应用,从而在电力工程中实现操作技术的使用性,更加便于电力工程的管理。在电气自动化技术中还要注意对监控方式、现场总线监控进行设计。只有全面加强电气设备的监控信息及监控方式,才能提高监控系统的效率以及整个系统稳定性、可靠性。 2.5电力自动化技术的发展趋势 我国的经济不断的发展,人们的的经济水平和生活的质量也在不断的提高,因此,对供电系统的需要和依赖也是越来越高,但是由于电力系统的的内部之间的原因,造成了各个部门之间不能达到有效的资源共享,也就会使电力系统出现各种各样的问题。因此,在以后的发展过程中,我们针对这种现象,就应该加强和改善,对电力部门之间的内部资源进行资源整合和统一,然后达到电力资源的统一共享,这样就会形成一个内部信息可以高效利用的效果。随着电力自动化的发展,新技术也在不断的发展,如果电力资源的内部管理恰当,再更好的运用电力自动的技术,在电力工程的发展上面就能提高经济效益。 3结论 一个国家经济发展水平的重要标志就是电气自动化的水平。电气自动化是整个电力系统的重要支撑也是我国经济建设的重要保障。 作者:和琎单位:国网太原市滨河供电公司 电力电气论文:电力工程中的电气设备安装技巧 【摘要】伴随着人们生活质量的提升,科学技术的日益发展,电力工程设备的安装技巧也有了更高的要求,结合不同的电气设备根据实际情况进行分析,针对不同电气设备采取不同的安装方法,保质保量,而且好的方法也会提升安装效率。在电气设备的安装过程中主要会涉及到诸如配电箱、开关箱、安装板和导线等设备。配电箱中所包含的电器主要是安装在一种具有绝缘性的安装板之上的,此外在工作过程中还需要将配电箱中的相关机械进行固定性的加固,进而实现其能够与电气进行顺畅的连接。下文就针对电气工程中电气设备的安装技巧进行简单的分析和阐述。 【关键词】电力工程;电气设备;安装;技巧 1引言 电力是国家一直长期关注的重点,而且近年来,国家对电力设备的安装也在逐年增加,电力是与每个人生活都息息相关的。电网已经在全国广泛的安装,而电网的安全运行也关系着广大人民的安全,电气的安装技巧此刻就显得尤为重要,如果稍有不慎就会造成重大的影响以及隐患。[1]电力行业中,如果想要电气设备能够得到有效的发挥,就需要进行严谨的设计,才能够在安装的时候避免很多不必要的麻烦。所以需要立足于电气设备工艺的研究,从实质上进行改进。 2电力设备安装工艺的注意事项 2.1图纸的反复检查 任何工程都会设计到一个关键的环节,就是图纸的设计,在电力工程当中,设计图纸需要经过监理人员以及施工人员、设计人员共同反复推敲,不断的加以改进,[2]可能这段过程是整个过程中最耗费时间的过程,但是为最终的结果奠定了良好的基础。可以针对图纸展开研讨会,大家进行不断交流,发现问题要及时提出,在最终确定施工方案,完成图纸阶段。 2.2工作人员技术的提升 伴随着时代的不断发展,科技的日新月异的不断发展,只有不断提升个人能力,提高个人素质才能够为电力工程的设计带来帮助,定期举行考试以及培训,提升员工以及设计人员的个人素质,完善个人能力,为工作的开展奠定良好的职业铺垫。提升个人能力,各个单位应该开展各种鼓励机制,鼓励员工们积极学习,考取与职业相关的各种证书,给予一定的奖金鼓励。员工们也可以竞相学习,互相探讨工作,业余时间可以组织技术交流的活动,定期开展学习交流的座谈会,找到相关有经验的同事进行经验分享。 2.3互感器的安装 互感器是实现变电环节中的重要设备,安装水准的高低直接影响到了工作的顺利开展,安装电流互感器的时候应该高度的注意其二次回路上是否符合规范要求,[3]是否足够合理。而且要注意安装过程中的细节,在科学合理的规划中,选择合适的位置,确保线路的合理,尤其注意防止电流互感器在主保护中出现的遗漏问题,还需安装相关的避雷防雷设施,防止发生雷电事故。 3重要保护措施 3.1断路器的安装 断路器是保证电路安全问题的重要环节,技术人员应该严格的按照规范进行操作,应该定期对现场环境进行时时检查,确保相关设备是否能够正常工作,是否处于最佳工作状态,技术人员需要严格、认真的进行相关检查,定期进行相关设施的检修。配管材质的选择一定要符合国家的标准,还有钢管一定要没有经过腐蚀的,而且不能带有锈迹。 3.2绝缘设施 绝缘设备是线路当中的重要设备,在安装之前要做好充分的准备工作,现场的清洁也要有一定的保障,定期的对相关设备进行除锈工作。电力工程相关设备的正常运行能够促进电力工程的价值的发挥,电力设备中的互感器、断路器、绝缘开关以及变压器都是非常重要设备,在安装过程中除了对设计图纸进行细致的检查之外还应该对线路工作地点进行细致的检查。派经验丰富的人员进行实际操作,才能够保障电力设施的正常运行。提高电力工程中相关电气设备的安装工艺水平,可保证电气设备的安装质量及使用性能,具有高度的现实意义。 4结语 电力工程在生活工作中尤为重要,电力工程的安装需要工作人员不断提升个人的技术能力,对相关设施的定期检修以及清洁,员工之间对于相关工作事项的经验交流,对于提升个人工作能力也会起到一个非常关键的效果。此外在配电箱之内和开关箱之内的电气需要根据其规定的位置来进行安装板的固定,也是非常关键的,能够防止出现松动,使得电器之间进行高标准的结合,避免出现松动的隐患,将所有的细节问题处理好才能够让最终的工程变得更加完美。配电线中的连接线也是非常重要的,在绝缘导线的选择上需要按照要求选择横截面≥2.5m2的铜芯材质的,在连线的过程中也要注意导线的型号,横截面的选择一定要足够的精准,跟电路图上的截面要相匹配,对于线路的选择安全问题也至关重要,一定要选择安全系数高的产品。 作者:吴雷 单位:吉林省送变电工程公司 电力电气论文:电气工程中电力电子技术的应用 摘要: 作为一个能源消耗大国作为一个能源消耗大国,电气工程的应用对于我国的经济发展有着至关重要的结果影响,只有不断地加强电气工程的质量,加快电力电子技术的创新与应用,推动电气工程的发展,才能够更好的地促进经济的发展。电子技术的应用推动了电气工程的发展。现阶段,电子技术已经达到了较高的水平,如何将其应用到电气工程中,提高电气工程的质量以及工作效率成为了广大的技术工作者需要思考的问题。本文从电子技术的现状出发,浅析电子技术的应用。并就如何进行应用问题进行探讨分析。 关键词: 电力电子技术;应用研究;电气工程 1前言 作为当前时展的大趋势作为当前时展的大趋势,电子技术的推广应用已经成为了未来电气工程项目的主要潮流。电能作为目前的主要的供给能源,在国内的应用极其广泛,正是因为其地位的重要性和需求的广泛性性和需求的广泛性,为了提高电网运行的质量和效率,进行电子技术的应用是当前电气工程发展的必然诉求。只有深刻认识到电力电子技术的优势,将其广泛应用,才能促进电气工程更好的地发展和进步。 2电力电子技术的的内涵 2.1电子电力技术含义 其是指三个领域其是指三个领域,分别为电子、电力与控制,它是利用电子技术控制电能变化子技术控制电能变化。技术特点是强电力被弱电子控制。该技术目前被广泛应用于各大领域技术目前被广泛应用于各大领域,对于国防与能源、工业和农业甚至交通方面都有极大的贡献业甚至交通方面都有极大的贡献,在电气工程中对于电子电力技术的应用也在不断深入,对于提高发电机和电动机对于电能的利用、生产及转换等方面电能效率发挥着巨大的作用,还可以提高生产率还可以提高生产率、节约能源。电力系统的稳定与安全是工作中重点关注因素作中重点关注因素,电子电力技术可以对稳定性和安全性进行增强,使理想中灵活可控的电力系统工作模式成为现实。 2.2电力电子系统在电气工程中应用的重要意义 作为人口大国作为人口大国,不仅有着庞大的用电群体,而且在地域上分布极为广阔分布极为广阔。在城镇化速度越来越快,对于电力的需求也越来越大的基础上,社会各界对于电气工程要求也越来越高,不仅要求载荷大不仅要求载荷大、容量大还需要稳定性强安全性高,传统的电力系统已经不能满足人们的需求力系统已经不能满足人们的需求,这使得电子技术的应用越来越迫切来越迫切,对于技术的要求也越来越高。但是但是,目前由于技术的局限性和科技水平的制约,在电气工程的建设中仍然存在一些问题工程的建设中仍然存在一些问题,也会出现故障和效率低等问题。这种形式下,电力电子技术的应用就显得格外重要,该技术对于电气工程系统的安全性和稳定性都发挥着极大的作用。电力电子技术能够在电气工程中进行广泛应用,不仅技术针对性强,适用性强,而且操作简单方便,性能高,极大的推动了电气工程的进步。 3将电子技术应用在电气工程中的优势 3.1应用范围广应用范围广,操作简单 我国幅员辽阔我国幅员辽阔,人口众多,作为生产生活中的重要供给能源,对电能的依赖性非常的地大,尤其是近年来经济的不断发展,生产的不断扩大,对于电能的需求越来越大,对于电气工程的要求也越来越严格。电力系统涉及面广,构成复杂,因此在实际的运作当中就会出现牵一发而动全身的现象在实际的运作当中就会出现牵一发而动全身的现象,只要一个环节出错个环节出错,便会引发连锁效应。电子技术的应用可以利用其高技术含量来维持电气系统的稳定性。电子技术不仅可以在电气工程中广泛应用,而且还极易操作,在应用中会极大的地降低操作难度,提高工作效率。 3.2电子技术提高了电气工程的质量和性能 一般在电气系统当中一般在电气系统当中,由于电力系统的复杂性,使得电气系统不仅涉及面广系统不仅涉及面广,需要考虑的因素众多,不仅需要进行自身技术的替身,另外还涉及到一些电力行业的其他技术,综合性强强。电力电子技术的应用,大大的大大地减少了操作时间提高了操作效率高了操作效率,避免了操作失误,让整个设计更加的地严谨和实用实用。电力电子技术的技术不断进步,也使得其自身更具科学性,在应用时能够最大程度的地发挥其作用,也使得电气工程系统的质量更高程系统的质量更高,性能更强,让其组织结构更加合理科学。正是因为电力电子技术的重要性正是因为电力电子技术的重要性,因此必须对其更加重视,不断地进行技术的改进和突破断地进行技术的改进和突破,让电气工程有更好的发展。 4电子技术在电气工程中的实际应用 4.1变电站的电子技术应用 在变电站中在变电站中,电子技术应用也是非常广泛的,不仅可以有效提升变电站工作的效率效提升变电站工作的效率,一些人工操作的步骤也逐渐被取代,免除了繁重的工作量,有效避免由于人为操作而造成的工作失误作失误,使工作质量得到很大幅度的提升。相关工作人员通过借助电子技术过借助电子技术,实现对变电站一切工作的监督管理,及时的发展地发现工作中存在的一些潜在的安全隐患发展地发现工作中存在的一些潜在的安全隐患,并找出有效的方法的方法,使其得到有效地解决,最大程度的地减少事故发生的概率概率,为变电站一切工作的顺利进行提供可靠的保证。 4.2在发电厂中的电子技术应用 由于电气工程的复杂性由于电气工程的复杂性,在发电厂的管理中,由于其相关的互助设备多而杂的互助设备多而杂,导致在进行管理时不仅需要花费大量的人力物力,不仅经济效率低而且管理难度大。而电子技术的应用应用,可以进行较为集中的管理和监控,让后期管理工作节省了大量的工作内容了大量的工作内容,提高了工作效率,并且压缩了管理运行成本。电子技术在发电厂中的应用不仅使得发电厂的工作难度降低了降低了,而且让发电厂的运行更加的稳定安全。 5结束语 在国内的电气工程系统当中在国内的电气工程系统当中,因为电子技术的高稳定性、高质量高质量、应用范围广、可靠性强以及高技术好而得到了大量的地投入使用地投入使用,电子技术的大量使用让电气工程得到了发展和提高提高,两者之间相辅相成,互相影响互相进步。笔者根据相关的资料以及自身的经验对其进行了较为系统的阐述的资料以及自身的经验对其进行了较为系统的阐述,但是受到目前认知的局限到目前认知的局限,仍然还有一些不足,认识还比较浅显,还希望能够得到专家的指导希望能够得到专家的指导,对于国内的电气工程发展进行进一步的研究和发展一步的研究和发展,让当前的电力电子技术及电气工程能够得到更为成熟的发展和改进得到更为成熟的发展和改进,实现电网系统的健康可持续发展发展。 作者:覃小美 单位:佛山市高华电力设备有限公司 电力电气论文:建筑电气工程中电力电缆的应用 摘要: 电力电缆是建筑电气工程的重要组成部分之一,建筑电气工程作为一个整体化的系统,需要依赖电力电缆来保障其正常的运行。电力电缆的作用主要是在完成电能生产、运输及使用的基础上,保障电能的质量,使人民大众居住的社会环境安全、稳定。本文主要围绕电力电缆在建筑电气工程中的应用做出讨论与研究。 关键词: 电力电缆;建筑电气工程;应用研究 0引言 在建筑电气工程中敷设电力电缆是非常重要的工序之一,电力电缆在建筑电气工程中发挥着重要的作用。敷设电气电缆是建筑电气工程在施工过程中的一个主要项目,同时为建筑电气工程的质量提供了有力保障,为我国电力系统的安全运行保驾护航。 1电力电缆的敷设方法研究 在建筑电气工程的施工过程中,敷设电力电缆的方法有很多种,比如说:隧道敷设法、架空敷设法、直埋敷设法、穿管敷设法、浅槽敷设法、沟敷设法等等。敷设方法的选择并不是随机的,而是要结合施工地的具体情况来分析确定的,比如:施工地的城市发展规划方案、施工地周边的已有建筑物电力电缆的情况等。通过多年的具体施工经验及调查、分析总结,我们发现:从技术角度来说,隧道敷设法、沟敷设法在电力电缆进行施工、维护及检修的过程中具有优势;公用隧道敷设法的投资成本高、建筑材料的消耗量大,不适合国内的建筑电气工程,但在经济发达的国家具有很高的应用程度;直埋敷设法因其投资成本低,又称经济型敷设方法,在国内建筑电气工程施工中应用程度最高,但是如果发生电力电缆故障时,需要重新开挖电力电缆沟来进行检测与维修的工作,给人们的生活、交通等带来不便。 2电力电缆路径选择的研究 不同的企业在建筑电气工程施工过程中,对于电力电缆的路径要求不同,部分企业要求选择最短路径,这就为日后的建筑用电带来了极大的安全隐患。所以,选择电力电缆的路径要依据下面六条规定:一是电力电缆在受到机械外力的作用下,防止发生高温、腐蚀等危险;二是在确保电力系统安全的前提下选取电力电缆的最短路径;三是确保电力电缆的半径能够弯曲;四是确保开展敷设、维护、检修电力电缆工作的便利;五是确保电力电缆与即将开挖地段之间距离足够远;六是考量好排水系统,尽可能利用自然排水,必要时也可以选择其他排水方式。 3电力电缆截面筛选的分析 选择合适的电力电缆截面,可以延长其使用年限,维持电网的稳定运行,具有较高的安全性。所以,筛选电力电缆截面的方法主要有以下几点:一是温升,在已知发热条件的情况下,保证电力电缆在长期工作时的电流要比线路的工作电流大;二是经济电流密度,根据年费支出的最低的原则来对电力电缆的截面进行筛选(≤10kV的配电线路除外);三是电压损失方式,通过电压损失方式对电力电缆的截面进行校验,要保障所有电力设备的端电压符合标准要求。 4电力电缆型号选择的分析 油浸电缆、局绿意绝缘电缆、交联聚乙烯电缆是我国较为常用的电力电缆。随着生产技术及施工水平的不断提高,在建筑电气工程施工过程中,交联聚乙烯电缆得到了广泛应用。在对电力电缆的型号进行选择时,要根据施工地的具体情况进行选择,充分考虑到各种影响因素。 5电力电缆检测技术的分析 在建筑电气工程施工过程中,仅凭借施工人员的力量来确保配电线路的安全性与可靠性是不够的,为了实现排查故障及解决故障的及时性与有效性,还需要借助一些现代化的科技手段来检测管理电力电缆。比如:火灾漏电监测技术,电力电缆在发生漏电现象时,存在一定的火灾安全隐患,但并不一定会发生火灾,这就要求工作人员及时检查电力电缆,要重点排查长期漏电的电力电缆,防止火灾的发生。 6电力电缆施工中的有效方法分析 在建筑电气工程施工过程中要严格按照有关规定进行施工,其中以下几点要格外注意。一是敷设电力电缆之前,要认真核对电力电缆的型号,查验其规格是否符合相关规定,确定其线盘与保护层有无损坏现象及其两端是否受潮;二是敷设电力电缆的过程中,将其从盘的上方引出,禁止在支架上或地面上出现摩擦、拖拉现象,防止出现未处理的机械性损坏;采用直埋敷设法时,要注意敷设的速度,以往出现弯曲半径太小而出现电力电缆的损害;如果采用沟敷设法、隧道敷设法时,要明确电力电缆在支架上的位点,严格按照顺序敷设电力电缆,避免出现电力电缆交叉穿越的现象,同时要留出适当的伸缩余地。在机械牵引时,避免摩擦、挤压电力电缆,敷设速度要小于15m/min。 7结束语 在建筑电气工程中敷设电力电缆,要使用科学、合理的施工方法,以确保其安全性。在进行施工的过程中,要充分调查、研究施工地的具体情况,使用恰当的施工方式,同时还要保证遵守电力电缆的施工原则,旨在确保工程施工的质量。为了加大建筑电气工程施工及建筑用电的安全性,要根据实际情况选择电力电缆敷设的具体方法及选择截面、路径及型号合适的电力电缆。 作者:汤亮 单位:中科芯集成电路股份有限公司 电力电气论文:电力工程电气自动化技术解析 摘要: 我国在实现经济实力不断提升的同时,在科学技术领域也取得了十分瞩目的成绩。电力行业的发展与其他行业发展息息相关,是国家社会经济、文化等各项事业发展的基础力量。随着科学技术的不断发展和应用,其在电气行业中也得到十分广泛的运用。本文主要分析电气自动化技术在电力工程中的应用,旨在为促进电气行业实现健康发展提供一定的借鉴。 关键词: 电气自动化技术;电力工程;电网调度 由于新技术在电气企业中的广泛运用,电力自动化技术不断成熟起来,而且在电力工程的发展过程中发挥着举足轻重的作用,促使电气自动化持续发展。电气自动化技术能够有效利用其自动控制和自动检测功能,实现对电力系统的实时监控与远程性调节和控制。当前,我国的信息化技术水平逐渐提升,运用信息监测技术实现对整个电力工程的远程化操控。但是,电气自动化技术如何在电力工程中实现有效运用成为影响其发展的重要问题之一。 1电气自动化技术概述 电气自动化技术涉及到的电气装置功能有自动控制及检测功能,其能够有效实现对电力系统相关的远程性控制以及远程调节、监控。社会经济的不断发展带来电气企业的新生命,很多新型技术层出不穷,促使电力工程的自动化技术明显提升,电气自动化开始发展起来。后来,在信息化技术不断推进的过程中,电力工程不仅能够实现远程管理及控制,还能够运用信息技术监测完成大量工作。电气自动化技术可凭借网络对工程相关信息展开全方位分析及整理,使得电力系统实现稳定运作和发展。在运用电气自动化设备的过程中,电力工作人员的工作压力大大降低,在遭遇紧急情况的时候可采取有效的措施进行处理,进而保证电气工程实现稳定运行和发展。此外,电气自动化技术的使用范围相对较广,从电气的开关一直到整个电气工程都可运用,是推动电气工程持续进步的重要条件。 2电气自动化技术的实际运用意义 2.1提升电力系统自动化水平 我国总体科技水平的提升带动了电气自动化相关技术的发展。电气自动化技术在实际运用的过程中能够有效提升电力系统的自动化水准,利于电力工程的健康发展。电气自动化技术的运用对于电气设备的相关性能有更高的要求,需要对于现有的一些设备进行更新和升级,带动电气企业相关设备的更新换代。此外,电气自动化技术能够明显提升电力工程管理水准,使得企业管理工作更具有科学性、合理性,与现代的信息化标准相符[1]。最后,电气自动化技术在电力企业中的有效运用可有效促进其自身的发展,并迎合电力系统实际运行的相关需求。 2.2便于维护 电气自动化技术在电力工程中的运用,使得其维护工作更加便利。该技术在技术水平上要求相对较高,但维护工作较为简单。电气自动化设备和计算机等相关终端设备互相连接,可通过计算机进行操作,完成对电力设备的维护工作。在日常维护的工程中工作人员需要输入自身的数据和信息,促使电力系统可实现对相关运行数据等的科学调整,从而达到设备维护的相关要求。这种维护方式不但能够有效提升企业中对人力资源的有效利用,还能够降低工作压力,提升工作效率,利于实现企业的可持续发展[2]。 2.3提高工作效率 电气自动化技术的有效运用能够明显提升电力企业相关管理部门的工作效率。电气自动化技术的运用需要首先具备一定条件,需要电气工程相关企业能够在日常管理等工作中积极创造良好的环境。因此,企业为了能够真正发挥电气自动化技术的运用效果,努力实现电气设备的更新及有关技术的完善,从而促进管理人员工作效率的提升[3]。 3电气自动化技术在电气工程中的运用 3.1电网调度 电气工程在实际运行的过程中主要以显示器及计算机相关设备为工具展开电网调度工作,这种工作方式能够为以后电网调度工作的发展和研究提供信息依据。加入电气自动化技术之后,工作人员能够针对电网的实际运行状况展开实时监控,并快速传递相关信息数据等,促使电网调度的工作稳定开展。电网调度在整个电气工程中能够发挥重要作用,要想实现电气运行的有序发展,就需要高效完成电网调度工作[4]。传统意义上的电网调度工作中,一些工作人员不能及时对电力故障了解到位,导致一些安全事故发生并造成重大经济损失。运用电气自动化技术之后,工作人员可有效借助屏幕对电网实际运行的情况进行实时监控,尽快发现故障,并寻求解决办法,降低电力运行风险。 3.2变电站 由于电气自动化技术属于以计算机、现代化通信技术等相关电子技术为基础的技术类型,其能够使得电力企业实现对变电站设备的有效整合及优化设置,促使相关企业的人力资源利用率得到明显提升,并减少工作人员的工作量,降低工作压力,使得电力企业实现更快发展。因此,电气自动化技术运用在变电站的工程中,工作人员能够有效检测变电站设备日常的运行状况,促使电气设备的相关性能得到更为有效的发挥,保证电力系统的安全和稳定发展[5]。此外,电气自动化技术的有效运用促使一些传统设备开始被淘汰,变电站相关的电力运行状态被更好地管理和控制,实现电气设备的智能化发展。变电站运行过程中涉及的大量任务都需要借助电气自动化技术来得到实现,这为促进电力现代化的健康发展提供了良好的条件。 3.3分散测控系统自动化及计算机系统 分散测控系统属于发电厂日常运行系统的一部分,其主要通过高速数据通讯网络及工程师工作站等针对其日常生产的状态实现全程监控及测试。工作人员能够凭借过程控制单元在实际生产时有效接收电气量等相关信息,对运算得到的结果及相关参数等进行分析和处理,并完成对电网的监控工作,促使电气自动化的维护和控制等相关性能取得持续性提高。此外,电力工程中电气自动化技术的运用,有效引入了计算机操作系统,及时记录电力信息,并反馈电气设施的具体运行状况。计算机系统的有效运用还能够有效确认相关工作人员的具体工作信息,及时控制信息误差,提高所得数据的准确性。计算机操作系统还能够用于电力工程的日常管理工作中,监控电力运行情况,对相关的数据和信息展开详细分析,监督人员的工作情况。 4结语 在未来的发展过程中,电力系统将更多地运用电气自动化技术,逐步实现人工智能化等发展,为促进电力行业的可持续发展提供技术支持。如今,在国家经济水平逐步提升的过程中,电气自动化技术发展水平随之提高,促进电力系统实现健康发展。笔者先阐述电气自动化及其实际运用的意义,接着分析电气自动化在电气工程当中的有效运用,希望为促进电气行业的可持续发展提供帮助。 作者:胡诗和 单位:成都理工大学
电子设计自动化教学研究:电子设计自动化课程教学探讨 所谓EDA技术,是指以计算机和EDA软件为设计工具、以硬件描述语言为系统逻辑描述手段,以可编程逻辑器件设计载体、以电子系统设计和专用集成电路设计为目标的电子产品自动化设计过程。EDA是电子设计自动化(ElectronicDesignAutomation)的缩写。随着电子设计自动化技术的发展,其在众多领域得到了越来越广泛的应用,社会对此类技术人才的需要也不断增加,传统教学模式已不利于培养出适应市场需要的、具有较强动手能力的应用型人才,教学改革势在必行。提高EDA技术课程的教学质量与教学水平,形成有利于培养学生创新实践能力的先进教学理念和教学模式,培养出一大批符合时代要求和具有较强动手能力的学生。 一、教学中存在的问题 我国长期以来形成的教育模式较为封闭、单调,满堂灌的传统教学模式在教学中仍占据主体地位。在EDA技术这类实践性、应用性很强的专业课程的讲授中,如何提高学生实践能力是需要教师不断探究的问题。目前,课程教学归纳起来主要存在以下几个方面问题:教学方式上,除了大量采取了多媒体教学形式外,教学方式仍是单向灌输,学生在大多数情况下为被动接受,学习兴趣和积极性不高;教学过程中,以教师为中心,教学目标主要是知识的传播,但对知识运用涉及较少,且大多数由教师直接介绍给学生,侧重于讲解概念和机械式的演练,而要求学生独立思考并进行问题解决的不多,同时,由于课时有限而内容较多,以至于在课堂上没有学生发挥的时间;实验,多为验证性实验,缺少设计性和综合性实验,学生理论联系实际的能力不强;考核方式,仍采取传统考试的方式,重点考察对知识的记忆程度,缺乏对学生思维方法、分析和解决问题的训练。 二、改革措施 在EDA技术课程教学过程中,我们一直在研究如何提高教学效果,逐步完善教学大纲,不断整合教学内容,同时在教学方式、考核方式等方面也做了一定改革。“学中做,做中学”开启教学模式,激发学生学习兴趣 本课程主要讲授:EDA技术的基本知识;可编程逻辑器件的结构原理;VHDL语言;EDA开发系统的使用。如果在课程讲授初期按部就班从单纯介绍基本知识入手,学生对可编程器件和EDA技术设计流程没有感性的认识,这样听课会感到比较枯燥,没有学习兴趣,接受起来也比较困难。EDA技术实践性很强,侧重于应用,不需深入了解可编程逻辑器件的结构,就可完成一些数字电路的设计。 为了更好更高效地利用有限的学时,从EDA技术开发工具和实验系统介绍入手,帮助学生在感性上对EDA技术产生一定的认识,第一次课可以在实验室以绘制原理图的方式设计一个简单的电路,教师演示整个设计的过程,然后让学生学着再做一遍,这样学生很快对EDA技术设计流程有了很清晰的认识,调动了学习积极性,以后再接受其他知识时会有整体性的概念,也不再有盲目性。 “学为主,教为辅”的教学探索 实施素质教育,培养创新人才,提高学生的动手实践能力,应以学生自主学习为主,教师给予一定的引导。在VHDL语言的学习中,教师无需逐字逐句介绍语法规范语法要素及语句,在每次课结束后布置下次课学生应具备的电子电路知识,学生在课下可以利用一些时间进行相关知识资料的查询和学习,增强主观能动性。课堂上,教师对语句和相关语法简单介绍后,学生就可以用这些语句自行设计预习的逻辑电路,遇到问题大家共同探讨解决,培养学生获取知识的能力。以不同的项目为载体学习VHDL语言,让学生快速掌握EDA技术的基本内容,让学生在完成具体项目的过程中来构建相关理论知识。实践环节教学改革探索 精心设计实验内容,包括验证性、设计性和综合性实验。验证性实验主要是巩固所学的基础理论知识,熟练掌握软件开发工具的操作,综合性实验是课程的重点实验,学生是实验的首要开发者,可以培养学生的综合设计能力,提高学生分析问题、解决问题的能力,可以多设计一些综合性实验内容供学生选择。设计性实验不做具体要求,以自主学习为主,为对此知识领域感兴趣的同学作为课外的学习补充。另外,鼓励学生参与创新创业训练、电子设计大赛等各种实训活动,做好后续的课程设计和毕业设计工作。学生的设计成果如图一、图二所示:完善考核方式 采用“平时+实验+期末考试”相结合的考核方式,分值划分比例是:平时考勤10%、实验40%、期末考试50%,避免考试前突击背诵授课内容,更多重视平时学习过程的考核,注重动手实践能力的考核,充分调动学生的上课积极性。实验考核中包括预习情况、操作过程、实验结果和实验报告,严格考核每一环节。 三、结论 EDA技术课程在高校电子类专业教育中发挥着不容忽视的作用。本文从分析EDA课程教学中存在的问题出发,探讨了如何从教学方法、考核评价方式和教学模式等方面进行改革,提高了学生开发数字系统的能力,培养了学生主动获取知识、灵活运用知识的能力,为将来从事电子通信工程、测控技术等领域的工程应用打下坚实基础。 作者:娄莹 门英辉 单位:辽宁科技大学电子与信息工程学院 电子设计自动化教学研究:电子设计自动化课程教学创新 电子设计自动化(EDA:ElectronicDesignautomation)是将计算机技术应用于电子设计过程中而形成的一门新技术,[1]它已经被广泛应用于电子电路的设计和仿真、集成电路的版图设计、印刷电路板(PCB)的设计和可编程器件的编程等各项工作中。随着半导体技术及电子信息工业的不断发展,电子设计自动化技术在信息行业中的应用范围越来越广泛,应用领域也涉及产业链中的几乎任何一个环节。一方面是社会上对电子设计自动化人才的急需,另一方面是我国高校中电子设计自动化人才培养的落后,两者之间的矛盾也促使众多的高校开始在电子信息、微电子技术等专业中开设“电子设计自动化”课程。如今,该课程已成为众多信息类学科的专业必修课,这为我国电子设计自动化人才的培养和充实做出了巨大的贡献。“电子设计自动化”课程教学效果直接影响着人才培养的质量,因此,优秀的教学方法和教学质量是教学过程中必须重视的。笔者根据近几年的教学经历,总结经验,开拓创新,形成了一套特有的教学方法,旨在培养出基础牢、思路清、知识广、能力强的电子设计自动化人才。 一、“电子设计自动化”课程教学的特点 电子设计自动化是一个较为宽泛的概念,它涵盖了电路设计、电路测试与验证、版图设计、PCB板开发等各个不同的应用范围。而当前“电子设计自动化”课程设置多数侧重电路设计部分,即采用硬件描述语言设计数字电路。因此,该课程的教学具非常突出的特点。 1.既要有广度,又要有深度 有广度即在教学过程中需要把电子设计自动化所包含的各个不同的应用环节都要让学生了解,从而使学生从整个产业链的角度出发,把握电子设计自动化的真正含义,以便于他们建立起一个全局概念。有深度即在教学过程中紧抓电路设计这个重点,着重讲解如何使用硬件描述语言设计硬件电路,使学生具备电路设计的具体技能,并能够应用于实践和工作当中。 2.突出硬件电路设计的概念 在众多高校开设的“电子设计自动化”课程中,多数是以硬件描述语言VHDL作为学习重点的。而VHDL语言是一门比较特殊的语言,与C语言、汇编语言等存在很大的不同。因此,在教学过程中首先要让学生明白这门语言与前期所学的其他语言的区别,并通过实例,如CPU的设计及制造过程,让学生明白VHDL等硬件描述语言的真正用途,并将硬件电路设计的概念贯穿整个教学过程。 3.理论与实践并重 “电子设计自动化”是一门理论性与实践性都很强的课程,必须两者并重,才能收到良好的教学效果。在理论学习中要突显语法要点和电路设计思想,[2]并通过实践将这些语法与设计思想得以加强和巩固,同时在实践中锻炼学生的创新能力。 二、“电子设计自动化”课程教学方法总结 良好的教学方法能起到事半功倍的效果。因此,针对“电子设计自动化”课程的教学特点,笔者根据近几年的教学经验总结了一些行之有效的教学方法。 1.以生动的形式带领学生进入电子设计自动化的世界 电子设计自动化对学生来说是一个全新的概念。如何让他们能够快速地进入到这个世界中,并了解这个世界的大概,从而对这个领域产生兴趣,是每个老师在这门课授课之前必须要做的一件事情。教师可以采用一些现代化的多媒体授课技术,让学生更直观地了解电子设计自动化。由于电子设计自动化是一个很抽象的概念,因此,可以通过播放视频、图片等一些比较直观的内容来让学生了解这个领域。从学生最熟悉的电脑CPU引入,通过一段“CPU从设计到制造过程”的视频,让学生了解集成电路设计与制造的流程与方法,并引出集成电路这个概念。通过早期的集成电路与现在的集成电路的图片对比,引出EDA的概念,并详细讲解EDA对于集成电路行业的发展所作的巨大贡献。在教学过程中,通过向学生介绍一些使用EDA技术实现的当前比较主流的产品及其应用,提高学生对EDA的具体认识。这些方法不仅使学生对EDA相关的产业有了相应的了解,更激发了学生的学习兴趣,使学生能够踊跃地投入到“电子设计自动化”的学习中。 2.以实例展开理论教学 “电子设计自动化”的学习内容包含三大部分:[3]硬件描述语言(以VHDL语言为学习对象)、开发软件(以QUARTUSII为学习对象)和实验用开发板(以FPGA开发板为学习对象)。硬件描述语言的学习属于理论学习部分,是重中之重。对于一门编程语言的学习来说,语法和编程思想是学习要点。在传统的编程语言学习的过程中,通常都是将语法作为主线,结合语法实例逐渐形成编程思想。这种学习方法会使学生陷入到学编程语言就是学习语法的误区中,不仅不能学到精髓,还会因为枯燥乏味而产生厌倦感。如何能使学生既能掌握电路设计的方法,又轻松掌握语法规则是一个教学难题。笔者改变传统观念,将编程思想的学习作为教学主线,在理论学习过程中,以具体电路实例为基础,引导学生从分析电路的功能入手,熟悉将电路功能转换为相应的程序语句的过程,并掌握如何将这些语句按照规则组织成一个完整无误的程序。在此过程中,不断引入新的语法规则。由于整个过程中学生的思考重点都放在电路功能的实现上,而语法的学习就显得不那么突兀,也不会产生厌倦感。由于语法时刻都需要用到且容易忘记,因此在后期的实例讲解过程中需要不断地巩固之前所学过的语法现象,以避免学生遗忘,以此让学生明白,学习编程语言的真正目的是为了应用于电路设计。通过一些实践,学生体会到语言学习的成就感,进一步提高了学习兴趣,此方法收到了良好的教学效果。 3.将硬件电路设计的概念贯穿始终 硬件描述语言与软件语言有本质区别。很多学生由于不了解硬件描述语言的特点,在学习过程中很容易将之前所学的C语言等软件编程语言的思维惯性的应用于VHDL语言的学习过程中,这对于掌握硬件电路设计的实质有非常大的阻碍。因此,在教学过程中,从最初引入到最后设计电路,都要始终将硬件电路设计的概念和思维方式贯穿其中。在讲述应用实例时,需要向学生分析该例中的语句和硬件电路的关系,并强调这些语句与软件语言的区别。以if语句为例,在VHDL语言中,if语句的不同应用可以产生不同的电路结构。完整的if语句产生纯组合电路,不完整的if语句将产生时序电路,如果应用不当,会在电路中引入不必要的存储单元,增加电路模块,耗费资源。[4]而对于软件语言,并没有完整if语句与不完整if语句之分。为了让学生更深刻地理解不同的if语句对应的硬件电路结构特性,可以通过一个小实例综合之后的电路结构图来说明。 (1)(2)两个程序唯一的不同点在于:程序(1)中使用的是elsif语句,是一个不完整的if语句描述,而程序(2)使用的是else语句,是一个完整的if语句描述。这一条语句的区别却决定了两个程序的电路结构有很大的不同。(1)综合的结果是一个时序电路,电路结构复杂,如图1所示。而(2)综合的结果是一个纯组合电路,电路结构非常简单,如图2所示。通过综合后的电路图比较,学生更深刻理解这两类语句的区别。强化硬件电路设计的思想,可以促使学生逐渐形成一种规范、高效、资源节约的设计风格,培养一个优秀的硬件电路设计工程师。 4.通过实践拓展强化学生动手能力 “电子设计自动化”是一门实用性很强的课程,学生在学完该课程后必须具备一定的硬件电路设计和调试的能力,因此在教学中需要不断地用实践训练来强化学生在课堂所学习的理论知识,并使他们达到能够独立设计较复杂硬件电路的能力。笔者在教学过程中鼓励学生将课程实践和毕业设计内容相结合的方法,让学生强化实践能力,收到了良好的效果。学习“电子设计自动化”课程的学生基本上都是即将进入大四,此时他们的毕业设计已经开始进入选题,开始了初步设计的过程。笔者先在实验课堂向学生布置一些常用硬件电路设计的题目,比如交通灯、自动售货机、电梯控制器等,让学生体会电子设计自动化课程的实用性,激发他们的思考和学习兴趣。在此基础上分组组建实践小团队,让每组学生共同完成一个较复杂的电路系统,比如遥控小车、温度测控系统等,鼓励他们将所做的内容与毕业设计对接。其中大部分同学通过这些训练都可以掌握硬件电路设计的基本方法和流程,有一部分同学还能设计出比较出色的作品。此过程不仅让学生体会到了学习知识的快乐,也培养了他们的团队协作精神,为他们以后的继续深造和工作做了铺垫。 三、结束语 掌握“电子设计自动化”课程的特点,有针对性地改善教学方法,充分调动学生的学习积极性,强化理论和实践教学相结合,一方面使学生把握课程的全局性,了解和熟悉电子设计自动化行业的状况和最新动态;另一方面培养学生具有扎实的理论基础和良好的动手能力,培养出厚基础、重实践、有创新的高素质人才,具有重要的社会意义。 电子设计自动化教学研究:电子设计自动化的课程特点与教学革新 电子设计自动化(EDA:ElectronicDesignautomation)是将计算机技术应用于电子设计过程中而形成的一门新技术,[1]它已经被广泛应用于电子电路的设计和仿真、集成电路的版图设计、印刷电路板(PCB)的设计和可编程器件的编程等各项工作中。随着半导体技术及电子信息工业的不断发展,电子设计自动化技术在信息行业中的应用范围越来越广泛,应用领域也涉及产业链中的几乎任何一个环节。一方面是社会上对电子设计自动化人才的急需,另一方面是我国高校中电子设计自动化人才培养的落后,两者之间的矛盾也促使众多的高校开始在电子信息、微电子技术等专业中开设“电子设计自动化”课程。如今,该课程已成为众多信息类学科的专业必修课,这为我国电子设计自动化人才的培养和充实做出了巨大的贡献。 “电子设计自动化”课程教学效果直接影响着人才培养的质量,因此,优秀的教学方法和教学质量是教学过程中必须重视的。笔者根据近几年的教学经历,总结经验,开拓创新,形成了一套特有的教学方法,旨在培养出基础牢、思路清、知识广、能力强的电子设计自动化人才。 一、“电子设计自动化”课程教学的特点 电子设计自动化是一个较为宽泛的概念,它涵盖了电路设计、电路测试与验证、版图设计、PCB板开发等各个不同的应用范围。而当前“电子设计自动化”课程设置多数侧重电路设计部分,即采用硬件描述语言设计数字电路。因此,该课程的教学具非常突出的特点。 1.既要有广度,又要有深度 有广度即在教学过程中需要把电子设计自动化所包含的各个不同的应用环节都要让学生了解,从而使学生从整个产业链的角度出发,把握电子设计自动化的真正含义,以便于他们建立起一个全局概念。有深度即在教学过程中紧抓电路设计这个重点,着重讲解如何使用硬件描述语言设计硬件电路,使学生具备电路设计的具体技能,并能够应用于实践和工作当中。 2.突出硬件电路设计的概念 在众多高校开设的“电子设计自动化”课程中,多数是以硬件描述语言VHDL作为学习重点的。而VHDL语言是一门比较特殊的语言,与C语言、汇编语言等存在很大的不同。因此,在教学过程中首先要让学生明白这门语言与前期所学的其他语言的区别,并通过实例,如CPU的设计及制造过程,让学生明白VHDL等硬件描述语言的真正用途,并将硬件电路设计的概念贯穿整个教学过程。 3.理论与实践并重 “电子设计自动化”是一门理论性与实践性都很强的课程,必须两者并重,才能收到良好的教学效果。在理论学习中要突显语法要点和电路设计思想,[2]并通过实践将这些语法与设计思想得以加强和巩固,同时在实践中锻炼学生的创新能力。 二、“电子设计自动化”课程教学方法总结 良好的教学方法能起到事半功倍的效果。因此,针对“电子设计自动化”课程的教学特点,笔者根据近几年的教学经验总结了一些行之有效的教学方法。 1.以生动的形式带领学生进入电子设计自动化的世界 电子设计自动化对学生来说是一个全新的概念。如何让他们能够快速地进入到这个世界中,并了解这个世界的大概,从而对这个领域产生兴趣,是每个老师在这门课授课之前必须要做的一件事情。教师可以采用一些现代化的多媒体授课技术,让学生更直观地了解电子设计自动化。由于电子设计自动化是一个很抽象的概念,因此,可以通过播放视频、图片等一些比较直观的内容来让学生了解这个领域。从学生最熟悉的电脑CPU引入,通过一段“CPU从设计到制造过程”的视频,让学生了解集成电路设计与制造的流程与方法,并引出集成电路这个概念。通过早期的集成电路与现在的集成电路的图片对比,引出EDA的概念,并详细讲解EDA对于集成电路行业的发展所作的巨大贡献。在教学过程中,通过向学生介绍一些使用EDA技术实现的当前比较主流的产品及其应用,提高学生对EDA的具体认识。这些方法不仅使学生对EDA相关的产业有了相应的了解,更激发了学生的学习兴趣,使学生能够踊跃地投入到“电子设计自动化”的学习中。 2.以实例展开理论教学 “电子设计自动化”的学习内容包含三大部分:[3]硬件描述语言(以VHDL语言为学习对象)、开发软件(以QUARTUSII为学习对象)和实验用开发板(以FPGA开发板为学习对象)。硬件描述语言的学习属于理论学习部分,是重中之重。对于一门编程语言的学习来说,语法和编程思想是学习要点。在传统的编程语言学习的过程中,通常都是将语法作为主线,结合语法实例逐渐形成编程思想。这种学习方法会使学生陷入到学编程语言就是学习语法的误区中,不仅不能学到精髓,还会因为枯燥乏味而产生厌倦感。如何能使学生既能掌握电路设计的方法,又轻松掌握语法规则是一个教学难题。笔者改变传统观念,将编程思想的学习作为教学主线,在理论学习过程中,以具体电路实例为基础,引导学生从分析电路的功能入手,熟悉将电路功能转换为相应的程序语句的过程,并掌握如何将这些语句按照规则组织成一个完整无误的程序。在此过程中,不断引入新的语法规则。由于整个过程中学生的思考重点都放在电路功能的实现上,而语法的学习就显得不那么突兀,也不会产生厌倦感。由于语法时刻都需要用到且容易忘记,因此在后期的实例讲解过程中需要不断地巩固之前所学过的语法现象,以避免学生遗忘,以此让学生明白,学习编程语言的真正目的是为了应用于电路设计。通过一些实践,学生体会到语言学习的成就感,进一步提高了学习兴趣,此方法收到了良好的教学效果。 3.将硬件电路设计的概念贯穿始终 硬件描述语言与软件语言有本质区别。很多学生由于不了解硬件描述语言的特点,在学习过程中很容易将之前所学的C语言等软件编程语言的思维惯性的应用于VHDL语言的学习过程中,这对于掌握硬件电路设计的实质有非常大的阻碍。因此,在教学过程中,从最初引入到最后设计电路,都要始终将硬件电路设计的概念和思维方式贯穿其中。在讲述应用实例时,需要向学生分析该例中的语句和硬件电路的关系,并强调这些语句与软件语言的区别。以if语句为例,在VHDL语言中,if语句的不同应用可以产生不同的电路结构。完整的if语句产生纯组合电路,不完整的if语句将产生时序电路,如果应用不当,会在电路中引入不必要的存储单元,增加电路模块,耗费资源。[4]而对于软件语言,并没有完整if语句与不完整if语句之分。为了让学生更深刻地理解不同的if语句对应的硬件电路结构特性,可以通过一个小实例综合之后的电路结构图来说明。 这一条语句的区别却决定了两个程序的电路结构有很大的不同。(1)综合的结果是一个时序电路,电路结构复杂,如图1所示。而(2)综合的结果是一个纯组合电路,电路结构非常简单,如图2所示。通过综合后的电路图比较,学生更深刻理解这两类语句的区别。强化硬件电路设计的思想,可以促使学生逐渐形成一种规范、高效、资源节约的设计风格,培养一个优秀的硬件电路设计工程师。 4.通过实践拓展强化学生动手能力 “电子设计自动化”是一门实用性很强的课程,学生在学完该课程后必须具备一定的硬件电路设计和调试的能力,因此在教学中需要不断地用实践训练来强化学生在课堂所学习的理论知识,并使他们达到能够独立设计较复杂硬件电路的能力。笔者在教学过程中鼓励学生将课程实践和毕业设计内容相结合的方法,让学生强化实践能力,收到了良好的效果。学习“电子设计自动化”课程的学生基本上都是即将进入大四,此时他们的毕业设计已经开始进入选题,开始了初步设计的过程。笔者先在实验课堂向学生布置一些常用硬件电路设计的题目,比如交通灯、自动售货机、电梯控制器等,让学生体会电子设计自动化课程的实用性,激发他们的思考和学习兴趣。在此基础上分组组建实践小团队,让每组学生共同完成一个较复杂的电路系统,比如遥控小车、温度测控系统等,鼓励他们将所做的内容与毕业设计对接。其中大部分同学通过这些训练都可以掌握硬件电路设计的基本方法和流程,有一部分同学还能设计出比较出色的作品。此过程不仅让学生体会到了学习知识的快乐,也培养了他们的团队协作精神,为他们以后的继续深造和工作做了铺垫。 三、结束语 掌握“电子设计自动化”课程的特点,有针对性地改善教学方法,充分调动学生的学习积极性,强化理论和实践教学相结合,一方面使学生把握课程的全局性,了解和熟悉电子设计自动化行业的状况和最新动态;另一方面培养学生具有扎实的理论基础和良好的动手能力,培养出厚基础、重实践、有创新的高素质人才,具有重要的社会意义。 电子设计自动化教学研究:电子设计自动化教学尝试及分析 一、EDA技术概述 EDA(ElectronicDesignAutomation)是指以计算机为工作平台,融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成功的电子CAD通用软件包。主要能辅助进行三方面的设计工作,既IC设计、电子电路设计和PCB设计。EDA技术经过了三个阶段的发展。从70年代的(CAD)阶段和80年代的(CAE)阶段,到90年代的电子系统设计自动化(EDA)阶段。EDA技术代表了当今电子设计技术的最新发展方向。它不仅为电子技术设计人员提供了“自顶向下”的设计理念,同时也为教学提供了一个极为便捷的、科学的实验教学平台。电工电子类专业课程中的电工基础、模拟电子技术、数字电子技术都可以通过EDA仿真软件,进行电路图的绘制、设计、仿真试验和分析。应该说将EDA仿真软件应用到电工、电子类专业的教学中是一种教学手段的创新,也是提高教学质量的优选方法。 1.电子类课程引入EDA技术的必要性 电子线路课程是电子类专业的支柱性课程,它要求学生熟悉各种电子器件,掌握电路图的识读、绘制以及电路工作原理,还要学会掌握和合理运用分析方法。EDA软件正是提供了各种支持,恰到好处地符合这样的教学要求。同样,电子线路课程又是一个紧密联系实践的课程,EDA软件的强大的仿真功能更是能把实践带入课堂,带入教学的每一个环节中去。2.EDA人才的需要使EDA的应用逐步走向实用化EDA技术已成为现代电子系统设计和电子产品研制开发的最有效的工具,是电子工程师们使用的一种基本工具。市场对EDA人才有着迫切的需求,熟悉EDA技术的学生将受到用人单位的欢迎。因此,将EDA技术引入高校电子类专业的课程中,是培养创新和实用人才的需要。 3.教学方式改革的需要 在电子类课程的教学中,将一些内容较难、图形较多、用语言和文字难以表达或不易理解的抽象、复杂的变化过程,通过EDA的仿真,以波形或曲线的形式生动直观地演示出来,不仅可以提高学生的学习兴趣,有利于学生对所授内容的理解,提高教学质量,还可以节省课堂板书时间,扩展讲授内容,获得事半功倍的效果。此外由于EDA软件向用户提供了各种电子测试仪器和分析工具,应用EDA进行实验教学可以节省实验经费,缩短实验时间,提高实验的效率和效果。因此,在教学中引入EDA也是教学内容与手段改革的必然趋势。 二、EDA技术在教学中的作用 1.EDA技术在电子技术课程实验教学中的作用 实验教学是电子线路教学的重要环节,通过实验能够巩固电子线路基础知识,培养学生的实践技能、动手能力和分析问题及解决问题的能力,启发学生的创新意识和创新思维潜力。TinaPro这款优秀的EDA软件提供了上千种电子元器件和十数种仪器仪表,完全能够虚拟各种电子实验,区别于应用实体的实际硬件实验,它叫虚拟实验。 虚拟实验在实验教学中的应用主要表现在以下三个方面: (1)学校缺少某项实验的实验设备时,虚拟实验可以代替硬件实验有些学校由于缺少实验设备,部分硬件实验无法展开,就完全可以用虚拟实验代替。虚拟实验的一大特点就是不受实验设备、场地的条件限制,只要有计算机,有EDA软件(如TinaPro),几乎所有的实验都难不住它。(它的元器件库无所不包,而且具有网上更新的功能,它的虚拟仪器也是应有尽有,而且直观性强)。 (2)同一实验课题,在开展硬件实验的同时,可以辅以虚拟实验硬件实验和虚拟实验在教学效果上各有所长,硬件实验的主导地位是勿庸置疑的,它使学生直接面对真实对象,进行真实操作,获得直接经验,这是虚拟实验所无法作到的。而虚拟实验有更为优秀的分析技术,例如在很多仪器仪表中引入指针,使实验数据更易获得,实验现象更为明显,EDA软件中又具有经典的仿真分析方法,能轻而易举地实现瞬时现象的捕捉,也能把很长时间的现象展现于一秒,这也是实际仪器不能敌的。所以,同一个课题,开展实际硬件实验可使学生锻炼动手能力,获得直接经验。开展虚拟实验,有助于对实验现象的观察和实验数据的获得,最终有利于分析和实验结论的获得。 (3)开展具有创造性的开放式实验以前在作实验前,教师处于对实验器材和学生安全的保护必先嘱咐学生不准动这,不准动那,使学生做起实验来束手束脚,学生的想象力和创造力得不到发挥。其实很多时候,学生对实验内容是有自己的独到的想法的。如果能够利用虚拟实验技术,拿出有意义的课题,进行开放式的实验,学生在实验中,可以发挥自己的创造力,对电路进行别出心裁的修改,对电路的分析和测试做不同的尝试,使学生完全成为实验电路的剖析者和探索者,又不必担心会损坏任何器件或仪器。这样既拓展了实验范围,又培养了学生的创新意识。 2.EDA在课程设计和毕业设计中的应用 课程设计和毕业设计是高等职业教学的一个非常重要的环节。目前课程设计和毕业设计工程应用类题目不少,但是由于毕业设计经费较少、器件、仪器设备不足及其它原因,毕业设计结果往往是原理性讨论和分析。不能进行实际的调试和验证,学生仍停留在原理分析上,而不能经历实际研究设计的实践过程。毕业设计的效果大打折扣。我院电子系在毕业设计过程中引入EDA技术,对所设计的电路进行模拟仿真,在答辩时进行演示,并要求学生制作样机,样机的印刷电路板必须用Protel软件进行绘制,这样既保证毕业设计质量,又能提高学生的实践动手能力和开发能力,不失是克服现在毕业设计存在的问题的一种途径。 另外从几届毕业生就业的情况分析,掌握了CAD技术和EDA技术,在就业时就表现出较强的竞争力。我院在三年多的EDA教学实践中取得了一些效果和体会,通过一段时间EDA教学实践,使学生了解和初步掌握了最先进的电子系统设计技术,学习了电子设计自动化方法和设计思想,并培养了他们的抽象思维能力,提高了学生学习应用电子技术课程知识解决实际问题的能力,锻炼了学生应用EDA技术解决小型电子电路系统设计的能力,对毕业设计及将来在工作中应用EDA技术打下初步的基础。学生通过学习,普遍认识到EDA技术在当今社会的重要性,认为EDA技术是一门十分有用的学科,它必将取代传统设计方法而成为主要的设计手段。EDA技术是一门实践性很强的课程,我们把高职EDA教学的重点放在要求学生掌握印刷线路板设计与制作能力,掌握利用EDA技术进行电路分析与仿真的基本技能,同时要求学生把理论课上学习的知识应用到学生自己的实践环节中去。我们通过加强学生上机操作训练和实际动手操作环节,使学生在掌握理论课所学内容的同时获得了实际的操作训练,提高了本课程的教学质量。 我院EDA教学重点是要求学生掌握Protel和TinaPro软件的使用,能够独立进行计算机电子电路辅助设计与电路分析、仿真,加强学生实际动手能力,在此基础上我们还向学生介绍了其它EDA技术,如TinaPro软件的仿真应用和Protel最新版本软件等,从而扩大了学生的知识面,为将来学生从事电子产品开发奠定了基础。EDA技术发展非常快,作为教学不可能与学生毕业所面临的工作一模一样。EDA教学应立足于培养学生对EDA技术基本方法的掌握和应用,学生需要在今后的工作中不断学习,对他们进行学习先进技术能力的培养更为重要。参与EDA教学的教师应不断通过自身的学习提高,把世界上最先进的技术和最新的知识带学生,起到抛砖引玉的作用。综上所述,在当前高校电子技术课程的教学当中,为适应电子技术的发展和社会发展对人才的需求,引入EDA技术是十分必要的,它能加快教学手段现代化的进程,加强理论联系实际,巩固学生的专业知识,培养学生的实践动手能力,加强教师对所授课程的更深层次理解,极大地促进电子技术教学和科研水平的进一步提高。 电子设计自动化教学研究:电子设计自动化运用案例教学革新 1910年,美国哈佛商学院最先使用案例教学,开创了案例教学的先河,为社会培养了大量杰出的工商界骄子,使得案例教学法成为一种风靡全球的、被认为是代表未来教育方向的成功教育模式[1]。案例教学法于20世纪80年代初传入我国,在我国的推广实施已有30多年,它起初应用于法学和医学专业的教学,其后运用于管理专业的教学,但应用于工科专业则鲜见报道。 一、在电子设计自动化教学中引入案例教学法的必要性 传统的电子设计自动化课程的教学往往采用讲授法,以“教”为中心,即以教师为主体,由教师提供教学资料,组织和控制教学过程。“教法”制约了“学法”,造成学生只能“照葫芦画瓢”,完全被动,使学生的知识迁移能力大大下降,阻碍了学生创造性的发挥,不利于培养学生独立思考、分析、解决问题的能力[2]。案例教学法则通过教师采用案例引导来说明理论知识,学生通过案例的研究分析加深对理论知识的理解。在教学实践中通过深入讨论,激发学生的兴趣,增加他们的感性认识,提高他们的分析、归纳、总结能力。在电子设计中,对于同一工程可能有不同的设计方案,因此,围绕同一案例,促使学生思考,激发学生的潜能非常重要。此外,在教师指导下学生通过对电路实例故障的思考、分析和辩论,就问题做出判断和决策,可以进一步提高学生思考、分析和解决问题的能力。教学过程不仅是学生掌握知识的过程,更是学生学会学习、获得经验、启发创造、激励探索、提高能力的过程。在电子设计自动化的教学中引入案例教学法,对于适应课程的实践性和综合性要求,解决课时少、容量大的矛盾,调动学生学习的自觉性和主动性,提高学生自学能力和实践能力,改善教学效果,大有裨益。 二、电子设计自动化教学中案例设计及选择的原则 案例教学法以案例为教学的起点,选择恰当的案例是成功实施案例教学的前提。案例也称个案、个例、事例或实例,具体来讲是指社会存在的、能够对教学中的基本理论或原理进行说明、阐述、分析以及引起争鸣讨论的行为或事件[3]。教学案例的选择直接影响教学效果的优劣。案例教学的目的是让学生在“做中学”,通过案例操作,掌握课程中的理论、原理、操作方法、技巧等,加深对课程重点和难点的理解和掌握[4]。一般而言,在选择电子设计自动化课程的案例时应把握以下原则。 (一)针对性 教师在课前要依据教学目标有针对性地选择案例,做到有的放矢。案例的内容要与知识点有机结合。此外,还要考虑案例在教学环节中的适用性。 (二)实效性 电子设计自动化技术的发展非常迅猛,教师要多选用一些紧扣时代脉搏的典型事例作为关注点,这样可以点燃学生的学习激情。 (三)趣味性 从案例内容来讲,趣味性是可读性的主要元素;从学生心理来讲,趣味性可以启发学生的学习动机。因此,所选案例应生动有趣,内容丰富多彩,贴近学生生活。 (四)适中性 案例的选择要考虑学生的年龄特征和认知水平,做到难易适当。太难的案例往往使学生因知识储备不足而无从下手,进而丧失参与的兴趣;太简单的案例,不仅降低了教学的要求,而且也无助于学生思维的锻炼。 (五)完整性 案例教学不同于通常教学中的举例,其最大区别是案例具有完整性、综合性特征。 三、案例教学法实施实例 案例教学法是一种与传统的教学方法迥异并且有诸多优点的教学方法。尽管这种教学方法可以迁移到电子设计自动化的教学中,但如果教师对此不做深入的探究,实施起来很容易陷入误区。作为一种比较成熟的教学方法, 案例教学法具有相对稳定的操作模式(见图1)。下面笔者以图形输入和文本输入混合设计这一教学环节为例,谈谈电子设计自动化课程教学中案例教学法的实施过程。(一)案例设计 对于这一教学环节,笔者设计了一个生活中常见的四人智力竞赛抢答器的案例。以此为契机,指导学生阅读案例要求,力求引起学生的反应,唤起学生的问题意识,为下面的讨论、交流奠定基础。 (二)案例分析与功能分解 笔者首先对相关资料用多媒体展示,引出数字电路设计过程,提出自上向下的设计思想,并用多媒体演示框图,然后与学生一起分析讨论,即以半开放式分析,指导学生从数码显示器到译码器、编码器分步设计电路[5]。这时教师要对学生提出预先设计好的问题,例如如何使译码器正确显示三号和四号选手的数码3、4,以及如何使译码器和编码器正确衔接,通过人为地在电路中设置故障,引导学生围绕问题对案例进行分析,促使学生运用理论知识和实验技能进行独立思考和分析,发挥学生在教学过程中的主体作用,逐步提高学生分析问题和解决问题的能力。在这个阶段,根据实际情况引导学生从多角度进行独立思考或小组讨论。 (三)设计理论与方法讨论 经过前面的“思维过程”,学生的情绪达到了亢奋状态,急需交流自己的所看、所思、所想、所惑,急需针对老师提出的问题发表自己的看法。这时,笔者安排学生汇报分析结果,并组织学生评议。之后,再对案例进行全面、深刻的分析、讲解、释疑,概括出规律性的知识,帮助学生形成完整的认知体系。 (四)案例综合评价,提升学习水平 学生在分析案例的过程中经常会跟着思维惯性走,这样在认识上难免产生一些偏差。为了规避这些偏差,笔者运用多种方式从阅读案例的能力、分析案例的能力、已有经验、合作参与意识、思维拓展情况、知识迁移能力、语言表达能力等方面对学习活动的整个过程进行了总结、评价、反馈,促使学生查缺补漏,自我改进。 (五)及时进行总结反思 在案例学习结束后,笔者要求学生简要写一个案例学结报告。该报告中包含是否达到案例设计的目的和要求;在案例的基础上是否有拓展和创新,并写出创新和拓展的内容与方案;对设计中仍然存在的困惑,通过反思进一步加深对案例的认识,真正做到理论和实践的相结合[5]。 而笔者在课后也及时地从以下几方面进行总结,以便更好地在教学实践中运用案例教学法,包括案例的选择是否合理,换成其他案例效果如何?教师的组织是否到位,学生的参与程度如何?案例分析是否深刻?讨论氛围是否和谐?评价是否科学合理?创新、不足之处分别在哪里等。这样的总结和反思具有批判性和总结性的属性,有助于使教和学双方都显得有活力,形成一种较好的良性循环。在电子设计自动化的理论授课过程中,我们实施了案例教学法,学生很好地掌握了本门课程的重点内容EDA设计软件及VHDL语言。在电子设计自动化的课程设计中同样采用了案例教学法,学生发挥主观能动性做出了各种各样的作品。通过案例教学法的实施,学生在系统设计、方案论证、整机装调、选用新器件及创新能力与合作精神等方面得到了全面提高,学习过电子设计自动化这门课程的学生中有多人因为熟悉了现代数字系统的设计方法,有很强的思维能力及电子产品开发、设计制造、故障分析及调试维修的能力,在全国大学生电子设计大赛以及大学生桃战杯中曾获得全国一、二等奖及河南省一、二、三等奖。这类学生在毕业设计和科研中,独立工作的能力较强,有很强的团队协作精神,受到了教师的欢迎和好评,在应聘时全被用人单位优选。 四、电子设计自动化课程案例教学法中需要注意的问题 案例教学法作为一种交互式教学方法,能够调动学生学习的积极性、主动性和自觉性,提高理论知识的学习效率,促进学生思考能力和实际操作能力的提高。但在实施过程中也发现一些需要注意的问题,主要有以下几方面。 1.案例教学法不能替代传统的理论学习和讲授,在课时安排上要兼顾理论讲授和案例教学,教学方法本身并不具有普遍意义任何一种教学方法都有一定的适用性,案例教学法也不例外。电子设计自动化技术具有综合性、实践性、工具性、时代性等特点,基于这些特点,教学过程可采用多种教学方法。但无论采用哪种方法,都要考虑到教学方法本身的特性以及教学内容的需求。在电子设计自动化课程的教学中,案例教学的比例不能强求,要因内容不同而选择适当的教学模式。基本概念、基本原理和基本方法必须通过课堂讲授,要注意适当的选择案例,选择合适的讨论内容。 2.案例教学法就目前的运用效果来看,仍然存在一些局限性案例的合理设计,特别是内容丰富、结构新颖、可以举一反三、触类旁通的有典型代表意义的案例设计较为困难,需要教师花大量的时间和精力。学生长期接受传统的讲授法教学模式,学习积极性不高,难于适应勤于思考,踊跃发言探讨的案例教学模式,所以教师要善于引导,牢牢把握教师主导、学生主体的宗旨,要采用多种教学手段,营造良好的学习氛围,避免教学过程中的冷场。 3.不能将案例教学法和举例教学法混为一谈举例教学法是从理论联系实际的角度出发,在讲解理论时列举一些典型的例子来说明理论。而案例教学法以案例为基础,通过师生的分析、讨论、交流,旨在发现案例中所蕴涵的基本理论或原理。 4.组织实施过程名不符实在研究的过程中,笔者还发现了这样一些情形:有些教师在课堂上引用了案例,但教学方式依然是传统的“灌输式”教学;有些教师在课堂上只把案例呈现给学生,教师不引导、不总结,甘做“甩手掌柜”;还有些教师招呼学生漫无边际地议论一番,并未把握问题的实质。 5.在教学中要尽量创造条件,如能提供模拟仿真的环境、教室、座位的布置等案例教学要求教师具备相当的知识、经验和技巧,能营造一种以学生为主体的环境氛围。
智能建筑电气安装探讨:强化智能建筑电气安装质量监控的思考 摘要:近年来,一批智能化楼宇的出现,对智能建筑电气安装的质量提出的了更高的要求。保证智能建筑整体运行的先进水平及智能的发挥,强、弱电系统的先进性、合理性是至关重要。本文主要研究如何强化智能建筑电气安装质量监控。 关键词:智能建筑;电气安装;质量监控 强电系统主要有进线系统:一般由一路10KV电源和自备电源或二路10KV独立电源进线,分列运行,自动切换;配电系统大部分采用双回路自动切换方式,应急电源除了箱内设置自动切换及整流装置外,还可能设置多套UPS电源和EPS电源。弱电系统主要有:楼宇自控、火灾报警、综合布线、电磁屏蔽、安保监控、电视等。上述系统设备先进,结构复杂,安全可靠,自动化程度高,而且工程建设中的投资、质量、工期目标明确,指标要求高,质量监控应着重抓以下几个关键环节: 1.强化智能建筑电气安装的协调环节 由于施工队伍技术水平参差不齐,各行业技术标准、要求不尽相同,可能缺少团结协作,互相扯皮,造成施工协调困难,影响后序的施工,严重者留下质量隐患。为使各施工方协调配合,监控人员要抓好以下几个关键性工作。 建立制约制度,耐心磨合,交错施工。要求弱电队伍必须与总包单位签订分包合同,给总包上交1%的管理费,施工服从总包单位安排,质量接受总包单位管理。重大问题由甲方,监理人员出面协调,并要求他们每周必须参加监理例会和施工问题协调会,给它们发表意见的机会,做到各专业施工逐步适应计划,以期达到较好的磨合和较高的质量保证。 现场督促。在施工中,经常遇到管路不通、漏做管盒和敷管过密的问题;开始总包方对上述问题的处理比较容易接受,时间一长,就表现出不耐烦的情绪。为此,监控人员尽量要求弱电施工方将问题一次查清、搞准确,并耐心与总包方说明,不怕麻烦,组织双方人员深入现场,找部位、指地点,随时补救。建立事件处理交接档案,双方签字,由监理人员保存,防止日后互相指责,推诿。 分清专业施工界面。强、弱电的施工设计图纸界面往往分不清,如空调机的控制柜至电源箱间的管线等,虽属于强电的范围,但要求各施工单位仔细审图,及早提出问题,并通知设计单位进行修改,让各方施工有依据,避免扯皮现象。 2.强化智能建筑电气安装的质量监控环节 首先,监控人员要努力提高自身素质和专业能力,才能做好质量的监控。 认真阅图是做好质量监控的前提。图纸是施工阶段的前提和依据,只有详细消化图纸,做到心中有数,才能发现问题和纠正错误。每一阶段施工前,都要仔细地审图和校图,认真管理核对每一份设计修改通知单,逐一描绘到蓝图上。利用这样的修改蓝图,进行工程质量的监控,才能纠正一个又一个错误,保证系统安全、正确和可靠。此项工作由现场监理工程师牵头,组织各方面人员参加,每项问题做到认真记录备案。 熟悉规范,把好质量关。电气施工质量规范条框较多,监控人员要结合工程实际,边干边学,不断积累,牢记规范条例,并且要有强烈的事业心和责任感,材料的质量和性能是施工质量好坏的关键,要始终把材料质量的监控贯穿于工程建设的全过程。只有杜绝伪劣产品用于工程,才能保证电气施工质量和安全,我们要求监理人员对每批材料进场时间、规格、型号、检验情况、使用部位登记备案。 严把施工工序关。施工工序执行的好坏,对下部施工质量、进度,甚至造价都有很大的影响。工序问题可增添施工难度,造成过多的人为刨、补事情,甚至返工。如钢管套接中的漏焊、缺焊造成堵管;违反规程的对焊,造成穿线损坏导线绝缘;PFC管连结不使用胶结和连结处不做加固处理,造成打砼时造成断管。 实现质量目标的预控。监控人员必须分清工程中的重点环节:配电装置、电力电缆、配电箱是三个重点,设备管、配电箱位置、疏密程度,补管、施工交接等是重点协调环节。监控人员必须预先组织各专业人员对梯间的箱、管设置做专题解决方案会议。必须在监控好重点环节后以点带面,促动整个工程的质量监控。 3. 强化智能建筑电气安装的设备环节 由于电气工程专业性强,监控人员要认真学习、总结经验、分析工程实际、抓住关键环节、避免施工中的偷工减料,以次充好的事情发生。 配电装置。这是电气工程的优秀。对配电装置从设备进货到安装调试,都要严格按图施工和规范验收。配电设备都比较先进,但在实际工程中,常常会发现低压开关柜内回路开关的动作整定电流与设计不符、供货的开关大小满足不了要求。应仔细检查,核对图纸,消除事故隐患,监理人员要将核对情况登记备案。 电力电缆。电缆是输送电能的载体,若质量不高,会造成火灾等事故的频繁发生。电缆多数是沿竖井、桥架和沟道铺设、电缆集中、数量多,各类型号规格多。如不分门别类,严格审查,就会出现施工混乱、以次充好,造成运行中电缆过热,信号电缆相互干扰。应及时通知施工单位并更换电缆,追查责任,避免了类似现象的发生。 配电箱。配电箱是接受分配及计量电能的现场在直接控制器。其工作性能是至关重要。工程中配电箱型号复杂、数量多,大部分还受大楼的消防等弱电专业的控制,工作原理复杂、上下级设制严格。监控人员应对现场的配电箱按设计修改通知单逐一核对,纠正开关容量偏大或偏小、回路数不够、设备的上下级容量不匹配的错误。若不符合技术要求,势必造成系统运行不合理、供电可靠性差,埋下事故的隐患。 弱电设备功能。弱电设备多,专业性强,需专业的技术人员安装调试,监控人员应着重对系统设备的功能进行监控。在签订合同时,专业队伍为了竞争夺标,往往提出实现系统的许多功能和测控点,而报价又不高,以增加竞争优势。在施工时,为了省钱,往往去掉某些功能,忽略一些测控点。管理人员若不按合同监控,就会使工程少测控点、缺功能。 智能建筑电气安装探讨:浅议智能建筑电气设备安装技术 摘要:智能建筑是利用系统集成方法将智能型电脑技术、通信技术、信息技术与建筑技术有机地结合起来,对各种设备的自动监控信 息进行分析、正确判断和处理。建筑物智能要求的提高势必导致电气设备系统日趋复杂,对其安装施工提出了更高更新的要求。 关键词:智能建筑电气设备安装技术 引言 随着智能建筑的不断发展,建筑物内部的电子设备的种类不断的增多,设计也日趋复杂化,建筑电气技术保证了所有设备互不干扰的正常运行,因而在智能建筑领域得以广泛使用。 1.前期准备 由于BAS管、槽、布线的工程量较大,与装修方面配合点较多,施工存在相对难度。施工前应根据设计图纸配合现场实际情况明确弱电竖井设置及重要公共场的位置。施工中,垂直线槽敷设要和装修注意事项配合,充分考虑美观和检修方便。水平金属线槽从弱电竖井出来后在电梯间、走廊吊顶内敷设,一般采用镀锌钢管进入室内。工作区使用按实际需要选用合适的活动地板,导线进入室内后在活动地板下金属线槽内敷设,引到工作区。 2.智能建筑系统的主要内容 目前智能建筑又称为“3A 建筑”,主要包括办公自动系统(OAS)、建筑电气设备自动化(BAS) 、通信自动化系统(CAS) 。因此智能建筑电气设备自动化为智能建筑系统中的一个重要系统之一,是采用具有高信息处理能力的微处理机(即中央处理机)通过通信网络对整个建筑物的空调、供热、给排水、变配电、照明、电梯、消防、广播音响、闭路电视、通信、防盗、巡更等众多设备进行实时测量、监视和全面监控,实现最优化的管理,从而提高系统运行的安全可靠性,节省人力、物力和能源,降低设备运行费用,随时掌握设备状态及运行时间、能量的消耗及变化等。因此其主要内容有: 2.1各种设备按规定时间进行启停控制,以达到节约能源的目的。 2.2供电系统、空调系统、供排水系统、冷热源、电梯等的参数调节控制监视和设备运行状态的监测。 2.3对各种设备运行时间积累和维修期限达到报警,以便及时更换或维修服役期满的设备,延长设备的使用寿命,提高服务质量。 2.4根据建筑实际需要的冷负荷,自动控制冷水机组投入运行的设备台数,达到最佳的运行方式。 2.5据设备运行时间自动更换工作和备用设备,延长设备的使用寿命。 2.6对各种能源消耗进行计量和计费。 2.7各种文本的自动生成和打印。 3.主要安装技术要求 3.1远程处理机的安装要求 楼宇自动控制系统与各RPU之间的通信是透明的,可利用同一线路不同的RPU完成同一个控制系统。一般而言,BAS系统大量监控的是空调机组,所以将RPU布置在机房之中或附近,把空调机组控制系统使用后剩余的输入输出接口用于连接附近的水流量计、水位信号、照明控制等。为了日后的发展,RPU的接口要留出20%~30%为宜。 3.2 BAS线路安装要求 在BAS进行布线时,要注意某些线路需要专门的导线,如BAS的通信线路、温度湿度传感器线路、水位浮子开关线路、流量计线路等,它们一般需要屏蔽线,或者由制造商提供专门的导线。电源线与信号、控制电缆应分槽、分管敷设;DDC、计算机、网络控制器、网关等电子设备的工作接地应连在其他弱电工程共用的单独的接地干线上。智能建筑中安装有大量的电子设备,这些设备分属于不同的系统,由于这些设备工作频率、抗干扰能力和功能等都不相同,对接地的要求也不同。在安装中,按下述方法进行接地: 3.2.1电子设备的信号接地、逻辑接地、功率接地、屏蔽接地和保护接地,一般合用一个接地极,其接地电阻不大于4Ω;当电子设备的接地与工频交流接地、防雷接地合用一个接地极时,其接地电阻不大于1Ω。屏蔽接地如单独设置,则接地电阻一般为300Ω; 3.2.2对抗干扰能力差的设备,其接地应与防雷接地分开,两者相互距离宜在20m以内,对抗干扰能力较强的电子设备,两者的距离可酌情减少,但不宜低于5m; 3.2.3当电子设备接地和防雷接地采用共同接地装置时,两者避免雷击时遭受反击和保证设备安全,应采用埋地铠装电缆; 3.2.4电缆屏蔽层必须接地,为避免产生干扰电流,对信号电缆和1MHz及以下低频电缆应一点接地;对1MHz以上电缆,为保证屏蔽层为地电位,应采用多点接地。闭路电视和工业电视都必须采用一点接地。 4.电气技术在智能建筑中的作用 智能建筑建立在建筑技术的基础之上,将信息技术与建筑技术进行有机的结合的产物,但其具体功能的实现却离不开建筑电气技术。智能建筑需要依靠数量庞大的电子设备才能实现其全部建筑功能。而想要维持这些电子设备正常运转,就离不开布线技术、电源技术、屏蔽技术、抗干扰技术、防谐波技术、防静电技术以及防雷与接地技术等多项电气技术的支持。可以说,在相关的多项电子技术的背后,建筑电气技术才是保障智能建筑基本功能全部实现的基础。 智能建筑中采用了数量众多的弱电系统设备,在此类设备的设计、安装于施工过程中,均离不开建筑电气技术的支持。由于弱电设备之间存在着一定程度的干扰现象,而在智能建筑中,弱电设备的种类和数量都远远高于普通建筑,如果依旧对每套设备进行独立安装,不仅是对人力物力的大量浪费,更主要的是,大量设备之间的成复杂干扰会造成众多设备无法正常运行。而使用建筑电气技术对电子设备的安装进行有计划的安排,不仅可以保证设备的正常工作,减少安装过程中对资源的损耗,还能够让降低设备运行过程中的能源消耗。 建筑电气技术的作用并不只局限于解决弱电设备之间的冲突,它同样也可以应用在其他领域,如帮助智能建筑实现智能化监控、加强智能建筑的安全防范能力、促进智能建筑间的信息传输等。 在电子监控技术方面,建筑电气设计摒弃了老式的计算机集中监控以及集散式控制的办法,转而研发新技术,开拓新领域,在现场总线系统模拟、以太控制网络开发、网络的集成控制以及各种新兴的计算机操作技术在监控领域的应用中做出了突出贡献,大大推动了智能建筑监控技术的发展。 与监控技术结合最紧密的便是安全防范技术。在安防技术发展的初期,安全防范系统中包括电视监控、通道控制、入侵报普、人员巡查、无线对讲、边界防越等子系统均是各自独立的,相互之间的信息交流有限,难以在同一时段内做到对智能建筑进行全面的监控。而当代建筑电气技术已经实现了子系统之间的联动协作,大大提高了安全防范系统的严密度、可靠度和实时度,为智能建筑提供了良好的安全保障。同时,随着各个子系统的相继数字化,整个安全防范系统也不断向着数字化、规模化、综合化的方向发展。 智能建筑是为人们的办公和生活提供便利的人性化建筑,所以发达而完善的通信网络是智能建筑中不可缺少的设施。智能建筑中的通信网络主要包括计算机网络、电话通信网络和双向有线电视传输网络等。而网络的布设和网络间的信息传输离不开建筑电气技术的支持。新兴的以太网络传输技术以其灵活的布线技术、优越的使用性能、高效的传输速率、方便的维护手段和合理的安装价格成为了当代应用最广泛的网络通信技术。通过采用以太网络进行数据传送,极大地促进了智能建筑内部的信息交流,为人们的工作和生活提供了方便。 5.结束语 总之,根据智能建筑电气设备工程的特点,严格按规范和施工工艺要求进行安装,必能确保系统开通和运行,充分发挥系统的运行效果,取得相应的社会和经济效益。 智能建筑电气安装探讨:论智能建筑电气安装工程的质量控制与管理 【摘 要】在建设工程中,电气安装质量的好坏轻则影响整体工程的质量,重则会危及用户的安全。文章针对电气安装工程中容易出现的问题,基于工程实践,提出加强建筑电气安装工程质量控制的具体措施,以供参考。 【关键词】建筑工程;电气工程;安装 随着经济的发展,人们对于自身的居住以及工作环境都有了较高的要求,智能建筑随之产生。智能建筑是利用系统集成方法将智能型电脑技术、通信技术、信息技术与建筑技术有机地结合起来,可以对各种设备的自动监控信息进行分析、正确判断和处理。分析电气安装工程中存在的问题,提出控制措施,势在必行。 1 电气安装工程中容易出现的问题 1.1 安装工程开始前准备工作不足 (1)施工准备工作不完善:施工前没有设备开箱检查,因此施工设备、器具安装前未按规定检查、验收,合格证、质保书等技术文件不全,仓库由于保管不善,导致安装时零配件丢失,油漆损坏;(2)施工条件不具备时匆忙开工:现阶段,我国各地房地产和保障性住房建设正大兴土木,某些施工单位在业主的催促下,为抢工期,不顾安装单位不具备电气工程安装条件强行施工,例如门窗未装、地坪未做,造成电气设备损坏、变形、受潮等,为安全运行留下隐患,也给住户使用留下了诸多的质量缺陷。 1.2 室内敷设钢管的质量问题 (1)管口,存在毛刺,没有跟进采取相应的防护措施,使得管道发生堵塞等现象和情形;(2)管道。主要表现在管道外水泥砂浆保护层厚度小,容易导致墙地面顺管路裂缝:管道不进箱、盒或插入箱、盒内长度与安装标准不符;管道敷设长度超标,与设计方案存在差异;(3)在处理管道时没有采取防腐处理,导致后期的施工出现较大的误差,如:管煨弯及焊接处有扁、凹、裂现象。 1.3 电线、电缆及母线安装质量问题 (1)导线穿线时绝缘层破损:不加管口护圈管管口无护圈,穿线时绝缘层被管口损坏;(2)多股导线接头连接不符合要求:不按规范施工,导致接头连接不压接线耳,造成接触不良,通电后易发热;(3)接头处绝缘包扎不规范:只用黑胶布或仅用绝缘带缠包;(4)线头无号牌或号牌字迹不清晰:无专用号牌及专用标汜笔标记,线头未套,号牌长短不一,字迹模糊不清,字体不端正。 1.4 防雷接地、火灾探测器等保护设施安装问题 (1)避雷设施不覆盖整个屋顶部分:屋顶避雷带没有和建筑物的其他金属物体连接成一个整体,屋顶避雷带无法保护全部建筑物。(2)电气设备接地不符合要求:接至电气设备上的接地线,没有用镀锌螺栓和弹簧垫,电气设备接地电气连接不可靠,电阻大,松动。(3)火灾探测器发生误动:探测器与其他设备、梁、墙的距离不符合要求,造成误报警,探测器安装距离超出报警范围,产生报警死角。 1.5 照明器具和一般电器安装问题 (1)灯具安装质量差,固定不牢固:相同的灯具在同一场所高度不一致,成排灯具不直,吊顶灯具下垂、歪斜;(2)吊顶、吸顶灯脱落:用木塞作固定吊点,木塞干燥后松落,吊灯、吸顶灯在使用一段时间后脱落,或半边脱离顶面;(3)灯架固定不牢固、不水平:不锈钢、铝合金灯架下垂或吊顶不平行、不水平;(4)开关、插座不水平:开关、插座安装马虎,没有调整,开关、插座不水平,成排的开关高度不一致,在同一场所标高不一。 2 加强建筑电气安装工程质量控制的具体措施 2.1 做好安装准备 (1)工程项目施工前必须熟悉电气施工图;审查施工图中的重点,包括变配电房、配电系统、管线敷设、配箱盘、防雷、接地等;对变配电房、有线电视机房、通信机房等机房位置、管线走向等在施工前通过当地主管部门审查认可,并明确施工要求。做好设备安装基础、变配电室地坪和电缆沟、土建留洞和预埋管、柱内钢筋的防雷引下线、底板钢筋和桩基础钢筋作为接地系统的焊接以及重复接地等内容的技术交底。 (2)核实主要电气设备、材料的使用规格和要求,例如对到达场地的设备开箱时按照设备装箱单,对设备逐件进行清查,对设备进行外观检查,包括设备规格、型号是否符合要求,合格证、原产地证明等都进行检查无误后做好记录。 (3)检查施工单位的技术力量和人员素质,施工资格和上岗证书,技术装备,以及安装工程的施工计划、进度安排、质量控制要求、安全用电管理等管理措施,确保合格的施工队伍进场施工。 (4)电气安装工程正式施工前,施工单位必须提交相应的施工组织设计,并报监理单位审批。 例如本人经手的“田东一糖车间电气安装工程”项目:主要负责汽机车间,锅炉车间,蔗渣包装车间的电气安装施工管理和技术指导。 因为涉及管理的车间较多,首先要了解每个车间的主要功能和作用,再根据工期要求合理安排作业班组的工作,并且提前把即将用到安装材料准备好给作业班组,做得工作到,材料到,但是也不能过量的堆积材料,毕竟作业场地有限,不可能大批量的堆积材料,所以要合理的安排好材料进场时间,协调各班组之间的工作衔接联系,协调与业主生产部门,技术管理部门等部门之间的工作联系。 对于技术方面的问题,在经业主方技术负责人现场确认后,如果需更改设计方案时,由业主方联系设计方出设计变更,在根据设计变更进行施工。如小改动不需要设计变更,则可以拟定施工方案,经业主相关部门签证认可后,按方案进行施工。工程完成后归正施工资料,配合资料部门进行竣工资料的编制。 2.2 安装过程的质量控制 (1)配电箱的定位必须根据设计,要求现场确定配电箱位置以及现场实际设备安装的情况,按照箱的外形尺寸进行弹线量度定位。配电箱的定位不能马虎应付,因为配电箱的定位是否正确,关乎后工序的开展能否顺利。配电箱的安装必须平整、稳固。 (2)电缆敷设时,电缆应从盘的上端引出,不应使电缆在支架上及地面摩擦拖拉。电缆上不得有铠装压扁、电缆绞拧、护层折裂等未消除的机械损伤;电缆敷设时应排列整齐,不宜交叉,加以固定,并及时装设标志牌。 (3)智能建筑多属于一级负荷,应按一级防雷建筑物的保护措施设计,要采用针带组合接闪器,避雷带建议采用25mm~4mm镀锌扁钢在屋顶组合大于或等于l0mxl0m的网格,该网格与屋面金属构件作电气连接,与大楼柱头钢筋作电气连接,引下线利用柱头中钢筋,圈梁钢筋,楼层钢筋与防雷系统连接,外墙面所有的金属构件,也应与防雷系统连接,柱头钢筋与接地体连接,组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。 2.3 系统调试和施工验收 在系统安装施工过程中和投入运行前,要进行一系列的调整试验工作,以保证新安装的电气系统能安全可靠地投入运行,使性能达到设计要求。调整试验的主要内容包括线路测试、电气设备的单体功能试验、绝缘电阻测定、接地电阻测量和整个系统的开通测试。在各种设备系统连接与试运行过程中,应由有关厂家参加协调,进行统一系统调试,发现问题及时解决,并做好详细的调试记录。经调试无误后,施工单位会同有关部门对工程按照现行的《建筑电气工程施工质量验收规范》进行验收,确认合格后办理交接手续,交付使用。 3 结束语 建筑电气安装工程是建筑施工中的重要环节,为了保证电气安装工程的质量,就要对其安装中的每一个环节做到严格的把控,高效的处理电气安装工程中的出现的一切问题,同时保证技术人员、施工人员和管理人员的责任心,以达到安全施工、保质保量的目的。 智能建筑电气安装探讨:智能建筑电气设备安装技术分析 摘要:本文主要论述了智能建筑中电气设备系统的主要内容、设备及构成,并就此提出了相应的安装技术要求,供大家参考。 关键词:智能建筑;电气设备;系统构成;安装技术 1前言 传统建筑电气设计与智能建筑电气设计相比, 传统建筑电气设计存在不利于节能、管理效率低、建筑安全系数较低、使用不方便等不足之处。随着现代科技的进步,经济的飞速发展,人们对办公环境、生活环境的要求也随之提高,此时智能建筑电气设计应运而生。它拥有分布型智能,具有学习能力,电气系统功能重塑性强,一般采用模块化设计,具有很好的扩展性,把多种传统建筑电气设备的控制集成于一体。此技术采用现场控制总线技术,融合弱电技术和强电技术,融合计算机网络技术、以弱电通信的方式控制强电。这样不仅方便了使用者及管理者,而且提高了建筑安全性能,并且高效节能。本文对智能建筑中电气设计技术的重要作用和智能建筑电气安装中的质量监控进行了深入的探讨分析。 2 智能建筑系统的主要内容 目前智能建筑又称为“3A 建筑”,主要包括办公自动系统(OAS)、建筑电气设备自动化(BAS)、通信自动化系统(CAS)。因此智能建筑电气设备自动化为智能建筑系统中的一个重要系统之一,是采用具有高信息处理能力的微处理机(即中央处理机)通过通信网络对整个建筑物的空调、供热、给排水、变配电、照明、电梯、消防、广播音响、闭路电视、通信、防盗、巡更等众多设备进行实时测量、监视和全面监控,实现最优化的管理,从而提高系统运行的安全可靠性,节省人力、物力和能源,降低设备运行费用,随时掌握设备状态及运行时间、能量的消耗及变化等。 因此其主要内容有: ⑴各种设备按规定时间进行启停控制,以达到节约能源的目的; ⑵供电系统、空调系统、供排水系统、冷热源等的参数调节控制监视和设备运行状态的监测; ⑶对各种设备运行时间积累和维修期限达到报警,以便及时更换或维修服役期满的设备,延长设备的使用寿命,提高服务质量; ⑷根据建筑实际需要的冷负荷,自动控制冷水机组投入运行的设备台数,达到最佳的运行方式; ⑸据设备运行时间自动更换工作和备用设备,延长设备的使用寿命; ⑹对各种能源消耗进行计量和计费; ⑺各种文本的自动生成和打印。 3 主要设备和构成 智能建筑设备监控系统是以分布在建筑各处的远程处理机和中央处理系统设备,通过总线桥进行信息交换的,主要包括系统设备(包括主机、网关、通讯设备、DDC、控制屏等)、系统输入设备(包括各类温、湿、压力、流量、电量传感器、水流开关等现场设备)和输出设备(包括各类风门、执行器、阀门及其执行机构等)等。按结构方式分成四大类: ⑴中央处理机系统设备:由操作键盘、彩色显示器、打印机、中央电脑、数字化仪等组成; ⑵远程处理机:智能建筑可以采用TA6711 和 TA6585 两种型号的RPU 设备,这两种型号的RPU 功能基本一致,区别在于其输入输出接口的配置不同。RPU也可单独使用或通过各种设备组合经过总线桥接到M7中央系统,构成2 级控制系统。 ⑶总线桥:是一个用于2 级控制系统的通信网微处理器。它有8 条通信线路,每条通信线路可连接30 个区域控制器及10 个RPU。 ⑷测量元件和控制件:通常采用的测量元件有各种型号的温度传感器、湿度传感器、液位传感器、压差传感器、流量传感器、功率变换器等。控制器件包括各种型号的带执行机构的二通阀、三通阀和直流24V 的继电器。 4 主要安装技术要求 ⑴远程处理机的安装要求楼宇自动控制系统与各RPU 之间的通信是透明的,可利用同一线路不同的RPU完成同一个控制系统。一般而言,BAS 系统大量监控的是空调机组,所以将RPU 布置在机房之中或附近,把空调机组控制系统使用后剩余的输入输出接口用于连接附近的水流量计、水位信号、照明控制等。为了日后的发展,RPU 的接口要留出20%~30%为宜。 ⑵BAS 线路安装要求。在BAS 进行布线时,要注意某些线路需要专门的导线,如BAS 的通信线路、温度湿度传感器线路、水位浮子开关线路、流量计线路等,它们一般需要屏蔽线,或者由制造商提供专门的导线。电源线与信号、控制电缆应分槽、分管敷设;DDC、计算机、网络控制器、网关等电子设备的工作接地应连在其他弱电工程共用的单独的接地干线上。智能建筑中安装有大量的电子设备,这些设备分属于不同的系统,由于这些设备工作频率、抗干扰能力和功能等都不相同,对接地的要求也不同。在安装中,按下述方法进行接地: ①电子设备的信号接地、逻辑接地、功率接地、屏蔽接地和保护接地,一般合用一个接地极,其接地电阻不大于4Ω;当电子设备的接地与工频交流接地、防雷接地合用一个接地极时,其接地电阻不大于1Ω。屏蔽接地如单独设置,则接地电阻一般为300Ω; ②对抗干扰能力差的设备,其接地应与防雷接地分开,两者相互距离宜在20m 以内,对抗干扰能力较强的电子设备,两者的距离可酌情减少,但不宜低于5m;③当电子设备接地和防雷接地采用共同接地装置时,两者避免雷击时遭受反击和保证设备安全,应采用埋地铠装电缆; ④电缆屏蔽层必须接地,为避免产生干扰电流,对信号电缆和1MHz 及以下低频电缆应一点接地;对1MHz以上电缆,为保证屏蔽层为地电位,应采用多点接地。闭路电视和工业电视都必须采用一点接地。 ⑶输入设备安装要求: ①安装位置应能正确反映其性能的位置,便于调试和维护的地方,不同类型的传感器应按设计和产品的要求和现场实际情况确定其位置; ②水管型温度传感器、蒸汽压力传感器、水流开关、水管流量计不宜安装在管道焊缝及其边缘上开孔焊接; ③风管型、湿度传感器、室内温度传感器、风汽压力传感器、空气质量传感器应避开蒸汽放空口及出风口处; ④管型温度传感器、水管型压力传感器、蒸汽压力传感器、水流开关的安装应在工艺管道安装同时进行; ⑤风管压力、温度、湿度、空气质量、空气速度、压差开关的安装应在风管保温完成后进行。 ⑷输出设备的安装要求: ①风阀箭头和电动阀门的箭头尖与风门、电动阀门的开闭和水流方向一致; ②安装前宜进行模拟动作; ③电动阀门的口径与管道径不一致时,应采取渐缩管件,但阀门口径一般不应低于管道口径二个档次,并应经计算确定满足设计要求; ④电动与电磁调节阀一般安装在回水管上。 ⑸安装的其它要求。BAS 的监控是由电脑按照编制好的程序进行的,设计工程大大简化,不需要进行各种设备的电气联锁图控制调节原理图等,只需要简单的监控原理图就可以满足要求。但设计人员必须编制较为详细的监控说明软件。另外还要向制造商提供各测量元件、控制器使用的条件清单,如管道规格、流体名称、压力、温度、流量等,以便制造商选用各种元件规格。安装人员一般只根据图纸及提供的主要元件的规格和数量进行组装。 5 结束语 随着通信和计算机技术的飞速发展, 智能 建筑的相关技术日趋成熟, 目前智能建筑的建设正方兴未艾。智能建筑电气安装技术是一个多门类的综合系统集成技术, 根据智能建筑电气设备工程的特点, 严格按规范和施工工艺要求进行安装, 必能确保系统开通和运行, 充分发挥系统的运行效果, 取得相应的社会和经济效益。
电气自动化技术分析篇1 技术的过程中,应当首先开展优化设计。在电气工程中应用智能化技术的工作任务是比较复杂的,因而工作人员在开展设计的过程中一定要具备专业的专业知识和优秀的核心设计理念。除此之外,设计工作人员还需要有充足的社会经验,以此确保在开展设计的过程中可以设计出最佳的计划方案[1]。此外,在电气工程中应用智能化技术,依据机器设备的不一样,在开展设计的过程中也需要采用不一样的设计计划方案。不仅如此,在电气工程以及自动化技术中开展智能化技术的高效应用,其实际上便是期待电气工程以及自动化技术可以愈发的智能,因而在开展人工智能技术的运用过程中,一定要注重智能化设计。智能化设计也就是说机器设备可以愈发的智能,更为智能也就是可以摆脱人的监管,在没有工作人员开展操纵的过程中或是极少数工作人员的控制过程中也可以有效地开展工作[2]。 1研究背景 人工智能技术的优点可以分为三个方面,(1)人工智能技术可以对电气自动化系统进行有效的调节,使得电气设备可以更高效的开展作业。其主要原理是其能够将电气设备调试到最合适的数值,使的工作效率得到最大化的提升。(2)人工智能技术可以进行电气设备运行的相关数据处理,收集与分析电气设备的运行状态,以便工作人员可以及时发现电气设备的是否存在运行或安全隐患。(3)人工智能技术可以直接对系统进行控制,将复杂的作业流程进行自动化操作,保证工作效率。电气自动化控制与人工智能技术的融合可以将难度系数较大、危险性较高的作业内容交由人工智能技术进行实现,借助人工智能的逻辑程序控制电气系统进行安全作业。 2人工智能技术在电气自动化控制中的应用 2.1优化设计在电气工程中应用智能化技术,企业若想充分发挥出最佳的实际效果的前提就是要开展合理有效的设计,所以在电气自动化控制中应用智能化理与解决,以此确保电气系统的正常运行,保证生产效率[3]。在开展故障确诊工作时,电气自动化控制中的电力变压器和发动机十分关键,由于相比于别的机器设备系统软件而言,电气自动化控制系统机器设备的内部构造更为繁杂,因此一旦发生故障,其故障原因难以快速检验出,由于涉及的层面比较广泛,因此传统式的人工确诊故障方法不能够在第一时间立即找到故障形成的原因,会消耗特别多的时间且不可以合理达到机器设备的常规运作规定。所以,人工智能技术的充分应用,可以避免常规性故障问题的出现,并立即确诊出故障发生点以及原因,以此及时对故障与问题展开修补与解决,进而更快的推动电气自动化控制工作的顺利开展与进行。此外,人工智能技术可以立即确定出故障造成的原因,降低了人工诊断消耗的时间,而且还能对故障种类开展深入分析,协助工作人员可以精确寻找解决困难的方式,让机器设备修复到常规的运作之中去。假如说机器设备故障造成的原因是系统内部结构的原因,在解决这一故障问题时就可以借助人工智能技术进行故障诊断,快速定位故障点,并分析出故障解决方案。又例如某公司生产系统运作环节中系统软件忽然提醒发生故障,人工智能技术的应用便会对故障事件的相关数据进行收集与整理,并向工作员传达故障形成原因的数据信号,例如,人工智能技术确诊出是因为机油箱泄露变电器无法正常的工作,就可以对于此问题开展有针对性的处理解决计划方案,工作人员必须留意的是,若产生这一故障问题工作人员必须在第一时间断开开关电源,进而保证故障影响范围不会进一步扩大,在处理与修补完故障时某公司只耗费十五分钟,就促使机器设备系统恢复到常规的运转工作之中,这对公司而言人工智能技术运用在故障诊断工作之中,不仅可以将工作效率进行大幅度的提升,还可以确保生产作业的稳定进行。 2.2故障诊断故障诊断是电气设备维护与养护工作中主要的工作内容,传统的故障诊断主要以人工诊断为主,故障诊断所需要的时间较长,而其故障诊断的准确性往往得不到有效的保证。将人工智能技术融合到故障诊断工作中,主要是依托于其的专家技术以及神经网络技术,进而实现实时监测电气设备运行的目的,便于工作人员收集、整理与分析电气设备是否存在故障情况,进而对发现的问题进行及时的处0引言人工智能技术虽然依旧无法与人脑智力相比,但其通过相应的自动学习方式也是具有一定智能性的,其在电气自动化控制种的应用可以依照人们已经设定好的程序进行运作。 2.3电气设备系统综合控制客观的分析人工智能技术在电气设备系统综合控制中的应用,此项关键技术运用到电气自动化控制之中,还有着一定的瞬时性,所以为了更好地充分体现出人工智能技术的优点功效,有关管理人员要对人工智能技术借助权威专家管理决策的方法来作为关键管理方案模式,例如根据专家对电气控制系统开展分类与归纳,以此更快的开发出与其相对应的程序软件,进而来提升人工智能技术在电气自动化控制中的多功能性。例如,我国某一电力企业的电气自动化控制系统软件有八个服务器机柜,其关键以方向型安全保护模式为主,以此更好地加强电力企业的综合性控制,可是如果任一阶段发生了常见故障,在清查问题时就十分不便,必须人力来对八个服务器机柜开展逐一清查寻找问题点,太过度耗费人力与时间,并且工作效能不高,因而该电力企业将人工智能技术运用到在其中,立即就可以填补耗费人力与工作效率低的问题现状,利用人工智能技术运用到在其中,完成了电气自动化控制的系统软件综合性控制欲管理方法,而且还合理解决了电气设备中经常会出现的一些缺点与问题,如短路故障、走电等一些也许会引起安全生产事故的常见故障与问题。 2.4实现智能化的自动控制伴随着现代社会的发展,我国对工业生产的智能化水平要求不断提高,致使电气设备担负的运作压力也逐步提升。因此,相关企业如果想要保持高效率、安全可靠的电气设备智能化生产,就应该积极引进先进的人工智能技术,持续不断的优化电气系统,使其能够紧跟时代的发展。不仅如此,企业还要加大对相应人员的操作培训力度,确保工作人员的操作能够一直保持规范化与正确性,以此进一步实现电气系统的精准控制,促使人工智能技术全面服务于电气自动化控制生产[4]。所以,工作人员一定要灵活运用人工智能技术中的模糊控制和神经元网络控制两项技术,根据企业的生产运作的需求合理将两项技术应用到电气系统中,使其能够在生产过程中表现出精确性和合理性[5]。总之,依托于人工智能技术的各个功能优势,可以有效推动电气企业的智能化发展,提升对电气设备的控制精准度,帮助电气企业获取更高的经济效益。 3结语 随着我国各项智能技术的深入研究,其有效推动了我国各行各业的智能化发展。人工智能技术在电气自动化控制中的应用,不仅符合电气企业的发展需求,还提升电气生产的效率与质量,给电气企业带来了更多可观的经济收益。人工智能技术还能实现电气系统的故障诊断,以便工程人员可以及时定位故障发生点,制定合理的解决方案,为电气自动化设备的稳定运行提供有力的保障。 参考文献 [1]张鑫,冯清.人工智能在电气自动化控制中的应用[J].集成电路应用,2021,38(10):142-143. [2]王晋.人工智能技术在电气自动化控制中的应用[J].工程技术研究,2020,5(23):250-251. [3]张坤平.试论人工智能技术在电气自动化控制中的应用[J].信息系统工程,2020(08):84-85. [4]徐亮.人工智能技术在电气自动化控制中的应用思路分析[J]. 作者:刘勇波 单位:国家电投集团江西电力有限公司高新清洁能源分公司 电气自动化技术分析篇2 当今科学技术整体向自动化、智能化的大方向发展前进,农业领域的各方面发展须与时代同行。在农业机械的电气控制中引入自动化技术,对农业发展具有重要作用。且PLC(可编程逻辑控制器)技术的应用,加快了农业现代化,提高了农业生产率,在整个发展中起到了标志性作用。同时,农业市场竞争也愈发激烈,在农业机械生产过程中,通过电气自动化能够有效加强各生产环节的控制,提高农业生产整体效率。目前,农业生产过程中,所使用的播种机、拖拉机、分拣机等设备,整体使用流程复杂繁琐,将电气自动化设备引入其中有助于农业机械生产化繁为简,精准把控整个生产流程,为农业的稳定、持续发展提供有力保障。 1电气自动化控制系统概述 1.1电气自动化控制系统优点电气自动化控制系统的优点主要体现在生产过程的直观化、保障效益、安全性能三方面。①使控制内容清晰且直观。在农业生产中,电气自动化控制系统能够将农业生产各环节内容清晰地展示出来,使相关工作人员能够实现对农业生产各环节更为精准的把控。通过监控屏幕,工作人员同时能够更加直观地观察到相应内容,为达成预期效益提供了可靠帮助。②提高整体效益。据统计在应用电气自动化控制系统的各产业中,其产业经济效益均得到了一定程度上的提高。与传统模式的控制器相比,电气自动化控制系统所产生的效益更高且生产质量更好。设计的高精准控制器及其对信息强有力的管理应用于农业生产的各环节,农业生产各环节的效率得以显著提高。③保障整体安全,有效控制成本。电气自动化控制系统主要是通过计算机系统的自动化管理,并应用少量的人员进行整体的控制运作,能够有效帮助农业产业降低人力成本。同时电气自动化控制系统的应用,可以有效监管农业机械设备并降低故障发生率,其具有优良的安全性能,能够为整个农业生产提供一定的安全保障。 1.2电气自动化控制系统整体特点电气自动化控制系统具有应用范围广泛、整体技术发展速度较快、控制工作效率高等特点。首先,电气自动化控制系统是一种很方便的系统,它结合了电子技术和网络技术,具有自动化的效果[1]。电气自动化控制系统可以从根本上减少人们的工作量,给人们带来极大的便利,人们在生产生活中更愿意使用电气自动化控制系统,使得电气自动化控制系统的应用十分广泛。其次,电气自动化控制系统在很大程度上需要通过计算机实现管理,电气自动化控制系统随着计算机技术的发展而逐渐发展。随着计算机技术的快速发展,电气自动化控制系统在生产中对被控量的管理更加全面,监测力度更大,信息的处理速度更快。最后,电气自动化控制系统主要应用在日常生活和工业化生产两方面,其中,在工业生产中的应用更广泛。随着科技的进步,人们已经适应了更快的生活节奏,生产需求也越来越多,这在给企业带来巨大经济效益的同时,也给工业化生产带来了巨大的压力。电气自动化控制系统的推广和运用在一定程度上缓解了这种压力,它不仅大大提高了工业生产效率,让工业生产的各个环节可以高效、紧密地联系在一起,提高了生产过程的顺畅性,还提升了生产线的故障反应能力。在生产线发生故障时,可以及时作出反应。通过系统的紧密联系,可以及时反馈生产中的故障问题,减少故障查找和修复的时间,从根本上帮助企业提高生产效率和安全性能。 1.3电气自动化控制系统的运作原理电气自动化技术的工作原理主要分为两方面。一方面,电气自动化技术能够充分利用先进科学技术手段。随着科学技术的不断创新发展,其应用于农业生产领域的必要性也愈发显现[2]。电气自动化技术作为目前科技界的前沿技术之一,此项技术主要包含了电气工程、自动化、计算机等领域的科学技术,通过应用该技术来实现农业机械设备的自动化。另一方面,电气自动化技术与计算机网络技术密不可分。电气自动化技术通过与计算机技术、设备相协调、合作,运用计算机模拟计算的方式实现农业机械的自动化生产,通过互联网的信息技术来实现后续指令的连续化传递,进而达到对农业机械生产的控制与辅助。 1.4电气自动化在农业机械化生产中的应用现状近年来我国农业生产水平虽较过去有了显著提升,但农业生产的自动化整体水平还是较世界发达国家有着不小差距。在科技发达的农业一线地区,电气自动化技术应用较为普及,但仍缺乏对电气自动化农业机械产品的研发创新意识[3]。在较为偏远的农业区域,自动化技术普及率极低,导致区域农产品品牌较少,农产品无法进入高水平、高质量的农业市场,不利于当地农业的健康持续发展。同时,从宏观上来讲,农业领域始终对农业机械自动化方面缺乏创新及科研能力,对农业科技的革新始终不够敏感、积极,大部分农业企业满足于传统的农业技术,导致农业机械整体的使用效率低下,无法满足农业生产需求。 2电气自动化技术在农业机械的具体应用 2.1农业机械中自动化与柔性技术的应用随着社会各方面不断前进发展,我国作为农业大国,农业生产在整个国内外市场中均占比较大,且农业市场竞争愈发激烈,农业企业开始全方面对农业现代化发展不断进行深入探索。柔性技术在农业机械中应用不成熟是农业向现代化方向发展的主要制约因素。对于农业机械设计制造而言,其整体缺乏面对实际情况的应变能力,且农业机械设计制造技术水平未能达到农业发展所需的基础标准,无法达到如今农业向现代化方向发展的设备要求。农业机械设计制造可通过柔性技术的应用,结合现代电气自动化技术,提升整个农业生产过程中所需的应变能力,提高农业机械设计制造的质量水平[4]。在农业机械设计制造过程中,柔性技术的应用主要体现在引入自动化、智能化等技术上,并将其与农业生产实际情况与需求进行有机结合,使整个设计生产更富有灵活性、适用性。当柔性技术被合理应用在农业机械设计制造中时,设计制造各环节的协调关系将得到进一步加强,能够使农业机械最后设计成果的质量得到关键性提升。针对农业机械设计制造中柔性技术应用如何系统性展开这一问题,研究人员利用计算机技术设计出柔性制造系统,能够设置柔性制造单元进行制造。同时,在实际设计制造过程中充分发挥柔性技术的作用并保证其科学性,通过与实际需求进行有机结合,促使设计制造具备高效性与高质性。 2.2农业机械中自动化与智能化的应用随着智能化时代的到来,在农业机械设计制造与自动化技术实际应用中引进智能化技术是时下科技发展总体方向[5]。智能化技术作为当前时代中的新兴技术,位于科技发展前沿,可以利用电气自动化技术将智能化技术与计算机网络技术结合进行应用,综合三者优秀性能,拓宽三者技术手段的应用范围,投入到农业机械生产过程,满足农业机械生产的高标准要求,促进电气自动化水平、机械控制能力的不断提高,提升农业机械使用效率。智能化技术应用于农业机械设计制造,相关科研人员可着眼于智能化机器人与电气一体化等方面。既保证设计的产品在实际生产中能够有效应用,又要保证技术的创新性与可持续性[6]。机械制造中可应用智能化技术手段,对机械整体参数进行有效分析、调整,提高制造整体质量。关于智能化机器人在农业机械制造中的具体应用,实际上可提前设置好相关程序,进行部分重复性、机械性工作,如电焊、喷漆等。智能机械的应用,可以最大限度为农业企业避免日常中出现的人为失误,同时降低大量人工成本。根据当前农业机械发展水平,水稻直播机与施肥播种机是目前农业领域中常用的农业机械设备。电气自动化技术在水稻直播机上的应用更为直观,其在实现播种自动化控制的同时,能够对机具内的种子数量进行精确的检测和评估,极大提高了播种效率。施肥播种机的出现有效减少施肥所需的巨大劳动量,降低了人力成本,同时对提高农作物的质量、产量也起到了显著的作用,使整个农业生产活动所产生的经济效益得以明显的提升。 2.3农业机械中自动化与虚拟技术的应用农业机械的设计制造需要投入一定的资金成本,为了避免常见问题的出现,可以通过电气自动化技术进行模拟设计制造,打造仿真模拟系统,在有效降低人力、资源成本的同时,降低设计制造中出现失误的几率[7]。借助虚拟技术实现对农业机械设计制造各环节的仿真模拟试验,通过发现问题、分析问题、制定解决方案、科学合理处理问题等一系列环节,以试验结果为依据对整体参数进行优化改良,随后不断开展模拟仿真试验对改良后的参数进行检测,直到模拟试验结果能够符合农业机械实际制造的标准与农业生产的需求。通过应用虚拟技术开展模拟仿真试验,能够有效降低设计成本,提高设计成果质量,为接下来农业机械实际制造奠定良好基础。如何将虚拟技术切实应用于农业机械制造也是目前的一个重点问题。在机械制造整个环节中,虚拟技术的应用实际上与设计类似,需要对机械制造工艺流程及工艺各项具体参数进行反复模拟试验、确定、优化,以此保障所设计制造出来的农业机械设备符合使用质量标准。虚拟技术的引入与应用,不仅对农业机械设计制造的每个环节进行了排查与优化,使设计制造的质量得到质的飞跃,同时还降低整个过程中的各方面资源成本消耗。 2.4电气自动化在农业机械控制中的集成化应用目前,在农业机械设计制造领域,我国与世界上发达国家还仍存在一定差距。国内农业机械制造产业仍然处于一种传统、固定的流水作业运行模式,对于电气自动化技术应用广度与深度的探索、开拓不足[8]。在农业机械制造中,可利用电气自动化技术对生产模式进行崭新的整合排列,以实现自动化技术的集成化应用,将其传统、固定、过时的分配与管理模式重新进行合理整合,达到提升生产水准、农产品质量、企业效益的根本目的。电气自动化技术的集成化应用主要体现于对设计制造过程的优化,对管理、组织构架的完善,以及对整体综合成效的提高等方面。想要拉近国内农业现代化发展与发达国家间的差距,对农业机械设计方面就要坚持不断创新发展。通过对电气自动化技术进行集成化应用,促进技术与综合应用方面的及时整合,提高农业机械设计制造的自动化技术水平,在提升农业机械性能的同时,借助集成化手段对设计制造流程进行查漏补缺,及时优化改良。自动化技术的集成化应用有助于将多种技术手段、特点及优势进行科学合理的集成整合,从而为农业机械设计制造的创新优化提供先进的技术支持。我国有诸多农业机械设计制造企业,每个企业内部的设计制造标准不同,各参数指标也不尽相同,故而在进行自动化技术集成化应用时,需要重点关注协调方面工作,结合生产实际,针对客观需求,完善优化应用手段,在满足现代化农业发展对农业机械设计制造需求的前提下,通过自动化技术集成应用推动农业机械设计制造的快速发展。 3结语 我国作为人口众多的农业大国,农业生产各方面都直接影响到社会的发展与安定。将电气自动化技术积极引入农业生产过程各环节,提高农业生产效率,保证农业产能,既是农业现代化不断发展的必要条件,也是现有国情对农业领域的要求。农业走向自动化、信息化是农业领域未来整体的发展方向,农业领域人员需深刻认识到电气自动化技术的广泛应用及发展创新将成为农业日后重点课题之一。 作者:裴春雨 吴程 单位:江苏省滨海中等专业学校 电气自动化技术分析篇3 自动化技术呈现实时性、节能性特征。为进一步推动水力发电项目的优质建设,理应充分应用自动化技术,继而达到提质增效目的。 1水电站电气工程自动化技术要点 1.1PLC技术适用于水电站电气工程应用场景的自动化技术较为多样,包含PLC技术(可编程控制器)。此项技术涵盖编程器、接口以及主机等多项部分,且PLC技术应用流程,见图1。该技术在应用期间,应当先行了解PLC系统预留余量,通常在I/O点数确定过程中,应当至少设置10%的预留点数余量,而后分析水电站电气工程PLC负载输出电流类型以及输出渠道,从晶闸管或晶体管等不同输出渠道中进行选择,每一项选择都会影响PLC系统运行稳定性。此外,PLC技术的应用还要选取适合的COM点,由于COM点带有的输出点数量不同,且适用范围不一致,故此应当根据电流规模予以判定。若水电站电气工程属于大电流,应以带有1个或2个输出点的COM点产品为主,若为小电流,则主张选用带有4个或8个输出点的COM点。同时,PLC技术需要选用与之匹配的PLC编程器。常用编程器多包含手持式、图形编程以及兼容软件式产品。第一种多在小容量PLC系统中比较适合。第二种则具有易于操作的优势,对于水电站电气人员而言,能在短时间内快速熟练掌握编程器使用技巧,但对应的成本偏高。最后一种属于高效编程器。然而,也要在选用此种编程器时考虑消耗的成本是否符合水电站电气工程建设条件。PLC技术中的电源部分,多以DC24V或AC240V为主,要想强化电源的抗干扰性,需要提前装设1:1隔离变压器。而且在大电流电气设备上应用PLC技术时,务必注重晶体管的有效保护,并提前计算出模拟量范围与脉冲量,以此提升PLC技术的适应性。PLC系统中模拟单元分辨率为1,且标准电量为0V,分辨率为32767,标准电量为10V,且PLC系统检测温度范围为0℃到100℃。在计算模拟量阶段,应当参照电压或电流参数进行确定。比如在-10V到10V范围内,分辨率6000的PLC系统,转换值在F448到0BB8Hex以内,而0V~10V电压值对应相同分辨率的转换值为0Hex到1770Hex,且电压自动控制电路图可见图2。其中在触发控制端指引下,能够对连接的管形氙灯进行连通,摆脱传统人工闭合开关的束缚。0mA~20mA电流参数下转换值与0V~10V电压范围内相同,具体应当根据分辨率的差异性计算模拟物理量。关于脉冲量的计算,可以结合水电站步进电机予以分析。其中在控制电机角度时,可以利用下述公式求取角度动作脉冲数(a)。 1.2计算机技术水电站电气工程还可以应用计算机技术。以往在电气控制过程中,多依靠人工力量。而计算机技术的运用,可以针对自动化程序进行简化处理。无论是测控装置还是机电保护装置,都能依托计算机技术优化性能[1]。计算机系统具有远程监控、数据采集与调试、数据分析等多项功能,在水电站自动化控制过程中可以根据对电气模拟量的综合分析,参照历史数据判断当前水电站电气控制系统是否存在异常运作迹象,绘制模拟曲线,如图3所示,借助专家分析结果确定水电站运行稳定性。而且还要计算水电站出力,便于在自动化调节出力过程中,维持水电站运行安全。水电站出力(N)可以利用下列公式求值。 2水电站电气工程自动化技术运用方向 2.1应用于涡轮螺旋桨调速水电站电气工程运用自动化技术,其中最为关键的方向即为涡轮螺旋桨调速中应用PLC技术。通过水位的自动化控制,提高水能利用率。关于PLC技术的实际应用,主要是在该技术辅助下,对水位与水轮机水头展开协调设计,进而促使涡轮螺旋桨的转动角度以及转动频率都能适合当前发电机组运行需求。此外,PLC技术还能细致的展现水位变化规律,经过调整涡轮螺旋桨,优化水力发电状态,避免涡轮螺旋桨因异常运行,干扰发电进度。PLC技术可以直接参与到涡轮螺旋桨热力循环中,其发动机对应的单位推进功(Lp)能够根据循环功传递效率()与螺旋桨驱动功率输出(Lnet)进行计算,即,从中知晓随着有效功的增加,其单位推进功也会随之增加,进而由PLC技术控制螺旋桨发动机热力循环效率。 2.2应用于橡胶坝监控系统自动化技术可应用于橡胶坝监控系统中,在水电站建设阶段,常利用橡胶坝,强化拦水功能。虽然橡胶坝确实能够更高效的利用水资源,但也会诱发共振后果,造成橡胶坝在坝体、坝袋反复摩擦中引起损坏情况,加剧溢流风险。自动化技术可对橡胶坝坝袋高度以及坝袋压力等参数实施有效监控,从中自动化调整橡胶坝升降高度,改善水资源利用现状。 2.3应用于水电站调速器在水电站运行期间,需要利用调速器控制水轮机水头升降空间。在传统控制技术下,常采用芯片替换法控制水轮机水头启动开度,这样反而会降低应用效率。自动化技术能通过编程设计对调速器参数值进行微调。 2.4应用于水轮机控制系统水电站电气工程自动化技术可应用于水轮机控制系统中,切实节约人力资源,保证水资源实现高度利用。事实上,水轮机控制系统多指代油气水的自动化控制。 3结论 综上所述,水电站电气工程自动化技术多包含PLC技术、计算机技术、实时监控技术。为取得显著的自动化改造成果,应在涡轮螺旋桨调速、橡胶坝监控系统、调速器以及水轮机控制系统、电气设备检修等部分加强自动化技术的合理化应用,从而为水电站电气设备的安全运行创造有利条件,保证当地在水力发电项目的支撑下享受到优质的供电服务,践行可持续发展战略。 参考文献 [1]陈永崇.自动化技术在水电站电气工程中的运用与展望[J].光源与照明,2021(6):97-98. [2]魏强.探讨水电站电气工程自动化技术及其应用[J].科技创新与应用,2017(4):197. [3]王小周,侯俊霞,赵玉顺.电气工程及自动化技术的应用[J].现代经济信息,2018(15):353. [4]蔡杰琛.浅谈电气自动化技术在水电站发电中的应用与创新[J].电气技术与经济,2021(1):36-38. [5]谷雷.水电站中电气自动化技术的运用分析[J].黑龙江水利科技,2017,45(2):140-142. 作者:郭悠扬 单位:遂川县发电公司
近几年来,随着国家对煤炭行业安全问题的重视和企业自身现代化建设的要求,井下安全监测控制系统在我国大部分矿井都得到了广泛使用,形成了煤矿井上下顺畅的信息交流通道和可靠的安全预警机制。这不仅可以依靠及时准确的信息指挥生产,预防事故的发生,又能及时了解各种与安全生产及经营相关的信息,形成一个安全、生产、调度和管理的网络系统。在实际的应用过程中,监测监控系统通过实时监测环境参数、提供灾害预警数据、自动报警、断电闭锁等功能,实实在在地为煤矿企业的安全生产提供有力保障。 1煤矿井下安全事故的一些种类 1.1瓦斯事故 在煤矿生产过程中,最为严重的安全事故莫过于瓦斯爆炸。在瓦斯爆炸之后,还会导致次生的煤矿断电、通风阻碍、顶板塌方、煤层引燃等灾害。神东公司所属各煤矿煤层存稳定,自然条件优越,除保德煤矿外,其余均为低瓦斯矿井,所以相当一部分同志曾经由此陷入了“在神东不通风都能够采煤”的误区。我国经常出现低瓦斯矿井比高瓦斯矿井瓦斯爆炸事故多的现象,可见,低瓦斯矿井不等于无瓦斯矿井,更不等于不发生瓦斯爆炸的矿井。神东矿区过去也发生过瓦斯爆炸。2002年年10月18日,金烽公司寸草塔煤矿,井下作业人员抽烟引起瓦斯燃烧,造成2人重伤事故;2003年8月17日,多经公司霍洛湾煤矿,井下1名工人用大锤打击处理锚杆托盘,产生火花引燃顶板附近层流积聚的瓦斯,造成烧伤;2003年12月4日,乌兰木伦煤矿在处于无风状态的63108回风顺槽40#~41#联巷处,局部瓦斯积聚,1名作业人员吸烟,引发了一起瓦斯爆炸事故。造成人员1死3伤;2005年8月10日,金烽公司寸草塔煤矿,井下北翼307备用工作面巷道系统处于微风和无风状态,在其回风巷炮掘水沟,没有执行“一炮三检”制度,施工人员不装炮泥放炮,引起局部积聚的瓦斯燃烧,造成2人死亡,3人轻伤;2011年7月12日,寸草塔二矿施工密闭时,未切断巷道四周的金属物,也没有掏槽,密闭内瓦斯积聚,在重新处理密闭过程中,气割顶板钢带时引燃顶板局部积聚的瓦斯,火源沿钢带缝隙进入密闭,引爆密闭内的瓦斯,造成3人死亡,2人轻伤。 1.2顶板事故 在煤矿生产中非常容易出现的一种安全事故是顶板冒落事故,其会对矿井作业者生命安全构成威胁。结合近年来国内统计的煤矿顶板事故发现,其出现的几率存在逐年提升的势头。而顶板事故重点涵盖两种,即工作面采空区垮塌以及巷道冒顶和片帮事故。结合矿压压力原理和岩层控制理论发现,通常都是回采时顶板附近的应力以及顶板岩石的特点等要素决定了回采工作面的顶板冒落事故。神东煤田基本构造形态为单斜构造,地层走向N30°W,倾向S60°W,倾角1°~3°、局部可达5°~8°,呈宽缓波状起伏,属于地质构造简单煤田。煤层赋存稳定,属近水平煤层,无大的褶曲,断裂构造不发育,只有小落差的断层。因几乎没有构造应力而地压也小,顶板相对比较稳定。但神东公司各矿井开采强度大,掘进速度快,巷道断面大,顶板管理是安全管理工作的一项重要内容。神东矿区过去也发生过顶板事故。2005年10月10日,大柳塔煤矿12607东侧旺采区右翼二区段5#支巷至12#支巷顶板突然大面积垮落,形成飓风,多人被吹倒,导致1死1重伤;2006年3月11日,哈拉沟煤矿02203综采工作面刮板运输机机尾,最后一台端头支架与回风顺槽副帮之间,发生局部顶板鳞皮冒落,掉下一块长600mm、宽600mm、厚200mm的煤研,将正在巡查工作的当班跟班副队长头部砸伤致死;2013年9月16日,黄玉川煤矿216上02胶运顺槽掘进工作面作业人员发现该面顶部掉渣严重,急忙往外边跑,在撤离过程中被冒落的煤矸掩埋。造成3人死亡,1人轻伤。 1.3火灾事故 因为煤炭的特点是易燃性强,在相应的温度条件与氧气浓度中,煤尘非常容易引起自燃,如此一来,煤矿的火灾事故会出现。神东矿区开采的煤层均有一定的自燃倾向性,挥发份高(32%~37%)、燃点低(270℃左右)、易氧化、埋藏浅(30~230m)、漏风严重、综采工作面走向长(一般在2000~6000m)、准备工作面时采用连采机双巷掘进形成的煤柱多、遗煤多,同时,为保证煤质不割顶、底板而留的顶煤垮落破碎等都将给煤炭自燃防治工作造成困难。随着生产任务加大,生产矿井主要工作面采空区的浮煤都不同程度地出现低温氧化及自燃现象。随着开采深度、强度和范围相应增加,采空区煤炭自燃的危险性将更加突出。大柳塔煤矿、布尔台煤矿、补连塔煤矿已经多次出现煤炭自燃现象,幸亏处理及时,未酿成事故。但不同程度的出现影响生产、接续的情况。 2煤矿井下安全监测监控系统的组成部分 煤矿井下安全监测监控系统是结合控制技术、通信技术综合矿井生产调度、通信系统、安全监控等为一个整体的煤矿信息应用与传输自动化系统。此系统的网络平台是借鉴德国工业4.0,DCS集控系统中分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便的设计理念为指导思想,逐步进行井下各系统的设备智能化改造,将各子系统接入PSI平台,运行稳定、可靠、安全。此系统能够实时地采集和监测煤矿安全生产的数据,从而有利于预防和应对应急灾害事故,从而确保煤矿井下生产的安全性。煤矿井下安全监测监控系统的组成部分主要是综合自动化监控网络、安全监测监控子系统、调度中心及其显示系统、生产监测监控子系统、人员定位系统。 2.1综合自动化监控网络系统 项目引入德国PSI公司先进的管理理念和软件平台。结合交换机将一致的环网构建在矿井与地面,这种自动化监测监控系统能够结合调度监控中心及时地控制与监测矿井关键机电装置的工作现状与生产情况,这种系统结合网络防火墙、网络隔离等确保网络运行安全性。 2.2调度中心及其显示系统 作为煤矿管理工作者应通过调度指挥与监控矿井生产系统平台的矿井生产调度中心,从分掌握矿井生产运行的现状。生产调度中心监控网络涵盖软件系统以及硬件系统。结合调度室的监控软硬件装置向监控中心传输煤矿生产和安全监控系统的一系列数据信息,进而搜集和分析数据,结合电视视频系统的成像能够向地面传输矿井的实际现状,从而有助于管理工作者的生产决策与指挥,确保对一系列的灾害事故进行预防和处理,推动煤矿生产安全性的提高。 2.3人员定位系统 煤矿企业务必提高预防为主的事故防范意识,有效地体现固有科学技术的优势,创建矿井人员定位系统。具体而言,将定位基站安装在矿井的关键生产巷道,煤矿工人自身携带定位仪,在对基站进行定位的情况下,能够识别工人的身份信息,且在地面监控中心直接反馈信息。结合调度室的监控可以明确工人的生产劳动区域、工人的数目,在出现事故的情况下能够迅速定位工人活动的区域,从而有利于救援信息的提供,实现救援效率的提升,也可通过群呼功能驱使人员撤离。矿井人员定位系统统一了我国先进的传感器技术、通信技术、远距离识别技术,能够发挥人员定位、救援、考勤等一系列的作用。矿井人员定位系统具备考勤的作用,基站可以对工人的身份信息进行有效地识别,从而对工人所处的范围进行准确地定位。如果出现事故,那么能够结合这种系统明确矿井工人所处的区域和数目,以提供辅助救援的有效信息。为此,这种系统的特点是容易管理、便于操作、稳定、安全。矿井人员定位系统的智能化水平比较高,监测基站可以对经过基站的人员信息进行自动地识别和记录,结合网络传输及时地将信息传输至地面监控中心,监控中心能够分类汇总和整理信息。每位入井人员必须佩带定位系统识别卡,识别卡的信息涵盖工人的年龄、姓名、职务、部门等信息。将定位人员的基站安装在矿井巷道中,在该基站有工人经过的情况下,基站系统能够迅速地进行识别,这样,矿井调度室中能够收到工人的信息,结合调度室显示屏幕能够清楚工人通过的区域以及时间段。 2.4安全监测子系统 一是安全监控系统。为了实现煤矿安全管理能力的提升,确保煤矿生产的高效化与安全性,在实际生产中应及时地监控矿井避难硐室、机电装置工作现状、环境参数、供电系统等,从而有助于管理工作者可以实时地把握煤矿的安全现状与生产情况,确保预测预报灾害事故,最终有效地避免事故的出现。国内的煤矿企业会应用分站监控系统,这种系统的特点成本小、技术先进。二是矿压监测系统。在实际生产中应监测矿压,矿井的安全生产受到围岩变形、工作面顶板、巷道的影响作用,重点监测的方面涵盖工作面液压支架运行阻力、围岩应力、顶板离层等。并且,应实现监测的动态化,尽量地降低片帮、冒顶等造成的矿压灾害事故。煤矿矿压监测系统重点组成部分是分析数据软件、接收主机、通讯分站、压力分机、上位机、通讯主站、离层传感器等。分站信息结合电缆向主站传输,再通过矿井主站向地面监控中心传输,两个小时的延时供电电源配置在一系列的通信分站和主站,从而避免出现断电的现象。三是束管监测系统。很多的易爆易燃性气体充斥在矿井空气中,为此,应结合矿井束管色谱检测系统全天候不间断地监测矿井的关键控制范围,从而在监测改变的气体温度、含量的现状,最终有效地预防煤矿瓦斯和火灾事故。 3 煤矿井下安全监测控制系统的应用以及维护 3.1明确安全监测监控系统的应用意义 对于煤矿生产而言,有的人不正确地认为安全生产应用监测监控系统没有太大的益处,还会起到不利影响作用,像是制约生产、中断生产、报警断电等情况的出现。因此,有的单位忽视了安全监测监控系统的应用,不支持和不配合开展的安监工作,有的单位还有意拖延或者是阻碍安全设备的安装。在完成仪器安装工作之后,也难以有效地应用以及维护,这不利于系统稳定和安全地运行。为此,煤矿企业的领导首先应清楚煤矿生产中安全监测监控系统的应用意义,安全监测监控系统能够在确保煤矿企业长时间、不间断稳定运行中实现非常大的社会效益以及经济效益。因此,在安装系统的初期,领导需要积极主动地教育和宣传,让所有的单位明确安全监测监控系统的功能,让广大的员工保持思想上的高度关注,从而有利于安装监控系统之后顺利地开展其它的有关事宜。 3.2清楚组织的领导 煤矿安全监测监控系统牵涉到比较广的方面,能够密切联系煤矿的所有部门。为此,对于安全监控机构的创建,所有的部门需要取得领导的支持,让具备安全监测专业化技术的监测人员、工程师进行安装。并且,针对管理安全监测监控系统而言,能够坚持责任清晰、划分范围、分班组的原则进行。 3.3注重培训技术工作者与管理人员 在煤矿安全监测监控系统当中,人的因素至关重要。倘若技术工作者与管理人员不熟悉有关的技术、不懂得煤矿安全监测监控系统的管理,那么就难以体现系统的强大功能,进而使系统变得形式化。对于安全监测监控系统的设备而言,需要建设详尽的档案,涵盖检修的时间、调试的记录、设备的数据信息等,确保即时性、准确性、详细化。并且,安全监测监控系统牵涉到比较广的学科,调入部门的工作者需要接受专业化的培训,在工作过程中也应不断学习和总结经验。并且,部门的领导人员也应多安排相应的培训,从而充实队伍力量和提高队伍素质,从而跟迅速发展的现代化煤矿安全监控监测技术的需要相符合。 3.4搞好平时的维护以及检验新设备 建立系统之后的维护非常关键。矿井的工作条件比较差,设备的运行时间长且分散,再者受到人为因素的制约,煤矿安全监测监控系统也需要维护。只有实时地发现和处理隐患,才可以确保系统的顺利工作,有效地体现系统的功能。煤矿能够创建自身的维护团队,让专门的人员进行管理和负责,如此一来,能够稳定、及时地处理故障及问题。基于不断进步的安全检测技术和煤矿开采技术的发展,会面临一些新的问题,这就要求实时地更新与维护系统设备及其技术。在设备购置之前应当主动地进行调研工作,明确设备的缺陷与长处,清楚是不是契合固有的系统。并且,应综合地检验新购置的系统设备,针对存在的问题及时地跟产商交流。除此之外,为了确保系统工作的长期性,需要对易耗易损的设备部件做好储备。 3.5有效地处理监测信息 为了取得设备状态以及场地环境的数据信息,安装一系列的传感器应根据《煤矿安全规程》的标准进行。应及时地测试与调校一系列的传感器。在报表中实时地录入采集的数据,存在不正常情况下需要迅速地向矿调度报告,且认真地进行记录。中心站应提供每一天的日报表,让监控部门研究与审阅。针对监测监控系统的实时性数据信息,不但能够让矿区把握矿井的现状,方便指挥,还能够结合这一系列的资料信息和开采情况对地下水、瓦斯、自燃发火等的改变特点进行分析,从而实施有效的开采方案。 3.6健全应急预案 安全监测监控系统是工具、监控“一通三防”是手段,最终目标是为了降低事故发生率。在系统报警的情况下,煤矿首先应实施有效的应急措施,且确保按部就班地开展,最大程度地减小损失。矿井单位需要总结以往的事故经验,制定关于生产安全性的手册,将避难知识普及给每位员工,不定期的开展各类应急演练让员工针对警报的时候可以很好地应对一系列的突发情况。并且,基于不断建设的矿井影响下,也需要实时地完善有关的避险巷道和避难硐室。基于建设矿井时间的延长,系统搜集的一系列数据信息会持续完善与更新,监测监控系统具备数据库的作用,能够结合这一系列的数据进行深入地挖掘,从而为矿井更加好地服务。 4结论 综上所述,将矿井安全监测监控系统应用到煤矿井下开采之中,可以对顶板压力、瓦斯浓度、氧气浓度等指标进行有效的监测和记录,从而实现对煤矿监控集中化、系统化管理,提高煤矿资源的开采效率,提高煤炭企业的经济效益和社会效益、安全效益。 作者:吴青刚 单位:神东煤炭集团公司安监局
