PLC技术被用作电气自动化系统中的处理器,通过近几年在电气工程中的使用,电气自动化控制系统的稳定性以及自身动力发展有了极大的提高。除此之外,PLC技术在近几年来也被广泛应用于大规模集成电路的发展中,使得大规模集成电路得到了极大的突破。 1、“PLC技术”的含义 从含义上来说,PLC是一种控制器,而且这种控制器不同于一般的控制器,因为它可以进行编程操作,通过编程之后,将其储存在内存储器之中,进行内部程序储存,这样就实现了依据客户指令进行逻辑性运算。同时,将专门的软件系统加以融合,就可以使得PLC技术进行其他工作的开展,即主要通过控制器实施指令排序、扫描数据以及进行状态处理来实现。除此之外,将PLC技术运用到电气自动化控制中后,可以使得接线的使用量逐渐减少,因为通过PLC技术的使用,线路可以通过数学形式储存在PLC之中,仅仅需要更改存储器的主要程序即可完成操作。 2、PLC技术应用于电气自动化控制中的重要性 电气自动化控制中应用PLC技术具有不可替代的优势。首先,通过PLC技术的应用,不仅仅能够满足企业及客户的需求,制作出更多符合规格的电气化设备,还能够提高计算机的运算速度,与此同时更极大地延长了计算机的使用寿命,使得计算机能够在相同的条件下运行更长的时间。除此之外,将PLC技术应用到电气自动化控制中还具有其他方面的不同优势,例如促进网络分布、提升运行速度以及提高控制系统的智能化等。所以,我们要充分挖掘PLC技术的优势及特点,并且将其运用到电气控制自动化系统中,从而提高电气行业的经济效益,从而更好地为社会服务。 3、PLC自动化控制的核心技术分析 PLC自动化控制的核心技术主要是控制技术以及PLC的设计原则。其中,就控制技术而言,主要包括中央处理器、存储介质、电源和输入输出接入口4个重要部分。这4个部分的相互协调运作,使得自动化控制系统能够顺利运行,就像人类的大脑处理系统一样,进行信息的处理和传递。为了能够充分发挥出PLC技术的优势,在将其应用到自动化控制系统的这一过程中,需要遵循特定的原则,这样才能够提高系统运行的可靠性和稳定性,最重要的是确保生产的产品达标,降低管理的难度。 4、电气自动化控制中PLC技术的应用策略 上述我们已经对当前电气自动化控制的运行状态以及PLC技术的相关含义和优势进行了进一步的分析和探讨,从中能够看出PLC技术在当前具有较明显的优势,将其运用到电气自动化控制中能够有效提高运行的效率,并且提高计算机的运行速度以及延长使用寿命。但是,由于目前PLC技术在电气自动化控制的应用中尚处于初步阶段,因此应用水平不高且缺乏相应完善的技术体系。鉴于此,为了能够将PLC技术更好地运用到电气自动化控制中,下面就进行相关的策略分析。 4.1强化PLC技术的深度研发 强化PLC技术的深度研发,满足电气工程自动化控制的需要。当前,对PLC技术的研发尚处于初步的发展阶段,相对来说缺乏客观的研究依据,并且对PLC技术的研发未能够与当前自动化控制系统的发展形势相结合,这就导致PLC技术的应用难以满足客观的发展要求。所以现阶段,我们需要根据我国电气工程自动化控制的现状及需求进行PLC技术的研究与应用,研究的成果应当经过大量的案例实践之后,方可投入到市场及生产和使用中,避免生产产品不达标的问题出现。对于PLC技术应用的缺陷及漏洞,需要运用崭新的思维进行分析和探讨,这样才能够不断拓宽我们的思维视野,为PLC技术更好地运用到电气自动化控制中提供崭新的方向。 4.2提高设计人员的专业水平 电气自动化控制系统中,设计人员的技术及操作水平直接影响到PLC技术的应用效率以及自动化控制系统的稳定性,因此,企业非常有必要通过一系列的培训来提高系统设计人员的专业水平与综合素养,使得电气自动化控制中的设计人员能够更好地吸收和运用PLC技术的相关理论及基础知识,并且对这些知识进行深入的分析和探讨,将PLC技术的应用优势更好地发挥出来。提高自动化控制系统中设计人员的专业水平的方法有很多种,除了开展相应的培训和课程学习之外,还可以成立相应的培训小组,进行操作比赛,提升设计人员学习的兴趣和积极性;可以进行企业之间的合作与交流,优势互补,总结经验,从而实现设计人员专业水平的提高。 4.3建立和完善PLC技术的应用标准 PLC技术在很多行业都有广泛的应用,但是由于各个行业的操作需求不同,这也就决定了对PLC技术的应用标准也不尽相同。所以针对目前的现实状况,我们应当建立和完善在电气自动化控制领域PLC技术的应用标准和规范,使得PLC技术应用起来能够更加规范、合理,更具有科学性。同时,应用标准的建立不仅仅适用于一家企业,在整个行业中都能够起到规范和参考的作用,从而有助于电气自动化控制系统的进一步发展。 4.4建立系统设计和系统使用的沟通机制 电气自动化控制系统的设计就是为了能够更好地使用,因此基于这一个特点,我们需要尽力建立长足有效的沟通机制。这样一来,对于电气自动化控制的使用需求,相关部门能够及时了解、分析,便于从需求入手,进行针对性的设计和应用,更好地将PLC技术应用到电气自动化控制系统的设计中,促进电气自动化系统的进一步发展。 4.5实现对系统顺序化控制 一旦电气自动化控制系统的运行时间过长,就会难以避免地造成系统能量损耗过大,从而进一步影响了企业的成本效益。PLC技术的应用能够通过对开关及开关量的操作实现对电气自动化控制系统运行顺序的有效控制,这样一来,继电器的控制元件就能够得到不断的优化,同时通过分别控制的实现还能够有效降低运行能耗,提高运行稳定性。 4.6加强PLC技术在开关控制方面的应用 科学技术的快速提升和发展,使得当前PLC技术的开关控制得到了进一步的改善和提高。相对于之前的应用范围来说,当前的应用范围进一步扩大和延伸,得到了短时间内大范围的提高和改善。基于数码编程的PLC技术,通过计算机的控制能够实现强大的控制功能,特别是对于开关控制来说,具有十分明显的优势。对于传统的开关控制方式而言,现阶段通过PLC技术进行对开关的控制不但提高了线路的安全性,降低了对机器的损耗,缩短了反应的时间,而且通过虚拟继电器代替机械继电器的方式,也大大延长了机器的使用寿命,降低了开关控制的成本支出。因此在今后的研发中,应当着重进行将PLC技术应用到开关控制方面的研发,提高对开关控制的操控程度,缩短反应时间,保证线路的通畅,更好地将PLC技术应用到电气工程自动化控制中去。 5、结束语 通过上述一系列的分析和探讨,我们对PLC技术在电气自动化控制系统中的应用有了进一步的了解。总而言之,要想更好地将PLC技术应用到电气工程自动化控制中,不仅仅要参考上述几个方面的策略,还要着重对应用细节的处理和分析,并且借助现阶段快速发展的科学技术对PLC技术的应用缺陷进行弥补和改进,只有经过不断的坚持和改善,结合实际发展情况,才能够更好地将PLC技术应用到电气自动化控制系统中去,提高生产效率,实现利益最大化,从而更好地为社会提供资源和服务。
石油化工节能论文:分析石油化工泵的节能技术 论文关键词:石油化工泵 节能技术 应用 论文摘要:随着社会分工的不断深化,全球工业化已经成为必然发展趋势。石油资源的开发和利用更是工业化发展过程中必不可少的重要手段。但是由于石油化工泵在设计的过程中为了型号统一等需要,导致不少机泵并没有真正发挥其应有的工作效能,“杀鸡用牛刀”的现象时有发生,造成了石油化工泵电能、功效的浪费。因此,本文通过详细介绍石油化工泵的具体应用,探讨石油化工泵的节能技术,真正做到节能减排,合理应用。 一、我国石油资源的现状以及石油化工泵节能的根本原因 随着工业化进程的不断加快,我国“十一五”科学技术发展规划中明确提出了“突破节能关键技术,实现降低国内生产总值能耗”的战略目标。石油是一个国家重要的战略资源,也是人民日常生活中必不可少的能量资源。 但是我国石油等能量资源依靠国外进口的程度已经高达百分之四十七,不仅严重影响到了我国能源的安全,而且对于全面落实产业结构调整,节约资源,大力发展循环经济的基本国策提出了挑战。 作为石油化工等领域必不可少的基础设备,机泵的节能技术的先进与否已经严重影响到了石油化工等能源的开发和成本结算。由于常年为了适应生产弹性的要求,石油化工企业大多数的机泵经常会出现“杀鸡用牛刀”,“小马拉大车”的情况。导致不少机泵的工业效能没有得到合理的配制和发挥,经常造成不必要的浪费。因此,加大力度探讨石油化工泵的节能技术啊,已经成为我们发展石油化工等重工业的必然趋势。 二、石油化工泵的节能技术 1、输送泵过剩扬程控制技术 为了适应生产操作的弹性要求和真正做到节能减排,维护数据质量的良好局面,加大能源统计分析力度,严格按照有关的技术指标的规定,积极的收集、整理、上报相关数据,增强技术指标统计工作的指导作用。方便更加深入的进行耗能原因的分析以及探讨石油化工泵的节能技术的结构原理,切实做到节能减排,提高能效的根本目标。 输送泵过剩扬程控制技术的关键是做到出口节流、进口节流、旁路调节以及根据具体情况,具体分析和实施是否需要切割叶轮外径,减少叶轮数量、更换叶轮大小。 首先,由于应用输送泵过剩扬程控制技术不适于调节要求太大的机泵,特别是具有陡降扬程性能曲线的机泵。所以出口节流成为机泵最常见、最简单的调节方法。通过关小出口阀的方式来增加管线系统损失,减少工作流量。但是阀门的开度一般不能够小于百分之五十,否则将会出现泵过大的情况。 其次,尽量避免进口节流比出口节流扬程少的情况发生,因为这种情况极有可能引起输送泵过剩扬程控制技术、抽空,会随时损坏机泵的轴承。因此,我们通常采用的方式是,利用对串联运行的第二台机泵的进口,吸入压力较大的裕量。这样不仅能够避免多级泵因为轴力的突然改变而引起的零部件的损坏,更能够节省能源,发挥机泵的最大效益。 除此之外,我们还可以通过旁路调节,即在机泵的出口管线旁设立另外一条管线,使部分液体返回泵的进口或者吸液罐。这样就可以保障实际泵送量比需要量大,不至于出现因为低于最小流量而产生的液体过热、气蚀和震动。 除了上述的几个基本方法以外,我们还可以通过根据流量或者扬程超过需要量的3%——5%时,切割叶轮外径,降低其流量。但是值得强调的一点是,叶轮切割时候,一定要注意叶轮是否是原型叶轮,如果之前因为某种原因,已经对叶轮进行了切割,那么再次进行切割时一定要注意切割量的掌握情况。避免叶轮外径和导叶内经间隙过大的情况发生;多级泵不能在进口处拆除叶轮,否则会出现因为阻力增加而导致的气蚀现象。因此在多级泵的流量或者压力调节较大的情况发生时,可以在排除端减少叶轮的数量并加定距套,保证机泵的正常运转。 2、变频调速节能技术在石油化工泵中的应用 随着科学技术的进步, 通过应用变频调速节能技术,我们可以更好的控制风机、泵类的负载量,进而达到节能减排的目标,换句话来讲,变频调速节能技术已经成为各个行业发展循环经济的重要举措,因此,变频调速节能技术在石油、化工等多个领域得到了最广泛的应用。 首先,变频调速节能技术在化肥装置渣油进料泵中的应用。以A-GA101渣油进料泵为例,该设备是将减压渣油原料输送到汽化炉,并合成氨装置的重要设备。该系统的工作原理是通过采用控制出口阀门的方法进行控制,即利用差压变送器检测系统的流量信号送至PID调节器,并通过PID调节器来控制出口调节阀的开度和输出控制信号,从而保持机泵流量的稳定。通过变频调速节能技术在石油化工泵中的应用,我们不仅解决了源系统中节流量较大、浪费大量电能、控制度低、电机噪声较大的问题,而且由于变频技术的改造,机泵投入运行之后,操作工艺控制的更加平稳,变频器的调节程度更加精准,不仅使系统控制的精准度达到了优化标准,而且节约了渣油进料泵的电源能量。 其次,积极实践渣浆泵的多段调速变频技术。在平时的生产环节中,尾矿泵是安全生产的重要组成部分,尾矿泵一般都是流水连续作业,在实际的生产过程中,尾矿系统的耗电量一般会比较大,因此,积极实践渣浆泵的多段调速变频技术是提高尾矿泵运行效率,实现自动化的重要保障。例如,某公司在利用花费装置检修的时候,针对3台渣油进料泵进行了变频优化节能改造。在经过调速变频技术之后,工艺控制水平逐步平稳,系统控制精准度也大幅度提高,不仅减少了以前机泵控制系统的有关滞后现象,更使得机泵的运行压力日趋平稳,工艺运行指标也得到了优化。 石油化工节能论文:探析石油化工泵的节能技术 论文关键词:石油化工泵 节能技术 应用 论文摘要:随着社会分工的不断深化,全球工业化已经成为必然发展趋势。石油资源的开发和利用更是工业化发展过程中必不可少的重要手段。但是由于石油化工泵在设计的过程中为了型号统一等需要,导致不少机泵并没有真正发挥其应有的工作效能,“杀鸡用牛刀”的现象时有发生,造成了石油化工泵电能、功效的浪费。因此,本文通过详细介绍石油化工泵的具体应用,探讨石油化工泵的节能技术,真正做到节能减排,合理应用。 一、我国石油资源的现状以及石油化工泵节能的根本原因 随着工业化进程的不断加快,我国“十一五”科学技术发展规划中明确提出了“突破节能关键技术,实现降低国内生产总值能耗”的战略目标。石油是一个国家重要的战略资源,也是人民日常生活中必不可少的能量资源。 但是我国石油等能量资源依靠国外进口的程度已经高达百分之四十七,不仅严重影响到了我国能源的安全,而且对于全面落实产业结构调整,节约资源,大力发展循环经济的基本国策提出了挑战。 作为石油化工等领域必不可少的基础设备,机泵的节能技术的先进与否已经严重影响到了石油化工等能源的开发和成本结算。由于常年为了适应生产弹性的要求,石油化工企业大多数的机泵经常会出现“杀鸡用牛刀”,“小马拉大车”的情况。导致不少机泵的工业效能没有得到合理的配制和发挥,经常造成不必要的浪费。因此,加大力度探讨石油化工泵的节能技术啊,已经成为我们发展石油化工等重工业的必然趋势。 二、石油化工泵的节能技术 1、输送泵过剩扬程控制技术 为了适应生产操作的弹性要求和真正做到节能减排,维护数据质量的良好局面,加大能源统计分析力度,严格按照有关的技术指标的规定,积极的收集、整理、上报相关数据,增强技术指标统计工作的指导作用。方便更加深入的进行耗能原因的分析以及探讨石油化工泵的节能技术的结构原理,切实做到节能减排,提高能效的根本目标。 输送泵过剩扬程控制技术的关键是做到出口节流、进口节流、旁路调节以及根据具体情况,具体分析和实施是否需要切割叶轮外径,减少叶轮数量、更换叶轮大小。 首先,由于应用输送泵过剩扬程控制技术不适于调节要求太大的机泵,特别是具有陡降扬程性能曲线的机泵。所以出口节流成为机泵最常见、最简单的调节方法。通过关小出口阀的方式来增加管线系统损失,减少工作流量。但是阀门的开度一般不能够小于百分之五十,否则将会出现泵过大的情况。 其次,尽量避免进口节流比出口节流扬程少的情况发生,因为这种情况极有可能引起输送泵过剩扬程控制技术、抽空,会随时损坏机泵的轴承。因此,我们通常采用的方式是,利用对串联运行的第二台机泵的进口,吸入压力较大的裕量。这样不仅能够避免多级泵因为轴力的突然改变而引起的零部件的损坏,更能够节省能源,发挥机泵的最大效益。 除此之外,我们还可以通过旁路调节,即在机泵的出口管线旁设立另外一条管线,使部分液体返回泵的进口或者吸液罐。这样就可以保障实际泵送量比需要量大,不至于出现因为低于最小流量而产生的液体过热、气蚀和震动。 除了上述的几个基本方法以外,我们还可以通过根据流量或者扬程超过需要量的3%——5%时,切割叶轮外径,降低其流量。但是值得强调的一点是,叶轮切割时候,一定要注意叶轮是否是原型叶轮,如果之前因为某种原因,已经对叶轮进行了切割,那么再次进行切割时一定要注意切割量的掌握情况。避免叶轮外径和导叶内经间隙过大的情况发生;多级泵不能在进口处拆除叶轮,否则会出现因为阻力增加而导致的气蚀现象。因此在多级泵的流量或者压力调节较大的情况发生时,可以在排除端减少叶轮的数量并加定距套,保证机泵的正常运转。 2、变频调速节能技术在石油化工泵中的应用 随着科学技术的进步, 通过应用变频调速节能技术,我们可以更好的控制风机、泵类的负载量,进而达到节能减排的目标,换句话来讲,变频调速节能技术已经成为各个行业发展循环经济的重要举措,因此,变频调速节能技术在石油、化工等多个领域得到了最广泛的应用。 首先,变频调速节能技术在化肥装置渣油进料泵中的应用。以A-GA101渣油进料泵为例,该设备是将减压渣油原料输送到汽化炉,并合成氨装置的重要设备。该系统的工作原理是通过采用控制出口阀门的方法进行控制,即利用差压变送器检测系统的流量信号送至PID调节器,并通过PID调节器来控制出口调节阀的开度和输出控制信号,从而保持机泵流量的稳定。通过变频调速节能技术在石油化工泵中的应用,我们不仅解决了源系统中节流量较大、浪费大量电能、控制度低、电机噪声较大的问题,而且由于变频技术的改造,机泵投入运行之后,操作工艺控制的更加平稳,变频器的调节程度更加精准,不仅使系统控制的精准度达到了优化标准,而且节约了渣油进料泵的电源能量。 其次,积极实践渣浆泵的多段调速变频技术。在平时的生产环节中,尾矿泵是安全生产的重要组成部分,尾矿泵一般都是流水连续作业,在实际的生产过程中,尾矿系统的耗电量一般会比较大,因此,积极实践渣浆泵的多段调速变频技术是提高尾矿泵运行效率,实现自动化的重要保障。例如,某公司在利用花费装置检修的时候,针对3台渣油进料泵进行了变频优化节能改造。在经过调速变频技术之后,工艺控制水平逐步平稳,系统控制精准度也大幅度提高,不仅减少了以前机泵控制系统的有关滞后现象,更使得机泵的运行压力日趋平稳,工艺运行指标也得到了优化。 石油化工节能论文:石油化工工程电气节能技术应用 摘要: 我国的经济一直处在努力的发展之中,经济的进步会带动科技的进一步研究,电气能源的消耗在我国的能源总消耗上也占据了很大的一部分,科学技术可以促进经济的发展,也能对国家资源进行保护,防止资源的不合理浪费。我国利用先进的技术在电气节能这方面进行研发和创新,以及将技术运用到石油化工工程上,对我国的石油化工工程也起到了很好的帮助。本文旨在向人们介绍电气节能技术在石油化工工程设计中的应用,分析电气节能技术的功能和作用,使人们对电气节能技术进一步理解,对它在石油化工工程设计这方面应用的有效性进行分析。 关键词: 电气节能;技术;石油化工工程;设计;应用;发展 电气节能技术,是指利用现代先进的科学技术对电气这一资源进行节约,既能达到节约国家资源的效果,还能更好地促进我国经济的发展,获得了双向收益。能源是我国21世纪的新型动力,它带动着中国整体可以正常运行,能源的浪费也会带来污染的问题,所以就需要我国在节能这方面进行开发,而电气节能就是其中之一。 1电气节能技术的内容分析 电气节能技术的使用无论是对个别企业,还是对于我国的经济事业都具有重要的影响,需要我们予以重视。电气节能技术共分为电力节能系统、照明节能系统、电子设备节能这三个部分。如果是在石油化工工程这方面的应用,那么电力节能系统就是这三者的核心主导,当然照明节能系统和电子设备节能也是不容忽视的。 1.1电气节能技术的作用 (1)电气节能技术可以节省我国的能源,降低能源的消耗,为我国创造更大的效益;(2)电气节能技术可以保护环境,为我国实现绿色环保的目标奠定了基础;(3)电气节能技术可以起到照明、取暖的功能,也带来了更多的方便;(4)电气节能技术可以对空调系统实施相应的设计,使空调用电得到降低。 1.2电气节能技术面临的问题 (1)技术方面:我国的电气节能技术虽与以前比较得到了提高,但总体来说还是不太发达,我国目前的电气节能技术还是不能满足社会上广大人民群众或各个企业的需求,技术没有想象的那么发达,也有可能会造成使用过程中其它问题的出现,会影响正常的应用;(2)政策方面:我国还是没有相应的法律和规范,对这一方面进行约束,任其自由的生长,所以会出现电气节能技术的设计不到位这样的问题。总体来说,我国的电气节能技术会给人们的生活、企业的发展带来好处,但随之也会出现一些问题,所以,现在应该做的就是加大对电气节能技术的创新和开发,在这一过程中努力解决出现的种种问题,争取问题得到全面的解决。 2电气节能技术在石油化工工程的应用 石油化工工程是我国的重要工程,对它的设计更要小心谨慎,电气节能技术在石油化工工程的应用主要分为这几个层次:电力系统的节能、稳定电压节能、照明节能系统和电子设备节能,这些在石油化工工程设计上都有应用,并产生了良好的效果。 2.1电气节能系统 在电力系统节能上,主要是从变压器的选择、系统功率的提高、线路功率的耗损减少和高次谐波的降低这四个方面考虑。(1)变压器的选择。石油化工工程的设计需要使用大量的变压器,而且变压器也是最普遍使用的电力设备,所以对于变压器的选择需要找对型号,要根据变压器的负载率进行有效地选择,而且,为达到很好的效益,变压器就要选择国家新近开发的、具有高效节能的产品。(2)系统功率的提高。通过系统功率的提高来降低电路的损耗,这样能源的利用率也会得到更大的提高,功率因素一般分为自然提高和人工补偿这两种,二者在应用上也是有区别的。(3)线路功率的损耗减少。石油化工工程设计是一个大的工程和项目,有很多的设备和线路,如果重新设计线路,减少长度,合理地处理线路的粗细,也有助于线路损耗的概率大大降低。(4)高次谐波的降低。石油化工工程设计的系统中存在高次谐波,很容易产生对功率的损耗,也会对系统的正常运行造成影响,降低高次谐波,也有助于石油化工工程设计更加完善。 2.2稳定电压节能 如果电压稳定到额定电压的阶段,这样对石油化工工程的供电效率会得到显著提高。电压不稳定,也会对石油化工工程的设计造成一些影响。对于石油化工工程设计的供电,如果电压超过了额定电压的范围,会造成空载电流超前提高,这样也就造成了能源的不合理浪费,但如果对于供电电压低于额定电压,则会产生高程度的负载电流,会造成线路损坏的可能性增加,同样会造成能源浪费,所以说,最适宜的用电电压就是在额定电压的情况下,这样效率也会增高。 2.3照明节能系统 我国的存在电压的偏差,所以过高的电压使用在照明设备中会产生过高的热量,也会损害照明设备的正常运转。所以,如果在选择照明设备时,挑中一些寿命长,消耗能源少的系统,也会在一定程度上起到了节能的作用。 2.4电子设备节能 在石油化工工程的设计中,电子设备涵盖范围比较广泛,包括打印机、计算机等电子设备的节能,在电子设备不需要的时候,工作人员就要养成随手关闭这些电子设备的习惯,如果使用时,也可以尽量把设备设置成省电的状态,就像打印机这样,如果不使用时,可以直接关掉电源,这样就会节省很多的能源。 综上所述,能源是我国工业必不可少的一部分,它推动着我国工业事业的更快发展,电气节能技术在石油化工工程设计这方面显得尤为重要。面临能源紧张的现今,电气节能是我国必须重视的,所以,我国对电气节能技术要努力专研,提高科技含量,争取为石油化工工程带来更大的利益,有助于我国经济的进步。 作者:徐汉青 单位:中海石油中捷石化有限公司 石油化工节能论文:石油化工泵节能技术论文 1我国石油资源的现状以及石油化工泵节能的基本缘由 作为石油化工等范畴必不可少的根底设备,机泵的节能技术的先进与否曾经严重影响到了石油化工等能源的开发和本钱结算。由于终年为了顺应消费弹性的请求,石油化工企业大多数的机泵经常会呈现“杀鸡用牛刀”,“小马拉大车”的状况。招致不少机泵的工业效能没有得到合理的配制和发挥,经常形成不用要的糜费。因而,加鼎力度讨论石油化工泵的节能技术啊,曾经成为我们开展石油化工等重工业的必然趋向。 2石油化工泵的节能技术 2.1保送泵过剩扬程控制技术 为了顺应消费操作的弹性请求和真正做到节能减排,维护数据质量的良好场面,加大能源统计剖析力度,严厉依照有关的技术指标的规则,积极的搜集、整理、上报相关数据,加强技术指标统计工作的指导作用。便当愈加深化的停止耗能缘由的剖析以及讨论石油化工泵的节能技术的构造原理,实在做到节能减排,进步能效的基本目的。保送泵过剩扬程控制技术的关键是做到出口节流、进口节流、旁路调理以及依据详细状况,详细剖析和施行能否需求切割叶轮外径,减少叶轮数量、改换叶轮大小。首先,由于应用保送泵过剩扬程控制技术不适于调理请求太大的机泵,特别是具有陡降扬程性能曲线的机泵。所以出口节流成为机泵最常见、最简单的调理办法。经过关小出口阀的方式来增加管线系统损失,减少工作流量。但是阀门的开度普通不可以小于百分之五十,否则将会呈现泵过大的状况。其次,尽量防止进口节流比出口节流扬程少的状况发作,由于这种状况极有可能惹起保送泵过剩扬程控制技术、抽空,会随时损坏机泵的轴承。因而,我们通常采用的方式是,应用对串联运转的第二台机泵的进口,吸入压力较大的裕量。这样不只可以防止多级泵由于轴力的忽然改动而惹起的零部件的损坏,更可以俭省能源,发挥机泵的最大效益。除此之外,我们还能够经过旁路调理,即在机泵的出口管线旁设立另外一条管线,使局部液体返回泵的进口或者吸液罐。这样就能够保证实践泵送量比需求量大,不至于呈现由于低于最小流量而产生的液体过热、气蚀和震动。除了上述的几个根本办法以外,我们还能够经过依据流量或者扬程超越需求量的3%——5%时,切割叶轮外径,降低其流量。但是值得强调的一点是,叶轮切割时分,一定要留意叶轮能否是原型叶轮,假如之前由于某种缘由,曾经对叶轮停止了切割,那么再次停止切割时一定要留意切割量的控制状况。防止叶轮外径和导叶内经间隙过大的状况发作;多级泵不能在进口处撤除叶轮,否则会呈现由于阻力增加而招致的气蚀现象。因而在多级泵的流量或者压力调理较大的状况发作时,能够在扫除端减少叶轮的数量并加定距套,保证机泵的正常运转。 2.2变频调速节能技术在石油化工泵中的应用 随着科学技术的进步,经过应用变频调速节能技术,我们能够更好的控制风机、泵类的负载量,进而到达节能减排的目的,换句话来讲,变频调速节能技术曾经成为各个行业开展循环经济的重要举措,因而,变频调速节能技术在石油、化工等多个范畴得到了最普遍的应用。 1)变频调速节能技术在沈兴线输油泵中的应用。 以100AYGⅡ67×10D多级离心泵为例,该设备是将原油输送至加热炉后外输沿线下站,是保障沈兴线正常运行的重要设备。该系统的工作原理是经过采用控制出口阀门的办法停止控制,即应用差压变送器检测系统的流量信号送至PID调理器,并经过PID调理器来控制电源频率和输出控制信号,从而保持机泵流量的稳定。经过变频调速节能技术在石油化工泵中的应用,我们不只处理了源系统中节流量较大、糜费大量电能、控制度低、电机噪声较大的问题,而且由于变频技术的改造,机泵投入运转之后,操作工艺控制的愈加平稳,变频器的调理水平愈加精准,不只使系统控制的精准度到达了优化规范,而且节约了渣油进料泵的电源能量。 2)积极理论输油泵的多段调速变频技术。 在平常的消费环节中,输油泵是输油平稳的重要组成局部,输油泵普通都是昼夜连续作业,在实践的操作过程中,输油系统的耗电量普通会比较大,因而,积极讨论输油泵的多段调速变频技术是进步管线连续运转效率,完成自动化的重要保证。例如,某公司在安装检修时间,针对3台输油泵停止了变频优化节能改造。在经过调速变频技术之后,工艺控制程度逐渐平稳,系统控制精准度也大幅度进步,不只减少了以前机泵控制系统的有关滞后现象,更使得机泵的运转压力日趋平稳,工艺运转指标也得到了优化。 作者:王楚媛 单位:中油辽河油田公司质量节能管理部 石油化工节能论文:石油化工企业绿色节能技术论文 一、绿色环保技术在石油化工企业中的应用 1.化学反应的绿色化 化学反应的绿色化是指在相关的制备和反应过程中做到“零排放”。而传统意义上的“零排放”是指反应物经过催化作用以及一系列的反应完全转化成为所需的物质,从而实现百分之百的转化率。其实这样一种概念是十分难达到的,尽管已经有许多先进的技术和手段达到了近乎“零排放”的标准和要求,但想实现真正意义上的转化率为百分之百还是存在着困难的。近些年来随着相关学者的研究不断深入,许多新的技术也应运而生,将传统意义上的“零排放”转变了概念,意为在尽量满足较高的转化率的情况下,将得到的副产物也直接经过下一反应步骤并转化成为环境友好的物质进行排出或是进一步加以利用。这种新型的转化思想也将原本无用或是对环境存在着威胁和污染的物质“变废为宝”,让副产物成为能够被人们所利用的原料物质。这类技术的研发不仅仅是改善了环境污染的问题,还一定程度上节约了能源,可以称得上是真正的绿色环保、节约能源的技术手段。 2.产品的绿色化 之所以要强调化工产品的绿色化,是因为石油化工类的产品在我们的日常生活中实在是太普遍了,不得不承认的是石油化工类的产品的的确确改变了我们的生活,给生活带来许多方便和优越,但相对于这些有利之处来说,其对于我们生活环境的污染也是不容小觑的。比如,我们生活中最普遍的洗涤用品,过去我们常用的洗衣粉中都是含磷的,而这些含磷的洗衣粉在溶于水之后随着生活污水一同被排到江河湖海中,造成了赤潮,给自然环境与生态平衡带来了相当大的影响,因此,近些年来人们逐渐对此问题开始重视起来,研发了不含磷的洗涤剂,从根本上杜绝这种环境污染问题。同时,还有许多常见的石油化工类污染就每天在我们身边发生,比如汽车使用的汽油以及柴油。由于人们生活水平越来越高,对于汽油和柴油的需求量也越来越大。近些年来我国对于汽车能源的开发上也格外关注,低硫低碳、环境友好的配方和技术逐步成熟起来;另外,我国还在不断开发太阳能汽车、以及新能源汽车等等,另外,对于交通工具的能源上,我们国家还大力推崇使用电能的汽车。 二、节能技术在石油化工企业中的应用 最初,人们为了追求高效率的生产以及最大程度上提升经济效益,不断研发一些节能技术,而近些年来,由于能源枯竭的问题日益严重起来,有越来越多的专业人员和学者们都投身于节能技术的开发和研究,不仅仅是从经济利益角度出发,更重要的是能够节约能源,实现人类经济和自然的可持续发展。目前,在石油化工行业中较为常见的一种节能技术为变频调节技术。在石油化工企业中,耗费能源最大的就是电动机,包括泵类以及风机等等。因此,想实现石油化工企业的节能化应该从根本上减少电动机的耗能。而变频调节技术正是针对于电动机的一种有效的技能技术改革。变频调节技术的根本原理是通过控制方案与实际负荷相互之间的匹配,在控制的过程中实现阀门阻力的降低,从而提高系统的效率,以此来实现对于泵类以及风机的科学化、节能化控制。这种控制技术可以根据石油化工企业的生产过程中的实际需要,按照生产要求以及计算选型,并且全面参考产品方案的调整以及原料的调整,科学地控制各项指标和参数,降低企业的电能耗费以及设备磨损等等方面的耗费,实现成本上的节约以及能源上的节约,不论对于企业自身长远地发展还是对于能源方面的可持续发展都是具有着重要的意义和价值的。 三、结语 近些年来,随着环境污染的严重化以及能源枯竭的威胁,人们对于石油化工企业生产过程中的绿色节能技术也越来越重视。目前,针对生产过程中环境污染问题进行改善的方法有许多,包括对于原料的绿色化、反应过程的绿色化以及产品的绿色化等等,另外,对于石油化工企业能源的节约也有许多先进技术,本文以变频调节技术为例进行了简单的介绍,还有更多的发展空间等待着开发和研究。 作者:轩烨 赤俊祥 单位:天津普莱化工技术有限公司 石油化工节能论文:石油化工废水处理节能技术论文 1石油化工废水处理初期的技术方法 1.1浮油隔断技术 石油化工产生的废水成分复杂,在其表面也会有漂浮着许多颗粒性污垢,会产生较多的生物薄膜,这些杂物上面往往携带着很多的浮油,由于浮油的密度相对较小,因而这些杂物就漂浮在水面,将水和空气隔绝,水中需要氧气的生物就无法得以生存,分解能力便大幅度降低,对水的自净作用产生不利影响。在这样的情况下,浮油隔断技术便应运而生,在石油化工废水初步处理中,就使污水通过隔油池,将表面漂浮的物质除去,对污水进行有效的处理。一般对于隔油池的选用采用有斜面的隔油池,在斜面上的水流速度快,不会使浮油聚积在一块,浮油处理的效果较为理想,采用此方法可以将废水中的含油量降到10%以内。 1.2悬浮物粘附技术 经过隔油池的废水得到有效的处理,但是在废水中还是含有许许多多的浮化油和浮油,在处理中还需要运用到悬浮物粘附技术,该技术的采用将进一步强化废水中悬浮浮油的处理。详细的操作就是使用分散的、体积小的气泡,来将水中的悬浮物吸附到废水表面,再对悬浮物予以处理,将乳化油等浮油与水进行有效的分离。在实际生产中,通常采取涡凹这种粘附悬浮物的基础,在新疆以及内蒙古等地运用的较多,此类方法操作非常简便,有显著的粘附效果,其对乳化油、浮油和硫化物均有较强的粘附作用,有助于污水的进一步处理及净化。 1.3吸附技术 吸附技术的原理是运用活性炭等多孔物质将废水中的杂志吸附到表面,以此达到对废水中有害物质的清除目的,但是在处理成本上,活性炭的成本相对比较大,与此同时,对于使用过的活性炭的处理问题,如果没有与之相应的处理往往会引发二次污染,对于此类方法处理过的废水尚且具有较大的硬度,只能够对颗粒性的杂质加以处理。 1.4分离膜状物技术 分离膜状物的技术的使用也是非常广泛的,它的显著优点是可以有效处理废水中的离子以及微生物,还可以实现对工业废水的颜色和味道的处理,因而对废水的处理就变得更加深入了。同时,还有一个优点就是此类方法可以采用自动化处理,设备的体积小,缺点就是这种技术性非常高的产品需要企业有大量的资金及人力投入,因此,其实际运用就会由此受到一定的限制。此外,在废水量比较大的企业通常很少采用上述方法,因该技术的处理废水量小,这便在效率上难以避免的存在一系列缺陷及不足。 2现代的石油化工废水处理节能技术措施 2.1絮凝技术 在石油化工废水中经常用到的一种方法就是絮凝技术,就是向石油化工废水中加入一定量的化学物质,可以使石油化工废水中的悬浮物和其他物质聚积成体积较大的物质,从而沉淀下来,这样使得废水的净化变得非常容易了,通常使用此方法是和悬浮物粘附技术搭配使用,就有很好的效果,采用多样化的絮凝物质,有针对性的使用。现金使用的絮凝物质是从微生物中提取出来的,这种絮凝物有很好的运用市场,絮凝技术在有害物质的降解方面有很大的优势,污染也比较少,所以说絮凝技术的使用是石油化工污水处理中既环保有高效的方法。它的缺点就是在微生物提取过程中,操作方法比较复杂,是需要很高的科学技术做支撑的。 2.2氧化技术 氧化技术主要有光催化氧化法、湿式氧化法和臭氧氧化法,对于成分不同的石油化工废水要选择合适的氧化技术,使处理的效果达到最优、最经济、最安全。首先,光催化氧化法是将光辐射和氧气和双氧水等氧化剂有效的结合,使处理污水有更好的效果。在现在的生产中使用的有以太阳光为光源,以TiO2、ZnO等为催化剂,这种方法处理含有21种有机污染物的水,其主要产物是CO2,并不会出现二次污染的问题。现阶段,一种新的方法正处于研究阶段,具体而言就是利用二价铁和双氧水做氧化剂,运用紫外光,这样就使双氧水加快了产生氢氧根的速度,提高了氧化效率,这项技术的成熟使用还需要一段时间。其次,湿式氧化法分为催化湿式氧化法和湿式空气氧化法,催化湿式氧化法是将有机物在高温高压和催化剂的条件下,氧化分解成为CO2、水和氮气的过程,不产生有害的物质,这个过程中的化学反应时间短,提高了转化效率。湿式空气氧化法是利用空气中的氧气在高温高压条件下进行液相氧化的过程,这种技术能有效控制环境污染物,常用于处理有毒有害的、高浓度难降解的有机污染物。最后,臭氧氧化法运用也比较广泛,主要是因其处理过程并非会产生污泥和二次污染,但是其受限制的是投资费用相当高,处理的流量小。氧化完成后废水中的有机物被氧化成水和二氧化碳,大部分为氧化中间产物。在工程实际中,常常将臭氧氧化和活性炭吸附技术结合使用,在深度处理中被经常用到。 2.3多效蒸发废水回用技术 在石油化工生产中,一般生产环氧丙烷的过程中就会产生大量的废水,其中含有氯化钙,这种物质对环境的污染大,而且还会对生产设备产生腐蚀,企业生产中会有很大的损失。目前的处理方法是加入没有被污染的水,再添加化学试剂对废水中的氯化钙进行稀释,根据工程经验,一般废水和新水的比例在1:1.5,处理后的废水含盐量高,不能再次利用。为了提高废水的利用,多效蒸发废水回用技术就产生了,国内大型石化企业建成了这项技术,就是将环氧丙烷废水中的氯化钙进行浓缩,一般达到75%~80%,加工的成品还可以销售,这项技术可以对冷凝水进行回收使用,提高了废水的利用率,起到节能减排的作用。 3结语 总之,在科技快速发展的新时代,污水处理已经成为人们重点关注的一大问题,国家相关部门以及企业均纷纷加大了投资力度,旨在最大限度的减轻石油工业废水对环境所带来的负面影响,尤其是国内的大型企业,近年来已经建成了智能化、高科技的工业废水处理系统,可有效除去废水中含有的有害物质,进而满足水资源循环使用的要求。所以,提高石油化工废水处理技术是非常重要的,必须不断的创新技术手段,以促进工业废水合理的回收利用,推动社会的有序及和谐发展。 作者:张金莲 单位:天津兴科环境生物工程有限公司 石油化工节能论文:化学工程及石油化工节能的分析 摘要:随着我国社会经济的高速发展,所需消耗掉的能源总量日渐增多,资源紧张现已成为影响我国社会发展最为关键的一项问题。尽管我国国土面积广阔,已探明的能源储量十分可观,种类也相对较为丰富,但是鉴于我国人口规模的庞大,人均资源占有量极为稀少。为了应对日渐短缺的能源紧张问题,就开展有关的化学工程与石油化工节能研究便有着极强的现实意义。该文将就化学工程与石油化工节能展开相关的探究工作,并为我国在能源节约方面提出了一些有价值的建议。 关键词:化学工程;石油化工;节能 不论是在生产领域还是石油化工当中,均必须要依赖于化学反应。化学反应当中的提纯与分离技术是生产阶段最为关键的一项技术策略,其对于整体石油化工生产工作有着无可替代的价值作用。若要想确保能够顺利完成对整体石油化工生产就必须要对质量传递及化学反应要有一定的了解,以及应用到相关的换热设备、流体传送设备,以便能够更好地开展节能工作。据此,下文将就上述原理与设备展开具体分析,以期能够实现对石油化工生产达到良好的节能效果。 1节能原理 1.1质量传递与节能 石油化工的分离主要是以精馏方式为主,这同时也是质量传递的关键所在。依据热力学原理可了解到,完全差异化的物流混合是一种自发性的行为,有着明显的不可逆性;相反的,若要将混合物分离为各种构成成本完全不同的产品之时,便要耗损掉一部分的外部能量。在蒸馏阶段物质位于不同相间的转移是处在温度与压力均保持恒定的状态下所实施的,相转移阶段的推动力量为化学势,其在应对相变以及化学改变之时作用价值巨大。在精馏处理阶段,蒸汽采用特定压力降通过精馏塔是导致不可逆的关键因素之一。其次为再沸器与冷凝器各自通过特定温度变化差异加入以及将热量转移,更为关键的一方面原因是气体与液体的两相接触亦或是在发生混合之后由于远远未能够满足于相平衡从而导致精馏阶段的不可逆性明显升高。因而,减小流体流动所出现的压力降,降低在热传导阶段的温差值,降低质量传递使得浓度差,都能够确保精馏阶段的功耗大大降低,促使被耗损的功耗大幅度降低。 1.2化学反应与节能 在化学反应阶段当中也会受到动量传递、热量传递、质量传递和化学反应等原理的支配。化学反应的速率及平衡性是存在密切相关性的,具体可由反应速率将化学平衡导出,然而却不能反推。因而化学反应的动力学相较于反应热力学是更加底层的一项核心基础。热力学纯粹是给出了化学反应的一种可能性,要达到这样一种可能性还需要能够由更高的动力学角度来探讨化学反应速率与有关影响因素。在化学反应阶段,绝大部分状况下均会同时出现热量放出亦或是吸入现象。怎样能够高效化地应用或供应反应热量将是在化学反应阶段实现节能最为关键的一方面内容。针对吸热反应,应当尽可能科学化地进行热量供应。吸热反应温度也应将其最大程度地减小,以便于能够更好地应用过程剩余热量抑或是采取汽轮机抽气予以热量供应,降低对高品质燃料的损耗。针对放热反应现象,便需要尽可能确保对反应热的科学化应用。放热反应温度必须要在允许的范围内达到最大值,以期能够确保所回收到的热量有着较高的品质。化学反应设备是开展化学反应最为关键的部分,在绝大多数的反应阶段当中往往都会同时存在有流体流动、热传导、质量传递等流程,其中每一项流程均会不同程度地产生一定的阻力,且还要耗损一定的能量。因此,对反应装置予以适当的改进,降低阻力,便可实现对能量耗损的有效减小。 2节能设备 2.1换热设备节能 这一设备最终重要的一项功能即为实现对热量的高效化传导,并且在热量传导之时有可能还会因为传热方式仍存有一定的缺陷而造成热量丢失。要想解决这一问题便应当就热量传导过程之中的温度差予以适当的优化协调,促使温度能够始终处在较为稳定的状况之下。热量传导还存在有顺流、逆流、交差流以及混合流等多种形式,特别是在逆流阶段所出现的温差变化是最为明显的,在顺流阶段所出现的温度变化是最不显著的。因而,为了尽可能地增强热量传导效应,还应尽可能地选用逆流传热形式,并借此来实现对热量损耗的降低。提高换热设备换热面积,促使其热传导效应能够尽可能增强。革新传导设备结构,并借此来提高单位体积内的传热面积,进而促使换热器工作效率能够尽可能地得以提升。若可选用部分直径相对偏小的传送管道,还可将管道采取密切排列的方式,采用形状适当的翅片管来提高热传导面积,增强热传导效率。要想提升热传导能量最有效的方式途径即为增强热传导系数,这同时也是在热传导设备节能研究领域最为关键的一项内容。而对于热传导效率的提升就必须要新增一部分的冷热流体以及和管壁间的换热系数,尤其是针对换热性能相对不足的那一部分,可将其管道壁垒的表面设置为粗糙结构,以期能够实现对底层流体热传导效率的影响。此外,还可在管道内新增部分插件,引导其转动同时生成一部分的热量。 2.2流体传送设备节能 2.2.1泵节能 在流体流动或者是在传输阶段内,都会在一定程度上和传输管道内壁产生撞击摩擦,从而便会造成部分能量转换成了热能,致使能源耗损量大大提高。依据能量守恒定律来就流动情况展开分析,需针对流体的流动速度采取适当的控制措施,从而尽可能地降低管道当中的额外阀门零件,若有需要还可适当新增一些减阻剂来减小流体耗损能量。另外,还可选用更高质量同时效率也更高的泵,来促使流体当中所通过的零部件其表面能够更加光滑,降低摩擦系数并最终实现对流体能量耗损的全面降低。 2.2.2压缩机节能 在生产石油化工之时,除过离心式压缩机外常常还会应用到复式压缩设备,尽管此两种压缩设备在原理以及节能的方式上存在着一定的差异性,然而其在实施压缩之时,均可促使有效能受损。导致这一问题现象出现的关键因素是由于采取了非等温压缩处理方式。因此,若要确保压缩设备能够达到更好的节能效果,便需要对压缩设备的结构予以调整,促使其转变为多级别压缩,在传输下级过程内逐渐冷却,从而也便能够最大程度地促使压缩设备接近于等温压缩,可较为高效的降低能量损失,极大地降低额外的能量浪费。 2.2.3离心式压缩机节能 这一种类型的设备在运行过程当中出现能量损失的环节主要为流动、冲击、轮阻等环节。若要促使这一设备能够达到更为优异的节能效果,便需转变其操作方式及设计方案。具体包括:利用对吸入过程压力的提升,来减小在吸入过程内所出现的热能,降低叶轮阻力,转变叶轮及叶片角度,以促使其能量耗损可得以显著减小。 3结语 总而言之,随着当今世界能源危机问题的日渐严重,资源短缺问题不断凸显,节能技术的重要性也上升到了空前的高度。节能技术有着多种形式与类型,每一种节能技术也都有着其最为显著的优势特点,科学应用好有关的节能技术,尽最大努力减小能源耗损将是未来在能源应用领域最为重要的一项研究内容。石油化工资源作为一种不可再生能源,其完全枯竭只是时间长短问题,对此就必须要在这一方面大力加强有关的研究工作,由每一个环节来降低浪费,以期最终能够实现对经济成本的节约。 作者:孙英河 单位:德宝路股份有限公司 石油化工节能论文:石油化工加热炉群的余热回收节能技术创新 目前,炼化装置不断大型化,集群化,为节省占地,减小投资,加热炉常集中布置,采用联合余热回收系统回收烟气余热,这样做虽节省了空间,降低了投资,但同时也增加了系统的复杂性,设计时应充分考虑,以免影响各炉的正常工作。某炼化公司芳烃厂二甲苯车间8500单元有二甲苯塔再沸炉(8501A/B)设计介质热负荷76.4MW,设计热效率90%;择形歧化加热炉(5501)设计介质热负荷5.02MW,设计热效率61%;、甲苯塔再沸炉(5502)设计介质热负荷30.5MW,设计热效率80%;进料加热炉(7501A/B)实际热负荷在5.5~16.5MW之间,设计热效率不会高于90%。炉群采用一套联合余热回收系统并采用纯热管空气预热器,实际排烟温度 150℃。 1加热炉目前存在的主要问题 1.18501A/B加热炉对流段排管不足 8501A/B加热炉对流段介质入口温度280~300℃,烟气出口温度约460℃,介质和烟气温差在160~180℃;对新设计的加热炉,碳钢管材的炉管和介质换热温差一般控制在30~50℃是比较经济合理的。目前8501A/B炉的换热温差明显偏大。同时对流出口烟气温度过高,也给后续的余热回收系统操作带来困难。 1.2加热炉出口烟道进炉顶水平联合烟道布置不合理 加热炉出口烟道进炉顶水平联合烟道布置不合理,在保证加热炉燃烧器正常燃烧的前提下,造成加热炉操作过程中辐射顶负压和炉膛烟气氧含量难以控制,并且其中一台加热炉的操作波动会引起其他加热炉炉膛压力的波动。炉顶压力低,炉体看火门、防爆门、长明灯、看火孔、弯头箱等处漏风量大,漏进炉内的空气不参与燃烧,相当于将空气加热到排烟温度排放,直接造成加热炉热效率下降;漏风还导致实际烟气量比理论烟气量大,影响余热回收系统预热器的操作。 炉顶压力高,设计负压操作的加热炉可能形成炉内正压,给加热炉的操作带来安全隐患。炉膛烟气氧含量过高,说明未参与燃料燃烧的空气量多,造成加热炉实际操作热效率下降。炉膛烟气氧含量过低,无法保证燃料的完全燃烧,燃料的不完全燃烧使加热炉操作时燃料消耗增加,致使加热炉热效率降低。 1.3加热炉余热回收系统预热器① 空气预热器直接使用热管预热器不合适。目前8501炉群混合烟气温度在375~400℃之间,根据我公司的经验及综合多个炼厂实际操作经验教训,热烟气温度高于300℃不适合直接使用热管空气预热器。8500#炉群混合烟气375~400℃这么高的烟气温度很容易造成预热器的热管失效,而一旦热管开始失效将形成恶性循环:烟气温度高热管失效加热炉效率降低燃料消耗增加烟气进预热器温度升高热管失效。②热管预热器热管采用立式不合理。热管烟气侧结构有环形翅片,立式布置的热管其翅片是水平的,不利于烟气中的灰尘靠自重清除,未能合理利用烟气自清灰能力。 1.4加热炉群余热回收系统鼓风机出口风道布置不合理 加热炉群余热回收系统鼓风机出口风道布置不合理,两台鼓风机并联布置,但风机布置不对称,且风机空气出口流形不合理,两台风机同时操作时调节困难,空气出口压力不稳定。 2数据整理分析 2.1数据整理 整理出的数据如表1所示。 2.2数据分析 目前进预热器混合烟气温度在375/400℃,这么高的温度如果直接进行余热回收,假如环境温度按20℃计算,烟气和空气间换热温差40℃,则换热后空气温度不能超过335~360℃计算,空气温升在315~340℃之间,漏风量按15%反算烟气温降:Δt=238-258℃,排烟温度最低不能低于135~145℃,这还没有考虑空气内漏、烟气内循环的影响。 如果考虑空气内漏和烟气内循环影响因素,实际排烟温度不会低于150℃。而空气内漏和烟气内循环是不可避免的。炉群的实际热效率 86%。芳烃厂燃料非常干净,燃料硫含量小于5PPm,具备进一步降低排烟温度的条件;加热炉改造工程必须考虑改造后装置操作的适应性,并且冬季和夏季环境温度相差40℃以上,必须设置一定的调节手段,控制排烟温度在合理的范围内;根据核算结果,最大操作负荷和原设计负荷基本吻合,本装置改造以原设计负荷为准比较合适;要想进一步提高热效率,必须增加主要介质吸热量;我公司控制钢水热管预热器的使用范围是:烟气温度280~180℃,特殊工况下最高使用温度不超过300℃,中温热管或高温热管,根据我们了解的目前国内实际使用情况,不推荐使用。 3改造目标 解决BA8501A/B加热炉对流段取热不足问题,为进一步提高加热炉热效率创造条件;解决加热炉余热回收系统操作寿命短,长周期操作效率低下问题,提高加热炉长周期实际操作热效率,减少燃料消耗;解决加热炉余热回收系统鼓风机操作不稳定问题。 4改造方案 4.18501A/B对流段增加介质排管 由于8501A/B炉对流出口烟气温度偏高,致使炉群混和后烟气温度在375℃以上,给后续的空气预热器设计带来困难。采用扰流子预热器取热,一程扰流子不够,两程设计困难。因此只能加高对流段,根据需要增加合理的主介质对流排管。根据8501A/B加热炉的结构,在不改变原结构的前提下,在对流顶新增加一段对流段,用来加热主介质。由于主介质为液相,排管内外气—液的换热系数比空气预热器气—气换热系数大,换热效果也更加经济。并且用较高温位的烟气直接加热主介质不会降低烟气品味,加热炉的操作运行更加合理,并且真正的减少燃料消耗。初步估算增加一段对流段后,出对流烟气温度能降低到360℃以下,炉群混和烟气温度在334℃左右。完全可以采用一程扰流子保护段回收烟气余热并对热管预热器进行保护。确保加热炉及配套的余热回收系统长周期高效率操作。 4.2加热炉出口烟道 加热炉出口烟道进炉顶水平联合烟道布置不合理。现有烟道情况使得远离水平烟道烟气出口的加热炉排烟烟气可能对靠近水平烟道烟气出口位置的加热炉排烟形成封堵。造成靠近烟囱位置的加热炉排烟不畅,炉膛压力波动,炉膛压力及烟气氧含量调整不便,无法将加热炉内辐射顶负压及烟气氧含量控制在合理的范围内,甚至造成火嘴熄火的危险。根据现场实际情况,将加热炉排烟进入水平烟道的角度由垂直进入修改为顺烟气流向倾斜30°~45°汇入,使烟气流动顺畅。 4.3余热回收部分 ①根据现场实际情况,利用原热管预热器框架,在热管预热器前部增加高温保护段。因烟气进入预热器温度偏高,而现有缺少高温保护的热管预热器,预期寿命在3~6个月。之后换热效果开始急剧恶化,不能保证加热炉的长周期高效率操作。所以必须在现有热管预热器前部增加高温保护段。 ②调整热烟道。调整热烟道下行角度,使烟气流动合理,降低烟道中的烟气流动阻力损失。利用原热烟道做支撑,改变热烟气出口流向,使热烟气从上面直接进入新增的预热器高温保护段。 ③调整5501热烟道。原加热炉5501烟气汇入5502对流段,炉5501缺乏调整手段,无法调整炉顶负压,建议增加烟道调节挡板,方便炉5501的操作。 ④调整鼓风机出口风道。现场鼓风机出口风道布置不合理,改造后保持鼓风机位置不动,根据需要调整鼓风机出口风道,空气直接向上流动进入热管空气预热器,使空气流动更加顺畅,解决目前操作中鼓风机存在的问题。 ⑤鼓风机控制方案调整两台鼓风机单独操作都能满足加热炉燃烧供风要求,但如果采用一开一备,实际过程操作中运行鼓风机发生故障时,临时启动另外一台鼓风机在时间上来说是来不及的。建议采用两台鼓风机同时供风,每台鼓风机供风50%的运行模式。这样其中一台鼓风机发生故障时才有足够的时间调整另外一台鼓风机满负荷运行。 ⑥现场旁通风道偏大,重新设计旁通风道,使之结构更合理,操作调节方便。如果旁通风道过大,相关的密封调节挡板及其执行机构也大,不仅占地,而且挡板密封调节不便,容易泄漏。空气泄漏后不经过预热器直接进入主风道。使实际经过预热器的空气量偏小,影响空气预热器换热效果。 ⑦调整预热器冷烟出口烟道。目前预热器冷烟出口烟道结构复杂,烟气流动过程中弯多弯陡弯急,烟气流动阻力大。克服阻力就需要消耗电力,造成加热炉的实际操作能耗加大。根据现场实际,增加预热器高温保护段后,适当调整冷烟道结构,使之达到节能降耗目的。 5改造效果 目前,该系统已按此方案进行了改造投用一年多,改造后炉群热效率一直保持在91%以上。且各炉的各项指标均在合理范围之内,操作也更加简单平稳。改造带来的经济效益,正常工况下燃料消耗减少467Nm3/h,按每年开工8000h计算,节约燃料气4170t/a。按燃料气3000元/t计算,每年燃料节约费用约1251万元。改造总投资工程费用800万元,8个月即回收了全部投资。 石油化工节能论文:化学工程与石油化工节能 1压缩机的节能 将气体从低压压缩到所需要的高压需要压缩机,常见的“乙烯三机”(裂解气压缩机、丙烯压缩机和乙烯压缩机)就属于大型离心式压缩机,是乙烯装置的耗能大户。除了离心式压缩机,往复式压缩机也在石油化工生产过程中有着广泛的应用。尽管离心式压缩机和往复式压缩机因工作原理不同节能方式存在差异,但从有效能分析的观点看,压缩过程的有效能损失主要是非等温压缩的不可逆性引起的。因此,压缩机节能的关键是改变压缩机的结构,采用多级压缩,级间冷却,使整个压缩过程向等温压缩过程趋近,减少有效能损失。例如,乙烯裂解气压缩机通常设计成四段或五段。离心式压缩机的能量损失方式有流动损失、冲击损失、轮阻损失和漏气损失等,对离心式压缩机的操作与设计改进是增产节能的主要措施之一。例如:提高吸入压力,降低吸入温度,增加流量,提高转速;增加叶轮扩压器的通流宽度,降低叶轮轮阻损失,改变叶轮叶片和扩压器叶片的几何安装角度等。对于往复式压缩机,通过减小压缩过程的不可逆性实现节能的主要方法有:合理的选择压缩比,增加压缩机段数,提高吸入压力,降低出口压力,降低压缩机入口气体的温度,减小段间阻力降,尽量取消压缩机前后不必要的阀件和弯头等。 2热量传递与节能 热量传递过程可以分为导热传热、对流传热和辐射传热三种基本方式,它们有各自不同的传热规律,石油化工生产过程中的传热通常是几种传热方式的组合。强化传热的目的就是力求使换热器在单位时间内、单位传热面积传递的热量尽可能的多。从传热基本方程Q=KFΔT可以看出,增大传热量Q可以通过增大传热温差ΔT、扩大传热面积F和提高传热系数K三种途径来实现。(1)优化平均传热温差。在换热器中冷热流体的流动方式有四种,即顺流、逆流、交叉流、混合流。在冷热流体进出口温度相同时,逆流的平均传热温差ΔT最大,顺流时ΔT最小,因此,为增加传热量应尽可能采用逆流或接近于逆流的传热方式。增加冷热流体的平均传热温差T虽然可以强化传热,但同时也增加了传热过程的不可逆性,增加了传热过程的损失,因此,通过权衡,优化冷热流体的平均传热温差T是节能必须进行的工作。(2)扩大换热面积。增大传热面积以强化传热,并不是简单地通过增大设备体积来扩大传热面积,而是通过传热面结构的改进来增大单位体积内的传热面,从而使得换热器高效而紧凑。如采用小直径的管子,并实行密集布管,采用各种形状的翅片管来增加传热面积。一些新型的紧凑式换热器,如板式换热器和板翅式换热器,同管壳式换热器相比,在单位体积内可布置的换热面积要大得多。对于高温、高压工况一般都采用简单的扩展表面,如普通翅片管、销钉管、鳍片管,虽然它们扩展的程度不如板式结构高,但效果仍然是显著的。(3)提高传热系数K。提高传热系数是增加传热量的重要途径,也是当前强化传热研究工作的重点内容。提高传热系数的方法重点是提高冷热流体与管壁之间的换热系数。尤其要提高管子两侧中换热较差一侧的换热系数,以取得较好的强化传热效果。强化对流传热的措施有[7]:表面粗糙化,提高壁面的表面粗糙度以影响湍流粘性底层的传热;表面加扰动单元,如表面为引发涡流而引入的小翅;管道中加入插件以引发转动;用水射流冷却热表面等。上述各独立措施通常可以组合使用,以取得更好的强化效果。需要注意的是,强化传热的所有措施总要以较高的压力损失和驱动功率为代价。因此,把传热和驱动功率统一到过程的不可逆性上来评价强化传热过程的效果,才能使各种技术具有可比性。 3质量传递与节能 精馏过程是一个典型的分离过程,也一个重要的质量传递过程。根据热力学基本原理可知,不同物流的混合是自发的不可逆过程;反之,要把混合物分离成不同组成的产品时,必须消耗某些形式的外界功或热能。精馏过程中物质在不同相间的转移是在恒温和恒压下进行的,相转移过程的推动力是化学势,化学势在处理相变和化学变化时具有重要意义。精馏过程中,蒸汽以一定压力降通过精馏塔是产生不可逆因素的原因之一。其次是再沸器和冷凝器分别以一定的温差加入和移走热量,更重要的原因是气液两相相互接触或混合时因未达到相平衡而使精馏过程的不可逆程度增大。因此,降低流体流动所产生的压力降,减小传热过程中的温度差,减小传质过程中的浓度差即化学势差,均能使精馏过程中的功耗降低。使损失的减少。精馏塔通常可以采用以下节能措施:(1)在精馏塔的操作方面,应尽可能减小回流比,预热进料,减小再沸器的负荷;应充分利用塔釜液余热,减小再沸器与冷凝器的温差,并通过防垢除垢减小传热热阻等。(2)在精馏塔的结构方面,应尽量采用新型塔盘或新型填料以减少塔的压降。在石油化工生产中,过去板式塔多为泡罩塔,填料塔多用拉西环、鲍尔环。随着塔设备技术的发展,老式的塔板和填料逐渐被淘汰。浮阀、筛板、旋流塔板、波纹穿流塔板被采用。在填料上则选用较先进的阶梯环、扁环、矩鞍形金属环和孔板波纹、格栅等新型填料,为提高产量、减少能耗、安全生产和稳定操作创造了条件。此外,采用设置中间冷凝器和中间再沸器的方法减少塔的有效能损失,这样可以降低塔的操作费用,但却增加了塔的设备折旧费用。 4化学反应与节能 化学反应过程同时受动量传递过程、热量传递过程、质量传递过程以及化学反应的规律支配。化学反应的平衡问题和速率问题是互相关联的,可以从反应速率导出化学平衡,但却不能从化学平衡导出反应速率,因此化学反应动力学比化学反应热力学更为基础。热力学仅是给出了化学反应的可能性,要实现这种可能性还必须从动力学的角度研究化学反应的速率及相关影响因素。化学反应进行时,大多数情况下都伴有热量的吸入或放出。如何有效地供给或利用反应热是化学反应过程节能的重要方面。对于吸热反应,应合理供热。吸热反应的温度应尽可能低,以便采用过程余热或汽轮机抽汽供热,节省高品质的燃料。对于放热反应,应合理利用反应热。放热反应的温度应尽可能高,以回收较高的品质的热量。例如,利用乙烯装置裂解气急冷锅炉产生的8~14MPa的高压蒸汽驱动汽轮机,可使每吨乙烯消耗的电力由2000~3000kW/h降到50~l00kW/h,大大提高了乙烯装置的经济性。不论是吸热反应还是放热反应,均应尽量减少惰性稀释组分。因为对吸热反应,惰性组分要多吸收外加热量;而对放热反应,要多消耗反应热。化学反应器是进行化学反应的重要设备。绝大多数反应过程都伴随有流体流动、传热和传质等过程,每种过程都有阻力,都需要消耗能量。所以,改进反应装置,减少阻力,就可降低能耗。 反应设备的选型应满足如下基本要求:(1)反应器内要有良好的传质和传热条件;(2)建立合适的浓度、温度分布体系;(3)对于强放热或吸热反应要保证足够的传热速度和可靠的热稳定性;(4)根据操作温度、压力和介质的耐腐蚀性能,要求设备具有材料稳定、型式好、结构可靠、机械强度高、耐腐蚀能力强等特点。例如,凯洛格(Kellogg)公司为减少合成氨催化剂床层压力降、提高单程转化率以及简化设备结构,开发了激冷型卧式反应器。催化剂呈水平板状,反应气体垂直通过催剂床层,反应器压力损失明显下降。文献较为全面、系统地讨论了各种化学反应器,特别是新型化学反应器在节能降耗中的作用。催化剂的选取则是另一个决定物耗和能耗水平的关键因素。由阿勒尼乌斯(Arrhenius)方程可知,化学反应速率与反应温度成正比,与反应活化能成反比,与指前因子,即碰撞因子成正比。所以,选择合适的催化剂至关重要。例如,意大利蒙特爱迪生公司与日本三井石油化学公司共同开发的丙烯聚合反应高效催化剂,与以前采用的齐格勒(Ziegler)型催化剂相比,生产强度提高了7~10倍,并省掉了脱灰工序,原料、蒸汽、电力等消耗均显著下降。 5结语 本文重点讨论了传递过程原理以及化学反应工程与石油化工节能的关系。特别是从减小动量传递、热量传递、质量传递和化学反应过程的不可逆性,减小过程的有用功损失,减小过程的有效能损失出发,探讨了反应设备、分离设备、换热设备和流体输送设备的节能途径和改进设备设计的方法。根据化学工程的基本理论所获得的节能途径是多种多样的,节能效果也各不相同,但最终的评价则取决于经济效益。多数情况下,采用节能技术均会减少操作费用,但设备费用可能会增加,所以最大限度节能不一定是最经济的。此外,节能措施还往往使操作变得复杂,要求较高的控制水平,这是在应用节能技术时不容忽视的现实问题,必须综合权衡,优选最佳方案。 作者:刘维康魏寿彭郭彦杨树林单位:中国石油规划总院北京化工大学 石油化工节能论文:石油化工泵节能技术分析 摘要:石油化工泵在设计的过程中为了满足型号统一等基本需求,很多机泵基本效能未得到充分的发挥,使石油化工泵在电能、功效等方面产生了巨大的浪费。为此,本文针对石油化工泵的具体运用进行浅述,同时对石油化工泵节能技术进行论述。 关键词:石油化工泵;节能技术;原因分析 1目前我国石油资源状况和石油化工泵节能的原因分析 石油作为一个国家非常重要的战略性资源,亦是人们日常生活当中不可或缺的能量资源。机泵作为石油化工领域中重要基础设备,其节能技术水平的高低将对我国石油化工等能源的进一步开发及成本结算的结果有着直接的影响。为此,应增加对石油化工泵节能技术的深入探究。 2石油化工泵节能技术 输送泵过剩扬程控制技术分析如下。为能够更好地适应操作弹性准求、真正实现节能减排、维护数据质量的良好局面,则需不断地加大对能源数据的统计分析力度,严格遵循相关技术指标中的具体规定,积极进行数据的搜集、整理及上报工作,不断增强技术指标统计工作的指导性作用,以便于对具体的耗能原因作出系统性的浅析,同时对石油化工泵节能技术结构原理进行研究,真正的达到节能减排、促使节能效果得到进一步提高。出口节流、进口节流、旁路调节是输送泵过剩扬程控制技术的关键所在,同时需要根据实际状况,对于问题进行具体分析,实施是否需切割叶轮外径,以尽可能地缩减叶轮的实际数量,并且需对叶轮的大小进行更换处理。第一,因运用输送泵过剩扬程控制技术与调节要求过大的机泵不吻合,尤其是具备化工泵扬程性能曲线的机泵,为此,出口节流是机泵中最为多见的一种调节方式。通过将出口阀关小的方法来增加管线系统损失,将工作流量缩减到最小的程度。但是,阀门的开度通常不可低于50%,否则便会有泵过大的现象发生。第二,尽可能地避免进口节流比出口节流扬程少的状况出现。由于此现象很有可能会引起输送泵过剩扬程控制技术会随时对机泵的轴承造成损坏。为此,一般情况下我们会选择的方法是利用对串联运行的第二台机泵的进口,吸入大压力的裕量,如此不但可避免多级泵由于轴力的突然改变造成的零部件损坏,更容易造成事故的发生。第三,我们通过旁路调节,在机泵的出口管线旁设置另一条管线,使得一部分液体返回泵的进口,以此便能够真正地保障泵送量的实际需求量,以免由于流量过小引起液体温度过高、震动等情况的发生。除此之外,我们可按照实际流量或扬程超出需求量的3%~5%的情况下,切割叶轮外径,可促使实际流量得到明显的减少。但是,需要特别指出的是,叶轮切割的过程当中,一定要注意叶轮是否属于原型叶轮,若前期受到某些因素的影响,对叶轮进行了切割,那么再次切割的过程当中一定要时刻注意切割量的有效性掌握,防止叶轮外径与导叶内经之间出现间隙过大的现象。多级泵不可在进口的位置进行叶轮的拆除,以免出现因阻力的增多而造成有气蚀现象的发生。为此,在多级泵流量、压力调节过大状况出现的时候,可在排除断缩减叶轮的使用数量,与此同时增加定距套,从而确保机泵在正常的状态下顺利运行。 3化工泵中变频调速节能技术的运用 伴随着先进科学技术的进步与发展,变频调速节能技术得到了广泛性的运用,我们能够实现对风机、泵类负载量的科学合理性掌控,从而达到节能减排的最终目的。变频调度节能技术现已成为节能的有效措施。 3.1变频调速技术基本原理 (1)变频调速基本原理。变频设备是通过对电机定子供电频率的大小来实现改变转动速度的,从而促使电压与频率的比例产生相应的变化,即:工频电源精整流器变化成恒定的直流电压,同时通过逆变器转换为交流电源。(2)变频调速节电基本原理。变频调速节能是从阀门调节的角度进行分析的,采用变频调速设备的基础上,开启全部的阀门,通过改变电机电源频率的方式更改电机运转的速率。通过流体力学可以清楚地认识到,转速n与流量Q的一次方成正比的关系;转速n与风压H的平方成正比例的关系;转速n与功率P的立方成正比。在具体流量Q转换成特定流量50%的状况下,电频调速运用过程中电机功率损耗可达到0.125P;而利用阀门对流量进行掌控其电机损耗功率可达0.7P。(3)控制方式的选择。①单回路控制。单回路控制形式转变成变频调速掌控,这种方式是非常简洁的,是对控制系统调节设备输送信号进行科学掌控的方式,通过由最初的送往控制转化为送往变频设备的控制。但是,传统固有的控制阀、副线阀、后手阀一定要全部打开,这样才能够通过对电机转速的科学有效掌控实现合理控制泵流量的目的。②双回路控制。通常,双回路控制为主控制回路的一种方式,目的是为了能够促使所需流量达到有效控制。而另一种回路控制为副回路控制,发挥着对机泵分流与保护的有效作用。在这一基本现状下,能够将主回路以单回路控制的方式来作出相关的设计,同时将前后手阀、控制阀全部关闭。(4)变频调速器的显著优势。①质量轻、小体积、操作方便,能够根据具体需求对其进行有效性的掌控。②将变频设备的输入端口和电源连接在一起,电机进线与输出端口连接在一起。③电机可促使速度得到明显地降低,实现在线启动,启动过程中电流是非常低的,通常是额定电流的1.7倍,这种情况下给整个电网设备会造成巨大的冲击。④变频调速器具有过电压、瞬间停电、过电流、短路等多种保护功能。⑤随着泵出口位置压力的逐渐降低,下游操作压力会发生缩减的现象,这种情况下需把所有的调节阀全部开启。在没有任何磨损现象发生的情况下,设备的维护工作会得到不断地减少。 3.2变频调速节能技术在化工泵中的运用 (1)变频调速节能技术在化肥装置渣油进料泵中投入使用。此设备是把减压渣油原料输送至整个汽化炉内,是氨装置合成的主要设备。此系统的工作原理是通过采用控制出口阀门的方式来进行掌控的。利用的是差压变送器检测系统的流量信号输送到PID调节器中,同时通过PID调节器对出口调节阀的开度与输出控制信号进行系统性的掌控,从而确保机泵流量处于稳定的一种状态。石油化工泵当中变频调度节能技术的有效运用,不但成功解决了源系统中巨大流量、电能浪费及控制度过低等一系列问题,同时,可通过对变频技术的科学合理性改造、机泵投入正常运作,其操作工艺控制逐渐趋于稳定化的运行状态,变频器的调节程度变得更加准确,不但促使系统控制精准系数不断地增高,同时节省了渣油进料泵的电源能量。(2)积极实践渣浆泵的多段调速变频技术。日常生产过程当中,尾矿泵是确保生产安全的重要内容。通常情况下,尾矿泵属于流水连续性作业,实际生产作业当中,尾矿系统的电能损耗量通常是非常大的。为此,积极实践渣浆泵的多段调速变频技术可促使尾矿泵的整体运行水平得到进一步的明显提高,确保自动化的顺利实现。 4我国石油化工业节能技术的发展趋势 我国石油化工业节能技术的迅速发展,将更好地推动石化工业的不断进步,并在极大限度上促使我国跻身于世界先进石油化工国家领先水平。2009年末,我国原油加工能力第一次高出400Mt/a,排名于世界领先地位。乙烯生产能力达到10.25Mt/a,稳居世界第二的水平。需要指出的是,石油化工业为一种高损耗的传统行业,其中,能源损耗数量远超过建材、冶金、化工等行业,在石油化工节能技术方面的持续性投入,对聚丙烯、乙烯裂解炉等成套技术,在一定程度上起到了有效地推动性作用。在许多企业中,石油化工节能技术获得了大范围的运用,其中包含:创建能量平衡方法、有效能平衡等方式对原料的路线进行合理性的更改,从而将能源利用率得到显著性的提高。随着变频电机、热点联产、向热联合装置等先进节能降耗技术的投入使用,进一步促使我国的石油化工节能降耗水准得到了明显地提高。(1)工艺技术的改进。可采用先进的新技术、新工艺、新设备、新催化剂等,对现有化工泵设备进行进一步的改良。(2)低温能源回收利用技术。其中涵盖有热泵技术、使用低温热作为热源的吸收制冷技术、低温热发电技术等。(3)热电联产技术。(4)气代油、焦代油技术。主要是将燃料油换成水煤浆,对目前的燃油锅炉系统进行科学地改造,从而逐渐将重油、轻油全部取代。 5结语 在现代化社会日益发展的今天,油气资源逐渐紧张,我国石油化工企业需进一步加快节能技术研发步伐,逐渐降低能源损耗量。 作者:何立根 单位:鄂尔多斯中天合创能源有限责任公司 石油化工节能论文:石油化工泵节能技术探讨 摘要:泵是石油化工生产过程中的重要设备,通过实现对于石油化工泵设备的节能设计,可以有效降低整个石油化工生产的成本。本文就将在研究石油化工泵节能技术的基本特点、基本内容的基础上,找寻石油化工泵的节能技术,以利有效控制石油化工生产过程的成本,提升石油化工生产效益。 关键词:石油化工泵;节能技术;优化方式 随着各种新型石油化工泵的出现,其在石油化工生产过程中扮演的角色也越来越重要。近几年来,随着石油化工生产技术的进一步完善,给石油化工泵的节能技术的发展提供了新的方向。新型石油化工泵节能技术的应用,也可以在改善石油化工泵使用性能的基础上,控制石油化工生产过程的成本,进而保证了石油化工泵在石油化工生产过程中的整体使用效果。基于此,本文将对石油化工泵的节能技术进探索研究工作。 1引进石油化工泵节能技术的意义 石油化工泵在石油化工生产的应用过程中,通过引进相应的节能技术,不仅可以保证石油化工生产过程的稳定性,还可以在优化石油化工泵的运行参数的基础上,有效的降低石油化工生产过程的能耗,降低石油化工生产成本。具体的来说,在石油化工泵的应用过程中,通过添加灵敏的传感器部件,可以高效进行对石油化工泵的参数控制。与此同时,基于传感器技术的具体运行原理,可以智能、高效的进行对石油化工泵的开度调节,并经过信息处理元件,及时有效的获取石油化工生产过程中的一系列运行信息,进而保证整个石油化工生产过程的智能高效完成。通过引进高科技的石油化工泵节能技术,可以帮助石油化工泵更加精确的进行石油化工工艺参数控制,并对石油化工运行过程中所涉及到的各种工艺参数进行智能化控制,保证整个生产过程的高效率、高精确度完成。与此同时,由于石油化工生产过程都处于高温、高压的工作状态,对于石油化工泵节能技术的要求相对较高。具体的来说,石油化工泵都处于复杂的化工工艺条件之下,在这样的背景下,就很容易导致石油化工泵出现偏差问题,进而导致石油化工泵的正常功用难以得到有效的发挥。因此,就需要对现有的石油化工泵节能技术进行更新设计,让石油化工泵所使用的材料、引用的智能控制设备能够满足石油化工工作环境,并设定智能化的运行参数,保证石油化工泵的稳定、高效运行。 2石油化工泵节能技术概述 在进行石油化工泵节能技术研究过程中,其核心内容主要包括:引进专门的化工泵保护材料、智能化的传感器控制体系。具体的来说,专门的化工泵保护材料部分,主要指的是对石油化工生产的工艺条件参数进行调查,并从特种材料、零部件表层设计进行节能优化设计,防止可能出现的石油化工泵泄漏情况,保证整个石油化工生产过程的稳定运行;在另一个角度,石油化工泵的智能化控制元件的设计,是从收集到的石油化工泵的工艺条件信息入手,智能化的控制石油化工泵的开度,达到节能降耗的目的。石油化工泵上的传感器部位进行化工生产条件的感应,并从DCS系统上的智能化反馈石油化工泵的具体状态,进而控制石油化工泵的开度,完成对石油化工生产过程的控制。与此同时,经过一定的石油化工泵内部的传感器进行有效控制,利用智能化控制系统分析石油化工泵的工作运行状态,进而快速的进行对石油化工泵的状态调节,满足当前工艺条件下的工作需要,保证石油化工生产过程的高效完成。 3石油化工泵节能技术措施探析 首先,在进行石油化工泵节能技术措施研究过程中,使用对现有的石油化工泵传感器部分进行优化设计,并为之所配套的DCS系统进行优化设计,快速有效的对石油化工泵的运行参数的进行获取,然后对石油化工泵的具体参数进行分析,拿出行之有效的应对技术措施,保证整个石油化工生产过程的高效完成。第二,要充分考虑石油化工生产工艺条件的复杂性,并对石油化工泵的损耗情况进行充分的考虑。在这样的背景下,通过在石油化工泵的轴承部分、石油化工泵的外部密封部分进行重点的保护设计,保证石油化工泵的正常运行。第三,在石油化工泵节能技术应用规划过程中,还要充分的考虑到对石油化工泵在石油化工生产应用过程中的维护保养。在上文中,已经介绍到石油化工泵的工作条件,因此,就需要结合石油化工生产过程的实际情况,定期进行石油化工泵的保养维护,保证石油化工泵的生产效率,进而达到节能降耗的目的。 4结语 综上所述,在石油化工生产运行的过程中,离不开对先进的石油化工泵节能技术的追求。针对这样的情况,就需要定期分析石油化工泵的生产工艺条件,并注重到对先进智能控制的引进,以此为基础综合性的进行后续的石油化工泵节能技术研究。 作者:林长健 单位:抚顺市国际工程咨询中心 石油化工节能论文:浅议石油化工生产中节能管理 与欧美等石油化工行业技术先进国家相比,我国的总能源利用效率低约10-15个百分点,实际利用效率仅为30%左右。例如:在石油利用效率方面,我国国内生产总值每升高一千美元需要消耗石油0.26工,约为日本的2.3倍、美国的1倍,印度的0.2倍。同时,在国内石油化工企业的生产过程中,产业体制、资源约束、结构不合理、生产技术落后等问题长期存在,严重影响了节能工作的有效开展。由于我国对于石油化工生产节能工艺的研究还处于发展阶段,某些先进的节能工艺仅适用于大规模的石油化工企业,对于中小型企业节能管理体系建设的研究还不够完善,一些节能监管部门也存在职能不到位、力量薄弱等一些现实问题,最终造成石油化工产业的发展不够绿色、节能,不能够满足现代化企业的发展要求。同时,在石油化工企业节能工作的基础管理方面,定额、计量、监测与统计等相对薄弱,在石油化工生产工艺方面也存在着一定的缺憾,进而造成节能工作不能够从生产源头进行控制,同样不利于全员节能意识的培养。除了上述问题以外,由于石油化工生产对于节能管理不够重视,自身对于生产工艺节能管理的研究不够深入,最终导致石油化工生产中存在着资源浪费的现象。如没有对化工生产中所产生余热进行有效回收,并未对化工生产废水中的化学品进行综合沉淀并利用、对于催化剂的过度应用等等,均会造成一定的资源浪费。 化工生产中节能管理的措施 在石油化工企业的生产中,余热回收是不容忽视的关键节能技术之一。石油化工企业的生产过程中,余热主要来原于各种化学反应的放热现象,例如:高温生产工艺产生的热物流;乙烯裂解炉出口物料经催化裂化反形成的烧焦烟气;燃气轮机排放的尾气;大型蒸气锅炉、工艺加热炉等排放的烟气等等。在国内现阶段的石油化工生产中,余热多数被直接排放至大气中,不但造成了能源的浪费,而且加剧了区域的环境污染。因此,在石油化工企业生产中,必须加强余热的回收与利用,将余热转化为动能投入到生。事实上,对于石油化工产业节能管理的根本在于对石油化工生产工艺的研究,其主要体现于生产过程工艺控制,包括催化反应的管理、系统节能的管理、综合利用能源的工艺设计等等。如今,国内的一些研究机构对于石油化工生产工艺优化的研究已经具有了一定的进展,如一些企业通过改变催化剂的形状,减少异相催化反应时固体催化剂对流体的阻力。如国外某公司研制的一种球形的氨合成催化剂,与不规则形状的催化剂相比,流体阻力可减小50%,由此也就降低了流体赢服阻力的动力消耗,从而达到了节能的目的。此外,控制石油化工生产的排放,对工业“三废”进行能源计量、监控,并且对其进行循环吸收并且加以利用,同样能够得到石油化工生产节能的要求。 综上,对于石油化工生产节能的研究对于石油产业的可持续发展来说具有一定的价值意义。本文仅简单论述了石油化工生产中节能管理的问题,并提出了化工生产中节能管理的措施。笔者认为,就目前石油化工产业的发展情况来分析,如何优化石油化工生产工艺、加强能源的综合利用率、深度挖掘石油化工生产的潜在效能才是石油化工生产技能未来发展的重要途径。 本文作者:胡建工作单位:中石油大庆炼化公司聚合物一厂丙烯酰胺一车间 石油化工节能论文:浅析电气节能技术在石油化工工程设计中的应用 摘 要:为了适应现阶段市场经济的发展要求,必要健全石油化工工程设计体系,该文就电气节能技术展开分析,旨在优化石油化工工程设计方案,进行电气系统能源消耗状况的分析,实现系统节能模块、照明系统节能模块、电子设备节能模块等的协调,满足现阶段石油化工工程设计的要求,实现企业整体投入资本的控制,确保企业经济的健康可持续性运作。 关键词:电气节能技术;石油化工;工程设计;电气能耗;电气系统 一、石油化工工程的节能发展趋势 能源是社会市场经济发展的重要推动力,通过对电力能源的优化应用,有利于推动我国社会经济的稳定性运作,电力能源关乎社会的稳定性及国家的安全性。随着我国社会经济规模的不断扩大,各种能源消耗量不断提升,我国是世界能源生产大国,也是能源消耗大国,随着可持续发展理念的兴起,社会大众对能源消耗状况、生态环保状况等有了一个全新的认识,其对能源利用水平、生态环境保护提出了更高的要求。 为了顺应能源可持续利用的发展趋势,必须健全能源管理体系,进行新型能源节能减排技术的应用,实现化工企业能源消耗模块的控制,实现企业整体能源利用率的优化,避免出现能源浪费问题,培养相关人员的节能管理意识,促进我国石油化工企业的稳定性发展,实现工程设计整体电气节能效益的增强。 二、电气节能技术概念 为了适应我国现阶段电气节能技术工作的要求,实现电子设备节能模块、照明系统节能模块、电子系统节能模块等的协调是必要的。在石油化工工作中,电气设备扮演着重要的工程应用地位,电力系统的节能工作是我国电气节能体系的重要组成部分。与此同时也需要实现电子设备环节、照明系统环节等的节能控制。 在电气节能工作中,其需要遵循以下的工作原则,需要满足生产设备的基本功能性,提升生产设备的工作效率,确保其可靠性及稳定性的提升。这需要提升设备的整体生产技术性能,在此基础上进行能耗水平的降低,提升工程的整体运作效益。在这个过程中,需要遵循经济性的原则,进行设备节能及投资回收期的分析,落实好相关的节能技术措施,实现生态效益、社会效益、企业效益的有效结合。 三、电气节能技术的具体应用策略 1.在电气节能技术应用过程中,首先需要从变压器选型环节、系统功率因素环节、线路功率损耗环节、高次谐波环节等展开分析。变压器是电气系统的常见电气设备,在石化企业日常工作中,一系列的变压器被投入使用,整体来看,这些变压器的电能总量消耗巨大,在变压器的选择过程中,需要根据变压器的负载率进行选择。 在这个过程中,负载率处于40%~60%时,可以有效降低变压器的额定负载,从而实现其损耗率的有效控制。在变压器的选择过程中,为了将负载率控制在上述范围内,必须进行变压器节能方案的应用,进行新型、高效型、节能型变压器的选择,实现企业生产模块能源消耗的有效控制。 2.为了提升企业的运作效益,必须进行系统功率因数的控制。这需要提升系统的功率因数,从而提升能源的整体利用率,通过对这个环节的控制,有利于降低电力成本、生产成本,实现线路电压的降低,实现设备整体利用率的增强,从而确保石油化工企业取得巨大的经济效益。在用电设备应用过程中,其是根据电磁感应原理进行工作的,无论是电动机,还是配电变压器等设备都需要进行交变磁场的建立,从而进行能量的转换及传递,在这个过程中,交变磁场的建立需要电功率即无功功率。在这个过程中,功率因数是有功功率与视在功的比值。 功率因数是对电源输出视在功率利用率的反映,功率因数在0到1之间,当电气系统功率因数趋向1时,电路的无功功率降低,这说明视在功率的利用率不断提升,从而增强系统电能的输送功率,通过对功率因素的提升,实现电路损耗的降低。在功率因数优化过程中,比较常见的方式有人工补偿方式及自然提高方式。通过对电动机选型模块、变压器模块、电动机模块等的优化,可以避免出现电机的空载运行状况,有利于提升设备的功率因数。通过对并联电容器补偿模式、同步电动机补充模式、动态无功功率补偿模式的应用,也有利于提升石油化工工程的系统电能输送率。 3.实践证明,通过对线路功率损耗状况的控制,有利于提升电气节能技术的应用效益。在这个过程中,凡是电流经过电阻的介质均会产生能量消耗,石油化工体系是一个复杂性的工程,其内部涉及各类种类的线路及设备,通过对线路功率损耗的控制,有利于提升电气节能的整体应用效益,为了解决实际问题,必须进行电气线路走向的合理性设计,进行线路长度的减少,进行线路粗细的合理性选择,实现线路损耗模块的优化。 受到外界干扰因素的影响,正弦波会出现一定的畸变状况,畸变程度越大,其具备越大的高次谐波能量,基波的分量也就越小。电网电压模块、电流基波模块等是电动机正常运行的基础,系统中的电压、高次谐波电流会导致额外无功损耗的增大,由于大量过电流、过电压等的产生,不利于提升系统设备运行的可靠性、安全性。为了进行电网高次谐波问题的解决,必须进行无源滤波技术的应用,该系统由滤波器、电力电子设备、电子控制设备等构成通过对系统工作模块的探测,进行畸变波形的抵消,实现标准性正弦波的输出。 4.为了满足实际工作的要求,进行系统供电率的提升是必要的,从而实现电压节能的稳定,进行电压运作模式的优化,避免出现电压不稳定的状况。为了确保供电模块的有效性,必须进行用电设备额定电压环境的创造,在这个过程中,如果额定电压小于供电电压,就会导致过高空载电流的产生,从而不利于能源成本的控制。如果额定电压大于供电电压,就会导致较大负载电流的产生,导致线损率的提升,从而出现一系列的能源浪费状况,为了解决实际问题,必须进行供电电压的合理性选择。 通过对照明系统节能性的提升,有利于增强石油化工工作的整体应用效益,这需要进行能源消耗低的电磁感应灯、LED灯、节能灯等的选择,这些类型的节能灯具备较小的能耗成本,其整体使用寿命长。在照明系统工作过程中,过高的电压会产生大量的热量状况,从而不利于照明设备寿命的提升。为了进行系统回路电压的有效性控制,必须进行照明系统节能方案的优化,实现设备使用寿命的提升。 在石化企业工作模块中,电子设备节能体系主要包括计算机节能模块、PID控制节能模块、打印机节能模块等。