石油化工自动化论文:企业自动化控制石油化工论文 1石油化工企业应用自动化控制所需具备的条件 自动化控制是一项较为复杂的技术,它是以独特的控制算法和方案为前提,并以控制理论为基础,对石油化工整个生产过程中的各种模拟量进行自动控制,如温度、压力、液位等等。实现自动化控制需要具备以下基本条件:其一,先进的控制设备和系统,如分散集中控制系统、现场总线控制系统、火灾控制系统等。其二,满足控制系统运行的实施方案,为自动化控制目标的实现构建平台。其三,高素质人才。通过上述三个条件的有机协调,能够实现石油化工生产过程的自动化控制。 2自动化控制系统在石油化工企业中的具体应用 目前,国内很多石油化工企业都应用了大量的自动化控制技术,这使得生产能效和安全性大幅度提升,给企业带来了巨大的经济效益。由于石油化工企业的生产过程中存在大量的可燃性和有毒气体,一旦发生火灾后果极其严重,所以必须采取稳定、可靠地火灾控制系统。FDGS是可燃性气体监测与火灾控制系统的简称,与传统的DGS控制系统相比,FDGS的优势更加突出,具体体现在该系统能够独立完成对危险气体泄漏和装置火灾的检测、分析及防控。对于石油化工企业而言,其生产过程具有一定的特殊性,这使得各个生产环节对SIL(安全设备的安全完整性等级)要求相对较高,所以构成FDGS系统的各个部分均必须符合SIL国际认证。FDGS系统不仅可以连续不间断地进行探测,而且还能发现装置所在区域内可能出现聚集的各种危险气体,如可燃气体、有毒有害气体等等,不仅如此,系统还可以最早发现火情,并针对实际情况提供手、自动装置灭火。通过该系统的应用,能够极大程度地提高石油化工生产现场的安全性。 (1)FGDS系统的构成 FDGS系统的主辅设备会分布在两个区域当中,一个区域是装置现场,即危险区域,另一个区域是中央控制室,即相对安全区域。系统中的各个传感器具备检测功能,终端执行器主要负责执行功能。危险区域内的主要仪器和设备包括:IR火焰检测器、感温感烟探头、气体检测器、HVAC系统、熔断检测、火灾报警控制盘等,除了以上的自动化检测装置之外,在生产现场还布置了大量的手报按钮,当遇到突发火灾事件时,可通过该按钮进行报警。 (2)系统的主要功能和作用 ①FGDS系统具备连续不间断的探测功能,能够在早期发现各个区域内可能聚集的有毒气体以及可能出现的火情。②系统为灭火提供了手自动装置,并设置有声光报警器,不同颜色与声音代表着不同的危险,现场操作人员可按照报警时的颜色和声音对险情进行判断,据此采取应对措施。③具备执行控制欲连锁逻辑功能,可以提供事件石油化工企业中自动化控制的应用研究陈寿宝(中海油能源发展油田建设工程分公司,天津300459)摘要:本文首先阐述了石油化工企业应用自动化控制所需具备的条件,并在此基础上对自动化控制系统在石油化工企业中的具体应用进行论述。期望通过本文的研究能够对提高石油化工企业的生产能效有所帮助。关键字:石油化工;自动化控制;生产能效发生的顺序记录报告。 (3)系统设计方案 在对FGDS系统方案进行进行设计的过程中,要从全局的角度出发,对生产中的主要危险因素进行分析,并在此基础上确定最终方案。①火灾检测仪表选型。目前,市场中的火灾检测仪表种类十分繁多,每一种仪表的性能和应用场所均有所差别。为了达到最佳的效果,在选择仪表时,必须要结合生产现场的实际情况,同时,还要充分考虑防火分区的要求。按照我国现行GB50116-2013规范标准的规定要求,在选择火灾检测仪表时,应当满足如下以下几点要求:一是由于火灾发生的初期阶段会产生出烟和热,对于无明火辐射的场所应当选择感烟探测器。二是对于火灾发生后可能产生大量烟、热,且存在火焰辐射的场所,则应当选择感温感烟和火焰探测器。三是对于因温升过高可能引发火灾的场所,则必须选择感温探测器。②有毒及可燃气体检测仪表选型。在选择此类仪表时,应当以石油化工企业气体检测报警设计规范为依据,并确保所选的仪表满足以下规定要求:一是在工艺装置和储运设施的区域内应当安装可燃性气体检测器。二是对于使用有毒的装置和设施区域内,则应安装有毒气体检测器。三是如果可燃气体当中含有有毒气体,但有毒气体泄漏时达不到最高允许浓度时,应当安装可燃气体检测器。③安全性设计。由于FGDS系统归属于安全仪表系统的范畴,所以它的主要元件均应当选用故障安全型。如I/O应具备短路和断路检测功能;AI点则应具备异常电流检测功能;执行元件应当为励磁型;逻辑运算器要具备可靠地冗余和冗错功能。只有这样,才能确保整个系统的安全、稳定运行。 3结语 总而言之,在当前的新形势下,石油化工企业想要进一步提升生产能效,就必须对自动化控制技术予以足够的重视,并在实际生产的各个主要环节中合理应用自动化控制系统和设备,这样不但能够使生产设备得到有效的控制,从而提高生产效率,而且还能预防生产过程中安全事故的发生。在未来一段时期,应当加大对自动化控制技术的研究力度,除了要对现有的控制系统进行不断改进和完善之外,还应积极研发新的控制系统,使其能够更好地为石油化工生产服务,有助于推动石油化工企业的持续、稳定发展。 作者:陈寿宝 单位:中海油能源发展油田建设工程分公司 石油化工自动化论文:自动化控制石油化工论文 1石油自动化控制历程 经过50多年的发展,石油行业的自动化进步主要体现在操作现场已经从传统的手工劳作转变为当今的自动化控制,低级的单回路控制已经被予以淘汰,高级复杂系统控制推向市场,直到炼化管控一体化。自动化控制已经蔓延至中国大中型石油化工企业的主要生产过程之中,虽然在水平上有所差异,但从总体来说,相对于传统的行业操作,自动化控制已经帮助取得更多的经济效益。与此同时,在小型的石油化工企业之中,也有很多骨干企业拥有比较成熟的控制系统和较低成本的自动化技术,并且,生产信息在车间的集成常规仪表性能大大提高,已经成为石油化工企业生产过程的主要检测手段。我们了解到石油自动化控制历程,还需对石油自动化控制应用前景做进一步探讨。 2自动化控制设备和系统 石油化工企业把化工过程的控制作为企业日常生产管理控制的目标对象,自动化控制技术、算法和方案帮助石油化工企业可以有机调和控制理论,把整个生产过程纳入到自动化控制体系,实现化工过程中各种模拟量的自动化控制。为了使得自动化控制的全过程得以有效实现,自动化控制设备、控制系统是必不可少的,除此以外,还要制定出科学合理的实施方案,为自动化控制打造控制平台。高素质的操作人员也十分重要,可以实现对科学管理、操作自动化控制系统。在将设备和体系、方案和人员进行科学的结合的前提下,才能使得石油化工企业的自动化控制过程得以顺理成章地完成。从中我们可以发现,在化工行业中,其不仅对自动化控制的技术水平有所要求,还对自动化控制过程的匹配性有所要求。最优化化工过程的自动化控制,可以降低企业的投入成本、提高企业的生产效益,还可以降低企业所需能耗和生产成本,提高成品质量,从而保障化工企业的安全科学生产。因而,对化工过程的自动化控制进行研究,然后使用先进的系统设备和技术,为化工企业提供服务,是化工企业前进和发展的驱动力。 3微电子技术和信息技术的应用 自动化控制系统和自动化设备中应用较为广泛的有微电子技术和信息技术,化工自动化控制网络和信息控制网络呈现出一体化趋势。在数据采集、自动化控制、技术调节等各个环节,都有化工过程的控制体现,通过化工过程控制一体信息平台集中到自动化控制系统中。这要求自动化控制硬件需要更加具有可供挑战的性能。过程控制的各个环节所采用的技术设备拥有各异的硬件设备,分别由不同的生产经营商家供给,而开发商对硬件设施进行自主经营。之所以,在多种资源进行整合的过程之中,很多时候会出现不兼容,接口不统一也时常出现,因而,技术产品的更新升级也会受到影响。综上所述,化工自动化控制硬件需拥有多种优点,如较好的兼容性、便于升级换代、速度快等。化工过程控制技术设备只有具备上述特点,才可以在控制领域中被广泛使用,从而实现化工控制全过程和各个系统之间的完美联合,保证任何的化工过程控制设备在升级换代的时候不会对化工企业的正常生产有所影响。控制硬件只有具备灵活性、精确度、抗干扰等各个方面的优点,才能够在化工过程自动化控制中发挥出显著的作用。化工自动化控制的优秀是信息集成,信息集成的重要组成部分是数据库管理系统。大多数化工企业使用流程管理模式,需要通过软件平台处理和管理化工过程中的大量数据。,使用哪一种软件决定着化工控制过程自动化控制的信息有效集成性和共享性。 4专业技术人才作用愈加重要 我国化工自动化控制操作技术人员素质普遍不高,原因在于我国自动化控制理论研究较为落后,存有的化工自动化控制研究成果不多。很多化工自动化控制操作技术人员不够了解化工过程自动化控制原理,对化工行业有关的专业技术知识掌握甚少,化工自动化控制复合型人才欠缺。在化工自动化控制发展的过程中,人才起着决定性的作用。要想实现对整个化工过程的最优化自动化控制,需要从以下几个方面着手。首先,需要引导广大的职工及时更新观念,化工企业领导层需要对化工自动化控制给予充分的重视,以切实行动引导更新全体职工的化工自动化控制观念,从而开放思维,培育出强烈的责任心来对待化工工作,制定出科学合理的化工自动化发展规划和信息化发展职工培育方法,把先进的技术手段和激励措施相结合,促进化工信息化建设的发展。其次,还需要对化工自动化设备的整体利用水平给予更多关注。其充分体现了化工企业技术人员的操作能力。在自动化控制技术的发展过程中,因为电子技术发展速度较快,电子产品更新换代频繁,在化工企业自动化设备的采购、安装及使用过程中,需要注意设备的这个特点,之后结合企业自动化控制现状,加大对相关技术人才的培养力度。在化工过程自动化控制的过程中,需要并重经济效益和社会效益,注重投入产出比的分析,在信息资源建设和化工自动化控制应用技术上投入更多的研究精力,从而不断地提高化工自动化控制设备的整体使用水平。 5结束语 我国石油化工企业一直关注于新技术的开拓和应用,这促进了石油化工自动化控制技术的不断飞越。与此同时,我们不难发现石油自动化行业的发展和转型离不开自动化控制技术的不断开拓创新。因而,石油化工自动化控制技术需要不断进行自主创新,从而提高产品质量,在节能降耗、增加资产利用率的同时,促进中国石油化工行业的发展。 作者:唐勇 单位:重庆化工设计研究院 石油化工自动化论文:石油化工仪表自动化控制系统分析 摘 要:在科学技术不断发展的情况下,工业生产也发生了很大的变化,在生产过程中使用的仪表和控制系统出现了智能化发展情况,这样也使得石油化工在生产过程中,化工仪表出现了自动化控制技术不断发展的情况,对出现的新情况进行更好的分析能够更好的促进石油化工企业发展,同时也能更好的促进我国经济的发展。 关键词:石油化工仪表 自动化控制 控制系统 在石油化工企业发展过程中,使用的仪表在科技含量方面发生了很大变化,这样也使得仪表出现了自动化控制和智能化发展的情况,在这种情况下,仪表本身性能发生了很大的改善。智能化仪表在发展过程中不仅仅在结构运作方面发生了很大的变化,同时在适应性和功能方面也发生了很大的变化,因此,对石油化工行业的发展也是非常有利的。对设备进行更好的设计,不仅仅在功能方面能够进行改善,同时在工作效率方面也发生了很大的变化,这样也能更好的对其进行分析,促进石油化工企业获得更好的发展。 1 石油化工仪表控制系统发展 在科学技术不断发展过程中,仪表系统也发生了很大的变化,正在逐渐向数字化、智能化以及网络化方向发展,有其对石油化工行业的发展是有很大的影响的。在石油化工企业中,自动检测仪表出现了非常明显的变化,对控制系统的性能改善是有很大影响的。对于现场总线控制系统来说,能够更好的对适应一些要求的变化,这样能够更好的促进变送器发展,同时,也能更好的实现数字化仪表发展。相比较一般的变送器来说,数字化仪表在性能方面出现了很大的变化,尤其在分辨能力和安全性能方面得到了非常明显的改善,同时,在稳定性方面也出现了很大的变化,这样在进行生产的时候能够更好的保证生产效率。数字化仪表在性能方面得到了很大的提高,同时,在结构方面也发生了很大的变化,这样在进操作的时候更加方便。为了更好的发展我国的进出口贸易,很多的企业在生产过程中对产品的质量提出了更高的要求,这样使用数字化仪表在产品精度方面也得到了更好的提高、对产品加强管理也能更好的保证我国的产品能够更好的和国际产品进行比较,这样能够更好的发展我国的进出口贸易,同时也能更好的提升产品的质量和性能。 1.1 DCS与FCS系统 在我国的石油化工系统中,都使用的是DCS系统,为了更好的适应科学技术的变化,DCS系统在不断发展过程中也发生了很大的变化,和传统的系统进行比较,新的系统在数字化智能控制方面得到了很好的发展,同时在兼容性方面也是非常好的。将不同的型号和厂家的DCS系统进行连接,这样能够形成更大规模的管理控制体系,同时在进行控制的时候也能更加方便的进行控制,这样在性能方面也是能够得到更好发展的。 1.2 新型DCS系统 对于石油化工企业来说,炼油装置是非常重要的生产设备,在进行生产的时候只要能够产出成品油和半成品有,在经常一定的处理以后,就能够将其进行储存和运输,这样也是石油化工企业在生产过程中最后的工艺。在石油化工企业中应用DCS系统,能够更好的提高自动化控制能力,同时在进行管理的时候也能更好的进行。石油化工企业应用DCS系统进行控制,在一定程度上能够更好的利用系统进行控制和管理,但是,还是有很多的企业在进行生产的时候无法更好的利用DCS系统的所有功能,导致自动化系统在使用的时候出现情况复杂的问题。我国在DCS系统生产方面也有很大的发展,在这种情况下,很多的软件开发更加适合于石油化工企业的生产,这样在功能方面也出现了更好的情况,同时在使用的时候可靠性也是非常高的。 石油化工企业在进行生产的时候经常是会使用催化裂化的物质来进行生产的,在这种情况下,在炼油生产装置中是可以利用DCS系统来进行控制的,这样能够更好的对各个生产的情况进行监视和管理。在控制管理中操作是可以在一个控制室内完成的,这样就使得系统控制要采用多集控单元,同时在综合管理方面也是能够实现信息自动化控制的。 1.3 总线控制系统 现场总线控制系统慢慢形成了全数字化、开放性以及智能化化的特点,这样就使得石油化工企业在发展过程中出现了新的发展方向。现在,FCS自动化控制在应用方面出现了越来越好的情况,这样就使得设备在操作和功能方面也发生了一定的变化。现场总线控制系统在发展过程中出现了空间越来越广的情况,这样就使得很多的石油化工企业在生产过程中应用了FCS控制系统。现场总线控制工作是通过现场总线和局域网来进行实现的,因此,在进行使用的时候是要利用众多的计算机来进行实现的,这样能够更好的实现信息的交换,同时也能实现信息的共享。 2 具体分析 2.1 检测执行仪表方面 石化现场设备或者管道内界质温度一般都在-200~1800 ℃之间。现场的水银玻璃温度计都会被双金属温度计取代。热电阻和热电偶信号都会直接进入DCS中。在所有仪表中压力仪表是最受重视的,因为它是与人们的安全联系最紧密的仪表。压力传感器和特殊压力仪表都是采用很多原理生产的,能抵御住高温,能在脉动介质、粉状和易结晶介质中测量压力等。再从物位仪表来讲,石化行业都以液位测量为主,并且除了浮力式仪表外,物料仪表都没有通用的产品。但从测量方式可分为浮力式、静电式、超声波式、电容式、磁致伸缩式和雷达式等等。仪表中还有流量仪表、分析仪器、在线过程分析仪和执行器等仪表。温度、压力、流量和液位都是工艺参数的保证,对生产过程中物料成分的分析和对最终产品的分析都是非常必要的。要对排放的物质进行详细的分析,不能对环境造成污染。 2.2 控制策略 从如今的新一代DCS系统的变化可以看出,石化工业在自动化连接控制、批量控制和顺序控制等基本控制策略还是没有改变。智能化算法如智能PID控制器和多变量控制等都已经开始普遍采用,其都是以DCS为基础的控制,但也都可以独立控制。传统的生产过程都是一个装置一个控制室,但现在几乎都是多个装置一个控制室或全厂都由一个控制中心进行控制,并且都是以LCD屏幕或CRT显示为主。现在人机界面方面都在以DCS操作站屏幕为主,这样能让公益操作人员轻松地进行操作。石化装置的工艺过程复杂,很容易发生火灾或爆炸等。因此对安全性的要求在不断提升,若仅由DCS设备完成,则已经不能满足现在的要求了,如ESD系统就会在DCS之外单独运行。智能化和自动化控制仪表不仅使得安全生产成为现实,而且现在应用的SIS系统都是以人性化和安全性为主的生产系统。不仅要紧抓安全生产,还要在生产线的危险场所设置警报系统,一旦有可燃气体或有毒气体泄漏后能及时得到提醒。全厂的每个角落都要在火灾报警控制系统的监控下,对重要的工艺装置进行控制和检测。 3 结语 在科学技术不断发展的时期,我国的石油化工仪表自动化控制技术也得到了很大的发展,在这种情况下,我国的石油企业在发展过程中也发生了一定的变化。石油化工在生产过程中实现了安全生产,同时在控制方面也发生了很大的变化,因此,企业在发展过程中要不断提高自动化控制水平,这样能够保证企业在激烈的市场中获得更好的发展控制,提高企业的竞争力。 石油化工自动化论文:石油化工自动化控制历程和技术应用前景 摘 要:石油化工技术繁多而复杂,自动化控制是其中较为重要的一个系统。多方位提升自动化水平,以适应石油行业现代化机械水平,有助于石油行业的发展。文章首先阐述石油化工自动化控制历程,在此基础上,分析石油化工自动化控制技术应用前景。 关键词:石油化工;自动化控制;应用前景 前言 当前,我国经济快速发展,石油化工行业也得到了飞跃式进步,对应而言,企业规模的扩大化要求匹配高水平的技术,材料、工艺和技术应用不断翻新,加上自动化控制技术在石油化工行业的应用越来越广泛,其受到越来越多的重视,因而,自动化控制技术越来越重要。然而,石油化工自动化控制的发展还需要遵守化工企业的发展规律,在应用和发展中不断提高化工自动化控制水平。 1 石油自动化控制历程 技术发展在石油化工自动化系统中占有举足轻重的地位,其关乎着产业的发展趋势和呈现出的水平。石油自动化控制是十分重要的一个命题,甚为引入关注。石油行业的发展实践经验告诉人们,自动化是帮助企业提高效率的驱动力,尤其是当今信息技术不断发展更新并应用于现代企业之中,渗透到各个行业和领域,生产过程的自动化、企业信息管理自动化等多种自动化控制组成了现代企业自动化控制的概念。具体来说,从过程控制与管理,从仓库管理到市场营销,从生产计划到财务统计,设备管理到人事管理,自动化控制已经贯穿到企业的综合信息管理系统。 中国石油化工涉及自动化已经经历了半百年的发展,通过引进自动化技术的手段,首先对技术进行研究和探讨,不断吸收消化其中的精要,在此基础上进行创新,从而不断提高石油行业的自动化水平。经过50多年的发展,石油行业的自动化进步主要体现在操作现场已经从传统的手工劳作转变为当今的自动化控制,低级的单回路控制已经被予以淘汰,高级复杂系统控制推向市场,直到炼化管控一体化。自动化控制已经蔓延至中国大中型石油化工企业的主要生产过程之中,虽然在水平上有所差异,但从总体来说,相对于传统的行业操作,自动化控制已经帮助取得更多的经济效益。与此同时,在小型的石油化工企业之中,也有很多骨干企业拥有比较成熟的控制系统和较低成本的自动化技术,并且,生产信息在车间的集成常规仪表性能大大提高,已经成为石油化工企业生产过程的主要检测手段。我们了解到石油自动化控制历程,还需对石油自动化控制应用前景做进一步探讨。 2 自动化控制设备和系统 石油化工企业把化工过程的控制作为企业日常生产管理控制的目标对象,自动化控制技术、算法和方案帮助石油化工企业可以有机调和控制理论,把整个生产过程纳入到自动化控制体系,实现化工过程中各种模拟量的自动化控制。为了使得自动化控制的全过程得以有效实现,自动化控制设备、控制系统是必不可少的,除此以外,还要制定出科学合理的实施方案,为自动化控制打造控制平台。高素质的操作人员也十分重要,可以实现对科学管理、操作自动化控制系统。在将设备和体系、方案和人员进行科学的结合的前提下,才能使得石油化工企业的自动化控制过程得以顺理成章地完成。从中我们可以发现,在化工行业中,其不仅对自动化控制的技术水平有所要求,还对自动化控制过程的匹配性有所要求。最优化化工过程的自动化控制,可以降低企业的投入成本、提高企业的生产效益,还可以降低企业所需能耗和生产成本,提高成品质量,从而保障化工企业的安全科学生产。因而,对化工过程的自动化控制进行研究,然后使用先进的系统设备和技术,为化工企业提供服务,是化工企业前进和发展的驱动力。 3 微电子技术和信息技术的应用 自动化控制系统和自动化设备中应用较为广泛的有微电子技术和信息技术,化工自动化控制网络和信息控制网络呈现出一体化趋势。在数据采集、自动化控制、技术调节等各个环节,都有化工过程的控制体现,通过化工过程控制一体信息平台集中到自动化控制系统中。这要求自动化控制硬件需要更加具有可供挑战的性能。过程控制的各个环节所采用的技术设备拥有各异的硬件设备,分别由不同的生产经营商家供给,而开发商对硬件设施进行自主经营。之所以,在多种资源进行整合的过程之中,很多时候会出现不兼容,接口不统一也时常出现,因而,技术产品的更新升级也会受到影响。综上所述,化工自动化控制硬件需拥有多种优点,如较好的兼容性、便于升级换代、速度快等。化工过程控制技术设备只有具备上述特点,才可以在控制领域中被广泛使用,从而实现化工控制全过程和各个系统之间的完美联合,保证任何的化工过程控制设备在升级换代的时候不会对化工企业的正常生产有所影响。控制硬件只有具备灵活性、精确度、抗干扰等各个方面的优点,才能够在化工过程自动化控制中发挥出显著的作用。化工自动化控制的优秀是信息集成,信息集成的重要组成部分是数据库管理系统。大多数化工企业使用流程管理模式,需要通过软件平台处理和管理化工过程中的大量数据。,使用哪一种软件决定着化工控制过程自动化控制的信息有效集成性和共享性。 4 专业技术人才作用愈加重要 我国化工自动化控制操作技术人员素质普遍不高,原因在于我国自动化控制理论研究较为落后,存有的化工自动化控制研究成果不多。很多化工自动化控制操作技术人员不够了解化工过程自动化控制原理,对化工行业有关的专业技术知识掌握甚少,化工自动化控制复合型人才欠缺。在化工自动化控制发展的过程中,人才起着决定性的作用。要想实现对整个化工过程的最优化自动化控制,需要从以下几个方面着手。首先,需要引导广大的职工及时更新观念,化工企业领导层需要对化工自动化控制给予充分的重视,以切实行动引导更新全体职工的化工自动化控制观念,从而开放思维,培育出强烈的责任心来对待化工工作,制定出科学合理的化工自动化发展规划和信息化发展职工培育方法,把先进的技术手段和激励措施相结合,促进化工信息化建设的发展。其次,还需要对化工自动化设备的整体利用水平给予更多关注。其充分体现了化工企业技术人员的操作能力。在自动化控制技术的发展过程中,因为电子技术发展速度较快,电子产品更新换代频繁,在化工企业自动化设备的采购、安装及使用过程中,需要注意设备的这个特点,之后结合企业自动化控制现状,加大对相关技术人才的培养力度。在化工过程自动化控制的过程中,需要并重经济效益和社会效益,注重投入产出比的分析,在信息资源建设和化工自动化控制应用技术上投入更多的研究精力,从而不断地提高化工自动化控制设备的整体使用水平。 5 结束语 我国石油化工企业一直关注于新技术的开拓和应用,这促进了石油化工自动化控制技术的不断飞越。与此同时,我们不难发现石油自动化行业的发展和转型离不开自动化控制技术的不断开拓创新。因而,石油化工自动化控制技术需要不断进行自主创新,从而提高产品质量,在节能降耗、增加资产利用率的同时,促进中国石油化工行业的发展。 石油化工自动化论文:石油化工自动化控制仪表常见故障的原因探究 摘要在科技飞速发展的带动下,自动化技术取得了重大突破,各种自动化设备应运而生,极大地推动了石油化工生产的自动化和现代化。在石油化工自动化控制系统中,自动化仪表发挥着不可替代的重要作用,仪表的故障诊断和分析也成为石油化工行业的一项重要任务。文章首先对石油化工自动化控制仪表进行了简要概述,然后分析了石油化工自动化控制仪表的疑难故障,以期对石油化工行业的安全、稳定生产起到一定的帮助作用。 关键词石油化工;自动化控制仪表;故障 为实现石油化工生产的自动化,需要对生产过程中温度、压力、流量等数据进行全面监控,这些功能通过相应的检测仪表来实现,仪表一旦发生故障,将对化工生产的正常进行造成严重影响。因此,工作人员必须熟练掌握仪表的物理构造、测量原理以及性能指标等,能够准确地对仪表故障进行诊断和处理,从而保证化工生产的正常进行。 1石油化工自动化控制仪表概述 1.1 温度仪表 石油化工生产中所进行的化学反应及变化需要在特定的温度及压力环境下才能顺利进行,为实时监测温度变化、精密掌控温度范围,必须在生产中布设一定数量的温度仪表。目前对于生产温度主要采取接触测量,通过热电偶、热电阻等测温元件来测量温度数据,并借助现场总线技术来达到自动化温控效果。 1.2 压力仪表 压力仪表的类型比较多样,如压力传感器、压力变送器、特种压力表等,压力仪表可以用于高温、腐蚀等极端环境下的压力测量,也可用于易结晶及粉粒状介质的压力测量。通常情况下压力调节系统会借助压力变送器将采集到的信号输送至集散控制系统,实现自动化压力测量及控制效果。 1.3 物位仪表 根据测量方法的不同,可以将物位仪表划分为浮力式、直读式、差压式、辐射式、雷达式等,在石油化工生产中,雷达式物位仪表由于测量精度较高,同时对石化物料具有较强的适用性,正逐渐受到行业的青睐。 1.4 流量仪表 流量仪表基本上基于两种测量原理,一是体积流量测量,二是质量流量测量,具体来讲,有节流式、压差式和速度式几种。 2仪表故障的原因分析 通常情况下,自动化控制仪表由传感器、变送器、显示器三部分组成。其中传感器负责被测对象模拟信号的检测;变送器负责将传感器输出的信号转化为标准电流信号(4~20 mA),同时将信号输送至PLC控制器;显示器负责测量数据的直观显示。仪表故障通常表现为指示异常,如示数偏低、偏高、不动、异常波动等,导致仪表异常的原因有两种:一是工艺参数本身出现异常;二是测量系统的某一环节发生故障,导致数据显示不准确。要正确诊断故障原因,一是对仪表的测量原理、物理结构、使用特性等具有一定的了解;二是要熟知测量系统的整个工作流程;三是对化工生产的工艺流程、物料特性、设备性质等具有比较深入的了解。下面就化工仪表常见疑难故障进行具体讲解: 2.1 流量仪表故障 1)若流量仪表值达到最高,一般现场检测仪表也会显示最高,这时手动调节远程调节阀大小,若流量值减小,说明是工艺问题;若流量值不变,应该是仪表系统的故障,需要检测仪表信号传输系统、测量引压系统等是否存在异常。 2)若流量指数异常波动,可以将系统由自动控制转到手动,若依然存在波动状况,说明是工艺原因所致;若波动减小,说明是PID参数问题或仪表问题。 3)若仪表流量达到最低,首先检查现场检测仪表,若现场仪表同样显示最低,则查看调节阀开度,开度为零说明故障发生在流量调节装置上,若开度正常,极有可能是物料结晶、管道阻塞或压力过低所致。若现场仪表正常,说明显示仪表出现问题,其原因通常是机械仪表齿轮卡死、差压变送器正压室渗漏等。 2.2 物位仪表故障 1)液位仪表值达最高或最低时,根据现场检测仪表进行判断,若现场仪表正常,则将系统改为手动调控,查看液位是否变动,若液位能够在某一范围内保持稳定,说明是液位控制系统出现问题,反之则是工艺方面的原因。 2)对于差压式液位仪表,当控制仪表与现场检测仪表的显示数据不符,且现场仪表不存在明显异常时,检查导压管液封是否正常,若存在泄漏现象,补充密封液,仪表归零;若不存在泄漏情况,初步推断是仪表负迁移量出错,需进行校正。 3)液位控制仪表的数据异常波动时,要根据设备容量分情况进行判断,设备容量大的,通常是仪表出现问题;设备容量小的,要先检查工艺操作,若工艺操作有所变动,极有可能是工艺原因导致的波动,反之就是仪表方面的问题。 2.3 压力仪表故障 当压力仪表数据异常时,应当根据被测介质的物理状态――固态、液态、气态,进行针对性的检测和诊断。 1)压力控制仪表出现异常波动时,要首先确认工艺操作的变动情况,因为此类变化多是由工艺操作及PID参数异常所致。 2)当控制仪表停滞不动,即工艺操作变化的情况下仪表数据依然保持恒定时,通常是由于压力测量系统出现故障所致,这时应首先确认引压导管是否存在阻塞情况,若管道畅通,再确认压力变送输出装置是否处于正常状态,如果发现异常变化,则可确认问题出现在测量指示系统。 2.4 温度仪表故障 温度仪表故障通常表现为示数偏高、偏低或反应迟缓,当温度仪表发生故障时,要注意以下两点:一是温度仪表大都采用电动仪表;二是该系统仪表在检测时具有比较明显的滞后性。 1)温度仪表数据突然间变化到最高或最低,通常属于仪表系统方面的问题,这是由于仪表系统本身具有一定的滞后性,鲜少出现突发性的变动。若出现突发性的变动,一般是由热电阻、热电偶或变送放大器异常所致。 2)温度控制仪表发生高频异常波动时,通常是由于PID参数设置不当所致。 3)温度控制仪表发生比较明显的缓慢波动时,一般是由工艺操作方面的变动所引起的。若可排除工艺操作方面的影响,那么极有可能是仪表控制系统出现了故障。 3总结 石油化工自动化仪表控制系统的应用给石化行业带来了巨大的方便,重新定位了人与石油化工系统之间的互动关系。 在分析和处理实际的化工仪表故障时,不仅要掌握扎实的仪表理论和知识,还要对工艺实践有着详尽的理解,如此才能对仪表故障进行快速的诊断,然后采取合适的手段进行故障处理,保障化工生产的顺利进行,促进石油化工企业的进一步发展。 石油化工自动化论文:石油化工仪表中的自动化控制技术分析 摘 要 目前,随着我国社会主义市场经济的快速发展以及石油化学工业的不断进步,人们开始对自动化仪表提出越来越高的要求。过去传统的自动化仪表已无法满足现代化石油化学工业的需求,所以必须进一步提升自动化仪表的控制技术,使之实现网络化、集成化与智能化,只有这样才能取得最大化经济效益与社会效益。本文详细介绍了我国石油化工仪表的各项控制系统,并加以分析,以期为我国石油化工的健康、持久、稳定发展提供有利条件。 关键词 石油化工仪表;自动化控制技术;智能化 一般情况下,石油化工必须配合天然气才能顺利生产,二者相互提供半成品与原料,最终实现最大化经济效益和社会效益。而现阶段的自动化控制技术也开始从过去传统单一结构运作模式转变成网络化、集成化与智能化共同发展的新型运作模式,这不仅提高了自动化仪表的各项功能,还强化了自动化仪表的适应性,使之能够有效满足石油化工提出的要求。 1 我国石油化工仪表的控制系统 为了尽快适应现代化石油化工仪表提出的各项要求,现场总线控制系统必须把数字化仪表作为变送器,这主要是因为数字化仪表的分辨力高、稳定性能与安全性能好,而且结构相对比较简单。同时还要加强产品管理能力,适当增加液相色谱仪与在线油品质量分析仪的实际使用量,以获取更为精准的数据资料,进而显著提升产品质量与性能,让出口产品质量能够匹敌当前产品,甚至是国际产品。 1.1分散控制系统与未来战斗系统 根据有关调查数据显示,我国石化系统与石油化工系统已采用3000多套分散控制系统,其中石化系统的采用量占总数的50%。由于现代科学技术的发展过于迅猛,促使分散控制系统不停地研发新产品,而新产品的生产应用了许多不同的系统,例如数字化智能控制系统、OPC系统与兼容性系统等,导致不同厂商与不同型号的分散控制系统都能够有效结合在一起,最终形成大规模的网络管理自动化控制体系。该系统除了更易于控制外,还有效增强了产品性能,使经济效益与社会效益实现了最大化。 1.2新型分散控制系统 成品油与半成品油在炼油设备中生产出来后,一定要做好调和工作,这样才能贮存运送出厂,该过程即为石油化工制油的最后一道工艺。在石化企业运送油品过程中,合理应用分散控制系统,除了可以提高自动化控制水平外,还可以便于管理工作的实施。应用分散控制系统来实现我国石化企业的仪表控制,而其他新建设备也可以应用分散控制系统来完成各项控制与管理工作。但如果设备为加强使用型或是石油化工的重要组成部分,那么应用分散控制系统时,其效用就会无法充分发挥出来,使得资源出现不必要的浪费,同时还会因使用率减少而导致自动化系统复杂化。 1.3总线控制系统 石油化工仪表中的现场总线控制系统具有微型化、数字化、智能化与开放化等诸多特征,而且这些特征已成为当前新型石化企业的主要发展目标。现阶段,未来战斗系统已广泛应用于各个领域,其设备操作技术与功设备能开发也随之得到有效完善,这对于现场总线控制系统的可持续发展来说具有十分重要的作用和意义。根据有关调查数据统计,大多数石化企业在控制系统方面仍采用未来战斗系统对本企业生产设备进行控制,最后利用现场总线与局域网来顺利完成现场总线控制工作。局域网的主要效用是通过网络让多个计算机系统实现信息的相互交换,其中具有较大的信息容量,相互之间可以达到信息共享的效果。而现场总线控制系统的技术要求是完成技术的信息共享工作,这样除了可以让用户公开化外,还可以让全部制造商公开化。 2 我国石油化工仪表控制系统的分析 2.1执行仪表的检测方法 展开石油化工生产作业时,其现场设备与管道内介质的实际温度均为-200℃~1800℃,并采用双金属温度计代替水银玻璃温度计,以便分散控制系统直接获取热电偶信号与热电阻信号。压力仪表在石油化工中是极为重要的构成部分之一。利用诸多原理制成的特殊压力仪表与压力传感器,不但可以抵抗高温,还可以在易结晶介质、脉动介质和粉状介质的条件下测量工作所需压力。此外,从物位仪表的角度上看,石化行业通常把液位测量作为重要优秀,只有浮力式仪表具有通用产品,其他仪表均无通用产品,例如物料仪表等。但根据测量方法可有效划分为雷达、浮力、电容、静电、磁致伸缩和超声波等诸多类型,而且仪表内还存在执行器、流量仪表、在线过程分析仪和分析仪器等装置。为了能够正确分析出生产过程中的各类物料成分,必须保证温度、液位、压力与流量等工艺参数的准确性与真实性。同时还要详细分析石油化工生产后排放的所有物质,以防止生态环境受到严重污染。 2.2执行仪表的控制方法 过去传统石油化工在生产过程中均是一个设备使用一个控制室,但现阶段均为多个设备共用一个控制室,也可以由一个控制中心来控制全厂所有设备,把CRT显示或LCD屏幕作为优秀。以便操作人员更易于使用。由于石油化工设备具有十分复杂的工艺过程,而且在一定程度上还会出现爆炸、火灾等情况,所以必须进一步提升石油化工的生产安全性、可靠性与稳定性。如果只依靠分散控制系统完成所有控制工作,那么现代化石油化工提出的要求就无法满足其效。应用智能化控制仪表与自动化控制仪表展开石油化工作业,除了可以实现安全生产外,还可以实现人性化生产。除此之外,还要将报警系统安设在生产线的危险区域,这样有毒气体或是可燃气体泄漏时就能够立即提醒,便于采取防护措施。 3 结论 我国石油化工企业必须高度重视各项生产仪表,并进一步增强自动化控制技术,只有这样才能消除安全隐患,保证产品质量。在确保石油化工安全生产的条件下,对自动化仪表控制系统进行研究与设计,以强化企业本身的自动化控制技术,提高市场竞争力,最终取得最大化经济效益与社会效益,这对于我国石油化工企业的可持续发展来说具有一定的推动作用。 石油化工自动化论文:PLC技术在石油化工油品储运自动化系统中的具体应用 摘要:为了克服人工的操作和管理带来的弊端,提高石油化工油品储运自动化管理作业的效率,减少环境污染,石化企业迫切需要高程度的机械化自动化,便于操作维护的石油化工油品储运自动化系统。储运自动化的程度直接影响到了储运自动化的效率及安全,这一工作早已成为石油化工企业自动化管理的一项重要的组成部分。因此在石油化工油品储运过程中建立起一套以计算机技术、数据库技术和网络信息技术为基础的自动化管理系统是迫切的也是必须的。本文笔者主要探讨了自动化设施在石油储运监控系统及决策管理中的应用,就石油化工油品储运自动化的系统构成,详细的介绍了PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)技术在石油化工油品储运自动化系统中数据采集以及对现场执行动作监控方面的广泛应用。 关键词:油品储运 数据采集 可编程控制器 数字滤波 油品调合 一、引言 新技术革命自上世纪八十年代中期延续至今,石油产业也正在向纵深发展。新概念、新工艺、新理论也层出不穷。油品的储运作为一门综合性较高的工程科学,是在石油化工企业中一个必不可缺的重要环节。提高石油化工油品储运自动化的技术、管理水平,对石油化工企业来说,可以减少损耗、增加效益、降低成本。民用油品的储运和军用油品的储运,矿场石油的储运和炼油厂油品的储运,尽管在基本理论上它们是大体相同的,但是在技术措施和设备上各有各的特点。同时液态介质的存储、核算、计量和管理上的工作都是油品储运业务中的重点组成部分,这就能证明提高油品储运自动化和管理水平对石油化工企业有着不可或缺的重要意义和作用。 二、PIG 扫线原理及原则流程 所谓的PIG扫线,就是通过压缩惰性气体获得动力,推动紧密充填在管道中的弹性海绵柱,使其以一定的速度前进来实现一次性清管/置换的技术。 PIG扫线原则流程及操作程序: (1)PIG装置的设计 PIG装置是用作于发射/接收PIG芯而设置的,它的使用压力等级和直径等均与其他工艺管道是完全相同的,强度的计算及补强可取等径三通公式: St0= PDw/(2[σ]tφ+P); St0:主管段理论计算壁厚mm; φ:强度削弱系数,对于单筋、蝶式等局部补强的PIG装置,φ=0.9; [σ]t:基本许用应力MPa; P:设计压力MPa; Dw:主管外径mm; 本公式之适用于以无缝钢管焊制的PIG装置,并且主管外径≤660mm,支管内径和主管内径之比≥0.8,主管外径和内径之比≥1.05且≤1.5。 为了防止PIG芯到达末端后发生扭曲进入支管,在设计时应沿三通的焊缝内侧适当增设栅条。 设计氮气管与主管道管径之比在1:4、1:5之间为宜,这样是为了控制PIG芯的运动速度,目的在于延长PIG芯的使用寿命。 三、储运自动化系统的构成 石油化工油品储运自动化系统分为鹤管装卸车的控制以及销售管理自动化系统和罐区监控管理系统,个别还包括了储运污水处理管理系统。这其中罐区的自动化水平大体上代表了油品储运系统的整体自动化水平。这是因为罐区的监控与管理工作是储运自动化系统中最为基本的工作内容。下面就以PLC技术在罐区监控管理系统中的应用作为典范,简要的介绍一下PLC技术在石油化工油品储运自动化系统中的应用。 小鹤管装车具有着节能和安全等显著的优点,石油化工企业内的储运装车基本上都以它作为基本灌装设施。目前这种灌装设施的鹤管有两种规格:通常我们把口径大于Dg12O的鹤管称之为大鹤管,此类鹤管主要用于火车罐车的灌装工作;另将口径小于Dgl20的鹤管称为小鹤管,其常用的口径有Dg80、Dg50,此类鹤管主要用于火车罐车及汽车罐车的灌装工作。目前因此相应的分为大鹤管储运装车自动化微机控制系统和和小鹤管储运装车自动化微机控制系统。 (1)PLC应用在常见的储运自动化系统中 PLC技术紧随着微电子技术的同步发展,已开始替代传统的继电器控制装置。PLC作为以微处理器为优秀的工业控制装置,如今它既能采集控制开关量,还能采集控制模拟量以及数字量,同时还可以实现过程控制、顺序控制、逻辑运算、计数、定时、联网通信等功能,将计算机技术与传统继电器控制系统紧紧的结合在了一起。凭借着抗干扰能力强、I/O组态灵活、结构紧凑、高可靠性及调试维护方便等众多优点,越来越受到众多工业用户的认可。在现代工业自动化领域中与工业机器人、CAD/CAM一起被称为现代工业化三大支柱。 在石油化工油品储运自动化控制系统中,PLC技术得到了普遍的应用。PLC的主要任务是完成定量程序装车控制、防静电、防溢及联锁控制,完成数据采集和对现场控制执行器的程序控制等内容。 选择模式6计数方式,输入IN-IR330.03作为内部触发方式,微分型指令@MOVB(82) 是位传送指令,当执行条件IR200.0由“OFF”变为“ON”时,@MOVB(82)传送一次#1到IR130通道的第3位,即IR330.03单元置1,就实现了使计数器从零开始计数。IR356与IR3576是采集累计脉冲的低位与高位的BCD码,使用BIN(23)指令转换成16进制数,并将其映射在DM309和DM310单元之中。 1、直接从空分制氮企业来引接氮气总管; 2、从运输距离小于等于400公里的深冷制氮企业来购置液氮,同时设置液氮储罐以及蒸发器等设备准备氮气供应系统; 对于分布式的小鹤管装车自动化系统,操作人员可以在装车现场操作撞车和监控装车情况。各个鹤位均设置一台定量装车控制设备来执行本鹤位的定量装车控制任务。这样可以达到实现系统操作的功能分散管理且集中见识的目的。 针对定量装车控制设备可以采用定量装车控制仪,但现市面上定量装车控制仪价格昂贵,可以采用西门子S7-200-CPU224的小PLC加西门子DT-900来实现,将其安装在石油化工油品储运装车现场的每个鹤位,以完成现场自动化装车控制的管路温度、体积流量、质量流量、静电接地、液位防溢、阀门开关状态等检测,通过以上的方式来完成安全联锁以及定量装车控制等功能。 (4)PLC应用在火车大鹤管装车自动化系统 火车大鹤管装车自动化系统相比前两种控制系统要复杂得多。在火车大鹤管装车自动化系统中,PLC相比之前还有很多任务要完成,包括对大鹤管的位置的上升、停止、下降和左、右位移的控制及位置的检测,接油斗的位置控制以及位置的检测,火车油罐牵引车位置控制,液压泵的开关控制等。 四、PLC在石油化工油品储运监控系统中的应用 PLC在石油化工油品储运监控系统中应用的原理:采集石油化工油品储运罐区现场的数据,并传至上位机,再由上位机编程、组态、连接,把实际流程形象的展现出来,并显示动态数据和设置PID控制参数、过程参数,除此之外还可以查看历史报警报表、趋势等。具体的应用程序如下: (1)系统硬件的设计 本监测系统控制中心的主要功能有:库区管理,数据的采集和处理,与第三方监控系统的通讯,逻辑控制以及流量计算等。主站的控制器的主要组成部分有:主电源、CPU卡、液晶显示器、环路通讯卡等。其内部有两个固定的数据库,一个作为现场单元数据库,通过由上位机传递过来的读写指令对阀门进行控制;另一个作为自诊断数据库,负责记录通讯协议有关状态并给智能阀指令。同时,该系统的通讯协议采用M0dbus, 石油化工自动化论文:探究石油化工企业自动化技术的发展策略 摘 要:石油化工发展综合自动化整体解决方案,有利于提高和增加产品产量,降低生产成本,取得显著的经济效益和社会效益,增强企业的竞争能力,本文论述了石油化工自动化技术目前的发展现状,以及提高石油化工工业自动化技术的具体措施。 关键词:石油化工 自动化技术 发展 信息 在信息技术高度发达的今天,石油化工自动化技术随着工艺和装备技术的不断发展而进步,从初期简单的手工操作到连续工艺作业,对生产稳定性和对控制的要求及自动化水平也越来越高,从简单的闭环控制到装置的全面自动化,使用的控制工具也从实现了DCS的广泛应用;控制技术方便又先进的控制系统、优化控制系统.随着工业规模的进一步推广,快速反应、临界稳定工艺、能量综合平衡等工艺的开发成功,对自动化提出了更高的要求。石油化工发展综合自动化整体解决方案,有利于提高和增加产品产量,降低生产成本,取得显著的经济效益和社会效益,增强企业的竞争能力,是今后石油化工工业自动化技术发展与应用的趋势。同时,激烈的市场竞争也对自动化提出了新的要求。 一、石油化工自动化技术的发展现状 1现场总线的应用正在逐步推广 现场总线应用于生产现场,实现全数字化、串行、双向、多变量数字通信的网络互连技术。现场总线虽然没有实现“制定单一现场总线”,但与现有的DCS、PLC等相比,现场总线控制系统FCS由于具有的全数字多点通信、现场设备状态可控、开放性、互可操作并能实现分散控制等特点,仍然是石油化工行业基础自动化系统的发展趋势。 2.工业控制系统软件及各种应用软件开发、系统集成技术成为优秀技术,取代系统硬件而成为高附加值的载体 具体的技术手段首先是FCS将与DCS共存.DCS技术实现了性能可靠,软件丰富,功能完善等优点.已经成为工业生产过程控制的主要手段,当前工业自动化系统应用,没有随着FCS的出现而退出历史舞台,在今后相当长一段时间内,DCS将会与FCS共存下去。其次是现场总线与DCS相结合。从集成到控制系统,将现场总线智能仪表连接到DCS上,利用DCS的控制功能和软、硬件产品带动现场总线来应用。利用现场总线的全数字通信功能,收集现场大量非控制信息,建立现场智能设备数据库,建立和完善智能设备的远程状态监控、故障诊断、预防维护、在线调校等远程管理功能,实现对现场设备的一体化管理与控制。 二、石油化工企业综合自动化的有效手段 1.实现企业的管控一体化。 自从计算机发明以来,自动化技术就和信息技术紧密结合到了一起。信息技术的发展,给自动化技术提供了便捷的工具,使得过去的均匀控制、解耦控制、模糊控制等变成了一段段比较容易实现的软件代码。如何把IT技术尽可能多地应用到自动化技术中的能力,已经成为决定企业竞争力的重要因素。 1.1是更好的应用IT技术,通过优化来产生效益,和具体的工艺、设备相结合,挖掘设备和工艺潜力,促进提高产量、降低消耗、并使生产过程更加安全。 1.2是将企业中的“自动化孤岛”变成一个统一的平台,具体措施是:实现信息共享,提高信息利用率,提高企业决策水平和实效性,实现管控一体化。 2.先进的自动化控制系统的建立。 以PCS(过程控制系统)为代表的基础自动化层。主要内容包括先进控制软件、软测量技术、实时数据库技术、可靠性技术、数据融合与数据处理技术、集散控制系统(DCS)、现场控制系统(FCS)、多总线网络化控制系统、基于高速以太网和无线技术的现场控制设备、传感器技术、特种执行机构等等。同时以MES为代表的生产过程运行优化层。 2.1信息的集成、挖掘和增值 数据库管理系统则是信息集成的基础。因此要利用数据库管理系统时数据对生产过程进行监督与控制,同时设置关系数据库和实时数据库系统。利用信息挖掘和增值的目的是充分、有效地利用信息。 2.2成本效益分析 应用财务分析方法进行分析评价,可以得到全企业综合经济指标的过程。在炼油企业综合自动化中,成本效益分析是炼油企业生产管理中的重要环节,也是炼油企业生产经营决策中的必需步骤。成本效益分析以企业获得最大利润为目标。对企业生产经营进行成本效益分析、并在此基础上进行生产方案的盈亏分析,为企业提供实际生产经营过程和生产计划的经济指标,加强企业的竞争能力。为了达到公司预先的利润目标,就必须协调好原油采购、生产计划的制定、生产调度和产品的销售,控制控制原油的采购价格。 3.实现企业生产经营优化层 主要内容包括企业资源管理、供应链管理、客户关系管理、数据仓库技术、设备资源管理、企业电子商务平台等等。通过研究生产过程制造执行系统,可以实现在线成本的预测,以形成生产成本控制中心,保证生产过程的优化运行;可以实现生产过程的质量跟踪、安全监控,以形成质量管理体系和设备健康保障体系,保证生产过程的优化管理。 4.进行流程模拟,建立过程模型 实现流程模拟,是流程工业综合自动化的关键技术。由于炼油生产具有高度复杂性的特点,必须将工艺机理建模与系统工程理论紧密结合起来。实践证明,结合应用线性规划或动态规划的办法建立计算机调度系统,实现优化调度的有效途径。过程操作优化根据市场原料和产品需求变化,技术难点是建立过程稳态数学模型。此外,还有设备过程故障诊断技术、生产过程的安全保护技术等。 石油化工自动化论文:谈中国石油化工自动化系统集成现状与发展 摘要:石油化工是化学工业重要组成部分,其自动化水平的高低直接影响着石化产品的产量、品种及质量,影响着现代石化企业生产经营效益。本文就我国石油化工自动化系统集成现状和未来发展趋势进行了探讨,对理清我国石油化工自动化发展有一定意义。 关键词:石油化工 自动化系统 集成现状 发展趋势 一、引言 石油化工是化学工业的重要组成部分,是国民经济的基础和支柱型产业,在经济发展与人民生活中起着极为重要的地位,石油化工自动化系统技术水平直接关系着石油化工产业的发展水平,尤其是随着信息技术和现代企业管理水平的不断提高,石油化工自动化已经不再局限于生产过程的自动化,还涵盖了生产过程、人事管理、市场营销等多个范畴,直接影响着现代石化企业的生产经营效益。近年来,我国石油化工自动化系统集成取得了巨大的进步,一些技术甚至走在了世界前列,促进了我国石油化工的发展,获得了良好的经济效益与社会效益,但同发达国家相比,我国石油化工自动化系统集成水平还有不少未解决的问题,影响了石化企业整体自动化水平。 二、石油化工自动化系统集成现状 1.现场总线技术被广泛应用 现场总线技术是应用于生产现场,实现现场仪表、仪器、控制设备等之间数字通信的网络互连续技术,这一技术被广泛应用于石油化工自动化系统之中,其开放性、可控制、分散控制性等特点,给石油化工自动化系统通信技术产生了非常大的影响,为完善石油化工自动化管控一体化功能提供了有力条件。虽然现场总线控制系统有着众多优点,但传统DCS系统已经相当成熟实用,在可靠性、安全性、开放性、灵活性、协调性等方面都有突出表现,且功能相较现场总线控制系统更为完善,因此目前在石油化工自动化系统中还占据着一定地位,处于同现场总线系统共存的状态。 2.信息化与自动化高度结合 随着计算机技术与通信技术的发展,实时数据库技术、测量技术、数据处理技术、控制与过程优化技术、ERP技术等取得了较大的突破,IT技术被大量应用到石油化工自动化系统之中,有效的提升了生产过程远程监控、故障诊断、设备维护等自动化水平。而随着IT技术在石油化工自动化系统中的应用,相关的生产工艺、设备选型、生产流程等也发生了巨大的变化,极大的提升了石油化工企业的生产能力,降低了生产成本,提升了生产过程的安全水平。总体看来,在IT技术高度融入石油化工自动化系统后,石油化工生产智能化、数字化、信息化水平都得到了巨大的提升。 3.企业管理综合自动化 我国石油化工自动化系统的发展经历了数十年的时间,在不断的引起进技术、创新研究的过程中,我国石油化工自动化系统集成水平越来越高。目前,石油化工自动化系统集成已经迅速拓展向整个企业生产经营流程,取得了较大的成果。石油化工自动化系统综合流程主要分为三层结构,分别是生产过程控制系统、生产过程制造系统、企业资源管理系统等,涵盖了生产现场自动控制、生产流程优化维护、企业生产经营管理的方方面面。 三、我国石油化工自动化系统集成发展趋势 1.自动化系统集成水平进一步提高 随着全球经济一体化进程的加快,我国石油化工企业将会进一步融入国际竞争之中,要在国际竞争中占据更为有效的地位,石油化工企业就必须集成自动化系统,打破传统自动化系统信息孤岛的情况,提升信息流通和系统管理水平,真正实现实现一体化生产经营。而随着石油化工企业生产规模的扩大,自动化系统控制规模将进一步提升,安全仪表、设备监视、分散控制、数据采集、储运管理、设备管理、实时优化等多个子系统之间的自动化控制协调需求越来越高,这些都对石油化工自动化系统集成提出了更高的要求,必然促进系自动化系统集成水平的不断提高,不断向大型化、集成化、智能化方向发展。 2. MAV策略将成为重要模式 MAV策略是一种全新的主自动化系统供应商策略集成模式,这种集成模式以自动化系统供货商为优秀,建立石油化工仪表与控制一体化系统,提升系统的性价比和使用寿命,降低系统的综合成本。这一模式,将会涵盖系统集成方案、网络结构、设备配置、管控作业程序、功能规模、组态模块、操作维护等等多个方面,使系统公用工程和生产装置同步集成,通过各接口和人机界面,以统一的标准总体协调。MAV策略能很好的应对现代大型石化项目建设、运行方面的需求,有利于集中管理、优化资源,将成为未来石油化工自动化系统集成的重要发展方向。 3.系统安全水平不断提升 石油化工自动化系统涉及生产、经营等多个环节,系统安全直接影响着整个企业生产、经营的安全, 直接关系着企业的经济效益与社会效益。目前石油化工自动化系统多采用ERP/MES/PCS的三层网络架构,这种架构在系统安全上还存在不少缺陷。随着硬件、软件等技术的提升,尤其是智能HART技术、现场总线技术、无线通信技术等在自动化系统中的深入应用,信息安全问题将会变更越来越为重要,如何保证系统的安全性将成为众多企业共同关注的问题,将会催生自动化系统安全水平的提高,从硬件设备、软件平台、安全策略、风险应对等多个方面得到完善。 4.绿色低碳将会成为自动化系统集成的影响因子 长期以来,我国二氧化碳排放量、工业能耗都一直较高,在能源与环境问题越来越为严峻的背景下,绿色低碳已经成为时代的主题。我国目前石油化工自动化系统集成对绿色低碳的考虑相对较弱,这是一个迫切需要解决的问题。未来,将会建立起一套以低碳能源、低碳技术、低碳产业为基础的新的生产经营模式,这必然会影响石油化工自动化系统集成,促使自动化系统集成更多的考虑绿色、环保问题。 四、结束语 石油化工自动化系统集成水平直接影响着我国石油化工生产经营管理水平,随着我国经济的发展与人民生活水平的提高,对石油化工生产经营管理提出了越来越高的要求。我国现有的石油化工自动化集成水平同发达国家相比还有较大差距,在未来,石油化工自动化系统将会向大型化、智能化、规模化、绿色化方向发展,系统安全水平将会不断提高。 石油化工自动化论文:浅析石油化工企业的综合自动化变电所 【摘要】在科技、经济飞速发展的今天,变电所发展自动化领域中,先进的电气设备已逐渐去代替老的、传统化的电气设备;特别是智能化数字开关、光电式互感器、等机电一体化设备的出现,变电所自动化技术即将进入数字化新阶段。本文主要针对目前石油化工企业110Kv、 35Kv与10Kv变电所自动化系统的特点,对其结构及功能等进行概括地阐述。 【关键词】变电所 综合自动化 构成特点 1 综合自动化变电所研究的主要内容 变电所自动化技术经过近几年的发展已经达到了更高的水平。自动化技术的大范围采用,使得我国城乡电网改造与工厂建设都已经大部分实现了无人值班,同时,自动化新技术在110kV及以上的超高压变电所建设中也得到了大量的采用,从而使电网建设的现代化水平得到了很大程度的提高,输配电和电网调度的可能性得到了增强,不仅如此,自动化技术的应用也使得变电所建设的总造价还得以降低,这已经成为了不争的事实。 对石油化工企业的110Kv变电所,为了确保电力系统安全、经济运行,通过对于先进的计算机技术、通信技术的有效应用,使得新的电气设备的保护和控制技术应用得到了充分的技术支持,变电所监视、控制问题得到了有效的解决,各专业之间在技术上、管理上实现了有机的结合;配合的默契程度也得到极大的促进,自动化技术的采用为电力系统自动化进一步发展打下了坚实的基础,变电所的安全性、可靠性得到大幅度的提高,运行质量也更为稳定。例如,高压电器设备本身监视信息的采集工作,变压器、避雷器以及断路器等设备的绝缘和状态等;故障录波器和继电保护等装置完成的各种故障前后瞬态状态量和电气量记录数据的采集工作,在完成上述工作后将相关信息报送给调度中心,以便为检修计划的制定、电气设备的监视以及将来的事故分析提供准确的原始数据。全面实现变电所综合自动化,对新建变电所不再实行过去的常规测量监视、保护、控制屏,实现由少人值班逐步向无人值班的过渡;对于老变电所的控制、测量监视等各方面进行技术改造,以进一步达到少人甚至无人值班的目的。 对于35Kv与10Kv的变电所,应当将改进和提高用电质量,提高供电安全与供电质量作为工作重点。更为高效地利用变电所综合自动化系统,全面改造与提升变电所的二次设备,不再使用原有的测量、保护、控制和监视屏,全面提高变电所综合自动化程度,以使变电所的控制和监视技术水平得到全面提升,使变电所管理得到有效的改进,最终使变电所无人值班得以实现。 要实现变电所的综合自动化应当从以下几方面着手: (1)电网运行参数、设备运行状态的随时在线监视;设备本身异常运行的自检和自诊断工作。 (2)如果发现装置内部异常或变电所设备异常变化,为防止事态扩大,并保护其他设备安全,应当立即自动报警并闭锁相应的出口。 (3)如果电网出现事故,为将故障限制在最小范围,应当快速判断、决策,采样,并迅速隔离和消除事故。 (4)为确保自动和遥控调整电能质量,应当实现变电所运行参数的在线统计、计算、存储、分析报表和远端传输。 2 综合自动化变电所系统具有如下的特点 变电所综合自动化系统的主要特点包括系统结构微机化、功能综合化、操作监视屏幕化、测量显示数字化、运行管理智能化等几个方面。 2.1 微机化的分级分布式系统结构 不同配置的单片机或微型计算机共同组成了综合自动化系统内各子系统和各功能模块,其系统结构采用分布式结构,应用通讯技术,并通过总线、网络等,将数据采集、控制、微机保护等各个子系统连接起来,构成一个呈现分级分布式的整体系统。 2.2 综合化的功能 变电所综合自动化系统具有多种技术密集、多种专业技术相互配合、相互交叉的特点。它是以数据通信技术、计算机硬件和软件技术为基础逐步发展而来的。是变电所内全部二次设备(除交、直流电源以外)的综合集成。而微机监控子系统则是原来的模拟屏、操作屏、仪表屏、显示屏以及远动装置、变送器柜、中央信号系统等各项功能的综合集成;微机保护子系统替代了以前晶体管式或电磁式的保护装置;监控系统和微机保护子系统相结合,综合了故障测距、故障录波、中性点非直接接地系统和无功电压调节等子系统的各项功能。 2.3 屏幕化的操作监视 综合自动化变电所的实现,以CRT屏幕上的实时主接线画面来取代以前常规的庞大模拟屏;用屏幕上的鼠标操作或键盘操作来取代常规在控制屏上或断路器安装处进行的分、合闸操作;用计算机屏幕上的软连接片所取代了常规在保护屏上的硬连接片;以屏幕文字提示或语言报警以及画面闪烁取代了常规的光字牌报警信号;通过计算机上的CRT显示器,可以实现对整个变电所运行情况的实时监视并对各开关设备进行操作控制。 2.4 数字化的测量显示 常规的指针式仪表被CRT显示器上的数字显示所取代,实现了更为明了和直观的数据显示;而原来的人工抄表被打印机打印报表取代,这样一方面减轻了值班员的劳动强度或者直接节省了人力,另一方面还提高了测量精度及准确性,提升了管理的科学性。2.5 智能化的运行管理 变电所运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化;数据信息分层、分流交换自动化;变电所运行发生故障时能即时提供故障分析报告,指出故障原因,提出故障处理意见;系统能自动发出变电所设备检修报告,即常规的变电所设备“定期检修”改变为“状态检修”。 要实现无人值班(或少人值班),变电所综合自动化是一种最重要的手段,根据重要性和电压等级的不同,变电所实现无人值班的要求和手段有所差别。但是,通过采取各种技术手段,使变电所整体的自动化水平得以提高,发生事故的机会得以减少,这些都是实现无人值班的关键;只有这样,才能缩短事故处理和恢复的时间,使变电所的整体运行更为可靠和稳定。 3 综合自动化系统变电所可以实现的各种功能 3.1 微机保护功能 此种保护是对站内所有的电气设备进行的保护。主要包括母线保护,变压器保护,线路保护,设备自投及电容器保护,低频减载等自动安全装置。上述各类保护还具有存储多套定值、故障记录、适合当地修改定值等其他功能。 3.2 数据采集功能 3.2.1 状态量采集功能 隔离开关状态,断路器状态,变电所一次设备告警信号及变压器分接头信号等均属于状态量的范畴。目前这些信号大多数采用的是光电隔离方式输入系统,也可通过通信方式获得。保护动作信号与其他信号不同,采用的是计算机局域网通过通信方式获得。 3.2.2模拟量采集功能 线路电压,各段母线电压,馈线电流,电压和功率值,频率,相位,电流和功率值等,这些都是变电所采集的模拟量。此外还有变电所室温,变压器油温等一些非电量数据的采集。模拟量采集精度应当可以满足SCADA系统的需要。 3.2.3 脉冲量功能 脉冲量主要是脉冲电度表的输出脉冲,是也采用光电隔离方式与系统相连接的,内部采用计数器对脉冲个数进行统计,实现对电能的准确测量。 3.3 故障录波测距和事件记录功能 事件记录应当包含开关跳合记录以及保护动作序列记录两个方面。其SOE的分辨率一般应当在1~10ms之间,这样可以满足不同电压等级对SOE的不同要求。变电所故障录波配置专用故障录波器,并能与监控系统通信。 3.4 控制和操作闭锁功能 操作人员可通过CRT屏幕对隔离开关,断路器,电容器组投切,变压器分接头进行远程控制操作。为了防止由于系统故障造成的被控设备无法操作,在系统设计时应当保留人工手动直接跳合闸手段。操作闭锁有以下内容: (1)电脑五防及闭锁系统; (2)根据实时状态信息,自动实现断路器,刀闸的操作闭锁功能。 (3)操作出口有同时操作闭锁功能。 (4)操作出口有跳合闭锁功能。 3.5 同期合闸和同期检测功能 该功能可分别以自动和手动两种方式实现。可以选择由独立的同期设备实现,也可以通过微机保护软件模块得以实现。 3.6 无功和电压的就地控制功能 电压和无功的控制一般采用调整投切电容器组,变压器分接头,同步调相机,电抗器组等方式实现。操作方式可以手动也可以自动,人工操作的情况下,可以就地控制或者远程控制。 3.7 数据处理功能 数据处理的主要内容是数据处理和记录历史数据的形成和存储,其中,上一级调度中心,变电管理和保护专业要求的数据也包括在内。具体包括: (1)断路器动作的次数信息; (2)断路器切除故障时跳闸操作次数和截断容量的累计数量; (3)变压器的有功、无功、输电线路的有功、无功,母线电压定时记录的最小,最大值及其时间数据。 (4)独立负荷每天的峰谷值,有功、无功及其时间数据。 (5)修改整定值及的控制操作记录;根据需要,该功能既可以在变电所当地全部手动实现,也可在远程调度中心或操作中心实现。 3.8 系统的自诊断功能 系统内部各种功能插件应当具有自诊断功能,自诊断信息与被采集的数据一样,被周期性地送往后台主控计算机和远方调度中心或操作控制中心进行处理。 3.9 与远程控制中心的通信功能 本功能在常规远动‘四遥’的基础上又增加了远方修改故障录波、整定保护定值与测距信号的远传等,其信息量远远超过了传统的远动系统。根据现场的不同要求,系统应当具有通信通道的切换及备用功能,确保通信的可靠性,不仅如此,还应当具备同多个调度中心不同方式的多种通信接口,且各通信口及MODEM应避免干扰,相互独立。保护和故障录波信息可以采用独立的通信接口与调度中心连接,通信规约应满足调度中心的要求,符合国家标准及IEC标准等相关行业标准。 3.10 防火、保安系统插件功能 从设计原则而言,无人值班变电所应具有防火、保安措施。 4 变电所综合自动化系统的现状及发展趋势 综合自动化的变电所在新建的一些变电所的运行中表现出了很明显的技术先进、功能齐全、结构简单、安全可靠等特点;经过十多年的发展和完善,目前已经达到很高的水平。在我国城乡电网的改造与工厂的建设中,不仅中、低压变电所大范围采用了自动化技术而实现了无人值班,而且在220kV及以上的超高压变电所建设中也大量采用了各种新的自动化技术,从而使电网建设的现代化水平得到了极大程度的提高。综合自动化技术的运用,不仅使输配电和电网调度的可靠性得到增强,同时也使得变电所建设的总造价得以有效地降低。 5 结语 由以上的分析我们可以看到,变电所综合自动化技术的采用,对于提高电网的安全和经济运行水平、实现电网调度自动化和现场运行管理现代化可以起到极大的促进作用,它将使电网一次、二次系统的效能和可靠性得到大大增强,同时,对于保证电网的安全稳定运行也具有相当重大的意义。 变电所综合自动化,促进了无人值班变电站的实现,可以利用远动技术使电网调度迅速而准确地获得变电站运行的实时信息,完整地掌握变电站的实时运行状态,及时发现变电站运行的故障并做出相应的决策和处理,同时可以使值班管理人员根据变配电系统的运行情况进行负荷分析、合理调度、远控合分闸、躲峰填谷,把握安全控制、事故处理的主动性,减少和避免误操作、误判断,缩短事故停电时间,实现对变配电系统的现代化运行管理。 总之,变电所综合自动化系统具有可靠性高、抗干扰能力强、实时性好及维护简单等特点。随着计算机技术的迅速发展,变配电站的计算机化进程越来越快,变配电所计算机监控及无人值守已成为当今电气自动化领域的发展趋势,随着科学技术的不断进步以及硬件软件环境的不断改善,综合自动化技术的优越性也必将进一步地展现出来。 石油化工自动化论文:浅析石油化工自动化技术的应用与发展趋势 【摘要】在我国社会经济的取得发展与进步,人民的生活水平日渐提高,信息技术飞速发展的时刻,石油化工工业设个一直被我们熟知的传统工业,在当今时代仍然是一个国家经济发展支柱性产业。随着工业规模的扩大,经济全球化的迅猛发展,石油化工产业对石油化工的自动化提出了新的要求。与此同时,信息技术也对石油化工自动化技术的发展注入了新鲜的血液。 【关键词】石油化工 自动化技术 发展趋势 在国民经济迅速发展的背景下,我国的能源消耗量也日益增加,虽然我国是一个能源大国,资源丰富,但是如今的经济发展需要的能源的数量惊人,在激烈的市场竞争中,我国的石油开采量与我国人民的日常生活、工业生产所需渐渐拉开了差距,为了进行生产,我们从国外进口石油的现象越来越严重。但是从长远的发展来看,要想提高综合国力使国家长久稳定的发展,就要减小对国外能源的依赖,寻求新的方法推进我国资源的开采和利用,减少石油进口量。1 石油化工自动化技术应用必要性1.1 石油资源对我国经济发展的重要作用 石油是我国一项极其为重要的基础能源,也是全球需求量最大的能源,经济全球化的迅速发展,信息技术全球化的推广,让石油工业迎来了较大的发展机遇,同时也面临着前所未有的挑战。尽管我国号称能源大国,但是随着世界范围内的经济发展,国内的石油的提供量已经不能满足当今工业生产的需求。在社会不断发展的今天,传统的石油化工企业的生产设计理念不再适应当前的发展,具体的环境逼迫着生产理念的改变。如今的石油化工企业改变了航向开始朝着智能化的方向发展。 1.2 先进的科学技术逐渐渗透到石油化工企业 石油资源能够保障我国国民经济的平稳增长。世界范围内的经济发展趋势逐步把先进的科学技术融入到石油化工行业中。在分析了以往的人工操作的局限性和不准确性,逐步运用先进的科学技术模拟人工化,不仅达到了人工操作的效果,还高额度的,高精准性的完成了数百倍次的工作量。从工厂生产的操作、维护的不同的角度出发,先进技术的控制系统具有相对的开放性、易于管理性。不需要耗费太大的精力,只要熟悉操作程序,并且通过生产操作的自动化、经营管理模式的信息化、就可以简单的实现传统石油化工企业从原油选择、采购、生产加工再进一步得到石油以及石油附属产品的全部过程,不同的是这一过程具有智能性,简化了工人手工操作的人力耗费和时间耗费。这种智能化的石油化工的生产及管理,可以在相同的时间和空间上使企业的利润最大化。 1.3 传统石油化工企业中,人工操作的缺陷性及危险性 (1)在传统的石油化工企业中,生产需要人工操作,大量的作业量需要很大数量的工人协作完成,石油化工生产作业时具有一定的危险性,大量的工人集中作业的工作环境下,一旦发生安全事故,大量工人的人身和财产安全得不到保障,会造成大量的人员伤亡。 (2)人工操作,达不到石油化工产业要求的精准度。石油化工企业的生产工作有严格的精准性要求,但是人工操作生产过程中,精准度不易控制,在人工操作控制的情况下,想要达到精确的工艺参数要求有很大的难度。并且极易因为这种误差而造成投料不当,从而导致生产时超温超压等异常状况,埋下安全隐患,引起事故的发生。 (3)石油化工属于高污染性,高腐蚀性的工作环境,全人工操作的模式下,如果做不好安全防范工作,长期工作的人员的身体健康得不到保障,对身心极可能造成不可逆转的伤害,容易形成职业病。 2 石油化工自动化技术的应用及发展趋势 2.1 自动化技术的应用 石油化工自动化技术投入到石油化工企业的使用中,目前的使用主要有两方面的应用:自适应控制和最优控制。 (1)自适应控制。根据具体的工作环境,智能调节机器的性能生成反馈信息,接受反馈信息后系统自动按照事先设定的程序标准来进行工作。在我国目前的石油行业自动化生产过程中,自适应控制运用到了石油化工的不同部门,与以往的传统自适应控制模式相比较来看,如今的自控制系统更主要的是自整定与模型参考,具有具体的辨识过程的独特性。并且在辨识过程中激励信号平稳运行。 (2)最优控制。在当代的控制理论中,最优控制是一个占据极为重要作用的构成环节。最优控制给人们的生活提供了一个安定和平的大环境,使人民群众的生活的各个方面得到定改善。如今最优控制在石油化工产业上的应用成果较为显著,解决了传统人工操作的各种弊病,提升了石油化工产业在我国的产业地位。 2.2 石油化工企业的自动化控制发展趋势 2.2.1FCS将与DCS共存 DCS 自七十年代问世以来,采用了大量先进的成熟技术,经历了发展、成熟到集中应用几个阶段。DCS 技术成熟,性能可靠,软件丰富,功能完善,得到了用户的信任,而FCS还处于发展阶段,技术还不太成熟,可靠性还有待考证,功能不如DCS 完善。如今广大用户虽然关注FCS 的发展,但是多持观望的态度。DCS 至今已经发展得相当成熟和实用,仍是当前工业自动化系统应用的主导型,不会随着FCS的出现和发展而走向衰退或是退出历史的舞台,DCS将会与FCS在相当长的一段时间内共存下去。 2.2.2现场总线与DCS相结合 现场总线技术集成到现有控制系统中,利用DCS丰富而成熟的控制功能带动现场总线的推广应用。现场总线与传统控制系统之间的集成通过三种途径:一是现场总线在DCS、PLC的I/O 层次上的集成,二是现场总线设备通过网关集成到DCS、PLC上,统一组态、监控与管理;第三是独立FCS 与DCS、PLC 之间的信息集成,两者之间通过网关实现信息交流与映射。通过以上几种方法可以利用DCS、PLC成熟的技术与经验,发挥现场总线的独特优势。在现场总线推广应用的基础上,尽快完善一体化功能。实现对现场设备的一体化管理与控制。 3 结语 在经济全球化的大背景下,石油化工企业决定着一个国家竞争力的命脉,石油化工产业融入的技术含量的多少也是彰显一个国家综合国力的重要指标。石油化工的自动化控制技术一直努力的寻找新的突破,处于不断改革、创新的阶段。石油化工自动化控制技术不断进步对石油化工行业在激烈的行业竞争中的生存与发展起着积极作用。 作者简介 贾苑(1984-10)男,汉,河北邯郸人,兰州寰球工程公司,设计,本科学历,自控设计方向。 石油化工自动化论文:自动化技术在石油化工中的应用分析 摘 要:我国社现代石油工业也得到了长足的发展,各项技术也有了不同程度的提高。随着信息技术的不断发展,其被应用到了各个领域的生产实践中。石油化工工业的生产活动的性质较为特殊,对于自动化技术的要求较高,信息技术也为其自动化提供了新的思路。本文简单分析了传统人工操作的缺陷;自动化在石油化工中的应用,包括自喷井的自动化监控技术、气举井的自动化监控技术、电潜泵油井的自动化监控技术等,并分析了自动化控制发展趋势,为石油化工企业自动化技术管理人员提供一定的参考与借鉴。 关键词:石油化工企业 自动化技术 必要性 应用 研究 随着我国社会的发展,各个企业的发展,对于能源的需求量不断攀升。石油最为能源行业的重要组成部分,极大的改变了人们的生活方式。在该社会形势下,石油工业得到了长足的发展,形成了完整的产业链,各项技术也有了较大程度的提高。计算机技术的提高及信息技术的快速发展,改变了许多各个企业的生产及管理方式,并具有操作方便、稳定性良好、可靠性高等诸多优点,被广泛的应用于各个领域。石油化工企业中的自动化技术也是该技术上发展起来的,并融入了生产的各个环节,能够有效的提高生产效率,保障生产的安全性并体改生产效率,因此,对其进行深入的研究探讨是十分有必要的。 一、石油化工传统人工操作的缺陷 石油化工企业的传统技术一般是人工操作,但是其存在较多的缺陷,包括以下几点:①石油化工企业的生产工艺对于镜准确有着较高要求,但是传统的技术中一般是采用人工操作,精准度的控制有较大的困难,且一般达不到技术要求,如果在生产是存在投料不当而出现超温超压等现象,容易造成安全隐患;②在传统的石油化工企业生产中,许多环节需要大量的人员共同协作完成,该类工作一般具有一定的危险性,人员大量集中的情况下容易出现安全事故,直接威胁到大量人员的人身和财产安全;③由于石油化工的性质较为特殊,人员在操作时处于高污染性,高腐蚀性的工作环境中,即使做好防范措施,长期的工作还是会使工作的人员身体健康得受到一定的损害,因此自动化技术在石油化工企业中的应用时十分有必要的。 二、自动化技术在石油化工中的应用 1.气举井的自动化监控技术 气举井属于油田中期开发过程中使用的一种开采方式,相较初期自喷井,其还需要控制好注气举气,并进行各种数据的测量,包括气举气的压力、温度及流量等。为了控制气举气流量,应在气举气入口处设置一个电动调节阀,该调节阀则是由远程测控终端系统进行全面的控制。气举井的自动化控制的机制是构件的运行信息均需有油井远程测控终端系统传全面传输至油田的操作站。在油田操作站中,有专门的气举优化软件,对各种信息数据进行计算,再结合油田优化控制产量的各项指标,向调节阀发出指令,及时调整电动可调油嘴和气举气控制阀的开度及状态。在进行气举气流量控制之前,可以利用气举节点分析程序调节阀运行的最佳设定值,油井在该最佳值的状态下运行,能够使运行效率保持在较高的状态,最大化的提高原油产量。如果气体处理厂工艺出现故障或者压缩机发生异常情况,而造成气举气气量较小,控制系统则会有选择新的自动关闭一些产量或者采油效率较低的油井,保障产量或者效率较高的油井有气源充足,达到油田优化生产的标准[1]。 2.自喷井的自动化监控技术 自喷井在实现监控自动化之前,需要收集各种数据,包括油压、套压、回压、油温等。如果油井中的油嘴属于电动可调油嘴.则还需要收集油嘴阀位的各项数据,根据上述信息合理调整油嘴的开度及状态。在油井控制系统中,基本上信息的传输的信号均属于AJ模拟信号,自动控制系统会将上述信号传输至油井远程测控终端系统,该系统则能够用来控制油井的生产。电动可调油嘴接收到油井远程测控终端系统反馈的模拟信号后,及时对于油嘴的开度及状态进行全面的控制,能够有效的控制油井的产油量。油井监控系统的作用可以分为收集信息及传达信息,其先全面收集信息,再将该类数据等信息发送至油田的监控系统,该类信息对于油田的发展有着重要的意义,可以根据该类数据实施存储、数据处理、准确的计算等,全面掌握油井的各项变化情况及发展趋势,并准确的计算出油嘴开度的最佳数据,达到控制油井出油量的目标[2]。 3.电潜泵油井的自动化监控技术 电潜泵油井的构成部分包括电潜泵变速驱动器及电潜泵远程测控终端系统,并通过变速驱动器对其进行监控,该监控技术需要结合生产要求,把各项必须的设备下入井底,包括电潜泵、井下压力传感器等,利用电缆将电潜泵变速驱动器与之连接起来,井底的压力传感器准确检测油井的压力,进而实现稳定井底压力的目标。该监控技术的优势在于无需实施远程控制即可以完成控制过程。远程测控终端系统的功能在于收集电潜泵的各类数据,如开关信号、模拟信号、脉冲信号等,并将其传输至油田操作控制系统,最后完成电潜泵油井的远程监测工作。 三、石油化工企业的自动化控制的发展趋势 1.现场总线控制系统与分散控制系统共同发展 分散控制系统的发展经历了较长的时间,包括发展阶段、技术成熟阶段、广泛应用阶段,其灵活的运用了大量已有的成熟技术,因此技术性能稳定、可靠性高,软件种类较多,因此功能较为全面,受到了用户的广泛赞誉。现场总线控制技术起步较晚,现阶段还处于发展阶段,技术尚未成熟,稳定性不佳,可靠性有限,且功能不全面,因此对于该技术的应用尚未实现大面积推广,用户多为观望的态度。我国现代工业自动化系统中依旧是以分散总线控制系统为主,该技术短时间内不会因为现场总线控制技术的出现及发展完善而被淘汰,相反,二者会在今后的很长一段时间内处于共存的状态[3]。 2.现场总线控制系统与分散控制系统有机结合 分散控制系统的技术已经趋于成熟,且功能较为全面,控制力较强,在现场总线技术集成应用于现有控制系统方面,可以充分利用其功能优势促进现场总线的广泛应用。一般情况下,现场总线与传统控制系统之间的集成可以通过各种方式实现,具体情况如下:①充分利用网关,将现场总线设备集成至可编程逻辑控制器及分散控制系统中,实现统一组态,全面监控与管理的功能;②现场总线也可以集成至分散控制系统及的可编程逻辑控制器的I/O 层次中;③独立性较高的现场总线控制可以与分散控制系统及可编程逻辑控制器之间的信息进行集成,并利用网关的功能充分交流信息。利用上述各种方式均是以分散控制系统及可编程逻辑控制系统的成熟的技术与经验为基础,充分的发挥出现场总线控制系统的功能及优势。另外,现场总线控制技术应尽快完善一体化功能,达到统一管理及控制现场设备目的。 四、总结 现代社会的经济形势发生了较大的变化,全球化已经成为了大的趋势。石油行业作为现代社会中极为重要的产业之一,其对于我国经济发展有着重要的意义,也直接关系着社会的稳定及人们的争产生活。石油化工企业的得到了长足的发展,其技术含量在一定程度上代表着国家的综合实力。我国的各个产业对于石油的消耗不断提升,使得石油化工产业的提高生产效率,因此自动化技术的应用是十分有必要的。自动化技术在石油化工企业中的应用经历了一段时间,随着社会形势的不断变化,其对于自动化技术的水平也提出了更多的要求。实践活动中需要管理人员全面掌握各项因素,将理论与实践相结合,不断优化自动化技术,提高企业的自动化水平,保障生产效率及安全性。 石油化工自动化论文:石油化工自动化的关键技术及结构综述 【摘要】加快石油化工工业自动化技术的发展,是现阶段面临的重大课题。石油工程的自动化技术,是将先进的工艺装备技术、现代化的管理技术、优化的信息集成技术有机结合在一起的,对工程的整体进行全面控制与管理,为企业发展提供整体解决方案,从而实现企业的优化运行、优化控制、优化管理。因此,加强石油化工自动化技术研究与建设所具备的指导意义与价值非常重大。 【关键词】石油化工 经济 自动化 关键技术 中图分类号: F407.22文献标识码:A 文章编号: 虽然,目前我国的石油化工业的整体产品质量、生产工艺、以及管理水准、自动化技术、信息化工作进程水平等方面与国外发达国家相比还有着不小差距。但我国高度重视石油化工自动化技术的发展。目前我国在石油化工业自动化技术研究与发展所取得的长足进展也说明了石油化工业综合自动化的应用前景非常广阔。 1 石油化工能源性产业关键技术的结构构成 一般而言,大型石油化工集团企业或相关行业都非常注重自动化发展水准以及实践应用成效的优化体现。因此,这些企业无不具备先进规模化的信息集成系统。如,美国、日本、英国等的上百家炼油企业、化工产业都已经实施过了CIMS计划。而其目的就是进一步提升自动化应用管理水平,促进产业化经济迅猛发展。常规而言,石油化工业在引入自动化应用技术时一般都会考虑以下几点。 其一,安全。所谓安全则是为自动化控制系统、检测板块、以及设备的运作装置等提供安全运行保障,具体的保障举措则是对装置系统、控制系统、检测系统等进行定期检查故障或阶段性维护等。 其二,成本。显然,成本问题则是考虑投入自动化技术应用研究所用的总体投资,这种投资一般需要先进技术工艺、技术指标权重等的分析与测评,以此才能衡量出具体的建模技术、控制技术等的最高输出作业效率,最终分析出降低生产物料能耗、资源耗损等的投资比重,保证最大化成产效益。 其三,运作效率。通过有组织、有规划的计划调度与先进工艺流程模拟技术等来加强设备的生产效率以及实际作业利用率等。其四,优秀竞争力。这种优秀竞争力的体现显然与自动化应用技术有着直接重要联系,一般会通过诸如ERP、SCM、CRM,电子商务,以及价值链等技术进行辅助,从而才能确保企业价值增值,在原有的技术硬件基础上提高自身综合实力。具体而言,结合国内外先进自动化技术的发展形势去看待自动化关键技术结构,可将其主要划分为三层结构。 PCS(过程控制系统)为代表的基础自动化层。主要内容包括先进控制软件、软测量技术、实时数据库技术、可靠性技术、数据融合与数据处理技术、集散控制系统(DCS)、现场控制系统(FCS)、多总线网络化控制系统、传感器技术、特种执行机构等。这是最基础的一层,是过程控制层,即按照生产计划,使用尽可能低的消耗,稳定的生产出更为优质的产品; 以MES(生产过程制造执行系统)为代表的生产过程运行优化层。主要内容包括先进建模与流程模拟技术、先进计划与调度技术、数据挖掘与数据校正技术、动态质量控制与管理技术等。中间一层是数据处理及工厂管理层,是由管理网及网上的服务设备构成的; (3)以ERP(企业资源管理)为代表的企业生产经营优化层。主要内容包括企业资源管理(ERP)、供应链管理(SCM)、客户关系管理(CRM)、产品质量数据管理(PqDM)、数据仓库技术、企业电子商务平台等等。这是决策层,生产是由计算机自动管理的按公司决策、市场分析、经济利益进行的。 2 石油化工业自动化的关键技术 2.1 数据库信息集成 石油化工业自动化技术的主要载体是信息集成,而数据库管理则是确保信息集成得以实现的必要基础。由于石油化工行业有着自身行业特性,它往往需求庞大的海量数据加以处理、同时能够对数据进行开发与应用,以此才能体现数据库管理系统的强大功能与实用价值,促进石油化工业实现管理系统的各项经济指标控制。所以,数据库管理系统基于此种海量信息需求处理的形态下,就要实时对数据的产生加工过程进行监督与控制。而负责监督与控制的数据库运用载体则为关系数据库与实时数据库。这两种数据库能够作为系统信息的集散地,并可独立完成相应操作,且能相互协调进行。这样,通过信息集成化的数据库后台数据加工处理,就能把各种信息加以充分运用,并实现信息集成共享,以此保障了信息的增值与充分利用。 2.2 决策支持 (1)经营决策分析。石油化工业生产经营过程同样与其他企业一样需求决策支持,即经营决策是指导石油化工业生产经营活动的执行准则,同时也是一项重点执行内容。但是,由于传统管理模式下的决策支持往往缺乏相应的经验积累、决策质量不高、随意性幅度较大等缺点。而当前结合信息产业技术下的ERP、CRM、SCM等信息系统的出现,使得各项决策与同行业信息、数据等能够加以整合并实现优化,从而利于当前石油化工业的经营生产决策部署,提高自动化应用水准。 (2)成本效益分析。成本效益分析的本质目的在于提高各项业绩指标的利润最大化。一般而言,石油化工业自动化生产经营过程中,所必须加以进行盈亏生产方案分析的一项工作就是实际成本投入与计划成本之间的对照工作。即分析好这一过程的经济指标并进行及时调整,能够利于企业决策质量上升一个档次,更贴近企业生产经营实际情况。 2.3 流程模拟运用技术 简单说,流程模拟就是对石油化工自动化经营生产过程加以模拟,即建立出反映生产原貌形态的过程模型。我们知道,炼油生产直至后续的原料油品经营过程所涉及到的内容非常多,并且过程复杂,因此,当前在石油化工业运用综合自动化技术中的流程模拟加以充分运用,将生产工艺机理与整个系统化炼油生产过程加以紧密结合开来,势必会提高石油化工生产过程的结构优化能力。而除此之外,在石油化工业中还有着测量、机械故障诊断等技术都是自动化领域研究的重点问题。 2.4自动化技术未来增长点 以低碳能源系统、低碳技术体系和低碳产业结构为基础建立低排放、低能耗、低污染的新经济发展模式促进了自动化技术的发展。我国二氧化碳排放量、工业能耗普遍偏高。其中,原油加工、乙烯加工、大型合成氨平均能耗水平均高于国际领先水平。为实现到 2020年单位 GDP 二氧化碳排放比 2005 年下降 40%~45%,需要探索一条适合我国国情的低碳经济发展途径,石油化工行业是重要行业之一。而发展新经济无疑将促进自动化技术的发展,风能、核能、太阳能综合利用,市政、楼宇、环保等自动化技术将成为未来自动化市场的增长点。黄步余总结说:“石油化工行业从未放弃对新技术的开拓和追求,这促进了石油化工自动化技术的不断发展,另一方面,自动化技术的不断创新也同时推进了石油化工行业的发展转型。” 结束语 总之,在当前石油化工行业中努力开发自动化工作建设进程应用技术非常重要。一方面,提高石油化工业的自动化水准能够提高产业价值、降低生产经营成本,提高产品质量;另一方面,随着当前市场经济需求的愈发强劲,自动化应用技术的前景也愈发广泛,各行各业中也必然脱离不开自动化应用技术。为此,石油化工业加强自动化技术的研究与应用并最终再次做出突破,势必会提高自身产业优秀竞争能力,在国内市场中占据主导地位。 石油化工自动化论文:试论石油化工企业仪表自动化设备的故障预防与维护措施 【摘要】随着我国经济的不断发展,作为国民经济的支柱型产业,石油化工企业也取得了长足的发展,特别是先进技术的应用,使石化企业的运行装置也越来越先进,仪表自动化设备成为了石油化工企业运行装置的主要操控者,提高了石化企业的生产效率,对我国整体经济的发展产生了重要影响,因此,为了使仪表自动化设备能够被更好地应用于石化企业的生产工作,必须积极采取措施,做好仪表自动化设备的故障预防与维护工作。 【关键词】石油化工企业;仪表自动化设备;故障预防与维护;措施 在目前的石油化工企业中,仪表自动化设备占生产装置总投入的比例越来越大,仪表自动化设备在实际的运行中,虽然为石化企业的生产带来了很大的便利,但是由于这种仪表自动化设备直接控制着石油化工企业的生产装置,所以在运行的过程中不可避免的会出现故障,为了保证石油化工企业的经济效益,必须在平时应做好自动化设备的维护工作,在出现问题时,应该积极地采取措施进行维修,保证仪表自动化设备的正常运行,使石油化工企业能够保证顺利的发展,创造更大的经济收益。 一、做好仪表自动化设备的故障预防工作 为了使石油化工企业的仪表自动化设备能够正常运行,为企业创造更多的经济收益,必须做好设备的故障预防工作,仪表自动化设备在未发生故障之前,就应做好故障的预防工作,制定有针对性的、有计划的预防性故障维护工作计划,使仪表自动化设备的故障能够防范于未然。因此这种故障预防工作属于预防性维护,避免了故障发生了之后再对设备进行维护,不仅能减少对石油化工企业的正常生产造成损害,还能减轻事故发生后设备维护工作的难度。 1、做好仪表自动化设备的分级管理预防工作 在进行设备故障预防的过程中,应该规范各级仪表自动化设备操作人员的管理工作,因为随着石油化工企业的不断发展和壮大,仪表自动化设备在石油化工企业的生产设备中所占的比例也越来越大,所以在这些先进设备的操作上投入的人员也越来越多,为了保证仪表自动化设备能够顺利的运行,必须对现有的设备管理制度进行创新,建立使用现代石油化工企业的运行仪表自动化设备管理制度,做好设备的维护工作,在管理的过程中能及时发现设备在运行工作中可能产生的问题,并积极采取措施,使这些隐患被消除在萌芽之中。 在日常的仪表自动化设备维护的过程中,应该对不同的设备实行分级管理的制度,实行二级维护工作,并重视日常的设备巡检工作。在进行设备维护的过程中,应该首先对全体设备进行全面的维护,使全体员工都投入到设备的维护过程中,然后再组织专门的人员,对重要设备进行二级维护。在进行二级维护工作的过程中,应有选用具有专业知识的人员负责这项工作,确保能及时发现仪表自动化设备在运行中存在的隐患。通过这种分级管理的故障预防工作,不仅能使各级的维护人员之间权责明确,还能使原有的故障预防水平得到很大的提升,及时发现仪表自动化设备中存在隐患,积极采取措施,解决这些问题。避免仪表自动化设备在出现问题之后,再采取措施,进行维护工作,而对石油化工企业的生产造成的消极影响。 2、做好仪表自动化设备的生命周期预防工作 对于在具体的仪表自动化设备的故障维护过程中,由于每一台设备都具有一定的使用周期,而且生命周期的长短还与设备所处的环境相关,所以,为了增加仪表自动化设备的生命周期,减少设备出现故障,必须在故障维护的过程中,确保设备所处的环境是符合要求的,不会影响设备的使用,增加设备的故障。在平时的维护过程中,应做好现场的测量工作,确保仪表的温度、压力和液位等方面在正常的范围内,减少仪表自动化设备故障的产生,做好维护工作。 二、做好仪表自动化设备的故障维护工作 1、在维护中应用仪表自动化诊断技术 在仪表自动化设备运行的过程中,不可避免的会产生故障,为了保证石油化工企业的利益,必须及时对政协故障进行维护,保证仪表自动化设备的正常运行,确保石油化工企业的工作效率。 在进行仪表自动化设备维护的过程中,可以采用仪表的自诊断技术,来实现设备的维护工作,并做好设备的管理工作。仪表自动化设备的自诊断技术经过多年的发展,已经相当的完备了。因为自诊断技术,采用的人工智能的设备检测和分析方法,所以能及时发现在设备运行中存在的问题,并通过对设备的分析,采取措施来消除这些故障,或是通过采取自动警报的方式,使维修人员能及时发现故障,并采取故障维护措施,保证设备的正常运行。这种设备维护技术,不仅减轻了设备维护人员的工作量,还能通过其智能化的分析,为设备维护人员提供可以参考的数据,使维护方案的制定更加适用于设备的维护工作。 2、确保维护和管理工作的规范性 在对仪表自动化设备进行故障维护的过程中,还应该确保设备在管理和维护的过程中,各个环节是相互衔接,且符合规范的要求。这样能极大地减少设备故障的产生。所以在对设备进行管理的过程中,应该充分考虑石油化工企业的生产规模和设备维护人员的数量和技术,在仪表自动化设备的选购的过程中,尽量选取技术先进、功能完善、售后有保证的设备,避免在进行设备安装的过程中,购买的设备不符合要求,而产生设备不能正常使用的情况或是造成设备使用寿命减短的现象,为日后的设备维护工作带来困难。 结语 在石油化工企业的仪表自动化设备的运行中,为了保障企业的经济利益,保证设备的正常运行,必须做好设备的故障预防和维护工作,对设备进行定期的检测,采取预防措施消除设备在运行中存在的隐患,并对已经出现的设备故障进行维护。在防护和维护的过程中应积极探索新的、有效的方法,使石油化工企业的仪表自动化设备能够真正的为石油企业的发展做出贡献,保证我国石油产业的顺利发展。 石油化工自动化论文:浅谈自动化控制系统在石油化工中的应用 摘要:随着我国经济的发展,科技水平也不断提高。石油化工产业作为我国经济发展的支柱产业之一,其自动化技术越来越受到人们的重视,对其研究也日益增多。本文以石油化工的配电自动化技术为主要研究对象,对其进行了具体分析。 关键词:自动化控制系统;配电自动化技术:石油化工;应用 随着我国经济的发展,科技水平也不断提高。石油化工产业作为我国经济发展的支柱产业之一,其自动化技术越来越受到人们的重视,对其研究也日益增多。本文以石油化工的配电自动化技术为主要研究对象,对其进行了具体分析。 一、石油化工的自动化技术要求 (1)安全控制要求。应对关键设备、关键部位进行定期专业化故障诊断、检测、维修,认真保证其安全。(2)效率控制要求。对于效率的控制要求主要通过先进的科学理论、合理的计划调度和相应的模拟流程技术来提高设备和有关装置的生产效率,这样也能够提高原材料的使用率,保证资源的合理利用。(3)成本控制要求。成本控制就是要在先进技术的基础上,实现能源的最小化使用,尽可能降低能源和原材料的消耗,通过建模、控制以及优化等技术来提高相关产品的利用率和合格率,进而降低相应的成本。 二、配电自动化技术发展现状 配电自动化技术从总体上来说是一个集成的系统,这项技术主要是用在配电网上面的多种设备,通过远程进行实时监控和协调工作。配电自动化是近几年来我们发现的新技术领域,也是计算机网络技术、通信技术与配电网络监控方面很好相结合的一个例子,可以说是电气自动化技术发展使用的典型案例。目前,电气自动化技术中的配电自动化技术在我国以及一些发达国家已经得到了广泛使用和大力推广。就发达国家来说,欧美等包括日本在内的发达国家已经开始了对配电自动化技术的使用和推广,并且通过大量实践证明了这项技术的优越性,表明了这项技术能在很大程度上有效地提高配电网运行的可靠性,并且能够进一步保证效率的最大化。配电自动化技术在石油化工业作业中应用的主要目的是要提高电能供应的高质量,从而减少人员的工作强度。在充分利用和发挥电气自动化技术的各种先进设备的优势前提下,为石油化工企业工程以及电力公司双方都带来可观的经济效益,能够最大限度地提高劳动效率。另一方面,我国在配电技术方面的应用也有一定的发展过程,主要经历了 3 个特殊的发展阶段,即柱上自动化、依靠遥控控制检测自动化及靠计算机辅助的自动化,截至目前,国内的自动化配电网技术都是依靠这 3 种方式来实现的。 2.1 柱上设备自动化 自动化技术在这方面的运用主要是考虑到了要使自动化配电的开关设备之间能够有效的配合,其中主要的设备就是重和器分段以及对故障进行检测的故障检测器。通过多种设备的配合使得故障得到隔离,从而进一步恢复区域的供电。这种技术的主要特点是:工程量相对较小,工程的投资较小,不需要为了工程的需要配备相关通讯网络,同时现有的配电网中也能够进行方便的改造而不影响其他方面的工作。但是这种技术也有其缺点,那就是重和器在工作过程中需要很多次地进行重组操作,并且必须通过正确的判断后才能对发生故障的区域进行清除解决,然而这样频繁的操作会严重冲击电网,有可能导致停电现象,同时,用电设备也可能损坏。 2.2 遥控遥测自动化 自动化技术在这方面的应用主要是取决于 FTU 和相应的通信网络,需要的设备主要是 FTU、通讯网络以及计算机网络系统,通过这 3 个方面技术的配合使用来进一步实现远程的、实时实效的监控。遥控遥测自动化技术是柱上设备自动化技术在一定程度上的升级,这项技术可以通过人工来实施遥控、遥调以及遥信,这样就能及时地对电网的负荷进行切换。但是遥控遥测设备自动化技术工程量相对较大,同时投资的金额也相对较大,所以在改造现有的配电网上面有很大的难度,可行度比较小。 2.3 计算机辅助自动化 计算机网络辅助设备自动化技术可以说是比较高级的自动化应用技术,这种技术的主要使用设备是 FTU、计算机网络系统、通讯网络系统以及高级的应用型软件等技术。通过这种自动化技术能够实现配电方面的管理系统以及包括人工智能技术在内的技术的混合应用,这种自动化技术不仅能够进行远程的检测遥控,同时还对原有的配电管等进行管理系统的完善,使得配电系统能够在很大程度上实现相对自动化的运行,而不影响其他工作。但是这种自动化技术相对于上面两种自动化技术来说,需要的投资和工程量都是空前巨大的。 三、配电自动化技术在石油化工应用中存在的问题 石油化工方面为了能够相对可靠地提供电力,相关的电力部门先后经过了大幅度的检查维修,对以前存在的线路进行了一定的改造,大大提高了化工企业的供电质量。另一方面,我们需要看到的是,我国在利用配电的供电方面还存在着很大的问题。就拿 21 世纪前 7 年来说,故障出现次数仍较为频繁。表 1是这几年由于这方面问题而出现的故障次数。 从表 1 中可以看出,故障出现次数正逐年下降,这说明供电可靠性有所提高。但是我们还应看到,因为石油化工企业以及相关工作的特殊性,配电需要大量的线路,且线路距离非常长。加之石油化工工作的环境相对较差,另有自然因素带来的大风、大雨等,就使得该趋势很难得到有效保障。就像表 1 中所示,2004 年以后故障减少的幅度相对前几年有所降低,减少次数也逐年降低,所以降低相应故障出现次数也是很有难度的。 四、配电自动化技术在石油化工中的实际运用 目前电气自动化技术在石油化工中的应用主要体现在配电网自动化供电技术的应用上。这项技术的应用主要是保证石油化工企业在工作时,油田的工作能够不受其他因素的影响。这种技术的应用能够使电网在进行工作时,发生故障的区间实现相应的隔离,从而在某些区间发生故障的情况下,其他区间还能正常工作,不影响其他环节的工作进程。配电设备自动化主要通过两个方式进行工作的: 4.1 就地进行控制 就地控制在这方面主要表现在,不需要通信方式就能够将故障进行隔离,这是因为,配电设备自动化只要能够检测到电压的加时限,经过多次重合后就可以将故障进行隔离。配电设备自动化的工作原理其实很简单,当馈线出现了无法挽回的故障时,重和器会合不上闸,一旦重和器合不上闸,就会发生跳闸现象,这样的话,发生故障的两头就会因为两端的负荷开关断开、没有电压的支持,从而分开,无法工作。分开之后,重和器会再次进行合闸,而此时负荷开关在进行设定后就会自动地关上,经过这样一个简单的过程之后,故障就会被轻松隔离,之后可以再将重和器进行调度,重新连接上开关之后就可以恢复电力,正常地输送电力了。 4.2 远程进行遥控 配电设备自动化在远程遥控上的应用主要是,灵活应用一定的通讯手段,进而实现远程遥控。包括可以进行电动操作的负荷开关、远程通讯的馈线远程终端技术 FTU 以及馈线的自动化控制中心部位这 3 个主要部分。这种远程控制技术相对已经比较先进,控制技术的优秀部位主要是 FTU,FTU 可以通过对相关情况的分析,采集到一些相关联开关的运行状况,然后对这些采集到的情况进行分析得出相应结果,分析结果作为对故障区域定位的依据,从而准确找出故障位置,然后通过远程遥控控制线路开关,最后使得正常区域的供电得到恢复。 五、结语 综上所述,自动化技术在石油化工中的应用是一种必然的发展趋势,它能够有效提高油田的工作效率,进而提高整体生产效率,很好地保障生产活动有序、健康、快速发展。同时,这项技术在石油化工中的普及应用也应该考虑到实际环境、作业情况等,从设备的起始阶段到生产活动过程中的各个环节都应尽可能发挥其作用。
摘要:首先详细介绍了隧道安全监控防灾系统的内容,具体包括隧道视频检测技术、火灾自动检测技术、紧急电话报警系统、交通控制及诱导系统,其次对隧道监控防灾控制模式设计与隧道监控供配电系统进行了详细的分析,最后在整理相关的资料基础上,对隧道消防管道保温系统进行了较为系统的综合阐述。关键词:隧道;安全;防灾救援 引言:隧道监控防灾是针对可能发生的重大事故、灾害,为了保证有序、迅速、有效地开展应急救援、降低事故损失而预先制定的计划或方案,它是在评估辨识潜在重大危险、事故类型、发生可能性、发生过程、事故后果、影响严重程度的基础上,对安全机构的人员、职责、装备、技术、物资、设施、救援行动、指挥协调等方面预先做出的具体安排和措施[1-3]。 1隧道监控防灾系统概述 隧道监控系统设置通风照明控制、交通信号诱导、摄像机监视、紧急电话报警、有线广播、火灾自动检测、电光标志等监控设施,以保证车辆安全行驶,及时发现事故灾害,并在确认事故发生后对隧道通风、照明、消防设备进行合理控制,引导车辆和人员疏散逃生。 1)隧道视频检测技术:用于检测各种意外交通事件(如车辆逆行、落物、追尾等),为制定交通控制方案提供依据,视频事件检测器主要对车行横洞、隧道进口、出口、弯道等事故多发处摄像机图像进行事件检测。 2)火灾自动检测技术:火灾报警系统能及时、准确地反馈隧道内发生火灾的地点,将信息经传输线路传递至隧道管理站。 3)紧急电话报警系统:在隧道内按照间距200m设置了紧急电话,在隧道内发生交通异常时,快速救援或及时灭火,隧道监控系统快速启动紧急情况时的联动控制程序。 4)交通控制及诱导系统:在隧道洞外联络道前设置交通信号灯,在隧道进出口及车行横洞处设置了车道指示器;同时设置了有线广播系统来进行各种运行模式下的交通疏导。 2隧道监控防灾控制模式设计 隧道管理按隧道管理站中央控制、现场PLC控制和现场手动控制控制模式设计。中央控制系统由1台容错服务器和隧道交通监控工作站、消防报警监控工作站、电力监控工作站、紧急电话广播工作站、图像处理工作站等5台工作站,2台三层以太网交换机及网管软件、数据库软件、图控软件组成。现场控制系统是中央控制系统的下位机,各PLC设置与设备密集的地方通过特定的通讯协议,以光纤环网形式相连接。根据它所管辖的设备,配以I/O单元、A/D单元或通信单元,传输指令。由于隧道现场环境恶劣,被控设备分散,传统控制方式需要大量控制线缆给项目施工和运营故障排查、维护改造都带来了极大困扰,所以本项目配备控制层采用PLC+工业测控执行器(远端I/O)的方式,以减少隧道内控制器的布置数量,减小隧道内洞室的体积,节约信号电缆,降低施工难度,提高运营维护水平。工业测控执行器为数据采集和控制执行装置,支持总线通信协议,传输距离在理想总线电缆情况下需达1200m,现场布线简单方便(仅需2芯屏蔽总线电缆,支持级联),可以被监控设备直连(无需外接端子排、继电器),匹配独立地址实现远程故障诊断,IP65防护等级。 3隧道监控供配电系统 3.1隧道监控供配电系统设计原则 隧道供配电系统应遵循“安全、可靠、经济”的设计原则,确定合理的供电方案。隧道供电设计应结合隧道通风、照明、消防、监控系统的分期实施方案,一次规划设计、分期实施,并结合隧道施工期间的用电情况做到“永临结合”。 3.2隧道监控供配电系统负荷分级 根据隧道用电负荷的用途及重要性,负荷分为三级1)一级负荷:应急照明设施、电光标志、交通监控设施、通风及照明控制设施、紧急呼叫设施、火灾检测与报警设施、中央控制设施、排烟用射流风机。 2)二级负荷:非应急的照明设施、通风风机、消防补水水泵。 3)三级负荷:其余隧道电力负荷。 3.3隧道监控供配电系统分析 为保证变电所在市电失电时仍能为重要负荷供电,配备柴油发电机组作为第二电源为隧道一级负荷(应急照明、监控设施、火灾报警、消防水泵、排烟风机)供电,当市电失电时,柴油发电机可自动投入;当供电恢复时,柴油发电机可自动退出。此外,变电所内还配备EPS和UPS。变电所内设有 1台变压器,为隧道营运通风、照明、监控、消防等用电负荷供电。 1)高压侧均采用单母线不分段接线方式,低压侧采用单母线分段的接线方式,平时母线联络开关断开,当一台变压器因故停止供电时,其进线开关柜总开关断开,母线联络开关合闸,另一台变压器向隧道一级负荷供电,同时减掉部分风机(照明)负荷以保证变压器不过载。在各变电所内均设有无功功率补偿柜,系统功率因数≥0.95。 2)电力变压器采用SCBH15非晶合金系列10/0.4kV型铜芯低损耗干式电力变压器,采用就地操作方式,操作机构为弹簧操作机构,其操作电源为交流220V,电源由UPS不间断电源供给。 3)低压组合式抽屉式(或抽出式)开关柜与干式变压器组合成成套设备,补偿用的电力电容器采用干式无油自复式电力电容器或干式无油全膜电容器。 4)EPS和UPS应具有“遥测、遥信、遥控、遥调”的四遥功能并具有标准的RS232或RS485的通讯接口,后备时间60min。 5)柴油发电机要求起动灵活、快速加载,含启动、控制设备及监控接口。 6)在高压引入点设阀式避雷器,在变电所10kV进出线柜内均设有10kV避雷器,以防雷电侵入波侵蚀,在0.4kV总进线端、配电回路出线端、无功功率补偿柜、EPS及UPS进、出线端均设有浪涌保护器,以防雷、防过压。 7)电器装置的工作接地和保护接地共用一个接地系统,采用TN-S制,都应与接地网做可靠连接,构成等电位接地系统,变压器中性点应可靠接地。 8)在变电所附近设置接地网,接地电阻<1a;接地体采用长2500mm的接地角钢,垂直埋设,间距5m,埋深≥0.8m,接地体埋设地点距建筑物3m;从变电所接地装置引出接地扁钢,引至左、右线隧道口,与敷设在电缆槽内的接地扁钢可靠连接。 9)采用40×4扁钢作为保护接地干线沿隧道强弱电电缆槽全线敷设,每隔50m与角钢接地极(等边角钢<50×5,2.5m)或隧道二衬钢筋焊接一次,并在隧道洞口处重复接地,重复接地电阻不大于10Ω;采用绝缘导线作为接地保护线沿电缆桥架全线敷设,并与隧道内接地系统做可靠连接。 10)电力监控系统对所辖区段各隧道的10/0.4kV变电所和箱式变电站集中监视和控制,配置的综合自动化系统实现所内保护、数据采集处理、数据传送及执行控制中信的遥控命令等功能。电力监控系统对通风照明等回路只监不控。电力监控利用隧道监控系统提供的通信接口与隧道管理站设置进行通信,把电力监控数据传输到隧道管理站设置电力监控主机。隧道监控系统在每座变电站电力监控子站处提供100M通信通道,接口为RJ45。隧道内监控设备的电源引自隧道内监控配电箱,电源防雷由配电籍配置,接地线接入隧道内接地系统。隧道外监控设备电源线、信号线分别经电源防雷器和信号防雷器接入。洞内监控配电箱入线侧安装不低于C级的电源SPD。若接地系统接地电阻值达不到上述要求,应采取相应的降阻措施。 3.4隧道监控供配电实例分析 呼北国家高速公路山西离石至隰县段是G59呼北国家高速公路的重要组成部分。呼北高速公路在山西省境内,起于右玉杀虎口,经过右玉、平鲁、朔城区、五寨、临县、柳林、交口、隰县、吉县、河津、盐湖区、永济等,终点为芮城刘堡。呼北国家高速公路山西离石至隰县段作为山西省西纵高速公路中间段沟通了青银高速(规划的第八横高速公路)与霍州至永和关高速公路(规划的第九横高速公路),是完善山西省高速公路网调整规划,提高区域高速公路网的网络化程度和整体服务水平,提升吕梁市乃至山西省的公路现代化水平。改善山西省中部地区的运输条件的需要[4-8]。为提高供电可靠性,确保隧道能正常安全且可靠运行,并综合场地环境等影响因素合理确定变电所位置,由于郭家山隧道与孔家山隧道为连续隧道,可整体看作1座隧道设置变电所,在郭家山隧道进口洞外及孔家山隧道出口洞外各设置1座10/0.4kV室内变电所为隧道供电;在中阳隧道进、出口洞外各设置1座10/0.4kV室内变电所;陈家湾隧道为特长隧道,在隧道进口洞外及出口洞外各设置1座10/0.4kV室内变电所为隧道供电;在后峪1号隧道出口洞外设置1座10/0.4kV室内变电所;在后峪2号隧道进口洞外设置1座10/0.4kV室内变电所。全线共设4处匝道收费站,分别为中阳收费站、车鸣峪收费站,交口收费站、石口收费站;隧道管理站、隧道救援站各1处,为车鸣峪隧道管理站、车鸣峪隧道救援站;养护工区2处,为中阳养护工区、石口养护工区;停车区2处,为中阳停车区、交口停产区;服务区1处,为车鸣峪服务区,其中车鸣峪收费站、隧道管理站、隧道救援站同址合建,石口收费站、养护工区同址合建,总共7处场区,建筑面积18361.03m2,占地面积209.89亩(1亩≈666.67m2),9处隧道变电所,6处隧道水泵房,建筑面积2580.57m2。 4隧道消防管道保温系统 1)当气温低于-14.0℃时,采取常规保温(包裹保温材料)已无法防冻,为防止消防管道内的水结冻,洞内消防管道采用电伴热保温,并采用50mm厚橡塑海绵保温材料包裹,再用0.5mm厚镀锌铁皮保护;服务区最大冻土层深度为1.0m,洞外管道原则上采用直埋敷设,埋深不小于1.5m,无法直埋的采用架空敷设,采用电伴热保温,并用100mm厚橡塑海绵保温材料包裹,再用0.5mm厚镀锌铁皮保护。 2)电伴热保温系统将每根管道上的环境温度传感器测量的各温度信号转变为电信号,经A/D转换再经单片机内软件的算法处理(数学运算、逻辑运算等),便可得知各管道的工作温度参数和电缆工作状态,如果某根管道上的伴热电缆断了,控制箱发出该路断缆的声光报警信号。 3)控制箱在环境温度低于5℃的时,自动启动各路伴热电缆加热,并配有串行通信功能,便于实现集中控制。同时还能记录管道的故障种类、时间、次数等信息,以便设备、人员的管理和备案。水泵房内管道及阀门等全部采用电伴热保温,并包裹100mm厚橡塑海绵发泡保温材料,再用0.5mm厚镀锌铁皮保护。 5结束语 隧道的防灾救援应遵循以防为主、防救结合的原则,救灾的基本理念是以人员逃生为主。针对上述内容,隧道结构应加强防火考虑,主体隧道内部装修材料选用不燃材料,隧道顶部采用防火内村,隧道内设置合理的防火分区,并按规范要求设置车、人行横洞。[ID:014619] 参考文献: [1]李金鹏.新建隧道上跨既有隧道施工安全影响分析[J].四川水泥,2021,43(2):164-165. [2]罗源,甘雨丰.某基坑工程对区间隧道的安全影响分析[J].四川建材,2021,47(5):70,89. [3]刘雪东.铁路隧道施工安全控制措施[J].四川水泥,2021,43(4):142-143. [4]万本凯.公路隧道施工安全风险控制研究[J].四川水泥,2021,43(1):105-106. [5]申铁军.小间距加筋复合体桥台结构优势及施工技术要点分析[J].黑龙江交通科技,2021,44(5):79-80,83. [6]鲁平.复杂地质条件下隧道施工技术和安全管理[J].四川水泥,2021,43(4):242-243. [7]黎略.浅谈公路隧道设计和施工安全评估[J].四川水泥,2021,43(3):288-289. [8]吴定超,胥春先.圆梁山隧道防灾救援通风系统设备及控制设计[J].四川建材,2011,37(2):176-177,180. 作者:吴非 申铁军 单位:山西路桥建设集团有限公司 山西路桥集团晋南项目管理有限公司
机电技术应用论文:应用专业发展机电技术论文 1.推进校企深度合作,实施工学结合的人才培养模式 借鉴德国“双元制”培养模式,依据学校目前的实训实习条件和教师队伍构成,结合全国职业院校技能大赛的指导思想,进一步完善校企合作运行机制,完善灵活的工学交替教学过程,深入探索工学结合的人才培养模式。学校首先要根据企业的用人需求,制订有效的职业能力培养方案。具体实施时可让教师走进企业开展深入调研,了解企业生产过程中的技术、工艺,研究生产岗位对技术能力的要求;也可把行业专家和企业的工程师、技术员请进学校,对学校的课程设置和具体内容提出建议和指导。在充分调研的基础上制订新的课程标准,改进教学计划,确定课程内容。在教学实施方面,要充分利用企业的资源组织实境教学,让学生参与企业产品制造,有效培养学生的职业能力。 2.改革课程体系,构建精品课程,建设专业教学资源库 在校企合作的基础之上,学校应根据专业培养目标进行课程体系改革;同时整合教学内容,建立优秀专业课精品课程,形成较为完善的教学方案,同时做好专业教学资源库建设。①课程体系改革。在进行课程体系改革的过程中,要注重培养学生的动手能力,同时也要注重职业道德、综合素质、实践能力的培养,建立必要的文化知识和专业实践能力相结合、理论与实践相融合、教学内容与岗位需求相适应的课程体系。具体可借鉴德国机电一体化技术工人的培养目标,同时结合全国技能大赛“机电一体化设备组装与调试”项目规程及指导方向,以本专业面向的装备制造企业的典型工作任务、工作过程为导向,整合企业生产过程中的典型工作任务,把企业岗位能力模块化,建立专业模块课程体系;并且对典型工作岗位的作业流程所包含的知识、技能和态度进行分解,引入现场实际工作任务,选择适当的项目或任务,构建工作任务导向课程。②精品课程建设。要以专业优秀能力的要求为依据,构建精品课程体系;以职业能力为主线,以职业活动课程为主体,以职业岗位能力和“双证书”为基础,构建精品课程内容;采用“做、学、教一体化”的教学方法进行教学。在课程建设的过程中,首先制订课程标准,然后选定其中重要技能的课程作为精品课程建设项目进行开发和建设,并通过项目建设,形成一套精品课程及教材,其中包括教学内容、教学策略、教学环境、教学方法、教学评价等内容。机电技术应用专业应重点对以下三门课程进行改革探索,以打造精品课程。一是“液压与气动技术”。要充分利用实训室资源开展“理实一体化教学”,以若干课题、任务为引导,使学生能够正确选择气动液压元件、正确安装和调试维护液压气动装置。课程结束后,以任务书的形式对学生进行考核。二是“电气安装与维修技术”。以工作任务为载体,实施“做、学、教一体化”的项目教学。教学以实训为主,突出电气设备的维修能力培养。设计任务时以项目为单元,所设任务应从简单到复杂,理论和实践交替进行。课程的考核注重工作过程,以任务书方式逐个学生逐个项目进行。三是“机电一体化设备组装与调试技术”。从机电技术应用所需的控制电路出发,把机电技术专业的优秀技能集中于设备装配和调试之中,使学生通过该模块的实训,掌握机械装配技术、气动技术、变频技术、电气安装技术、人机对话触摸屏应用技术、信息检测及传感技术等,使学生具备相应的专业能力。③充分利用信息化教学手段,做好专业教学资源库建设。在开发建设精品课程的基础上,整合教学资源,完善教学课件,研发仿真实训教学软件。如利用多媒体信息技术建设电工技术、传感器技术、电气安装技术、变频技术、液压气动技术、机械基础等多门专业课程的教学资源库网络共享平台,为学生的技能水平提升和职业能力考核提供自主学习平台。 3.进一步加强师资队伍建设 通过师资队伍建设,促进教师的自我发展,进而提高工作积极性和主动性。而专业带头人和骨干教师的培养是师资队伍建设的重要内容之一。①培养专业带头人、骨干教师。选拔一名素质好、进取心强、专业水平高、教学能力强的教师作为专业带头人培养对象,通过重点培养,使其具有把握机电技术应用专业发展方向的能力,能提出本专业的中长期发展思路,在校企合作、专业建设中能够起到科学引领作用。同时,选拔多名有一定实践经验、有较强教学能力的教师,通过企业实践、外出学习、担任技能大赛指导教师、教学研究等方式,培养骨干教师,使他们能够胜任本专业骨干教师岗位工作职责,在教学中起到示范和表率作用。②加强“双师型”师资队伍建设。在培养专业带头人、骨干教师之余,要进一步扩大专业教师的“双师”素质培训,如分批选派教师下企业实践锻炼,及时了解企业人才需求情况、掌握企业技术规范和技术能力、积累实践工作经验、强化专业规范意识;同时鼓励教师参加课程体系改革、精品课程建设、理实一体化教学项目等,以提高业务水平。通过以上种种举措,使本专业教师既具备较高的理论教学能力,又具有相应的实践教学能力,具备基于工作过程实施教学的能力,成为真正的“双师型”教师。③做好兼职教师队伍建设。在全面提高校内专业教师素质的同时,邀请企业专家更深入地参与专业课程和实训基地建设,加强教师与企业专家交流与合作;同时聘请行业专家、企业工程技术人员和社会上的能工巧匠,承担专业课程教学或各类实训指导任务,以弥补学校实训指导教师的不足,促进专业实践课教学。 4.完善学习评价体系 在同“德中机电”合作期间,我校尝试和探索了“过程性评价”的学习评价体系。这种评价模式对机电技术应用专业的大多课程都非常适合,有利于促进学生职业能力的培养和形成。这种评价体系在今后的教学改革中还要不断完善和加强,最终形成本专业“过程性评价”与“终结性评价”相结合的学习评价体系。其中包括:①模块课程的学习评价标准。该评价标准要求对学生的技能水平、工作态度、合作精神、沟通能力等进行综合评价。②学生校外实习考核标准。该考核标准要借鉴企业对员工的考核、奖惩、晋升的制度,引入生产经营的管理理念,让企业参与评价。③专业课程的终结性考核试题库。利用该试题库对学生的专业课程知识进行标准化考核。综上所述,要使机电技术应用专业得到持续发展和壮大,首要任务是深化校企合作,依据专业培养目标和职业岗位要求,以职业活动为主线,有效实施“工学结合、校企合作、顶岗实习”的人才培养模式,这样才能大力推进“做中教、做中学”的教学方式,从而突破传统学科型技能人才的培养模式。与此同时,还要通过课程体系改革和精品课程建设,通过提升师资队伍的整体实力和完善教学质量评价体系,使专业教师的教学水平以及人才培养质量得到稳步提升。 作者:李峡 单位:河南信息工程学校 机电技术应用论文:应用专业理论教学机电技术论文 1及时更新理论教学内容 职业学校机电技术应用专业应当结合社会的实际发展需求,及时更新理论教学内容,使学生学习和掌握最新的专业理论知识,提高学生专业技能。在具体实践中,职校可采取“请进来”与“走出来”的方式推动理论教学改革。对于“请进来”而言,职校可聘请一些在大型机械企业或相关专业协会的工程师、技师,到本校进行授课,向学生传授最新的理论知识,通过将专业教学内容与自身实践经验相结合,激发学生的学习兴趣。对于“走出去”而言,职校应当选派专业课教师去相关企业进行学习和实践,使专业课教师掌握先进的生产技术,及时收集机电技术应用专业的新信息,并将这些新知识和新信息传授给学生,拓展学生的知识面。 2构建理实一体化教学模式 以“机床故障检测与维修”专业课程为例,教师可采取项目教学法、现场教学法、仿真教学法、案例教学法等多种教学方法,使教、学、做融为一体,让学生在学中做、做中学,构建理实一体化教学模式,积极推动理论教学改革。教师可根据专业课程的特点,将其划分为四个项目及若干个任务,具体如下:项目一:机床的管理与维护。主要任务为车间的6S管理与机床的检查、机床精度测量与验收;项目二:机床机械部件的调整与维修。主要任务为进给部件的调整与维修、主轴部件的调整与维修、重要辅助部件的调整与维修;项目三:机床典型故障的诊断与维修。主要任务为螺纹车削误差故障维修、机床润滑系统故障维修、轴类零件加工误差故障维修、机械手换刀故障维修、辅助装置故障维修等;项目四:数控机床故障诊断与维修。主要任务为数控机床方式选择功能的故障维修、通信功能故障维修、冷却功能故障维修、进给倍率功能故障维修等。通过进行基于工作过程的实战训练,既能够使学生在实际操作中掌握机床故障检测与维修的相关理论知识,又能够使学生具备拆装调整机床机械部件与诊断排除机床机械故障的技能,提高学生运用理论知识解决实际问题的能力。 3运用多样化的教学手段 在机电技术应用专业的理论教学中,教师必须转变传统的填鸭式教学方式,灵活运用多媒体教学手段,将专业课程中涉及到的原理图、零件图、装配图、程序图、电路图等内容制作成多媒体课件,以供课堂教学使用。通过运用多媒体教学手段,可以有效弥补传统教学手段的不足,节省课堂板书时间,使枯燥、抽象的理论知识易于理解和记忆,从而提高学生对专业课程理论知识的学习效率。同时,职校还可以利用网络信息技术,将专业课程的相关教学资料上传到校内网络平台上,使学生能够利用课下时间复习和巩固已学的理论知识,拓宽学生的学习渠道。 4结束语 总之,机电技术应用专业是我国职业学校的基础专业之一,其专业课程教学效果直接关系到本专业技能型人才培养目标的实现。随着社会经济发展对机电技术应用专业人才的需求不断增加,职校必须立足于自身办学特色,优化专业课程体系,改革传统的理论教学模式,积极推行理实一体化教学,从而促使学生夯实理论知识基础,不断提高专业技能和专业素质。 作者:王久华 单位:湖南机电职业技术学院 机电技术应用论文:煤矿机电化技术应用实践论文 摘要:机电一体化技术是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。它是企业信息化的重要支撑技术,是矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了扎实的基础。本文对煤矿机电一体化技术在我国的应用进行阐述。 关键词:煤矿机电一体化技术 引言 我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起,我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期,我国综合机械化采煤取得了空前的发展,大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程,采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期,在原有的研究成果上,又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究,并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后,我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破,在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。然而,与国外的先进采煤国家相比,我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距,并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱,在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。 一、机电一体化技术的应用实践 1.1矿井安全生产监测监控系统中的应用矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一。我国监测监控技术应用较晚,20世纪80年代初,原国家煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作,此举大大促进了国内监控技术的发展。先后从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监控系统(如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200),在部分煤矿中应用;在引进的同时,通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况,研制出KJ2,KJ4等系统并通过了鉴定。20世纪90年代以来,紧跟世界监测监控系统的发展潮流,我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统,如煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的KJ95系统等,它们的主要特点是:测控分站的智能化水平进一步提高;具有网络连接功能;系统软件采用了Windows操作系统。同时,在“以风定产,先抽后采,监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下,规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。自此,大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现,不仅为各煤矿提供了更多的选择机会,且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。经过多年的实践表明,安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。 对我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果进行综合评价,煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90、天地科技股份公司常州自动化分公司的KJ95、煤炭科学研究总院抚顺分院的KJF2000和北京瑞赛公司的KJ4,KJ2000等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。 1.2矿井提升机中的应用矿井提升机是一种实现机电一体化较好的矿山大型设备,全数字化,交、直流提升机。特别是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合为一个整体,大大简化了机械结构,是典型的机电一体化设备,充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。全数字提升机高度可靠,具有可重复性故障寻址、完整的诊断设施和自诊断功能,以及简单而快速的通信功能;它采用总线方式,大大简化电气安装;硬件配置简单,互相兼容,零备件少;可以方便地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度。 在我国“九五”计划期间,国产全数字化直流提升机已成为各煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化直流提升机的优秀部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统。除此之外,我国还用SIMADYND和S7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。2000年11月,该系统在焦作古汉山矿投入运行,情况良好。提升机由于采用了计算机技术,其安全保护系统更为完善。该系统的主要特点是:采用两台计算机装置,每台都有自己独立的测量、传感装置和数据处理系统。这两台计算机同步工作,互相检测,互为备用,对提升行程实现直接测量和间接测量容器位置相结合的方式,对两者进行比较、校正,实现行程自动控制。由于采用了计算机对安全回路、制动回路、电源和驱动回路进行实时检测,实现故障记忆,因此极大地提高了提升机安全性能。 1.3井下带式输送机中的应用在我国“八五”计划期间,通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施,极大地提高了带式输送机的技术水平,煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品的研发也取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内此项技术的空白,并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发,成功的研制了多种软起动和制动装置以及以PLC为优秀的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器,目前我国已经自行生产制造了多个品种和多种类型的带式输送机。 二、结束语 随着煤矿生产不断向深部水平发展,对控制水平和规模的要求越来越高,从而又加速了机电一体化技术的发展和进步,目前各种高新技术的发展,如网络、光纤、人工智能及生物工程等高新技术已渗入到机电一体化技术之中,使机电一体化产品功能更强大、性能更优越,使机电一体化产品功能越来越强,智能化程度也越来越高,因此采用新的机电一体化技术装备的煤矿,能够使企业获得更加显著的技术、经济和社会效益,这也是一个煤矿企业循环促进不断发展的过程。 机电技术应用论文:机电一体化技术应用研究论文 摘要:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 关键词:机械工业;机电一体化;数控;模块化 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的优秀技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手。 (一)机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二)传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。 (三)信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。 (四)驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 (五)接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六)软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一)数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在: 1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构。 2、开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能。 5、能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二)计算机集成制造系统(CIMS) CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。 (三)柔性制造系统(FMS) 柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。 (四)工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展。 (一)智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。 (二)系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除RS232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。 (三)微型化 微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 (四)模块化 模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。 (五)网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 (六)绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。 综上所述,机电一体化是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。 机电技术应用论文:机电一体化技术应用论文 【论文关键词】:机械工业机电一体化数控模块化 【论文摘要】:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。本文简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的优秀技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手: (一)机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二)传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。 (三)信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。 (四)驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 (五)接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六)软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一)数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在: 1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构。 2、开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能。 5、能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二)计算机集成制造系统(CIMS) CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。 (三)柔性制造系统(FMS) 柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。 (四)工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展: (一)智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。 (二)系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除RS232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。 (三)微型化 微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 (四)模块化 模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。 (五)网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 (六)绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。 综上所述,机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。 机电技术应用论文:机电一体化技术的应用及其发展趋势 【论文关键词】:机械工业 机电一体化 数控 模块化 【论文摘要】:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。本文简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的优秀技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手: (一) 机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二) 传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。 (三) 信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。 (四) 驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 (五) 接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六) 软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一) 数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在: 1、 总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构。 2、 开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、 WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、 大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能。 5、 能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、 系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、 以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二) 计算机集成制造系统(CIMS) CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。 (三) 柔性制造系统(FMS) 柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。 (四) 工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展: (一) 智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。 (二) 系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除RS232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。 (三) 微型化 微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 (四) 模块化 模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。 (五) 网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 (六) 绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。 综上所述,机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。 机电技术应用论文:基于 Web3D技术的机电产品虚拟设计及其应用 论文关键词 :Web3D技术 机电产品 Cult3D技术 汽车 虚拟现实 论文摘要:主要介绍 了 Web技术和 3D技 术相结合的产物一Web3D技 术的基本概念、特点及实现技术.并以实例的方式详细阐述了web3D技术之一的 Cult3D技术 .在机 电产品虚拟设计 中的工作流程,从而可以有效地提高机电产品的信息传达效果,为新产品开发提供一种崭新的互动设计模式,最终提 高企业的竞争力。 0 引言 随着数字化设计技术 的发展 .人们已不再满足在网上浏览一些静态的、文本类 、二维的产品图片,而对那些具有动态的、三维可视化效果的产品需求越来越迫切。以计算机网络和计算机三维图形学为基础的Web3D技术以其特有的形象化展示功能、强大的交互性能和对现实世界的模拟功能在电子商务 、远程教育 、工程技术 、计算机辅助设计等领域已经获得 了广泛的应用。利用此技术设计的产品可以做到全方位展示 、色彩设计实时装配等 ,从而提高用户的参与性 。增强体验感。 1 Web3D技术概述 1.1 Web3D技术的基本概念 虚拟现实 VR (Virtual Reality)技术是一种逼真地模拟人在 自然环境中的视觉 、听觉、运动等行为的人机界面技术,Web3D技术是虚拟现实技术的一种实现形式 [21。Web3D还可以简单地被看成是 Web技术和 3D技术相结合的产物 。实际上也就是本机的 3D图形技术 向互联网的扩展.网络性、三维性和交互性是其显著的本质特征。它与本机的3D图形技术的主要差别在于:第一,实时渲染 :它是由渲染引擎进行实时渲染从而实时显示的;第二,具有无限的交互性:因为是实时渲染,这就为交互性提供了基础;第三,优化和压缩:由于网络带宽的限制 .文件必须经过优化和压缩以保证用户端快速下载。通过应用 Web3D技术 ,用户可以在 网上浏览以三维形式表现的物体 ,并对其进行交互性操作 以体验身临其境 的奇妙感受。 1.2 Web3D技术的实现手段 Web3D的实现技 术主要分成三大部分 .即建模技术、显示技术 、三维场景中的交互技术 [31。建模技术是虚拟现实技术的基础。把建立 的三维模型描述转换成人们所见到的图像,就是所谓的显示技术。三维复杂模型的实时建模与动态显示技术可以分为两类 :一是基于几何模型的实时建模与动态显示 :二是基于图像的实时建模与动态显示 。交互技术是 Web3D的关键技术 ,交互功能的强弱 由 Web3D软件本身决定 。但用户可以通过适当的编程来弥补软件的某些不足。 在众多的 Web3D软件系统中 。基 于 JAVA内核的Cult3D技术因其在交互性能、文件体积和画面质量等方面的优越性而得到用户 的普遍欢迎 ,现已广泛应用于众多电子商务网站的 3D机电产品展示中。 2 CuIl3D技术及其开发流程 Cuh3D是一种全新的 Web3D技术 .它有一纯 软件跨平 台的渲染引擎 ,主要包含 Cult3D Exporter plug—in、Cuh3D Designer和 Cuh3D Viewer plugin三大部分。 开发设计人员可 以使用 3D设计领域广泛使用的 3DSMAX或 MAYA来设计 产 品 3D模 型 .使 用 Cuh3D Exporterplug—in来转换设计模型 ,在 Cuh3D Designer中为模 型加入交互 、音效等其它效果 ,再无缝隙地嵌入到 HTML页面和其他应用程序中 [41。其开发流程如图1所示。用户 即可在网上实时观看 3D模型 ,还可通过 鼠标对其进行旋转 、放大或缩小等操作。 3 Cult3D‘技术在产品虚拟设计中的应用实例 3.1 创建汽车 Cult3D对象 为方便输 出,必须使 用一个 三维模 型制 作 软件f3DMAX或 MAYA1制作物体 的三维模型。制作前必须先下载插件 Cult 3D Exporter for 3DMAX或 Cult 3D Exporter for MAYA。只 有安 装好 输 出插 件 ,3DMAX或MAYA才可以将 3D模型输出成 Cult 3DDesign的 C3D格式。在制作模型的细节、真实度上多下点功夫,尽量用最少的面来做模型,以控制好模型的大小。太多的面不仅会加长网络传送的时间 ,更是对浏览者机器 的考验。最后输出成 C3D格式的 3D模型 。 3.2 对汽车 Cult3D对象进行交互设置 Cuh3D对象的交互设计就是在 Cuh3D Designer的事件地图窗 口中建立事件、动作和场景的相互关系,使浏览者触发某个事件或某个事件 自动做出相应的动作 ,并将可视化的过程和结果实时反馈给浏览者达到交互的目的。 汽车的时间地图如图2所示,它可以通过鼠标控制实现汽车任意角度的展示、车门的开关、车轮的转动和汽车尾气排放等。在Cult3D Designer中完成设计后,需将CulturalD对象导出为可的CO格式。在导出过程中还可对文件中的几何图形、声音等特征进行进一步压缩。 3.3 汽车Cult3D对象 可Cult3D对象的程序有多种,其中基于网络的应用较为广泛,用户可以通过网络或在本地机种用IE或Netscape浏览器查看。基于网络的需要编写想应得网页,在编写网页时,有两项主要工作: (1)在网页中编写语句嵌入Cult3D对象。IE浏览器是通过ActiveX组件来cult3d对象。IE使用 Object 的标签命令来在网页中嵌入ActiveX组件。 Netscape浏览器不支持 ActiveX控件 .需要另外设置外挂程序的语法 。Netscape浏览器使用 embed 的标签来嵌入 外挂组件 。另外 ,必须安装 Cuh3D Viewer插件,才能在浏览器网页时播放 Cult3D对象。对于 IE浏览器需要在 Object 这个标签内插入 codebase指定其下载网址.Netscape浏览器需要在 embed 标签内插入 type=“application/x--Cuh3D--object”语法说明外挂程序对象.pluginseape指定其下载网址。 (2)需要时 ,在 网页中编写语句触发 Cult3D对象的 自定义事件。Cult3D支持和网页相互交互。通过在网页中嵌入 Java语句,可以使浏览者在网页中点击按钮或进行选择时,触发 Cult3D对象 的 自定义事件实现同步展示,并同时把用户的选择保存在数据库中供网上调查、销售等电子商务模块使用。 4 结束语 虚拟现实技术作为一支崭新的综合性信息领域中的奇葩 ,体现出较高的人性化科技特色与风格。而将虚拟仿真技术同机电产品设计产业相结合 ,为设计师与企业厂商们提供了非常好的技术支持与解决方案.更为产品的推广营销创造了巨大的商业价值。无论是与传统影视媒体 、多媒 体软件 ,还是 与传统虚拟现实技术 比较 ,Web3D技术都表现出了在机电产品设计中的独特优势和潜力 。随着网络技术的高速发展必将有更新的 web3D技术出现,服务于设计 、服务于大众、服务于未来 。 机电技术应用论文:表面技术在机电和金结中应用展望 摘要:三峡工程是“千年大计、国运所系”的跨世纪工程。工程的质量、寿命、运行可靠性和检修维护费用,取决于多学科技术的发展水平。对表面工程技术在三峡工程机电设备和金属结构工程上的应用进行了全面的讨论和分析,对三峡工程机电设备、金属结构表面预处理、表面涂覆技术和产品提出了技术要求。 关键词:金属结构 机电设备 表面技术 1 引言 表面工程,是经过表面预处理后,通过表面涂覆、表面改性或多种表面技术复合处理,改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分和应力状态,以获得所需表面性能的系统工程。三峡工程通常被人们称为“土木”工程,但是大坝全长2309.47m中,实际上起挡水作用的溢洪闸门、电厂进水口闸门、船闸人字门和输泄水闸门占坝线全长的72%(1679m),实际上就好似一个“钢秩”工程。三峡工程作为一项水资源综合利用的工程,其机电设备和金属结构的总重量达50万t,其费用占工程总概算的1/3。 表面工程以多个学科交叉、综合、复合为特色,以应用多种表面技术及其复合表面技术为特点,是主导工业发展的关键技术之一。三峡工程是“千年大计”、“国运所系”的世纪性工程,一定要重视质量问题,把质量看成是三峡工程的生命。在国际招标的机电设备技术条件中,明确了应用表面加工技术、表面技术和复合表面技术的要求,以改善提高零部件材料表面性能,有效地提高设备运行可靠性,延长使用寿命和方便维护和修复。表面工程技术在三峡工程建设中得到广泛应用。 2 三峡工程应用表面技术的对象 三峡水利枢纽由挡水和泄水建筑物、发电建筑物和通航建筑物组成,大坝轴线全长2309.47m。泄水建筑物位于河床中部,设有表孔、深孔和导流底孔;电站厂房位于泄水建筑物左、右两侧,为坝后式厂房,共装设26台700MW水轮发电机组。通航建筑物布置在枢纽左岸,包括双线连续五级永久船闸、单线垂直升船机和施工期通航的临时船闸。 2.1 水轮发电机组和其它机电设备 三峡电站水轮发电机组及辅助机电设备总重量约达26万t。埋设在混凝土中的设备部件、常年受含沙水流冲刷的水轮机过流部件和常年暴露在空气中的机电设备表面都需要应用表面工程的基础理论,提出优质、高效、低耗的表面工艺技术,在设备和零部件的表面进行严格的处理以保证设备可靠运行。 2.2 水工闸门和金属结构 三峡工程的水工闸门埋设件、闸门本体、输水钢管及启闭机等金属结构总量约26万t。其中大坝及电站合计共有30种不同规格的闸门539扇,永久船闸有各类人字门、充泄水阀门等共89扇,两者共约7.3万t。其中工作环境最恶劣的是导流底孔和泄洪深孔的弧形工作门,最高工作水头达85m,流速达35m/s,并有局部开启的要求。 2.3 对外交通工程 三峡工区对外交通工程的金属结构表面防护,包括桥梁表面涂覆、装卸重件码头上的起重设备和金属结构的表面处理以及集装箱码头钢管桩和粉煤灰钢罐内表面的防腐等。 三峡工程对外交通金属结构工程包括大中桥梁34座,其中联系坝区两岸的西陵长江大桥1118.66m。 3 三峡工程应用表面技术的试验与实践 3.1 三峡机电设备和金属结构表面的工作环境 三峡机电设备和金属结构表面,根据其功能要求,分别暴露在在室内外大气和潮湿大气中,干湿交替环境。在静水工况、动水工况、高速含沙水流中和与混凝土结合的环境下工作运行。 (1)暴露在大气中工作的有:大坝顶部门式起重机及轨道、自动抓梁、厂房顶敞开式高压电气设备、高压出线塔、主厂房大门、电站尾水门式起重机及轨道以及部分闸门的局部外露部分。还有永久船闸、临时船闸和垂直升船机的桥机、大梁及清污机等。这些暴露在大气中的结构和装备表面,常年经受日晒雨淋、风雪冰霜的袭击。 (2)在室内大气中工作的设备主要有:水轮发电机组、变压器的外露表面、主付厂房内各种桥机、大梁、轨道、厂内高压设备、大电流母线设备和其他机组辅助设备如水泵、空压机、制冷机表面,电站厂房屋架、船闸人字门启闭机及其附属设备、中低压配电盘、动力盘、保护盘柜表面等。 (3)在潮湿大气中工作的结构和设备如:电站厂房进水口竖式液压启闭机、长期存放于门库中的检修门及埋件、闸门吊杆、尾水排水阀、水轮机顶盖排水泵等。这些设备常年处在潮湿的空气中,易锈蚀和腐蚀。 (4)在干湿交替环境中工作的结构极易发生表面破坏如:船闸人字门、所有闸门的门槽埋件、船闸浮式系船柱、泄水表孔闸门和检修门等。有的干湿交替频繁,有的交替频度不大,对结构表面影响也有所不同。 (5)在静水状况下工作的装备有:船闸人字门、检修闸门和叠梁门,电站进水口检修门,泄洪坝段深孔和表孔检修门等。他们都是在闸门前后平压后才开启或下落的。 (6)动水工况下工作的电站进水口工作闸门、压力钢管、拦污栅事故检修门、水轮机过流部件包括涡壳、导水机构、转轮、基础环和尾水管里肘等。 (7)在特别恶劣的环境中工作的排沙孔工作闸门及事故检修门、底孔工作门、深孔工作门、船闸输泄水廊道阀门、钢衬护以及水轮机转轮都是在高流速的含沙水流中工作和运转的,泥沙磨蚀的破坏作用,对其材料和表面的处理都有特殊要求。 (8)一些与混凝土面结合的钢结构,如压力钢管外壁,所有闸门和启闭机构以及钢结构的埋件、水轮机钢里衬、蜗壳、座环以及发电机埋件、设备基础埋件等。 3.2 三峡坝区的空气和水环境特性 三峡坝址位于湖北宜昌市二斗坪镇,此区域属南温带和亚热带过渡地带,其气候特征是高温、高湿、雾多风小,秋雨多温差小。坝区大气年平均相对湿度75.8%,平均温度21~22C,最高温度43.9C,最低9.8C。年平均降雨量达1251mm,以7、8月份较高。大气中S02浓度较高,酸雨比较严重,降雨pH值为5.44,大气环境腐蚀性大。 三峡坝址处多年平均水量达4500亿m3,多年平均流量为14400m3/s,水中含有泥沙,多年平均含沙量1.2kg/m3。实测最大含沙量10.5kg/m3。泥沙中推移质相对较小,悬移质居多,平均粒径小于0.1mm。水中有生物作用,如海蜊子等。江水的PH值为7.95,水中溶解O2为6.4mg/L。在动水下工作的装备和结构,承受的动水速度多不相同,拦污栅的过栅流速约lm/s,压力钢管内约8m/s,船闸输水廊道内约20m/s,深孔、底孔闸门处30~35m/s,排沙底孔内18~28m/s,水轮机转轮叶片约30~40m/s。这些结构和装备特别是在高速含沙水流中工作的结构和装备,面临空化和泥沙磨损的联合破坏。 3.3 三峡工程设备和钢结构的表面技术应用试验 为了使表面科学与工程相结合,为了结合三峡工程的空气环境、水环境和工作环境特点,通过试验研究提出有效的工程措施,达到改善材料的表面性能、有效延长使用寿命、节约资源、提高生产力和减少环境污染的目的。 为此,中国长江三峡工程开发总公司委托武汉材料保护研究所进行了不同涂覆材料和多种表面技术复合处理的实验。 (1)大气暴露实验 从1995年1月开始,在三峡坝区、宜昌市区和秭归县城,对30多个国内外厂家的120多种防腐体系的试件作挂片试验,其中有机涂装体系42种,热喷涂金属体系7种。现在试验仍在进行中。 (2)水环境暴露实验分别对全暴露在水环境中(全浸)和干湿交替的环境进行了试验。实验安排在三峡坝址下游40km处的葛洲坝水利枢纽进行,全浸试件浸没在葛洲坝二号船闸上闸首的人字门上,干湿交替试件装设在葛洲坝二号船闸下闸首的人字门上。试验涂装材料有,有机涂装体系35种,热喷涂金属体系7种,电化学保护1种。 (3)室内加速腐蚀实验分别对13个厂家的34种防腐体系,即4种水溶性无机富锌类、3种醇溶性无机富锌类、4种环氧富锌类、13种富锌底漆/中间漆/面漆、5种金属喷涂层、8种金属喷涂层/封闭底漆进行试验,分别应用常规试样和划叉破坏性试样在中性盐雾条件下进行加速腐蚀试验、在5%盐水溶液中浸渍试验、紫外线加速腐蚀老化气候试验、在自来水和盐水中的电化学对比试验、涂层电气学保护性能试验以及涂层与基体(或其他涂层)界面粘结力试验。 上述各项现场挂片试验的初步成果,已在机电设备和金属结构招标文件的技术规范中得到应用,供货厂商将根据合同的要求进行表面涂覆和表面改性处理。 3.4 三峡工程应用表面技术的实践 三峡工程自1994年12月正式宣布开工以来,表面技术在桥涵、码头、施工变电所和储运设备等方面得到比较广泛的应用。 (1)桥梁 三峡对外交通工程桥梁中特大桥4座,大桥7座,中桥23座,合计34座,累计长3793m其中较具特色的有莲沱大桥、黄柏河大桥、下牢溪大桥和横跨长江南北两岸的西陵长江大桥。 莲沱大桥全长340.87m,主桥为中承式三孔钢管混凝土连续拱桥。拱上桥面总宽20m。钢管的寿命直接影响大桥的安全。钢管拱表面防护,采用三道漆,分别为底漆、中间漆和面漆,干膜总厚度达305μm。在涂装前表面经除锈处理达Sa2.5级,粗糙度Ra30。 下牢溪大桥全长286.06m,为六孔三柱墩结构,最大跨径160m为钢管拱结构。钢管拱表面防护采用热喷铝。 黄柏河大桥全长284.76m,为七孔桩台式双柱墩结构,最大跨径160m为钢管拱结构。钢管拱表面采用热喷锌。 上述钢管拱的涂装寿命要求达到20年。 西陵长江大桥是横跨长江的坝区南北重要通道,和其他大桥一样,都是永久性的公路大桥。大桥全长1118.66m,主孔跨度900m为单跨双铰式钢箱加劲梁悬索结构。两座主塔高120m,为钢筋混凝土三层门式柜架结构。主塔基础为12根中Φ2.2m挖孔灌注桩。两根主缆各由10010根φ5.1mm镀锌平行高强钢丝组成,直径为φ570mm,每根主缆长约1478m,重约2300t。两岸各有一重力式锚锭。在大桥施工过程中,为了解决悬索鞍座的推移以调整力的平衡,全军装备维修表面工程研究中心提出了复合减摩涂层设计及相应的现场施工方案,替代国外采用的在鞍座磨擦副中安装数千枚滚针的方案,使鞍座顺利推移到位。采用这种复合减摩技术使磨擦系数降低1倍以上,大大节省了施工费用。此外,主塔表面和钢缆都采用了表面涂装防护,主塔表面总漆膜厚度达280μm。涂装寿命为5年,修复不需铲除只需在原涂装上再次涂覆。 (2)公路 专用公路采用封闭管理,为保证昼夜行车安全,设有公路防眩网及护栏,网和护栏波形梁表面采用热浸镀锌防护,锌层厚度在61~85μm。 (3)码头在三峡坝区设有一座杨家湾港口集装箱、杂货码头和一座重型设备装卸的重件码头。码头是三峡坝区水上的货物吞吐口,保证安全运作十分重要。 杨家湾码头的水下φ800/1000的钢管桩是码头的基础,钢管桩采用16mm的3号镇静甲类钢,其表面用氯化橡胶铝粉和氯化橡胶防腐漆进行处理。 2×300/50t重件码头的起吊设备为2台300t小车的桥式起重机,桥架结构总重300t。桥机及吊梁金属结构的所有内、外表面,机械零部件非接触表面,都进行了表面涂装处理。表面先经喷丸、机械手或手工除锈处理,然后涂以底漆、中间漆和面漆,分别采用环氧铁红车间底漆、环氧云铁防锈漆和可涂覆聚氨酯面漆。 (4)粉煤灰储运罐罐体为钢结构,全部储运罐总重约1830t,对其罐体、中转仓进行涂装处理,用铁红为底漆,合成树脂调和漆用作中间漆和面漆,输送粉煤灰的地下管道用环氧煤焦油沥青涂料。 表面工程在三峡工程的应用实践,不但起到了对金属和非金属表面的防护作用,还增添了建筑物的美感。据不全面的检查,涂复材料和工艺的应用是成功的,其使用寿命还有待进一步跟踪调查和考验。 4 机电设备、金属结构表面技术应用展望 迄今为止,三峡工程机电设备和金属结构的招标工作还在进行中。已完成招标的项目有左岸电站14台700MW水轮发电机组,合同金额7.4亿美元。二期工程厂(房)坝(溢洪坝段和永久船闸闸门及金属结构)采用国内公开招标,合同金额10.7亿元。现在在正进行500kV高压电气设备(15台840MVA变压器和全封闭组合电器)国际招标,电站主厂房1200t桥式起重机国内招标、500kV电抗器,20kV大电流封闭线的招标。还有大坝顶部和电站尾水平台的门式起重机等还未招标。这些机电设备和金属结构是2003年发电、通航的关键设备,这些设备和构件的表面处理,影响到设备的寿命、大坝整体建筑艺术处理甚至设备的安全可靠运行。 4.1 水轮发电机组和辅助电气设备的应用展望 在机组招标文件技术规范和合同文件中,对工厂涂装和保护涂层都有明确的规定,明确规定按SSPC—PAl、ASTMB456、ASTMB633和ASTMA164进行表面涂层处理。明确规定涂层必须在合适的气候条件(环境温度低于7C或金属表面温度小于外界空气露点以上3C时不能进行)。 同时明确了设备表面的清扫要求。选用溶剂清洗,进行喷丸发亮处理。使金属表面发亮呈均匀的灰白色。 对在运输过程中暴露在大气中的重要机械加工的黑色金属表面,先用溶剂清洗干净,并涂一层厚的防锈化合物。 所有暴露在大气中黑色金属非机械加工表面,如水泵、空压机外表面需喷砂发亮处理。再涂2层防锈漆,并明确涂层厚度要求。 所有与混凝土接触的非配合黑色金属埋件表面,如水轮机蜗壳外表面需进行机械清扫。并涂一层保护层,便于运输、堆放。在安装时必须先清理保护层,以利埋件表面与混凝土有效结合。 所有与水接触的非配合黑色金属表面,如活动导叶表面,蜗壳内表面,需用喷砂发亮处理,流道内的焊缝需用砂轮打磨光滑,在工厂涂两层环氧树脂富锌漆,安装后再涂一层保护漆。水轮机转轮是在含沙水流中运转的部件,其不锈钢表面未要求特殊处理。 所有盘、柜、压力油罐、泵组和管道外表面,在机械清扫后深4层装饰颜色涂料。盘柜的非工作内表面,进行机械清扫后,再涂两层防护漆。 对油罐铁质金属全部内表面需进行喷砂处理,直至露出金属光泽为止,再按要求涂保护层。 其他小型辅助设备,如电动机、接触器、开关和其他设备的表面,需按相应标准进行涂覆。 4.2 水工闸门和金届结构的应用展望 在水工闸门和金属结构的招标文件中,参考了三峡地区挂片试验的成果,按国家和行业规定的标准,对不同工作环境下工作的设备和构件,提出了不同的要求。 对经常处于水下或干湿交替环境,不易检修,或检修对航运、发电及泄洪有重要影响的设备或结构。要求采用具有高机械强度的防腐体系,有较好的抗冲刷能力,附着力极强,抗微生物和附着生物的性能优异,其保护年限长达20年。 对经常处于水下或干湿交替的环境,但易检修且对发电、航运、泄洪影响不大的钢结构和设备。要求采用粘附力强、耐水性的、抗微生物和附着生物性能优异的防腐体系,其保护年限可达10年。 对在大气环境中,包括室内与室外的钢结构和设备,要求采用具有较强的耐气候变化性能的装饰性能好的防腐体系,表面涂料要求不易变色,不粉化,其保护年限应达15~20年。 对这些设备和构件的表面处理,要求按国标GB6484-6487规定,要求基体清洁度达到GB8923规定的Sa2.5级。 对防腐材料亦作明确的规定,要求采用国家或行业标准产品系列,底、中、面漆最好选用同一厂家产品。 对各类水工闸门和金属结构的具体表面涂覆要求,合同中都有具体规定,例如: 永久船闸人字工作门和第一闸首事故检修门及其埋件,总重约23865.2t。门体和底层采用热喷锌,最小局部厚度不小于160μm,封闭层为磷化底漆一道,面漆为氯化橡胶两道,干膜厚度100μm,涂层总厚不小于260μm。 电站压力输水钢管14条,总重2万余t,对钢管的明管内外壁和钢管内壁,底漆采用无机富锌漆,面漆为厚浆型环氧沥青漆,漆膜总厚度不小于450μm,钢管外壁与混凝土接触面涂无苛性钠水泥沙浆,厚度约500μm。 电站压力输水钢管14条,总重2万余t,对钢管的明管内外壁和钢管内壁,底漆采用无机富锌漆,面漆为厚浆型环氧沥青漆,漆膜总厚度不小于450μm,钢管外壁与混凝土接触面涂无苛性钠水泥沙浆,厚度约500μm。 电站进水口快速工作闸门、排沙孔工作门约4911t,表面涂覆采用底层热喷锌加封闭涂料防腐。热喷锌厚度为120~160μm,封闭漆为不饱和乙烯树脂一道,干膜厚30μm,中间漆环氧云铁一道,干膜厚50μm,面漆为改性耐磨坏氧两道,干膜厚100μm。涂层总厚300~340μm。 泄洪深孔弧形工作闸门23扇、排漂孔弧形工作闸门2扇及其埋件,息重约10306t。门体采用底层热喷锌加封闭涂料防腐休系。要求热喷锌厚120~160μm,封闭漆为不饱和乙烯材脂一道,于膜厚30μm,中同漆坏氧云铁一道,干膜厚50μm,面漆为环氧金刚沙二道,干膜厚100μm。涂层总厚300~400μm。 5 结语 表面工程技术在三峡工程的应用,一直受到国家有关部门、单位的重视,通过上述的讨论,我们可以看到表面技术与三峡工程成功建设、运行可靠和市省维护费用息息相关。 (1)三峡工程在中国国家科技攻关项目,如“六五”、“七五”、“八五”和“九五”攻关项目的安排,在三峡工程重新论证和投计审查中,始终是一项研究和讨论的重要课题之一。从材料表面加工工艺选择、涂覆材料及喷涂工艺研究以及表面电化保护等在“九五”三峡工程重大装备研制项目中占有重要地位。在三峡工程开工后,为有效的使用有关表面处理材料和适应三峡坝区的环境,迸行了多厂商多种材料的涂装挂片试验,以便有针对性的选择合适的涂装材料和工艺,以使表面材料应用达到寿命长、装饰美的效果。 (2)如前所述,所有机械设备、金属结构、水工闸门都在不同程度上离不开表面技术,他们运行的可靠性、经济性都在不同程度上仰仗表面技术的应用,这牵涉到多专业、多学科的应用,不但是简单的现场的涂装技术,还有许多是在设计中要求应用的在工厂实施的技术、工芝,从目前的应用范围看,它是一项在工程中无所不在、应用广泛的技术。欢迎国内外表面工程学界积极参与三峡工程表面技术应用研究。 (3)随著国内外表面技术的研究和发展,将使三峡工程通过表面技术的应用广泛受益。采用长效且与坏境相宜的表面涂装材料和工艺,对延长设备的使用寿命,延长维护性涂装的周期,有着重要的经济效益。与整个建筑和周边环境协调的装饰涂装,将会给人们美的享受。针对三峡工程具体的环境、目标进行研究和开发的成果和产品,将会给三峡工程带来更大的经济效益。 (4) 对三峡工程表面技术应用的跟综研究将水电工程或类似工程的应用提供有价值的参考。三峡工程表面技术应用广泛,应用材料品种之多,应用对象工作坏境的千差万别,按照目前技术和工艺水平应用的表面工程技术能否获得预期效果,还有待长期跟综研究和改迸。毋容置疑,随着科学技术的进步,表面工程技术作为现代科学的一门新兴的综合学科,必将得到迅速的发展,三峡工程必将从中获益。 机电技术应用论文:机电一体化技术及其应用研究 摘 要 讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用,并说明其在钢铁工业中的应用以及发展趋势。 关键词 机电一体化 技术 应用 1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 1.1 数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 1.2 智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 1.3 模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 1.4 网络化 由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。 1.5 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 1.6 微型化 微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems,简称MEMS)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种MEMS器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。 1.7 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。 1.8 带源化 是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 1.9 绿色化 科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以,人们呼唤保护环境,回归自然,实现可持续发展,绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。 2 机电一体化技术在钢铁企业中应用 在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为优秀,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面: 2.1 智能化控制技术(IC) 由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点,传统的控制技术遇到了难以克服的困难,因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等,智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢———连铸———轧钢综合调度系统、冷连轧等。 2.2 分布式控制系统(DCS) 分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展,分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制,而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能,成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散,故障影响面小,而且系统具有连锁保护功能,采用了系统故障人工手动控制操作措施,使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比,其功能更强,具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 2.3 开放式控制系统(OCS) 开放控制系统(Open Control System)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持,按此标准设计的系统,可以实现不同厂家产品的兼容和互换,且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联,实现控制与经营、管理、决策的集成,通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联,实现测量与控制一体化。 2.4 计算机集成制造系统(CIMS) 钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化,但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理,难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产,质优价廉,及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存,加速资金周转,实现生产、经营、管理整体优化,关键就是加强管理,获取必须的经济效益,提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。 2.5 现场总线技术(FBT) 现场总线技术(Fied Bus Technology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4~20mA,DC直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表,如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化PLC(Programmable Logic Controller)和现场就地控制站等的发展。 2.6 交流传动技术 传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动,数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎,应用不断扩大。 机电技术应用论文:浅谈电工新技术在机电一体化中的应用 摘 要:文章从电工新技术的发展谈起,对电工新技术在机电一体化中的应用作详细分析,并着重探讨电工新技术的特点,归纳、总结出相关结论,供同行参考借鉴。 关键词:电工新技术;机电一体化;应用 电工新技术目前已在机电一体化中得到了广泛应用,依靠电工新技术研发制作的机电一体化产品种类众多,为机电一体化事业的发展起到了巨大的推动作用。分析电工新技术的基本功能,当该技术应用到机电一体化以后,不但能有效改善机电一体化产品的生产环境,提高机电产品工作效率,还能减少能源浪费,实现生产节能。下面笔者结合电工新技术的发展概述,对机电一体化中应用到的电工新技术作详细分析。 1 电工新技术分析 1.1 电工新技术是促进国民经济发展的关键因素 电工新技术的发展带动了我国国民经济的增长,它借助自身技术优势,一方面解放了国民生产力,有效促进了生产效率的提高,另一方面降低了生产能耗,为社会主义建设做出了贡献。总的来说,电工新技术促进了国民经济的发展,为社会进步以及人民生活品质的提升创造了条件。 1.2 电工新技术的定义与发展趋势 所谓电工新技术,实际就是指在当前并未实现规模化应用,但具有一定效益的电工技术。随着时代与社会文明的不断进步,电工新技术在国民生产中起到的作用越来越大,成为了21世纪最具活力和最具生命力的电工技术。追究电工新技术的发展原因,它实际是在传统电工技术基础上发展起来的,是知识经济时代下出现的电工新理论、新知识、新材料以及新工艺等集多种表现形式于一体的新电工技术。电工新技术从20世纪下半叶开始发展,当时盛行的电工新理论有等离子物理、生物电磁学、电磁流体力学等等,新技术则主要有放电应用技术、磁流体发电技术、电磁诊断技术等。在21世纪的今天,电工新技术的发展已经迈上了一个新台阶,除了原有的电工技术、理论、设备、材料在各行各业得到了广泛应用以外,电工新技术还向纳米技术、生物工程技术、网络技术方向发展,成为了国民经济发展中的中坚力量。 2 电工新技术在机电一体化中的应用 电工新技术当前已经在机电一体化中有了较为普遍的应用,比如生产中常见的自动监控制技术、触摸屏技术、运动控制卡等,都属于电工新技术的范畴。详细分析如下: 2.1 自动控制技术 自动控制技术与自动控制系统的应用是电工新技术的一种主要表现形式。以自动控制系统为研究对象,该系统的基本特点是能实现自动化控制。将该系统应用到机电一体化中,系统能对机电设备的运行状态进行连续测量,并结合测量数据推断出设备偏差,及时采取相应措施对偏差进行处理,尽可能的将偏差降低到最小。在机电一体化自动控制中,为了将自动化控制系统测量的快速性、稳定性、精确性体现得更加充分,往往会选择采用比例控制器、积分控制器等对系统进行控制。工业大革命之后,市场对机电一体化产品的精度、性能、使用可靠性等性能要求越来越高,而为了满足市场要求,机电一体化产品内部所采用的控制器性能也随之越来越好,全闭环数字式伺服系统的出现使得自动控制技术在机电一体化产品中的应用地位越来越高,既能满足系统自动控制技术要求,又能提高系统控制与调节精度,为机电一体化产品自动化控制与调节的实现奠定了坚实的技术基础。因此,现代机电一体化产品大多选择该类伺服系统来实施产品控制。 2.2 pc的应用 pc,实际指可编程控制器。该控制器是上世纪60年代生产出来的一种工业控制装置,技术基础建立在计算机控制技术和通信技术上,既具有计算机控制功能,又能实现通信,所以该控制器在出现以后,便被广泛应用于机械生产自动化控制中。pc技术产生初期,常用的pc大多只具备逻辑控制、定时和记数功能,通常将只能实现这三项功能的可编程控制器称为可编程逻辑控制器。随着电子技术和大规模集成电路的广泛应用,plc的功能日趋完善,性能不断提高。plc已经发展为集计算机技术,自动控制技术、通信技术、过程控制技术于一身的电子装置。目前plc正朝智能化、网络化方向发展。plc作为一种新型的工业控制装置。用计算机编程软件代替继电控制的硬件接线,既发挥计算机优点,又考虑电器操作人员习惯,始终保持大众化特点。plc具有可靠性高、编程方便、对环境要求低、与其他装置连接方便等优点。plc控制系统与继 电顺序控制系统的比较:plc控制系统大部分为软件控制,系统结构紧凑、体积小;plc控制器内部全部为“软接点”,动作快,系统的控制功能改变一般需要修改程序;plc控制系统的设计、施工、调试周期短plc控制系统具有较强的自检、监控功能,可靠性高,适用范围广。特别是可编程计算机控制器pcc与传统的plc相比较能更好的实现分时多任务操作系统和多样化的应用软件设计,不仅满足了实时控制的要求还可以按照用户的实际要求任意修改。 2.3 运动控制卡的应用 运动控制卡是一种基于pc机及工业pc机、用于各种运动控制场合的上位控制单元。它包括脉冲输出、脉冲计数、数字输入、数字输出、d/a输出等功能。它变频器的工作原理主要是把工频电源变换成各种频率的交流电源,来实现电机的变速运行的设备。以达到无极变速,从而缩短电机方向和转速的时间,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电逆变成交流电。它可以发出连续的、高频率的脉冲串,通过改变发出脉冲的频率来控制电机的速度,改变发出脉冲的数量来控制电机的位置,用于控制步进(直线)电机或伺服电机。所以变频器因调速性能好、效率高、性能稳定、可靠性高等这些优点,使其在数控伺服、机械、同步传动等多种场合都得到了广泛的应用,因此,变速器调速技术已逐渐成为电气传动自动化的一项优秀技术。 3 结束语 综上所述,我国当前的电工新技术在机电一体化产品中的应用极为广泛,成为了机电一体化产品实现自动化控制的必要措施。电工新技术以其独有的技术特点,为机电一体化发展创造了众多有利条件,促进了机电一体化自动控制的实现。总的来说,电工新技术的发展为机电一体化技术的进步做出了贡献,它不仅省去了多余的社会劳动力,实现了机电一体化产品的自动化控制运行,还减少了能源消耗,对社会进步起到了巨大作用。 机电技术应用论文:矿山机电设备检修中的故障诊断技术应用 摘 要:矿山开采是为了更好的满足经济和社会发展对能源的需求,因此,在矿山开采过程中一定要对机电设备的故障诊断技术进行提高,这样才能保证在矿山开采过程中不会出现更多的安全事故,保证矿山企业安全生产。 关键词:煤矿企业;矿山机电设备;故障诊断技术 煤矿企业在生产过程中会使用大量的机电设备,因此,在生产过程中要想保证安全一定要对机电设备的故障诊断技术进行分析,这样才能更好的对机电设备进行维修,保证煤矿企业的生产不会受到影响。 1 矿山机电设备故障诊断技术的内涵 矿山机电设备诊断技术是一项非常复杂的技术,也是一项综合技术,其中包含着信息技术、计算机技术以及传感技术,能够对设备出现的事故进行很好的反映,因此也能在设备出现事故前就进行维修。矿山机电设备在维修诊断技术方面也是发展很好的,能够对机电运行过程中的状态进行检测,这样能够更好的提高机电设备的安全性和可靠性,同时也能及时对出现的问题进行解决。机电设备维修诊断技术能够对设备出现的异常原因以及危害程度进行更好的分析和评价,因此,也能及时采取必要的措施进行预防。 2 故障诊断技术的概述 2.1 构建数学模型 机电设备在运行过程中会产生很多的参数,这些参数在一定程度上能够对设备的运行情况进行反映,因此,构建一个数学模型能够更好的对设备运行情况进行反映,同时也能对机电设备出现故障的参数进行总结,以后通过对参数进行分析就能及时反映出故障是否存在。 2.2 采集各种信号和参数 在设备上安装各种传感仪器能够更好的对设备运行状态的各种信号和参数进行收集和测量,这样能够更好的通过传感设备对设备情况进行掌握。传感器产生的各种信息可以传递给计算机,这样能够使计算机成为数据存储的工具。 2.3 对采集的各种信息进行处理 对生产现场采集到的设备各种信息,有些是不能对设备的运行情况进行反映的,因此,要对采集的信息进行处理,在处理的过程中还要对出现的无用信息进行剔除。 2.4 对处理后的信息进行分析和识别 对处理后的信息进行分析和识别以后,能够更好的与其和设备运行的标准参数进行对比,这样能够更好的对设备的状态和故障类型进行反映,同时也能更好的找到解决故障的措施。 2.5 预测 在现场采集回来的信息进行分析和识别以后能够更好的对设备的运行情况进行反映,同时也能更好的对设备的故障情况进行预测,这样也能更好的对设备故障可能带来的影响进行分析。 3 矿山机电设备故障诊断的主要技术 3.1 主观诊断技术 在对矿山机电设备进行故障诊断的时候,维修人员可以利用相关的实际经验对故障进行判断和检修,但是这种技术只适用于简单的故障,同时可靠性也是非常低的。主观判断技术,通常分为直觉经验法、参数测量法、逻辑分析法和故障树分析法。直觉经验法是维修人员凭借自身的经验和感觉通过对设备进行查看判断故障原因的一种方法,这种方法受到维修人员阅历的影响。参数测量法是对设备的运行参数进行测量,然后通过与标准参数进行比较,对设备可能出现的故障进行判断,同时对故障的位置进行判断。逻辑分析法通过逻辑关系对设备故障的显性现象进行判断,能够找到故障出现的原因和位置。故障树分析法对系统出现的故障能够更好的进行判断,对经常出现的故障可以直观的进行反映,这样能够最终对故障进行判断。 3.2 仪器诊断技术 在对矿山机电设备进行诊断的时候,工作人员可以利用监测仪器对机电设备进行系统的检测,这样能够更好的对设备运行情况进行掌握,同时也能对故障情况进行判断。 3.3 数学模型诊断技术 矿山机电设备在进行诊断的时候,工作人员可以利用相关的测量设备对机电设备的运行参数进行统计,然后与标准参数进行比较,这样能够更好的进行分析和判断,同时也能通过数值比较找到故障的位置和类型。 3.4 智能诊断技术 在诊断技术中,智能诊断技术的发展前景是非常好的,在进行诊断的过程中可以利用计算机对信息进行获取、传递和分析,这样能够更加及时的得到出现故障的位置,同时对故障的类型也能更快的得到。 4 故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用 4.1 诊断依据 矿山机电设备在运行的 过程中,会产生一定的动力、热量以及化学能量变化,这样就会导致设备在使用过程中出现温度上升和压力不断增大的情况,导致机电设备的运行状况和工作效率受到一定程度的影响。 4.2 信息采集 在对矿山机电设备进行信息采集的时候可以利用故障诊断技术中的点检仪或者是传感器等仪器来进行信息的采集,而且在信息采集方面也是非常的准确的,因此,对机电设备的实际情况也是能够更好的进行体现的,对信息进行分析和处理能够更好的掌握设备的状态。在信息收集的时候场所也是非常重要的,通常可以在生产现场进行采集和性能方面的检测。在现场考察的时候要对机电设备的表面情况进行观察,这样也能够通过外表对其使用情况进行判断。 4.3对设备的性能检测 对机电设备的性能进行检测的时候,主要对其投入和产出之前的变量情况进行对比,这样能够更好的对其性能进行掌握。在相同投入的情况下,如果设备的产出出现了减少的情况,这样就说明机电设备的运行效率出现了下降的情况,同时在产出相同的情况下,如果投入出现增大的情况,也说明了设备在运行过程中出现了下降的情况。导致设备出现运行性能下降的情况,原因有很多,其中,电机的功率、轴承的转速以及设备的温度变化都是影响的因素。因此,在设备出现工作效率下降的情况时对一些关键的部位进行检测是非常重要的,同时也是避免设备出现更大的故障的保障。 5 矿山机电设备检修中故障诊断技术 5.1 故障诊断专家系统 由于矿山工作环境的复杂性和多变性,导致矿山机电设备故障常常具有复杂性和隐蔽性,运用传统的故障诊断技术难以对故障进行准确的判断,而故障诊断专家系统能够综合运用领域专家的知识和经验,模拟专家的思维过程,对故障进行准确的分析和判断。 5.2 模糊数学的应用 矿山机电设备故障的原因和现象间通常具有一定的对应关系,其中既有随机因素,又有确定因素,因此在保障诊断精度的前提下,将模糊数学引入矿山机电设备的故障诊断中,建立模糊诊断数学模型,使得定量分析和专家经验、定性分析相结合,并在计算机上实现,为矿山机电设备故障的诊断决策提供辅助依据。 5.3 人工神经网络的应用 神经网络拥有特殊的结构和信息处理方式,使其在模式识别、信号处理、自动控制与人工智能等许多领域得到了实际的应用。矿山机电设备的故障诊断中从故障初始征兆到故障源的映射通常具有复杂的非线性映射关系。通过连续地对这些部位进行监测,能够使得矿山机电设备的运行状况得以准确和直观的反应。 6 结束语 经济和社会在快速发展的情况下,对能源的需求量在不断增大。矿山企业在进行生产的过程中,工作的环境是非常的复杂和恶劣的,这样也使得矿山开采过程中经常会出现安全事故。在矿山开采过程中,机电设备经常是处于高负荷运行的情况下的,这样也使得设备会经常出现故障。对故障进行诊断才能更好的保证生产顺利进行,同时也能保证安全生产。 机电技术应用论文:试论汽车发动机电子技术的应用 [摘 要]汽车发展需要电子技术的全面支持,汽车发动机的控制技术也随着电子技术的发展而进入到电子时代,针对这个领域全世界都进行了全面而深入的研究,使得电子技术对发动机的控制进入到了全面而智能的领域。 [关键词]电子技术 车辆控制 发动机控制 应用方法 一、电子技术在汽车与发动机上的应用概况 1、电子技术在汽车上的应用 电子技术的应用在汽车上的应用是为了适应汽车工艺与应用的需求而被被采用的,不完全统计在近几年间,在汽车的生产与制造中,大量的电子装置已经被应用在汽车中,占有的比例增加到了近三成。一些高级别的轿车上已经安装了单机片甚至是计算机,电子产品占有整车的比例达到一半。目前电子技术的应用已经渗入到各个汽车系统,安装目前的应用情况,汽车电子系统的用应用安装不的产品与功能可以分为两种,一种是汽车电子控制系统,主要负责对车辆上的机械进行智能化控制,使得汽车在运行过程中可以按照不同的需求对车辆进行智能化控制,即所谓的机电结合。另一种是车载电子系统,即在汽车中可以独立使用的电子系统,他们与汽车的性能没有关系,如导航系统、音响系统、通讯系统、网络系统等等。 2、电子技术在汽车发动机上的应用 在汽车发动机上电子技术也有了大量的应用,随着人们对乘驾的要求不断提高,加上环保等标准的升级,汽车电子技术在功能上不断获得改建,系统化、集成化、微型化等方面都获得了突破。对汽车发动机的电子化控制已经使得汽车的性能有了大幅度的改变。未来汽车电子技术将有望在以下领域出现突破。如传感器技术的应用,随着汽车电子化的拓展,自动化已经成为其发展的必然趋势,对传感器的应用已经成为车辆中不可缺少的技术,尤其是对发动机的检测与控制,更离不开传感器的应用,其数量与功能将不断拓展,使得电子技术对汽车发动机的控制更加直接与智能。同时,发动机机电控制单元的技术水平也会不断提高,电控单元将向着多功能集成化方向发展,其处理的性能将更加强大,为整个动力系统提供智能化控制模式。 二、电子技术在汽车发动机上的应用实例 1、电子点火系统 电子点火系统实际上是为了适应汽车环保需求而设计应用的,其主要是,满足发动机的点火可靠性,所以电子技术被应用到该装置上,这样就可以控制点火的精度。因为电子技术的高速发展,现在的晶体管器件都可以达到较高的精度与性能。当前研发的汽车电子点火装置,从控制点火圈、可控硅点火装置、集成电路点火装置等等。其优秀系统是由芯片、传感器、接口、执行机构等组成。其目的就是节约燃料、降低污染。同时电子点火装置的应用还可以实现对车辆发动的智能化控制,并可进行自我诊断等。 2、电子油喷系统 在汽车生产中,机械式和电混合喷射系统都已经不能适应车辆的应用需求,电控喷射装置已经逐步普及。电子装置可以利用电子智能控制来保证发动机的最佳工况,输出的功率相对稳定,且降低污染。在研发中可以将发动机的最佳工况输入到电子系统中,这样就是先了喷油效果最合理。实现空气流量、含氧量、进气温度、发动机转速等多种参数的相对平衡,进而达到智能化控制的目标。这样就可在车辆行驶中根据当时是的工况对喷射油量进行智能化调控,让发动机始终处在一个最为合理的工作条件,进而让发动机综合性能提高。在车载的燃油喷射系统的控制单元是一个完整的控制中心,并利用安装在发动机上的各种传感器测定运行参数,按照驾驶工况对喷油器的油量进行精确控制,使得发动机在运行中获得的燃油混合气比例最佳。 目前该系统的应用已经较为成熟,在柴油喷射系统中有着突出的效果。如1)电控分配系统,柴油机电控分配泵的喷油泵油量及喷油定时的装置都是采用高速的电磁阀门进行控制,电磁法在工作中可以对喷油的进行定时,进而利用开启和闭合对油量进行精确控制。2)还有一种是电控直喷的油泵,电子控制装置可以对喷油量和喷油时间进行定时,或者具备其中的一种功能,这样就可对燃油与空气的比例进行限定,还有的可以对压力和速率等进行控制。电子控制的直喷装置可以设计为电控调速器。电控调速其可以与转速相互配合,并且容易实现。同时响应 速度可以高于机械的调速装置,这样就可实现对发动机的油量进行控制的目标。3)电控单体油泵控制系统,这样的系统采用较短的高压油管,可以对喷油进行加压,最高压力可以达到160mpa以上,这样与高速电磁阀进行配合从而控制喷油量。再有就是利用机械驱动的电控喷油系统,目前最为完善的是电控喷油嘴系统,是电子式的驱动系统,现有的产品也可实现高压喷油的效果。其中最大的压力已经可以达到200mpa,甚至更高,机械驱动的电子喷油系统已经在国外有了完善的研究与发展,从小型的柴油机到大型的柴油机都已经可以实现电子控制,并精确控制喷油量。4)电子控制的喷油嘴系统,这样的装置可以利用机械驱动和蓄压形式实现定量控制,都可以实现高压力的喷射,使得燃油最大化的行车雾化混合物,大大降低了柴油机燃烧系统对缸内的涡流强度的需求,甚至可以实现没有涡流的设计。5)电控蓄压喷射系统。随着研究的深入,电子控制蓄压喷射嘴系统的研究上升了一个高度。其设置不需要机械驱动和机械调节,所以不用在设计中考虑柴油机整体的结构,这使其最大的优势之一。在研究中美国公司研究的装置可以将电控与液压的技术结合起来,形成一个按照时间控制喷射过程和相应压力装置,具有喷油速率控制的效果,对初始供油期、着火延时等进行油量的优化。同时也可实现对柴油机烟度、颗粒等进行改善。 3、排气循环和带速装置 在电子控制系统中,对排气系统的控制也是涉猎的内容,将发动机排出的部分废弃进行利用回流到进气管,并与新鲜的空气进行混合,再次的进入到汽缸中进行利用,这样可以控制尾气中的有害成分,期间废气的量则由电子电子阀进行控制,从而实现智能控制。 还有就是怠速控制,怠速控制的功用:实现发动机起动后的快速暖机过程;自动维持发动机怠速在目标转速下稳定运行。怠速控制的主要内容:起动后控制暖机过程控制,负荷变化的控制以及减速时的控制。 三、结束语 发动机是汽车工作的重要系统,在对其进行控制的过程中需要智能化升级,因为只有智能化的升级才能让发动机在工作中更加的低耗,并以此形成一个节能的效果,同时电子技术的应用可以帮助汽车实现整体的智能化,以发动机控制为优秀的电子技术的应用,实现了整车运行与控制的智能化,这样才能让汽车在运行中体现安全、节能、环保、舒适等进步。 机电技术应用论文:煤矿机电管理技术的应用探讨 【摘 要】煤炭是我国重要的能源,煤炭工业的大力发展,在我国的国民经济建设发展中占居重要的地位。采用机电一体化产品的煤矿,能够获得可观的技术、经济和社会效益。随着现代化设备的不断投入使用,对机电管理人员的业务素质也提出了新的要求,只有熟识电气设备的功能,才会更好的完成本职工作。因而,近年来各级煤矿企业领导都十分重视机电一体化技术在煤炭生产中的应用与推广。本文对煤矿机电一体化技术的应用进行研究。 【关键词】机电管理人员;煤矿机电一体化产品;煤炭生产 我国电气自动化的应用使采煤的过程更加人性化,综采工作面装备远程监控及专家诊断系统的可靠性是国产采煤机研究的主要内容。该系统能够实现综采装备液压支架和采煤机的远程监控,使采煤机根据煤层的变化实现自动割煤、煤层的软硬自动调节采煤速度,检验并完善动态监测综采支架液压系统压力和各受力点的状态,自动调节支架推移输送机的拉移等,使综合机械化水平上一个新的台阶。 煤矿机电一体化技术矿井运输提升产品的应用在煤矿生产中,因为现代化煤矿发展的需要,对煤矿机械化采煤提出更高的要求,因此随之对井下、井上的运输和提升系统的要求也就越来越高。如今,对于国外一些采煤技术比较先进的国家,煤矿井下大巷的运输系统大多是采用带式运输机,他们基本上是采用直流式交流变频装置驱动方式,主要以电力电子器件为优秀。 1. 机电一体化 机电一体化是集机械技术、微电子技术、光学技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、接口技术、软件编程技术等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进了相关技术的发展和进步。我国在20世纪80年代成立机电一体化领导小组,并将该技术列为“863”计划。机电一体化正朝着智能化、网络化、微型化、柔软性化、系统化发展,它的发展对煤炭系统产生了很大的冲击,采用机电一体化产品将大大改善煤矿生产的劳动强度、工作环境及安全系数,同时在降低能耗、保证安全生产方面也实现了特定的价值。它可不必更换设备,而对产品结构和生产过程进行必要的调整、改革,对传统的机械工业注入新鲜的血液,实现文明生产。 2. 煤矿机电一体化产品 煤矿机电一体化产品已在许多煤矿得到广泛应用。国产的以计算机为优秀的电牵引采煤机、全数字直流提升机已占领国内市场,我国已能生产用计算机监控的掘进机、胶带运输机、矿井供电设备等。另外煤矿安全生产监控系统、胶带机集中控制系统、矿井生产过程自动控制和信息化管理、图像监视井下关键设备和主要工作地点、调度室的装备实现数字化、计算机网络管理系统在生产调度、财务、人力资源、设备、销售及办公自动化都得到了普遍应用。煤矿机电一体化产品实现了设备的自动化、智能化、信息化等等,为煤矿生产实现高安全、高可靠、高效率和高效益提供了保障。 3. 改进煤矿机电管理的办法 3.1 重视管理,提高机电管理水平。 重视机电管理,首先是矿井领导人重视机电管理,这是加强机电管理的关键。机电管理人员要经常向矿领导汇报机电工作,多提工作建议,以获 领导的支持。 3.2 因矿制宜建立机电管理机构,授予职权,统一管理。 矿井机电管理机构体系不论采取哪处形式,都必须授予机电部门职权,实行统一管理。一般机电部门要具有以下职权,即:制定机电管理规章制度权;编制部署机电工作计划权;设备配件分配权;制止违章作业权;追查机电事故权;检查评比考核奖罚权;机电业务骨干调整调动工作监督权。 3.3 加强机电标准化管理,建立健全标准化管理组织,提高全体机电人员的质量标准化意识,按标准化要求开展机电工作。 机电标准化是确保矿井机电安全生产的基础,地方煤矿应逐步完善机电标准化工作,成立标准化领导小组,制定标准化建设奋斗目标及具体措施、完成时间。实行“三抓”,即面上抓质量升级,线上抓达标头面、机道、机房,点上抓薄弱环节。建立机电标准化奖罚制度,开展机电标准化竞赛活动,树立标准化样板机电区队、机房硐室、机道,推动机电标准化工作的全面开展。 3.4 扎实地做好设备综合管理工作。 设备管理的基本任务是掌握设备动态,建立、保管设备档案,办理设备调拨转移手续,掌握设备技术性能状态,编制审查设备购置、更新、改造、修理、配件计划,掌握大修资金的使用,对设备实行全过程的管理。各矿应建立设备综合管理体系,完善设备综合管理制度,配齐设备管理人员,实行流程化管理,扎实地做好设备综合管理工作,确保设备管理制度化、正常化、规范化。 3.5 认真落实规章制度。 规章制度是机电业务活动的准则,是做好机电工作的纪律保证,应建立健全。当前,规章制度执行不利是突出的问题,特别是操作、维修、综合平衡、质量验收、现场管理等制度的执行方面尤为突出。矿井机电管理的主要工作对象是设备,落实规章制度也必须以管好、用好、修好设备为主要工作内容。目前急需重点落实的规章制度是:机电管理人员责任制度;设备使用操作规程;设备维护保养、检查、维修、质量验收制度;机电事故管理、设备现场管理、技术管理、综合平衡、班组经济核算等制度。 4. 对我国煤矿机电一体化技术的思考 (1)在 20世纪,我国煤矿机电一体化技术(产品)取得了较大的发展,机电一体化技术应用到了煤矿每个环节,但相对国外先进煤矿还是比较落后的。因此,要让我国煤矿机电一体化技术达到世界先进技术水平,必须掌握信息时代机电一体化技术的特点和相关技术发展的动态。 (2)应提高我国煤矿机电一体化产品的规范化、标准化、系列化和通用化的程度;以计算机为机电一体化的优秀装置,因为计算机运算和存贮能力非常强,且体积和功耗小,更加适合于工作空间狭小的煤矿机电一体化产品,在设计煤矿机电一体化产品时,应尽可能的选用功能强大的嵌入式计算机,从而保证工作性能更可靠;对于新开发的煤矿机电一体化产品应具有通信功能,同时,要选用很好的开放性和高可靠性的通信模块,方便与控制网络进行连接通信控制;煤矿机电一体化产品需要达到智能化发展水平,能判断机电设备和周围环境的状态,使设备能自动适应环境并以最优的状态工作,同时能快速地对所采集的参数进行分析,从而对故障进行诊断,再根据这些诊断结果对以后工作过程中的故障进行预测;要对矿用传感器进行深入研究和开发,提高矿用传感器的可靠性和使用寿命,同时考虑传感器的数字化、集成化、智能化和多维化,使矿用传感器在比较恶劣的工作环境下进行信号的测量,并保证其测量准确度,并具有自校正、自诊断、状态识别和自我调节等功能;要关注国内外高新技术的发展,将那些适于煤矿井下工作环境的高新技术用于煤矿机电一体化产品,从而提高煤矿现代化,达到煤矿自动化生产。 5. 结束语 煤矿机电一体化技术是煤矿综合自动化的发展基础,更是煤矿企业信息化建设的重要支撑技术,煤矿机电一体化技术在采、掘、运、装备等方面的应用和推广,大力地推动我国煤矿综合生产力,同时,为实现安全、高效、洁净、结构优化的现代化、高科技煤炭工业生产打下了坚实的基础。 机电技术应用论文:关于机电一体化技术及其应用研究 摘要:讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用,并说明其在钢铁 工业 中的应用以及 发展 趋势。 关键词:机电一体化 技术 应用 1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微 电子 、控制、 计算 机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、 网络 化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 1.1 数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 1.2 智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在cnc数控机床上增加人机对话功能,设置智能i/o接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 1.3 模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 1.4 网络化 由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。 1.5 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种 艺术 享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 1.6 微型化 微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(micro electronic mechanical systems,简称mems)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在mems工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种mems器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。 1.7 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。 1.8 带源化 是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 1.9 绿色化 科学 技术的发展给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以,人们呼唤保护环境,回归 自然 ,实现可持续发展,绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。 2 机电一体化技术在钢铁 企业 中应用 在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为优秀,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面: 2.1 智能化控制技术(ic) 由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点,传统的控制技术遇到了难以克服的困难,因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等,智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢———连铸———轧钢综合调度系统、冷连轧等。 2.2 分布式控制系统(dcs) 分布式控制系统采用一台中央 计算 机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的 发展 ,分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制,而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能,成为一种测、控、管一体化的综合系统。dcs具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。dcs是监视集中控制分散,故障影响面小,而且系统具有连锁保护功能,采用了系统故障人工手动控制操作措施,使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比,其功能更强,具有更高的安全性,是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 2.3 开放式控制系统(ocs) 开放控制系统(open control system)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持,按此标准设计的系统,可以实现不同厂家产品的兼容和互换,且资源共享。开放控制系统通过 工业 通信 网络 使各种控制设备、管理计算机互联,实现控制与经营、管理、决策的集成,通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联,实现测量与控制一体化。 2.4 计算机集成制造系统(cims) 钢铁 企业 的cims是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化,但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理,难以适应 现代 钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产,质优价廉,及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存,加速资金周转,实现生产、经营、管理整体优化,关键就是加强管理,获取必须的 经济 效益,提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现cims化。 2.5 现场总线技术(fbt) 现场总线技术(fied bus technology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4~20ma,dc直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致dcs的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表,如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化plc(programmable logic controller)和现场就地控制站等的发展。 2.6 交流传动技术 传动技术在钢铁工业中起至关重要的作用。随着电力 电子 技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动,数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎,应用不断扩大。 机电技术应用论文:浅谈煤炭机电一体化技术在我国的应用 摘要:机电一体化技术是微 电子 技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、 计算 机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。它是 企业 信息化的重要支撑技术,是矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭 工业 生产打下了扎实的基础。本文对煤矿机电一体化技术在我国的应用进行阐述。 关键词:煤矿 机电一体化技术 0 引言 我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起,我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期,我国综合机械化采煤取得了空前的 发展 ,大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程,采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期,在原有的研究成果上,又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究,并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后,我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破,在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。然而,与国外的先进采煤国家相比,我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距,并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱,在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。 1 机电一体化技术的应用实践 1.1 矿井安全生产监测监控系统中的应用 矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一。我国监测监控技术应用较晚,20世纪80年代初,原国家煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作,此举大大促进了国内监控技术的发展。先后从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监控系统(如dan6400、tf200、minos和senturion-200),在部分煤矿中应用;在引进的同时,通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况,研制出kj2,kj4等系统并通过了鉴定。20世纪90年代以来,紧跟世界监测监控系统的发展潮流,我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统,如煤炭 科学 研究总院重庆分院的kj90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的kj95系统等,它们的主要特点是:测控分站的智能化水平进一步提高;具有 网络 连接功能;系统软件采用了windows操作系统。同时,在“以风定产,先抽后采,监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下,规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。自此,大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现,不仅为各煤矿提供了更多的选择机会,且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。经过多年的实践表明,安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。 对我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果进行综合评价,煤炭科学研究总院重庆分院的kj90、天地科技股份公司常州自动化分公司的kj95、煤炭科学研究总院抚顺分院的kjf2000和北京瑞赛公司的kj4,kj2000等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。 1.2 矿井提升机中的应用 矿井提升机是一种实现机电一体化较好的矿山大型设备,全数字化,交、直流提升机。特别是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合为一个整体,大大简化了机械结构,是典型的机电一体化设备,充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。全数字提升机高度可靠,具有可重复性故障寻址、完整的诊断设施和自诊断功能,以及简单而快速的通信功能;它采用总线方式,大大简化电气安装;硬件配置简单,互相兼容,零备件少;可以方便地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度。 在我国“九五”计划期间,国产全数字化直流提升机已成为各煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化直流提升机的优秀部分ascs是由双cpu构成的 计算 机系统。除此之外,我国还用simadynd和s7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。2000年11月,该系统在焦作古汉山矿投入运行,情况良好。提升机由于采用了计算机技术,其安全保护系统更为完善。该系统的主要特点是:采用两台计算机装置,每台都有自己独立的测量、传感装置和数据处理系统。这两台计算机同步工作,互相检测,互为备用,对提升行程实现直接测量和间接测量容器位置相结合的方式,对两者进行比较、校正,实现行程自动控制。由于采用了计算机对安全回路、制动回路、电源和驱动回路进行实时检测,实现故障记忆,因此极大地提高了提升机安全性能。 1.3 井下带式输送机中的应用 在我国“八五”计划期间,通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施,极大地提高了带式输送机的技术水平,煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品的研发也取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内此项技术的空白,并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发,成功的研制了多种软起动和制动装置以及以plc为优秀的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器,目前我国已经自行生产制造了多个品种和多种类型的带式输送机。 2 结束语 随着煤矿生产不断向深部水平 发展 ,对控制水平和规模的要求越来越高,从而又加速了机电一体化技术的发展和进步,目前各种高新技术的发展,如 网络 、光纤、人工智能及生物工程等高新技术已渗入到机电一体化技术之中,使机电一体化产品功能更强大、性能更优越,使机电一体化产品功能越来越强,智能化程度也越来越高,因此采用新的机电一体化技术装备的煤矿,能够使 企业 获得更加显著的技术、 经济 和社会效益,这也是一个煤矿企业循环促进不断发展的过程。 机电技术应用论文:浅析煤炭机电一体化技术在我国的应用 摘要:机电一体化技术是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。它是企业信息化的重要支撑技术,是矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了扎实的基础。本文对煤矿机电一体化技术在我国的应用进行阐述。 关键词:煤矿 机电一体化技术 0 引言 我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起,我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期,我国综合机械化采煤取得了空前的发展,大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程,采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期,在原有的研究成果上,又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究,并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后,我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破,在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。然而,与国外的先进采煤国家相比,我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距,并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱,在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。 1 机电一体化技术的应用实践 1.1 矿井安全生产监测监控系统中的应用 矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一。我国监测监控技术应用较晚,20世纪80年代初,原国家煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作,此举大大促进了国内监控技术的发展。先后从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监控系统(如dan6400、tf200、minos和senturion-200),在部分煤矿中应用;在引进的同时,通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况,研制出kj2,kj4等系统并通过了鉴定。20世纪90年代以来,紧跟世界监测监控系统的发展潮流,我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统,如煤炭科学研究总院重庆分院的kj90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的kj95系统等,它们的主要特点是:测控分站的智能化水平进一步提高;具有网络连接功能;系统软件采用了windows操作系统。同时,在“以风定产,先抽后采,监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下,规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。自此,大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现,不仅为各煤矿提供了更多的选择机会,且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。经过多年的实践表明,安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。 对我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果进行综合评价,煤炭科学研究总院重庆分院的kj90、天地科技股份公司常州自动化分公司的kj95、煤炭科学研究总院抚顺分院的kjf2000和北京瑞赛公司的kj4,kj2000等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。 1.2 矿井提升机中的应用 矿井提升机是一种实现机电一体化较好的矿山大型设备,全数字化,交、直流提升机。特别是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合为一个整体,大大简化了机械结构,是典型的机电一体化设备,充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。全数字提升机高度可靠,具有可重复性故障寻址、完整的诊断设施和自诊断功能,以及简单而快速的通信功能;它采用总线方式,大大简化电气安装;硬件配置简单,互相兼容,零备件少;可以方便地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度。 在我国“九五”计划期间,国产全数字化直流提升机已成为各煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化直流提升机的优秀部分ascs是由双cpu构成的计算机系统。除此之外,我国还用simadynd和s7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。2000年11月,该系统在焦作古汉山矿投入运行,情况良好。提升机由于采用了计算机技术,其安全保护系统更为完善。该系统的主要特点是:采用两台计算机装置,每台都有自己独立的测量、传感装置和数据处理系统。这两台计算机同步工作,互相检测,互为备用,对提升行程实现直接测量和间接测量容器位置相结合的方式,对两者进行比较、校正,实现行程自动控制。由于采用了计算机对安全回路、制动回路、电源和驱动回路进行实时检测,实现故障记忆,因此极大地提高了提升机安全性能。 1.3 井下带式输送机中的应用 在我国“八五”计划期间,通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施,极大地提高了带式输送机的技术水平,煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品的研发也取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内此项技术的空白,并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发,成功的研制了多种软起动和制动装置以及以plc为优秀的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器,目前我国已经自行生产制造了多个品种和多种类型的带式输送机。 2 结束语 随着煤矿生产不断向深部水平发展,对控制水平和规模的要求越来越高,从而又加速了机电一体化技术的发展和进步,目前各种高新技术的发展,如网络、光纤、人工智能及生物工程等高新技术已渗入到机电一体化技术之中,使机电一体化产品功能更强大、性能更优越,使机电一体化产品功能越来越强,智能化程度也越来越高,因此采用新的机电一体化技术装备的煤矿,能够使企业获得更加显著的技术、经济和社会效益,这也是一 个煤矿企业循环促进不断发展的过程。 机电技术应用论文:机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用 【摘 要】煤矿机械正处在一个向机电一体化方向发展的时代,近来,随着国家对煤矿安全生产的重视,煤矿设备投入的不断增加,煤矿机械也处在一个更新换代的时期。数控技术是实现机械制造自动化的关键,以数控技术为优秀的机械设备广泛采用数控技术应用于制造业。 【关键词】 煤炭机械 机械制造 机电一体化 数控技术 煤矿机电一体化技术在这一时期显得尤为重要,它使机械、电子技术和液压控制技术有机的结合,极大地提高了煤矿机械的各种性能,如安全性、经济性、可靠性、操作舒适性以及作业精度、作业效率、使用寿命、方便安装拆除、便于维护等。中国 煤矿生产中,煤矿机械的性能自动化程度及其经济性等可以说直接影响到生产;也直接影响到煤矿供电、排水、通风、提升等的安全运行。而煤矿机械电气与电子控制系统部分质量的好坏与性能的优劣又直接影响到机械的动力性、经济性、可靠性,从而影响施工质量、生产效率及使用寿命等。电子(微电脑)控制系统已成为煤矿现代机械不可缺少的组成部分,同时也是评价煤矿现代机械技术水平的一个重要依据。随着科学技术的不断发展,以及对煤矿机电产品性能要求不断提高,电子(微电脑)控制系统在煤矿机械中所占的比重越来越大,其功能将会越来越强,应用范围也将越来越广,而其复杂程度也随之提高,这样就对使用与维修维护这些设备的煤矿工作人员提出了更高的要求,对煤矿职工的培训工作和对煤矿设备的管理工作也显得尤为重要。 煤矿生产施工要求煤矿机械具有以下性能:皮实耐用且维修简单、生产效率高且节能降耗,自动化程度高且操作简单,施工质量好,精度高;性能稳定,工作可靠,安全性高,使用寿命长;具有较好的经济性,即高的技术价格比和低的制造与使用成本;工人劳动强度低,操作员的工作条件好;具有在线运行状态监视,故障自诊及自动故障报警功能,能及时准确地指出故障部位,减少停机维修时间。 一、机电一体化是一项新兴的技术,将其引入到煤矿机械中,必将会给煤矿机械带来了新的技术变革,使其各种性能有了质的飞跃。 机电一体化又称机械电子工程学,是一门跨学科的综合性高技术,是由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液压技术以及其他技术相互融合而成的一门独立的交叉学科。目前机械的电子(微机)控制系统主要用以实现如下功能: (1)在线监控、自动报警及故障自诊,即对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控,出现故障能动报警并准确地指出故障的部位,从而改善操作员的工作条件,提高机器的工作效率,简化设备维护检查工作,降低使用维修费用,缩短停机维修时间,延长设备的使用寿命。如采煤机上变频器就采用plc控制,可实现多种在线监控和故障自诊,还有煤矿用各种电器设备也越来越智能化。 (2)节能降耗,提高生产效率。例如井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等,使用变频起动、plc控制系统,节电量就为30%左右,同时生产效率也大大提高。 (3)自动化或半自动化程度的提高 煤矿机械实现自动化或半自动化控制,可以减轻操作者的劳动强度,提高生产效率,并减少因操作者的经验不足,对作业精度的影响。例如,冀中能源黄沙矿2009年投入使用的一整套薄煤综采设备,由我国北京天地玛坷电液控制系统有限公司与德国marco公司合作生产的pm31型液压支架电液控制系统,就是微电脑控制,只要在支架操作控制器上输入程序,支架使会自动连续动作,也可实现远程控制和工作面无人操作。 二、机械制造中数控技术的应用 1、煤矿机械 现代采煤机开发速度快、品种多,都是小批量的生产,各种机壳的毛坯制造越来越多地采用焊件,传统机械加工难以实现单件的下料问题,而使用数控气割,代替了过去流行的仿型法,使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料,从而优化套料的选用方案。使其发挥了切割速度快、质量可靠的优势,一些零件的焊接坡口可直接割出,这样大大提高了生产效率。同时,数控气割机装有自动可调的切缝补偿装置。它允许对构件的实际轮廓进行程序控制,好比数控机床上对铣刀的半径补偿一样。这样可以通过调节切缝的补偿值来精确的控制毛坯件的加工余量。 2、机床设备 机械设备是机械制造中的重中之重,面对现代机械制造业的需求,具备了控制能力的机床设备是现代机电一体化产品的重要组成部分。计算机数控技术为机械制造业提供了良好的机床控制能力,即把计算机控制装置运用到机床上,也就是用数控技术对机床的加工实施控制,这样的机床就是数控机床。它是以代码实现机床控制的机电一体化产品,它把刀具和工件之间的相对位置、主轴变速、刀具的选择、冷却泵的起停等各种操作和顺序动作数字码记录在控制介质上,从而发出控制指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件,使机床自动加工出所需零件。 在机械制造业中,数控加工技术已经越来越受到重视。随着计算机技术为主流的现代科技技术发展和市场产品竞争的加剧,传统的机械制造技术很难满足现代产品多样化的发展和日新月异的换代速度。面对多品种小批量生产比重的加大,产品交货质量和成本要求的提高,要求现代的制造技术具有很高的柔性。如何能增强机械制造业对外界因素的适应能力以及产品适应市场的变化能力,就需要我们能利用现代数控技术的灵活性,最大限度的应用于机械制造行业。 机电技术应用论文:论机电一体化技术的应用及其发展趋势 摘要:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。本文简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 关键词:机械工业 机电一体化 数控 模块化 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的优秀技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手: (一) 机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二) 传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。 (三) 信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。 (四) 驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 (五) 接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六) 软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一) 数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在: 1、 总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多cpu、多主总线的体系结构。 2、 开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、 wop技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、 大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了cnc系统的控制功能。 5、 能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、 系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、 以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二) 计算机集成制造系统(cims) cims的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。 (三) 柔性制造系统(fms) 柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。 (四) 工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展: (一) 智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。 (二) 系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除rs232等常用通信方 式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。 (三) 微型化 微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 (四) 模块化 模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。 (五) 网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 (六 ) 绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。 综上所述,机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。 机电技术应用论文:浅析传感器技术在机电一体化中的应用 摘要:文章概述传感器研究现状与发展,探讨传感器在机电一体化系统中的应用,并分析我国传感器技术发展的若干问题及发展方向。 关键词:传感器技术;机电一体化;应用 在机电一体化系统中,传感器处系统之首,其作用相当于系统感受器官,能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境考验,是机电一体化系统达到高水平的保证。如缺少这些传感器对系统状态和对信息精确而可靠的自动检测,系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现。 一、传感器的研究现状与发展 传感器是能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,主要用于检测机电一体化系统自身与操作对象、作业环境状态,为有效控制机电一体化系统的运作提供必须的相关信息。随着人类探知领域和空间的拓展,电子信息种类日益繁多,信息传递速度日益加快,信息处理能力日益增强,相应的信息采集——传感技术也将日益发展,传感器也将无所不在。 从20世纪80年代起,逐步在世界范围内掀起一股“传感器热”,各先进工业国都极为重视传感技术和传感器研究、开发和生产。传感技术已成为重要的现代科技领域,传感器及其系统生产已成为重要的新兴行业。 二、传感器在机电一体化系统中的应用 传感器是左右机电一体化系统(或产品)发展的重要技术之一,广泛应用于各种自动化产品之中: 1.机器人用传感器。工业机器人之所以能够准确操作,是因为它能够通过各种传感器来准确感知自身、操作对象及作业环境的状态,包括:其自身状态信息的获取通过内部传感器(位置、位移、速度、加速度等)来完成,操作对象与外部环境的感知通过外部传感器来实现,这个过程非常重要,足以为机器人控制提供反馈信息。 2.机械加工过程的传感检测技术。 (1)切削过程和机床运行过程的传感技术。切削过程传感检测的目的在于优化切削过程的生产率、制造成本或(金属)材料的切除率等。切削过程传感检测的目标有切削过程的切削力及其变化、切削过程颤震、刀具与工件的接触和切削时切屑的状态及切削过程辨识等,而最重要的传感参数有切削力、切削过程振动、切削过程声发射、切削过程电机的功率等。对于机床的运行来讲,主要的传感检测目标有驱动系统、轴承与回转系统、温度的监测与控制及安全性等,其传感参数有机床的故障停机时间、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、机床状态与冷却润滑液的流量等。 (2)工件的过程传感。与刀具和机床的过程监视技术相比,工件的过程监视是研究和应用最早、最多的。它们多数以工件加工质量控制为目标。20世纪80年代以来,工件识别和工件安装位姿监视要求也提到日程上来。粗略地讲,工序识别是为辨识所执行的加工工序是否是工(零)件加工要求的工序;工件识别是辨识送入机床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯,同时还要求辨识工件安装的位姿是否是工艺规程要求的位姿。此外,还可以利用工件识别和工件安装监视传感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成这些识别与监视将采用或开发许多传感器,如基于tv或ccd的机器视觉传感器、激光表面粗糙度传感系统等。 (3)刀具(砂轮的检测传感。切削与磨削过程是重要的材料切除过程。刀具与砂轮磨损到一定限度(按磨钝标准判定)或出现破损(破损、崩刃、烧伤、塑变或卷刀的总称),使它们失去切(磨削能力或无法保证加工精度和加工表面完整性时,称为刀具/砂轮失效。工业统计证明,刀具失效是引起机床故障停机的首要因素,由其引起的停机时间占nc类机床的总停机时间的1/5-1/3.此外,它还可能引发设备或人身安全事故,甚至是重大事故。 3.汽车自动控制系统中的传感技术。随着传感器技术和其它新技术的应用,现代化汽车工业进入了全新时期。汽车的机电一体化要求用自动控制系统取代纯机械式控制部件,这不仅体现在发动机上,为更全面地改善汽车性能,增加人性化服务功能,降低油耗,减少排气污染,提高行驶安全性、可靠性、操作方便和舒适性,先进的检测和控制技术已扩大到汽车全身。在其所有重点控制系统中,必不可少地使用曲轴位置传感器、吸气及冷却水温度传感器、压力传感器、气敏传感器等各种传感器。 三、我国传感器技术发展的若干问题及发展方向 nbsp; 传感器技术是实现自动控制、自动调节的关键环节,也是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一,其水平高低在很大程度上影响和决定着系统的功能;其水平越高,系统的自动化程度就越高。在一套完整的机电一体化系统中,如果不能利用传感检测技术对被控对象的各项参数进行及时准确地检测出并转换成易于传送和处理的信号,我们所需要的用于系 统控制的信息就无法获得,进而使整个系统就无法正常有效的工作。 我国传感器的研究主要集中在专业研究所和大学,始于20世纪80年代,与国外先进技术相比,我们还有较大差距,主要表现在: (1)先进的计算、模拟和设计方法; (2)先进的微机械加工技术与设备; (3)先进的封装技术与设备; (4)可靠性技术研究等方面。因此,必须加强技术研究和引进先进设备,以提高整体水平。传感器技术今后的发展方向可有几方面: 1.加速开发新型敏感材料:通过微电子、光电子、生物化学、信息处理等各种学科,各种新技术的互相渗透和综合利用,可望研制出一批基于新型敏感材料的先进传感器。 2.向高精度发展:研制出灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器以确保生产自动化的可靠性。 3.向微型化发展:通过发展新的材料及加工技术实现传感器微型化将是近十年研究的热点。 4.向微功耗及无源化发展:传感器一般都是非电量向电量的转化,工作时离不开电源,开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的发展方向。 5.向智能化数字化发展:随着现代化的发展,传感器的功能已突破传统的功能,其输出不再是一个单一的模拟信号(如0-10mv),而是经过微电脑处理好后的数字信号,有点甚至带有控制功能,即智能传感器。
自动化控制论文:人工智能技术电气自动化控制论文 1人工智能技术的特点和优势 人工智能技术是人类科学技术不断发展进步的必然结果,也是工业发展过程中,促进工业自动化科学化发展的重要推动力量。在人工智能技术的发展中,科技的发展和工业技术的进步会促进人工智能技术的发展;反之,人工智能技术的进步,可以完成那些人类自身无法办到、技术条件效果不好的生产技术操作。当前的人工智能主要是计算机技术的发展结果,随着计算机技术的飞速发展,通过对计算机信息特点和操作性能的了解和设计,使计算机操作系统具有更多更先进的人工化反应,并在实际的信息技术处理过程中,通过其系统内部的人工化、智能化识别和处理系统,对电气自动化控制和其他工业技术领域在运行中的问题进行自主解决。如今,人工智能技术已经取得了较大的进步,其研究发展项目也越来越多,越来越先进,实用性越来越强。人工智能技术已经广泛运用与工业自动化、过程控制和电子信息处理等先进的技术领域。人工智能技术通过模糊理论算法、遗传算法和模糊神经算法等方式,可以在电气自动化控制中,采取更灵活多变的控制方式,对电气自动化设备运行中的不稳定因素和动态变化进行自主的调整,从而保障其运行的准确和高效,减少出错率。人工智能技术的运用,可以大大减少在电气自动化控制等领域的人力成本,并且能够解决一些工作人员无法有效监控和解决的问题,做到及时有效。 2人工智能技术在电气自动化控制中的应用 2.1人工智能控制实现了数据的采集及处理功能 在电气设备的运行过程中,数据的采集和处理是了解电气设备自动化控制情况,发现运行过程中的问题和提出解决办法的重要依据。在传统的自动化控制中,由于技术水平和实际运行中的动态变化,数据的采集和传输无法做到准确和稳定,保存数据容易出现丢失的情况。人工智能技术的使用,可以保障电气自动化运行过程中对动态信息的及时收集和稳定传输,对相关数据的保存工作也更安全,这就提高了电气自动化的控制水平,充分保障了电气运行中的安全性和稳定性。 2.2人工智能控制实现了系统运行监视机报警功能 电气自动化控制是用电气的可编程控制器,控制继电器,带动执行机构,完成预期设计动作的过程。在此过程中,系统内部各部分之间的运行都要严格按照设计模型和函数计算的基础上进行,如果系统中的一点出现问题,就会造成整个自动控制系统的故障。在以往的自动化控制系统运行中,对系统内部各部分之间的运行数据和运行状态进行实时监测,对运行中的特殊情况进行及时的报警处理,帮助自动化系统及时处理可能出现的故障,提醒电气管理人员加强对电气系统的管理。 2.3人工智能控制实现了操作控制功能 电气自动化控制的主要特征之一就是通过计算机的一键操作,就可以实现对电气系统的整体控制,保障电气自动化运行符合现实的需要。传统的自动化系统的操作,需要靠人工对系统各个环节进行人工操作,从而促进自动化系统内部的协调和配合,这种方式既降低了自动化运行的效率,也增加了自动化系统的故障发生频率。人工智能技术对电气自动化系统的控制,是通过各种先进的算法,按照电气自动化的需求,对自动化系统进行自动化和智能化设计,从而实现对电气自动化控制系统的同时操作,大大提高了自动化控制的效率,减少了单独指令操作中容易出现的不协调情况的发生。 3人工智能技术在电气自动化控制中的控制方式 3.1模糊控制 模糊控制以模糊推理和模糊语言变量等为理论基础,并以专家经验作为模糊控制的规则。模糊控制就是在被控制的对象的模糊模型的基础之上,运用模糊控制器,实现对电气控制系统的控制。在实际控制设计过程中,通过对计算机控制系统的使用,使电气自动化系统形成具有反馈通道的闭环结构的数字控制系统,从而达到对电气自动化系统的科学控制。 3.2专家控制 专家控制是指在进行电气自动化控制过程中,利用相关的系统控制理论和控制技术的结合,通过对以往控制经验的模拟和学习,实现电气自动化控制中智能控制技术的实施。这种控制方式具有很强的灵活性,在实际运行中,面对控制要求和系统运行情况,专家控制可以自觉选取控制率,并通过自我调整,强化对工作环境的适应。 3.3网络神经控制 网络神经控制的原理就是基于对人脑神经元的活动模拟,以逼近原理为依据的网络建模。神经控制是有学习能力的,属于学习控制,对电气自动化控制中出现的新问题可以及时提出有效的解决办法,并通过对相关技术问题的分析解决,提高自身的人工智能水平。 4结语 人工智能技术是科技发展到一定程度的必然结果,也是促进科技继续发展和工业自动化技术更加进步的重要推动力量。电气自动化控制的操作要求使人工智能在电气自动化中的运用越来越广,随着人工智能技术的发展,电气自动化控制技术也将逐渐提高,系统运行效率也会不断增强。 作者:姜关胜 单位:75240部队 自动化控制论文:智能技术电气自动化控制论文 一、智能技术的优势 与传统的自动化技术相比,智能控制无模型运转,提高了电气系统的管控效率。同时,智能技术的精度更高,减少了设计中的不可预测问题。因而设计对象模型阶段中便会存在不能估量或是预测的问题。人工智能技术实现了系统的实时调节,利用鲁棒性变化和响应时间提高其工作能力,实现自动化过程。智能技术已经成为现代企业管控的必然趋势,与传统的管控装置相比具有先进性,满足电气自动化工程建设的需求。针对不常见的数据,传统的自动化控制技术无法完成评估工作,但智能技术的出现解决了这一问题,实现了对系统录入信息的有效很快速处理。针对不同的对象,智能技术可显示不同的管控效果,使管控的效果具有针对性。但在目前的智能技术发展程度下,多种控制对象问题无法解决。因此,应从技术方面对智能技术进一步剖析和研究,促进该技术的完善,才能对我国工业以及相关行业的发展起到积极作用。 二、人工智能技术应用 基于电气自动化的复杂性,其操作过程应精细且注重细节。一旦操作失误,将导致系统故障甚至造成安全事故。因此,人工智能技术应用的优秀技术在于程序化问题,将复杂化的程序通过智能手段转化为简便化。通过系统日常资料的分析,对设备故障采取积极的应对措施。在具体应用过程中,人工智能技术主要表现为以下几个方面。 (一)智能化设计分析 人工智能技术关系到电力工程以及电路的设计。在传统的设计模式下,工作人员的工作量大,需要大量的试验验证,并且对不合理部分进行改进。因此常出现考虑不周全的问题,处理问题的效率较低,对于难度较大的问题,传统的处理方案无法解决。这使得智能化设计成为必然。现阶段,电力企业逐步实现了智能化设计,全面考察了问题的难度,提高了处理问题的能力和效率。但同时,智能设计对于操作人员提出了更高的要求,要求其掌握专业知识和智能系统操作技巧,并且操作人员还应具有与时俱进的精神,对智能系统进行适当的改良设计。利用人工智能设计,可有效提高数据分析的准确性,将复杂问题简单化。 (二)PLC技术应用 随着电力企业规模的扩大,电力生产对于技术具有更高的要求,基于此的PLC技术成为企业生产和建设的重要目标。PLC技术是一种常见的人工智能技术,目前主要应用于工业、电力企业,具有良好的效果。其是在继电控制装置基础上发展起来的智能技术,该系统的主要作用在于优化了系统工艺流程,从而根据企业需求对运营现状进行调整,确保其运营的协调性。PLC技术以自动控制系统为主,手动控制技术为辅。对于提高电力系统生产实践具有重要作用。在电力生产中,PLC人工智能化技术的使用还实现了自动化目标切换,继电器逐渐代替了实物元件,不但提高而来管控效率,还确保了系统的运行安全。 (三)智能诊断和CAD技术应用 智能诊断系统的出现是电气运行复杂化的结果。该诊断系统要求操作人员具有较多的实践经验,改善了传统模式的手工设计方案,充分体现了信息时代的优势。科技的发展也使得CAD技术逐渐实现了智能化,缩短了产品设计实践。智能化技术优化了CAD技术,对产品设计质量的提高具有积极作用。目前,在电力系统中,遗传算法是人工智能技术的重要表现之一,通过科学的计算方法,提高了数据统计和计算的精确度。基于遗传算法的重要作用,应得到企业的重视。在电力系统运行过程中,如何区分故障和征兆是一个难题,智能化技术通过专家系统和神经网络系统可快速有效的分析出系统故障和安全隐患,并提供一定的解决办法,确保了电力系统的运行问题。 (四)神经网络技术应用 神经网络系统是智能技术的重要体现之一,其作用在于分析和处理系统故障。可对系统故障进行准确定位,并且减少了定位时间。同时,还可完成对非初始速度及负载转矩的有效管控。神经系统设计具有多样性,具有反向学习功能。利用神经网络系统的两个子系统,可实现对机电参数转子速度和电子流的评判和管控。目前,智能神经网络系统主要应用于分析模式和信号处理上。由于其包含非线性函数估算装置,因此对于电气自动化控制具有积极作用。其主要优势在于无需对控制对象建立数学模型,因此工作效率高,噪音小。 三、总结 随着科技的不断发展,电气自动化控制系统逐渐实现了数字化和智能化。智能技术的使用提高了自动化控制的效率,基于人工智能理论的智能技术是电力企业发展的必然。智能技术不仅是计算机技术的重要组成部分,也对计算机技术具有一定的依附性。但目前,智能技术的应用尚存在一定的缺陷,甚至存在一定的错误。基于此,应提高操作人员对智能控制化技术的认识,以保证智能化技术的可持续发展。 作者:许武文 单位:海南师范大学 自动化控制论文:智能化技术下电气工程自动化控制论文 1智能化技术的理论基础 从20世纪50年代开始,一直到现在的几十年探索中,人工智能化已经可以像人一样进行感应与行动,凭借着高效率、高精度以及高协调性等特点超越来传统的控制技术。随着计算机技术的不断发展,对人的思维能力进行模拟的构想现在已经得到了实现,后来在程序语言编制上,智能化模拟的可实施性也得到而来增加。随着电气工程自动化控制技术的不断发展,智能化技术的市场得到不断拓宽,这种技术的应用不仅可以使电气工程的工作速度得到提高,同时还在电气工程中节约了大量的人力与物力[1]。智能化技术在整个电气自动化控制行业中主要是利用不断实践来进行的,其中包含的内容十分广泛并复杂。智能化技术属于计算机高端技术的一种,因此要想很好的掌握其应用,那么必须要具备专业性计算机理论知识。智能化技术不仅有效有提升了电气自动化控制的工作效率,同时也也很大程度上降低了工作人员的压力,优化了资源配置,促进了电气工程自动化系统的稳定运作。 2智能化技术的主要特点分析 对于很多人来说,智能化技术是一个陌生的词汇,然而它却与我们的生活息息相关,下面我们就对它的主要特点进行阐述,帮助大家深入理解智能化技术。作为电力系统中的关键环节,电气工程自动化控制对电力系统的正常运行存在着决定性的作用,为了保证电气工程的顺利发展,从而有效提升恒业的整体水平,对智能化技术进行应用是大势所趋。 2.1高精度与高效率 在电气工程自动化控制中,精度与效率是两项重要指标,在智能化技术指导留下,对多个CPU与高速CPU芯片进行使用,电气工程控制工作效率与精度得到了显著的提高。 2.2多系统控制 智能化技术的应用可以有效减少相关工序,同时还能使工作效率得到显著提高,目前该项技术在电气工程自动化控制中的实际应用正朝着系统控制的方向发展着。 2.3科学计算的可见性 在电气工程自动化控制中,智能化技术的应用可以对数据进行有效的处理,不仅可以通过文字和语言进行信息交流,同时还能利用图形与动画实现信息交流,这在很大程度上提升了工作的效率。 3智能化技术在电气工程自动化控制中的应用 在电气工程自动化控制系统中应用智能化技术,有效提升了系统的工作效率,降低了工作人员的压力,对于电气工程自动化控制中智能化技术的应用主要体现在三个方面:(1)怎样将智能化技术应用到电气工程中对病因的诊断与维修之中;(2)如何对电气产品与设备进行优化设计;(3)通过怎样的形式对电气工程智能化控制进行实现。 3.1对电气工程自动化控制中的病因进行诊断 利用传统的人工方式对电气工程系统中的病因进行诊断是非常复杂的,同时对工作人员的要求也非常高,而且也不能对病因进行准确的诊断。在电气工程自动化控制中难免会发生一些设备和数据问题,依靠人工诊断方式往往不能对病因进行及时的诊断与处理。而智能化技术的应用不仅可以使病因诊断的效率得到明显提高,同时还可以使定时检测与诊断得到实现,在这一过程中很多问题的出现都会得到避免。 3.2对电气工程设计进行优化 在传统电气工程设计中,往往需要通过工作人员在工作过程中进行反复的实验才能完成。在这一过程中工作人员很有可能不会考虑到一些具体情况。如果真的出现复杂性的问题,也不能对其进行及时的解决,在这种情况下,工作人员不仅要掌握大量的专业设计知识,同时还要很好的将自己已经掌握的理论知识运用到实际应用中。智能化技术得到应用以后,设计人员就可以利用计算机网络和相应的软件对电气工程自动化控制进行设计,这样一来,设计数据的准确性得到而来增加,同时设计样式也非常丰富,另外,还能对一些复杂问题进行及时的处理,电气工程自动化控制的顺利运行就得到而来有效的保证。 3.3对整个电气工程进行自动化控制 电气工程控制系统中存在着很多控制环节,智能化技术的应用正好可以使对整个电气工程的自动化控制得到实现。智能化技术在应用过程中通过神经网络与模糊控制等方式实现对电气工程的自动化控制。其中,神经网络控制的应用是非常关键的,它可以进行反向的算法,同时具有多层次的结构。在神经网络控制的子系统中,其中的一个子系统可以结合系统参数对转子的速度进行调控与判断,而另一个子系统就可以按照以上参数对转子的速度进行判断与控制。目前神经网络控制已经在识别模式以及信号处理等方面得到了广泛的应用。智能化手段的应用使电气工程的远距离与无人操控自动化控制得到了实现,通过公司局域网的帮助,智能化技术的应用使得对电气系统各环节的实际运行情况进行了详细的反馈分析。 4结语 综上所述,电气工程自动化领域中智能化技术的应用已经取得了显著的成就,同时智能化技术还会逐渐在其他各领域中得到广泛应用。在目前激烈的市场环境中,对电气自动化控制的要求逐渐升高,在这种情况下,需要相关工作人员在目前理论研究的基础上进行深入的分析和研究,不断增强电气工程中自动化控制的性能,只有这样,才能使电气系统的工作效率得到进一步提高,进而使人们的各种需求得到满足,最终促进企业的市场地位得到显著的提升。 作者:张华平 单位:泰州机电高等职业技术学校 自动化控制论文:灌区闸门远程自动化控制系统 摘要:本文以国内某大型灌区为例,在灌区远程测报系统的基础上进行了闸门自动控制研究,通过无线调制解调器连接上位机(PC机)与下位机(单片机),将下位机采集到的数据传输到上位机,根据用户要求的流量控制闸门的开度和时间,为灌区的运行和管理提供保证,为提高系统的可靠性,采用了一些可供类似工程借鉴的可行技术。 关键词:远程自动化控制 闸门 单片机 闸门调节是灌区工程中经常采用的手段,闸门控制的研究对于节约能源、确保水利工程的正常运行、提高水资源的利用效率和节约用水具有重要的意义。目前国内大部分灌区已基本实现流量数据的自动采集和监测,并把数据传输到管理部门,但是在根据有关数据进行远程自动监测和控制方面成熟的经验非常少。国外特别是欧美等先进国家在这方面已经达到较高的水平,如美国的SRP灌区自动化灌溉系统,可以同时采集100多点的水位、闸门开度和其他信息,通过计算机处理后,控制几百座闸门、150多处泵站的运行。本文以国内某大型灌区为例,对闸门的自动监控进行了研究。 1、系统的总体设计 本系统采用无线数据传输技术,分一个主站和若干个子站,通过无线调制解调器构成一个无线通讯网络,对多个断面的数据信息进行采集、传输、处理和控制。系统的总体结构图如图1所示。下位机中的传感器把引水渠中的水位值和各闸门的开度值经转换后送给编码器,编码器对水位及闸门开度信号进行编码,在通过避雷器将编码信号传给数采仪,数采仪将数据进行初步加工和处理后由无线调制解调器传给上位机,上位机即系统主站,可分别与不同的子站建立联系,查询各测点的数据,并按照用户的要求对各闸门进行控制,下位机中的控制箱接收到此信息,经过计算,发出控制信号自动控制闸门到一定的开度,达到自动控制的目的。 图1 闸门远程自动监测与控制结构图 2、下位机系统设计 设计下位机重点在于闸门自动控制箱的设计,本文提出闸门的运行控制模式,并进行可靠性处理,然后利用无线传输设备与上位机进行通讯,传输数据。 2.1 下位机硬件电路设计 本系统采用AT89系列单片机,采用矩阵式键盘进行输入数据,键盘提供切换键、时间设置键、控制键三个按键,通过三个按键显示水位、流量、闸门开度、日期和时间。切换键实现上述四个功能的转换,时间设置键用于修改日期和时间,控制键用于对电机启停进行控制。 2.2 闸门控制系统设计 本系统下位机接收到上位机传来的要求流量值(或水位值),当要求的流量值(或水位值)与系统所测的流量值(或水位值)不一致时,单片机启键闭合,闸门电动装置控制箱自动启动电机,提升或下降闸门,当所要求的流量值(或水位值)与当前所测流量值(或水位值)相等时,单片机闭键闭合,电机自动停止,达到自动控制的目的。 闸门的运行控制模式有实时型控制模式和定时型控制模式两种,在实时型控制模式中,上位机根据用户要求的流量,利用流量—水位关系曲线把要求的流量换算成要求的水位,然后和下位机联系,下位机接到信号后,由电动装置控制箱控制电机的正反转,达到要求时停止转动。定时控制模式要求用户输入所期望的流量值和要求闸门动作的时间,下位机的控制箱在规定的时间里自动开启和关闭闸门,进行控制。 2.3 无线通讯设备SRM6100调制解调器 SRM6100无线调制解调器原是美国Data-Linc Group公司生产的军用产品,现应用于民用。它提供最可靠和最高性能的串行无线通讯方法,在2.4GHz-2.483GHz频段应用智能频谱跳频技术,在无阻挡物的情况下,两调制解调器之间的通讯距离可达32.18公里, 可实现PLC(可编程控制器)和工作站之间的无线连接。SRM6100应用跳频,扩频和32位误码矫正技术保证数据传输的可靠性。无需昂贵的射频点检测技术。射频数据传输速率为188kbps。并且不需要FCC点现场许可证。SRM6100支持多种组态,包括点对点通讯和多点通讯。多点通讯对子站数目无限制。并且SRM6100可做为中继器工作,以达到扩展通讯距离或克服阻挡物通讯的目的。 2.4 下位机可靠性处理 为了精确控制电动闸门的关闭,避免电动闸门在工作中出现过载破坏或关闭不严的现象,本系统在电动轴上安装了转矩传感器,用来监测闸门输出轴的转动力矩,以判断闸门是否关严、是否被卡住。闸门电动装置用于检测和控制闸门的开度,本系统在转动轴上安装了光电码盘,考虑到闸门可能出现频繁的正反转交替,为了避免错位和丢码,采用双光耦技术,光耦输出的两路信号经74221双单稳触发器进行整形,89C51的INT0和INT1对其进行计数、计时,并判断转动方向,计算闸门开度。电动闸门在工作中若出现异常现象,系统会自动报警,切断电机电源并显示故障情况。 2.5 下位机软件设计 下位机的软件设计分为闸门自动装置控制箱程序设计和串行口中断服务程序设计两部分。闸门自动装置控制箱程序设计主要完成数据采集、存储、显示、按键操作等功能,串行口中断服务的程序完成下位机向上位机数据的传送和用户设定参数的接收。控制箱程序的主框图如下: 3、上位机设计 上位机的软件部分采用VB6.0为开发工具,将各个功能模块化,分别解决相应问题,再将各个模块组装,构成上位机软件系统的优秀,上位机软件系统的结构如图3所示,通信模块位于最底层,其余模块功能的实现都直接或间接建立在此模块的基础上,本文利用VB的API函数编写串口通讯程序,程序的框图如图4所示。数据管理模块的主要作用就是为水位、流量、闸位等建立数据库,并对其进行管理。 4、结语 本文以国内某灌区为例,全面分析了灌区闸门自动化控制系统的整体结构及其设计,对其软件开发和硬件选择作了全面阐述,并总结了提高自动化系统可靠性的经验,为提高灌区现代化管理水平提供了有利的工具,具有较高的使用价值和广泛的应用前景。 自动化控制论文:上海闵行水厂排泥水处理的自动化控制 摘要:目前在全国自来水行业中,几乎没有一家自来水厂对排泥水处理自动化控制进行系统的研究和应用。前几年上海市自来水公司在对水厂排泥水处理工艺研究的基础上,在闵行水厂一车间(净水能力7×104m?3/d)进行了排泥水处理生产性研究。为了能与国际接轨,同时与目前水厂的自动化相适应,在确定合理的处理工艺后配以高度的自动化,使系统在PLC中央控制下达到自动运行的程度,为今后水厂排泥水处理自动控制提供了有益的设计依据和参数。 关键词:排泥水处理 自动控制 水能力 1 排泥水处理的自动控制 针对上述工艺,要实现自动运行,必须解决下列问题: ① 排泥水截留池如何自动控制; ② 如何自动排放浓缩池的浓缩污泥; ③ 平衡池的污泥量如何控制; ④ 如何自动配制PAM溶液; ⑤ 如何对离心脱水机的PAM加注进行自动控制; ⑥ 当某泵发生故障时,如何保证系统继续运行; ⑦ 作为一个排泥水处理工程,如何协调整个系统的运行。 2 各单体的自控原理与设计 2.1 截留池的运行控制模式 截留池主要用来收集沉淀池排泥水和离心脱水机的分离水,而后由输送泵将排泥水从截留池输送至浓缩池。水厂采用了智能化泵吸—虹吸排泥方式,排泥时间和排泥水量都随原水的浊度和泥沙沉降特性而变化。在截留池中安装一个液位仪,一个搅拌器(用于均匀池中的泥水浓度,不使泥沙沉淀下来)。通过截留池液位的高和低来控制输送泵和控制池中搅拌器的开和停。为了对进入浓缩池的排泥水量进行控制,在排泥水输送管道上安装了一个流量计,用来反映进入浓缩池的排泥水水量,并且采用变频器实施对输送泵的流量控制,达到对浓缩池进水流量的控制。 2.2 浓缩池的自控设计 浓缩池的作用是将较低浓度排泥水变成较高浓度的污泥水,而后送到平衡池。如何对较高浓度的污泥进行自动排放是浓缩池能否自动运行的关键。由于浓缩池运行时间和进浓缩池的排泥水水量具有不确定性,故定时排放污泥行不通;由于浓缩池液位稳定,故也不能用液位仪。这里唯一变化的是浓缩污泥的浓度,所以在浓缩池中设计安装一个浓度计,用污泥浓度数值的高和低来自动控制排泥泵的开和停,即浓缩污泥的排放。通过对开始排泥和终止排泥的污泥浓度值进行设置,可达到:①使浓缩池始终高效运行;②控制平衡池的污泥浓度。 2.3 平衡池的自控设计 平衡池是一个缓冲池,主要作用是保证进离心脱水机的污泥浓度稳定。对它的控制主要有两点:①池中污泥要均匀;②池中污泥水不能溢出,也不能排空,所以在池中安装一个液位仪和一个搅拌器。搅拌器的作用是均匀池中浓缩污泥浓度,不使泥沙沉淀下来。液位的高低则决定浓缩池排泥泵、离心机进泥泵和搅拌器的开和停。 2.4 配制自动化 高分子絮凝剂一般为颗粒状或粉末状固体,不能直接投放到污泥水中,必须采用一配制系统。该系统可分为五部分:①粉末储存器,用以储存足量的PAM固体;②螺旋投加器,由两支小型螺旋输送杆组成,用以均匀地将PAM固体送入斗型输送器,它的出口开启、关闭受一时间继电器控制;③斗型输送器与水射器,用来承接PAM固体,并使之与水均匀混合而后送至搅拌熟化池;④搅拌熟化池,用以搅拌PAM与水的混合液,让PAM与水充分混合熟化;⑤投加池,用以承接搅拌熟化池来的PAM溶液,以供PAM投加泵投入离心机中。整个配制系统应能如下运行:首先确定配制浓度,计算出投加固体量和投加时间,而后通过时间继电器确定投加时间。一旦固体投入漏斗后,则自来水将与固体料混合,并由压力水通过水射器送至搅拌池搅拌熟化,搅拌池溶液达到某液位时,水源自动关闭。当投加池PAM溶液用到某低液位时,系统将自动打开搅拌池的投放出口,配制好的PAM溶液由搅拌池送至投加池,然后系统自动再配制溶液,整个系统能周而复始自动配制溶液以用于离心脱水机的PAM絮凝剂投加。 2.5 离心脱水机及加药量的自控 离心脱水机的作用是将浓缩污泥进行固液分离,是固液分离好坏的关键脱水机械。要使泥与水能很好地分离,除了离心机的转速、差速控制因素之外,PAM投加量的自动控制是至关重要的。投加量的控制涉及到进泥量、进泥浓度、加注量和加注率的选定。对这些问题的设计思路是:①对进泥浓度进行监测,在平衡池中安装了一个污泥浓度计,以显示进入离心机的浓缩污泥浓度;②对进泥量进行监控,在进泥管道上安装一个流量计,在污泥泵上加一个变频器控制,以控制进泥量;③加注量则采用计量加注泵来控制PAM絮凝剂的加注,PAM絮凝剂则完全由PAM自动配制系统供应,这样能完美地实施离心脱水机和加药量的自动控制。 2.6 泵的故障排除 对每一环节中的泵都配备一台备用泵,并对每一污泥泵安装流量传感器,设置流量报警,对进离心机的污泥泵设置压力报警,同时每个泵给出一个运行状态信号,一旦某泵发生故障,备用泵能自动切换。泵的轮番使用通过PLC进行。 2.7 全系统的控制 系统采用了SLC 500小型可编程控制器族作为中央控制,它具有一个固定的控制器以及模块化控制器,模块化控制器在系统配置方面相当灵活,配以各类继电器就能设计一个用于本系统的控制器系统,使各单位协调运作,以达到运行的自动化。 与此同时也采用Panelview 550扁平面板终端设备提供快速和直观的显示。整个系统控制灵活、显示直观、设置简便、操作容易。 3 系统的运行自控 3.1 截留池的运行 沉淀池排泥水经管道流入截留池,池中液位开始上升。PLC接收来自截留池液位仪的信号,当达到某一高度后,PLC发出指令,开启输送泵,排泥水由输送泵送至浓缩池,输送量则由流量计显示并反馈到PLC,PLC可通过变频器对输送泵进行流量控制。 在实际运行中,设置输送泵启动液位为1.5m,停止液位为1.0m;搅拌器的启动为1.0m,停止为0.5m;输送的排泥水量为80~150m3/h。 3.2 浓缩池的运行 浓缩池一旦进水即开始运行。池中的浓度计连续监测池中某点位污泥浓度的变化,信号随时反馈给PLC。当达到某一浓度后,PLC发出指令开启浓缩池至平衡池的排泥泵,较高浓度的浓缩污泥就被送入平衡池积蓄起来。 沉淀池停止排泥之后,截留池的水位会慢慢下降,PLC收到截留池低液位信号后发出指令,停止输送泵运作,浓缩池也停止运行。但排泥泵的运行会降低浓缩池内污泥浓度,PLC在收到浓缩池浓度计的低浓度信号后即发出指令,停止排泥泵运行。 在实际运作中,将排泥泵的启动设置在池内污泥浓度为1.0%,停止浓度为0.1%。 3.3 平衡池的运行 平衡池的运行主要通过对浓缩池排泥泵的限定设置以及对离心机进料污泥泵的限定设置来控制。? 在实际运作中,设置排泥泵的启动液位为3.0 m,停止为3.5 m。这样,整个排泥水的收集、浓缩、积蓄就在PLC控制下周而复始,自动运行,无人操作。 3.4 离心机污泥脱水的运行 PLC收到离心机开启信号后,延时发出指令,自动开启离心机进泥泵、PAM加注计量泵和螺旋输送器,并接受来自进泥流量计和加注计量泵的信号。根据平衡池污泥浓度计的数值、进泥流量计的数值、PAM配制浓度、最佳加注率,就可以确定计量投加泵的流量,并通过PLC设置。这样PLC自动控制PAM加注泵变频器的设定频率值以控制投加量,离心脱水机对浓缩污泥的固液分离就可自动进行。 在实际运行中,PAM投加量的确定须依据进泥量和进泥浓度而定,加注率一般设定在1.0~1.5 kg/t干泥。 对所有泵都配有报警装置和备用泵并通过PLC控制,一旦运行泵发生故障,报警信号发至PLC,则PLC会自动控制切换备用泵运行,以保证在对故障泵进行维修时不影响系统的连续自动运行。 4 结论 综上所述,采用PLC作为中央控制,配以液位仪、浓度计、流量计作为一级仪表组合,自动连续监测运行状况,并将监测值实时送到PLC。PLC发出指令,指令会通过中间开关继电器和变频器,对系统的泵等设备进行开停、流量变化等控制,以达到运行的高度自动化。? 通过PLC的终端显示面板,也可以随时对运行参数进行重新设置,以达到最佳运行条件。在整个系统的运行中,达到了无人操作的程度。 自动化控制论文:水工业自动化控制技术的发展趋势 摘要:工业自动化领域的发展趋势:控制系统的智能化、分散化、网络化及管理控制一体化。 关键词:水工业 自动化控制技术 1 控制系统的智能化、分散化、网络化 工业自动化领域的发展趋势之一是控制系统的智能化、分散化、网络化,而现场总线的崛起正是这一发展趋势的标志。 1.1现场总线的崛起 半个多世纪以来,工业自动化领域的过程控制体系历经基地式仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统(DCS)等4代过程控制系统,当前我国水工业自动化的主流水平即处于以PLC为基础的DCS系统阶段。这里要说明一点,DCS既是一个过程控制体系的名称,有时也表示为由制造厂商出售的一个起完整作用而集成的集散控制系统产品,这种DCS系统相对较为封闭,而目前水工业自动化的DCS系统多数是由用户集成的,因此相对较为开放。 与早期的一些控制系统相比,DCS系统在功能和性能上有了很大进步,可以在此基础上实现装置级、车间级的优化和分散控制,但其仍然是一种模拟数字混合系统,从现场到PLC或计算机之间的检测、反馈与操作指令等信号传递,仍旧依靠大量的一对一的布线来实现。这种信号传递关系称之为信号传输,而不是数据通信,难以实现仪表之间的信息交换,因而呼唤着具备通信功能的、传输信号全数字化的仪表与系统的出现,从而由集散控制过渡到彻底的分散控制,正是在这种需求的驱动下,自20世纪80年代中期起,现场总线便应运而生,并通过激烈的市场竞争而不断崛起。 现场总线是应用在生产现场的全数字化、实时、双向、多节点的数字通信系统。现场总线技术将专用的CPU置入传统的测控仪表,使它们各自都具有了数字计算和通信能力,即所谓“智能化”;采用可进行简单连接的双绞线、同轴电缆等作为联系的纽带,把挂接在总线上作为网络节点的多个现场级测控仪表连接成网络,并按公开、规范的通信协议,使现场测控仪表之间及其与远程监控计算机之间实现数据传输与信息交换,形成多种适应实际需要的控制系统,即所谓“网络化”;由于这些网上的节点都是具备智能的可通信产品,因而它所需要的控制信息(如实时测量数据)不采取向PLC或计算机存取的方式,而可直接从处于同等层上的另一个节点上获取,在现场总线控制系统(FCS)的环境下,借助其计算和通信能力,在现场就可进行许多复杂计算,形成真正分散在现场的完整的控制系统,提高了系统的自治性和可靠性。 FCS成为发展的趋势之一,是它改变了传统控制系统的结构,形成了新型的网络集成全分布系统,采用全数字通信,具有开放式、全分布、可互操作性及现场环境适应性等特点,形成了从测控设备到监控计算机的全数字通信网络,顺应了控制网络的发展要求。 1.2现场总线的现状和标准化问题 目前,国内、外的现场总线有60几种之多,由于这一新技术所具有的潜在而巨大的市场前景,在商业利益的驱动下,导致了近年来制订现场总线国际标准大战。在市场和技术发展需要统一的国际标准的呼声下,修改后的IEC 61158.3~6标准最终于2000年1月4日获得通过。该标准包括了8种类型的现场总线子集,它们分别是:①基金会现场总线FF(原有的技术规范IEC 61158);②Control Net;③Profibus;④P—Net;⑤FF HSE;⑥Swift Net;⑦Word FIP;⑧Intferbus。这8种现场总线中,④、⑥是用于有限领域的专用现场总线;②、③、⑦、⑧是由PLC为基础的控制系统发展而来,本质上以远程I/O总线技术为基础,通常不具备通过总线向现场设备供电和本征安全性能;①、⑤则由传统DCS控制系统发展而来,具有总线供电和本征安全功能;①、⑧属于现场设备级总线,②、⑤属于监控级现场总线;③、⑦则是包括两个层次的现场总线。 以上8种类型的现场总线采用完全不同的通信协议,例如:Profibus采用的是令牌环和主/从站方式;FFHSE是CSMA/CD方式;WordFIP是总线裁决方式。因此,要这8种现场总线实现相互兼容和互操作几无可能。面对这种多总线并存的局面,系统集成将面临更为复杂的任务,系统集成技术也将会有很大的发展。 1.3现场总线的新动向—工业以太网 长期以来的标准之争,实际上已延缓了现场总线的发展速度。为了加快新一代系统的发展,人们开始寻求新的出路,一个新的动向是从现场总线转向Ethernet,用以太网作为高速现场总线框架的主传。以太网是计算机应用最广泛的网络技术,在IT领域已被使用多年,已有广泛的硬、软件开发技术支持,更重要的是启用以太网作为高速现场总线框架,可以使现场总线技术和计算机网络技术的主流技术很好地融合起来。为了促进Ethernet在工业领域的应用,国际上成立了工业以太网协会,开展工业以太网关键技术的研究。此外,开发设备网供应商协会(ODVA)已经了在工厂现场使用以太网的全球性标准——以太网/IP标准。该标准使用户在采用开放的工业应用层网络的同时,能利用可买到的现成的以太网物理介质和组件,也即由多个供应商所提供的可互操作的以太网产品。随着网络技术的发展,以太网应用于工业领域所要面对的网络可确定性问题、环境适应性问题、包括总线供电和本征安全问题都会迅速得到解决。 2 管理控制一体化 工业自动化领域的另一个发展趋势是管理控制系统的一体化。 2.1何谓管控一体化 在市场经济与信息时代的飞速发展中,企业内部之间以及与外部交换信息的需求不断扩大,现代工业企业对生产的管理要求不断提高,这种要求已不局限于通常意义上的对生产现场状态的监视和控制,同时还要求把现场信息和管理信息结合起来。管控一体化就是建立全集成的、开放的、全厂综合自动化的信息平台,把企业的横向通信(同一层不同节点的通信)和纵向通信(上、下层之间的通信)紧密联系在一起,通过对经营决策、管理、计划、调度、过程优化、故障诊断、现场控制等信息的综合处理,形成一个意义更广泛的综合管理系统。 2.2现场总线为管控一体化铺平了道路 企业信息网络是管控信息集成的基本条件,没有信息网络就不可能实现企业横向和纵向信息的沟通和汇集,建网的目标在于实现全企业范围内的信息资源共享,以及与外部世界的信息沟通。 水工业和一般企业网络大致可分为3层,即企业管理层,过程监控层和现场控制层。 管控一体化解决方案中的现场控制层由现场总线设备和控制网段构成,把传统的集散系统控制站(如水处理企业的PLC分站)的功能分散到了现场总线设备,此时的控制站实际是一个虚拟的控制站。现场总线技术与产品所形成的底层网络,充分发挥其使测控设备具有通信能力的特点,为控制网络与通用数据网络的连接提供了方便。企业信息网络是管控一体化的基础,现场总线则为构建管控一体化网络铺平了道路;过程监控层由局域网段以及连接在局域网段的担任监控任务的工作站或控制器组成,现场总线网络通过现场总线接口与过程监控层相连,或者监控层直接由现场总线来担当;监控站可以完成对控制系统的组态,执行对控制系统的监控、报警、维护及人机交互等功能;企业管理层由各种服务器和客户机等组成,用于集成企业的各种信息,实现与Internet的连接,完成管理、决策和商务应用的各种功能。 2.3管控一体化的支持环境与系统集成 基于系统之间横向数据交换及控制系统与管理层和现场仪表间纵向数据交换日益增加,现场总线的应用越来越广泛,制造厂商的产品也日益开放。由于多种总线并存已成定局,管控系统建立统一的数据管理、统一的通信、统一的组态和编程软件的一体化解决方案受到了各厂家的重视。同时,采用分布式网络系统,采用C/S或B/S结构,可以在实现企业各层次功能模型的同时,实现网络连接在结构上的简化,从而形成以实时和关系数据库为中心的数据集成环境,为实现数据资源共享的目标奠定了基础。 如前所述,在多总线并存的局面下,系统集成成为实现管控一体化信息系统的中心任务。系统集成是要按照一定的方法和策略将相同或不相同厂商的现场总线产品相互连接,并使上层应用与下层现场设备之间完成双向数据沟通,使之成为一个可以满足用户需求的整体。因此,系统集成既包括硬件产品的集成,也包括软件产品的集成。对硬件集成来说,需要借助网桥、网关沟通总线接口。一般同种总线的网段采用中继器实现网段的延伸,采用网桥实现不同速率网段之间的连接;不同类型的总线网段之间以及现场总线与以太网等异构网络之间采用网关实现互连,如公司与生产厂或其他部门距离较远时,采用公共数据网或电话网来实现局域网的连接,这在水工业的城市污水处理和截流系统、自来水厂站之间及供水管网调度系统等方面也是经常会遇到的问题。因此可以预计,今后这类通信接口产品将会变得很热门,从软件集成来说,通过OPC、ODBC等技术使得不同系统之间的准确、高速、大量的数据交换得以实现,能将实时控制、可视化操作、信息分析、系统诊断等功能集成到一个紧凑的软件包中,具有很大的硬件灵活性,并且可以提供与多种管理软件的连通性,从而可较为经济地解决管控系统之间的连接。 目前各个国家都在竞相开发自己的现场总线技术与产品,形成以现场总线为基础的一体化解决方案下的企业信息系统。现在已经推出产品的如西门子公司以Profibus总线为基础的PCS7、罗斯蒙特公司的基于FF总线的Plantweb等,管控一体化软件则有美国信肯通公司的Think DO、Lntellntion公司的iFIX等。 3 对水工业自动化发展的思考 综上所述,现场总线技术的发展,引起了自动化系统结构和自动化控制概念的变革,进一步推动了管控一体化企业信息系统的建立,它集计算机技术、信息技术和自动化技术为一体,成为流程工业自动化发展的趋势。随着市场经济的发展和加入WTO的临近,工业企业面临前所未有的发展机遇和愈加严峻的挑战,对企业的生产经营管理提出了更高的要求。管控一体化企业信息系统的建立,将是增强企业竞争力的重要途径,问题是对于水工业来说,这种必要性到底有多大?水工业尽管有自己的特殊性,但在实现生产过程和经营过程的整体优化,在保障运行安全的前提下获取最大的经济效益上与其他工业应是相同的。特别是信息技术的不断发展,网络的普及,将会使管控一体化的重要性日益显露出来,由以PLC为基础的集散型控制系统向以现场总线为基础的管控一体化分布式网络信息系统过渡是必然的。 要构建管控一体化网络,必先以现场总线所形成的底层网络为基础,但目前国内对现场总线技术的应用还比较迟缓,原因之一是观望和等待一个单一的现场总线国际标准的确立,但客观事实是IEC通过了8种总线标准,估计这种多总线并存的局面在短时间之内也不会改观;原因之二是现场总线在系统集成上存在困难,条件还不成熟,尤其是由国家支持研制开发的FF总线,其OEM产品的开发和应用也还要假以时日;此外还存在总线产品互操作性的认定和可靠性等方面的问题。因此在目前情况下,一方面要密切关注现场总线标准的新的发展动态,同时还应结合水工业的具体条件,对诸如如何保护和利用现有资源,对原来的DCS系统进行改造,选用何种总线以及如何组网和系统集成等问题加以研究和讨论,并建议国家城市给水排水工程技术研究中心成立一个机构,像建设部、科委下属智能建筑技术推广中心的LonWorks现场总线协作网一样,负责跟踪现场总线技术的发展、信息技术交流,指导行业对这一新技术的推广和应用,以促进水工业自动化发展的进程。 自动化控制论文:论长寿排水公司污水处理厂自动化控制 摘要:本文介绍了长寿污水处理厂实施自动化控制的实践,论证了自动化系统对污水处理运行管理的重要作用,提出了智能化是自控系统发展方向的观点。 关键词:污水处理厂 自动化控制 设备改造 1.污水处理可能对三峡库来说还算是一个新星的行业,在三峡库区新建的污水处理厂中,大部分设置了自动化控制系统,力求对整个污水处理过程实行全面监控。但由于这项工作尚处在实践摸索阶段,与国外水平相比存在较大差距,主要问题是: (l)主要控制设备功能不稳定,特别是在线仪表的准确性和稳定性来看,不能完全达到由计算机控制的要求。 (2)自控水平低,距智能化自动控制还有很大差距。 (3)运行条件变化范围大,某些工艺环节尚在不断调整。 (4)运行操作人员尚不能对工艺进行全方位控制操作。 由于以上条件限制,大多数污水处理厂的自控系统只能发挥监视和对部分设备进行远程控制的功能。长寿污水处理厂针对以上问题,自2003年5月试运行到现在来看,根据实际运行,并通过对部分设备的改造和完善,加之对现场运行操作人员的技术培训,使中控室具有集中控制、监视、现场故障报警等功能。操作人员可在中控室进行操作,为安全稳定运行提供了保障。 2. 长寿排水公司自控概况 长寿污水处理厂处理长寿区20万人生活污水及工业废水,我厂监控系统采用工业以太网集中控制系统。此系统包括1个监控中心(中控室)、6个现场PLC站(模拟屏PLC0、配电间站PLC1加药间站PLC2、脱水间PLC3、PLC4站和紫外光PLC5站)。配电间站主要控制提升泵站、格栅井、沉砂池、氧化沟、二沉池、回流泵站、剩余泵站、贮泥池的自动运行;模拟屏站主要对模拟屏的数据处理控制;加药间站主要是对加药间的自动控制;脱水间2个站分别对1号和2号脱水机进行自动控制,紫外光站是对紫外光消毒系统进行控制。中控室则对全厂设备的控制操作及监视。现场分站采用的PLC可编程控制系统是美国AB公司以太网系统。 3. 对设备的改造与完善 长寿污水处理厂从试运行以来,由于现场电气及机械设备存在一些问题,直接影响了自控系统的正常运行。根据存在的问题,结合实际运行情况及工艺要求,对自动化控制系统的现场控制设备进行了部分技术改造。 3.1 对现场一些设备进行改造 由于我厂增加了一台脱水机和PLC柜,为了把新增的这台脱水机PLC柜的运行信号联到中控室,避免重新进行布线。使用交换机联接两台脱水间PLC柜,通过一根信号线接到中控室交换机。改造现场和配电机曝气机的二次控制回路,解决了中控室不能控制曝气机启停的问题。 1号2号氧化沟的变频曝气机由于控制转换开关处在开关柜 控制和机旁控制方式时,变频器模拟量4~20mA电流输入电路断开,使得不能输入变频器运行频率,变频器控制失效,不能运行。经考虑,短接模拟量电流输入的转换开关控制回路。 变频器频率信号(模拟量)、运行信号(开关量)没有输出给 PLC,使得上位机无法判断曝气机是否运行。过后经自动化人员改进后,只给出变频器频率信号(模拟量),运行信号可有可无(开关量)。 3.2 对PLC源程序的修改、优化 试运行中,我厂由于采用的是巡检制度,将各分散值班点集中到中心控制室值班操作。所以必须对比较重要的报警参数根据实际情况做进一步的修改。通过对PLC可编程控制器的源程序进行修改、编译,主要是启停液位、报警液位、逻辑控制、出水流量、加药间液位、提升泵站液位差等。不仅实现了设备按工艺流程运行的要求,而且机械设备运行的准确性、安全性有了很大提高,电气故障大为减少。故障点检查也很方便,大大降低了电气设备的故障率,使现场自动运行更加稳定。更主要的是为自动化控制的顺利实现创造了条件。 另外对高压配电系统和一套独立的监控系统,如出现任何故障不仅有指示灯光报警,而且还配有语音报警系统,使值班人员一目了然,可清楚地判断故障发生的部位并做及时处理,避免事故的发生。 3.4 安装视频监视系统的 为了让操作人员真正在中控室控制全厂、监视全厂、管理全厂,长寿污水处理厂于2002安装了BAXALL系列摄像机视频监视系统。它配合原有的自控仪表,对进水粗格栅、细格栅、提升泵、排砂泵、搅拌机、砂水分离机、氧化沟曝气机、二沉池、回流泵站、剩余污泥泵站、脱水间、办公室等10多个场所的现场情况,进行24小时全天候监视。 这套视频监视系统运行可靠。在中控室里,通过对摄像机的遥控。可以监视全厂20多个部位工艺设备的运行情况。如果按工艺流程在现场巡查一遍,需要30分钟左右,而通过视频监视系统,几分钟就可以对全厂工况浏览一遍,大大提高了工作效率。 3.5 提升泵站和格栅井的控制 污水提升泵站安装两台潜水泵一用一备,在上位机设定常用/备用,按如下原理进行控制: 当泵站内水位达到1.70m时,一台泵启动 ; 当水位降至0.80m时,水泵停机,并发出报警信号。 粗、细格栅分别有时间控制/液位差控制,2种控制方法,我厂现在用的是时间控制。 格栅井安装粗、细格栅机两台,运行依据其前、后超声波液位差计测得的水位差进行控制。 当粗格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差超过20cm,粗格栅机、皮带轮输送机自动开机。 当粗格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差降至10cm,粗格栅机、皮带轮输送机自动停机。 