为了提升系统的整体节能性,工作人员必须养成良好的工作习惯,养成随手关闭计算机显示器的习惯。在系统操作过程中,需要将操作模式尽量设置为省电模式,复印机、打印机等设备需要在不使用时选择待机或者关系。在PID控制系统设计过程中,需要进行低功率模块的选择。我国正处于社会经济的蓬勃发展时期,在这个过程中,经济的不断发展推动了我国科学技术的改革,为了实现社会经济的可持续性发展,必须进行电气能源消耗状况的控制,降低我国能源总消耗成本,实现对国家资源的保护。 结语 为了适应现阶段市场经济的发展要求,必须进行能源节能减排方案的优化,整体来看,电气节能工作是一个循序渐进的过程,需要实现系统各个电气节能环节的分析及应用,从而实现电气能源整体消耗成本的控制,确保石化企业经济效益的增强,满足现阶段市场经济的发展要求。 石油化工节能论文:电气节能技术在石油化工工程设计中的应用 (新疆科汇工程设计有限责任公司) 摘 要: 随着社会的发展,电气化行业也有了较为迅猛的发展。早在十八世纪时期开始,英格m地区就出现了三次大的工业革命,这三次大的工业革命的发展使世界电气行业开始出现,随后快速发展,电气化行业之前被用在瓦特蒸汽机的改良上,以及爱迪生的电灯等科技革命的发展上。而二十一世纪以来,电气化技术逐渐往节能方面发展,同时又被应用在石油化工工程设计中,给石油化工工程设计方面带来了很大的便利条件,不论是在能源的节约利用问题上,还是在安全问题的措施制定上,同时还提高了工程中的生产率,可以说电气化节能技术使石油化工工程的发展迈开了新的一步,从而达到新的高度。使国家资源的可持续发展战略目标的实现得到了有效的助力。 关键词: 节能灯;节能设备;存在问题;解决方案 引言:改革开放以来,我国经济快速稳定持续发展。人们的生活水平越来越高,百分之九十以上的人们生活居于中上等水平,总体上我国经济社会实现了小康水平,人们在衣、食、住、行、用上都有了翻天覆地的变化。在衣着方面,人们从改革开放以前穿的色彩单调的衣服,到现在街道上橱窗里五彩缤纷的各式各样的衣服;在吃食方面,从抗日战争时期吃的窝窝头,苦糠菜,到现在各式各样的外国大餐,快餐等,人民实现了从吃得饱到吃的好的历史性跨越;在住房方面,人们从以前的茅草屋、土房、瓦房到现在高楼大厦,摩天大楼等建筑;在出行交通媒介方面,人们从牛车发展到人人拥有小汽车;在人们所用物品方面,出现了节能灯,电冰箱,电视机等新世纪的科技产物,这些都是电气技术所带给我们人类社会的便利条件。其中节能灯的使用是电气技术节能化的结果,这为我们国家节省了较多的资源。而近几年来,电气节能技术被应用在石油化工工程设计中,这无疑是一件造福人类的事情。 一、电气节能技术占据主要地位 如何做到节约资源目前是人类社会所最关注的问题。我国现在的治国宗旨是:努力实现全面奔小康,同时建设可持续发展的新型社会经济类型。节省资源,为人类可持续发展做贡献。“节能灯都是小气鬼”。现在社会科技中,节能灯的发明是二十一世纪最伟大的发明,节能灯的全面推广与发展为我国电力事业方面节约了大量的资源,并且使节约的资源更大化的应用到其他领域。太阳能的开发也是电气节能技术表现的结果,现在好多人会在房屋顶层铺满太阳能电池板,这样转化的电能可以供自己家里的电力使用,节省了电力资源这方面的开销问题,同时把太阳能电池板产生的供自己正常使用外的电能上交给国家电力管理部门,还能获得一定的国家补助资金。另外还有其他一些新的电气节能技术的发明,这些都给国家和人民带来了各种各样的经济利益和生活便利。所以说,电气节能技术地位不可估量。 二、电气节能方面问题严峻 众所周知,我国现在的电气节能方面主要是为电气化行业的人才提供就业岗位,而对于电气化行业的人员来说,并没有人曾经系统的学过节能灯的设计与发明。而让他们在节能灯这一方面发挥作用是一件很困难的事情。毕竟没有专业的指导设计知识,要在这一方面发挥作用,无疑要多走很多“弯路”,这样在很大程度上浪费了资源。另一方面,没有专门的设计人才,在节能灯设计的安全系统方面存在很大的漏洞,这样容易诱发一些不安全的事件发生,给国家和人民的生命财产带来极大损失。希望有关部门能够关注这一点,进行有效监督。除此之外,在针对电气节能产业方面研究的事情上有关研究机构还存在资源短缺,资金短缺问题,这些都无疑给研究工作的进度问题带来了很大的干扰,希望国家有关机构能够及时处理这一问题,使得研究工作能够顺利完成。 三、石油化工技术方面存在问题 石油化工工程技术方面存在很大的技术问题。其中如何解决石油化工工程技术中出现的资源最大化问题。石油化工产业需要大量的石油和煤矿等一次能源,这些一次能源都是不可再生能源,如果不能有所节制地使用,必定在将来的某一天造成资源匮乏,那么到时候没有资源可以利用,石油化工产业必将走向关厂倒闭的地步。所以,必须寻找到一种可以节约能源的新型科技技术,以实现资源的可持续利用,这种新型的科技技术就是电气节能技术。另一方面,石油化工工程技术产业所存在的风险也是相当大的,这主要是由于石油化工工程技术这一方面存在很大的安全问题。因为石油化工工程这一化工技术所利用的能源物体都是可燃的,极具危险性的能源。常常能够因为一点小火星就能引发一场爆炸事故,这种事故带来的危害不仅仅是出现在经济利益的减少倒贴上,而且会给广大人民群众造成生命财产的危害,这种危害是致命性的,必须被给予高度重视。这便要求石油化工工程技术产业寻找到可以检测,保证安全设施的新型科技DD电气节能技术,简单的来说就是“电气技术”。 四、电气节能和石油化工紧密相连 石油化工工程技术在电气设备和供电设备方面,要依靠电气节能技术。电气节能技术可以使石油化工工程技术向节约型经济方面发展,可以可以使石油化工产业的投资者获得一定的非常可观的经济效益。电气方面通过改进供电设备实现节约电力化能源的消耗使用率,这样在提高生产率的同时也做到了对于能源节约问题的保障。另一方面,石油化工工程技术的安全问题也是一个要引起高度重视的问题。对于石油化工工程这一领域所出现的危害问题带来的影响是极具震撼力的。所以,在使用电气设备技术的过程中要时刻注意安全问题,及早做好准备,以防止意外事件的发生。要知道在石油化工工程这一方面发生问题不仅仅是严重的暴力事故,同时会使我国的电力系统瘫痪,给我国经济造成无法弥补的损失。因此电气化有关管理部门必须要定期去石油化工厂进行电气设备的检测与维修,以保证供电系统正常稳定运行。 五、电气节能技术应用于石油化工产业 将电气节能技术和石油化工工程技术产业有效结合起来是一个合作双赢的企业项目。首先电气节能技术有了用武之地,这样可以使电气节能技术领域的管理部门带来一些经济上的大好回报,同时也检测了电气化节能的持效性。其次,对于石油化工工程技术产业的有关管理部门来说,也带来了经济利益。通过电气节能技术手段的利用,节约了生产成本,提高了生产效率,给石油化工工程产业带来的输送利息升高了,同时新技术的使用代替了原有的人力劳动资源,节约了人力劳动所要支出的费用,压低了生产成本,再加上电气节能技术在设备安全检测方面更加精准了,给职工人员们带来了很大的安全保护,所以电气节能技术对于石油化工工程技术来说,不论从哪个角度出发,都是百利而无一害。 所以,总体上来说,石油化工工程技术中的有关于电气设备和供电系统方面的问题离不开电气节能技术,必须要依附于电气节能技术。同时希望电气节能技术在有关方面存在的问题要进行一定的改革措施,改良电气节能技术方面有关人才的技术分配问题,要术业有专攻,为电气节能技术的每一个发展阶段匹配与之相对应的产业化人才。将电气节能技术与石油化工工程设计技术结合起来,实现资源的可持续利用,为我国走可持续发展道路做贡献。 石油化工节能论文:石油化工企业电气的主要节能方法探讨 【摘要】:在石油化工企业中,电气节能是一项较为重要的技术应用,因为电气节能具有一定的积极作用,例如能够有效的节约国家的资源,同时也对经济的发展有促进作用。随着石油化工企业的发展与壮大,对电气节能技术的探究具有重要的课题研究意义,下面我们就开始进行探究工作。 【关键词】:石油;化工企业;电气;节能方法 【引言】: 石油能源是新世纪发展的重要能源,它对国家安全和经济发展具有举足轻重的作用,在石油化工企业的生产作业过程中,能源消耗是一大关键性的问题,在全球环保、低碳、节能意识增强的条件下,石油化工企业也要顺应时代的潮流,对石油化工生产中的电气能耗状况进行改进和优化,要对石油化工企业的电力系统进行节能改造,提升石油化工企业中的电气节能应用技术,推动石油化工行业的节能、环保趋势化应用。 在全球经济环境日益环保、节能和绿色的倡导之下,我国的能源发展也遵循“节能优先,效率为本”的发展理念,将石油化工生产作业中的电气能耗进行系统分析,并将电气节能技术和措施作为企业节能的重大战略目标,根据石油化工企业电气节能技术的应用原则和途径,对电气节能工作进行节能降耗的实际应用。 1、电气节能技术应用于石油化工企业中的原则把握 电气节能技术应用于石油化工企业,要关注以下原则:其一,根据石油化工企业电气设备的功能,进行运行参数指标与节能技术相统一的节能技术应用,在确保设备性能的前提下进行节能降耗技术应用。其二,电气节能技术措施要注重经济实用的成本预算,要兼顾节能技术投资与成本费用的回收,实现电气节能技术的增值性应用。其三,电气节能技术还要体现先进性的原则。其四,电气节能技术的应用还要体现技术与环境保护之间的统一与协调,要在与环境相符的条件下,实施电气节能技术应用。其五,进行老电气设备的更新换代,应用新型节能的设备。 2、电气节能未来所面临的挑战 电气节能技术虽然具有重要的作用,并且已得到较广泛的应用,但是就未来的发展来看,也面临着一定的问题,从政策层面来看:我国在电气节能技术方面没有与其相适应的法律法规,因此,电气节能技术在出现一些问题后,得不到法律的保障,另外由于法律的缺乏,也就不能有效的实现有法可依。总的说来,电气节能技术能够给人们的生产生活带来一定的便利,但是其存在的问题和挑战也是我们必须面对的,加大对电气节能技术的探究与钻研具有重要的意义。 3、石油化工企业电气的主要节能方法 3.1电气节能系统设计方案 就石油化工企业日常的生产作业来说,要想做好电气节能设计工作可以从两个方面入手:一要对石油化工企业内部的电力设备进行改造,可以采用数字化的电量采集方式,构建一个智能化的电气能量监控平台,从而实现对电气能量的精细化管理;二要在石油化工企业的作业中,在低压配电室中安装无功补偿和谐波抑制装置,以此来减少谐波的污染。 3.2选择合适的变压器 变压器在石油化工企业中是一种重要的电压切换设备。而在输配电领域又会产生较大的能耗,在电气节能工作中,要选择合适型号的变压器,同时也要考虑到变压器的负载率,尽量使其保证在40%到60%之间,实现最佳状态的节能效果。 3.3提高电力系统的功率因数 在石油化工企业,不可避免的会产生一些无功的消耗,但是有效的电气节能,可以通过提高电力系统功率因数的方式来实现,这样一来可以减少石油化工企业的一些无功传输,改善电压传输的质量。另外,在石油化工企业的生产车间可以安装一些补偿装置,对电力系统中的功率因数进行人工补偿,从而达到电气节能的效果。 3.4减少线路功率的损耗 在石油化工企业中,需要使用的设备和线路有很多,因此在设计线路的时候,就要对线路进行处理,合理处理线路的长短和粗细,这样一来有助于降低线路在使用过程中损耗。 3.5稳定电压条件 就石油化工企业而言,如果能保证电压处在稳定并且达到额定电压的数值,就可以有效的提高企业内部供电的效率。由于电压的不稳定性,并且一旦电压超过了额定电压的范围,将会加大电流,导致能源浪费的现象发生。同样供电电压在额定电压的范围内,也就是小于额定电压的情况下,就会产生一种高程度的负载电流,导致线路损坏以及能源浪费的现象发生。因此我们说电压稳定在额定电压阶段下,才会有效的提高用电效率。 3.6电气节能在照明系统中的应用 在石油化工企业,照明系统的节能技术也是一项有效的应用。由于我国在电压上存在着一定的偏差,所以当电压过高时,照明设备将产生较高的热量,在这种情况下也会影照明设备的正常运转。这就给我们以警戒:在石油化工企业内部,挑选照明设备的过程中,尽量选择一些寿命较长、能源消耗较少的系统。例如节能灯具、电磁感应灯、LED灯具都是照明节能的良好选择,在石油化工企业中应用他们可以较好的控制回路电压,从而有效的实现石油化工企业的节能效果。 3.7电动机装置的节能技术 作为石油化工终端耗电设备之一的电动机装置,是电能消耗较大的环节,因而关注石油化工企业电机系统的节能技术应用,是重点工程之一。为了实现对电动机系统的节能技术应用,首先要对电动机的类型进行合理的选择,要大力改进旧式的淘汰式设施,推广和普及高效节能的电动机,还要合理选取电动机的容量,保证电动机设备的80%负载运行率为最佳。同时,还要大力推广和普及电动机的变频调速性能,为了保证石油化工作业生产的平稳和安全,可以投入变频调速器进行能量控制,不仅减少了生产噪音,而且对电动机有稳定的过流、过载等保护性功能,延长电动机的使用寿命。 结束语 文章对电气节能在石油化工企业的应用进行探讨,希望在未来的发展过程中,我国能够继续加大对石油化工企业的投入,促进石油化工企业发展,同时加强对石油化工企业电气节能技术的发展与完善。因为在石油化工企业的发展过程中,电气节能具有重要的作用,加大对它的研究,将有效的促进石油化工企业的发展,从而有效的带动我国经济的发展。
机电一体化论文:模具中采用机电一体化综述 由于旋盖的螺纹长度较长和螺纹成型后脱模力较大,与常规的脱模机构不同,图4模具采用电机驱动链轮使螺纹型芯旋转的方法来实现自动脱模。 模具结构特点:(1)常规的三板模结构,1模2腔,侧浇口进料。(2)无拉料杆和推杆装置,在弹簧力的作用下通过浇口推板将主流道凝料从定模板上推出,模具结构简单。(3)模具工作可靠,操作方便,自动化程度高。(4)脱螺纹机构的主要零件有:电机、链轮、链条、推力轴承、深沟球轴承、接近开关、中间继电器、时间继电器等。模具的工作过程为:模具合模、注射、保压、冷却过程结束后,模具开模,动模开始向后运动,浇口推板18在弹簧17的作用下,将主流道凝料和塑件从动模上推出。动、定模开模到一定距离,注塑机顶杆通过动模座板16的顶出孔进入模具,使接近开关22受到感应,并发信号给中间继电器19,启动电机26。 电机通过主动链轮24、链条14带动从动链轮8旋转,螺纹型芯7在推力轴承5和深沟球轴承6的配合下作旋转运动。塑件与型芯在相对旋转运动的作用下实现自动脱模。当时间继电器20到时后自动断电,电机停止运转,型芯同时停止旋转,模具的一个工作循环过程结束。 模具中采用的机电一体化控制系统包括电器控制、机械传动和动力元件三大部分。电器控制部分功能上包括:信号采集、信号传递和信号控制;机械传动的类型有:齿轮传动、链传动、蜗杆传动、螺旋传动以及常用机构等。动力元件有:电机、液压泵和气压泵。下面主要对电器控制元件的功能和作用进行介绍。 信号采集元件信号采集元件可分为:接近开关(见图5)、光电开关(见图6)、信号传感器等。图4模具中使用接近开关作为信号采集元件。接近开关是一种无需与运动部件进行机械接触而可以操作的位置开关,当物体接近开关的感应面到动作距离时,不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作,从而触发交流或直流电器工作或给计算机装置提供控制指令。光电开关是利用被检测物对光束的遮挡、吸收或反射,检测物体有或无。物体不限于金属,所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号发出,接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。 信号传递元件图模具中采用中间继电器(见图7)作为信号传递元件。中间继电器是用来传递信号或同时控制多个电路,也可直接用它来控制小容量电机或其他电气执行元件。继电器的工作原理是:当某一输入信号(如电压、电流、温度、速度、压力等)达到预定数值时,使它动作,以改变控制电路的工作状态,从而实现既定的控制或保护的目的。在此过程中,继电器主要起传递信号的作用。 信号控制元件模具中采用的信号控制元件是时间继电器(见图8)。时间继电器的用途是配合工艺要求,执行延时指令。时间继电器可分为通电延时、断电延时、循环延时、释放延时等。时间继电器使用于交流50~60Hz,额定电压12~380V的控制电路中作延时元件,按预定的时间接通或断开电路,具有延时精度高、触电容量大、延时范围广等 机电一体化技术和产品的应用范围非常广泛涉及工业生产过程的所有领域。初级的机电一体化产品是指采用电子技术代替和完善机械产品中的一部分,以提高产品的性能,而高级的机电一体化产品是利用机电一体化技术使机械产品实现自动化、数字化和智能化,使产品性能实现质的飞跃。旋盖成型模具通过应用机电一体化技术简化模具结构和提高模具性能,可为注射模上采用机电一体化技术提供参考。 机电一体化论文: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 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。 机电一体化论文:对煤矿机械机电一体化应用的现状研究 随着科学技术的不断发展,对煤矿机械的性能要求也在不断提高,电子(微电脑)控制装置在煤矿机械上的应用将更加广泛,结构将更加复杂,维护也将更加专业化。为帮助煤矿机械使用人员、维修人员、管理人员对煤矿机械中的电气与电子控制装置的功能、类别及特性有一些初步的了解和掌握,下面就这些做一下介绍与浅述。 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。 为适应煤矿机械对性能的要求,仅仅依靠机械和液压技术已显得力不从心。电子(微电脑)控制技术的发展就成了煤矿机械的必要选择。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。机电一体化技术从20世纪70年代中期开始在国外机械上得到应用。20世纪80年代以微电子技术为核心的高新技术的兴起,推动了机械制造技术的迅速发展,特别是随着微型计算机及微处理技术、传感与检测技术、信息处理技术等的发展及其在机械上的应用,极大促进了煤矿机电产品的性能,使煤矿机械进入了一个飞跃的发展时期。以微电脑或微处理器为核心的电子控制系统在国外机械上的应用已相当普及,在我国也是发展的方向,已成为机械高性能的体现。 目前机械的电子(微电脑)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,出现故障能自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了。 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。 4)其他应用 一些国外生产的输送机、采煤机、综掘机等采用了电子(微电脑)控制的自动变速器,能够根据外负荷的变化情况自动改变传动系的传动比,从而改变功率,这不仅充分利用了电动机功率,大大提高了能耗经济性,而且也简化了操作,降低了劳动强度,提高了设备的安全性能,提高作业人员操作的安全性。目前我国在综合机械化采煤机上采用电子(微电脑)控制,可实现无人操作,使机械能在危险地带或人无法接近的地点进行作业,也配备了无线遥控装置,可远程遥控也可微电脑编程控制。电子(微电脑)系统的可靠性是煤矿机械非常重要的一项性能指标。由于煤矿机械一般井下作业,其直接受到潮气、煤尘、通风、石块、地质变化等的侵袭,此外还受到采煤振动和冲击以及各种电、磁等的干扰,工作环境非常恶劣,因此电子(微电脑)控制系统必须满足井下性能环境要求,能在井下环境温度下可靠、稳定地工作;抗压强度高、抗老化,具有较长的使用寿命;密封性能好,能防止水分和污物的侵入;较好耐冲击和抗振性能;较强的抗干扰能力,系统能在各种干扰下可靠地工作。 机电一体化论文:煤矿机电一体化技术的应用及管理 机电一体化技术煤矿生产中的应用机电一体化技术包括基础的机械技术、以及计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术动技术。而在在矿井的生产过程中,采煤工艺的先进与否直接影响整个矿井的生产能力。因此,要尽量选用先进的采煤工艺,从而到矿井的高产高效的目的。随着我国工业控制自动化技术的发展,煤矿机电自动化在矿上的应用目益增多。 因为煤矿是高危行业,提高机电设备自身的安全可靠程度和自动化程度,最大减少用人,是实现矿井长治久安的关键所在,因此煤矿机电的自动化有力推动了企业安全高效、又好又快发展。 电气自动化在采矿机械设备中的应用采煤机从中厚煤层起步,发展到薄煤层、大功率、大采高强力滚筒采煤机。从有链牵引、无链液压牵引方式,逐渐发展到了电磁滑差无链电牵引和变频调速无链电牵引。液压支架高度从薄煤、中厚到厚煤层,支架型式由占主导的掩护式,逐渐发展到有四柱支撑式低位放顶煤、两柱式的高位放顶煤(单输送机)、两柱掩护式低位放项煤液压支架等多种架型。液压支架电液控制系统在美国、澳大利亚、德国等煤炭生产发达国家得到了普遍的应用,液压支架电液控制系统是实现综采工作面高产高效的关键技术设备,是今后发展的必然方向充分发挥机电一体化技术在煤矿开采中的作用。目前从国内煤矿的技术、经济条件和效益出发,电液控制液压支架主要用于年产400万t以上的一次采全高长壁工作面,600万t以上放项煤工作面及薄煤层高效开采工作面。将在近年内结合各矿特点尝试液压支架的电液控制系统。 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核心。 在我国,大多数煤矿井下生产已经实现了皮带化,采用大巷强力带式运输机运输的方式也非常普遍。另外,计算机控制系统发展也非常迅速,它们具有很多种及时故障诊断和自我保护等功能,如应用过程中的轴承温度、倒转、跑偏及断带等故障,可能在某些方面没有面面俱到,在使用上还不能满足一些功能,但是从发展的角度看问题,这的确是一个很好的开始。而全数字化提升机高度可靠,采用总线方式,使电器安装大大简化,此外,硬件配置简单,互相兼容。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化提升机,其核心部分ascs是由双 cpu构成的计算机系统,其性能先进、操作简便、准确可靠。机电一体化技术在综合机械化采煤中的应用,使设备动作趋于协调,且安全性、可靠性大为提高,操作性能更加完善,为煤炭企业带来了更高的经济效益。 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。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。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,基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。 煤矿机电管理存在的主要问题.1机电管理职能部门作用没有充分发挥尽管各地方煤矿一般都设置了机电管理部门,但大多数矿井机电科都承担 2种职能:一是机电管理,二是机电生产。 机电科管理人员的主要精力放在应付生产上,管理作用没能充分发挥。一些地方煤矿的领导对机电管理重视不够,大量压缩机电人员,造成机电管理人员不足,机电专业组织未能健全,机电管理网络经常中断,机电职能管理作用淡化,技术手段落后。 机电队伍整体素质较低及机电技术力量薄弱一些地方煤矿机电管理人员文化较低,专业技术水平不高,未系统学习设备管理理论和企业管理理论,机电管理凭经验进行。机电职工一般未接受机电专门技术培训,理论知识不足,实践经验缺乏,违章作业经常发生。设备故障较高,因电气失爆而引起的瓦斯、煤尘爆炸事故几乎年年发生。用电管理 两票三制坚持不严,带电作业,约时停送电时有发生。 设备存在隐患较多设备老、旧、杂、带病运转,安全设施、保护装置不全,距《煤矿安全规程》要求差距较大。提升系统缺少缓冲装置和托罐装置,电控系统、制动系统保护不全。井筒装备锈蚀严重,末能定期防腐。有的矿井为了赶产,不能保证主副井2h的停产检修时间,绞车的实际提升负荷超过设计提升能力。一些固定设备的电压表、电流表、压力表、真空表、安全阀未按规定定期校验。井下电气设备没有按规定做电气试验,过流保护整定过大,漏电保护、煤电钻综保、照明信号综合保护、输送机保护、风电闭锁、瓦斯电闭锁甩掉不用或试验及记录不规范。井下局部接地极及连线的材质、工艺不符合要求,安装不合格。非阻燃的电缆、输送带仍在井下使用。电气设备失爆现象屡见不鲜。 改进地方煤矿机电管理的办法重视机电管理,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,以获得领导的支持。 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种形式,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杈;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。认真落实规章制度,扎实地做好设备综合管理,加大机电培训。达到培训的目的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。培训上提高职工学习积极性,严谨机电培训走过场。能实现要我学到我要学的转变,培训达到目的。 对我国煤矿机电一体化技术的思考在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。 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核心装置,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忧的状态工作,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;隹确度,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。 机电一体化论文:机械制造与机电一体化发展探究 1.机械制造智能化技术的发展 1.1人机互动的功能发展方向 机械制造业对图形的精密性要求非常高。因此,必须借助计算机技术完成产品的设计与操作,通过计算机的窗口与菜单完成产品生产的操作过程,利用快速编程、蓝图编程、三维彩色动态图形展示、图形动态跟踪、图形模拟、多方向视图、比例缩放等技术为机械制造提供技术支持,以大量的可视图形和技术数据帮助设计者更好地完成设计过程,提高产品质量与经济效益,同时缩短产品的生产周期,实现产品制造过程的人机互动。 1.2高效化、智能化的性能发展方向 在目前机械制造的操作系统中,高分辨率检测元件和多CPU控制能够提高机械制造过程的效率、精度和速度,形成系统化、科学化、规范化的数字伺服系统,使机床的运转速度得到大幅度提升,自动化调整机械生产的信息流和物料流,以机械制造群控系统提高机械制造的效率与水平。 1.3集成化、可控化的体系发展方向 随着智能化技术在机械制造领域内的不断应用与推广,基于网络数据资源的机械制造管理系统可以通过互联网络深入了解生产工艺流程及设计原理,实现了编程、设定、运行、操作的集成化与可控化,提高了机械设计和制作的效率。机械制造的集成化、可控化的体系发展方向以软硬件运行速度和数控系统的集成度为依据,利用集成化CPU、RISC芯片和可编程集成线路,提高了集成电路的密度,减少/!/互联长度和数量,从而降低了生产成本,提高了产品性能和系统可靠性。这是机械制造智能化技术的发展方向和任务。 2.机械制造智能化与机电一体化的结合发展 机械制造智能化与机电一体化的结合是机械制造业的发展方向,随着智能化技术和机电一体化技术水平的提高,机械制造有着非常广阔的发展前景。具体说来,机械制造与智能化技术、机电一体化技术相结合的发展趋势表现在以下几个方面: 2.1网络化 网络技术是机械制造业的重要发展方向。随着网络技术的推广与普及,企业的生产经营过程发生了极大的变革。物料选择、产品设计、零件制造、产品销售和市场开拓的方式都发生了很大的变化,异地与跨国生产已经非常普遍,技术交流、产品开发合作和经营管理学习也在广泛开展。机械制造企业在网络化的发展环境下既竞争又合作,为了提高自己的竞争力不断研发新产品和新技术,提高了机械制造业的整体水平。因此,网络化是机械制造业的重要发展方向。 2.2智能化 在机械制造业的发展过程中,不断吸收运筹学、人工智能、计算机技术、心理学、模糊数学、生理学、混沌动力学等新思想和新方法,在机械生产过程中模拟人类智能,使机械生产过程更具人性化。 2.3自动化 机械制造的自动化以系统技术、集成技术、人机一体化技术、单元制造技术、柔性制造技术等技术为支撑,为机械制造营造了一个现代化的生产环境,使机械制造朝着敏捷化、全球化、网络化、智能化、虚拟化和绿色化的方向发展。 2.4系统化 机械制造的系统化表现为开发式和模式化的系统体系结构,实现了灵活组态、任意裁剪、任意组合,达到了综合管理和系统控制的目标。此外,机械制造领域内的通信功能也在不断增强,更加注重产品和人的关系,通过模仿生物机理来研制机电一体化产品。 3.结语 总而言之,机电一体化技术和智能化技术是科学技术发展的结果,也是生产力发展的必然产物。随着科学技术的发展与进步,机械制造业也将不断吸收智能化和机电一体化技术,实现机电一体化和机械制造智能化的相互融合、相互促进,不断提高机械制造业的科技水平和生产效率,促进机械制造业走向一个新的发展阶段。 机电一体化论文:发展“机电一体化”的思路和对策 主题词:机电一体化、对策 一、机电一体化技术发展历程及其趋势 自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意. (一)"机电一体化"的发展历程 1.数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页; 2.微电子技术为"机电一体化''带来勃勃生机; 3.可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础; 4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶.(二)"机电一体化"发展趋势 1.光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势. 2.自律分配系统化——柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中,各个子系统是相互独立工作的,子系统为总系统服务,同时具有本身的“自律性”,可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息,在总的前提下,具体“行动”是可以改变的。这样,既明显地增加了系统的适应能力(柔性),又不因某一子系统的故障而影响整个系统。 3.全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显,智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外,其系统的层次结构,也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。 4.“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体,但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物系统”,而生物的特点是硬 件(肌体)——软件(大脑)一体,不可分割。看来,机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋,但有一段漫长的道路要走。 5.微型机电化——微型化。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。当将这一成果用于实际产品时,就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”,机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。 三、典型的机电一体化产品 机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有:数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD/CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有:电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。 四、北京发展“机电一体化”而临的形势和任务 机电一体化工作主要包括两个层次:一是用微电子技术改造传统产业,其目的是节能、节材,提高工效,提高产品质量,把传统工业的技术进步提高一步;二是开发自动化、数字化、智能化机电产品,促进产品的更新换代。 前者是面上的工作,普及工作;后者是提高工作,深层次工作。 (一)北京“机电一体化”工作面临的形势 1.北京用微电子技术改造传统工业的工作量大而广,有难度 (1)在700余家北京市属工业系统的企业中,有60%以上的企业用微电子技术改造机床设备、工业窑炉、风机电泵、生产过程的任务还未完成需要量的一半。 (2)北京工业系统还有2000余台机床设备亟需用微电子技术进行改造;在已改造的近6500台机床设备中,大约有15%需进一步改造。 (3)北京工业系统尚有近250座工业炉窑亟需用电子信息技术进行改造;且610座已改造过的工业炉窑也很有进一步应用模糊技术进行二次改造的必要。 (4)北京工业系统CAD应用还有较大差距。目前,北京工业品设计,CAD应用率仅17%(而美、日等国已超过85%;国内先进地区也超过了30%);CAD的覆盖率才达到11%(而全国CAD应用工程领导小组指出,“八五”期间大中型企业要达到35%,中小型骨干企业要达到15%—20%;到“九五”时,按国务委员宋健的要求,基本上要甩掉绘图板)。 (5)北京工业系统共有改造价值的各种风机电泵装机容量50万千瓦,尚49万多千瓦用变调速技术进行改造的任务,占总任务量的99.5%左右。 (6)工业是全市能源消耗大户。1992年,北京工业系统占全市能耗总量的59.5%。而北京是一个能源严重缺乏的城市,1992年北京工业系统万元产值能耗折合标煤为2.47吨,比上海的1.57吨高57%,比天津的2.15吨高14%,比先进的工业化国家高近9倍。因此,北京工业系统节能降耗的任务非常重,而电力电子技术是节能降耗的王牌。 2.北京用机电一体化技术加速产品更新换代,提高市场占有率的呼声高,有压力。北京市的工业产品大约有3万种,每年约开发试制新产品3000种,更新周期很长。由于更新换代速度跟不上市场变化的需要,影响了北京工业产品的竞争能力。 1993年,北京市工业系统生产的机电一体化产品约837种,在当年生产的产品品种总数中仅占7.8%左右。其中:机械局系统主要产品约1200种,机电一体化产品不到150种机电一体化产品所占比例仅4%强;仪器仪表总公司系统主要产品350种,机电一体化产品210种,机电一体化产品所占比例为60%;轻工系统主要产品总数为649种,机电一体化、智能化产品15种,机电一体化、智能化产品所占比例约2.3%;汽车工业总公司系统平均每辆汽车的总成本为3.5万元,每辆汽车平均装用电子产品的费用约300元,不是总成本的1%;与国外约28%的先进水平相差甚远;与国内先进水平相差一半左右。 3.北京用机电一体化产品取代技术含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、扰民产品的责任重,有意义。在北京工业系统中,能耗、耗水大户,对环境污染严重的企业还占相当大的比重,且不少地处城区和近郊区。近年来北京的工业结构、产品结构虽然几经调整,但由于多种原因,成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题,有企业的“故土难离”“死守故业”问题,但不可否认也有优化不出理想的产业,优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前,这就是发展机电一体化,开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低,且具有柔性,可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革,而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时,可为传统的机械工业注入新鲜血液,带来新的活力,把机械生产从繁重的体力 劳动中解脱出来,实现文明生产。另外,从市场需求的角度看,由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长,差距较大,许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求,每年进口量都比较大,因此亟需发展。 (二)北京“机电一体化”工作的任务 北京在机电一体化方面的任务可以概括为两句话:一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业;另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品,促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为北京产业结构和产品结构调整作贡献。 1.北京应用机电一体化技术改造传统产业的工作重点 (1)大力采用模糊技术,工业炉窑改造应上新台阶 国内外成功的范例表明,应用模糊技术改造工业炉窑比单纯用计算机和PID技术好的多。因此,我们建议今后北京在改造工业炉窑时要大力推广应用模糊技术,到2000年,对应该进行改造但尚未改造的近250座工业炉窑要用模糊 技术等先进电子信息技术改造完毕,其中采用模糊技术改造要在80%。 (2)积极采用数控技术,机床高备改造要达新水平 对机床设备的改造重点应放在经济型数控系统的推广应用上。根据需要和可能,到1995年,北京应该改造的机床设备(8420台)的改造率要达80%以上,到本世纪末要改造完毕。 (3)努力推广变频调速技术,风机电泵改造要攀新高度 风机、电泵采用变频调速后一般可节电20%以上,效果十分显著。因此,在今后几乎,北京要把交流变频调速技术的推广应用作为重点来抓。到1995年,应该采用变频调速技术改造的风机、电泵要改造完60%;到本世纪末,北京的风机、电泵和其它调速电机要普遍;采用先进的变频调速技术。 (4)优先应用CAD/CAM技术,工业设计水平提高要有新目标 北京工业产品更新换代慢,设计工作跟不上需求变化是重要原因之一。目前,北京工业系统CAD的应用率为17%,CAD的覆盖率为11%,到1995年应分别达到20%和15%,本世纪末,要力争分别达到55%和45%。 2.北京机电一体化产品开发的奋斗目标 (1)总体目标:到1995年全市的机电一体化产品数应不少于800种,2000年,应不少于2000种,机电产品的机电一体化率分别达到25%和60%。 (2)单项目标: ·机床数控化率:1995年,产量数控化率达5%,产值数控化率达16%;2000年,分别达12%和40%。 ·汽车电子化程度:1995年,平均每辆汽车上装用和电子产品的费用不少于1000元,在整车成本中所占比例不低于3%;到2000年分别不少于3000元,不低于8%。 ·PLC的开发生产能力:“八五”期间,开发能力要稳居全国首位;“九五”北京要成为全国主要的PLC生产基地之一。 ·“电力电子”开发生产能力:“八五”期间掌握第二代电力电子器件的批量生产技术和第三代电力电子器件的开发技术。“九五”期间第三代电力电子器件的生产要形成经济批量。在电力电子产品应用方面,“八五”期间,开关电源、高频电源、逆变电源要成为拳头产品;交流变频调速装置要达到批量生产程度;高频电子镇流器要能出口创汇;“九五”,北京要形成一个具有电力电子器件、电力电子装置研制、生产、开发、推广综合配套能力的高新技术产业。 ·模糊控制器的开发生产能力:“八五”要把北京建成全国模糊技术控制器的开发生产基地,开发出用于工业炉窑改造,压力、温度、流量控制的模糊技术控制系统典型产品来;交逐步将模糊技术应用于家用电器中。1995年,空调器、洗衣机、电冰箱、吸尘器、电风扇等家用电器产品模糊控制器的普及率要分别达到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世纪末,北京家用电器模糊技术普及率要达到50%以上。 ·其它机电一体化产品的开发生产能力:微机控制多色印刷机要稳居全国第一;电子医疗仪器的开发、生产争取在“八五”有较大突破,“九五”在品种和产量上全国领先;在“八五”期间,以30万千瓦汽轮发电机组为代表的发电设备要形成综合配套能力,打出规模效益来;数字化、智能化仪器仪表,自动化装置要上品种、上批量…… 总之,机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力,又是开启北京机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。如果北京完成好上面所建议的“机电一体化”发展两方面的目标,那么,到本世纪末,北京就会形成一个销售额超过200亿元的机电一体化产业。其中,数控机床、机电一体化印刷系统、新型电子医疗设备和数字化智能化仪器仪表等机电一体化装备销售额可超过150亿元;“电力电子”的销售额可超过20亿元;PLC模糊控制器等销售额可超过15亿元;汽车电子化、自动化智能化轻工民用电器产品销售额可超过25亿元。机电一体化产业不仅是北京高新技术产业的主力军,也是机电行业停工、待产、明亏、潜亏企业的出路所在。 五、北京发展“机电一体化”的对策 (一)加强统筹安排,协调发展计划 目前,北京地区从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套发展策略和计是。同时,市政府各有关委、办、局(总公司)也有不少相应的发展计划与规划。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制,难免只考虑局部利益,市政府各主管部门的有关计划和规划,也有统一考虑不足,统筹安排不够的问题,全市缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此,建议市政府责成有关机构在进行深入调查研究、科学分析的基础上,制定出北京统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划,避免开发上重复,生产上撞车! (二)强化行业管理,发挥“协会”作用 目前,北京“机电一体化”较热,而按目前的行业划分方法和管理体制,“政出多门”是难哆的。因此,北京有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构,根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神,以及机电一体化行业特点,我们建议,尽快加强北京机电一体化协会的建设,赋予其行业管理职能。 “协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面,要加强办公室、秘书处的建设;要通过其精明干练的办事机构、经济实体,组织“行业”发展计划、战略规划的拟制;指导行业布点布局的调整,进行发展突破口 的选择,抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作……(三)优化发展环境、增大支持力度 优化发展环境指通过宣传群众,造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围,如尽快为外商到北京投资发展“机电一体化”产业提供方便;尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯;尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。 增大支持力度,在技术政策上,要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展,对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰;大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造,对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造,对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持,对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。 在经济政策上,要多给机电一体化科研攻关课题、开发应用项目利用科技专项基金和科技三项费用的机会;银行发设贷款要多向机电一体化技术改进、生产合资和机电一体化产业规模化建设项目上倾斜;成立“机电一体化”发展基金,支持机电一体化生产发展等。 (四)突出发展重点,兼顾“两个层次” 机电一体化产业复盖面非常广,而我们的财力、人力和物力是有限的,因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙,而应分清主次,大胆取舍 ,有所为,有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作,即用电子信息技术对传统产业进行改造,在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置,使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作,即在新产品设计之初,就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑,使“机械”与“电子”密不可分,深度结合,生产出来的新产品起码正做到机电一体化。 我们认为,北京“机电一体化”发展,当务之急,重中之重是: 抓紧开发生产GTO、GTR、VDMOS等新型电力电子器件及其应用装置——交流变频调速器、逆变焊机、高频电子镇流器等,用电力电子技术进行的节能、节材为主要目的的技术改造; 抓紧推广应用经济型数控系统,改造机床设备;开发生产低、中档数控系统; 抓紧开发、生产中小型PLC,用PLC进行生产过程控制; 抓紧组织生产多色胶印机、中英文打字机、电子出版系统、中高调频X射线疹疗设备、心脑病人监护设备、30万千瓦汽轮发电机组、模糊控制器、汽车电子高压开关、高频电子点火器等产品。同时要注意用变频调速技术、电力拖动技术、模糊技术、PLC等改造供暖、供水设备,进行高层建设的现代化管理,解决交通难、出行难问题…… 机电一体化论文:机电一体化系统抗干扰问题的探讨 摘要:针对机电一体化系统在工业应用环境运行时,系统受到的干扰问题,进行了一定的分析,并提出了一些具体的解决办法。 关键词:机电一体化 干扰 抗干扰 机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成的系统。机电一体化系统投入工业应用环境运行时,系统总会受到电网、空间与周围环境干扰。若系统抵御不住干扰的冲击,各电气功能模块将不能进行正常的工作,微机系统往往会因干扰产生程序“跑飞”,传感器模块将会输出伪信号,功率驱动模块将会输出畸变的驱动信号,使执行机构动作失常,最终导致系统产生故障,甚至瘫痪。 1 干扰源 从干扰窜入系统的渠道来看,系统所受到的干扰源分为供电干扰、过程通道干扰、场干扰等,如图1所示。 (1)供电干扰 大功率设备会造成电网的严重污染,使得电网电压大幅度地涨落、浪涌,大功率开关的通断,电动机的启停等原因,电网上常常出现很高的尖峰脉冲干扰。据统计,电源的投入、瞬时短路、欠压、过压、电网窜入的噪声引起CPU误动作及数据丢失占各种干扰的90%以上。 (2)过程通道干扰 过程通道干扰主要来源于长线传输。当系统中有电气设备漏电,接地系统不完善,或者传感器测量部件绝缘不好等;及各通道的传输线如果处于同根电缆或捆扎在一起,尤其是将信号线与交流电源线处于同一根管道时,产生的共模或差模电压都会影响系统,使系统无法工作。 (3)场干扰 系统周围的空间总存在着磁场、电磁场、静电场,如太阳及天体辐射;广播、电话、通讯发射台的电磁波;周围中频设备发出的电磁辐射等。这些场干扰会通过电源或传输线影响各功能模块的正常工作,使其中的电平发生变化或产生脉冲干扰信号。 2 抗供电干扰的措施 (1)配电系统的抗干扰 抑制供电干扰首先从配电系统上采取措施,可采用图2所示的配电方案。 其次可采用分立式供电方案,就是将组成系统各模块分别用独立的变压、整流、滤波、稳压电路构成的直流电源供电,这样就减少了集中供电的危险性,而且也减少了公共阻抗以及公共电源的相互耦合,提高了供电的可靠性,也有利于电源散热。 另外,交流电的引入线应采用粗导线,直流输出线应采用双绞线,扭绞的螺距要小,并尽可能缩短配线长度. (2)利用电源监视电路 在配电系统中实施抗干扰措施是必不可少的,但这些仍难抵御微秒级的干扰脉冲及瞬态掉电,特别是后者属于恶性干扰,可能产生严重的事故。因此应采取进一步的保护性措施,即使用电源监视电路。电源监视电路需具有监视电源电压瞬时短路、瞬间降压和微秒级干扰及掉电的功能;及时输出供CPU接受的复位信号及中断信号等功能。 3 过程通道抗干扰措施 抑制过程通道上的干扰,主要措施有光电隔离、双绞线传输、阻抗匹配、电流传输以及合理布线等。 (1)光电隔离 利用光电耦合器的电流传输特性,在长线传输时可以将模块间两个光电耦合器件用连线“浮置”起来,这种方法不仅有效地消除了各电气功能模块间的电流流经公共线时所产生的噪声电压互相窜扰,而且有效地解决了长线驱动和阻抗匹配问题。 (2)双绞线传输 在长线传输中,双绞线是较常用的一种传输线,与同轴电缆相比,虽然频带较窄,但阻抗高,降低了共模干扰。由于双绞线构成的各个环路,改变了线间电磁感应的方向,使其相互抵消,因而对电磁场的干扰有一定的抑制效果。 (3)阻抗匹配 长线传输时,若收发两端的阻抗不匹配,则会产生信号反射,使信号失真,其危害程度与传输的频率及传输线长度有关。 (4)电流传输 长线传输时,用电流传输代替电压传输,可获得较好的抗干扰能力。 (5)合理布线 强电馈线必须单独走线,强信号线与弱信号线应尽量避免平行走向。 4 场干扰的抑制 防止场干扰的主要方法是良好的屏蔽和正确的接地。须注意以下问题: (1)消除静电干扰最简单的方法是把感应体接地,接地时要防止形成接地环路。 (2)为了防止电磁场干扰,可采用带屏蔽层的信号线,并将屏蔽层单端接地。 (3)不要把导线的屏蔽层当作信号线或公用线来使用。 (4)在布线方面,不要在电源电路和检测、控制电路之间使用公用线,也不要在模拟电路和数字脉冲电路之间使用公用线,以免互相串扰。 5 软件抗干扰技术 各种形式的干扰最终会反映在系统的微机模块中,导致数据采集误差、控制状态失灵、存储数据窜改以及程序运行失常等后果,虽然在系统硬件上采取了上述多种抗干扰措施,但仍然不能保证微机系统正常工作。因为软件抗干扰是属于微机系统的自身防御行为,实施软件抗干扰的必要条件是: (1)在干扰的作用下,微机硬件部分以及与其相连的各功能模块不会受到任何损毁,或易损坏的单元设置有监测状态可查询。 (2)系统的程序及固化常数不会因干扰的侵入而变化。 (3)RAM区中的重要数据在干扰侵入后可重新建立,并且系统重新运行时不会出现不允许的数据。 抑制数据采样的干扰可采用:数字滤波,宽度判断抗尖峰脉冲干扰等办法,也可采用重复检查法,偏差判断法来检查判断是否有干扰信号。而程序运行失常的软件抗干扰措施一般有: (1)设置WATCHDOG功能,由硬件配合,监视软件的运行情况,遇到故障进行相应的处理。 (2)设置软件陷阱,当程序指针失控而使程序进入非程序空间时,在该空间中设置拦截指令,使程序进入陷阱,然后强迫其转入初始状态。 机电一体化论文:机电一体化智能大流量电动执行机构 【论文摘要】提出一种新型电动执行机构的设计方案,详细介绍了该执行机构各功能元件的选型与设计、阀位及速度控制原理以及各种关键问题的解决方法。该执行机构将阀门、伺服电机、控制器合为一体,采用8031单片机、变频技术实现了阀门的动作速度和位置控制,解决了阀门的精确定位、阀门柔性开关、极限位置判断、电机保护及模拟信号隔离等技术问题。现场运行情况表明,该电动执行机构具有动作快、保护完善以及便于和计算机通讯等优点。 1 引言 在现代化生产过程控制中,执行机构起着十分重要的作用,它是自动控制系统中不可缺少的组成部分。现有的国产大流量电动执行机构存在着控制手段落后、机械传动机构多、结构复杂、定位精度低、可靠性差等问题。而且执行机构的全程运行速度取决于其电机的输出轴转速和其内部减速齿轮的减速比,一旦出厂,这一速度固定不可调整,其通用性较弱。整个机构缺乏完善的保护和故障诊断措施以及必要的通信手段,系统的安全性较差,不便与计算机联网。鉴于以上原因,采用传统的大流量电动执行机构的控制系统,可靠性和稳定性较差。随着计算机网络、现场总线等技术在工业过程中的应用,这种执行机构已远远不能满足工业生产的要求。笔者设计的大流量电动执行机构,采用机电一体化技术,将阀门、伺服电机、控制器合为一体,利用异步电动机直接驱动阀门的开与关。通过内置变频器,采用模糊神经网络,实现阀门的动作速度、精确定位、柔性开关以及电机转矩等控制。该电动执行机构省去了用于控制电机正、反转的接触器和可控硅换向开关模件、机械传动装置和复杂、昂贵的控制柜和配电柜,具有动作快、保护较完善、便于和计算机联网等优点。实际运行表明,该执行机构工作稳定,性能可靠。 2 电动执行机构的硬件设计及工作原理 电动执行机构控制系统原理框图如图2-1所示。智能执行机构从结构上主要分为控制部分和执行驱动部分。 控制部分主要由单片机、PWM波发生器、IPM逆变器、A/D、D/A转换模块、整流模块、输入输出通道、故障检测和报警电路等组成。执行驱动部分主要包括三相伺报电机和位置传感器。 系统工作原理: 霍尔电流、电压传感器及位置传感器检测到的逆变模块三相输出电流、电压及阀门的位置信号,经A/D转换后送入单片机。单片机通过8255控制PWM波发生器,产生的PWM波经光电耦合作用于逆变模块IPM,实现电机的变频调速以及阀位控制。逆变模块工作时所需要的直流电压信号由整流电路对380V电源进行全桥整流得到。 控制系统各功能元件的选型与设计: 1)单片机 选用INTEL公司生产的8031单片机,它主要通过并行8255口担负控制系统的信号处理:接收系统对转矩、阀门开启、关闭及阀门开度等设定信号,并提供三相PWM波发生器所需要的控制信号;处理IPM发出的故障信号和报警信号;处理通过模拟输入口接收的电流、电压、位置等检测信号;提供显示电动执行机构的工作状态信号;执行控制系统来的控制信号,向控制系统反馈信号; 2)三相PWM波发生器 PWM波的产生通常有模拟和数字两种方法。模拟法电路复杂,有温漂现象,精度低,限制了系统的性能;数字法是按照不同的数字模型用计算机算出各切换点,并存入内存,然后通过查表及必要的计算产生PWM波,这种方法占用的内存较大,不能保证系统的精度。为了满足智能功率模块所需要的PWM波控制信号,保证微处理器有足够的时间进行整个系统的检测、保护、控制等功能,文中选用MITEL公司生产的SA8282作为三相PWM发生器。SA8282是专用大规模集成电路,具有独立的标准微处理器接口,芯片内部包含了波形、频率、幅值等控制信息。 3)智能逆变模块IPM 为了满足执行机构体积小,可靠性高的要求,电机电源采用智能功率模块IPM。该执行机构主要适用功率小于5.5kW的三相异步电机,其额定电压为380V,功率因数为0.75。经计算可知,选用日本产的智能功率模块PM50RSA120可以满足系统要求。该功率模块集功率开关和驱动电路、制动电路于一体,并内置过电流、短路、欠电压和过热保护以及报警输出,是一种高性能的功率开关器件。 4)位置检测电路 位置检测电路是执行机构的重要组成部分,它的功能是提供准确的位置信号。关键问题是位置传感器的选型。在传统的电动执行机构中多采用绕线电位器、差动变压器、导电塑料电位器等。绕线电位器寿命短被淘汰。差动变压器由于线性区太短和温度特性不理想而受到限制。导电塑料电位器目前较为流行,但它是有触点的,寿命也不可能很长,精度也不高。笔者采用的位置传感器为脉冲数字式传感器,这种传感器是无触点的,且具有精度高、无线性区限制、稳定性高、无温度限制等特点。 5)电压、电流及检测 检测电压、电流主要是为了计算电机的力矩,以及变频器输出回路短路、断相保护和逆变模块故障诊断。由于变频器输出的电流和电压的频率范围为0~50Hz,采用常规的电流、电压互感器无法满足要求。为了快速反映出电流的大小,采用霍尔型电流互感器检测IPM输出的三相电流,对于IPM输出电压的检测采用分压电路。如图2-2所示。 6)通讯接口 为了实现计算机联网和远程控制,选用MAX232作为系统的串行通讯接口,MAX232内部有两个完全相同的电平转换电路,可以把8031串行口输出的TTL电平转换为RS-232标准电平,把其它微机送来的RS-232标准电平转换成TTL电平给8031,实现单片机与其它微机间的通讯。 7)时钟电路 时钟电路主要用来提供采样与控制周期、速度计算时所需要的时间以及日历。文中选用时钟电路DS12887。DS12887内部有114字节的用户非易失性RAM,可用来存入需长期保存的数据。 8)液晶显示单元 为了实现人机对话功能,选用MGLS12832液晶显示模块组成显示电路。采用组态显示方式。通过菜单选择,可分别对阀门、力矩、限位、电机、通讯和参数等信号进行设置或调试。并采用文字和图形相结合的方式,显示直观、清晰。 9)程序出格自恢复电路 为了保证在强干扰下程序出格时系统能够自动地恢复正常,选用MAX705组成程序出格自恢复电路,监视程序运行。如图2-3所示,该电路由MAX705、与非门及微分电路组成。 工作原理为:一旦程序出格,WDO由高变低,由于微分电路的作用,由“与非”门输入引脚2变为高电平,引脚2电平的这种变化使“与非”门输出一个正脉冲,使单片机产生一次复位,复位结束后,又由程序通过P1.0口向MAX705的WDI引脚发正脉冲,使WDO引脚回到高电平,程序出格自恢复电路继续监视程序运行。 3 阀位及速度控制原理 阀位及速度控制原理框图如图3-1所示。 采用双环控制方案,其中内环为速度环,外环为位置环。速度环主要将当前速度与速度给定发生器送来的设定速度相比较,通过速度调节器改变PWM波发生器载波频率,实现电机的转速调节。速度调节器采用模糊神经网络控制算法(具体内容另文叙述)。 外环主要根据当前位置速度的设定,通过速度给定发生器向内环提供速度的设定值。由于大流量阀执行机构在运行过程中存在加速、匀速、减速等阶段。各阶段的时间长短、加速度的大小、在何位置开始匀速或减速均与给定位置、当前位置以及运行速度有关。速度给定发生器的工作原理为:通过比较实际阀位与给定阀位,当二者不相等时,以恒定加速度加速,减速点根据当前速度、阀位值、阀位给定值的大小计算得来。 执行机构各阶段运行速度的计算原理 图3-2为执行机构的典型运行速度图,它由若干段变化速率不同的折线组成。将曲线上速率开始发生改变的那一点称为起始段点,相应的时间称为段起始时间,如图3-2中的t(i)(i=0,1,2,……),相应的速度称为段起始速度,如图3-2所示v(i)(i=0,1,2,…)。 设第i段速度的变化速率为ki,则有: 式中:Δv为两段点之间的速度变化值,Δv=vi+1-vi; Δt为两段之间的时间,Δt=ti+1-ti。 显然,当ki=0时为恒速段,ki>0时为升速段,ki<0时为减速段。任意时刻的速度给定值为: Ts为采样周期。 变化速率ki的取值由给定位置、当前位置以及运行速度的大小确定。 4 关键技术问题的解决 该电动执行机构采用了最新的变频调速技术,电机驱动功率小于5.5kW。用户可根据需要设定力矩特性,根据控制的阀设定速度,速度分多转式、直行程、角行程3种方式。控制系统由阀位给定和阀位反馈信号构成的闭环系统,控制特性视运行方式、速度而定,并具有自动过流保护、过载保护、超压、欠压、过热、缺相、堵转等保护功能。 该执行机构解决的关键性技术问题主要有: 1)阀门柔性开关 柔性开关主要是为了当阀关闭或全开时,保证阀门不卡死与损伤。执行机构内部的微处理器根据测得的变频器输出电压和电流,通过精确计算,得出其输出力矩。一旦输出力矩达到或大于设定的力矩,自动降低速度,以避免阀门内部过度的撞击,从而达到最优关闭,实现过力矩保护。 2)阀位的极限位置判断 阀位的极限位置是指全开和全关位置。在传统执行机构中,该位置的检测是通过机械式限位开关获得的。机械式限位开关精度低,在运行中易松动,可靠性差。在文中,电动执行机构极限位置通过检测位置信号的增量获得。其原理是,单片机将本次检测的位置信号与上次检测的信号相比较,如果未发生变化或变化较小,即认为己达到极限位置,立即切断异步电机的供电电源,保证阀门的安全关闭或全开。省去了机械式限位开关,无需在调试时对其进行复杂的调整。 3)电机保护的实现 为了防止电机因过热而烧毁,单片机通过温度传感器连续检测电机的实际运行温度,如果温度传感器检测到电机温度过高,自动切断供电电源。温度传感器内置于电机内部。 4)准确定位 传统的电动执行机构在异步电机通电后会很快达到其额定动作速度,当接近停止位置时,电机断电后,由于机械惯性,其阀门不可能立即停下来,会出现不同程度的超程,这一超程通常采用控制电机反向转动来校正。机电一体化的大流量电动执行机构根据当前位置与给定位置的差值以及运行速度的大小超前确定减速点的位置及减速段变化速率ki,使阀门在较低的速度下实现精确的微调和定位,从而将超程降到最低。 5)模拟信号的隔离。 对于变频器的直流电压以及输出的三相电压,它们之间的地址不一致,存在着较高的共模电压,为了保证系统的安全性,必须将它们彼此相互隔离。采用LM358和4N25组成了隔离线性放大电路。如图4-1所示,采用±15V和±12V两组独立的正负电源。若运放A的反相端电位由于扰动而正向偏离虚地,则运放A输出端的电位将降低,因而光电耦合器的发光强度将增强,则使其集射极电压减小,最后使运放A反相端的电位降低,回到正常状态。若A的反相端电位负向偏离虚地,也可以重回到正常状态。从而增强了系统的抗干扰性。 5 结束语 该执行机构集微机技术和执行器技术于一体,是一种新型的终端控制单元,其电机是通过内部集成的一体化变频器来控制,因此,同一台智能执行机构可以在一定范围内具有不同的运行速度和关断力矩。该智能执行机构采用了液晶显示技术,它利用内置的液晶显示板,不仅可以显示阀门的开、关状态和正常运行时阀门的开度,还可以通过菜单选择运行参数设定,当系统出现故障时,能显示出故障信息。总之,该执行机构集测量、决断、执行3种功能于一体,顺应了电动执行机构的发展趋势,它的研制成功给电动执行机构的研究开发提供了新的思路。 机电一体化论文: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核心,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。 机电一体化论文:发展“机电一体化”的思路和对策 主题词:机电一体化、对策 一、机电一体化技术发展历程及其趋势 自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意. (一)"机电一体化"的发展历程 1.数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页; 2.微电子技术为"机电一体化''带来勃勃生机; 3.可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础; 4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶.(二)"机电一体化"发展趋势 1.光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势. 2.自律分配系统化——柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中,各个子系统是相互独立工作的,子系统为总系统服务,同时具有本身的“自律性”,可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息,在总的前提下,具体“行动”是可以改变的。这样,既明显地增加了系统的适应能力(柔性),又不因某一子系统的故障而影响整个系统。 3.全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显,智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外,其系统的层次结构,也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。 4.“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体,但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物系统”,而生物的特点是硬 件(肌体)——软件(大脑)一体,不可分割。看来,机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋,但有一段漫长的道路要走。 5.微型机电化——微型化。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。当将这一成果用于实际产品时,就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”,机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。 三、典型的机电一体化产品 机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有:数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD/CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有:电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。 四、北京发展“机电一体化”而临的形势和任务 机电一体化工作主要包括两个层次:一是用微电子技术改造传统产业,其目的是节能、节材,提高工效,提高产品质量,把传统工业的技术进步提高一步;二是开发自动化、数字化、智能化机电产品,促进产品的更新换代。 前者是面上的工作,普及工作;后者是提高工作,深层次工作。 (一)北京“机电一体化”工作面临的形势 1.北京用微电子技术改造传统工业的工作量大而广,有难度 (1)在700余家北京市属工业系统的企业中,有60%以上的企业用微电子技术改造机床设备、工业窑炉、风机电泵、生产过程的任务还未完成需要量的一半。 (2)北京工业系统还有2000余台机床设备亟需用微电子技术进行改造;在已改造的近6500台机床设备中,大约有15%需进一步改造。 (3)北京工业系统尚有近250座工业炉窑亟需用电子信息技术进行改造;且610座已改造过的工业炉窑也很有进一步应用模糊技术进行二次改造的必要。 (4)北京工业系统CAD应用还有较大差距。目前,北京工业品设计,CAD应用率仅17%(而美、日等国已超过85%;国内先进地区也超过了30%);CAD的覆盖率才达到11%(而全国CAD应用工程领导小组指出,“八五”期间大中型企业要达到35%,中小型骨干企业要达到15%—20%;到“九五”时,按国务委员宋健的要求,基本上要甩掉绘图板)。 (5)北京工业系统共有改造价值的各种风机电泵装机容量50万千瓦,尚49万多千瓦用变调速技术进行改造的任务,占总任务量的99.5%左右。 (6)工业是全市能源消耗大户。1992年,北京工业系统占全市能耗总量的59.5%。而北京是一个能源严重缺乏的城市,1992年北京工业系统万元产值能耗折合标煤为2.47吨,比上海的1.57吨高57%,比天津的2.15吨高14%,比先进的工业化国家高近9倍。因此,北京工业系统节能降耗的任务非常重,而电力电子技术是节能降耗的王牌。 2.北京用机电一体化技术加速产品更新换代,提高市场占有率的呼声高,有压力。北京市的工业产品大约有3万种,每年约开发试制新产品3000种,更新周期很长。由于更新换代速度跟不上市场变化的需要,影响了北京工业产品的竞争能力。 1993年,北京市工业系统生产的机电一体化产品约837种,在当年生产的产品品种总数中仅占7.8%左右。其中:机械局系统主要产品约1200种,机电一体化产品不到150种机电一体化产品所占比例仅4%强;仪器仪表总公司系统主要产品350种,机电一体化产品210种,机电一体化产品所占比例为60%;轻工系统主要产品总数为649种,机电一体化、智能化产品15种,机电一体化、智能化产品所占比例约2.3%;汽车工业总公司系统平均每辆汽车的总成本为3.5万元,每辆汽车平均装用电子产品的费用约300元,不是总成本的1%;与国外约28%的先进水平相差甚远;与国内先进水平相差一半左右。 3.北京用机电一体化产品取代技术含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、扰民产品的责任重,有意义。在北京工业系统中,能耗、耗水大户,对环境污染严重的企业还占相当大的比重,且不少地处城区和近郊区。近年来北京的工业结构、产品结构虽然几经调整,但由于多种原因,成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题,有企业的“故土难离”“死守故业”问题,但不可否认也有优化不出理想的产业,优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前,这就是发展机电一体化,开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低,且具有柔性,可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革,而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时,可为传统的机械工业注入新鲜血液,带来新的活力,把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来,实现文明生产。 另外,从市场需求的角度看,由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长,差距较大,许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求,每年进口量都比较大,因此亟需发展。 (二)北京“机电一体化”工作的任务 北京在机电一体化方面的任务可以概括为两句话:一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业;另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品,促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为北京产业结构和产品结构调整作贡献。 1.北京应用机电一体化技术改造传统产业的工作重点 (1)大力采用模糊技术,工业炉窑改造应上新台阶 国内外成功的范例表明,应用模糊技术改造工业炉窑比单纯用计算机和PID技术好的多。因此,我们建议今后北京在改造工业炉窑时要大力推广应用模糊技术,到2000年,对应该进行改造但尚未改造的近250座工业炉窑要用模糊 技术等先进电子信息技术改造完毕,其中采用模糊技术改造要在80%。 (2)积极采用数控技术,机床高备改造要达新水平 对机床设备的改造重点应放在经济型数控系统的推广应用上。根据需要和可能,到1995年,北京应该改造的机床设备(8420台)的改造率要达80%以上,到本世纪末要改造完毕。 (3)努力推广变频调速技术,风机电泵改造要攀新高度 风机、电泵采用变频调速后一般可节电20%以上,效果十分显著。因此,在今后几乎,北京要把交流变频调速技术的推广应用作为重点来抓。到1995年,应该采用变频调速技术改造的风机、电泵要改造完60%;到本世纪末,北京的风机、电泵和其它调速电机要普遍;采用先进的变频调速技术。 (4)优先应用CAD/CAM技术,工业设计水平提高要有新目标 北京工业产品更新换代慢,设计工作跟不上需求变化是重要原因之一。目前,北京工业系统CAD的应用率为17%,CAD的覆盖率为11%,到1995年应分别达到20%和15%,本世纪末,要力争分别达到55%和45%。 2.北京机电一体化产品开发的奋斗目标 (1)总体目标:到1995年全市的机电一体化产品数应不少于800种,2000年,应不少于2000种,机电产品的机电一体化率分别达到25%和60%。 (2)单项目标: ·机床数控化率:1995年,产量数控化率达5%,产值数控化率达16%;2000年,分别达12%和40%。 ·汽车电子化程度:1995年,平均每辆汽车上装用和电子产品的费用不少于1000元,在整车成本中所占比例不低于3%;到2000年分别不少于3000元,不低于8%。 ·PLC的开发生产能力:“八五”期间,开发能力要稳居全国首位;“九五”北京要成为全国主要的PLC生产基地之一。 ·“电力电子”开发生产能力:“八五”期间掌握第二代电力电子器件的批量生产技术和第三代电力电子器件的开发技术。“九五”期间第三代电力电子器件的生产要形成经济批量。在电力电子产品应用方面,“八五”期间,开关电源、高频电源、逆变电源要成为拳头产品;交流变频调速装置要达到批量生产程度;高频电子镇流器要能出口创汇;“九五”,北京要形成一个具有电力电子器件、电力电子装置研制、生产、开发、推广综合配套能力的高新技术产业。 ·模糊控制器的开发生产能力:“八五”要把北京建成全国模糊技术控制器的开发生产基地,开发出用于工业炉窑改造,压力、温度、流量控制的模糊技术控制系统典型产品来;交逐步将模糊技术应用于家用电器中。1995年,空调器、洗衣机、电冰箱、吸尘器、电风扇等家用电器产品模糊控制器的普及率要分别达到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世纪末,北京家用电器模糊技术普及率要达到50%以上。 ·其它机电一体化产品的开发生产能力:微机控制多色印刷机要稳居全国第一;电子医疗仪器的开发、生产争取在“八五”有较大突破,“九五”在品种和产量上全国领先;在“八五”期间,以30万千瓦汽轮发电机组为代表的发电设备要形成综合配套能力,打出规模效益来;数字化、智能化仪器仪表,自动化装置要上品种、上批量…… 总之,机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力,又是开启北京机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。如果北京完成好上面所建议的“机电一体化”发展两方面的目标,那么,到本世纪末,北京就会形成一个销售额超过200亿元的机电一体化产业。其中,数控机床、机电一体化印刷系统、新型电子医疗设备和数字化智能化仪器仪表等机电一体化装备销售额可超过150亿元;“电力电子”的销售额可超过20亿元;PLC模糊控制器等销售额可超过15亿元;汽车电子化、自动化智能化轻工民用电器产品销售额可超过25亿元。机电一体化产业不仅是北京高新技术产业的主力军,也是机电行业停工、待产、明亏、潜亏企业的出路所在。 五、北京发展“机电一体化”的对策 (一)加强统筹安排,协调发展计划 目前,北京地区从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套发展策略和计是。同时,市政府各有关委、办、局(总公司)也有不少相应的发展计划与规划。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制,难免只考虑局部利益,市政府各主管部门的有关计划和规划,也有统一考虑不足,统筹安排不够的问题,全市缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此,建议市政府责成有关机构在进行深入调查研究、科学分析的基础上,制定出北京统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划,避免开发上重复,生产上撞车! (二)强化行业管理,发挥“协会”作用 目前,北京“机电一体化”较热,而按目前的行业划分方法和管理体制,“政出多门”是难哆的。因此,北京有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构,根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神,以及机电一体化行业特点,我们建议,尽快加强北京机电一体化协会的建设,赋予其行业管理职能。 “协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面,要加强办公室、秘书处的建设;要通过其精明干练的办事机构、经济实体,组织“行业”发展计划、战略规划的拟制;指导行业布点布局的调整,进行发展突破口的选择,抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作…… (三)优化发展环境、增大支持力度 优化发展环境指通过宣传群众,造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围,如尽快为外商到北京投资发展“机电一体化”产业提供方便;尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯;尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。 增大支持力度,在技术政策上,要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展,对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰;大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造,对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造,对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持,对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。 在经济政策上,要多给机电一体化科研攻关课题、开发应用项目利用科技专项基金和科技三项费用的机会;银行发设贷款要多向机电一体化技术改进、生产合资和机电一体化产业规模化建设项目上倾斜;成立“机电一体化”发展基金,支持机电一体化生产发展等。 (四)突出发展重点,兼顾“两个层次” 机电一体化产业复盖面非常广,而我们的财力、人力和物力是有限的,因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙,而应分清主次,大胆取舍 ,有所为,有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作,即用电子信息技术对传统产业进行改造,在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置,使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作,即在新产品设计之初,就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑,使“机械”与“电子”密不可分,深度结合,生产出来的新产品起码正做到机电一体化。 