当细格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差超过30cm,细格栅机、螺旋输送机,压榨机自动开机。 当细格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差降至20cm,细格栅机、螺旋输送机,压榨机自动停机。 粗格栅、细格栅还可以通过在上位机设定运行、停止间隔时间的方式定时开启停止。当格栅每运行15分钟后停15分钟。皮带输送机、螺旋输送机与格栅联动,及格栅运行时,同时运行。 两组涡流沉砂池,每组涡流沉砂池内安装一台搅拌机和排砂泵,搅拌机长期运行。排砂泵把池底的污物抽送至砂水分离器。排砂泵每运行10分钟后停20分钟,时用,砂水分离器与排砂泵同时工作,以上设备均可在中心控制室监控。 3.6 氧化沟的自动控制 本工程氧化沟设两组,日处理污水能力40000m3/d,每组氧化沟设计日处理能力2万m3/d。每组氧化沟PDSL-325(C)型倒伞型表面曝气机三台,其中1#,3#机组为恒速,逆时钟方向运转,单台机组充氧量为119kgO2/h;2#机组为变频调速,顺时针方向运转,单台机组充氧量为23~119kgO2/h,电机功率均为55KW;每组氧化沟安装两台溶解氧检测仪(DO仪)和一台污泥浓度检测仪(MLSS仪),一台DO仪和MLSS仪安装在接近出水口处,另一台DO仪安装在缺氧区。另一组氧化沟设备与该组氧化沟对称,倒伞型表面曝气机的运行按照氧化沟内溶解氧值(DO值)进行自动控制,其DO值以接近出水口处的DO仪的测定值为准。 当DO值在0.2mg/L DO值 1.2mg/L范围内时三台电机都开启;当DO值在1.2mg/L DO值 3.0mg/L范围内时开一台恒速机和一台变频调速机;其中变频调速机的调速频率分为五段(频率随着DO值减小而增大);当DO值在3.0mg/L DO值 4.0mg/L范围内时只开一台恒速机。如果DO值不在以上范围内那么开一台恒速机和一台变频调速机(频率固定)。 氧化沟内设一台污泥浓度(MLSS)测定仪,将MLSS测定仪测定值传送至中控室,用于调节活性污泥回流泵站及电动套筒阀的运行。 氧化沟内安装的各检测仪器(如DO仪、MLSS仪)的数据,由PLC1进行采集。然后PLC1将采集的数据通过控制层网络送至中控室用于控制相关设备运转。 3.7 回流泵站的自动控制 污泥回流泵站安装潜水轴流泵两台,按如下原理进行控制: 在泵站出水侧及吸水侧(套筒阀井处)各设一台超声波水位计,出水侧设两个水位,一个正常水位7.8m,一个报警水位8.4m,吸水侧设四个水位,一个正常水位5.30m,一个启动水位5.00m,一个高限报警水位5.80m,一个低限报警水位4.40m; 当两个氧化沟的污泥浓度同时高于3000mg/L时,开启1台污泥回流泵,如果其中任何一个氧化沟的污泥浓度低于3000mg/L时只开启2台污泥回流泵。 本控制程序能使两泵交替工作(统计工作时间),负荷均等,从而延长二泵工作寿命。 3.8 剩余泵站和贮泥池的自动控制 本泵站安装100QW70-7-3型潜水排污泵一台,其工作原理如下: 当贮泥池液位低于2.0m时,剩余污泥泵自动开启。当贮泥池液位高于4.5m时,剩余污泥泵站剩余污泥泵根据液位计信号自动停止运行,贮泥池液位在中心控制室显示及报警。另外,当贮泥池水位计超过贮泥池设定的最高水位或最低0.5m时,水泵亦由中控室控制自动切断水泵电源,泵站停止工作。 贮泥池安装超声波液位计,当液位为1.5m时,向脱水间PLC发出污泥泵停泵停止运行信号。 3.9 加药间的自动控制 溶解、溶液池为两组,每组2 m;每组内安一台搅拌机,和超声波液位计一套,工况一用一备; 溶解池加料加水后,搅拌机工作15分钟,搅拌机停车,溶液池的液位预报警(液位现场确定); 当一格溶解池最低液位时(液位现场确定),自动关停药液输出电磁阀同时开启另一溶液池的电磁阀; FeCl3液按照出水流量计信号自动调节频率,手动调节冲程控制投加量,使其出水水质达到国家一级排放标准。 3.10 紫外光的自动控制 紫外光消毒采用的是德国威得高系统,控制方式采用的是液位控制,并由液位控制出水的电动阀门自动行动,使液位始终保持在1.7m,紫外光灯启动±5%左右。 3.11 脱水间的自动控制 脱水间加药池设有一液位探头,当液位低于设计标准时,脱水机停止。 脱水机的控制主要还是以人工控制为主,操作人员在PLC柜在启停各个设备。 3.12 现场仪表的控制 我厂的主要仪表有:液位计、进水PH值、溶解氧、污泥浓度、COD在线仪、浊度仪、出水流量计(其中大部分的在线仪表都自带得有温度计)。 显示的具体形式以具体数值显示为主,操作人员可直观地读取各种数据。 3.13 高压配电系统监视功能 此功能主要是对高压配电及供电系统的开关是合是断,通过在上住机(CRT)显示来提示有关人员。具体显示以示意图的形式实现。 3.14 时间累计、故障次数和报警功能 主要功能是对所有设备运行的时间进行统计。报警功能是对设备运行出现的故障都有灯光和声音提示,准确及时地提示操作人员哪台设备出现了故障。故障出现时,运行设备立即停止运行。此部分功能的实现,为有关人员确定设备大修时间及日常保养次数提供了依据。 4. 自控系统的使用效果 4.1 快速准确地反映运行异常情况 当现场现出任何的异常情况,可通过监控系统和上位机系统一目了然的看出问题。有设备出现故障、上位机同时报警并停止该设备的运行,相应地计算机作故障情况记录,方便设备故障排除、管理、维护等。 4.2 促进了职工技求素质的提高 实行自控,运行人员合并值班操作,对职工素质的要求也相应地变为复合型,这就进一步激发了职工特别是青年职工学文化、学技术的积极性。 4.3 为降低运行成本创造了条件 5. 自控系统的发展前景是智能化 从长寿排水公司自动化控制水平看,只是完成了人对设备简单的机械性能的操作,这种系统在智能化高度发达的今天显得很粗糙。因为污水处理的可变因素很多,有水量、浓度、温度、气量、微生物状态、系统配水情况。供电情况、机械运行情况等等,是一个非常复杂的系统,只靠预先设定的简单程序就想控制好生产全过程是不可能的。我们需要一种更高级的控制系统,使之能对生产过程出现的各种数据给予采集、计算、分析,得出目前运行状态是否正常的结论,并能给操作人员以有益的提示,从而使自动化控制能够真正实现智能化。 自动化控制论文:滴灌系统的自动化控制的研究 摘要:本文介绍了引进的以色列先进的滴灌技术,同时从滴灌系统、节水效果到滴灌的自动化控制作了详尽阐叙,并对百果园第二期工程建设提出了滴灌系统的设想,以此范例,作出了在我国果园灌水实现滴灌自动化的一般方法和建议。 关键词:计算机 自动化 电磁阀 1 简介 是国家果茶良种场XX省优质果茶良种繁育场,是国家“九五”种子工程在湖南实施的重点项目,建于1998年8月,1999年三月由农业部授名为“国家(湖南)果茶良种场”。 厂址位于XX市西郊雷锋大道7公里处,占地面积620亩。为加速实施全省农业结构的调整,先后从美国?法国?埃及?日本及国内10多个省市科研育种单位引进优质果茶品种资源158个,优质果茶种苗40多万株,建成果茶母本园150亩。每年可向社会提供优质果茶苗木200多万株,果茶母(接)穗1万公斤以上,生产优质果茶产品1000吨以上。 果茶场也是省城第一座以品茶、园艺、垂钓为主题的农业观光园。这里空气清新,景色怡人。春有草莓、樱桃、“明前”茶;夏有枇杷、苹果、葡萄、桃、李、杨梅、无花果与瓜类;秋有板栗、柿、枣、梨、猕猴桃;冬有柑桔、橙类等。一年四季。百果飘香,是个名副其实的“百果园”。 该厂第二期工程将于2003年完成,面积将扩至1000多亩。年生产优质果茶苗木将达到1000万株,优质果茶产品产量也将成倍增加,更多的农业高新技术将落户该场。果茶苗木和产品的生产、检测、采后处理、加工和多种农业观光设施将全部完善和配置。届时,一个全新的高科技生态农业示范、观光园将会展现在你的面前。 百果园是农业高科技的结晶,而滴灌系统是其中的重中之重。百果园现建成的620亩果园,全部由从以色列引进的先进滴喷灌系统控制,该园地势起伏较大,最高处海拔达86.60m,最低处64.72m,传统灌水方式很难进行,而先进的滴灌系统由于对地形的适应能力强,而且特别适应山地丘陵地区,所以滴灌正好大施其能,由低处水库中取水,经过过滤加压,然后由遍布全园的各种管道把带有肥料、除虫剂的水准确地送到每片需水地园中,保证果树的正常需水。不过其系统自动化程度不高,全园仅能使用微机控制电磁阀的开启,不能精确实现作物的轮灌、对灌水时间和灌水量还不能实现有效的控制,有望进一步提高。 2 滴灌系统 滴灌就是滴水灌溉技术,它是利用低压管道系统,使滴灌水成点滴地、缓慢地、均匀而又定量地浸润作物根系最发达的区域,使作物主要根系活动区的土壤始终保持在最优含水状态。滴灌不同于传统的地面灌溉湿润全面积土壤,因此滴灌有节约灌溉用水量、促进作物生长和提高产量的作用,是一种很有发展前途的局部灌水技术。 百果园主要种植柑桔、葡萄、水蜜桃、茶等低矮果树,如果采用其它灌水方法,不仅浪费水资源,而且很难保证满足果树的需水量,而滴灌具有省水节能、省工省地省肥、操作简单,易于实现自动化、对土壤地形适应性强、保护和保持生态环境等优点,所以滴灌成为了百果园地首选。 2.1百果园滴灌系统的组成 百果园滴灌系统主要由水源、首部枢纽、输配水管网和尾部设备灌水器以及流量、压力控制部件和测量仪表等组成,如图所示。全园滴灌系统组成示意图: 1.水源 2.水泵 3.供水管 4.蓄水池 5.逆止阀 6.施肥开关 7. 灌水总开关 8.压力表 9. 主过滤器 10. 水表 11. 支管 12. 微喷头 13. 滴头 14. 毛管(滴灌带、渗灌管) 15.滴灌支管 16.尾部开关(电磁阀) 17.冲洗阀 18.肥料罐 19.肥量调节阀 20.施肥器 21.干管 2.1.1 水源 江河、湖泊、水库、井、渠、泉等水质符合微灌要求的均可作为水源,百果园采用从园中的水库中取水。 2.1.2 首部枢纽 百果园的首部枢纽包括泵组、动力机、肥料罐、过滤设备、控制阀、进排气阀、压力表、流量计等。其作用是从水库中取水增压并将其处理成符合微灌要求的水流送到系统中去。百果园中采用五级加压式离心泵,在水库中取水,现取现用,计划建一水塔蓄水。 2.1.3 输配水管网 输配水管网的作用是将首部枢纽处理过的水按照要求输送分配到每个灌水单元和灌水器。包括干、支管和毛管三级管道,毛管是微灌系统末级管道,其上安装或连接灌水器。微灌系统中直径小于或等于63毫米的管道常用聚乙烯(PE)管材,大于63毫米的常用聚氯乙烯(PVC)管材。百果园中干、支管采用PVC管和UPVC管,毛管采用PE管。 2.1.4 尾部设备 尾部设备是微灌系统的关键部件,包括微管和与之相联的灌水器(小微管、滴头、微喷头、滴灌带、渗灌头、渗灌管等)插杆等。灌水器将微灌系统上游所来的压力水消能后将水成滴状、雾状等施于所需灌溉的作物根部或叶面。 2.2 百果园滴灌灌溉系统 灌溉系统的第一期工程是由以色列的普拉斯托公司负责承建,全园采用先进的滴、喷灌相结合的微灌节水技术,是我国南方发展节水农业的典范,其具体情况见下: 2.2.1 设计原则 滴灌灌溉系统设计除了满足节水、节能、省力等之外,通常应遵循以下主要原则: ①必须满足果园果树生长对水分的要求; ②灌溉系统设计应结合耕作实际,便于操作; ③应使所选择的灌水方法既能满足作物的灌溉要求,又不因灌溉而造成病害、虫害的发生; ④在尽可能的情况下,灌溉系统设计时应考虑施肥及喷药装置; ⑤在尽可能的情况下,应使灌溉系统在满足灌溉要求的同时,工程建设的综合造价最小。 2.2.2 设计步骤 2.2.2.1资料的收集在系统设计时,必须掌握以下资料: ①地形资料:根据实际情况测绘大比例尺地形图,其中包括果园的平面布置、道路、水源位置、高差等。 ②土壤资料:主要是土壤理化性质、地下水埋藏深度和土层厚度等。土壤理化性质主要包括土壤类别、干容重、含盐情况、土壤田间持水率等。 ③气象资料:区域年均降雨量及季节分布、平均气温、极端气温(包括最高、最低气温)、最大冻土层深度、无霜期、蒸腾蒸发资料等。 ④水源资料:水源属性(个人或集体)、种类、水源位置、水质、含沙情况、水位、供水能力、利用和配套情况等。若水源为机井时,还应调查机井的静水位和动水位,当地下水水位较浅时,一定要调查清楚地下水位及其周年变化规律。若水源为渠水时,应调查清楚水源的含泥沙种类、含沙量、水位、供水时间、可能的配水时间等。同时,还应特别注意水源的保证率问题,不论是只用于果园的水源还是与周围大田混用的水源,都应考虑这个问题。 ⑤百果园作物种植资料:其中包括作物的种类、种植密度(其中最主要的是行距和株距)等。 ⑥百果园的环境资料:包括百果园周围的地形、交通和供电等。 2.2.2.2 灌水方法的选择灌水方法选择适当与否,除了影响工程投资外,还直接影响着灌溉系统的效益发挥和灌溉保证率。因此,应根据作物种类、作物的种植制度、种植季节、水源情况、果园设施情况、工程区社会经济情况等,合理地选择相对投资较省、灌溉保证率较高且有利于果园果树生长的灌水方法。百果园灌溉系统的灌水方法采用以滴灌为主,滴喷灌相结合的方式。 2.2.2.3 滴灌系统布置,百果园滴灌系统的管道分干管、支管和毛管等三级,布置时干、支、毛三级管道要求尽量相互垂直,以使管道长度和水头损失最小。通常情况下,园内一般出水毛管平行于种植方向,支管垂直于种植方向。 2.2.2.5 滴灌系统控制灌溉面积大小的计算在灌溉水源能够得到充分保证的条件下,滴灌面积的大小取决于管道的输水能力。对于水源流量不能满足整个区域需要时,滴灌面积为 2.2.2.6 管网水力计算滴灌系统各级管道布置好以后,即可从最末端或最不利毛管位置开始,逐级推算各级管道的水头损失(包括沿程水头损失和局部水头损失)。在设计中,同一条支管上的第一条毛管最前端出水孔处水头与最末一条毛管最末端出水孔处水头之间的差值,不超过滴头设计工作压力的20%,流量差值不超过10%;对于采用压力补偿式滴水器时,仅要求区域内滴头流量差值不超过10%,并据此确定支、毛管的最大设计长度;在滴灌中,由于管网中水流压力通常小于0.3兆帕,所以多选用PVC塑料管道。 管道中水流在运动过程中的压力损失通常包括沿程阻力损失和局部阻力损失。工程设计中塑料管道的沿程阻力损失常选用式(4-1 6)、(4-17)计算,局部阻力损失常用式(4-18)计算。 ①沿程阻力损失hf 当管道有多个出水口时,管道的沿程阻力应考虑多口出流对沿程阻力的折减问题,多口出流折减系数k,对应计算公式 工程设计中为了计算方便,局部阻力损失也常按沿程阻力损失hf的10%估算。 2.2.2.7 管道系统设计包括各级管道的管材与管径的选择、各级固定管道的纵剖面设计、管道系统的结构设计。 ① 管材的选择:可用于灌溉的管道种类很多,应该根据滴灌区的具体情况,如地质、地形、气候、运输、供应以及使用环境和工作压力等条件,结合各种管材的特性及适用条件进行选择。一般情况下,对于地理固定管道,可选用钢筋混凝土管、钢丝网水泥管、石棉水泥管、铸铁管和硬塑料管。钢管易锈蚀和腐蚀,最好不要选用。随着材料工业的发展,地埋管道多选用塑料管。选用塑料管时一定要注意,不同材质的塑料管在几何尺寸相同的情况下可承受的工作压力相差甚远,特别是在使用低密度聚乙烯管(PE管)时,一定要注意管壁的厚度是否达到了能承受系统所要求压力的厚度,若没有达到,千万不能使用,否则将会埋下隐患,造成运行时管道发生爆破,甚至导致整个管道系统瘫痪。用于滴灌地埋管道的塑料管,最好选用硬聚氯乙烯管(UPVC管)。对于口径150毫米以上的地埋管道,硬聚氯乙烯管在性能价格比上的优势下降,应通过技术经济分析选择合适的管材。塑料管经常暴露在阳光下使用,易老化,缩短使用寿命。因此,地面移动管最好不采用塑料管。 ② 管径的选择:当轮灌编组和轮灌顺序确定之后,各级管道在每一轮灌组所通过的流量即可知道。通常选用同一级管道在各轮灌组中可能通过的最大流量,作为本级管道的设计流量,依据这个设计流量来确定管道的管径。若某一级管道,其最大流量通过的时间占管道总过水时间的比例甚小,也可选取一个出现次数较多的次大流量,作为管道的设计流量来确定管径。同一级管道的不同管段通过的最大流量不同时,可分段确定设计流量。(a)支管管径的确定:支管是指直接安装竖管和滴头的那一级管道。支管管径的选择主要依据灌溉均匀的原则。管径选得越大,支管运行时的水头损失就越小,同一支管上各滴头的实际工作压力和灌水量就越接近,灌溉均匀度就越接近设计状况。但这样增大了支管的投资,对移动支管来说还增加了拆装、搬移的劳动强度。管径选得小,支管投资减少,移动作业的劳动强度降低,但由于运行时支管内水头损失增大,同一支管上各滴头的实际工作压力和灌水量差别增大,结果造成果园各处受水量不一致,影响滴灌质量。为了保证同一支管上各滴头实际出水量的相对偏差不大于20%,国家标准GBJ85-85规定:同一支管上任意两个滴头之间的工作压力差应在滴头设计工作压力的20%以内。显然,支管若在平坦的地面上铺设,其首末两端滴头间的工作压力差应最大。若支管铺设在地形起伏的地面上,则其最大的工作压力差并不见得发生在首末滴头之间。考虑地形高差Z的影响时上述规定可表示为 许的水头损失即为从式(4-20) 可以看出:逆坡铺设支管时,允许的hw的值小,即选用的支管管径应大些;顺坡铺设支管时,因Z的值本身为负值,其允许的hw的值可以比0.2hp大些,也就是说因支管顺坡铺设时,因地形坡降弥补了支管内的部分水力坡降,选用的支管管径可适当的小些。 当一条支管选用同管径的管子时,从支管首端到朱端,由于沿程出流,支管内的流速水头逐次减小,抵消了局部水头损失,所以计算支管内水头损失时,可直接用沿程水头损失来代替其总水头损失,即h'f=hw,式(4-20)可改写为 滴头选定后,满头的设计工作压力可从滴头性能表中查得。两滴头进水口高程差(实际上就是两滴头所在地的地面高差)可以从系统平面布置图中查取。则h'f即可求出。利用公式h'f=FfLQm/db,在其他参数已知的情况下反求管径d,d就是该支管可选用的最小管径的计算值。因管材的管径已标准化、系列化。因此,还需按管材的标准管径将计算出的管径规范取整。对滴灌系统的支管,考虑到运行与管理的方便,最大的管径一般不超过100毫米,并且应尽量使各支管取相同的管径,至少也需在一个作业区中统一。对于固定管道式滴灌系统,地理支管的管径可以不同,但规格不宜太多,同一条支管一般最多变径两次。 (b)支管以上各级管道管径的确定:一般情况下,这些管道的管径是在满足下一级管道流量和压力的前提下按费用最小的原则选择的。管道的费用常用年费用来表示。随着管径的增大,管道的投资造价(常用折旧费表示)将随之增高,而管道的年运行费随之降低。因此,客观上必定有一种管径,会使上述两种费用之和为最低,这种管径就是我们要选择的管径,称之为经济管径。经济管径中对应的流速称为经济流速。图4-7就是用最小年费用法计算经济管径的原理示意图。用这种方法确定管径概念清楚,但计算相当繁琐,往往需要分别计算出多种管径的年投资和年运行费,比较后再确定。随着科学技术的进步,计算机技术的飞速发展,许多优化设计方法,如微分法、动态规划法等已在管道灌溉管网的设计中得到应用,具体方法可参阅有关书籍。 对于规模不太大的滴灌工程,也可用式(4-22)、式(4-23)的经验公式估算管道的直径: 容是确定各级固定管道在平面上的位置及各种管道附件的位置。管道的纵剖面应力求平顺,减少折点,有起伏时应避免产生负压。 ⅰ 埋深及坡度:地埋管的埋深指管径距地面的垂直距离,埋深应根据当地的气候条件、地面荷载和机耕要求确定。一般管道在公路下埋深应为0.7~1.2米;在农村机耕道下埋深为0.5~0.9米。地埋管的坡度主要视地形条件而定,同时也应考虑地基好坏及管径大小。一般在地形条件许可的情况下,管径小、基础稳定性好的管道坡度可陡一点;反之应缓些。总的来说,管道坡度不得超过1:1,通常控制在1:1.5~1:3以下。 ⅱ 管道连接及附件:地埋管道的连接多采用承插或黏接的形式,转向处用弯头,分水处用三通或四通接头,管径改变处采用异径接头,管道末端用堵头。为方便施工和安装,同类管件应考虑其规格尽量统一。 为了按计划进行输水、配水、管道系统上应装置必要的控制阀。白果园中为了实现灌水的有效控制,设置了30多个电子阀.而且各级管道的首端还设了进水阀或水分阀;当管道过长或压力变化过大时,设置节制阀。为保证管道的安全运行,还安装一些附设装置。自压系统的进水口和各类水泵吸水管的底端应分别设置拦污棚和滤网,管道起伏的高处应设排气装置,自压系统进水阀后的干管上设高度高出水源水面高程的通气管,管道起伏的低处及管道末端设泄水装置,管道可能发生最大水锤压力处设置安全阀。 2.3 评价 从整体上来看,XX白果园的滴灌系统是建设的比较完善的一套滴水灌溉系统,设计施工都符合现代滴灌的要求,是一套先进的现代化滴水灌溉系统,而且产生了很好的经济效果。不过当时考虑到经济条件的限制,其毛管采用了单行直线布置,灌水均匀度不高,鉴于对多种毛管布置形式的比较分析,笔者认为百果园应改进为双行毛管平行布置;而且其控制系统自动化程度不高,全园仅能使用微机控制电磁阀的开启,不能精确实现作物的轮灌、对灌水时间和灌水量都不能实现有效的控制,故需进一步对其控制系统加以设计改进。正在建设的二期工程应该吸收一期工程中的好的经验,改进一期工程中的不足,特别是应该实现灌水的全自动控制。 3 灌溉自动化控制系统 灌溉中的滴灌系统,能很方便实现自动化控制,灌水的自动化控制能有效的实现节水灌溉,也是农业实现现代化的要求。对微灌的自动化控制,根据控制系统运行的方式不同,一般可分为手动控制、半自动控制和全自动控制三类: ①手动控制系统 系统的所有操作均由人工完成,如水泵、阀门的开启、关闭,灌溉时间的长短,何时灌溉等等。这类系统的优点是成本较低,控制部分技术含量不高,便于使用和维护,很适合在我国广大农村推广。不足之处是使用的方便性较差,不适宜控制大面积的灌溉。 ②全自动控制系统 系统不要人直接参与,通过预先编制好的控制程序和根据反映作物需水的某些参数可以长时间地自动启闭水泵和自动按一定的轮灌顺序进行灌溉。人的作用只是调整控制程序和检修控制设备。这种系统中,除灌水器、管道、管件及水泵、电机外,还包括中央控制器、自动阀、传感器(土壤水分传感器、温度传感器、压力传感器、水位传感器和雨量传感器等)及电线等。 ③半自动控制系统 系统中在灌溉区域没有安装传感器,灌水时间、灌水量和灌溉周期等均是根据预先编制的程序,而不是根据作物和土壤水分及气象资料的反馈信息来控制的。这类系统的自动化程度不等,有的一部分实行自动控制,有的是几部分进行自动控制。 为了对先进的滴灌自动化控制系统有具体认识和了解,下面我们将对滴灌的自动化控制作详细介绍: 3.1 滴灌首部控制枢纽 滴灌自动化系统的基本控制方法有:时间控制、水量控制和反馈控制三种。时间控制系统是按预定好的时间放水或关水;水量控制系统是按照设计的配水量放水或关水;反馈控制系统是根据灌区内湿度感受器的反应,然后将信号传送到首部控制枢纽部分来关水或放水。滴灌系统更便于完全实现自动化,这在地多人少、劳力紧张的边远地区,沙漠地带的防护林区,铁路路基沿线,经济力量雄厚的城郊蔬菜种植区显得特别重要。目前,国外发达国家在滴灌区普遍使用了计算机管理系统,并通过专用的滴灌系统软件来控制和检测作物生长、土壤状况和气象趋势,取得了良好的效果。大大提高了现代化的土壤水分、作物生长测定技术的可能性和实用性,具有农艺上的综合性,为人们充分利用现代化仪器设备在滴灌系统中应用提供了巨大的潜力。滴灌系统软件根据作物对水分的需求和土壤墒情制定出合理的灌溉计划和作物管理计划。 3.2 作物生产管理计划制定 控制软件系统应能提供一套科学的管理系统,它通过提高作物产量和品质以及减少用水量来提高水分利用效率,能给农民及有关用户提供一套针对灌溉方案制定作物生产管理的先进、完善的管理系统,用户能够使用它获得他们的每一块农田的土壤水分状况图,方便的数据资料存取能够得到每一块农田的准确土壤水分含量,还能够确定准确的日水分利用量,能够给每块农田制定出合理的灌溉管理决策,能够根据每一块农田各自的灌水量需求对不同农田进行灌溉优先排序,以便制定优化灌溉计划使农场或用户获得整体最高产量。 控制软件系统应能允许灌溉管理者根据作物水分需求和作物对灌溉的反应制定合理的灌溉计划,作为一个完整的灌溉计划和作物生产管理软件包,它能够对灌溉决策的制定和作物管理进行数据资料存储、运算处理、显示输出。土壤水分数据资料主要由中子探测仪、石膏电阻块和张力计测定获得。天气数据资料由自动气象站获得,作物生长资料如籽粒大小(直径)、株高和叶片硝酸盐含量等可直接田间测定,根据相应的作物响应,作物生长资料结合土壤水分资料能够制定出合理的灌溉计划,通过实际调查能够提高作物产量、品质和水分利用效率的管理技术能够详细地验证作物生长、土壤水分和气候之间的关系,因此能很好地解决一些灌溉管理和作物生长问题,其中包括过量灌溉导致的灌溉水排渗问题、肥料向根部以下淋溶损失问题以及为了达到高产稳产目标的籽粒重和穗粒数或结果率的控制管理问题。 3.3 滴灌系统灌溉计划制定 滴灌系统灌溉计划一般是指确定何时进行灌溉及应该的灌溉量,灌溉计划的应用可消除代价巨大的不可预测的农业灾害,如在作物生长临界期由于土壤类型和作物自身生长能力,不同的农田具有不同的土壤水分亏缺量和日水分利用量,因此不同的农田需要不同的灌溉计划。农民通过土壤水分测定技术利用软件处理和显示不同层次土壤水分特征,能加深对发生于土壤内的各种过程的理解,以便进行更精细的灌溉计划和灌溉管理决策的制定,以确保土壤水分总是保持作物生长所需的最佳含水量。 当土壤水分和被作物利用的水分的准确数量被测定后,通过软件可以计算下一次滴灌的日期和准确的灌水量,它将考虑当前每天水分利用状况、天气变化和历史资料来帮助管理者制定以后的灌水计划。它把农田从最干到最湿分为不同等级。了解需要灌溉补充的水量有助于协调不同用户之间和同一用户内部的水分供给,充分了解雨后何时开始灌溉能使农民最大限度地利用自然降水,而把灌水过多和灌水不及造成地危险减到最小。 3.4 土壤水分时间图和深度图的应用 3.4.1 时间图 时间显示某一指定土壤容积含水量、根区土壤含水量或作物响应随时间的变化。时间图的基本显示:直线表示根区土壤含水量的饱和点和需灌溉补充点;供给的和有效的灌溉和降雨情况;箭头指示预测的灌溉日期;关于水分饱和点、需灌溉补充点、当前和过去的土壤水分测定值及计划安排的灌水日期和灌水量的总结表;作物生长及其对灌溉管理技术措施的响应;该软件所做的时间图可进行大小调整,通过调整纵坐标轴上的最大值和最小值及横坐标上的日期范围能够把图形中用户想要的区域或作物生长期内的某特定阶段的图形放大。图形能够进行叠加来同时比较不同地点的田块或不同年份的数据。当季和前季的作物的生长,土壤水分和天气资料的叠加图形比较灌溉管理达到高度的协调一致。用户可以选择任何关键数据来建立相互作用关系图。 3.4.2 深度图 深度图显示土壤容积含水量沿土壤剖面随深度的变化而变化的情况,通过该软件和现代化仪器结合能够迅速直接测定和分析土壤水的剖面分布情况。根区吸收水分模式可以在深度图中看到,对深度图分析能使农民确定每一种农作物包括块根作物在土壤剖面中被研究的土壤体积范围和土壤剖面的每一深度层的作物利用的水分数量、土壤紧实度、土壤质地变化、高石灰岩含量、地下水位和盐分等问题能够通过对根部活动的仔细分析而发现。深度图也可以用来确定渗入和排出土壤剖面的水分的运动状况及深度和数量,从中能够给定灌溉饱和点和需灌溉补充点的准确设计值。灌溉或降水后从土壤的根区排出的水分数量能够通过深度图准确测定,根据可以调节灌溉所用时间以避免水分从土壤剖面排出而损失,控制土壤剖面排出水的数量将防止地下水水位地升高和土壤养分的淋溶损失,同时也将降低灌水及滴灌水及抽水的成本。深度图是一个非常有用的工具,能够解决在不同类型土壤中灌溉水的水平和垂直运动的关键问题,通过分别绘制灌溉前和灌溉后距滴管不同距离的各个点的土壤水分含量图可比较灌溉水的运动状况,用户能够利用研究所得的结果来减少水分和肥料排渗,同时确保作物根系能够一直得到适量的水分。 3.5 软件的程序特点 3.5.1程序结构 滴管软件的数据存储于一个树状结构,这使得制定灌溉方案是查询数据资料非常方便。管理人员可能负责管理几个农场或几块农田,每个农场或农田可能有许多检测点,每一个检测点都有一套不同时间收集的实际测定的读数记录。输入的数据经过计算机软件处理,能显示有关每一单个田块的详细资料,还能够向农民分别显示每一年的作物种植的详细资料。能够显示农场的每个监测田块或某一年份的每一监测点的情况,指明灌溉饱和点和需灌溉补充点,当前作物日水分使用情况,土壤水分平衡和预测出的三次灌溉的日期,土壤水分含量和作物日用水量的测定值,对未来作物在整个生长季节的长期的用水量作出估算。显示某一具体的时期的每一深度层的土壤水分含量的读数记录和根区的总水分含量,同时显示土壤水分需要量,中子仪测定并估算的日水分使用量。利用滴灌软件可进行数据资料综合分析,从中总结重要的信息形成报告,以帮助制定每日的管理决策方案。同时也可以编辑出前几个生长季的作物生长、水分管理。土壤等数据资料,并进行综合分析,为以后的灌溉方案制定提出更合理更完善的评价标准。该软件程序的所以结构层次能为所选择的农场、监测点和某一日期建立报告。报告分为五种:深度图、时间图、记录读数报告。监测点报告和灌溉计划报告。用户可以根据自己的需要已及自己微机系统对程序进行修改编译,选择公制和英制计量单位进行数据资料综合分析,将田间测定得到的数据读数记录自动粘贴到没一个具体的农场栏、监测点栏和日期栏。每一个监测点的测定日期,时间及估计的水分日利用量能够在粘贴之前输入。 3.5.2 数据输入在读数记录屏幕中可以人工录入和显示田间实际收集的数据,如土壤水分张力计的读数、作物籽粒大小。有关作物的数据可以测定得到,作物生长参数与土壤水分含量相关联可以确定作物生长期的水分需求量。气候数据资料可以人工输入或由气象站自动装载。天气数据参数的个数没有限制,它可以与任一个作物生长测定值和任一水平的土壤水分含量相关联制作相互作用关系图。从气象数据资料中可以得到蒸发损失的总水分量的数据并且把它与测定的日水分使用量相比较来调整该地区的作物灌溉计划。 3.5.3 软件的数据处理利用滴管软件可以计算使土壤剖面达到灌溉饱和点所需的准确时间数。同时计算自从播种或其他生长时期(如发芽、开花等)以来的天数,使土壤水分能够与过去多年的作物生长资料数据参数同步分析,以确定作物水分利用效率。使用作物累积日水分方程。能够很好地评估作物总产量,尤其是对于玉米、小麦和棉花。可以通过作物-水分方程和气象资料估算理论产量。通过速率方程,计算作物生长速率。计算作物当前日水分利用量占整个生长季日水分利用量地比例。同时也可计算不同水分含量地土壤水分变化速率,这些速率地变化表明土壤紧实问题和土壤干旱地程度。滴灌软件可以分析某一作物在生长季内日水分利用状况地资料。结合现代先进地土壤水分测定仪器使用,该软件能够指导我们最有效地利用有限的水资源获得最大农业效益。例如能够确定每次灌溉的准确时间和灌水量。同时减小过量灌溉和水分不足对产量的影响。建立各种不同作物之间水分利用及水分利用效率的差异;建立如不同品种、土壤紧实情况、不同的耕作史等不同条件下水分利用及水分利用效率的差异;建立现代耕作技术和传统耕作技术条件下的水分利用效率的关系。确定灌溉和降水的利用效率,用以观察分析根系吸收水分模式。有助于合理管理地下水和盐化问题,能够减少土壤养分的淋溶损失问题。建立土壤水分含量、作物长势及天气状况的数据库以使作物产量和质量获得持续稳定的提高,使高效农业可持续发展。 3.6灌溉自动化控制系统 要实现灌水的自动化,必须有自动灌溉控制器,该装置由土壤湿度传感器、控制器和电磁阀组成,能够按土壤墒情和作物需水特性实施自动灌溉(沟灌、喷灌、滴灌、渗灌),达到高产、高效、和节水的目的。适用于庭院花圃、苗圃、果园、菜地和农地。随着经济发展,庭院花圃、苗圃水分的自动灌溉倍受欢迎。它能省水省事,使花木生长更好。一亩庭院花圃、苗圃地投资1.0-1.5万元,可以建立自动灌溉控制系统。自动灌溉控制系统可以实现科学灌溉,节能、省水,使菜地和农地产量和质量明显提高。智能化,精准化灌溉技术是伴随着计算机应用技术、传感器制造技术、塑料工业技术的提高而逐步实现的 自动化计算机灌溉控制系统大约在80年代初由雨鸟公司、摩托罗拉等几家公司开发、研制成功,并投入使用。由于技术复杂、应用难度大,价格高昂,这种控制设备最早应用于高尔夫球场灌溉系统的控制上。90年代,计算机工业的硬件、软件飞速发展,使得灌溉系统中央计算机系统操作难度越来越小,功能越来越丰富,价格也逐渐降了下来。这种系统在园林绿化上用得也越来越多了起来,雨鸟公司针对不同用途,研制、开发出了中央计算机控制系统:Maxicom 智能化灌溉中央计算机控制系统具有如下功能: ① 动采集各种气象数据,计算并记录蒸发蒸腾量ET; ② 根据前一天的ET值自动编制当天灌溉程序并实施灌溉; ③ 可由连接的土壤湿度传感器、风速传感器、雨量传感器等干涉程序,启动、关闭、暂停灌溉系统; ④ 连接流量传感器可自动监测、记录、警示由于输水管断裂引起的漏水及电磁阀故障;最大限度利用管网输水能力; ⑤ 运行程序而不起动灌溉系统(干运行),测试程序合理性,不合理时预先修改; ⑥ 自动记录、显示、储存各灌溉站的运行时间;自动记录、显示、储存传感器反馈数据,以积累资料,修改程序,修改系统等。 ⑦ 频繁灌溉功能:可将设计好的灌水延续时间分成若干时段,以便提供足够的土壤入渗时间,减少坡地或粘性土地地面径流损失。 ⑧ 一套中央计算机系统可控制无数台田间控制系统(称为卫星站),一套中央计算机控制系统可控制小到一个公园, 大到上百个公园,甚至全城的所有灌溉系统。 ⑨ 储存数百套灌溉程序;一台田间控制器(卫星站)可使4个轮灌区独立灌溉或同时灌溉。 ⑩ 手动干涉灌溉系统:可在阀门上手动启、闭系统,可在田间卫星站上手动控制系统,也可在计算机上手动启、闭任何一站,任何一个电磁阀。可控制灌溉系统以外的其它设备,如:道路或公共场所灯光,大门、喷泉、水泵等 自动化中央计算机控制系统主要由中央计算机,集群控制器(CCU),田间控制器(卫星站),电磁阀构成。中央计算机可装置在任何一个地方。比如:一套中央计算机系统控制50个公园的灌溉系统。中央计算机可安装在市园林局认为合适的位置。CCU安装在各个公园内。中央计算机与CCU之间的通讯,可采用有线连接(近距离),无线连接,电话线连接或移动通讯方法连接。一台CCU最多可连接28个田间控制器。CCU与田间控制器之间同样可选上述数种通讯方式。 由中央计算机到终端电磁阀的工作过程为:中央计算机编程,并将程序下达到CCU。CCU将各轮灌区灌溉控制程序再发到相关田间控制器。田间控制器依中央计算机制作的程序启闭各轮灌区电磁阀。如下图所示: 中央计算机上的初始程序由控制人员编制,之后,计算机每日自动收集由气象站采集的气象数据,计算ET值,并不断对原有程序自动修改。如遇传感器传来异常信息(如降雨,过分干燥,系统漏水...),自动中断或暂停程序,待异常情况排除后,继续恢复程序运行。 如果将智能泵站连接到中央计算机控制系统上,则效果会更好。这样从水泵到电磁阀之间复杂的系统将由一个高度智能化的系统管理起来,可做到最大限度地节水、节能,最大限度地保护系统设备运行,避免灌溉系统常发生的下列几种问题: ① 过量灌溉或灌水不足,浪费水资源或不能满足植物需水; ② 管网破裂,漏失水; ③ 系统运行压力不合理; ④ 水泵运行效率低下; ⑤ 地形起伏不平时或土壤入渗率低产生地面径流,浪费宝贵的水资源; ⑥ 降雨时,灌溉系统照常灌溉; ⑦ 管理、维护成本高。 3.7 百果园灌溉的自动化控制设计 百果园一期工程灌水基本实现了半自动化控制,可以使用电脑控制各电磁阀的开启。我们可在其基础上加以改进与提高,使其实现灌水的全自动化,具体见下: 3.7.1 控制原理 自动化控制采用电子技术对田间土壤温湿度、空气温湿度等技术参数进行采集,输入计算机,按最优方案,控制各个阀门的开启及水泵的运行状态,科学有效地控制灌水时间、灌水量、灌水均匀度,为项目区作物提供一个良好的地、水、肥、气、热条件,促使其高产、稳产。同时进行控制软件及优化灌溉制度的研究,最终形成灌溉专家决策系统。另外,通过变频器控制改变电机转速,调节管道压力,为管道、滴灌等其他灌溉工程的自动化提供依据。具体包括以下几个方面: ① 田间土壤含水量、盐分、地温、空气温度、湿度、降水、风速、管道压力等参数的自动化采集 ② 自动化控制设计安装 ③ 监控软件设计 ④ 变频系统设计,通过改变水压力,为微喷、滴灌等工程的自动化提供依据 ⑤ 系统运行管理模式评价,包括系统评价、灌水指标、灌溉制度等 3.7.2 控制系统的组成 欲实现真正意义上的全自动控制,需要控制田间参数及对象很多,例如土壤湿度、盐分、空气温度、相对湿度、降水量、风速、管道压力、阀门开启、水泵电机旋转等,都要送入控制器。考虑到要控制的对象较多,又要满足良好的人机界面要求,可以采用工业控制计算机作为整个控制系统的优秀,来协调各部分的工作。 系统的组成如下图所示,整个系统的工作主要工控机和变频器两部分来控制,其中变频器主要用于控制水泵电机的旋转,工控机主要用来采集田间土壤及气象指标,按照设定的程序,控制各地块中电磁阀的开启,并通过变频器控制电机的运行状态,协调整个系统的工作。 3.7.3 监控软件监控软件是工控机能够完成控制功能的重要基础,监控软件设计的好坏直接关系到整个系统的质量和可靠性。根据项目要求及滴灌的特点,笔者建议百果园采用雨鸟公司的“Maxicom”中央控制系统,该软件只需用户输入各地块种植作物种类及种植日期,系统便会自动计算当前作物所处生育期,确定出各自要求的土壤状况及气象信号,控制水泵电机的运行状态及阀门的开启,自动完成整个灌水过程,完全不需要人工干预,实现全自动控制。 该控制软件在此所完成的主要功能及特点如下: ① 自动采集田间数据:系统根据软件中所预先设定的时间,自动地采集土壤湿度、温度风速、雨量等参数,进行相应的处理后,实时显示在屏幕上。 ② 作物生育期的判断:当管理人员输入各地块所种植的作物及种植日期后,系统便根据计算机时钟自动计算出各种作物已种植的天数,判断出作物所处的生育期,自动查找资料库中所存的原始资料,确定出当前作物最适宜的土壤含水量及灌水定额。 ③ 滴灌的全自动控制:系统采集田间及气象数据后,将当前各地块土壤含水量与作物适宜含水量相比较,若土壤实际含水量小于作物要求下限值,便自动开启该地块的第一个电磁阀。进行灌溉。达到所需灌水定额后,自动关闭第一个电磁阀,同时开启下一个电磁阀,直到完成整个地块的灌溉任务。灌溉过程中,若出现温度过低、风速过大以及降雨过程等天气时,系统会自动暂停当前的灌溉任务,并保存当前状态。当气象条件满足时,继续进行未完成的任务。 ④ 形式多样的控制方式:全自动控制外,系统还允许管理人员采用半自动、手动等控制方式。全自动方式只需运行人员输入各地块的作物信息,系统便会根据作物、土壤、气象等条件自动完成灌溉的全过程,无需人工干预。所谓半自动方式,是指系统允许用户根据实际情况控制开停机。用户可人为启动某个阀门,或某个地块,甚至是所有地块均轮灌一次。当然这些操作全部都是通过键盘或鼠标来完成的,而且在工控机屏幕上均有明显的提示。所谓手动方式是指人工去开启各个电磁阀,笔者建议百果园选用美国雨鸟公司生产的电磁阀:手动、电动两用阀门,既可手动,又可电动,使用非常方便。当手动打开某个电磁阀时,喷头出水,主干管道压力开始下降,系统会自动通过变频器升高水泵电机转速,维持管道压力的恒定,直到完成灌溉任务。 ⑤ 丰富的办公自动化功能:系统在运行过程中,可自动生成各种定时、日、月、年报表,并通过打印机打印出来。其内容包括各种气象及土壤参数,可从各报表中得到土壤湿度变化曲线、日最高风速、月平均气温、全年总降水量等原始资料,为用户研究当地的气象及土壤变化情况提供翔实的依据。 ⑥ 良好的可维持性:可维护性是衡量软件质量好坏的重要指标之一,在编写本系统时我们也充分考虑了这一点,例如用户在种植一类新作物时,可能系统的资料库中并没有该作物,便无法确定其适宜土壤含水量和灌水定额。此时,用户可按自定义按钮,通过鼠标各键盘输出这些参数,系统便会根据用户所定义的数值运行。另外,用户还可很方便地修改灌水定额、管道压力等参数,满足实际情况的需要。 ⑥ 友好的人机界面:系统中大部分界面均为示意图形,实时显示各传感器送来的数值及系统当前的运行状态,一目了然。需要用户操作的部分全部为中文界面,工作人员无需学习便可完成所有操作。另外,在任一界面下,用户都可以通过按帮助按钮得到相应的提示,指导用户完成相应的功能。 3.7.4 效果 百果园通过增加自动化控制系统后,灌水时间、灌水量和灌溉周期等完全根据果树某些需水参数自动启闭水泵和自动灌溉,人的作用仅仅是调整控制程序和检修控制设备。既提高了水的有效利用率,又节省了人力,同时也提高了果树的产量,可以产生良好的经济效果。 3.8 第二期工程的设想 正在建设第二期工程计划今年完工,第二期工程的滴灌系统我建议基本上参照第一期工程建设,也采用滴喷灌相结合的方式,其水源计划应采用水塔蓄水,用以缓解枯水期水库少水的矛盾,该可以区采用先进的电脑全自动控制方式,实行精确灌水,管道布置采用固定式(干管、支管)和移动式(毛管)的有机结合。二期工程应该吸收一期工程中的好的经验,改进一期工程中毛管布置形式的不足,还特别是应该增加灌水的全自动控制部分,实现灌水的全自动化,精确控制作物的有效灌水。 4 存在的问题及建议 通过对滴灌系统的学习与认识,笔者系统的学习了滴灌这种先进的果园节水灌溉方法,在实践的基础上深化了理论,并对滴灌和滴灌系统有一些不成熟的认识与建议。 4.1 滴灌的优缺点 4.1.1 百果园滴灌的优点 4.1.1.1 水的有效利用率高,在滴灌条件下,灌溉水湿润部分土壤表面,可有效减少土壤水分的无效蒸发。同时,由于滴灌仅湿润作物根部附近土壤,其他区域土壤水分含量较低,因此,可防止杂草的生长。滴灌系统不产生地面径流,且易掌握精确的施水深度,节水效果达50%-90%。 4.1.1.2 环境湿度低,滴灌灌水后,土壤根系通透条件良好,通过注入水中的肥料,可以提供足够的水分和养分,使土壤水分处于能满足作物要求的稳定和较低吸力状态,灌水区域地面蒸发量也小,这样可以有效控制保护地内的湿度,使果园中作物的病虫害的发生频率大大降低,也降低了农药的施用量。 4.1.1.3 提高作物产品品质,由于滴灌能够及时适量供水、供肥,它可以在提高农作物产量的同时,提高和改善农产品的品质,使果园的农产品商品率大大提高,经济效益高。 4.1.1.4 滴灌对地形和土壤的适应能力较强,由于滴头能够在较大的工作压力范围内工作,且滴头的出流均匀,所以滴灌适宜于地形有起伏的地块和不同种类的土壤。同时,滴灌还可减少中耕除草,也不会造成地面土壤板结。 4.1.2 百果园滴灌的缺点 4.1.2.1滴灌的滴头很容易堵塞和磨损,产生灌水的不均,严重影响节水效果。 4.1.2.2滴灌的各管道的压力有所差异,会产生局部压力过高而使管道容易损坏,滴头的压力不均甚至会产生雾化,损坏滴头,浪费水资源。 4.1.2.3 滴灌一般仅润湿作物根系区土体的一部分,所以作物根系的发展可能限制在围绕每一滴头的湿润区,这样容易产生作物根系的腐烂,进而引起作物倒伏。 4.1.2.4 滴灌的管道布置要充分利用当地地势与地形,在原则的基础上加以灵活运用,如干管的布置、毛管的布置,取水方式等。 4.2 滴灌的建议 4.2.1 百果园应加强灌水的自动化控制,保证各种果树的精准灌水,实现精确的节水灌溉 4.2.2 滴灌的水量应该有保证,应该建一水塔蓄水,确保枯水期各种果树的需水要求 4.2.3 滴灌的毛管布置应采用单行带环形状态管布置和双行平行布置相结合,确保果树灌水均匀度。 4.2.4 滴灌技术的应用应该和其他节水灌溉技术相结合,互相补给,更好的发挥优势。 4.2.5 国家应鼓励进行滴灌技术的研究,加大科研推广投入的力度,研制开发经济实用的滴灌管材,解决滴头易堵塞的难题等,滴水灌溉技术应该在政府的规划安排下,由政府投资和农民出资相结的优惠政策下在全国范围鼓励推广发展。 5 结束语 滴灌是一种高效节能省水增产的微灌灌溉技术,它具有很多优点,适合我国的国情,具有很强的推广优势,而且很方便实现灌溉的全自动控制,滴灌将成为二十一世纪发展我国节水灌溉的重点,是加速我国农业实现节水灌溉、精准农业和设施农业的有效途径,将更好的促进我国农业的现代化!的滴灌自动化系统在经济上是合理的,技术上是可行的,将成为我国南方生态农业建设的典范! 自动化控制论文:1992lxm工业蒸汽锅炉的自动化控制过程与实现 摘要:本文叙述了工业锅炉控制系统的工作原理,具体阐述了锅炉控制中的几个重要的控制回路的控制算法,以及变频器在锅炉改造中的应用,提出了锅炉控制系统的基本设计思路和各个环节控制实现方法。 关键词:工业蒸汽锅炉 炉膛负压 蒸汽压力 变频控制 水位三冲量 一、引言 锅炉微机控制,是近年来开发的一项新技术,它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物,我国现有中、小型锅炉30多万台,每年耗煤量占我国原煤产量的1/3,目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。提高热效率,降低耗煤量,降低耗电量,用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。 工业锅炉采用微机控制和原有的仪表控制方式相比具有以下明显优势: 1.直观而集中的显示锅炉各运行参数。能快速计算出机组在正常运行和启停过程中的有用数据,能在显示器上同时显示锅炉运行的水位、压力、炉膛负压、烟气含量、测点温度、燃煤量等数十个运行参量的瞬时值、累计值及给定值,并能按需要在锅炉的结构示意画面的相应位置上显示出参数值。给人直观形象,减少观察的疲劳和失误; 2.可以按需要随时打印或定时打印,能对运行状况进行准确地记录,便于事故追查和分析,防止事故的瞒报漏报现象; 3.在运行中可以随时方便的修改各种运行参数的控制值,并修改系统的控制参数; 4.减少了显示仪表,还可利用软件来代替许多复杂的仪表单元,(例如加法器、微分器、滤波器、限幅报警器等),从而减少了投资也减少了故障率; 5.提高锅炉的热效率。从已在运行的锅炉来看,采用计算机控制后热效率可比以前提高5-10%,据用户统计,一台20T的锅炉,全年平均负荷70%,以平均热效率提高5%计,全年节煤800吨,按每吨煤380元计算每年节约304000元; 6.锅炉系统中包含鼓风机,引风机,给水泵,等大功率电动机,由于锅炉本身特性和选型的因素,这些风机大部分时间里是不会满负荷输出的,原有方式采用阀门和挡板控制流量,浪费非常严重。通过对风机水泵进行变频控制可以平均节电达到30%-40%; 7.锅炉是一个多输入多数出、非线性动态对象,诸多调解量和被调量间存在着耦合通道。例如当锅炉的负荷变化时,所有的被调量都会发生变化。故而理想控制应该采用多变量解偶控制方案。而建立解偶模型和算法通过计算机实现比较方便; 8.锅炉微机控制系统经扩展后可构成分级控制系统,可与工厂内其他节点构成工业以太网。这是企业现代化管理不可缺少的; 9.作为锅炉控制装置,其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、经济运行,减轻操作人员的劳动强度。在采用计算机控制的锅炉控制系统中,有十分周到的安全机制,可以设置多点声光报警,和自动连锁停炉。杜绝由于人为疏忽造成的重大事故。 综合以上所述种种优点可以预见采用计算机控制锅炉系统是行业的大势所趋。下面我们来共同探讨锅炉控制系统的原理和结构。 二、锅炉控制系统的一般结构与工作原理 常见的工业锅炉系统如图1所示。首先除氧水通过给水泵进入给水调节阀,通过给水调节阀进入省煤器,冷水在经过省煤器的过程中被由炉膛排出的烟气预热,变成温水进入汽包,在汽包内加热至沸腾产生蒸汽,为了保证有最大的蒸发面因此水位要保持在锅炉上汽包的中线位置,蒸汽通过主蒸汽阀输出。空气经过鼓风机进入空气预热器,在经过空气预热器的过程中被由炉膛排出的烟气预热,变成热空气进入炉膛。煤经过煤斗落在炉排上,在炉排的缓慢转动下煤进入炉膛被前面的火点燃,在燃烧过程中发出热量加热汽包中的水,同时产生热烟气。在引风机的抽吸作用下经过省煤气和空气预热器,把预热传导给进入锅炉的水和空气。通过这种方式使锅炉的热能得到节约。降温后的烟气经过除尘器除尘,去硫等一系列净化工艺通过烟囱排出。 锅炉微机控制系统,一般由以下几部分组成,即由锅炉本体、一次仪表、PLC、上位机、手自动切换操作、执行机构及阀、电机等部分组成,一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧量、转速等量转换成电压、电流等送入微机。控制系统包括手动和自动操作部分,手动控制时由操作人员手动控制,用操作器控制变频器、滑差电机及阀等,自动控制时对微机发出控制信号经执行部分进行自动操作。微机对整个锅炉的运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行,除此以外为保证锅炉运行的安全,在进行微机系统设计时,对锅炉水位、锅炉汽包压力等重要参数应设置常规仪表及报警装置,以保证水位和汽包压力有双重甚至三重报警装置,以免锅炉发生重大事故。 微机控制系统由工控机、显示器、打印机、PLC、手操器、报警装置等组成,能完成对给水、给煤、鼓风、引风等进行自动控制,使锅炉的汽包水位、蒸汽压力保持在规定的数值上,以保证锅炉的安全运行,平稳操作,达到降低煤耗、提高供送汽质量的目的,同时对运行参数如压力、温度等有流程动态模拟图画面并配有数字说明,还可对汽包水位、压力、炉温等进行越限报警,发出声光信号,还可定时打印出十几种运行参数的数据。以形成生产日志和班、日产耗统计报表,有定时打印、随机打印、自定义时间段打印等几种方式。 锅炉控制系统的硬件配置,目前有几种,功能较好首推可编程序控制器PLC,适合于多台大型锅炉控制,由于PLC具有输入输出光电隔离、停电保护、自诊断等功能,所以抗干扰能力强,能置于环境恶劣的工业现场中,故障率低。PLC编程简单,易于通信和联网,多台PLC进行链接及与计算机进行链接,实现一台计算机和若干台PLC构成分布式控制网络,另外使用PLC加上位机的控制系统具有很好的扩容性,如需要增加控制点或控制回路只需添加少量输入输出模块即可,为以后的控制系统升级改造和其他功能的添加打下良好基础,也为以后一机多炉控制系统等其他工厂级自动化网络打下良好基础。虽然,从短期的角度看价格稍高,如果从长远观点看,其寿命长,故障率低,易于维修,值得选用。 三、锅炉控制系统中各控制回路的介绍 锅炉控制系统,一般有蒸汽压力、汽包液位、炉膛负压、除氧器水位、除氧器压力等控制系统。锅炉的燃烧控制实质上是能量平衡系统,它以蒸汽压力作为能量平衡指标,不断根据用汽量与压力的变化调整燃料量与送风量,同时保证燃料的充分燃烧及热量的充分利用。 3.1 锅炉给水控制回路 给水自动调节的任务是使给水流量适应锅炉的蒸发量,以维持汽包水位在允许的范围内。给水自动调节的另一个任务是保持给水稳定。在整个控制回路中要全面考虑这两方面的任务。在控制回路中被调参数是汽包水位(H),调节机构是给水调解阀,调节量是给水流量(W)。 对汽包水位调节系统产生扰动的因素有蒸发量D、炉膛热负荷(燃料量M),给水量(W)。 ① 蒸发量D扰动作用下水位对象的动态特性 当给水流量不变,蒸发量忽然增加D时,如果只从物质不平衡角度来看,则反映曲线如图2(a)中的H1(t)所示,但由于蒸发量增加时,汽包容积增加,水位将上升,水位的反映曲线如图2(a)中的H2(t) 所示。H1(t)和H2(t)相结合,实际的水位阶跃反应曲线如图2(a)中的H(t)所示。 ② 炉膛负荷扰动(燃料量M扰动)时水位对象的动态特性 燃料量增加M时,蒸发量大于给水量,水位下降。但开始是由于有虚假水位存在,水位线上升,然后再下降。如图2(b)中所示。 ③ 给水流量(W)扰动时的水位对象的动态特性 当蒸发量不变,而给水量阶跃扰动时。汽包水位如图2(c)所示。在开始阶段。由于刚进入得水水温较低。使汽水混合物中的汽泡吞量减少。水位下降,如图2(c)中的H1(t)所示。而H2(t)反映了物质不平衡引起的水位变化,H1(t)和H2(t)相加得到了总的给水量扰动的阶跃反应曲线H(t)。 由于给水调节对象没有自平衡能力,又存在滞后。因此在一般锅炉控制系统中汽包液位回路采用闭环三冲量调节系统。所谓三冲量调节系统就是把给水流量W,汽包水位H,蒸汽流量D三个变量通过运算后调节给水阀的调节系统。具体调节过程方框图如图3所示。 先通过蒸汽流量变送器和给水流量变送器取得各自的信号乘以相应的比例系数,通过比例系数可以调节蒸汽流量或给水流量对调节系统的影响力度。通过差压变送器取得水位信号作为主调节信号H。如果水位设定值为G,那么在平衡条件下应有D*Dk-W*Wk+H-G=0的关系式存在。其中Dk为蒸汽流量系数 Wk为给水流量系数。如果再设定时,保证在稳态下D*Dk=W*Wk那么就可以得到H=G。此时调节器的输出就与符合对应,给水阀停在某一位置上。若有一个或多个信号发生变化,平衡状态被破坏,PI调节模块的输出必将发生变化。当水位升高了,则调节模块的输出信号就减小,使得给水调节阀关小。反之,当水位降低时,调节模块的输出值增大,使给水阀开大。实践证明三冲量给水单极自动调节系统能保持水位稳定,且给水调节阀动作平稳。 锅炉给水系统中还有一个比较重要的控制回路是给水压力回路,因为汽包内压力较高,要给锅炉补水必须提供更高的压力,给水压力回路的作用是提高水压,使水能够正常注入汽包。但在蒸汽流量未达到满负荷时,对给水流量的要求也不高。在老式的锅炉系统中一般采用给水泵一直以工频方式运转,用回流阀降低水压防止爆管,现在一般采用通过变频器恒压供水的方式控制水压,具体实现方式是: 系统下达指令由变频器自动启动第一台泵运行,系统检测给水管的水压,当变频器频率上升到工频时,如水压未达到设定的压力值,系统自动将第一台电机切换至工频直供电,并由变频器拖动第二台水泵运行,如变频器运行到工频状态时供水母管压力仍未达到设定压力值系统自动将第二台水泵切换至工频直供电,再由变频器拖动第三台运行,依次类推,直至压力达到设定值。若锅炉需要的给水量减少,变频控制系统可自动降低变频器的运行频率,如变频器的频率到零仍不能满足要求,则变频器自动切换至前一台水泵进行变频运行,依次类推。变频恒压供水控制系统的实质是:始终利用一台变频器自动调整水泵的转速,切换时间以管网的实际压力和设定压力的差值决定,同时保证管网的压力动态恒定。值得注意的是为了防止变频器报警停机或其他故障造成水泵不转会引起锅炉缺水,所以应该加反馈装置确保变频器正常工作。 除此之外锅炉的供水系统中还包括除氧器压力控制和除氧器水位控制,除氧器压力控制主要是为了保证除氧器口有足够的蒸汽压力用于将软化水除氧,这是一个单闭环控制回路,输入参数是除氧器压力输出参数控制除氧器进汽阀。除氧器水位控制主要是为了保证除氧器内有足够的水提供给锅炉,这是一个单闭环控制回路输入参数,是除氧器水位输出参数控制除氧器进水阀。 3.2 锅炉燃烧调节系统 燃烧过程自动调节系统的选择虽然与燃烧的种类和供给系统、燃烧方式以及锅炉与负荷的联结方式都有关系,但是燃烧过程自动调节的任务都是一样的。归纳起来,燃烧过程自动调节系统有三大任务: ① 维持汽压恒定。汽压的变化表示锅炉蒸汽量和负荷的耗汽量不相适应,必须相应地改变燃料量,以改变锅炉的蒸汽量。 ② 保证燃烧过程的经济性。当燃料量改变时,必须相应地调节送风量,使它与燃料量相配合,保证燃烧过程有较高的经济性。 ③ 调节引风量与送风量相配合,以保证炉膛压力不变。 燃烧调节系统一般有三个被调参数,汽压p、烟气含氧量a和炉膛负压pt。一般有3个调节量,他们是燃料量M,送风量F和引风量Y。燃烧调节系统的调节对象对于燃料量,根据燃料种类的不同可能是炉排电机,也可能是燃料阀。对于送风量和引风量一般是挡板执行机构或变频器。 燃烧调节系统是一个多参数变量调节系统。这种调节系统通常把它简化成互相联系,密切配合但又相对独立的3个单变量系统来实现。为便于分析,下面我们按3个系统来分别分析。这三个系统分别是以燃料量维持锅炉压力恒定的蒸汽压力调节系统,以送风量维持锅炉经济燃烧的送风调节系统,以引风量维持炉膛负压稳定的炉膛负压调节系统。 3.2.1 蒸汽压力调节对象的特性 引起蒸汽压力变化的主要原因是燃料量和用汽负荷发生变化。其动态特性如下。 ① 燃料量扰动下的汽压变化特性 在用汽负荷不变的情况下,如锅炉燃料量(B)发生B的阶跃扰动,此时汽压的飞升曲线如图4(a)所示。此时对象没有自平衡能力,具有较大的迟滞和惯性。但如果锅炉出口的用汽阀门开度不变,那么由于汽压因燃料量扰动而发生变化时,蒸汽流量也将发生变化。由于汽压变化时,蒸汽流量增大自发地限制了汽压的变化,因此对象有平衡能力。此时汽压的飞升曲线如图4(b)所示。 ② 用汽负荷扰动下的汽压变化特性 负荷阶跃扰动下,汽压变化的动态特性也有下列两种情况:当用汽阀门阶跃扰动时,对象表现出具有自平衡能力,没有延迟,但有较大的惯性,并有一个与阀门变化成比例的启始飞跃,飞升曲线如图4(c)所示;当用汽量阶跃扰动时,其飞升曲线如图4(d)所示,此时对象没有自平衡能力,如果不及时增加进入锅炉的燃料量,那么,汽压将一直下降。 3.2.2 送风自动调节对象的特性 送风调节系统的工作好坏,直接影响炉膛的空气过剩系数的变化也就是排出烟气的含氧量。引起空气过剩系数变化的主要扰动是燃料量和送风量配比。风量扰动下对象的动态特性具有较大的自平衡能力,几乎没有延迟和惯性,近似为一比例环节。而燃料量扰动时,需经过输送和燃烧过程而略有延迟。由于送风系统几乎没有延迟和惯性。所以在燃料充足的情况下送风量的大小将比较直接的反应在锅炉的蒸汽压力上。那么怎样才能保证股风量和燃料量的搭配适宜,这里我们引入了风煤比这个概念。风煤比就是在当前风量下所能燃烧的煤的最大值。在控制作用中风煤比主要是根据当前风量来限制炉排的转速,防止由于风量不够导致煤不能充分燃烧。该参数对节煤和环保都有很大意义。因为如果不能充分燃烧将会导致煤渣的含炭量增高,这样比较浪费煤,同时还会造成烟气含炭量增高影响排放。 3.2.3 炉膛负压自动调节对象的特性 炉膛负压自动调节对象的动态特性较好,但扰动通道的飞升时间很短,飞升速度很快。 根据以上对燃烧系统调节对象的分析,下面我们针对燃烧自动控制系统三个任务对控制采用的方案进行分析。 燃烧过程控制系统一般采用的控制流程图如图5(a)所示,先通过蒸汽压力变送器经滤波后取得信号,与设定蒸汽压力进行比较,判断出鼓风PI调节器调节的方向和大小,通过鼓风PI调节单元计算出鼓风变频器的输出大小。同时把该信号输出给风煤比计算单元,相应的算出在当时的风量下炉排的最大输出值。再把蒸汽压力的差值信号送给炉排PI调节器,通过炉排PI调节单元计算出炉排变频器的输出大小。经过风煤比限位,输出给炉排变频器。在实际调试过程中我们往往把鼓风PI调节中的比例系数设的比炉排PI单元的大,这样可以很好的保证鼓风系统对蒸汽压力的敏感度要高于炉排。实践证明通过该方法控制下锅炉的蒸汽压力稳定性好,在蒸汽负荷变化时相应程度高。灰渣含碳量低。 炉膛负压的大小对于节能影响很大。负压大,被烟气带走的热量大,热损失增加,煤耗量增大,理想运行状态应在微负压状态。它能明显增加悬浮煤颗粒在炉膛内的滞留时间,增加沉降,减少飞灰,使煤充分燃烧提高热效率。但由于负荷变化,需要改变给煤量和送风量,随之也要改变引风量,以保证炉膛负压的稳定,但由于系统有一定的滞后时间,为避免鼓风变化而引起炉膛负压的波动,系统中引入鼓风信号作为前馈信号对引风机进行超前调节。炉膛负压控制系统一般采用的控制流程图如图5(b)所示,调节原理比较简单属于单闭环调节系统,它的输入量是炉膛负压输出量是引风变频器,同时引入鼓风量作为前馈信号。 另外系统各回路中都设置了手自动两种操作方式,为了实现无扰动切换,系统引入了各控制对象的反馈值,在手动操作时PLC输出会自动跟踪控制对象的反馈,当切换到自动状态时可以进行无扰动切换,使系统平稳的过渡到自动状态。 四、锅炉控制系统组成结构 上面我们针对锅炉控制系统的各控制回路原理的做了简要分析,依据以上分析,我们知道构建一个可靠的、智能随动的智能控制系统是保证锅炉安全生产的基础。锅炉控制系统是典型的多变量、纯滞后、强耦合的控制系统,如果不能在控制策略和软件实现上很好地解决多变量解偶关系和滞后响应问题,那么,实施智能锅炉控制系统改造后同样也将无法实现预期的目标。 在控制系统设计上我们采用集中控制分散驱动(P—T方案)的集散控制思想,把控制系统分为三层: a) 信息管理层:完成系统关键技术数据的设定、实时数据和运行状态的监视与控制、历史数据的查看、数据报表的记录与打印、报警与故障的提示处理等功能;主要由上位工控机(IPC)、组态开发软件、应用程序、通讯模块等组成; b) 控制层:主要完成各种控制动作命令、实时数据的采样与处理、连锁动作的关联表达、控制算法的实现、异常现象的自动处理等功能;主要由可编程逻辑控制器(PLC)的开关量模块、模拟量模块、智能PID调节仪、变频器、PLC应用程序等组成; c) 设备层:主要接受来自PLC的控制命令,执行相应的动作或提供相应的检测数据。主要由断路器、交流接触器、压力变送器、温度变送器、流量变送器、电动开关阀、模拟信号隔离分配器等组成。 五、结束语 综上所述,锅炉控制系统改造具有很好的市场发展空间和投资收益前景,值得广泛地推广。它不仅能够通过自动化控制技术实现安全生产的目的,还能够节煤节电并能使排放更环保,总之锅炉的计算机自动化控制是锅炉行业发展的大势所趋,也是一项利国利民的发展方向。 自动化控制论文:水工业自动化控制技术的发展趋势 摘要:工业自动化领域的发展趋势:控制系统的智能化、分散化、网络化及管理控制一体化。 关键词:水工业 自动化控制技术 1 控制系统的智能化、分散化、网络化 工业自动化领域的发展趋势之一是控制系统的智能化、分散化、网络化,而现场总线的崛起正是这一发展趋势的标志。 1.1现场总线的崛起 半个多世纪以来,工业自动化领域的过程控制体系历经基地式仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统(DCS)等4代过程控制系统,当前我国水工业自动化的主流水平即处于以PLC为基础的DCS系统阶段。这里要说明一点,DCS既是一个过程控制体系的名称,有时也表示为由制造厂商出售的一个起完整作用而集成的集散控制系统产品,这种DCS系统相对较为封闭,而目前水工业自动化的DCS系统多数是由用户集成的,因此相对较为开放。 与早期的一些控制系统相比,DCS系统在功能和性能上有了很大进步,可以在此基础上实现装置级、车间级的优化和分散控制,但其仍然是一种模拟数字混合系统,从现场到PLC或计算机之间的检测、反馈与操作指令等信号传递,仍旧依靠大量的一对一的布线来实现。这种信号传递关系称之为信号传输,而不是数据通信,难以实现仪表之间的信息交换,因而呼唤着具备通信功能的、传输信号全数字化的仪表与系统的出现,从而由集散控制过渡到彻底的分散控制,正是在这种需求的驱动下,自20世纪80年代中期起,现场总线便应运而生,并通过激烈的市场竞争而不断崛起。 现场总线是应用在生产现场的全数字化、实时、双向、多节点的数字通信系统。现场总线技术将专用的CPU置入传统的测控仪表,使它们各自都具有了数字计算和通信能力,即所谓“智能化”;采用可进行简单连接的双绞线、同轴电缆等作为联系的纽带,把挂接在总线上作为网络节点的多个现场级测控仪表连接成网络,并按公开、规范的通信协议,使现场测控仪表之间及其与远程监控计算机之间实现数据传输与信息交换,形成多种适应实际需要的控制系统,即所谓“网络化”;由于这些网上的节点都是具备智能的可通信产品,因而它所需要的控制信息(如实时测量数据)不采取向PLC或计算机存取的方式,而可直接从处于同等层上的另一个节点上获取,在现场总线控制系统(FCS)的环境下,借助其计算和通信能力,在现场就可进行许多复杂计算,形成真正分散在现场的完整的控制系统,提高了系统的自治性和可靠性。 FCS成为发展的趋势之一,是它改变了传统控制系统的结构,形成了新型的网络集成全分布系统,采用全数字通信,具有开放式、全分布、可互操作性及现场环境适应性等特点,形成了从测控设备到监控计算机的全数字通信网络,顺应了控制网络的发展要求。 1.2现场总线的现状和标准化问题 目前,国内、外的现场总线有60几种之多,由于这一新技术所具有的潜在而巨大的市场前景,在商业利益的驱动下,导致了近年来制订现场总线国际标准大战。在市场和技术发展需要统一的国际标准的呼声下,修改后的IEC 61158.3~6标准最终于2000年1月4日获得通过。该标准包括了8种类型的现场总线子集,它们分别是:①基金会现场总线FF(原有的技术规范IEC 61158);②Control Net;③Profibus;④P—Net;⑤FF HSE;⑥Swift Net;⑦Word FIP;⑧Intferbus。这8种现场总线中,④、⑥是用于有限领域的专用现场总线;②、③、⑦、⑧是由PLC为基础的控制系统发展而来,本质上以远程I/O总线技术为基础,通常不具备通过总线向现场设备供电和本征安全性能;①、⑤则由传统DCS控制系统发展而来,具有总线供电和本征安全功能;①、⑧属于现场设备级总线,②、⑤属于监控级现场总线;③、⑦则是包括两个层次的现场总线。 以上8种类型的现场总线采用完全不同的通信协议,例如:Profibus采用的是令牌环和主/从站方式;FFHSE是CSMA/CD方式;WordFIP是总线裁决方式。因此,要这8种现场总线实现相互兼容和互操作几无可能。面对这种多总线并存的局面,系统集成将面临更为复杂的任务,系统集成技术也将会有很大的发展。 1.3现场总线的新动向—工业以太网 长期以来的标准之争,实际上已延缓了现场总线的发展速度。为了加快新一代系统的发展,人们开始寻求新的出路,一个新的动向是从现场总线转向Ethernet,用以太网作为高速现场总线框架的主传。以太网是计算机应用最广泛的网络技术,在IT领域已被使用多年,已有广泛的硬、软件开发技术支持,更重要的是启用以太网作为高速现场总线框架,可以使现场总线技术和计算机网络技术的主流技术很好地融合起来。为了促进Ethernet在工业领域的应用,国际上成立了工业以太网协会,开展工业以太网关键技术的研究。此外,开发设备网供应商协会(ODVA)已经了在工厂现场使用以太网的全球性标准——以太网/IP标准。该标准使用户在采用开放的工业应用层网络的同时,能利用可买到的现成的以太网物理介质和组件,也即由多个供应商所提供的可互操作的以太网产品。随着网络技术的发展,以太网应用于工业领域所要面对的网络可确定性问题、环境适应性问题、包括总线供电和本征安全问题都会迅速得到解决。 2 管理控制一体化 工业自动化领域的另一个发展趋势是管理控制系统的一体化。 2.1何谓管控一体化 在市场经济与信息时代的飞速发展中,企业内部之间以及与外部交换信息的需求不断扩大,现代工业企业对生产的管理要求不断提高,这种要求已不局限于通常意义上的对生产现场状态的监视和控制,同时还要求把现场信息和管理信息结合起来。管控一体化就是建立全集成的、开放的、全厂综合自动化的信息平台,把企业的横向通信(同一层不同节点的通信)和纵向通信(上、下层之间的通信)紧密联系在一起,通过对经营决策、管理、计划、调度、过程优化、故障诊断、现场控制等信息的综合处理,形成一个意义更广泛的综合管理系统。 2.2现场总线为管控一体化铺平了道路 企业信息网络是管控信息集成的基本条件,没有信息网络就不可能实现企业横向和纵向信息的沟通和汇集,建网的目标在于实现全企业范围内的信息资源共享,以及与外部世界的信息沟通。 水工业和一般企业网络大致可分为3层,即企业管理层,过程监控层和现场控制层。 管控一体化解决方案中的现场控制层由现场总线设备和控制网段构成,把传统的集散系统控制站(如水处理企业的PLC分站)的功能分散到了现场总线设备,此时的控制站实际是一个虚拟的控制站。现场总线技术与产品所形成的底层网络,充分发挥其使测控设备具有通信能力的特点,为控制网络与通用数据网络的连接提供了方便。企业信息网络是管控一体化的基础,现场总线则为构建管控一体化网络铺平了道路;过程监控层由局域网段以及连接在局域网段的担任监控任务的工作站或控制器组成,现场总线网络通过现场总线接口与过程监控层相连,或者监控层直接由现场总线来担当;监控站可以完成对控制系统的组态,执行对控制系统的监控、报警、维护及人机交互等功能;企业管理层由各种服务器和客户机等组成,用于集成企业的各种信息,实现与Internet的连接,完成管理、决策和商务应用的各种功能。 2.3管控一体化的支持环境与系统集成 基于系统之间横向数据交换及控制系统与管理层和现场仪表间纵向数据交换日益增加,现场总线的应用越来越广泛,制造厂商的产品也日益开放。由于多种总线并存已成定局,管控系统建立统一的数据管理、统一的通信、统一的组态和编程软件的一体化解决方案受到了各厂家的重视。同时,采用分布式网络系统,采用C/S或B/S结构,可以在实现企业各层次功能模型的同时,实现网络连接在结构上的简化,从而形成以实时和关系数据库为中心的数据集成环境,为实现数据资源共享的目标奠定了基础。 如前所述,在多总线并存的局面下,系统集成成为实现管控一体化信息系统的中心任务。系统集成是要按照一定的方法和策略将相同或不相同厂商的现场总线产品相互连接,并使上层应用与下层现场设备之间完成双向数据沟通,使之成为一个可以满足用户需求的整体。因此,系统集成既包括硬件产品的集成,也包括软件产品的集成。对硬件集成来说,需要借助网桥、网关沟通总线接口。一般同种总线的网段采用中继器实现网段的延伸,采用网桥实现不同速率网段之间的连接;不同类型的总线网段之间以及现场总线与以太网等异构网络之间采用网关实现互连,如公司与生产厂或其他部门距离较远时,采用公共数据网或电话网来实现局域网的连接,这在水工业的城市污水处理和截流系统、自来水厂站之间及供水管网调度系统等方面也是经常会遇到的问题。因此可以预计,今后这类通信接口产品将会变得很热门,从软件集成来说,通过OPC、ODBC等技术使得不同系统之间的准确、高速、大量的数据交换得以实现,能将实时控制、可视化操作、信息分析、系统诊断等功能集成到一个紧凑的软件包中,具有很大的硬件灵活性,并且可以提供与多种管理软件的连通性,从而可较为经济地解决管控系统之间的连接。 目前各个国家都在竞相开发自己的现场总线技术与产品,形成以现场总线为基础的一体化解决方案下的企业信息系统。现在已经推出产品的如西门子公司以Profibus总线为基础的PCS7、罗斯蒙特公司的基于FF总线的Plantweb等,管控一体化软件则有美国信肯通公司的Think DO、Lntellntion公司的iFIX等。 3 对水工业自动化发展的思考 综上所述,现场总线技术的发展,引起了自动化系统结构和自动化控制概念的变革,进一步推动了管控一体化企业信息系统的建立,它集计算机技术、信息技术和自动化技术为一体,成为流程工业自动化发展的趋势。随着市场经济的发展和加入WTO的临近,工业企业面临前所未有的发展机遇和愈加严峻的挑战,对企业的生产经营管理提出了更高的要求。管控一体化企业信息系统的建立,将是增强企业竞争力的重要途径,问题是对于水工业来说,这种必要性到底有多大?水工业尽管有自己的特殊性,但在实现生产过程和经营过程的整体优化,在保障运行安全的前提下获取最大的经济效益上与其他工业应是相同的。特别是信息技术的不断发展,网络的普及,将会使管控一体化的重要性日益显露出来,由以PLC为基础的集散型控制系统向以现场总线为基础的管控一体化分布式网络信息系统过渡是必然的。 要构建管控一体化网络,必先以现场总线所形成的底层网络为基础,但目前国内对现场总线技术的应用还比较迟缓,原因之一是观望和等待一个单一的现场总线国际标准的确立,但客观事实是IEC通过了8种总线标准,估计这种多总线并存的局面在短时间之内也不会改观;原因之二是现场总线在系统集成上存在困难,条件还不成熟,尤其是由国家支持研制开发的FF总线,其OEM产品的开发和应用也还要假以时日;此外还存在总线产品互操作性的认定和可靠性等方面的问题。因此在目前情况下,一方面要密切关注现场总线标准的新的发展动态,同时还应结合水工业的具体条件,对诸如如何保护和利用现有资源,对原来的DCS系统进行改造,选用何种总线以及如何组网和系统集成等问题加以研究和讨论,并建议国家城市给水排水工程技术研究中心成立一个机构,像建设部、科委下属智能建筑技术推广中心的LonWorks现场总线协作网一样,负责跟踪现场总线技术的发展、信息技术交流,指导行业对这一新技术的推广和应用,以促进水工业自动化发展的进程。 自动化控制论文:上海闵行水厂排泥水处理的自动化控制 摘要:目前在全国自来水行业中,几乎没有一家自来水厂对排泥水处理自动化控制进行系统的研究和应用。前几年上海市自来水公司在对水厂排泥水处理工艺研究的基础上,在闵行水厂一车间(净水能力7×104m?3/d)进行了排泥水处理生产性研究。为了能与国际接轨,同时与目前水厂的自动化相适应,在确定合理的处理工艺后配以高度的自动化,使系统在PLC中央控制下达到自动运行的程度,为今后水厂排泥水处理自动控制提供了有益的设计依据和参数。 关键词:排泥水处理 自动控制 水能力 1 排泥水处理的自动控制 排泥水处理采用的工艺流程见图1。 针对上述工艺,要实现自动运行,必须解决下列问题: ① 排泥水截留池如何自动控制; ② 如何自动排放浓缩池的浓缩污泥; ③ 平衡池的污泥量如何控制; ④ 如何自动配制PAM溶液; ⑤ 如何对离心脱水机的PAM加注进行自动控制; ⑥ 当某泵发生故障时,如何保证系统继续运行; ⑦ 作为一个排泥水处理工程,如何协调整个系统的运行。 2 各单体的自控原理与设计 2.1 截留池的运行控制模式 截留池主要用来收集沉淀池排泥水和离心脱水机的分离水,而后由输送泵将排泥水从截留池输送至浓缩池。水厂采用了智能化泵吸—虹吸排泥方式,排泥时间和排泥水量都随原水的浊度和泥沙沉降特性而变化。在截留池中安装一个液位仪,一个搅拌器(用于均匀池中的泥水浓度,不使泥沙沉淀下来)。通过截留池液位的高和低来控制输送泵和控制池中搅拌器的开和停。为了对进入浓缩池的排泥水量进行控制,在排泥水输送管道上安装了一个流量计,用来反映进入浓缩池的排泥水水量,并且采用变频器实施对输送泵的流量控制,达到对浓缩池进水流量的控制。 2.2 浓缩池的自控设计 浓缩池的作用是将较低浓度排泥水变成较高浓度的污泥水,而后送到平衡池。如何对较高浓度的污泥进行自动排放是浓缩池能否自动运行的关键。由于浓缩池运行时间和进浓缩池的排泥水水量具有不确定性,故定时排放污泥行不通;由于浓缩池液位稳定,故也不能用液位仪。这里唯一变化的是浓缩污泥的浓度,所以在浓缩池中设计安装一个浓度计,用污泥浓度数值的高和低来自动控制排泥泵的开和停,即浓缩污泥的排放。通过对开始排泥和终止排泥的污泥浓度值进行设置,可达到:①使浓缩池始终高效运行;②控制平衡池的污泥浓度。 2.3 平衡池的自控设计 平衡池是一个缓冲池,主要作用是保证进离心脱水机的污泥浓度稳定。对它的控制主要有两点:①池中污泥要均匀;②池中污泥水不能溢出,也不能排空,所以在池中安装一个液位仪和一个搅拌器。搅拌器的作用是均匀池中浓缩污泥浓度,不使泥沙沉淀下来。液位的高低则决定浓缩池排泥泵、离心机进泥泵和搅拌器的开和停。 2.4 配制自动化 高分子絮凝剂一般为颗粒状或粉末状固体,不能直接投放到污泥水中,必须采用一配制系统。该系统可分为五部分:①粉末储存器,用以储存足量的PAM固体;②螺旋投加器,由两支小型螺旋输送杆组成,用以均匀地将PAM固体送入斗型输送器,它的出口开启、关闭受一时间继电器控制;③斗型输送器与水射器,用来承接PAM固体,并使之与水均匀混合而后送至搅拌熟化池;④搅拌熟化池,用以搅拌PAM与水的混合液,让PAM与水充分混合熟化;⑤投加池,用以承接搅拌熟化池来的PAM溶液,以供PAM投加泵投入离心机中。整个配制系统应能如下运行:首先确定配制浓度,计算出投加固体量和投加时间,而后通过时间继电器确定投加时间。一旦固体投入漏斗后,则自来水将与固体料混合,并由压力水通过水射器送至搅拌池搅拌熟化,搅拌池溶液达到某液位时,水源自动关闭。当投加池PAM溶液用到某低液位时,系统将自动打开搅拌池的投放出口,配制好的PAM溶液由搅拌池送至投加池,然后系统自动再配制溶液,整个系统能周而复始自动配制溶液以用于离心脱水机的PAM絮凝剂投加。 2.5 离心脱水机及加药量的自控 离心脱水机的作用是将浓缩污泥进行固液分离,是固液分离好坏的关键脱水机械。要使泥与水能很好地分离,除了离心机的转速、差速控制因素之外,PAM投加量的自动控制是至关重要的。投加量的控制涉及到进泥量、进泥浓度、加注量和加注率的选定。对这些问题的设计思路是:①对进泥浓度进行监测,在平衡池中安装了一个污泥浓度计,以显示进入离心机的浓缩污泥浓度;②对进泥量进行监控,在进泥管道上安装一个流量计,在污泥泵上加一个变频器控制,以控制进泥量;③加注量则采用计量加注泵来控制PAM絮凝剂的加注,PAM絮凝剂则完全由PAM自动配制系统供应,这样能完美地实施离心脱水机和加药量的自动控制。 2.6 泵的故障排除 对每一环节中的泵都配备一台备用泵,并对每一污泥泵安装流量传感器,设置流量报警,对进离心机的污泥泵设置压力报警,同时每个泵给出一个运行状态信号,一旦某泵发生故障,备用泵能自动切换。泵的轮番使用通过PLC进行。 2.7 全系统的控制 系统采用了SLC 500小型可编程控制器族作为中央控制,它具有一个固定的控制器以及模块化控制器,模块化控制器在系统配置方面相当灵活,配以各类继电器就能设计一个用于本系统的控制器系统,使各单位协调运作,以达到运行的自动化。 与此同时也采用Panelview 550扁平面板终端设备提供快速和直观的显示。整个系统控制灵活、显示直观、设置简便、操作容易。 3 系统的运行自控 3.1 截留池的运行 沉淀池排泥水经管道流入截留池,池中液位开始上升。PLC接收来自截留池液位仪的信号,当达到某一高度后,PLC发出指令,开启输送泵,排泥水由输送泵送至浓缩池,输送量则由流量计显示并反馈到PLC,PLC可通过变频器对输送泵进行流量控制。 在实际运行中,设置输送泵启动液位为1.5m,停止液位为1.0m;搅拌器的启动为1.0m,停止为0.5m;输送的排泥水量为80~150m3/h。 3.2 浓缩池的运行 浓缩池一旦进水即开始运行。池中的浓度计连续监测池中某点位污泥浓度的变化,信号随时反馈给PLC。当达到某一浓度后,PLC发出指令开启浓缩池至平衡池的排泥泵,较高浓度的浓缩污泥就被送入平衡池积蓄起来。 沉淀池停止排泥之后,截留池的水位会慢慢下降,PLC收到截留池低液位信号后发出指令,停止输送泵运作,浓缩池也停止运行。但排泥泵的运行会降低浓缩池内污泥浓度,PLC在收到浓缩池浓度计的低浓度信号后即发出指令,停止排泥泵运行。 在实际运作中,将排泥泵的启动设置在池内污泥浓度为1.0%,停止浓度为0.1%。 3.3 平衡池的运行 平衡池的运行主要通过对浓缩池排泥泵的限定设置以及对离心机进料污泥泵的限定设置来控制。? 在实际运作中,设置排泥泵的启动液位为3.0 m,停止为3.5 m。这样,整个排泥水的收集、浓缩、积蓄就在PLC控制下周而复始,自动运行,无人操作。 3.4 离心机污泥脱水的运行 PLC收到离心机开启信号后,延时发出指令,自动开启离心机进泥泵、PAM加注计量泵和螺旋输送器,并接受来自进泥流量计和加注计量泵的信号。根据平衡池污泥浓度计的数值、进泥流量计的数值、PAM配制浓度、最佳加注率,就可以确定计量投加泵的流量,并通过PLC设置。这样PLC自动控制PAM加注泵变频器的设定频率值以控制投加量,离心脱水机对浓缩污泥的固液分离就可自动进行。 在实际运行中,PAM投加量的确定须依据进泥量和进泥浓度而定,加注率一般设定在1.0~1.5 kg/t干泥。 对所有泵都配有报警装置和备用泵并通过PLC控制,一旦运行泵发生故障,报警信号发至PLC,则PLC会自动控制切换备用泵运行,以保证在对故障泵进行维修时不影响系统的连续自动运行。 4 结论 综上所述,采用PLC作为中央控制,配以液位仪、浓度计、流量计作为一级仪表组合,自动连续监测运行状况,并将监测值实时送到PLC。PLC发出指令,指令会通过中间开关继电器和变频器,对系统的泵等设备进行开停、流量变化等控制,以达到运行的高度自动化。? 通过PLC的终端显示面板,也可以随时对运行参数进行重新设置,以达到最佳运行条件。在整个系统的运行中,达到了无人操作的程度。 自动化控制论文:论长寿排水公司污水处理厂自动化控制 摘要:本文介绍了长寿污水处理厂实施自动化控制的实践,论证了自动化系统对污水处理运行管理的重要作用,提出了智能化是自控系统发展方向的观点。 关键词:污水处理厂 自动化控制 设备改造 1.污水处理可能对三峡库来说还算是一个新星的行业,在三峡库区新建的污水处理厂中,大部分设置了自动化控制系统,力求对整个污水处理过程实行全面监控。但由于这项工作尚处在实践摸索阶段,与国外水平相比存在较大差距,主要问题是: (l)主要控制设备功能不稳定,特别是在线仪表的准确性和稳定性来看,不能完全达到由计算机控制的要求。 (2)自控水平低,距智能化自动控制还有很大差距。 (3)运行条件变化范围大,某些工艺环节尚在不断调整。 (4)运行操作人员尚不能对工艺进行全方位控制操作。 由于以上条件限制,大多数污水处理厂的自控系统只能发挥监视和对部分设备进行远程控制的功能。长寿污水处理厂针对以上问题,自2003年5月试运行到现在来看,根据实际运行,并通过对部分设备的改造和完善,加之对现场运行操作人员的技术培训,使中控室具有集中控制、监视、现场故障报警等功能。操作人员可在中控室进行操作,为安全稳定运行提供了保障。 2. 长寿排水公司自控概况 长寿污水处理厂处理长寿区20万人生活污水及工业废水,我厂监控系统采用工业以太网集中控制系统。此系统包括1个监控中心(中控室)、6个现场PLC站(模拟屏PLC0、配电间站PLC1加药间站PLC2、脱水间PLC3、PLC4站和紫外光PLC5站)。配电间站主要控制提升泵站、格栅井、沉砂池、氧化沟、二沉池、回流泵站、剩余泵站、贮泥池的自动运行;模拟屏站主要对模拟屏的数据处理控制;加药间站主要是对加药间的自动控制;脱水间2个站分别对1号和2号脱水机进行自动控制,紫外光站是对紫外光消毒系统进行控制。中控室则对全厂设备的控制操作及监视。现场分站采用的PLC可编程控制系统是美国AB公司以太网系统。 3. 对设备的改造与完善 长寿污水处理厂从试运行以来,由于现场电气及机械设备存在一些问题,直接影响了自控系统的正常运行。根据存在的问题,结合实际运行情况及工艺要求,对自动化控制系统的现场控制设备进行了部分技术改造。 3.1 对现场一些设备进行改造 由于我厂增加了一台脱水机和PLC柜,为了把新增的这台脱水机PLC柜的运行信号联到中控室,避免重新进行布线。使用交换机联接两台脱水间PLC柜,通过一根信号线接到中控室交换机。改造现场和配电机曝气机的二次控制回路,解决了中控室不能控制曝气机启停的问题。 1号2号氧化沟的变频曝气机由于控制转换开关处在开关柜 控制和机旁控制方式时,变频器模拟量4~20mA电流输入电路断开,使得不能输入变频器运行频率,变频器控制失效,不能运行。经考虑,短接模拟量电流输入的转换开关控制回路。 变频器频率信号(模拟量)、运行信号(开关量)没有输出给 PLC,使得上位机无法判断曝气机是否运行。过后经自动化人员改进后,只给出变频器频率信号(模拟量),运行信号可有可无(开关量)。 3.2 对PLC源程序的修改、优化 试运行中,我厂由于采用的是巡检制度,将各分散值班点集中到中心控制室值班操作。所以必须对比较重要的报警参数根据实际情况做进一步的修改。通过对PLC可编程控制器的源程序进行修改、编译,主要是启停液位、报警液位、逻辑控制、出水流量、加药间液位、提升泵站液位差等。不仅实现了设备按工艺流程运行的要求,而且机械设备运行的准确性、安全性有了很大提高,电气故障大为减少。故障点检查也很方便,大大降低了电气设备的故障率,使现场自动运行更加稳定。更主要的是为自动化控制的顺利实现创造了条件。 另外对高压配电系统和一套独立的监控系统,如出现任何故障不仅有指示灯光报警,而且还配有语音报警系统,使值班人员一目了然,可清楚地判断故障发生的部位并做及时处理,避免事故的发生。 3.4 安装视频监视系统的 为了让操作人员真正在中控室控制全厂、监视全厂、管理全厂,长寿污水处理厂于2002安装了BAXALL系列摄像机视频监视系统。它配合原有的自控仪表,对进水粗格栅、细格栅、提升泵、排砂泵、搅拌机、砂水分离机、氧化沟曝气机、二沉池、回流泵站、剩余污泥泵站、脱水间、办公室等10多个场所的现场情况,进行24小时全天候监视。 这套视频监视系统运行可靠。在中控室里,通过对摄像机的遥控。可以监视全厂20多个部位工艺设备的运行情况。如果按工艺流程在现场巡查一遍,需要30分钟左右,而通过视频监视系统,几分钟就可以对全厂工况浏览一遍,大大提高了工作效率。 3.5 提升泵站和格栅井的控制 污水提升泵站安装两台潜水泵一用一备,在上位机设定常用/备用,按如下原理进行控制: 当泵站内水位达到1.70m时,一台泵启动 ; 当水位降至0.80m时,水泵停机,并发出报警信号。 粗、细格栅分别有时间控制/液位差控制,2种控制方法,我厂现在用的是时间控制。 格栅井安装粗、细格栅机两台,运行依据其前、后超声波液位差计测得的水位差进行控制。 当粗格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差超过20cm,粗格栅机、皮带轮输送机自动开机。 当粗格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差降至10cm,粗格栅机、皮带轮输送机自动停机。 当细格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差超过30cm,细格栅机、螺旋输送机,压榨机自动开机。 当细格栅机前,后超声波液位差计测得的水位差降至20cm,细格栅机、螺旋输送机,压榨机自动停机。 粗格栅、细格栅还可以通过在上位机设定运行、停止间隔时间的方式定时开启停止。当格栅每运行15分钟后停15分钟。皮带输送机、螺旋输送机与格栅联动,及格栅运行时,同时运行。 两组涡流沉砂池,每组涡流沉砂池内安装一台搅拌机和排砂泵,搅拌机长期运行。排砂泵把池底的污物抽送至砂水分离器。排砂泵每运行10分钟后停20分钟,时用,砂水分离器与排砂泵同时工作,以上设备均可在中心控制室监控。 3.6 氧化沟的自动控制 本工程氧化沟设两组,日处理污水能力40000m3/d,每组氧化沟设计日处理能力2万m3/d。每组氧化沟PDSL-325(C)型倒伞型表面曝气机三台,其中1#,3#机组为恒速,逆时钟方向运转,单台机组充氧量为119kgO2/h;2#机组为变频调速,顺时针方向运转,单台机组充氧量为23~119kgO2/h,电机功率均为55KW;每组氧化沟安装两台溶解氧检测仪(DO仪)和一台污泥浓度检测仪(MLSS仪),一台DO仪和MLSS仪安装在接近出水口处,另一台DO仪安装在缺氧区。另一组氧化沟设备与该组氧化沟对称,倒伞型表面曝气机的运行按照氧化沟内溶解氧值(DO值)进行自动控制,其DO值以接近出水口处的DO仪的测定值为准。 当DO值在0.2mg/L DO值 1.2mg/L范围内时三台电机都开启;当DO值在1.2mg/L DO值 3.0mg/L范围内时开一台恒速机和一台变频调速机;其中变频调速机的调速频率分为五段(频率随着DO值减小而增大);当DO值在3.0mg/L DO值 4.0mg/L范围内时只开一台恒速机。如果DO值不在以上范围内那么开一台恒速机和一台变频调速机(频率固定)。 氧化沟内设一台污泥浓度(MLSS)测定仪,将MLSS测定仪测定值传送至中控室,用于调节活性污泥回流泵站及电动套筒阀的运行。 氧化沟内安装的各检测仪器(如DO仪、MLSS仪)的数据,由PLC1进行采集。然后PLC1将采集的数据通过控制层网络送至中控室用于控制相关设备运转。 3.7 回流泵站的自动控制 污泥回流泵站安装潜水轴流泵两台,按如下原理进行控制: 在泵站出水侧及吸水侧(套筒阀井处)各设一台超声波水位计,出水侧设两个水位,一个正常水位7.8m,一个报警水位8.4m,吸水侧设四个水位,一个正常水位5.30m,一个启动水位5.00m,一个高限报警水位5.80m,一个低限报警水位4.40m; 当两个氧化沟的污泥浓度同时高于3000mg/L时,开启1台污泥回流泵,如果其中任何一个氧化沟的污泥浓度低于3000mg/L时只开启2台污泥回流泵。 本控制程序能使两泵交替工作(统计工作时间),负荷均等,从而延长二泵工作寿命。 3.8 剩余泵站和贮泥池的自动控制 本泵站安装100QW70-7-3型潜水排污泵一台,其工作原理如下: 当贮泥池液位低于2.0m时,剩余污泥泵自动开启。当贮泥池液位高于4.5m时,剩余污泥泵站剩余污泥泵根据液位计信号自动停止运行,贮泥池液位在中心控制室显示及报警。另外,当贮泥池水位计超过贮泥池设定的最高水位或最低0.5m时,水泵亦由中控室控制自动切断水泵电源,泵站停止工作。 贮泥池安装超声波液位计,当液位为1.5m时,向脱水间PLC发出污泥泵停泵停止运行信号。 3.9 加药间的自动控制 溶解、溶液池为两组,每组2 m;每组内安一台搅拌机,和超声波液位计一套,工况一用一备; 溶解池加料加水后,搅拌机工作15分钟,搅拌机停车,溶液池的液位预报警(液位现场确定); 当一格溶解池最低液位时(液位现场确定),自动关停药液输出电磁阀同时开启另一溶液池的电磁阀; FeCl3液按照出水流量计信号自动调节频率,手动调节冲程控制投加量,使其出水水质达到国家一级排放标准。 3.10 紫外光的自动控制 紫外光消毒采用的是德国威得高系统,控制方式采用的是液位控制,并由液位控制出水的电动阀门自动行动,使液位始终保持在1.7m,紫外光灯启动±5%左右。 3.11 脱水间的自动控制 脱水间加药池设有一液位探头,当液位低于设计标准时,脱水机停止。 脱水机的控制主要还是以人工控制为主,操作人员在PLC柜在启停各个设备。 3.12 现场仪表的控制 我厂的主要仪表有:液位计、进水PH值、溶解氧、污泥浓度、COD在线仪、浊度仪、出水流量计(其中大部分的在线仪表都自带得有温度计)。 显示的具体形式以具体数值显示为主,操作人员可直观地读取各种数据。 3.13 高压配电系统监视功能 此功能主要是对高压配电及供电系统的开关是合是断,通过在上住机(CRT)显示来提示有关人员。具体显示以示意图的形式实现。 3.14 时间累计、故障次数和报警功能 主要功能是对所有设备运行的时间进行统计。报警功能是对设备运行出现的故障都有灯光和声音提示,准确及时地提示操作人员哪台设备出现了故障。故障出现时,运行设备立即停止运行。此部分功能的实现,为有关人员确定设备大修时间及日常保养次数提供了依据。 4. 自控系统的使用效果 4.1 快速准确地反映运行异常情况 当现场现出任何的异常情况,可通过监控系统和上位机系统一目了然的看出问题。有设备出现故障、上位机同时报警并停止该设备的运行,相应地计算机作故障情况记录,方便设备故障排除、管理、维护等。 4.2 促进了职工技求素质的提高 实行自控,运行人员合并值班操作,对职工素质的要求也相应地变为复合型,这就进一步激发了职工特别是青年职工学文化、学技术的积极性。 4.3 为降低运行成本创造了条件 5. 自控系统的发展前景是智能化 从长寿排水公司自动化控制水平看,只是完成了人对设备简单的机械性能的操作,这种系统在智能化高度发达的今天显得很粗糙。因为污水处理的可变因素很多,有水量、浓度、温度、气量、微生物状态、系统配水情况。供电情况、机械运行情况等等,是一个非常复杂的系统,只靠预先设定的简单程序就想控制好生产全过程是不可能的。我们需要一种更高级的控制系统,使之能对生产过程出现的各种数据给予采集、计算、分析,得出目前运行状态是否正常的结论,并能给操作人员以有益的提示,从而使自动化控制能够真正实现智能化。 自动化控制论文:滴灌系统的自动化控制的研究 摘要:本文介绍了引进的以色列先进的滴灌技术,同时从滴灌系统、节水效果到滴灌的自动化控制作了详尽阐叙,并对百果园第二期工程建设提出了滴灌系统的设想,以此范例,作出了在我国果园灌水实现滴灌自动化的一般方法和建议。 关键词:计算机 自动化 电磁阀 1 简介 是国家果茶良种场XX省优质果茶良种繁育场,是国家“九五”种子工程在湖南实施的重点项目,建于1998年8月,1999年三月由农业部授名为“国家(湖南)果茶良种场”。 厂址位于XX市西郊雷锋大道7公里处,占地面积620亩。为加速实施全省农业结构的调整,先后从美国?法国?埃及?日本及国内10多个省市科研育种单位引进优质果茶品种资源158个,优质果茶种苗40多万株,建成果茶母本园150亩。每年可向社会提供优质果茶苗木200多万株,果茶母(接)穗1万公斤以上,生产优质果茶产品1000吨以上。 果茶场也是省城第一座以品茶、园艺、垂钓为主题的农业观光园。这里空气清新,景色怡人。春有草莓、樱桃、“明前”茶;夏有枇杷、苹果、葡萄、桃、李、杨梅、无花果与瓜类;秋有板栗、柿、枣、梨、猕猴桃;冬有柑桔、橙类等。一年四季。百果飘香,是个名副其实的“百果园”。 该厂第二期工程将于2003年完成,面积将扩至1000多亩。年生产优质果茶苗木将达到1000万株,优质果茶产品产量也将成倍增加,更多的农业高新技术将落户该场。果茶苗木和产品的生产、检测、采后处理、加工和多种农业观光设施将全部完善和配置。届时,一个全新的高科技生态农业示范、观光园将会展现在你的面前。 百果园是农业高科技的结晶,而滴灌系统是其中的重中之重。百果园现建成的620亩果园,全部由从以色列引进的先进滴喷灌系统控制,该园地势起伏较大,最高处海拔达86.60m,最低处64.72m,传统灌水方式很难进行,而先进的滴灌系统由于对地形的适应能力强,而且特别适应山地丘陵地区,所以滴灌正好大施其能,由低处水库中取水,经过过滤加压,然后由遍布全园的各种管道把带有肥料、除虫剂的水准确地送到每片需水地园中,保证果树的正常需水。不过其系统自动化程度不高,全园仅能使用微机控制电磁阀的开启,不能精确实现作物的轮灌、对灌水时间和灌水量还不能实现有效的控制,有望进一步提高。 2 滴灌系统 滴灌就是滴水灌溉技术,它是利用低压管道系统,使滴灌水成点滴地、缓慢地、均匀而又定量地浸润作物根系最发达的区域,使作物主要根系活动区的土壤始终保持在最优含水状态。滴灌不同于传统的地面灌溉湿润全面积土壤,因此滴灌有节约灌溉用水量、促进作物生长和提高产量的作用,是一种很有发展前途的局部灌水技术。 百果园主要种植柑桔、葡萄、水蜜桃、茶等低矮果树,如果采用其它灌水方法,不仅浪费水资源,而且很难保证满足果树的需水量,而滴灌具有省水节能、省工省地省肥、操作简单,易于实现自动化、对土壤地形适应性强、保护和保持生态环境等优点,所以滴灌成为了百果园地首选。 2.1百果园滴灌系统的组成 百果园滴灌系统主要由水源、首部枢纽、输配水管网和尾部设备灌水器以及流量、压力控制部件和测量仪表等组成,如图所示。全园滴灌系统组成示意图: 1.水源 2.水泵 3.供水管 4.蓄水池 5.逆止阀 6.施肥开关 7. 灌水总开关 8.压力表 9. 主过滤器 10. 水表 11. 支管 12. 微喷头 13. 滴头 14. 毛管(滴灌带、渗灌管) 15.滴灌支管 16.尾部开关(电磁阀) 17.冲洗阀 18.肥料罐 19.肥量调节阀 20.施肥器 21.干管 2.1.1 水源 江河、湖泊、水库、井、渠、泉等水质符合微灌要求的均可作为水源,百果园采用从园中的水库中取水。 2.1.2 首部枢纽 百果园的首部枢纽包括泵组、动力机、肥料罐、过滤设备、控制阀、进排气阀、压力表、流量计等。其作用是从水库中取水增压并将其处理成符合微灌要求的水流送到系统中去。百果园中采用五级加压式离心泵,在水库中取水,现取现用,计划建一水塔蓄水。 2.1.3 输配水管网 输配水管网的作用是将首部枢纽处理过的水按照要求输送分配到每个灌水单元和灌水器。包括干、支管和毛管三级管道,毛管是微灌系统末级管道,其上安装或连接灌水器。微灌系统中直径小于或等于63毫米的管道常用聚乙烯(PE)管材,大于63毫米的常用聚氯乙烯(PVC)管材。百果园中干、支管采用PVC管和UPVC管,毛管采用PE管。 2.1.4 尾部设备 尾部设备是微灌系统的关键部件,包括微管和与之相联的灌水器(小微管、滴头、微喷头、滴灌带、渗灌头、渗灌管等)插杆等。灌水器将微灌系统上游所来的压力水消能后将水成滴状、雾状等施于所需灌溉的作物根部或叶面。 2.2 百果园滴灌灌溉系统 灌溉系统的第一期工程是由以色列的普拉斯托公司负责承建,全园采用先进的滴、喷灌相结合的微灌节水技术,是我国南方发展节水农业的典范,其具体情况见下: 2.2.1 设计原则 滴灌灌溉系统设计除了满足节水、节能、省力等之外,通常应遵循以下主要原则: ①必须满足果园果树生长对水分的要求; ②灌溉系统设计应结合耕作实际,便于操作; ③应使所选择的灌水方法既能满足作物的灌溉要求,又不因灌溉而造成病害、虫害的发生; ④在尽可能的情况下,灌溉系统设计时应考虑施肥及喷药装置; ⑤在尽可能的情况下,应使灌溉系统在满足灌溉要求的同时,工程建设的综合造价最小。 2.2.2 设计步骤 2.2.2.1资料的收集在系统设计时,必须掌握以下资料: ①地形资料:根据实际情况测绘大比例尺地形图,其中包括果园的平面布置、道路、水源位置、高差等。 ②土壤资料:主要是土壤理化性质、地下水埋藏深度和土层厚度等。土壤理化性质主要包括土壤类别、干容重、含盐情况、土壤田间持水率等。 ③气象资料:区域年均降雨量及季节分布、平均气温、极端气温(包括最高、最低气温)、最大冻土层深度、无霜期、蒸腾蒸发资料等。 ④水源资料:水源属性(个人或集体)、种类、水源位置、水质、含沙情况、水位、供水能力、利用和配套情况等。若水源为机井时,还应调查机井的静水位和动水位,当地下水水位较浅时,一定要调查清楚地下水位及其周年变化规律。若水源为渠水时,应调查清楚水源的含泥沙种类、含沙量、水位、供水时间、可能的配水时间等。同时,还应特别注意水源的保证率问题,不论是只用于果园的水源还是与周围大田混用的水源,都应考虑这个问题。 ⑤百果园作物种植资料:其中包括作物的种类、种植密度(其中最主要的是行距和株距)等。 ⑥百果园的环境资料:包括百果园周围的地形、交通和供电等。 2.2.2.2 灌水方法的选择灌水方法选择适当与否,除了影响工程投资外,还直接影响着灌溉系统的效益发挥和灌溉保证率。因此,应根据作物种类、作物的种植制度、种植季节、水源情况、果园设施情况、工程区社会经济情况等,合理地选择相对投资较省、灌溉保证率较高且有利于果园果树生长的灌水方法。百果园灌溉系统的灌水方法采用以滴灌为主,滴喷灌相结合的方式。 2.2.2.3 滴灌系统布置,百果园滴灌系统的管道分干管、支管和毛管等三级,布置时干、支、毛三级管道要求尽量相互垂直,以使管道长度和水头损失最小。通常情况下,园内一般出水毛管平行于种植方向,支管垂直于种植方向。 2.2.2.4 滴灌灌溉制度的拟定 ①灌水定额:是指作为滴灌系统设计的单位面积上的一次灌水量,如果用灌水深度表示,可用式(4-8)计算,即 H——计划湿润层深度(米),一般蔬菜0.20-0.30米深根蔬菜或果树0.3-1.0米; p——土壤湿润比,70%-90%。 ②设计灌水周期:滴灌设计灌水周期是指按一定的灌水定额灌水后,在作物适宜土壤含水率的条件下,保障作物正常生长的可能延续时间T,用式(4-9)计算,即 ③一次灌水延续时间:一次灌水延续时间是指把设计灌水定额水量,在不产生径流的条件下,均匀分布于果园田间所用的灌水时间,用式(4-10)计算,即 i. 轮灌区数目的确定:(a)对于固定式滴灌系统,轮灌区数目可按式(4-11)计算:(b)对于移动式滴灌系统,则有: ii. 一条毛管的控制灌溉面积:(a)对于固定式滴灌系统,毛管固定在一个位置上灌水,控制面积为 f=SeL (4-13) 式中 f——每条毛管控制的灌溉面积(平方米) L——毛管长度(米),移动式滴灌系统中为出流毛管长度。 (b)对于移动式滴灌系统,一条毛管控制的灌溉面积为 2.2.2.5 滴灌系统控制灌溉面积大小的计算在灌溉水源能够得到充分保证的条件下,滴灌面积的大小取决于管道的输水能力。对于水源流量不能满足整个区域需要时,滴灌面积为 2.2.2.6 管网水力计算滴灌系统各级管道布置好以后,即可从最末端或最不利毛管位置开始,逐级推算各级管道的水头损失(包括沿程水头损失和局部水头损失)。在设计中,同一条支管上的第一条毛管最前端出水孔处水头与最末一条毛管最末端出水孔处水头之间的差值,不超过滴头设计工作压力的20%,流量差值不超过10%;对于采用压力补偿式滴水器时,仅要求区域内滴头流量差值不超过10%,并据此确定支、毛管的最大设计长度;在滴灌中,由于管网中水流压力通常小于0.3兆帕,所以多选用PVC塑料管道。 管道中水流在运动过程中的压力损失通常包括沿程阻力损失和局部阻力损失。工程设计中塑料管道的沿程阻力损失常选用式(4-1 6)、(4-17)计算,局部阻力损失常用式(4-18)计算。 ①沿程阻力损失hf 当管道有多个出水口时,管道的沿程阻力应考虑多口出流对沿程阻力的折减问题,多口出流折减系数k,对应计算公式 ②局部阻力hj 工程设计中为了计算方便,局部阻力损失也常按沿程阻力损失hf的10%估算。 2.2.2.7 管道系统设计包括各级管道的管材与管径的选择、各级固定管道的纵剖面设计、管道系统的结构设计。 ① 管材的选择:可用于灌溉的管道种类很多,应该根据滴灌区的具体情况,如地质、地形、气候、运输、供应以及使用环境和工作压力等条件,结合各种管材的特性及适用条件进行选择。一般情况下,对于地理固定管道,可选用钢筋混凝土管、钢丝网水泥管、石棉水泥管、铸铁管和硬塑料管。钢管易锈蚀和腐蚀,最好不要选用。随着材料工业的发展,地埋管道多选用塑料管。选用塑料管时一定要注意,不同材质的塑料管在几何尺寸相同的情况下可承受的工作压力相差甚远,特别是在使用低密度聚乙烯管(PE管)时,一定要注意管壁的厚度是否达到了能承受系统所要求压力的厚度,若没有达到,千万不能使用,否则将会埋下隐患,造成运行时管道发生爆破,甚至导致整个管道系统瘫痪。用于滴灌地埋管道的塑料管,最好选用硬聚氯乙烯管(UPVC管)。对于口径150毫米以上的地埋管道,硬聚氯乙烯管在性能价格比上的优势下降,应通过技术经济分析选择合适的管材。塑料管经常暴露在阳光下使用,易老化,缩短使用寿命。因此,地面移动管最好不采用塑料管。 ② 管径的选择:当轮灌编组和轮灌顺序确定之后,各级管道在每一轮灌组所通过的流量即可知道。通常选用同一级管道在各轮灌组中可能通过的最大流量,作为本级管道的设计流量,依据这个设计流量来确定管道的管径。若某一级管道,其最大流量通过的时间占管道总过水时间的比例甚小,也可选取一个出现次数较多的次大流量,作为管道的设计流量来确定管径。同一级管道的不同管段通过的最大流量不同时,可分段确定设计流量。(a)支管管径的确定:支管是指直接安装竖管和滴头的那一级管道。支管管径的选择主要依据灌溉均匀的原则。管径选得越大,支管运行时的水头损失就越小,同一支管上各滴头的实际工作压力和灌水量就越接近,灌溉均匀度就越接近设计状况。但这样增大了支管的投资,对移动支管来说还增加了拆装、搬移的劳动强度。管径选得小,支管投资减少,移动作业的劳动强度降低,但由于运行时支管内水头损失增大,同一支管上各滴头的实际工作压力和灌水量差别增大,结果造成果园各处受水量不一致,影响滴灌质量。为了保证同一支管上各滴头实际出水量的相对偏差不大于20%,国家标准GBJ85-85规定:同一支管上任意两个滴头之间的工作压力差应在滴头设计工作压力的20%以内。显然,支管若在平坦的地面上铺设,其首末两端滴头间的工作压力差应最大。若支管铺设在地形起伏的地面上,则其最大的工作压力差并不见得发生在首末滴头之间。考虑地形高差Z的影响时上述规定可表示为 许的水头损失即为从式(4-20) 可以看出:逆坡铺设支管时,允许的hw的值小,即选用的支管管径应大些;顺坡铺设支管时,因Z的值本身为负值,其允许的hw的值可以比0.2hp大些,也就是说因支管顺坡铺设时,因地形坡降弥补了支管内的部分水力坡降,选用的支管管径可适当的小些。 当一条支管选用同管径的管子时,从支管首端到朱端,由于沿程出流,支管内的流速水头逐次减小,抵消了局部水头损失,所以计算支管内水头损失时,可直接用沿程水头损失来代替其总水头损失,即h'f=hw,式(4-20)可改写为 滴头选定后,满头的设计工作压力可从滴头性能表中查得。两滴头进水口高程差(实际上就是两滴头所在地的地面高差)可以从系统平面布置图中查取。则h'f即可求出。利用公式h'f=FfLQm/db,在其他参数已知的情况下反求管径d,d就是该支管可选用的最小管径的计算值。因管材的管径已标准化、系列化。因此,还需按管材的标准管径将计算出的管径规范取整。对滴灌系统的支管,考虑到运行与管理的方便,最大的管径一般不超过100毫米,并且应尽量使各支管取相同的管径,至少也需在一个作业区中统一。对于固定管道式滴灌系统,地理支管的管径可以不同,但规格不宜太多,同一条支管一般最多变径两次。 (b)支管以上各级管道管径的确定:一般情况下,这些管道的管径是在满足下一级管道流量和压力的前提下按费用最小的原则选择的。管道的费用常用年费用来表示。随着管径的增大,管道的投资造价(常用折旧费表示)将随之增高,而管道的年运行费随之降低。因此,客观上必定有一种管径,会使上述两种费用之和为最低,这种管径就是我们要选择的管径,称之为经济管径。经济管径中对应的流速称为经济流速。图4-7就是用最小年费用法计算经济管径的原理示意图。用这种方法确定管径概念清楚,但计算相当繁琐,往往需要分别计算出多种管径的年投资和年运行费,比较后再确定。随着科学技术的进步,计算机技术的飞速发展,许多优化设计方法,如微分法、动态规划法等已在管道灌溉管网的设计中得到应用,具体方法可参阅有关书籍。 对于规模不太大的滴灌工程,也可用式(4-22)、式(4-23)的经验公式估算管道的直径: 容是确定各级固定管道在平面上的位置及各种管道附件的位置。管道的纵剖面应力求平顺,减少折点,有起伏时应避免产生负压。 ⅰ 埋深及坡度:地埋管的埋深指管径距地面的垂直距离,埋深应根据当地的气候条件、地面荷载和机耕要求确定。一般管道在公路下埋深应为0.7~1.2米;在农村机耕道下埋深为0.5~0.9米。地埋管的坡度主要视地形条件而定,同时也应考虑地基好坏及管径大小。一般在地形条件许可的情况下,管径小、基础稳定性好的管道坡度可陡一点;反之应缓些。总的来说,管道坡度不得超过1:1,通常控制在1:1.5~1:3以下。 ⅱ 管道连接及附件:地埋管道的连接多采用承插或黏接的形式,转向处用弯头,分水处用三通或四通接头,管径改变处采用异径接头,管道末端用堵头。为方便施工和安装,同类管件应考虑其规格尽量统一。 为了按计划进行输水、配水、管道系统上应装置必要的控制阀。白果园中为了实现灌水的有效控制,设置了30多个电子阀.而且各级管道的首端还设了进水阀或水分阀;当管道过长或压力变化过大时,设置节制阀。为保证管道的安全运行,还安装一些附设装置。自压系统的进水口和各类水泵吸水管的底端应分别设置拦污棚和滤网,管道起伏的高处应设排气装置,自压系统进水阀后的干管上设高度高出水源水面高程的通气管,管道起伏的低处及管道末端设泄水装置,管道可能发生最大水锤压力处设置安全阀。 2.3 评价 从整体上来看,XX白果园的滴灌系统是建设的比较完善的一套滴水灌溉系统,设计施工都符合现代滴灌的要求,是一套先进的现代化滴水灌溉系统,而且产生了很好的经济效果。不过当时考虑到经济条件的限制,其毛管采用了单行直线布置,灌水均匀度不高,鉴于对多种毛管布置形式的比较分析,笔者认为百果园应改进为双行毛管平行布置;而且其控制系统自动化程度不高,全园仅能使用微机控制电磁阀的开启,不能精确实现作物的轮灌、对灌水时间和灌水量都不能实现有效的控制,故需进一步对其控制系统加以设计改进。正在建设的二期工程应该吸收一期工程中的好的经验,改进一期工程中的不足,特别是应该实现灌水的全自动控制。 3 灌溉自动化控制系统 灌溉中的滴灌系统,能很方便实现自动化控制,灌水的自动化控制能有效的实现节水灌溉,也是农业实现现代化的要求。对微灌的自动化控制,根据控制系统运行的方式不同,一般可分为手动控制、半自动控制和全自动控制三类: ①手动控制系统 系统的所有操作均由人工完成,如水泵、阀门的开启、关闭,灌溉时间的长短,何时灌溉等等。这类系统的优点是成本较低,控制部分技术含量不高,便于使用和维护,很适合在我国广大农村推广。不足之处是使用的方便性较差,不适宜控制大面积的灌溉。 ②全自动控制系统 系统不要人直接参与,通过预先编制好的控制程序和根据反映作物需水的某些参数可以长时间地自动启闭水泵和自动按一定的轮灌顺序进行灌溉。人的作用只是调整控制程序和检修控制设备。这种系统中,除灌水器、管道、管件及水泵、电机外,还包括中央控制器、自动阀、传感器(土壤水分传感器、温度传感器、压力传感器、水位传感器和雨量传感器等)及电线等。 ③半自动控制系统 系统中在灌溉区域没有安装传感器,灌水时间、灌水量和灌溉周期等均是根据预先编制的程序,而不是根据作物和土壤水分及气象资料的反馈信息来控制的。这类系统的自动化程度不等,有的一部分实行自动控制,有的是几部分进行自动控制。 为了对先进的滴灌自动化控制系统有具体认识和了解,下面我们将对滴灌的自动化控制作详细介绍: 3.1 滴灌首部控制枢纽 滴灌自动化系统的基本控制方法有:时间控制、水量控制和反馈控制三种。时间控制系统是按预定好的时间放水或关水;水量控制系统是按照设计的配水量放水或关水;反馈控制系统是根据灌区内湿度感受器的反应,然后将信号传送到首部控制枢纽部分来关水或放水。滴灌系统更便于完全实现自动化,这在地多人少、劳力紧张的边远地区,沙漠地带的防护林区,铁路路基沿线,经济力量雄厚的城郊蔬菜种植区显得特别重要。目前,国外发达国家在滴灌区普遍使用了计算机管理系统,并通过专用的滴灌系统软件来控制和检测作物生长、土壤状况和气象趋势,取得了良好的效果。大大提高了现代化的土壤水分、作物生长测定技术的可能性和实用性,具有农艺上的综合性,为人们充分利用现代化仪器设备在滴灌系统中应用提供了巨大的潜力。滴灌系统软件根据作物对水分的需求和土壤墒情制定出合理的灌溉计划和作物管理计划。 3.2 作物生产管理计划制定 控制软件系统应能提供一套科学的管理系统,它通过提高作物产量和品质以及减少用水量来提高水分利用效率,能给农民及有关用户提供一套针对灌溉方案制定作物生产管理的先进、完善的管理系统,用户能够使用它获得他们的每一块农田的土壤水分状况图,方便的数据资料存取能够得到每一块农田的准确土壤水分含量,还能够确定准确的日水分利用量,能够给每块农田制定出合理的灌溉管理决策,能够根据每一块农田各自的灌水量需求对不同农田进行灌溉优先排序,以便制定优化灌溉计划使农场或用户获得整体最高产量。 控制软件系统应能允许灌溉管理者根据作物水分需求和作物对灌溉的反应制定合理的灌溉计划,作为一个完整的灌溉计划和作物生产管理软件包,它能够对灌溉决策的制定和作物管理进行数据资料存储、运算处理、显示输出。土壤水分数据资料主要由中子探测仪、石膏电阻块和张力计测定获得。天气数据资料由自动气象站获得,作物生长资料如籽粒大小(直径)、株高和叶片硝酸盐含量等可直接田间测定,根据相应的作物响应,作物生长资料结合土壤水分资料能够制定出合理的灌溉计划,通过实际调查能够提高作物产量、品质和水分利用效率的管理技术能够详细地验证作物生长、土壤水分和气候之间的关系,因此能很好地解决一些灌溉管理和作物生长问题,其中包括过量灌溉导致的灌溉水排渗问题、肥料向根部以下淋溶损失问题以及为了达到高产稳产目标的籽粒重和穗粒数或结果率的控制管理问题。 3.3 滴灌系统灌溉计划制定 滴灌系统灌溉计划一般是指确定何时进行灌溉及应该的灌溉量,灌溉计划的应用可消除代价巨大的不可预测的农业灾害,如在作物生长临界期由于土壤类型和作物自身生长能力,不同的农田具有不同的土壤水分亏缺量和日水分利用量,因此不同的农田需要不同的灌溉计划。农民通过土壤水分测定技术利用软件处理和显示不同层次土壤水分特征,能加深对发生于土壤内的各种过程的理解,以便进行更精细的灌溉计划和灌溉管理决策的制定,以确保土壤水分总是保持作物生长所需的最佳含水量。 当土壤水分和被作物利用的水分的准确数量被测定后,通过软件可以计算下一次滴灌的日期和准确的灌水量,它将考虑当前每天水分利用状况、天气变化和历史资料来帮助管理者制定以后的灌水计划。它把农田从最干到最湿分为不同等级。了解需要灌溉补充的水量有助于协调不同用户之间和同一用户内部的水分供给,充分了解雨后何时开始灌溉能使农民最大限度地利用自然降水,而把灌水过多和灌水不及造成地危险减到最小。 3.4 土壤水分时间图和深度图的应用 3.4.1 时间图 时间显示某一指定土壤容积含水量、根区土壤含水量或作物响应随时间的变化。时间图的基本显示:直线表示根区土壤含水量的饱和点和需灌溉补充点;供给的和有效的灌溉和降雨情况;箭头指示预测的灌溉日期;关于水分饱和点、需灌溉补充点、当前和过去的土壤水分测定值及计划安排的灌水日期和灌水量的总结表;作物生长及其对灌溉管理技术措施的响应;该软件所做的时间图可进行大小调整,通过调整纵坐标轴上的最大值和最小值及横坐标上的日期范围能够把图形中用户想要的区域或作物生长期内的某特定阶段的图形放大。图形能够进行叠加来同时比较不同地点的田块或不同年份的数据。当季和前季的作物的生长,土壤水分和天气资料的叠加图形比较灌溉管理达到高度的协调一致。用户可以选择任何关键数据来建立相互作用关系图。 3.4.2 深度图 深度图显示土壤容积含水量沿土壤剖面随深度的变化而变化的情况,通过该软件和现代化仪器结合能够迅速直接测定和分析土壤水的剖面分布情况。根区吸收水分模式可以在深度图中看到,对深度图分析能使农民确定每一种农作物包括块根作物在土壤剖面中被研究的土壤体积范围和土壤剖面的每一深度层的作物利用的水分数量、土壤紧实度、土壤质地变化、高石灰岩含量、地下水位和盐分等问题能够通过对根部活动的仔细分析而发现。深度图也可以用来确定渗入和排出土壤剖面的水分的运动状况及深度和数量,从中能够给定灌溉饱和点和需灌溉补充点的准确设计值。灌溉或降水后从土壤的根区排出的水分数量能够通过深度图准确测定,根据可以调节灌溉所用时间以避免水分从土壤剖面排出而损失,控制土壤剖面排出水的数量将防止地下水水位地升高和土壤养分的淋溶损失,同时也将降低灌水及滴灌水及抽水的成本。深度图是一个非常有用的工具,能够解决在不同类型土壤中灌溉水的水平和垂直运动的关键问题,通过分别绘制灌溉前和灌溉后距滴管不同距离的各个点的土壤水分含量图可比较灌溉水的运动状况,用户能够利用研究所得的结果来减少水分和肥料排渗,同时确保作物根系能够一直得到适量的水分。 3.5 软件的程序特点 3.5.1程序结构 滴管软件的数据存储于一个树状结构,这使得制定灌溉方案是查询数据资料非常方便。管理人员可能负责管理几个农场或几块农田,每个农场或农田可能有许多检测点,每一个检测点都有一套不同时间收集的实际测定的读数记录。输入的数据经过计算机软件处理,能显示有关每一单个田块的详细资料,还能够向农民分别显示每一年的作物种植的详细资料。能够显示农场的每个监测田块或某一年份的每一监测点的情况,指明灌溉饱和点和需灌溉补充点,当前作物日水分使用情况,土壤水分平衡和预测出的三次灌溉的日期,土壤水分含量和作物日用水量的测定值,对未来作物在整个生长季节的长期的用水量作出估算。显示某一具体的时期的每一深度层的土壤水分含量的读数记录和根区的总水分含量,同时显示土壤水分需要量,中子仪测定并估算的日水分使用量。利用滴灌软件可进行数据资料综合分析,从中总结重要的信息形成报告,以帮助制定每日的管理决策方案。同时也可以编辑出前几个生长季的作物生长、水分管理。土壤等数据资料,并进行综合分析,为以后的灌溉方案制定提出更合理更完善的评价标准。该软件程序的所以结构层次能为所选择的农场、监测点和某一日期建立报告。报告分为五种:深度图、时间图、记录读数报告。监测点报告和灌溉计划报告。用户可以根据自己的需要已及自己微机系统对程序进行修改编译,选择公制和英制计量单位进行数据资料综合分析,将田间测定得到的数据读数记录自动粘贴到没一个具体的农场栏、监测点栏和日期栏。每一个监测点的测定日期,时间及估计的水分日利用量能够在粘贴之前输入。 3.5.2 数据输入在读数记录屏幕中可以人工录入和显示田间实际收集的数据,如土壤水分张力计的读数、作物籽粒大小。有关作物的数据可以测定得到,作物生长参数与土壤水分含量相关联可以确定作物生长期的水分需求量。气候数据资料可以人工输入或由气象站自动装载。天气数据参数的个数没有限制,它可以与任一个作物生长测定值和任一水平的土壤水分含量相关联制作相互作用关系图。从气象数据资料中可以得到蒸发损失的总水分量的数据并且把它与测定的日水分使用量相比较来调整该地区的作物灌溉计划。 3.5.3 软件的数据处理利用滴管软件可以计算使土壤剖面达到灌溉饱和点所需的准确时间数。同时计算自从播种或其他生长时期(如发芽、开花等)以来的天数,使土壤水分能够与过去多年的作物生长资料数据参数同步分析,以确定作物水分利用效率。使用作物累积日水分方程。能够很好地评估作物总产量,尤其是对于玉米、小麦和棉花。可以通过作物-水分方程和气象资料估算理论产量。通过速率方程,计算作物生长速率。计算作物当前日水分利用量占整个生长季日水分利用量地比例。同时也可计算不同水分含量地土壤水分变化速率,这些速率地变化表明土壤紧实问题和土壤干旱地程度。滴灌软件可以分析某一作物在生长季内日水分利用状况地资料。结合现代先进地土壤水分测定仪器使用,该软件能够指导我们最有效地利用有限的水资源获得最大农业效益。例如能够确定每次灌溉的准确时间和灌水量。同时减小过量灌溉和水分不足对产量的影响。建立各种不同作物之间水分利用及水分利用效率的差异;建立如不同品种、土壤紧实情况、不同的耕作史等不同条件下水分利用及水分利用效率的差异;建立现代耕作技术和传统耕作技术条件下的水分利用效率的关系。确定灌溉和降水的利用效率,用以观察分析根系吸收水分模式。有助于合理管理地下水和盐化问题,能够减少土壤养分的淋溶损失问题。建立土壤水分含量、作物长势及天气状况的数据库以使作物产量和质量获得持续稳定的提高,使高效农业可持续发展。 3.6灌溉自动化控制系统 要实现灌水的自动化,必须有自动灌溉控制器,该装置由土壤湿度传感器、控制器和电磁阀组成,能够按土壤墒情和作物需水特性实施自动灌溉(沟灌、喷灌、滴灌、渗灌),达到高产、高效、和节水的目的。适用于庭院花圃、苗圃、果园、菜地和农地。随着经济发展,庭院花圃、苗圃水分的自动灌溉倍受欢迎。它能省水省事,使花木生长更好。一亩庭院花圃、苗圃地投资1.0-1.5万元,可以建立自动灌溉控制系统。自动灌溉控制系统可以实现科学灌溉,节能、省水,使菜地和农地产量和质量明显提高。智能化,精准化灌溉技术是伴随着计算机应用技术、传感器制造技术、塑料工业技术的提高而逐步实现的 自动化计算机灌溉控制系统大约在80年代初由雨鸟公司、摩托罗拉等几家公司开发、研制成功,并投入使用。由于技术复杂、应用难度大,价格高昂,这种控制设备最早应用于高尔夫球场灌溉系统的控制上。90年代,计算机工业的硬件、软件飞速发展,使得灌溉系统中央计算机系统操作难度越来越小,功能越来越丰富,价格也逐渐降了下来。这种系统在园林绿化上用得也越来越多了起来,雨鸟公司针对不同用途,研制、开发出了中央计算机控制系统:Maxicom 智能化灌溉中央计算机控制系统具有如下功能: ① 动采集各种气象数据,计算并记录蒸发蒸腾量ET; ② 根据前一天的ET值自动编制当天灌溉程序并实施灌溉; ③ 可由连接的土壤湿度传感器、风速传感器、雨量传感器等干涉程序,启动、关闭、暂停灌溉系统; ④ 连接流量传感器可自动监测、记录、警示由于输水管断裂引起的漏水及电磁阀故障;最大限度利用管网输水能力; ⑤ 运行程序而不起动灌溉系统(干运行),测试程序合理性,不合理时预先修改; ⑥ 自动记录、显示、储存各灌溉站的运行时间;自动记录、显示、储存传感器反馈数据,以积累资料,修改程序,修改系统等。 ⑦ 频繁灌溉功能:可将设计好的灌水延续时间分成若干时段,以便提供足够的土壤入渗时间,减少坡地或粘性土地地面径流损失。 ⑧ 一套中央计算机系统可控制无数台田间控制系统(称为卫星站),一套中央计算机控制系统可控制小到一个公园, 大到上百个公园,甚至全城的所有灌溉系统。 ⑨ 储存数百套灌溉程序;一台田间控制器(卫星站)可使4个轮灌区独立灌溉或同时灌溉。 ⑩ 手动干涉灌溉系统:可在阀门上手动启、闭系统,可在田间卫星站上手动控制系统,也可在计算机上手动启、闭任何一站,任何一个电磁阀。可控制灌溉系统以外的其它设备,如:道路或公共场所灯光,大门、喷泉、水泵等 自动化中央计算机控制系统主要由中央计算机,集群控制器(CCU),田间控制器(卫星站),电磁阀构成。中央计算机可装置在任何一个地方。比如:一套中央计算机系统控制50个公园的灌溉系统。中央计算机可安装在市园林局认为合适的位置。CCU安装在各个公园内。中央计算机与CCU之间的通讯,可采用有线连接(近距离),无线连接,电话线连接或移动通讯方法连接。一台CCU最多可连接28个田间控制器。CCU与田间控制器之间同样可选上述数种通讯方式。 由中央计算机到终端电磁阀的工作过程为:中央计算机编程,并将程序下达到CCU。CCU将各轮灌区灌溉控制程序再发到相关田间控制器。田间控制器依中央计算机制作的程序启闭各轮灌区电磁阀。如下图所示: 中央计算机上的初始程序由控制人员编制,之后,计算机每日自动收集由气象站采集的气象数据,计算ET值,并不断对原有程序自动修改。如遇传感器传来异常信息(如降雨,过分干燥,系统漏水...),自动中断或暂停程序,待异常情况排除后,继续恢复程序运行。 如果将智能泵站连接到中央计算机控制系统上,则效果会更好。这样从水泵到电磁阀之间复杂的系统将由一个高度智能化的系统管理起来,可做到最大限度地节水、节能,最大限度地保护系统设备运行,避免灌溉系统常发生的下列几种问题: ① 过量灌溉或灌水不足,浪费水资源或不能满足植物需水; ② 管网破裂,漏失水; ③ 系统运行压力不合理; ④ 水泵运行效率低下; ⑤ 地形起伏不平时或土壤入渗率低产生地面径流,浪费宝贵的水资源; ⑥ 降雨时,灌溉系统照常灌溉; ⑦ 管理、维护成本高。 3.7 百果园灌溉的自动化控制设计 百果园一期工程灌水基本实现了半自动化控制,可以使用电脑控制各电磁阀的开启。我们可在其基础上加以改进与提高,使其实现灌水的全自动化,具体见下: 3.7.1 控制原理 自动化控制采用电子技术对田间土壤温湿度、空气温湿度等技术参数进行采集,输入计算机,按最优方案,控制各个阀门的开启及水泵的运行状态,科学有效地控制灌水时间、灌水量、灌水均匀度,为项目区作物提供一个良好的地、水、肥、气、热条件,促使其高产、稳产。同时进行控制软件及优化灌溉制度的研究,最终形成灌溉专家决策系统。另外,通过变频器控制改变电机转速,调节管道压力,为管道、滴灌等其他灌溉工程的自动化提供依据。具体包括以下几个方面: ① 田间土壤含水量、盐分、地温、空气温度、湿度、降水、风速、管道压力等参数的自动化采集 ② 自动化控制设计安装 ③ 监控软件设计 ④ 变频系统设计,通过改变水压力,为微喷、滴灌等工程的自动化提供依据 ⑤ 系统运行管理模式评价,包括系统评价、灌水指标、灌溉制度等 3.7.2 控制系统的组成 欲实现真正意义上的全自动控制,需要控制田间参数及对象很多,例如土壤湿度、盐分、空气温度、相对湿度、降水量、风速、管道压力、阀门开启、水泵电机旋转等,都要送入控制器。考虑到要控制的对象较多,又要满足良好的人机界面要求,可以采用工业控制计算机作为整个控制系统的优秀,来协调各部分的工作。 系统的组成如下图所示,整个系统的工作主要工控机和变频器两部分来控制,其中变频器主要用于控制水泵电机的旋转,工控机主要用来采集田间土壤及气象指标,按照设定的程序,控制各地块中电磁阀的开启,并通过变频器控制电机的运行状态,协调整个系统的工作。 3.7.3 监控软件监控软件是工控机能够完成控制功能的重要基础,监控软件设计的好坏直接关系到整个系统的质量和可靠性。根据项目要求及滴灌的特点,笔者建议百果园采用雨鸟公司的“Maxicom”中央控制系统,该软件只需用户输入各地块种植作物种类及种植日期,系统便会自动计算当前作物所处生育期,确定出各自要求的土壤状况及气象信号,控制水泵电机的运行状态及阀门的开启,自动完成整个灌水过程,完全不需要人工干预,实现全自动控制。 该控制软件在此所完成的主要功能及特点如下: ① 自动采集田间数据:系统根据软件中所预先设定的时间,自动地采集土壤湿度、温度风速、雨量等参数,进行相应的处理后,实时显示在屏幕上。 ② 作物生育期的判断:当管理人员输入各地块所种植的作物及种植日期后,系统便根据计算机时钟自动计算出各种作物已种植的天数,判断出作物所处的生育期,自动查找资料库中所存的原始资料,确定出当前作物最适宜的土壤含水量及灌水定额。 ③ 滴灌的全自动控制:系统采集田间及气象数据后,将当前各地块土壤含水量与作物适宜含水量相比较,若土壤实际含水量小于作物要求下限值,便自动开启该地块的第一个电磁阀。进行灌溉。达到所需灌水定额后,自动关闭第一个电磁阀,同时开启下一个电磁阀,直到完成整个地块的灌溉任务。灌溉过程中,若出现温度过低、风速过大以及降雨过程等天气时,系统会自动暂停当前的灌溉任务,并保存当前状态。当气象条件满足时,继续进行未完成的任务。 ④ 形式多样的控制方式:全自动控制外,系统还允许管理人员采用半自动、手动等控制方式。全自动方式只需运行人员输入各地块的作物信息,系统便会根据作物、土壤、气象等条件自动完成灌溉的全过程,无需人工干预。所谓半自动方式,是指系统允许用户根据实际情况控制开停机。用户可人为启动某个阀门,或某个地块,甚至是所有地块均轮灌一次。当然这些操作全部都是通过键盘或鼠标来完成的,而且在工控机屏幕上均有明显的提示。所谓手动方式是指人工去开启各个电磁阀,笔者建议百果园选用美国雨鸟公司生产的电磁阀:手动、电动两用阀门,既可手动,又可电动,使用非常方便。当手动打开某个电磁阀时,喷头出水,主干管道压力开始下降,系统会自动通过变频器升高水泵电机转速,维持管道压力的恒定,直到完成灌溉任务。 ⑤ 丰富的办公自动化功能:系统在运行过程中,可自动生成各种定时、日、月、年报表,并通过打印机打印出来。其内容包括各种气象及土壤参数,可从各报表中得到土壤湿度变化曲线、日最高风速、月平均气温、全年总降水量等原始资料,为用户研究当地的气象及土壤变化情况提供翔实的依据。 ⑥ 良好的可维持性:可维护性是衡量软件质量好坏的重要指标之一,在编写本系统时我们也充分考虑了这一点,例如用户在种植一类新作物时,可能系统的资料库中并没有该作物,便无法确定其适宜土壤含水量和灌水定额。此时,用户可按自定义按钮,通过鼠标各键盘输出这些参数,系统便会根据用户所定义的数值运行。另外,用户还可很方便地修改灌水定额、管道压力等参数,满足实际情况的需要。 ⑥ 友好的人机界面:系统中大部分界面均为示意图形,实时显示各传感器送来的数值及系统当前的运行状态,一目了然。需要用户操作的部分全部为中文界面,工作人员无需学习便可完成所有操作。另外,在任一界面下,用户都可以通过按帮助按钮得到相应的提示,指导用户完成相应的功能。 3.7.4 效果 百果园通过增加自动化控制系统后,灌水时间、灌水量和灌溉周期等完全根据果树某些需水参数自动启闭水泵和自动灌溉,人的作用仅仅是调整控制程序和检修控制设备。既提高了水的有效利用率,又节省了人力,同时也提高了果树的产量,可以产生良好的经济效果。 3.8 第二期工程的设想 正在建设第二期工程计划今年完工,第二期工程的滴灌系统我建议基本上参照第一期工程建设,也采用滴喷灌相结合的方式,其水源计划应采用水塔蓄水,用以缓解枯水期水库少水的矛盾,该可以区采用先进的电脑全自动控制方式,实行精确灌水,管道布置采用固定式(干管、支管)和移动式(毛管)的有机结合。二期工程应该吸收一期工程中的好的经验,改进一期工程中毛管布置形式的不足,还特别是应该增加灌水的全自动控制部分,实现灌水的全自动化,精确控制作物的有效灌水。 4 存在的问题及建议 通过对滴灌系统的学习与认识,笔者系统的学习了滴灌这种先进的果园节水灌溉方法,在实践的基础上深化了理论,并对滴灌和滴灌系统有一些不成熟的认识与建议。 4.1 滴灌的优缺点 4.1.1 百果园滴灌的优点 4.1.1.1 水的有效利用率高,在滴灌条件下,灌溉水湿润部分土壤表面,可有效减少土壤水分的无效蒸发。同时,由于滴灌仅湿润作物根部附近土壤,其他区域土壤水分含量较低,因此,可防止杂草的生长。滴灌系统不产生地面径流,且易掌握精确的施水深度,节水效果达50%-90%。 4.1.1.2 环境湿度低,滴灌灌水后,土壤根系通透条件良好,通过注入水中的肥料,可以提供足够的水分和养分,使土壤水分处于能满足作物要求的稳定和较低吸力状态,灌水区域地面蒸发量也小,这样可以有效控制保护地内的湿度,使果园中作物的病虫害的发生频率大大降低,也降低了农药的施用量。 4.1.1.3 提高作物产品品质,由于滴灌能够及时适量供水、供肥,它可以在提高农作物产量的同时,提高和改善农产品的品质,使果园的农产品商品率大大提高,经济效益高。 4.1.1.4 滴灌对地形和土壤的适应能力较强,由于滴头能够在较大的工作压力范围内工作,且滴头的出流均匀,所以滴灌适宜于地形有起伏的地块和不同种类的土壤。同时,滴灌还可减少中耕除草,也不会造成地面土壤板结。 4.1.2 百果园滴灌的缺点 4.1.2.1滴灌的滴头很容易堵塞和磨损,产生灌水的不均,严重影响节水效果。 4.1.2.2滴灌的各管道的压力有所差异,会产生局部压力过高而使管道容易损坏,滴头的压力不均甚至会产生雾化,损坏滴头,浪费水资源。 4.1.2.3 滴灌一般仅润湿作物根系区土体的一部分,所以作物根系的发展可能限制在围绕每一滴头的湿润区,这样容易产生作物根系的腐烂,进而引起作物倒伏。 4.1.2.4 滴灌的管道布置要充分利用当地地势与地形,在原则的基础上加以灵活运用,如干管的布置、毛管的布置,取水方式等。 4.2 滴灌的建议 4.2.1 百果园应加强灌水的自动化控制,保证各种果树的精准灌水,实现精确的节水灌溉 4.2.2 滴灌的水量应该有保证,应该建一水塔蓄水,确保枯水期各种果树的需水要求 4.2.3 滴灌的毛管布置应采用单行带环形状态管布置和双行平行布置相结合,确保果树灌水均匀度。 4.2.4 滴灌技术的应用应该和其他节水灌溉技术相结合,互相补给,更好的发挥优势。 4.2.5 国家应鼓励进行滴灌技术的研究,加大科研推广投入的力度,研制开发经济实用的滴灌管材,解决滴头易堵塞的难题等,滴水灌溉技术应该在政府的规划安排下,由政府投资和农民出资相结的优惠政策下在全国范围鼓励推广发展。 5 结束语 滴灌是一种高效节能省水增产的微灌灌溉技术,它具有很多优点,适合我国的国情,具有很强的推广优势,而且很方便实现灌溉的全自动控制,滴灌将成为二十一世纪发展我国节水灌溉的重点,是加速我国农业实现节水灌溉、精准农业和设施农业的有效途径,将更好的促进我国农业的现代化!的滴灌自动化系统在经济上是合理的,技术上是可行的,将成为我国南方生态农业建设的典范! 自动化控制论文:楼宇自动化控制网络技术的新发展 摘要:简要介绍了楼宇自动化系统,分析了传统集散控制系统和新兴的现场总线控制系统优缺点以及应用,并介绍了楼宇自控领域中流行的4种现场总线。说明了以太网技术的发展以及在楼宇自控领域中的最新应用情况,对现场总线控制系统和以太网进行了比较 关键词:楼宇自动化控制网络 现场总线控制系统 以太网 楼宇自动化系统 目前日益流行的智能建筑(InteUigent Buidings)是建筑技术与计算机信息技术相结合的产物,是信息社会的需要,也是未来建筑发展的方向。智能建筑主要由楼宇自动化系统(Buiding Automation system,缩写为BAS)、通信自动化系统(CAS)和办公自动化系统(OAS)三大系统组成。其中,楼宇自动化系统是智能建筑中最基本和最重要的组成部分。楼宇自动化系统是利用计算机及其网络技术、自动控制技术和通信技术构建的高度自动化的综合管理和控制系统,将大楼内部各种设备连接到一个控制网络上,通过网络对其进行综合的控制,这些设备包括空调、照明设备、电梯、消防设备、安防设备等等。它确保建筑物内的舒适和安全的办公环境,同时实现高效节能的要求。 2 现场控制系统FCS的出现以及在楼宇自控中的应用 上个世纪七八十年代,伴随着计算机可靠性提高,价格大幅下降,出现了由多个计算机递阶构成的集中、分散相结合的分布式控制系统(Distributed ControlSystem,简称DCS)。DCS是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种综合控制系统。它的测量变送仪表一般是模拟仪表,因此它属于一种模拟数字混合控制系统,这种系统较以前的各种控制系统有了较大的进步。DCS在工业自动化控制领域获得了广泛的应用,也开始应用到楼宇自动化控制领域。但是DCS存在如下一些缺点: (1)安装费用高。采用一台仪表、一对传输线的接线方式,导致接线庞杂、工程周期长、安装费用高、维护困难; (2)可靠性差。模拟信号传输精度低,而且抗干扰性差; (3)系统封闭。各厂家的产品自成系统,系统封闭、不开放,难以实现产品的互换与互操作以及组成更大范围的网络系统。 上个世纪90年代以来,随着控制技术、计算机技术、通信技术的发展,出现了基于现场总线的控制系统(FCS),FCS克服了DCS的缺点,它是一种全数字化的、全分散的、全开放、可互操作和开放式互连的新一代控制系统。目前,现场总线技术已经成为自动化技术中的一个热点,备受国内外自动化设备制造商与用户的关注。FCS极大地简化了传统控制系统繁琐且技术含量较低的布线工作量,使其系统检测和控制单元的分布更趋合理。与传统的DCS(分布式控制系统)相比,FCS具有可靠性高、可维护性好、成本低、实时性好、实现了控制管理一体化的结构体系等优点。现场总线的出现,为工业自动化带来了一场深层次的革命,从而开创了工业自动控制的新纪元,被誉为自动化领域的计算机局域网。鉴于FCS的许多优点,控制专家们纷纷预言“FCS将取代DCS成为2l世纪控制系统的主流。”现在,FCS已经被应用到楼宇自动化控制领域。 2.1应用于楼字自动化领域的几种现场总线 由于诱人的市场商机和不同的应用领域的存在,世界一些大公司或公司联盟纷纷提出自己的现场总线协议标准。据不完全统计,目前国际上有40种宣称为开放型的现场总线标准。这些协议根据国际标准化组织(ISO)的计算机网络开放式互连系统的OSI参考模型来制定的。大多数现场总线只是用其中的一、二和七层协议。于是现场总线呈现杂乱纷呈的局面。在这些现场总线中不乏优异的现场总线,如CAN、Modbus、Profibus、Lonworks、BACnet、DeviceNet等等。其中Lonworks、BACnet、CAN、EIB等现场总线在楼宇自动化领域获得了、较广泛的应用。尽管基于现场总线的Fcs克服了DCS的许多缺点,但还是有一些不如人意的地方,最明显的缺点:多种现场总线并存而互不兼容,导致FCS的可互操作性只能在同一种现场总线系统中实现。后面将对FCS的缺点做进一步说明。 (1)LonWorks 美国Echelon公司1991年推出了LON (Local 0penation Networks)技术,又称Lonworks技术。它得到了众多计算机厂家、系统集成商、仪器仪表以及软件公司的大力支持,已经在楼宇自动化、工业自动化、电力系统供配、消防监控、停车场管理等领域获得广泛应用。具体地说LonWorks具有以下优点: ①网络结构灵活、组网方便。它支持多种网络拓扑形式,包括总线型、星型、树型、自由拓扑型等,这样可适应复杂的现场环境,方便现场布线; ②支持多种传输介质。包括双绞线、同轴电缆、电力线、光纤、无线射频等;两种传输速率:78bps和1.25Mbps,最大传输距离由网络拓扑形式和传输介质决定,一般可从500m到2700m。可接人的节点最多为32385个; ③完善的珏发工具。提供完善的系统开发环境,采用开放的NEURON C语言,它是ANSI C语言的扩展; ④无主的网络系统。LonWorks网络中各节点的地位相同,网络管理可设在任一节点处,并可安装多个网络管理器; ⑤开发LonWorks网络节点的时间较短,也易于维护。LonWorks采用的LonTalk协议固化在Echelon公司的Neuron芯片中,这样可以节省开发LonWorks网络节点的时间,也方便维护。 同其它现场总线一样,LonWorks也有自身的缺点。首先,LonWorks的实时性、处理大量数据的能力有些欠缺;其次,由于LonWorks依赖于Echelon公司的Neuron芯片,所以它的完全开放性也受到一些质疑。尽管LonWorks存在一些不足,但是LonWorks的FCS还在楼宇自动化领域获得了广泛的应用。世界上有2万多家OEM厂商生产LonWorks相关产品,其中种类已达3500多种。目前世界上已安装有500多万个LonWorks节点,LonT~k协议也被接纳为欧洲CENTC247、CEN TC205的一部分。自1996年以来,LonWorks也开始在国内获得大量的应用。在建设部的支持下,国内一些研究所和企业开始陆续开发出基于LonWorks的楼宇自动化控制系统,并在一些新建智能大厦和建设部智能化小区试点工程中得到应用。 (2)BACnet BACnet是作为世界上第一个楼宇自动控制网络的数据通信协议。它代表了智能建筑发展的主流趋势。BAcnet不是软件或硬件,也不是固件,严格地说,BAcnet并不是现场总线,而是一种网络协议,即通信规则。为不同商家产品的系统之间进行信息交流提供平台和支持。BACnet详细阐述了系统组成单元相互分享数据实现的途径、使用的通信介质、可以使用的功能以及信息如何翻译的全部规则。BACnet采用了Etherent、ARCNET、MS/TP、PTP、LonTalk五种网络技术进行通信。可根据系统通信是和通信速度选择不同的网络技术。相对其它现场总线,BACnet标准最大的优点是可以与Etherent、LonWorks等网络进行无缝集成。不过BACnet主要为解决不同厂家的楼宇自控系统相互间的通讯问题设计,并不太适用于智能传感器、执行器等末端设备。BACnet标准已在全球得到了广泛的应用,全球生产和经营楼宇设备和楼宇自控设备的主要厂商均支持BACnet标准。BACnet在不到10年的时间内就从一个行业学会标准迅速成为楼宇自控领域中唯一的ISO标准。虽然我国是WTO和ISO成员国,但是BACnet在我国建筑领域中的应用范围还是相对较小,而且在工程中采用的BACnet产品和技术也基本上全部是从国外引进的,还没有真正意义上的国产化BACnet相关产品。 (3)CAN CAN总线最初是德国Bosch公司为汽车监控控制系统设计提出的,现在它已经成为一种国际标准,在电力、石化、空调、建筑等行业均有应用。CAN具有以下优点: ①采用8字节的短帧传送,故传输时间短、抗干扰性强: ②具有多种错误校验方式,形成强大的差错控制能力。而且在严重错误的情况下,节点会自动离线,避免影响总线上其它节点; ③采用无损坏的仲裁技术; 4 CAN芯片不但价格低而且供应商多。 CAN缺点是:CAN总线上最多可挂接110个节点,这不完全能满足整个智能建筑的需要。不过可以通过利用中继器进行扩展,相对其它一些现场总线,CAN总线技术比较简单,CAN相关产品的开发费用也远远低于其它现场总线技术产品的开发费用。因此,很早国内就有一些企业推出了基于CAN总线的楼宇自控的相关产品。如狮岛、索龙集团开发出了$2000楼宇自控系统。 (4)EIB EIB是欧洲安装总线(European Installation Bus)的缩写。它在1990年被提出,经过十多年的发展,成为欧洲最有影响的建筑智能化现场总线标准,在欧洲得到了进300家厂商的支持。1999年EIB被引进中国的智能化建筑领域,并在上海同济大学建立了EIB认证技术培训中心。在短短的几年里,国内的会展中心、博物馆、办公大楼、别墅等场所的灯光、窗帘、空调等控制和安防系统方面获得了广泛应用,如厦门国际会展中心、大连国贸中心、浙江人民大会堂等。国内的EIB项目基本上被ABB公司和SIMENS公司所垄断。 3 以太网开始进入楼宇自控领域 以太网发展至今已有20年历程,作为局域网组网的主要技术,以其简单、价廉、高带宽、维护方便以及不断发展等优点一直在局域网领域中牢牢占据着统治地位。近年来,以太网技术获得了快速地发展。交换型和全双功以太网的出现,克服了传统以太网的共享公共传输媒体和半双功传输的弱点,实现了站点独占传输媒体并同时收发数据,也减少了网络上的数据碰撞。以太网的标准不断更新和扩展,目前的以太网不仅在物理层(包括拓扑结构、传输速率、传输媒体),并且在数据链路层与原来的传统以太网标准有了很大的进步,以太网标准系列已扩展成20余个。现在已太网不但由局域网向着接入网和城域网领域发展,同时开始进入工业控制和楼宇自控领域。新的IEEE802.3af标准开始对以太网供电作出了规定,它消除了以太网技术进入现场控制领域的一个严重障碍。目前,3Com、华为、DLINK等公司开始提供符合IEEE802.3af标准的交换机产品。另外,一些现场总线的协会或组织也开始提出基于其现场总线的开放式以太网标准,即工业以太网标准,如ODVA(开放DeviceNet供货商协会)和CI(ContolNet国际组织)的EtherNet/IP标准、FF(现场总线基金会)的HSE(Hig}l Speed Ethemet,高速以太网)、Profibus国际组织的ProfiNet。支持这些工业以太网标准的交换机、网卡等产品也开始出现,如MOXA公司的EDS-508系列工业以太网交换机(支持EtherNet/IP)、北京航天华辉自动化技术有限公司的AnyBus-S IO/100M(支持Ethemet/IP和Modbus/TCP)等。美国VDC(Venture Development Corp.)调查报告指出,Ethemet在工业控制领域中的应用将越来越广泛,市场占有率将从2000年的ll%增加到2005年的23%。 伴随着以太网技术在工业控制领域的成功应用,以太网技术也必将越来越多地渗透到楼宇自控领域。目前,以太网多用于基于现场总线的楼宇自控网络集成到智能建筑中的信息网(如图l所示),在一些新开发的楼宇自控系统中,以太网直接进入了控制层,如北京楼宇自动化中心开发的基于以太网的ENC-2001IP智能建筑测控系统。ENC-200liP控制系统的结构如图2所示。一般的空调、照明等系统通过ENC参量控制模块集成到以太网上;带有RS232或RS485接口的系统通过网关转换模块集成到以太网上;IP电话以及IP摄像机直接连接到以太网上。 在楼宇自控网络中采用基于现场总线的FCS的优点是: ①可靠性、实时性好。现场总线为工业控制设计 图1楼宇自控网络集成到信息网的,有屏蔽、接地与防爆等措施,同时其实时性也比采用CSMA/CD的以太网的时实性好; ②用户的投资成本低。现在,开放的现场总线技术已经比较成熟,有很多公司提供的相关产品可供选择。其缺点是:实现现场总线无缝接人以太网复杂,当多种现场总线共存在一个系统中时,集成起来更复杂,系统的扩展性差。 在楼宇自控网络中采用以太网的优点是:实现了从管理层(信息网)到现场设备控制层(控制网)的“一网到底”,即实现人们期望的通信协议的兼容和统一;这样系统扩展起来也比较方便;与智能建筑中其它系统(信息网通信自动化系统和办公自动化系统)集成起来更加容易。其缺点是:首先,目前开发基于以太网的控制系统产品的难度较大,开发费用和成本相对还是较高,用户可以选择的厂商也很有限,垄断利润较高,研发成本还没有被消化,这些都导致产品价格过高。其次,以太网的实时性、可靠性等方面还有待进一步完善。 4 结束语 就目前而言,不管是应用在楼宇自控网络中的基于现场总线的FCS还是以太网,都有其优点和缺点。随着时间的推移和技术的进步,它们也必将会被进一步完善。据统计,我国目前有从事楼宇自动化业务的企业3000家以上,产品供应商约3000家。另外,随着我国绍济的快速发展和人们生活水平的不断提高,建筑和社区的数字化建设正在兴起,FCS和以太网都必将在楼宇自控领域中获得更广泛的应用,在今后相当长的时间内,两者在竞争的同时也将继续并存。 自动化控制论文:灌区闸门远程自动化控制系统 摘要:本文以国内某大型灌区为例,在灌区远程测报系统的基础上进行了闸门自动控制研究,通过无线调制解调器连接上位机(PC机)与下位机(单片机),将下位机采集到的数据传输到上位机,根据用户要求的流量控制闸门的开度和时间,为灌区的运行和管理提供保证,为提高系统的可靠性,采用了一些可供类似工程借鉴的可行技术。 关键词:远程自动化控制 闸门 单片机 闸门调节是灌区工程中经常采用的手段,闸门控制的研究对于节约能源、确保水利工程的正常运行、提高水资源的利用效率和节约用水具有重要的意义。目前国内大部分灌区已基本实现流量数据的自动采集和监测,并把数据传输到管理部门,但是在根据有关数据进行远程自动监测和控制方面成熟的经验非常少。国外特别是欧美等先进国家在这方面已经达到较高的水平,如美国的SRP灌区自动化灌溉系统,可以同时采集100多点的水位、闸门开度和其他信息,通过计算机处理后,控制几百座闸门、150多处泵站的运行。本文以国内某大型灌区为例,对闸门的自动监控进行了研究。 1、系统的总体设计 本系统采用无线数据传输技术,分一个主站和若干个子站,通过无线调制解调器构成一个无线通讯网络,对多个断面的数据信息进行采集、传输、处理和控制。系统的总体结构图如图1所示。下位机中的传感器把引水渠中的水位值和各闸门的开度值经转换后送给编码器,编码器对水位及闸门开度信号进行编码,在通过避雷器将编码信号传给数采仪,数采仪将数据进行初步加工和处理后由无线调制解调器传给上位机,上位机即系统主站,可分别与不同的子站建立联系,查询各测点的数据,并按照用户的要求对各闸门进行控制,下位机中的控制箱接收到此信息,经过计算,发出控制信号自动控制闸门到一定的开度,达到自动控制的目的。 图1 闸门远程自动监测与控制结构图 2、下位机系统设计 设计下位机重点在于闸门自动控制箱的设计,本文提出闸门的运行控制模式,并进行可靠性处理,然后利用无线传输设备与上位机进行通讯,传输数据。 2.1 下位机硬件电路设计 本系统采用AT89系列单片机,采用矩阵式键盘进行输入数据,键盘提供切换键、时间设置键、控制键三个按键,通过三个按键显示水位、流量、闸门开度、日期和时间。切换键实现上述四个功能的转换,时间设置键用于修改日期和时间,控制键用于对电机启停进行控制。 2.2 闸门控制系统设计 本系统下位机接收到上位机传来的要求流量值(或水位值),当要求的流量值(或水位值)与系统所测的流量值(或水位值)不一致时,单片机启键闭合,闸门电动装置控制箱自动启动电机,提升或下降闸门,当所要求的流量值(或水位值)与当前所测流量值(或水位值)相等时,单片机闭键闭合,电机自动停止,达到自动控制的目的。 闸门的运行控制模式有实时型控制模式和定时型控制模式两种,在实时型控制模式中,上位机根据用户要求的流量,利用流量—水位关系曲线把要求的流量换算成要求的水位,然后和下位机联系,下位机接到信号后,由电动装置控制箱控制电机的正反转,达到要求时停止转动。定时控制模式要求用户输入所期望的流量值和要求闸门动作的时间,下位机的控制箱在规定的时间里自动开启和关闭闸门,进行控制。 2.3 无线通讯设备SRM6100调制解调器 SRM6100无线调制解调器原是美国Data-Linc Group公司生产的军用产品,现应用于民用。它提供最可靠和最高性能的串行无线通讯方法,在2.4GHz-2.483GHz频段应用智能频谱跳频技术,在无阻挡物的情况下,两调制解调器之间的通讯距离可达32.18公里, 可实现PLC(可编程控制器)和工作站之间的无线连接。SRM6100应用跳频,扩频和32位误码矫正技术保证数据传输的可靠性。无需昂贵的射频点检测技术。射频数据传输速率为188kbps。并且不需要FCC点现场许可证。SRM6100支持多种组态,包括点对点通讯和多点通讯。多点通讯对子站数目无限制。并且SRM6100可做为中继器工作,以达到扩展通讯距离或克服阻挡物通讯的目的。 2.4 下位机可靠性处理 为了精确控制电动闸门的关闭,避免电动闸门在工作中出现过载破坏或关闭不严的现象,本系统在电动轴上安装了转矩传感器,用来监测闸门输出轴的转动力矩,以判断闸门是否关严、是否被卡住。闸门电动装置用于检测和控制闸门的开度,本系统在转动轴上安装了光电码盘,考虑到闸门可能出现频繁的正反转交替,为了避免错位和丢码,采用双光耦技术,光耦输出的两路信号经74221双单稳触发器进行整形,89C51的INT0和INT1对其进行计数、计时,并判断转动方向,计算闸门开度。电动闸门在工作中若出现异常现象,系统会自动报警,切断电机电源并显示故障情况。 2.5 下位机软件设计 下位机的软件设计分为闸门自动装置控制箱程序设计和串行口中断服务程序设计两部分。闸门自动装置控制箱程序设计主要完成数据采集、存储、显示、按键操作等功能,串行口中断服务的程序完成下位机向上位机数据的传送和用户设定参数的接收。控制箱程序的主框图如下: 图2、闸门自动控制程序流程图 3、上位机设计 上位机的软件部分采用VB6.0为开发工具,将各个功能模块化,分别解决相应问题,再将各个模块组装,构成上位机软件系统的优秀,上位机软件系统的结构如图3所示,通信模块位于最底层,其余模块功能的实现都直接或间接建立在此模块的基础上,本文利用VB的API函数编写串口通讯程序,程序的框图如图4所示。数据管理模块的主要作用就是为水位、流量、闸位等建立数据库,并对其进行管理。 4、结语 本文以国内某灌区为例,全面分析了灌区闸门自动化控制系统的整体结构及其设计,对其软件开发和硬件选择作了全面阐述,并总结了提高自动化系统可靠性的经验,为提高灌区现代化管理水平提供了有利的工具,具有较高的使用价值和广泛的应用前景。 自动化控制论文:基于PLC井下主排水泵综合自动化控制的研究 摘 要:智能高效的地排放矿井涌水,对保障煤矿安全生产意义重大。本系统采用plc和组态软件对井下排水系统进行智能控制,中心控制器采用s7-300系列plc,利用传感器对各参数进行采集,通过软件编程等完成了避峰就谷、自动轮换等节能优化排水过程,本系统还具有故障监测和保护功能,主要包括过压、过流、漏电保护、水泵漏水保护、流量、压力保护。上位机使用组态王进行操作,可实现远程监控,实时显示信息,井下排水调试运行证明该系统提高了生产效率,节省能耗,降低了生产成本。 关键词:plc;组态;智能高效;远程控制 引言 现在许多煤矿采用传统的继电器控制方法代替煤矿工作人员的监测的方法是非常复杂的[1-3],并且需要一个相对繁重的人力消耗。为了满足矿井排水系统的需求,采用plc和组态软件结合设计自动化排水系统,通过工业以太网进行远程控制,不仅提高了水泵的运行和使用效率,更重要的是节省能耗,降低生产成本。同时,本系统具有故障监测和保护功能[4]。 1 排水系统的控制 1.1 排水系统的总体控制要求 (1)水泵自动运行原则;(2)“避峰填谷”原则;(3)系统保护原则:a.漏水保护;b.超温保护;c.过电流保护;d.两种工作方式切换;e.系统远程监控原则。 1.2 排水系统的控制策略 水泵房中水泵的运行主要是根据液位传感器提供的液位,结合自动控制程序,在保证安全条件下的水仓水位和水仓所能容纳的最大涌水量做出相应的判断,决定投入运行的水泵数量和运行时间。由于煤矿井下的水位条件非常复杂,无法建立精确的数学模型对涌水量进行准确的定量描述,所以,选择九点控制策略,通过对水位信号的实时采集,根据相邻两次采集的水位变化量和采集的时间间隔得到水位的变化率,并以此作为系统的控制依据水位的变化量和变化率,进而提高了排水系统应对不规则的涌水能力。 九点控制策略的基本原理如图1所示,该控制策略的优秀即为九点控制器。控制系统预先设定被控制量的基准值,此基准设定值与传感器检测的数值比较得到误差 ,此误差作为九点控制器的输入量。 在图1中,r即为系统预先设定的基准值;c为传感器检测的数值即为系统的输出量;e为控制参量的变化量,由系统设定的基准值 r与系统的被控量c之间的差值,即e=r-c。uc为九点控制器的输出量,是根据控制参量的变化量e和控制参量的变化率■的实际状态所决定的。 2 系统的硬件设计 2.1 排水系统的硬件结构 为满足上述基本要求,系统的控制部分硬件是以s7-300可编程控制器为优秀控制芯片。在此plc基础上,又扩展了模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块、通信模块和上位机监控中心。图2为系统硬件整体框图。 图2 控制系统硬件整体框图 2.2 传感器的选择 2.2.1 井下水仓液位检测传感器。本系统采用投入式液位传感器,该传感器是一种测量液位的压力传感器,基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理,采用隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器,将静压转换为电信号,再经过温度补偿和线性修正,转化成标准电信号。 2.2.2 温度传感器。系统选择工业用的红外测温仪实时监测点击的轴温。原理是将物体发射的红外线具有的辐射能转变成电信号,红外线辐射能的大小与物体本身的温度相对应,根据转变成电信号大小,可以确定物体的温度。 2.3 排水管路系统的阀门选型 本系统所选用的电动闸阀是zb180-24/400型矿用隔爆型电动闸阀,并配有kxbc系列隔爆型控制箱,该控制箱是zb系列电动阀门的专用控制装置,具有短路保护、过载保护、欠压保护等功能,并设置了行程控制、远方/就地控制的切换功能,反馈到plc的到位等信号皆为无源点输出,有较强的抗干扰能力。电动球阀选用了qmb5型隔爆电动球阀,密封性好、动作速度快、动作可靠、故障率低。控制电压为dc24v,可由plc输出继电器直接驱动,采用霍尔传感器检测到位信号,比传统的机械触电更为准确,提高了控制精度。 2.4 水管流量监测 本系统选用lcz-803型超声波时差流量计,该流量计采用了先进的多脉冲技术、信号数字化处理技术及纠错技术,能够有效地抵抗来自变频设备的干扰、电磁场的干扰和系统流态的干扰。 2.5 真空度检测 r 本系统选用kgy4型负压(压力)传感器,属于矿用本质安全型设备,可对管道中的气体的差力压进行连续监测,并实时的显示被测点的差压值。 2.6 水泵出口压力检测 本系统选用kgy7型压力传感器,属于矿用本质安全型设备,可对管道中的气体、液体的压力进行连续监测,并实时的显示被测点的表压值。 3 控制系统软件设计 该井下排水系统中的软件设计中要包括:主程序设计、水泵自动运行子程序设计、“避峰填谷”子程序设计、系统保护子程序设计、两种工作方式切换子程序设计和系统初始化子程序设计。系统软件设计框图如图3所示: 在系统开始运行后,首先需要是检查plc是否有故障,设备是否有故障,如果有故障,系统马上停止,等待工作人员检测排除故障。在主程序中,选择系统的运行方式,是手动运行还是自动运行,以及选择那个水泵那个管道记性具体的选择。 4 通信及上位机监控系统的实现 现在使用的是西门子的315-2pn/dp cpu,cpu本身集成了工业以太网接口,可以直接使用网线将现场的plc和工控机连接在一起。在工控机中安装simatic net作为opc服务器,组态软件中opc link作为标准的opc接口,这样上位机组态软件就可以和下位机plc进行数据交换了。 图5 远程监控总体示意图 本系统采用组态软件为“组态王”,该软件开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点明显。根据实际的运行流程,本系统需要按照排水系统的具体要求画出如下操作画面:水泵房需监测的量主要有水位,水泵吸水管真空度,水泵出水口压力,水泵电机轴温度,电机定子温度,出水管流量等。其中总监视画面、手动画面、历史曲线画面如图6-图8所示: 5 结束语 文中针对煤矿井下排水设备自动化程度不高的现状,研究设计了plc 控制与上位机相结合的煤矿井下自动排水系统。系统选用s7-300 系列plc和“组态王”软件编制的自动监测程序,用其监视设备的运行情况及各个运行参数,实现了泵房无人值守、设备安全可靠运行,减少了人力投入,提高了工作效率。 作者简介:王军,本科生,电气工程及其自动化。 自动化控制论文:电气自动化控制系统的应用及发展趋势研究 【摘 要】随着我国改革开放的不断深入和国民经济的飞速发展,我国的工业化进程也不断地得到推进,而在现代的工业体系和社会发展中。电气自动化控制系统发挥着非常重要的作用。文章简要地介绍了电气自动化控制系统的功能、特点及应用,并对未来的发展趋势进行分析研究。 【关键词】电气自动化;系统;应用;发展趋势 电气自动化控制系统作为现代先进科学技术的优秀领域,引领着现代化工业的发展方向,对于社会和企业的全面发展都起到了不可估量的作用。首先电气自动化控制系统能够最大程度地减少劳动力成本和强度,提高检测的精确度,增强传输信息的有效性和实时性,确保了企业生产活动的顺利展开。另外,电气自动化控制系统大大地减少了事故的发生,保障生产设备的安全运行。在当今的电子时代,各项信息技术在我国各行各业的广泛的使用,电气自动化控制极大的推动了我国的信息化和智能化的发展,为我国工业向现代化方向发展奠定了坚实的科技基础。 1.电气自动化控制系统的功能及特点 1.1电气自动化控制系统的功能 依照单元机组运行特点,将厂用电源同变压器组都归入到ecs监控中,实现的功能主要有以下几个方面:a.实现lps系统与直流系统的监视;b.能够有效的控制发电机组;c.能够实现对柴油发电机组的控制和保护;d.220kv/500kv开关的手动同期并网和自动同期并网;e.控制和操作柴油发电机组及保安电源;f.实现对低压厂用电源的控制;g.实现了手动控制和自动化控制的并网;h.低压厂用电源的操作、监视和低压备自投装置控制。 1.2电气自动化控制的特点 首先电气自动化控制系统控制的信息采集对象较少、数量较小、操作频率低,但是要求快速和准确;其次对于电气装置必须要具有可靠性较高的保护系统,和强抗干扰性能,同时,需要程序动作速度要快;另外电气自动化控制系统以顺序控制和数据采集系统为主。所以机组电气系统归入dcs控制,需要控制系统具备较高可靠性。除了实现正常的起停与运行操作,更重要的是能够做到实时监测,显示运行状态异常及事故状态下的状态及数据,而且提供相对应的操作指导以及应急处理的措施方法,实现电气自动化系统在自控前提下的安全准确运行。 2.电气自动化技术的应用 随着计算机技术的普及和推广,我国的计算机控制技术被应广泛的用到各个环节,包含变电站发电、配电等各个不同的环节。同时也正是由于计算机技术的支撑,给我国电力系统的飞速的发展起到了巨大的推动作用。而最显著的就是下面几种技术的应用。 2.1智能电网技术 智能电网是指将计算机与自动化技术结合起来,从而对整个电力系统形成一个有效的控制技术,则被称为智能电网技术。该技术涵盖了电力系统的各个环节,包含从发电、配电等各个环节。其中的变电站的控制系统和稳定系统也被应用到计算机的系统中。电网技术的应用推动了电网技术一体化及其调度自动化的发展,而电网技术的一体化加强了电力系统中配电模型及高级软件等技术的发展,同时提高了数字信息技术处理能力。 2.2仿真技术 目前我国的电力系统自动化程度不断加强,它不仅能够呈现大量的实验数据,而且可以支持多项操作同时进行,同时能实施同步控制,并能够帮助实验人员测试新的装置,所以仿真技术为电力系统提供了较好的实验条件,有助于对电力系统实施动态监控及仿真建模等技术的应用,既有利于操作又易于控制。 2.3智能技术 电气自动化技术加强了电力系统的控制技术。不仅是在操作方面,在电网的监控方面也提供不少的帮助。例如:一个地方的电网出现故障,通过电脑的监控就可得知,以最短的时间通知电力部门修复,降低危险的发生。电力系统中自动化技术不需要人工的操作,可以自动的对电网中出现的问题及时反应在计算机上,自动化技术可以自动的对该故障进行解决。 2.4远程及现场监控的同时实现 远程监控系统要求现场总线的通讯速度不能太高,适用范围较窄。目前,全场电器自动化控制系统主要利用现场总线的监控形式。随着现场总线的不断发展,融入了很多智能化的电气自动控制系统。所以现代的现场监控的通讯总线主要利用了智能设备与自动化系统模式之间的数据交换,其中利用的串行电缆能够连接起主机、内部存储程序、中央处理器等智能设备,与此同时能够实现对远 程传输的vfd、起动电容、仪表、自动开关等设备。因此,大数据高容量的数据通过中央控制器进行采集会达到较好的效果。 3.未来发展趋势 3.1电气自动化控制系统的统一化 电气自动化控制系统对于产品的安装、调试、维护等功能的实现都起着重要的作用,减少了从设计到产品之间的时间,降低了生产成本。电气自动化控制系统的主要发展趋势就是能够把电气自动化系统通用化,电气自动化网络结构应该保障现场的设施、计算机的监管体系、企业工程的管理体系之间数据交流的畅通。 3.2电气自动化工程的生产将更加的安全 电气自动化工程控制系统的一个发展方向就是安全防范技术的集成化,重点就是如何保证系统的安全性,即人、机、环境三者的安全实现。在非安全状态时,用户要如何选择利用最低费用实现安全方案制定的问题。从硬件设备到软件设备,从公共设施层到网络层,对电气自动化控制系统的安全与防范设计进行全面的研究。 3.3电气自动化工程控制系统的创新技术 目前电气自动化控制系统的发展正在从单一设备转变成为向集成化多元化系统化的发展。电气自动化工业企业应该不断的提升自身的技术创新能力,对于具有自主知识产权的电气自动化工程控制系统加大科研的投入,为电气自动化的研究提供更加广阔的空间。而政府同样应该意识到电气自动化工程控制系统在经济发展当中的主导力量,加强政策上的扶持,建立和完善机制体系。企业应该打开自主创新的新局面,转变经济增长的模式,提高自主创新的实践能力。 3.4电气自动化控制系统的标准化接口 由于电气自动化控制系统采用了比较成熟的标准化技术,从而极大程度减少了工程的成本与时间,完成了多通道的数据交互。当企业在进行系统交互数据的过程中,需要采用微软操作系统。ip系统也被广泛运用在办公室通讯中,自动化控制与管理通过计算机系统建立连接。标准化的程序接口保证了厂家之间进行软硬件的数据交换,使通讯产生的困难真正的得到了解决。 4.结语 电气自动化在国民经济发展中发挥着极其重要的作用,能够有效提高行业领域整体的自动化水平,特别是行业的运行管理水平。并且电气化控制系统可以大大节省企业的成本,提高设备、生产线等的可靠性。当前的电气化自动控制系统已经在众多领域崭露头角并发挥重要作用,未来电气自动化控制系统也必将有长足的进步和发展,为企业和国民创造更多的经济、社会效益。 自动化控制论文:自动化控制在水泥工业中的应用分析 摘 要 自动化控制在从最初的单板机发展到单片机再到微型计算机和工业控制机,控制水平有了长足的发展,在水泥工业的应用中,国内的自动化控制有一定程度的滞后。水泥生产中逐步实现了生产全过程的自动化,对生产过程中各项指标进行检测监控,包括生料质量、游离氧化钙、水泥细度以及水泥回转窑筒体温度,促进水泥质量提升。 关键词 自动化;水泥;温度 1 自动化技术的应用状况分析 从20世纪80年代开始,立窑水泥生产中开始运用计算机技术,伴随着该技术的不断发展,其在水泥行业的应用也有了提升。从最开始垄断性质的8位微处理器单板机到单片机为优秀进行配料和成球控制,再到微型计算机以及工业控制机的应用,档次都在不断的提升,自动控制也取得了更佳的效果。相对于国外水泥行业的计算机控制应用情况,国内发展相对较慢,在技术方面相对于产品开发也存在滞后,计算机在水泥行业的推广会加速技术发展以适应需求。 水泥行业的自动化技术应用初期,主要是体现在自动化仪表,重点环节是生产配料,通过检测计量与仪表控制相配合来实现。随着配合预加水成球技术的发展,通过微机来实现对立窑煅烧过程进行自动控制,相对之前的自动控制达到了一个新的高度,但真正实现立窑水泥生产的权限自动控制还是在计算机新技术的应用后,通过集散式控制方式来对生产过程进行控制和监督管理。 对自动控制的发展过程分析可发现,随着技术的发展,控制环节增多、控制算法更高级、技术功能更充实和更全面的应用。早期的自动控制仅仅是实现了对生料和配料过程的控制,后期逐步实现对预加水成球及立窑等工序的控制,再到全程监控。控制的算法则是从单参数的pid控制逐步演变为如模糊逻辑控制等智能、综合控制。技术功能从单纯的显示和监控演变为对生产过程的全面自动控制。而自动控制的范围也发展到分析化验、生产调度和数据管理多个方面的控制网络。 2 生产过程的自动化控制 相对于单片机控制,20世纪90年代后期的可靠性更高的集散控制系统dcs可实现操作人员在总控室对全系统进行控制。工控机上的画面显示包括流程图、分组控制、分组启停、分组趋势记录以及报警等,通过这些画面能了解到全厂的生产情况,对于需要了解的详细内容页可以通过点击获取,鼠标点击就能对整个系统进行操作。水泥企业在产业结构调整中,dcs系统的应用能有效降低人工使用费用,提升设备效率而减少了成本。 集散型控制系统一般由管理命令系统mcs、过程控制单元pcu以及工程师工作站ews三部分组成,通过厂还环路来实现连接。mcs是操作人员调整参数、开停现场设备以及监控工况的系统,其实现主要是通过对pcu的操作来实现。pcu的部件有i/o供电电源、模件供电电源、i/o从端子模件、i/o从模件以及冗余多功能处理器模件mfc等。mfc为一种增强型控制处理器,具有多环路的批处理、模拟和顺序,在系统中,mfc都使用了冗余配置。i/o端子模件和从模件来间接mfc和现场设备之间的通信。模件总线负责pcu内模件之间的通信,总线接口模件和厂环接口模件负责pcu机柜之间的通信。ews主要是实现制作画面图像、设计组态程序以及对pcu主模件进行管理功能和检测系统参数,其组成为计算机接口单元和pc机组成。厂环通讯系统为双环冗余的可靠环路通讯,是无主次封闭系统。厂环实现了mcs、ews和pcu之间的连接以及各点的通讯。 3 检测技术探讨 水泥生产过程中的检测随着精密仪器、光学、粉体技术以及微电子学的发展而逐步提升,加强了再现性和可靠性,这里主要介绍下面5类。 3.1 计量装置与机电一体化 该技术主要是为了实现整体最佳化,初级系统为集成电路来提升机械设备的效率,高级系统则是通过计算机的应用来实现智能化生产,在现今水泥生产中,两类运用都较多。机电一体化系统通常包括五部分:机械装置、变送器和传感器、检测装置、驱动器和执行器、信息处理部分以及接口。常见的计量装置有冲击式流量计、电子皮带秤、天平式定量给料器和转子秤以及空气输送在线流量计等。这类装置都是具有较高的可靠性,能对信息进行检测和反馈到上级控制系统来完成生产过程的自动化。 3.2 生料质量控制系统 对于生料化学成分稳定性的检查收到的影响因 较多,包括人磨原料成分出现的波动、生料粉磨系统的滞后以及原料成分分析的不及时。而该控制系统的应用就能控制实时参数、虚拟校正以及固定批量校正,以此达到对原料配比的实时调控。该系统的组成包括x射线荧光粉成分分析仪、γ射线分析仪以及通讯接口装置,其中,γ射线分析仪主要是对原料成分进行检测,实现超前控制。 3.3 游离氧化钙的在线检测 水泥生产中一个非常重要的环节就是煅烧,以实现从生料到熟料的转变,对熟料的检测监控主要包括单位体积密度和fcao含量。国内的检测为离线检测,其测定是进行取样、粉磨和制样后采取化学分析法或x荧光分析仪来实现。为保证熟料质量,更好的方法是在线检测技术,在线检测仪的应用就是对信号进行测定,通过配套软件来对回转窑的煅烧进行优化控制。 3.4 水泥细度的在线检测 水泥颗粒在0.1 μm到100 μm,但决定其强度的颗粒主要集中在3 μm到30 μm,因此水泥的性能和其颗粒的粒度分布有很大关系。对于水泥细度的在线检测主要是以下几个方面:对水泥细度的测定为实时监控,对相关参数能随时打印,包括平均粒径和水泥比表面积;该技术能在监控水泥细度的基础上诊断粉磨系统的操作状态;在监控反馈信息的基础上,对选粉机操作参数进行调整来提升水泥品质。国内水泥行业在使用该技术上采用激光粒度仪来进行补充分析以保证更好的监控磨机状态。 3.5 水泥回转窑筒体温度检测和保护 窑筒体温度扫描检测系统可对生产情况进行监控,保证回转窑筒体不出现耐火砖烧坏脱落。该系统可对窑筒体温度进行不间断、长时间的监控,操作人员通过观察其反应的窑内状况来进行操作以提高运转率,系统的显示包括窑径向和轴向的温度曲线、温度的最大值和最小值以及温度分布的二、三维色相图。工业电视与比色高温计系统能实现和生产过程控制的系统联网,对窑内的煅烧情况进行电视监控。国内水泥行业在引进该技术后进行二次开发而更好的使用。 4 水泥行业中ethernet网络的应用 ethernet技术的应用更好的实现了现场设备的通讯。ethernet技术有着极高的通信速率,对于同等数据吞吐量,更高的速率则有着更低的网络负荷、更小的延时以及更低几率的网络碰撞。其次,采用星型网络拓扑结构,通过交换机划分网络。ethernet交换机有着存储和转发数据的功能,能实现输入、输出数据帧的缓冲而不出现碰撞,也可对数据传输过程进行过滤,保证在本地网段下进行各网段节点间的传输,这样不会经过主干网而降低网络负荷。而全双工通信保证了端口间双绞线在进行接收和发送时不出现冲突,与交换式集线器的使用减低碰撞几率的同时又不存在冲突域,使得ethernet通信具有更好的实时性和确定性。
电气自动化论文:智能技术电气自动化控制论文 一、智能技术的优势 与传统的自动化技术相比,智能控制无模型运转,提高了电气系统的管控效率。同时,智能技术的精度更高,减少了设计中的不可预测问题。因而设计对象模型阶段中便会存在不能估量或是预测的问题。人工智能技术实现了系统的实时调节,利用鲁棒性变化和响应时间提高其工作能力,实现自动化过程。智能技术已经成为现代企业管控的必然趋势,与传统的管控装置相比具有先进性,满足电气自动化工程建设的需求。针对不常见的数据,传统的自动化控制技术无法完成评估工作,但智能技术的出现解决了这一问题,实现了对系统录入信息的有效很快速处理。针对不同的对象,智能技术可显示不同的管控效果,使管控的效果具有针对性。但在目前的智能技术发展程度下,多种控制对象问题无法解决。因此,应从技术方面对智能技术进一步剖析和研究,促进该技术的完善,才能对我国工业以及相关行业的发展起到积极作用。 二、人工智能技术应用 基于电气自动化的复杂性,其操作过程应精细且注重细节。一旦操作失误,将导致系统故障甚至造成安全事故。因此,人工智能技术应用的优秀技术在于程序化问题,将复杂化的程序通过智能手段转化为简便化。通过系统日常资料的分析,对设备故障采取积极的应对措施。在具体应用过程中,人工智能技术主要表现为以下几个方面。 (一)智能化设计分析 人工智能技术关系到电力工程以及电路的设计。在传统的设计模式下,工作人员的工作量大,需要大量的试验验证,并且对不合理部分进行改进。因此常出现考虑不周全的问题,处理问题的效率较低,对于难度较大的问题,传统的处理方案无法解决。这使得智能化设计成为必然。现阶段,电力企业逐步实现了智能化设计,全面考察了问题的难度,提高了处理问题的能力和效率。但同时,智能设计对于操作人员提出了更高的要求,要求其掌握专业知识和智能系统操作技巧,并且操作人员还应具有与时俱进的精神,对智能系统进行适当的改良设计。利用人工智能设计,可有效提高数据分析的准确性,将复杂问题简单化。 (二)PLC技术应用 随着电力企业规模的扩大,电力生产对于技术具有更高的要求,基于此的PLC技术成为企业生产和建设的重要目标。PLC技术是一种常见的人工智能技术,目前主要应用于工业、电力企业,具有良好的效果。其是在继电控制装置基础上发展起来的智能技术,该系统的主要作用在于优化了系统工艺流程,从而根据企业需求对运营现状进行调整,确保其运营的协调性。PLC技术以自动控制系统为主,手动控制技术为辅。对于提高电力系统生产实践具有重要作用。在电力生产中,PLC人工智能化技术的使用还实现了自动化目标切换,继电器逐渐代替了实物元件,不但提高而来管控效率,还确保了系统的运行安全。 (三)智能诊断和CAD技术应用 智能诊断系统的出现是电气运行复杂化的结果。该诊断系统要求操作人员具有较多的实践经验,改善了传统模式的手工设计方案,充分体现了信息时代的优势。科技的发展也使得CAD技术逐渐实现了智能化,缩短了产品设计实践。智能化技术优化了CAD技术,对产品设计质量的提高具有积极作用。目前,在电力系统中,遗传算法是人工智能技术的重要表现之一,通过科学的计算方法,提高了数据统计和计算的精确度。基于遗传算法的重要作用,应得到企业的重视。在电力系统运行过程中,如何区分故障和征兆是一个难题,智能化技术通过专家系统和神经网络系统可快速有效的分析出系统故障和安全隐患,并提供一定的解决办法,确保了电力系统的运行问题。 (四)神经网络技术应用 神经网络系统是智能技术的重要体现之一,其作用在于分析和处理系统故障。可对系统故障进行准确定位,并且减少了定位时间。同时,还可完成对非初始速度及负载转矩的有效管控。神经系统设计具有多样性,具有反向学习功能。利用神经网络系统的两个子系统,可实现对机电参数转子速度和电子流的评判和管控。目前,智能神经网络系统主要应用于分析模式和信号处理上。由于其包含非线性函数估算装置,因此对于电气自动化控制具有积极作用。其主要优势在于无需对控制对象建立数学模型,因此工作效率高,噪音小。 三、总结 随着科技的不断发展,电气自动化控制系统逐渐实现了数字化和智能化。智能技术的使用提高了自动化控制的效率,基于人工智能理论的智能技术是电力企业发展的必然。智能技术不仅是计算机技术的重要组成部分,也对计算机技术具有一定的依附性。但目前,智能技术的应用尚存在一定的缺陷,甚至存在一定的错误。基于此,应提高操作人员对智能控制化技术的认识,以保证智能化技术的可持续发展。 作者:许武文 单位:海南师范大学 电气自动化论文:无功补偿技术电气自动化论文 1无功补偿 为了满足电力网和负荷端的电压水平,保证电网的顺利运行,无功补偿技术应运而生,被广泛应用于高压电网和低压电网中,对维系电网的稳定性有重要的意义。利用无功补偿技术,会在一定程度上降低电力网中的损耗,从而减少电能运输过程中的损耗,提高电能的使用效率;利用无功补偿技术,能有效提升电网中供电设备的容量,有效控制配电系统的电压损耗。为了保证无功补偿技术的运行效果,在电力网和负荷端应该设置电容器、调相机等相应的无功电源。在电力系统中,无功功率最多的电气设备当属异步电动机和变压器等电感性负荷,它们占80%.在实际操作中,供电企业可以采用静态或动态无功补偿方式,以保证各项设备的正常运行。 2电力无功补偿的关键技术 在电气自动化工程中,电力无功补偿的电力负荷功率因数是重要的技术指标。在电力系统中,功率因数越大越好,功率因素越大,无功功率的传输就会大大减少,从而减少有功功率的损耗。因此,在电气自动化工程中,应该适当提高电力负荷的功率因数,有效改善电压质量。另外,并联电容器补偿无功功率也是电力无功补偿的重要关键技术。用电容器的无功补偿能够有效降低电网线损,为用户提供优质的电压。其中,在电容器投入和切除的过程中,无功补偿电压会发生变化。 3具体应用 3.1设计真空断路器 在电气自动化中,利用无功补偿设计能够有效节约成本,被广泛应用于实际工作中。借助于无功补偿技术,将固定滤波器与合闸管调节电抗器有机结合起来,从而形成新的无功补偿装置。在实际使用过程中,有效保证了滤波器的电流平衡,最大限度地满足电气自动化系统的功率因数需求,在短时间内实现对系统的无功补偿,从而在降低能耗方面发挥重要的作用。 3.2对用电客户进行无功补偿 在对用电客户进行无功补偿的过程中,主要的实现途径有2种:①利用无功补偿使用户的实际电力功率因数与国家预期的电力功率因素相符,逐渐增多电费补偿,增强群众的节能意识,对用户实现无功补偿;②将无功补偿技术应用于用户内部配网中,有效降低无功消耗,减轻能源压力。通过这2种途径可以有效降低能耗,减轻用户的经济压力。 3.3对回路电流进行无功补偿 在对电流回路进行无功补偿的工程中,主要手段是借助固定滤波器来实现。借助固定滤波器调节饱和电感器,改变其内部的磁能饱和程度,从而改变感性电流,最终实现对回路电流进行无功补偿的效果。在这个过程中,回路中的感性电流与固定滤波器中的多余电容性相互抵消,从而保证了电流的平衡性。然后,用串联的方法将滤波器和电抗器连接在一起,实现两者的电压串联,调节降压按钮就可以实现对电压的调控,降低电网中的电压,最终实现无功补偿的效果。 3.4应用实例——以某变电站为例 在实际生活中,该变电站是一个供电中心,承担着整个区域的供电任务。由于区域内用户的需求不同,所以,其供电的电压等级也分为好多不同的类型。在配电过程中,按照“分级补偿、就地平衡”的原则,在配电过程中普遍采用了无功补偿技术,平衡了配电线路和电力用户的无功功率,使变电站无需再单独承担无功电力。在该变电站的配电过程中,容性无功补偿装置得到了广泛的应用,在该区域的电力配网中发挥着重要作用,极大地降低了电力输送过程中的能量损耗,并且对负荷两侧的无功补偿也起到了兼顾的作用。在使用过程中,容性无功补偿装置的相关性质是根据主变压器容量来确定的,一般确定为主变压器容量的10%~30%.在变电站的实际操作过程中,如果主变压器的最大负荷为35~110kV,则必须保证高压侧功率因数要大于0.95.如果主变压器的单台容量大于40MVA,则应该为每台主变压器配置2组以上的容性无功补偿装置,以确保无功补偿技术能够正常运转,保证技术的使用效果,实现降低能耗的目标。在该变电站的实践过程中,应该以自身的无功损耗补偿为主。为了确定最佳的补偿容量,在实践中应该遵循以下3个原则:①保证无功补偿技术的主要应用场所是主变压器的无功损耗,空载状态和负载状态下的无功损耗都包含于其中;②如果主变压器长期处于轻负荷状态,则补偿容量可以直接选取最小值补偿;③对于负荷重的主变压器,应该先提高电压幅度,根据电压幅度的具体状态选择补偿容量。 4结束语 随着我国经济的发展,电气自动化工程控制系统成为了我国经济体系中的重要组成部分,对推动经济的发展有非常重要的作用。尤其是无功补偿技术在电气自动化中的应用,极大地降低了电能线损,提高了电网的稳定性和安全性,为用户提供了优质电压。现阶段,随着科技的发展,无功补偿技术也在不断完善和发展,在电网中发挥着越来越重要的作用,电力企业应该重视对无功补偿技术的研究和创新,从而推动我国电气自动化工程的发展。 作者:李剑薇 单位:中国葛洲坝集团第三工程有限公司 电气自动化论文:数字技术工业电气自动化论文 1我国工业电气自动化的发展现状 工业电气自动化主要是针对产品的选材、加工、装配等工序,在我国经济发展过程中是极为重要的,但是随着近年来我国工业电气自动化的不断发展,工业电气自动化获得了广阔的发展空间。随着我国工业电气自动化规模的不断扩大,对于工业电气自动化水平的提高还是需要一定的加强。我国的工业电气自动化的水平与国外工业电气自动化的水平相比还存在一定差距,就当前我国工业电气自动化的生产状况而言,我国的工业电气自动化产品还是处于中低档的产品。随着工业电气自动化发展,工业电气工程以及自动化系统虽得到了深入发展,但是其没有针对实际问题进行针对发展,几乎所有工业项目都是采取的一个集成控制系统,这往往与工程的实际需要相违背,根据已有的技术进行系统设计,但是系统模式并没有很大的变化,这也导致了生产成本的上升,而且我国对工业电气工程以及自动化的设计并没有创新性,多数都是引进国外的设计,缺乏相关专业人才,如果要进行工业电气工程及其自动化系统创新设计则会消耗过多时间。工业电气工程以及自动化系统在网络布线以及应用软件设计上还存在以下问题:网络控制技术不佳、软件设计时间过长、系统安全性低等,对系统成功运行直接产生影响。此外系统运行的网络结构复杂,难以操作,应用起来容易因为操作不规范对系统稳定性造成一些干扰,再加上控制技术所需要的精确性、准确性与网络构架的复杂性。 2工业电气自动化数字技术的应用情况 2.1数字技术在航空工业中的应用 航空市场发展问题对于我国的经济发展都是极为重要的,就我国当前的航空市场现状而言,已经存在许多的航空巨头,但是我国实际的航空技术水平与国外航空技术水平相比还是存在一定差距的,尽管随着我国航空技术也在迅速发展,差距正在不断缩小,但是对于一些高科技技术缺乏相应的自主创新产权,多数需要依靠国外技术。对于大多数的航空机械加工都是需要高精度的工业技术来实现,但是我国明显还是无法实现的,如果通过人工也是无法实现的,实际航空机械器件所使用的合金就是我国当前工业技术无法实现的,所以加强我国工业电气自动化中数字技术的发展对于我国航空技术的发展十分重要。 2.2数字技术在汽车工业中的应用 随着经济的发展,人们生活水平的不断提高,汽车的使用量不断提高,这对于汽车工业的发展无疑是一个巨大的发展机会。我国当前工业电气自动化的生产水平要想满足当前汽车工业的发展,应加强数字技术在汽车工业中的应用,提高汽车工业生产力的发展,提高我国汽车工业加工效率,通过应用数字技术发展汽车工业的柔性生产线,此外,还需要结合虚拟工业技术、集成控制技术等。 2.3数字技术的高性价比 把数字技术大量地运用到实际的工业电气中去,从而实现工业电气自动化,这样就能够让设备实现最大化地高效运行等智能化工作状态。运用数字技术能够实现设备数据资料收集一体化等功能,实现设备智能化控制和工作。数字技术能够为企业节约大量的时间和成本。例如,用仪器设备进行数据收集分析时,可以利用数字技术中的测试、样品分析定位,在线数据分析和结果评估来进行数据的收集和分析,这样就能够在设备收集的数据和分析出的数据之间进行很好的比较和分析,并且还可以运用多项数字技术来进行多设备之间的数据收集和相互比较,这可以大大节约因为多设备数据量大而造成的工作量大容易失误等问题。在工业电气自动化中运用数字技术可以大大提升设备的精确度,实现最大化的设备性价比的提升。 3数字技术在工业电气自动化的发展趋势 数字技术对于工业发展有着重要作用,所以在工业电气自动化中加强应用数字技术对于工业电气自动化的发展是极为重要的。在未来数字技术的发展中,数字技术主要用于智能化系统的发展,通过数字技术控制各个模块进行工业生产,对于工业效率的发展需要重视应该数字技术。在未来数字技术主要是用于智能化控制,例如电机参数的自适应控制、自动识别负载控制、自动选型控制等智能化控制,所以数字技术的发展主要是向智能化控制方向发展。只有不断加深数字技术在工业自动化方面的影响,才能够推进我国工业电气自动化的发展和创新。 4结语 综上所述,我们可以发现,随着世界经济形势的不断发展,我国经济也得到了快速的发展,但是我国工业电气自动化问题还是需要进行全面的解决,工业电气自动化数字技术的发展应用问题需要得到重视,应加强我国工业电气自动化数字技术的应用,提高我国工业电气自动化水平的发展。 作者:印明江 单位:辽宁省鞍山经济开发区达道湾街道经济贸易发展中心 电气自动化论文:冶金行业电气自动化技术论文 1、电气自动化元件在冶金行业的应用 电气自动化元件在冶金行业的应用非常广泛,常见的一些自动化元件例如:继电器:一种输入回路和输出回路的电子控制装置,其运作方式是通过控制电流,从而在电路中达到一个转换电路、控制电流等作用,是常见的电路安全装置。高压隔离开关:自动化系统中稳定性较高的一种安全保护装置,保证电路使用过程中操作人员的人身安全,隔离高压电源对人身和设备可能存在的安全隐患。高压熔断器:当电路电流超过负载或者超出规定值的一段时间后,高压熔断器会自动融化从而分离电流,断开电源,有效保证电路及人身安全。传感器:感知外界的信息并将其转化为可用信号的一种检测装置,被广泛应用于各个生产加工环节。传感器由敏感原件和转换组件两部分构成,常见的传感器有压力传感器(将压力变化转变为电流或电压的传感器)、温度传感器(能感受温度变化并将其转换为可输出信号的传感器)、流量传感器(可以感受流体流量并将其转换为输出信号的传感器)。 2、PLC技术在冶金行业的应用 PLC作为电气自动化技术现已在冶金行业中得以广泛运用。其本身是一种数字运算操作的电子装置,在工业生产环境的各个角落都可以得到有效利用。PLC技术的工作原理是通过可编程储存器来执行各种逻辑顺序运算,正确的完成指令,在工业生产中,PLC技术可以通过数字模拟输入输出的进给量与操作量,从而控制各类机械的生产过程。目前,PLC技术也被广泛应用与冶金行业,以此保障高温高电压的工作环境下,设备和操作人员的安全。其常见的实际应用,例如:物料管理系统中,PLC技术可以控制不同仓库的物料管理,并且实现有效控制。对物料进行编码储存管理,高效的运算能力可以保证大型仓库的物流管理实现可调节、高效运作的模式。同时可以连接各仓库系统中的通讯网络,保证良好的通讯网络构建。在冶金生产中,常见的生产原料和生产单位称重、同时将所得数据进行有效整理,这都是现如今PLC技术实际应用中可以轻松完成的,其在很大程度上提高了控制系统的自动化程度,为冶金行业的生产提供了有力保障。冶金生产中最难以解决的废料、废水处理问题,现如今也已经采用PLC技术代替原有的处理系统。首先,原有处理系统是利用离子交换树脂,从而将废水吸收。但这种做法对于使用时效不长的树脂原料耗损巨大,缺点明显。如今所采用的PLC自动化控制系统,可以通过高效的控制,让树脂还原处理系统与离子交换系统同时运行,即保证了废水的有效清除,又能保证工作的可循环性和稳定性,极大的提高了工作效率。 3、电气自动化技术在冶金行业中未来的发展方向 3.1提高自动化控制程度 随着工业发展的不断进步,市场对于生产要求的不断提高,高效稳定的工业化生产才能更好的满足市场的需要。在冶金行业中,自动化控制系统已经越来越符合工业生产的要求,其综合性、有效性实现了冶金过程中的快速判断和快速处理,保障了工作质量,同时提高产量、减少原材料消耗、减少废弃物污染以及保障设备和人员的安全。因此,提高电气自动化的控制程度已经成为在众多企业的竞争中脱颖而出的重要因素。 3.2提高自主集成数字化的控制水平 通过对整套控制系统进行实时监控,从而提高控制的有效性和安全性,并且实现对冶金过程的准确把握,避免出现操作失误。对于自主集成的数字化控制系统,要做到实时监控有效把握,不断提高数据探索技术的应用水平。 3.3提高自动化服务的水平 自动化系统在冶金生产中的发展方向,就是要通过优化与升级,在服务水平上做到精确稳定,减少故障与误差,提高服务标准,在今后的电气自动化发展中向着智能化、信息化以及微型化的发展方向不断前进,实现自动化系统的更高效利用。 4、结语 综上所述,冶金行业生产多在环境恶劣的条件下进行,其制作工艺流程繁多并且要求精确,对生产的产品质量要求很高,因此对先进技术的应用就显得尤为重要。电气自动化技术在冶金生产的过程中具有非常重要的地位和作用,其本身就代表着先进的生产力,只有更好的将电气自动化技术与冶金行业的生产相结合,才能提高行业竞争力,为社会创造出更大的价值。 作者:唐琦 陈汝强 电气自动化论文:热电企业电气自动化技术论文 1电气自动化 1.1定义 电气自动化技术是集计算机技术、现代通信技术和现代网络技术为一体的技术总称。其在热电企业中的应用,有利于热电企业的自动化管理、远程控制技术、协议和规范的实现。电气自动化技术是当前电力企业发展的必然趋势。 1.2特点和作用 1.2.1实时仿真 在电力系统中的应用,保障了其电力系统的正常、可靠、稳定的运行。在店里系统的运作过程中,保证了暂时状态和稳定状态,并对其运行的数据资料进行有效的收集,为工作人员对电力系统的仿真运营和故障模拟提供了数据支持。 1.2.2智能优化 电气自动化技术的应用,实现并提高了电力系统的运行智能化,辅助工作人员进行故障分析,确定故障所在位置,从而保障了电力系统的正常、稳定的运行,促进了电力系统的进一步发展,同时也确保了人们的生产、生活。 1.3发展趋势 随着社会经济和科学技术的不断发展,电气自动化技术的应用也愈发广泛,其未来的发展趋势也是我们该持续关注的。随着计算机技术和多媒体信息技术的发展,电子智能化与设备信息共享化的使用范围广泛,其在电气自动化技术中的使用也将越来越普遍。因此,我国的电气自动化技术将会朝着计算机技术和多媒体信息技术的发展方向发展。电力系统的保护、控制、测量等方面的问题,是确保电气化技术在系统的应用中合理、科学的前提。因此,保护、控制、测量一体化发展,是电气自动化技术未来发展的又一新趋势。随着我国各大电力产业的发展,电力系统中的数据集更为庞大,数据处理速度要求也越来越高。因此,以太网技术的应用,满足我国热电企业和各大电力系统的发展需求,是电气自动技术的又一发展趋势。 2电气自动化在热电企业中的应用 2.1电气自动化技术对热电企业的作用 2.1.1提升热电企业的发电效率 电网的规模随着经济和城市发展进一步扩大化,以满足城市发展和人民的生活需求。传统的发电技术以及发电设备,已经不能满足当前的发电要求。相较之下,电气自动化技术的应用,有效地提升了热电企业的发电效率,满足当前社会需要。 2.1.2降低热电企业的发电成本 热电企业主要采用煤炭、石油等能源进行火力发电,在发电过程中会有煤炭、石油燃烧不充分的现象,导致资源利用不充分,造成资源浪费。电气自动化技术的应用,能让煤炭、石油等在发电过程中充分燃烧,进而提高了资源的利用率,降低了热电企业的发电成本。 2.1.3优化热电企业的资源配置 电气自动化技术可将热电企业中发电的煤炭、石油等材料和资源进行合理分配,并对发电设备在发电时出现的故障能够及时地处理,及时、有效的维护和处理,有利于发电设备的质量和性能的保障,以及热电企业的正常运行。 2.2热电企业一体化过程中的应用 在热电企业的运行过程中,电气自动化技术的应用可实现其发电设备、锅炉以及机组等的一体化运行,将其进行结构上的深层次调整,使得热电企业在监督、控制、管理等方面在方式上得以调整。电气自动化技术的应用,使得热电企业中的机械、锅炉、机组实现系统上的统一控制,并对其重要的设备、运行参数以及信息的记录、汇总等分析、决策。在电气自动化技术的控制功能和调整功能的基础下,有利于热电企业分布式控制系统的建立,从而简化监控系统,降低热电企业的监督、管理、控制成本,帮助热电企业获得更多的经济效益。与此同时,热电企业的一体化设备、监督、管理的建立,有利于企业信息的采集,从而形成统一管理的运营体制,提高工作效率,保障运营状态。 2.3热电企业系统建设中的应用 电气自动化技术在热电企业的电气自动化系统的建设中,可对其系统的运营和故障进行检测、诊断,预先发现系统存在的隐患,并对其进行处理和保护控制,从而保证系统的正常运行。 2.4热电企业电气通信中的应用 由于当前热电企业要向远程控制和交互控制发展,从而需要建立适应其发展的通信系统,对热工工艺的连锁问题进行处理,电气后台系统实际应用水平的提高,加强初级阶段的运行监视功能,对其系统的控制逻辑和水平、自动化以及管理水平进行实质性的提高,以实现电气全通信模式。 2.5热电企业通用网络平台建设中的应用 热电企业选择适合整个自动化系统的网络通用产品,实现企业管理层对发电现场控制设备的网络实时监控,并确保设备的控制、管理系统和监督系统之间的信息传输,以实现企业的集成化。由此可见,通用网络的建设对热电企业的电气自动化系统的运用有着至关重要的作用。 3结束语 综上所述,电气自动化技术在热电企业中的应用,是符合时展的需要,也是热电企业以及其他电力企业进一步发展的必然选择。我国的热电企业想要适应时代需要,稳定发展,就要充分利用电气自动化技术的各个功能,建立全面完整的智能自动化系统,引导热电企业的自动化发展。 作者:杜威 单位:郑州燃气发电有限公司 电气自动化论文:电气自动化控制系统论文 1电气自动化控制系统的特点 (1)电气自动化的系统的排布有着属于自己的独有的一些特点,电气的设备并不是统一的安排在同一个地方,而是根据需求的不同被分别安装在各自的配电室和电机的控制中心,由于,系统的排布中有着大量的配件,在处理所执行的信息时,工作量很大,从而导致机器的维修难度加大,但是,由于它的操作频率相对于较低,电气设备有着高要求,动作的速度也相对较快,在40ms以内就可以完成一个保护的动作。 (2)显示控制屏按钮齐全,显示直观,指示灯寿命长,光效好,可靠性强。控制计算机不仅具有动态协调能力,还可以存储记录,分析相关报告。其启动控制方式大小不一,如小功率采用直接启动的控制方式,大功率采用星形或三角形启动控制的方式,还有的采用变频调速控制的方式。这些不同的控制方式很好的确保了生产设备的运行稳定。 (3)确保运行时各种数据处理和信息收集的准确性,同时提出相应的应急措施,确保电气系统可以在最好的状态下运行。设备一旦出现故障,人可以马上进行连锁控制,非常人性化。 2电气自动化控制系统的设计原则 (1)优化供配电的设计,促进电能的合理利用。设计时首先考虑的是设计的适应性,满足工程的动力、供应、控制和安全等要求制定,以满足建筑运行的要求,同时可以使它的运行处于一种安全的环境中。 (2)提高设备运行效率,力求简单、经济、使用以及维修方便。在整个的设计过程中,安全和满足工程的运行时整个设计的基本前提,在该前提下,一方面要注意不断的扩大工程的效益,另一方面也要注意不断的降低工程的成本,这就要求工作人员不仅仅应该使控制系统简单经济,而且还要使得系统的使用、维护方便、成本低,不宜盲目的追求自动化和高指标。 (3)合理调整负荷,提高设备利用率。在设计的过程中,要尽可能的提高系统的质量,使它的的负荷量在一个合理的范围内,当在一个特殊的用电环境中,可以合理的选取节能方法,提高店的利用率。 3电气自动化控制系统发展的现状 我国的电气自动化技术和国外发达国家相比差距仍然很大。到现在为止DCS系统的应用在自动化控制系统中仍然有着重要的不可取代的地位。 (1)电气自动化工程的分散控制系统,它是由过程控制和过程监控来组成的计算机系统,该系统的基本思想是集中操作、分级管理、配置灵活和组态方便四大方面,在生产、生活中的应用非常的广泛。但是该系统缺点明显,如可靠性能低,维修困难;生产厂家之间缺乏统一的标准,维修互换性低;价格昂贵等。 (2)WindowsNT和IE是电气自动化控制系统的标准语言规范。第一点是,在电气自动化领域,具有灵活性和易集成化等优点的人机界面操作,已成为一种主流的发展方向。第二点是,对于电气自动化控制系统的维护难度减小。 (3)监控的集中化。其缺点是处理速度缓慢,成本费用大,可靠性能低、设备很难扩容操作、故障查找难度大等。 (4)信息的集成化。在存储和读取信息时,需要使用规定的浏览器才可以访问到信息,并且信息技术会在电气自动化设施、系统和机器中进行横向扩展比较。 4电气自动化控制系统的发展趋势 随着我国经济的不断发展,科技的不断进步,伴随而来的是电气自动化控制系统技术方面的竞争,不但竞争愈演愈烈。同时,此系统对节约有效资源,降低成本费用,甚至改变我国工业的发展都有着积极意义。所以,我们必须根据自身的发展情况,来对自动化控制系统进行相应的规划,积极的发挥自己的有力的条件,实现我国的自主研发,只有这样才有可能在有限的时间内抢占先机。 (1)软件地位大大提升。随着信息技术的发展,网络技术以及计算机发展与应用的广阔前景,尤其是OPC技术、IEC61131标准和Win-dows平台的发展与广泛应用,计算机在电气自动化控制系统融合方面的作用,已无可替代。 (2)电气自动化控制系统统一化、信息化。为了独立开发系统,更为了方便达到客户要求,使得电气设备、计算机监管体系和企业工程管理体系之间数据信息能够及时的传递和畅通的交流,那么需要对电气自动化控制系统进行统一化的管理。此外,信息化是电气自动化控制系统的另一发展趋势,即实现设备与网络技术结合,实现网络自动化和管控一体化。也就是说信息技术不仅渗透在管理层面上,同时在应用信息技术的基础上迅猛发展。 (3)科技的不断发展是电气自动化行业的关键,由于电气自动化是结合了多门学科的一项技术工程,在它的组成原件方面科技的含量比较高,由于在自动化的关键技术是大部分的企业都没有属于自己的知识产权,造成同行业的企业以较低的价格和各种的渠道来加大自己的竞争力,所以,技术的不断发展的选择是整个自动化行业的突破点,也是关于电气行业长远发展的关键所在。只有在不断的科技发展中,电气自动化制系统不断突破,才能在全球化市场竞争中,立于不败之地。 (4)电气自动化工程生产安全化。技术的安全集成化是电气自动化工程在控制系统方面的的一个发展方向,保证系统的安全性,即人、机、环境三者的安全实现是该部分的重要点。在非安全状态时,用户要如何选择利用最低费用实现安全方案制定问题。 (5)人才专业化。未来的电气自动化控制系统需要更加专业的技术型人才。电气自动化控制系统,是高度智能化和集成化的系统,决定了研发制造人员的强技术专业性,与其相关岗位的操作人员的专业性。如对电气自动化控制系统,在进行安装的过程中就应该安排岗位人员进行培训,让他们熟悉整个系统的安装流程,加深技术人员对于自动化系统的认知,让技术员工必须掌握操作系统硬件、软件的相关实际技术要点和保养维修知识,避免人为降低系统工程的安全与可靠性。 作者:田素锋,范玉斌 单位:信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司天津分公司 电气自动化论文:数字技术电气自动化论文 1数字技术的可操作性强 数字化技术在使用过程中通过数字量和模拟量进行命令的传达与指令,并在随后环节中摆脱人力进行。整个过程中呈现出应用简单、逻辑性强、安全省力的特点,既可以对某一信息进行识别和正误准确分辨,还能在不浪费人力资源的同时减少物质资源的使用。与传统的传输介质不同,数字技术把电缆、网络、光纤均纳入到介质的选择上来。运用数字技术进行电气化革新,具备着以下特点:(1)数字技术运用的编程接口是基于标准化平台的,这种接口使用寿命长,编程周期短,因其独特的优点大大扩大了它的应用范围。(2)计算机技术呈现出迅猛发展的态势,微软技术也越来越改变着人们的生活。如Windows、NT以及Explorer等的运用使人们之间的交流更加便捷,并日益转变为人们语言与规范的示范化平台,成为我们的生活中不可或缺的关键角色。这也是该技术展现其魅力的表现所在。 2数字技术在电气自动化中的创新 当然,数字技术在自动化中所展现的优势有目共睹,但仍然存在着某些缺陷,比如说缺乏经验充足的技术者。所以,为了使数字技术朝向更高更广的方向发展并使它趋于完美,我们将目光锁定在了对其使用过程的改进与创新上。 2.1充分将光线技术运用在电气自动化中 在近些年来光纤技术的发展是不容小觑的。光纤因其多种优良特点在多个领域得到充分应用。为提高数字技术的可靠性,在电气自动化改革的过程中我们可以采取光纤作为连结点,在采集和控制数据。同时,因电气自动化需要基于标准化的程序接口才能够顺利运作,所以为解决这一难题,可以引进PC平台自动化技术,以TCP/IP作为衡量通讯的标准参考,这样一来,在ERP与MES的系统连接上PC平台自动化技术将发挥着其优势作用,这就为满足使用者多方面的需求提供了方法,进而电气自动化的应用程度和应用范围也在技术的引领下得到更进一步的提高。 2.2充分将GOOSE虚端子运用在电气自动化中 GOOSE虚端子可谓说是带动了世界范围内的应用浪潮。究其原因,主要有以下几点:(1)工程的调试原本是一个复杂而繁琐的过程,GOOSE虚端子的运用将这个过程变得更为快捷,而且也更加通俗易懂;(2)GOOSE技术可以控制线路以及开关,将全站都掌握在控制范围之内,而且,它所具备的跳合闸功能也可能在最短时间内保护整个系统,在智能终端和测控装置之间上的信息交互所显现出来的优势对电气自动化的影响是巨大的;(3)与传统的二次回路相比,GOOSE具有进步性的优势,以智能本体终端来说,它的高效性表现在它能够将工作过程中的一系列程序简单化,使对信号管理的控制工作变得便捷。 2.3充分将程序化的操作理念运用在电气自动化中 对软件部分的执行能力是工作过程中的重要一环,当然,数字化中对其的要求亦是如此。实际操作时,对设置预界面、确认各个开关是必须要做好的工作。而有小部分的前期工作也是在还未接到调度命令之前就需要必须准备好的,比如对票务等的核查工作、及时有效的数据存储工作等等。可以说,程序化操作理念的加强,是对整个系统功能得以顺利而有效进行的基础,是确保使用者多方面、多角度、多层次的需求可以得以落实的切实方法和必要手段。 3结语 当今来看,数字技术的应用与人们的生活和工作有着千丝万缕的联系,因此,人们也越来越期待它未来的发展走向。目前,数字技术在电气自动化的应用领域越来越展现出日益扩大的态势,并已逐渐扩大到了电力系统等等。我们有理由相信,在科学发展与进步的未来,数字技术的应用领域将得到很大程度的扩大,我国的经济也将进一步的腾飞。 作者:张锦荣 单位:邵阳学院 电气自动化论文:水电站电气自动化论文 1、水电站中电气自动化的应用场合 1.1水轮发电机组的自动控制 应用过程:机组监控设备将监测数据传送至控制室计算机,计算机启动预先设定的运行程序并判断机组运行状况,然后再依照相关逻辑规则发出控制(或调整)指令。应用内容:⑴实现机组开、关,调相转发电,发电转调相等项目的智能化控制。⑵实时计算最佳运行机组数并自动控制,在机组间智能分配负荷(包括自主调节有功和无功),从而维系水轮发电机的低成本运行。⑶当机组出现意外或者外部系统发生事故而导致频率降低,预设程序通过启动备用机组来维持系统稳定;反之,汛期来临频率过高时,预设程序会关闭一些机组。 1.2主要辅助设备运行状态的监控 在水电站中,围绕发电机组有一些主要的辅助设备,这些设备的运行工况同样影响着电站的稳定生产。电气自动化在这里有了广泛的应用。应用过程:通过“监测设备——控制设备——控制节点”的方式,将辅助设备运行数据发送至计算机,计算机通过数据库和预设规则比对,判断辅助设备的健康状态并相应控制设备的电气参数。应用内容:⑴检测定子和转子回路是否正常;⑵检测定子绕组的铁芯温度是否正常;⑶检查机组润滑度及变速系统、制冷系统等是否正常;⑷以上无论哪部分出现问题,电气自动化系统都会迅速启动应急程序和保护措施,同时将故障信息上传警报。 1.3主要电气设备的监控和保护 水力发电的输出离不开变压器、母线、开关柜、输电线路等主要电气设备。对这些设备的监控和保护成了水电站电气自动化应用的必然内容。应用过程:通过PT、CT等设备采集到的电气量,判断设备是否有故障,并视故障情况作出反应。应用表现:⑴对不立即危害发电机组的异常情况(如机组冷却水源中断、机组温度超限、油槽油面异常、推力轴承或者导轴承温度升高等),只发警告以引起运行人员的注意;⑵对于超过保护整定限值的故障情况(如机组过速且调速器失灵、导水叶剪断、铜管爆破等),电气自动化系统不但跳开断路器和,还同时关闭机组进水闸门。 1.4机组外辅助设备的监控 完整的水电站拥有数量众多的水泵、空压机、油泵等机组外电气设备,以及浩大的水工建筑物。电气自动化在这一块的应用为:⑴控制水泵等设备的运行状态,故障时及时投入备用设备;⑵检测大坝闸门是否可正常启动,检测拦污栅是否堵塞,当水位过高过低时引发自动报警。 2、PLC技术应用展开 PLC即可编程控制器。在水电站电气自动化中,可应用PLC来控制几乎所有设备的生产过程。⑴在轴流桨式水轮机调速器中的应用。轴流浆式水轮机厂家一般会提供所谓“协联曲线”(即描述不同水头下浆叶转角与导叶开度的关系的曲线),以指导电站生产。但实际运行时,上下游水位及水轮机水头处于不断变化之中,某些情况下会远离厂家参数,因此按协联曲线运行不一定能达到最佳状态。采用PLC技术后,可先针对不同上、下游水位及水头情况,手动协联浆叶和导叶,在获得最佳协联曲线后修改原厂家曲线并输人至PLC控制器,从而使机组能时时处在最佳状态。⑵在水库式电站调速器中的应用。水库式电站的运行水头波动范围较大,其调速器与启动开度一般按水轮机设计水头确定。但当水头降低或水头远高于设计标准时,为保证机组额定转速,往往需要更换调速器控制芯片,改变开度指示仪电阻(串接或移除),工作量较大。在采用PLC技术后,则可依据水头高低设计出相应程序,依照程序来自动改变启动开度。 3、电气自动化瓶颈 虽然电气自动化给水电站自动运行带来了方便,但其自身发展存在一定瓶颈,主要体现在:因电气自动化的基础是实现对设备的全面监测,因此整个自动化系统的监控模块非常之多,这样就导致通信网络较为复杂且通信速度、通信质量面临挑战。随着新技术(如光纤通信技术)的推进,相信电气自动化瓶颈能够得到解决。 4、结语 水电站实施电气自动化,一方面可提高工作效率、减少人力投入,另一方面也能保证上网电能的质量,是新时期水电发展的必然趋势。虽然电气自动化在应用中存在一定的技术瓶颈,但随着智能电网技术、信息化技术的日新月异,所有问题将得到有效解决。 作者:马振强 单位:大唐甘肃祁连水电有限公司 电气自动化论文:水厂监控系统电气自动化论文 1硬件设计 水厂总体监控方案的确定应以水处理为依据,包括泵站控制系统、沉淀和过滤控制系统、恒压供水控制系统、混凝投药控制系统、加氯消毒控制系统、排污处理控制系统等工艺管理,水处理工艺流程为:取水口加药反应沉淀过滤消毒加压市区管网。根据工艺要求和控制指标,应运用MPI网络将水处理的各个子系统连为一体,在控制中心通过组态软件对其进行监控,总体控制方案为:混凝投药控制器和加氯消毒控制器采用S7-300PLC,其余采用S7-200PLC,组态软件为力控6.0,采用的网络结构为单元级和现场级。以泵站控制系统为例,其控制方案为:采用S7-200PLC作为控制平台,负责对泵站数据的采集,泵站和控制中心的通信通过外置式GSM调制解调器来实现,触摸屏为就地控制接口,系统框图如图1。 2软件设计 根据设计好的各子系统的硬件配置,设计PLC控制软件、组态监控软件和触摸屏控制软件,以泵站控制系统为例,其任务是按照控制中心的指令,向水厂提供水源,并对泵站的水泵运行情况、供电等信息进行实时采集,然后传送给控制中心,实现泵站无人值守。根据泵站工艺,在SMS工作原理指导下,提供短信息服务,发送规则为开机/关机、系统出现故障、定时设置和控制中心命令。为达到泵站无人值守的设计要求,可通过标准的RS—2485串行通信网络和自由口模式,自主选择通信协议,以此构成PLC的分布式网络。PLC软件设计流程为:初始化接受信息并处理水泵控制压力、流量采集并处理故障信息采集并处理信息发送;根据系统的工艺要求,开发界面应包括启始界面、模式选择界面(分为自动运行和手动操作)、报警界面及帮助界面等。 3水厂自动化监控系统的特点及功能 3WN6是一种经济型低压智能断路器,通过模块化的工程设计,可确保通讯、保护、测量等功能更为可靠稳定,且便于拆卸和维修,能够在线对开关功能进行数字化编辑。正常生产时,操作人员通过S7-315系统上的触摸屏模拟流程和触摸按钮,便可以准确掌握各系统的工艺流程及设备运行情况,并可以通过自动运行或手动操作两种控制方式来控制各设备的开和停,便于设备的检修及事故的处理。本系统联网后,便可实现现场监控、远程控制和后台在线组态等功能,操作人员在后台微机上便可以准确掌握各配电室低压开关的分/合情况及水厂装置的运行情况,系统可以动态显示各电气设备的电压、电流的波动情况,实时性更强。此外,还可以随机记录越限事件、报警信息等,为生产管理和事故控制提供了很大的便利性。PLC的推广应用是水厂自动化监控系统得以建立的关键,该编程控制器简单易用、可靠性高,而且通讯联网功能强,根据水厂的水处理工艺和工程设计要求,对各净水环节的硬件系统和软件系统进行设计,满足了水厂自动化生产和管理的需求。 4结论 根据水厂自动化监控系统的控制要求,对水厂监控系统的软硬件进行设计,建立一种低压电气自动化解决方法,更好地发挥水厂监控系统的功能。该系统先期完成PLC系统的调试,在实际应用中完成后台软件的调试工作,投入运行后,运行一直比较稳定,达到了取得了预期的控制效果,克服了传统电力控制模式存在的问题,可为工艺管理及故障原因查找提供科学的依据,同时监控系统的自动运行也极大地解放了人力资源,降低了各种人为事故的发生率,使设备故障的维修变得更为容易、迅速,真正实现了低压电气管理的科学化。在水处理工艺不断进步的背景下,采用现代控制理论及计算机技术对传统水厂处理工艺进行革新,使其朝着标准化、自动化、智能化的方向发展,已经成为一种趋势。 作者:李荣学 电气自动化论文:火力发电电气自动化技术论文 1基本作用 1.1提高效率 我国总体用电量随着居民生活水平的提高,呈现日益上升趋势。根据近几年的发电效率而言,发电量明显无法满足居民用电量,特别是夏天分时段的供电,严重影响了居民的正常生活。随着家用电器的增加,居民用电量也日益攀升,电力厂相应的发电要求也随之提高。传统发电系统存在的问题,严重影响发电量和发电效益的提高,致使居民用电要求无法得到满足。而电气自动化技术在火力发电中的应用,有效提高了发电效率,解决了这一问题[2]。电气自动化技术通过收集有用数据进行分析,制定出具体可行的实施方案,在运行时间的强度方面做好有效规划,在满足居民用电的同时,减少发电过程中产生的资源浪费。 1.2降低成本 煤和石油是传统的发电材料,发电技术落后,很难完成发电强度的准确分析,对发电量的控制也存在问题,容易出现发电过多或不足现象。另外,由于人工操作的原因,也存在资源燃烧不充分所造成的浪费问题。而电气自动化技术可以使用计算机软件,准确算出资源充分燃烧所需的时间,大大提高资源的使用效率。在火力发电中使用电气自动化技术,既能提高发电厂的发电效率,也能满足居民在用电量方面的需求。在降低发电成本的同时,更好地实现了电量供应目标。 1.3优化配置 合理分配资源是火力发电过程中的重要内容,需要重点注意。发电厂内设备比较多,为达到供电要求,通常需要长时间的同时运转。而发电设备作为机械,有一定的运作限度,运转时间过长或进行超负荷运转,都会影响设备的运作效率,严重情况下会损坏设备。而电气自动化技术可以准确计算出设备所需运转时间,在出现超负荷情况下可自动停止,待设备冷却后再进行运转。因此,发电设备在电气自动化技术下可以进行轮流休养,设备的运转效率得到提升,使用年限也得到有效保障。另外,电气自动化技术可以对设备故障进行报警,及时提醒管理人员发现并解决问题。以往数据的输入可以实现对设备的人工模拟操作,最大程度提高设备的使用效率。 2应用现状 在设备保护方面的应用。电气自动化技术在设备保护方面的应用包括联锁保护、装置保护、继电保护和防雷保护。电气自动化技术在设备出现异常情况时,会及时关闭闸门,使故障设备停止生产运行,对设备进行有效的联锁保护。电气自动化技术能够协调搭配火力发电厂中的危机保安器、安全门等保护装置,在排除外因干扰的前提下,完成电气操作运行指令。继电保护是通过连接计算机和继电器,构建自动化的控制模式,实现继电器在火力发电厂运行过程中的有效调控。电气自动化技术对电力设备的保护控制,通过使用防雷器,减少雷击对电机设备产生的干扰。在常规控制方面的应用。电气自动化技术在常规控制方面的应用有集中控制、就地控制、自动控制和故障控制。在集中控制中,电气自动化技术有效组合了发电机组、炉锅和汽轮机,实现了控制操作的集中化,设备运行效率得到明显提高。就地控制是针对规模相对比较小的火力发电厂采用的控制方式,通过连接重要设备及装置,实现设备的整体运行[3]。自动控制即自动化的电能生产,在减少设备运行错误的同时,电能生产的难度也相应降低,电能产量与经济效益也得到提高。在故障控制中,技术人员只需通过计算机监控运行设备,可以及时发现设备故障并解决。对于比较小的设备故障,系统可根据操作指令自动进行处理。 3系统配置 3.1I/O监控 I/O监控是一种集中监控方式,设备中电器的所有馈线都需要设置对应的I/O接口,通过电缆连接各个I/O通道,设备在进行A/D处理后进入DCS状态,由此使整个发电工厂的设备处于DCS的监控之下。I/O监控在运行过程中,方便进行维护,问题发现和解决速度快,优势明显。相对比较低的监控防护等级,降低了DCS的造价,也有效降低了发电所需的成本。而I/O监控所涉及范围包括所有电气设备,工程量大且比较复杂。电气设备的增加,无疑会加大监控范围,致使监控运行压力增加。监控范围以及空间跨度的扩大,也相应增加了电缆的距离,DCS的可靠性受到一定程度的干扰。 3.2远程智能I/O控制 远程智能I/O控制,作为一种监控技术,在生产中的应用领域比较广泛。远程智能I/O控制的采用,相对减少了人力资源的使用,操作人员可在远程接触中实现对电气设备的智能控制,有效缓解了操作人员的工作压力,降低了工作强度。火力发电过程中,I/O信号通过电缆连接加采集柜,利用光纤或者双绞线实现加采集柜与DCS控制器的连接,从而进行数据传输。远程智能I/O控制不需要操作人员进行近距离接触,在电缆铺设方面节省了部分安装费用。另外,I/O控制可以自动对所收集数据进行检查、处理和校正。而在电量变送器、卡件和模拟量卡件方面,I/O控制也无法减少。 3.3总线控制 总线控制技术在电气设备上的应用,通常需要利用3G技术来实现,通信技术、计算机技术和控制技术三者的配合和促进,是信息技术和网络技术在设备控制领域有效发展的重要基础。总线控制技术通过避开DCS控制站中的输入、输出单元,改变了传统DCS控制中的集中和分散相结合控制体系。传统集散结合的控制模式,在部分电气设备的管理上是统一进行的,缺乏针对性和及时性。而总线控制技术,有效解决了这一问题,对电气设备进行高度的分散管理和分散控制。 4创新手段 4.1单元炉机组的统一 电气自动化技术在火力发电应用中的创新,需要实现发电厂电、机、炉的一体化,形成单元制的监控运行方式。火力发电厂中的DCS控制可通过这种监控方式,分析和总结火电机组整体的运行参数以及状态信息,发掘火电机组的最大潜力,其自身独具的控制功能在得到发挥的同时,也在一定程度上缩小了控制范围,对监控系统进行了相应的简化,有效降低了造价成本[4]。另外,在采集火力发电中有关电厂信息管理系统的信息方面,统一单元炉机组有重要的促进作用,实现了火电电网运行管理的统一和加强,中调AGC的相关要求和指令也逐一完成,电网工作效率提高,整个运行处于最佳、最经济状态。单元炉机组的统一,有效提高了火电机组的自动化水平,其监控水平也得到相应提升。 4.2控制保护手段的创新 在传统火力发电中,系统控制方式是报警,联锁是其采用的保护手段,而这种控制保护手段,仅仅适用于带有波动性的超限报警和联锁跳机。电气自动化技术的创新应用,通过计算机技术实现控制和保护目的,在检测电气自动化系统运营、诊断出现故障的过程中,火电设备系统的隐患能够提前被发现,控制保护策略也可以及时进行改善,如主动性的控制和保护措施的采用,可以自动调整系统故障的控制范围,实现有效的防范,从而保证电气自动化系统的正常运转。此外,控制保护手段的创新,也使电气自动化系统在设备维护上处于主动防患状态,设备出现的故障能够及时发现和处理。 4.3电气的全通信控制 就目前情况来看,电气自动化系统在火力发电中的应用,还无法达到DCS控制系统的要求,在DCS控制系统基础上实现的电气全通信控制方式也无法得到满足。通信的速度以及系统的可靠性都需要有一定的提升,而DCS控制系统与电气自动化系统之间所存留的部分硬接线,也是需要解决的问题[5]。电气全通信控制模式的形成,需要解决好热工工艺连锁方面的问题,在实际应用上提高电气后台系统的水平,对于初期阶段的基础运转监控功能,还需要不断丰富,在实际操作过程中,提高电气自动化系统控制的逻辑性,在控制水平、运行管理水平以及自动化水平方面不断提升。 4.4通用网络结构的构建 在电气自动化系统成功生产运营过程中,通用网络结构的构建有重要的推动作用。电气自动化技术在火力发电中的创新应用,需要选择合适的网络通讯产品,能够在扩展自动化办公环境的基础上,实现元件甚至电气自动化系统整体范围内的使用,以电厂管理层为基础,发挥对现场设备的监控功能,保证计算机控制系统、管理系统以及控制设备之间信息传输的畅通性,实现整体集中运行的自动化。 5结语 火力发电作为我国电力结构的主要部分,在持续发展和应用创新方面需要不断努力,而电气自动化技术在火力发电中的应用和创新是重点。电气自动化技术的推广,需要根据实际应用情况,了解相应的应用问题,并不断改进和创新应用方法,节省生产费用,提高生产效益,满足发展需求,促进我国经济的持续、稳定发展。 作者:吴思祺 单位:武汉轻工大学电气与电子工程学院 电气自动化论文:变电站电气自动化技术论文 1变电站中电气自动化技术的应用 1.1在变电站计算机监控系统中的应用 当前,计算机技术发展迅猛,在各行各业中都得到了普遍的应用。对于变电站的运行来说,计算机技术也具有十分重要的作用,促进了变电站各系统中各电气设备运行监控和监测的实现,变电站运行安全性的提升。通过将通信技术和网络技术的有机融合,在变电站的计算机监测系统中应用电气自动化技术,能够很好的扩展变电站计算机监控系统的范围。此外,对变电站运行中产生的各种故障和问题还可以及时的进行相应的处理。 1.2对变电站设备故障和事件播录测距可以及时准确的记录 电气自动化在变电站中的应用,可以对各种设备的故障和事件播录测距进行准确的记录。记录事件的内容主要包括:运行设备的开关跳合情况和对动作序列进行保护。此外,通过对各种配置进行选用,能够实现监控系统中的通信功能,并对监控系统的应用来实现对故障和存储事件进行分析。 1.3在变电站自行诊断中的应用 计算机技术、网络、通信技术以及电气自动化技术是变电站的自行诊断功能得以实现的基础。通过实时监测和分析对比变电站中各项运行的数据,能够快速的将故障点找出来,并对故障及时的进行自行修复。通过在变电站自行诊断中的应用,电气自动化技术不但能够减少故障发生的几率,同事还可以有效降低工作人员的工作量,促进变电站系统运行效率的提升。 1.4在变电站数据采集及处理中的应用 对变电站的数据进行收集和处理是变电站中电气自动化技术应用的重要体现,是变电站自动化系统中十分重要的环节。变电站运行中的数字信号以及模拟信号能够将将变电站中的脉冲和状态数据等各项数据体现出来,是变电站数据运行的基本形式。而对变电站中各种数据,例如对故障跳闸、断路器状态、故障警告,以及隔离开关的状态等进行对比分析,对其进行命令处理。 1.5在变电站计算机保护系统中的应用 在变电站中,电气自动化技术的一个重要作用就是对计算机系统进行保护。通过对各电气设备中的信号技术进行处理,通过通信技术将各自运行的状态信息传送给计算机,再通过计算机技术检测和保护变电站中的电气设备,能够对变压器以及线路等起到保护作用。一旦变电站的运行当中出现故障,计算机就可以分析所收到的故障信息,并对相应的故障发出处理命令,并由相应的电气设备来对命令进行,对故障进行处理。这样就可以对计算机系统起到较好的保护功能,因此在变电站中应用电气自动化技术对于计算机的保护具有非常重要的作用,在很大程度上能够促进变电站运行安全性的提升。 2电气自动化技术在变电所中的应用前景 伴随着科学技术以及数字化时代的发展,电气化自动化技术在变电站中的应用也会发展到一个新的阶段。随着数字化技术、计算机技术以及网络通信技术的不断成熟和完善,电气自动化技术必然会和变电站实现更好的融合,实现对变电站进行更加科学、合理的设计与规划,同时促进变电站运行自动化水平的大大提升,进而使变电站在其运行的过程中可以更加快速的对各种问题进行自动处理,促进变电站更加安全、有效的运行,也促使变电站的运行得到更好的提升。 3结语 总之,在变电站整个的电力能源传输当中,电气自动化技术发挥着必不可少的重要功效。由于电气自动化技术的应用,不但可以使变电站的运行更加的可靠高效,还能够通过电气自动化技术促进电力服务智能化的实现,从而促进电力系统自动化和数字化的实现。随着信息时代的发展,作为电力能源输送的重要枢纽,变电站的运作方式也应相应的进行调整,进而通过对技术进行改革不断的促进电力输送可靠性的提升。 作者:徐首通 单位:曲阜师范大学工学院 电气自动化论文:电气自动化技术分析论文 1电气自动化控制技术的特点 ①该技术能够提高生产效率,节省成本支出。在不锈钢企业中应用电气自动化控制技术是顺应社会经济发展的主要经营方式之一,它能够使不锈钢企业在一些特殊的环境中,如高辐射、极寒等条件下,减少人工输出的劳动力,依靠电气自动化控制技术能够自动进行生产操作,减少恶劣条件对人们身体的伤害,同时还能够为企业节省劳动力费用支出,提高工作效率,同时还能够推动社会的发展。②该技术在生产过程中控制准确、反应灵敏。电气自动化控制技术的应用系统处理的信息量不多、控制对象少,操作频率低,在控制过程中比较方便操作。同时该技术在信号传输能力方面反应灵敏,传输速度快,能够较快、准确地进行远程信号控制。此外,该系统有较强的抗干扰能力和较高的可靠性,能够有效对系统进行保护。③该技术的更新周期短,同时发展速度快。该技术能够在社会经济的快速发展进程中,得到较快的更新与发展,能够使电气自动化控制技术得到较快发展,在企业应用中能够发挥更大的作用。 2电气自动化控制技术的应用案例 自动化系统主要是利用PLC控制系统、现场面板、各类仪表,还有网络通信设备等对水泵、阀门一些设备实现全面联动控制,例如当泵站进水压力低于设定值时,系统将会发出报警信号,系统会自动停止水泵的运行,恒压供水和智能调压供水主要是系统根据设定的出口压力,来控制水泵的自动开启或停止,并调节变频器来实现。一般情况下,在启动水泵时,是先启动水泵再打开出水阀门,关闭是需要先关闭出水阀门,再停水泵。上位机的智能:①在线监控进出口压力、流量、泵阀运行状态、机泵的电力参数(电压、电流、频率等)。②在线监控各设备、电气的故障和报警信号,对于临时性的报警和故障信号,应通过上位机手动复位,不需要到现场复位。③可以记录保存规定的所有运行参数和报警信号,并能将数据保存3年以上,同时还可对泵站设备进行远程操作。同时可以通过上位机进行修改各种设定值。例如我们根据不同时间段可自动变换预设的出口压力值;根据机泵的工作时间,可自动轮值切换机泵;UPS备用电源用于给中控室提供电源储备,满足自动化系统设备、网络通信设备和视频监控设备8h的供电。 3结语 无人值守泵站运行的成功案例表明电气自动化控制技术在实际的企业生产中能够发挥十分重要的作用,把自动化控制系统的优点和特征运用到不锈钢企业的实际生产当中能够使生产效率提高,给相关的工作与生活提供更多的便利,进而不仅能够促进企业的快速发展,同时也能够促进社会经济的高速发展。电气自动化控制技术未来的发展空间十分广阔,因此,相关企业应该要大力鼓励学习电气自动化控制技术,结合企业实际的生产发展现状,积极探索更多的电气自动化控制技术,进而使之能够在企业的长期发展以及国家的长期发展过程中发挥自身最大的作用。 作者:刘文斌 单位:唐钢不锈钢有限责任公司 电气自动化论文:电厂电气自动化方案设计论文 1电气自动化系统的构成 电厂电气自动化系统不同于热工操作系统,在操作频率上较低,但是系统的保护性能可靠性较高,在结构上简单易连锁,只要两台相关的电气控制系统就能保证其控制的自动性,所以,电厂电气的自动化系统需要及时的构建合理的联网方式和操作系统来提高其可靠性,也只有这样才能使电厂电气的自动化系统能够安全的运行下去。电厂电气的自动化系统的结构组成是分层分布式系统,主要包括通信控制层和站控层以及间隔层。首先,第一部分是通信的控制层,需要使用不同的通信方式实现不同装置之间的数据转换工作。也可以说网络技术以及通信技术的快速发展作为电厂电气自动化系统发展强有力的支持,同时也为电厂电气的自动化系统在功能和结构上的进一步发展提供了更为广阔的发展平台,比如通过以太网技术实现数据与工作装置之间的数据转换工作,还可以通过现场的总线以及其他的一些主要设备来实现对于主控单元以及间隔层的通信工作,进而实现现代智能且有效的管理模式。电厂电气的自动化系统在逐步的向现代与智能控制的方面发展,其中主要的表现有两个方面,即间隔层和站控层。其次,在站控层方面,它是电厂电气的自动化系统的主控装置,不断的收集并有效处理相关的数据对于整个的控制系统进行监视和有效控制的作用,所以监督和控制系统也在逐步的向自动化管理水平提高其全面高效运行的水平。最后,在间隔层方面,存在智能设备和相关的保护装置,这些装置主要需要通过现场的总线以及其接口进行通信工作,这一趋势主要向着系统的综合化以及网络化的方向快速发展。所以,需要根据间隔层对设备不同程度的特殊要求,另外还可以采用以太网来实现通信。 2电气自动化系统控制方案的设计意义 电厂电气的自动化系统与传统的电厂自动化系统相比较,电厂电气的自动化系统能够自动的与电波的脉冲信号连接起来,进而能够发送出电力报表信号,这也就能实现厂用系统的智能功能,同时也能够显示出发电机运行的状态是否正常,进而能够更加精准的进行定值管理以及在线审核功能。除此之外,能够对故障的出现进行及时的诊断和维修工作,有效提升电气系统的实用性以及有效性。电气自动化系统控制方案最重要的设计意义就在于,将各个独立运行的电气装置通过连线或者是以太网来连接成一个整体的系统,进而减少传统连接方式的缺点,而造成的高成本,这对与企业的稳定性发展也有着非常关键的作用。电厂电气的自动化系统可以通过以太网这一通信科技技术来减少员工的劳动量或者是降低整个的运行成本并且提高其经济的效益,电气自动化系统控制方案的设计能够为电厂的技术带来了进一步的提高。 3电气自动化系统的监控方案 传统的电厂电气监控系统主要能够实现对于电气部分信息的采集以及远程控制功能的实现。但是总体来讲,其信息量还是比较小的,而且信息的类型也比较单一。但是电气自动化系统的监控方案主要侧重在电气系统的监控方面以及自动化监控技术的有效运用。电气自动化系统监控的模式分为两种,其一是,优于传统的监控方案集中模式,有效集中而且非常易于管理但是可靠性很弱。其二是,对于不同的分层结构继续进行管理以及数据的交换。进行装置间的数据交换主要通过站控层的转发以及工作站来实现,有一些非常重要的信息要通过有效的方式连接。还有一些非常重要的信息需要通过主控单元以及双向数据进行交换,另外一些不重要的信息要通过站控层的转发或者是相关的工作站来实现交换。电气自动化系统的监控方案有很高的实时性以及可靠性。在电厂自动化技术以及监控方案的应用中有许多需要注意的问题,如监控系统主站设备,整个系统的装置分组以及主控单元的保护等等。 4结束语 近年来,电力市场的发展脚步在迅速加快,而且网络科学技术也在不断的进步,这就要求电厂要加快其技术水平的改革与创新,进而能使电气自动化技术得到广泛的应用。电厂电气自动化系统的应用在加快我国电力市场化的进程的同时也提高我国电力系统的技术水平,进而保障我国电厂的安全稳定运行,而且还能够对我国的整体电力系统技术的提升有着非凡的意义。 作者:霍延川 单位:哈尔滨电气集团阿城继电器有限责任公司 电气自动化论文:电气自动化电气工程论文 一、电气自动化在电气工程中的设计理念 1远程监控式设计理念 远程监控系统是指通过一个电脑终端对所有其他地方的设备进行控制的技术。在电气工程中应用这种设计理念不仅可以大幅度减少电缆的增加量,还可以节约安装及材料方面的成本支出,产生较高的组态灵活性和可靠性,并实现高效益的生产规模。但由于电气工程中电气通讯量比较大,且现场总线通讯速度较低,在遇到信号较差的地方时就会限制这种远程监控式的功能。所以远程监控式的设计理念只能应用于系统监控相对较小的电气工程中,而不适用于建立全长自动化的控制系统。 2集中化监控式设计理念 所谓集中化是指所有的运行项目都在一个系统中运行。具有操作简单、对控制站方面的要求较低、系统运行及维护方便的特点。单个分散的监控无论是处理器的安装,还是电缆的连接,都非常繁琐,而且众多的电缆搅合在一起,对于处理速度会造成严重影响,不但使得投资成本增加,而且还使系统的安全可靠性能下降。而将集中化的监控式设计理念应用于电气工程中不仅可以减少成本支出,还方便实行统一监控,促进电气工程的有序运行,满足工程的需要。因此集中化监控式的设计理念被广泛应用于电气工程中。 3现场总线监控式设计理念 现场总线监控式技术是现阶段电气工程中应用最为广泛的一项技术,具有高效性。该项技术是建立在电气工程实际应用基础之上的,不同间隔采取相对应的技术性措施。在具体操作中,主要采取现场安装的工作方式,电缆连接方式要不断优化,以有效地降低电气工程中设备的投入成本。在简化电缆连接方式,并降低设备投入的同时,还要减少设备的隔离以及端子柜的使用,不但提高了电气工程安全可靠运行,而且增加了电气工程的运营效益。 二、电气自动化在电气工程中的实现方式 1计算机自动控制、调节及操作的实现方式 这种实现方式是指在遵照调度方案的前提下,为实现能够对电缆起关闭作用的设备进行控制和调节,电力系统能够自主并合理有效地利用现场控制命令。转换和设置相关设备的运行方式如电网开/闭、限制修改操作、各种整定值以及报警信号复归等。 2人机联系功能 这种实现方式是指电气自动化系统通过允许电气设备的操作,其中包括鼠标、键盘与打印机等设备,达到调整所有电气设备运行画面并对定值进行不断修改、实时监控、调节与打印数据的目的。而且,利用这种方式开发应用程序也非常方便。但只是操作人员在操作台上操作,则只能完成控制调节和监控所有的电气设备以及设置参数值等操作。 三、电气自动化在电气工程中的融合应用 1电气自动化在电气管理中的应用 在电气工程管理中应用电气自动化技术充分体现了对高新技术的应用,这一过程中注重对编程的调试。不仅要采集流量、温度及压力等等数据,还要对于所获得的大量数据进行检测,发挥其输出控制功能以及技术处理功能,使得设备的维护量和投资额大幅度降低,有效地保证了设备管理及控制的精度和温度性。对于电气工程管理而言,应用电气自动化技术能够有效地遏制可能出现在电气工程施工过程中的弄虚作假、敷衍了事的情况。 2电气自动化在电网调度中的应用 对于实现电网调度过程的自动化而言,电气自动化技术主要是其应用性领域的界定,即利用电气系统局域网络实现电厂、变电站终端以及下级调度中心三者之间连接。在应用领域中,由网络连接中心服务器、电网调度打印设备、大屏显示器等。在电网调度中,电气自动化技术的应用,不仅可以对电气系统的运行状态进行实时性的评估,还可以对电力负荷进行预测为基础进行经济调度,为实现电网安全可靠的运行还可以对数据进行实时性采取、处理和监控,以适应现代化市场运营的需求。 3电气自动化在分散测控系统中的应用 其应用采用的是分层分布的结构,主要由以太网、工作站、数据高速通讯网以及过程控制单元等组成。对工作站而言主要分为两种:即工程师和运行员,主要负责提供人机接口。其中,直接应用于生产的过程控制单元,其运行状态的实现是通过检测设备,并对于设备以有效控制,实现对于整个生产过程的检测并实施连锁性的保护和控制;而过程控制单元以及工作站所输出的信息以及发出的指令,都要由运行员工作站接受。工程师工作站的职能,是负责设置工程师并进行必要的诊断及维护工作。 4电气自动化在变电站中的应用 传统变电站的自动化实现监视的功能主要是采用电磁装置,而现在的电气自动化技术可以自动地进行监视和操作,在变电站中应用电气自动化技术不仅加强了变电站的监控能力,还大幅度地提高了变电站的运行水平和效率。另外电磁装置被全微机设备所取代还实现了操作及监视过程的屏幕化与运行及管理过程的自动化。 四、结语 随着电气工程的发展,电气自动化逐渐成为电气工程的支撑,为工业发展提供了基础与动力,同时也标志着一个国家的经济发展水平。因此为适应社会发展需要、实现电气工程系统高效、安全、稳定的运行、满足工程的需要、提高电气行业的水平,将电气自动化与电气工程融合应用在一起是非常必要的。 作者:李怀升 张黎明 单位:陇县供电分公司 电气自动化论文:电力系统下的电气自动化技术论文 1.电力服务实现智能化 在现代化生活中,电力已经渗透进各行各业,如果电力系统出现问题,很多行业将无法正常进行。由此可见,电力系统的正常运行显得如此重要。作为电力系统智能化的重要构成,电气自动化技术可以让操作人员在高精准度要求下实现系统设计,而且让系统实现自动化地进行自我分析所出现的故障,即系统运行的智能化。这种方式,可以让那个电力系统运行得更为高效准确。电力系统的高度自动化运行,让其服务功能得到了升级,实现了电力服务的智能化。 2.电气自动化技术在电力系统中的有效应用 2.1.本文经过研究分析,总结出现阶段电气自动化技术在电力系统中的应用主要包括以下几方面,下面,我们就来详细了解下。第一,仿真技术。在电力系统运行中,仿真技术是一项非常常用并且实用的技术,对于完善电力系统科学运行可谓是意义重大。仿真技术既可以应用到实验中,也可以应用到实践中,在实验过程中通过应用仿真技术,所得出的实验数据与实际数据非常相近,这样就可以避免重复大量的实际测量、实际运算等工作。同时,仿真技术在故障排除、分析中也得到广泛应用,有效的提高了对电力系统故障分析、排除工作的效率。 2.2.其次,就是智能技术。智能技术是电气自动化技术重要的表现形式之一,智能技术在电力系统中的应用可谓是发展迅速,并且发展空间非常巨大。在智能化系统的支持下,可以迅速发现电力系统运行中发生故障的所在之处,并且可以在最短时间内反馈给工作人员,提高了电力系统运行的灵敏度,有效降低了单位时间内的停电次数,提高了电力系统的运行效率。 2.3.实时动态监控技术。该技术也是电气自动化技术表现的一种形式,电力系统通过该技术的应用,可以对电力系统运行的各部分动态进行实时监控,并且可以对运行数据进行记录,并能及时反馈到操作室,对于预防电力系统运行事故的发展意义重大,提高了电力系统运行的安全性、可靠性。 2.4.柔性交流电系统技术。该技术是一种较为先进的处理技术,在电力系统运行过程中,该技术可以针对某些环节进行综合功能以及独立功能方面的处理,调控电力系统的关键性参数,该技术所涉及的技术是很多的,最为优秀的技术就是ASVC。该技术的优势就是调节的速度非常之快,可调节的范围也很大。所以,该技术在使用过程中,基本上没有噪音,也没有延迟,工作效率高,控制能力强。 3.电气自动化在电力系统中的应用趋势 自动化的发展则趋向于:第一,由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。第二,由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。第三,由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。第四,由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。第五,装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。第六,追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。第七,由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如管理信息系统在电力系统中的应用。 4.结语: 综上所述,电力能力是当今世界发展应用最为广泛的能源之一,而电子自动化技术也是当今世界发最活跃、最充满生机且发展潜力巨大的技术之一,所以不断研究电气自动化技术在电力系统运行中的应用以及发展趋势对于我国经济社会的可持续发展意义重大,以上就是本文所研究的主要内容,希望可以给广大同行业者带来帮助和提供借鉴。 作者:尹荣海单位:辽宁大连金州林场 电气自动化论文:电气自动化节能设计技术论文 1我国现阶段钢铁冶炼系统的节能问题 钢铁冶炼系统中,节能技术的问题,主要表现在方法单一上。我国钢铁冶炼行业运营中,节能一直是社会关注的问题,虽然钢铁冶炼行业积极提倡节能,但是其在实际节能中,仍旧采用的是单一的节能技术,无法在根本上降低钢铁冶炼的能源消耗,很难提高钢铁冶炼生产的效率。钢铁冶炼系统中,如果要引入先进的节能途径,就要以冶炼系统的整体为主,需要消耗大量的资金,如果缺乏资金支持,钢铁冶炼系统的节能技术,就无法落实到位。钢铁冶炼行业,综合考虑到钢铁利用率、节能减排指标等,已经注意到成本投入在冶炼系统节能中的重要性,关键问题是,社会对钢铁的利用率,不能为钢铁冶炼行业带去足够的资金效益,进而阻碍了节能新技术的发展,增加了钢铁冶炼系统的节能压力。 2电气工程及其自动化中存在的问题 2.1能耗大。虽然电气工程自动化技术的出现为人类的发展进步做出了巨大贡献,但是我们不能因此就看不到其本身存在的弊端,其中,摆在当前最为棘手的问题就是对于能源的消耗过大。在电气工程自动的发展系统本身带有复杂性,被应用的范围逐步扩大,对于能源的需求量也与日俱增。电气自动化是以消耗电能为主,作为当下最为先进的技术之一,对其本身最为基础的要求就是要做到在运作过程中保证误差小,并且准确有效,所以,就需要大批量的电气设备共同运作,如此,对于电能的消耗可谓是不计其数,与我们国家提出的走绿色节能的可持续发展道路存在差距。2.2质量水平较低。就现阶段的发展而言,电气工程自动化技术已经得到的飞速的提升,但纵观整体发展情况而言,其质量水平还处在发展低端。尤其是最近几年,人们对于生活追求的品质不断攀升,相应地也加大了对电气自动化水平的要求,但是我国对这一领域研究的时间还不是很长,对于相应的管理流程和先进的发展模式还不能很好的予以把控,特别是在自动化工厂的生产环节,相关人员只关心结果而忽略过程中的质量问题。但是,众所周知的是,如果电气的生产质量得不到有效的保证,就会发生一系列的用电事故,严重的会造成爆炸、火灾等重大安全事故出现,需要引起人们的深思。2.3集成化程度低。 顾名思义,集成化的主要运作原理就是把所有需要的东西做还集合工作,上文已经提到过,虽然电气工程自动化近年来的发展势头迅猛,但由于起步过晚, 虽然在努力的向集成化方面靠拢,确切的来说,现在还处于自动化阶段,技术水平发展有限,集成化技术还不成熟,各个体系和功能之间还无法做到有效的集成连接。所以,还达不到及时实现资源的有效共享,在一定程度上影响了电气自动化功能的发挥,使电气自动化工程技术滞后。 3对电气自动化工程中节能设计技术 3.1减少线路传输产生的耗损。由于无法对线路上的电流做出改变,所以也只能通过减少电阻来有效降低电能在传输中产生的耗损。所以,可以从这几方面做起,减少导线电阻:(1)使用功率较小导线;(2)使用相对较短的导线。这样做可以避免在布线过程中少走弯路,减少人员的工作量,有效减少电能耗损,同时在安装变压器时候与负荷中心保持较短的距离,也是减少供电的距离;(3)使用截面积大较大的导线,如果条件允许,可以选用较大截面积的导线,有效减少电阻产生的耗损。3.2无功补偿。电力系统在运行的过程中,配电设备中的无功功率占有较大的容量,所以存在较为严重的电能耗损的情况,不仅影响到电压,还对整个电能的质量造成不良的影响。对使用者来说,无功功率主要表现在功率低,尤其是当功率过低的时候,用户需要向相关部门缴纳一定的罚款,因此如果说能够使用合适的无功补偿设备,就可以保证功率的平衡,有效提高供电质量。工作人员在操作中要尽量减少对电能不必要的耗损,从而确保电气工程的安全运行。如果导线受到电阻的影响,那么由电机产生的电能就不能被变压器更好的吸收,同时没被吸收的那些电能在电流传输的过程中会被释放出来。同时由于无功功率产生了一定的作用,因此可以让电容器和无功功率进行抵消。利用电气相关设备在进行无功补偿时候,有几处要格外注意:(1)利用电容器在进行无功补偿的时候,一定要根据电压容量,电压负荷,自然功率,目标功率等参数来确定电容器的容量,同时如果在无功补偿的环节中发现产生了谐波,需要通过串联定量电抗器来消除谐波;(2)以参数的物理量来确定无功的电流,功率的参数,从而有效避免投切振荡现象。 4结束语 综上所述,电气自动化对于节能设计的要求是为了响应绿色生产的理念,也是为了响应可持续发展的需求,同时也是时展的必然趋势。虽然我国现阶段在电气自动化的节能设计中取得了显著的进步,但是随着社会的发展,电气自动化节能技术仍然需要进行不断完善和发展,不断优化配电设计,在科学利用电力资源的同时,还需要不断提高电力系统的运行效率,并最终达到节能的目的。 作者:吴尚坤 单位:山东钢铁集团日照有限公司 电气自动化论文:建筑工程电气自动化施工管理论文 摘要:现阶段,伴随着我国基础设施建设相关进程的不断加快,建筑工程中电气自动化相关技术的应用已然成为了该行业领域的热点话题。众所周知,施工管理工作作为施工项目中工作进程科学性以及有效性的相应保证,在实际建筑工程电气自动化项目施工中具有着较高的实际作用,因此对建筑工程电气自动化施工项目中施工管理相关工作进行分析就具有着一定的研究价值。现就笔者观点,浅析建筑工程电气自动化的施工管理内容与应用现状。 关键词:建筑工程;电气自动化;自动化;施工管理 电气自动化作为自动化技术领域中的一大重点分支,包含着较为繁琐的工作内容以及较为庞大的施工运行体制。实际电气自动化施工工程的建设工作也包含着较为广泛的实际内容,主要包含配电系统、照明系统、动力系统、弱电系统、保护系统、防雷接地六大系统的实际建设工作。就此而言,如此庞大的系统性工程施工如若想要保证其施工工程中工作运行的稳定性以及科学性,对其进行施工管理工作就存在着相应的价值。但现如今,我国在建筑工程电气自动化的相关施工工作中施工管理工作的建设现状并不十分完善,在实际施工过程中依旧存在着施工管理的缺失以及施工管理体系建设不完善的现状,就此来看在建筑工程电气自动化相关施工工作中进行工程管理有效性的相关研究就具有着一定的积极价值。 一、我国建筑施工中电气自动化施工管理现状分析 就我国当前多数建筑工程的实际施工现状来看,实际工程管理工作中存在着普遍性的缺失。其中,管理体制建设以及管理工作内涵缺失作为我国建筑工程中的实际现状,具有着较高的研究价值。就其缺失现状来看,我国建筑工程中存在的相关缺失现状主要体现在以下两个方面。现就其实际缺失内容,浅析我国建筑工程电气自动化施工管理建设工作的主要重点内容。1.缺乏完善健全的管理体制。由于电气自动化相关施工工程在我国建筑施工单位中具有着工作强度大、工作内容丰富以及实际施工工作覆盖面较广的特点,在电气自动化相关施工工程中进行施工管理就需要对电气自动化相关工程施工领域的各个细节进行覆盖。这一施工方式就与传统的建筑工程施工方式存在着较大的区别,管理工作的实际职能也与传统建筑工程施工管理的职能存在着较大的差异性。就此看来,传统的工程施工管理工作在管理内容上以及管理机制的构建方面都需要得到相应的加强。然而就我国建筑工程电气自动化工程施工管理的现状来看,多数施工工程的管理者都没有对管理体制的构建做到较为深化的认识,实际管理机制的构建依旧进行着与传统管理体制的构建模式完全相同的方式进行。这就使得我国建筑工程在电气自动化相关施工工作中表现出了较为不完善的实际管理体制,管理工作的实际内涵出现了目的与实际不符的现状。管理体制的完善性对管理工作的实际进行具有着较为高度的促进作用,进行较为完善的实际管理体制建设也能直接提升我国电气自动化相关建筑施工工程的质量提升,并直接提高电气自动化相关建筑工程的品质以及效率。就此看来,缺乏健全的电气工程自动化相关建筑工程管理体制作为我国建筑施工工程中较为严重的缺失,需要得到相关革新。2.缺乏正确的管理方法。由于电气自动化相关建筑工程在管理机制以及管理模式上均与传统的建筑施工工程存在着较为明显的差异性,因而在实际管理方法上也存在着相应的差异性。因建筑工程电气自动化工程的工程量较多,且涉及面广等特点,这使得电气自动化工程施工管理需要负责的内容较多。为了保证施工管理充分发挥作用,通常在具体执行施工管理之前根据建筑工程实际情况及电气自动化施工特点及要求,合理规划设计施工管理方案,选用适合的管理方法,以便在电气自动化施工中有计划的、有序的执行施工管理。但就我国建筑工程电气自动化相关施工工程的管理现状来看,管理的方法以及实际内容与传统建筑工程依旧存在着较大的相似度。这在提升了实际管理机制的效率同时却忽视了电气自动化相关建筑工程与传统建筑工程之间的体制差异,进而在实际管理工作上存在着重点管理方向缺失的问题。相关管理者在实际管理工作进行之前,往往忽视了对实际管理机制覆盖面的实际考察,在实际管理方法上也一味采用着较为固定的管理内容与管理手段,这在电气自动化相关施工工程的实际进行中往往只能降低施工工程的有效性,并降低管理机制发挥的实际效力,进而导致后续电气自动化施工中按照方案所实施的施工管理方法不尽人意,使施工管理效果不佳,不利于保证电气自动化工程质量。 二、优化建筑工程电气自动化的施工管理相关有效措施分析 由于现阶段我国在建筑工程相关电气自动化施工工程中依旧存在着较多方面的缺失,既制约了我国建筑施工领域的实际发展,同时对我国电气自动化相关领域的施工工程存在着管理工作相关的实际制约性,因而就我国建筑工程领域的实际发展前景而言,对建筑工程相关电气自动化施工管理进行优化革新具有着较大的积极意义与研究价值。为保证我国建筑工程相关电气自动化施工工作的高效性,笔者建议从以下方面开展相关优化工作。1.做好电气自动化相关施工工作的准备工作。良好的准备工作在一定意义上来讲能够为后续施工工作提供有效的管理工作的相关帮助。因此为提升我国建筑工程相关电气自动化施工管理,对电气自动化相关施工工程进行施工工作准备阶段的监督提升具有着良好的应用价值。首先,应当做好施工工程的前期准备。由于电气自动化相关施工工程能够有效在后续施工工作中对管理的实际内容进行优化与简化。电气自动化相关施工工作由于其存在着较为广泛的涉及内容,因而在准备阶段如果没有对实际设计内容进行较为良好的优化,实际施工工作没有了相应依据则会导致因设计施工不合理而返工或施工工作不达标而引发建筑施工的质量问题。而相应质量问题的变数一旦产生,就会对传统的建筑施工电气自动化相关工作的管理问题造成影响。其次,应保证设备选型的科学性。由于建筑工程中电气自动化相关施工工程的实际内容较为丰富,在设备的使用方面也存在着相应的广泛需求,因而就建筑施工的实际内涵来看,想要保证工程管理工作的科学性,在设备选型方面同样应加强相应重视型号、规格不同的电气设备的性能和标准,进而对采购的电气设备进行质量检查、功能测试、使用分析,进而根据不同设备的相应质量来满足对于施工工作的具体要求。2.电气工程自动化施工管理。在实际施工管理的直接提升方面,需要管理者对以下两方面进行管理工作的革新加强。首先,需要监督工作人员加强做好日常的监督检查工作。在工程施工过程中就需要结合建筑工程实际情况及电气自动化施工要求,规范化、合理化地实施施工质量管理,可以有效控制电气自动化施工工艺,避免质量隐患遗留。加强施工管理的实际规范性,不仅能够促进工程施工相关工作人员提升自我防范意识,在实际施工管理工作中加强对管理工作的重视程度,且就其施工管理的工作内容来看需要使施工人员端正态度,并就实际管理职能来完善其管理的相关体系,做到建筑工程电气自动化相关施工的科学性与完善性。 作者:黄炎 单位:中国二十二冶集团有限公司 电气自动化论文:冶金行业电气自动化技术论文 随着中国工业技术、经济的转型,钢铁企业的淘汰与重组,钢铁企业的冶炼技术越来越精准,钢铁企业的高端设备越来越多,电气自动化水平越来越高。虽然冶金行业电气自动化水平得到了提高,但仍然不能满足工业技术发展的要求,不能满足钢铁企业生产效率的要求。只有改进和优化冶金电气自动化技术,才能提高钢铁企业的生产产量,提高经济效率,加快冶金行业的快速发展。 1、冶金电气自动化技术的特点 我国钢铁企业自动化水平还不够高,普及不够,大部分钢铁企业存在生产技术内容太广,生产工艺太复杂和电气自动化依赖太强等特点。 1.1冶金生产技术涉及内容太广 钢铁企业冶炼环节多,涉及内容非常广泛,生产过程中涉及物理变化和化学变化,生产过程中突变因素多,冶炼过程涉及的技术非常复杂,生产过程中要控制好生产原材料,监控物理变化参数和环境的化学参数。电气自动化控制系统应该能控制或跟踪生产过程的全过程,电气自动化控制系统涉及内容非常广泛,只有这样的控制系统才能保证生产过程的安全性,提高冶炼产品的产量,提高钢铁企业的经济效益。 1.2冶金生产工艺太复杂 冶金生产工艺复杂,实际生产过程中工艺流程比较全,冶金电气自动化控制系统要覆盖全生产过程,实现软件与硬件的配合,优化生产过程。冶金电气自动化系统呈现技术难度高,虽然技术人员具有非常专业的知识,掌握专业技巧,这样才能真正做到提高生产效益。 1.3冶金自动化高依赖电气技术 随着我国钢铁联合企业的生产能力的扩大,大部分小钢铁企业重新组合,形成更具竞争优势的联合企业。这些企业大量引进全自动化生产线,电气自动化水平不断提高,几乎涵盖了冶金全过程,冶金自动化高依赖电气技术,通过电气技术完成信号采集、信号转换和结果运算等操作,实现钢铁企业的全自动化。 2、冶金电气自动化技术应用现状 冶金电气自动化系统是利用智能控制技术、计算机网络技术、神经网络技术、监控技术等控制和管理冶金企业生产过程中的各环节。就钢铁企业来说,通过冶金电气自动化控制系统控制轧钢、高炉、转炉,铸造等技术环节,解决冶金过程中高温,高热等问题,为钢铁企业生产解决了许多实际困难。许多大型钢铁企业设计或改造了许多电气自动化控制系统,这些系统都能实实现人工智能操作,自动化操纵体系是单位操纵体系的主要构成,普遍运用在单位制造管制的每个环节,其中最重要的运用是智能化操纵技术%智能化技术中的专家体系,模糊操纵,神经网络等技术被运用到钢铁行业的轧钢体系、高炉、转炉、连铸车间、轧钢调节体系等,版型在线监测、冷热轧薄板、维修保养监控等功能。通过中央计算机系统控制各个子系统,实现子模块与子模块之间的转换。冶金电气自动化控制系统使用现场总线技术,数据交换传送技术,电脑合成技术等,推动冶金过程的标准化,程序化;通过人工智能技术,使用机器人手臂特自动化设备提高冶金企业的生产力,让钢铁企业取得长足的发展,提高市场竞争力。 3、冶金电气自动化技术应用前景 我国许多大型钢铁联合企业通过引进电气自动化技术,整合行业信息化水平,通过自动化控制系统提高生产控制精度,提高产品质量,进一步压缩生产成本,降低资源消耗。这些电气自动化控制系统增加了冶金生产过程的稳定性、可靠性和安全性。从这些电气自动化控制系统可以总结出我国冶金电气自动化技术的应用前景,包括低成本自动化、行业信息化、智能控制、冶炼过程控制和综合一体化控制等方面。 3.1低成本自动化 所谓低成本自动化是利用高精尖技术,通过自动化技术科学合理投资,减少投资成本,降低投资风险。许多中小型钢铁企业通过使用微型计算机作服务器,精准的实现对全过程、全流通实现电气自动化控制,为企业实现了低成本自动化,也解决了中小型企业的约束。 3.2行业信息化 所谓钢铁行业信息化就通过计算机系统,实现信息资源共享,实现企业信息化管理的标准化和系统化。大部分钢铁企业通过电气自动化控制系统采集生产过程中的原始数据,利用信息化技术手段分析和研究这些原始数据,使用科学管理决策分析软件,挖掘潜在数据,为企业的发展提供科学合理的数据支持。 3.3智能控制 虽然电气自动化控制系统广泛应用自适应、优化、模型预测等控制策略,但仍然不能满足技术的要求,因为传统的PID控制理论是适应数学模型复杂且变化大的特点,而智能控制对总控制程序具有良好的适应性,尤其是对于复杂程度较高的综合控制系统,能分级控制智能设备,有着很大的发展空间。 3.4冶炼过程控制 电气自动化控制系统可以对产品质量监督、环保监控及物流跟踪等多个方而实施全过程监控。电气自动化控制系统采用新型传感器、数据融合处理等高精尖技术对原材料质量、钢水纯度、熔渣成分、温度、固废监控等环节进行全程控制,提高钢铁企业的效益。 3.5综合一体化控制 电气自动化综合一体化控制系统是未来的发展方向,这种系统打破了传统的计算机、仪表、电气在控制设备方面的专业界限与分工,实现了逻辑控制对模拟量进行控制的难题,极大地提高了系统的实用性与操作性。简化了程序,降低了成本,电气自动化综合一体化控制系统系统将是钢铁行业电气自动化发展的重要方向。 4、结语 冶金电气自动化系统是使用计算机网络技术,人工智能技术和自动化技术实现的控制系统,优化与改进冶金电气自动化控制技术,可以提高冶金行业的生产效率利用自动化控制技术,可以保证生产流程更加规范,还可以保证我国冶金行业更好的发展电气自动化控制是冶金行业发展的主流趋势,对冶金企业的发展力向有着引导作用。钢铁企业要积极主动引进或改造自动化控制系统,提高钢铁企业的市场竞争力,增加钢铁企业冶炼产量,提高企业的经济效益,促进可持续发展。 作者:辛娅玲 单位:新钢公司自动化部