我们认为,北京“机电一体化”发展,当务之急,重中之重是: 抓紧开发生产GTO、GTR、VDMOS等新型电力电子器件及其应用装置——交流变频调速器、逆变焊机、高频电子镇流器等,用电力电子技术进行的节能、节材为主要目的的技术改造; 抓紧推广应用经济型数控系统,改造机床设备;开发生产低、中档数控系统; 抓紧开发、生产中小型PLC,用PLC进行生产过程控制; 抓紧组织生产多色胶印机、中英文打字机、电子出版系统、中高调频X射线疹疗设备、心脑病人监护设备、30万千瓦汽轮发电机组、模糊控制器、汽车电子高压开关、高频电子点火器等产品。同时要注意用变频调速技术、电力拖动技术、模糊技术、PLC等改造供暖、供水设备,进行高层建设的现代化管理,解决交通难、出行难问题…… 机电一体化论文:浅谈加强机电一体化专业学生实习教学的措施 在当前竞争激烈的市场经济形势下,企业对员工综合职业素质的要求,尤其是对专业技能的要求不断提高。职业学校要主动适应这种要求,必须进一步强化实习教学管理,把提高学生的职业技能水平看作是办学质量的重要标志。机电一体化专业学生的实习教学应切实解决好以下几个问题。 一、加强机电一体化专业实习教学的环节管理 1、制订切实可行的实习教学计划。 实习计划应根据实纲并结合现代企业对人才类型的需要合理安排制定。 目前,机电一体化专业就业岗位的需求有三个方向:1、机电一体化设备制造与维修;2、机床数控技术应用;3、自动机(线)的运行与维修。要按照不同的专业化方向,对主要基础实习教学作相应的调整。对于机电一体化设备制造与维修方向,基础实习教学的重点应放在机械方面,要加强钳工与电工电子实习训练,使学生达到中级钳工的操作水平;对于机床数控技术应用方向,应加强学生的车工实习及数控机床编程与操作实习,使学生达到中级车工的操作水平;对于自动机(线)的运行与维修方向,应向电的方面适当偏移,加强电工及单片机与可编程控制器实习,使学生达到中级电工的操作水平。在制定实习教学计划时,采用分阶段实习和集中实习相结合的方法。即在二年级第一学期安排四周的阶段实习,进行钳工、电工的有关基本操作入门实习;在二年级第二学期结合专业课教学,每周安排一天半到二天实习课,进行车工基本操作技能训练,达到初级车工操作水平;在三年级安排顶岗实习,通过严格的专业技能训练逐步使学生达到中级车工操作水平,并能赴工厂生产实习,使学生接触现代企业生产与管理实际,并将所学专业技术运用于生产中。 2、编写针对性较强的实习补充教材或实习指导书。 机电一体化专业教学实习包括入门实习、提高实习、强化实习。目前,机电类实习教材尚不能与当前的实习教学需要相配套。因此,为加强实习教学内容的针对性,应组织教师编写具有本校机电一体化专业特色的实习补充教材或实习指导书,要体现实习过程的连贯性、实习阶段目标的渐进性。各实习阶段要有明确的实习目的、任务、内容、方法和考核要求等。 3、规范实习教学过程管理。 实习教学具有生产性的特点,完全不同于理论课教学。实习教学过程管理是指对实习教学过程中影响实习教学质量的诸多因素进行组织、协调和控制,使实习教学按计划、有秩序地进行。实习教学管理包括对对实习教学设施设备工具、对学生的管理和对整个实习教学过程的管理等,其中对实习教学过程的管理尤为重要。实习教学不是将学生安排到实习工厂交待一下实习课题、示范一下操作过程就可以了,要严格按照入门指导、巡回指导、结束指导的实习教学程序要求实施全过程管理。特别是巡回指导,是实习教师发挥主导作用、实施因材施教、加强个别指导、提高实习教学效果的重要环节。规范实习教学过程管理对于加强学生专业技能训练,提高实习教学质量至关重要。 4、严格实习考核要求。 实习考核要求是实现教学目标的具体体现,科学合理的考核要求能够增进学生学习的自信心和积极性。实习考核要求应根据学生实际,采取分层次步步过关的方式,使学生通过自身的不断努力一步步地达到考核要求。对于少数在规定实习课时内不能达到考核要求的学生,实习教师要适当安排其他时间开小灶,进行个别辅导,使其达到实习教学目标的要求。实习考核要求应与劳动部门的职业技能考核标准接轨,达到中级工职业技能水平。 二、加强机电一体化专业实习教师队伍建设 实习教学目标的实现,实习教师起着主导作用。职业学校要加强实习教师队伍的建设,建立一支高质量的”双师型“实习教师队伍。目前,一些职业学校机电一体化专业实习教师存在专业技能水平不高、实习教学组织能力欠缺的现象。 三、加强实习基地建设 实习设施、设备是实习教学的物质基础和前提条件。要提高机电一体化专业毕业生的职业技能水平,必须确实建设好校内外实习基地。 1、 建好校内实习基地。 按照职业学校机电一体化专业现代化建设的要求,职业学校应建设相对完备的、具有一定先进性的,与培养目标、教学计划相适应的校内实习基地。添置的设备既要具有一定的先进性还要具备足够的数量。机电一体化专业有了校内实习基地,就可以按照实纲和企业用人要求适时调整实习计划,根据学生的学习实际合理设计实习课题,实习教学质量的提高就有了保证。 2、广泛建立校外实习基地。 广泛建立校外实习基地,与现代企业保持较为密切的联系,以满足学生毕业前顶岗实习的需要。学生在企业中实习,能够接触到先进的生产设备,学到先进的生产工艺和加工方法,拓宽视野,并且能学以致用,将所掌握的专业知识和操作技能应用于生产实践中。同时学校在与企业的交往过程中,还可以了解现代企业对员工综合素质的要求、征求企业对学校办学的建议,以便对教育教学的方方面面进行改革与调整。 机电一体化论文:机电一体化技术的发展浅论 论文关键词:机电一体化;技术;现状;产品;制造技术;发展趋势 论文摘要:机电一体化是现代科学技术发展的必然结果,本文简述了机电一体化技术的基本概要和发展背景。综述了国内外机电一体化技术的现状,分析了机电一体化技术的发展趋势。 现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。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。 1 机电一体化概要 机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。 机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。 因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是,机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还能赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的眼神,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。 2 机电一体化的发展状况 机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。 20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。 我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,不取得了一定成果,但与日本等先进国家相比仍有相当差距。 3 机电一体化的发展趋势 3.1 智能化 智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。 3.2 模块化 模块化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、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突,近期很难制定国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。 3.3 网络化 20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。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。 3.4 微型化 微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小 、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。 3.5 绿色化 工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。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,报废后能回收利用。 3.6 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。表现之二是通信功能的大大加强,一般除RS232外,还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义。一层是,机电一体化产品的最终使用对象是人,如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理,研制各种机电一体花产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。 结语 综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许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。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。 机电一体化论文: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核心技术。 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。 机电一体化论文:浅析机电一体化在煤矿机械中的作用 摘 要:机电一体化已经成为了煤矿机械发展的主要趋势,作为新时代的煤矿业,其正处于一个更新换代的转折点,现在的煤矿机械正处在一个向机电一体化方向发展的时代,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。煤矿业在投入设备的基础上重视安全生产,文章着重对煤矿生产中机电一体化情况进行了探讨,并阐释了其在煤矿生产中的主要作用。 关键词:机电一体化;煤矿机械;作用;应用 科技的进步为新时代的各行各业都带来了新型的先进技术,煤矿业也不例外,在煤矿生产中对于机械性能的要求也不断的在提高,煤矿机械中微电脑的应用会更加的广泛,且机械结构会更加复杂,其对于维护的要求也向着更加专业的方向发展。以下就通过文章对煤矿机械中电子装置的控制功能、特性和类别以及电气的功能、特性和类别进行初步的介绍。用以帮助工作人员以及管理人员更加了解煤矿机械。 1 机电一体化的产生与应用 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。目前各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。 在现代的煤矿生产中,机械性能会直接影响到煤矿的产出,机械的自动化程度以及经济性都会对生产造成一定的影响,也会对煤矿的供电、通风以及排水、提升造成安全性影响。煤矿机械的经济性、可靠性以及动力性会直接受到机械电气以及电子系统中控制部分的性能以及质量好坏的影响,在此影响下会直接对机械的寿命施工质量以及生产效率造成影响。微电子系统在现代煤矿生产中越来越不可或缺,已经成为了现代煤矿机械的核心组成部分,同时,也成为了评判煤矿机械水平的标准之一。随着科技的进步和机械技术的发展,煤矿机电在性能上不断提高,微电子开始在煤矿机械中得到广泛的应用、推广,成为了煤矿机械的重要组成部分。换言之,煤矿机械系统的复杂程度会越来越高,功能也会越来越强大,应用范围相对也会随之变广,但是随之而来的问题便是其维护和维修要求也相对开始变得越来越专业,这就使得煤矿的工作人员所面临的专业机械问题更加复杂。为了更好的适应更加复杂的机械设备以及控制系统,对煤矿员工的技术培训就显得尤为重要,同样对设备的管理也成为了煤矿管理工作的中心内容。 随着开采技术的提高,以及新时期对于煤矿生产的要求,煤矿机械的使用中仅仅依靠液压技术以及机械技术已经不能满足现代机械性能要求。对于煤矿机械应用,现代化的生产要求煤矿机械具有更好的可控性,更加智能化。因此微电子的技术引入成为了煤矿机械的必然发展趋势,在对煤矿机械的控制上微电子控制成为了必然的选择。机电一体化作为新兴的技术,以其独特的适应性开始受到煤矿业的关注,将机电一体化技术引入煤矿生产的机械设备中,不仅仅是对于煤矿机械的技术革新,同时也使得煤矿机械设备从性能上有了本质的改变。 机电一体化又被称作电子机械工程学,是一门综合性技术,同时也是一门跨学科技术,由多种学科技术(计算机技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术以及液压技术)相互融合形成的交叉学科,却又独立于上述任何一门学科。机电一体化的技术最先得到应用是在上世纪七十年代,得以应用于国外机械中。而随着微电子技术在八十年代末期逐步的发展,并成为了核心技术开始,机械制造的发展速度日新月异,并且随着微处理、计算机、检测、传感以及信息处理等技术在煤矿机械中得到引用并逐步发展,对煤矿机电产品性能产生了极大的促进,使得煤矿机械发展进入了一个快速转变阶段。目前以微处理器或者是微电脑为核心的电控系统已成为了我国煤矿机械的发展趋势,虽然同发达的西方国家相比,我国的微控系统还存在一定的差距,但是随着技术的引入和研究发展,煤矿机械技术的提升也会十分迅速。 我国煤矿业引入微电子控制系统主要用于对煤矿机械功能进行提升,其主要实现了以下几方面功能。 2 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,出现故障能自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 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。 3 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了。 4 有效提高生产的自动化、半自动化 自动化煤矿机械设备是今后的发展趋势,而半自动化的机械设备应用也会越来越广泛,不但从劳动强度上减轻了操作人员的负担,同时也是对生产效率的有效提升。另外可以最大程度避免由于操作人员经验不足而对作业精度造成的影响。微电子在煤矿机械设备中的应用也是其自动化智能化发展的重要保障,去推广以及应用,使得机械系统的构造越来越复杂,但是功能以及适用范围也会随之而扩大。 5 其他应用 一些国外生产的输送机、采煤机、综掘机等采用了电子(微电脑)控制的自动变速器,能够根据外负荷的变化情况自动改变传动系的传动比,从而改变功率,这不仅充分利用了电动机功率,大大提高了能耗经济性,而且也简化了操作,降低了劳动强度,提高了设备的安全性能,提高作业人员操作的安全性。目前我国在综合机械化采煤机上采用电子(微电脑)控制,可实现无人操作,使机械能在危险地带或人无法接近的地点进行作业,也配备了无线遥控装置,可远程遥控也可微电脑编程控制。电子(微电脑)系统的可靠性是煤矿机械非常重要的一项性能指标。由于煤矿机械一般井下作业,其直接受到潮气、煤尘、通风、石块、地质变化等的侵袭,此外还受到采煤振动和冲击以及各种电、磁等的干扰,工作环境非常恶劣,因此电子(微电脑)控制系统必须满足井下性能环境要求,能在井下环境温度下可靠、稳定地工作;抗压强度高、抗老化,具有较长的使用寿命;密封性能好,能防止水分和污物的侵入;较好耐冲击和抗振性能;较强的抗干扰能力,系统能在各种干扰下可靠地工作。 6 结束语 科学技术的进步所带来的便是煤矿机械的发展,而机械技术的发展使得煤矿机械在性能上的适应性越来越高。随着机电一体化程度的加深,以及先进技术的引入,我国的煤矿机械技术发展开始向着微电子控制系统转变,在应用上更加的广泛,同时对于相关维修以及管理工作人员的专业素养要求也越来越高。即便如此,机电一体化也越来越得到广大煤矿业生产者以及管理者的推崇,在应用中不断的吸取经验,从而得以发展提高。虽然世界机电一体化的微电子控制技术发展较早,但是我国的技术应用起步较晚,因此在煤矿的生产上还存在很多的差距。但是社会对于煤矿生产的要求不会因此而降低,因此机电一体化变革刻不容缓,需要煤矿生产工作中每一个环节的相互配合,以及每一个环节的工作人员的共同努力。 机电一体化论文:试谈基于机电一体化的煤矿企业科技管理研究 摘 要:本文对机电一体化技术进行了概述, 简要介绍了机电一体化技术的发展历程和趋势, 论述了机电一体化技术的研究在煤矿生产中的重要意义, 重点介绍了机电一体化技术在煤矿生产中的应用。 关键词:煤矿企业 机电一体化 科技管理 1.机电一体化技术概述 “机电一体化”(mechatronics)是集机械、电子、计算机和信息技术等多种技术有机结合的一门交叉综合技术。机电一体化是在机械的主功能、动力功能和控制功能上引进计算机和电子技术,将机械装置和电子设备以及软件等紧密结合起来,相互渗透,相互融合而形成的一门新兴的综合技术。它的本质不仅是单纯地利用电子技术来简化或替代机械,更重要的是将机械系统、微电子和计算机技术、信息技术组成了最佳系统。 机电一体化技术具有增强生产的安全性和可靠性、具有自动监视、报警、诊断等功能,大大简化了操作步骤并且简单、方便;适用面广、生产、应变能力强、工作质量高;它的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施,使工作恢复正常。 2.我国的机电一体化技术 我国制造的机电一体化产品都具有智能化、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,它的广泛应用减轻了劳动强度,提高了生产力水平。然而,我国的机电一体化技术与发达国家相比差距还很大,具有自主知识产权的核心技术不多,今后应加强研究具有自主知识产权的核心装置,同时增加产品的通信功能,以适应综合自动化的需要;开发以微处理器和微机为基础的矿井设备工况和健康监测以及微处理器、计算机和专家系统的应用等;机器人仍然是机电一体化技术今后研究的重点之一。 3.机电一体化技术研究在煤矿生产中的重要意义 3.1 提高劳动效率,机电一体化产品的应用使过去落后的生产方式得到极大的改变,大量新型自动化电子设备的使用彻底转变了煤矿的作业模式,明显降低了工人的劳动强度,大幅提升了劳动生产率,极大地提高了劳动效率。 3.2 提高了劳动安全保障,传统的煤矿工作环境非常恶劣,高负荷地工作会严重影响到矿工的身体健康和生产安全。采用机电一体化设备进行煤炭的采掘、运输、提升等,不仅可以使矿工从繁重的体力劳动中解脱出来,而且还能降低发生事故和危险的几率,提高安全生产效率。 3.3 增加了经济效益和矿工的劳动收入,煤矿机电一体化技术的运用使得煤炭的产量大幅提高,增加了企业的经济效益,同样使矿工的劳动收入有所提高,改善矿工的生活质量。煤矿企业的快速发展带动了其它相关行业的快速发展,对地方经济的快速发展起到积极的推动作用。 4.机电一体化技术在煤矿中的应用 4.1 机电一体化技术在采煤机中的应用。机电一体化技术在采煤机的一个典型应用就是电牵引采煤机。它具有许多液压牵引采煤机不具备的优势和特点:良好的牵引特性。在采煤机前进时它可以提供牵引力,在采煤机下滑时它还可以进行发电制动;可用于大倾角煤层。牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器,可用在40°~50°倾角的煤层,而不需要其它防滑装置;运行可靠,使用寿命长。与液压牵引不同的是电牵引采煤机除电动机的电刷和整流子有磨损外,其它元件没有磨损,因此运行可靠,使用寿命长,维修量小;反应灵敏,动态特性好,结构简单,效率高。电牵引采煤机机械传动结构轻便简单,只做一次转换,电能转换为机械能,转换效率可高达99%,而液压采煤机的电能转换机械能的转换效率只有65%~70%左右。 4.2 机电一体化技术在提升机中的应用。目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备是矿井提升机,为全数字化交直流提升机。尤其是内装式提升机,在结构上将滚筒和驱动合二为一,大大简化了机械结构,充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。而全数字化提升机高度可靠,采用总线方式,使电器安装大大简化,此外,硬件配置简单,互相兼容。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化提升机,其核心部分ascs是由双cpu构成的计算机系统,其性能先进、操作简便、准确可靠。 4.3 机电一体化技术在带式输送机中的应用。近几年来带式输送机已成为机电一体化技术的研究重点。目前主要采用机、电、液一体化的cst可控软启动装置。它是一种专门为煤炭或金属矿石的长距离皮带运输机而设计的软驱动装置。一条皮带运输机可以由一台或几台cst驱动。由于尚未解决动态分析和在线监控技术以及启动延迟技术,我国带式输送机一般为3点驱动,对输送机的单机长度和运量存在一定的限制。而且,输送机的监控设备的功能、可靠性、灵敏度和寿命都与发达国家相比存在显着的差距。 4.4 其他煤矿机电一体化设备液压支架则向电液控制方向发展,将计算机技术与液压控制有机结合,实现定压双向邻架或成组自动移架,避免对顶板和支架产生冲击载荷。煤矿供电要求是供电要可靠,质量要高,能满足大功率设备。因此应该推广节能型产品。高压开关柜采用维护量小,使用寿命长的真空开关。目前高、低开关柜普遍采用了“微机保护”,具备网络功能,可以实现远程遥控、遥测、遥信和遥调。 5.结语 机电一体化技术是企业信息化的重要支撑技术,目前已经成为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。 机电一体化论文: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。 机电一体化论文: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。校企合作的核心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。
电气自动化技术在电力应用篇1 1电气自动化技术 1.1电气自动化概述 电气工程自动化技术是一项涵盖范围较广的综合性技术,它将电子信息技术、智能仿真技术和计算机网络技术等多种技术有机地结合起来,是顺应时代提出的智能化要求从而形成的一项新兴技术。这项应运而生的技术的标签是“自动化”“智能化”,无论是在日常生活中还是在企业生产中都表现出重要作用。电气自动化技术在某种程度上象征着创新,换句话说,它代表着国际竞争力,因此,在国内和国外都得到了足够的重视,各个国家争相发展这项技术来提高自己的竞争力和科技水平。 1.2我国电气自动化发展的现状分析 电气自动化技术在我们国家起步较晚,因此,相比于其他发达国家,我们国家这项技术的发展较为落后且发展速度缓慢,但是近年来它在国内的发展整体处于稳步上升的状态,逐渐成为国家发展核心之一,大力发展电气自动化技术成为大势所趋。在电力系统中,电气自动化技术的应用弥补了原来生产模式的不足,顺应时代的潮流,更好地满足了实际需要,同时带动着其他相关行业的发展。由此可见,我们需要重视这项技术的应用。但需要注意的是,电气自动化技术的蓬勃发展也给技术人员提出了更高的要求。上文提到,电气自动化技术是将电子信息技术、智能仿真技术和计算机网络技术等多种技术有机结合起来的一项新兴技术,因此,相关技术人员要精通各方面的知识。这就要求国家应保证对技术人员的基础培训,同时加强实践,注重理论和实践的结合,提升技术人员的综合素质、工作技能。 2电气自动化技术在电力系统中的应用 电气自动化技术的应用范围较广泛,在不同领域所起的作用也不尽相同。本文主要分析电气自动化技术在电力系统中的应用,主要包括人工智能技术的应用、集成技术的应用、监控技术的应用、仿真技术的应用。 2.1人工智能技术的应用 人工智能技术也是一种新兴技术,它以计算机技术为基础,利用计算机进行智能化分析以及数据处理。人工智能技术是电气自动化技术的主要组成部分,电力系统充分利用人工智能的优势来优化自身。在电力系统运行过程中,出现故障是不可避免的。如果按照之前传统的技术,需要对整个电力系统、整个运作环节进行排查,这样会浪费人力和物力,增加成本,大大降低了故障维修效率。人工智能技术利用互联网的优势可以实现信息共享,系统出现问题即可自动报错,很大程度上提高了工作效率,能做到出现问题及时处理,满足智能化监察系统故障的要求。 2.2集成技术的应用 传统电力系统兼容性不强,每项职能都由不同的部门负责管理,如准备工作、运行过程、检验维修都是相互独立的,之前的电力系统还未形成一个统一的整体。实践证明,这样会出现许多问题,如各个环节很难正常衔接、系统运作效率低下、耗费大量人力物力增加了系统成本。而引入集成技术之后,轻而易举地就形成了科学合理、完整统一的管理模式,将各个环节紧密联系在一起,同时融入了新技术,增加了创新性,追求效率的同时又能够保证质量过关。这样一来,电力系统整体得到了提升,迈入了一个全新的阶段,进一步增强了我国电力行业的竞争力。 2.3监控技术的应用 监控技术作为实现监视功能的一项必要技术,在任何领域的应用都是十分重要的。电力系统中通过对整个系统进行实时监控,出现故障报警提醒,更智能的是监控技术可以对系统问题进行初步分析,确定了是哪方面的故障之后将信息准确无误地传递给工作人员,工作人员可以第一时间了解情况前去维修,极大程度上节约了时间。除此之外,监控系统相比于之前也进行了升级,在报错之后可以先自发对故障进行简单处理,如果发生的是小故障可以先维持系统的正常运作,如果是有风险的故障,则监控系统会立即中断其运作工程,为维修人员争取时间。通过实时监控保证电力系统以及工作人员的安全,真正对人们最关心的安全问题作出了保障。 2.4仿真技术的应用 仿真技术,顾名思义是指通过一些仿真实验,借助数值的运算来进行问题的求解,从而反映系统的仿真模型技术。仿真技术在电力系统中的应用主要是以下三个方面:首先,应用在工作人员的培训中,仿真技术可以模拟更真实的虚拟工作环境,工作人员可以得到更有效的培训,通过实战演练深入了解工作环境。其次,在电力系统运行之前,准备工作是不可缺少的。通过仿真技术来检验运行条件、运行环境是否符合标准。传统检验模式不仅流程过于烦琐,而且无法保证安全性,容易出现检查漏洞造成结果偏差。相比之下,利用仿真技术可以确保检验结果的精准性,一定程度上弥补了传统模式的不足。最后,也是最关键的运行过程,利用互联网可以得到更真实有效的数据信息,确保信息传递的准确无误,同时可以实现信息共享。利用虚拟仿真操作还可以提前分析出系统运行的各项标准,从而校对实际操作是否符合标准,消除影响电力系统正常运行安全性的风险因素。 3电力系统中电气自动化技术广泛应用的意义 3.1优化系统结构,提升效率 电气自动化技术的应用优化了电力系统结构,提升了整个系统的运作效率。在任何领域,效率一直以来都是各个行业追求的核心,在竞争力不断增强的环境下,效率成为各个行业制胜的关键,因为在同等时间、同等水平的条件下,高效往往能够带来更大的利润。而电力系统中引进的电气自动化技术通过改变电力系统原有的结构,对可以改进的地方进行完善,减少不必要环节,简化系统,使整个运作过程更加科学合理、井然有序。大量实践证明,电气自动化技术的融合真正提升了电力系统的效率。 3.2及时维修故障,提供安全保障 无论电力系统设计有多么精密,在实际运行过程中也无法保证万无一失,难免会出现故障。既然故障无法避免,只能想方设法使故障在最短时间内得到处理维修。而电气自动化技术的应用就可以满足这个要求,在系统出现故障时可以及时维修,提供了安全保障。相比于之前的人工检修,现在的系统不仅可以在第一时间自动报错,并且能够反映故障的所在之处。显然,这不仅节约了检修时间和检修成本,还能确保检查结果的精准性,进一步保证维修人员和工作人员的安全。 4电力系统中电气自动化技术的应用前景分析及启示 就目前来说,电气自动化技术在全世界各个行业都很受欢迎,是智能化时代的新宠。我们国家的这项技术也在逐步走向成熟,电气自动化技术在电力系统中的应用是最广泛的,事实证明其效果也极好,很大程度上提升了我国智能化进程,是电力系统今后大力研究的一个方向。上文提到,这项技术作为我国的新兴技术,发展得不是很成熟,要想不断完善这项技术,可以从以下三点入手:首先,可以多借鉴在这方面已取得显著成就的西方发达国家的做法,其无论是在技术完善还是技术应用方面都比我们有优势,我们可以从模仿到创新。其次,制定严格标准规范化应用。众所周知,电力系统的安全问题是大家最为关心的,每年都会有安全事故发生,因此,电力系统内部应当进行规范化要求,从严格制定标准开始。规则是硬性要求,是必须要遵守的,制定了严格的标准就会规范工作人员的行为,一定程度上是可以减少安全隐患的,保证了安全性和稳定性。最后,积极引进、开发其他先进技术,进行优势互补,更好地服务于电力系统。 5结语 电力系统在我们日常生活中起着不可替代的作用,尤其是我们这种人口大国,用电量巨大。电气自动化技术对电力系统的发展起着助推作用,优化了整个系统,提升了运作效率,同时保障了安全,从而推进了整个电力行业的发展进程。面对国家和人民的需要,电力系统需要更加重视像电气自动化技术这类新技术的引进,追求创新的同时要保证质量、确保人员的安全,进而带动整个社会的进步。 作者:刁成妍 张明齐 丁增琳 欧阳湘龙 单位:山东科技大学济南校区 电气自动化技术在电力应用篇2 随着电气自动化技术的广泛普及和应用,使得我国社会生活发生了翻天覆地的改变。另外,其所应用的领域,以及涉及的技术领域都较为广泛,其中就包括电力工程领域,将其应用于电力系统中,对电气工程行业发展也具有一定推动作用,在为人们生活、生产提供极大便利的同时,也为推动我国稳定发展提供了一定助力。 1电气自动化技术在电力系统中的应用价值及现状 随着现代科学技术的不断发展,电力工程领域对科学技术的应用越来越广泛,尤其是在电力系统(如图1所示)中,电气自动化技术的应用十分普遍,为推动我国电力行业发展提供了一定助力。基于电气自动化技术在电力系统中的应用,其不但能够降低人工操作压力,同时也能够减少人工成本,使得电力系统的运行效率及质量得到大幅度提升。就当前我国电气自动化技术在电力系统中的应用情况,虽然整体效果较好,但是还存在一些弊端,比如电力自动化技术研发力度较差,在电力系统中的应用不够科学等,都是影响其价值充分显现的因素。基于此,也就需要相关工作人员能够对其进行优化和改进,以此使得电气自动化技术的价值得到充分显现。 2电力自动化技术在电力系统中的应用 通过上述对电气自动化技术在电力系统中的应用价值及现状分析可知,电力自动化技术能够带动电力系统的发展,使其在日常工作中更加稳定的运行。关于电力自动化技术在电力系统中的实际应用,主要体现在以下几方面: 2.1电力自动化技术在发电厂中的应用 对于电力系统而言,其能够正常运行主要是将发电厂作为关键能源驱动,以此实现对能源的直接性供给,进而保证电力系统可以在一定区域内完成对用户实行资源的合理配置,推动电力网络整体能够更高效地运行。基于发电厂设备而言,整个系统的设备较多,所采用的操作工艺也较为复杂。除此以外,整个设备体系在实际运行时,其设备的分布并不均匀,比较分散,也就导致相应的管理工作过于混乱。目前,我国大多数发电厂所采用的电力系统都呈现出外部机制与内部机制混合并联的形式,导致整个系统结构呈现出复杂性。在实际运行过程中,将电气自动化技术融入其中,不仅能够为整个系统提供一定的参数,并据此设置合理、有序的设备操作工艺,使得电力系统能够更稳定、高效、可靠地运行。关于电力自动化技术在发电厂中的具体应用,主要有以下体现: 2.1.1远程监测模块 该自动化技术的应用,主要是为了实现对电厂内各类设备的高效管理,同时还能够利用有线和无线信息传输模式,实现对电力系统的功能化保护,进而保证电力系统在工作环节始终按照基准参数进行,使其运行模式更加规范,实现对其的远程监测。如图2所示,为远程监测模块示意图。 2.1.2数据传输网络模块 电力系统在实际运行的过程中,主要是以信息化体系实现对内部数据的传输目标,并利用网络架构内信息节点与设备节点的对接形式,确保其指令的下达,进而完成各类操控目标。在此过程中,将电气自动化技术融入其中,能够在电力系统及网络节点之前形成一个对接平台,进而实现对系统信息的有效采集,并将其反馈到主系统中,确保主系统能够对整个电力系统有一个全面掌控,避免导致数据传输出现问题,影响到电力系统的稳定运行。 2.1.3监控模块 电厂在实际运行时,数据信息大多呈现出多结构化特征,也就导致整个数据系统在运行的过程中出现一些难以解决的问题,即通讯形式会出现冗余性问题。在此过程中,将电气自动化技术融入到其中,可实现对整个电力系统的全面性监管,而其主要依托于交互平台的建设,确保信息能够及时反馈到交互界面中,以此确保操作人员能够随时了解当前厂内电力系统的运行情况,为后续管理提供有效依据。 2.2电力自动化技术在供配电系统中的应用 对于电力自动化技术在电力系统中的实际应用,除了体现在发电厂中以外,还体现在供配电系统方面。通过将二者融合,能够建设起一体化监管体系,以此实现对电力系统配电形式的有效分析。在此过程中,电力自动化技术的应用还能够完成对传统人工操作形式的优势,将其转化为智能化操作,以此减少人工操作出现的几率。除此以外,在数据基准参数核定的前提下,还能够确保电力系统在实际工作的过程中,能够对某一类信息机制完成及时的反馈处理,以此将电力系统故障问题进行有效控制,以及确保出现问题时能够得到第一时间的处理。最后,在对数据信息进行采集的过程中,有了电力自动化技术的融入,还能够提升电力网络远程计算效率,并确保其在某一系统运行过程中,能够将电力网络系统运行中的故障问题及时反馈出来,以此实现对其的自动化管理。在此过程中,通过对基准参数分析,还能够发现各类电力系统在运行的过程中是否出现耦合问题,确保在超出系统基准范围后,能够及时给出警报,并未相关技术人员提供相应的解决措施,确保电力系统在任何环境下都能够稳定运行。 2.3电力自动化技术在故障诊断中的应用 电力自动化技术在电力系统中的应用,最突出的一个应用价值就是能够提升故障诊断效率。在电力自动化技术的融入下,电力系统的故障诊断技术也得到了相应改善,不仅检查和测试设备的方式发生了改变,而且整体检测效果也提升了很多,判断故障位置及程度的准确率越来越高。对于电气工程项目而言,在其中所涉及到的电力系统数量多,种类繁杂,并且每一项电力系统都较为庞大,性能指标要求极高,其内部零部件的组成也比较复杂,所以一旦出现故障,将会导致电力系统整体受到影响,甚至可能导致电力工程项目延期,导致电力工程效益大大降低。在此过程中,将电力自动化技术融入故障诊断中,可以在电力系统运行的过程中实现对其的有效检测,并且也不需要将系统拆除下来,即可通过技术手段掌握系统在工作中的状态。例如,可以利用振动噪声测试法、无损检测方法、磨损检测方法等,这些电力自动化技术与故障诊断技术的融合,可以将故障点准确定位出来。然后,相关技术人员能够据此分析故障原因及故障程度。最后,依据分析结果,对电力系统展开针对性的维修和维护工作。随着现代化技术的不断发展,当前电力系统的故障诊断技术也在随之发生改变,现多以计算机系统为主,其中包含监测和诊断两大系统,不仅可以准确接受到各电力系统发出的故障信息,并对信息进行进一步的分析和处理,以此初步确定电力系统的运行状态,以及其存在的故障问题,最后在经过进一步的确定,还能够准确定位故障类型、位置和原因,给出相应的处理措施。 2.4电力自动化技术在调度系统中的应用 在将电力自动化技术应用于电力系统中时,还体现在调度系统上。根据电网调度工作来看,电力自动化技术在其中的应用主要体现在以下几方面: 2.4.1实时化监督 电力自动化技术在调度系统中的应用,能够实现对电网运行情况的实时监督目标,以此确保每一个电力系统都能够将电力精准输送到客户家中,进而确保电力系统的整体稳定性,大大提升其工作效率。 2.4.2降低风险 在电力自动化技术的应用下,在确保整个电力系统安全运行的基础上,还需要对经济效益进行充分考虑,将其作为整个线路运行的保障,以此确保在电力系统工作时,不会由于发生经济效益耦合问题而对实际运行产生影响,或者无法满足预期运行要求,进而使得运行风险大大降低。 2.4.3优化处理 在电气自动化技术的支撑下,调度系统的故障问题将得到优化处理,进而确保整个电力系统在运行的过程中,一旦出现故障问题,可立即将故障问题位置找出来,以此避免故障机制发生蔓延,影响到电力系统的运行,导致电力企业整体运行受到影响。 3电力自动化技术在电力系统中的应用前景 针对上述电力自动化技术在电力系统中的应用价值和现状,以及对其在电力系统中实际应用的探究可知,电力自动化技术还会在时代变迁中得到不断优化和完善,也就表示其在电力系统中的应用前景更佳。本文结合当下其在电力系统中的实际应用效果,对其应用前景进行了如下展望,也是其在电力系统中的未来应用形式。 3.1新技术的大力研发 随着科学技术的不断发展及创新,电力系统也将随之发生变化,也就需要电力自动化技术研究人员能够紧跟时代及发展的步伐,对其进行大力研发,以此满足电力工程行业为电力自动化技术的更高需求,使其能够为电力系统的稳定、高效运行提供更为有力的保障。基于此,也就需要相关企业及人员能够在实现各类具有挑战性研发目标的同时,也要注重创新问题,要能够积极融入当下最先进的技术。同时,也需要借助高新技术,不断提升电力系统的效能,使其能够更加稳定、高效,进而促使我国电力系统水平能够赶追国际标准水平。 3.2人工智能 在人工智能技术不断发展的今天,电气自动化技术也应该朝其发展,将二者进行有效融合,以此完善信息平台,建立更为庞大的信息数据库,使得电气自动化技术得到更好发展,能够在电力系统中发挥更大价值。基于此,也就需要相关研发人员能够对人工智能技术进行充分了解和掌握,在电气自动化技术中融入人工智能技术,并且可以申请政府支持,以此确保我国电力自动化技术水平得到不断提升。 3.3标准化平台 在对电气自动化技术进行创新的过程中,还需要相关技术人员能够对系统进行整合升级,要能够开发出一套相对标准的系统平台,以此实现电气自动化工程控制系统的统一性发展,促使电气自动化技术水平得到不断升级。在标准化平台的创建下,电气自动化技术在电力系统中的应用将会更加高效,在提升电力系统运行效率的同时,也会推动企业的稳步及高速发展,是未来电力系统中电气自动化技术发展的关键。4结束语随着现代科学技术的不断发展,电气自动化技术在各领域中得到广泛普及和应用,并已取得良好应用效果。本文主要是对其在电力系统中应用的探索,由此看出电气自动化技术在电力系统中的应用能够促使其得到有效优化,同时使其管理和维护效果也能够随之得到提升,不仅保障了电力系统的高效运行,也能够大大降低电力系统出现故障的几率,即使出现故障也能够得到及时处理,进而推动电力事业的良好发展。 作者:钱叶牛 赵薇 许德阳 单位:国网北京市电力公司 国网北京市电力昌平供电公司 电气自动化技术在电力应用篇3 引言 电气自动化技术在当前的电力系统中有着十分重要的作用,其主要应用于电力系统智能化工作当中,对于电力系统的改善有着很好的效果。 1电气自动化技术的应用 1.1实时仿真技术 在电力系统当中,实时仿真技术通常应用于暂态或者隐态的多种形式进行试验,还可以通过实时仿真系统获取相关的实验信息。此外,实时仿真技术还可以对技术人员设计的各项设备进行测试。由此可见,实时仿真技术在电力系统的应用中有着十分良好的效果,可以对电力系统中动态负荷情况予以准确的监测[1]。 1.2智能保护系统 在电力系统当中,如果发生故障,通常需要通过人工进行检查和维护处理,这种情况导致电力系统的故障检修和保护工作十分繁重。而通过智能化的保护系统,可以通过电气工程的自动化技术中馈线自动化终端FTU,把故障的相关数据进行上传,再通过串口485、232、DTU终端进行,最后通过2G/3G的基站将上传的故障信息通过路由器进行传送,发送到发电厂的检测机构,最终形成电力系统故障的检查与分析[2]。图1是智能化技术应用的电力系统故障维修示意图。 1.3配电系统电气自动化技术 在配电系统当中,电气自动化技术能够将理论方面与软件系统进行有效的结合,配电系统的电气自动化技术在信息数据模型方面采用了较为先进的国际标准的信息数据模型。在这一技术当中对配电负荷可以通过人工智能进行计算,计算后再通过配电网络的递归虚拟计算模式进行配电网络潮流计算。 2在电力系统中应用电气自动化技术 2.1计算机技术 计算机技术在电力系统当中可以发挥出关键的作用。在信息管理工作方面,电力系统将会在运行工作中出现大量的信息数据,通过计算机技术可以最大程度地整合电力系统的数据信息,进而有效地解决电力系统中的问题。在电力系统当中应用计算机技术可以对产生的信息数据进行有效的保持,在需要的时候形成参考数据,并支持对数据信息进行浏览和阅读,进而可以最大程度地改善电力系统数据的使用效率。此外,应用计算机技术可以有效地提高电气自动化技术的实际效果,反之电气自动化技术也提高了计算机技术在电力系统当中的实际价值[3]。在电力系统当中应用计算机技术可以让系统的设备进行更新,提高系统的数字化和网络化程度。尤其在变电站系统当中,通过计算机技术可以有效地实现自动记录、自动统计等功能。通过计算机设备对电力系统进行远程的监测,改善电力系统的监测模式。在电力系统中应用计算机技术,可以保证自动化技术在电网调度工作中有更高的效率。当前,我国在电网调度方面一共可以分为五个等级,其中计算机技术将发挥重要的作用。配电系统中包括变电站的终端设备以及服务器、工作站、显示器等设备,这些设备对调度工作将发挥关键的作用,可以有效地改善配电系统管理工作的效果。同时,计算机技术对配电系统的监测工作也有良好的辅助作用,可以对各项数据信息进行准确的采集和处理分析,并对整个电力系统的运行状态予以客观准确的评估[4]。 2.2PLC技术 PLC是一种可以进行编辑逻辑的控制器。PLC技术是自动化技术中十分关键的部分之一。这一技术在实际应用中有着较高的便捷性。PLC技术在电力系统当中通常是在数字控制系统的逻辑控制方面进行应用,也是系统反馈的重要环节。因此,PLC技术在我国的配电系统自动化当中有着重要的推动效果。此外,PLC技术在电力系统的故障检修和养护方面也有着很好的作用,可以有效地降低电力系统的故障检修成本。在电力系统当中PLC技术主要在以下几个方面进行应用:1)PLC技术在闭环操作中的应用。在电力系统的闭环操作中,需要对环境温度等因素进行模拟计算,在确定数值后对环境因素进行有效的控制。模拟计算的过程中需要使用PLC技术当中的I/O状态对环境因素进行闭环控制。其中D/A和A/D之间的转换操作十分重要,需要应用PID系统技术进行对应的操作。要最大程度上保证系统的转换效率。通过对信息数据系统转换效率的提高,整个电力系统的运行效果也会随之增长[5]。2)PLC技术的顺序控制应用。当前,我国的科学技术水平有着十分明显的提高,因此很多电力企业在系统方面也进行了相应的更新,一些传统的控制系统也开始应用PLC技术的控制系统。这种系统在实际应用过程中能够最大程度地提高电力系统的生产效率,降低系统对资源的损耗,为电力企业带来良好的经济效益。PLC技术在控制系统的改善过程中,可以利用信息模块提高系统效率。通过PLC技术可以对电力生产工作进行有效的管理和调控,并对系统的操作顺序有极大的改善[6]。 3电气自动化技术在电力系统中应用的改善效果 3.1对节能环节进行设计 当前,节能已经成为我国最为重要的话题之一,是可持续发展中关键的内容,而在电气自动化系统中同样需要落实节能效果,这就需要应用电阻较低的变压器设备,落实节能的设计理念。 3.2对电气自动化的品质进行控制 在电气自动化系统中,还需要对质量进行有效的控制。相关的技术人员应当对电力系统的电气自动化系统予以重视,提高电气自动化在质量方面的有效控制,保证电气自动化技术在配电系统当中的合理应用。 3.3对电气自动化系统进行优化 当前,电气自动化系统都是应用统一的平台,也就是通过集成化对电气自动化系统进行优化。在实际的应用中,集成电气自动化系统具有很高的优势:首先可以改善电力系统的运行成本,其次可以改善系统资源浪费的现象。 4结语 在当前的电力行业中,电力系统应用电气自动化技术可以有效地改善系统的工作效率和速度,对于提高配电系统的质量有着十分关键的作用。目前,我国在电力系统应用电气自动化技术方面还存在一定的不足之处,需要相关的技术人员对电气自动化技术予以进一步的改进,切实提高电气自动化技术的发展和应用。 参考文献 [1]隋涛.电气自动化技术在电力系统中的应用[J].数码设计(下),2019(10):265-266. [2]刘帅威,尚朝翔.电气自动化控制技术在电力系统中的应用[J].建筑工程技术与设计,2019(29):2800. [3]赵强.电气自动化控制技术在电力系统中的应用[J].建筑工程技术与设计,2019(29):2931. [4]焦传儒.电气自动化控制技术在电力系统中的应用[J].建筑工程技术与设计,2019(29):2949. [5]史生龙.电气自动化控制技术在电力系统中的应用研究[J].建筑工程技术与设计,2019(29):3390. [6]张丽丽,马都军,马都师.电气自动化控制技术在电力系统中的应用[J].建筑工程技术与设计,2019(29):2811. 作者:王冠宇 单位:广东电网有限责任公司茂名供电局
机电一体化数控技术篇1 0引言 现代科技发展为机械加工行业向智能化以及自动化的发展创造了良好的条件,同时机械加工市场的竞争也更加激烈,在国家大力推动产业升级转型的背景下,传统的机械加工方式由于精度低、效率低、成本高已经很难在市场竞争中获得优势,针对这一问题,机械加工领域需要重视机电一体化数控技术在生产实践中的应用,以现代化的技术手段提升加工的精度以及加工的效率,促进行业的信息化发展。在这个过程中需要重视对机械加工进行系统化的分析,优化相关技术的应用以及配置,保证机电一体化数控技术能够在机械加工中充分的发挥作用,提升相关企业的市场竞争力,并促进我国产业升级转型战略的实施。 1机电一体化数控技术技术概述 从机电一体化数控技术的构成上来看,该技术具有比较强的综合性,融合了多领域学科的技术,将现代的微电子技术,信息技术以及机电控制技术进行了有机的结合,在生产实践中,相关技术的应用能够有效的提升工业生产领域的自动化水平,具有比较强的适用性。在系统运行的过程中,该技术能够根据系统运行的状态采取有针对性的控制策略来对系统进行控制,从而优化系统的资源配置,进一步降低相关生产机械的能耗,将提高相关机械运行的精度,并且能够在很大程度上提升机械运行的自动化水平,是一种现代化的、信息化的工业生产技术。数控技术的优势在于能够以数字化的指令对机械进行控制,与传统的人工控制方式相比,数控技术往往具有更高的控制精度,同时能够避免人工操作所导致的误差,在提升机械运行效率的同时,也能节省人力资源成本。通过将机电一体化技术与数控技术相结合能够保证二者的优势得到最大化的发挥,进一步提升工业生产的智能化、自动化以及网络化水平,在该技术支撑下的工业生产往往具有高精度以及高柔性的特点。 2机电一体化及数控技术的差异 具体来说,机电一体化包括可编程控制技术,与生产相关的电气控制设备、机械制图、单片机的应用,机械制造技术,液压传动技术,电子电工技术以及传感器技术等。机电一体化技术在设备制造、设备调试等方面能够发挥重要的作用。而数控技术主要包括计算机绘图、电子电工技术、机械制图、MasterCAM、公差配合与测量、机械设计基础、Pro/E、模具设计与制造、数控机床电气控制、传感器与检测技术等,在技术上与机电一体化技术有一定的重合性,该技术在金属加工、编程设计等方面能够发挥重要的作用,相关领域的人才主要集中在数控机床操作,模具制作以及设计等岗位。在生产实践中将机电一体化技术与数控技术进行结合,对于提升工业生产水平能够起到重要的作用。 3机电一体化数控技术在机械加工中的应用 3.1在故障排查中的应用 在机械加工中应用机电一体化数控技术能够实现在线监控、故障诊断以及自动报警的功能。该技术可以实现对机械加工设备关键结构的实时监控,在生产实践中主要对系统传动装置,电动机以及液压系统进行监控,在系统运行的过程中,一旦相关的模块出现故障,系统就能及时的发现故障并报警,同时还能提供故障的位置信息,系统操作人员在完善的系统服务下更好的进行操作,及时的发现故障并解决故障,提升系统运行的稳定性,并一步提升工作的效率,在降低维修时间以及维修成本的同时也能有效延长机械的使用寿命。 3.2提升资源利用率节约成本 在应用机电一体化数控技术的过程中机械加工所产生的能耗也会降低。由于机电一体化数控技术能够有效的提升系统的自动化水平,根据系统运行的状态,采取科学的策略对机械运行的状态进行调整,保证相关机械能够始终以较高的效率进行运行,因此系统运行的能耗能够得到有效的降低,同时由于系统的自动化水平提高,有相当一部分生产流程能够由机械自主完成,因此能够有效避免人工误操作导致的加工精度不足,造成材料浪费,因此机电一体化数控技术的应用对于降低能耗,节约成本也能起到作用。 3.3提升相关设备内部模块的配合水平 机电一体化数控技术的应用对于机械加工的提升作用是显而易见的。在进行机械加工的过程中,系统配置的传感器会对机械的运行状态进行检测,相关的检测数据能够上传到系统的控制中心,系统的智能算法能够对相关的数据进行分析,从而对机械进行智能化控制。从现代机械加工领域的发展情况上来看,智能化的发展趋势十分明显。而应用机电一体化数控技术不仅能够实现对机械的智能化控制,同时能够实现辅助制造以及设计,进一步提升设计制造的合理性以及科学性。机电一体化数控技术的优势能够在制造环节,系统集成以及柔性生产制造中得到充分的体现,促进系统各个模块之间有机结合,提升系统运行的协调水平。机电一体化数控技术的应用还能提升制造以及加工环节的网络化水平。加工制造的环节往往较为复杂,需要系统各个模块之间的有机配合。在机械控制车间内往往存在上百台设备,想要上百台的设备协调运行具有相当的难度。而在机电一体化数控技术的支撑下,能够利用网络对各个设备的执行单元的进行连接,相关的生产指令能够通过网络下达到每一台设备,从而实现机械加工过程的精密控制。想要进一步提升机械加工的网络化水平,就需要提升电子化设计水平,进一步提升控制系统的集成度,保证控制总机能够对系统进行有效的控制,同时在每台生产设备中都需要设置电子控制单位,从而能够接收系统发出的的指令信息,并方便对相关设备进行控制。 3.4提升机械加工自动化以及智能化水平 从传统的数控加工形式上来看,在很大程度上需要依靠设置好的加工程序来提升机床的自动化加工水平,但是这种加工模式也具有一定的繁琐性,对于程序的编写往往需要耗费大量的时间,在加工的过程中需要严格的按照编写的程序来进行,一旦在加工过程中出现了意外情况,系统并没有自主判断的能力,往往还会按照编写的程序来执行操作,这就很大程度上加大事故所造成的损失。而随着机电一体化数控技术的不断发展成熟,智能化的算法开始应用于机械加工中,在精密传感器以及智能算法的支撑下,已经能够实现加工过程中的自我分析以及自我测量,系统能够根据采集的数据及时的发现加工过程存在的问题,能够有效的避免加工事故的出现,对于降低相关生产企业的损失具有重要的意义。而这一功能的实现需要较高的系统集成水平,而机电一体化数控技术能够有效提升人与机械生产实践中的一体化水平,并促进了柔性生产概念引入到机械生产制造中,机械加工的自动化水平有了很大的提升,这对于我国产业升级转型具有重要的意义。 4机电一体化数控技术在机械加工中应用的意义 在科技不断发展的过程中,机械加工领域出现了很多的新技术以及新工艺,在相关技术的支撑下,现代生产企业已经能够实现更加复杂对精度要求更高的机械加工。尽管目前我国机械加工领域已经获得了很大的发展,但是与一些发达国家相比在机械加工的水平上仍有一定的差距。主要的原因在于,我国有相当一部分中小型的机械加工企业,受资金技术的限制,无法将机电一体化数控技术应用于生产实践中,目前很多企业在生产实践中用的都是传统的机床设备,而如果想要将这批设备进行替换无疑需要花费大量的资金。因此在将传统机械加工模式向现代机械加工模式转型的过程中,需要对资源进行合理的配置,保证机械加工相关企业能够逐步将生产方式进行过渡。在机械加工中应用机电一体化数控技术能够有效的提升加工的精度以及加工的效率,并进一步提升资源的利用率,避免在机械加工的过程中产生大量的浪费,同时能够保证设备稳定的运行,对于提升设备的使用寿命也能起到作用,并且能够缩短加工的周期,保证加工的精度。在机械加工生产实践中,机电一体化数控技术的应用已经取得了良好的成果,为机电一体化数控技术更广泛的应用打下了良好的基础。目前我国的机械加工领域已经基本掌握了现代化的机械加工技术,同时原本处于科研阶段的技术,也成功的应用于生产实践中,目前已经初步形成了数控生产基地,相关技术不仅在航天工程以及航海领域也得到了广泛的应用,相关技术已经基本成熟,支持进行批量的产品生产。 5机电一体化数控技术在机械加工领域的发展应用趋势 目前来看,机电一体化数控技术逐渐性提高精度以及提高自动化水平方向发展。对于相关产品的评价标准主要集中在精度,以及效率上。同时智能化的算法并广泛的应用于机电一体化数控技术中,尤其近些年5G技术以及物联网技术更加,已经开始与机电一体化数控技术相结合,并在机械加工领域初步发挥作用。另外机电一体化数控技术开始向柔性方向发展,在这个过程中,数控技术本身的柔性特征得到了加强,并将相关的特征拓展至群体控制。对于数控技术来说,功能性是该技术的基本属性,现代数控技术的功能性得到了极大的加强,系统设计的模块化特征相对明显,使得系统具有比较高的可塑性。同时在生产实践中,群体控制能够对信息流进行调整,保证能够适应不同的生产条件。 作者:计辉 单位:上海申沃客车有限公司 机电一体化数控技术篇2 0引言 机电一体化数控技术在机械加工中取得普遍运用,从而真正实现制造加工的网络化、智能化。并且通过对系统组织与结构配置进行优化,让设备得到合理应用,提高机械加工效率与质量,让企业能够在如今越发激烈的市场竞争中,占据一定优势。 1机电一体化数控技术 通过机电一体化数控技术构成层面来看,这一技术具有一定的综合性,其中包含了诸多专业的学科技术,并且把现代化信息技术、微电子技术、机电控制技术三者展开了有机结合。在实际生产过程中,该技术的运用,可以进一步提高我国工业生产的自动化质量,具备良好的适用性。而且系统在实际运转过程中,机电一体化数控技术可以与系统运转当下状态相结合,采用相应的控制对策,来对系统展开合理控制,进而起到完善系统资源配置的根本目的,大幅度减少有关生产机械设备的能源消耗情况,提升有关机械运转过程中的精密度,同时也可以起到进一步提高机械运转自动化水平,属于一类信息化、现代化的工业生产技术。对于数控技术自身而言,其所具有的优势,主要是可以将数字化指令来对机械展开有效控制,这和以往人力控制手段相比较而言,数控技术常常具备一定的控制精度,并且可以有效避免人力操作所造成的误差,在有效提高机械运转效率的同时,也能够大幅度降低人工操作成本。 2、机电一体化数控技术在机械加工中的应用 实时监控。机电一体化数控技术的运用,能够为机械加工诸多方面带来正面影响,不论是加工方式或者是技术手段,都可以充分发挥出智能化、信息化性能,能够对机械传动系统、液压电动机装置等进行在线实时监控。在机械加工过程中通过机电一体数控技术的运用,不但可以充分掌握系统当下运转的实际情况,储存、搜索有关数据信息,为机械加工提供有力依据,并且也可以对加工设备的实际运转情况进行实时掌握。若是在运转过程中出现安全故障,那么实时监控系统则可以立即发出报警,而相关人员只需与具体情况相结合,便可找出故障所在位置,从而对故障进行妥善解决,确保机械加工工作能够得到有序开展,如此能够大幅度减少安全故障出现的可能性。在总体运转过程中,机电一体数控技术还能够为有关人员提供有效的安全保障,减少设备维修管理的难度,优化加工步骤,进而延伸设备的应用年限。提高资源使用率。在对机电一体化数控技术进行实际运用进程中,机械加工时所产生的能源消耗情况,也会得到大幅度降低,这是因为机电一体化数控技术可以进一步提高系统自动化能力,与系统实际运转情况相结合,采用具有针对性对策,来对机械运转状态展开合理调整,确保有关机械可以长时间维持高效运转状态。因此,系统运转过程中所产生的能源消耗情况,也可以得到明显降低。与此同时,因为系统自动化水平的提升,有一些生产步骤可以运用机械来进行操作,因此则可以杜绝以往人力操作失误所造成的加工精密度不足,导致施工原材料出现不必要的浪费情况。由此可见,机电一体化数控技术的运用,还能够有效减少能源的消耗,为我国生产业的良好发展,提供有力支持。提升机械加工智能化水平。通过对以往数控加工模式进行调查与分析可以知道,其需要凭借预先设计好的加工步骤,来进一步提高机床自动化加工水平。但由于此种形式具备一定的复杂性、烦琐性,在编写程序时常常需要消耗大量时间,而且在实际加工进程中,应当严格依照预先编制好的程序来展开,一旦在实际加工环节时发生突发情况,系统则缺少良好的自主判断能力,通常情况下,还是会依照预先编写好的程序来进行操作。如此,则会进一步加大安全事故所导致的损失。而在如今机电一体化数控技术快速发展背景下,智能化算法开始在机械加工中得到大量运用,在智能算法与精密传感器的大力支持下,已然可以真正实现加工时的自我测量与自我分析,系统可以依据所采集到的数据信息,第一时间发现加工时所存有的问题,如此则充分杜绝加工安全事故发生的可能性,从而使有关企业获取到最大化的经济效益与社会效益。网络化创新。在机械加工环节,需要与诸多因素达到一定程度上的契合效果,才能在众多领域中发挥出良好的作用。而如此前提条件下,自身的多方面协作效果,就需要有一个良好的沟通环境来为其提供有力支持,需要以高质量、高效率的工作模式,来具体展开机械加工内容。因涉及的领域与内容相对较多,而一台机械所影响的车间就需要包含数百个设备,经过对各个设备发出运行指令,需要在网络环境下下达执行命令,执行命令会依据指令的具体信息与要求,实施相应的设备运行方式,可以在机械加工阶段达到网络化生产的根本目的,并且在与电子化设施进行结合设计的过程中,能够在总机上集合控制系统集体工作,保证所有设备能够依据电子控制单元的命令要求进行运转,促进机械加工与电子化科学技术的密切融合,为其整体效果,提供良好的基础作为保障。提高全程监控诊断故障效率。提高全程监控诊断故障的整体效率,也可以说是在线监测技术的一个重点内容,其能够更加科学的对生产过程进行监测和管理,主要在发动机和供油设施方面具体展开,依据设备具体的运行情况,如果在生产过程中发现设备存在异常现象,能够进行自动报警,如此便可以充分减少相关人员的整体工作量,以及对管理人员的总体配置数量,最大程度提高设备在日常生产过程中的管理与维护效率,同时也能够帮助管理者快速收集到有效的数据信息,再依据具体情况,采取科学、合理的方案。来降低其中所存有的安全风险。提升安全保障能力。与其他各个行业领域相比较而言,机械加工行业在运行过程中,会存在较多的安全隐患,因受到作业环境较为复杂的因素影响,导致人员出现危险的概率相对较高,对机械的相关工作监管也会更加严谨,在各环节设备中强化对于几点一体化技术的应用,能够使其安全系数得到显著提升,充分保障工作人员在工作过程中的人身安全,促进日常生产能够得到全面管理,并且通过现代化技术的应用,还能够促进远程监控及操作,有效提升其安全保障效果。柔性化方面的应用。柔性化对机械的加工工艺发展能够通过实际情况调整起到促进作用,需要相关企业对其进行高度重视,在原有基础上进行深入的分析,不断优化各项相关工作内容,与工作实际情况相结合,对生产形式进行合理的创新与优化。例如,对于各种农业机械、动力机械、运输机械等,各机械领域对产品有着自身的个性化要求,并且机械加工过程需要对各项生产需求进行满足。因此,结合不同产品所具有的特点,对其进行合理调整,从而达到柔性化的效果与价值。虚拟技术的应用。在自动化技术与机械加工制造实施虚拟化技术应用过程中,主要是将整体制造过程通过虚拟技术手段来进行显著提升,同时还要将信息控制技术与虚拟软件应用技术进行有效融合,促进对全过程的机械加工工作,进行高效的自动化管理与控制,唯有在机械加工制造领域融入更多的自动化技术,才能够进一步提高其整体工作效率和工作质量,而应用自动化技术中的虚拟化技术效果,不但能够充分分析作业阶段的各项参数数据,还能够快速发现工艺流程中所存有的问题,并解决问题,从而进一步提升机械化加工管理水平。 3结语 在我国制造业快速发展背景下,机电一体数控技术于机械加工进程中取得普遍应用。该技术的运用能够进一步提升生产效率,降低机械维修次数,及时发现并妥善处理有关故障,减少企业投资成本,延伸设备引应用年限,使相关企业真正取得良好发展。因此,企业应当结合实际情况,加大对于新型技术的运用,提高自身的竞争能力,使其在如今越发激烈的市场中,占据一定优势,真正意义上取得可持续发展。 作者:李成智 单位:河北天鸿游乐设备有限责任公司 机电一体化数控技术篇3 对于一个国家的经济发展而言,机械制造业在其中起到了重要作用,并且伴随综合国力的一步步提升,这种作用的重要性愈发体现出来。在机械加工领域中,机电一体化数控是一项重要技术,其发展发与创新已成为一个国家机械制造水平快速发展的保证,对于我国而言更是如此。目前,人们对商品性能的要求越来越高,使用传统技术已无法满足时代发展需求,因此必须积极创新制造技术,全面提升技术水平,这样才能更好的适应不断发展变化的市场。 1机电一体化数控技术简析 信息机电技术、电子技术、电工技术、传感器、接口等的结合,即机电一体化技术,该技术在事迹应用中可体现出强大的作用,不仅可以合理配置资源,同时还能在低能耗、高质量、多功能等方面实现其价值,对整个系统达到最优化的配置。数控技术则是指运用数字信息控制机械运动过程的有关技术,而数控设备则是指通过数控技术在制造业领域相互渗透形成的新产品。机电一体化数控技术是指机电一体化与数控技术二者的有机结合,该结合可推进加工自动化、网络化以及智能化的实现,可体现出高效率、高柔性、高精度等特征。 2机电一体化及数控技术的差异 机电一体化包含的课程有PLC(可编程控制器)技术、工厂电气控制设备、单片机应用技术、数控加工与编程、电工电子技术、机电一体化系统技术等。其就业方向包括机电设备的安装、调试与维护、技术与生产管理、机电产品制造与设计、质量管理与检测、销售及售后服务等。数控技术包含机械制图、电工电子技术、数控机床、机械制造基础、机械设计基础、金属工艺学、传感器与检测技术等磕碜。其就业方向包含数控编程、数控机床操作、数控设备维修及销售、模具制造与设计等。在其技术目标下可培养出可熟练操控数控加工工艺、熟练掌握数控程序的专业人员,还能培养出数控加工设备操作与维护等应用型人才。 3机电一体化数控技术在机械加工中的应用 3.1机电一体化在机械制造中的应用 3.1.1实时在线监控 就机械制造领域的各项工作来说,生产质量是重中之重,工作中哪怕是出现一个小的疏忽,都可能会使整个生产链瘫痪,使机械制造面临非常严重的后果。因此,为了提升机械产品质量,必须由生产工人全天在生产前线坚守,对生产过程进行监控,以确保生产过程中没有任何问题发生,一旦有问题发生立即采取措施处理。这种操作必然会为企业、工厂造成大量经济负担,对于经济效益的提升不利。机电一体化技术出现以后,很好的解决了这一问题,因为它自身设置了自动报警、故障自诊功能,可以对电动机、工作装置、传动系统、液压系统以及制动系统等运行状态进行在线监控。通过应用机电一体化技术可以对出现故障的位置以及相关故障进行有效预警,这样工作人员即可按照预警信息,在第一时间即对故障进行调整、修理与维护,这样一来不仅可以为机械生产质量提供保证,同时还能降低设备损耗程度,延长使用寿命。 3.1.2节约能耗,提高生产效率 在机电一体化技术尚未投入使用之前,传统机械制造中各生产设备都依靠人力方式运行,然而生产工人劳动强敌较低,这种情况下机械制造效率被限制,同时机械制造质量、能源损耗量也收到了一定影响。但是,当机电一体化技术在机械制造领域中应用以后,就充分发挥其自动化与半自动化等特征,从很大程度上提升了各设备的电劳动强度,为操作人员降低了工作负担。此外,传统机械制造领域中,经常由于人为操作的失误影响设备运行,对设备生产形成了阻碍,而应用机电一体化技术后,极大的改善了由于人员失误而引发的质量问题,并且PLC控制系统、通风机等设备适用,极大的减少了设备的能源损耗,使生产质量与生产效率都显著提高。 3.2数控技术在机械加工中的应用 3.2.1应用数控技术对设备的应用 在机械加工领域中,对数控技术的应用具体体现在生产设备上,目前,数控技术已广泛应用于机床控制方面,并得到了深入发展,数控铣床、数控车床、数控矬床等,这些设备已发展成为现代制造领域之中的关键性设备,这些设备的应用为现代制造业的高精度、高效率、高速度发展提供了有效保障。在机械加工领域中,对计算机数控技术的应用可很好的控制机床设备,利用代码方式可达到对各机床设备机电一体化的目的,同时还可以通过指令对其中各元器件加以控制,从而在操作上更为顺畅,达到自动化操作的目的。只有在该前提下,才能有效提升生产效率。 3.2.2应用数控技术对机械的作用 在技术水平等因素的影响下,传统机械设备生产始终在数量上、质量上以及样式创新上表现出大量问题和弊端,但当数控技术与机电一体化结合以后,就为机械加工领域拓宽了新的发展道路,在数控技术作用的发挥下,传统仿型技术被打破,可采用新型气割方式提升切割速度,促进质量水平的提升,这样一来不仅为机械制造质量提供了保障,同时也使机械生产效率得到了显著提升。在传统制造方式下,人们主要采用仿型技术实施加工制造,在该技术下是无法针对实际的机械构件轮廓进行精准把控的,因此生产制造的过程中调整构建将会消耗大量时间,还会造成大量的生产材料浪费。但应用数控气割技术与相关设备后,则可以对构件的轮廓进行精准把控,同时还可以有效调节切缝,以有效节省材料,不仅生产量显著提升,同时也为经济效益的提升提供了保障。应用数控技术时,可借助于计算机与相关软件构建全局性、完整性的制造系统,从而有效控制和管理机械制造技术。在以后的发展过程中,数控技术还将发挥其重要作用,为机械加工领域添砖加瓦,比如利用PC机等设备实现对相关技术的新突破与创新。 4机电一体化数控技术应用于机械加 工中的重要意义伴随着科学技术的快速发展,机械加工领域中增加了很多新的工艺与技术,在新技术的帮助下,企业已可以独立对零部件进行复杂的、精细的加工。但与很多发达国家相比,目前我国机械加工领域中依然存在大量不足,我国中小型企业在资金方面还不是非常充足,还不能承担起机电一体化数控技术安装所用的费用。当前,很多企业中投入应用的都是传统机床,如果利用机电一体化数控技术替换这些传统设备,势必需要大量资源,因此必须加快从传统机械生产到机电一体化生产的发展速度,达到优化资源配置的目的,进一步加快加工速度。目前,我国机电一体化数控的发展已取得了很大成绩,为数控技术奠定了基础,同时也基本上掌握了现代化的数控技术,很多技术都朝着商业化、产业化方向发展,数控产业基地初步形成,还建立起了航天、华中等数控技术,可实现对数控产品的批量化生产,生产技术水平也有显著提升。当下,已逐步建立了用于机电一体化数控技术进行开发、研究与管理的高素质队伍。同时,通过不断加强对机电一体化数控技术的应用研究,也能够更好的实现制造加工智能化发展。在未来制造、加工中,可以通过对计算机的辅助制造、设计、机械转动学等方面的有机整合,并在计算机集成化、制造单位等方面体现出来,以此来为加工智能化的实现奠定坚实基础。 5结语 综上,从目前的实际情况来看,机械加工已影响到了一个国家的经济发展,并且影响到了人民的生活水平。但由于我国这方面技术的发展要晚一些,对国家发展起到了一定阻碍作用,目前传统机械加工技术已无法满足机械加工领域发展需求,为此机电一体化成为这一领域发展的大趋势,对数控技术的应用必然会越来越频繁。因此,我们要充分重视机械加工领域中对机电一体化数控技术的应用,以充分发挥出其对国家、设备发展与进步的重要推进性作用。就企业而言,应该一些从实际情况开始出发,并且积极加大对新技术的引进力度,并且加大技术改进力度,全面提升自身竞争力,提升其生产效率与生产质量,从而更好的推进企业向前发展。 参考文献: [1]陈风明,赵光霞.机电一体化数控技术在机械加工中的应用研究[J].现代制造技术与装备,2021,57(03):196-197. [2]万春红.借助机电一体化数控技术提升机械加工成效的路径[J].现代制造技术与装备,2020,56(10):178-179. [3]周游.浅析机电一体化数控技术在机械制造中的应用[J].科学技术创新,2019(30):195-196. [4]谭惠忠.传统机械加工机床机电一体化改造研究[J].农家参谋,2018(23):239. [5]黄均安,蓝旺英.传统机械加工机床机电一体化改造策略[J].江西建材,2017(06):287+291. [6]雷一腾.机电一体化数控技术在机械制造中的应用[J].通讯世界,2015(23):265. 作者:叶子进 单位:广东省岭南工商第一技师学院
电力系统及其自动化论文:探究电力系统及其自动化发展方向 【摘 要】随着信息产业的发展,电力行业进入实时信息提供管理服务、管理信息(包括地理信息)支持实时应用的新阶段,发展CADC/GIS信息系统。电力和自动化的研究方向和发展方向对我国电力行业的进步具有不可估量的作用。本文主要分析了电力系统及其自动化的重要性,并探究了电力系统及其自动化的发展方向。 【关键词】电力系统 自动化 发展方向 电力资源是现代社会生产和生活中不可或缺的基础性资源,电力系统的发展也逐渐向着安全、可靠的方向发展,与此同时, 科学技术的快速发展也促进了电力系统自动化水平的不断提升。随着社会生产需求的多样化发展,对电力系统的自动化水平也提出了更高的要求, 不仅要实现单元个体向区域系统的发展,同时也要满足电力系统智能化、区域化的发展需求,由单一的功能向着一体化功能发展,这些问题的提出,都要求电力系统具有较高的自动化发展水平, 才能够有效的促进我国电力事业的持续发展。 1简述电力系统 电力系统支撑着社会生产和生活正常运转,是促进我国经济发展的重要基础设施。为了提高我国电力系统的工作效率以及电力系统的安全,经过我国科研界的不断研究,电力系统逐渐应用我国最为领先的人工智能、自适应理论、综合自动控制理论理论等。因为电力系统构成复杂,在为用户输电时要经过升压、变电、降压的过程,极其复杂,所以对系统在运行的实时性和可靠性有着较高的要求。电能的输送是通过分布在不同区域内的网络节点有效的传输实现的。电力系统向着自动化方向发展实现了将自然界的能源转化为电能,不仅满足了系统的规划、建设、运行和管理的需要,也满足了用户的需求。由于电力系统整体的控制和运行时安全性、稳定性的需要,各子系统之间能够畅通的传达信息和传输指令,所以不同的配置和通信系统之间必须要建立起子系统。 能够及时、准确的收集和处理来自电力系统运行过程的参数,是电力系统极其自动化的应用技术。所以为了电力系统人工智能化获得快速发展,我国研究院利用仿真系统和房展模式这一便利条件,针对专家系统、报警处理、模糊逻辑以及进化理论应用到电力系统极其原件的运行分析等方面进行研究。电力系统极其自动化的合理配置,为实现最大的经济效益,以及电力系统及其自动化的内部协调发展做出保证。在经济和社会不断发展的大背景下,虽然电力系统不断的更新与发展,但是这两个基本的组成仍然不可或缺。 电力系统信息与控制子系统的进步,促进了电能质量的不断提升,也使得电网运行的安全性和可靠性也不断的提高,对现代社会和经济的发展起到了巨大的促进作用。 电力系统及其自动化应用技术主要希望实现能够在保证电力系统能够安全、稳定、可靠的运行,延长使用电力系统的应用设备,及时有效的检查系统发生的故障,调整好电力系统运行状态的前提下节省人力、物力和财力。 2电力系统的发展方向 2.1电力系统自动化的应用 随着我国电力系统自动化应用范围越来越广,对电力系统及其自动化应用技术水平要求也越来越高。以太网技术满足了电力系统需要对传输的大量数据进行及时处理的要求,电力系统的整个运作过程就是运用以太网技术的过程。电力系统自动化能够为客户提供满意的服务,所以电力系统实现自动化发展是我国电力系统一直在追求的目标。要想实现这一目标,就要以以太网技术为基础,结合电力工业的实际应用。 2.2电力系统设备的检测与诊断技术 为了提高电力系统的安全性和可靠性,精准的检测电力系统中电器设备的运行状态和有效的诊断故障,要结合先进的科学技术,在电力系统运行的过程中,不断的分析电气设备的运行状态,诊断电力系统是否出现故障,并且实时对电力系统应用设备进行有效的监控。 2.3监控电力应用设备,控制故障发生 有效的监控电力应用设备,在电力系统运行过程中出现故障时,能够快速有效的排除故障,防止由于停电时间过长带来巨大损失。管理人员定期接受新知识的学习,提高自身素质,电力系统在出现故障时能够及时有效的提出应对措施,为实现电力系统的平衡不断做出努力。 2.4通信方案以及设备 在电力系统的通信设备中一般需要实现主站与子站、主站与单元、子站之间的几个通信方案,为了保证通信方案能够有效的实现,需要实现设备的持续运转,这也是电网运行过程中的一个基本要求。 在不同的供电区域中,通信方案的实现有着不同的要求,而通信方案的构成也有着多种形式,常用的有光纤、电力载波、有线电缆等几个方式 2.5变电站综合自动化和智能保护 科学家认真研究了电力系统电保护的新理论,并在新型继电保护装置中应用现在世界上最新、最先进的网络通信、自适应理论、微机新技术、综合自动控制理论、模糊理论和人工智能等理论,使新型继电保护装置拥有智能控制等特点,极大的提高了电力系统的安全可靠性,有利于保护工作人员的人身安全和节约企业的运行成本。 在长期研究变电站自动化的基础上,我国研制出了分层分布式变电站综合自动化装置。 所以,在以后的发展过程中,我们要继续保持自己的优势领域,提高创新意识,并带动其他领域共同发展。 3结语 电力系统指的是包括发电、输电、变电、配电以及用电等几个环节组成的电能的生产与消费的系统。电力系统是维持社会生产和生活的基本能源,也是促进我国经济发展的重要基础设施。 电力系统及其自动化的发展离不开计算机技术、光纤技术、信息技术等先进科学技术。相关人员需要结合科学技术的同时掌握电力系统及其自动化的要求,不断提高电力系统应用技术的水平,逐步完善电力系统,促使发展电力系统及其自动化水平。 电力系统及其自动化论文:解析电力系统及其自动化技术 【摘 要】本文主要说明了电力体系的一些现代化技术,其中包含:实际工作的总线控制配置、光传输并运用两种以上的处理的计算方式技术、不同于传统对象数据库的被动形式而产生的主动式技术,在这里都做了一一的说明;之后对于电力体系现代化的一些相关技术的运用进行了深刻的叙述,以此希望能给相关人士一些有利的参照。 【关键词】电力体系;自动化;电力系统 目前电力在现实中的运用可以说越来越现代化、条理化,对于我们日常生活来说,对电力的依赖越来越多,而电力技术的使用可以说同社会的进步是紧紧相连的。所以,要为电力体系和一些现代化技术提一个定义的话。可以将电力体系定义为:由对电的引发、变化、传输、配置、使用等等的一些有关模式构成,并运用产生电力的设备,将大自然中的天然资源变成电力资源,然后运用变化和配置电力的系统将电能运送到负荷中心,再将其投入到一些相关的设施上,转变成生活能源,并为人们的日常生活供应方便。 1 电力体系和现代化技术说明 1.1 实际工作中的总线掌控系统 对于工作中的总线的掌控系统指的就是在装配的时候,将一些自动化配置,如:自动仪表,将其同相关的控制设施进行相连,并产生一种非单向的网络数据化。一般来说实际工作中的总线技术会拥有运算及通讯功用,且采用掌控仪表相互之间产生的脉络体系,并对工作中的相关数据内容进行控制,其通过工作本身的需求对于讯息和相关内容实施现代化掌控。工作中的总线控制技术可以说是一种敞开且分散的控制体系,它使用了网络化的控制体系,且完成了对于系数、控制、预警、实际呈现的全方位现代化功用。就现在来看,在国内使用的最多的就是分散式的控制体系。 1.2 主动的对象数据库技术 主动的对象数据库技术广泛应用于电力系统的监视与控制过程中,对于系统的开发与设计也有着直接的影响。,目前就电力体系在监控的时候应用得最为广泛,并对相关的体系的研究创新及新理念的产生也有着一定作用。这种技术方式同传统技术比较可以说更具有主动性及相关的技术性,该技术能够将系统内部相关数据进行评判以及思考,并对其存储库中的对应数值进行掌控,并让数据本身的统一平稳有所增强。 1.3 运用光同时进行处理的技术 对于电力体系现代化保护有一种举措那就是使用光来同时进行处理的技术,可以说光的传输拥有十分大的灵巧特质,并且电容负荷并不会对其产生作用。 2 电力体系创立模型之后的共享实力 电力体系现代化发展十分迅速,而在其发展中,其体系通常都表现在对于地舆空间特性的叙述上面,并且以空间结构为主要特点进行模仿地舆体系的想法已经差不多是一种规范,可是在现实里,对于它的掌控对象会有着十分繁复的电力规律体系构成。因此创立电力体系独有的空间思考研究模型是很有用的。对于这样的针对语义层次的资源共有,最本质的需求就是供给和所求的两者要对相同的资源数据看法相同,因为相同的认识才能确保这一点的顺利进行,所以在资源分享的时候要有一个电力体系的最初的雏形,并以此来作为部门之间资源分享的基本点。其中它包含:(1)地舆实际的几何特性的准确意义及表述,包括电力体系对于服务应用所包含的空间方位结构特性;(2)对于物体的规律特性的基础意义和表示,在电力体系上看,它有着物理构架,每一个组成部分和大体的物理特性、运行方面的一些讯息分享、全面多方位、动态的一些运用和思考。 3 电力体系集中度增高 对于电力体系的产生和进展过程要从市场经济的需求动力来看,不管是该体系的产生是创立在相关共通的还是专门电力体系现代化平面上,对于多范围多层次的适用判断及高效率的经营需求,都需要更合乎标准的资源共有、全面多元化的使用研究思考。所以,要将一些从前的信息方式推翻,并采用数据资源和运用的整体结合,并且将多面化多方位的空间讯息同多样的有关讯息进行整合相连,并将空间的运算同主流运算相结合,全方位的展现资源之间的相互联系,是今后电力体系现代化进展的必然方向。 3.1 电力体系现代化、讯息化 因为使用者所面临的数据操作性非常的强,因此,为了能让使用者更好的进行掌握及运用,加强数据本身的易掌握性是很重要的。除了这点以外,还要给予相应的图形标志,并让其标志可以很形象的同相关对象对应,允许地理及非地理两类图形的相结合整体管制功效。对于电力体系的现代化应用的实施性需求也十分的高,运用多种对象的后期捆绑技术,一个对象所归属的分类可以在工作的时候进行限定,而不是已经成为目标码以后再进行肯定。所以,使用者能在目前所拥有的笼统数据及空间运作包上面,任何时候对本身所要的数据的分类及工作方式进行定位,以此来加强系统本身的开创性及扩展性。进行电力体系现代化的目标就是完成企业规范化、讯息化。像这样的集很多技术和讯息为一个整体的企业级讯息体系,从经济和可实施的视角上来说极需要一个集思考策划并一步步的进行实施的总体计划。 3.2 完善数据库 使用不同的数据库对数据进行存放和管制,而对于它的数据复制及安全性能是别的文件管制方式所比不了的。就现在看,新创立的系统拥有许多优点,因为其体系以关系数据库管制体系为主要应用,并运用它较强的监管能力及能进行多集检索的方法,能十分有利的让网络负荷下降,并快速的将要查的方向进行实指性定位,当出现几位使用者同一时间进行探访时,时效就会大大的加强了。虽然这个系统存在着许多优点,但其缺点也是不容忽视的,因为在电力体系中,对于空间的相关数值的长度是可以变化的,所以对于其繁复的空间就要添加一些所对应的相应功能;对于这点,它将很难达成对于空间相应数值的一些图形功用及基础工作;而且对于空间对应该的相应顺序很难进行叙述。随着科技的进步,对于相应的数值管制体系及相应关系数值管制体系进入了一种商业化走向,因为它们属于一种可以进行扩充的数据库管制体系,在里面可统一定义空间数据的工作及对应形式;不论是空间还是非空间的数据资源都可以进行相应治理,这使得为制作研究统一空间数据库系统制造了一个十分有利的环境。 