石油化工论文:企业安全管理石油化工论文 1启用石油化工企业安全管理模式的现实意义 从现实的角度来说,石油化工企业安全管理过程中,每一个生产环节的工作人员都要提高规范化生产的意识,因而需从细节抓起,找到各环节中危险因素出现的根本原因,将可能发生的安全事故扼杀在萌芽之中,将安全防范措施与完善的生产技术相融合,才能体现出我国石油化工企业安全生产和管理的严密性,在此基础上才能谈及企业的生产效益以及社会效益。 2石油化工企业安全管理模式的优秀内容 2.1制定石油化工企业安全管理的应急预案 鉴于石油化工企业在实际生产中需要用到具有高毒性、强腐蚀性等特性的危险化学品,则制定基本的石油化工企业安全管理应急预案是极为必要的。企业需定期开展系统检查,严防出现重大生产事故,一旦发生爆炸、毒物泄漏等突发性事件,则要极力采取应急措施将损失降到最低[2]。 2.2严格规范石油化工类型企业生产原料的标准 我国行业监管机构对于石油化工行业所出台的政策较为明确,其优秀在于实现节能减排,严格控制能耗比指标[3]。与此同时,国家对石油化工类型企业生产原料的标准也有着严格的规范,不仅相关的原材料的挑选要符合国家标准,而且相关的技术操作人员要尽可能选择机械化、自动化的手段来维系生产,避免人体直接与化工硫酸等物质相接触,从而降低人体受到危害的概率,并要合理地使用相关原料及设备,管理者及一线工人要时刻注意生产安全制度的履行。 2.3针对相关的一线操作技术人员进行系统化安全教育 石油化工类型企业可以定期对操作人员进行培训,使其掌握先进的处理方法,并能严格遵守操作规程,配备相应品种和数量的消防器材,以及专门针对石油化工产品泄漏的应急处理设备,以系统内部层级宣传的模式来强化企业安全管理。石油化工企业安全管理模式探讨刘鹏(唐山中浩化工有限公司,河北唐山063611)摘要:随着我国石油化工类型企业生产规模的扩大,需要采取行之有效的企业安全管理模式来应对实际的生产状况。而且如若必要,企业管理层以及国家监管部门需依据企业的生产工艺和状况的变动,对规范化安全管理的模式进行适当的调整。本文就针对启用石油化工企业安全管理模式的现实意义以及石油化工企业安全管理模式的优秀内容进行阐述,并探究如何更好地改进石油化工企业的安全管理的策略,以期为同质类型企业管理带来有益的借鉴。 3更好地改进石油化工企业的安全管理模式 3.1安全管理模式的选用要与石油化工企业的生产实践相配套 通过对我国石油化工企业生产危险因素的分析,更加深刻地体会到安全生产的重要性。目前,我国绝大部分石油化工企业单位采用了HSE管理体系的框架来巩固自身在市场中的位置,并适时根据生产工艺技术的变化来调整安全管理模式,简单来说,我国石油化工企业要与时俱进,采取先进的管理模式来保障生产,其安全管理模式的选用要与石油化工企业当下的生产实践相匹配。 3.2实施石油化工企业安全管理与环保理念的整合模式 从各产业发展的实际状况来看,我国石油化工行业的发展较为迅速,为社会总体经济的发展贡献了较大的力量。但从环境保护的角度来看,石油化工行业的负面效益值得管理层深思。基于此,石油化工企业的安全管理模式的调整也要本着顺应国家环保标准要求的原则来执行,坚持“健康、安全与环境管理并重”的理念,将安全管理与环境治理结合起来操作,这样不仅能够提升企业生产管理的效能,还能有效降低企业管理成本,为石油化工产业的可持续发展夯实基础。 4结语 近几年来,随着我国现代工业的快速崛起,国民经济发展水平日益提升。从现在我国石油化工企业安全管理模式的优秀架构来看,仅仅停留在制定出石油化工企业安全管理的应急预案、严格规范石油化工类型企业生产原料的标准以及针对相关的一线操作技术人员进行系统化安全教育的层面上是远远不够的,还需要企业与时俱进,即安全管理模式的选用要与石油化工企业的生产实践相配套,并结合国家环保措施来强化安全管理与环保理念的整合应用实效,从而将石油化工企业的安全管理落到实处,提升产业的社会效益。 作者:刘鹏 单位:唐山中浩化工有限公司 石油化工论文:企业自动化控制石油化工论文 1石油化工企业应用自动化控制所需具备的条件 自动化控制是一项较为复杂的技术,它是以独特的控制算法和方案为前提,并以控制理论为基础,对石油化工整个生产过程中的各种模拟量进行自动控制,如温度、压力、液位等等。实现自动化控制需要具备以下基本条件:其一,先进的控制设备和系统,如分散集中控制系统、现场总线控制系统、火灾控制系统等。其二,满足控制系统运行的实施方案,为自动化控制目标的实现构建平台。其三,高素质人才。通过上述三个条件的有机协调,能够实现石油化工生产过程的自动化控制。 2自动化控制系统在石油化工企业中的具体应用 目前,国内很多石油化工企业都应用了大量的自动化控制技术,这使得生产能效和安全性大幅度提升,给企业带来了巨大的经济效益。由于石油化工企业的生产过程中存在大量的可燃性和有毒气体,一旦发生火灾后果极其严重,所以必须采取稳定、可靠地火灾控制系统。FDGS是可燃性气体监测与火灾控制系统的简称,与传统的DGS控制系统相比,FDGS的优势更加突出,具体体现在该系统能够独立完成对危险气体泄漏和装置火灾的检测、分析及防控。对于石油化工企业而言,其生产过程具有一定的特殊性,这使得各个生产环节对SIL(安全设备的安全完整性等级)要求相对较高,所以构成FDGS系统的各个部分均必须符合SIL国际认证。FDGS系统不仅可以连续不间断地进行探测,而且还能发现装置所在区域内可能出现聚集的各种危险气体,如可燃气体、有毒有害气体等等,不仅如此,系统还可以最早发现火情,并针对实际情况提供手、自动装置灭火。通过该系统的应用,能够极大程度地提高石油化工生产现场的安全性。 (1)FGDS系统的构成 FDGS系统的主辅设备会分布在两个区域当中,一个区域是装置现场,即危险区域,另一个区域是中央控制室,即相对安全区域。系统中的各个传感器具备检测功能,终端执行器主要负责执行功能。危险区域内的主要仪器和设备包括:IR火焰检测器、感温感烟探头、气体检测器、HVAC系统、熔断检测、火灾报警控制盘等,除了以上的自动化检测装置之外,在生产现场还布置了大量的手报按钮,当遇到突发火灾事件时,可通过该按钮进行报警。 (2)系统的主要功能和作用 ①FGDS系统具备连续不间断的探测功能,能够在早期发现各个区域内可能聚集的有毒气体以及可能出现的火情。②系统为灭火提供了手自动装置,并设置有声光报警器,不同颜色与声音代表着不同的危险,现场操作人员可按照报警时的颜色和声音对险情进行判断,据此采取应对措施。③具备执行控制欲连锁逻辑功能,可以提供事件石油化工企业中自动化控制的应用研究陈寿宝(中海油能源发展油田建设工程分公司,天津300459)摘要:本文首先阐述了石油化工企业应用自动化控制所需具备的条件,并在此基础上对自动化控制系统在石油化工企业中的具体应用进行论述。期望通过本文的研究能够对提高石油化工企业的生产能效有所帮助。关键字:石油化工;自动化控制;生产能效发生的顺序记录报告。 (3)系统设计方案 在对FGDS系统方案进行进行设计的过程中,要从全局的角度出发,对生产中的主要危险因素进行分析,并在此基础上确定最终方案。①火灾检测仪表选型。目前,市场中的火灾检测仪表种类十分繁多,每一种仪表的性能和应用场所均有所差别。为了达到最佳的效果,在选择仪表时,必须要结合生产现场的实际情况,同时,还要充分考虑防火分区的要求。按照我国现行GB50116-2013规范标准的规定要求,在选择火灾检测仪表时,应当满足如下以下几点要求:一是由于火灾发生的初期阶段会产生出烟和热,对于无明火辐射的场所应当选择感烟探测器。二是对于火灾发生后可能产生大量烟、热,且存在火焰辐射的场所,则应当选择感温感烟和火焰探测器。三是对于因温升过高可能引发火灾的场所,则必须选择感温探测器。②有毒及可燃气体检测仪表选型。在选择此类仪表时,应当以石油化工企业气体检测报警设计规范为依据,并确保所选的仪表满足以下规定要求:一是在工艺装置和储运设施的区域内应当安装可燃性气体检测器。二是对于使用有毒的装置和设施区域内,则应安装有毒气体检测器。三是如果可燃气体当中含有有毒气体,但有毒气体泄漏时达不到最高允许浓度时,应当安装可燃气体检测器。③安全性设计。由于FGDS系统归属于安全仪表系统的范畴,所以它的主要元件均应当选用故障安全型。如I/O应具备短路和断路检测功能;AI点则应具备异常电流检测功能;执行元件应当为励磁型;逻辑运算器要具备可靠地冗余和冗错功能。只有这样,才能确保整个系统的安全、稳定运行。 3结语 总而言之,在当前的新形势下,石油化工企业想要进一步提升生产能效,就必须对自动化控制技术予以足够的重视,并在实际生产的各个主要环节中合理应用自动化控制系统和设备,这样不但能够使生产设备得到有效的控制,从而提高生产效率,而且还能预防生产过程中安全事故的发生。在未来一段时期,应当加大对自动化控制技术的研究力度,除了要对现有的控制系统进行不断改进和完善之外,还应积极研发新的控制系统,使其能够更好地为石油化工生产服务,有助于推动石油化工企业的持续、稳定发展。 作者:陈寿宝 单位:中海油能源发展油田建设工程分公司 石油化工论文:消防安全规划石油化工论文 1石油化工园区消防安全规划现状分析 (1)规划缺乏科学性。部分石油化工园区消防规划不够合理,部分园区没有进行消防安全规划论证。没有按照危险源进行布局,在消防规划中没有按照危险源的变化而变化,使消防规划难以真正的发挥其关键作用。 (2)对大型火灾缺乏应对经验。在石油化工园区的消防安全规划中具有特殊性,部分石油化工园区的消防规划缺乏应对大型火灾的的经验,对于过热液体储存区、大型油罐一级石油化工产品的火灾特点缺少足够的认识和研究,没有做好提前的应对措施。对于化学园区化学品泄露、火灾等灾害后果与影响范围缺少科学分析和预测,没有建立相应的火灾风险管理机制。 (3)火灾事故的处置力量不足。对于化学工业园区事故救援和应急处理能力不足,特别是应当重大化工灾害时,缺少足够的救援能力,还没有建立对于石油化工园区相应的消防安全预案。 2加强石油化工园区消防安全规划的措施 (1)做好石油化工园区的消防安全规划研究。规划应当做好园区内危险源的分析,确定园区内可能存在的消防安全隐患,以及危害的模式和规模和最后导致的灾害后果;同时还有可能存在的次生灾害和引起的其它危害。通过对园区内的风险因素进行定量分析,并且对其社会风险进行评价,做好化工园内的安全规划工作。要做好园区内消防安全规划的评估,按照火灾风险的等级进行布局,建立满足园区长远发展所需要的科学规划体系。做好所有园区内的火灾危险源的辨识和分级规律研究,结合石油化工企业的火灾事故演变规律,对园区内的化工产品泄露、火灾等灾害建立相应的风险管理体系。园区消防规划作为园区整体规划的重要组成部分,应当从园区的整体布局出发,加强园区各种因素之间的协调。 园区内的消防安全规划应当在整个园区安全规划的基础上,做好相应的消防力量的配置,提高园区内的消防应急能力。园区内的消防安全规划要结合当地的实际情况,根据园区内石油企业的分布现状和园区的总体规划,对园区各功能区域进行科学合理的划分,满足科学规划的要求。同时园区消防安全规划还应当和其它专业规划石油化工园区消防安全规划现状及应对策略赵军潘金辉(新疆维吾尔自治区安全科学技术研究院,新疆 乌鲁木齐 830002)摘要:随着我国经济的快速发展,对于石油产品的需求也越来越旺盛。不少地区建设了石油园区,这些园区具备了生产、储存、加工等一体化的模式。但是在石油园区的规划中,消防安全是其中重要的基础,本文通过对石油化工园区消防安全规划的现状进行分析,提出了自己的看法。关键字:石油化工园区;消防安全;规划协调,例如供电规划、给排水规划、防洪规划等,建立有效的反馈机制,建立满足消防安全需要的安全体系。 (2)做好园区内的消防安全演练工作。对石油化工园区内重点危险源做好相应的安全监测和控制工作,在发生消防安全时能够进行及时的报警,并且加强和消防力量的联动,争取消防控制的时间。园区要建立相应的消防安全安全演练机制,定期做好消防应急救援和疏散演练。针对园区的消防安全现状和实际应急可能存在的火灾类型,做好园区内相应的灭火救援。通过火灾消防演练,检查灭火过程中的救援程序和疏散程序是否得当,预案措施是否符合要求,同时也检验了消防装备的性能。在演练中主要对消防资源和消防力量的配置情况进行检验,检查园区内的消防监控、消防通道等公共消防设施的运行情况,以及消防供水和消防人员的准备情况。通过对演练中存在的问题进行进行及时的调整,特别是检查园区消防规划是否合理,能否在发生灾难时快速的响应,满足消防安全的需要等。 (3)建立有效的消防力量。消防车要不断的吸收国外的先进经验,提高消防车的水泵压力,满足新型火灾的消防需要,同时还能够有效的解决远距离和高层供水问题,提高了灭火的强度。应当结合园区消防安全的规划的需要,配备特勤消防站,以便满足特种火灾和事故的需要。特勤站作为园区救援和灭火的图集力量,不仅能够完成一般的消防任务,同时还能够处置大型特种火灾的需要。特勤站能够具备处理化学灾害事故的能力,同时还应当具有处置地下、高层以及石油化工特殊化学品火灾的处置能力。 3结语 石油化工园区的消防规划应当加强防范能力,降低火灾发生的几率,提高园区的安全水平。同时还应当加强消防安全的规划研究,将消防安全融入到园区规划和建设中,配备专业的消防设备和力量,在发生火灾时能够快速的启动,降低火灾的危害。 作者:赵军 潘金辉 单位:新疆维吾尔自治区安全科学技术研究院 石油化工论文:安全管理石油化工论文 1.加强对员工的培训工作 施工人员,应加强施工人员的培训和管理,必须进行岗前培训在施工人员进入工地前,例如,施工人员的思想品质,建立相应的规章制度,施工过程的操作,以及各种设备模型和功能训练。仿真和实践各种意想不到的情况,熟悉事故,找出解决策略的实践。培养施工人员逃生意识同时,为了有效地确保发生事故时迅速逃离。安全教育是一个重要的方式来提高安全意识和员工的整体素质。 2.密封和密闭系统的管理 持续排放易燃、/粉尘、有毒气体、或生产,应设计成一个封闭的,并设置雾和除尘或吸收设施。可以低沸点易燃液体、有毒液体或空气中的氧气、水、氧化、分解、和反应或变质,应使用惰性气体密封,确保惰性气体系统的安全。腐蚀介质的过程做好防腐措施。 3.危险介质杜绝进入火场 在满足生产平稳的前提下,尽可能把材料在设备的停留时间缩短,选择的分离设备要减少储蓄流体。对大型设备底部、排量大于8m3/h液化烃泵入口、大排量泵、高温(\闪点,\自燃点)泵入口、液化烃罐出口,应考虑事故的发生设置隔离阀,紧急切断当事故发生时,减少事故外泄露。切断气源是气体消防和最好的方法。因此,应当建立事故隔离阀在天然气加工厂边界可燃气体歧管。 4.对设备布置的安全管理 设备布局设计等专业设计,需要操作满足工艺设计的要求和流程,控制布局时应考虑的第一个问题。设备布置根据工艺步骤,单元操作和工艺设备布局,特别是强调流程设计的设备高差的要求,温度下降和压降的要求,没有直接造成安全事故,经常会出现故障,不稳定和不连续性给生产带来危险。 5.管道器材的安全管理 选择管道设备,应该能够经得起最苛刻的操作过程产生的温度和压力的组合力量;不得超过规范允许范围内在管道设备的使用时,不允许使用的材料不符合规范;道应该仔细选择耐腐蚀材料和腐蚀裕量的腐蚀介质管,不同等级的管道连接,应该使用阀来连接,尽量避免异种钢对接口进行焊接;危险中应尽量避免使用波纹管伸缩接头解决挠性管;高毒性和液化烃管道阀门,不要使用螺纹盖阀门,高压阀门应选择压力密封结构或更好的密封结构。 6.管道机械的安全管理 必须确保管道的情况下设计是足够柔性。尤其是对高温、厚壁和大直径管与敏感设备(如泵、压缩机、发电机、空气冷却器,等等)的连接管,力矩作用在设备嘴子上,应满足设备制造商的要求;往复压缩机收购,除了考虑到灵活的脉冲振动分析也应该做;备用两个或两个以上的设备或开关操作时应考虑不同条件下的应力分析的影响,振动分析。 作者:吴兴云 单位:中石化第四建设有限公司 石油化工论文:化工仪表与石油化工论文 1现场总线与DCS的衔接 现场总线与DCS相结合主要是将现场总线智能仪表与DCS系统衔接在一起,这样不仅可以发挥DCS的独特优势,而且还能扩大现场总线的使用范围,从而有效降低了系统的整体成本,充分发挥了DCS和现场总线的优势。同时,需要不断提高管理监控一体化功能,进而对现场设备进行系统化管理。 2先进控制及优化 随着经济和技术的发展,我国已经掌握了一些先进控制技术,如鲁棒PID控制和多变量预测控制技术等。推动先进控制技术的使用,不仅可以提高产品效率和质量,提高经济收益,降低生产成本,而且还能提高控制系统装置运行的安全性和稳定性,有效地有助于企业的可持续发展。 3安全控制系统的应用 随着经济和科技的发展,石油化工企业的装置规模不断扩大,制作程序趋于复杂化,购买的材料一般具有易爆性和易燃性的特征,因此对各类设备的安全性提出了更高的要求。石油化工企业将安全控制技术推广到仪表控制系统中,能够提高设备运行的安全性和稳定性。加强紧急停车系统ESD的应用,能够减少意外事故和安全事故发生的概率。安全控制系统具体包括紧急停车系统、生产装置健康监控技术以及安全仪表系统等。 4石油化工仪表控制系统的发展 大量的实践研究证明,加强石油化工系统中自动化仪表的推广和应用是发展仪表控制系统的关键。随着经济的发展,人们逐渐意识到自动化技术发展的重要性和必要性,近几年,我国仪表控制系统的发展取得了较大的成绩。加强先进控制系统的应用是发展仪表控制系统的第一步,将先进控制系统安装在石油化工企业的装置上,能够保证装置稳定、安全运行,也降低了装置运行成本,增加了企业的经济收益。模型控制策略是先进控制系统发展的基础,先进控制是其发展的重要方向,比如,智能化控制以及模糊控制。当遇到复杂的多变量过程控制时,经常利用先进控制系统进行处理,先进控制是一种建立在常规单回路控制基础上的动态协调约束控制,促使控制系统在生产过程中能够充分满足动态性以及操作性要求。石油化工系统开始与美国Honeywell公司合作,有效的研发出了催化裂化装置先进控制。如今,自动化技术已经发展成为PCS、ERP和MES三层管理和控制系统。同时石油化工企业的生产、管理和经营过程包括三个层次,即操作控制层次、生产管理层次以及经营管理层次。控制操作层主要是实时更新数据库、安装DCS或FCS;生产管理层是进行油品储存、运输以及生产调度;经营管理层是ERP。近几年,石油化工企业基本都采用ERP、MES和PCS三层管理与控制系统,该系统是一种自动化技术,是控制系统发展的重要方向。 5总结 综上所述,信息化和工业化是相辅相成、相互促进的,石油化工仪表控制系统推动着石油化工企业的发展,石油化工企业也促进仪表控制系统的发展,将信息化技术和现场总线技术结合起来,能够实现石油与化工的共同发展。因此,企业需要大力引进油化工仪表控制系统,促使其在企业得到充分应用。 作者:吴春风 单位:中国石油吉林石化分公司乙二醇厂 石油化工论文:企业设备运行石油化工论文 1技术改造 根据化工企业生产特点可知,技术改造的实质就是进一步优化设备检测、维护方法。总结现阶段常见的设备检测、维护技术,无损检测方法是一种常见的故障检测技术,通过微型计算机清晰显示设备内部情况,为维修人员解决相关故障提供真实资料。对化工企业而言,应用无损检测技术具有以下几方面优势:①无损检测技术无需拆卸设备外壳,并且能在设备运行过程中完成检测,满足化工企业设备工作量大的特点;②无损检测技术适用于多种设备检测,满足化工企业设备种类繁多等特点,可为企业降低维修成本。因此,对于化工企业而言,应在技术改造过程中,可进一步扩大无损检测技术的应用范围。 2设备维修 设备维修的主要目的,是为保证设备能恢复良好的工作状态,与设备日常维护相比,设备维修属于一种消极的补救办法。但总体而言,设备维修在提升设备运行能力中发挥着重要作用,能提高设备品质,改善设备使用效率。(1)设备维修方法①预防性维修:预防性维修是指通过设备检修,发现潜在故障风险并进行维修,以防止更大的故障发生。常见的预防性维修方法主要为:设备内部擦拭、向设备内部添加润滑油等。②修复性维修:修复性维修是指在设备发生故障后,为保证设备能恢复到最佳工作状态而进行的维修活动,常见的修复性维修方法主要为:更换设备零件与设备经济性改良等。(2)维修方法选择从设备运行角度来讲,设备的故障具有征兆,是可以预测的,因此,在选择维修方法之前,可通过预测、观察和记录,及时判断设备的状态维修。一般而言,具有规律性但无明显发展期的故障,可按照设备使用寿命,开展定期修理;或设备故障不明显,可采用事后维修。对于部分偶发性并具有发展期的故障,例如轴承故障等,由于轴承出现故障的概率的不确定的,但故障却具有相应的发展期,可通过日常检测发现故障,所以应当采用状态维修。对于部分易于修理的零部件,可选择事后维修方式,并将维修工作的重点转移到其他故障处理中。对于偶发性但无发展期的故障,因无从得知其将要发生故障,只有采用事后维修,但对于重点设备,突然停机损失较大,应设置备用机器,出现故障时可立即更换或代用,直到故障排除为止。 3结语 在石油化工企业运行过程中,设备运行能力是影响企业生产能力的关键,因此,对设备运行可靠性的分析更具有实际意义。本文在分析石油化工企业设备运行可靠性分析中,先由设备运行可靠性入手,分析设备运行的基本内容,再讨论石油化工企业设备运行可靠性管理的几点措施,并从日常维护、维修管理两方面对如何进行有效的设备运行可靠性管理进行分析。但总体而言,在设备运行管理中,必须要根据设备的运行特点与运行要求进行改进,并结合本单位的生产强度进行判定,以保证设备运行可靠性管理的科学性。 作者:刘洪星 单位:中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司 石油化工论文:地下管线石油化工论文 1地下管线危险危害分析 石油化工企业地下管线损坏、破裂,物料发生泄漏,可造成供(排)水或工艺物料中断,会影响生产装置的正常运行,甚至造成生产装置停车。泄漏出来的易燃、有毒物料,易引发火灾、爆炸、中毒、污染等事故,造成重大损失。生产装置运行不正常或发生事故的情况下,泄漏出来的易燃、有毒生产物料以及事故处理产生的污水进入地下排水管网,也有可能引发火灾、爆炸、中毒、污染等事故。原料、成品油地下管线一般需要穿越公路、河流、田野、居住区、村庄等,地下管线长、埋设情况复杂、管理难度大。一旦损坏,如发生油气泄漏,不易及时发现,易引发火灾、爆炸、污染等事故,如处理不及时,往往会造成灾难性的后果。a)火灾、爆炸危险性分析。输送可燃物料的地下管线、含油污水管线如发生损坏、破裂,危害较大。其泄漏出来的油气、可燃物料,不易及时被发现,如积聚在管沟内、流入地下排水系统或渗入地面,遇点火源,有可能引发火灾、爆炸事故,造成危害。b)毒物危害因素分析。输送有毒物料的工艺地下管线、含硫污水管线如受到外力的影响,造成地下管线损坏、破裂,或管线发生腐蚀、损坏。管内有毒物料泄漏,人员接触,有可能发生中毒等事故。输送含硫化氢的天然气地下管线如腐蚀、损坏、破裂,管内天然气泄漏,人员接触,可发生硫化氢中毒事故。排水系统内的局部区域(如暗井、积水池等)在运行过程中,还有可能在局部空间、区域内积聚硫化氢等有毒有害物料。当检修作业时,如未置换合格,又未采取安全措施,作业人员即进入该空间、区域内作业,极易发生人员中毒或窒息事故。此类事故在石化企业曾多次发生。c)污染危害因素分析。输送可燃物料的工艺地下管线、含油、含硫及生产污水管线,如发生损坏、破裂,泄漏出来的油品、可燃物料、生产污水可漫溢到地面,处理不及时,油品、可燃物料、生产污水有可能进入排水系统。如处理不当,污水可通过排水系统进入自然水体,而发生污染事故。 2安全措施及建议 2.1地下管线的设置应严格执行国家法律法规、规章、标准的规定 原料、成品油地下长输管线的设置应严格执行国家《石油天然气管道保护法》、《危险化学品输送管道安全管理规定》等法律法规以及GB50253-2003《输油管道工程设计规范》等的规定。石油化工厂区地下管线的设置应符合GB50187-2012《工业企业总平面设计规范》、GB50489-2009《化工企业总图运输设计规范》、GB50160-2012《石油化工企业设计防火规范》、SH3034-2012《石油化工给水排水管道设计规范》等标准的规定。 2.2地下管线的设置应符合发展规划 厂外地下管线的布局、设置应符合地方政府的规划,与土地利用整体规划、城乡规划相协调。厂外地下油气管线应避开居民生活区、水源保护区、飞机场、火车站、海(河)港码头、军事设施、自然保护区、名胜古迹和地下文物遗址等敏感区域;远离居民区、村庄、公共设施等人员密集区域。油气管线规划建设还必须符合油气管道保护要求,应避开滑坡、崩塌、沉陷、泥石流等不良工程地质区、矿产资源区、严重危及管道安全的地区。对不符合安全生产和环境保护要求的现有地下油气管线,要立即制定整治方案,尽快组织实施。 2.3建立、完善地下管线的各项安全生产制度 建立、完善有关地下管线的各项安全生产制度,明确地下管线的安全管理职责。完善地下管线定期检测、维修、报废、更新制度。建立健全地下管线隐患排查治理制度,落实隐患排查治理责任。加强地下管线日常巡护,保证设备设施完好,确保地下管线安全稳定运行。建立地下管线安全风险评价制度,地下管线应与装置、设备、地上管线一样,进行安全风险评价。 2.4设置完善的安全设施 油气及工艺物料地下管线应设置压力、温度、流量监测、自动控制、调节系统,以及报警、联锁、超压泄放、紧急切断装置等安全设施。供水管线应设置压力、流量监测、调节设施,以及排气、安全阀、切断阀等安全设施。污水排水管道(含可燃液体)应设置管道水封、排气管等安全设施。厂区排水系统应设置雨水收集、监测控制以及事故消防废水收集、处理设施,防止发生污染,造成危害。雨水监控及事故污水收集系统的设计,应符合GB50483-2009《化工建设项目环境保护设计规范》的规定。在埋设地下管道的地面设立管道埋设标志。厂外输油管道地面沿线应设置里程桩、转角桩、阴极保护测试桩和安全警示标志。地下油气管线、工艺可燃有毒物料管线的封闭空间(如地下管沟)应设置可燃、有毒气体检测报警装置。钢质长输油气管线应设管道电流阴极保护设施,以减轻输油管道的腐蚀。 2.5设立地下油气管线安全监控及信息管理系统 设立地下油气管线自动监控及信息管理系统,实现生产操作自动化及工程管理信息化。地下油气管线生产操作采集和处理主要工艺变量数据,实时进行显示、报警、存储、记录、打印,通过控制系统进行远程控制、调节、全线紧急停运、水击控制、并进行管道的泄漏检测与定位。通过地下管线信息管理系统,对生产操作数据进行分析,给地下管线的运行管理、决策提供指导依据。 2.6提高地下管线安全保障能力 地下管道应采用防腐蚀的新材料、新技术,减轻地下管线的腐蚀危害,提高使用寿命。修订、完善地下管线安全法规标准,适当提高地下管线的安全等级和安全标准,提高地下管线所需的安全环境要求。解决地下管线,特别是地下油气管道的规划、设计、建设、运行面临的安全技术和管理难题。开展地下管线长周期运行、泄漏检测报警、泄漏处置和应急技术研究,提高地下管线安全保障能力。 2.7提高事故应急处置水平 企业应按照GB/T29639-2013《生产经营单位生产安全事故应急预案编制导则》的要求,根据地下管线输送介质的危险特性及管道状况,制定有针对性的专项应急预案和现场处置方案,并定期组织演练。通过演练检验预案的实用性、可操作性,不断修订、完善应急预案和现场处置方案。加强事故应急处置队伍的建设,不断提高应急处置人员的专业素质。配套完善安全检测及管道泄漏封堵、油品物料回收等事故应急处理装备,保持处于备用状态。事故处置中要对事故的危害和风险进行辨识和评估,做到准确判断,杜绝盲目处置,防止事故扩大。并根据事故现场情况及救援需要及时划定警戒区域,疏散周边人员。建立地方政府与企业沟通协调机制,开展应急预案联合演练,提高应急响应能力。 3结语 石油化工企业地下管线存在的危险有害因素有多种,但危害最严重的是进入地下管线内的可燃、有毒、有害物料发生泄漏,引发火灾、爆炸或中毒事故,进而污染环境,造成大的安全或环境事故。只有对地下管线按标准要求进行科学合理地设计、制造、施工、监理;加强安全管理,定期进行检测、维修;制定地下管线破损事故应急预案,并定期组织演练,才能确保地下管线实现安全、长周期运行。 作者:王家见 张弘 路荣博 王建伟 单位:中国石化安全工程研究院 青岛大学附属医院 石油化工论文:控制室石油化工论文 1石油化工控制室设计规范 (1)操作室和机柜室应留有20%的扩展空间(定量要求)。(2)操作室面积每增加一个操作站,面积增加5~8m2。(老规范为6~10m2)。(3)成排机柜之间间距为1.6~2.0m(老规范为1.5~2.0m),机柜距墙(柱)间距为1.6~2.5m(老规范为1.5~2.0m),最小间距要求增大。(4)控制室建筑物耐火等级应为一级(老规范为二级)。(5)活动地板设计均布荷载不应小于23000N/m2(老规范为5000N/m2),活动地板荷载增大很多,更安全了。(6)操作室、工程师室净高不宜小于3.0m,机柜室不宜小于2.8m(老规范全部要求为2.8~3.3m),新规范没有对上限进行规定,设计灵活性更大了。(7)电缆穿墙入口宜采用专用的电缆穿墙密封模块,并满足抗爆、防火、防水、防尘要求。当条件受限,采用电缆沟进线方式时,电缆入口处洞底标高应高于沟底标高0.3m以上,应采取防水密封措施,室外沟底应有排水设施,并且电缆穿墙入口处的室外地面区域宜设置保护围堰(基础墙体洞口采用防火材料密封,沟内冲砂。不得在室内地面以上的外墙上开设电缆进线洞口)。(8)控制室的空调引风口、室外门的门斗处、电缆沟和电缆桥架进入建筑物的洞口处,需要时宜设置可燃气体和有毒气体检测器。(9)抗爆结构的控制室设置无线通信系统时,应设置无线信号增强设施,以保证与外界的正常通信。 2石油化工控制室抗爆设计规范 (1)抗爆控制室宜布置在工艺装置的一侧,四周不应同时布置甲、乙类装置,且布置控制室的场地不应低于相邻装置区的地坪。(2)抗爆控制室应独立设置,不得与非抗爆建筑物合并建造。(3)抗爆控制室应至少在两个方向设置人员的安全出口,且不得直接面向甲、乙类工艺装置。(4)抗爆控制室建筑平面宜为矩形布置,层数宜为一层(不应超过两层)。(5)抗爆控制室宜采用现浇钢筋混凝土结构。(6)在人员通道外门的室内侧,应设置隔离前室。(7)活动地板下地面以上(即活动地板与室内基础地面之间)的外墙上不得开设电缆进线洞口。基础墙体洞口应采取封堵措施,并应满足抗爆要求。(8)抗爆控制室的重要房间、一般房间的空调系统宜分开设置。(9)重要房间空调设备的启停及故障报警信号应引至DCS。 3石油化工仪表系统防雷设计规范 (1)控制室建筑物应按GB50057第一类防雷建筑物的规定,采取防雷措施。老规范要求为二级。(2)仪表系统设备的安装位置距建筑物外墙的内壁距离应大于1.5m。对于抗爆结构建筑物,仪表系统设备的安装位置距建筑物外墙的内壁距离应大于1.0m。 4结束语 控制室的设计是个系统工程,涉及到多个专业,需要各专业间的紧密配合,本专业必须了解规范中对其它专业的要求和规定,只有充分了解,相互配合,才能做好控制室的设计。由于控制室的相关设计规范已经很久没有更新,此次更新时间间隔较长,还需各设计人员对新规范认真仔细研读。 作者:邱学 孙来宝 李胜利 单位:中国石油工程建设公司 石油化工论文:电气仪表石油化工论文 1石油化工仪表供电系统存在的安全隐患 当前,石油化工的仪表供电系统一般采用220VAC、24VDC两种电压级别,其中220VAC交流电源由UPS来供电,再经低压断路器控制处理后,形成诸多分支回路分别通过AC/DC转化器或变压器等设备输出24VDC和110VAC的电源,向相应仪表提供电力负荷。在石油化工仪表中常见的不安全隐患比如照明、散热风扇等,石油化工仪表中常见的不安全供电系统构造如图1。从图1可以看出,该种供电系统,测控仪器和仪表设备系统运行安全性和可靠性得到一定的保障,但是存在安全隐患,主要是:1)对需要经过24VDC的直流供电的直流式仪表未按照标准和要求配置冗余电源;2)DCS系统、PL系统等需要采取双回路电源的仪表并未应用双回路电源供电,而仅仅在分支线路上配置并联两个电源,以对回路进行供电,当出现断路器开启、UPS电源发生故障、非主观断电等情况时,电气仪表会形成闭合式供电线路,进而引起短路;3)当照明、风扇等设备的供电短路时,会导致整个供电系统发生断电。所以,为提高石油化工仪表供电系统的安全性和可靠性,必须做好优化设计、安装调试、维护等方面的工作,采取积极有效的防护措施,消除安全隐患,避免供电事件的发生,保证石油化工生产的安全、稳定。 2提升石油化工电气仪表安全供电体系安全性的对策 2.1提升总电源的安全性和可靠性 提升整个石油化工仪表供电系统安全性和可靠性的重要基础就是要有一个安全可靠的总电源。所以,石化企业应该选择性能稳定、质量硬,且在10kVA以上的市电电源,以向生产过程中的各种自动化仪表提供电力支持。另外,还应采用市电供电和UPS的正常、稳定供电两种形式,以实现并行供电,强化整个石油化工电气仪表供电系统的安全与稳定[2]。特别强调的是,供电系统厂家还应科学有效地核算断路器容量。 2.2优化双回路电气仪表的供电系统 DCS分散控制系统、SIS仪表监控系统及PLC系统均为石油化工自动化生产过程中最为优秀的系统,对于整个生产系统的安全可靠供电具有很高的要求,所以对这些仪表系统的供电安全性要有足够的重视。在正常情况下,只需要保证控制站供电电源的正常稳定运行,一般不会对生产性仪表产生很大的影响。由于控制站在整个生产测控系统中是最为重要和关键的,所以在优化和改进过程中,应该对其所有关键元器件的供电都采用冗余联合容错控制模式。所以,控制站的冗余电源系统应严格设置两个独立电源,以确保其中任何一路出现故障不能正常运行情况下,另一路可正常供电,如此可确保整个仪表测控系统中诸多重要性仪表的正常稳定运行。 2.3优化配置直流供电仪表的冗余电源 在石油化工生产系统中,直流电源主要为24VDC的直流仪表提供电力支持。要确保直流仪表供电系统的安全性,应该采取不同电源供电的两台24VDC直流稳压电源进行并联式供电,同时还应该在每个直流电源输出端的正极上增加一个大功率的二极管,以此分开两个不同电源。两台24VDC直流稳压电源,其电源均来自两个不同的220VAC交流UPS电源,或者市电和UPS电源同时供电,这就实现了良好的冗余电源设置[3]。该模式设计和操作都较为简便,兼顾了经济性、安全性和可靠性。 2.4优化单项220VAC供电仪表的电源配置 在石油化工生产过程中,一些仪器仪表对供电系统的要求不高,即使出现暂时性断电,也不会对整个化工自动化生产系统产生很大的影响,比如:压力表、温度器等。所以,为了整个供电系统的优化,可直接应用220VAC的城市电网来完成供电,以节约企业的生产成本,提高生产经济效益。不管是从经济方面考虑,还是从技术安全性考虑,此类模式具有很强的可实施性。在供电模式中配置STS后,整个电气仪表供电系统的安全稳定性均要比UPS电源要好。另外,在该种模式中,如果UPS电源发生故障,则STS会在内部电路闭锁控制状态下自动切换到市电供电,并经市电分开、稳压电路来实现正常供电,这也极大方便了在不断电确保电气仪表的供电安全性基础上,对UPS电源进行检修。 2.5优化照明、风扇等设备配电 在系统供电回路的设计中,可将照明、风扇等设备采用市电单独供电。可以避免发生因此类辅助设备供电回路短路而产生的整个系统运行故障。 3结语 随着石油化工业的发展和进步,在石化生产过程中的各种自动化控制化系统还会不断更新、扩大,形成集中、统一的的电气仪表测控系统。总之,为了确保石油化工生产各种电气仪表的正常、安全、稳定运行,保证石化生产的安全与稳定,必须提高和确保电气仪表供电系统的安全与可靠。在优化和改进过程中,应该根据企业生产的实际情况、各种生产设备仪表的供电特性,从供电负荷、安全生产等方面,结合供电技术、经济性,采取科学合理的供电配置模式,确保生产系统中所有电气仪表的安全性、经济性,最终实现石化生产经济效益和社会效益的最大化。 作者:张霄芳 单位:中石化石油工程设计有限公司 石油化工论文:资源与能源石油化工论文 1石油化工产业优秀技术少,缺乏竞争 随着石油化工产业发展步伐的加快,石油化工的产品的更新速度也在逐渐加快,为了适应这个国际的发展趋势,我国相对的,就需要不断地加快石油化工产品的更新,而问题也就随之产生了。在我国石油化工产业中优秀技术少,缺乏竞争力的问题普遍存在着。结合我国目前的发展现状来看,我国这一方面的科研技术并不完善,新产品的开发速度也非常缓慢,并且生产量也很小,不能满足我国石油化工市场的需求。我国对于石油化工产业产品的需求量大,但是没有自给自足的能力,没有自己的优秀技术以及需要大量进口石油化工产业的产品这两点与我国可持续发展道路相互矛盾,严重阻碍了石油化工产业的进步与发展。 2改变传统观念,明确低碳转型走势 我国一直被认为是“富煤、缺油、少气”的国家,当前我国一直习惯用石油来解决生活和运输的问题需要被彻底改变,也就是说我国人们需要改变传统的观念,明确低碳转型的走势。我国一直要求低碳环保,进行可持续发展,这些发展趋势都是不可逆的。这样就要求我国人们必须进行科技创新,利用全球化发展的便利条件,发挥智慧和才能,使中国交通运输的能源和化工原料向多元化的方向发展,开创石油化工产业的新天地。 2.1从一次性能源转变为终端利用,提高资源利用率 资源都是经过日积月累积累起来的,如果对资源不加以合理地使用,即使有再多的资源也会出现资源枯竭的一天。目前,我国已经认识到了这一点的重要性,在未来的石油化工产业的发展道路中,遵循我国的可持续发展理念,对石油化工产业的产品进行二次利用,把对资源的利用率扩展到最大,实现低碳经济。在未来,石油化工产业还会把一次性能源向核能和地热能以及可再生的能源转变,并且不断地开发新的能源,实现低耗能,高发展,促进我国石油化工产业的发展。 2.2产业布局转变,产业集中度增高 将石油化工的产业都集中在一起,这样就可以减少在能源生产过程中所产生的运输里程,而且还会减少相对应的运输费用,提高石油化工产业的生产量。形成了高密度的石油化工产业布局,在减少运输的同时也降低了我国由于交通不便利而造成的运输资源压力,这样就可以及时地提供资源,减少时间。目前,我国的大连、大庆、吉林和上海等多个城市都已经建立了石油化工产业的生产基地,实现了集中型的产业格局。 2.3形成自身产业的优秀技术,提高产业竞争力 想要解决石油化工产业困难的现状,就要从根本上的原因入手,也就是说,从根本上解决产业自身的优秀技术问题,才能提高石油化工产业的竞争力。21世纪是一个需要人才的时代,在未来石油化工的发展道路上,只有加入了有创新性的人才,才能形成自身的科技竞争力。目前,加大力度对这方面的人才进行大力培养,在未来才有可能使我国的石油化工产业的产品不再依靠进口,逐渐实现自给自足。 3结语 我们要看到我国未来在石油化工产业方面将要面对的挑战和困难,要不断地进行技术创新、科学研究,提高我国在石油化工产业方面的竞争力,促使我国石油化工产业稳快速发展。 作者:陈骁良 单位:中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院 石油化工论文:射线检测技术石油化工论文 1.丫射线扫描技术在塔设备操作中的作用 在对塔设备进行故障诊断时,丫射线扫描技术的应用非常广泛。在实际的诊断过程中,在塔设备的两端防止探测器和丫射线源,同时要测出塔设备内的操作介质密度分布谱图。不管是板式塔或者是填料塔,处在不同位置的介质,密度也会存在一定的差异,对于丫射线的吸收也有差异。所以就可以通过扫描谱图来对塔设备内的操作情况进行判断。通过丫射线扫描技术能够有效的检测出塔设备内存在的一些问题,例如塔板的塌陷和失踪、填料层塌陷、泡沫严重、液泛、漏液情况严重等。丫射线扫描技术处理可以诊断塔设备存在的故障,同时也看可以在不停工、无干扰的情况下对塔设备进行监测。采用丫射线扫描石油化工生产过程中的一些关键设备,可以让生产过程保持长时间的稳定和安全,尤其是对于分离塔设备的操作,因为分离塔设备的原料波动非常严重,同时也容易出现堵塞、腐蚀和结垢,所以建立起分离塔设备的运行数据库具有非常重要的作用。通过丫射线扫描技术还能够进行有针对性的查找和跟踪,从而来掌握相关关键参数的变化情况,这样就能尽早发现潜在的问题和故障,然后采取有效的措施来解决,这样才能让设备安全和可靠的运行,停工时间就能得到有效减少。在对设备进行检修前对其进行扫描,这样就能够在既定的停工检修期前做好相关的准备工作,比如书人力、材料以及其他相关细节。如果塔设备需要经常置换,就可以在实际的运行周期中进行定期的扫描,同时对塔设备的损坏部分和操作变坏的部分进行详细记录,这样就能够对损坏的原因进行确认,从而找出相应的改进措施。 2.中子背散射线检测技术在石油化工装置中的作用 在石油化工装置中.可以用中子背散射线技术进行检测.其主要检测装置容器、管道等器壁的厚度或者是厚度的变化情况。在用中子背散射线进行检查时,需要使用慢化剂作用于中子,促进中子背散射线进行检查,这些慢化剂一般为水、酒精等含氢的物质。当中子发射的快中子与慢化剂作用形成热中子,热中子产生背散射现象,反射热中子中的一部分就被石油化工装置器壁所吸收,然后通过探测器检测出中子强度,根据反射规律得出慢化剂与探测器之间的距离。在石油化工装置中,通过中子背散射技术,主要是由于检测料位,从而检测出装置器壁液体与液体、液体与固体、液体与气体的界面,从而确定出装置中物质的高度,计算出存储物质的量等。在化工业中常采用Am一Be中子源,主要是因为其中子产出率比较活跃,能够测量较厚的装置,可是子啊进行防护时是一件困难的事情。如某化工厂存在堵塞的气液分离罐、加氢反应器,要求在不停工的情况下检测出装置中的料位。用一般方法进行测量计算存在一定的难度,因为该装置器壁后为55毫米,反应器的厚度为100毫米,工作状态下压强在107帕上。这时就采用中子产量为106/。的中子源进行某不停提工检修某化工厂对气液分离罐中的料位进行检测,用探测器检测出装置外壁中子背散射分布如图所示,从而就能准确的确定出装置中物质的料位。 3.放射性示踪技术在石油化工装置中的作用 放射性示踪技术也是现阶段石油化工装置中应用比较广泛的一种射线检测技术。丫射线扫描技术和中子背散射技术是一种密封源的放射性技术,这两种技术在对相关设备测量时只能够在外部来进行。而放射性示踪技术则能够对设备内部的介质量、频率和速率能够清楚的掌握,放射性示踪技术主要是通过在生产工艺流程中加入气体、固体或者液体放射性材料来实现的。但是现阶段在我国的石油化工企业中,放射性示踪技术还没有真正实现工业应用。放射性示踪技术可以对装置或者换热器的渗漏进行检测、测量反应物料的停留时间分布情况、测量管线、槽或者反应器的流体流量等。 4.结束语 通过射线检查技术在对石油化工装置的故障进行检测诊断时更加的准确、直观和快速,让生产过程和可靠操作得到有效的保障,让企业生产过程中的停工时间缩短,非正常停工时间也能得到有效减少,这样就能有效减少企业的经济损失,让石油化工装置能够长时间的高效、安全和稳定的运行。射线检测技术除了对装置进行故障诊断外,还能评价装置的运行状况、优化操作等,所以在石油化工行业中,射线检测技术将会得到更加广泛的应用。 作者:雷霆 单位:正能建工集团有限公司 石油化工论文:项目管理下石油化工论文 一、建设工程项目的主要内容 1.对于费用的控制 将不相同单位所参加的建设工程项目所出的费用分为成本的控制盒来进行投资控制,就是费用控制。坦白来说,费用控制其实就是项目的投资控制;本片文章主要就是讨论了建设工程项目的施工成本的控制,相比较其他项目的参与单位,所谓费用控制其实就是表示了个参与单位的利益的成本控制。主要的内容有建设工程的承包合同、整个施工成本的计划、整体进度报告和工程建设过程中的变更单等等组成了施工方的成本控制,根据这些资料来对施工成本进行研究比较,从而得到的研究成本结果来进行需要的修改措施,这样来实现建设项目的管理目标。 2.对于进度的控制 主要是以横道图进度计划以及工程网络计划作为主要的项目进度计划编制方法。所谓横道图进度计划就是现在使用最为广泛的传统进度计划,横道图进度计划这个项目最主要的是使用于小型项目和大型项目的字项目。工作网络计划跟横道图进度计划的应用大有不同,在双代号网络计划、双代号时标网络计划、单代号网络计划和单代号搭接网络计划这些地方应用的比较多。对于建设工程项目的进度计划的全面控制的过程是一个艰巨的过程,所以在进行进度计划的执行过程中,必须通过对整个进度计划的具体实施情况进行跟踪、统计,根据跟踪统计结果加以整理和分析,并且分析出的结果实时改正跟进度计划的偏差,具体的实施调整工作,调整关键线路和非关键工作时差以及增减工作项目和对工作中的逻辑关系进行调整,以此来完成建设工程项目的进度计划目标。 3.对于质量的控制 质量控制对于建设工程项目管理师首要任务。建立健全的项目管理制度来掌控整个建设体系,就能够将初步存在的质量问题和提前预防某些质量事故,这样一来整个建设工程项目管理的体系能够保证正常运转,从而达到建设工程的目标。在建设施工过程中建立健全的施工质量计划是给施工企业向业主明确的展示出质量管理的目标和具体该如何实现的方法,承担起对业主的责任。施工企业的质量控制主要对施工生产要素的质量进行控制、对施工的准备工作进行质量控制、对施工过程中的作业的质量进行控制。 二、总结 科学的制定进度计划。由于石油化工项目立项后,希望马上建成投产,给企业带来良好的经济效益和社会效益。因此,我们必须控制严格的进度计划。但是,由于大型设备到货时间晚等原因,拖延了时间,为了完成既定的进度计划,致使在一段时间里,时间紧、任务重。这时,应当对进度计划进行科学和客观的分析,实时的调整计划。如果只追求进度计划,将会对安全和质量产生不利影响。 作者:杜志文 单位:陕西延长石油(集团)有限责任公司 石油化工论文:管道施工下石油化工论文 一、石油化工管道施工过程中存在的问题 1.管道材料的质量问题 石油化工工程在施工过程中要使用多种材料,尤其是石油管道的选材对整个管道施工工程的质量有很重要的意义。石油管道的型号比较多、制造石油管道的材料也不同,这些对石油管道的质量影响也是不同的。因此,在选材过程中,管理人员要严格把关,对提供管道的厂家也要进行严格的审核和考察,对管道材料要进行严格的检验,检验合格才能安装使用。 2.施工人员的综合素质水平不高 施工人员参与在石油化工管道施工的每一个环节,只有施工人员在施工过程中严格管道施工质量,才能进一步保证石油化工管道施工质量。进行石油化工管道施工需要施工人员高度的专业技能和责任心,在现实施工过程中,一部分施工人员是不具备高度专业素质的。这就会导致在施工过程中,施工人员对细节把握不够,留下安全隐患造成石油化工管道安全事故的出现。 3.管道焊接存在问题 石油化工管道施工不同于其他工程的施工,石油管道的质量安全主要依靠石油管道的焊接。对管道焊接的要求是比较严格的,主要包括:是否漏焊、焊肉是否达标等问题,这些内容的施工对操作人员的要求是很严格的,因为这些问题时比较细致的,所以在操作中容易出现失误,而且在检测中也较难发现,这些问题的存在就给石油化工管道工程的施工造成了很大的威胁。 二、石油化工管道施工质量控制的办法 1.提高施工人员质量安全意识 施工人员和技术人员是保证石油化工管道施工质量安全的关键,所以石油化工企业要加强施工人员的技术人员的专业技能和提高质量安全意识,这方面可以采用员工知识培训的方式,让施工人员和技术人员在学习过程中加强自身的专业技能和提高质量安全意识,并把员工学习的结果作为考核的标准之一。 2.严格控制管道焊接的质量 在管道材料选购上,一定要保证提供管道材料的厂家质量是符合要求的。在管道焊接过程中,要,要特别注意焊接的每一个步骤,因为焊接工程影响整个管道施工项目的质量安全问题。管道焊接的内容主要是填充层、盖面和热焊,在对填充层进行焊接的时候一定要注意将内凹的位置填平,防止内凸出现影响工程质量。在焊接的过程中要注意焊肉是否符合标准,并切记不能漏焊。在管道焊接工作完成后,一定要由专业人员进行详细检查,每一个可能出现质量问题的环节都要进行详细的检查,以此确保石油化工管道施工的质量安全。石油输送管道的质量得到保证,整个石油化工项目的质量才是有保证的。质量不会出现问题,企业的社会形象才能得以提升,社会效益也才能提高。 3.做好管道防腐工作 一般有石油资源的地方,它的土壤酸碱度都会比较高,这会对石油管道造成严重腐蚀的后果,管道在长期腐蚀作用下就会容易坏,这样就会出现安全事故。因此,在铺设石油管道的时候就要做好防腐工作,目前我国对于石油管道的防腐依然采用的是给管道涂石油沥青和环氧煤沥青。对管道涂防腐材料之前要除去管道表面生锈物质和油污,然后进行喷砂处理,为了防止管道二次生锈,要先涂底漆再涂面漆,涂完后包裹玻璃布,再进行最后一次涂漆,最后,在所涂的防腐材料完全变干之后进行埋管工作,当然,对所涂的防腐材料也要进行严格的检查,对于检查不合格的一律不能采用。对管道做好防腐工作,可以延长管道的使用期,保障石油化工管道施工项目的质量安全。 4.施工完成后要对整个管道施工工程进行严格的检查 施工单位在施工完成后,一定要对整个施工项目及分项进行严格仔细的检查,在检查合格后要交由有关监管单位,由监管单位对检查资料进行进一步核实和检测,在确认工程达标后,才可以将工程投入使用。这个过程主要是对质量安全问题进一步详细检查,防止管道在使用过程中出现问题,造成安全事故。 三、结束语 综上所述,要实现石油化工管道施工质量安全的控制,就要在施工的各个环节进行严格的控制,只有这样才可以保证管道施工质量的安全。 作者:甄翔 徐东 单位:中国石油天然气管道局 石油化工论文:EPC风险管控下石油化工论文 一、EPC工程总承包模式概论 EPC工程总承包主要包含以下几个方面: 1.工程设计 工程设计一般包含两个阶段,一是方案设计阶段,另一个则是施工图设计阶段。强调和充分发挥设计在整个工程建设过程中的主导作用,有利于工程项目建设整体方案的不断优化,这也是EPC工程总承包的一项重要优势。 2.采购 施工材料材料采购包含设备材料的上报并批注、设备招标、制定供货合同、监造、质量检核、设备运输、工程验收和存储等项目工作。在这几个步骤中承包方应严格控制设备的监造和审核过程,减少因设备问题而造成的工程施工风险。 3.项目施工 承包商在施工前要对工程有个整体认识,并对施工技术人员交代清楚施工方案和细节。要充分了解图纸中的要求和相关内容,熟悉场地施工环境,做到既不脱离图纸又符合实际情况,并按业主的要求和意见进行合理优化。另外,施工方要合理安排工程进度和劳动力分配。为了确保工程整体进度和质量,施工前应对相关项目进行合理预估,然后按照工艺规范要求安排合理的计划以保证进度,同时还要合理分配劳动力。监理人员要建设生产管理制度和奖励机制,将责任层层落实同时激发员工的生产效率。EPC总承包商对工程的进度、安全风险、施工质量都要做到足够的控制,对施工后勤保障包括供电、供水、供暖、保安等也要做到严格把关。值得一提的是,EPC总承包商对于一些分项目的承包商也要做到有序管理,避免出现出现“以包代管”的现象。 二、EPC总承包项目风险的产生 1.合同条款变化 (1)EPC总承包的管理模式将一些原本由业主承担的风险全部转移到了承包商身上。EPC总承包合同中就有风险条款说明,设计风险和外部自然力风险全部转移为由承包商自行承担。(2)承担经济风险和不可预见因素风险新红皮书和黄皮书中规定由于金融汇率波动而带来的合同价格变化由业主自行承担。但是在EPC总承包模式下,合同规定这项经济风险由承包商承担。另外,对于一些不可预见的因素带来的风险也都由承包方承担。合同规定总承包商对于在施工过程中可能遇到的一些问题或者额外经济费用要有一定的预见性,不能要求业主给予补偿。 2.施工工序带来的风险 石油化工项目施工具有专业性强、程序化要求严格以及系统性作业等特点,所以在施工过程中要想保证整个工程的安全高效进行,就必须做到将各个施工环节进行合理有序地控制和管理,否则一个环节出现问题就会影响到其他施工环节,最终导致安全隐患的爆发。3.施工人员技术问题由于石油化工项目多涉及特种作业,其建设参入人员必须由专业人员担当,对施工企业资质有严格的要求,一些总承包商为节省施工成本或提高项目进度,经常将部分工程转包给一些挂靠单位。这些挂靠单位的施工人员往往缺乏足够的施工经验,本身又缺乏安全意识,加上对工程施工规范了解不足,在施工过程中经常由于操作失误或者自我保护不当从而导致安全事故的发生,对于自身和企业都会带来不小的损失和影响。 三、EPC总承包安全风险管理和防范措施 1.风险评估 从工程施工安全角度分析,风险评估的目的是最大化的降低安全隐患爆发的概率,从而实现最大限度的提高工程的施工效益。风险评估顾名思义就是通过实验和以往经验对施工中可能会出现的安全风险进行提前预测,随后针对性地进行风险控制,实现减小安全隐患的爆发概率。风险评估的方法在很多工程施工中都得到广泛运用。 2.风险控制 工程施工中一旦发生安全事故,将会给承包商带来很大的经济损失,风险控制就是通过和保险公司或者其他有经济联系的单位进行风险承担分析,将自身损失降到最小。一般的风险控制有分保险和担保险这两种方式,工程保险是由施工单位向保险公司投保,一旦施工单位在施工时发生安全事故造成人员和财产损失,保险公司则承担部分损失,这是工程风险控制最常见的方法之一。由于石油化工工程的复杂性,相对应的施工保险行业也应当根据工程的实际情况和企业自身的理赔能力,合理的判断是否对该项目进行投保。 3.加强施工监理 (1)严格审核施工组织设计。施工组织设计是整个工程施工的指导,应针对施工特点、组织人员等实行编制。监理人员应该对其严格审核,对施工过程中易发生的问题提前预想、预防。 (2)严格把守材料验收。在工程施工中,石油化工工程施工所用的材料种类多数量大,而且大多良莠不齐,为保证工程的建设质量,监理人员应该亲自对施工材料进行严格审核和验收,对不合格的材料要做到会分辨识别,并且把不合格的材料清出场外,严禁用于工程建造。 (3)严格监管工程质量验收。对于施工过程中的关键工序要把好质量验收关,一些关系到工程功能与安全的检测与试验要按规范进行检测,对于试验数据要及时记录以方便后期检测,不留下任何安全隐患和后期不必要的麻烦。 四、结语 工程施工过程中的存在很多的安全隐患和风险,安全风险的发生会给企业带来巨大的人员和财产的损失,这就要求施工管理人员要切实提高对施工安全风险的管理意识和管理手段。实际工程施工时通过对安全风险的分析和管理作出相应的风险防范措施,将安全风险造成的损失降到最小,保障工程的安全高效进行。以上是本人的粗浅之见,文中如有不到之处还望不吝赐教。 作者:钱德涛 卜伟 单位:浙江工程设计有限公司 石油化工论文:石油化工园区环境保护论文 1防渗措施 1)重点污染防治区:重点污染防治区主要是污水产生区、危险废物暂存库。该区要设防渗检漏系统,采用刚性或复合防渗结构。刚性防渗结构型式为水泥基渗透结晶型抗渗混凝土(厚度≥150mm)﹢水泥基渗透结晶型防渗涂层(厚度≥0.8mm),渗透系数≤1.0×10﹣10cm/s;复合防渗结构型式为土工膜(厚度≥1.5mm)﹢抗渗混凝土(厚度≥100mm),抗渗混凝土的渗透系数≤1.0×10﹣6cm/s; 2)特殊污染防治区(污水处理池适用):该区要设防渗检漏系统,采用刚性或复合防渗结构。刚性防渗结构型式为水泥基渗透结晶型抗渗混凝土(厚度≥250mm)﹢水泥基渗透结晶型防渗涂层(厚度≥1.0mm),渗透系数≤1.0×10﹣12cm/s;复合防渗结构型式为土工膜(厚度≥1.5mm)﹢抗渗混凝土(厚度≥250mm),抗渗混凝土的渗透系数≤1.0×10﹣6cm/s; 3)特殊污染防治区(含污染物介质的地下管道、储罐适用):该区要设防渗检漏系统,其中物料管网采用天然或柔性防渗结构,生产污水、污染雨水管道、储罐区采用柔性防渗结构。天然防渗结构型式为天然材料,防渗层厚度≥2m,饱和渗透系数≤1.0×10﹣7cm/s;柔性防渗结构型式为土工膜,厚度≥1.5mm; 4)一般污染防治区:包括雨水管道、生活污水管网、生活垃圾暂存点、循环水管网、海水管网等,该区不用布设防渗检漏系统,防渗结构可采用天然或刚性或复合,天然防渗结构型式为天然材料,防渗层厚度≥1.5m,饱和渗透系数≤1.0×10_7cm/s;刚性防渗结构型式为抗渗混凝土(厚度≥100mm),渗透系数≤1.0×10_8cm/s;柔性防渗结构型式为土工膜,厚度≥1.5mm。 2地下水监测 为及时准确掌握园区周围地下水环境质量状况,应根据《地下水环境监测技术规范》HJ/T164-2004的要求及地下水监测点位布设原则,在园区附近及下游布设地下水水质监测井。监测方案为: 1)对于整个园区的监测。在园区上游设置一口监测井,用于背景值监测;在园区内污水处理厂下游附近设置一口监测井,用于监测生产装置和污水处理站对地下水水质的影响,并作为长期监测井和事故应急处置井; 2)对园区入园企业的监测。对各入园企业的监测井设置,可分为3类:第一类监测点,布设在厂区内部生产装置区和污水处理设施下游附近,用于监测生产装置和污水处理设施对地下水水质的影响,并作为长期监测井和事故应急处置井。第二类监测点,布设在灌区附近下游,用于监测含油废水排放及储罐泄露对地下水水质的影响,并作为长期监测井和事故应急处置井。第三类监测点,布设在厂界地下水上游,用于背景值监测; 3)监测井结构:监测井孔深为见中风化板岩2m终孔,作为长期监测井和事故应急井的孔径,要求不小于Φ200mm,背景值监测井孔径可略小。为避免污染物沿孔壁深入地下,孔口以下3米(或至潜水面)宜用粘土或水泥止水,下部为滤水管,底部视井深情况设计沉砂管; 4)监测层位及频率:监测层位为潜水,每月采样一次; 5)监测项目:pH、温度、臭度、色度、总硬度、溶解性总固体、高锰酸盐指数、氯化物、氟化物、硫酸盐、挥发酚、总氰化物、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、阴离子洗涤剂、铁、锰、铅、钴、六价铬、细菌总数、总大肠菌群、石油类及笨,另外加具体建设项目的特征污染物; 6)监测数据处理:监测结果要按规定及时建立档案,并定期向园区管理部门汇报,对于常规监测数据应该公开,特别是对园区所在区域的附近居民公开,满足法律中关于知情权的要求。如发现异常或发生事故,加密监测频次,改为每天监测一次,并分析污染原因,确定泄露污染源,及时采取对应应急措施。 3地下水应急预案和应急处置 3.1应急预案制定整个园区及各企业的地下水污染事故应急预案,并与其他应急预案相协调。地下水应急预案应包括以下内容: 1)应急预案的日常协调和指挥机构; 2)相关部门在应急预案中的职责和分工; 3)地下水环境保护目标的确定,采取的紧急处置措施和潜在污染源评估; 4)特大事故应急救援组织状况和人员、装备情况,平时的训练和演习;5)特大事故的社会支持和援助,应急救援的经费保障。 3.2应急处置 一旦发现地下水出现异常情况,必须按照应急预案马上采取紧急措施: 1)当确定发生地下水异常情况时,按照制定的地下水应急预案,在第一时间内尽快上报主管领导及上级部门,通知附近地下水用户,密切关注地下水水质变化情况; 2)组织专业队伍对事故现场进行调查、监测,查找环境事故发生点、分析事故原因,尽量将事故影响控制住,采取紧急措施切断生产装置或设施,防止事故扩散、蔓延及发生连锁反应,尽可能减少事故造成的人员伤害和财产损失; 3)当通过监测发现地下水已经受到污染时,根据监测井的反馈信息,对污染区地下水进行人工抽采,形成地下水漏斗,控制污染区地下水流场,防止污染物扩散,并抽取已污染的地下水送园区污水处理站处理; 4)必要时,请求社会应急力量协助处理; 5)对事故后果进行评估,并制定防止类似事件发生的措施。 4检漏系统及应急抽水系统 4.1检漏系统 为防止因污水管跑冒滴漏对地下水的污染,应设置管网检漏系统,该系统包括人工巡查、仪器检测、在线数据采集与监控及统计报表等部分。首先配备专门人员巡检,利用检漏线缆、超声检漏仪、听漏仪等仪器对管线漏点进行探测,最后在线对数据进行采集与监控,定期监测形成报表。 4.2应急抽水系统 该系统包括专业抽水技术人员、应急抽水井、抽水泵三部分,用于事故状态下的应急处置。其中第一类和第二类监测井既作为水质监测井,也作为事故应急处置井。抽水泵的功率根据场地地下水的实际情况确定,若发生事故,在污染物泄露1天后,根据园区水文地质条件,按照三个月将该区污染物的质点全部抽走的要求核算出抽水井每天应该抽走的水量。抽走的地下水送园区污水处理站处理,达标后返还生产系统使用。同时每月都要对抽水水质进行检测,以确定受污染的地下水全部被抽走。因抽水量不大,且为暂时短期抽水,对区域流场影响不大。 5结论 要做好石油化工园区的地下水环境保护工作,有一个重要的前提条件就是首先做好园区的基础资料的调查、收集、整理,获取园区地质、水文地质、环境地质的第一手资料,绘制出园区及所在区域水文地质图、地质构造图、地下水流场等专业图件,结合园区污染源调查,掌握地下水污染途径。在此基础之上,按照“源头控制、分区防治、污染监控、应急响应”的原则,对园区制定出防渗、监控方案,保证方案的有的放矢、经济可行性及安全性。 作者:高明哲 单位:南京大学
通信方面论文:冶金仿真系统数据通信论文 一、系统结构 由于冶金测控仪表的数据结构复杂,数据属性较多,维修成本较高,本文基于冶金数据的特征,提出了一种基于微粒群优化的冶金测控仪表数据通信仿真系统。冶金测控仪表数据通信仿真系统包括数据收集模块、子站通信模块以及主站分析模块。系统主要对冶金测控仪表总实时运行的不同类型正常和非正常的数据进行收集,统一成固定格式的数据集,保存到相应的大型数据库中。数据收集的内容有冶金测控仪表数据、自动存储运行数据、相关传感器优化的不同仪表接口数据,这些数据主要通过二次设备自动化转置的传感器采集得到。冶金测控仪表的子站通信模块,该模块具有重要的价值,是底层通信设备同上层监控设备的纽带,具有服务器性能,该模块基于UDP/TCP报文通信机制完成上下层数据通信。分析模块是数据通信的优秀运算模块,通过基于微粒群优化的数据通信同NRF算法,实现对海量数据中故障进行准确报警,通过优化模型获取冶金测控仪表现场数据。 二、硬件设计 1.测控仪表硬件结构 由于每个检测仪表特别是处于工控机的里层检测仪表信息储存量和信息传输量较高,并且需要无线通信功能模块,因此本文系统中的测控仪表是以功能强大的新型单片机C8051F005作为控制核芯片。该芯片的模拟前端采用8通道模拟多路器、可编程的增益放大器、12位A-D变换器等构成,控制芯片通过这些模拟前端实现桶NRF401无线收发器间的数据通信,并且通过P1启动报警驱动,完成系统的报警功能,采用P2启动键盘矩阵,完成相关参数的设置。 2.仪表显示接口设计 系统的显示接口采用AT89C2051芯片,该芯片通过串口(RXD,TXD)、显示接口以及RS232c接口实现同模拟量输入通道、输入设置、输出控制、报警指示的数据交互,其中输出控制以及报警指示电路应采用5根I/O线,其余的8根I/O线实现数据的显示、输入设置和模拟量采入等性能。通过模拟串口以及串口复用技术完成数字和光柱显示的动态扫描,双64段光柱和8位8段LED数码管显示都使用164输出接口。 3.通信模块设计 通信控制模块的底层控制器同上方操作员站通过40芯的ZIF连接器交换信息,故障数据的分析也是采用该种形式传输数据,并包含Flash存储器保存相关的数据信息,采用天线插口获取的外部环境信息可通过GSM射频部分传递到GSM基带处理器中的复合式EMI滤波器消除电磁干扰,再通过40芯的ZIF连接器同上层控制模块进行数据传递,电源ASIC为GSM基带处理器提供电源。GSM基带处理器中包含两个输入端、两个输出端以及一个接地端,滤波电容C1~C4同共模电感L能够避免出现共模干扰,通过GSM网络确保故障能够及时传输到相应的控制终端中。 三、软件设计 1.检测软件设计 基于微粒群优化的冶金测控仪表数据通信仿真系统基于VisualStudio2005和Matlab进行开发。Matlab具有强大的Simulink动态仿真环境,可以实现可视化建模和多工作环境间文件互用和数据交换。用户可以在Matlab和Simulink两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改。软件通过分层次的规划方法进行设计,上层模块通过调用下层模块中接口函数实现相应的功能。从上到下包括3个层次: 1)底层数据控制模块,该模块可同不同硬件进行数据通信,主要有仪表数据收集、FPGA数据通信以及模拟电压数据收集等。 2)检测功能模块,对冶金测控仪表的响应时间参数、电流参数、电压参数等一些附加电参数进行检测。 3)结果显示界面,用于向用户呈现仪表数据通信结果以及完成相关参数的设置,实现人机交互,提供人机交互途径。显示界面可提供数据报表显示和打印功能,并且将检测数据导到Excel表格,实现对不同待测仪表、不同检测条件得到的参数进行对比分析。 2.冶金测控仪表故障的检测 本文通过微粒群优化的目标函数全面分析了仪表的损耗、故障次数以及维修次数等因素,确保冶金测控仪表的严重故障能够被及时检测出,冶金测控仪表中存在故障时通过报警模块进行报警,否则通过评估模型和故障数据智能分析模型中的粒子群优化函数实现对系统故障的准确判断,系统中的自动化数据装置采集传感器环境优化的数据,如果存在危险信息则通过报警模块进行报警,否则通过故障数据智能分析模块进行分析,再通过报警模块进行报警。 四、实验分析 通过实验验证本文系统的有效性,实验数据来自于某冶金测控仪表数据库,采集其中的1000个样本数据,分别采用传统系统和本文系统对该实验样本数据进行分析。本文系统下的仪表数据通信效率高于传统系统,并且本文系统下的数据通信效率具有平稳性,传统系统的数据通信效率随着样本数量的增加出现明显的波动,说明本文系统具有较强的鲁棒性。在不同干扰环境下本文系统的数据通信效率优于传统系统,并且在干扰或恶劣的冶金测控仪表数据通信中,本文系统下的数及通信效率呈现显著的优越性,说明相比传统系统本文系统具有较强的抗干扰性能,能够确保数据的准确通信,具有重要的应用价值。随着检测样本数量的增加,传统系统和本文系统下的冶金测控仪表数据通信时间和通信误差都不断增加,而通信效率逐渐降低,并且本文系统下的冶金测控仪表数据通信指标始终优于传统系统,说明本文系统确保冶金测控仪表的数据通信的高效运行,具有较强的优越性。 五、结束语 本文提出了一种基于微粒群优化的冶金测控仪表数据通信仿真系统,塑造了集中式的仿真系统模型,分析了测控仪表、仪表显示接口以及数据通信模块的硬件设计,基于层次设计方法将系统软件划分成底层数据控制模块、检测功能模块以及结果显示三个模块,采用微粒群优化的目标函数对冶金测控仪表的损耗、故障次数、维修次数等数据故障进行准确的判断,及时检测出冶金测控仪表的严重故障,确保冶金测控仪表数据通信的顺利运行。实验结果表明,该种系统下的冶金测控仪表数据通信效率以及抗干扰性能都优于传统系统,具有较高的应用价值。 作者:朱珠 单位:贵州理工学院电气工程学院 通信方面论文:网络编辑通信技术论文 1基于网络编码的数据通信技术研究概述 在网络的数据通信当中有很多的网络通信方式,而不同的网络应用是要采取与之相适应的网络通信方式进行数据通信的。现阶段较为常用的网络通信方式有单播、多播通信以及广播通信这三种,其中单播通信大多数情况下都是用于网页的浏览等相对比较简单的网络通信环境中,而多播通信一般都是用于会话,比如说视频通话这一类的。而广播通信的使用范围与多播通信大致相同,但是广播通信的通信对象是不受通信限制的。我们这里所说的这三种通信方式是目前较为普遍使用的通信方式,还有其他的一些通信方式也被运用鱼不同的网络应用中。 2网络编码 2.1网络编码的基本原理 网络编码较为全面的定义了网络结点输入和输出的关系,中间结点一旦具备编码条件,那么中间结点就会对其所接受到的数据按照相应的方式进行编码方面的处理。当编码的数据被逐渐的传送到后续结点之后,后续结点可以进行编码,也可以不进行编码,如果有需要还要进行编码的话,这时就要对接到的信息按照之前的方式再进行一次编码,然后传输,经过不断的反复编码传输,最终就会实现所有的编码信息都能够到达目的结点。最后一步工作就是目的结点通过对信息进行译码之后,就可以得到最初结点所发出的基本信息了。 2.2网络编码的构造方法 在对网络编码的研究当中最主要的一个问题就是结点要根据哪种方式对所接受的数据分组进行编码组合。从目前的研究来看,学者从不同的角度对网络编码的构造方法进行了相应的分析探讨,比如说采用的编码系数选择方式,分组编码操作方式等方面,其具体的表现是根据编码结点分组进行编码操作的方式,其中线性网络编码主要表现是结点对所接受的数据分组实行的是线性编码组合型操作,不然编码的工程就会变为非线性网络编码。我们根据编码系数的选择方式,把网络编码构造的方法分为两种,一种是确定性网络编码,另一种是随机网络编码。这两种编码都有一定的好处,但是确定性网络编码构造方法的编码系数是根据某一种算法进行确定的,而随机网络编码中编码系数是从伽罗符号中随机进行选择的,因此随机网络编码构造方法在整个的网络编码系数选择中占据着灵活性的地位,这也是随机网络编码构造方法的特点。我们根据编码在网络系统中的具体实现过程,将网络编码分为了两种编码形式,一种是集中式网络编码,另一种是分布式网络编码。集中式网络编码是在编码的过程当中需要了解全局的网络拓扑,根据全局网络的情况来分配相应的编码系数,这一编码形式并不适合拓扑变换较大的无线网络。分布式网络编码仅仅需要了解网络当中一部分拓扑信息就可以进行相应的编码操作,而且分布式网络编码还具有较为良好的应用性能。 2.3网络编码应用网络数据传送的研究 网络编码是一种编码和路由信息交换的技术,在传统道德路由方法基础上,通过对接收的多个分组进行相应的编码信息融合,以达到增加单次传输信息量的作用,从而提高网络的整体性能。网络编码最开始提出时是因为多播技术,网络编码最初是为了提高网络多播的数据速率,而随着网络研究的不断深入,使得网络编码在其他的领域也逐渐有了优势,比如说提高网络带宽的利用率,从总体而言,对网络编码的应用在很大程度上提高了网络的实际吞吐量,进一步的减少了数据分组的传输量,也在一定程度上降低了数据传送的功耗,由此我们看出网络编码为网络的数据传送性能的改善提供了新的途径。 2.4基于网络编码的数据传送技术研究趋势 随着基于网络编码的数据通信技术研究的不断深入,出现了很多新的理论,但是网络编码所面临的问题也随之增多,尤其是网络编码的网络数据传送技术问题,虽然经过近几年的研究取得了一定的进展。但是仍然面临着许多难题需要我们去逐一解决。 1)网络编码复杂度得到降低 现阶段最主要的一个问题就是怎样在提高网络编码效率的同时降低网络编码的复杂程度。这会涉及到网络编码的相应网络开销,这也是作为网络编码性能评价的内容之一,还有就是在网络编码实用化的过程当中,逐渐控制网络编码的复杂程度,减少网络编码需要的额外的计算量,从而降低系统的实施成本。这对于网络部署以及应用网络编码都具有非常重要的意义。 2)数据传送可靠性研究 保证网络性能的一个主要方面就是提高网络数据传送的可靠性,现阶段对网络数据传输可靠性的网络编码研究主要是根据多径路由展开的,这也在一定程度上对网络编码中的数据传输提供了可靠性。因此在多跳动态的网络环境当中,分析研究提高网络编码数据传送的可靠性具有很高的现实意义。 3基于网络编码的数据通信技术的相应解决方案 1)在对网络编码的网络协议结构研究当中,其出发点主要向三个方面集中:一是较为系统的分析网络编码在各个协议层与现有协议相结合的参数,其目的是为了让应用网络编码提高网络的系统整体性能;二是设计相应的对应网络性能指标的线性规划模型,以便求解出线性规划模型的最有设定;三是提高各个协议层之间的信息反馈机制来实现参数的实时调整。 2)在对网络编码时延约束控制的研究当中,针对数据在网络中各个结点频繁的参与编码和解码的操作,使得数据编码时延逐渐成为了网络数据传送累积时延的主体,基于此种情况,我们在网络编码的实际应用当中,提出了基于数据传送时延约束的网络编码模型,这一模型的出现在较大程度上对传送时延进行了优化的控制;与此同时我们还引入了数据传送信息反馈机制,以此来促进数据在网络结点中的及时有效传送。 4结束语 本文通过对基于网络编码的数据通信技术的研究,可以了解到我国的网络编码在实际的网络应用中还是处于较为初级的阶段,还有很多问题都需要我们解决,其中网络编码方案的设计、简化复杂的编码这些问题都是急需解决的关键问题,这些问题如果得到解决,就可以在一定程度上避免目前所应用的协议软件的更改,与此同时也降低了网络编码的复杂度,进而减小了协议运行的开销。希望在以后的研究当中,可以更好的对网络编码的数据通信技术进行创新研究,以便更好的应用于社会的各个领域。 作者:赵晓丹 单位:大庆油田信息技术公司 通信方面论文:光纤电磁干扰通信技术论文 一、光纤通信技术定义 光纤通信主要是以光作为信息载体与将光纤作为传输介质的一种通信方式。在通信系统的对比当中,电波的频率比载波的光波频率低很多,而光纤传输的损耗又比导波管或同轴电缆低,因此光纤通信的容量比微波通信大得多。由于光纤是采取玻璃材料制造出来的,且它可作为电气绝缘体,所以勿需顾虑接地回路问题,光波在光纤中进行传输时,不会由于光信号泄露去担扰信息传输被其他人窃取盗听,因为光纤的芯非常细小,由多条芯组成光缆的直径一样小得很,故传输信道以光缆为主,使得在传输系统中占用的空间相当小,有利于对地下管道拥挤的问题得到有效解决。 二、当前光纤通信技术的优势 1.通信容量大、频带非常宽 在光纤的通信系统中,光纤的传输带宽比电缆或铜线大很多,单模光纤的宽带具有几十GHz•km。对于单波长光纤通信系统来说,因终端设备出现电子瓶颈反应,而使光纤带宽的优势难以发挥出来,一般选取各种不同技术进行传输容量的增加,尤其在当前密集波分复用技术的应用中,极大地使光纤的传输容量得到了增加,能够让光纤的传输容量扩大几倍甚至可达到几十倍之多。从现在来看,单波长光纤通信的传输速率通常在2.5Gbps至10Gbps之间,在采用该技术可以实现的是多波长传输系统的传输速率比单波长传输系统高出数百倍之多,其巨大的带宽优势使得单模光纤成为当前电信宽带综合业务网的首推介质。 2.光纤芯径超细、重量非常轻、柔软无比、铺设简易 光纤的芯径非常细,其直径大约是0.1毫米,采用多芯光纤构成光缆的直径也相当的小,八芯光缆的直径大约为10毫米之小,而标准的同轴电缆却达到47毫米之大。如若选取光缆作为信道传输,可使减少传输系统占用大的空间,让空间得到有效的释放,使地下管道拥挤的难题得到解决,同时极大地节省了地下管道的投资成本;另外,光纤的重量非常轻,柔软性十足,其重量与电缆比较起来轻很多,光纤通信可以应用在人造卫星、宇宙飞船与飞机上面,能够有效减轻卫星、飞船与飞机等的重量,其发展意义不言而喻。 3.电磁抗干扰性能相当强 大家都通晓光纤主要是以石英制作而成的绝缘性材料,绝缘性非常好,且不易于被腐蚀。同其有关的还有一个优势是光波导对电磁干扰的免疫力,自然界中的太阳黑子活动、雷电与电离层的变化都难以对它进行干扰,甚至人为释放的电磁也不会受到其中的干扰与影响,并且还能应用在同电力导体密切组合构成一种复合光缆或者与平行铺设到高压电线。其作为非导电介质的一种,交变电磁波在其中不会产生同信号毫无相关的噪声。如此说来若将它平行铺设到高压电线与电气铁路旁,也难以受到电磁干扰的影响。 4.中继距离长、损耗相当低 石英光纤是当前光纤通信系统中使用最多的一种,该种光纤的传输损耗与任何一种传输介质的损耗相比较都显得低,所以由其构成光纤通信系统的中继距离比起其他的系统要长很多。若将来选取非石英极低损耗的光纤,从理论而言其损耗可以下降得更加低。这说明经由光纤通信系统能跨越更加大的无中继距离;而对于长途传输线路而言,因减少了中继站的数目,所以大大降低了系统成本与复杂性。在当前由石英光纤构成的光纤通信系统中,其最大中继距离有200多公里,而由极低损耗非石英光纤组成的通信系至数公里之长,这样有利于提高通信系统的可靠性与稳定性,更可降低其运作成本。 5.保密性能非常好 随着不断发展的科学技术,电通信方式的保密性存在着一定的缺陷,易于被人偷窃监听,只需在电缆或明线周边布设一个接收器,就能够获得传送的信息,而光纤通信系统却可解决反窃听这一难题,其保密性非常好。光纤通信同电通信有所不同,光纤的设计独特无比,在光纤中传输的光波基本没有跑到光纤的外面,已被局限于光纤的纤芯与包层邻近进行传输。尽管在弯曲半径十分小的地方,泄漏的可能性也非常微弱。所以泄漏到光缆之外的光基本上没有,更况且中继光缆与长途光缆通常均埋在地下,由此可知其保密性能相当不错。 三、电信光纤通信技术的发展与实际应用 光纤技术的发展有赖于通信技术的不断发展,在全新时代的背景下,人们对光纤通信需求将与日俱增中,下面简要介绍四种光纤通信技术的应用情况。 1.电信光纤到户接入技术 随着社会经济的迅速发展,人们的物质生活水准得到了大大的提高,网络信息传递的高速化已成为每个人心目中所要追求的目标,光纤到户接入技术却能使人们的这一种需求得到满足,该技术能够实现宽带波长的不断变化,也能允可同时使用多个用户,使信息传输的高速化得到了实现,让多媒体技术与高速信息传输真正走进人类社会的实际应用当中去。 2.波分复用技术 波分复用技术能够按信道光波的频率或不同波长,以光纤的广播当作信号载波,经合波器进行有效合并,通过一根光纤传输,采用分波器于接收端处把不同的光波加以分开,这样可实现复用传输。在波分复用技术应用的过程中,使光纤通信的大容量传输得到了实现,同时极大地节省了通信运作成本,使通信技术获得了一个新的制高点,并且为运营商们提供了非常大的便利。 3.光联网的实现 波分复用技术主要是以点至点为基础的通信,若在光路上也能让交叉连接得到实现的话,就能够产生光联网。光联网的发展潜力可谓前途一片光明,不但让网络得到了扩展,而且使网络透明性增加了不少,其必然将会成为全球电信网络建设的优秀项目。 4.全新一代光纤 随着不断增加的IP业务量,电信网络架构传输容量大的光纤就成了全新一代网络应用的根本。传统旧有的一模光纤在进行超高速长距离传输时,已显得有点乏力,全波光纤作为全新一代的研发已经拉开序幕,同时也是电信通信业作为开发的优秀目标。 四、结束语 自从光纤通信技术诞生以来,光传输的速率不断在以几何式增长着,而生活在地球的人们对通信容量却是无止境的追求,随着光通信技术的更新换代,必将会推动着21世纪通信业的发展,甚至会对全球经济的发展产生无比巨大的影响。 作者:林海彬 单位:清远市电创通信设备有限公司 通信方面论文:智能电网用电通信技术论文 1.国内智能电网用电信息采集系统的主要职能 1.1数据采集 数据采集是用电信息采集系统的主要职能,它使以往耗时耗力的数据采集工作变得既简单又高效,而且根据各种业务的各种需要,可以对数据采集进行合适的调整,以满足不同业务的需要,这样,可以保证采集工作的定时性,而且还可以对数据进行随机采集,或直接接受用户上报的数据。 1.2数据管理 用电数据采集系统可以使数据的运算、分析和储存得以实现,从而实现原始数据的安全有效,而且可以保证对异常数据的甄别工作的实现。在对数据进行分析后,可以得出三项平衡度,另外,可以根据设定的突变值,定时对线损进行相应的分析,包括用电情况的等。 1.3数据控制 为了控制电网功率的定值,我们也可以使用用电信息采集系统,对用电时段、总的用电量以及保电工作进行控制,还可以实现远程遥控。 1.4综合运用方面 对于用电信息采集系统,除了上述应用职能之外,还可以实行预付费管理、对用电管理人员的考勤管理、通过现代化的信息通信(手机短信、语音)及时向用户发送用电的相关信息,实现与用户的及时沟通、及时联系,使用户对自己的用电情况及时了解,此外,互联网和银行卡等相关媒介的使用也可以实现同样的目的。 2.智能电网用电信息采集系统中各种信息采集系统的优缺点 智能电网用电信息采集系统能够充分利用现有的配电网络来实现信息的快速传输,这是该系统在宽带通信中的优势,在上述的职能中有充分的体现,这里就不再叙述。对于该系统之外的缺点,主要存在于“电磁辐射”、“噪声干扰”、“变压器阻隔信号”以及“BPLC协议”等各方面。第一,在电力线宽带的通信技术中,其重要环节是减小电磁辐射,但是此时,电力线的工作特性与射频天线发射的电磁波,会对现有的短波通讯产生干扰。第二,当电力线宽带在执行通信工作时,配电变压器使信号不能够直接从中压网进入低压网,因此,为了解决这一问题,需要相应的设备的协助,但是这些设备通常比较昂贵,这是该系统中存在的另一缺点。第三,电力线通道的噪声干扰比较大,时变性也比较强,而噪声的来源是各种电器和几点产品以及电力线本身,很难消除。而且,这些噪声还会对电力器件产生作用,使其产生周期性噪声、产生宽带噪声。更糟糕的是,一些未接入电网的设备会将其产生的噪声通过射频耦合进入电力线。 3.智能电网用电信息采集中电力线宽带通信技术的实施要点 电力线宽带通信技术采用的是先进的OFDM通信编码技术,利用电力线来实现对数据通信的传送,这种电力线的应用范围和覆盖面积特别广泛,利用这种电力线将互联网上的数字信号转换为高频无线电波,这些电波在特定端口被送回到效用栅格中,并经过效用变压器进入用户家庭和公司。可以免布线低成本地实现用户的数据终端接入宽带通信网络,适应了现代节约型社会的建设需求。 3.1组网模式 电力线宽带载波抄表系统由采集器电力线载波交换机集中器主站以及传输通道组成。在对其进行组装时,应将采集器与智能电能表连接,通过耦合环,将采集到的电力数据信号耦合进电力线,将其传输汇聚至电力线载波交换机,通过这个交换机将数据汇聚到宽带载波集中器中,集中器再通过光纤通道将数据传动到主站。集中器的上行方面采用了EPON光网络技术实现数据的上传。对于传输方式,有许多方式,具体有施工方式、可靠性、运行维护、传输速率、访问机制、影响因素和可扩展性,通过对不同传输方式的各种指标的对比,可以更好地选择不同要求下的合适方式。 3.2组网结构 根据部署位置,以电力线宽带载波技术的低压用户集中抄表系统为基础的系统构架可分为三个部分,即主站、通信信道和采集设备。 (1)面对系统主站部分的各种物力结构,建议单独组网,应用防火墙来安全隔离营销应用系统、其他应用系统以及公网信道,从而实现系统信息的安全传输。 (2)通信信道主要分为两部分:远程通信信道和本地通信信道在这两种通信信道中,远程通信信道就是一种通信信道,这种通信信道位于系统主站和远端网络集中器之间,包括了多种网络信道。而由于光纤信道具有高宽带、高速率、高可靠性的特点,所以在一定的条件下,可将电力通信光纤专网向配网延伸至每个台区,从而保证主要通信网络的专有性和安全性。而本地通信信道即网络集中器和采集器以及采集器与电能表计之间的通信信道。 (3)采集设备是安装在现场的终端以及计量设备。主要由专一收集各种终端数据并进行处理的网络集中器,用于采集多种电表数据的电能信息并可以与集中器交换数据的电力线宽带载波采集器,以及电能表构成。 3.3网络管理 宽带集抄的全面支持受益于SNMP网络管理,因此,网络管理是电力线宽带通信技术的重要内容,主要包括以下三个方面: (1)网络配置的管理 可以对数据进行远程设置、对各种参数实现获取。而且支持人工设置和自动下载。 (2)性能检测 支持对设备运行状态的远程监控,可以实时检测电力线的通信线路的状态,包括通信速率、信道曲线、载波调制等。 (3)应用升级 它同样可以支持通信控制和应用软件的远程升级,可以采用整体或分模块的升级,为新的应用业务开展提供了简单、经济的解决手段。 4.总结 作为一种新型的宽带通信技术,电力线宽带通信技术具有许多优势,可以适应当今快速发展的社会的发展,为现代化的许多工作带来长久的便捷,和工作过程中的便利。这项技术在智能电网用电信息采集中的应用不仅大大提高了用电信息采集工作的工作效率,而且使信息采集工作变得更加简单,在智能电网的建设中具有很好的应用前景。 作者:姚林 单位:国网安徽寿县供电有限责任公司 通信方面论文:改进教育模式的通信技术论文 1现存“现代通信技术”教学的不足 第一,由于现代科学技术发展的突飞猛进,各种专业技术为了适应社会的发展都在不断的更新,变化迅速,以至于我们的教育发展都跟不上各科技术的变化,导致教学专业的技术教学已经落后于现代技术的实际运用,内容更新慢已成为“现代通信技术”专业教学的重大弊端,亟待解决。第二,“现代通信技术”课程在书本内容上主要以理论讲解为主,而且专业内容广泛,概念性很强,有很多知识与模型只有通过抽象的想象才能完成,是一门专业难度较大的学科。所以,非此专业的学生在学习的时候会觉得枯燥乏味,又没有具体的现场模型和实验给予学生现实的指导,对于这样一门系统性很强,学习内容又抽象的学科来说,给学生的学习增加了很大的难度。因此,应该对这门学科的教学内容与教学形式进行改革,减轻学生学习的难度,提高学生学习的兴趣,培养出能适应当代科学技术发展的实战性人才。 2传统教学方法的改革 学校是学生学习科学技术的地方,主要对象就是学生与老师,学生学习科学技术成就的高低,老师起到了很重要的作用,因此对于老师的授课方法进行改进将大大提高学生学习“现代通信技术”的成就。由于“现代通信技术”专业理念性强的特殊性,老师在教学时,没能对学生进行理论上的深入分析与理解,也没能为学生建立起实际系统的直观了解,使得学生在学习时不能对所学知识与技术进行实战分析与理解运用,致使他们在走出学校踏入社会实践时并不能很好地运用所学知识,现实工作中难度加大,不能很好地适应社会发展。针对这种现象,我们可以在课堂中多加入实验教学与现实事物帮助学生理解所学的知识;实验时,让学生自己动手操作,每个学生都应参与进去,对于所得到的实验原理、实验过程与实验结果由学生们自己进行归纳总结,让他们在现实环境中理解记忆所学知识,并且鼓励学生对于实验与理解过程中所得知识理论与书本概念和老师讲解不一样的地方提出疑问与自己的意见,培养学生多思多想的自主学习方式与独立解决问题的能力,让他们在思考中学习,使得学习与实践相结合,深刻理所学知识内容,以便在实际运用时能从容解决现实问题。 3教学思路的改革 “现代通信技术”作为非通信专业的选修课,应从学生的理解接收能力与现有的学习基础入手,尽量为学生提供思路明确、容易入手的教学模式。教学思路应以基础通信传输过程为主线,将固定数字电话网络和移运通信网络等实践知识作为学生学习的具体案例为学生进行讲解,理论与实际相结合,从基础知识入手,使学生对所学理论能活学活用,透彻地掌握所学知识点。另外,学生学习此专业主要在于能够适应社会的发展,为的是能在实践中作出贡献,而对理论知识的掌握并不在于知识点有多深奥,因此在编辑教材时,我们要由简入繁,由浅入深,对于具体问题结合相关理论知识进行深入分析,并对现实社会通信建设过程中出现的典型案例为学生进行讲解指导,在实战中教授专业技术知识。改变以前内容繁多、复杂和深奥的特点,培养学生实际解决问题、现实操作的能力,使得学生学习时能够步步为营,掌握牢固可靠的专业技术知识。所以综合起来看,整个教学思路可以分为三个部分:理论知识的理解与实验验证、现实案例的实际模拟和专业技术的实习。 4培养模式的改革 学校为了提高学生对理论知识的理解能力,对于通信技术课程采用实验箱来进行相应的实验验证,但是这种实验条件下学生在实验时实际动手的操作范围小,而且进行一次实验学校所投入的资金数目也很大,在这样的环境下教学实验效果是达不到预想的实验效果的,尤其是那些典型的通信系统实验更是难以很好地完成了。针对这种情况,我们可以将与计算机软件与实验内容结合起来,用计算机软件Matlab,LabVIEW等仿真模拟软件来弥补实验室硬件的不足之处。如通信系统,在实验过程中可以通过Matlab软件,让学生自主搭建系统仿真模型,借助软件从而完成CDMA典型通信系统的实验,再结合老师对于相关知识的理论讲解,深刻掌握相关专业知识。基于“现代通信技术”这门学科的知识内容基础性强,而且很多概念都是抽象存在的,为了让学生在学习时不产生枯燥的学习情绪,我们应该尽可能地丰富学生课堂学习内容,对于很多抽象概念,老师可以制作多媒体素材、PPT的电子白板等方式来向学生传递知识,一方面提高学生学习的兴趣,另一方面增强学生对所学知识的理解,加深记忆。如“信号的调制与解调”、数字移动通信技术中的“硬切换和软切换”等概念讲解中,完全可以运用多媒体,以形象生动的虚拟场景来帮助学生理解。 5结语 随着现代科学技术越来越发达,“现代通信技术”在社会发展中也起到了越来越重要的作用,已经逐渐成为现代技术发展的热门课程,学习该课程的各科学生也越来越多。如何让所有学生能够很好地学习这门课程,并在现代科学社会中有效运用,自然而然成了当代青年发展的迫切任务。 作者:舒娜 单位:,重庆邮电大学 通信方面论文:电磁干扰通信技术论文 一、光纤通信技术定义 光纤通信主要是以光作为信息载体与将光纤作为传输介质的一种通信方式。在通信系统的对比当中,电波的频率比载波的光波频率低很多,而光纤传输的损耗又比导波管或同轴电缆低,因此光纤通信的容量比微波通信大得多。由于光纤是采取玻璃材料制造出来的,且它可作为电气绝缘体,所以勿需顾虑接地回路问题,光波在光纤中进行传输时,不会由于光信号泄露去担扰信息传输被其他人窃取盗听,因为光纤的芯非常细小,由多条芯组成光缆的直径一样小得很,故传输信道以光缆为主,使得在传输系统中占用的空间相当小,有利于对地下管道拥挤的问题得到有效解决。 二、当前光纤通信技术的优势 1.通信容量大、频带非常宽 在光纤的通信系统中,光纤的传输带宽比电缆或铜线大很多,单模光纤的宽带具有几十GHz•km。对于单波长光纤通信系统来说,因终端设备出现电子瓶颈反应,而使光纤带宽的优势难以发挥出来,一般选取各种不同技术进行传输容量的增加,尤其在当前密集波分复用技术的应用中,极大地使光纤的传输容量得到了增加,能够让光纤的传输容量扩大几倍甚至可达到几十倍之多。从现在来看,单波长光纤通信的传输速率通常在2.5Gbps至10Gbps之间,在采用该技术可以实现的是多波长传输系统的传输速率比单波长传输系统高出数百倍之多,其巨大的带宽优势使得单模光纤成为当前电信宽带综合业务网的首推介质。 2.光纤芯径超细、重量非常轻、柔软无比、铺设简易 光纤的芯径非常细,其直径大约是0.1毫米,采用多芯光纤构成光缆的直径也相当的小,八芯光缆的直径大约为10毫米之小,而标准的同轴电缆却达到47毫米之大。如若选取光缆作为信道传输,可使减少传输系统占用大的空间,让空间得到有效的释放,使地下管道拥挤的难题得到解决,同时极大地节省了地下管道的投资成本;另外,光纤的重量非常轻,柔软性十足,其重量与电缆比较起来轻很多,光纤通信可以应用在人造卫星、宇宙飞船与飞机上面,能够有效减轻卫星、飞船与飞机等的重量,其发展意义不言而喻。 3.电磁抗干扰性能相当强 大家都通晓光纤主要是以石英制作而成的绝缘性材料,绝缘性非常好,且不易于被腐蚀。同其有关的还有一个优势是光波导对电磁干扰的免疫力,自然界中的太阳黑子活动、雷电与电离层的变化都难以对它进行干扰,甚至人为释放的电磁也不会受到其中的干扰与影响,并且还能应用在同电力导体密切组合构成一种复合光缆或者与平行铺设到高压电线。其作为非导电介质的一种,交变电磁波在其中不会产生同信号毫无相关的噪声。如此说来若将它平行铺设到高压电线与电气铁路旁,也难以受到电磁干扰的影响。 4.中继距离长、损耗相当低 石英光纤是当前光纤通信系统中使用最多的一种,该种光纤的传输损耗与任何一种传输介质的损耗相比较都显得低,所以由其构成光纤通信系统的中继距离比起其他的系统要长很多。若将来选取非石英极低损耗的光纤,从理论而言其损耗可以下降得更加低。这说明经由光纤通信系统能跨越更加大的无中继距离;而对于长途传输线路而言,因减少了中继站的数目,所以大大降低了系统成本与复杂性。在当前由石英光纤构成的光纤通信系统中,其最大中继距离有200多公里,而由极低损耗非石英光纤组成的通信系至数公里之长,这样有利于提高通信系统的可靠性与稳定性,更可降低其运作成本。 5.保密性能非常好 随着不断发展的科学技术,电通信方式的保密性存在着一定的缺陷,易于被人偷窃监听,只需在电缆或明线周边布设一个接收器,就能够获得传送的信息,而光纤通信系统却可解决反窃听这一难题,其保密性非常好。光纤通信同电通信有所不同,光纤的设计独特无比,在光纤中传输的光波基本没有跑到光纤的外面,已被局限于光纤的纤芯与包层邻近进行传输。尽管在弯曲半径十分小的地方,泄漏的可能性也非常微弱。所以泄漏到光缆之外的光基本上没有,更况且中继光缆与长途光缆通常均埋在地下,由此可知其保密性能相当不错。 三、电信光纤通信技术的发展与实际应用 光纤技术的发展有赖于通信技术的不断发展,在全新时代的背景下,人们对光纤通信需求将与日俱增中,下面简要介绍四种光纤通信技术的应用情况。 1.电信光纤到户接入技术 随着社会经济的迅速发展,人们的物质生活水准得到了大大的提高,网络信息传递的高速化已成为每个人心目中所要追求的目标,光纤到户接入技术却能使人们的这一种需求得到满足,该技术能够实现宽带波长的不断变化,也能允可同时使用多个用户,使信息传输的高速化得到了实现,让多媒体技术与高速信息传输真正走进人类社会的实际应用当中去。 2.波分复用技术 波分复用技术能够按信道光波的频率或不同波长,以光纤的广播当作信号载波,经合波器进行有效合并,通过一根光纤传输,采用分波器于接收端处把不同的光波加以分开,这样可实现复用传输。在波分复用技术应用的过程中,使光纤通信的大容量传输得到了实现,同时极大地节省了通信运作成本,使通信技术获得了一个新的制高点,并且为运营商们提供了非常大的便利。 3.光联网的实现 波分复用技术主要是以点至点为基础的通信,若在光路上也能让交叉连接得到实现的话,就能够产生光联网。光联网的发展潜力可谓前途一片光明,不但让网络得到了扩展,而且使网络透明性增加了不少,其必然将会成为全球电信网络建设的优秀项目。 4.全新一代光纤 随着不断增加的IP业务量,电信网络架构传输容量大的光纤就成了全新一代网络应用的根本。传统旧有的一模光纤在进行超高速长距离传输时,已显得有点乏力,全波光纤作为全新一代的研发已经拉开序幕,同时也是电信通信业作为开发的优秀目标。 四、结束语 自从光纤通信技术诞生以来,光传输的速率不断在以几何式增长着,而生活在地球的人们对通信容量却是无止境的追求,随着光通信技术的更新换代,必将会推动着21世纪通信业的发展,甚至会对全球经济的发展产生无比巨大的影响。 作者:林海彬 单位: 清远市电创通信设备有限公司 通信方面论文:改革创新的通信技术论文 一、现代通信技术的主要内容 现代通信技术是一种以通信为主要内容,以卫星通信、无线电通信为辅助工具的技术。实现个人服务、综合化、智能化的网络通信技术。现代的主要通信技术包含多种技术,其中包括我们最熟知的宽带数据,即宽带IP技术,数据通信与数据网。所谓通信,顾名思义就是人与人之间的直接沟通交流。无论是最开始的通过投递信箱的信件,还是后来手机中编辑的限制字数的短信,或是现在的多款交流软件,只要有信号就能实现随时随地与人联系和交流。 二、现代通信技术的特征 1、个人化 从个人角度来看,现代通信能够实现和满足任何人的“随时随地”与人交流联系,即在任何时间任何地点任何人联系,彻底实现可跨国界“零距离”的交流。用户不受限制或是低于限制,可以随意走动或挪动位置地享受通信技术给人们带来的满足感。就算是受到了某种干扰,也可以使用“反干扰”的技术进行调整,操作起来也方便快捷。 2、智能化 所谓智能化,其概念已经开始逐渐向着各行各业甚至是我们生活中看得到的各个方面渗透,甚至是一个小小的角落里也有可能隐藏着某种技术因子。我们现在使用的所有智能的集合,伴着信息技术的发展,技术的研发和创新也在不断地改革,技术含量也变得“深不可测”,对技术开发人员来说越来越复杂,要求也越来越高,那么我们现在经常提到的智能化,也就是智能化系统,随着现代通信技术的迅猛发展,信息化、数字化、网络化等正逐渐想着我们的生活靠近,越来越多的人对通信技术感兴趣,可以说,智能化引领人们走进了“智能生活”。 3、综合化 现代通信技术的综合化也叫做数字化。所谓综合就是所有与网络相关的服务的一个集合,其中的业务种类有很多,包括我们最常见的电话或电脑中的语音和视频功能;把所有的相关业务结合起来,就得到了一个综合性的集合,用某种术语解释,就是在把这些业务信息通过数字化处理之后,在全球范围内就比较容易进行大规模的生产和发展。这样一个具体的模式可以方便人们操作处理,在通信领域更加方便、快捷、有效地与达到沟通交流的目的。 三、现代通信技术的发展阶段和趋势 3.1通信发展的三个阶段纵 观通信发展,共有三个阶段。第一个阶段是语言和文字。在这个阶段上来说,是在十几年前的一个比较传统的时期,交流方式单一,操作不灵活。第二个阶段到达了电通信阶段。电通信的发展阶段在通信进程方面起到了积极地促进作用。第三个阶段是电子信息通信阶段。可以说这个阶段在通信领域中是一个质的飞跃。 3.2现代通信技术的趋势 从移动到光纤到卫星通信,无疑是一个质的飞跃,数个卫星通过信号相互连接,地球上的任意一点,都能够实现随时随地沟通交流。为了满足人们对业务的不同类型的各种需要,现代通信系统在经历了很多变革,对用户来说更加方便实用,可以通过各种渠道找寻到各种自己想要的信息,目前的信息载体的形式相对以往更加繁多复杂,想要获取某种信息要求的技术含量更高一些,对技术操控人员也有着更加专业的要求。从整体看来,各国在开发现代科技通信技术都必经的几个阶段,如综合数字网、宽带综合业务数字网等,可以向用户提供更加便捷优质的服务,其技术发展总的趋势以光纤通信为主体、以卫星通信、无线电通信为辅助,故而展望21世纪,现代通信技术的应用前景相当开阔,且在未来的大趋势中也有着新的机遇。随着通信技术的发展,更新改革的速度也会逐渐加快,如一位专家戏言“让地球上每一粒沙子都有一个IP地址”。 4结束语 从通信技术的定义、性质、趋势以及发展来看,一个快速发展的具体的模式的任务已经达成,在当前的网络构架中,不难发现,每隔一段时间就会更新发展,在未来的网络中,更新换代的速度会更快,时间会更加缩短,随着技术的发展、市场需求的变化,越来越激烈的市场竞争也将会使各个领域里的通信技术融为一体。 作者:任洪田 单位:海军南海舰队司令部 通信方面论文:4G非信令功能无线通信论文 14G时代面临的挑战 社会发展迅速,技术进步快,因此,手机的更新换代更快,手机行业已经向4G方向发展,全国手机行业对4G的研究掀起了高潮,但手机产品在性能不断得到提升的同时,也伴随着一些问题的到来。标准的升级对于收集制造商而言就是一种挑战,新产品的开发需要高素质的设计技术人员,并且对这些优秀设计人员还提出了更高的要求,以满足设计产品的需要;同时,在手机生产制造过程中,对产品的测试也是一大难题,是令制造商头痛的事情。原有的测试设备不能有效测试新标准、新协议,无法满足新产品测试的需求;研制的新产品必须具备与其他模式的兼容性,这样就会带来比以前测试更加复杂的工作,测试的项目更多,测试的时间更长,加大了投入,降低了企业效益。十年前,全球每年手机出货量约五亿部,对每部手机测试1-2个频点,共需测试7.5亿个频点,目前,预计2015年全球手机出货量可达30亿部,每部手机需测试6—9—8个频点,那么,计算得出总共的测试频点为210亿个,约是十年前的28倍。在这种情况下,传统的测试方法已不能满足新的发展需要,因此,将非信令测试方法引入到手机测试中去,能够有效减少测试时间,缩短生产周期,进而降低成本,该方式必将成为主流的手机测试方式。 2面向4G无线通信标准的非信令测试方案 面对手机制造商面临的问题,全球知名的设备制造商安捷伦科技推出了新措施,4G无线通信标准的E6607BEXT测试仪及匹配的E6617A多端口MPA面世,并在安捷伦测试测量大会上进行了相应的展示,EXT和MPA进行组合,覆盖了2G、3G、4G、BT、GPS等范围,对非信令测试进行了相关的优化,适用于智能电话、平板电脑的生产测试,提高测试吞吐量,并有效降低测试成本。E6607BEXT是一种综合性的无线通信测试仪,其中包含矢量信号分析仪、高速序列分析仪(可与测试模式同时进行,达到单次采集多次测量的目的)、矢量信号发生器及多制式硬件,它具有高达3.8GHz的全窝频段范围,并能够有效支持最新芯片组中应用的快速序列测试模式,因此,其功能非常强大。E6607BEXT是一种测试设备,E6607B支持WCDMA、EDGE、TD-SCDMA、CDMA2000及LTE-FDD等协议;E6607BEXT也可对音视频广播标准测试,像FM、CMMB/DTMB、ATSC、ISDB-T等,可以进行广泛的应用。在最初购买仪器的时候,可一同将测量应用软件购买,在购买仪器后,也可进行添加,对于其中的设备硬件则不需要进行修改,这样也便于手机制造商从自身实际出发,结合生产需求合理配置与投资,进而有效降低设备总拥有成本。 为了提高测试效率,还推出了E6607BEXT配套的多端口适配器E6617A,该适配器具有同时接收机、GPS及顺序发射机测试,可实现一次性测试四个双天线设备,极大地缩短了测试时间,效率提高了约60%。例如:一台设备测试用17.4s,同时测试两台,平均每个测试时间降低10.9s,若同时测试四台设备,每台平均测试时间为7.5s,大大地减少了测试的时间,提高了工作效率;E6617A利用八个蜂窝端口和四个GPS端口的即插即用连通性实现上述功能,在初期的测试阶段,将E6607B和E6617A进行组合,就能达到提升测量吞吐量的目的。EXT可能根据工作需要安装相应测试软件,在E6607B中,安装有TD-SCDMA、LTETDD、模拟解调附件,为了实现不同的测试功能,可以自由搭配不相应的软件模块,因为其较好的灵活笥,可以满足不同的测试需要。同时,EXT通过提供软件工具,一方面简化了批量生产和测试开发的速度,另一方面通过创建非令下行链路信号,达到配合EXT使用的目的。Chipset软件提供相应的编程接口和图形用户界面,方便达到支持设备校准、验证、控制等功能。SequenceStudio软件为工程师提供测试计划的和开展故障诊断等工作。 3结语 随着4G通信时代的到来,给手机制造商的产品测试带来了一定的挑战,运用原有的测试设备无法进行产品测试,制约了手机制造业的发展。因此,本文针对这些问题对面向4G无线通信标准的非信令测试进行了探究,分析了该测试方案的可行性,E6607BEXT及E6617A的出现,极大地提高了测试效率,有效地降低了测试成本。 作者:郑中伟 单位:中国联合网络通信有限公司武汉市分公司 通信方面论文:提升通讯效率的无线通信论文 1.网络编码概述 相关文献指出,网络编码技术是将接收到的信息在转发节点进行重新编码,生成新的信息之后再转发出去,而相关信息接收点在已知译码算法的情况下对接收到的信息进行分析,很快得出经过编码后的信息内容。网络编码技术将来自多个信号源的信息在中间节点进行网络编码的方法明显区别于传统的将接收到的信息进行原封不动的储存和转发,不同点主要体现在其吞吐量的大小上。经过网络编码技术处理后的信息吞吐量明显多于传统的信息吞吐量,这样可以大大节省网络资源。网络编码主要在于解决如何将单源或多源到单点或多点的极限问题,尽可能的充分运用网络资源,产生最大的信息吞吐量。网络编码主要作用于中继节点,可以通过对中继节点信号的处理方法对网络编码进行分类,主要的两种物理层的网络编码类型为:模拟的网络编码和数字的网络编码。模拟的网络编码根据放大转发型的中继节点而来,源节点的信息互相交会在两个时隙中完成,在两个源节点消除干扰后,通过译码进行调节,最后得到想要的数据。数字的网络编码根据解码转发型的中继节点而来,源节点的信息互相交会在三个时隙内完成,两个源节点在接到信息后,先消除自干扰,最后进行译码调解后得到想要的数据。 2.网络编码在无线通信系统中的应用 (1)网络编码应用于无线自组织网络 用物理层和网络层来平衡供需是无线自组织网络中的重要战略,主要是利用网络的编码技术对路由算法进行优化,从而增加无线自组织网络的吞吐量。网络编码技术的运用增加了无线通信网络的成本,并使得无线通信更加复杂,因此良好的传输方案是提高网络信息吞吐量和降低无线通信技术复杂性的重要因素。根据相关文献,该作者将通信的链路分类为信宿节点链路和中间节点。由于中间节点经常接收来自各个信息源的信息,采用网络编码技术,增加信息的吞吐量,节约网络资源。信宿节点处在通信过程的末端,只需要采用传统的路由策略,降低无线通信技术的复杂性,节省网络成本。 (2)网络编码应用于无线传感网络 将网络编码用于无线传感网络中,通过将通信节点资源结合起来,能够加强通信网络的安全性。传感器的网络主要包含的是数据,通信节点通常能够接受到很多不同的信号,这样便可以采用网络编码技术。网络编码技术在无线传感网络中主要是在中继节点选择独立的编码系数,对接收到的信息进行相关的计算,再将运算之后的结果传播出来。在信宿节点上,主要是在知道编码节点在线性编码时使用的编码的系数之后,对需要的信息进行解码,得出想要的数据。 (3)网络编码应用于认知性无线网络 在认知性无线网络中,主要需要注意的问题在于解决主要用户和次要用户的无线通信网络资源的共享问题。其要求是,在无线通信的过程中,必须要保证在不影响主要用户的无线网络通信性能的前提下,为次要用户提供最好的通信性能。因此,在认知性的无线网络中,各节点必须进行充分的合作,合理整合信息从而充分提高通信性能,提高通信效率。网络编码技术恰好能够用于协调编码,在认知性无线网络中,不仅可以增加信息的吞吐量,节约网络资源,又可以避免干扰主要用户的通信质量,对认知无线网络的发展具有重要作用。 3.结语 网络编码技术能够将网络中间节点接收到的各类信息进行编码之后再转发出去,这种编码的方式与传统的单纯的存储和转发的传送信息的方式相比,大大提高了无线通信中的信息传播量,从而节省了网络资源并提高了传送效率。本文对网络编码技术进行了简要概述,在了解了网络编码技术的基本工作流程后,分析了网络编码技术在无线通信系统中的应用,具体分析了无线通信系统中的无线自组织网络、无线传感网络和认知性无线网络中对于网络编码技术的应用,并讨论了其产生的积极作用。网络编码技术在通信系统中的应用能够大力增加无线网络的信息流通量,对无线通信系统的发展具有重大作用。 作者:魏海礁单位:92330部队 通信方面论文:全覆盖算法无线通信论文 1机器人本体设计 1.1WCR工作环境 所设计的WCR的主要功能是在无任何支架的情况下携带无损检测工具对油罐进行检测。这种立式油罐主要是石油公司对其进行储油,所以一般都设计半径为5米~10米,高度为15米~25米的圆柱体,材料为钢制,为此本人选用永磁式吸附方式。基于以上油罐相关数据,完成一个如此容量大的整体油罐需要采用钢板进行焊接,势必会存在焊缝,这些焊缝的突起有10mm左右,这将经常导致故障发生,所以WCR在行进时必须能够翻越这个障碍。 1.2WCR工作指标 1)WCR除了克服自身重量吸附在油罐表明外,还需要克服携带的无损检测工具,一般不低于25kg。2)为了使WCR能够在规定时间内很好地完成无损检测工作,需要使其行走速度控制在5米~10米,并能够翻越10mm障碍。3)为了方便地面系统进行控制,采用无线远程遥控,控制半径不低于50米。基于以上要求,WCR需要最终完成复合式任务,比如对油罐厚度进行探测,对那些破损需要修复的表面进行喷砂和喷漆处理。 1.3WCR机械结构设计 基于以上几个方面要求,本WCR选择了4轮驱动的非接触永磁轮式结构。该机器人结构如图1所示,整个机器人本体长约410mm、宽约250mm、高约90mm。本体由车体框架结构、4轮及非接触吸附单元组成;4个直流伺服电机分别驱动爬壁机器人的4个轮子,为使能够翻越障碍,加入了减震机构增加其越障能力。为使WCR转向不会对罐壁喷漆造成损坏,特为每个轮子分别套有特制的耐磨防滑橡胶胶套,这种方式能够提供更稳定的吸附能力。 2控制系统 2.1硬件系统 WCR硬件系统采用二级多层次进行控制。上位机采用基于Web的计算机系统,下位机主要是采用嵌入式计算机系统,二者通过无线进行通讯。具体包括嵌入式计算机系统、视觉系统、电机驱动系统、通信系统、传感系统和供电系统。 2.1.1嵌入式计算机系统 嵌入式计算机系统是下位机优秀,负责协调各个子系统工作,并产生控制命令。它主要包括嵌入式控制器、A/D转换器、D/A转换器、数字量输入输出通道、闪存、无线局域网卡以及无线LAN卡,如图所示。我们选用的是美国RTD嵌入式系统公司的PC/104+嵌入式计算机模块,这种模块体积小、可以支持堆栈式连接、功耗小(一般4mA总线驱动即可使模块正常工作)、可以在强烈振动的恶劣的环境下工作。此款嵌入式计算机模块的工作频率在733MHz,工作频率可以满足WCR数据处理的速度。使用无线LAN控制卡可以完成WCR与地面系统进行Internet连接,这样就可以使用WEB接口对WCR进行远程控制,方便用户管理与监控。 2.1.2传感系统 为了完成对油罐的无损检测任务,为WCR配备了一套传感系统,用来检测各种数据。这些数据都可以通过无线传输系统在地面系统进行监控与记录。配备的传感器有:光学编码器、CCD摄像头、无损检测传感器、重力传感器、加速度传感器等。光学编码器主要是用来测量伺服电机的位置和速度,并反馈给伺服电机;CCD摄像头能够对油罐表面的焊缝进行视频提取,进而可以利用地面系统进行判别。无损检测传感器能够探测出油罐表明的故障。重力和加速度传感器二者进行信息融合对WCR的方位信息作出决策,以便帮助工作人员更好地了解WCR当前的状况,防止发生意外状况以及为以后检测任务提供相关依据。 2.1.3分层级控制策略 到目前为止,机器人控制结构主要分为两种方案:任务执行行为模块、功能模块。在具体应用中主要是采用混合式和分层级控制结构。为了使WCR能够简单有效地工作,本设计采用了分层级控制结构思想,这种控制思想和互联网七层协议有类似之处,传感器采集的信号从底层一级级往上传递,最终达到决策层,决策层接受到信号后按照预先设置好的控制策略发出控制命令,经一级级往下传递最终到达非常勤奋的最底层——执行器,进而带动机器人进行运动,比如在进行转向过程中,最终是由电机带动机械结构进行运动。本设计分成四层控制结构,由下至上分别是:物理层:位于控制结构最底层,完成相关信息的采集和对来自控制层命令的最终执行。在本设计中,主要包括电机、光电编码器、加速度传感器、无损检测传感器、CCD摄像头、执行器等以及无线局域网卡。它们各自完成自己的任务,相互不发生干扰。控制层:本层位于物理层上一级,直接对物理层进行控制和接受来自物理层的反馈信息。主要为电机的位置、力、速度控制提供反馈控制回路,构成电机的三环控制。同时接受来自无损检测传感器和CCD摄像头提供的信息,并且完成对整个系统的无线通信控制。任务层:本层主要是决策出对WCR本体下达各种执行任务,最终此任务到达物理层进行对任务的执行。具体包括对WCR的导航和路径规划、焊缝跟踪以及无损检测等任务。项目层:由用户提出各种具体检测任务,具体包括油罐检测、喷砂喷漆、焊缝跟踪、无线通信任务。 2.1.4基于WEB远程控制 WCR本体与地面系统通过10Mbps无线局域网方式进行相互通信,为此机器人可以很方便地通过Internet网得到用户的控制,进而节省通信线路。而且可以使许多人(如一些某些专家、操作者以及相关工作人员)同时在线查阅检测数据,不必像传统通信方式那样要想查阅数据必须得分别与WCR本体进行通信。通过Internet网不仅可以使上下位系统进行远程通信,同时用户之间也可以通过Internet进行信息共享与互访。 3油罐表面全覆盖算法 3.1方案设计 为了对整个油罐表面进行覆盖,并且能成功避开障碍物,规划WCR进行油罐表面检测。为此设计出一种适合油罐实际情况的油罐表面全覆盖算法,为了更好仿真出WCR在油罐表面的行走路线,为此将圆柱形油罐表面进行展开成平面式进行仿真。在此平面内WCR按照预先设计好的算法进行路径规划。将整个平面分成统一单元网格,每个网格表示传感器的大小。如果单元格与传感器重叠,那么表示此单元格认为被覆盖掉。此规划算法不同于现有的拓扑和利用建立模型式的距离变换方式的路径规划,较之那两种算法本算法简单实用,易于移植到各种机器人处理器中,且能够以较高速率和效率完成对整个油罐表面的行走规划。 3.2仿真结果 为了使规划算法程序和微控制器直接进行兼容,传统基于MATLAB仿真不能展示重复路径,为此利用MicrosoftVisualStudio软件对算法进行仿真。为了能够更好地模仿地面真实油罐的表面情况,对油罐中的旋转梯按照障碍物来处理,且通过产生路径来检验算法的性能。 4结束语 设计了一种4轮驱动的非接触永磁轮式结构油罐检测爬壁机器人,机器人本体控制部分采用二级结构,并根据实际工作要求采用了分层级控制策略,使机器人能够可靠地执行检测任务并实时反馈信息,躲避并有效地实施油罐表面检测。其中主要设计了WCR的油罐表面全覆盖算法,通过仿真和现场试验能够达到预期效果。在后续工作中,需要对路径规划算法继续优化,以提高WCR的行进速度,提高检测效率,并考虑采用无线RSSI定位算法对油罐具体损伤进行定位。 作者:季晓明 文怀海 单位:江苏安全技术职业学院 大连理工大学机械工程学院 通信方面论文:通信发展工业设计论文 一、工业设计概述 工业设计是现代社会新发展起来的一门学科,它是随着社会的发展和人类文明的进步逐渐发展而成立的学科,是现代社会对美学追求的表现。抛开过去人们对产品质量的关注,工业设计在如今社会上更是成为占据市场的关键因素,它在现有的物质条件下创造出更能满足市场要求的产品,把产品的物质需求和外观要求进行完美的结合,给消费者带来良好的体验以适应市场的需要。工业设计是社会进步的重要体现。在1980年巴黎年会上国际工业设计协会联合会(ICSID)把工业设计定义为:“就批量生产的工业产品而言,凭借训练、技术知识、经验及视觉感受而赋予材料、结构、形态、色彩、表面加工及装饰以新的品质和资格,叫做工业设计。”产品的设计目的决定着工业设计的原则,产品的设计是为了满足消费者的需求,迎合市场的需要,工业设计的原则也就是实用、美观、创新性和经济性,做到质量和美学的良好结合为原则。在工业设计的过程中,人机工程学的应用也占据着重要的地位。“人机工程学是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的因素;研究人、机器及环境的相互作用;研究在工作中、家庭生活中和休闲时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科。”人机工程学主要研究两个方面的内容:人机系统和人机界面。主要是良好的处理人、机器和环境之间的关系,为解决产品的可操作性服务。 二、国内外工业设计的现状 工业设计是随着政治、经济、文化和科学技术水平的发展而发展的,工艺的进步和新材料的开发是工业设计的基础,同时受艺术风格和大众的审美指引发展方向。工业设计为社会带来了不可估量的社会效益和经济效益,受到各行各业的重视,然而工业设计在国内外的发展状况各不相同。在国外,工业设计被有些国家强制推行并具有法律的制约,对于企业来说,他们积极利用工业设计带来的良好商机来增强竞争力,积极地进行产品的开发和设计,苹果公司在世界的影响力便是一个典型的例子。工业设计在世界上已经是各国加强竞争力的一个有效途径和平台。在国内,工业设计正在随着经济的发展而迅速的崛起,政府相当支持设计机构模式,专业的工业设计公司也在全国各地迅速发展,“中国制造”也在向“中国创造”一步步地迈进,我国的工业在国际市场中的竞争力也大步提高。 三、通信产品设计的现状 随着社会的发展和科技的进步,通信产品设计周期在大大的缩短,设备的操作性和功能越来越丰富,然而产品的外观设计却跟不上产品功能的步伐,设计单调而缺乏创新;厂家之间为了寻找捷径相互借鉴抄袭同类产品的外观和形式,国内的产品同质化现象愈发严重。相对于国内工业设计的发展,国外的产品外观和质量同步发展,在保证外形简洁新颖的同时还不断在材料上研发和创新,充分考虑人机工程学给消费者带来良好的操作体验,工业设计达到了很高的水平。于是越来越多国内的设计厂家纷纷开始抄袭国外产品的设计,导致中国的“山寨”产品日益增多。我国的工业设计的发展步伐便相对落后,工业设计的研究与发展也就迫在眉睫了。 四、工业设计在通信产品设计中的应用 现如今国内的通信产品的设计压力越来越大,企业大多以生存为目的,多数在仿制国外的产品。而要想设计出能够占有大的市场份额并且收到良好的社会效果的产品,要通过充分而深入的市场调研、设计定位、创意构思、设计效果图、模型制作等过程,每一个步骤都要进行详细的分析和实施。还要将原本的工程结构设计转化为工业设计,使设计充分的结合艺术元素和大众的审美,把产品的质量和外观统一起来,并充分考虑人机工程学、美学、设计心理学等设计因素,还需要充分了解符号语言、价值概念和市场营销的理论知识,最终才能得出一个完整的产品设计。在充满竞争力的通讯产品市场,企业需要改变“通信产品设计只需要在工程技术上寻求突破”的旧观念,要在产品的设计上寻求突破,将产品的内在技术和外观设计相结合,以用户需求为出发点,为用户而进行设计,只有摒弃旧观念,不断接触新的设计理念,才能设计出能够在消费市场占据一席之地的通信产品。 五、优秀产品分析 目前通信领域产生了好多优秀的产品,如苹果公司的通信设备。苹果手机的设计可以说是将米斯.凡德罗提倡“Lessismore(少即是多)”的观念充分运用,无论是iPhone、iPod还是iMac,在苹果的产品上看不到一个多余的按键,简单至极。苹果产品设计合理到位,从产品的选材,设备圆角的弧度,边缘的手感,精妙的icon设计,到看不见的底层效率、甚至包括灯光亮度颜色不那么重要的小角色都经过高标准和严谨的设计,力求每一个细节都能保持水准,并与整体协调。从线以及形状上可以说是现代主义设计,比如正四边形,比例控制良好的矩形,在此基础上引入圆角,引领了时代的风尚。苹果手机的设计外观简洁,功能强大,它不是在形式追随功能亦或是功能追求形式上面权衡,而是在二者之中取得了一个平衡点,使二者都能满足消费者的需求。苹果的设计并不局限于产品外观,它的每一个环节都为消费者的体验精心打造的,任何环节都不让顾客感到迷茫或失望,用户拿到产品后,不需要看说明书便知该如何使用,无论是小孩或老人,都可以在苹果手机上找到属于他们的使用方式,用起来得心应手。在此基础上,它每一次的推陈出新,对旧版本功能的改进,都为用户准备了超出预期的惊喜。消费者了解产品的存在,去购买商品,并在生活中使用,苹果手机是以“为用户进行设计”为目的来推出每一件新产品。正因如此,它才得以在全球畅销,深受用户喜爱。 六、结语 目前产品向多样化发展,企业要在竞争中产生优越性就要充分投入在产品设计之中,把消费者放在第一位,站在消费者的角度,为其进行设计,并设计出具有自己特色的产品,给消费者一种产品强烈的品牌识别性,使产品在消费者心中留下深深的印象,这样才能在消费市场占据一席之地。 作者:严灿璨 单位:武汉理工大学 通信方面论文:通信工程建设论文 1通信工程建设质量的影响因素 1.1人员的素质 作为社会生产活动的主体,人类同时也是项目施工的实际决策者、参与者以及建设者,他们参与到整个项目建设筹划的全过程中,在实施建设当中所展现出来的人文素养、职业操守、管理决策、技术水平等品质,或多或少都会影响到通信项目的筹划设计、方案的执行以及施工质量等方面,进而对整个通信工程产生影响。因此,作为通信工程建设祖逖,建设工作者的行为准则直接影响到通信工程的安全与质量。所以,为了确保工程能够顺利竣工,首先就需要考察员工的施工行为与防范意识,能够做到以人为本,再配合上安全培训讲解,从内部开展管理,确保通信工程施工质量。 1.2设备、材料的质量 通信工程施工过程中所使用的材料与设备的质量对整个工程质量产生了直接影响,同样,也是通信工程质量保障的基石,也间接地控制了工程质量水平。所以,强化材料与设备的的控制与监管才有利于施工质量的提升,同时也可以降低成本投入,确保通信工程质量满足设计要求。 1.3工艺方法 在通信工程实施时,讲求了一定的科学技术与方法,我们将其称之为工艺方法。为了保障通信工程施工质量,在施工时就需要根据相应的工艺方法,考虑到通信工程建设领域所使用的材料、设备与技术随时都在发生变化,所以,相应的建设工艺也出现了变化,才能够适应这种新的发展。对于通信工程的实施而言,工艺方法非常重要,主要是因为它关系到通信工程的实施计划以及所需要满足的质量要求,同时也是整个通信工程建设的优秀所在。 2通信工程建设项目的质量管理措施 2.1勘察设计阶段 对于通信工程项目的勘察设计,需要满足单位的建设需求,通过对所面对的用户的分布范围、规模以及业务的需求来科学的分析与评估工程具体所需要的技术要求以及资金等内容,然后再根据实际的勘察结果制定出通信工程的设计方案。由于整个通信工程的实施,建设初期阶段的勘察设计阶段很重要,会直接影响到整体工程质量,因此,就需要严格的控制。一旦勘察时候不够严谨,或者是由于某一些因素影响到勘察结果,使其偏离了实际,这样的勘察设计就会存在合理性方面的问题,甚至会对之后的工程实施产生致命的影响。为了确保通信工程的质量安全,针对工程中需要涉及到的各项质量指标根据相应的文件来明确列出来。在制定质量指标的时候需要考虑到:在设计质量指标上,应该尽可能在满足通信工程功能要求之上,考虑到工程建设的资本投入,但是由于实际情况会影响到通信工程的建设,因此,在最终性能方面还是可能出现一定的差异;质量指标的制定需要根据前期的项目勘察结果而定,而勘察设计所获取的结果离不开国家的规范标准,并且还需要考虑到项目业务拓展以及未来发展的需求,才能够进行综合考量。 2.2事中控制材料质量、提高施工工艺 在通信工程的建设事中控制上,就应该确保材料的质量,因此,就需要从采购阶段开始,检测材料的各项指标,确保材料性能能够满足设计要求。虽然在出厂时,就会关注材料参数,但是采购中,还需要做好参数的实际测试,做到对材料质量的最大限度控制。考虑到通信工程的特殊性,很多材料的性能会受到环境的影响,所以在实际施工处,需要再次测试施工现场材料,必要时,还需要进行多组的实验,确定在当前的环境之下,最佳的材料使用方法,只有如此,才能确保材料质量。另外,施工工艺的科学性和先进性,也可以确保材料得到最大限度利用。因此,在通信工程的相关设备与施工工艺的使用与选择,还需要将其作为质量控制的主要内容,监管人员就应该站在工程的整体角度上,控制好施工工艺的选择,一般来说,在设计施工工艺方案时,就已经确定了,但是在实际的施工中,由于环境等因素的影响,必定会出现一些与原本设计有出入的地方。这时,就需要质量监管人员严格控制修改后的施工,只有如此控制好材料设备以及施工工艺,才能够确保通信工程整体质量不会受到任何影响。 2.3事后控制 事后控制也就是施工竣工阶段,对通信工程质量加以控制。项目经理应该将各项通信工程验收资料准备好,开展自检与验收工作,根据相应的质量评定标准进行,将工程项目的质量评定工作完成,并且等待小组审查后,移交维护使用单位。 3结语 一般而言,很多施工都将控制重点放在施工环节,但是却忽略了前期准备和后期的质量管理。通信工程属于一项系统而又复杂的工程,把握通信工程建设前中后的质量,才能够确保每一项工程都在有序的环境下进行,才能够提升整体质量,确保通信工程顺利、健康地发展下去。 作者:杨红霞 单位:中国石油天然气管道通信电力工程总公司 通信方面论文:通信建设工程监理论文 一、通信建设工程监理目标 通信建设工程监理目标控制主要是指施工质量监理控制、施工进度监理控制和投资监理控制[1],这是通信建设工程监理最主要的三个目标。这三个监理控制目标之间相互联系又相互独立,相互影响又相互制约,施工进度会影响通信建设工程的投资成本和施工质量,投资成本又直接影响工程的施工质量,因此通信建设工程监理目标控制与应用,必须正确处理这三者之间的关系。通信建设工程监理主要由项目监理单位或者相关监理部门根据通信建设工程的特点,编制工程监理计划,同时结合通信建设工程工程的施工方案、设计方案等内容,确定科学合理的监理目标和监理方案。在选择通信建设工程监理工程师时,要尽量选择经验丰富、资质较高的监理工程师。另外,将通信建设工程监理目标落实在通信建设工程的规划设计、招投标、采购、施工建设和竣工验收的各个阶段,根据通信建设工程施工的实际情况,细化监理目标控制方法,合理规划通信建设工程的监理方案,加强通信建设工程管理和监督。 二、通信建设工程监理目标控制和应用策略 2.1质量控制 通信建设工程质量控制要严格落实到施工建设的各个阶段,在设计阶段,施工单位要组织监理工程师和相关技术人员科学论证施工设计方案,根据通信建设工程施工现场的实际情况,严格审核施工图纸。在工程的施工建设阶段,进一步优化和完善施工工艺和施工工序,按照通信建设工程的施工要求,采购高质量的、高精度的施工设备,同时合理配置施工材料配比,加强通信建设工程全过程中的施工质量管理,保障通信建设工程施工质量。另外,通信建设工程施工单位要构建完善的质量验收目标和质量管理措施,规范通信建设工程的施工流程,严格把关建筑通信工程质量。 2.2进度控制 通信建设工程的进度控制要结合通信建设工程施工现场的实际情况,制定科学合理的施工进度计划,并且将施工进度计划严格落实在通信建设工程的各个施工环节。如果在施工过程中通信建设工程需要变更施工设计,必须按照严格的工程设计变更流程和手续,科学评估和高度重视所有可能影响通信建设工程施工进度的所有因素,严禁随便变更通信建设工程的施工设计[2]。对于需要变更的施工设计,必须组织监理人员和专业技术人员对施工变更设计进行经济上和技术上的论证,分析通信建设工程施工变更的原因,积极采取有效措施,在保障通信建设工程施工质量的基础上,灵活调整施工进度计划,严格控制通信建设工程施工进度,实现通信建设工程监理目标。 2.3投资控制 当前,很多通信建设工程施工单位一味追求质量控制和进度控制,导致整个通信建设工程成本造价严重超标,因此必须严格控制通信建设工程的投资监理目标,将工程投资控制在工程预算范围内,预算和决算正常浮动。为了更好地实现通信建设工程监理投资控制目标,要深入分析影响通信建设工程造价的所有因素,严格控制外包费、人工费和材料费[3],对于一些大型的通信建设工程,要按照工程投招标制度,尽量降低工程的施工造价预算,同时健全通信建设工程的贷款审查机制和工程投资变更机制,全面监控各个阶段的工程费用支出。 三、结束语 通信建设工程监理目标控制与应用是一项复杂的系统工作,要正确处理成本造价、施工进度和施工质量之间的关系,结合通信建设工程的特点,做好通信建设工程各个施工阶段和施工环节的监理目标控制和应用。 作者:孙政 单位:山东港通工程管理咨询有限公司 通信方面论文:全集成式无线通信论文 1全集成式多应用无线通信网络 1.1霍尼韦尔公司产品 1.1.1新开发的现场无线通信网络设备 该公司新开发的现场无线通信网络称为“带Cisco节点的OneWireless工业无线架构”,其中新采用的现场无线通信网络设备有CiscoWLAN控制器、CiscoAironet1552SOutdoorAP节点设备。OneWireless无线通信网络采用了支持标准的Cisco公司组态和拓扑结构统一的无线网络技术,包括使用冗余交换机、冗余的无线局域网控制器以及多重网络接入点MAP(mashaccesspoint)和根接入点RAP(rootaccesspoint),建立一个强大的和高可用性的网络。 1.1.2系统组成 该公司新开发的现场无线通信网络设备组成如图1所示。CiscoAironet1552SOutdoorAP节点设备和原有系统作为网关使用的多功能节点的功能完全一样,可以与ISA100.11a无线现场设备网络连接,作为无线现场设备的接入点;也可以与IEEE802.11a/b/g/nWiFi设备网络连接,作为无线WiFi设备的接入点;还可以用作IEEE的802.11a/n(Mesh网状)无线主干网络连接,实现多个接入点之间的相互无线通信,构建自组织、自愈合的无线主干网络。不同之处在于,该节点设备还支持802.11n,最大带宽可达300Mbit/s,所以速度更快,而多功能节点最大带宽只有54Mbit/s。该设备内嵌CiscosCleanAir技术,能够优化智能无线网络的通信,降低无线信号干扰,提高通信空间的无线通信质量,明显改善无线网络的通信性能,方便用户的使用。CiscoAironet1552SOutdoorAP节点设备共有5根天线。上面3根天线是主干网络和WiFi移动天线;下面2根是ISA100.11a无线仪表天线,可以同无线仪表通信,而且采用了Duocast技术,可实现同时接收数据,通信速度比1根天线时提高1倍,通信距离延长约67%。CiscoWLAN控制器用于管理CiscoAironet1552SOutdoorAP节点设备,可以降低网络设计和运行的维护成本。图1中,多台CiscoAironet1552SOutdoorAP节点设备作为网络接入点设备,接入支持ISA100.11a无线现场仪表和支持IEEE802.11a/b/g/nWiFi的无线设备(包括:图1中所示的移动工作站、无线振动变送器、摄像机、手持设备、无线携带式气体探测器等),多台CiscoAironet1552SOutdoorAP节点设备之间又可通过高带宽的IEEE802.11a/n无线Mesh回传网络通信。其中的1台CiscoAironet1552SOutdoorAP节点设备作为根接入点通过IEEE802.3有线以太网连接到CiscoWLAN控制器,CiscoWLAN控制器负责系统内的无线局域网功能,如安全策略、入侵防御、RF管理、服务质量(QoS)和流动性。无线设备管理器WDM可以支持集成ISA100.11a主干网和ISA100.11a现场设备的CiscoAironet1552SOutdoorAP节点设备,它具有无线现场网络的网关、系统管理器、安全管理器的功能。无线设备管理器WDM的无线现场网络容量为40台CiscoAironet1552SOutdoorAP节点或FDAP现场设备接入点、100台无线现场设备。 1.1.3与主机系统集成 基于R210版本的OneWireless和R400版本的ExperionTMPKS的无线网络与主机系统集成如图2所示,ExperionC300控制器通过WDM获取现场无线仪表的过程数据,C300和WDM的通信协议为ModbusTCP,在C300中把WDM组态为Modbusslave即可,或组态成C300和WDM的CDA内嵌式通信,ExperionPKS控制模块可以集成无线仪表的过程数据和报警信息,支持实时监视和控制,实现历史数据存储,这是在ExperionDCS的控制层L2实现的。在DCS中创建“WirelessDMZ”(无线隔离区),而现场移动操作终端、无线巡检手持设备、可燃气体监测、即时定位、视频信号和其他WiFi802.11a/b/g设备可通过无线主干网络与ExperionDCS的控制层L3路由器连接。控制层L2是监控层,而控制层L3是先进控制和先进应用层。 2艾默生过程管理公司产品 2.1新开发的现场无线系统设备 从DeltaV11版开始,提供了DeltaVS系列无线I/O卡(WirelessI/OCard)和781远程链路(WirelessFieldLink)组成的全冗余WirelessHART解决方案。在新的架构方案中,还可以看到采用CiscoAP节点设备作为主干网络节点,按其在网络中的功能也分为MAP和RAP。 2.2系统组成 上述新的结构将现有的1420无线网关的功能分为两个部件:无线I/O卡和781远程链路,无线I/O卡有2个EthernetI/O口实现与控制系统DeltaV局域网的有线连接,由远程链路实现与WirelessHART无线现场网络连接,这两者之间采用4根导线连接,最远距离达到200m。其中一对导线为无线I/O卡电源线,另一对导线为远程链路的通信线。虽然无线I/O卡可以安装在1级2区危险的环境中,但一般安装在控制室内,远程链路则远离控制室,可安装在防爆等级更高的危险的环境中,如1级1区。DeltaVS系列可接入最多120个无线I/O卡和781远程链路,每对冗余的781远程链路可接入最多100台无线变送器。采用接入点的方式时,某应用于油井的工业无线系统设备组成如图3所示。MAP安装在WirelessHART原有网关附近,以有线以太网方式与网关连接,采集该井口区域无线现场设备的信息;多个MAP又以WiFi无线方式将多个井口的无线现场设备的信息传送到RAP,然后与控制系统以ModbusTCP/IP,OPC等方式连接。 2.3与DeltaV主机系统集成 从DeltaV11版开始,提供了DeltaVS系列无线I/O卡和781远程链路组成的完全冗余的WirelessHART解决方案,如图4所示,可与所有的DeltaV和AMS的应用实现本地集成。无线I/O卡直接挂在控制网络上,本身就是控制器的一个节点,DeltaV提供的组态工具也完全支持无线I/O卡和无线仪表的组态、设备监视等功能,系统还可以自动识别无线I/O卡和无线设备,可方便快捷地进行安装和调试。新的DeltaV架构以冗余远程链路的形式实现全冗余无线网络,全冗余包括DeltaV通信网络、24V(DC)电源、无线I/O卡远程链路以及自适应Mesh网络本身的多条通信路径。 3横河电机公司产品 3.1新开发的现场无线通信网络设备 该公司早期开发的现场无线系统设备包括YFGW710无线现场集成网关和无线现场设备,YFGW710提供网关功能和系统管理器的功能,并直接连接无线现场设备。新开发的现场无线设备有YFGW410现场无线管理站、YFGW510现场无线接入点、YFGW610现场无线介质转换器。YFGW410具有ISA100.11a无线网络管理功能(即系统管理器和安全管理器的功能)和网关功能;YFGW510现场无线接入点为主干路由器,除可接入现场无线设备外,还可提供IEEE802.11a/b/g(无线局域网)及100BASE-TX和100BASE-FX有线连接;现场无线介质转换器YFGW610在YFGW410和YFGW510之间主干通信的连接接口作连接转换,4端口介质转换器YFGW610安装在YFGW410和YFGW510之间,将YFGW410下层的金属网络连接(100BASE-TX)的接口转换成与远程YFGW510的光纤网络接口连接(100BASE-FX)。 3.2系统组成 新开发的全集成式多应用无线通信网络设备组成如图5所示。其中,现场无线子网A由YFGW510的现场无线接入点接入子网内现场无线设备的数据,再通过光纤通信传至YFGW610现场无线介质转换器,转换成YFGW410现场无线管理站可接收的下层金属网络连接信号(100BASE-TX);现场无线子网B由YFGW510的现场无线接入点接入子网内现场无线设备的数据,再通过100BASE-TX直接接入YFGW410现场无线管理站;现场无线子网C由YFGW510的现场无线接入点接入子网内现场无线设备的数据后,再通过无线LAN传到无线LAN接入点,然后与YFGW410现场无线管理站连接。当然,也可通过早期的YFGW710无线现场集成网关以Modbus/TCP的方式接入主机系统。在信息网络层次,设有现场无线OPC服务器、现场无线管理器、NTP服务器,现场无线OPC服务器的软件,提供一个基于OPC基金会规格创建的接口。该服务器软件通过OPC接口与带现场无线管理站或现场无线集成网关系统的主机连接。现场无线管理器用来执行现场无线网络的设置和管理。NTP服务器是网络时间协议服务器,用于现场无线系统进行精确的时间管理,现场无线系统要求NTP服务器与现场无线管理站或现场无线集成网关相连以共享NTP服务器。1对YFGW410现场无线管理站通过同步电缆彼此连接,对主机系统和YFGW510的现场无线接入点提供冗余的无线网络管理和网关功能。在图5所示的每一个现场无线子网中,可安装1个或多个YFGW510现场无线接入点,可连接多达100台现场无线设备。1对YFGW410现场无线管理站可以连接多达20个现场无线子网以及500多台现场无线设备。 3.3与主机系统集成 无线系统可与横河电机目前主要的CENTUMVPDCS连接,即可在CENTUMVP操作和监视屏幕上显示现场设备的测量数据。无线系统与CENTUMVP连接有两种方式:在FCS现场控制站通过子系统以太网通信模块通信(见图6)和通过通用子系统网关(GSGW)通信。在FCS现场控制站通过子系统以太网通信模块(ALE111)通信,要求CENTUMVP为R4版本。菲尼克斯公司产品该公司的WLAN接入点可与多台RAD无线网关组成回传网络,这些设备都集成了802.11b/gWLAN收发器,通过WiFi将采集的所有信息传送到WLAN接入点,然后以标准的Ethernet接口与主机系统相连,如图7所示。 4结束语 随着流程行业无线通信技术的迅猛发展,无线网关加无线现场设备的简单架构的无线网络已经发展到全集成式多应用无线通信网络。使得仅支持无线变送器应用扩展到支持移动工作站、无线巡检、人员安全系统、工厂安全系统、视频监控的应用,提高了无线通信速率,扩大了应用规模,并提供了覆盖从主机系统到现场无线网络的全面冗余配置。 作者:方原柏 单位:昆明有色冶金设计研究院 通信方面论文:传输协议无线通信论文 1、移动娱乐 移动电话不仅是沟通的电话,现在还成功的发展成了游戏机的作用,不仅可以上网打游戏听歌,还可以看电影团购等等。NFC技术可以将不同使用者的需求通过网络传输经过辨认后,迅速转换成使用者想要的资讯。使用者可以随时在网上观看心仪的图片,欣赏喜欢的歌曲,观看想看的电影,也可以对这些信息通过NFC技术下载到自己的手机上。 2、商务旅游 NFC技术为广大使用者解决了很多以前不能在路上解决的问题,例如,着急出差却已经买不到票耽误了行程,NFC技术可以在网上迅速查到票的剩余情况并及时更新;在旅游的路上找不到路,NFC技术可以进行定位;着急打车却没有空车,NFC技术可以通过网络帮助使用者联系车辆并自动定位。 3、NFC的关键技术 3.1调制技术 NFC的工作频段是12.33-14.99MHz。为了保证NFC信号的频谱范围在13.56MHz频段内,NFC信号的波特率必须小于1Mbps。当数据传输速率大于1Mbps时,只有采用多进制调制才能满足高速传输要求。如果采用多进制ASK调制脉冲波形,则由于脉冲波形的调制度较低,多进信号的分辨率很低,这将导致系统输出信噪比的严重下降。多进制差分相移键控可解决这一难题。DPSK信号是利用前后两个相邻码元载波的相位差来传送数字信息,而与载波的幅度没有关系,因此调制信号的幅度在传输过程中始终保持不变。同时,在DPSK接收机中避免了复杂的相干解调,价格低廉、容易实现。因此在高速数据传输时,采用多进制DPSK调制是一种理想的选择。 3.2信源编码 随着数据传输速率的上升,脉冲的宽度变得越来越窄,对电路的脉冲响应要求也愈来愈高。为了减小电路的实现难度,在高速传输时可以采用Miller码进行信源编码。它是Manchester码的一种变形,Miller码的平均脉宽要比Manchester码宽,降低了编码硬件的实现难度。 3.3防冲突机制 如我们所知,NFC技术是两个技术设备相互靠拢就可以开启的网络,但并不是随便的两个设备都可以靠拢,NFC技术在启动之前,都是需要对周围可以连接的系统进行检测,看是否能够有空闲的设备供自己与之想靠拢,这是NFC技术在工作之前必须要确认的一个步骤,因为随便和其它设备相连,会导致网络混乱,网络突然断开,设备与设备之间的联系不紧密,会造成NFC技术的瘫痪。因此,在连接其他设备之前,NFC技术的设备通常都是先对周围进行扫描,当周围的射频场小,也就是说扫描后确定有未连接的设备,在对其他设备进行呼叫,相对近的设备会与这一台设备相连,连接成为网络。NFC技术中没有那两个技术设备是固定连接的,所以在确定了较近的设备正常工作后,会连接成为可安全使用的网络。 3.4传输协议 传输协议的设计主要考虑数据传输的有效性与可靠性。传输协议一般分为三个过程:协议激活、数据交换、协议关闭。3.4.1协议激活协议的激活包含属性的申请和参数的选择,激活的流程分为有源模式和无源模式两种。有源模式的协议激活流程为:第1步:主呼启动防冲突机制,进行系统初始化;第2步:主呼切换到有源模式并选择传输速率;第3步:主呼发送属性请求;第4步:被呼发出属性响应以回应主呼的属性请求,回应成功后选中该被呼作为连接对象;第5步:主呼如果检测到有冲突发生,重新发送属性请求;第6步:如果被呼支持主呼属性请求中的可变参数,主呼在收到被呼的属性响应后发送参数选择请求指令,以改变有关参数;第7步:被呼发出参数选择响应以回应主呼的参数选择请求,并改变有关参数(如果被呼不支持属性请求中的可变参数,则不需要改变有关参数);第8步:利用数据交换协议传输数据。无源模式的协议激活流程与有源模式的协议激活流程基本类似,所不同的是在系统完成初始化后需要进行单用户设备检测。3.4.2协议关闭关闭协议包含信道的拆线和设备的释放。在数据交换完成后,主呼可以利用数据交换协议进行拆线。一旦拆线成功,主呼和被呼都回到初始状态。主呼可再次激活,但是被呼是通过释放请求指令切换到刚开机的原始状态。 4、结语 NFC技术在日常生活中的应用已经不需要过多的用眼欲进行表达,每一位使用者都是NFC技术的证明人,在网络飞速发展的社会,使用者对网络的要求已经不仅仅体现在网速上而已,在安心使用快网速的同时,我们更想要信息得到保护,安全性更是使用者关注的最关键的问题,所以,NFC技术定会成为将来网络的主流网点。 作者:李曙利 单位:黑龙江电信国脉工程股份有限公司 通信方面论文:流程行业无线通信论文 1、多种无线通信技术标准的融合 如果能在单一架构下管理多个无线网络的实时数据,或者说在单一架构下管理统一后的单一无线网络的实时数据,应该是过程行业用户一致的要求,所以我们说多种无线通信技术标准的融合是一个大趋势,它可以提供远程操作的更高可靠性和更低成本。三大无线国际标准合作的技术基础原本是存在的,因为ISA100.11a、WirelessHART和WIA-PA的底层协议都是IEEE802.15.4,而提供芯片和通信协议栈的商家往往同时提供这几种技术的部件,即使是在ISA100.11a、WirelessHART和WIA-PA阵营内,还包括有很多相同的会员。作为ISA100的优秀成员单位的尼维斯(Nivis)公司一向以其管理和优化网状网络的软件而闻名,同时在利用ISA100.11a、WirelessHART和6LoWPAN开发基于标准的无线网状通信堆栈方面拥有丰富的知识和能力。尼维斯公司目前是我们所了解到的唯一同时提供ISA100.11a和WirelessHART两种流程行业无线产品供应商,比如其无线节点和路由器用在ISA100.11a和WirelessHART的型号是相同的,使用户能够在单一的硬件上运行任何一种标准。如VersaRouter910路由器既支持Nivis的ISA100.11a标准,也支持WirelessHART标准,拥有在同一平台上运行的软件,VersaRouter910是一个双启动硬件(Dualboothardware),是集全功能于一身,专门为客户准备好提供的无线解决方案设计的工业级无线路由器。中科博微公司是可同时提供WIA-PA、WirelessHART两种流程行业无线产品供应商,比如其无线网关既有属于WIA-PA无线网络的WIAPA-GW1498、WIAPA-GWS12002种型号的网关,又有属于WirelessHART无线网络的WHT-GW1250网关。北京天宇蓝翔科技发展有限公司也可提供WIA-PA、WirelessHART两种无线网络产品。在ISA100.11a和WirelessHART问世之初,在ISA名下成立过ISA100.12工作组,负责寻找将WirelessHART和ISA100.11a无线标准融合的技术途径。当时认定实现无线标准融合技术途径的唯一方法是提案申请,后有3个团队提出申请。但最终这些团队没有解决以下优秀问题:网络规范的定义能够取代ISA100.11a和WirelessHART及提供2个现有网络的反向兼容。代表ISA100.11a和WirelessHART供应商的两个团队都不能接受修改自己基础网络的要求,因此无法达成任何妥协协议。其原因非技术方面,而是集中在营销效应方面。因此在2013年,ISA100.12工作组已决定放弃在无线通信技术标准融合方面的努力。ISA100.12工作组中的最终用户曾建议的融合备选方案是供应商可提供同时对ISA100.11a和WirelessHART无线网络进行操作的产品,即“双启动”产品的解决方案。2010年初,德国测量与控制标准委员会NAMURPressRelease(公告),开始提出单一(融合)工业无线标准(仅过程自动化领域)的要求,建议三个标准合并为一个IEC标准。2010年8月在伦敦的Heathrow(希思罗)机场召开了工作组第一次会议,工作组即以希思罗命名。2011年3月底在瑞士的融合工作组会议形成备忘录决定成立技术工作组,重庆邮电大学是希思罗工作组的5名优秀成员之一和技术工作组主要成员。技术工作组首先完成“三个标准的异同”资料的编辑,然后达成分三步开展工作的共识,第一步是实现三标准共存,如图1所示,第二步完成渐进式融合,第三步以单一的OSI/ISO层过程仪表协议的现场设备、统一的接入点、统一的网关实现标准的最终融合,这里的现场设备、接入点、网关均以希思罗命名。2012年12月现场总线基金会(FF)宣布与国际自动化学会自动化标准委员会ISA100合作提出了一个通用的框架,允许多个工业通信协议通过共享无线集成架构在过程自动化系统中运行,使现场总线连接到远程的I/O和ISA100.11a、WirelessHART、有线H1协议集成到单一的标准化环境中,这称为基金会的远程操作管理ROM,这是通过第三方的开放融合,以便为用户提供更高的可靠性和更低成本的远程操作。这个框架保持了“基础设施”战略,而不是试图在无线设备水平方面竞争。 2、系统架构的创新 霍尼韦尔公司2004年推出工业无线变送器——基于ZigBee无线技术的XYR5000无线压力变送器,载频为902MHz~928MHz,以此为基础的无线网络系统构成如图2所示。作为网关设备的基站WBR与各种类型的XYR5000无线变送器可直接通信,最大数量为50台,最大距离610m。基站还可有线接入最多25个AO/DO组件,基站与控制系统的连接有RS485ModbusRTU接口,还可提供RS232到WMT无线管理工具上显示。随后IEC三大国际标准的早期无线网络系统的架构是由网关和无线现场设备组成,如横河电机无线系统的早期架构是YFGW710现场无线一体型网关和现场无线设备,一台网关可接入最多10台(刷新率1s)或50台(刷新率5s)现场无线设备,如图3所示。艾默生过程管理公司下属的罗斯蒙特公司真正针对流程行业无线网络系统的研究始于1998年,2006年推出的智能无线解决方案是采用900MHz,2007年以后在欧洲和亚洲则推出2.4GHz的解决方案。早期无线网络系统的架构也是由网关和无线现场设备组成,可能会包括适配器等设备,同时每一台无线现场设备还可作为路由器将其他无线现场设备的信息传送到网关,如图4所示。2007年6月11日,霍尼韦尔公司推出基于ISA100.11a思路的OneWireless无线网络方案,采用了XYR6000变送器,载频为2.4GHz。推出OneWireless无线网络后,系统架构也在不断更新,较早的版本是2009年4月的120版,当时作为网关的是多功能节点;2011年9月200版的新功能包括无线变送器无路由功能改为路由功能可选、增加了现场设备接入点FDAP、增加了HART适配器等,2011年10月又引入了CiscoAironet1552SOutdoorAP节点设备、CiscoWLAN控制器;2013年4月210版的新功能包括在线无线设备授权等新功能。AP节点设备被分为两类:网格接入点(MAP)和根接入点(RAP)。网格接入点是Mesh网络的远程接入点,它作为ISA100.11a无线现场设备网络和IEEE802.11a/b/g/nWi-Fi网络的接入点,这是所有接入点的默认角色。对下层ISA100.11a无线现场设备网络来说,每个网格接入点都可以发送和接收来自无线现场设备的消息,同时,它又作为一个路由器,为其相邻网格接入点以IEEE802.11a/b/g/nWi-Fi网络转发消息,从而在2层网络中为无线设备和主机应用之间实现数据传输,通过转发过程,数据可以找到通过中间网格接入点抵达目的地的最佳路径。如果一个链路因为任何原因而出现故障,网络会自动通过其他路径安排数据传输,直到数据抵达网关为止。根接入点通过光纤、有线以太网或电缆连接器连接到有线网络或服务器,作为到有线网络的“根”或“网关”,它必须在接入点配置时设定为根接入点。通信时,网格接入点通过网格接入点之间的路径或直接传送到根接入点。在这种网络拓扑结构中,接入点之间有许多冗余路径连接,因而特别可靠。随着网络规模的增大和网格接入点数量的增加,有必要使用多台根接入点以保证无线网络所需的性能和吞吐量(如图5所示)。推荐根接入点对网格接入点比值为20,这意味着,最多20个网格接入点可以共享相同的一次和二次根接入点,由于每个网格接入点可接入数十台无线现场设备,每个根接入点可接入20个网格接入点,而根接入点又可以多个同时接入交换机,其应用规模可满足数百点到数千点的大型无线网络的要求。艾默生过程管理公司在WirelessHART网络中也推出了CiscoAP节点设备作为构成回传网络节点的接入点,菲尼克斯公司在WirelessHART网络中也推出了可与该公司多台WirelessHART网关组成骨干网络的WLAN接入点,且都通过Wi-Fi传送采集的所有信息,同时,WirelessHART网络也可接收支持802.11Wi-Fi通信的无线设备的信息。随着工业无线网络将过程控制延伸到工厂现场的各个角落,其应用越来越普及,单个应用实例的规模也越来越大,已突破一个工序或一个车间的范围。在这种形势下,流程行业无线网络设备的制造厂家不失时机地推出可覆盖整个工厂的全集成式多用途无线网络。这样的网络中既包括简单的无线现场仪表网络,也覆盖多种无线应用的场合。创新的系统架构主要体现在接入点设备作为主干网络节点,比如OneWireless无线网络先后推出的现场设备接入点FDAP、CiscoAironet1552SOutdoorAP节点,横河电机ISA100.11a无线网络的YFGW510现场无线接入点,艾默生过程管理公司WirelessHART无线网络推出的781远程链路、CiscoAP节点设备和WLAN接入点,菲尼克斯公司WirelessHART无线网络的WLAN接入点。这些设备具有骨干路由器功能,可将众多的无线现场设备的信息通过底层网络采集后,尽快地通过骨干网络传送到无线网关。这种将网关功能分离为接入点和现场无线管理站以及将信息传送分为底层网络及骨干网络的分层架构,不仅扩大了网络的规模、提高了信息传送速度,还能更好地实现同时管理多个现场无线子网通信系统的要求。 3、引入无线行业领军厂家的技术和产品 借助网络解决方案供应商的技术迅速提高产品档次,霍尼韦尔公司2012年直接采用支持标准的思科(Cisco)公司组态和拓扑结构性统一无线网络技术,这包括使用冗余交换机、冗余的无线局域网控制器以及多重网格接入点MAP和根接入点RAP,实现一个强大的高可用性的网络。如使用CiscoAironet1552SAP节点设备构建OneWireless工业无线网络,同时还采用CiscoWLAN控制器用于管理CiscoAironet1552SAP节点设备,在单一的架构下为Wi-Fi应用和ISA100.11a现场仪表提供无线覆盖,从而有效降低总体拥有成本。CiscoAironet1552SAP节点设备的功能与原有的多功能节点完全一样,但天线数量增加,速度更快,带宽更宽。艾默生过程管理公司早在2007年就已经同思科公司建立了合作伙伴关系,如在异构系统的无线通信方面双方就进行了合作,最近又引入了CiscoAP节点设备。罗克韦尔自动化收购了vMonitor,将划入罗克韦尔自动化控制产品和解决方案营运部门。vMonitor是全球范围内数字油田实施及远程运营领域的先驱,早在2005年1月,它就在壳牌公司的支持下,进行了Kanbode8口油井无线传感器网络的试验,为井口和上游应用提供了创新的监控解决方案,创造性地将最尖端的无线仪表和通信与可视化软件结合在一起,帮助客户制定更明智的决策并改善生产状况。vMonitor的技术涵盖井口传感器与变送器、远程终端单元、网关和调制解调器的全无线产品组合,以及交钥匙监控系统和服务。这些产品覆盖范围广,适合从油气井、管道、泵站和升液站到炼油厂以及油库的各类应用。 作者:方原柏 单位:昆明有色冶金设计研究院
冶金工业自动化技术探讨:冶金工业自动化中PLC技术的应用探析 摘 要:科学技术的发展给各行业均带来了诸多变化,在冶金工业中运用PLC技术对于冶金工业的发展有着巨大的推动作用。通过PLC技术的应用能有效地改善冶金工业的自动化水平,将基于计算机技术与互联网技术的PLC技术应用于冶金工业自动化中,对于生产过程的控制有着不容忽视的作用,并且可增强运行的稳定性,促进冶金工业的发展。文章将对冶金工业自动化中PLC技术的应用进行分析,探讨PLC技术在冶金工业自动化中的作用,并对其发展前景进行论述,以期促进PLC技术在冶金工业自动化中的优化及应用。 关键词:冶金工业;自动化;PLC技术 随着冶金工业的发展,自动化水平的提高也显得越来越重要。而科技的发展为这一目标的实现提供了契机,PLC技术的应用能给冶金工业自动化的进一步提高提供技术支持,促进冶金工业自动化水平的提高。但在PLC技术的应用过程中,由于在设备应用上重视程度上的差异,因而PLC技术的应用水平也不尽相同。目前,仍然有相当多的冶金工业并未真正的将PLC技术利用好,PLC技术应用的广度与深度尚且有待提高。 1 PLC的构成 PLC实质上是一种基于计算机技术发展而来的工业控制装置,主要在逻辑控制、数据处理等方面有着突出的作用。随着PLC技术的发展,PLC已成为自动化的三大支柱之一,在工业控制中相当普及。而PLC主要是由CPU、电源、存储器、I/O电路及接口电路组成如图1所示,其中最主要的是CPU(中央处理器),对于逻辑及数学运算有着重要的作用,可以协调整个工作的运行。而存储器主要是存储系统的监控、逻辑变量、信息存储、用户程序等;电源主要是由掉电保护系统及备用系统构成;接口电路主要是由键盘和显示接口相连接、I/O接口与通信接口相连接构成的现场设备及设备;最后输入电路可以将输入信号进行隔离和电平转化,输出电路可以将输出的结果进行放大与电平转化,从而对现场设备进行驱动[1]。 2 PLC的应用 2.1 控制开关中的应用 PLC技术的应用已遍及多个行业,在钢铁、石油、化工、机械制造等方面都有所应用。在具体的PLC技术应用中,控制开关的应用最为基本。在过去的开关控制中应用的是继电器逻辑控制电路的方法,但随着科技的发展,已逐步被开关逻辑控制所取代。基于PLC技术的开关逻辑控制能实现数字量控制与顺序控制,因而使得开关的控制能更高灵活,无论是对单台设备的控制还是多机的自动控制都方便有效。 2.2 闭环过程控制与运动控制 PLC技术能在应用的过程中用模拟量模块实现模拟量与数字量的转换,从而在主机系统中应用不同的控制算法程序对模拟量进行处理,完成闭环过程控制。而在运动控制中,PLC技术的控制运用途径较多,不论是在圆周运动中还是在直线运动都能进行有效的控制,因而在许多领域中都能得到广泛的应用。但在通常情况下PLC技术应用的是可驱动步进电机及伺服电机中的单轴或多轴位置的专用运动控制模块。 2.3 数据处理及通信联网中的应用 在冶金这种大型的工业生产中,数据处理的效率是提高生产的重要方面。PLC技术能利用矩形运算、函数运算、逻辑运算、排序、查表等对数据进行采集、分析与处理,提高数据处理的效率。通信联网的发展使得PLC技术的应用已突破了时间与空间的局限,在运用的过程中能实现远程通信、监控及维修等,进一步提高智能化、自动化水平。 3 冶金行业中的具体应用情况 3.1 炼铁除尘中的应用 在冶金工业中对于PLC技术的需求主要体现在产品的性能、安全性能、扩展的灵活性及维护方面。PLC作为冶金行业的主控系统,在钢铁生产中的多个环节都要用到PLC技术,在采选矿、烧结、铸造、等方面都有所应用。在具体的应用上,可以除尘站的利用为依据,除尘器主要由控制柜、水箱、压力罐、空压机和水泵构成,运用PLC技术可以对水箱中的水位、水温、压力、电磁阀门的开关进行自动的控制。在运行的过程中用水泵将水箱中的水抽到水管中,并用压力罐将水压出形成高压水柱,最终将灰尘洗净。因而在整个的冶金工业自动化中PLC技术的应用已相当普及[2]。 3.2 电动机变频调速中的应用 随着PLC指令系统的优化,在电动变频调速的控制中主要是利用PWM对电动机发出指令,这种控制不仅在接收信号下能控制电机的运转还能对电机进行调速,从而满足高炉除尘风机的工艺要求,如图2所示。在高炉中出铁场的除尘系统就具备PLC的这种功能,在高炉出铁的时候,在炉台前安装的红外感应器就会给PLC发出高温信号,而后对这种信号进行自动的处理将其传输给变频器,在变频器发出的指令下,除尘机电机就能在工频下自动地工作将粉尘吸出;而在出铁完成后,铁场红外测温器将给PLC发出低温信号,改变运行的频率,在低频状态下运行,继而避免无论在出铁与否的状态下都处于工频的高耗能情况,达到节能的目的,降低工业生产成本。 3.3 电气自动化控制中的应用 钢铁企业属于高耗能企业,在生产的过程中,环境相对比较恶劣,不论是对人体健康还是对机器设备都会造成一定危害。由于生产环境中的金属粉尘多,而腐蚀性气体也会出现泄露的情况,在这种情况下传统电气的连接线常会因为腐蚀作用产生故障,常导致电路的短路、开路、接地等问题。同时,在电控盘之间的电控连接线上,线路一旦出现问题,会给维修造成很大的困难,因为控制线路一般较长并且线路复杂,维护量也较大,会给安装和调试带来不便,浪费大量的人力物力。而运用PLC技术可以解决传统电气连接线上的线路问题,PLC中的存储器可以用于内部程序的存储,在逻辑运算、顺序控制、定时、计数等方面能直接给出指令,从而在数字化的模拟输入或输出中控制各种类型的生产设备与生产过程,达到自动控制的目的,这种自动化的控制不仅方便有效,还有助于提高控制的效率,节约大量人力物力的支出,降低生产成本[3]。 3.4 配料系统中的应用 在冶金自动化生产线中的自动配料系统主要是在配料的过程中针对不用的物料进行输送、配比、加热、混合等,从而完善配料流程,在钢铁冶金的应用相当普及。但在物料配比中对于材料的配比控制却是一大难题,其原因就在于不同的状态下,控制的情况也存在较大差异。在手动的状态下,不仅要根据生产的情况计算各种物料的配比,还要根据配比计算出具体物料的用量,并对设备进行设定,由此完成配比的工作。但是,一旦生产配比的参数发生改变或生产设备发生变动时,又需要对设备进行重新的设定,而这时又需计算各种物料的配比及用量,因而整个的操作流程繁琐复杂,准确性不高,并且会给工作带诸多的不便。而使用PLC技术,可以使用变频调速喂料机构以及配料控制软件包,从而完成物料的传送、配比控制、数据管理等工作,并通过网络将多个配料系统进行集合控制,实现高效率的控制。PLC技术的应用,有利于提高配料的效率,提高其配料的准确性,在各种恶劣的环境下进行自动化的操作,具有抗干扰能力强的特点,并且可以大大减少人力的投入,保障生产环节的高效、安全。 4 PLC技术在冶金工业自动化应用中的前景 在国家高速发展的建设时期,钢铁的需求量仍在不断地增加,因而实现生产的自动化,提高生产效率将是钢铁行业的现实需要。PLC技术在冶金工业中的应用对提高自动化的生产有着重要的作用,而在未来不论是运用微小型的PLC,还是大型的PLC ,在自动化的控制上均将会进一步提高,并且将综合更多的应用功能,使PLC技术的应用能更加广泛,在实际的运用中把整个的自动化控制网络进行连接,大大提高自动化控制水平。 5 结束语 PLC技术在冶金工业自动化中的应用优势可谓是有目共睹,对于实现冶金工业的高效、安全生产具有重要作用。因而在冶金工业高速发展的当下,应当针对PLC技术的应用优势及冶金工业的生产特点,提高冶金工业的自动化生产水平。在具体的生产过程中,要优化冶金工业的工艺线,促进生产设备技术水平的提高,并对PLC技术的应用给予重视,从而促进整个冶金工业的可持续发展。 冶金工业自动化技术探讨:浅析冶金工业自动化技术发展与应用 【摘要】在过去的几年间,我国家在自动化技术发展上获得了较为显著的成果,同时自动化技术也逐渐的被愈发广泛的运用在制造业等行业中。在本篇文章中就冶金工业自动化技术进行简单的分析与探究。 【关键词】冶金,工业,自动化,发展 引言:随着我国改革开放步伐的推进冶金工业得到了较好发展,而对冶金这样庞大而系统的生产过程,技术是关键。工业自动化技术在冶金行业的运用可以使生产过程变得更加高效,产品质量也会更高,冶金工业自动化的发展前途决定了冶金行业的未来发展前景。 一、冶金工业自动化技术的分析 1、物联网技术与冶金工业自动化。随着技术的不断更新,物联网技术在冶金工业自动化中的应用越来越广泛,相对也出现了较多的问题,主要表现为以下两个方面:一个是工业传感器的研制与生产。研制与生产工业传感器要以工业自动管理与自动控制为前提,才可以保证工业设备和机器的正常运行,同时使产品获得最好的质量,生产物美价廉的工业传感器有利于现代化冶金工业的发展。另一个是构建工厂传感网。工业无线网络技术可以将传感器技术、现代化的无线网络通信手段、嵌入式的计算技术以及分布式的信息处理技术有机的结合起来。 2、数学模型与冶金工业自动化。为了可以满足我们国家对钢铁产品的需要,提高钢铁产品的质量和生产技术水平,务必要提高冶金工业自动化的水平。我们国家的自动化水平已经发展到较高的领域,实现冶金高度自动化数学模型的创新具有较为成熟的条件,可以较为广泛地满足社会发展的需要。要将数学模型与现代化信息技术、工艺水平以及自动化技术进行紧密结合,才能够充分地发挥数学模型的优势之处。 3、过程控制系统与冶金工业自动化。对于冶金自动化来说,对于其生产过程中的检测与控制是相当重要的。物流跟踪技术,对于能源的平衡控制,在冶金环境下进行有效的环境排放实时监测技术等,都立足于对冶金产品的全生产过程控制目标,进行有自动化应用与实践。为提高整个过程控制的有效性,自适应智能控制的应用对于提高对冶炼过程中关键变量的高性能闭环控制作用明显。 4、信息化系统与冶金工业自动化。信息化系统的目的是通过信息共享与数据采集,把冶金流程中的所有信息进行集成处理,从炼铁、炼钢到轧钢进行全面的信息收集与传达。通过建立以计算机为基础的全流程模拟信息化系统,对各种冶金模型进行流程性离线仿真系统设计,把其生产过程中产生的所有信息进行全面的收集与及时的上传,并纳入仿真系统的环节中去,通过人机交互达到对于数据的监测与生产过程的全面监控目的。信息化系统不仅可以提高整个钢铁生产的智能化,同时还可以利用专家系统中的理论与案例知识,对生产组织与管理进行设计与优化。 二、自动化技术在冶金工业中的应用 在冶金生成过程中,原料场生成、焦化生成、烧结生产、球团生产、石灰生产等生成过程的自动化技术应用是关键。各个生成过程中的自动化技术应用又各不相同,其涉及的内容和技术应用将直接影响着整个冶金工业的自动化技术发展。 1、原料场生产自动化技术。现代冶金工业原料场的生产自动化主要有具有基础自动化和过程自动化并上联制造执行级的三级自动化系统、基础自动化系统两种。在基础自动化中有含有过程量的检测与控制,电器转动控制等内容。仪表和控制系统主要是原料输送系统和配料系统中的料槽的料粒计、称量装置等。电控设备中也有相应的仪表,但主要是对胶带机进行检测和对卸料机的定位控制等。 2、焦化生产自动化技术。在焦化生产自动化过程中,多用L2级小型计算机为过程计算机实现对生产过程的自动化控制,但也采用多台控机为过程计算机的方式。其中可分为生产基础自动化和生产过程自动化。首先,生产基础自动化是对备煤配煤、干馏、焦炭处理等生产过程进行检测和控制,这些生产过程一般以常规检测仪器和传感器即可完成。其次是生产过程自动化,计算机主要是实现计划输入、料仓控制、系统运转控制等功能,而数字模型及人工智能则对加热、配煤优化、配煤过程、干熄焦(CDQ)最优等进行控制。 3、烧结生产自动化技术。烧结的目的是为了让烧结过程中为融化的烧结颗粒粘结为多空质块矿。烧结生产自动化包括基础自动化和过程自动化两个内容。在基础自动化过程中,主要是对仪表的检测和控制,对电气转动的控制和人机接口的控制。在烧结生产过程的自动化过程中,计算机要对配料槽槽位进行掌控,对配料混合和返矿料粒槽位进行控制,对混合料水分、烧结台车料层厚度等进行控制。数字模型及人工智能则实现配料模型和质量预测、烧结矿优化配料、烧结OGS操作制导、烧结机机速过程控制等模型的系统控制。 4、球团生产自动化技术。在球团生成中一般按三个步骤进行:首先是进行原料(如细磨精矿粉、溶剂、燃料和粘合剂等)的配料与混合。其次是在造球机上加入适量的水而滚成10~15mm的矿石生球,最后将生球在高温焙烧激上高温焙烧,然后再冷却、破碎,最终筛分而成为成品球团矿。 5、石灰生产自动化技术。相对于冶金工业中的其他生产过程而言,石灰生产在价格和控制精度上的要求都相对降低,因此其自动化控制程度一般也较低。首先就石灰竖窑自动化控制而言,在当前的石灰窑控制系统中,多采用PLC进行控制,一般不会设上位机或工作站进行检测和监控。其次是石灰回转窑自动化。在石灰回窑自动化中,主要是完成检测和控制、数据显示、数据记录、数据通信等功能。自动化系统可分为电器逻辑控制系统和仪表调节回路。具体可包括预热机供料系统、大布袋除尘系统、预热机下输送系统、小布袋除尘系统、成品搬出系统、煤气流量调节回路、空气调节回路等。 三、总结 钢铁需求的快速增加为冶金工业的发展提供了调节,自动化技术在冶金工业中的发展和应用为冶金工业的发展提供了技术支撑。在冶金工业中,上述的几个自动化技术只是框架式的系统,其中还包括多个子系统,对各个系统及子系统的自动化研究是冶金工业发展中不可或缺的部分,这还需结合生产实践和自动化技术发展而进行。 冶金工业自动化技术探讨:浅析冶金工业自动化技术与发展 【摘要】在过去的几年间,我国家在自动化技术发展上获得了较为显著的成果,同时自动化技术也逐渐的被愈发广泛的运用在制造业等行业中。在生产钢铁的工艺中,我们不再为外国先进技术而担忧,而是建立了以国有化为基础的自动化体系,使得一大批新产品新技术逐渐投入到市场中。并且被广泛地运用在国内许多钢铁领域中。而且以计算机技术为基础的自动化技术在经济领域以及社会领域中取得了瞩目的成就。在本篇文章中我们将就冶金工业自动化技术进行简单的分析与探究。 【关键词】冶金;工业;自动化;发展 引言 伴随我国改革开放的不断深入,冶金工业自动化技术的发展越来越成熟。面对冶金工业如此庞大的生产体系,技术可以说是相当重要的。工业自动化技术在冶金行业的运用可以使生产过程变得更加高效,产品质量也会更高。一些冶金企业越来越追求高回报低消耗的发展目标,所以生产过程中的节能减排成为冶金行业需要重点关注的焦点。可以说,冶金工业自动化的发展前途决定了冶金行业的未来发展前景。 一、冶金工业自动化技术的分析 1、物联网技术与冶金工业自动化 物联网技术是信息时代的产物,在第三次科技革命中孕育而生。物联网技术具有很大的发展空间,它实现了信息的快速传播和高效利用,为冶金工业自动化技术的发展提供了保障。可是当前对物联网技术的探究也只是出于概念阶段。许多企业甚至没有物联网的概念。随着技术的不断更新,虽然物联网技术在冶金工业自动化中的应用越来越广泛,但是也出现了较多的问题,主要表现为以下两个方面:一个是工业传感器的研制与生产。所谓工业传感器是指可以对物体的状态和转变进行感知,并且将得到的感知转变成计算机可以读懂的电子信号。研制与生产工业传感器要以工业自动管理与自动控制为前提,才可以保证工业设备和机器的正常运行,同时使产品获得最好的质量。工业传感器就是对不同参数进行查看和管理。因此,生产物美价廉的工业传感器有利于现代化冶金工业的发展。另一个是构建工厂传感网。工业无线网络技术可以将传感器技术、现代化的无线网络通信手段、嵌入式的计算技术以及分布式的信息处理技术有机的结合起来。工厂传感器网是由很多随机分布的、能够进行实时感应和自动组织能力的传感器节点构成的网络。工业无线网络技术在冶金工业领域中的运用是现代化工业的一大突破,能够将工业领域的检测费用降到很低,同时又可以使工业领域的运用范围得到最大程度地扩大。可以说,工业无线网络技术是国内外相关领域非常重视的技术。 2、数学模型与冶金工业自动化 要知道,冶金自动化的快速发展状况与过程数学模型的运用程度有很大的联系。要是能够把数学模型这个技术运用得很熟练,那么就可以增加工业实现高度自动化的可能性。所以,为了可以满足我们国家对钢铁产品的需要,提高钢铁产品的质量和生产技术水平,务必要提高冶金工业自动化的水平。我们知道,一些欧美国家冶金工业的自动化水平很高,可是由于某些原因,他们不愿意或是不肯将这种自动化技术与其他国家分享,他们与其他国家进行的技术转让的产品大部分是落后的或是有较大缺陷的产品。不过如今,我们国家的自动化水平已经发展到较高的领域,实现冶金高度自动化数学模型的创新具有较为成熟的条件,可以较为广泛地满足社会发展的需要。还有就是,我们国家已经建立一个富有创新意识和创新能力的组织,从而为过程控制数学模型的自主创新提供了智力支持。要将数学模型与现代化信息技术、工艺水平以及自动化技术进行紧密结合,才能够充分地发挥数学模型的优势之处。可以看出,数学模型是自动化技术和信息化技术的关键技术。我们国家钢铁企业为了可以生产出市场所需要的钢铁材料与品种,就构建了实用性和准确性很高的数学模型。实用性和准确性很高的数学模型可以从本质上保证钢铁产品的质量和节约能源的效果,从而推进钢铁产品的长久性发展。 3、过程控制系统与冶金工业自动化 对于冶金自动化来说,对于其生产过程中的检测与控制是相当重要的。在实际应用中,新型传感器的应用,结合软测量技术的数据处理,对于其中的关键性工艺参数的掌握是相当有效的。其中,物流跟踪技术,对于能源的平衡控制,在冶金环境下进行有效的环境排放实时监测技术等,都是立足于对冶金产品的全生产过程控制目标,进行有自动化应用与实践。特别是对于冶金过程中的检测与在线监控技术,对于冶炼中的铁水、钢水、溶渣进行实时的温度与元素检测,通过进行钢水的纯净度监测,达到提前预知预控生产的目标。而对于钢材产品的温度、尺寸、元素值范围、组织缺陷等相关关键参数进行的检测与分析,也是贯穿于整个冶金生产全过程中的。而在对废气、烟尘也有着全线的监控,为了提高整个自动化控制的闭环控制度,冶金自动化技术在发展中已经形成了基于机理模型、专家系统、神经元系统、统计分析、支撑矢量机等技术于一体的生产过程控制系统。为了提高整个过程控制的有效性,自适应智能控制的应用对于提高对冶炼过程中关键变量的高性能闭环控制作用明显。而整个过程控制技术都是立足于采用新型电力电子元件,通过交直变频、高中压变频、与交交变频进行传动。如有副枪转炉动态数学模型、连铸二冷水优化设定、轧机智能过程参数设定、电炉供电曲线优化、智能钢包精炼炉控制系统、高炉炼铁过程优化与智能控制系统等等。 4、信息化系统与冶金工业自动化 信息化系统的目的是通过信息共享与数据采集,把冶金流程中的所有信息进行集成处理,从炼铁、炼钢到轧钢进行全面的信息收集与传达。在这一过程中,也就是一个横向的信息集成与整合过程。通过建立以计算机为基础的全流程模拟信息化系统,对各种冶金模型进行流程性离线仿真系统设计,把其生产过程中产生的所有信息进行全面的收集与及时的上传,并纳入仿真系统的环节中去,通过人机交互达到对于数据的监测与生产过程的全面监控目的。而协同计算的参与,对于优化冶金过程组织安排,强化生产智能与人工监控有着重要意义。而信息化系统对于钢铁产品的流程设计与新产品开发上,具有着无可比拟的虚拟集成优势。不仅可以提高整个钢铁生产的智能化,同时还可以利用专家系统中的理论与案例知识,对生产组织与管理进行设计与优化。 信息化作为冶金自动化的重要组成部分,不仅可以根据所采集到的数据对生产作业安排作出最快速的调整,同时还可以提高整个冶金生产过程中的智能化程度。通过信息化系统,可以对冶金各工序进行参数临近,对各工序的参与顺序与计划作业方面进行自动计算与安排,进而自动调整各工序间的作业时间与等待时间。而当出现不可抗力影响时,冶金自动化中的信息化系统可以在最快的反应时间内进行调度与技术工艺重组。通过人机协同动态生产调度,及时判定生产故障与生产过程中发生的品质异常情况。其中,在设备故障方面,不仅可以进行设备寿命预报,还可以进行自动计算与安排维护时间的工作。在冶金成本信息化方面,动态成本控制系统可以对整个原材料与能源介质进行动态全程跟踪,通过对产线进行自动化检修与定修、对生产调度情况进行以生产情况为优秀的动态调整与安排,达到优化原材料配比,降低冶金生产成本的目的。 二、冶金工业自动化发展分析 1、自动化控制方面 目前来说,我国应正视与提高自身对于高端控制设备的研发与生产,多进行自主知识创新,对智能控制与高性能控制器的设计与开发进行进一步的实践与生产。考虑到冶金现场的环境情况,对检测仪表的应用上还多进行加强,提高检测仪表的数据真实性,提高检测仪表寿命,进一步对其在测量与预报方面进行技术探索。对于冶金来说,自动化技术的基础是数学模型的适用性,为了提高其适应性,我国应多考虑把工艺与数学模式,把专家经验与新时期的冶金自动化技术发展进行有效结合,把炼铁、炼钢、连铸、轧钢等典型工位的过程模型和过程进行有效优化。 2、信息化应用方面 信息化的有效应用取决于其长期的落实与实践,就这一点来说,在应用中,冶金企业应多立足于现有基础,对自身已有的基础自动化进行优化,逐步进行信息化与基础自动化的衔接。重视对整个生产流程的工序梳理与优化,信息化应用的带头人应重视对信息化使用者的培训与有效沟通,确保在生产中,信息化应用发挥其应有作用。 三、结束语 总而言之,冶金自动化的技术对于以往手工系统与现场监控来说,拥有着更高的智能性与预知性。作为耗能大户,冶金工业自动化发展趋势受限于其成本因素与人力管理压力,自动化技术会从以往的粗放型向精细化转型。通过对耗能的全过程控制与计算,达到对于产能的预估与预控。通过自动化技术的发展与革新,对实现冶金工业的节能减排,降低其生产成本,最终达到增加冶金工业生产效率,建设绿色工厂的目标。 冶金工业自动化技术探讨:关于冶金工业自动化技术发展的简析 【摘要】在建国初期,我国的冶金自动化的技术水平较低,基础也较为薄弱。但是随着我们国家自动化技术的飞速进步,冶金行业的自动化水平已经达到了较高的层次。本篇文章主要简单分析物联网技术、数学模型以及自动化体系等在冶金行业的发展情况。 【关键词】冶金行业;自动化技术;发展情况 在最近几年,我们国家在自动化技术上的发展取得了一定的成就,而且自动化技术已经被广泛地运用在制造业等行业中。在生产钢铁的工艺中,我们不再为外国先进技术而担忧,而是建立了以国有化为基础的自动化体系,使得一大批新产品新技术逐渐投入到市场中。并且被广泛地运用在国内许多钢铁领域中。而且以计算机技术为基础的自动化技术在经济领域以及社会领域中取得了瞩目的成就。本篇文章就是对冶金工业自动化技术进行简单的分析与探究。 一、物联网技术与冶金工业自动化 物联网技术是信息时代的产物,在第三次科技革命中孕育而生。物联网技术具有很大的发展空间,它实现了信息的快速传播和高效利用,为冶金工业自动化技术的发展提供了保障。可是当前对物联网技术的探究也只是出于概念阶段。许多企业甚至没有物联网的概念。随着技术的不断更新,虽然物联网技术在冶金工业自动化中的应用越来越广泛,但是也出现了较多的问题,主要表现为以下两个方面:一个是工业传感器的研制与生产。所谓工业传感器是指可以对物体的状态和转变进行感知,并且将得到的感知转变成计算机可以读懂的电子信号。研制与生产工业传感器要以工业自动管理与自动控制为前提,才可以保证工业设备和机器的正常运行,同时使产品获得最好的质量。工业传感器就是对不同参数进行查看和管理。因此,生产物美价廉的工业传感器有利于现代化冶金工业的发展。另一个是构建工厂传感网。工业无线网络技术可以将传感器技术、现代化的无线网络通信手段、嵌入式的计算技术以及分布式的信息处理技术有机的结合起来。工厂传感器网是由很多随机分布的、能够进行实时感应和自动组织能力的传感器节点构成的网络。工业无线网络技术在冶金工业领域中的运用是现代化工业的一大突破,能够将工业领域的检测费用降到很低,同时又可以使工业领域的运用范围得到最大程度地扩大。可以说,工业无线网络技术是国内外相关领域非常重视的技术。 二、数学模型与冶金工业自动化 要知道,冶金自动化的快速发展状况与过程数学模型的运用程度有很大的联系。要是能够把数学模型这个技术运用得很熟练,那么就可以增加工业实现高度自动化的可能性。所以,为了可以满足我们国家对钢铁产品的需要,提高钢铁产品的质量和生产技术水平,务必要提高冶金工业自动化的水平。我们知道,一些欧美国家冶金工业的自动化水平很高,可是由于某些原因,他们不愿意或是不肯将这种自动化技术与其他国家分享,他们与其他国家进行的技术转让的产品大部分是落后的或是有较大缺陷的产品。不过如今,我们国家的自动化水平已经发展到较高的领域,实现冶金高度自动化数学模型的创新具有较为成熟的条件,可以较为广泛地满足社会发展的需要。还有就是,我们国家已经建立一个富有创新意识和创新能力的组织,从而为过程控制数学模型的自主创新提供了智力支持。要将数学模型与现代化信息技术、工艺水平以及自动化技术进行紧密结合,才能够充分地发挥数学模型的优势之处。可以看出,数学模型是自动化技术和信息化技术的关键技术。我们国家钢铁企业为了可以生产出市场所需要的钢铁材料与品种,就构建了实用性和准确性很高的数学模型。实用性和准确性很高的数学模型可以从本质上保证钢铁产品的质量和节约能源的效果,从而推进钢铁产品的长久性发展。 三、把国产的创新型产品与技术作为自动化系统的中心 当前,我们国家冶金工业自动化系统的构建仍然处于局部闭环控制或者是开环控制的领域。但是我们知道,要实现本质的集成与创新就要构建一个完全闭环的自动化系统。不过,这需要相关的实施部门、检查部门等的配合。自动化系统的集成与创新其中心是国产的技术,同时引进国外优秀的技术和产品,来确保自动化系统的质量。如果自动化系统仍然处于开环或是部分闭环的控制阶段,那么就没办法实现真正的集成与创新。在管理系统、控制工程设计、工业通信体系、实施软件、组态软件等的基础上,以国产化的产品为中心的自动化系统其集成和创新能够保证真正的生产管理控制为一体的智能化建设。 四、能源管理控制一体化的构建 我们知道,冶金行业是一个耗费资源和能源较多的行业,耗费的这些能源和资源会严重阻碍到冶金工业的不断发展。当前,我们国家的冶金工业逐渐从粗放型的生产模式转化为精细型的生产模式,用耗费的能源和资源作为核定产能的标准在未来可能成为现实。因此,能源的节约与利用对冶金工业的发展有相当重要的意义。其中自动化技术在冶金工业中的广泛运用,可以为节能减耗、低碳减排做出很大的贡献。冶金行业的能源管理控制一体化的构建,要是只处于数据采集阶段的话,那么作用并不大,但这也是目前普遍存在的现象。根据冶金工业在能源管理控制方面的特点,也就是耗费大量的能源与资源以及在冶金生产过程中所产生的气体,我们将能源控制与管理的重点放在了建设能源控制与管理中心。能源控制与管理中心主要是以控制模型与管理模型的建立为基础。可以看出,能源控制与管理的工作重点是能源运用的合理化、二次能源运用得合理化、多种能源介质共同运行、转变过去的能源计算方式以及能源安全警告等内容。 五、结束语 总的来说,伴随我国改革开放的不断深入,冶金工业自动化技术的发展越来越成熟。面对冶金工业如此庞大的生产体系,技术可以说是相当重要的。工业自动化技术在冶金行业的运用可以使生产过程变得更加高效,产品质量也会更高。一些冶金企业越来越追求高回报低消耗的发展目标,所以生产过程中的节能减排成为冶金行业需要重点关注的焦点。可以说,冶金工业自动化的发展前途决定了冶金行业的未来发展前景。如果没有了自动化技术的支持,生产钢铁就没办法高效的进行下去。 冶金工业自动化技术探讨:冶金工业自动化技术发展 摘要:我国自动化技术发展非常迅速,在冶金业中的应用我国已经自主开发出了具有世界领先水平的优秀控制软件。本文从物联网技术、数学模型、自动化系统的集成与创新以及能源管控一体化对冶金工业自动化技术作了更深入的分析。 关键词:冶金;自动化技术;发展 近些年我国自动化专业技术的发展得到了很大的成就,已经被推广至制造业的应用中。并且基于计算机技术的自动化技术应用在经济效益和社会效益中有很显著的成果。本文主要以冶金工业自动化技术为主进行分析。 物联网技术在冶金企业中的应用 继计算机、互联网与移动通信网之后,物联网被认为是世界信息产业的第三次浪潮,其具有广阔的发展前景。但是目前对物联网的研究也仅仅停留在概念阶段,物联网在冶金工业领域的应用存在很多问题,主要表现在以下两个方面:(1)研制生产关键特殊传感器――工业用传感器。工业传感器能够对物体的状态和变化进行测量或者感知,并将其转化为计算机能够处理的电子信号。工业自动检测和自动控制实现的首要环节就是研制生产工业用传感器。在现代工业自动化生产中,必须注重自动化生产过程中的各个参数的监视和控制,从而确保设备能够正常工作,并且使产品的质量达到最佳效果,而对各个参数的监视和控制就是通过各种传感器来实现的。因此,质优价廉工业传感器有助于现代化工业生产体系的构建。(2)通过工业无线网络技术布局和建设工厂传感网。工业无线网络将传感器技术、现代网络及无线通信技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术等结合起来,它是一种由大量随机分布的、具有实时感知和自组织能力的传感器节点组成的网状网络。继现场总线之后,工业无线网络技术是工业控制系统领域又一热点技术,它能够使工业测控系统成本得以降低并且能够使工业测控系统应用范围得以提高。工业无线网络技术引起许多国家学术界和工业界的高度重视。 过程控制数学模型在冶金自动化中的应用 冶金自动化的不断突破是离不开数学模型的。如果把数学模型这项技术掌握了,就拿到了自动化的主动权和话语权。因此,要想生产国家急需的钢铁产品,就需要高水平的自动化技术做支持,而发达国家在自动化技术发展上比较成熟,他们为了某种目的是不会将其高端技术转让出去的,他们所转让的技术基本上都是过时的要不就是有条件限制的技术。到目前为止,我国的冶金自动化已经发展到一定的水平,开展高端冶金自动化领域数学模型的自主创新条件基本成熟,能够满足市场的广泛需求。另外,我国已经构建了一个富有技术创新能力的团队,为数学模型的自主创新创造了良好的基础条件。数学模型是对象表征的控制,是对象可执行的表述,数学模型与信息技术、工艺能力以及自动化技术进行有机结合,从而使得数学模型的优势更能充分的发挥出来,因此,数学模型通常被称为自动化与信息化的优秀技术。我国钢铁工业要想生产出国民经济发展需求的钢材品种,就需要建立高可用性和高精度的数学模型。高可用性和高精度的数学模型能够确保产品的质量以及节能效果,促进产品可持续发展。 过程控制数学模型在国内钢铁行业的应用与发展,目前还刚刚起步,方兴未艾,随着需求的发展,未来的数学模型还有着极大的发展空间。从现在起,形成社会的关注,这对数学模型的未来发展,会起到一定的积极作用。打破数学模型的神秘感。相信自己的力量,鼓足自己的信心,模型应用从低级向高级逐步发展,不断积累技术,不断培养人才,踏下心来,抓上几个项目,就一定能搞出名堂来,收到明显的经济效益与社会效益。发展以数学模型为优秀的自动化技术,是落实“科技创造未来”的具体体现,也是我国钢铁工业实现新的腾飞的助推器。在过程控制数学模型的研发与应用上,要实现重点突破,开发出有中国特色的数学模型产品与技术,走出一条“研制一批,储备一批,生产一批”以科研促生产、以生产出产品、以产品保应用的新的可持续发展之路来。 以国产化创新型产品与技术为优秀的自动化系统的集成与创新 目前,我国冶金工业自动化系统的建设,许多都处于开环控制或局部闭环控制阶段。而要实现真正意义的自动化系统的集成与创新就要在全过程方面实现真正的闭环。当然,这还要涉及到有关执行机构、检测单元等方面的支持与配合。其优秀是国产化的技术与产品,并广泛采用国内外其他先进技术做支持,以保证整套系统的品质与质量。如果仍然还是停留在实现局部闭环控制上,就不能真正称之为系统的集成与创新。以国产化创新型产品与技术为优秀的自动化系统的集成与创新是在控制系统、控制工程设计和组态软件、工业通信网络、制造管理和执行软件等多方面的基础上,通过集成与优化,实现真正意义上的生产管控一体化和生产过程控制智能化。 能源管控一体化建设 冶金工业是耗能大户,能耗将制约冶金工业的发展,我国冶金工业也正面临着由粗放型向精细化转型。以耗能来核定产能,或许将成为可能。所以整个冶金工业的节能降耗、低碳减排工作十分繁重,利用自动化技术来实现降低能耗,是冶金工业节能减排、实现绿色工厂的重要手段之一。 冶金企业能源管控一体化建设,如果只停留在数据采集阶段,那么意义不大。这也是目前已经普遍实现的事实。针对冶金工业能源管控的特点,一是耗能大户,二是在冶金生产过程中,又伴生出大量的可燃性气体,如焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气等。所以能源管控的工作重心是能源使用管理的优化、二次能源的安全合理使用、多种能源介质统一平台操作、改变传统的能源计量方式以及能源安全管理预警等。能源管控中心建设的特点是控制模型和管理模型的融合。
电气自动化技术研究:电气工程电气自动化技术应用 摘要:随着我国电气工程发展速度的不断提升,其对电气自动化技术的水平要求也在不断提高。本文主要从电气自动化技术的特点出发,探讨其在电气工程中的应用策略。 关键词:电气自动化;电气工程;应用分析 随着我国人们生活水平的不断提高,各类电气的需求量也在不断增加。在这一背景下,电气工程发展进入了快车道,原有的电气化技术存在着一定的局限性。基于此,电气自动化技术在应用的广度与深度方面都获得了很大水平的提升。因此,本文从电气自动化技术的内涵特点出发,探讨其在电气工程中的具体应用策略。对于促进该领域相关研究有着积极的借鉴作用。 一、电气自动化的内涵 电气自动化是科学技术发展到一定阶段的产物,是充分借助现代计算机来对相关的电子元件进行自动化控制的总称。电气自动化有效的降低了原有的电气工程成本,将电气工程推向更加智能化方向发展。电气自动化在发展过程当中逐渐形成了以下几个方面的特点。首先,应用范围日趋广泛。由于电气自动化技术本身所具有的优势,因此,它被广泛应用在电气工程的诸多领域。可以说,在社会生产生活的各个方面,都能看到电气自动化技术的应用。在具体的应用过程当中,电气自动化技术越来越呈现出高端化、智能化、人性化的发展态势。随着其综合技术指标的不断提升,电气自动化的技术也将给人们的生产生活带来很多积极的改变。其次,对电子技术有较强的依赖性。电气自动化技术需要借助电子计算机技术来完成相关的功能。无论是在信号的采集,还是在相关数据的处理都离不开电子计算机的辅助,可以说,现代的电子计算机技术的快速发展在客观上也为整个电气自动化水平的提升提供了良好的技术支撑。 二、电气自动化技术在电气工程中的应用现状 从整体上来看,电气自动化技术在电气工程应用中得到了突飞猛进的发展。但是,由于诸多方面的原因,我国的电气自动化技术在电气工程应用中还存在着科学技术创新不足以及与国际合作交流机会不多、助推民生发展中作用不够凸显等方面的问题。具体来说,在科技创新领域,我国的电气自动化技术虽然在某些专业方面取得了一定的成绩,但是,无论是从技术的优秀性上,还是技术专利的拥有量上,我国电气自动化技术所具有的优势并不是很突出,这充分体现出我国在科研创新领域还存在着一定的短板。其次,国际交流有待强化。科技是助推整个人类文明向前发展的主要动力。当前,我国在电气自动化技术方面还在不同程度上存在着闭门造车等方面的问题,由于缺乏国际高水平的对话与合作,这在一定层面上严重影响了我国进行电气自动化研发的前瞻性与创新性。因此,不断加强国际交流与合作,是未来我国电气自动化技术在电气工程应用中水平的主要思路。最后,电气自动化技术还需要更多的向民用方向倾斜。从整体上来看,我国很多电气自动化技术主要聚焦高精尖领域,与一线的民生关联度有待进一步的提升,让科学技术更好的造福大众的生活,改善他们的生活质量,是我国科技未来发展的重要落脚点。所以,从这个角度上来看,不断的提高我国电气自动化技术在民用领域的利用率是我国电气自动化技术未来很长一段时间需要关注的主要方向。 三、电气自动化在电气工程中的应用改进策略 在上文中主要探讨了电气自动化技术的基本内涵与特点,围绕其在电气工程应用领域的不断扩大,其在具体的操作过程中的稳定性上、安全性上、智能性上以及人性化上都面临着诸多的挑战。因此,本文在借鉴相关研究成果的基础上,从以下几个方面来探讨今后提升电气自动化技术在电气工程中应用水平的具体实施策略。首先,注重技术创新。当前,科技发展日新月异,尤其是云计算、大数据等新兴领域的发展,为电气自动化技术的科技创新奠定了良好的基础。当前,我国电气自动化技术在电气工程应用过程当中还存在着借鉴有余,创新不足的现象,尤其是一些电气自动化技术的优秀技术,还没有拥有绝对的优势。这不仅影响着我国电气自动化技术的发展,也影响着其在电气工程应用水平的提升。所以,在这一背景下,要加大电气自动化技术科技创新力度,大力培养电气自动化技术创新人才,为其搭建良好的技术研发平台与环境。为电气自动化技术创新以及电气自动化技术在电气工程中的创新应用提供必要的支持。其次,积极开展国际合作。在电气自动化技术应用在电气工程当中难免会存在一些技术层面的问题,一方面,我们需要攻坚克难,突破技术难关。另一方面,我们需要加大与国际电气自动化技术相关组织的合作力度,通过他山之玉可以攻石的方法,来更好的缩短中国与国际电气自动化发达国家之间的差距。例如,可以通过成立电气自动化技术国际交流平台的方式来定期的举办论坛,讲座,经验交流,学术讨论等,在这一系列的举措下,今后的电气自动化技术在电气工程中的应用将会得到更大层面的技术与理论支持。最后,不断的从问题出发来解决当前在电气工程应用领域中存在的诸多问题。例如,人工智能问题、远程控制问题以及人性化的设计问题等等。通过这种方式,可以不断的将电气自动化技术不断应用在民间领域,助推大众生活水平的改善。总之,在我国今后电气自动化技术应用在电气工程过程当中,需要不断的在技术创新领域、国际交流与合作领域以及满足公众电气工程需要领域进行诸多层面的提高。只有这样,我国电气自动化技术才会更好的发挥出其应有的价值与作用。 四、结语 本文主要探讨了电气自动化技术的基本概念与特点,以及当前当前电气自动化技术在电气工程中应用的现状。在此基础上探讨了电气自动化技术在电气工程应用中的改进策略,希望本文的研究能为我国电气自动化技术在电气工程相关问题中的研究提供一定的借鉴。 作者:冯国庆 单位:辽宁省政兴集团工业工程有限责任公司 电气自动化技术研究:电气自动化节能技术浅析 摘要: 随着社会的发展,科学技术水平和经济水平不断增长,我国的信息技术也处在不断发展进步之中,同时也推动了电力行业的不断发展。当今社会人们对电力的需求不断增长,电力系统也发生了和以往很大的差别,在太多的领域中电力已经占据了一个比较重要的地位。 关键词: 电气;自动化;节能;研究 电气自动化在当今社会也不是一个冷门的话题,相反成为当今社会比较流行的一门信息科学,开始变得与人们的生活产生紧密的联系。在我国,在工业发展中电气自动化占领着一个非常重要的地位,是其他科学技术无法取代的。但是在现在已经不仅强调电气自动化,随着时代提出的新的要求,节能成为电气行业中一个不可忽视的重要问题[1]。在当下的一些新的研究当中,节能建设成为人类经济发展过程中的一个优秀问题。无论什么技术,首先会考虑到节能性。其实在过去的几年中,我国相关部门已经能够对电气节能技术开始应用,并取得了相当大的成就。但是受到很多因素的制约,节能技术在发展中仍然存在很多实际问题,为了减少这种制约,进一步发展电力业,本文将根据我国电气自动化提出一些现状中存在的问题并就不足提出意见和建议。 1电气自动化和节能设计技术简介 在当今科学技术的支持下,电气自动化在我国经济水平不断发展的前提下迅猛发展,逐渐成为电气信息领域的一个新的学科。经过长时间的研究我们发现,电气自动化和工业之间的发展是非常密切的,这是因为电气自动化为工业发展提供很多契机,也使工业发展变得容易。电气自动化让一些工业生产中的需要艰难劳动力的情况变得容易,因为电气自动化可以提高生产率和工作效率。现在,绿色革命得到很多人和企业的重视,所以在发展经济时,也应该把节能当成当下的发展准则,响应时展的浪潮。人们的思想道德水平不断提高,对环境的保护意识也在不断增强,越来越多的人开始认识到生产过剩的重要性,并且已经开始实施。但是要真的做的节能型社会,推动电气自动化是很重要的一个步骤,利用电气自动化减少环境污染更是重中之重。 2我国电气自动化中节能设计技术的应用现状分析 随着经济全球化的深入,我国城市的发展也是不断加快,生产力水平和以前相比有了明显的提高,与此同时,电气自动化成了日常生活中一个不可缺少的技术。节能型社会在不断的推广之中,各种节能设计开始在社会中得到广泛的接受,节能减排的理念也开始应用到电气自动化之中,这对我国的电气自动化的发展是非常有利的。但是因为一些现实的原因,电气自动化发展之中还存在一些问题,一个是从事相关工作的工作人员的素质普遍较低,他们对电气自动化系统节能技术还没有一个好的认识和理解,据报道显示,目前很多正式单位的电气工作人员都不是来自正规的学校,他们也没有接受正规的训练,对节能技术并不了解,导致节能技术无法得到广泛的应用。还有一个原因就是电气自动化系统中缺乏节能系统的应用,这导致电能的转化率相当低。在一些工业生产中,一些企业为了获取更高的利益,缩短生产时间,在选择电气自动化组装材料的时候,选择电阻率大的导线,这造成很大的电能被浪费掉。第三个原因就是缺乏严格的管理体制,这让一部分工作人员在电气化生产中违规操作。 3电气自动化的技能设计技术合理应用措施研究 3.1注意电器系统中节能技术的应用,降低电能传输消耗 电气系统中存在大小不同的电阻,在传输过程中消耗有用功率造成对电力资源的浪费。因此在日常生活中对一些电阻的使用中,要适当降低电阻率来提高有用功。因此工作人员在选择导线的材质时要尽量选取电阻率小,导线长度较短的电线。除此之外还应该选取横截面积大的导线,这样更能降低电阻消耗率。 3.2提高员工的专业素养,增加对节能设计技术的认识 人是工作的主题和优秀,工作人员的素质直接决定工作效率,在日常的工作中要加强对工作人员的培训,让他们切实体会到节能在当代生产发展中的重要性,符合时代的发展。一些和电力有关的部门也要自己的职责,多开展一些增强节能知识环保类型的讲座。 3.3制定合理的节能设计技术管理制度 合理科学的规章制作对整个企业的发展有着非常重要的作用。在电气化中合理的制度是电气自动化有效发展的基础,对企业内部每一个工作人员都有着重要的引导作用和制约规范作用。这种约束力非常有利于电气自动化技术的发展和推广。因此,电气自动化发展在生产中必须制定严格的规章制度,遵循电气系统循环节能的理念,要杜绝浪费任何一种形式的浪费和污染环境的行为。 4结语 在二十一世纪,节能经济在中国已经全面展开,国家的经济战略也已经全面推行,尤其是对一些企业,开展节能经济出台了更加优惠的政策,对节能经济的开发也提供更加积极的支持。我国在节能方面正在提高自主创新能力,对各种先进的节能技术不断地探索和研究,各种各样的先进的节能技术将被开发。在这种形势之下,中国的电气自动化的发展也应该抓住时机,迎着节能技术全面发展的浪潮,积极发展电气自动化,开发和研究电气自动化技术和相关产品,促进电气自动化的发展,为经济发展奉献一份力量。 作者:刘伟 程海军 单位:中国石油西气东输管道公司 电气自动化技术研究:电力工程电气自动化技术解析 摘要: 我国在实现经济实力不断提升的同时,在科学技术领域也取得了十分瞩目的成绩。电力行业的发展与其他行业发展息息相关,是国家社会经济、文化等各项事业发展的基础力量。随着科学技术的不断发展和应用,其在电气行业中也得到十分广泛的运用。本文主要分析电气自动化技术在电力工程中的应用,旨在为促进电气行业实现健康发展提供一定的借鉴。 关键词: 电气自动化技术;电力工程;电网调度 由于新技术在电气企业中的广泛运用,电力自动化技术不断成熟起来,而且在电力工程的发展过程中发挥着举足轻重的作用,促使电气自动化持续发展。电气自动化技术能够有效利用其自动控制和自动检测功能,实现对电力系统的实时监控与远程性调节和控制。当前,我国的信息化技术水平逐渐提升,运用信息监测技术实现对整个电力工程的远程化操控。但是,电气自动化技术如何在电力工程中实现有效运用成为影响其发展的重要问题之一。 1电气自动化技术概述 电气自动化技术涉及到的电气装置功能有自动控制及检测功能,其能够有效实现对电力系统相关的远程性控制以及远程调节、监控。社会经济的不断发展带来电气企业的新生命,很多新型技术层出不穷,促使电力工程的自动化技术明显提升,电气自动化开始发展起来。后来,在信息化技术不断推进的过程中,电力工程不仅能够实现远程管理及控制,还能够运用信息技术监测完成大量工作。电气自动化技术可凭借网络对工程相关信息展开全方位分析及整理,使得电力系统实现稳定运作和发展。在运用电气自动化设备的过程中,电力工作人员的工作压力大大降低,在遭遇紧急情况的时候可采取有效的措施进行处理,进而保证电气工程实现稳定运行和发展。此外,电气自动化技术的使用范围相对较广,从电气的开关一直到整个电气工程都可运用,是推动电气工程持续进步的重要条件。 2电气自动化技术的实际运用意义 2.1提升电力系统自动化水平 我国总体科技水平的提升带动了电气自动化相关技术的发展。电气自动化技术在实际运用的过程中能够有效提升电力系统的自动化水准,利于电力工程的健康发展。电气自动化技术的运用对于电气设备的相关性能有更高的要求,需要对于现有的一些设备进行更新和升级,带动电气企业相关设备的更新换代。此外,电气自动化技术能够明显提升电力工程管理水准,使得企业管理工作更具有科学性、合理性,与现代的信息化标准相符[1]。最后,电气自动化技术在电力企业中的有效运用可有效促进其自身的发展,并迎合电力系统实际运行的相关需求。 2.2便于维护 电气自动化技术在电力工程中的运用,使得其维护工作更加便利。该技术在技术水平上要求相对较高,但维护工作较为简单。电气自动化设备和计算机等相关终端设备互相连接,可通过计算机进行操作,完成对电力设备的维护工作。在日常维护的工程中工作人员需要输入自身的数据和信息,促使电力系统可实现对相关运行数据等的科学调整,从而达到设备维护的相关要求。这种维护方式不但能够有效提升企业中对人力资源的有效利用,还能够降低工作压力,提升工作效率,利于实现企业的可持续发展[2]。 2.3提高工作效率 电气自动化技术的有效运用能够明显提升电力企业相关管理部门的工作效率。电气自动化技术的运用需要首先具备一定条件,需要电气工程相关企业能够在日常管理等工作中积极创造良好的环境。因此,企业为了能够真正发挥电气自动化技术的运用效果,努力实现电气设备的更新及有关技术的完善,从而促进管理人员工作效率的提升[3]。 3电气自动化技术在电气工程中的运用 3.1电网调度 电气工程在实际运行的过程中主要以显示器及计算机相关设备为工具展开电网调度工作,这种工作方式能够为以后电网调度工作的发展和研究提供信息依据。加入电气自动化技术之后,工作人员能够针对电网的实际运行状况展开实时监控,并快速传递相关信息数据等,促使电网调度的工作稳定开展。电网调度在整个电气工程中能够发挥重要作用,要想实现电气运行的有序发展,就需要高效完成电网调度工作[4]。传统意义上的电网调度工作中,一些工作人员不能及时对电力故障了解到位,导致一些安全事故发生并造成重大经济损失。运用电气自动化技术之后,工作人员可有效借助屏幕对电网实际运行的情况进行实时监控,尽快发现故障,并寻求解决办法,降低电力运行风险。 3.2变电站 由于电气自动化技术属于以计算机、现代化通信技术等相关电子技术为基础的技术类型,其能够使得电力企业实现对变电站设备的有效整合及优化设置,促使相关企业的人力资源利用率得到明显提升,并减少工作人员的工作量,降低工作压力,使得电力企业实现更快发展。因此,电气自动化技术运用在变电站的工程中,工作人员能够有效检测变电站设备日常的运行状况,促使电气设备的相关性能得到更为有效的发挥,保证电力系统的安全和稳定发展[5]。此外,电气自动化技术的有效运用促使一些传统设备开始被淘汰,变电站相关的电力运行状态被更好地管理和控制,实现电气设备的智能化发展。变电站运行过程中涉及的大量任务都需要借助电气自动化技术来得到实现,这为促进电力现代化的健康发展提供了良好的条件。 3.3分散测控系统自动化及计算机系统 分散测控系统属于发电厂日常运行系统的一部分,其主要通过高速数据通讯网络及工程师工作站等针对其日常生产的状态实现全程监控及测试。工作人员能够凭借过程控制单元在实际生产时有效接收电气量等相关信息,对运算得到的结果及相关参数等进行分析和处理,并完成对电网的监控工作,促使电气自动化的维护和控制等相关性能取得持续性提高。此外,电力工程中电气自动化技术的运用,有效引入了计算机操作系统,及时记录电力信息,并反馈电气设施的具体运行状况。计算机系统的有效运用还能够有效确认相关工作人员的具体工作信息,及时控制信息误差,提高所得数据的准确性。计算机操作系统还能够用于电力工程的日常管理工作中,监控电力运行情况,对相关的数据和信息展开详细分析,监督人员的工作情况。 4结语 在未来的发展过程中,电力系统将更多地运用电气自动化技术,逐步实现人工智能化等发展,为促进电力行业的可持续发展提供技术支持。如今,在国家经济水平逐步提升的过程中,电气自动化技术发展水平随之提高,促进电力系统实现健康发展。笔者先阐述电气自动化及其实际运用的意义,接着分析电气自动化在电气工程当中的有效运用,希望为促进电气行业的可持续发展提供帮助。 作者:胡诗和 单位:成都理工大学 电气自动化技术研究:电气自动化技术电力工程应用 摘要: 社会生产的提速和人们生活水平的提高,使能源需求量不断增加,电力作为最主要的能源,在社会生产和人们生活中起着重要的作用,更是生产生活的基本保障,电力运行的好坏,直接影响到社会发展与经济建设。只有全面创新工作,强化技术导向,通过电力电气自动化改善,才能全面提高电能质量,进一步促进电力系统高效运行。基于此,文章主要通过对电气自动化技术概况进行简析,重点探讨了电气自动化技术在电力工程中的优秀作用,在此基础上,提出电气自动化技术在电力工程中的应用措施与方法,全面提升电力运行能力。 关键词: 电气自动化技术;电力工程;技术应用 1概述 电气管理越来越重要,随着用电量的增加,需要管理精细化,才能稳定用电市场,维护用户利益,电气管理项目繁多,任务艰巨,单纯依靠人力不可能完成管理任务,就需要不断创新,引进智能化、自动化技术,才能实现管理科学化系统化。电气自动化管理越来越受到重视。电气管理主要是集合了信息处理技术、网络通信技术及现代电子技术内容,通过协调一体的配合,完成电能管理,电气自动化管理是一门现代化的综合技术,越来越多的应用到各项管理工作中。通过电力电气自动化流程控制,取代了传统意义上的电气系统手工操作程序,使电力控制更加有效,监测更加精准,推动了电力系统高效运行,保证了电力系统安全稳定运行。 2电气自动化技术对电力工程的重要作用 电力自动化技术作为现代化技术,在电力工程建设中均起到重要的作用,主要表现如下: 2.1全面提升技术运用能力 保证电力设备运行时更加高效、经济和安全,实现优质供电能力。能够从根本上提升电力体系自动化水平,电气自动化技术自身隶属先进科学技术,在电力运用过程中,主要是电力设备和技术升级,当然也可以提升电力项目网络化管理控制能力,促进了电气自动化技术水平的不断创新与提升。 2.2满足安全要求 自动化技术运用到电力项目中,具备良好的优势,特别是与计算机联合使用,确保了设备运行的安全,要想对设备进行维护与保养,只需通过电脑操作便可以达到维护要求。工作人员联系相关数值,依托电脑运行来实现对有关设施运行养护,使生产故障不断降低,维护好人身安全,保证了用电供电稳定性。 2.3保证了电气系统的稳定运行 电力系统运行中产生大量的数据,需要对各类数据及时进行整理与分析处理,提前预知系统问题,有效解决,解决运行稳定性的问题,可以显著提升管理成效,顺应电气自动化运用需求,电力设备和技术管控均需进行不断的持续改进,不断提升流程再造能力。 3电气自动化技术具体应用 电气自动化技术较为复杂,其应用较为广泛,需要根据不同的工程需要,选择不同的技术配合,只有这样,才能发挥最大效用,保证电气运行稳定安全。 3.1自动化补偿技术应用 在电力工程中,低压无功补偿技术是相对传统的补偿技术,主要是通过采集三项电容器和单一信号的方式进行补偿。但是这种传统补偿方式有一定的问题,特别是在对单相负荷用户进行补偿时,极容易出现三相负荷不平衡,导致欠补或过补问题,如果不加以解决,就会形成恶性循环,造成运行不稳定。而通过自动化补偿技术的实施,能够有效解决上述问题,将动态补偿与固定补偿相结合、将分相补偿与三相共补结合、将快速补偿与稳态补偿相结合,不断调整并能够适应负荷的变化,大大提高补偿精度,使运行更加稳定可靠。 3.2现场总线技术在电力工程中的应用 现场总线技术应用较为普遍,其兴起于20世纪80年代末、90年代初,这类技术的兴起与推广,在国际市场范围较广,是较为现代的电气自动化技术之一。通过现场总线技术的良好应用,可能把智能仪器仪表、控制器及电力执行系统有效进行连接,形成一个有机的整体,各部件能够相互配合,完成整体活动,使现场各控制设备能够保持交流与传递,实现信息间的流通,从而确定了电力工程系统的数字通信模式。现场总线技术是应用范围非常广泛的技术,具有运行安全、操作简单、维护方便的特点,整体优势非常明显,能够对电力工程系统主变器用电总量进行实时有效搜集,通过搜集得到相应数据,快速整理并汇总,及时将数据汇集到主控电脑内,然后启动计算系统,按通用格式形成数学计算模型,对所收集到的数据信息做最后的计算和判断,形成一系列可用信息资讯,向电力工程相关控制设备快速传递,得到维护指令后,对设备进行评估与修复,有效提高了系统维护效率,从根本上防止总电量过高造成电力系统短路、崩溃等现象,实现电力工程系统整体安全可靠的运行。通过现场总线技术应用,还能够极大的方便电力工程系统控制,实现系统分散管理的目的,依然是通过计算机实现对电力工程系统各部分相关控制数据的监控和搜集,保持随时连接、实时监控,对发现的问题快速实行反馈,并形成解决方案。现场总线技术导入和导出的数据,不仅能够提高安全性,更能对信息进行共享利用,使数据应用范围不断扩大,有效保证了系统维护与更新,为电力工程建设提供强有力的技术支持。 3.3主动对象数据库技术在电力工程中的应用 主动对象数据库技术应用较为广泛,是电力工程自动化技术的主要内容。电力工程数据非常重要,其统计、管理、共享和使用需要不断创新。主动对象数据库中的应用,需要面向对象提前设立出一个符合实际的条件,就是说,一定要在一个具体的时间内、设定条件下,而出现的一个事件、最后执行的行为是什么,通过一系列的反馈与评估,实现对数据自动化处理的结果。通过快速、简单、高效的处理过程,对事件进行最后评定。整个电网应用的均是主动对象数据库技术,这类技术涉及范围面大,对整个电网信息实现综合统计,设置条件信息包括面宽,也就是当电网在运行的时候,运行信息在一定的条件下,满足触发条件,执行了某个行为,这就从根本上解决了人力操作不精准的问题,大大提高了准确度,有效缓解了迟滞、缓慢的问题。 3.4光互连技术在电力工程中的应用 光互连技术组成部分较为复杂,按常规划分,可将光互连技术分为自由空间光互连技术、光纤互连技术和波导光互连技术等多种类型。光互连技术有着较好的优势,能够在使用过程中,全面达到抗干扰效果,能力大大得到提高,同时,也可以在较短反应时间内提供强大的带宽,这种技术被广泛应用,与其强大的优势是分不开的,在电气工程系统中实现普遍与推广。通过采用光互连技术,可以在根本上解决数据收集的问题,实现信息数据有效采集、对系统实时监控及相关数据快速精准分析等,对计算结果实现应用,也就是说,可以通过人机界面实现对系统的便利操作,实现网络系统重组,表现出实际、灵活、高效的状态。 3.5变电站及配电自动化技术在电力工程中的应用 变电站自动化技术包括的内容较为广泛,主要是指电子技术、网络技术、信息处置技术、电脑技术和现代通讯技术等。通过各种技术的合成与统一,形成综合型技术能力,使变电站二次设施实现整合设计、降低无谓消耗、减小变配电工作量、提升运行安全等。电力系统不断发展,未来的发展过程中,能够更加完善,使配电管理系统更加科学简便,建立起实用的网络基础平台,从而实现110kV以下配电系统自动管理,满足电力系统自动化需求,优化电气设备的保护,与此、自我调整。 4结束语 综上所述,电力工程关系着国计民生,是经济建设与社会发展的基础,只有不断总结经验,完善技术能力,才能有效做好技术布局,改善工作环境,切实保证运行整体安全。 作者:潘海涛 孙利华 单位:国网内蒙古东部科左中旗供电有限公司 电气自动化技术研究:电气自动化节能技术论文 一、自动化节能技术设计 (一)优化配电设计。 随着我国经济的发展,对能源的需求量也是非常大的,尤其是对新能源的开采利用量更是很大,电能作为新型能源,逐渐的激怒了人们的视野。越来越成为人们备受关注的焦点,国家对电能的运用给予了厚望,当然社会也不例外,在这种情况下,国家投入了大量的财力,对电力系统进行升级改造,并达到了预期的效果。在整个配电网络中电力系统的正常运转发挥着重要的作用,我们也把该电力系统与整个配电系统匹配作为重要的环节。在确保电力系统的运转能实现高效的前提下,把可操控性和稳定性作为重要的控制因素,当然安全性和实用性也必不可少。我们要把电力系统的安全问题放到第一位上,将其作为尚方宝剑悬挂在企业的战略思维中,全员明确电能的功效强大,和在一定情况下造成的可怕之处,所以,我们要采取相应的措施,把电线网络的绝缘性落实到实处,其次是在进行线路规划时,也要将其因素全部考虑进去,其设计和规划要从全局的角度出发,确保导线之间都能够实现绝缘距离,从而将危害降到最低。当出现一些恶劣的天气时,尤其是雷雨天,这个时候最容易出现一些人们不愿意看到的现象,如用电设施的损坏,看似简单的损坏,它就会影响到人们的日常生活,带来经济上的损失,更有甚者会付出生命的代价,因此,我们要把安全意识放到第一位,严格落实各项规章制度,使其作为没有人敢碰的高压线。 (二)减少电能的传输损耗设计。 由于我国区域的特征,各个地区各不相同,大小不一。电能通过遍布各地的网络进行输送的过程中,电阻在导线上会带来一定的损失,这损失量每年都是很大的,让电能在输送的过程中就白白的浪费,从而使电能的利用率大大的降低了。如何解决上述的问题,那就在电能的利用率放在首位,降低输送中的消耗率,这就要从减小导线的电阻这下功夫。下面介绍方法来解决上述问题,方法一是根据对供电网络线路进行合理的设计与布局,本着一些能够把握的原则,对线路进行相应的规划,尽可能的做到简单的直线分布,这样就能在一定程度上缓解损耗的浪费;方法二是要在变压器这个器件上做足功夫,让它尽可能靠近负荷中心,这样就能在一定程度上缓解损耗的浪费。也在一定程度上解决了损耗的问题; 二、电气自动化节能技术功能分析 通过上述的分析,我们发现电气自动化的技能设计尤为重要。我们希望采取一定的措施进行保驾护航,新技术和新思路是必不可缺少的,只有这样才能保证设备的安全运行,运行的成本在一定程度上也得到了有效控制。在实际的应用过程中,我们要考虑到设计与施工过程中的各个环节,从以下几个方面出发,进行相应的优化。 (一)无功补偿。 在电气自动化系统中,无功功率是相关行业面临的一个严重的问题,也是现实面临的一个问题,这个问题的出现在一定程度上影响了作业的效率,它占有供配电设备的容量,容量要根据实际情况来确定,其数量也不是小的,而是非常的庞大的,这种现象的出现必然会带来一系列的影响,这种占有必然会增大了线路的损耗,损耗也带来一系列的问题,电网的电压的呈现出来下降的趋势,电压一出现下降的趋势,必然会在一定程度上大幅度影响到电能的质量,电能的质量受到影响后,电网的正常运行是很难保证的。因此,为了实现无功就地平衡,减少各个环节的损耗,我们可以根据实际情况,采取系列的措施,对无功补偿设备根据实际情况有针对性的选择,这样就会出现一定的成效,能够有效提高社会和经济的双重效益。具体按照下列的情况进行相应的操作,在使用电容器补偿时,也要考虑相应的具体参数,不能泛泛的去考虑参数,并且通过调整这些参数来进行相应的确定;也可以有另外的一种选择,就是选择无功功率作为投切参数物理量,这样它会带来很多的好处,不仅可以有效防止投切振荡,而且还可以使无功倒送等情况的发生。此外,还要考虑无功补偿装置,要选择好安装的方式是非常关键的,最好就地安装,在就地安装的基础上实行就地补偿,这样会带来一系列的良好的连锁反应,它既减少了无功传输,又减少了损耗,从而实现了节能效能的目的。 (二)选择电压等级。 电压等级是一个关键的指标,所以在日常的操作当中,我们一定要把握好这个指标,它是否合理配置关系到了系统的正常运转,它也起到了较好的节能效果,所以,在实际的操作中,我们要选择高压和低压配电是一个非常重要的环节,当然处理好高压和低压配电的电压等级的关系就显得更是重要了,另一方面,如何确定供电电压,这也是该领域重点关注的一个问题,我们不能孤立的看待这个问题,要站在全局的角度来看待,它不是考虑单一的因素,我们要根据处于的实际环境重要的考虑,这里讲的考虑是指要考虑全面的因素,要把设施的整体情况一并考虑进去,根据设施的自身特点,进行相应的配套匹配。 (三)照明节能。 在电气自动化的使用过程中,节能设计一直贯穿始终,照明就是一种很好的方式,我们在实际运用中是可实现的,在具体的操作过程中,照明节能可通过以下两种方式来实现,一种方法是把高效光源作为利用对象,来改造传统的白炽灯,虽然它有简单便宜的优势,但是它的发光的效率低下是难以改变的;另一种方式就是把自然光充分的利用起来,这就需要对构筑物进行相应的改造,把门窗进行扩大,或者是对建筑物朝向进行改造。以上两种方法都能实现电器自动化。 三、结束语 随着社会的进步,我们的生活方式也发生着翻天覆地的变化,我们的生活的各个环节也受到不同程度的影响,对各类能源的需求量也是逐年攀升的,可谓消耗量大的惊人。尤其是对电能的需求量远远超乎了人们的想象。电气自动化节能技术的使用在一定程度上缓解了上述的压力,能够有效的增加电能的利用率。人们也随着社会的进步对电气自动化的要求越来越高,尤其节能技术方面,要求更是逐年攀升,随着时候的发展,必将会有很多的企业进入这个领域,为电气节能做出贡献,一定会引领时代的发展。 作者:吴振 单位:华北科技学院
机电一体化技术研究:接口技术在机电一体化中的运用研究 接口技术在机电一体化中的运用研究 随着信息技术等的发展,机电一体化已经成为一种发展趋势,同时也为人们的生产、生活提供了更多的便捷。接口是几点一体论文联盟化产品的重要组成部分,有效运用接口,可以更好地将几点一体化产品中的各个组件有机地连接起来,使机电一体化产品的运行能够更加顺畅、有效。因此,接口技术的研究与运用,直接影响着机电一体化产品的运用效能,相关工作人员应该积极创新接口技术,满足机电一体化技术不断发展的需求,进而提高机电一体化产品的质量,更好地为人们的生产、生活服务。 1 简述接口、接口类型与接口连接方式 机电一体化系统,即是将机械系统与电子系统有机地联系到一起,从而发挥机械电子的优势,提高机电一体化产品的应用性能。而接口是机电一体化产品的重要组成部分,它是连接机械系统与电子系统各个模块的重要组件,具有调节、匹配、缓冲等性质,可以有效地转换电平、增加功率,使机电一体化产品的性能得到提高;一些技术人员将接口加设抗干扰材料,可以将电子系统与控制系统之间相互隔离,防止两个系统之间的信号受到干扰,影响电子系统与控制系统运行的可靠性;接口的运用,还可以进行电路转换,保证机电一体化产品中各个系统之间电流量的匹配,进而提高机电一体化产品的运行效率。 不同的机电一体化产品,其性能、工作原理等都存在差异,自然接口也不完全相同。也就是说,在运用接口技术连接子系统的各个模块时,需要运用到不同的接口。技术人员根据实际情况将接口分成两类,即机电接口与人机接口。机电接口是指执行机构驱动系统与传感器之间的接口,它可以模拟信息的输入与输出,并为机电一体化系统提供平稳的电流,以保证机电一体化产品能够保持一个有序的运行状态;人机接口是指工作人员或者技术人员与计算机之间的接口,这种接口可以将工作人员的指令,利用计算机网络进行编码形成有效的信息数据,并通过接口在各个子系统之间相互传递信息,以满足实际需要。 2 接口技术在机电一体化中的运用 2.1 概述接口技术 在机电一体化技术发展的过程中,接口技术是随之发展起来的新型技术。顾名思义,它是将机电一体化中各个组件、系统相互连接,使其发挥最佳效用的技术。接口技术在机电一体化产品中的应用,可以更加有效地使机电一体化产品中各个复杂的子系统模块之间有效地连接起来,促进其数据、信息的传递与转换,使机电一体化产品的性能得到提高。而随着接口技术的发展,机电一体化技术也将得到更快的发展,并将向着网络化、绿色化、智能化、模块化方向发展,机电一体化产品的性能也将越来越高,为人们生产、生活提供更多的便利。 2.2 接口技术在机电一体化中的运用 众所周知,接口技术在机电一体化中的应用,大大提高了机电一体化系统的性能,同时也促进了机电一体化技术的发展。那么,接口技术到底是怎样运用到机电一体化系统中的呢? 第一,连接机电一体化系统中的各个子系统模块,充当“开关通道”。在机电一体化系统中,各个子系统模块相互连接,再通过电子系统进行智能化控制,将信息系统中的数据、信息进行传递与转换,使各个系统模块都能够在电子系统的控制下运作。要想实现以上功能,就必须有连续的电流,而在接口技术运用下的接口可以充当“开关通道”,工作人员只需正确操作开关执行器,为系统模块之间的连接提供连续的、平稳的电流,就可以有效实现以上功能。 第二,工作人员可以根据需要手动接口,满足工作需求。工作人员在操作监控机电一体化系统运作时,通过人机接口使系统按照工作人员的需要进行运作,这种被称为人机接口。人机接口主要分成输入与输出接口,工作人员只需按照需要将指令通过硬件输入系统,系统就会按照需要将指令编码成信息数据,并通过接口传递给各个系统模块,输出相应的状态、运行参数等,以实现工作人员监控机电一体化系统的目的,满足工作需要。 第三,运用接口技术,可以有效提高系统输出信号的质量。传统的机电一体化技术中,接口的运用还不是很成熟,导致系统显示的数据、信息等质量不高。随着接口技术的不断发展,越来越多的机电一体化系统在运用接口技术之后,有效地提高了数据、信息输出的质量。工作人员能够有效控制输出的数据、信息等运行参数,对这些数据、信息等进行有效的调整,就可以实现监控生产过程的目的。 2.3 运用接口技术需要注意的问题 接口技术是在机电一体化技术上发展起来的,所以在运用接口技术的时候,需要注意以下问题。技术人员在运用接口技术将接口连接于各个子系统模块之间,需要注意接口技术是否与机电一体化技术相匹配,是否能够符合机电一体化产品在性能上的要求,这些都是技术人员需要思考的问题。只有合理选择、运用接口技术,才能为机电一体化产品的性能正常发挥起到基础的作用;任何技术在运用过程中,都需要进行调试,以确保技术运用的科学性、合理性与可靠性。同样,接口技术的运用也需要进行智能调试。一般来说,技术人员在运用接口技术连接各个子系统模块之后,就要及时地进行系统测试与接口的智能调试,这样才能在第一时间发现问题、解决问题,保证机电一体化产品的可靠运行,也可以为以后接口技术的发展提供参考;接口在使用过程中,人机接口是比较常见的,它是根据实际生产需要而进行的人工调整的接口,也就是说,这种接口是可调的。因此,技术人员运用接口技术必须积极思考机电一体化产品的实际生产效能,并注重接口技术的各项指标能够按照要求合理调控,结合实际情况运用接口技术。这样的接口技术才能保证机电一体化系统可以按照需要随时进行调控,实现智能化、网络化,提高接口技术的运用效果。 3 结语 总而言之,随着我国工业化进程的不断深入,各种相关技术也在不断发展。机电一体化技术作为促进工业化与机械化发展的重要技术之一,对我国社会建设与人们生活水平的提高有着重要的意义。而接口作为机电一体化产品的重要组成部分,接口技术的发展也影响着机电一体化技术的发展。所以,相关技术人员应该积极创新接口技术,从各个方面提高机电一体化产品的质量,进而促进机电一体化产品在社会建设中重要作用的发挥。 机电一体化技术研究:高职机电一体化专业课程体系构建之技术路径 摘要:本文从分析学科课程体系不符合职业教育特征的角度出发,提出构建高职机电一体化专业工学结合一体化课程体系的必要性,论述了机电一体化专业课程体系构建的技术路径,分析了机电一体化专业课程体系实施过程中需要重点解决的三个问题。 关键词:高职;机电一体化专业;一体化课程体系;技术路径 近年来,随着国外先进职业教育课程建设理念与技术的逐步引进与推广,工学结合作为职业教育的重要特征也逐渐得到认同。广州市工贸技师学院顺应国内外市场对技能型人才的需求,即技能人才需具备综合职业能力和奠定持久的职业生涯发展,在机电一体化专业建设中,提出构建工学结合的一体化课程体系的工作目标,并在具体的教学中实施。 机电一体化专业课程体系改革的必要性 长期以来,我国职业教育所采用的课程体系多为学科课程体系,其基本特征是以学科内容为中心设计课程,依据不同学科之间的相关性,按照先后顺序开设教学科目。虽然学科课程体系具有逻辑性和系统性较强的优点,但是,随着科学技术和产业组织结构的发展,其缺点也日益凸显,如学科课程忽略世界的整体性,将原本内在统一的科学、艺术、道德割裂开来;学科课程强化“精英文化”,强化少数人利益,与“大众文化”割裂开来;学科课程以灌输学科知识为宗旨,过多倚重接受学习,忽视发现学习、探究学习、行动学习在人的发展中的价值,忽视社会经验的获得和实践能力的形成;学科课程的系统性不能等同于职业活动的系统性,学科课程所强调的抽象概念和理论与职业教育的应用性、实践性要求不相符。 进入新时期,现代企业和社会管理步入了以过程为导向的综合化运作时代,强调劳动者专业能力、社会能力及方法能力的综合运用,孤立的学科课程体系与此需求相去甚远。因此,改革长期徘徊在职业教育领域的学科课程体系,构建适应社会经济发展和企业用人需求的新课程体系势在必行。 在机电一体化专业的学科课程体系中,课程主要分为专业基础课程和专业实训课程,专业基础课程强调《工厂电气控制技术》、《电工电子技术》、《机械制造技术》、《单片机与接口技术》、《液压与气动技术》、《自动检测技术》、《机电一体化技术与系统》等专业理论知识的学习,专业实训课程强调《金工基本技能实训》、《机电设备拆装》、《电子电工专项技能实训》、《机电一体化技术实训》基本操作技能的训练,不管是理论知识的学习,还是单项技能的训练,学科课程体系均从片面的片段的角度看待本专业的整体性职业活动,没有与完整的工作过程建立一种直接的联系,对专业人才完成一项综合性工作任务所需的综合职业能力培养非常有限。因此,改革机电一体化专业的学科课程体系,构建工作过程导向的课程体系势在必行。 机电一体化专业课程体系改革的技术路径 职业教育是为人们胜任职业活动和通过职业活动实现人的发展而提供的教育,具有完整的工作过程是职业教育的基本要求,因此,职业教育过程中的媒介和手段都应是工作化的,必须将具体的工作情境置于教学过程之中,并以工作性思维来构建教学过程,根据职业教育的特征和规律,课程设计开发要体现“在工作中学习,在学习中工作”的理念。 基于工学结合的一体化课程体系改革理念,在机电一体化专业课程体系构建中,课程的设计和开发必须以工作为基础,并保证以工作为基础的教学过程必须产生胜任现实工作的能力。校企合作的优秀是认识企业的工作形态和工作内容,并将其充分而有效地呈现于教学过程之中,聘请企业专家参与课程建设、签订校企合作合同、组织师生企业实习,其目的都是为了保证“工作呈现”的有效性。 因此,在机电一体化专业课程体系构建中,本专业一体化课程体系的开发设计技术路径如下:行业、企业情况分析和岗位工作分析召开实践专家访谈会提取典型工作任务一体化课程转化确定学习任务设计教学计划编制学习材料(工作页等)开发投入实施。 行业、企业情况分析和岗位工作分析通过企业调研,与企业实践专家访谈,与企业工程技术人员探讨,观摩企业实际生产运作等途径,分析行业、企业实际工作情况和对技能人才的用人要求,确定本专业技能人才的就业领域有:电气设备和机电一体化设备的运行、安装、调试与维修;电气、机电产品生产现场的工艺实施;仪器仪表的配置、检测、调试与维修;机电一体化工程项目的施工、维护及技术服务;机电类产品的营销与售后服务;机电设备的技术改造、技术管理、产品辅助开发等。 召开实践专家访谈会,提取典型工作任务向若干机电一体化行业的企业一线人员发放“实践专家工作职责调查表”,分析企业一线技能型人才的个人工作经历和现从事岗位工作职责、工作内容,从而遴选符合参加实践专家访谈会条件的企业实践专家。学校确定课程开发主持人、专业骨干教师及聘请的实践专家之后,召开实践专家访谈会。会上,在课程开发主持人主持,专业骨干教师配合下,引导企业实践专家填写个人“实践专家职业发展阶段分析表”,“实践专家职业发展阶段分析表”要求每位企业实践专家列举从进入机电一体化行业开始到成为实践专家的发展过程的若干阶段及其每一阶段所从事过的、有挑战性的、完成工作的过程能够提高工作能力的有代表性的工作任务实例。待所有实践专家填写个人“实践专家职业发展阶段分析表”后,课程开发主持人引导实践专家配合,从所有填写后的“实践专家职业发展阶段分析表”中提取代表性工作任务,最后根据人才培养目标要求分析确定典型工作任务并按从入行到实践专家的职业发展阶段进行排序。机电一体化专业提取的典型工作任务,按照初级——中级——高级——技师的职业发展排序,通过企业实践专家分析,共提取了“机电设备装配、调试与维护”、“电气控制柜的安装调试”、“机电一体化系统疑难故障诊断与检修”等16个典型工作任务。 转化确定学习领域课程根据职业教育规律和目标,按照一个典型工作任务转化为一门学习领域课程的原则,在企业实践专业和学校专业骨干教师的共同讨论分析下,将职业行动领域中的典型工作任务转化为职业教育领域中的学习领域课程。机电一体化专业最终确定的学习领域课程有:“电气安装”、“机电设备疑难故障检修”、“机电一体化系统设计”等16门课程,每门课程均体现一项完整的工作任务。 设计学习任务,编制教学计划根据地区区域经济发展水平和学校教育教学基本条件,对应每一门课程,开发设计若干学习任务。学习任务可以直接来源于企业,也可以由学校根据工作任务要求设计开发,但它原则上是一个完整的工作任务,能体现完整的工作过程。机电一体化专业开发设计的学习任务有:“工具和仪表检修”、“齿轮传动机构拆装与测绘”、“常见机床动力电路安装与检测”、“自动生产线总装与调试”等58个。在学习任务的排序上遵循由易到难的排列原则,低年级设计数量较多的引导性较强的学习任务,高年级设计数量较少的综合性和开放性较强的学习任务,完成所有学习任务的,其目标实现之和应该大于或等于所属一体化课程的目标。学习任务设计完成后,根据学校实际师资情况和设施设备情况,以及教育教学秩序要求,确定每个学习任务的学习与工作时间,编排可执行的教学计划。 学习材料(工作页等)开发,投入实施根据学习任务的目标要求,学校专业骨干教师到相关企业收集企业实际生产任务的工作素材、行业标准、企业标准、工作规范要求等,运用编写学习材料的规范要求和技术方法,聘请企业专家与专业骨干教师共同编制教学材料,例如工作页。学习材料开发完毕后,学校组织行业企业专家和课程开发专家评审课程体系成果材料,评审通过后投入实验。 机电一体化课程体系的实施 目前,广州市工贸技师学院机电一体化专业的四年制预备技师班、三年制高级技工班均采用工学结合的一体化课程体系实施教学,其教学效果得到广大师生的一致认可。主要体现在以下四点:(1)新课程不仅让学生掌握知识和技能,而且注重培养学生的信息处理能力、与人合作能力等关键能力,有利于学生持久的职业生涯发展;(2)新教学模式基本扭转了学生被动听课的习惯,使学生转变成为探究知识的主体,可以提高学习主动性,增加学习兴趣;(3)学生的创造能力、工作能力、应变能力都能通过课堂学习得到锻炼,对培养学生的成就感、承受挫折能力等有较大帮助;(4)学校的学习工作站比较类似企业的实际工作环境,能够满足学习需求。 通过一个周期的实施,总结出课程实施要重点从教学组织模式、师资团队建设及学习工作环境建设三方面考虑,才能保证课程构建和实施均能取得成功。 教学组织模式课程实施应该以学生为中心,即学习的主体是学生,学生学习的目的就是胜任工作、适应社会和职业发展,因此必须将学习作为工作过程(即教学过程)的中心,以学生自主理解和完成工作任务作为教学的基本手段,并指导学生将理解和完成具体工作任务的能力转化成为适应变化的策略。学校的一切资源,包括教师资源都是学生实现这一完整过程的基础,都应服务于学生的学习过程(即工作过程)。按照完成一项工作的基本思路,课程实施应具有完整的工作过程:获取信息——制定计划——做出决策——实施计划——检查控制——评价反馈。 师资团队建设由于工学结合的一体化课程强调学生自主完成若干完整的学习任务,学习任务由工作任务转化而来,在课程实施过程中,教师仅仅起到引导和服务的作用,因此,对教师的工作实践经验,对工作的认识和理解均提出了较高要求。目前,职业教育界的教师多来自大专院校,缺乏企业实际工作经验的占大多数,势必对工学结合的一体化课程实施带来影响,所以,学校在考虑推一体化课程实施的同时,要在学校与企业之间建立一个长期合作的师资培养通道,让教师适应并逐渐胜任新课程的实施。 学习工作环境建设一体化课程实施需要与学习任务相匹配的教学媒体和设施设备,创设尽量真实的学习工作环境,让学生有机会完成与典型工作任务内容相一致的学习任务,因此,学习工作环境的建设并不仅仅是为了技能的重复操作训练而购置大量的设备,要从完成一项工作任务所需的综合性资源建设的角度出发,从促进学生自主学习的学习资源建设的角度出发,规划设计学习工作环境,也叫学习工作站。机电一体化专业的学习工作环境建设中,每一学习工作站均划分信息检索区、学习区、实训区、工具区、学业成果展示区等五大区域,方便学生自主检索学习工作过程所需的资源,养成遵循企业工作规范和作业流程的习惯,并能够在这个环境中实现学生之间的互动交流,互相学习。 总之,构建实施机电一体化专业的工学结合一体化课程体系是一项系统工程,不仅仅是一种课程组织方式的改革,而是一种更深刻的课程价值观的变革。课程是为学生提供教育服务的直接载体,建设符合企业用人要求、能够保证学生持久职业生涯发展的课程是我们义不容辞的责任和义务。 机电一体化技术研究:胶东半岛蓝色经济圈培养高素质高职机电一体化专业技术人才探究 论文关键词:机电一体化高职 人才培养 “教学做”一体化双证融通 论文摘要:根据国家整体规划,胶东半岛蓝色经济圈已经进入快速建设期,机电一体化专业人才需求在本地区也将迎来一个高峰期。本文对其专业人才需求背景进行了详细的分析,并根据本校及本专业现有的师资力量,提出了建设“高职机电一体化专业技术人才”方案。在本文中,确定了三个专业培养方向,总结了“1.5+0.5+1”的人才培养新模式,“教学做一体化”教学模式,以及“双证融通”式课程教学模式。 机电一体化技术是集机械、微电子和计算机技术于一体的综合应用技术,也是现代制造业的优秀技术。随着山东省大力推进半岛制造业基地暨北部沿海经济产业带建设,机械制造、电子信息、食品加工和黄金工业四大支柱产业以及汽车、手机、电脑三大产业集群均进入了快速膨胀期。制造业的现代化水平得到了提升,最显著的标志是采用大量的自动化生产制造系统取代了传统的、自动化程度较低的生产方式。 现代机电一体化技术是机械、电子、信息和管理等学科有机结合的高新技术,广泛应用于机械、电子、汽车、食品、医药等行业。可以说,任何产品只要投入工业生产,就必须采用自动化生产制造技术以提高产品质量和生产效率,否则将没有市场竞争力,而自动化生产制造的优秀技术就是机电一体化技术。因此加速培养机电一体化技术高素质技能型人才已经成为高职高专院校的当务之急。在此背景下,山东省大部分高职院校都开设了机电一体化技术专业以满足社会对该专业人才的需求。但一方面,企业难于招聘到合格人才,另一方面相应毕业生感叹就业困难,工作难找。分析原因是供非所需,高职院校内部在该专业培养目标与定位、专业建设与课程设置,实习实训内容及条件等方面存在问题。因此,应依据社会需求确定人才培养目标,以就业为导向构建人才培养新模式,增强人才培养的针对性,适用性,实现人才培养与社会职业岗位的接轨,服务地方经济,并促进毕业生充分就业。 1 根据半岛区域经济发展需要,确定高职机电一体化技术专业人才的培养目标 在对山东省机电设备制造企业和胶东半岛大中型机电企业调研、毕业生跟踪调查和专业建设委员会论证的基础上,归纳出半岛经济发展急需的三种职业特色鲜明的机电类就业岗位群,分别是食品灌装生产线的运行与维护,新能源装备制造的生产与维护,电子组装工艺操作。 山东省是我国重要的粮食及食品生产加工基地,随着人民生活水平的提高,人们对食品的质量、包装和精细化程度要求越来越高,这就带动了食品灌装、包装设备的飞速发展。自从我省做出重点发展食品产业群的重大决策以来。产业集群蓬勃发展对灌装生产线人才的大量需求早已初见端倪。 根据国家中长期发展规划,我国的核电和风电已经进入高速发展期。山东在半岛沿海地区规划了海阳、荣成、乳山三座核电站,并计划在“十二五”末全部投产发电。同时山东地处东部沿海,具有丰富的风能资源,各大发电集团竞相在山东沿海地区修建风力发电厂。这使得山东省核电、风电等新能源装备制造业快速发展,可以预见随着山东核电、风电产业发展的推进将需要大量掌握核电、风电相关知识的装备制造业专业技术人才。 随着现代信息产业的不断发展,电子应用技术发展的不断需求,电子组装技术在真个电子整机装配加工中所占的地位越来越重要。胶东半岛在发展电子信息与家电产业集群的同时,电子组装技术备受关注,据调查分析,电子组装技术产业的人才存在着巨大的缺口,在未来需要众多电子组装技术人才满足企业生产需求。 我们通过以上市场调研,制定了适应区域经济发展的机电一体化技术专业的人才培养方案,确定了在机电一体化技术公共知识平台的基础上分三个专业培养方向:食品灌装生产线的运行与维护、新能源装备制造的生产与维护、电子组装工艺操作。 2 构建科学合理的新型人才培养模式,为胶东半岛培养高素质技能型人才 2.1 构建“1.5+0.5+1”的人才培养新模式 机电一体化技术专业的传统教学模式是实施“2.5+0.5”人才培养模式,即三年中两年半在学校完成教学计划规定的所有课程,最后半年赴企业进行顶岗实习。这种传统人才培养模式难以培养出我们所需要的为地方企业量身打造而熟练掌握专业知识和技能的专门化人才。因而进行人才培养模式改革,构建科学合理的人才培养新模式势在必行。“1.5+0.5+1”正是贯彻分方向教学并实施产学研合作办学的一种教学新模式。1.5是指在新生入学后在第一到第三学期,学习基础类模块、专业基础模块、专业优秀模块和技能优秀模块,在这样一个公共知识平台的基础上主要培养学生从事机电类岗位的基本能力。0.5是指在第四学期进行专业拓展能力模块的学习,即学生根据自己的兴趣和就业意向自行选择三个就业方向的一个,进行该方向一系列知识和技能领域的学习。1是指在最后一年,学生根据各自选择的专业方向到对口的企业进行更有针对性地进行技能培训,并顺利完成顶岗实习。 2.2 推行“教学做一体化”教学模式 在分方向教学的课程学习中,部分课程专业性强,如没有合适的实训载体,学生难以实际掌握该专业技能,因而在合作企业的帮助下建设了两个校企合作共建实验室,在这里实现了部分课程理论教学和实践教学一体化的教学模式,通过以具体的工作任务为中心,实际操作为载体。使学生在实际训练中得到了知识和技能的培养,提升了学生的职业素质。并有企业技术人员担任课程的部分授课任务,使学生所学知识与企业的实际需要实现了“零距离”接轨。 2.3 实行“双证融通”式课程教学 高职教育的特点是突出学生职业技能的训练,培养学生的职业实践能力。而国家在长期对各行业生产一线和生产过程职业技能的总结过程中,形成了一套完备的各行业职业资格标准。所以参照行业职业资格标准,进行课程体系的改革和课程内容的重组,有助于提升学生的优秀竞争力。这种以“双证书”为目标,构建以职业能力为主线的教学内容和教学环节,将“双证书”教育融入教学全过程,使学生在学习相关课程后可直接参加职业资格证书考试,我校机电一体化技术专业学生在学校期间可考取维修电工(中级)证书和机电一体化技能认证。 3 结语 以服务为宗旨,以就业为导向,走产学研结合的发展道路,是国家对高职院校办学方向的科学定位。通过对胶东半岛人才市场需求的深入调查研究,培养特色鲜明的机电一体化技术专业人才适应区域经济发展的人才需求,不仅契合高职院校的服务定位,而且提高了毕业生就业对口率,真正实现了学校与企业的“零距离”接轨。 机电一体化技术研究:浅谈煤炭机电一体化技术在我国的应用 摘要:机电一体化技术是微 电子 技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、 计算 机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。它是 企业 信息化的重要支撑技术,是矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭 工业 生产打下了扎实的基础。本文对煤矿机电一体化技术在我国的应用进行阐述。 关键词:煤矿 机电一体化技术 0 引言 我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起,我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期,我国综合机械化采煤取得了空前的 发展 ,大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程,采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期,在原有的研究成果上,又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究,并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后,我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破,在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。然而,与国外的先进采煤国家相比,我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距,并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱,在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。 1 机电一体化技术的应用实践 1.1 矿井安全生产监测监控系统中的应用 矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一。我国监测监控技术应用较晚,20世纪80年代初,原国家煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作,此举大大促进了国内监控技术的发展。先后从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监控系统(如dan6400、tf200、minos和senturion-200),在部分煤矿中应用;在引进的同时,通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况,研制出kj2,kj4等系统并通过了鉴定。20世纪90年代以来,紧跟世界监测监控系统的发展潮流,我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统,如煤炭 科学 研究总院重庆分院的kj90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的kj95系统等,它们的主要特点是:测控分站的智能化水平进一步提高;具有 网络 连接功能;系统软件采用了windows操作系统。同时,在“以风定产,先抽后采,监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下,规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。自此,大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现,不仅为各煤矿提供了更多的选择机会,且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。经过多年的实践表明,安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。 对我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果进行综合评价,煤炭科学研究总院重庆分院的kj90、天地科技股份公司常州自动化分公司的kj95、煤炭科学研究总院抚顺分院的kjf2000和北京瑞赛公司的kj4,kj2000等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。 1.2 矿井提升机中的应用 矿井提升机是一种实现机电一体化较好的矿山大型设备,全数字化,交、直流提升机。特别是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合为一个整体,大大简化了机械结构,是典型的机电一体化设备,充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。全数字提升机高度可靠,具有可重复性故障寻址、完整的诊断设施和自诊断功能,以及简单而快速的通信功能;它采用总线方式,大大简化电气安装;硬件配置简单,互相兼容,零备件少;可以方便地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度。 在我国“九五”计划期间,国产全数字化直流提升机已成为各煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化直流提升机的优秀部分ascs是由双cpu构成的 计算 机系统。除此之外,我国还用simadynd和s7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。2000年11月,该系统在焦作古汉山矿投入运行,情况良好。提升机由于采用了计算机技术,其安全保护系统更为完善。该系统的主要特点是:采用两台计算机装置,每台都有自己独立的测量、传感装置和数据处理系统。这两台计算机同步工作,互相检测,互为备用,对提升行程实现直接测量和间接测量容器位置相结合的方式,对两者进行比较、校正,实现行程自动控制。由于采用了计算机对安全回路、制动回路、电源和驱动回路进行实时检测,实现故障记忆,因此极大地提高了提升机安全性能。 1.3 井下带式输送机中的应用 在我国“八五”计划期间,通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施,极大地提高了带式输送机的技术水平,煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品的研发也取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内此项技术的空白,并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发,成功的研制了多种软起动和制动装置以及以plc为优秀的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器,目前我国已经自行生产制造了多个品种和多种类型的带式输送机。 2 结束语 随着煤矿生产不断向深部水平 发展 ,对控制水平和规模的要求越来越高,从而又加速了机电一体化技术的发展和进步,目前各种高新技术的发展,如 网络 、光纤、人工智能及生物工程等高新技术已渗入到机电一体化技术之中,使机电一体化产品功能更强大、性能更优越,使机电一体化产品功能越来越强,智能化程度也越来越高,因此采用新的机电一体化技术装备的煤矿,能够使 企业 获得更加显著的技术、 经济 和社会效益,这也是一个煤矿企业循环促进不断发展的过程。 机电一体化技术研究:关于机电一体化技术及其应用研究 摘要:讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用,并说明其在钢铁 工业 中的应用以及 发展 趋势。 关键词:机电一体化 技术 应用 1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微 电子 、控制、 计算 机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、 网络 化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 1.1 数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 1.2 智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在cnc数控机床上增加人机对话功能,设置智能i/o接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 1.3 模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 1.4 网络化 由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。 1.5 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种 艺术 享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 1.6 微型化 微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(micro electronic mechanical systems,简称mems)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在mems工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种mems器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。 1.7 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。 1.8 带源化 是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 1.9 绿色化 科学 技术的发展给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以,人们呼唤保护环境,回归 自然 ,实现可持续发展,绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。 2 机电一体化技术在钢铁 企业 中应用 在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为优秀,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面: 2.1 智能化控制技术(ic) 由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点,传统的控制技术遇到了难以克服的困难,因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等,智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢———连铸———轧钢综合调度系统、冷连轧等。 2.2 分布式控制系统(dcs) 分布式控制系统采用一台中央 计算 机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的 发展 ,分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制,而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能,成为一种测、控、管一体化的综合系统。dcs具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。dcs是监视集中控制分散,故障影响面小,而且系统具有连锁保护功能,采用了系统故障人工手动控制操作措施,使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比,其功能更强,具有更高的安全性,是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 2.3 开放式控制系统(ocs) 开放控制系统(open control system)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持,按此标准设计的系统,可以实现不同厂家产品的兼容和互换,且资源共享。开放控制系统通过 工业 通信 网络 使各种控制设备、管理计算机互联,实现控制与经营、管理、决策的集成,通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联,实现测量与控制一体化。 2.4 计算机集成制造系统(cims) 钢铁 企业 的cims是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化,但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理,难以适应 现代 钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产,质优价廉,及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存,加速资金周转,实现生产、经营、管理整体优化,关键就是加强管理,获取必须的 经济 效益,提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现cims化。 2.5 现场总线技术(fbt) 现场总线技术(fied bus technology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4~20ma,dc直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致dcs的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表,如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化plc(programmable logic controller)和现场就地控制站等的发展。 2.6 交流传动技术 传动技术在钢铁工业中起至关重要的作用。随着电力 电子 技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动,数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎,应用不断扩大。
电力工程电气自动化技术研究:对电力工程中的电气自动化技术分析 《摘要》 我国经济快速发展,改革不断深入到各行各业,尤其是信息技术及控制技术的发展,电气工程中的自动化技术也进入了发展和变革的时期。电气自动化融合了多种原理技术,在国民经济中应用广泛。本文主要对电力工程中的电气自动化技术进行了简要分析。 《关键词》 电力工程;电气自动化;运用 引言 随着时代的进步和发展,电力系统在社会发展中占据了越来越重要的地位,人们生活质量的提高,对供电质量和供电稳定性也提出了更高的要求;另外,市场经济体制的确立和完善,促使电力行业之间的竞争日趋激烈,电力企业要想在激烈的市场竞争中站稳脚跟,并且获得发展和壮大,就需要在电力系统中应用自动化技术,以此来促使电力系统更加安全、稳定和可靠的运行,促进电力系统更好的发展,增强综合竞争力。 一、自动化技术在电力工程中的发展 发电控制技术自动化:自动化技术在火力发电厂中的应用,主要是对机械设备的相关数据进行采集,监测设备状态,发出预警信号以及进行故障检测等等。计算机来对机械设备的运行过程实时控制,自动化启动设备运行全过程,如点火、并网等等,来自动增加或者减小无功率,控制母线电压。水利发电站的自动化技术依然体现在这些方面,采集数据,进行计算和相关维护;自动监控水库的水文信息,监测全厂机电的运行设备,从而自动控制发电机组,对它们的运行状态进行必要的优化等等,还需要分配、控制经济负荷等等。 电力调度技术自动化:计算机是电力调度自动化控制系统的优秀,主要是搜集整理相关的数据,这样电力管理人员借助于电力调度技术的自动化,就可以全面了解和把握整个电网的运行情况,采取一系列的措施来应对运行过程中出现的各种突发情况,促使电力系统更加稳定的运行。 变电站技术自动化:变电站在计算机的基础上,将先进的通信技术充分利用了起来,有效处理和应用搜集的相关信息,这样可以重新组合变电站中的电力系统,有效优化系统设计工作,促使系统更好的搜集和处理相关的信息和数据等等,从而实时监控和管理电力系统运行全过程。 配电技术自动化:具体来讲,配电网自动化主要是改造和优化城乡配电网系统,来提高电网运行网络化程度,更好的发展配电网,促使电力系统更加安全和稳定的运行,提高供电质量,更好的服务于居民群众。 二、电力工程中电气自动化的运用 1、微电子技术中的运用 电气自动化控制在微电子中的应用,有效提高了微电子电路中的各种半导体器件的运行质量,提高了电路集成性、可靠性、安全性,改善了系统的监控效果。电气自动化在微电子技术应用中引入了新的电气电子技术设备,对传统微电子的设计及制造进行改革,增强了微电子工艺之间的连接效果及相互影响效果。在微电子技术运用过程中,电气自动化技术建立新的出发点,由传统的工作流程为中心模式转变为以系统设备为中心模式,在很大程度上强化了集成电力系统的控制力度。 当前微电子中的电气自动化技术主要通过对集成电力工作的控制和流程模式的转化监督,实现电子工业发展的推进和提升。随着当前我国电子技术的不断进步,集成电路也逐渐开始完善,集成电力设备已经实现了由传统大体积、低精度向现代设备大规模、高精度的转变。除此之外,我国微电子技术中已经开始使用可集成数百万晶体管,微电子技术及应用质量都有了非常大的变革。在企业改造的过程中引入电气自动化微电子技术大大改善了企业生产质量,提高了生产力水平。结合电气自动化技术的微电子新型技术实现了对企业生产的综合控制和改善,对我国行业的现代化技术水平具有非常重要的意义。 2、变化器电力发展中的运用 随着电子器件的不断完善,当前的变化器电力系统组成已经发生了非常大的变革。将电气自动化技术应用到变化器电力发展的过程中有效改变了变化器电路,实现了表唤从低频到高频的转变,促进了电路系统的更新换代。传统电力工程中主要通过普通晶闸管直流传功变换器完成对电路系统的相控整流,但是整流效果并不显著。使用电器自动化变化器可以有效提高功率因素,降低高次谐波对电冈的影响,有效提高了变化的质量。除此之外,电器自动化变化器还在很大程度上降低了低频区域转矩脉动可能出现的不良问题,提高了系统的可靠性。 3、交流调速控制中的运用 直流调速虽有调速性能好的优势,但事故率较高,容易出现机械式换向带来问题,无法在大容量的调速领域中应用。而交流电动机容量、电压、电流和转速的上限不像直流电动机那样受限制,且结构简单,造价低廉,坚固耐用,容易维护,但是调速困难,简单调速方案的性能指标不佳。如何提高交流调速控制已经成为人们关注的焦点。 电气自动化技术可以依照直流电动机控制理论,解耦定子电流磁场及转矩,实现对上述矢量的有效控制,在很大程度上提高了交流调速的控制指标和控制性能,改善了调速效果。自动化控制技术主要依托直流电动机的物理模型,对坐标等效变换进行优化,实现了矢量转换操作控制。该控制在运行的过程中需要对转子磁链的方向进行监测,对转子参数进行调整,降低转子对控制质量的影响。 三、加强电气化自动化工程控制系统建设的建议 1、电气自动化与地球数字化互相结合的设想 电气自动化工程与信息技术很好结合的典型的表现方法就是地球数字化技术,这项技术中包含了自动化的创新经验,可以把大量的、高分辨率的、动态表现的、多维空间的和地球相关的数据信息整体成为坐标,最终成为一个电气自动化数字地球。将整体出的各种信息全部放入计算机中,与网络互相结合,人们不管在任何地方只要根据整理出的地球地理坐标,便可以知道地球任何地方关于电气自动化的数据信息。 2、现场总线技术的创新使用可以节省大量的电气自动化成本 电气自动化工程控制系统中大量运用了现场总线与以太网为主的计算机网络技术,经过了系统运行经验的逐渐积累,电气设备的自动智能化也飞速的发展起来,在这些条件的共同作用下,网络技术被广泛的运用到了电气自动化技术中,所以现场的总线技术也由此产生。这个系统在电气自动化工程控制系统设计过程中更加突显其目的性为企业最底层的设施之间提供了通信渠道,有效的将设施的顶层信息与生产的信息结合在一起。针对不一样的间隔会发挥不一样的作用,根据这个特点可以对不一样的间隔状况分别实行设计。现场总线的技术普遍运用在了企业的底层,初步实现了管理部门到自动化部门存取数据的目标,同时也符合了网络服务于工业的要求。与DCS进行比较可以节约安装资金、节省材料、可靠性能比较高,同时节约了大部分的控制电缆,最终实现节约了成本目的。 3、加强电气自动化企业与相关专业院校之间的合作 首先,鼓励企业到电气自动化专业的学校中区设立厂区、建立车间,进行职业技能培训、技术生产等,建立多种功能汇集在一起的学习形式的生产试验培训基地。走入企业进行教学,积极建设校外的培训基地,将实践能力和岗位实习充分结合在一起。扩展学校与企业结合的深广程度,努力培养订单式人才。按照企业的职业能力需求,制定出学校与企业共同研究培养人才的教学方案,以及相关的理论知识的学习指导。 《结束语》 电气自动化技术可以有效推动我国的信息化建设和电气工程的发展,对我国社会主义进步具有至关重要的作用。随着计算机技术的不断提高和信息技术的不断完善,电气自动化技术也必将进入一个崭新的时代。通过对电气自动化技术进行充分研究,对电气自动化技术进行合理运用,可以为我国新科技领域发展奠定坚实的基础,是新科技发展的关键内容。 电力工程电气自动化技术研究:浅谈电力工程中电气自动化技术 摘 要:随着社会经济的不断发展和人们生活水平的提高,电力系统所起到的作用越来越突出,在电力工程中加强电气自动化技术的应用成为了电力系统趋势和必然选择。本文主要针对电气自动化技术的发展趋势进行分析和探讨,为促进电力工程的发展提供技术支持。 关键词:电力工程;电气自动化;自动化技术 近几年来,随着我国电力技术的不断深入发展,所应用的范围越来越广泛,适用性越来越强,而电气自动化技术作为电力技术中重要的组成部分,成为了目前最活跃、最充满生机、最富有开发情景的综合学科,通过多种高科技技术的合成,在国民经济各个部门中都发挥着十分重要的作用,下面就电气自动化技术的一些发展趋势进行综合探讨,为电力技术的更快、更好的发展提高依据。 1 电力系统自动化技术 ⑴变电站自动化。运用全微机化的装置替代电流信号电缆式设备,采用数字化技术、网络化技术,以计算机电缆或者光线替代电流信号电缆,实现自动化的监控和操作,从而减少人力资源的浪费,提高工作效率和运行水平,保障变电站运行的安全性和稳定性。 ⑵电网调度自动化。通过电网调度加强对计算机网络系统的控制,使电力在生产的过程中能够获取实时数据,能够对电网运行情况进行实时监控和分析、评估和电力负荷的预测等操作,提高电网运行的质量,适应电力市场运营的需求。 ⑶发电厂分散测控系统(DCS)。能够有效的对运行参数和设备状态进行实时显示和打印,促进整个系统生产过程的检测、控制盒联锁保护等功能,保障系统运行的安全。 2 电力工程中电气自动化技术 ⑴全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管。晶闸管作为第一代电子电力器件,在我国电力工程发展中起着十分重要的作用,伴随着电力技术的发展和提高,交流变频技术的兴起,第一代半控型晶闸管已经不能适应现代化电力系统发展的要求,以CTR/GTO/P-MOSEFT为代表的第二代全控式电力电子开关逐步的被广泛的研制和应用。根据各种器件的性能适应于各个电流、电压额等电力系统范围中。而由于第二代全控型器件必须要有较大的控制电流,使电流在控制方面难度增加。而MOSFET作为一种电压驱动器件,其对驱动电力要求简单,开关时间快,并且安全工作区十分稳定,但是其通态电压额会随着额定电压的增加而倍增加,从而不利于P-MOSFET的推广和应用。 在这种背景下,作为新一代的复合型电力电子器件IGBT/MGT应运而生,IGBT拥有和MOSFET一样的高输入阻抗、高速特性和GTR大电流面密度特性的混合器件。开关速度快,通态电压低,工作频率高,并且具有宽而稳定的安全工作区,工作效率高,驱动电路简单,更符合现代化对电力器件的需求。新一代的复合型电力电器件,随机复合化技术的不断提高,电器件生产范围不断扩大,应用也不断的深入,在电器复合化的同时,加强对电器向模块化的发展,使电力电器件向更高要求发展。 ⑵变频器电路从低频向高频方向发展。在电力电子器件不断更新的过程中,为了能够适应电力电子器件的需求,由它组成的变换器电路也在不断的更新换代中,以往的变频器电力已经不能满足新一代电力电子器件的需求。采用谐夺式直流环逆变器能够有效的降低开关损耗,保障开关在频率上的提高,把逆变器挂在高频振荡过零的谐振路上,使电力电子器件在零电压或零电流下转换。加强变频器电力从低频向高频方向的发展不仅能够有效的降低开关损耗,并且节约成本,提高逆变器集成化,在电气自动化技术中具有广阔的发展前途。 ⑶交流调速控制理论的日趋成熟。随着对交流调速控制理论的深入研究,将复杂的矢量变化与电动数学模型进行简化处理,在对交流调速控制理论研究过程中,其控制思想独特,具有创造性,控制结构简单,控制手法直接,对信号处物理概念明确,转矩响应迅速,大大的提高了调速效率,形成一种高静动态性能的新型交流调速方法。适应现代化的电气自动化技术发展的需求。 ⑷通用变频器开始大量投入使用。随着变频器技术的成熟发展,高动态性能矢量控制性开始大量投入生产和实用中,它主要采用全数字控制,通过相关的软件能够对系统进行自动化的设定和操作,提高变频器的变结构控制盒自适应控制。伴随着技术的不断提高,变频器的可靠性、可维修性、可操作性等相关的功能在单片机控制动技术的支持下不断的提高。 3 结束语 随着电力系统的深入发展和应用,电气自动化技术在电力工程中所起到的作用也越来越突出,电气自动化技术作为当前最具有发展前景,最活跃,最具研究价值的综合性学科之一,在电力工程发展和应用中电气自动化技术起着十分重要的作用。而电气自动化技术本身应用范围广泛,几乎是渗透到国民经济的各个部门,是推动社会进步的重要技术依据,因此,在我国科技技术不断发展的过程中,加强电气自动化技术的提高成为了电力系统发展的必然选择。 电力工程电气自动化技术研究:论述电力工程中电气自动化技术 摘 要:我国科技迅速发展的今天,自动化系统也日渐完善,可见将在电力行业中今后发挥更大的作用。本文主要简单描述了电力自动化技术相关问题进行了研究。 关键词:电力工程;电气自动化技术;方向 引 言 如今现代计算机技术、功率电子技术、通信技术和控制技术日新月异,而且这些新技术渐渐由实验及理论过程进入运用领域,其都对电力自动化技术产生了较大的影响。部分新的观点和理论适应时机而产生,电力电气自动化技术也将进入了新时代。 1 电力系统中电气自动化技术应用方向 1.1 电力系统中人工智能的应用 电力系统及其元件的故障诊断、运行分析、规划设计等方面将模糊逻辑、专家系统以及进化理论应用到实际研究,并且结合电力工业发展的需要,开展了电力系统智能控制理论与应用的研究,同时也开展了在上述实用软件研究的基础上以提高电力系统运行与控制的智能化水平。 1.2 电力系统配电网自动化技术 该技术采用的模型为最新国际标准公共信息模型,输电网的理论算法采用与配网实际与高级应用软件相结合,负荷预测时配合应用人工智能灰色神经元算法进行,最后进行潮流计算时采用配网递归虚拟流算法。电力系统配电网自动化技术取得了重大技术突破,主要表现在信息配网一体化、高级应用软件、配网模型、中低压网络数字方面,最终,解决了载波正在配电网上应用的路由、衰耗等技术难题,正是因为采用数字信号处理技术,才得以提高了载波接收灵敏度。 2 影响电力系统自动化的三项新技术 2.1 电力系统的智能控制 电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有: (1)电力系统是一个具有强非线性的、变参数(包含多种随机和不确定因素的、多种运行方式和故障方式并存)的动态大系统。 (2)具有多目标寻优和在多种运行方式及故障方式下的鲁棒性要求。 (3)不仅需要本地不同控制器问协调,也需要异地不同控制器间协调控制。 智能控制是当今控制理论发展的新的阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题;特别适于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。 2.2 FACTS和DFACTS 2.2.1 FACTS概念的提出 在电力系统的发展迫切需要先进的输配电技术来提高电压质量和系统稳定性的时候,一种改变传统输电能力的新技术――柔性交流输电系统(FACTS)技术悄然兴起。 柔性交流输电系统是F1exible AC Transmission Systems中文翻译,英文简称FACTS,指应用于交流输电系统的电力电子装置。利用大功率电力电子元器件构成的装置来控制调节交流电力系统的运行参数或网络参数,优化电力系统运行状态,提高交流电力系统线路的输电能力。其中”柔性”是指对电压电流的可控性;如装置与系统并联可以对系统电压和无功功率进行控制,装置与系统串联可以对电流和潮流进行控制;FACTS通过增加输电网络的传输容量,从而提高输电网络的价值,FACTS控制装置动作速度快,因而能够扩大输电网络的安全运行区域;在电力电子装置最早用于直流输电系统中并实现了对输送功率的快速控制,由此人们想在交流系统中加装电力电子装置,寻求对潮流的可控,以获得最大的安全裕度和最小的输电成本,FACTS技术应运而生,静止无功补偿器(SVC),静止同步补偿器(STATCOM)又称作ASVG,晶闸管投切串联电容器(TCSC),静止同步串联补偿器(Static Synchonous Series Compensator)以及统一潮流控制器(UPFC)就是基于FACTS装置家族的成员这是一种将电力电子技术、微机处理技术、控制技术等高新技术应用于高压输电系统,以提高系统可靠性、可控性、运行性能和电能质量,并可获取大量节电效益的新型综合技术。 2.2.2 对ASVC的研究现状 各种FACTS装置的共同特点是:基于大功率电力电子器件的快速开关作用和所组成逆变器的逆变作用。ASVC是包含了FAC1's装置的各种优秀技术且结构比较简单的一种新型静止无功发生器。 ASVC由二相逆变器和并联电容器构成,其输出的三相交流电压与所接电网的三相电压同步。它不仅可校正稳态运行电压,而且可以在故障后的恢复期间稳定电压,因此对电网电压的控制能力很强与旋转同步调相机相比,ASVC的调节范围大,反应速度快,不会发生响应迟缓,没有转动设各的机械惯性、机械损耗和旋转噪声,并且因为ASvC是一种固态装置,所以能响应网络中的暂态也能响应稳态变化,因此其控制能力大大优于同步调相机。 2.2.3 DFACTS的研究态势 随着高科技产业和信息化的发展,电力用户对供电质量和可靠性越来越敏感,电器设备的正常运行甚至使用寿命也与之越来越息息相关。 可以说,信息时代对电能质量提出了越来越高的要求。DFACTS是指应用于配电系统中的灵活交流技术,它是Hingorani于1988年针对配电网中供电质量提出的新概念。其主要内容是:对供电质量的各种问题采用综合的解决办法,在配电网和大量商业用户的供电端使用新型电力电子控制器。 2.3 新一代EMS和动态安全监控系统 2.3.1 基于GPS统一时钟的新一代EMS 目前应用的电力系统监测手段主要有侧重于记录电磁暂态过程的各种故障录波仪和侧重于系统稳态运行情况的监视控制与数据采集(SCADA)系统。前者记录数据冗余,记录时间较短,不同记录仪之向缺乏通信,使得对于系统整体动态特性分析困难:后者数据刷新间隔较长,只能用于分析系统的稳态特性。两者还具有一个共同的不足,即不同地点之间缺乏准确的共同时间标记,记录数据只是局部有效,难以用于对全系统动态行为的分析。 2.3.2 基于GPS的新一代动态安全监控系统 基于GPS的新一代动态安全监控系统,是新动态安全监测系统与原有SCADA的结合。电力系统新一代动态安全监测系统,主要由同步定时系统,动态相量测量系统、通信系统和中央信号处理机四部分组成采用GPS实现的同步相量测量技术和光纤通信技术,为相量控制提供了实现的条件。GPS技术与相量测量技术结合的产物――相量测量单元设备,正逐步取代RTU设备实现电压、电流相量测量。 3 结束语 总之,电力自动化技术在电力工程中发挥着越来越重要的作用,在新技术的广泛应用下,传统的技术正在逐渐的被取代,从而更加促进了电力自动化技术的发展。电力自动化技术集计算机技术、通信技术等的现代技术于一体,在电力建设以及电网配备等的电力工程中发挥着很重要的作用,是电力系统稳定运行的重要保证。我们在电力技术方面起步较晚,这就需要我们不断地进行探索,积极地采用新技术,从而为电力工程做出更多的贡献,实现电力系统的快速发展。 电力工程电气自动化技术研究:关于电力工程中的电气自动化技术及其应用分析 【摘要】电力资源是一种不可或缺的能源,与人们的日常生活紧密相连。电气自动化系统应用领域非常广泛,电气自动化系统从开始局限于单项自动装置,到广泛采用远动通信技术装设模拟式调频装置和经济功率分配装置,再到后来以计算机为主体的电网实时监控系统的出现,电气自动化系统逐步迈入现代化发展的轨道。 本文概述了电气自动化技术,阐述了电力工程中的电气自动化技术以及影响电力工程运行的因素,对电力工程中电气自动化技术的应用进行了探讨分析。 【关键词】电力工程;电气自动化技术;影响因素;应用 一、电气自动化技术的概述 电气自动化技术是将现代的电子技术、信息的处理技术以及网络通信技术融为一体的基础上,发展起来的综合技术,是在电力工程的电力系统中实现远程监控以及监视管理的有效途径。电气自动化技术,为电力系统的平稳运行提供了良好的条件,并且随着发展,电力系统也得到了更为优质的服务。电力系统自动化技术的要求主要有: ①保证电力系统各部分的技术要求,以实现设备的安全以及经济,并以设备的实际运行为主要的依据,保证操作人员实际的控制和协调;②尽量的利用电气自动化技术进行安全性能的改善,从而可以减少事故,并能够节省人力,避免紧急事故的发生和发展;③还要对电力系统的整体数据以及参数进行检验、收集并对之进行处理,保证各系统的正常运行;④保证电力系统各部分的安全以及经济。 二.电力工程中的电气自动化技术 1、电网调度自动化。现代的电网自动化调度系统是以计算机为优秀的控制系统,包括实时信息收集和显示系统,以及供实时计算、分析、控制用的软件系统。信息收集和显示系统具有数据采集、屏幕显示、安全检测、运行工况计算分析和实时控制的功能。在发电厂和变电站的收集信息部分称为远动端,位于调度中心的部分称为调度端。软件系统由静态状态估计、自动发电控制、最优潮流、自动电压与无功控制、负荷预测、最优机组开停计划、安全监视与安全分析、紧急控制和电路恢复等程序组成。 2、变电站自动化。电力系统中变电站与输配电线路是联系发电厂与电力用户的主要环节。变电站自动化的目的是取代人工监视和电话人工操作,提高工作效率,扩大对变电站的监控功能,提高变电站的安全运行水平。变电站自动化的内容就是对站内运行的电气设备进行全方位的监视和有效控制,其特点是全微机化的装置替代各种常规电磁式设备;二次设备数字化、网络化、集成化,尽量采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆;操作监视实现计算机屏幕化;运行管理、记录统计实现自动化。变电站自动化除了满足变电站运行操作任务外还作为电网调度自动化不可分割的重要组成部分,是电力生产现代化的一个重要环节。 3、发电厂分散测控系统(DCS)。发电厂分散控制系统(DCS)一般采用分层分布式结构,由过程控制单元(PCU)、运行员工作站(OS)、工程师工作站(ES)和冗余的高速数据通讯网络(以太网)组成。过程控制单元(PCU)由可冗余配置的主控模件(MCU)和智能I/O模件组成。MCU 模件通过冗余的 I/O 总线与智能 I/O 模件通讯。PCU 直接面向生产过程,接受现场变送器、热电偶、热电阻、电气量、开关量、脉冲量等信号,经运算处理后进行运行参数、设备状态的实时显示和打印以及输出信号直接驱动执行机构,完成生产过程的监测、控制和联锁保护等功能。 运行员工作站(OS)和工程师工作站(ES)提供了人机接口。运行员工作站接收PCU发来的信息和向PCU发出指令,为运行操作人员提供监视和控制机组运行的手段,工程师工作站为维护工程师提供系统组态设置和修改、系统诊断和维护等手段。 三、影响电力工程运行的因素 1、人为因素。人为因素在电力工程的运行影响作用中重点显示在管理不完善这方面。也就是在电能的管理中,管理人员没使用任何与时的科学管理方式对电力系统实施有效管理,管理意识比较薄弱或偏离强化,在电力工程运行管理中无任何责任感,如此就极易导致电力安全问题的发生。 2、自然因素。其因素主指在电力系统运行中,输配线路必须已多个的地区和自然环境中穿插,而其地区的气候环境与天气变幻都能对电网的基础设施存在一定程度的干扰和损害,例如线路老化等方面。如此就会导致电力输配线路运行造成巨大干扰,更甚者会发生漏电、断电的情况,影响社会安定性。 3、技术设备因素。电力能源的输送,配置和管理过程中,因为电力工程人员的实践经验参差不齐,高尖综合型技术缺少,而且,电力输配网线和设备自身的质量、功能局限性,通常就会造成电力能源输配问题。 四、电力工程中电气自动化技术的应用 1、主动对象数据库技术在电力工程中的应用。数据库技术在电力工程中的应用主要是用于电力系统的监视系统中,因此,这对系统的开发、继承、封装等都有很大的作用,引发了软件技术的变革。主动对象数据库技术在电力系统得到了广泛的应用和认可,并用来支持对象标准,因此与一般的关系数据库相比,主动对象数据库主要是对技术以及主动功能的技术支持,因此,在电力工程中也得到了广泛的应用。主动对象数据库是利用系统的监视功能,对对象函数进行利用,从而可以实现电力工程中电气自动化的应用,随着触发机制的使用,数据库监视得到了很好的控制与实现,从而节省了数据写入以及读出的时间,还对数据管理功能充分的进行利用,并得到了技术上的保证。 2、现场总线技术在电力工程中的应用。现场总线技术是指在电力工程现场将智能的自动化装置以及仪表控制设备进行连接,形成一体化的多向、串行、多站和数字化的信息网络,从而可以将数字通信、控制、智能传感器以及计算机等融为一体而形成的综合性的技术。在电力工程中,现场总线技术被广泛的应用,通过现场总线技术可以将变送器所控制的总的用电量收集后,将信号进行控制后集中到主控计算机上,然后根据数学模型进行计算进而做出判断,并最终将指令发送到控制设备上,从而实现电气自动化技术的应用。现场总线技术在电力工程中的应用是通过分散电力工程中的控制功能,并配备相应的计算机进行被控设备的信息处理,将信息与计算机相连接后,便不需要实现整个现场的控制,只需对信息进行相应的调度即可。实践证明,现场总线技术在电力工程中的应用,可以实现前置机与上位机的配合,可以从下方进行电力工程的控制,并且可以通过仪表进行控制,并最终实现高性能的电力系统的控制功能。在电力调度化技术日益发展的情况下,可以满足数据以及系统的多样化需求,并最终将电力系统中各个信息进行交换以及共享,实现电力工程的顺利进行以及电力系统的日益完善。 结束语 电气自动化技术将电子技术以及网络通信技术融为一体,在实现远程监控以及监视管理方面发挥了很重要的作用。随着电力工程的发展,电气自动化程度将会越来越高,新一代的电气自动化技术,即智能电气自动化技术应运而生。 电力工程电气自动化技术研究:电气自动化技术在电力工程中的应用 【摘要】在当今的社会中,电气自动化技术在电力行业中得到了广泛的应用,成为了电力系统的重要组成部分,对于提高电力系统的工作效率具有决定性的作用。通过对电气自动化技术的合理利用,将进一步优化电力系统相关工作方法,让我们的生活更加美好。 【关键词】电气自动化技术,电力工程,应用 在现代社会中,电力系统在社会发展中的作用日益重要,随着科技水平的不断提高,供电技术也得到了充分的发展。特别是现代社会对供电的稳定性和安全性提出了更高的要求,使得人们不断的运用新技术对其进行有效的控制,这也从另一方面促进了电气自动化技术的发展和进步。 1电力系统中电气自动化得到了广泛应用 作为一门新兴学科,电气自动化控制技术发展迅速,得到了广泛应用。在电力工程中,发电系统、调度系统、配电系统等方面都离不开电气自动化技术,并收到了良好的社会效益和经济效益。电气自动化技术的优秀是利用各种电气设备、计算机技术、等对电力系统的各个环节进行有效的调度和协调,保证整个系统的有序运行。 2 电气自动化的作用 在电力工程中,电气自动化技术可以实现控制上的自动化,也可以在系统运行时对数据进行有效的采集和处理,真正实现电力系统的实时化关注,对于整个电力系统的运行判断提高第一手的详实资料,为系统的改进提供参考和依据。同时,电力工程的使命决定了它更大的职能是为社会民生服务,这就要求它最重要的特点是要保障安全供电、持续供电。而要实现这一目的,就离不开可靠的控制系统。因此,在实际的工作中,要充分利用自动化控制技术对电力的供应提供有效的保障,对运行过程中的故障线路进行及时排除,控制故障范围,尽可能的对供电供应做好保障。 3 电气自动化技术在电力工程中的具体应用 3.1生产过程自动化 自动化技术在电力系统生产过程中的应用主要是对电力生产机械的生产状态进行实时监控、预警,并对产生的故障进行及时检测、排除,使其可以充分适应内部及外部的各种改变,最大程度的提高生产效率,真正做到高质高效。 3.2调度控制自动化 电力的输送和调度是电力工程中的重要环节,如何把生产的电力在保证最小损耗率的情况下进行输送,是任何电力企业都要关注的首要问题。而自动化技术的应用可以对电力输送进行有效控制,利用计算机控制技术对整个电网进行分析调度,并进行实时监督控制,以确保电力调度的安全性和准确性,保证整个电力系统的稳定。 3.3变电、配电自动化 利用计算机相关技术和传感器技术可以对电力工程的各项工作进行系统分析研判,进一步提高整个系统的工作效率,并且,可以很好的对不同的功率模式进行实时监控,监督和管理电力运行的全过程。电气自动化技术可以促进电力系统的稳定、可靠运行,从而实现智能化调控。 4电气自动化技术发展趋势 随着计算机技术的快速发展,人们对于电气自动化技术有了更新的认识,电气自动化技术在电力系统中得到了普遍的应用。它已成为保障电力系统正常运行的主要因素,特别是对于电力生产状况的实时监控,对于电力调控的准确控制,对于运行基础资料的有效收集,使得电气自动化技术在电力系统中的运用成为必须,尤其是电气自动化中的信息共享和操作共享技术更是得到了人们的普遍青睐。随着我们国家科技水平的不断提高,我国的电气自动化技术目前也在积极地向国际最高水平冲刺。在电力系统中广泛地应用电气自动化技术,将会有利的推动计算机技术在通信工程控制技术和控制技术的应用中的有力推动环节。随着电气自动化水平的不断提高,电气自动化技术将会吸收更多的组成部分,例如:通信技术、多媒体技术等,这些技术的广泛应用,将会使电气自动化技术在我国经济发展的各个方面予以体现,成为推动我国经济社会发展的积极因素,也会对计算机技术的进一步发展产生良好的反作用力。 5结语 因为拥有了电气自动化的有力支持,电力系统的工作运行效率得到了大幅度的提高,不仅提高了生产效率,也充分满足了社会经济发展对于电力的需要。通过电气自动化在电力工程中的应用充分地印证了“科学技术是第一生产力”这句话。正是电力企业对于自动化技术的有效应用,也促进了国家的基础公共事业发展,保障了电力对于社会各个方面的供应。随着社会的发展,科技水平也日新月异,会更好的改变我们的生活,让我们的社会生产更加流畅有保障,让我们的生活更加完美,尽管同时也会有巨大的挑战,但是社会的进步是必然的,像电气自动化等新的技术必将深刻的影响我们的社会,为我们的社会发展做出更多的贡献!