4 电力体系的安全及平稳性能 在我国电力体系对于经济的发展起着至关重要的作用,作为一个实施工作体系,是否平稳安全是它一定要思考的。而对于它的安全和平稳性我们要从电力设施的工作、相关数值、网络运行等这些来进行着手。前提是系统本身的稳固,也就是体系要具有多种形式规格的相应数据和针对对象运行平稳的优点,迅速且强大的复原体系;对于多用户同时访问运行系统是否稳定、快速、正常,能不能双机热备份,这些都需要我们进行思考。 5 结束语 综上所说,对于电力体系的现代化就是使用电脑网络的相关技术来完成对电力体系的全方位控制,这其中包含:实际工作的总线控制配置、光传输并运用两种以上的处理计算方式技术、不同于传统对象数据库的被动形式而产生的主动式技术。而其技术含义就是为了能让电力的界限可以变得越来越大,进而提高对电的供应实力,以及电力的稳定安全性能,从而让电力体系可能适用、安全的进行,进而让我国电力事业可以长久发展下去。 电力系统及其自动化论文:浅谈电力系统及其自动化技术的应用 摘 要:现阶段,自动化技术的应用越来越广泛。自动化技术为电力系统经济效益的提高提供了技术支持。随着人们对电力系统可靠性的要求提升,自动化技术在电力系统中的应用越来越受到人们的重视。文章分析了电力系统中自动化技术应用的要求及其在电力系统中的具体应用。 关键词:电力系统;自动化技术;应用 自动化技术可以实现电力系统的整体管理和运行监控,其可以确保电力系统的运行安全和稳定性,对电力系统可靠性的提高意义重大。现阶段,电力系统中应用的设备状态检测技术、光电式电力互感器、智能电力设备等都是自动化技术应用的良好体现,为电力系统的发展提供了先进的技术支持。 一、自动化技术在电力系统中应用的具体要求 电力系统中的自动化技术要对整个系统的运行实施实时监控,快速对系统运行的故障做出反应,准确采集系统运行的信息,及时处理出现问题的因素。自动化技术是电力局部系统和整体系统运行安全的保障,其运行参数是体现电力系统运行稳定的关键。自动化系统要对电力系统的部件和运行状态做出分析和评估,为系统的调控工作提供帮助。自动化设备同时要有自我调控的功能,可以进行自我修复。其可以完成一定的工作,简化工作人员的工作内容和工作量。自动化系统要调节分系统和整个系统之间的关系,避免系统间的相互感染,确保电力系统供电的稳定和安全,为电力系统运行提高良好的环境。 二、电力系统中自动化技术的具体应用 (一)面对对象技术的应用 面对对象技术使软件的承接性和开明性更加先进,其使软件的分析能力和编程能力更加出众。主动对象数据库为电力系统的自动化提供帮助,其数据库内的触发子可以实现电力系统的自动化监测。通过对数据库内的数据分析可以对电力系统的运行进行控制。面对对象技术的应用节省了电力系统数据录入以及输出时间,其结合数据的分析和管理,提高了电力系统运行数据的可靠程度,进一步实现了资源的共享,确保数据的准确和统一。先进的自动化技术应用可以快速实现电力系统的智能化,提高电力企业的生产效率。 (二)现场总线自动技术的应用 现场总线技术与控制仪器连接起来,就会形成数字化的双向通信网络。在电力系统的控制仪器中置入微处理器,形成单个仪表的独立计算和通信的系统,利用连接线将每个仪表的控制器连接,就可以形成一个整体的总线网络系统,将这个系统连接到自动化的控制中心计算机,所有的仪表就可以通过计算机控制,仪表数据也就可以通过计算机录入和输出,就可以建立一个实时的计算机自动控制系统。现场总线技术是智能化电力系统建立的纽带,其可以实现全网络控制和单独区域独立工作系统,对电力系统实施分布式控制,避免了故障对整个系统的影响。总线技术优化了电力系统的功能,将电力系统的运行分散控制,为每一个仪表数据的分析和处理提供单独的控制中心,可以对系统的故障快速做出反应。现场总线技术可以清晰的反应电力系统的运行状态,实现了工作人员对电力系统的实时监控,避免系统出现严重的故障和影响正常供电。 (三)光互连并行处理器的应用 光互连并行处理器是电力系统控制以及继电保护的关键,其不易受到外界环境的影响,同时数据的录入和输出可以根据实际需要进行调整。光互连可以解除临界线长度对电力系统的限制和电线沿线输出集中等问题,实现计算机系统之间的信息相互传递,提高了信息的传递速度,缩短了系统故障的处理时间。光互连可以在空间中自由穿梭,不受面和长度的控制,相互之间也不会产生干扰。同时,光互连可以确保电力系统的自动化控制不受任何干扰,为建立系统的稳定运行提供保障,实现了电力系统的经济性和安全性,其应用前景非常广阔。 三、结束语 电力系统中的自动化技术是确保电力企业生产效率提高和运行稳定的关键。其提高了电力系统的安全性和经济性,确保了电力系统运行的稳定,减少了资源的重复利用和浪费。我国电能需求量巨大,如何寻找适合我国电力企业的自动化技术是未来电力工作的重点。自动化技术的应用是实现电力系统智能化的基础,其可以推动我国电力企业与世界接轨,形成健康、稳定、安全的电力系统,促进电力企业向更高的层次迈进。(作者单位:海南师范大学) 电力系统及其自动化论文:探讨电力系统及其自动化技术的运用 摘要:电力系统及自动化是当今人类社会实现现代化生产与生活的重要能源供应渠道。虽然目前我国电力系统自动化技术应用已经取得了部分令人满意的结果,但是这一技术的应用截止到今天仍然有许多可待改进的地方。文章首先介绍了电力系统自动化控制的基本内容,阐述了电力系统自动化基本流程、工作要求和相关应用,提出了今后电力系统自动化的发展方向,旨在为电力系统及自动化技术的发展做出贡献。 关键词:电力系统;自动化;应用 引言 经济在不断的发展,今天我们跨入了一个全新的时代,经济体制也在不断的适应发展的需求,我国的经济体制处于市场经济的大环境下,处处面对着竞争,对于企业的生存与发展来说是非常严峻的考验,面对于这样的挑战我们应该明确思想,要把这种挑战转化为动力。企业只有不断的改革创新我们才会更加适合市场的需求,也就是说只有这样我们才会更好的促进行业的发展。我国在电力行业这方面起步比较晚,在我国全面普及开始于20 世纪90 年代,在设计之初没有想到发展的会这么的迅速,正是因为这样,现阶段在设备以及技术方面出现了很多的滞后的方面。对于老的设备以及技术方面一定要进行更进一步的改革与变更,使其适合现阶段的需求,发展在继续,我们电力方面在不断的方面发展,下文就这些方面展开了探讨希望对大家有所帮助。 1. 电力系统自动化技术概述 1.1 电力系统自动化技术基本概念 简单地说,电力系统装置即是能够通过发电装置将自然界中的各种可用能源转化为电能的装置,然后通过变压器以及其他所需的设备将电输送到千家万户,这一过程中不可避免的会涉及到许许多多的数据的传输、控制与检测,进而对电能进行一系列的调节。显而易见,电力系统自动化技术与电力系统装置的基本概念不一样,它是指在无人参与的条件下对电力系统进行常见的基本操作。具体的操作包括采集和传输实时、精确的关于各种元件、子系统甚至整个电力系统的各种可获得数据。 1.2电力系统自动化基本工作流程 电力系统自动化网络以处于中心地区的调控中心为管理节点,系统的其他设施设备围绕这些调控中心放射状分布。性能先进的电子计算机构成了调控中心的主体,负责为周边发电厂和变电站提供信息服务和监视装置的控制管理等。以上内容就是电力系统自动化控制网络的基本构造。在这个系统中,中心计算机起着关键性的主导作用,负责对整个系统的协调与控制。而细节的动作,比如操作设备和记录事故内容、记录并处理报表、自动恢复系统异常状况和常规操作自动化等内容由对应的监控设备解决。电力系统自动化以分层控制为主要操作方式,调度、控制、发电、变电各个单元根据各自负责的功能和范围协调运转,分解任务压力,提高控制能力水平,从而使系统运行状况更加合理、可靠,实现更大的经济效益。 1.3 电力系统自动化技术的特征与优点 电力系统自动化技术能够实现对数据的分类。它能将数据自动归类为日常运行数据、举出数据、现场实时数据以及系统数据。并且电力系统自动化技术还可以精确的控制系统实时运行的数据,因此能够为整个电力系统提供安全可靠的支持服务。众所周知,网络通讯技术存在瞬间传输的特性,因而利用自动化技术可以提高日常工作效率,可以让人们及时发现可能存在的安全隐患,最大程度的降低因为人工操作可能带来的失误操作导致的故障。另外,要想实现对电力系统的多个控件进行协调调度,就必须对整个需要调配的系统进行综合调节。也就是说,在给定的电力系统运行过程中,将系统负荷按需分配到哥哥可以被直接控制的发电机组中去。当然,除了上述的一些优点或者特征之外,作为电力系统自动化技术,必须能够对电量进行实时计量。作为电量采集装置除了能够实时处理各关口数据之外,还要确保断电后一段时间仍能继续正常工作,也就是说能够保证数据采集不会发证缺失的情况,因此电力系统自动化技术应当还具有与远动通道和电话通道挂接的基本能力以及保证全系统数据采集的同时性。 2. 电力系统自动化技术的实际应用 2.1变电站自动化技术的应用。 可以说,变电站的自动化的实现又是依托计算机技术的发展实现的,要实现电力生产的现代化,一个不可缺少的、重要的环节就是实现变电站的自动化。变电站依赖计算机技术实现自动化,在实现的过程中计算机也得到了充分利用,二次设备也随之实现集成化、网络化、数字化,完全是采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆。变电站实现自动化,实现计算机屏幕化以及运行管理和记录统计实现自动化,另外两个组成部分是操纵以及监视,变电站的整体自动化才得以实现,正是如此多的组成部分实现了计算机的自动化管理。为了联系发电厂与电力用户,变电站以及与之相关的输配电线路必不可少。变电站自动化的实现,不仅组成电网调度自动化的一个重要组成部分,更是为了满足变电站的运行操作任务。 2.2 电力系统自动化技术在配电网的应用 配电网自动化技术成为一项较为复杂的系统技术,它包括配电网的分析自动化、自动馈线化、自动制图、设备管理和信息分析,与原有的手工操作不同,配电网自动化技术实现了对配电网的分析、制图、设备管理等环节的自动化,通过智能软件从数据库中获得资料,并进行实时的自动分析处理工作,进而就能够实现配电网的自动化功能。长久以来,配电网肩负着重要的作用,其控制基本上是靠手工方法实现的,既存在耗力耗时效率不高的缺点,还存在各种潜在的隐患。随着科学技术的发展与进步,人们逐渐懂得使用孤岛自动化的技术来代替以前的手工操作的方法,但也有缺陷,即对设备的使用设计以及在电能的分配使用上还是有所欠缺。因此,为了保证电网的正常运转,对配电网自动化的改进以及电能的监控和分配相应的提出了更高的要求。 2.3 计算机技术的应用。 一方面要做好智能电网技术的应用,智能电网是电力系统发展的方向,是利用计算机技术实现电气自动化,发展电力系统的代表性技术,职能电网在供变电和输配电中都得到了广泛的应用,是实现智能化配电的关键部分。另一方面要做好电网调动技术的应用,调动技术是电力系统自动化技术的主要组成部分, 它能够完整地对国家电力系统进行信息收集工作, 并实现对国家、区域、省、地、县不同级别的电网的自主调动,这样就能很好的将在这些联系到一起,对于控制来说更好的做到中央集合,其监控的能力得到了很大的加强。这些方面最为主要的就是通过数据的集合,这些数据能够很好地反映实际的情况,实现整个系统地运转,这样才是真正意义的系统自动化,也是未来发展的趋势。 2.4电力系统综合自动化的发展方向 综合自动化是我国电力系统自动化技术的重要发展方向之一。当前,我国电力系统综合自动化的目标就是要建立全方位的配电管理系统(Distribution Management System, 简称DMS)。全面建立配电管理系统,可以大幅提高电气综合管理水平,是电力系统适应市场需要、满足现代化高负荷电力供应的必然选择。DMS 系统的建立,有助于电气设备保护控制机能优化,减少大规模停电事故发生,提升电力供应稳定性;有助于快速建立电气事故快速处理机制,减少故障停电时间,弱化事故对生产设备的负面影响;有助于管理人员及时掌握电流、电压、电量以及功率等系统运行参数的变化,进而增强对整个电力系统运行状况的控制力度;还有助于实现平衡电力、监控负荷、精确计量及节约用电的功能。同时,DMS 系统对于现行电力系统工作模式的改变也有着重要的推动作用,使无人值守的变电站管理模式成为现实,极大地降低了人力成本,提高了工作效益。 3.结语 综上所述,电力系统自动化是门技术含量高,覆盖范围广的综合性学科。我国电力系统自动化起步较晚,和当前电力市场以及电网建设高速发展的实际要求有着较大差距。电力工作者必须认清这个事实,加快推进电力系统自动化改革,为我国电力系统的顺畅运转和经济建设的健康发展做出基础保障。从而促进电力系统及自动化技术的发展。 电力系统及其自动化论文:探讨电力系统及其自动化发展方向 摘要:电力系统自动化是一个集传统技术改造与现代技术进步于一体的技术总体推进过程。 自动化系统的先进性和稳定性对变电站以及电网有着深远的影响。本文主要分析了电力系统及其自动化的重要性,并探究了电力系统及其自动化的发展方向。 关键词:电力系统;自动化;重要性;发展方向 一、电力系统自动化的重要性 电力系统自动化的重要性具体表现如下: 1.1保证优质电能的供应 电能质量问题包括很多内容,例如:电压工作不正常、电流偏差、用电设备被损坏等,如果缺少了电力系统自动化设备将很难发现这些问题,在寻故障时需要花费很多的时间,既耗时又费力,电力系统自动化装置可以很快发现问题并且及时处理问题,从根本上提高供电效率和质量,保证优质电能输送给各个用电户。 1.2电力系统的设备稳定、安全运行 有了电力系统的自动化装置,才能保证输变电设备正常运行,迅速找到故障,及时加以恢复,这样才能保证整个电力系统稳定、安全的运行。 1.3保证经济运行 经济优化,降低网损,必须要在电力系统中加入自动化装置。随着经济和技术的飞速发展,电力系统主要应用计算机技术、控制、通信和电子设备。电力系统不仅需要处理的信息量较大,而且影响因素也越来越多,直接观察的范围比较广泛,闭环控制内容也较丰富。所以,电力系统自动化保证经济的运行,而且还减少了电网损坏费用的支出。 二、电力系统的自动化发展方向 2.1供电方式及一次设备。 由于经济发展和地域因素的共同影响,我国配电网的管理可以划分为城市电网和农村电网,城市电网主要是电缆网方式,而农村电网主要采用架空线方式。配电网的供电方式由线路开关设备、电源点、网架三个部分决定,电源点、网架的组合方式不同,架构了很多不同方式的供电方式,例如单电源辐射状供电、双电源环网供电、网格状供电等等,而线路开关设备如环网柜、分段器、断路器、重合器、负荷开关等提供了功能各不相同的供电配合方案。我国城市电缆网主要采用环网柜(配负荷开关、SF6断路器、真空断路器等)当做配电线路主设备,而在农村电架空线网中重合器、断路器、分段器、负荷开关等作为配电线路主设备应用较为广泛。区分线路开关设备的供电方案有:电缆环网柜方案、分段器方案、架空重合器方案、负荷开关方案等等。 2.2远动系统及二次设备。 变电自动化系统的远动实现主要使FTU和TTU对配电台区、线路开关的监控。远动系统和设备的可靠性功能主要有环网控制、保护动作、远方控制、就地手动四方面。配电自动化远动系统的主要问题有线路电源和传输规约,如何设计出可靠的、适用于户外环境的不间断电源是实现配电自动化的主要难题。因为配电线路设备的地理分布性,当前变电所采用的CDT,POLLING规约,都不适合配电自动化系统,在新的101规约得到了一定程度的应用,它是否能够作为配电自动化远动传输标准,还很难评定,当前 IEC新的传输协议标准正在制定中。 2.3电力系统及其自动化中应用以太技术 随着我国电力系统的迅速发展,综合自动化对通讯的实时性的要求越来越高,电力系统需要传输的数据也越来越多。以太网具有传输速度快、传输数据量大的特点,完全能够满足现代电力系统及其自动化的要求。Ethemet+TCP/IP是以太最典型的应用形式。电力系统及其自动化未来的发展方向应该是结合电力工业应用实际,以太网技术为基础,研究出新一代以太网为核心的现场总线技术。 2.4主站网络与软件功能。 电力系统的自动化的主站功能有GIS在线管理、电网经济运行分析、SGADA实时监控等等,主站框架需要突破以往单一调度自动化系统C/S模式,以P-P-C/S-B/S一体化架构,可以很好地体现分布式网络的管控一体的综合集成系统特点。 2.5变电站综合自动化和智能保护 科学家认真研究了电力系统电保护的新理论,并在新型继电保护装置中应用现在世界上最新、最先进的网络通信、自适应理论、微机新技术、综合自动控制理论、模糊理论和人工智能等理论,使新型继电保护装置拥有智能控制等特点,极大的提高了电力系统的安全可靠性,有利于保护工作人员的人身安全和节约企业的运行成本。在长期研究变电站自动化的基础上,我国研制出了分层分布式变电站综合自动化装置,这种装置使用范围十分广泛, 35KV―500KV之间各个电压等级的变电站都可以使用分层分布式变电站综合自动化装置。我国在微机保护领域的研究已经跻身于世界先进行列;在变电站综合自动化领域,我国掌握的技术也已经达到了国际先进水平。所以,在以后的发展过程中,我们要继续保持自己的优势领域,提高创新意识,并带动其他领域共同发展。 结束语: 随着信息产业的发展,电力行业进入实时信息提供管理服务、管理信息(包括地理信息)支持实时应用的新阶段,发展CADA/GIS信息系统。电力和自动化的研究方向和发展方向对我国电力行业的进步具有不可估量的作用,因此 ,我国的科学工作者们还需不懈的努力! 电力系统及其自动化论文:关于电力系统及其自动化的发展方向探究 [摘 要]随着我国经济的发展和计算机技术的不断提高,我国电网建设和电力系统方面也取得了显著的进步。电力系统及其自动化大力提高了电能的智能化和便民化。本文通过了解电力系统及其自动化的概念,了解电力系统自动化的应用领域,从而对我国电力系统自动化的发展方向提出一些建议。把握好电力系统及其自动化的方向,才能在未来的发展中让电力企业获得长远的经济效益与生态效益,才能满足人们对电力需求,建立一个稳定和谐的社会。 [关键词]电力系统 应用 自动化 发展方向 一.电力系统及其自动化简述 电力系统是指电能生产与电能消费的整个循环系统,其中涵盖了发电、变电、配电、输电等环节。电力系统的运作模式是将自然界中的天然能源,如太阳能、地热能、风能、潮汐能、水能等通过发电装置将其转变成电能,再经过电压线路输送和电压调配成为用户可以使用的安全电能。电力系统的主体结构主要是由电源、负荷中心和电力网络来构成的。 电力系统的自动化是指在电能生产、电能传输、电能配送以及电能管理等方面实现自动调度、自动控制以及自动化管理。电力系统的地域分布广泛、工程量巨大,其中牵涉到的的发电厂、输配电网络、变电站以及电力用户等环节复杂而多变。电力系统的自动化也包括了对电力生产过程的自动检测、自动调节和自动控制,对系统和设施的自动安全保护,对电力信息的自动传输和对电力企业经济效益的自动化管理。 二.电力系统的自动化的发展过程。 (1)20世纪50年代之前,我国的电力系统容量大概仅有几百万千瓦,单机容量甚至不超过10万千瓦。那时,我国的电力系统的自动化水平较低,一些电力装置和过程调节控制都依靠工作人员来进行。例如一些大型的发电厂甚至是采用人工添加煤块来发电,发电的方式途径也单一。主要是以煤为主,对天然能源的开发率和使用率都比较低。 (2)20世纪50~60年代,我国的电力系统发电规模达到千万千瓦以上,单机容量也已经超过20万瓦。电力系统形成了区域联网,在电力系统的自动化方面取得一定的进步。发电厂内部开始采用机、电、炉这种新的单元集中控制方法。电力系统自身也开始模拟自动调配装置和以计算机网络为基础的经济管理方式,采用了远方通信技术。最主要的是采用了很多新型自动装置,如可控硅励磁调节器和电气液压式调速器等。同时,也开始大量利用天然能源来进行发电。发电技术得到提高。 (3)20世纪70~80年代,我国电力系统开始引进计算机电网实时监控系统,配备了功能强大齐全的整套计算机硬软件。对大型火力发电机实施安全监控以及自动闭环起停过程的控制。各种自动调节装置和自动保护装置越来越多的应用到电力系统中去。很多微型计算机也开始参与到发、配电、输电、变电的各个环节当中,使得电力系统的自动化一度达到高水平高水准。 (4)20世纪90年代至今,随着计算机技术和网络通信技术,我国的电力系统自动化控制技术也得到飞速发展。如今电力系统已经成为一个由计算机、网络通讯、电力电子等装备的统一体。电力系统自动化能够进行闭环控制的对象越来越多,自动化处理能力和信息量越来越大,直接可控的范围也越来越广。 三.电力系统自动化的应用领域 (1)电网调度自动化。在电力系统中,发电、配电、变电都是一系列复杂的过程,涉及了一些电量的调配、电压的变换控制等方面的操作。电力系统的自动化主要就是为了从电能生产到电能消费的各个环节实现电力网络系统调度自动化。结合计算机网络操作,让这些过程由难到易,由人工操作到电网掌控,提升其工作的执行率和精确率。让电力系统更好更快捷的为客户服务。 (2)火力发电厂自动化。电力系统自动化的一个应用领域就是让火力发电厂实现自动化。火力发电自动化主要包括了发电设备方面的数据采集、故障检测、状态监视自动化,还有总线电压控制和无功率自动增减自动化,以及设备常规模拟调控。这些复杂的控制过程由计算机网络系统进行合理适宜的控制。让火力发电厂的机、炉、电三者形成单位集体式,让火力发电工作更加有效的进行。也能在发生意外情况的时候,将损失降低到最小。 (3)水力发电综合自动化。水力发电自动化主要包括三大方面的自动化。首先是,大坝监护自动化,即在大坝的数据采集、水位变化记录和大坝维护方案等方面实现自动化分析和数据采集。其次,能对水库水文信息的自动监控,能记录雨量和水文变化情况,自动制定出水库调度计划和方案。最后,在水电厂内能实现全场机电设备的自动化安全检测、以及发电机组的自动化控制。 (4)电力系统保护装置自动化。电力系统保护装置只要是为了防止电力系统发生意外事故危及系统本身和电气设备、人员等。在电力系统的保护装置中主要有两种基本类型。一种是为防止系统自身故障产生损害的继电保护装置。继电装置主要是为了保护发电源、母线、变压器、电动机等设备。另一种是为保证电力系统正常运作的系统安全保护装置。系统安全保护装置主要是为了防止电压崩溃、电力系统振荡、解列等情况的发生。 (5)电力工业管理系统自动化。电力工业管理系统的自动化主要是依靠计算机来进行自动化管理。这种自动化管理可以为电力企业节约成本的同时,提升自身的管理水平。电力工业管理系统自动化主要包括电力工业的财务管理、生产管理、设计和施工管理等方面的自动化。 四.电力系统自动化的发展方向 (1)服务的人性化与便捷性相结合。现阶段,我国用电力需求越来越大,人们对电力系统的服务要求也就越来越趋向个性化。为了向客户提供优质便捷的电力系统自动化服务,就必须使自身的系统设计更加人性化,更加能为客户带来便捷。 (2)以智能一体化为发展目标。如今随着经济和网络的发展,人们对智能化的要求也越来越高。电力系统自动化的发展趋势必须符合时展的潮流。电力系统的自动化必须以实现自身的智能化为目标,加快自身的系统设计和系统更新,为满足客户更多的需求而不断努力尝试。 (3)经济效益与生态效益相结合。我国电力企业在追求自身的经济发展的同时,必须兼顾生态效益,坚持走可持续发展的道路。将天然能源的开发与利用作为今后电能的主要来源,积极进行可持续发电策略。在减少火力、煤电的同时,合理调控市场的电价,积极利用天然能源发电,提高发电质量,将经济效益与生态效益相结合,争取长远有利的发展。 (4)系统主站网络与软件供功能相适应。电力系统在实现计算机自动化后,对与自身想匹配的软件功能也要投入一定的重视。必须将自身的软件功能与系统主站网络同时投入重视和开发,才能让电力系统自动化的技术发展方向相一致。 (5)完善远动系统和二次设备。在电力系统自动化技术中,对远动系统的控制和二次设备的合理利用要相互协调。因为电力运输系统都处于室外,要实现及时监控远程线路的输送,必须不断完善电力自动化的远动系统功能。 总结 我国人民日益增长的用电需求和环境能源人均不足的情况,让我国电力企业在未来的发展面临着更大的挑战和压力。电力系统及其自动化的发展方向关系着我国未来电力事业发展。只有把握好了电力系统自动化的发展方向,兼顾经济与环境,统筹智能化和自动化,我们才能达到经济效益与生态效益的双赢局面。 电力系统及其自动化论文:浅谈电力系统及其自动化的发展方向 摘 要 电力系统具有结构复杂、分布广泛的特点,在信息时代,电力系统自动化技术被越来越广泛的应用,自动化系统的稳定、先进,有利于提高电力公司的经济效率,也有利于保证广大用户的利益。电力系统自动化是将传统技术和现代技术相结合的一项综合性技术,本文主要介绍电力系统及其各种自动化技术,来探讨电力系统自动化的发展方向。 【关键词】电力系统 自动化发展方向 当今社会,人们对电能供应的各项指标要求越来越高,提供安全、可靠、优质、经济的电能是电力公司的服务标准,这就要求电力系统极其自动化技术都要不断提高。当前,电力系统自动化已有了一定的发展,但由于其起步比较晚,以及我国对电力需求大的实际情况,必须引进先进技术和设备,同时加强改进传统技术和设备,保证电力系统自动化的全面实现。 1 电力系统自动化的应用 电力系统自动化是电力系统力求的发展方向,主要指在电力系统中,使用具有调理信号或远程监测、控制的自动装置,来自动监测或远程控制、监测电力系统的各个元件、系统,目的是保证电力系统的安全运行和电能质量的合格达标。电力系统自动化包含了丰富的内容,主要有发电控制的自动化、电力调度的自动化和配电自动化。 电力系统自动化的基本流程是,通过在相对中心地带的调控中心安置计算机,来向周围辐射网络系统,在发电厂、变电站设置远方监控装置,用来提供信息服务和反馈信息,这样就形成了一个全面、立体化的信息传达和指令传输的系统。在整个流程中,中心计算机的职责是总体调控,其他相关的监控设备则主要负责记录事故内容、编制报表的记录处理、设备操作、系统异常导致的自动恢复操作、以及一些常规操作的自动化。在整个自动化系统中,控制部件是中心,通过计算机之间的结合,运用各种软件扩大控制范围和深化自动化程度。电力系统自动化在调度所、变电站、控制所及变电站采用分层控制的操作方式,按其所管辖的范围进行分担调控,使整个控制系统达到合理、可靠、经济的效果。其中中央控制负责总体性的控制,是整个系统的中枢神经,其主要功能是使整个系统有效运行,保证设备的完整性。地方控制的主要功能是监控发电厂、变电所,并执行中央控制下达的任务。中央和地方控制是调度自动化的主要内容,它的主要功能是监控电网的安全运行、对电网做有效的经济调度和安全分析、事故处理等,这些功能的实现要依赖于数据的采集和监控,这需要以计算机系统和数据信息传输网络为基础,再加上自动发电控制、经济调度控制、安全分析等软件的辅佐。 有一个可靠的调度通信网来保证数据信息的传输,是电力系统自动化实施的一个非常重要的手段,这样,在电力生产过程中,安全检测数据、生产调度数据、以及其他管理数据都能得到有效的传输。 2 电力系统自动化的发展方向 2.1 自动控制技术的发展趋向 当今电力系统的自动控制技术有了其新的发展方向,比如在设计分析上,处理问题时面对多机系统的模式,被耍求的越来越多:计算机、远程通信、电力电子器件成为主要的控制手段:控制策略朝着最优化、智能化、协调化、区域化的方向发展;现代控制理论成为其主要的理论工具:对工作人员的技能及其之间的配合要求越来越高。 2.2 变电站自动化的发展趋向 在电力系统自动化过程中,变电站也有了新的发展趋向,数据共享就是其自动化的主要特点,这一目标的实现是通过将监控和保护功能集成在一个装置中,根据数据采集与监视控制系统两者对继电保护处理的数据以及其他的一些数据是一样的这一特点,将数据采集与监视控制系统集成到相关的计算机保护中,使监控和保护共用一个硬件平台,体现了供电系统的经济性追求。 2.3 供电方式朝多方案方向发展 由于我国地域辽阔,将配电网分为城市电网和农村电网两种管理模式,电源点、线路开关设备和网架决定着配电网的供电方式,这三者的不同组合就使得供电方式变得多样化,目前,以线路开关设备不同而形成的供电方案有自动配电开关方案、断路器方案、电缆环网柜方案、架空重合器方案、负荷开关方案等。 2.4 通信方案多样化 不同地区、不同条件下,通信方案是丰富多样的,比如光纤、有线电缆、微波、电力载波、扩频等,自动化的通信方案主要有主站对子站、主站和子站各对现场单元、子站之间以及现场单元之间的通信。目前,主站对子站、主站对现场单元的通信方式是自动化试点工程系统的配套方案。 2.5 整个电力系统自动化的总体发展趋向 自动化就是用机器代替人的体力劳动,同时代替或辅助脑力劳动,使整个系统得到协调、管理和优化。在整个电力系统自动化过程中,闭环控制最终取代开环检测;电压的等级开始向低电压扩展,比如建立和发展配电管理(DMS)系统是我国当前电力系统自动化的一个目标;整个电力系统开始向一体化、多功能的方向发展:装置性能也开始向快速化、数字化、灵活化的方向发展i追求目标也更高,向着最优化、智能化、协调化的方向发展。 3 结语 电能在社会资源总消耗中的比例越来越大,尤其在当今信息社会,对电能的需求和依赖程度更大,因此,必须加大对电力系统建设和发展的投资,电力系统自动化是电力系统发展的必然趋势。当电能的供应不可靠时,会直接影响国民经济的发展,造成经济损失,必须对电力系统做全面规划,将各种先进的自动化技术应用到电力系统中,并科学判断电力系统自动化的发展方向,确保用户和企业等获得安全、优质的电能,推动各行业生产建设的快速发展。 作者单位 国电南瑞科技股份有限公司 江苏省南京市 210061 电力系统及其自动化论文:关于电力系统及其自动化探析 摘 要:伴随着经济的高速发展,电力行业取得了长足的进步。经济建设和人民生活对电力的需求与日俱增,同时也对电网的安全稳定运行提出了更高的要求。由于影响电力系统运行的因素非常复杂,涵盖发变电、输配电等多个环节,且电力输送范围十分广泛,单纯依靠人工监测很难实现各个环节的实时监控。引入计算机网络技术和自动化技术,是实现电力系统自动监控的重要手段。通过实施自动监控,可以实现对整个电力系统运行状态的实时掌控,对实时发现故障并及时排除,保障整个电网平稳安全运行,具有十分积极的意义。 关键词:电力系统;自动化;控制 引言 电力系统承担着为经济发展和人民生活提供稳定可靠电能的重要职责。由于电网规模总量逐渐扩张,电网结构深邃复杂和电网建设运行环境严苛多变,电网故障发生的频率和严重程度也越来越高,严重者会直接导致整个电力系统不能正常运行。以往采用人工方式进行巡查,以保证电网安全。由于人工巡查受巡查人员个人业务水平、工作素质、精神状态、行为习惯等因素的影响,往往不能取得理想的结果。随着计算机和自动化技术的高度发展,建立自动化监控系统已经逐步成为现实。通过对系统进行实时监测,能够及时发现问题,发出报警,自动分析原因,并采取应急措施,从而将损失降到最低。下面分别对变电系统、配电系统及调度系统的自动化技术进行简单介绍,以供大家参考。 1 变电系统自动化 变压器是变电站的核心组件,在变压输电方面发挥着巨大作用,但随着用电量的逐步扩大,影响因素逐渐增多,变压器在运行过程中发生故障的概率日渐增大。最常见的故障是过电压。它严重干扰着电力系统的正常运行,必须采取相应措施加以限制。通过建立自动监测系统对变电站过电压情况进行实施监控,从而采取针对性的措施,是解决变电站过电压的好办法。该系统主要包括以下几个环节: 1.1 电压传感器 它的敏感度直接影响到监测系统的测量精确度,是整个系统的关键环节。在线监测系统中的电压传感器由高压分压器和光纤传感器组成。前者分为电容分压器、电阻分压器几种类型,具有结构简单,暂态响应和测量精度好的特点,专门用来获取电压信号。由于运行状态下的分压器长期保持并联状态,所以电网的等级较高时,要做好相关人员安全防护工作;后者具有频带宽,绝缘性和抗干扰能力强的特点,适用于雷电过电压的测量。光纤传感器分为有源光纤和无源光纤两种。有缘光纤需配置高压分压器,无源光纤受环境温度影响大,都具有很大的使用局限性。 1.2 信号传输 该环节采用光纤或同轴电缆为媒质进行监测系统的数据传输。同轴电缆造价低廉,安装简单,信号保真度高,但对安全防护有要求。光纤绝缘性好,安全可靠,传输速率快,抗电磁干扰能力强,但需配备专门的接收机和光发射,成本较同轴电缆高,而且安装不便。 1.3 数据采集 模拟信号的转换处理在这个环节完成。该环节由以下几个单元组成:一是多路转换单元,主要负责传感器的选择或监测,一般借助程控模拟开关完成选通信号;二是预处理单元,主要用来调整输入信号,为模数转换器提供必要条件,并提供一定的抗干扰功能;三是数据采集单元,采样保持负责模数转换周期内各输入量的存储工作,并进行筛选,将数值未发生变化的信号送入模数转换器。模数转换器ADC是数据采集环节的核心部分,主要指标是转换速度和精确度。 1.4 数据处理 它是整个监测系统的核心环节,一般采用两种方法来完成。一是在线监测,由相关软件提供硬件的驱动,实时完成过电压的采集监测工作;二是离线分析,通过计算机技术实现对电压信号采样的数据分析,从而完成对过电压的判断。 2 配网系统自动化 配网系统自动化以计算机技术和自动控制技术为基础,实现在线智能监控或离线监控,从而达到提高配电效率和供电质量的目的。实施配网系统自动化,能够有效减少人力消耗,缩短事故持续时间,为配网管理系统规划提供实时信息。该项技术具有工作效率高,维护成本低,经济效益高等特点。配网自动化系统主要由以下几部分组成: (1)配电主站,多位于城市调度中心,负责与各子站进行通信。配电网具有系统复杂、内部设备繁多、监控对象规模大,分布广等特点,如果都连在主站上,系统难以正常运行。因此设立子系统,减少主站压力。(2)配电子站,多建于变电站内,负责和电力终端设备通信。(3)配电远方终端。该单元主要对配网辖区内的变压器、环网柜、开闭所以及柱上开关等进行实时监控,识别各种故障并加以控制等,通过这些功能和主站系统、子站系统相互配合,实现整个配网的监控和优化。(4)通信网络。负责将主站的控制命令发送给终端,并将终端的各项参数信息反馈给主站,实现主站和终端之间的通讯联系。鉴于系统复杂,工作环境恶劣,相关通信设备数量多且分布范围广等原因,在选择通信方式时,应对其安全性、实用性、可管理性及成本等多方面进行综合考虑,并结合当地实际,采取最优方案,保证配电系统自动化的正常工作。 现阶段有三种主要通信方式:(1)光纤,广泛应用于配电自动化系统,具有性能优、成本高的特点;(2)无线通信,在配网信息系统中比较常见,初期投资较少,但后期维护费用较高,目前部分地区正在研究将其应用到配电自动化中;(3)中压载波,正处于试验阶段,尚未投入正常使用。 3 调度系统自动化 倒闸操作和处理配网故障是配网调度的主要工作。由于受各种因素影响,调度系统故障发生概率较高。随着经济高速发展,实现调度系统自动化,保障配电网供电正常的要求日渐突显,由此导致了远动技术的诞生与发展。远动控制系统主要由调度主站端的计算机系统、执行端的自动化系统以及连接两系统的通信信道系统组成,藉由数据采集技术、信道编码技术以及通信传输技术来实现电力系统的远程监控和操作。调度系统自动化通过对数据的自动采集监控、自动发电控制、经济调度控制和能量管理等手段来实现信息收集、状态分析、层次协调的目的,进而为调度人员提供相应的决策参考。该系统还有专门的抗干扰功能,以满足调度系统安全稳定的需要。 从电力系统整体的角度出发,可以建立一个总的监控系统,经由对以上子系统的控制,来实现对整个电力系统的监控。 4 结束语 电力系统的安全正常运行,直接关系到国家经济安全和社会稳定。建立健全高效可靠的自动监控系统,实现电力系统的自动化,是保障电力安全的必要措施。随着计算机技术和自动化技术的进一步发展,电力系统自动化必将迎来一轮新的研究热潮。 电力系统及其自动化论文:电力系统及其自动化技术应用 摘要:电能在社会资源总消耗中的比例越来越大,尤其在当今信息社会,对电能的需求和依赖程度更大,文章分析其系统,探讨其自动化技术应用及发展。 关键词:电力系统;自动化技术;应用 引言 在新形势下,要保证电力系统自动化技术的安全管理,相关企业应该针对当前我国电力系统自动化技术的现状及时制定有效的对策,从而保证我国电力系统自动化技术沿着标准化、规范化、智能化的方向发展。 一、电力系统的特点 (一)电能安稳供应的紧要性。电力的供应关系到我国国民经济以及人们正常生活。经济运营和人们正常的生活都和电能有着精密的联系。电能如果不能安稳的供应,肯定会对我国国民经济的增长带来重大损失,对人们正常生活带来不良影响。 (二)电能的非存储特性电能具有特殊性,电能的生产和配送以及消费都是在同一时间内进行的,电能不能大量的存储。在任意一个时刻电力系统中的发电厂所生产的电能量都取决于这一时刻用电设备所消费的能量以及输送和分配过程中所损失的电能综合。电能的这些特点都要求在运行的过程中必须要保证电源的功力平衡。在同一时刻发出的总电能要等于消费的总电能,而且中间传输环节也要保证畅通无阻。中间的任何一个环节或者元器件发生故障,都将影响电力系统的正常工作。 二、主要电力系统自动化技术的应用 (一)变电站自动化技术的应用 变电站在电力系统中的主要功能是,将电能进行调节和分配,以为电力系统中配电和中转提供功能服务。随着社会经济生产活动以及日常生活对电能需求的增加,变电站自动化技术对电力系统的作用至关重要。现代化的变电站自动化系统主要通过计算机通信技术、网络技术而实现电力生产的自动化。变电站自动化技术实现了计算机的屏幕化以及运行管理和记录统计的自动化,使变电站内的智能设备进行相互连接以及资源共享的实现。与此同时,变电站自动化技术还对变电站设备进行监视与操控,优化了现代化高负荷变电站的设计,更提高了输电的稳定性。 (二)配电网等智能电网自动化技术的应用 智能电网是对电网的智能化创新,通过对智能通信网络技术及决策支持系统的的应用,对配电、输电、变电、发电等环节进行智能自动化控制,文中主要讲述智能电网中的最关键的配电网自动化技术的应用。配电网是电网系统的重要组成部分,由复杂的电缆、架空线路及配电变压器等组成,在此基础上,配电网自动化技术成为一项较为复杂的系统技术。与原有的手工操作不同,配电网自动化技术实现了对配电网的分析、制图、设备管理等环节的自动化。配电网自动化技术的工作原理是依靠智能软件从后代软件数据库中获取信息资源,并实时的进行自动分析处理与自动传递。 (三)远动控制自动化技术的应用 随着用电量的需求增加以及对电力系统实时监控与数据采集的重要性渐强,电力系统调度自动化技术的应用成为不可抵挡的趋势。远动控制自动化技术作为一项调度自动化技术在加快电力系统综合自动化进程中发挥着不可比拟的作用。远动控制自动化技术主要包含遥测、遥信、遥控、遥调等方面的技术,主要从数据采集、信道编码、通信传输技术等实现系统的远动控制自动化,有效减少了故障的发生,提高了设备的使用率,一定程序上,也是节约资源的体现。在数据采集、信道编码、通信传输技术方面,其工作原理是不同的。远动系统的数据采集主要利用变送器技术和A/D技术来实现远动控制自动化;远动系统的信道编译码技术主要通过将信道的编码和译码、信息传输协议等信息通信信道传输到调度控制中心来加以自动化应用;远动系统的通信传输技术则主要依靠调制技术和解调技术来实现远动控制自动化。 (四)PLC技术在电力系统自动化中的应用 PLC技术是将计算机技术与继电接触控制技术结合的产物,这一技术利用可编程序实现电力系统内部储存的控制、运算、记录等操作指令,从而解决了传统电力控制系统内可靠性低、接线复杂、耗能高的问题。PLC在数据处理的工作中,能对采集的数据进行分析、处理、制表等,然后利用通信功能传送到其他智能装置,达到控制系统操作的目的。在PLC技术的应用中,主要实现了PLC的闭环过程控制、PLC的开关量控制以及PLC的顺序控制。表现在闭环过程控制中,通过模拟量输入、输出模块对模拟量进行闭环控制,实现数字量与模拟量的转换;在开关量控制中,电力系统自动化中主要运用PLC的开关量逻辑控制辅助发电系统运行;PLC的顺序控制则主要通过信息模块控制工艺流程,并与通信总线连接实现电力系统的高效运行,并降低电力系统运行的资源损耗,提高了效益。 三、电力系统自动化的发展前景 (一)以科学技术为主导的发展前景 自动化系统依靠的是计算机、通讯、数控措施。伴随着时展持续发展,已经完全证明了科技是第一生产力,生产程序因科技简单化,提升了生产效率。现在,电力系统自动化整体上都需要科技实现,在电力装置的控制上,整体的自动化措施使电力系统信息处置数量成倍增加,对系统整体的处置要求日益增高,数据在精准性以及时间上都有了很大的提升。