计算机仿真论文:智能变电站计算机仿真论文 1仿真的总体思路 1.1信息一体化平台 信息一体化平台采用一体化模式,集监控和五防功能于一体。一方面作为后台监控系统软件,模拟数据采集处理、运行监控、正常操作、事件和报警处理等,实现常规站监控系统功能,同时新增加智能变电站特有的高级应用功能:一键顺序控制、告警信息分类、智能告警等;另一方面作为五防系统软件,嵌入到信息一体化平台中,不仅保留就地间隔内电气设备的电气联锁,同时还通过以太网实现相互通信,交换设备的状态,实现智能变电站站控层、间隔层、过程层3级防误闭锁功能。 1.2智能化保护测控系统 智能化保护测控系统按照保护测控装置的物理原理建立数学模型,采用定值驱动法,当故障发生后计算的故障电流结果到达定值要求时自动启动保护测控装置,按照其工作原理进行判别,相关保护动作,报出故障信息报文,有关指示灯点亮,与变电站真实设备保持一致。 2系统功能 智能变电站高级应用功能的仿真是以智能变电站仿真系统为基础,将智能站高级应用集成于信息一体化平台中,实现了智能变电站特有的一键顺序控制、智能告警信息分类、故障综合分析决策功能的仿真。该系统从其功能上可以作为培训和测试的平台。 1)培训功能。智能变电站高级应用功能是智能站特有的新应用,对运行人员来说是全新的知识,需要进行培训学习。该系统真实再现了智能变电站场景,可以为运行人员提供一种有效的培训手段,使运行人员能够学习智能变电站中的新知识、新技术,提升专业素质。该系统已经投入培训使用,系统运行稳定,人机界面友好,培训功能完善,培训效果逼真。 2)测试平台功能。智能变电站高级应用功能的仿真还可以为高级应用功能的研究提供测试平台。由于电力系统的特殊性,不能在真实运行设备上进行任意操作,而该仿真系统通过为其他系统或软件提供开放的数据接口,可以反复进行操作和设置故障,对被测系统或软件运行情况进行测试,通过与某公司合作,能够正确地实现测试功能,为研究智能站高级应用功能提供了一种有效的测试平台。 3智能告警信息分类的仿真 通过建立故障信息的逻辑推理模型,对故障告警信息分类过滤,并对变电站运行状态进行实时在线分析推理,能够实现智能告警功能,可以自动报告站内异常状态,并根据需求提供分层分类的故障告警信息。智能变电站各种运行告警信息量非常大,包括3类: 1)提示性信息。这类信息不需要特别关注; 2)告警信号。这类信息虽然没有直接引发事故跳闸,但实际隐含着可能的故障,若不进行综合分析,消除异常,持续发展会导致事故发生,需要给予重点关注; 3)事故信息。事故信号产生一般都会有保护动作、开关跳闸,要求在尽可能短的时间判断故障原因,以便上报,并依据调度指导进行故障隔离和恢复操作。因此,需要对故障告警信息进行过滤,提供分层分类的告警信息,以方便运行人员工作。智能告警信息分类的仿真包括以下几个方面: 1)图形界面仿真。智能告警信息分类通过信息一体化平台进行展示,信息告警图形界面是信息分类结果的直观展现。在进行仿真开发时,按照智能变电站信息分类的原则,根据告警信号重要性,告警实时显示窗口由多个页面组成,包括:全部告警、严重保护事件、一般保护事件、SOE、开关刀闸动作和智能告警6类,所示同时还会根据告警信息的级别,通过声音的方式发出告警。 2)数据库仿真。智能告警信息量非常大,其仿真时所需的数据量也很多。仿真时全站采集信息采用统一的命名格式。变量命名格式包括:变量名、变量描述、变量单位、变量标识、变量数据指向。变量名是信息的代表,当变量为1时,其变量描述才有意义,该描述会在智能告警图形界面中显示出来;变量单位的作用是区分告警信息变量的间隔,是实现变量筛选分类的基础;变量标识的作用是区分告警信息变量的重要程度,以便于告警信息的分类;变量数据指向主要用于数据通信。 3)告警信息筛选分类功能。由于告警信息总量很大,为满足不同的关注需求,在告警显示窗口设置信息筛选的功能,在窗口中选择某一设备间隔,根据告警信息变量的标识,可以在告警窗口各页面中自动显示出有关该间隔的所有信息,将不关注的信息屏蔽。可以通过左上角下拉列表选择变电站间隔来显示不同间隔的告警信息,使运行人员更有针对性地查看所需的信息。 4故障综合分析决策的仿真 故障综合分析决策是指在故障情况下对事件顺序记录、保护装置动作及信号、故障录波数据等进行深入挖掘,通过多专业综合分析,并将变电站故障分析结果以简洁明了的可视化界面综合展示。通常当变电站发生异常或事故时,其处理过程是运行人员按照现场情况、规程及经验进行判断处理,这种方式不仅要求值班员非常熟悉变电运行规程、规范及设备运行要求,而且需要较长的分析判断时间。故障综合分析决策功能可自动为运行人员提供一个或多个可能的事故分析报告,便于迅速确定事故原因和应采取的措施。 4.1故障仿真 故障仿真是进行故障综合分析决策仿真的基础,该仿真系统中对真实系统中可能发生的故障类型进行了分析总结,可实现真实系统中常见故障的仿真。在仿真中故障类型,分为4类,一百多个故障: 1)一次设备故障及异常,包括线路、母线、主变压器、电容器、所用变、断路器操作机构、SF6泄露等; 2)保护与测控装置故障; 3)智能组件故障,包括智能终端、合并单元、网络故障; 4)低压交直流故障。其中,一次故障可以进行故障相别、故障距离、故障性质(瞬时/永久)进行分别设置。在仿真中既可以单独设置一次、二次故障或网络故障,也可组合一次、二次故障和网络故障。故障仿真范围全面,效果逼真。通过仿真系统在培训中的应用,该系统能够在故障和异常发生时,能够真实反应故障现象和保护动作情况,故障信息详细,为故障综合分析决策提供分析依据。 4.2故障综合分析决策仿真的基本结构 故障综合分析决策仿真的基本结构,以仿真支撑系统为服务器,进行故障模拟、采集信息、建立推理知识库、故障综合分析推理,并将分析结果以可视化的形式在信息一体化平台中展示出来。信息采集是对设备实际状态信息和故障信息的采集,在仿真时通过支撑系统完成数据的采集;推理知识库存放专家提供的告警及故障分析知识,推理机完成故障信息的综合分析,给出推理结果,推理知识库和推理机以数学模型的形式存放于支撑系统中;推理结果展示是将推理结果以一条条报文的形式展示在信息一体化平台的告警窗口中。 4.3建立推理知识库 推理知识库的知识源自变电运行规程、规范及运行人员的经验总结,通过分类归纳总结,形成一定的知识规则,在仿真过程中其规则内容包括设备名称、事件、原因、推理相关信息等。它采用统一建模方式,可以通过修改、完善知识库中的推理逻辑来提高综合分析决策的功能。 4.4推理机 推理机是利用类似专家解决问题的思维方式,通过推理机来实现知识库的价值。在故障发生后,推理机将采集到的告警信息、设备状态信息与知识库中的推理建立起关联关系,采用正向推理策略,按照推理规则进行反复匹配和判断,最终给出一个或多个合理的推理结果以供参考。 4.5推理结果展示 推理结果展示既是将推理结果以报文的形式展示在信息一体化平台的告警窗口中,告警窗口“推理信息”页面提供简单的故障分析结果报文信息,包括故障发生时间、设备名称及简单推理结论,通过双击该报文信息调用具体故障分析报告的展示窗口,分析报告显示的内容包括故障发生的时间和间隔、动作事件、故障原因、故障相关信息分析的结果。通过推理结果展示,可以直观的看到故障综合分析决策的结果。 5结束语 本文介绍了实现智能变电站高级应用功能仿真的总体思路,并对一键顺序控制、智能告警信息分类、故障信息综合分析决策功能的仿真进行了详细阐述,该智能变电站高级应用功能的仿真为既为高级应用功能的研究提供了测试平台,同时也为运行人员提供了培训平台,有较好的推广意义。 作者:张洪波 刘国宏 徐岩 单位:国网河南省电力公司技能培训中心 计算机仿真论文:变电站塔架计算机仿真论文 1CAD标准和构件标准化 本文针对不同的变电站构件类型,研究其标准化方法,从而可选取标准化构件进行组合和建模。特别是在多排架结构建模时,如果没有标准构件库,模型的建立将需要繁琐的手工设置,变得非常复杂,影响模型的质量。标准化的构件能够帮助设计师迅速建立起复杂模型,同时也能保证模型的质量,提高设计效率。因此,提供一套标准的构件模型库就变得十分必要。 2变电站塔架的标准化 本文研究的建模系统向用户提供了110kV、220kV、500kV、750kV四种变电站类型下常见梁、柱形式的建模。它主要包含圆钢梁、三角形格构梁(三种形式)、四边形格构梁(两种形式)、圆钢柱、人字柱和格构柱等。 2.1圆钢梁和圆钢柱 圆钢梁和圆钢柱是110kV变电站类型中常见结构。圆钢梁的主要描述参数为横向段杆数、每段杆长度;圆钢柱的描述参数包括柱高度、地线柱高度。另外,圆钢梁在实际工程中会设置挂线点,电线从挂线点处穿过;圆钢柱上的地线挂点处会有地线挂载,默认为地线柱的最高点。要特别注明的是,一般提到的杆,其描述参数有起始位置、结束位置、截面类型、材料类型等。 2.2人字柱(A柱) 人字柱常用在220kV和500kV变电站中,采用三角支撑使结构更加稳定,在柱顶处设置连接支架,用于支撑梁。描述人字柱的特性,从下往上讲:第一是根开尺寸,就是底部叉开的Y向宽度;第二是是否有端撑,即是否存在第三条支撑柱,如有则需要指定端撑的X向根开宽度;第三是顶部宽度,人字柱的顶部一般会设立面积不大的操作平台,一般为两边支撑柱截面面积之和的二分之一;第四是柱分段数,在段与段间设置横撑,横撑的长度由以上参数可以计算;第五是地线柱设置,同圆钢柱;第六是避雷针设置,一般提供用户选择,不为必须,避雷针也可配置分段数和长度,并可设置每段截面属性,一般截面设置形式为从下往上越来越细。 2.3三角形格构梁 三角形格构梁拥有三种形式,其特征描述主要包含以下部分:第一是偏心尺寸,即梁与柱之间的间隙距离;第二是横向分段数,每一段的长度属性;第三是段与段之间的属性,包含是否有立杆,立杆中是否有腹杆,段结尾处是否为挂线点;第四为梁的底部宽度和垂直高度,如有起拱则最高起拱处拱起高度。为三角形I型格构梁模型示意。该类型梁的特点如下:首个横向段顶部不存在主杆,每一段的斜撑起点与上一段斜撑终点相连;模型的斜撑呈之字型前后相连。因此,该模型建模时必须保证模型的总跨数为偶数。为三角形II型格构梁模型示意。该类型该类型梁的特点为在其2~3段处有一个折点,梁的起始宽度小于梁最大宽度。梁底部的斜撑形式为交叉形,而侧面的形式则呈以中心段为轴左右对称型。并且,此种类型每一段都存在立杆。因此,该类型在标准化时需额外提供折点,而不需要选择立杆选项。 2.4格构柱 格构柱常用在500kV以上级别的变电站中,其特点是具有高度优势,当承载高压电线时可大大降低对地面设施的影响。展示了工程中使用的格构柱。格构柱模型是由多个竖向的段叠加而成,段与段之间由横向的隔层隔开,每一段有四个面,每一面的形式也不尽相同。因此,对该结构标准化定义,重点在于定义每一段。具体来说,可将每一段分为前后左右四个面,前后面相同,左右面相同;每一面拥有底部宽度、顶部宽度和高度三个几何属性;每一面的支撑杆件的形式一般为以下五种形式之一:“/”、“×”、“>”、“”、“”。段与段间的隔层一般为交叉型结构,故此处仅需要提供截面定义接口即可。 2.5四边形格构梁 四边形格构梁包含两种形式,其横截面均为四边形。四边形I型格构梁与人字柱结合使用,在500kV变电站中较为常见。而四边形II型格构梁则与格构柱结合使用,在750kV中较为常用。展示了750kV变电站中,格构柱和格构梁结合使用的情况。四边形I型格构梁模型图,其底面为交叉型斜撑组成,侧面和顶面为“之”字相连形式斜撑。与三角形格构梁相同,描述其特征也需要描述横向段数、每段长度、结构整体宽度和长度等。每一段之间的腹杆也需要进行定义,如腹杆类型和截面等。该格构梁的首段也没有立杆,故分段数需要为偶数形式。四边形II型格构梁模型图,与I型不同。它在两侧存在额外的支撑,可以与格构柱连接。因此,该模型在定义时还需要提供该支撑部分的参数定义。以上详细介绍了每一种构件的标准定义方法和描述参数,通过这些参数的研究和定义,为构件的计算机模型化创造了前提条件。 3变电站塔架的建模方法 针对上述构件的计算机模型设计,提出构件的计算机建模方法。在构件的计算机表示设计中,Component为构件顶级父类,为每一个构件提供了Name属性。另外,构件的建模需要提供一个初始原点,即Zero-Point,根据构件的参数和该ZeroPoint,调用Genera-lElements生成构件。Pole类为柱构件的公共父类,提供了两个公共方法:GetHeight为得到构件的总高度,即柱本身、地线柱、避雷针的高度之和;GetBottomPoints为得到构件地面支撑点。Pole类有三个子类,即圆钢柱、LinePole、人字柱APole和格构柱GridPole。LinePole可以设置其柱身高度PoleHeight和地线柱GroundColumn;APole可以设置其底部宽度BottomWidth、顶部宽度Top-Width、地线柱GroundColumn、避雷针LightRod、垂直段VerticalParts等;GridPole可设置的主要为垂直段VerticalParts和最上部段的顶部宽度TopWidth。除此之外,GridPole提供了一个自动计算段宽度的方法AutoCaculateParts。Beam为梁构件的公共父类,提供了两个公共方法:GetLength为得到构件的横向全长;Eccentricity-Length为偏心距离,即梁与柱结合建模时,梁连接点到柱连接点距离,一般在这里安装连接件。Beam有三个子类,即圆钢梁LineBeam、三角形格构梁Rect-angleBeam和四边形格构梁QuadrangleBeam,分别表示三种常见梁构件。其中,LineBeam的设置只包含线形横向段LineParts;RectangleBeam包含有宽度Width、高度Height、横向段HorizontalParts、挠度De-flection、梁类型BeamType等的设置。Deflection是指梁最高处的拱起高度;QuadrangleBeam中除了这些属性之外,还包含与格构柱连接处的属性设置StandBarWidth和StandBarHeight。除了主要的Pole和Beam构件之外,还有其包含的子构件。LightRod即避雷针构件,其提供了分段数Parts设置,以及每段的截面类型SectionName和长度Lengtj;GroundColumn为地线柱构件,其提供了高度Height和截面的设置SectionName;Horizon-Part为水平向的段构件,VerticalPart为垂直向的段构件,一般包含段的长度Length和一些特点属性。上述基础对象模型构成了变电站塔架的基本构件库,为模型的计算机实时建模和分析提供了支持。 4结论 本文基于构件组装的变电站塔架CAD设计系统,实现了对模型常见构件的标准化工作,提出自主模型构件标准,实现了变电站构件模型的计算机模型构件标准化,并实现了计算机建模方法。目前变电站建模系统已经可以将模型在计算机中建立和生成,模型的仿真结果对变电站设计工程师来说更加重要。因此,笔者将会深入研究基于计算机模型的工程仿真方法,为变电站行业的CAD设计仿真做出更大的努力。 作者:白勇 张为 单位:重庆电力高等专科学校 重庆市电力公司检修分公司 计算机仿真论文:海事事故分析中的计算机仿真论文 1计算机仿真 1.1案例介绍 2009年9月18日晚22点左右,一艘渔船(下文称“船A”)在仰光河沉没,船上16人全部遇难.由于水面风平浪静,渔船在出港前进行过适航检查,所以排除因自身原因沉没的可能.为了查明事故原因,缅甸交通部成立事故调查委员会对当时位于出事水域附近的船舶展开调查.海事部门调查得知渔船沉没当时有5条船经过附近水域.对这5条船舶进行检查发现:4条船都无明显摩擦痕迹,其余1艘韩国籍货船(下文称“船B”)吃水线附近有摩擦痕迹,船首右舷方向有一0.5m×1m的凹陷,并重新上了船用漆.据此,“船A”的船东认为“船A”的沉没是由“船B”碰撞而致,要求“船B”的船东赔偿损失.然而碰撞事故发生在晚上,出事海域还有其他船舶,并没有人直接观察到哪条船为碰撞船舶.而且仰光河上经常有原木等漂浮物,无法辨别摩擦和凹陷是与船舶碰撞而导致的抑或与原木等碰撞而导致的.所以海事法庭裁决:仅凭“船B”有擦痕不足以断定“货船B”就是撞击船舶.因缺乏有力证据,一审判决“船A”败诉.“船A”的船东对判决不服,委托保险公司找研究人员,希望找到新的证据.本文即是在此背景下进行的仿真研究,通过计算机仿真驳斥和补充了一审中的一些证据.在新证据的支持下最终在2013年9月份的二审中,“船A”胜诉,获得赔偿. 1.2仿真建模 从缅甸海事局公布的材料模型的质量是影响仿真分析精确度的重要因素之一.虽然仿真建模技术在不断发展,但是目前精确建立一整条船仍是件很费时费力的工作.而且实际经验表明,绝对精细的模型难以进行网格剖分和有限元计算.准确建立出总体轮廓和主要承力部件,忽略非承重结构对仿真精度和精细模型相差不大.本文以实船的横剖面型线进行放样,中纵剖面型线进行拉伸切除,采用这种自上而下的建模方法得到的模型与实船轮廓=几乎一致. 1.3数值计算 船舶碰撞是短时间内,在巨大碰撞载荷作用下的一种复杂的非线性动态响应过程,碰撞中存在着大量的非线性问题,如几何的非线性、材料的非线性、接触非线性和运动的非线性等.所有这些特点使船舶碰撞问题的研究变得相当复杂.当前的研究方法主要有:经验公式法、实船试验方法和有限元仿真分析法.经验公式法计算粗糙,多用于研究船舶在水平面内的二维运动;实船试验方法虽然可以得到可靠的数据,但“破坏性”试验的代价极其极昂贵.相比之下,有限元仿真分析法运算能力强,成本低廉,结合计算机对图像的后处理功能,可直观的再现碰撞过程,顾永宁、崔维成等开始利用有限元法对船舶碰撞进行深入的研究.计算时中心差分法对系统刚度矩阵要求不高,但对时间步长要求挺严格.通常,时间步长越小,计算越准确,但可能导致运算量太大而无法计算;而较大的时间步长容易导致计算不收敛,所以在用中心差分法计算时合理的确定时间步长是十分重要的一步.本文中各单元的时间步长Δt按如下计算方法确定. 2仿真实验 2.1实验一 事故发生在晚上,无人看到碰撞过程,若是“船A—船B”相撞,那么2船碰撞的过程是什么样的?据海事部门对2船的检查:“船A”有2处凹陷,一处位于水线附近,另外一处位于驾驶台左侧;“船B”有3处擦痕,2处位于水线附近,一处位于船首外板的右侧.但并不能据此来证明“船A”与“船B”碰撞,还需验证2船的损伤位置是否能够对应起来. 2.1.1仿真设置 利用前面建好的船舶仿真模型,根据“船A”和“船B”的变形位置、吨位、吃水确定碰撞实验的相对高度。模拟2船碰撞局面,还需知道边界条件和初始条件.主要是明确2船碰撞位置、碰撞角度,以及碰撞速度.参考船舶航行记录仪的数据,以及船员的描述可得到:“船A”航速为2kn,“船B”航速为14kn,两者的航向接近垂直,当时海面风平浪静,故无需考虑风浪对船舶碰撞的影响.计算时“船A”现对静止,根据速度的矢量合成,设置“船B”以14.14kn航速,85°方位角向“船A”左舷船中偏后位置撞去。 2.1.2仿真结果 通过仿真碰撞的平面视图,直观的再现碰撞过程.仿真实验得到的船舶碰撞全过程的二维。通过划分的6个重要阶段能够直观再现碰撞过程:(左边)“船B”以8kn航速、正横的角度向(右边)“船A”撞去.受到“船B”的撞击,“船A”会被推向X轴一段距离,即横移.同时,在撞击力与水阻力的共同作用下,“船A”还会向右侧倾斜.“船B”横向速度较大,向右航行会再次撞上“船A”,造成“船A”继续右倾.最终“船A”右舷入水,水进入船体,稳性降低,加速倾覆. 2.1.3仿真结果与实测结果对比 缅甸海事局公布的“船B”损伤资料,具有法律效应和可信度. 1)由图5a),b)可知,“船B”的船首外板从吃水线上方1m开始由下至上向前延伸使得“船B”接近正横撞向“船A”尾部左舷区时,“船B”上方的船首右侧外板要先于水线附件的首柱外板与“船A”发生接触碰撞.这正对应的是图6标示的“1号损伤”. 2)由图5c),d)可知,第一次碰撞后,“船A”会发生右移和右倾,(“船B”质量和动能比“船A”大很多)“船B”状态几乎不变.“船A”的右移速度受水阻力影响不断下降,“船B”向右航行会第二次撞上渔船.由于“船A”的右倾,“船B”上方的船首右侧外板不再与“船A”发生接触,水线附件的首柱外板与“船A”发生第二次接触碰撞.这对应的正是图6所标示的“2号损伤”和“3号损伤”处.3)图5e),f)显示球鼻首吃水线附近的上端碰撞点距吃水线大约0.9m,下端碰撞点距吃水线大约1.7m;小船吃水线附近的上端碰撞点距设计水线大约0.9m,下端距设计水线大约1.4m,撞深为0.43m(注意:小船已经右倾,在测量小船时不能再以水线(WL)来算距离,而应以设计水线(DWL)来算距离).仿真结果中2船碰撞点位置和图6中所标的2船损伤部位基本吻合. 2.2实验二 事故当时在附近航行的船舶共有5艘.其中3艘为椭圆形球鼻首,2艘(包括“船B”)为柱形球鼻首.不同形状的球鼻首撞击它船后的损伤特点是否相同?“船A”的损伤变形到底是被哪种形状的球鼻首撞击所致? 2.2.1实验设置 首先确定了2种球鼻首———椭圆形球鼻首、柱形球鼻首,二者形状不同,但是为了比较的准确性,两者的质量、速度、角度都须设置相同.因为怀疑“船B”为撞击船,本文以“船B”为基准,通过调节密度使2种球鼻首的质量都为42195t.并以85°碰撞 2.2.2仿真结果 在ExplictDynamics中进行求解,碰撞时间设为0.11s,输出“船A”在2种不同形状船首撞击下的损伤变形云图,受柱型球鼻首撞击,船体在碰撞区域有垂向的长条状变形,有2处变形较大,位于长条上端和下端区域,最大总变形为0.4344m;受椭圆形球鼻首撞击,船体在碰撞区域明显体现出水平方向变形,区域中间的变形较大,最大总变形为1.1159m. 2.2.3仿真结果与实测的对比 缅甸海事部门提供的“船A”实船。真实变形为从甲板边线到舭龙骨间的垂向的狭长状变形,而且据缅甸海事局勘测,实船的最大撞深为0.48m.实验和实测值的对比。将仿真实验得到的变形形状、最大变形与实船测量结果对比分析可得: 1)从碰撞后“船A”的变形形状上比较,很明显受柱型球鼻首撞击后得到的实验结果和真实结果最为吻合,均为垂向狭长状变形. 2)实测“船A”的最大总变形为0.48m.受柱型球鼻首撞击,“船A”最大总变形的仿真结果为0.4344m,与实际损伤变形误差为9.5%;受圆形球鼻首撞击,“船A”最大总变形的仿真结果为1.1159m,相对误差达到63.59%.显然,从“船A”的变形程度上比较,也是受柱型球鼻首撞击后得到的实验结果和真实结果最为吻合. 2.3结论 通过仿真实验,知道了“船A”、“船B”的多处损伤变形是由2次碰撞所致;两船的损伤位置可以一一对应;“船A”吃水线附件的狭长状凹陷,是被柱形球鼻首撞击所致,“船B”以航海日志中记录的吨位、航向、航速为参数撞击“船A”,“船A”最大总变形为0.4344m,与海事局实测数据0.48m较吻合.这为执法部门对碰撞事故的责任认定提供了一份客观、科学的材料. 3结束语 本文将计算机仿真技术用在船舶碰撞中,再现了碰撞过程,计算了碰撞后船舶的变形.实际上运用计算机仿真技术还能解决很多海事问题:反推碰撞角度和碰撞速度;计算、校核碰撞后船舶的稳性和强度等.目前计算机仿真技术在事故分析中的运用还不广泛,仿真模型的建立、网格的剖分、边界的约束,时间步长的设定,每个环节都会对结果的精度有较大影响;耗时较长的计算也让很多人对计算机仿真望而止步.但随着海事现代化、数字化的发展,事故数据的收集已不再是难题,对数据的深入研究将逐渐成为提高海事事故分析水平的关键.根据事故数据运用仿真技术可以直观的模拟事故经过,结合有限元计算对事故做定量分析,达到许多传统分析手段无法达到的研究深度. 作者:刘超 李范春 李翔 单位:大连海事大学轮机学院 大连海事大学交通运输装备和海洋工程学院 计算机仿真论文:汽车电子悬挂系统计算机仿真论文 1电子控制悬挂系统的原理与主要结构 悬架系统是影响汽车驾驶及乘坐舒适性和操纵稳定性的主要部件,是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称,其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并衰减由此引起的震动,以保证汽车能平顺地行驶。汽车悬挂系统就是指由车身与轮胎间的弹簧和避震器构成的整个支撑系统。悬挂系统应有支撑车身的功能,改善乘坐的颠簸感觉,不同的悬挂系统设计会使驾驶者有不同的乘坐感受。外表看似简单的悬挂系统综合多种作用力,决定着轿车的稳定性、舒适性和安全性,是现代轿车十分关键的部件之一。常见的悬挂系统结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成,个别系统则还有缓冲块、横向稳定杆等。计算机仿真系统的电控单元控制悬挂系统可根据车载重量、路况条件、行驶速度等来调节悬挂系统的刚度、减振器阻尼力以及车身高度。从而使车辆在各种行驶条件下均可获得最佳的行驶平稳性和操纵协调性。有多种不同类型的电子控制悬挂系统,以大众汽车的电子控制空气弹簧悬挂系统为例,电子控制悬挂系统主要由空气压缩机、干燥器、车身高度传感器、带有减振器的空气弹簧、悬挂控制执行器、悬挂控制选择开关、悬挂用电控单元等组成。在汽车行驶过程中,电控单元不停地接收车身高度传感器、加速度传感器(即油门动作传感器)、制动传感器、转向传感器以及车速传感器输出的信号并进行运算、分析和判断,最终向执行器输出控制信号,控制车身高度和悬挂刚度。 2计算机仿真技术在汽车悬挂系统的应用特点 电控单元中计算机仿真控制悬挂系统的主要优点有:为提高汽车正常行驶时乘坐的舒适性,可以将弹簧刚度设计得较小,以使车身的自然振动频率尽可能的低。为提高汽车的操纵稳定性,使汽车的行驶安全性明显提高,可以将汽车悬挂抗侧倾,抗纵摆的刚度设计得比较大。将车轮快速提起,避开障碍物,可以在车轮碰到障碍物(如砖、石等)时,提高汽车的通过性。电控单元可以在汽车载荷变化,在不平路面上行驶时自动保持车身高度不变。仿真技术可以防止汽车制动时车头的下冲。提高汽车转弯时的操纵稳定性,可以避免汽车转弯时车身向外倾斜。为提高车轮与地面间的附着力,可以减小轮跳离地面的倾向。 3总结 计算机仿真技术是研究和分析系统运行行为、展现系统动态过程和运动规律的一种重要形式手段和方法。计算机仿真新技术的快速发展和计算机仿真技术所表现的实用性和前景效益是相当大的。特别近年来在仿真方法、技术研究、机械系统仿真应用等方面都取得了显著的成就。因此,计算机仿真技术在多方领域有广泛的应用。 作者:王来丽 田雪萍 王海峰 单位:黑龙江农业职业技术学院 计算机仿真论文:3A21铝合金矩形管变形计算机仿真论文 1简化模型与截面变形 通常采用截面变化率δh表示弯曲后矩形管在截面处的变形程度,其可用公式δh=(h-h1)/h×100%表示,其中h、h1分别表示矩形管变形前后截面处的高度。 2建立有限元模型 2.1模型建立 矩形管坯尺寸为b×h×t=24.9mm×12.3mm×1mm,材料为3A21铝合金。采用Abaqus软件建立有限元模型。步骤如下:建立部件的几何模型、部件进行装配、设置接触条件、划分网格等。 2.2可靠性验证 采用试验方法对有限元仿真结果进行验证,判断有限元仿真的可靠性,进而对芯模参数影响矩形管截面变形规律进行研究。试验与模拟中工艺参数设置一致,即:弯曲角度θ=90°,弯曲半径R=40mm,弯曲速度w=1.567rad/s,芯棒、夹块及其他模块与管坯之间的摩擦系数分别为0.01、0.50、0.17,管坯与模具间隙ΔC=0.1mm,芯头参数为,H=10mm,B=22.88mm,D=3mm,A=60°,n=3,同时要求芯棒无伸出量。对有限元方法与实验方法得到的截面变化率δh进行对比。可以看出:靠近弯曲两端部分(0°、90°)时截面变化率比较小,处于弯曲中间部分(40°~80°)时截面变化率较大,且随着截面位置的增大而增加。对比两条曲线,发现曲线变化趋势相同,通过计算可知模拟结果与实验结果的最大误差为2.9%。充分说明本文采用的模型可有效的模拟3A21铝合金矩形管在绕弯成形中的截面变化。 3模拟结果分析 3.1芯头个数n影响截面变化 以2.2节中设定的工艺参数为基础,保证其他参数不变,改变芯头个数n,分别设置为1、2、3、4,采用文中建立的模型进行仿真模拟,研究芯头个数n对截面变化的影响。不同时截面变化率沿绕弯方向的曲线对比图。可以看出,n=1或者n=2时截面变化率δh较大,且在弯曲中间位置(45°左右)取得最大值,分别为37%、34.5%。当n=3时,截面变化率迅速减小,最大截面变化率为6.9%。继续增大芯头个数n,当n=4时,截面变化率变化不大,可以判断当n大于3时,增大芯头个数对矩形管绕弯成形中截面变化无太大影响,故应选取n=3,矩形弯曲管质量较好。同时,截面变化率在弯曲两端较小,而在弯曲中间位置较大。由于压块、弯曲模与防皱模对矩形管的外壁进行限制,同时芯头和芯棒对内壁起到支撑作用。在弯曲中间部分,内壁失去了芯头的支撑作用,外壁没有压块进行限制,故处于悬空状态,此时截面变形率会较高。矩形管的末端受到夹块及弯曲模作用,即使没有了芯头的支撑作用,其截面的变化也不会很大。 3.2芯头间距D影响截面变化 保证其他参数不变,改变芯头间距D,分别设置为3mm、4mm、5mm和6mm,研究芯头间距D对截面变化的影响。不同芯头间距D下截面变化率沿绕弯方向的曲线对比图。可以看出,芯头间距D为3~5mm时,弯曲始端的δh比末端的明显小,而D=6mm时两端的δh相近。截面变化率δh随着芯头间距D的增加而逐渐减小。这是由于芯头间距D增加,芯头支撑矩形管内壁的角度增大,故δh减小。 3.3芯头厚度T影响截面变化 改变芯头厚度T,分别设置为3mm、5mm、7mm和9mm,保证其他参数不变。不同芯头厚度T时截面变化率沿绕弯方向的曲线对比图。可以看出,截面变化率δh随着芯头厚度T的增加而逐渐减小。T≤7mm,截面变化率δh在矩形管的起始端与末端比中间部分小。T=3mm时,当绕弯角度大于40°时,δh迅速上升,角度在60°时δh达到最大值,随后逐渐减小。随着芯头厚度T逐渐增加,δh随截面位置变化趋势也较为平缓。这是由于芯头厚度较大时,在绕弯过程中芯头对矩形管的支撑范围比较大,所以使得截面变化程度较小,综上选择T=9mm时矩形管绕弯效果好。3.4芯头圆弧角度A影响截面变化改变芯头圆弧角度A,分别设置为60°、90°、120°、180°,保证其他参数不变。不同芯头圆弧角度A时截面变化率沿绕弯方向的曲线对比图。可以看出,在弯曲过程中矩形管始端与末端δh较小,在中间位置δh较大。截面变化率δh随着芯头圆弧角度A的增加而逐渐增加。这是由于随着芯头圆弧角度A的减小,圆弧上的顶点U与末点C之间的高度差Δh减小,芯头对矩形管的支撑效果越明显,故截面变化程度越小。但是当圆弧角度A过小时,一套芯模不适合在不同弯曲半径的多种弯曲模中使用,而A=60°时,芯头中心与圆弧中心位置一致,方便芯头的加工。综合考虑选择芯头圆弧角度A为60°。 4结论 (1)在矩形管的始末端截面变形程度较小,中间位置(40°~80°)截面变形程度较大;增大芯头数目、芯头间距、芯头厚度及减小芯头圆弧角度,均使得绕弯过程中矩形管截面变化程度降低。 (2)选择3个芯头,芯头间距、厚度和圆弧角度分别为6mm、9mm、60°时,可以生产质量较高的矩形弯管。 作者:赵秀梅 单位:长春工业大学 吉林司法警官职业学院 计算机仿真论文:电弧传感焊缝偏差计算机仿真论文 1电弧电流信号的数据检测 该高速旋转电弧传感器的频率0~30Hz,扫描区域半径0~3.5mm。本次实验选用25r/s的固定频率进行数据采集。实验表明,如果焊接工艺参数一定,设定水平偏差为变量,则在一个旋转电弧圆周运动的周期内,电流的波形具有一定的规律性,通过电流波形的变化特点可以得到焊点的水平偏差的参数。但是在实际操作中,焊接作业很容易受到外界因素的影响,如熔池的震荡、飞溅等,这样获得的电流信号就有了干扰因素,即使在偏差一定的情况下,检测到的电流也不相同。所以为了减小这些因素的影响,将采集到的数据通过小波滤波后进行归一化处理。将采集到的不同周期内的同一点的电流信号进行纵向的平均值处理,取该均值为这点的电流信号,这样便减小了外界因素的影响。设定采样频率为104Hz,旋转频率为25r/s,则每个周期内可以采集到416个点的信息,然后将各个点的电流信息进行小波滤波、归一化、均值处理后得到样本波形保证结构风险最小化原则要求,采用不敏感损失函数ε,加入惩罚参数C和松弛变量ξ(*),ξ(*)=(ξ1,ξ1(*),ξ2,ξ2(*),…,ξb,ξb(*)),得到原始最优化问题minτ(W,ξ*)=12W2+C1l1i=1Σ(ξ1+ξ1*)(1)s.t.(Woxi+b)-yi≤ε+ξi,i=1,2,…,lyi-(Woxi+b)≤ε+ξi,i=1,2,…,lξi*≥0,i=1,2,…,l构造拉格朗日函数进行求解,最优问题以Wolfe对偶原则化作凸二次规划问题min121i,j=1Σ(αi*-αi)(αj*-αj)•K(xi,xj)+ε1i=1Σ(αi*+αi)-1i=1Σyi(αi*-αi)1i=1Σ(αi-αi*)=0αi≥0αi≤Cn变为标准形式,得到最优解α=(α1,α1*,…,αl,αl*)T根据α构造出决策函数为(fx)=1i=1Σ(αi*-αi)K(xi,x)+b(3)式(3)为决策函数式,其支持向量为非零解所对应的矢量。不敏感损失函数ε的选取可以用来调整回归逼近的精确度。根据式(3)选取新的输入参数便可得到一个精确的输出参数。 2支持向量回归机的实现 2.1支持向量回归机的计算原理 设定输入的训练样本集为D={(xin,yk),k=1,2,3,…,l}式中xin∈Rn,yk∈R。通过训练样本可以得到一个决策函数,这样通过训练样本集之外的输入参数x可以较为精确的计算到相应的输出参数y。际工程中可操作。提高焊缝跟踪精度前(下)后(上)的焊缝形貌。 2.2构造核函数运用 支持向量回归机解决实际问题时必须构建一个合适的核函数,类型不同的核函数与之相对应的支持相对应的向量回归机类型也不相同,一个合适的核函数直接决定了所构造的支持向量回归机的运算性能。通过采集的数据信息的包角映射建立SVR核函数,然后修正函数,以提高核函数的回归精度。构造核函数:设定一个标量函数式F(x),F(x)≥0。令F(x)的最大值在支持向量处取得,最小值在支持向量以外点处取得,得到修正后的核函数K(x,x')=F(x)F(x')K(x,x')(4)令其标量函数F(x)的最小值在支持向量处取得,最大值在其他以外点处取得。这样修正后的核函数对支持向量回归的精度有所提高。由于实际操作中支持向量一般都是不知道的,所以通常的初始核函数选为GAUSS核函数K(x,x')=exp(-x-x'22σ2)(5)式中σ为归一化参数。通过式(5)可以得到初始的支持向量,将其带入函数F(x)实现支持向量邻域内黎曼度规的减小。修正后的GAUSS核函数大大提高了回归精度。在Matlab中编写函数式M文件,其逻辑流程为:(1)读取样本数据集;(2)建立数据集矩阵;(3)构建矩阵f,LB,UB;(4)计算初始核矩阵;(5)计算初始α值;(6)计算修正函数;(7)计算各个最优解α,将最后求的各个α值和变量值保存到MAD文件,然后编写决策函数编码通过调用MAD文件里的参数得出偏差值。 3仿真模拟 3.1水平偏差值 计算通过调用MATLAB中已经编写的M文件,得到的变量与函数值采用小波滤波、归一化、均值化处理后得到一个周期内的数据点参数集,使用已经编写好的决策函数文件计算出各个点的水平偏差,将其转化为水平偏差值。 3.2高度偏差值 计算焊炬的高度与电弧的电流值具有一定的规律性。选取焊炬在某一不变的位置高度,得到该位置的电流值,将该电流值与电流均值做差值,则该差值和高度偏差值具有线性规律,在LABVIEW中通过函数公式的各节点可以推算出高度偏差值。 3.3焊缝跟踪将LABVIEW 与机器人纠偏系统相联结,将水平偏差值与高度偏差值的实时参数传送给机器人纠偏系统,焊接机器人实时调整焊缝的路径,这样就实现焊缝焊接的实时跟踪。 3.4实验结果 选取旋转电弧传感器的扫描半径为3mm,V型坡口,角度45°,取样频率104Hz,电弧旋转频率25r/s。在水平偏差不相同的条件下分别选取两组数据,第一组取采集试验结果12个数据训练支持向量回归机,第二组作为参考组,进行偏差识别对比测试。使用该算法系统具有较小的偏差识别误差,提高了系统的识别精度,在实{st(2)α(*)∈R2lW∈R,ξ(*)∈R2I,b∈R。通过图像能够清楚地看到,进行处理后的数据提高了系统的精度和实时性。 4结论 在一定工艺参数下,焊炬的水平偏差和焊接电弧的电流大小在一个旋转周期内具有一定的规律性。通过采集LABVIEW焊接过程中的电弧电流信号,将原始信号进行小波滤波减少外界因素干扰,然后信号进行归一化、均值滤波处理,提高了数据精度。将处理后的数据在MATLAB中进行支持向量回归机的计算,通过修正核函数与决策函数的运算处理最终得到偏差值。试验结果证明,采用这种算法进行电弧传感焊缝的偏差识别是可行的,提高焊缝识别精度约20%,完全满足实际工程的需要。 作者:王霞 单位:江苏师范大学 江苏省泰州职业技术学院 计算机仿真论文:计算机仿真和建模临床医学论文 1引言 研究团队、制药产业及医疗服务业已经认可生命科学仿真系统的作用。在化学工程师和计算机辅助过程工程专家的帮助下,生物工程师可以运用这些手段解决诸多生理学和医学问题。 2仿真技术的研究进展 系统生物学要使用定量分析来研究生命系统。起因于处理大量数据的需要。学者通过计算机仿真技术,利用定量分析来处理临床问题,产生了名叫系统医药学的新学科。化学工程师长期参与生物学和生物医学的定量分析。Peppas和Langer认为在20世纪60年代早期化学工程师就参与生物医药工程。Bailey和同事研究出一种控制新陈代谢的手段,这种手段不仅可用于生物制造技术,也可用于其他生物问题。2005年,Solis和Stephanopoulos指出了纳米级的系统工程需要解决的问题。2006年,Doyle和Stelling回顾了用计算机仿真技术去分析代谢网络的一些重要的成果。2009年,Eissing、Chaves和Allgower利用仿真模型来分析细胞死亡。近年来,有许多论文概述了计算机工程师和化学工程师在医疗系统中的作用。对化学工程师,尤其是工艺系统工程师来说,免疫系统是一个采用仿真技术的复杂系统,化学工程师能够研究免疫系统和病毒之间的相互作用。2004-2005年,Deem开发了一种运用计算机仿真技术研究了病毒和疫苗造成的免疫反应的定量模型。Chakraborty在2003年用仿真技术研究了免疫系统的细胞间的通信,以及免疫反应。2006年,Joly和Pinto认为HIV-1发病机理的数学模型优化了药物治疗的方法。这种方法会导致药物设计和配方设计的改进。Yin在2007年提议把病毒当作一种产品,研究病毒生长和传播时需要考虑时空的影响。可以预见,将来人们会用生理学模型和计算机技术设计出最佳药物配方。为了有效地进行仿真,需要根据生物具体的特性建立多种生理学计算模型。几年前,学者启动生理组计划(PhysiomeProject),旨在寻找人和其他真核生物的计算模型。迄今为止,该计划主要关注使用CellML标准的细胞电生理学的数学模型。CellML标准是一种使用细胞进程模型的生物物理学模型标准。另外SBML标准是一种能够辨识生物进程的计算机可读标准。最近,一个名为虚拟生理人的项目进一步促进了欧洲学者研究生物医学的建模和仿真。学者开发了一些数据库去存储生物模型。细胞模型系统和生物模型数据库是其中两个重要的数据库,两个数据库都建议使用CellML标准和SBML标准。学者可使用这两个数据库来探索复杂的生命系统。生物模型在药物的使用方面有重要作用,这不仅是一个通用手段,而且对癌症治疗和眼病治疗也有特殊的贡献。2002年,Cstete和Doyle提出一种生物反馈系统的逆向工程分析原理。2003年,Tyson、Chen和Novak回顾一些生物控制模块的设计原则。 3简单系统的建模 2001年,Hangos和Cameron强调明确建立模型的目的,模型是在对现象总结的基础上,用计算机能够接受的方式反映规律,建模是下一步仿真计算的基础。对复杂系统来说建模十分必要。复杂系统不可能设计出含所有现象的实验,因为部分量不可测量,并且几个现象间很难找到相互关系。尽管学者已经在测量基因与代谢领域取得巨大进展,但仍有许多生物量无法测量,即便能够测量出一些,测量的准确性也不够高。下面的例子是伦敦大学研究得到的一种模型,该模型模拟了血流改变时动脉壁内皮细胞的反应。血流改变刺激细胞产生化学信号,而这些化学信号拉长了内皮细胞,在某些条件下,巨噬细胞在动脉壁上增加了,最后导致动脉粥样硬化。动脉粥样硬化斑块的位置与血流改变的区域息息相关。并造成影响。学者研究出两个模型来探索这种影响。模型一是细胞表面的血液模型,首先把细胞表面分解成许多不同的小三角形区域(0.4um),这个模型可以看成一个斯托克斯公式的边界积分表达式,通过该模型可以研究在血流作用下细胞的受力情况。模型二研究了力对细胞骨架的影响,细胞骨架保持细胞形状,可以使用开尔文体模型研究这个问题,它是由1个缓冲器和2个平行的弹簧构成的黏性弹性系统,开尔文体代表一种将机械力转化成生化信号的细胞成分,这种生化信号会导致Src激酶的活化,Src激酶会调节Rho激酶和GTP酶(Rac和Rho),而Rho激酶和GTP酶可以控制细胞结构和形态。简单的展示了该过程。此模型可以解释很多现象,但仍然有一些问题解释不了,例如当涉及体内细胞间的通信时,该模型不适用。研究人员建立复杂的仿真模型,这些模型涉及化学和机械领域,可以使用这些模型来进一步研究各种生理学和临床医学现象。 4复杂系统的建模 生命系统具有很强的鲁棒性,生命系统和多反馈的鲁棒性系统相似。建模时要识别模型中的薄弱区域,在该薄弱区域模型可能不够准确,需要用模型进行预测,这要求修改模型。在复杂模型中,特别要注意内部参数不能测量的区域,当处理涉及复杂生理问题时,这些区域变得很重要。原料中包括必要成分A,A和其它成分一起加到反应器。在该反应器上,一些原料反应生成副产物B。在这个过程中,在一定范围内控制成分A的数量很重要。在反应器上,A在催化剂C的催化下生成B,B在催化剂D的催化下生成A。A的数量决定CSTR产生C或者D的数量。如果A加入很多,将会产生C催化正反应。如果A加入的很少,将产生D催化逆反应。与此同时,膜反应器过滤掉废物。这个简单的工艺流程初步反映了血液中葡萄糖调节机制。葡萄糖由肠道进入血液,并供给其它所有的器官。葡萄糖维持在一定浓度很重要,因为维持在一定浓度可以确保人类各种机能的良好反应,这种调节过程称为葡萄糖稳态。如果葡萄糖糖浓度高,胰腺产生胰岛素,指示肝脏把葡萄糖转化成糖原,如果血液中的葡萄糖浓度低,胰腺产生胰高血糖素,将糖原转化回葡萄糖。肝细胞还将血液中废品送入胆汁,并通过胆管过滤并排泄。这是一个涉及多个器官的复杂系统,探索该系统需要考虑许多器官间的联系,葡萄糖稳态系统可以用7个模型表示。 1).胰高血糖素受体模型 通过胰高血糖素模拟肝细胞表面受体的活化,受体活化产生三磷酸肌醇。该模型由5个微分方程构成,分别描述受体的各种状态、G蛋白的活化和三磷酸肌醇的产生。 2).钙模型 模拟由三磷酸肌醇活化产生的钙信号通路。该模型由2个微分方程构成,分别涉及细胞质和内质网中钙浓度。钙模型的前提是Hill方程。 3).环磷酸腺苷模型 模拟受体的活化和环磷酸腺苷的产生。该模型由5个微分方程构成,分别关于环磷酸腺苷的浓度、S-腺苷甲硫氨酸(SAM)的浓度、受体的比例、不活动的比例以及核定位蛋白激酶A的比例。模型遵守Hill方程。 4).胰岛素模型 模拟肝脏对于胰岛素的反应,该模型由1个描述糖原合成酶激酶(GSK)活化的微分方程构成。 5).血液模型 模拟葡萄糖在血液、肝脏和胰腺之间的运输,该模型由1个描述血液中葡萄糖浓度的微分方程构成。 6).糖原分解模型 模拟控制糖原分解与合成的4个因素,葡萄糖及6磷酸葡萄糖的控制、钙离子的控制、环磷酸腺苷的控制、胰岛素的控制。该模型是一个模糊逻辑模型,该模型描述糖原合成酶(Sta,控制糖原合成速率)及糖原磷酸化酶(Pho,控制糖原分解速率)的活性水平。该模型由4个微分方程构成,分别关于糖原磷酸化酶(Pho)、糖原合成酶(Sta)、糖原和细胞内的葡萄糖。 7).胰腺模型 模拟胰高血糖素或胰岛素的释放。该模型由2个微分方程构成,分别关于胰岛素和胰高血糖素的血液浓度。每一个微分方程都要遵循Hill方程。上述7个模型共同构成葡萄糖的调控模型,需要软件管理系统来协调它们。Saffrey等人在2007年描述一种模型管理系统。该管理系统用来存储模型和数据。在该系统中,上述的7个模型互相联系,共同模拟出葡萄糖稳态系统。Hetherington等人详细描述这个葡萄糖稳态系统的模型。 5完善和应用模型 建立模型以后,需要进一步完善。可以选择各种不同的实验者,将实验者分成多个小组,分别观察和记录他们的数据,根据这些数据完善和调整模型,甚至改变模型,最终确定适合不同人的具体的模型。通过这些具体的模型可以预测未来的变化情况,为了达到某些目的也可以设计一些干预措施。在其他领域中,学者已经充分研究了基于模型工程的设计方法,利用这些设计方法可以达到一些想要的结果,虽然这些设计方法还不成熟,需要进一步完善,但值得借鉴。在生命科学中,要特别注意干预措施也可能会导致一些危害。这些干预措施包括环境干预、药理学干预或基因干预。环境干预通过物理或化学因素,药理学干预主要通过临床干预。在上一部分描述的复合模型中,广泛的使用了计算机辅助过程工程技术,和优化技术寻找最佳解决方案,如糖尿病患者的最佳胰岛素剂量;使用随机技术寻找高敏感度模型的解决方案;使用区间方法确定能够接受的最坏情况。上述方法和模型已经被用来预防一些疾病。如糖尿病患者很可能患非酒精性脂肪肝(NAFLD),利用上述方法可以提出一些措施,有效地避免Ⅱ型糖尿病患者患非酒精性脂肪肝(NAFLD)。基于模型的方法(例如优化、随机分析、间隔方法)将促进生物学和医学的发展,并且随着生物学和医学的发展,这些方法将更完善。要在生物学和医学领域中很好地使用这些方法和模型,必须要掌握生命科学的知识和计算机的知识,单个的研究者常常不具有这两个领域的知识,因此合作很重要。那些希望从事相关研究工作的学者必须合作,例如通过短期或长期项目,建立一个促进合作的机制。 6结论 本文展示了生理学和临床医学中一些可以用计算机辅助技术解决的问题。这些问题涉及化工厂(或者身体内)的化学和物理变化,并且常常涉及到复杂多尺度系统。虽然生命科学发展很成熟,但是在不能测量的领域,我们仍需使用计算机仿真和建模技术去解决问题。只有通过使用系统模型,某些复杂问题才可能解决,最终才有可能设计出合适的干预措施。最大难题是如何建立出好的模型,只有使用足够精确的模型才可以预测生理学系统的行为。在医疗领域的模型只有到很高的精确度时才可以用。模型的临床推广仍然有很长一段路要走。通过新的系统生物学和系统医药学手段,将会使用于临床的这种方法加速运用。 作者:蔺玉柱 邱晓磊 沈平冰 单位:安徽师范大学物理与电子信息学院 计算机仿真论文:冰壶运动轨迹计算机仿真论文 1冰壶运动简介 冰壶运动是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目。投掷的冰壶为圆壶状,周长约为91.44厘米,高(壶的底部与顶部)11.43厘米,重量(包括壶柄和壶栓)最大为19.96公斤,冰壶底部和冰面相接触的部分是一个半径约为12.8至13.1厘米的圆环。冰壶所用场地是一个长44.5米、宽4.32米的冰道。场地冰面浇过平整的冰面后,还需要用喷头像冰面喷洒热水滴,保证冰面出现表面圆滑的凸起的小冰点,使冰壶的底面不能完全接触到冰面,并且冰面更粗糙,对冰壶的阻力更大。冰道的一端画有一个直径为1.83米的圆圈作为球员的发球区,被称作本垒。冰道的另一端也画有一圆圈,被称为营垒。在场地两端各装有一个斜面橡胶起蹬器。在冰壶场地前后两端各有一条蓝色的实线称为“前卫线”和“后卫线”。球员掷壶时,身体下蹲,蹬冰脚踏在起蹬器上用力前蹬,使身体跪式向前滑行,同时手持冰壶从本垒圆心推球向前,至前卫线时,放开冰壶使其自行以直线或弧线轨道滑向营垒中心。在一名队员掷球时,由两名本方队员手持毛刷在冰壶滑行的前方快速左右擦刷冰面使冰壶能准确到达营垒的中心或者将对方冰壶击打出得分区域。最后当双方队员掷完所有冰壶后,以场地上冰壶距离营垒圆心的远近决定胜负。 2运动学方程的建立 冰壶在冰面上滑行可以视为刚体的平面运动,可以将其分解为质心的平动和绕过质心轴的定轴旋转。以前卫线的中心为O,前卫线中线为x轴,垂直于x轴的是y轴,垂直与冰面的为z轴建立坐标系。 2.1旋转 冰壶的质量为m,开始时的角速度为,冰壶与冰面间的摩擦系数为μ,μ的大小与温度T有关,可表示成假设摩擦力是均匀分在整个低面圆盘上,故计算摩擦力矩时,应将圆盘分解为许多的以转轴为圆心的同心环来考虑。 3仿真系统结构 为了实现冰壶运动轨迹的仿真,根据前面所述的运动方程模型,需要先确定冰壶运动轨迹的一些参数。为此将冰壶运动轨迹仿真系统分成两部分,即基础参数设置和动态模拟。基础参数设置中分别输入初速度、初始角速度和温度。冰壶场地两营垒之间的距离近30米,所以在没有任何干扰的情况下,冰壶应可以自由滑行20米才是有可能到达营垒。 4结论 根据机械能量守恒理论建立的冰壶运动方程,从主观上验证了它的正确性,可以帮助运动员分析投掷冰壶时应以怎样的初速度和角速度投壶,才能有效的进入营垒。 作者:田雨 单位:沈阳体育学院 计算机仿真论文:飞机模型设计计算机仿真论文 1综合保障效能评估与质量控制 飞机的综合保障效能是飞机及其保障系统在预期的使用环境和条件下经济有效地满足平时战备完好和战时任务持续能力的度量。综合保障效能评估就是在现有飞机研制程序的基础上,利用适宜的保障效能评估方法和技术,在飞机研制过程中持续开展综合效能评估,评价出研制过程各阶段的综合保障效能,提出优化、改进建议,实现对新机研制过程综合保障的有效监控;在部署/使用阶段开展保障效能评估,验证飞机及其保障系统是否满足规定的系统战备完好性要求,为调整保障系统和飞机改型、研制新型号飞机提供必要的经验信息。保障效能是由飞机平台设计特性、保障系统设计及维修保障方案所决定的,是在飞机研制过程中设计,逐渐形成、并在使用过程中不断保持的。综合保障效能的度量不仅考虑飞机平台及其使用特点、可靠性与维修性、保障系统的特性与表现,而且还要考虑飞机的利用率、使用方式、任务剖面以及使用环境等。飞机设计质量控制就是要实现飞机及其保障系统满足规定的系统战备完好性要求,飞机设计质量不仅包括飞行平台具有优良的性能,而且还包括其保障系统的性能和配备能够支撑飞行平台实现战备完好、战时可用的目标。综上所述,综合保障和质量控制具有共同的目标,综合保障效能的高低反映了飞机平台及保障系统设计质量的高低。在飞机设计的各个阶段,对综合保障效能评估即可实现对飞机设计质量进行阶段性和系统性地控制。 2评价指标选择 由于综合保障和质量控制具有共同的目标,反映综合保障效能的指标即可作为飞机设计质量控制的评判标准。飞机的综合保障效能不仅取决于飞机的设计性能,同时也取决于飞机的使用和保障。综合保障效能评估结果对四性和综合保障工作直接产生影响,这关系到飞机的设计、研制,并决定着综合保障最终目标——以可承受的寿命周期费用实现战备完好性要求的实现。飞机设计质量评价指标的确定必须遵循以下原则:(1)以作战任务需求、综合保障各阶段的任务和目标为依据。(2)参考国内、外同类飞机的有关指标,相似装备的战备完好性水平,以及本国的国防工业科技水平等。(3)环境条件的约束,包括作战使用和平时训练、储存和运输等环境条件。(4)预期使用的新技术、新产品对保障效能的影响。(5)现役同类装备的保障方案和新机预期的保障方案、使用与维修保障资源的约束条件。(6)费用、进度等约束条件。(7)其他约束条件,如充分考虑各指标之间的协调性(不可互替代性、全面性)和各指标的阶段性等。根据以上原则,结合相关标准,选用使用可用度(固有可用度)、能执行任务率、出动架次率、再次出动准备时间和寿命周期费用作为评价指标。这五个指标从不同的侧面反映了保障系统设计质量对战备完好性和任务持续能力的影响,其中使用可用度综合反映飞机在实际任务过程中的使用情况,主要体现了飞机特性、维修保障、供应保障水平对战备完好性的影响;能执行任务率主要反映在平时条件下飞机保障系统的训练保障水平;出动架次率主要是反映在战时条件下飞机维修保障和使用保障水平对战时任务持续能力的影响;再次出动准备时间主要是反映飞机在连续出动条件下保障系统的使用保障水平;寿命周期费用从经济性的角度度量装备系统和战备完好和战时任务持续能力的权衡。这几个指标之间具有不可替代性。战备完好性的度量不仅考虑飞机及其使用特点、可靠性与维修性、保障系统的特性与表现,而且还要考虑装备的利用率、使用方式、任务剖面以及使用环境等。这五个指标从不同的角度反映了不同设计和使用因素对战备完好性和保障效能的影响,涵盖了飞机设计特性、保障系统的要素(包括使用保障、维修保障、训练保障、供应保障)和寿命周期费用对飞机设计质量的贡献。以这些指标作为评价标准,可以实现飞机设计质量全面控制。 3评估方法和模型构建 3.1评估方法 可用的方法可分为解析法和仿真法两类。解析法能够准确地计算各类效能指标,但缺乏对飞机维修和使用保障动态特性的描述;仿真法能够动态地描述飞机的维修和使用保障动态特性,但仿真结果不够稳定。为了得到客观、合理和科学的结果,本系统采用解析法和仿真法相结合的方法。 3.1.1计算机仿真 仿真技术具有低成本、有效克服解析法所不能解决的动态问题独特优势。计算机仿真体现在以下几个环节:(1)根据对业务、模型、输出参数之间的逻辑关系进行分析的结果,模拟单一飞机和机群在仿真周期内的总体使用业务流程。根据实际使用情况,模拟仿真周期内飞机的作战使用流程。一般流程均从飞机执行的任务开始,进行任务前准备、执行任务、返回进行维修保障,然后进行再次出动。优秀业务活动包括飞机状态的判断、飞机的调度、修复性维修、预防性维修、起飞前准备、再次出动准备等。(2)故障抽样。采用蒙特卡洛方法进行飞机系统故障抽样,确定故障发生时刻序列。单架飞机的年平均飞行时间或者每次的仿真时间。η为由RANDOM()函数生成的0~1之间的随机数。故障发生时刻序列的确定方法如下:下一次故障发生时刻=本次故障发生时刻+下一次故障发生时间间隔(2) 3.1.2数据统计 对于已经研制的飞机及其保障系统,数据统计方法主要体现在飞机故障数据、资源数据等输入数据的获取。而对于新研发的飞机及其保障系统,这些数据可采用设计参数或者相似型号飞机参数。为了计算最终的评价指标,仿真过程中通过多次统计最终评价指标的分解项,获取最终的评价指标计算结果。 3.1.3解析法 解析法主要用于各评估指标的计算,飞机各业务活动分解及其时序的确定、时间和资源分配等。各评估指标均可采用解析法进行分解,一直到最底层指标与飞机设计指标相同为止。这有利于确定最终的输入参数,也利于模型数据的收集。 3.2评估模型构建 任务周期从飞机执行的任务开始,进行任务前准备、执行任务、返回进行维修保障,然后进行再次出动,直到当天任务结束。而在这一任务周期中,将涉及到任务系统、结构、维修保障活动、保障资源、保障组织五大方面设计工作的动态协同。如何全面、科学、客观模拟这一过程,并将其量化,进而构建数学模型,最终计算出飞机在执行任务过程中的各评价指标,是飞机设计质量控制需要突破的优秀技术。 3.2.1模型组成 建模的关键体现在任务建模、保障资源建模、飞机建模、组织建模和任务执行过程建模五个方面。这些模型都描述了飞机系统某个方面的特性,它们独立构成飞机系统的不同侧面。因此,飞机设计质量控制模型分为任务、装备、资源、组织、过程五个子模型。(1)任务模型:描述作战单元的任务内容及其构成的模型。任务可分为若干个子任务,子任务又可分为若干个次级子任务,各个子任务的内容及其相互关联都在任务模型中进行描述。随着任务的进程,其他各个模型都会发生相应的变化。不同模型间的逻辑关联是保障系统模型所固有的。(2)飞机模型:描述系统中飞机的结构和功能组成的模型。复杂的飞机系统由各单元以一定关系组成并形成特定的功能。(3)资源模型:描述保障系统的各种资源以及资源间关联关系的模型。保障系统中的资源有很多种,例如:维修人员、备件、设施、技术资料、计算机资源等,但是在作战单元执行任务的过程中,由于任务的持续时间一般比较短,对保障效能影响最大的资源只有两种:备件和维修人员。因此,资源模型主要包括维修人员和各种备品备件的分配信息(其中的备品备件即为飞机的最小保障单元)、各种备件在维修过程中的消耗信息以及维修人员的占用信息等。(4)组织模型:描述系统中的组织、角色信息以及组织、角色间关联关系的模型。其中系统中的组织为各个作战单元和基本作战单元,存在的关系有组织间的所属关系、角色间的存在关系等。(5)过程模型:是保障系统的优秀模型,保障系统的其他模型都是围绕着过程模型展开的。过程模型是描述任务的执行过程中发生的一系列维修、使用保障活动及为维修、使用保障活动之间关联关系的模型。 3.2.2系统输入 根据模型的组成、评估指标的分解结果以及飞机设计理论和原理,通过梳理以上模型组成中各描述参数之间的关系的,理清了各输入参数以及5个子模型之间的关系,明确了各子模型必要的输入参数。该模型分为任务、飞机、资源、组织、过程5个子模型。根据每个模型的描述,对描述参数进行结构化描述。例如,任务模型结构化为任务系统、任务剖面和基本任务;任务系统结构化为飞机名称、飞机总数、飞机任务种类;任务剖面结构化为任务种类、任务持续时间、任务所需飞机数量、基本任务名称;基本任务可结构化为基本任务名称、基本任务持续时间、所含波次数、单波次所需最小飞机数、单波次持续时间和单波次任务成功点等设计参数。 3.2.3业务流程 在大量调研的基础上,对单一飞机和机群的总体使用业务流程进行了梳理,并对业务、模型、输出参数之间的逻辑关系进行了分析。根据实际使用情况,对飞机的作战使用流程进行了梳理。在活动过程子模型中,需要确定各专业活动执行的逻辑先后、执行时间、资源、组织、特殊要求、所属专业等信息。通过仿真飞机的任务和使用保障过程,梳理各任务和活动的执行流程,将5个子模型以及个输入参数关联起来,最终统计相关参数和计算结果。 4模型初步验证 为了易于验证模型和方法,对案例进行了以下简化:(1)飞机结构假定只有三个子系统(燃油系统、航电系统、火控系统)。(2)将所有的保障资源放在同一个“资源池”中。(3)使用保障活动与任务暂时没有关联,作业时间是一个定值。(4)维修过程中备件的周转时间为定值。(5)预防性维修活动看作一个事件,作业时间为一个定值。(6)供应保障和训练保障暂时不考虑。模型的验证采用本模型仿真结果和LSEM模型仿真结果进行对比,计算的出动架次率分别为2.56架•次/天和2.5架•次/天,偏差为2.4%。该偏差处于可接受范围内。 5模型特点和应用 5.1模型特点该模型具有以下特点: (1)系统性。该模型使得飞机设计质量的控制不再以各系统、各部件、各产品等孤立地进行,而把整个飞机及其保障系统作为一个有机系统进行质量控制。这不仅符合飞机研制的客观规律,而且将飞机的装配、各系统、各产品之间的接口对飞机质量的影响也进行考虑。其结果能够更真实、全面、客观反映飞机及其保障系统的设计质量。该方法的这个特点与戴明的系统论理论一致。(2)阶段性。由于飞机研制具有明显的阶段性,每一阶段的设计参数逐步详细和准确,因此,该模型也具有阶段性。随着设计的深入,该模型的输入将不断逼近飞机及其保障系统的设计质量。该方法的这个特点与戴明的质量持续改进一致。 (3)动态性。以往的控制方法仅采用了质量管理体系和程序,是一种静态的控制方法。该模型能够动态性地描述飞机的使用和保障过程,其结果与真实的设计质量具有较小的偏差。(4)客观性。该模型能够克服以往采用的程序控制和专家评审方法具有的主观性,其结果更加科学、合理、客观。(5)全面性。目前,美国工业界已开发出大量相关模型,如战备完好性试验用可用性原型的快速构建(RAPTOR)软件、装备保障性仿真工具SCOPE、后勤复合模型LCOM、战备完好性评估模型METRIC、F-15E的可用度评价模型SLAM、JSF战斗机的全任务仿真系统、美国空军基地资源的战区仿真模型TSAR等。以往的模型仅采用单一的评价指标。选择的使用可用度、出动架次率、再次出动准备时间、全寿命周期费用指标能全面衡量飞机设计质量。评价结果不仅反映了飞机平台本身的设计质量,而且还反映了其保障系统和他们之间接口的设计质量。(6)经济性。地面试验的成本高昂,而本模型可以省去地面试验所需要的飞机及其保障系统的研制费用,地面试验的包括人工、场地、设施等其他费用也不再需要了。 5.2应用 由于飞机及其保障系统的研发具有明显的阶段性,本文提出的模型和方法在各阶段对飞机设计质量的控制途径也不相同。 (1)在项目的招标和投标阶段,利用该模型评价供应商提供的设计方案和标书,确定其是否满足项目的指标要求,从而最终选定合适的供应商,从而确定最佳设计质量方案。 (2)在概念设计阶段,利用该模型评价设计方案,找出飞机和保障系统设计的薄弱环节,提出优化和改进措施,完善飞机平台和保障系统设计,提高飞机设计质量。 (3)在详细设计阶段,利用该模型评价详细设计方案,找出飞机和保障系统设计的薄弱环节,提出优化和改进措施,完善飞机平台和保障系统设计,提高飞机设计质量。 (4)在部署/使用阶段,验证飞机及其保障系统是否满足规定的系统战备完好性要求,找出设计中的模弱环节,提出优化和改进措施,为调整保障系统和飞机改型、研制新型号飞机提供必要的经验信息。 6结论 针对当前飞机设计和使用中存在的诸多问题,本文提出了一种基于计算机仿真和数据统计的飞机设计质量控制方法,确定了衡量飞机设计质量的评价参数,构建了计算机仿真模型,利用成熟的LSEM模型对模型的正确性、有效性和合理性进行了初步验证,但是仍需要经过大量的真实使用数据的验证。该模型具有系统性、阶段性、动态性、全面性、客观性和经济性等。在飞机研制的各个阶段,利用该模型对飞机平台及其保障系统的设计质量进行评价和控制,提出优化、改进措施,实现对飞机研制过程设计质量的有效监控。 作者:袁聪聪 张传超 单位:中航航空电子有限公司 中国人民大学 计算机仿真论文:自动化专业中的计算机仿真论文 一、计算机仿真理论教学内容改革 现代控制理论近年来发展迅速,使得我们对各类控制对象有了更好的理解,能够很好地刻画实际对象中事件驱动的动态过程,提出了离散事件系统,它的动态行为是由一系列随机出现的事件驱动的,而且控制理论界已经给出了很多建模方法和建模工具,如Gracefet图、自动机和Petri网[2,3]。而现有的计算机仿真内容主要是面向连续动态系统,虽然也涉及离散事件系统,但是对离散事件系统建模和仿真方法少有涉猎。离散事件系统的模型大部分来自计算机科学研究领域,现代控制理论和控制工程都离不开计算机,对此类建模工具的了解可以拓宽自动化专业学生的知识结构,提升他们思考和解决计算机控制工程问题的能力。为此,在计算机仿真课程内容中,我们增加了自动机和Petri网的基本概念。考虑到学生缺乏离散数学的基础,我们拟根据实际对象建模需要,结合Matlab中的stateflow工具箱,介绍离散事件系统的建模和仿真方法。具体内容包括: (1)离散事件系统概念; (2)自动机模型; (3)Petri网模型; (4)离散事件系统的自动机模型的建模方法; (5)离散事件系统Petri网模型的建模方法; (6)自动机的仿真模型的设计方法; (7)Petri网的仿真模型的设计方法。 另外,现实工程领域大多数系统是混杂系统[4],既有连续变化的特征,又有事件驱动的特征,而且连续变量子系统与事件系统之间相互作用相互影响。从20世纪60年代,学界就开始了混杂系统的研究,目前已经取得了丰富的成果,涉及混杂系统的建模、分析、控制、调度和优化等问题。其中,建模和分析方法对自动化专业知识体系的构建非常重要,事件驱动的思想能够让学生将控制理论与实际过程更好地建立联系,因此在计算机仿真课程中,我们增加了对混合自动机和混合Petri网的介绍,并结合实例阐述如何给出混杂系统的数学模型以及仿真模型和仿真程序的设计方法。具体内容包括: (1)混杂系统概念; (2)混合自动机; (3)混合Petri网; (4)混杂系统的混合自动机建模方法; (5)混杂系统的混合Petri网建模方法; (6)混合自动机的仿真模型的设计方法; (7)混合Petri网的仿真模型的设计方法。 二、计算机仿真实践教学内容改革 计算机仿真是一门实践性很强的课程,利用代码将实际对象虚拟到计算机中,这就要求自动化专业的学生不仅要掌握知识概念,还要能够编写代码用计算机实现抽象的概念。如果实验课内容设计合理,可以很好地锻炼学生解决实际问题的能力。鉴于自动控制原理大量内容属于动态系统的分析方法,而仿真是分析系统不可或缺的手段,仿真实践课程可以巩固控制原理的抽象的知识。如何设计仿真课程的实验项目对自动化专业的计算机仿真课程非常重要,围绕自动化专业课程体系,我们拟设定如下实验项目: (1)二阶电路的C程序仿真实验; (2)单容水箱的C程序仿真实验; (3)电机拖动控制系统的C程序仿真实验; (4)一阶倒立摆的C程序仿真实验; (5)立体仓库系统的自动机模型仿真实验; (6)立体仓库系统的Petri网模型仿真实验; (7)Bang-bang控制液位系统的混杂自动机、Petri网模型的仿真实验; (8)反应釜复杂控制系统的Matlab仿真。 三、结束语 本文探讨了自动化专业计算机仿真课程的教学改革问题,通过实践改革,使教学内容更加符合自动化专业的课程体系。从前期的教学效果看,上述改革能够激发学生的学习兴趣,巩固专业知识基础,并且有效地提高了学生解决工程实际问题的能力。 作者:罗继亮 邵 辉 晏来成 单位:华侨大学自动化系 计算机仿真论文:计算机仿真制造业论文 一、计算机仿真技术在制造业中的应用分类 (1)计算机仿真计算在产品模型为中心的应用:在产品模型引入计算机仿真技术可以对产品的静态及动态性能、可制造型、可装配性等情况进行分析。一个产品的研究与开发,需要考虑其实用功能、实际需求、产品外观、产品尺寸、产品的可制造型、产品的可批量生产性等方面的因素,计算机仿真技术很好的完成这些工作,在产品模型中发挥作用。 (2)计算机仿真技术在制造系统模型为中心的应用:制造业中的制造系统模型中包括了制造设备的高仿真智能运用。复杂制造系统的模拟等过程,计算机仿真系统在检测设备的运行能力、监控设备的实际运行状况中发挥着巨大的作用。 (3)计算机仿真技术在开发过程模型为中心的应用:在这个分类中,计算机仿真技术主要是在产品设计和制造中起到作用。产品的制造过程引入计算机仿真技术就是利用仿真技术将制造系统模型和产品模型进行有效的结合,进行多方位的模拟、全面的运算,以及全面的考虑生产批量、产品成本等问题,开发出合格并且满足需求的产品。 二、计算机仿真技术在制造业中的应用 计算机仿真技术作为一种高新的科学技术在制造业中具有广泛的应用,在工业、军事、医疗等汗液都有应用,特别是在航空行业、国防行业等大规模、复杂的系统研发中具有很高的应用价值。计算机仿真技术在制造行业中的应用可以减少不必要的损失、节约经费、缩短产品开发周期、提高产品质量。在制造行业中,计算机仿真技术涵盖了产品的设计、制造、测试运行的全过程,已经成为了制造业不可或缺的重要技术手段。 计算机仿真技术中的虚拟现实技术可以使用户通过电脑屏幕进入一个三维世界,其可以为产品提供一个可视化的三维环境,对物体进行交互操作,从而对质量和数量进行综合决策,这种可视化的解决策略可以对快速化及批量化生产的发展起到推动作用[2]。虚拟现实技术可以实现人机互动,对产品的性能和运行状况进行测试与监控,这种技术将计算机图文学、高仿真技术、计算机传感技术等多种技术手段进行了结合,这种技术对产品的各个阶段都可以进行支持,使用者通过操作可以检验产品的各个部件是否合格,检验产品的各个性能进的稳定性,检验产品功能的实用性。 计算机仿真技术中的虚拟制造技术将三维模型和虚拟仿真进行有有效的集成,从而可以对实际世界中的物体进行操作,是一种计算机辅助系统技术,是一种实现生产制造过程的应用技术[3]。虚拟制造技术在制造业中的引入可以实现实际生产线或车间中少人力、物力、财力并在短时间内进行产品的设计验证[4],为产品的生产奠定坚实的基础。 三、制造业中计算机仿真技术的研究展望 计算机仿真技术实现了企业的生产过程的信息化、数字化、以及网络化,为企业产品的设计与制造提供了包含生产源、工艺流程、管理等多种动态信息的分析方法。在传统的制造方法却无法对生产线进行快速化设计,无法进行小批量多品种的产品的生产,对于产品的设计、制造、控制都很难达到预期的效果,而计算机仿真技术的引入就可以很好地解决这些问题。 现阶段应用比较广发的物流仿真软件有DEL-MIA/QUEST、EM-Plant等,这些软件都是面向对象的、图形化集成建模仿真软件,可以搭建系统仿真模型,通过参数输入而获得系统的参数输出,对制造企业的实际生产具有很高的参考性。随着仿真软件在制造业中的需求的不断增大,计算机仿真技术会不断的发展,三维建模软件与物流仿真软件会得到更好的结合,并以快速、简单的建模建立、工艺仿真以及优化算法等一步一步的集成,这将是制造业中计算机仿真技术的发展方向。 四、结论 计算机仿真技术在制造业中得到飞速的发展,最主要的原因是其对我国社会的发展和经济的提高具有重要的意义。现在段,在制造业中仿真技术是一种具备综合性、高科技的基本保障,并发挥着越来越重要的作用。,在一些大规模、复杂性强的研发中更是必不可少的工具。计算机仿真技术在制造业中的仿真规模在不断的扩大,仿真功能也在不断的强化,大力的推进计算机仿真技术在制造业中的应用,对提高我国产品的自主生产力,推动我国制造业的发展具有重要的意义。 作者:崔建亭 单位:上海交通大学 计算机仿真论文:高频电子线路教学改革计算机仿真论文 1教学方法改革 1.1情景教学 在高频电子线路教学内容中,概念多、难点多、数学推导多,同时还会涉及到非线性分析法,因此学生在学习过程中经常会觉得枯燥、难学。通过实验展示可以使教学中的难点得到化解。但在实际教学中,因为受到空间和时间条件的限制,在实际教学中实物演示受到了制约。在高频电子线路教学中要找到教学过程中的教学难点、抽象点,要准备例如振荡器平衡的调制系数、稳定条件等多个仿真实验,在课堂情境教学中应用,为学生在认识上提供更加便利的条件,提高教学效率。 1.2课程统筹教学 通常情况下,在高频电子线路教学中,理论课与实验课是分开的,两者相互独立,这样在实际教学过程中难免会出现理论与实践脱节情况,主要表现在时间和内容上脱节,教学过程中的验证性试验无法在及时的加深学生对教学内容的理解,导致了教学效果大大降低。在教学过程中为了完整性经常会对一些操作简单、结论明显的实验也安排相应的实验环节,这浪费了实验课程。在教学过程中应当对这一现象进行合理改革,对课堂教学和实验教学中的内容进行统筹,课堂教学结束后,应当安排相应的验证性实验;部分理论课程可以在实验课程上进行,可以一边做实验一边传授理论知识。针对每个验证性实验,设计相应的仿真预习,利用计算机仿真代替实验内容,通过预习报告的方式完成。通过实践证明,采用此种教学方式不仅解决了教学时间,而且提高了学生在自我学习中的管理能力。此外,计算机仿真通过计算机对实验条件和环境进行了模拟,学生可以进行多次实验,并且可以对实验过程中的参数进行自行修改,这样不仅缩短了实验时间,而且对实验设备也起到了一定保护作用,避免学生在实验过程中因为操作不当而给设备造成损伤。 2仿真教学应用实例 Multisim11是高频电子线路教学中经常被应用的一种软件,仿真分析具体步骤如下:依据设计和原理创建电路原理图,然后依据实验情况对电路图选项进行设置,开启仿真开关,使电路运行,再借助仿真仪器,获取理想的仿真结果。解调、调制电路是组成通信设备的重要部分,解调和调制方式对系统的性能有着巨大影响,同时也是在高频电子线路学习中的难点。 2.1普通AM(调幅)信号波形仿真 调幅是振幅调制的简称,调幅包括:抑制载波、普通调幅等,普通调幅是其中最基本的一种,其余调幅都是有普通调幅演变来的。依据调幅信号形成的基本原理,在Multisim11下创建普通调幅电路,开启仿真后可以可在双踪示波器上看到低频调制信号与普通调幅信号波形对比图。对直流电压V3进行调整,使电路调幅系数进行改变但V3与1V相等时,调幅系数将超过1,则为方正波形,发生调幅现象,已调波在经历检波后将无法恢复到原有的形态,属于严重失真,因此在实际教学中应当尽量避免此现象的发生。 2.2二极管包络检波器仿真波形 二极管构成的包络检波器性能强,结构简单,因此被广泛应用与检波电路教学中,经过解调后输出的信号能够对输入信号的包络进行合理反映,仿真电路如图4所示。开启仿真,对电路参数进行调整,便可得到获得调解后信号与输入信号两者的对比。但在对电路参数调整过程中,如果没有对电路参数进行正确选择,二级管包络检波器在实际工作中极有可能发生负峰切割失真和惰性失真。因此,在实际操作过程中要注重电路参数的调整。 3计算机仿真应用需要做好辅助工作 (1)整合教学内容对课堂、实验教学内容进行整合,在使用计算机仿真前,教师需要做大量工作。首先,教师要对教学中的内容进行详细统筹。例如,在教学过程中,哪些部分课堂讲解的内容需要利用计算机仿真代替,哪些教学内容应当通过计算机仿真演示,又有哪些内容使需要通过计算机仿真对学生进行指导。 (2)编制辅助教学手册对高频电子线路教学内容进行整合后,教学应当精细编制辅助教学手册,对进行过程进行指导。辅助教学手册中的内容应当通俗易懂,计算机仿真的思路、目的、步骤等内容要言简意赅,便于学生理解和运用。 (3)改革考核制度考核是检验教学成果的主要手段,既然在高频电子线路教学中引入了计算机仿真,那么在考核中也应当有所体现。在考核过程中不仅要涵盖大纲的教学要求,同时也要加入计算机仿真考核。在考核上应当做出合理的改革,主要体现在总成绩的构成上。通过实践应用表明,合理的考核结构,不仅能够使计算机仿真教学在高频电子线路教学中起到更好的作用,同时对学生的学习起到了一定督促作用。 4结语 将计算机仿真软件应用到高频电子线路教学中,可以将教学中抽象难懂的内容进行展示,通过改变参数获取不同波形,不仅可以提高学生的学习兴趣,同时也可以加深学生对知识的理解,是一种值得推广的方法。 作者:张晓军 陆兴华 单位:广东工业大学 计算机仿真论文:公铁联运物流系统计算机仿真论文 1计算机仿真技术概述 1.1宏观仿真(Macro-simulation) 描述公铁联运系统各要素及其规律的细节程度较低,主要通过集聚行为来对物流及交通流进行描述,仅仅对车流在路段和节点的流入流出行为进行描述,而对两种运输方式的切换及列车、车辆的运行过程中的行为等细节行为不进行描述。常见的宏观仿真软件有TransCAD、TRIPS、CUBE、VISUM及EMME等。 1.2中观仿真(Med-simulation) 能够较高程度的对系统要素及其规律进行描述,以列车或者货车组成的队列为基本单元,在对车流在路段和节点流入流出行为进行描述的同时,能够对两种运输方式的切换及列车、车辆的运行过程中的行为进行简单的近似描述。常见的中观仿真软件有CONTRAM、TISI和INTEGRATION等。 1.3微观仿真(Micro-simulation) 描述公铁联运系统各要素及其规律的细节程度较高,对于物流和交通流以单个列车、车辆为基本单位进行描述,对两种运输方式的切换及列车、车辆的运行过程中的行为能够较为真实地反映。常见的微观仿真软件有Corsim、Paramics、Trans-Modeler、AIMSUN、SimTraffic、VISSIM、MITSIM及Synchro等。 1.4次微观仿真(Submicroscopic-simulation) 描述公铁联运系统各要素及其规律的细节程度最高。例如:次微观仿真模型在对运输方式切换行为进行描述的同时,还要对车辆承载量的改变对车速的和费用的影响等进行描述。 2公铁联运物流仿真平台建设及关键技术研究 2.1公铁联运物流工程仿真平台的建立 采用先进的物联网及信息技术,以公铁联运物流业务流程管理为优秀,集成交通运输工程、物流工程、现代物流运筹规划、计算机控制技术、信息处理技术、工业现场总线通讯技术、分布式数据库技术、实时数据库技术等学科和技术,建立针对公铁联运物流的高连接性、精确性、集成性、动态性、实时性的要求,区别于一般物流概念的学习实验室或演示实验室,建立基于实际工程项目应用为背景的公铁联运物流工程仿真平台。 2.2不同运输环节的无缝连接 采用基于XML的EDI技术协调公铁联运的各个环节,完成两种不同运输环节的无缝衔接,深入研究公铁联运信息的传输效率及跨地区传输,进而实现跨区域的实时信息传输、远程数据分布式和集中式处理的结合以及多个异地局域网连接等。 2.3公铁联运的信息集成服务的研究 通过多目标协同优化方法对公铁联运多式联运的信息集成服务进行研究,达到物流过程中信息的高效共享和业务的协同联动,实现跨区域,跨行业,跨部门的信息共享,充分发挥信息集聚效应,达到降低成本提升效率的目的。 2.4公铁联运物流安全控制与研究 建立基于GIS的公铁联运物流安全监控系统,根据该系统采集的数据以及历史数据,建立预警数据库,对数据信息进行定性和定量分析,作出识别、诊断和决策。 3结束语 综上所述,我国由于基础设施落后,技术水平低及信息化程度不高等不足,迫切需要通过一种低成本、高效率的方式从多角度开展多式联运研究,因此通过计算机仿真技术,建立公铁联运工程设计仿真平台对于寻求最优解决方案具有重要的理论和实践意义。 作者:李晶 侯倩倩 田彬 单位:兰州交通大学机电技术研究所 兰州交通大学自动化学院 计算机仿真论文:计算机仿真自动化物流系统设计论文 1我国的物流运作现状分析 我们通过对2003年的第四次中国物流市场的供需状况调查进行分析,调查出来的结果显示出我国的物流行业运转情况并不是很好。2.1企业的库存期过长、周转时间太慢通过该项调查我们可以看出,有百分之八十的企业原材料库存时间在一周到三个月期间,百分之八十四的生产企业产品库存都在三个月以下,百分之七十的商品企业销售库存在一个月以下,这就表明我国的企业产品库存时间太长,周转时间太慢,主要还是物流情况差劲导致的,在此我们也能看出我国的物流情况急需得到相应改善,从而改变现在这种状况。2.2人们对物流的满意度较低生产企业里面的3PL相比较自理物流来看,在满意度方面差别很大,对于自理物流的评价主要是不完全满意,对第三方的物流评价就不是这么固定了,分布相对分散,满意、不完全满意和不满意都有一部分。而在商业企业中,对物流不完全满意的比例是最大的,这就表明第三方的物流服务是好于自理物流的。再从不满意的原因分析,企业内部对于物流服务的关心侧重在于物流信息的操作质量以及运作能力,对运作成有不满意的评价也占一小部分,这就说明我国的物流系统还是不够完善,物流行业的成本需要进一步降低。通过上述现状我们可以看出,我国现如今的物流运作水平还是比较落后的,所以说我们应该加大对物流系统的优化工作,提高物流系统的服务水平已经在物品运输上的成本的降低,只有这样才能保证我国的物流行业继续发展下去,才能让企业的竞争优势得以凸显。 2基于计算机仿真技术的自动化物流系统设计 2.1企业内部的生产物流系统 当企业内部开始安排并且计划着在生产领域实行物流系统并且提出运行的总体方案时,应该根据企业内部的实际情况以及生产出的产品的需求多设计出几套不同的物流方案,然后对这些方案进行分析比较,不论是对哪一套方案进行分析,都需要在企业内部的产品生产系统中采集需要的样品进行分析。此外,我们可以在这一流程里面融入计算机仿真技术,这样就能够对多套方案进行实际情况下的运作模拟操作、物流运作的绩效评估以及企业产品的生产试验等等。一般而言,计算机仿真技术在企业的物流系统中加以应用,主要在原材料的购买、运输以及储存,还有整套产品的生产流水线以及产品的加工、出库这些方面有所体现,它能够对上述的过程进行动态化的仿真模拟操作,从而能够对生产环节的效率进行提升,还能够降低原材料等物质的运输成本,可以让企业内部的物流系统各项指标得到改善。此外,通过计算机仿真技术的物流系统我们可以有效地对生产设备的功能进行检查,还可以检验企业的订单要求和生产环节的匹配程度,还有交通工具的有效利用,物流的运输方式和运输路线是否最优,生产物资的原材料经过的环节是否达到了最简等等。现在看来,物流系统中融入自动化计算机仿真技术可以有效地对企业物流的各个方面进行检验,能够极大的对物流系统进行完善,在促进其优化方面起着重要的作用。 2.2适用于港口的物流系统 在港口的物流系统中加以应用计算机仿真技术,主要是在港口物流系统的环节以及相关领域的规划方面得以体现,即船舶泊位设计、货柜堆场设计、装运搬卸工艺设计等的合理分配和资源优化上,另外对于现实港口管理系统的策略制定和优化方面也是计算机仿真系统要解决的一个重点问题,最主要的目标就是想对港口物流作业的调度进行实时化的实现,包括港口生产调度、货柜堆场作业控制、车辆作业路线等,我们对这些线路环节进行仿真操作以及分析,能够对港口的物流作业系统有一个科学合理的评判,对其整体的流程进行有一定的积极影响,此外,还能实现对于物流系统整体的钱能诊断以及深入分析。我们在分析之后的基础上对港口物流系统进行改进优化,选择最优的改进方案,就能达到最好的改进效果。目前计算机仿真技术在港口物流货柜堆场的管理中已经实现了实时立体化全景象管理和控制,这在很大程度上对各种货柜的存放、搬运以及出入情况进行了改善,操作起来更加的方便,从而提高了企业的生产效率。 3结论 自动化的物流系统设计最前沿的手段以及现代的解决方案就是对计算机仿真技术的利用,那些基于计算机仿真技术的自动化物流系统的设计,能够对物流行业的操作自动化水平、智能化水平以及技术化水平有效地进行提高,此外,物流工程的直观性也可以通过计算机仿真技术来进行提高。本文主要分析了计算机仿真技术和物流系统的含义,然后分析了两种技术的相互融合起到的促进作用,之后对我国前几年的物流运作状况进行了统计性分析,最后是介绍了两种不同的应用了计算机仿真技术的物流系统,与相关的物流作业的基本功能和要求进行联系,认为我国的物流系统还需要进一步的进行完善,我们要致力于发展基于计算机仿真技术的自动化物流系统设计。 作者:余小花 单位:陕西财经职业技术学院 计算机仿真论文:负控系统计算机仿真论文 1覆盖率算法在负控系统中的应用 负控系统在电力网络中有两个重要的应用,首先是数据采集节点,通过部署在各个电力网络节点的负控终端来实时的采集电力负荷的运行数据,并且通过中继站上传到负控中心。由于中继站的成本较高,因此在中继站的部署过程中也要通过仿真分析来确定一个优化的部署方案。在中继站的部署过程中要考虑到本区域的电力负荷、地形等因素,以便能够更好的规划部署,消除盲区。在负控系统的规划阶段,可以使用现有的智能算法来确定最优化的方案,在本节剩下的部分中将会根据人工鱼群基本算法提出一个适用于负控系统规划的人工鱼群算法模型。在负控系统中,为了避免负控终端的资源浪费,规划的目标应该是使目标函数达到最大值,因此也就是使人工鱼群向食物浓度较大的方向移动。 1.1参数设定 根据负控系统的特性对参数进行设定,根据指定区域中预先估计的负控中心的规模、中继站的数量负控终端的数量,结合该区域中的用户数量和电力负荷来确定人工鱼群的规模,根据负控系统需要覆盖的区域的大小来确定鱼群的移动范围,根据中继站的覆盖范围和负控终端的覆盖范围来确定鱼群的视野,最后根据指定中继站所管理的负控终端数来确定迭代参数和密度参数。 1.2初始化人工鱼群 根据指定区域中的用电负荷和用户数来生成n个数,为每条人工鱼的初始位置,人工鱼的初始位置要根据指定区域中电力负荷来确定。 1.3执行算法 根据预先设定的参数,使用人工鱼群基本算法对人工鱼群的追尾行为、聚群行为进行模拟,人工鱼根据自己的所在区域中鱼群密度较大而且食物浓度较高的区域移动。如果无法确定移动方向,则根据自己当前位置的食物浓度选择一个比当前浓度高的方向进行移动或者随机移动一步。如果达到最大迭代次数,输出鱼群密度最高的区域,即得到最佳的部署位置。 1.4方案分析 根据算法执行结果来设定负控终端和中继站的部署方案,根据地形等因素适当的进行调整。最后根据指定区域的实际用电数据对方案进行仿真测试,根据测试结果在进行方案的优化和修改。人工鱼群的基本算法提出后,学术界根据不同的需求对该算法模型进行了大量的优化,并且在电力系统中有很多的应用研究,例如齐志华将人工鱼群算法应用于电力控制系统,吴杰对人工鱼群算法在输电网络规划中的应用进行了分析。 2结语 随着社会经济的发展,必然会对电力负载控制提出更高的要求。负控系统将在监控电力网络中各节点的状态、动态控制各节点的运行等方面起着重要的作用。合理的部署负控系统能够最大化的节约电力网络的投入,更好的为用户服务。因此,在以后的发展中,基于人工智能算法的计算机仿真优化技术将会对负控系统的规划提供更好的决策依据。 作者:田博今 李源 刘亚敏 陈劲 单位:国网重庆信息通信分公司 计算机仿真论文:水轮机调节系统计算机仿真论文 1.水轮机调节系统仿真模型建立 1.1引水系统 由于水轮机是一个动态元件,在工作时,其内部结构的变化和运动相对于稳定时要复杂很多,所以在进行水力瞬变的计算中,工作人员通常采用水轮机在稳定情况下工作时的综合特性曲线去确定水轮机流和水轮机力矩特性,但是在水轮机稳定状态下的综合特性曲线不包括尾水管和蜗壳不称定工况时水流惯性对水轮机特性曲线的影响。在计算水轮机综合特性曲线时如果引水管道很长,其影响对于整体的综合特性曲线影响不大,所以可以忽略。反之,则要进行一些运算确定其特性曲线而不可忽略。在计算机对水轮机调节系统进行仿真建模时,由于实际的水力发电站中线路复杂,所以在建立模型是必须要对整个水力发电系统中的所有管道通路进行编号,这样可以有效地避免重复而出现的误差,也可以提高整体的工作效率。在对于系统管道进行编号后,由于整体管道过多,同时建立其仿真模型非常麻烦,工作人员通常需要把管道分成若干个网格,网格的边界点作为计算节点,然后在网格内部进行仿真,然后进行最后统一的计算,建立合理的引水系统。 1.2电液随动系统 现代水轮机调速是由电子调节控制器和电液随动系统两部分构成。对于前一部分我国研究的比较深入,技术比较成熟。但对于电液随动系统基本保持原有体制并在此基础上进行一部分优化微调。微调主要分为模拟电调和微处理器电调两种方法。但是这两种方法都是采用电液随动系统。电液随动系统作为水轮机调速的执行部分,是其中不可缺少的重要组成部分。但是由于在水轮机调速系统中工作油液量大,流动路径较长,并且与大气和压缩空气直接接触,使得工作油液内的金属微粒、油泥、纤维等机械杂质较多,并且由于酸碱、水分所引起的油质劣化十分严重,又由于电液随动系统可靠性差,综合所有因素,电液随动系统油孔容易被堵塞,多次工作后断线,强度低等缺点。但是通过电子计算机仿真系统对此进行仿真,可以满足不同情况下的水轮机调节系统,使效果达到最优值。 2.水轮机调节系统仿真算法 2.1引水系统仿真算法 在仿真编程时,引水系统特征线方程与水轮机联立作为一个部分,引水系统采用特征线法求解;水轮机的流盆和力矩可由模型特性曲线上查得。调速器和发电机等部分的徽分方程作为另一部分,并分为存在大扰动和小扰动两种情况考虑。由于存在大扰动时,水轮机参数变化很大,超出其线性范围,因此小扰动模型不适用。为此调速器和发电机采用差分方程的方式建模,采用特征线原理求解。将上述两部分交替求梁晨哈尔滨电机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150040解,即为水轮调节系统动态仿真结果。 2.2电液随动系统的传递函数 将电液随动系统中的步进电机,主接力器作为积分环节,液压缸、主配压阀作为一阶惯性环节。同时记录导叶控制信号的限幅,步进电机输出限幅,步进电机输入信号死区以及液压缸、主配压阀死区等5个主要非线性。并且利用连续系统离散化非线性系统数字仿真,即可得电液随动系统传递函数。 3.仿真系统具备功能 3.1水轮机特性的计算 在求解非线性方程组时,如果没有水轮机流量特性和力矩特性的全特性,就只能在模型综合特性与逸速特性的基础上延长使用,所以在求解非线性方程组时,必须知道水轮机流量特性和力矩特性的全特性。同时将水轮机的特性参数用数组的方式在计算机中储存,需要储存的参数有:导叶开度,机组单位转速,机组单位流量和机组力矩。但是由于实际值与计算机所储存的理想数值存在误差,所以在实际计算出的数值与计算机储存的数值不相等,可以通过拉格朗日公式或者四点插值方法计算求得与单位流量个单位力矩所对应的计算值。 3.2仿真系统步长计算 由于理想情况下和现实情况存在误差,从而导致计算结果不准确,为了减小误差,使计算结果与实际情况更加符合,仿真计算时的步长必须取得足够小,分割的足够精密。步长的确定原则是:仿真系统计算步长的时间必须小于计算机微调调速器的采样时间,这样才能最小的减小误差,同时步长的计算必须在上述条件下同时也满足水击计算的特征方程曲线。当步长计算不能满足水击计算特征方程曲线时,应该在仿真系统中适当的调整波速使得步长满足其条件。 4.水轮调节系统仿真硬件设计 对于水轮机调节系统的仿真,应该从我们的真实情况出发,不能在理想情况下进行仿真实验,否则实验结果很难融入到真正的生产使用。在设计仿真系统的同时应该在实物中加入输入输出模块,以便系统中参数的输入。同时为了方便我们更容易的观察水轮机调节系统的实时性变化,仿真系统应该具备显示功能,并且为了方便我们对参数的调节,确定系统的优先级别,安装可控制的显示屏是最好的选择。结束语水轮机调节系统作为水电站中最为重要的环节,其控制性能和可靠性一直是人们十分关注并希望优化的问题。因此在计算机发展迅速的今天,很多学者利用计算机仿真技术研究。在当前看来,通过计算机仿真技术,分别建立模型,列写算法,并根据不同条件对模型算法进行微调,即可得到可靠,准确的结果,大大节省了人力物力,也使其可靠性增加。但随着科技的进步,越来越先进,精确的仿真也被提出来。由此可见,计算机仿真技术因为具有高效,优质,经济的特点,被越来越多的学者青睐,并且在水电能源理论研究和技术开发方面具有很好的前景。 作者:梁晨 单位:哈尔滨电机厂有限责任公司
一、OBE理念下课程目标的修订 传统课程目标的制定是基于知识驱动,强调的是对基础知识的掌握。传统的《计算机控制技术》课程目标旨在培养学生掌握计算机控制的基本概念,基本分析方法和设计方法。要求学生从理论上掌握计算机控制系统的基本原理及应用,为学生提供有效地分析和设计计算机控制系统所需的洞察力、知识和理解力。该课程目标以学生掌握书本知识作为优秀,一切课程活动都是围绕该目标进行,导致课程的开展主要以教师的“教”与“授”进行,学生处于被动接受知识的过程。课程实践活动基本上都是验证性实验,目的是为验证课堂所教授知识而存在。这样的课程活动不利于发挥学生的主观能动性,课程效果欠佳。在OBE理念下,课程目标的制定是以能力作为驱动,强调的是能力的获得。以OBE理念作为指引,以未来实际控制工程环境需求为导向,《计算机控制技术》课程应具备以下几方面的能力:1.具备基本的计算机控制系统的分析、设计、编程和调试能力;2.具备创新意识,有与时代共进能力;3.能够通过多种渠道进行知识更新和完善自我的能力;4.具备与其它课程/学科交叉合作的能力。在能力和目标导向下,课程开展强调的是学生的主观能动性,也更加强调学生的实践活动。对于该课程,我校已进行了大的调整,电气专业的实践课时由过去的9个学时增加到26学时,而理论课时则由过去的45学时下降为28学时,增加了不少综合性实验和其它实践环节。这样的改革就是为了提升学生的动手能力,加强学生主观能动性。 二、OBE理念下课程改革路线 传统的《计算机控制技术》课程是学科导向的,它遵循专业设置按学科划分的原则,教育模式倾向于解决确定的、线性的、静止封闭问题的科学模式,知识结构强调学科知识体系的系统性和完备性,教学设计更加注重学科的需要,而在一定程度上忽视了专业的需求。图1是OBE理念下课程改革的路线图,该图描述了OBE体系下课程设计的原则和路线。从图中可以看出,OBE教育遵循的是反向设计原则,其“反向”是相对于传统教育的“正向”而言的。反向设计是从需求(包括内部需求和外部需求)开始,由需求决定培养目标,由培养目标决定毕业要求,再由毕业要求决定课程体系。正向设计是从课程体系开始,逆反向过程到毕业要求,到培养目标,再到需求。然而,这时的需求一般只能满足内部需求,而不一定能满足外部需求,因为它是教育的结果而不是教育的目标。因此,传统教育对国家、社会和行业、用人单位等外部需求只能“适应”,而很难做到“满足”。而OBE教育则不然,它是反向设计、正向实施,这时“需求”既是起点又是终点,从而最大程度上保证了教育目标与结果的一致性。《计算机控制技术》课程设计应以时下或未来自动化与控制工程对人才的需求目标为出发点,结合学生个人的内在需求与期望制定课程目标(如前述),从整个专业角度定义课程在课程体系中的位置,然后导出该课程的教学要求和教学内容,最终通过多维的评价机制评价学生的产出情况,以是否达到需求作为课程终点,形成课程闭环。 三、OBE理念下的课程知识矩阵 传统的工程教育体系中,《计算机控制技术》课程作为电子电气及自动化专业的优秀课程之一,强调知识体系的系统性和完备性,其内容从硬件到软件,从理论到实践,从实验室到工程应用等无所不包。纵观学科专业的课程体系设置,《计算机控制技术》课程在整个知识体系中具有许多交叉重叠的地方,而在目前的知识传授体系中各课程的教授都是各自为战,上各门课的教师都是按教学大纲尽可能地把所有的知识点向学生传授,交叉重叠的知识会被反复教授,占用了不应占用的时间,不利于学生能力的培养。OBE培养模式中,知识点在何处何时出现在构建课程体系时就清晰明了,相同的知识点不会在不同的课程中反复传授,各课程或各知识模块的设置应对需求产生贡献,不产生贡献的将被去除。这需对专业课程体系进行重构,并对知识矩阵进行重新梳理。《计算机控制技术》课程在OBE模式下也需对各知识模块进行重新匹配,构建更加合理的知识矩阵,这正是在目前传统工程教育模式下所欠缺的。中国高等教育正处于改革浪潮中,肇庆学院被认定为应用型本科高校,如何落实“应用型”正是各高校要不断探索和研究的课题。对于工科专业,加强学生的动手能力和实践能力是教育改革方向之一。对于应用型本科高校,缩减理论课时和大幅度增加实践课时正是应对策略之一。我校电气专业的《计算机控制技术》理论课时已由过去的45学时下降为28学时,实践则由9学时增加到26学时。这极大地加强了实践教学,同时要求理论授课更加精炼,知识点的把控更加精准。这需对现有教材知识点进行梳理和凝炼,并研究各课程之间的关联性。图2体现了《计算机控制技术》是一门综合性相当强的课程,它与PLC、单片机、DSP、微型计算机与接口、各种编程语言、自控原理等课程结合得都很紧密,许多编者为了课程的完备性和自成体系,在编写教材的时候把其它课程的知识点都糅合进该门课程中,致使教材内容丰富多彩,也增加了授课难度。教师在选择教材和授课内容时要明确课程在整个专业体系中的位置和与其它课程的关联度和重合度,重新梳理授课的知识矩阵,做到有的放矢。表1是于海生编著的《微型计算机控制技术》教材内容,该教材涵盖内容非常广泛,并与其它课程内容在知识点上有许多交叉重叠的地方,这些交叉重叠的内容在授课时可以少讲或不讲,由学生自学或在其它课程中获取。教师在授课时要重点把握以下几个优秀模块:控制系统的硬件搭建(第二章)+控制器特别是PID控制器的连续化和离散化设计技术(第四章)+控制系统的组态和编程(第六章和第七章)+测控网络的组建(第八章)。当然编程能力主要由程序设计课程提供,网络构建根基在于计算机网络课程,本课程中给出了测控网络和常规网络的区别和特色。总之,OBE理念下一切课程活动都是为了学生的学习产出,因此依据不同内容和其它课程的关系,表1给出了教授和学习策略,对课程知识进行重构。 四、OBE理念下的教学模式与评价机制 传统的教学模式是一种“满堂灌”和“填鸭式”的教学方法,这种教学方式抑制了学生主观能动性的发展,不利于学生能力的培养。《计算机控制技术》是一门实用性比较强的课程,在教授知识的过程中可以发展案例式教学方法、基于项目的教学方法、基于情景的教学方法、基于探究式的教学方法等。参加竞赛也是培养学生动手能力和工程能力的一个重要途径,现在不同层次的电子竞赛比较多,学院层次、学校层次、市级、省级、部级等,鼓励学生积极参与不同的学科竞赛,在学中做、做中学,激发学生的学习兴趣。积极创造条件,开拓企业渠道,把企业的课题引进来,让学生参与,培养学生的项目工程观。目前,《计算机控制技术》课程的评价是任课教师根据“考试成绩+平时表现+实验成绩”进行综合评定,这种评价体系并不能完全体现出学生的综合素质。OBE理念中,对学生成绩的评定是一个立体的过程,针对具体课程,研究符合课程性质的立体评价体系也是课程改革的任务和目标之一。这种立体评价体系包括教师的评价、学生的自评、社会的评价、用人单位的评价、基于项目的评价、基于竞赛的评价等。现在世界上,包括我国在内,对工程教育正在发展国际工程认证,由第三方机构对学生的课程进行考核认证,这是对同一课程实现全省、全国乃至全球互通的一个良好途径。 五、结束语 当今世界处于一个高速发展的时期,各种新技术新工艺新设备不断涌现,社会对人才也在不断提出新的需求,特别是对工程技术人才,需求的更新速度更快。我校作为应用型本科高校,高等教育的改革一直在进行。最近几年,培养方案做了几次调整,课程体系也重构了几次。最新一期培养方案对于实践教学提出了很高的要求,增加了大量的课时。遗撼的是,新的培养方案并不是基于OBE理念的,我校只有少数课程和少数教师有意识地引进OBE理念。《计算机控制技术》课程作为电气专业培养方案中的一个基础构成,只有整个培养方案都处于OBE理念下才能更好地体现改革成效。衷心希望我校对OBE理念进行大量研究,特别是工程专业,并以此为锲机,实行工程教育改革,提升教学质量。 作者:陈显明 范莹莹 单位:肇庆学院
石油化工工业论文:智能工业及石油化工技术变革论述 摘要:本文针对智能工业与石油化工技术的变革进行了具体的研究,首先阐述了石油与化工的现状,提出了智能工业为目标的变革措施,从空间维度和分布式应用两方面对技术框架进步进行了论述,最后提出了在工艺过程中无线化和无人化的实际应用。 关键词:智能工业;石油化工;技术变革 石油化工工业的转型是当前的一个重要趋势,主要因为石油石化工业受到新能源革命和页岩气技术以及化学反应工程新变化的影响。有关碳链变化的工业是石油化工工业的本质,石油化工就是对新物质和新应用进行创造和发展,石油化工技术的变革真正开启了新能源材料、新结构和功能材料的时代。 1石油与石化工的现状 将原油和天然气从陆地或海洋的油井中进行提取,然后利用各种方法将其运输到炼油厂。之后炼油厂通过各种物理和化学变化对原油和天然气进行处理。蒸馏是整个工业处理过程的优秀[1]。CDU和VDU是蒸馏的两个进程,其中将有价值的馏分和汽油从原油原料中提取出来是CDU的主要目的。炼油厂裂解的原料就是石化行业应用的材料:天然气的组成部分就是提取出的石脑油和丁烷。更轻和更宝贵的部分是通过对重油分子进行裂解得到的。蒸汽裂解和催化裂解是两种分解的过程。当前全球提出的100%新能源计划是最大的挑战,石油化工工业传统的框架将会被全电动和太阳能汽车所改变,因此石化可能会被新能源全面代替,新能源将会成为能源新的提供者者,而将在非传统能源方面集中石油化工的主要产品,如经过创新的有机高分子材料。 2技术框架的进步 2.1空间维度的进步 目前从空间上来说。石油化工行业要从人类居住的优秀区迁移到非适合人口生活的边缘区域,这是石油化工行业发展的一个重要趋势[2]。同时海上或陆地上的油井要从传统获取原油过度到对原油产品进行制造的方向。石油化工技术进步最直观的反应就是微型化的石化工业生产的过程,这个生产过程也是与地球表面的分布具有联系。反应过程空间尺寸的缩小受到纳米技术对催化反应贡献的影响,这也从侧面说明石化企业要从技术上对自己的工业空间进行重新设计。新石油石化工业空间的形态就是垂直工厂,当前的油井都是将陆地或者海洋内部的原油向陆地表面和海平面上进行提升,但是在未来要在陆地内部和海洋底部直接实验整合石油反应过程的目标,因此石油工厂发展的基本方向在地球表面上是不应该出现的。根据当前的开采技术相应的油气资源乐意在页岩层上进行获取,但是未来相应物质成份的转化可以直接在地下进行。其本质就是将转化与获取的过程融合在一起。 2.2分布式的应用 石油石化工业趋管线化是改变当前油气管线在地球表面遍布的一种必然趋势。所谓的管线就是支撑流体力学服务的系统,如果转化物质的过程在产油区本地进行,则会大大降低对管线的依赖程度[3]。从保护环境的方面来说,输油管线也是一种重要的潜在污染源,所以管线化的实现也是在一定程度上进行环境的保护。 3工艺过程的无线化和无人化 工业自动化技术发展基础结构的主要代表形式就是工业无线化,无人工厂和机器人服务真正意义上的实现都是由无线化来完成的。本文主要是对无线网络如何覆盖全工艺的过程以及普及无线应用如何用创新的商业模式进行促进这两方面进行重点研究。无线网线技术的演进速度对无线网络服务外包有着决定性的影响,这并不是用简单的投资回报问题就可以说明的[4]。传统工业企业自身无法实现运营无线工业网的主要原因是传统工业企业的本质是在有线通讯的基础上进行建立的,其在管理理念和应用创新方面没有积累有关无线化工艺过程的知识,对于处理无线化所产生的数据的能力也不具备。在传统的概念中就存在无人工厂,但是随着智能工业框架的发展对于当前各种技术挑战带来的需求无人工厂的本身已经无法使其得到满足,主要是因为在传统的概念中无人工厂主要是工业过程完成以后预置管理流和过程控制流的总称。但是在智能工业的框架中,需要对面向定制和迅速响应服务的系统进行建立,传统的无人工厂模式对于这种实时的影响过程难以使其实现。在无人工厂模式为未来的发展过程中,其管理平台的策略主要是利用模块化的功能来实现的,其不同工艺过程的安排和实施的共线或则制造平台化主要多是利用人工智能来实现的。 4结语 综上所述,随着我国经济和技术的发展,对新能源的利用越来越重视,而石油化工传统的框架将会受到新能源利用的巨大冲击,因此石油化工的技术框架也要进行变革和进步,如对纳米技术进行利用、对垂直工厂进行建造以及分布式的应用等,另外随着我国技术的不断进步石油化工的工业过程也会逐渐实现无线化和无人化,而且当前的石油石化工业对环境也会造成巨大的压力,这些都加快了石油石化工技术框架的转型,因此石油石化工技术的发展在一定程度上也是由环境决定的。 作者:赵云 单位:中国石油抚顺石化公司北天集团生产部 石油化工工业论文:石油化工企业工业用火安全技术措施初探 摘要 : 在石油石化企业中,设备及流程管网的安装维修、技改更换,都需要进行工业用火作业施工。笔者结合工作实践,阐述了切断与隔离、拆卸与遮盖、置换与清洗、清理与清除、监测监控等 工业动火“五项安全技术措施”。 关键词:工业用火安全生产技术措施 石油石化企业工业用火(又称工业动火)是指使用气焊、电焊、铝焊、塑料焊、喷灯、电钻、砂轮等工具,在易燃易爆危险区域内作业和维修油气容器、管线、设备及盛装过易燃易爆物品的容器设备,能直接和间接产生明火及火花的施工。在石油石化企业中,设备及流程管网的安装维修、技改更换,都需要进行工业动火施工,而且经常是一边生产,一边用火,稍有不慎很容易发生火灾爆炸事故。因此,保证动火安全就成了石油化工企业的首要监控目标。 根据工作实践,笔者就陆上石油化工企业而论,认为确保安全用火作业施工,在制定动火方案时,应从以下五个方面采取安全技术措施。 1 切断与隔离 在对设备实施动火检修之前,必须使其与运行系统可靠隔离。在法兰上装设盲板或隔离是使检修设备和运行系统隔离的最保险的方法,应注意以下安全事项: 1.1 首先必须将需要用火的部位与整体断开。如将动火的设备、管道及其附件和相关联的运行系统整体断开,关闭闸门,拆掉相联的管线,并加好盲板或堵头。[1]应特别注意,不能用简单的关闭阀门代替隔绝。盲板除必须保持不渗不漏外,还应保证能承受管路的工作压力,避免受压破裂。盲板的强度应按平封头的强度标准计算。有条件的工艺设备在盲板前应加放空管或压力表,并派专人监管和挂牌警示。 1.2 如果用火部位与相临危险装置很近,应在动火作业区四面加筑防火墙或防屏障。[2]这样做的目的,一方面,隔绝了易燃易爆的物料和介质气体进入用火作业施工点;一方面在用电焊作业时防止电流进入主体危险装置。 1.3在管道与容器连接的部位进行用火作业时,通常采用绝缘螺栓将管道法兰与容器法兰之间加绝缘盲板临时固定,以隔离管道与容器法兰之间的电焊杂散电流的通道。 1.4在采用电焊用火作业中,实行防护接地措施是非常必要的。防护接地是为防止被用火的设备、设施及管道、容器因电焊机杂散电流引起火灾而设置的专用接地线,其接地电阻应小于10Ω。施工现场电气线路布局与要求应符合GBJ50257的要求。通过接地线将杂散电流引入大地。 2 拆卸与遮盖 2.1在易燃易爆危险区域内,应严格限制用火。但在确需用火作业的情况下,凡能拆下来的设备、设施、管线及其附件应从主体上拆下来,拆卸(安装)时应采用防爆工具作业。与主体危险装置隔离后,移到非用火区域安全地方预制用火,用火后及时熄火清理场地,再将预制好的设备、设施、管线及其附件安装回原处。[3] 2.2 对于用火作业点(处)相邻的非密闭的设备槽、取样口、罐口、放空排放口等处,凡是用火作业施工中所产生的电火花能溅及的地方,包括容易被人忽视的排污沟、地下井口、集油池等,都要进行密闭封堵遮盖。同时还要注意来自周边处于上风向30米产生易燃易爆的气体生产场所的影响。 3 置换与清洗 为保证检修动火和罐区作业的安全,检修动火前要对设备内的易燃易爆、有毒气体进行置换、吹扫;对积附在器壁上的易燃易爆、有毒介质的残渣、油垢或沉积物要进行认真的清理,必须时要人工刮铲、热水煮洗等,对酸碱等腐蚀性液体及经过酸洗、碱洗过的设备应进行中和处理。 3.1 对于盛装过易燃易爆介质的管线、容器、储罐等,在用火作业前必须进行严格的隋性介质置换,将原有的易燃易爆介质排出,消除管线、容器、储罐内形成爆炸性混合物的条件,置换出的易燃、有毒气体应排至安全场所。 3.2 在拆离的设备、管道及其附件内积有易燃易爆物料、污垢或残渣时,应严格按规定和要求进行蒸汽蒸煮、吹扫等方法清除,同时还应对现场积有的易燃易爆物料、污垢或残渣及时清除并强制通风降低可燃气体的浓度,待可燃气体浓度检测合格后方可用火作业。 3.3清洗置换后在进入容器设备前30min必须采样分析,严格控制可燃气体、有毒有害气体浓度及氧含量在安全指标范围内,分析合格后才允许进入容器设备内作业。如在容器设备内作业时间长,至少每个2 h分析一次或中断作业超过1小时分析一次,如发现超标,应立即停止作业,并迅速撤出人员。 3.4动火前应对动火现场周围环境或动火设备内的易燃气体进行分析。动火分析不宜过草,一般应在动火前半小时内进行。如果动火作业间断半小时以上,应重新分析。动火分析合格的标准是:爆炸下限≥10%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量≤1%为合格;爆炸下限<10%且≥4%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量≤0.5%为合格;爆炸下限>1%且<4%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量≤0.2%为合格;爆炸下限≤1%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量应控制在爆炸下限的20%以下;富氧设备的管道、容器及附近的氧含量≤22%为合格;其它设备、管道、容器内部动火作业氧含量19~22%为合格。 4. 申请程序与审批 4.1 石油工业用火实行工业用火申请报告书制度是安全用火的重要保障。按照《石油工业动火安全规程》SYT 5858―2004的要求,用火单位(生产管理单位)与施工单位首先就用火部位、施工作业内容共同进行危害识别、现场技术交底。[4]根据交底,施工单位的技术、安全人员编制用火作业技术(安全)措施组织方案(此方案也可分为技术、安全两个不同的方案)。方案应详细说明动火作业范围、确定危害和风险、作业(或交叉)施工技术安全防范措施及应急预案。编制的方案应先报请施工单位有关部门负责人审核后,再呈报生产管理单位审批。 4.2石油工业用火申请报告书(许可证)的填写必须按照统一的格式要求规范填写,其内容应根据编制方案中用火部位,用火级别、安全措施、用火人、监护人及用火负责人等相关要求后,逐级申请与审批。 4.3 用火作业申请报告书(许可证)只在签发的一个场所、一个作业班次有效。 5监督与管理 5.1 实施用火作业前,监督人员严格按照申请报告书(许可证)填写的内容逐项确认(在确认中增加补充措施),各项措施满足安全用火条件,用火人、监督人全部到位后方可用火作业。 5.2 动火作业申请报告书(许可证)只限一处用火(用火地点),实行一处、一证(动火作业申请报告书)、一人(用火监护人),禁止用一张动火作业申请报告书(许可证)多处用火。 5.3 工业动火申请报告书(许可证)有效时间为一个作业周期。如果中国石化《用火作业安全管理规定》要求,油田、销售企业的有效时间不超过5天,炼化企业一级、特级有效时间不超过8小时,二级有效时间不超过3天,三有效时间不超过5天。如在用火作业规定的有效时间(或交接班)不能完成,作业前应重新按程序填写申办动火作业申请报告书(许可证),或在交接班时重新确认,进行技术交底,并由接班相应人员签字后方可持续有效。 5.4在油气集中的场所进行多处用火时,相连通的各个用火部位不应同时进行。上一处用火部位的施工作业完成后,方可进行下一个部位的施工作业。 5.5生产单位和施工单位应指定用火作业监督人和监护人,负责用火现场的协调和管理,并检查和确认用火措施的落实,用火作业人员应遵守生产单位的用火作业安全制度。执行“申请报告书(许可证)没有批准不动火,防火监护人不在现场不用火,防火措施不落实不用火”的原则。 5.6 施工过程中,要定时对危险部位有关数据进行检测,并填写记录。对前后检测数据进行对比监控,出现异常波动时,应立即停止用火作业,并及时找出原因,在问题排除后,再进行检测,在检测数据达到安全要求时,再开始用火作业。实践证明,用火现场监护人高度的责任心和配合先进检测设备的应用,是保证工业用火施工安全的有效措施。 6结论 在用火项目确定以后,在制定和采取必要的安全技术措施之后,并不能完全保证用火施工万无一失。特别是(特)大型用火施工,涉及生产、设计、工程、安全、消防等多个部门,技术复杂,组织难度大,危险程度高。因此,各职能部门必须提前组织召开用火施工协调会议,对用火施工的措施、方案进行研究,综合制定出用火施工的安全措施和事故应急预案。在用火施工时,做到组织、措施、教育、监控、预案“五落实”,实现全员、全方位、全过程的控制,才能确保用火施工优质、安全、高效的完成。 石油化工工业论文:石油化工工业自动化仪表及系统 [摘 要]石油化工工业在国民经济的发展中有重要作用,是我国的支柱产业部门之一。现代自动化仪表的智能化技术及系统改善了仪表本身的性能,影响了控制网络的体系结构,其适应性越来越强,功能也越来越丰富.本文主要阐述了石油化工工业自动化仪表及系统。 [关键词]石油化工业自动化仪表及系统 1 石油化工工业 石油化工工业是由化学工业发展而来,石油化工指以石油和天然气为原料,生产石油产品和石油化工产品的加工工业。石油产品主要包括各种燃料油和润滑油以及液化石油气、石油焦碳、石蜡、沥青等。生产这些产品的加工过程常被称为石油炼制。石油化工产品以炼油过程提供的原料油进一步化学加工获得。生产石油化工产品的第一步是对原料油和气(如丙烷、汽油、柴油等)进行裂解,生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯为代表的基本化工原料。第二步是以基本化工原料生产多种有机化工原料(约200种)及合成材料(塑料、合成纤维、合成橡胶)。这两步产品的生产属于石油化工的范围。有机化工原料继续加工可制得更多品种的化工产品,习惯上不属于石油化工的范围。 2 石油化工自动化 石油化工自动化也分炼化自动化、油气田自动化、海上平台自动化及输油、气管线自动化等分支。从20 世纪60 年代起,我国在引进、消化、吸收基础上,已经形成了石化工业和创新体系。2006年9 月投产的茂名年产100 万吨乙烯工程,新建裂解装置国产化率达到了 87.8%。目前我国在裂解技术、有机原料生产技术和聚合技术三大领域均有了一批自己的专利技术。炼油厂的燃料产品中,压缩天然气(CNG)和液化石油气(LPG)等气体燃料将成为21 世纪汽车的主导能源,加上天然气原料增加因素,对于炼化工业的工艺会有一定影响。由于节能、环保、有效利用资源的要求,石化技术正出现新的突破,即出现第二代石化技术。 3 自动化仪表及系统 3.1 自动化仪表 自动化仪表主要有压力仪表、温度仪表、物位仪表和流量仪表四种。 ①压力仪表压力范围为负压到 300MPa(高压聚乙烯反应器)压力传感器、变送器和特种压力仪表采用多种原理,而且可用于脉动介质、高温介质、腐蚀介质、粘稠状、粉状、易结晶介质的压力测量,精度可达 0.1 级。 ②温度仪表石化现场设备介质温度一般都需要指示控制,温度范围为-200℃到 +1800℃.大多数采用接触式测量.在现场指示的水银玻璃温度计多被双金属温度计取代,最常用的是热电阻、热电偶。 ③物位仪表在石化行业一般以液位测量为主,由于测量过程与被测物料特性关系密切,物料仪表没有通用产品,按测量方式分为直读式、浮力式、辐射式、电接触式、电容式、静压式、超声波式、重垂式、激光式、音叉式、磁致伸缩式、矩阵涡流式等。 ④流量仪表如今所说的流量,不是一般的流速,是单位时间内流经有效截面的流体的体积和质量,另外还需要求知管道中一段时间内流过的累积流体的体积和质量(流量积算仪)。 3.2 其他仪表 3.2.1 分析仪和在线过程分析仪 从工艺上看,生产过程中对温度、压力、流量、液位等工艺参数的保证,只是间接保证最终产品或中间产品的质量合格,所以对过程中物料成分的直接分析和对最终产品的成分分析是非常重要的。又从环境保护的角度看,排放的物质也是要分析和在线监测的。多变量控制已在炼油,石化行业开始进入生产阶段,它以DCS为基础,可以是独立的,也可以是一个软件包,它与多变量动态过程模型辨识技术,软测量技术有关,多采用测控与PID串级控制相结合方式等。 目前在炼油厂中,对于分析仪器和在线过程分析仪的需求很旺盛,分析仪器的高科技含量,特别是对多学科配合要求高等,使得近年来分析仪器的科研和应用投入力量大,主要有液相色谱、气相色谱、质谱、紫外及红外光谱、核磁、电镜、原子吸收及等离子发射光谱、电化学等分析仪器。 3.2.2 执行器 由执行机构和调节机构联动构成。石化行业经常使用的是气动执行器,少数液动执行器,其中气动薄膜调节阀又是最常用的,另有少数气动活塞、气动长行程执行机构。调节机构(阀)由阀体、阀芯、阀座、上阀盖等构成,其中阀芯有平板、柱塞、开口3种类型。按阀体结构分调节阀的产品有直通单座、直通双座、三通型、隔膜型、软管阀、阀体分离阀、凸轮挠曲阀、超高压阀、球阀、笼形阀等。 3.3 控制和安全系统 ①常规控制石化工业自动化的连续控制、批量控制、顺序控制的基本控制策略没变。其中主要为连续控制,或称反馈控制、回路控制,仍然以 PID 调节为基础,功能块之间连接可以是多重串接、选择性连接、并联连接,自动补偿、自动跟踪、无扰切换,多配方自动改变参数或功能块连接方式。它能在保持系统稳定的基础上满足复杂参数的计算、综合指标的显示和监控,从而帮助操作人员实现回路操作、单元操作应付多种燃料变化、原料变化,实现生产指标、节能指标,保证环保运行,完成大型装置的开、停车、一般故障处理及一般连锁保护。但石化行业目前的主流控制策略仍是适应多回路控制站的功能块复杂组态能力的控制策略。 ②智能控制和优化在现代控制论的推动下,各种智能化算法应运而生,其中除智能 PID 控制器外,多变量预测控制已在炼油、石化行业开始进入生产实践阶段。 ③人机界面目前石化企业正在由一个装置一个控制室逐步过渡成数个装置一个控制室,而且最终是以 CRT 或 LCD 屏幕显示为主,辅以少数显示仪表和指示灯,以鼠标、键盘操作为主,辅以触摸屏及少数旋钮和按钮,工业电视摄像头摄取的画面也由专用屏幕逐步纳入 DCS 操作站的屏幕。 ④安全仪表系统石化装置由于大型化、连续化及工艺过程复杂、易燃、易爆、对环境保护要求高等原因,安全性要求日益提高,由 DCS 等设备完成安全连锁保护的方法,在某些企业已经不能满足要求,所以紧急停车系统(ESD)等为 DCS 之外的单独设备。此外还有火灾和可燃气体监测系统(FGS)、转动设备管理系统(MMS);特别是压缩机组综合控制系统(ITCC,因其防喘振而特殊)等。现在自动化仪表行业兴起的基于 IEC61508 和 IEC61511 的安全仪表系统(SIS),正是为了进一步满足石化企业的需求而开发的。它是在安全总概念下,不同于3C强制安全认证、Security保安等的Function Safety 功能安全。SIS 是专门的工程解决方案,它连续在线运行,当侦测任何不安全过程事件时,能够立即采取行动,以减轻可能造成的损失。功能安全还应结合风险度、安全指标、安全完整性等级(SIL)等,正确选用 SIS(或直接称 ESD)系统。 结语 近几年来,我国在自动化仪表的发展取得了巨大进步.现代自动化仪表的智能化技术及系统改善了仪表本身的性能,影响了控制网络的体系结构,其适应性越来越强,功能也越来越丰富。 石油化工工业论文:石油化工工业废水处理工艺研究 摘要:石油化工产业是促进我国国民经济发展的重要行业,需对其工业废水的特点进行分析,并研究其废水处理工艺。 关键词:石油化工工业;废水;特点;处理工艺 前言 石油是人类得以进步和发展的动力,是人类目前普遍使用的一种资源,与石油有关的化工产品涉及人类日常生活的方方面面。但是,在化工厂的石油加工过程中,会产生大量的废水,而且,在油田的开采的时候,原油中所含的水量也是废水产生的一个主要途径。据有关统计,我国目前的油田的综合含水率达到80%左右,有些油田甚至超过了80%。现在人类生存的环境越来越差,受各种污染的影响越来越严重,特别是水污染问题越来越突出,成为人类额待解决的生存问题。 一、石油化工工业废水的特点 1、废水中污染物组分复杂 石油炼制、石油化工、石油化纤、化肥及合成橡胶生产过程中产生的废水,除含有油、硫、酚、知脐),COD,氨氮、SS酸、碱、盐等外,还含有各种有机物及有机化学产品,如醉、醚、酮、醛、烃类、有机酸、油剂、高分子聚合物(聚酷、纤维、塑料、橡胶)和无机物等。当生产不正常或开停工及检修刻间,排放的废水中的污染物含量变化范围更大,往往造成冲击性负荷。 2、废水处理难度大 石油化工废水中的主要污染物,一般可概括为烃类、烃类化合物及可溶性有机和无机组分。其中可溶性无机组分主要是硫化氢、氨化合物及微量重金属;可溶解的有机组分,大多数能被生物降解,也有少部分难以被生物降解或不能被生物降解,如原油、汽油、丙烯等。 随着油田开采期的延长,尤其是油田开发的中后期,原油含水虽越来越高,但无水开采期则越来越短,目前我国大部分油田原油综合含水率己达80%,有的甚至达到90%,每年采油废水的产生量约为4.1亿t,成为主要的含油污水源。含油污水中的石油类主要由浮油、分散油、乳化油、胶体济解物质和悬浮固体等组成。含油废水中的浮油是以一个连续相的形式浮于水而,这类污染物一般可通过机械或物理的方法去除。油品在水中的溶解度非常低,通常只有毫克每升。去除水中的溶解油需要根据其化学性质决定其处理方法。 二、石油化工工业废水处理工艺分析 1、物理处理方法 (1)隔油 在进行生物处理之前,我们一般会先对石油化工废水进行隔油处理,这是因为好氧生物在活性污泥颗粒或生物膜的阻隔下会影响其活性,因为石油废水中存在大量的油污,这些油污会降低生物处理方法的效果。利用隔油法处理废水的时候,一把是在隔油池进行,在隔油池中,还可以对废水中较大的颗粒物进行初步沉淀,是隔油池兼具除沉池的功能,达到一池多用的效果。 (2)吸附 由于固体物质具有表面多空的特殊构造,而这些密布的空洞能够吸附废水中所含的污染物,从而达到去除杂质、净化水质的目的。在日常生活中我们就已经用到用活性炭除污,而活性炭也是处理石油化工废水常用的吸附剂,在实际操作中,常常结合絮凝、臭氧氧化等技术配合使用。活性炭等一些吸附物质可以去除废水中的臭味和色度,但是我们之前就已经说到,这种方法的成本相对较高,而且容易出现污染转移,造成二度污染。 (3)高压电场法 此种方式是在电场力的作用之下对油粒产生排斥或吸引作用,让微细油粒能在运动的过程中相互碰撞结合,让微细油粒可以聚结成大的油粒而浮在水面,从而使油水分层的目的能够达到。 (4)膜分离 此种技术的方式包括:纳滤、反渗透、超滤、微滤等方式,但不管哪一种有方式,都可以把废水中的色度和臭味去除,同时把微生物、多种离子和有机物去除,使出水的水质能够可靠稳定。 2、化学处理方法 (1)絮凝 石化废水处理过程的重要的絮凝,即通过对水加药絮凝剂胶体粒子在水损害的稳态,胶粒相互碰撞和聚集,形成絮状物质的分离。絮凝可以用来处理炼油废水浊度、颜色、有机污染物、浮游生物和藻类污染物成分等。在特定的操作,通常和空气浮动或絮凝沉淀技术结合,作为生化处理的预处理。目前,微生物絮凝剂,利用生物技术的污水处理,与其他絮凝剂相比具有许多优点,如,易于生物降解,适用范围、热稳定、效率高、无二次污染,因此广泛的应用前景。 (2)光催化氧化 光催化氧化过程,能有效地将光辐射和O2、过氧化氢和抗氧化剂组合,以实现污水的目的,所以称为光催化氧化。一些以太阳光为光源,二氧化钛,二氧化钛/Pt,氧化锌作为催化剂,用这种方法处理含有21种有机污染物的水,得到最终的产品是二氧化碳,不产生二次污染。有些人拿铁+和过氧化氢作为氧化剂,铁离子和紫外线光之间的协同效应,使过氧化氢分解产生羟基速度大大加快,因此氧化效率提高,该方法在许多国家仍处于研究阶段。 (3)臭氧氧化法 臭氧氧化法有其独特的优点:这种方法氧化时不产生污泥和二次污染。然而,它的运作和投资成本高,以及处理废水流量不宜太大。臭氧氧化,一些废水有机物完全氧化为水和二氧化碳,和大多数成氧化中间产物。臭氧氧化和生物活性炭吸附耦合技术用于深度处理,在氧化有机物质分解为氧气和臭氧快速活性炭床在富氧条件下,得到再生,提高使用周期;同时活性炭表面需氧微生物活性增强,降解的有机吸附能力。能有效去除有机物,有机发色团的结构,改变加强能力的脱色活性炭。强大的LiSong与臭氧-活性炭工艺深度处理炼油废水,COD、氨氮、挥发酚、石油平均去除率为82.6%、93.4%、99.5%、94.3%,主要的指标,地表水Ⅳ类水质标准。 (4)湿式氧化法 湿式氧化法分为催化湿式氧化(CWO)和湿式空气氧化(WAO)。WAO是利用空气中的分子氧在高温高压条件下进行液相氧化的工艺过程,该技术是有效控制环境污染物的良好途径,特别适宜于有毒有害污染物或高浓度难降解有机污染物的处理。CWO是将有机物在高温、高压及催化剂存在条件下,氧化分解为CO2、H2O和N2等无毒无害物质的过程,它反应时间更短、转化效率更高,但pH、催化剂活性对反应影响较大。 3、生化法 (1)高效好氧生物反应器 高效好氧生物反应器(HCR)融合了高速射流曝气、物相强化传递和紊流剪切等技术,具有深井曝气和污泥流化床的特点,是第三代生物反应器。已有学者利用其进行处理石油化工废水的中试研究,结果表明,HCR启动速度快,氧的利用率高,抗冲击负荷能力强,去除效果稳定可靠,BOD去除率可达75%-85%。 (2)膜生物反应器 膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物处理技术接合而发展的一种新型的污水处理装置,广泛用于中水回用和工业废水处理。樊耀波等以MBR装置处理石油化工废水,试验表明,BOD、SS和浊度去除率达到98%,COD去除率达91%,石油类、氨氮和磷等的处理效果也优于常规二级污水处理,且稳定性好,泥负荷较大,剩余污泥量少。 (3)生物接触氧化 生物接触氧化是在生物滤池的基础上发展起来的一种生物膜法,它兼有生物滤池和活性污泥法的特点,负荷变化适应性强,不会发生污泥膨胀现象,污泥产量少,占地面积小,处理方式灵活,便于操作管理;但负荷不易过高,要有防堵塞的冲洗措施,大量产生后生动物(如轮虫类),容易造成生物膜瞬时大块脱落,影响出水水质。 结束语 石油化工工业废水处理工艺是非常复杂的,在处理的过程中,要运用科学的技术和方法,这样才能起到保护我们的身边环境免受到污染和破坏的效果,从而保证人们的身心健康。 石油化工工业论文:浅谈石油化工业的现状及发展趋势 摘要:本文介绍了国际和国内石油化行业的运行情况,分析了我国石油化工业发展过程存在问题,并预测了我国石油化工业的发展趋势。 关键词:石油化工业;运行情况;问题;趋势 一、国际石油化工产业运行情况 2009年.在全球性经济衰退的环境下。西欧、北美及日本等发达国家的化工产业在2008年的基础上进一步衰退。不计医药化学品在内。2009年欧洲的化学品产量同比下降约12%.美国下降9.4%。预计2010年欧洲和美国化工品产量将分别增长5%和3%.但仍难达到经济衰退前的水平。要完全从衰退中走出来还需要更长的时间。 二、我国石油化工产业运行情况 “十二五”期间。我国经济发展正处在工业化中期向工业化后期转变的过渡时期。随着我国工业化的阶段性变化,主要是传统产业比重下降,而高端和新型产业将得到较快发展。在这个转型时期,石油化工业全行业结构调整需进一步加快.以适应国内相关工业产业升级对化工产品提出的更高需求。 2010年我国石油和化学工业经济运行取得了显著成效,实现了“十一五”丰硕而圆满的结局。与2009年同期相比,2010年石油化工业的全年总产值达到8.88万亿元,同比增长34.1%;实现利润6900亿元,同比增长36%;累计对外投资总额为11525亿元,同比增长13.8%;累计实现进出口额4588亿美元,同比增长40.3%,其中进口额为3245亿美元,同比增长42.3%,出口额1343亿美元,同比增长35.7%。总体来看,我国石油化工业在2010年保持了高速的增长态势。 三、石油化工业发展存在的主要问题 (一)产能结构性过剩矛盾更加突出 “十一五”期间,石油化工业大多数产品产能大幅增长,产品供给由“整体短缺”转变为:结构性过剩“。 传统大宗石化产品的总产能明显超过国内市场需求,装置开工负荷较低,资源浪费严重。2010年,我国甲醇平均开工率不足45%,尿素平均开工率不足75%,烧碱平均开工率约为72%,聚氯乙烯平均开工率仅为54%。 高端石油化工产品严重短缺,进口依赖程度很高,部分高科技产品尚处于空白。2010年,我国进口合成树脂3069万吨,进口合成纤维单体1439万吨,均创历史新高;化工产品贸易逆差达433.82亿美元,其中合成树脂占89.9%。 (二)资源短缺仍是制约石化行业发展的主要因素 我国原油资源短缺.人均占有储量只有世界平均水平的11%.并且产量难以在短期内大幅提升。随着国内经济的快速发展。我国原油缺口逐年扩大,2009年我国石油缺口高达2.1亿t,预计2015年将进一步达到2.62亿t,原油进口依存度达到55%,同时还将面临着国际原油价格巨幅波动的影响。原油资源的短缺。不仅对我国石化产业的发展产生重大制约,而且是关乎国家能源安全以及社会稳定的重大问题。 (三)节能减排任务更加艰巨 石油和化学工业是能源消耗和污染物排放大户,能耗和污染物排放均居工业部门前列。2009年全国石油和化学工业综合能源消费量为3.84亿吨标准煤,占工业能源总消费量的17.4%,位居所有工业部门的第二位。2009年全国化学原料及化学品制造业的化学需氧量排放量为60.21万吨、氨氮13.16万吨、二氧化硫130.15万吨、氮氧化物41.98万吨、烟尘78.81万吨。 我国政府向国际社会做出承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放降低40%~45%。国家“十二五”规划纲要也对节能减排提出了更加严格的约束性指标,石油和化工行业节能减排工作任重道远。 四、石油化工业发展趋势预测 (一)《十二五规划》中的行业相关政策 2010年10月18日,中国共产党第十七届中央委员会第五次全体会议集体通过了《关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》。《建议》的第四部分为“发展现代产业体系,提高产业优秀竞争力”。其中对加强现代能源产业和综合运输体系建设提出要求:“推动能源生产和利用方式变革,构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系,……完善油气管网,扩大油气战略储备……”。 2011年3月,全国两会上具体公布《我国国民经济和社会发展十二五规划纲要》,《纲要》在第九章、第十一章对如何促进石油化工业发展提出了更具体的措施。 (二)相关子行业的发展预测 预计“十二五” 期间我国原油进口量仍保持增长,原油资源不足仍然是制约国内炼油行业发展的主要原因,从获得资源的条件和布局优化的需要角度分析,临港和石油化工产业薄弱地区会有更多发展机会。炼油能力的增加将以原有企业的改造为主,尤其是与乙烯的发展结合建设世界级炼化一体化的基地,新建炼油装置将受到严格控制。将来会更侧重特色油品的生产,具有特色的各类催化裂解技术的广泛应用将使部分地炼企业生产出更多的化工原料,新建以重油加工生产油品的装置将受到限制。预计到“十二五” 末期我国原油加工能力将达到4.8亿~5亿吨。 (三)下游产业快速发展 “十二五” 期间,我国有机原料的规模将加大,新技术应用增加;目前缺口较大的苯乙烯单体、ABS树脂、PTA和乙二醇等装置能力均有增加;特种合成橡胶的发展有较大突破;塑料改性和塑料合金将上一个新台阶。目前供求矛盾较为突出的品种主要有合纤单体(精对苯二甲酸、乙二醇、己内酰胺和丙烯腈)等,上述大部分产品每年仍有较大数量进口,国内市场满足率在50%~ 70% 。值得注意的是,石油化工产业目前处在快速发展阶段,原料优化、工艺技术进步趋势加快,很多有机原料产品都处于优胜劣汰的竞争状态中。有缺口的产品发展将面临更多的机会,供求平衡的产品仍需通过结构调整和技术进步保持竞争优势。 石油化工工业废水处理工艺研究 【摘要】介绍化学法、物理法和生物法在石油化工高浓度有机污水处理中的应用状况和最新进展,评述各种处理方法的适用条件和处理效果。在加快发展石油化工工业的过程中,必须高度重视污染防治工作,这对石油化工工业可持续发展具有十分重要的意义。 【关键词】石油化工工业废水处理工艺 石油化工是以石油为原料,以裂解、精炼、分馏、重整和合成等工艺为主的一系列有机物加工过程,生产中产生的废水成分复杂、水质水量波动大、污染物浓度高且难降解,污染物多为生物难降解有毒有害的有机物,对环境污染严重。随着水资源的日益紧张和人们环境保护意识的加强,石油化工废水的处理技术逐渐成为研究的热点,新的处理技术和工艺不断涌现,主要分为物化法、化学法和生化法。 一、物化法 1、隔油 石油化工废水中含有较多的浮油,会吸附在活性污泥颗粒或生物膜的表面,使好氧生物难以获得氧气而影响活性,对生物处理带来不利影响。一般采用隔油池去除,隔油池同时兼作初沉池,去除粗颗粒等可沉淀物质,减轻后续处理絮凝剂的用量。耿士锁经过研究对比,认为斜板隔油池比普通平流隔油池去除效果好。吕炳南等对大连新港含油废水处理工艺进行改造,将平流隔油贮水池的前部1/4改建为预曝气斜管隔油池,拆除原斜板隔油池,经改造后的隔油池处理,废水含油量从200-350mg/L降至10-15mg/L。 2、气浮 气浮是利用高度分散的微小气泡作为载体粘附废水中的悬浮物,使其随气泡浮升到水面而加以分离,分离的对象为石化油以及疏水性细微固体悬浮物。在石油化工废水处理中,气浮常放隔油、絮凝之后,有广泛的应用。 陈卫玮将涡凹气浮(CAF)系统置于隔油池后处理石化含油废水,进水含油约200mg/L,出水含油低于10mg/L,去除率达95%;若原水未经隔油处理,COD和油的去除率显得不稳定。新疆克拉玛依石油化工厂用CAF处理石化废水,系统运行良好,能有效去除悬浮物、乳化油和COD等污染物,尤其能有效去除硫化物,解决了传统工艺的难题。 3、吸附 吸附是利用固体物质的多孔性,使废水中的污染物附着在其表面而去除的方法。常用吸附剂为活性炭,可有效去除废水色度、臭味和COD等,但处理成本较高,且容易造成二次污染。在石油化工废水处理中,吸附常与臭氧氧化或絮凝联用。 4、膜分离 膜分离是利用功能膜作为分离介质,实现液体或气体高度分离纯化的现代高新技术,主要包括反渗透、纳滤、超滤和微滤,能有效脱除废水的色度、臭味,去除多种离子、有机物和微生物,膜分离过程和现存的分离过程相比,在液体纯化、浓缩、分离领域有其独特的优势,膜分离过程大多无相变,在常温下操作,设备和流程简单,出水水质稳定可靠,且占地面积小,运行操作完全自动化,被称为“21世纪的水处理技术”,但是需要投资大,污水处理量小。 二、化学法 1、絮凝 石化污水处理的重要过程之一是絮凝,即通过向水中投加絮凝剂破坏水中胶体颗粒的稳态,胶粒之间的相互碰撞和聚集,形成易于从水中分离的絮状物质。通过该过程,炼油废水中的浊度、色度、有机污染物、浮游生物和藻类等可被去除。絮凝通常与气浮或者沉淀等工艺联用,作为生化处理的预处理。微生物絮凝剂是一种利用生物技术获得的新型水处理剂,同其它絮凝剂相比,具有许多优点,包括易生物降解、适用范围广、热稳定性强、高效和无二次污染等,因此应用前景广阔。 2、氧化法 (1)臭氧氧化法 臭氧氧化时不产生污泥和二次污染,但其运行及投资费用高,且处理的废水流量不宜过大。经臭氧氧化后,废水中的小部分有机物被彻底氧化为水和二氧化碳,而大部分转化为氧化中间产物。一般将臭氧氧化和生物活性炭吸附联用技术用于深度处理,在氧化有机物的同时臭氧迅速分解为氧,使活性炭床处于富氧状态,得到再生,提高其使用周期;同时活性炭表面好氧微生物的活性增强,降解吸附有机物的能力提高。能有效去除有机物,改变有机物生色基团的结构,强化活性炭的脱色能力。 (2)光催化氧化法 该法有效地将光辐射与O2、H2O2等氧化剂结合起来处理污水,因此称为光催化氧化。有人以太阳光为光源,以TiO2、TiO2/Pt、ZnO等为催化剂,用此法处理含有21种有机污染物的水,得到的最终产物都是CO2,不产生二次污染。 (3)湿式氧化法 湿式氧化法分为催化湿式氧化(CWO)和湿式空气氧化(WAO)。WAO是利用空气中的分子氧在高温高压条件下进行液相氧化的工艺过程,该技术是有效控制环境污染物的良好途径,特别适宜于有毒有害污染物或高浓度难降解有机污染物的处理。CWO是将有机物在高温、高压及催化剂存在条件下,氧化分解为CO2、H2O和N2等无毒无害物质的过程,它反应时间更短、转化效率更高,但pH、催化剂活性对反应影响较大。 三、生化法 1、厌氧处理 (1)升流式厌氧污泥床 升流式厌氧污泥床(UASB)反应器内污泥浓度高、有机负荷高、水力停留时间短、运行费用低和操作简便,但反应器启动过程耗时长,对颗粒污泥的培养条件要求严格,常用于高浓度有机废水的处理。凌文华等将其用于己内酰胺生产废水的预处理,COD去除效果好,但出水可生化性并不理想。且在处理过程中,要严格控制反应条件,进水负荷波动控制在15%以内,进水SO4-2应低于1000mg/L,进水pH在5.5-6.5,反应温度在30-38℃。为消除S2-对厌氧污泥产生不利影响,可在进水中加入适量的FeCl3。 (2)厌氧附着膜膨胀床 厌氧附着膜膨胀床(AAFEB)反应器是种新型高效的厌氧消化工艺,其床层在一定的膨胀率(10%-20%)下运行,使反应器内的传质条件得到改善;且载体粒径小,能为微生物的附着生长提供巨大的表面积,使反应器内保持较高的微生物浓度。 (3)厌氧固定膜反应器 厌氧固定膜反应器中装有固定填料,能截留和附着大量的厌氧微生物,在其作用下,进水中的有机物转化为甲烷和二氧化碳等得以去除,具有微生物停留时间长、抗冲击负荷能力强和运行管理方便等优点。 2、好氧处理 (1)序批式间歇活性污泥法 序批式间歇活性污泥法(SBR)工艺流程简单、污染物去除效果好、占地面积小、运行操作灵活及便于自控运行,但不适合处理大量废水,对控制管理要求较高。 (2)高效好氧生物反应器 高效好氧生物反应器(HCR)融合了高速射流曝气、物相强化传递和紊流剪切等技术,具有深井曝气和污泥流化床的特点,是第三代生物反应器。已有学者利用其进行处理石油化工废水的中试研究,结果表明,HCR启动速度快,氧的利用率高,抗冲击负荷能力强,去除效果稳定可靠,BOD去除率可达75%-85%。 (3)生物接触氧化 生物接触氧化是在生物滤池的基础上发展起来的一种生物膜法,它兼有生物滤池和活性污泥法的特点,负荷变化适应性强,不会发生污泥膨胀现象,污泥产量少,占地面积小,处理方式灵活,便于操作管理;但负荷不易过高,要有防堵塞的冲洗措施,大量产生后生动物(如轮虫类),容易造成生物膜瞬时大块脱落,影响出水水质。 (4)膜生物反应器 膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物处理技术接合而发展的一种新型的污水处理装置,广泛用于中水回用和工业废水处理。樊耀波等以MBR装置处理石油化工废水,试验表明,BOD、SS和浊度去除率达到98%,COD去除率达91%,石油类、氨氮和磷等的处理效果也优于常规二级污水处理,且稳定性好,泥负荷较大,剩余污泥量少。 (5)悬浮填料生物反应器 悬浮填料生物反应器是一种新型生物膜反应器,其优秀部分是能在反应器中保持悬浮状态特殊填料,反应器操作简便,有良好的通气性、过水性,存在碰撞和切割气泡等作用,可以强化微生物、污染质和溶解氧的传质,提高氧的利用效率,且对曝气、布水没有特殊要求。 结束语 石油化工工业废水处理工艺是非常复杂的,在处理的过程中,要运用科学的技术和方法,这样才能起到保护我们的身边环境免受到污染和破坏的效果,从而保证人们的身心健康。 石油化工工业论文:浅析石油化工业发展及其新技术 摘 要:石油化工是化学工业中的基干工业,在国民经济中占有极重要的地位。当代石油化工技术的发展趋势是:用高新技术提升传统工艺,开发更高效的新型催化剂,发展清洁生产工艺,使石化技术提高到一个新水平,为石油化工业的可持续发展提供有力支撑。本文通过描述现代石化新技术。 关键词:石油化工发展状况、石油化工新技术 一、国内外石油化工业发展状况 由于新工艺的开发、新材料的应用及其高额的利润驱使石油化工行业得到飞速的发展,美国、西欧和日本等工业发达国家构成了世界石化工业的主体。这些国家主要石化产品的生产能力已基本满足了世界市场的需要,石化工业也从高速发展时期转向平缓增长期和波动期。 我国在融入经济全球化的过程中,石油化学工业是最活跃的工业体系之一。经历了40 多年尤其是改革开放以来的迅速发展,石化业在国民经济中的重要支柱地位日益凸现;已经形成了门类比较齐全、具有相当规模、品种大体配套并基本可以满足国民经济、相关工业发展和市场需要的工业体系。随着市场经济的发展,石油化工对农业、汽车工业、建筑业、机械电子行业的影响越来越大。 二、石油化工新技术 1、新型催化剂技术 催化技术的发展可归纳为4类,即渐进式、台阶式、跨越式和新生式。由于新催化材料是新催化剂和新工艺的源泉,因此新催化材料是当今催化科学的前沿,已开展的研究:加氢催化剂、异构化催化剂、聚烯烃催化剂等新品种不断推出。IFP开发的乙苯异构化生产对二甲苯新催化剂,可使对二甲苯产率由一般的88%提高到93%,称为Oparis的新催化剂可转化高达40%的乙苯,并使C8芳烃损失减少到小于2%。 2、轻质烷烃活化技术 21世纪石油化工原料将可能转向以更廉价的天然气类烷烃为主,因而,原料路线由烯烃向烷烃的转移将是新世纪石油化工技术研究开发的重点之一。21世纪可能工业化的烷烃活化技术包括乙烷制醋酸,异丁烷制甲基丙烯酸酯,乙烷催化脱氢制乙烯,以及丙烷制丙烯酸等。 乙烷生产乙烯的醋酸;乙烷直接生产氯乙烯;由丙烷直接生产丙烯腈和由正丁烷直接生产1,4-丁二醇等烷烃活化技术已接近工业化。 3、芳烃抽提技术 加氢裂解和催化重整油中的芳烃的分离是用液抽提和蒸馏进行的。抽提所用SO2、二甘醇、二甲基亚砜和n-甲基吡咯烷酮、n-甲酰基吗啉和环丁砜等都是抽提所使用的溶剂。其中ripp研究出了液抽提再结合环丁砜抽提蒸馏工艺,能够很好地适用于各类原材料。它不仅消耗能量少,而且能够分离的馏分范围广、收率较高。 4、生物技术 生物技术在石油化工行业的应用表现在新有机原料的提供、“三废”的治理及多种精细化学品的生产,主要包括生物催化剂、生物塑料、生物农药、生物化肥、生物石油技术、生物环保和传统生物化工产品等方面。生物化工与传统化工相比,具有反应条件温和、能源节省、选择性好、转化率高、设备费低和环境友好等诸多优点。另外,利用细胞技术和基因工程技术将“可再生能源”纤维素酶解、发酵、脱水制取乙烯的研究一直是科技界热切关注的课题,一旦取得突破,将彻底改变传统的石油化工工艺,引起石化产业一场新的革命。生物技术蕴藏着巨大的生命力,在石油化学工业中的应用更加广泛,也将极大地推动石油化学工业的快速发展。 5、纳米技术 由于纳米粒子表面积大、表面活性中心多,所以在催化剂中加入纳米粒子可以大大提高反应效果、控制反应速度,甚至原来不能进行的反应也能进行。在石油化工工业采用纳米催化材料,可提高反应器的效率,改善产品结构,提高产品附加值、产率和质量。目前已经将铂、银、氧化铝和氧化铁等纳米粉材直接用于高分子聚合物氧化、还原和合成反应的催化剂。如:将普通的铁、钴、镍、钯、铂等金属催化剂制成纳米微粒,可大大改善催化效果;粒径为30 nm的镍催化剂可把加氢和脱氢反应速度提高15 倍;纳米铂黑催化剂可使乙烯的反应温度从600℃降至常温。用纳米催化剂提高催化反应的速度、活性及选择性,这些研究将推动石油化学工业的快速发展。 6、清洁生产技术 对环境友好的清洁生产工艺是21世纪石化技术发展的必然趋势,它包括不用有毒有害原材料,废气、废水、废渣生成少,最终实现“零排放”的环保技术,以及排放废弃物料的有效回收利用,更可以涵括生产产品废弃后(如废弃塑料)的回收利用。 可实现工业应用的环保技术主要是不用光气、硫酸、磷酸、氢氰酸、盐酸、三氯化铝等有毒有害原材料生产石化产品的新技术。用离子交换树脂催化剂替代盐酸生产双酚—A,或用离子交换树脂催化剂替代硫酸生产仲丁醇;用氟化氧化硅/氧化铝催化剂替代氢氰酸生产直链烷基苯;改变原料路线,用异丁烯替代丙酮和氢氟酸为原料,生产甲基丙烯酸甲酯;生产可降解(包括生物降解、光降解)塑料等。 7、高效设备技术 研制开发高效设备是提升石化技术的重要内容。如:可大幅度节能的内部换热型蒸馏塔,连续进行100h以上苯-甲苯体系蒸馏分馏,得到高纯度苯和甲苯,同时节能30%以上。 三、总结 石油化工技术不仅发展为一个国家经济繁荣程度的标志,更关系到千家万户的日常生活。随着国家石油化工业的发展,必须努力增强科技原创力,吸收当代真正最先进的高新科学技术;应用绿色化工技术和可持续发展战略,进一步推动石油化学工业迈上新的台阶。 石油化工工业论文:浅析石油化工业的危险性及其安全措施 摘 要:本文分析了石油化工业的危险性和生产中可能发生的事故及其后果,并提出安全措施。 关键词:石油化工业;危险性;事故;措施 石油化学工业在国民经济建设中占有十分重要的地位,石化产品几乎渗透到国民经济和社会生活的每一个领域。石油化工生产的特点是易燃易爆、有毒、腐蚀性物质多,易形成爆炸性混合物,高温高压设备多,建筑物的孔洞和沟道较多,生产高度密封化、自动化、连续化,工艺复杂,操作要求极其严格,发生事故容易形成连锁性反应等。这些特点决定了石油化工生产所固有的爆炸危险性。 1石油化工业的危险性分析 1.1从原材料和产品的性质看 石油化工生产中涉及物料危险性大,发生火灾、爆炸,群死群伤事故几率高。石油化工生产过程中所使用的原材料、辅助材料半成品和成品绝大多数属易燃、可燃物质,一旦泄漏,易形成爆炸性混合物发生燃烧、爆炸;许多物料是高毒和剧毒物质,极易导致人员伤亡。 1.2从工艺条件看 石油化工生产工艺技术复杂,运行条件苛刻,易出现突发灾难性事故。生产过程需要经历很多物理、化学过程和传质、传热单元操作,一些过程控制条件异常苛刻,如高温、高压,低温、真空等。 1.3从生产方式上讲 石油化工生产装置大型化,生产规模大,连续性强,个别事故影响全局。装置呈大型化和单系列,自动化程度高,只要某一部位、某一环节发生故障或操作失误,就会牵一发而动全身。生产装置的大型化使得单套装置的处理能力不断扩大,如常减压装置能力已达1000万t/a,催化裂化装置能力达到800万t/a,乙烯装置能力达到100万t/a以上。 1.4从设备装置看 石油化工生产的设备大型化、立体化、集团化;管道纵横贯通,装置技术密集,资金密集,一旦发生事故,扑救难度大,损失严重。据有关资料对近年来世界石化行业重大事故进行分析,发现单套装置的事故直接经济损失惊人。 1.5从动力能源上看 石油化工生产具有火源、电源、热源交织使用的特点。这些动力能源如果因设备缺陷、设置不当、管理不当等原因,便可直接成为火灾爆炸事故的引发源。石油化工生产安全管理是企业经营的重要组成部分,它关系到企业经营状况的好坏和企业的整体形象,是企业振兴与发展的一项重要工作。 2 石油化工业的事故特点分析 2.1事故规模化 制取石油化工产品,生产工序多,过程复杂,随着社会对产品品种和数量需求日益增大,迫使石油化工企业向着大型的现代化联合体方向发展,以提高加工深度,综合利用资源,进一步扩大经济效益。其生产具有高度的连续性,不分昼夜,不分节假日,长周期的连续倒班作业。在一个联合企业内部,厂际之间,车间之间,工序之间,管道互通,原料产品互相利用,是一个组织严密,相互依存,高度统一不可分割的有机整体。任何一个厂或一个车间,乃至一道工序发生事故,都会影响到全局。石化生产装置呈大型化和单系列,自动化程度高,只要有某一部位、某一环节发生故障或操作失误,就会牵一发而动全身。石化生产装置正朝大型化发展,单套装置的加工处理能力不断扩大,如常减压装置能力已达1000万t/a,催化裂化装置能力最大为800万t/a,乙烯装置能力将达90万t/a。装置的大型化 将带来系统内危险物料贮存量的上升,增加风险。同时,石化生产过程的连续性强,在一些大型一体化装置区,装置之间相互关联,物料互供关系密切,一个装置的 产品往往是另一装置的原材料,局部的问题往往会影响到全局。 2.2事故严重化 石化装置由于技术复杂、设备制造、安装成本高,装置资本密集,发生事故时损失巨大。由于石化装置资金密集,事故造成的财产损失巨大。据有关资料对1969~2008年世界石化行业重大事故进行统计分析,发现单套装置的事故直接经济损失惊人。如1989年10月美国菲利浦斯石油公司得克萨斯工厂发生爆炸,财产损失高达8.12亿美元;1998年英国西方石油公司北海采油平台事故直接经济损失达3亿美元;2001年巴西海上半潜式采油平台事故损失5亿多美元。 3 石油化工业安全措施 3.1建立健全安全制度体系 企业安全管理是一项综合性管理工作,建立和保持适用的安全管理体系是做好安全工作的关键所在。安全生产直接关系着每一位员工的身心健康、生命财产安全,关系着企业存亡和发展,一个企业如果没有安全保障,就根本不可能在激烈的市场竞争中取胜,企业要走向市场争取理想的经济效益,生产经营就必须以安全为前提。树立安全就是效益的经营理念,在市场经济体制下,企业建立健全安全自我约束、自我检查、自我纠正、自我改进的管理体系,实现科学、规范管理,做到“防微杜渐”,有效预防和遏制事故的发生。 3.2安全工作管理人员的培养 施工企业各项目基层员工的安全文化和技术素质是施工企业建设安全文化的基石,在某种意义上决定着施工企业安全管理的效果,也决定着施工企业的命运。只有提高全体员工的安全文化素质,才能全面提高施工企业的整体素质和安全管理水平。 3.3用电安全技术措施 (1)为了防止线路发生短路和过载,在安装电气线路时应重视导线的类型、截面和绝缘强度的选择,做到防患于未然。在干燥无尘的场所,可选用一般绝缘导线;潮湿的场所,应采用有保护的绝缘导线,如铅皮线、塑料线以及在钢管内或塑料管内敷设的一般绝缘导线;有腐蚀性气体的场所,可采用铅皮线、管子线(钢管涂耐酸漆)、硬塑料管线;高温场所,应采用石棉、瓷珠、瓷管、云母等作为绝缘的耐火电线电缆;可燃粉尘、可燃纤维较多的场所,应采用有保护的绝缘线。 (2)对具有防爆性能的电气工具及通信器材,使用前必须认真检查铭牌上的防爆类别、级别、温度组别,当达不到使用环境可能释放物质的级别、温度组别,或类别不对时,应视为非防爆电气设备。 (3)当生产装置发生事故,工艺异常或生产中必须进行采样、脱水、排放等操作,临时用电容易引起爆炸火灾事故时,用电人员必须绝对听从生产岗位人员的指挥,立即停止用电,在非防爆区进行停送电操作。 石油化工工业论文:石油化工业自动化仪表的运用探究 【摘要】社会在进步,科学技术在不断发展壮大,为各行各业带来了巨大的便利。石油化工业也不例外,近年来自动化仪表在其石油化工业的应用得到了这个行业的普遍信赖。本文对石油化工业常用的几种自动化仪表进行较为详细的介绍并对其自动化仪表的控制方式与策略进行了探究,希望能对本行业的同行起到借鉴参考的作用。 【关键词】石油化工业;自动化仪表;控制方式 随着科学技术的不断发展,我国工业对科学技术的运用越来越广泛,由此使得我国工业产业向着多元化的道路前进。为了确保石油化工业在其生产过程中更为方便快捷准确,近些年来,自动化仪表在石油化工业逐步的兴起。自动化仪表的运用带给石油化工这个行业无疑是生产过程变得更加精密准确,生产出来的产品质量更为合格,大大降低了以往人工操作过程中所产生的各种误差,同时也极大地降低了生产过程的难度。在以后这个行业的发展中,对所生产的产品将会要求越来越严格,因此自动化仪表在石油化工行业的应用将会越来越广泛。对此笔者将对其自动化仪表的构成以及发展趋势、常用仪表、仪表的控制方式进行较为详尽的介绍,希望能对广大同行起到借鉴参考的作用。 1.自动化仪表的分类、组成以及发展趋势 自动化仪表是由一定数量的不同的具有自动化功能的元件所组合起来自动化功能较为完善能够满足人们需要的一种工具器材。自动化仪表一般不单单具有一种功能而是多种功能集一体的仪表器材。一个自动化仪表已经是由多个元件组成的一个完整的系统,而又是多个自动化仪表组合构成的系统中的一个子系统。自动化仪表是一种把输入信号自动的转化成为人类能对其进行识别读取的输出信号的信息化的仪表。 1.1自动化仪表的类别 为了满足石油化工行业不同生产过程的需要,自动化仪表的种类较为繁多,种类多种多样。根据不同的角度,自动化仪表可以分为如下几大类别:根据自动化仪表所需的动力分为气动、液动、电动等三种;根据自动化仪表的组装的方式分为单元组合式、基地式等两种;根据自动化仪表是否与计算器连接由可以分为智能化、非智能化仪表等两种。 1.2 自动化仪表的组成 自动化仪表根据仪表的功能的不同由可以分为记录、指示、模拟、数字显示等四种仪表。记录式的仪表主要是由单点与多点两大类所组成。调解式的仪表主要由单元组合式与基地式两种仪表所组成。由于仪表种类繁多,各种仪表的组成情况大致相同,这里不再一一列举。 1.3 自动化仪表的发展动向 随着科学技术的不断发展,自动化仪表在石油化工业也将不断完善与改进,其中主要的发展动向为;第一,对目标的控制将由以往的靠工艺参数发展为现在的以最优质量为目标的控制;第二,自动化仪表的控制所需要的方法由原来的反馈控制转变为现在的开环控制,由以前的手动控制转变为现在的计算机控制。自动化仪表未来的发展动向必将朝着智能化、人性化、系统化等方向发展。 2.常用自动化仪表的介绍 2.1 温度显示控制仪表 石油化工行业的现场所布置的一些设备或者管道常常需要对其温度进行检测与控制,因此温度显示控制仪表是必不可少的一种自动化控制仪表。普遍的测温仪表主要是靠与其设备或者管道的接触来进行温度的测试的。最常用也是最为常见的现场测温仪表主要为热电偶与热电阻测温仪表。 2.2 压力测试仪表 本行业对现场所布置的设备或者管道内的压力进行测试是必不可少的一环。因为设备或者管道内的压力涉及到安全方面的问题,不容忽视,因此压力测试仪表往往在石油化工行业应用非常的广泛。本行业的压力大部分为高压大概为33MPa左右,因此压力测试仪表的传感器,传输材料,显示表盘均需要特殊材料来进行制作。在压力测试方面最为常用的为液柱式压力测试仪表,弹簧式压力测试仪表两大类。 2.3 流量测试仪表 现场设备或者管道内液体的流量的检测与控制同样是重要的不容忽视的一个环节。因此流量测试仪表在其中所起到的作用是不容忽视的。流量测试仪表的种类与其他测试仪表相比较而言,种类更为丰富多样,可满足不同需要的选择。控制系统的稳定与运行优良的性质主要参照流量这个参数来对其进行必要的考核。流量这个参数在测试的时候与流体的种类以及管道的介质有着本质的联系。因此在进行流量的测试时要选择适合流体介质与管道材质的流量测试仪表。 2.4 执行器 执行器主要是由执行与调节两大机构所组成的。在石油化工行业较为常见的是气动式的执行器,在少数情况下也能见到液动执行器的使用但是这种执行器应用的非常少。最为常用的调节阀为薄膜式的气动调节阀,较为少见的还有气动活塞式的调节阀。其中调节阀的关键技术主要是设计计算,测试的校验等。 3.自动化仪表的控制方法介绍 3.1 系统的普遍的控制方法 石油化工行业自动化仪表系统的控制主要是连续、顺序、批量等三种控制方式。这三种控制方式一直沿用至今,基本没有太大的变化。 3.2 系统的先进控制方法以及系统优化方法 随着控制理论的不断向前发展,传统的控制方法显得已经不能适应行业的发展,因此出现了较为先进的控制方式。比如具有智能化功能的多变量控制器已经投入石油化工行业的生产阶段。这个控制器是一个独立的系统是以DCS为基础进行控制的。随着时间的向前推移,多变量智能化控制器会在石油化工行业应用的越来越普遍。 3.3 安全仪表系统的控制 石油化工行业现场所布置的设备以及管道所组成的系统是非常庞大的,其中系统具有大型化、工艺生产过程较为复杂、在生产过程中对周围的生产环境具有较高质量的要求。因此,面对这样一个庞大的生产系统,安全方面的问题是务必要引起足够的关注的。所以安全仪表系统逐渐在石油化工行业得到了广泛的应用。以往基于DCS的安全控制系统已不能满足行业的需要,因此在DCS的装置之外又增加了ESD等单独控制的设备。 4.结语 石油化工行业要想得到迅速的发展,自动化仪表在系统中的运用是必不可少的。虽然近几年自动化仪表在其石油化工行业的应用得到了发展与改进,为本行业的发展做出了突出贡献。但是仍然需要我们继续不断探索,勇于借鉴国外先进的经验来使我国的石油化工行业得到更为巨大的发展。 石油化工工业论文:数据采集系统在石油化工业的应用 摘要:随着科学的进步,现代的通讯和自动化技术也在迅速的发展。先进的CAN,总线数据采集远程抄表系统在石油化工行业也得到了广泛的应用。本文具体的论述了CAN,总线数据采集远程抄表系统设计的组成原理和应用。 关键词:CAN;数据采集;构成; 1 前言 随着计算机技术、现代通信技术和自动控制技术的迅速发展,智能化企业在许多国家应运而生。自动抄表系统是发展中各个行业自动化控制系统的重要组成部分,是解放生产力的必然途径。因而日益受到关注。 2 远程自动抄表系统的优点 与传统抄表方式相比,智能抄表系统具有方便快捷、节省人力物力、提高工作效率、精确度高等优点。 3 远程自动抄表系统构成 自动抄表系统主要由监视控制仪表(本系统需要采集数据的仪表)、数据采集器、集中器、数据传输通道和后台管理服务器等组成;其中监视控制仪表主要是在传统机械式仪表基础上将转盘适当改造,以便能将其转动圈数被数据采集器采集转化为脉冲数,以达到数据采样的目的;采集器主要完成将电表用电量转换成电脉冲信号以完成数据的采集,同时还具备将采集的数据保存、通过CAN,总线传输给集中器转发给后台管理系统。数据集中器则是通过CAN,总线收集各监视控制仪表上的传输数据,并通过无线GSM网络传送给后台管理服务器系统。 4 数据采集器硬件组成 数据采集器主要包括数据采集回路、数据保存回路以及数据传输CAN,总线节点回路,同时根据其他功能扩展。 采集器采用单片机89C51,其内部有4KB的ROM,128字节的RAM以及32个I/O口。P1口与串行器件24C02和显示、继电器电路连接。其中的显示模块采用串行方式进行通信,分别采用P1.0、P1.1、P1.2模拟时钟信号线和数据信号线。P0口主要用来与CAN总线控制器sJAl000相连,用作数据线。监控电路采用Dsl232芯片,它是看门狗定时器,功能是上电和掉电时给89C51、CAN控制器sJA1000产生复位信号;看门狗对系统进行监控,防止死机不能恢复。因此系统中必须建立不间断供电(电池供电),以便提供实时钟。 5 数据采集系统原理 5.1数据采集回路采用开关型霍尔传感器A44L对加装过小磁铁的监视控制仪表转盘进行将所转的圈数转化为数字信号,传感器A44L集成霍尔开关是由稳压器A、霍尔电势发生器(即硅霍尔片)B、差分放大器C、施密特触发器D和OC门输出E五个基本部分组成。 5.2 CAN总线采用一种串行数据通信协议,它是一种多主总线,数据长度为8个字节,不会占用总线时间过长,从而保证了通信的实时性。CAN协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能,保证了数据通信的可靠性。C AN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码,而代之以对通信数据块进行编码。采用这种方法可使网络内的节点个数在理论上不受限制,因此非常适合远程抄表控制系统。主要由控制器89C51、CAN通信控制器SJAl000、CAN,总线驱动收发器82C250组成,单片机89C51对C A控制器接收到的数据进行读取和数据发送等程序处理,为了增强CAN总线节点的抗干扰能力,SJAl000的TX0和RX0并不直接与82C250的TxD和RXD相连,而是通过高速光耦6N137后与82C250相连,很好地实现了总线上各节点间的电器隔离。82C250的CANH和CANL引脚各自通过一个5欧姆的电阻与CAN,总线相连,起到一定的限流作用,保护82C250免受过流冲击。CANH、CANL与地之间并联了两个30pF的电容,可以滤除总线上的高频干扰并起到一定的防电磁辐射的能力。另外,两根CAN,总线输入端与地之间分别按防雷击管,起到一定的保护作用。 6 数据采集器软件设计 6.1主程序流程 数据采集器在整个系统中有喂狗、计表、时钟校时、CAN,总线数据发送和接收、数据存储与读取以及显示等功能,其中喂狗、计表和数据存储及CAN,总线数据接收分别采用定时终端、计数中断和外部中断实现,CAN,总线数据发送采用查询方式和其他程序功能在主程序中实现。 6.2数据采集程序说明 数据采集是将监视仪表转盘每转一圈转化为一个周期脉冲,单片机将此脉冲累加,从而测得数需要采集的数据。 6.3 CAN,总线数据收发程序说明 6.3.1数据采集器数据传输内容较为简单,发送出去的数据主要包括监视仪表示数(占5个字节),接收到的数据多为命令(1 4个字节),而C AN总线每次数据可传输8个字节,因此每数据传输采用1帧即可完成。本设计采用PeliCAN工作模式(29位表示码),利用查询方式发送数据,利用外部中断0接收数据。 6.3.2数据的发送由CAN控制器根据CAN协议规范自动完成。首先CPU必须将要发送的数据报文传送到CAN控制器发送缓冲器中,并置位命令寄存器中的发送请求标志,程序流程如图5所示。 6.3.3数据接收采用外部中断0接收,CAN控制器接收到一帧数据后,产生中断触发信号,CPU立即响应,将收到的报文接收到字节的接收缓冲器,并置位命令寄存器的释放缓冲区标志RRB。单片机根据接收数据进行命令解析,并做出相应执行。 6.3.4数据集中器设计方案 数据收集器主要起到转发后台管理服务器和各节点间的数据传输功能,CAN,总线控制器模块主要用来向各节点发送或接收相关数据,各节点地址通过程序设置均已被包括在对应报文29位表示码中,数据集中器可以通过广播或点对点向各用户节点发送命令数据。由于用户节点比较多,数据集中上传比较多,因此需要较多的数据接收缓冲区保存,然后通过GsM转发给后台管理服务器完成远程数据交流,因此采用有512字节内存的单片机sTC89C51对C AN控制器和GSM模块进行控制。单片机控制GSM模块在Text模式下接收手机短信,短信的收发是通过向串口以文本模式发送AT指令来实现的,其编码转换格式简单,并有较高的转换速率。 7 数据采集系统的主要维护工作 7.1模件卫生清洁 7.2模件断电退出:因为所有信号的接线直接连接至模件,未采用继电器等隔离,因此有必要拔出。 7.3检查电源使用情况 7.4软件备份,以备不时之需。 8保证数据采集系统稳定运行的措施 8.1完善各项组织和技术措施,为保证数据采集系统稳定运行的措施打基础。 8.2加强运行管理的完善,保证在新思路、新形式下安全生产。 8.3加强业务培训,以适应当前高科技技术的发展。 8.4加强思想教育,认识到安全、经济、准确的重要性。 8.5加强数据采集系统的巡视检查和维护,发现问题及时处理。 9 本行业自动化控制展望 9.1自动化控制系统的普遍应用是行业发展的主流; 9.2现场总线技术是集散控制系统发展方向; 9.3各项管理实现自动控制,实现网络现代化; 结束语 本文主要以监视控制仪表为例介绍了远程抄表数字采集系统数据采集和转发的设计方案。此设计方案在石油化工也的广泛应用也为石油化工业的发展做出了贡献。相信随着信息技术、网络技术、计算机技术、通信技术、显示技术、半导体集成技术、控制技术、表面安装技术及其他高新科学技术的发展,石油化工行业的自动控制系统也将得到长足快速的发展。