电力系统自动化转变了以往的管理方式,从人工改变到无人样式的管理,从单一改变到多方面样式的管理,从落后改变到先进样式的管理。电力系统实施自动化带领电力市场出现新的市场挑战,自动化措施使用转变了电力市场的挑战形式,调节了电力市场资源构造。国内的变电站假如整体实施自动化控制,就会在很大程度上提升生产速度,完成人力资源的节省。将科学思想引入到自动化发展程序中,整个的电力系统就会出现一个新的改变。自动化控制思想推动人们对资源的使用能力日益增大,电力系统使用科学技术会使电力单位能够有整体的发展。 (二)以电力设施自动化为基础的发展前景 怎样使电力系统能够完成自动化,怎样提升电力根本装置的自动化水准是自动化发展的关键探究目标。对电力调度系统的监测会施展关键的价值,静态以及动态监测联合,完成全面实时数控。国内电力系统自动化健全是在加强硬件根本装置的基础上,发展不一样产品的特征。现在电力市场挑战致使新式产品适应时机而产出,不过产品种类、产品技能以及产品保障都缺少一致的规范,因此,在电力根本装置的改革中,要按照需求选取产品,选取改革方法。在根本装置的改革程序中,要注重自动化名目要按照市场发展的需求,硬件装置要有一致的规范,规范运营。自动化系统在事故检查、自动合闸等部分拥有智能化特征。自动化配电装置的发展会推动电力系统自动化整体快速发展。 (三)以人民群众认同为辅助的发展前景 电力系统自动化在未来的实践中会逐步受到社会化大生产的影响,社会化大生产需要社会各个组成部分通力协作,它的生产效率取决于政策,取决于人。要逐渐加大人们对自动化技术的了解,通过多方面的宣传,让自动化技术深入人心,被人们真诚接受。同时,政府应该加大对自动化技术的扶持,在为电力企业培养人才的前提下,注重技术创新,把电力系统自动化技术更新作为政府工作的主要内容,领导亲自部署,主动开展主题活动。在电力系统自动化发展的过程中,人的因素是根本因素,电力企业只有把培养自动化技术的人才当成工作重心,才能使电力企业真正符合自动化企业的要求。在项目实施过程中,注重提高技术人员的生活标准,投入专业手段开展促进提高技术的活动,让这些技术人员成为自动化系统的保护者和开拓者。 (四)变电站自动化的发展趋向 在电力系统自动化过程中,变电站也有了新的发展趋向,数据共享就是其自动化的主要特点,这一目标的实现是通过将监控和保护功能集成在一个装置中,根据数据采集与监视控制系统两者对继电保护处理的数据以及其他的一些数据是一样的这一特点,将数据采集与监视控制系统集成到相关的计算机保护中,使监控和保护共用一个硬件平台,体现了供电系统的经济性追求。 结语 综上所述,通过自动化技术的应用,电力系统的安全可以得到有效保障,同时提高电网供电服务的安全性与可靠性,这样更有利于提高电力系统的供电能力,确保电力系统的安全可靠运行,从而为人们提供更好的供电服务。 电力系统及其自动化论文:电力系统及其自动化的发展方向研究分析 [摘 要]随着信息科技的飞速发展,我国的电力系统及其自动化技术被应用的领域越来越广泛。电力系统自动化技术的提高不仅可以保证电力企业的经济效益,最重要的是可以保证广大的用户利益。本篇文章就针对我国电力系统及其自动化的发展方向进行浅要的分析。 [关键词]电力系统自动化 发展方向 重要性 一、电力系统自动化技术 每家每户每个人都要用电,可以说电力系统是和千家万户的日常生活息息相关的。一天二十四小时为每家每户的需要提供电力的支持。因此说,能够保障电力系统正常工作的新技术都应该得到大力的支持与推广。当今社会,随着更像技术不断的发展,电力系统自动化技术的应用范围也在不断扩大。如图1所示。 电力系统自动技术这样至关重要,对其也要有最基本的要求:首先,电力系统自动化技术要能够迅速准确的处理来自电力系统运行过程中的具体运行参数。其次,自动化技术要充分发挥其在系统中的有效作用,是电力系统各部分、各层次之间可以协调运作。再次,电力系统自动化技术的发展和有效运行,可以节省人力、物力,还能够提高电力系统运作时的安全性和可靠性,设备使用寿命变长,进而提高了系统设备的运行能力。尤其是在局部发生故障时,它可以及时有效的反馈信息,调整系统的工作状态,从而保证电力系统的运转正常。 二、简要分析电力系统的发展方向 (一)随着我国电力系统的不断发展,对综合自动化技术有越来越多的要求,同时电力系统需要负责传输的数据也是急剧增加。那么就需要寻找一个信息传输量大的媒介,它就是以网。以太网具有传输速度快、传输的数据量大等特点,是其他媒介无法比拟的。当代电力系统自动化技术的要求是可以被满足的。那么电力系统自动化技术未来的发展空间是很大的,以以太技术为基础,结合电力工业应用实际,研究新一代以以太网为核心的电力系统现场总线技术。 (二)供电方式以及一次设备。我国的配电网由于受到地域与经济两大因素的共同影响,在管理上划分为城市电网和农村电网。城市电网主要是以电缆网的方式,而农村电网主要是以架空线的方式。电源线、线路开关设备、网架三部分决定配电网以如何的方式提供电。供电方式可以多种多样,那要看怎样对电源点和网架进行排列组合,那么功能各异的供电配合方案是由线路开关设备提供的。城市电网主要是采用了环网柜作为配电线路的主要设备,而农村电网则是采用分段器、重合器、断路器以及负荷开关等作为配电线路的主要设备。那么供电方案有:分段器方案、断路器方案、负荷开关方案等等。 (三)远动系统以及二次设备。远动系统及其设备的主要功能包括环网控制、保护动作、就地手动和远方控制四大方面,它们是具有可靠性的。配电自动化远动系统存在两大制约难题一是线路电源,二是传输规则。那么由于配电线路设备的地理分布,目前采用的规约是不适合的,IEC正在制定新的传输标准。 (四)电力系统的仿真系统。要想使电力系统自动化更好的发展,我国电力科研人员付出了很大的努力。我国建立了仿真模拟实验室,在实验室里拥有研究所需要的仿真系统,这种仿真系统可以提供给研究人员多种电力系统的稳态试验。与此同时,电力系统的数字模拟系统可以与多种控制装置构成严密的闭环系统,为实验研究提供了良好的实验条件。要想电力系统自动化技术得到提高和发展,那么与之相配合的实验设备、实验理念和实验技能都得相应得到提高。那么上面提到的电力系统的仿真系统就是一个不错的平台,是比较有发展潜力的,值得应用和推广。 (五)电力系统中的人工智能。在电力系统及其自动化系统中应用人工智能,这样的方式是一种全新的尝试和很有潜力的发展方向。正是由于我国电力系统发展的要求,在电力系统运作中,对故障的诊断能力、警报的处理能力以及运营分析的能力都是需要提高的。在电力系统中应用人工智能的进行控制,可以提高电力系统运作过程的问题的处理能力以及控制能力。 以上的论断充分说明了电力系统自动化的重要性: (一)可以保证优质电能的供应 。例如:电压不稳、电流偏差、设备损坏等等都是电能出现的质量问题。那么如果缺少了电力系统自动化技术,这些问题是很难被发现和解决的,应用这样的技术,可以在处理这些问题的时候缩短时间,也节省了很多人力物力,供电的效率和质量从根本上得到了提高。保证了用户用电的优质性。 (二)可以促使电力系统的设备稳定安全的运行。变电设备的正常运行是需要电力系统自动化装置的保证才能完成的。在系统发生故障时,可以迅速有准确的找到故障源并进行修复,这样才能够保证整个电力系统稳定安全的运行。 (三)可以保证电力系统的经济运行。在电力系统中加入自动化装置才能是经济优化、降低网损。在高新科技迅猛发展的现代社会,电力系统主要是应用计算机技术等一系列电子设备的控制。在电子设备运行中,需要处理的信息量很大,范围比较广泛,影响因素也是越来越多,电力系统的自动化技术的发展是十分必要的。所以,电力系统的自动化技术能够优化经济,减少电网损坏费用的支出。 综上所论,我们都知道电力资源适合我们的生活密不可分的,所以保障电力系统的正常运作就成为了当今现实我们要考虑的问题。对电力以及其自动化发展方向的研究对我国的电力行业的发展进步起到了不可估量的积极作用,因此,对电力系统以及其自动化的研究是十分有必要的,需要电力科研人员的不断努力。 电力系统及其自动化论文:电力系统及其自动化技术的应用研究 摘要:电力系统自动化技术是现电厂、变电站的核心系统,其应用能够有效确保电力系统的安全、可靠运行。鉴于此,本文主要对电力系统及其自动化技术的应用进行了分析探讨。 关键词:电力系统;电力自动化技术;应用 一、电力系统自动化技术的工作流程 对于电力系统自动化来说,其基本工作流程是在中心地带的调控中心安装现代化计算机,然后通过计算机向周边进行网络系统的辐射,同时围绕该中心的变电站、发电厂之间的控制装置进行设置,并对其进行实时监控,以形成一个立体化的网络覆盖面,从而保证指令传输与信息传达的畅通性。其次,调控中心的计算机要负责总体的调控,相关的监控设备主要负责事故内容记录、设备操作、编制报表以及常规操作的相关自动化等操作。并在该基础上形成以对部件控制为中心,通过与计算机、控制计算机以及终端硬件装置等进行结合,并运用各种类型的软件以不断扩大电力系统的控制范围及自动化的程度。最后,电力系统自动化要加强对分层控制相关操作的应用,即在变电站、控制所、调度站及发电厂的分层间根据功能范围对控制功能进行协调于分担,以达到运行可靠、合理经济的控制系统。 二、电力系统自动化技术存在问题 笔者根据多年的工作实践经验,加上对于众多参考文献的搜集与整理,认为电力系统自动化技术存在问题主要体现在以下几大方面:第一,技术设计不合理。与其他发达国家相比,我国在电力系统上还是比较落后的,尤其是伴随着近几年的城乡电网规划,我国在电力系统自动化技术方面越来越成熟,但是由于缺乏必要的电网技术标准,加上电网技术设计不合理,很容易在实际的电力系统自动化技术运用中出现事故,影响到电力系统安全运行。第二,电力设备质量问题。电力设备质量是电力系统自动化顺利进行的关键,毕竟电力系统自动化是以电力设备为基础的,如果电力设备质量出现问题,那么电力系统自动化指标也就无法达成,从而导致电网和电力系统出现故障。第三,技术管理不科学。电力系统的高效运行,离不开电力系统技术管理,技术管理离不开技术人员。由于缺乏技术性管理人员,在实际的电力系统自动化过程中,由于管理以及维护方面不彻底,为电力企业电力系统维护与管理埋下了隐患。因此,忽略人才的重要性,缺乏对于人才的培养,一旦电力系统出现问题,将直接影响整个电网安全,甚至会引起事故扩大。 三、电力系统及其自动化技术的应用 1、电力系统实现自动化的数据处理 1.1数据整合 每时每刻,人们的用电量都是会发生变化的,也就是电网负荷会连续波动,这就需要调度中心根据电网的各个参数,例如:实际用电负荷、电网频率、电压、电流、功率因数等参数更改调度计划,以满足客户用电量。当用电量较低时就应降低电压,当用电量到高峰期时,就应增加电压,这样不仅能满足人们的用电量需求,还能提高经济效益,减少不必要的浪费[3]。电力系统自动化技术就是根据人们的用电信息进行综合的分析与整理,改变了传统的信息孤立的状态。加强电力系统数据的整合能力,有利于各个数据之间的联系,减少发、输、配电时的浪费,对企业提高经济效益有着重要的作用。 1.2数据共享 要想真正的实现数据共享,在一定程度上将系统内的数据实现共享,最基本的要求就是供求双方的数据要保持一致性,同一层面、同一协议,否则是很难实现数据共享。在实现数据共享的过程中,首先必须要有的就是电力系统的基本模型并成立不同的部门。在这个基础上主要分为两方面:一是地理实体的几何属性要有标准的定义与表达,其中包括了电力系统服务的覆盖的空间区域的几何属性。二是关于物理属性数据方面的标准定义和表达。 2、电力系统实现自动化的控制安全系统 2.1安全监视 电力系统的自动化监视系统是非常重要的,因为工作人员的精力有限,24小时不可能每时每刻地都不停的工作,而在传统的电力系统中,如果监视工作不到位往往就会发生事故。运用自动化监视系统就可以避免这样的现象发生。它不仅能在最快的时间内反应事实,还能发现危险隐患,在第一时间将危险化解,能够有效的预防事故的发生。这点也是它和其他只具反映和记录功能的系统的最大区别[4]。安全监视系统在电力系统发生故障的时候会发出人声警告,上位机会显示具体的故障地点,保护动作情况、负荷等各参数变化情况。工作人员可以根据它的提示进行有针对性的检查,这大幅度的降低了工作人员的工作难度,提高了工作效率,并保证了安全生产、防止事故扩大等措施实施。 2.2安全保障 对于不同类型及规模的数据和对象,电力系统的自动化可以根据其特点进行不同的处理,能够灵活进行自动化的处理,它对于电力安全生产、系统稳定运行的工作有着重要的意义。第一,自动化技术能够对系统进行逐项设置,对电力生产进行调节和控制,降低工作人员的工作难度。例如,采用PMU装置,用于监控各个电厂、调度中心的负荷变化;AVC电压自动调节装置,调整无功功率,维持整个电网电压值在正常范围;一次调频技术将更有效、更及时的反应电网负荷波动,快速响应电网频率的变化,进而自动加、减发电厂负荷,来满足电网的负荷需求。第二,自动化技术对保存和恢复电力系统的数据有一定的作用,能够进行成本的预算与控制。第三,对于工作人员的生命安全有一定的保障,根据自动化技术的监视功能可以在第一时间发现危险,所以在危险即将发生时,工作人员可以以最快的速度离开,并且自动化技术有一系列的应对危险的措施,大大降低了工作人员工作的危险性。如:在出现火灾时,自动化的设备就会自动启动消防喷淋装置,及时将火扑灭。在一些重要的数据保护间、电气、热控等重要设备间采用气体灭火系统,保证数据的完整性及防止重要设备的损坏,避免事态扩大,影响电网非故障系统的运行。 3、电力系统实现自动化的配电系统 自动化技术的发展使电力的配网系统的相关技术也得到了重大的发展,尤其是采用了DSP数字信号处理技术的中低压网络数字电子载波技术,不仅提高了接受信息的速度,还解决了一系列的技术难题。它将输电网与配电网结合在一起,电量与非电量的信号通过转换输送到计算机上,计算机通过计算后在发出指令,这有效地加强了电力系统配电的可靠性,保障了人们用电的需求,也降低了电耗能。 四、电力系统中自动化技术的应用实例 本文主要以电力数据无线系统中应用的GPR S技术为例进行说明,该系统的具体结构如图1所示。该系统的通信信道主要包括两个部分:一部分是GPRS无线网络,另一部分则为Internet 网络。该数据传递系统的主要构成包括三个部分,分别是GPR S网络端、厂站数据端以及客户端。 第一,GPR S网络端的主要功能是为客户端提供通信接口,通过接入GPR S数据与Internet服务器进行连接。厂站端能够在GPR S模块的基础上及时发送数据,然后GPR S网络把数据接入到Internet互联网上已经设置好的通信服务器里,以此来实现对数据的统一处理,然后由通信服务器提供一个固定的IP地址,以便于客户端及时进行访问。除此之外,由于服务器端没有设置防火墙,不具有通道检测的功能,因此对于保护数据的安全性起到了极大的作用。 第二,厂站数据端的主要任务是及时采集并发送相关的电力数据。主要的硬件构成包括扩展储容器、GPR S模块、型号为W 77E58的单片机、SIM卡座以及RS-232接口等。其中GPRS模块主要选择了工业级双频GR47模块,在控制GPR S和Internet互联网之间的连接与发送时,则主要采用AT指令。软件构成部分则采用C语言进行编写,以此来有效控制单片机的运行。 第三,客户端可以通过相关的软件查询到G PR S数据并进行有效地分析和处理。在开发客户端软件时主要采用了VC技术,因此其不仅包括管理模块功能,还包括网络通信以及侦听模块。其中,网络通信模块主要采用了服务器模式,能够对客户端提出的各种请求进行及时接受。而网络侦听模块则采用了Socket控件,可以对发送过来的请求进行有效判断和验证。 结束语 总之:随着工业现代化以及科学技术的不断发展和进步,电力系统也在不断的向着自动化方向发展。电力系统的自动化主要包括发电厂测控系统的自动化、变电站的自动化以及电网调度的自动化,应用到自动化系统中的主要技术就是主动的对象数据库技术、现场总线控制技术以及光互联并行处理技术。电力系统的自动化技术主要就是为了不断的扩大供电范围,有效的增强供电的能力,提高供电服务的可靠性和安全性,以达到电力系统经济、可靠的运行,推动我国电力系统健康、稳定的向前发展。 电力系统及其自动化论文:电力系统中的继电保护设备及其自动化可靠性研究 摘要:电力作为重要的能源资源,推动了我国现代化社会的发展。现阶段,由于社会经济发展对电力提出了更高层次的要求,所以对配电系统的供电可靠性能有了新的要求。本文主要对电力系统中的继电保护设备及其自动化可靠性相关问题进行了简要分析。 关键词:电力系统;继电保护;可靠性 引言 现代社会的发展离不开电力系统,经济的快速发展和人们物质生活水平的提高对电力系统的可靠性提出了更高的要求。在电力系统中,其继电保护设备和自动化设备的可靠性会直接影响到电力产品的质量和供电的稳定性。通过研究及实践对继电保护设备及自动化设备进行及时的检查、维修、维护,成为了保证电力系统正常稳定运行的重要途径。 一、继电保护的特点 继电保护的装置实质上属于机电设备,继电保护装置都是由测量、逻辑、执行、定值调整等部分组成的。继电保护较之于一般性质的机电、电子设备以至于电力系统的一次设备来说,它具有自身的特点,究其自身特点的可靠性需要注意以下三点: 1、在继电保护中的静态保护装置中有很多复杂的原件,并且工艺相对较复杂,这样就会直接地影响产品的寿命和质量,这些故障发生多为随机性的,在算法上多用概率测算方式和可靠性理论进行分析。 2、继电保护是安全防范最为关键的环节,处在至关重要的位置,不当的设置和操作会给电力系统的安全运行带来极大的安全隐患。往往,继电保护所处的工作状态并非是长久持续工作的设备,而是时刻处于准备工作的状态,如果一旦出现系统故障,就需要在很短的时间内进行继电保护动作。 3、在电力系统出现问题的时候继电保护必须能够起到作用,但是可靠与否不能够完全取决于装置本身,还与电力系统故障的性质、运行的方式以及统计规律有直接的联系。 二、电力系统中继电保护设备的可靠性研究 1、电力系统中继电保护的相关内容 继电保护是保证电气机械设备安全运行、提高电力系统可靠性能的有效技术措施。在电力系统发生异常情况下,继电保护能够准确并及时检查到故障发生的具体部位并发出警报信号,快速切断电路,有效防止设备故障的扩散,进而保证电力系统的稳定运行。通常情况下,继电保护系统主要由一套或多套互为独立的继电保护设备连接而成。整个电力系统中的所有电力设备必须要在继电保护下运行。继电保护设备应该满足:可靠性、安全性、灵活性等要求。 2、影响电力系统中继电保护设备可靠性的主要因素 继电保护设备的可靠性指的是配置一个高质量、高技术的优良系统、元件或设备,并让它们在特定条件下与规定时间内实现规定的运行功能,以此切除线路故障与设备故障,这属于继电保护的基本要求。继电保护可靠性能主要包括了运行功能与电力设备的可靠性能。通常情况下,利用故障树研究法、马尔科夫模型分析法、概率研究法,对继电保护设备可靠性能进行研究。继电保护设备工作特征决定了不能采取单一的可靠性能特征量来衡量继电保护的可靠性。根据我国的基本情况与继电保护的工作特征,采取以下三个可靠性特征量对继电保护设备的可靠性能进行研究。 (1)平均零故障工作时间与平均寿命。其中平均零故障工作时间指的是恢复产品两次故障的平均工作时间;平均寿命指的是不可修复的平均工作时间。 (2)成功率。成功率指的是在规定情况下,成功完成限定运行功能的概率。 (3)有效度。有效度体现了能够修复的自动化装置与继电保护设备在运行过程中的可靠性指标。 3、提高继电保护设备可靠性能的有效措施 (1)提高从业人员技术水平 提高继电保护装置运行可靠性就应该将供电的可靠性作为工作中的重点,加强供电可靠性的制度建设,完善相关的网络管理,同时要建立健全并完善相关的管理体系。加强对继电保护装置运行维护人员的专业培训,有效地提高工作人员的故障处理能力和处理效率。继电保护工作人员整体素质不高、技术水平过低,是造成继电保护运行不顺畅的主要原因之一。 对于这些状况要加强员工的技能培训和素质教育,促使员工养成工作记录和工作检查的习惯,不仅可以有效降低故障的出现,同时这些工作记录就相当于一份运行档案,在设备出现故障时可以根据记录以此加快故障处理时间。同时工作人员还必须有严谨的工作态度,在进行数据计算时,应该不断进行计算以保证其准确性和精确性,严格按照运行程序进行设备操作。 (2)提高继电运行的微机化和信息化水平 随着电子信息技术的快速进步和创新,极大地提升了微机保护的科技水平和能力。从当前最新技术来看,工控机在速度、功能和存储容量等诸多领域都超过了传统的小型机。此外,如今所运用的工控机体积并不大,只相当于微机保护装置的体积,因此,成套工控机可以确保继电保护的高技术与良好技术操作性。在此基础上,将会极大地降低在继电运行保护中的危机和不可靠性。从网络技术在电力系统中的作用来看,它在很大程度上改变了继电保护运行的传统方式以及状态。考虑到继电保护装置的作用比较单一,它重点切除出现故障的元件,然而它在确保电力系统运行方面还有许多不足。为了确保各个保护单元均能够共享运行过程中的故障信息以及数据,大幅度提升继电保护的准确性以及及时性,这样就必须依靠计算机和网络技术来构建机电一体化的电力系统,从而进一步提升微机保护装置的网络化以及信息共享化水平。 (3)加强继电保护运行的智能化程度 智能化可以更好地提升继电保护运行的可靠性,与此同时,它也是非常关键的技术创新。如今,人工智能化的运用范围日益扩大,在越来越多的行业中得到了应用,大量发达的理念和技术出现在电力系统中且不断成熟。例如,模糊逻辑、神经网络、遗传算法以及进化规划等先进技术都在电力系统中得到了非常好的运用,而且相关单位还在继续深化继电保护领域的应用研究。 另外,人工智能技术在电力系统的优势非常明显,它们可以极大地提升继电保护装置在运行过程中的稳定性。还可以有效控制继电保护装置的不可靠因素,如工作隐蔽性和连续性等方面。它们可以较快地处理这些不可靠因素,而且它们的逻辑思维能力也非常强大。从在线评估实践来看,人工智能发挥了非常重要的作用,而且有着明显的优势,逐步占据着主导地位。 (4)广泛的使用性能,极其优良的数字控制器件 数字控制器件有着良好的性能,在继电保护系统中使用数字控制器件将会在很大程度上提升继电保护水平。在继电保护运行中,广泛使用了CPLD和FPGA等器件。CPLD的结构非常复杂,这种逻辑器件可以编辑相关程序,FPGA是现场可编程序门阵列。在继电保护系统的运行过程中,这两种器件的优势非常明显。它们属于非常先进的可编程序专用集成电路,而且它的功能是高度集成的,可以将诸多微机系统的许多功能都聚集在相同的芯片上。这些数字控制器件的性能十分强大,它们将极大地改变电力系统的结构设计,显示了良好的适应性。 从继电保护系统来看,必须要借助此类控制器件来实现系统的高度集成、强大的可靠性和快速响应能力。与此同时,运用此类控制器件可以在很大程度上缩短保护装置的研发周期,极大地提升了继电保护运行过程中的可靠性能。 结束语 电力系统的运行随着经济和社会的发展对其也提出了更高的要求,对系统的运行安全性和可靠性都提出了更高的要求,这样能够更好的保证电力系统的供电质量,同时也能更好的保证电力企业的经济效益不受到影响。电力系统的正常运行是和继电保护技术有很大的关系的,因此,要对继电保护技术进行不断的发展,同时也能更好的对电力系统运行中出现的问题及时进行处理,保证电力系统运行的可靠性。 电力系统及其自动化论文:电力系统及其自动化技术的应用 摘要:本文将主要针对电力自动化系统的构成、电力系统中电气自动化的特点以及电力系统中的自动化智能技术进行简要分析,仅供参考。 关键词:电力系统;自动化技术;应用 一、电力自动化系统的构成 在计算机技术的推动下,电力系统自动化主要由变电站自动化技术、配电网系统、电网调度系统共同构成。 1、变电站自动化技术 变电站是由多个设备共同构成的,切断或者接通电压的系统装置,在电力系统中,配电站是配电与输电的集中点,可以满足监控电力运输的需求,提升电力系统的效率与经济性,因此,变电站自动化技术不可替代。具体来说,该技术主要运用的现代通信技术、电子技术与信息处理技术及计算机技术等,实现变电站的二次设备重新组合与优化配置,实现设备的全面监控,可以有效的提高自动化监测系统,改善其稳定性,降低维护的成本,促进高质量的输电,产生更高的经济效益。 2、配电网中的自动化技术 架空线路、电缆、配电变压器共同构成了配电网,在电网中具有十分重要的作用。一直以来,配电网多采用的仍然是传统的手工操作方式,随着现代化技术的提高,自动化技术的应用范围在逐渐扩大,但对电能分配仍然存在一定的问题,所以,配电网自动化技术对电能分配与监控有十分重要的意义。 3、电网系统调度的自动化技术 该技术近年来发展十分迅猛,最主要的功能是提升电力系统在运行中的准确性与可靠性及经济性。电力系统的数据采集与监控功能是调度自动化的基础,同时,要加强对电力系统的市场运营与决策管理,增强电网调度的自动化水平。 二、电力系统中电气自动化的特点 1、引入了信息化技术 随着经济的快速发展,信息技术的应用越来越广泛,人们的生活节奏越来越快,为了从枯燥的工作中脱离出来,在信息化的基础上研制了电气自动化来完成机器的操作工作以及复杂大量的数据分析与处理工作。在电气自动化中引入信息化技术,必须要提供与信息化技术相匹配的设备和软、硬件、操作技术和方法,以此来提高电气自动化的效率和水平,实现电力系统的正常运转,为电力需求者提供优质充足的电力资源,以此来实现经济的快速发展,提高人们的生活水平。在电力系统中的电气自动化中引入信息化技术是人们必然的选择。 2、电气自动化的维护和控制工作简单易行 在信息化技术高速发展的同时,电气自动化的应用范围也越来越广,另外,随着研究人员对信息技术进行大量的深入研究,信息化技术的可操作性越来越强,并且为电力系统中电气自动化提供充足的信息,因而在应用电气自动化的时候,操作人员可以快速地完成机器设备的预设工作,从而减轻了工作人员的工作负担,提高了电力系统的运行效率。与传统的计算机系统处理程序相比,自动化技术的引入大大提高了系统的可操作性,给电气自动化的应用领域带来了巨大的变革。 三、电力系统中的自动化智能技术 社会的进步使人们的物质水平有了很大的提高,人们对电力系统的要求也在逐渐提高,智能化技术的应用是一种必然趋势,一些现代化的技术手段也被广泛的运用于实际工作中,大大提升了电力系统中的智能化水平。 1、神经网络控制技术 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,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,该技术具有非线性的性质,同时具有并行处理能力与自学能力,实现了网络从m维空间向n维空间的复杂非线性映射,保证数据的准确性与可操作性。 2、专家系统控制技术 该技术是应用较为广泛的一种技术,实现了对电力系统警告或紧急状态的辨认,在紧急状况下可以迅速处理,同时实现了故障的处理能力和实现配电系统自动化运行,但是由于无法模仿专家的思维使得该技术仍然存在诸多弊端。 3、线性最优控制技术 这是将线性最优理论运用在实践中的重要表现,该技术的应用与最优励磁控制手段降低了远距离电力运输的损耗,提高了电力的利用效率。 4、Dfacts技术 信息化水平的提高,新技术的不断进步,用户对供电质量提出了更高的要求,因此,电力系统自动化技术的应用迫在眉睫。Dfacts技术即配电系统中的灵活交流技术,该技术的应用在很大程度上提高了供电质量的稳定性,供电质量也有了一定程度的提高,在配电网和大量的电力用户的供电端使用新型的电子监控设备,实现质量全过程的监督,确保用户用电的品质,为用户提供高品质的电源。 5、facts技术 电力系统的发展历程中,facts技术即柔性交流输电系统在不断的发展,这一技术主要被运用在输电系统的关键部位运用具有单独或综合功能的电子装置,对电压、电抗等输电参数进行控制,保证输电的可靠性与高效性,提升系统否认可靠性与安全性,与当前的可持续发展相适应,达到电能环保的目标。 6、高效动态监测系统 从当前的监控系统中,主要可以分为监控电磁暂态过程的故障录波仪,记录数据较为复杂,但记录仪间缺乏通信,忽略了对系统的整体动态分析;另一种侧重于系统稳态运行状况的监视控制与数据采集系统,但是,该系统刷新时间长,仅能分析稳态特征。这两种系统的局限性推动了新型动态监测系统出现。 7、其他新技术的应用 除了上文中提到的两种技术外,很多新技术不断涌现,包括电力一次设备智能化技术、光电互感技术等,这些技术的应用都为电力系统的顺利运行有重要意义,促进经济效益的提高。 三、电力系统中电气自动化的发展趋势 1、电力系统内部电子开关会更加智能 时代在进步,科技在发展,为了顺应经济发展的要求,要对电力系统中的电子开关器件进行更新。到目前为止,电力系统的运行器件已经实现了晶闸管阶段到第四代电子元件的过渡,在过渡期间,电力系统的电气自动化取得了较大的进步,但是目前我们所使用的电力电子开关存在着难以控制的问题,因而无法为负载提供所需的电流,无法对电力系统进行及时的控制。为了给人们提供优质的电力服务,未来电力系统内部的电力电子开关将会更加智能,以大大提高控制的效率。 2、电力系统中的变换器的工作效率得到提高 技术的不断更新使得电力系统中的一些物件也随之更新,这些物件就包括变换器。目前,大多数电力系统中的变换器处于低频化的状态,无法快速地完成电力的转换工作,而且还会耗费大量的电力资源来完成开关的工作,另外,低频变换器会对逆变器的工作频率产生干扰,因而使得电力需求者接受到的电力资源的质量较差,损坏了负载的软、硬件,增加了用电风险。为了减少此类现象的发生,电力系统中的变换器将向高频化的方向发展,进而减少电力资源的损耗,减少对外界的干扰。 3、电力系统中控制电流的技术更加完善 在电力系统中会产生电流磁场,为了将定子电流分离出来,电力系统维修人员要在系统内部应用电流控制技术来形成电流磁场,从而实现定子电流的分离工作。随着技术研究的不断深入,电力系统中控制电流的技术将会更加完善。 4、电力系统将会引用通用变电器 目前,电力系统中缺乏相应的变电器件来提高电力系统运行的效率,因而使得电力系统的可控性较弱,阻碍了电力系统的智能化发展。但是随着人们对智能化电力系统研究的深入,电力系统中将会引入通用变电器,从而提高电力系统自动化控制的效率,减轻电力系统维护人员的工作负担,降低工作难度。 结束语 随着科学技术水平的提高和社会经济的发展,人们对电力的安全与使用期望更高,传统的电力系统无论从使用安全还是输送配电方面已不能满足发展需求,自动化控制技术不但提高了电力系统运行的可靠性和安全性,而且还增强了配电输送功能,完善了电力保障能力,提高了用电质量,促进了社会经济发展。 电力系统及其自动化论文:关于电力系统及其自动化探析 摘要:电力系统自动化技术是现代变电站的核心系统,其应用能够有效确保电力系统的安全、可靠运行。在电力系统中应用自动化技术的目的就是提高电网供电服务的安全性与可靠性,有利于增强供电能力,实现电力系统的经济、安全及可靠运行。本文主要就是针对电力系统及其自动化来进行分析。 关键词:电力系统;自动化;应用 1、电力自动化系统的构成 在计算机技术的推动下,电力系统自动化主要由变电站自动化技术、配电网系统、电网调度系统共同构成。 1.1、变电站自动化技术 变电站是由多个设备共同构成的,切断或者接通电压的系统装置,在电力系统中,配电站是配电与输电的集中点,可以满足监控电力运输的需求,提升电力系统的效率与经济性,因此,变电站自动化技术不可替代。具体来说,该技术主要运用的现代通信技术、电子技术与信息处理技术及计算机技术等,实现变电站的二次设备重新组合与优化配置,实现设备的全面监控,可以有效的提高自动化监测系统,改善其稳定性,降低维护的成本,促进高质量的输电,产生更高的经济效益。 1.2、配电网中的自动化技术 架空线路、电缆、配电变压器共同构成了配电网,在电网中具有十分重要的作用。一直以来,配电网多采用的仍然是传统的手工操作方式,随着现代化技术的提高,自动化技术的应用范围在逐渐扩大,但对电能分配仍然存在一定的问题,所以,配电网自动化技术对电能分配与监控有十分重要的意义。 1.3、电网系统调度的自动化技术 该技术近年来发展十分迅猛,最主要的功能是提升电力系统在运行中的准确性与可靠性及经济性。电力系统的数据采集与监控功能是调度自动化的基础,同时,要加强对电力系统的市场运营与决策管理,增强电网调度的自动化水平。 2、电力系统自动化技术的主要工作流程 2.1、在电力系统自动化技术应用过程中,其基本流程是要求在指定中心位置处的调控中心,安装具有先进现代化功能的计算机,通过计算机向四周的网络系统进行辐射,并且以该中心的变电站、发电厂为核心,对信息服务和控制装置等进行合理设置,同时起到了一定的监控作用,使得整个立体化网络能够快速被覆盖,确保了指令以及信息的传输保持全面畅通。 2.2、中心计算机的主要功能就是完成总体调控,其他相关监控设备的主要功能则是记录事故内容、编制相应的报表、系统异常事故的自动恢复操作、对设备进行操作以及常规操作下的自动化等。此外,在这一基础上最终要将控制部件作为核心,通过两个方面的结合,即计算机和计算机之间以及控制计算机和终端硬件装置之间的相互结合,在各个软件的运行处理中进一步扩大控制范围,深化自动化程度。 2.3、电力系统自动化技术能够采用分层控制过程中的一些操作方式,也就是说自动化技术能够在变电站、发电厂以及控制所和调度所等不同的组织分层间,根据其具体的管辖功能和范围来实现综合协调的目的,同时还可以分担相应的控制功能,确保电力系统在运行过程中的经济性和可靠性。 3、电力系统及其自动化技术的具体应用分析 3.1、数据的自动化处理 (1)数据整合 电力系统的形成与发展是当前市场经济不断发展产生的驱动结果。如在城市用电高峰期,必须要提高变电站的电压,以加大输出功率;而在用电低谷时,则降低变电站的输出功率,不仅能满足电力用户的需求,还能有效减少能耗。不管系统的实现是建立在电力系统的自动化技术上,还是基于相关技术上,其作为多层次、高效运营及跨领域的科学决策等方面的要求,必须要对其相关信息共享、动态及多维的应用进行全面分析。只有对系统数据进行整合,提高数据整合的能力,才能实现无缝连接,以将空间计算引入到主流计算中,并对数据间潜在的关系进行全方位的分析与展示,这也是我国电力系统自动化未来的发展方向。在电力系统中,对数据整体的主要途径包括:①强化电力系统的自动化。通过强化数据的可操作性,以使用户对拥有图标的用户界面进行支持,使面向对象的数据模型能够对应电力系统中的客观对象,有利于提高系统的可读性与可操作性。因电力系统自动化运行是一个对实时性要求非常高的过程,可利用系统代码实现调整,以增强对系统的可扩充性;②强化电力企业的功能性。要求电力系统要对分布的应用提供供给,每一处可由自己对管辖内的数据进行维护与管理,对于不同级别的数据库也能够构建成分布式数据库,并通过网络对其他地方等数据进行调用与共享,并在所赋予的权限内,以分散数据的管理与储存为前提,从而保证数据的实时性与安全性;③数据库的完善。利用各种数据库实现对数据的存储与管理,以保证数据的备份机制与安全机制。 (2)数据共享 随着自动化技术的不断发展,对相关空间属性的提出了更高的要求。要想实现系统内数据的分享,必须要保证供求双方数据及对数据的认识的一致性,才能实现对数据的共享。在该过程中应先建立电力系统基本模型与成立相关部门,以更好得实现数据共享。首先,要求要有标准化定义与表达地理实体的几何属性,其主要包括服务系统覆盖区域与电力系统服务覆盖空间区域等几何属性;其次,要有标准性表达与物理属性数据。对于电力系统来说,其既包括物理结构,还涵盖了电力系统的设备、部件及整体等方面的物理性能、信息运行、信息共享及多维动态分析等。 3.2、自动化控制安全系统 (1)安全监视能力 由于人无法实现对电力系统24小时不间断的监视,因此采用自动化监视能力对电力系统进行实时监控无比重要。相对于其他监视系统,电力系统自动化监视系统既要反映出客观事实,也要对潜在的风险提出安全警报。如发电机组在用电低谷的温度异常升高,发电功率也出现明显增大,这就需要监控系统及时发出安全警报,以便及时处理。 (2)自动化安全保证能力 电力系统自动化技术必须要具备灵活恢复机制,以确保各种数据的安全性。这就要求做到以下几点:①确保电力系统的安全运行。在电力系统中,自动化技术能起到对整个系统生产状况进行调节的作用,有利于减轻工作人员的工作强度与风险;②对电力系统数据的及时存储与异常修复。在电力系统中,自动化技术能实现对数据的记录、存储及更新,能通过对电费进行预算与修订各项指标,还易于系统更新;③保证工作人员的安全。由于自动化技术具有实时监控能力,当电力系统出现异常工作时,自动化系统就可以立即发出警报,并采取相应的措施进行处理,有利于降低风险。如当工作车间室内的温度在35℃以上,系统就会自动开启通风设备,以降低室内温度;若室内产生明火时,系统就会自动开启雨淋系统,以预防火灾的发生或减缓火灾的蔓延,以为工作人员营救的时间。 (3)自动化配电系统 随着中低压网络数字电子载波等配网系统的相关技术得到广泛的发展,尤其是中低压网络数字电子载波技术,其通过采用DSP数字信号处理技术,能有效提高信息接收的灵敏性,能有效解决配电网系统应用中存在的干扰等技术问题。另外,通过采用高级软件实现对输电网与配网的相结合,并采用递归虚拟流算法对数据进行计算,通过采用公共信息模型与应用智能化灰色神经元算法准确预测出电力负荷。 总之,随着人们对电力的需求量越来越大,电网的应用规模不断扩大。一般情况下,电力系统是24h不间断工作的,和人们的生活、工作等密切相关,因此必须要保证电力系统的正常、稳定运行。在电力系统中,自动化技术的应用能够实现对电力系统的监督与完善。通过将数据信息与记录发送到计算机上,从而实现连续操作。自动化技术已成为我国电力系统当前及未来的发展趋势,自动化技术能实现电力调度、配电网及发电控制等的自动化,从而提高电力系统的运行质量。 电力系统及其自动化论文:浅谈电力系统及其自动化的发展方向 摘要:近年来,随着科技水平的不断提升,电力已经成为了一种必不可缺的重要能源,它是整个社会正常运转和发展的基础保障。本文基于作者自身的实际工作经验,介绍电气自动化技术在电力系统中的应用,并对今后的发展方向及趋势进行分析。 关键词:电力系统;自动化技术;趋势 前言 电力系统的自动化就是指电工二次系统,它主要应用各种自动控制、检测和决策功能装置,利用数据传送系统、信号系统、电力系统中的各个局部系统和系统元件等来实现就地控制或远程控制与调节,最终实现对电力系统安全性和稳定性的控制。 目前,电力系统已经取得了很大的进步,在电力系统的整体运行过程中,自动化控制技术的地位越来越高,为电力建设的整体性发展提供了可靠保障。这项技术主要是以现代化新型科技作为支撑,它的应用需要综合网络技术、计算机技术和生产技术等多项高科技技术。随着科学技术的飞速发展,计算机技术的更新步伐越来越快,现代经济和科技的优势、水平满足了互联网技术的发展,电力系统对这些新兴技术的应用使其自身也在不断壮大,全面提高了电力生产的质量和效率,使电力企业的整体效益得到了很大的提高。 一、电力系统自动化技术应用的基本原则 (1)逐步健全原则 自动化技术是一种多学科、多技术领域相互融合而形成的产物,它不仅具有非常强的技术性,而且技术范围非常广泛,所以其复杂程度可想而知。在电力系统自动化技术的建设应用过程当中,不能想“一口吃个胖子”,而需要对其逐步进行健全与完善。 (2)适应性原则 除了需要对自动化技术进行逐步的健全、完善外,还需要注重其适应性,其原因有两点:1、我国的电力系统改造、升级是一个不间断的持续性过程,在一代一代的升级改造中,信息化技术必须要能够主动适应环境变化,否则就会对电力系统的后期改造升级造成阻碍。2、我国的地域环境相当广阔,供电覆盖面积非常大,各地的供电、用电情况不一,例如城市和农村地区的供电情况就有非常大的差别。在当前进行自动化建设的过程当中,由于实际的供电需求以及经济能力等方面影响,不可能完全进行技术复制,一些地方的自动化水平肯定会较低,但是为了保证电力系统自动化的整体建设水平同步发展,后期肯定会进一步加大建设力度,所以它既需要再当前保证供电的稳定性、安全性,又需要能够具备进一步建设的适应能力。 (3)市场化原则 市场化原则主要指的是自动化技术功能的设计与实现,既要符合电力系统运转控制的技术性需求,又要能够进一步满足市场环境下电力用户对用电的功能需求,这样才能对电力系统以及电力事业的发展,起到实质性的推动作用。 二、电力系统自动化控制技术的控制要点 (1)自动化操作的实现方式 计算机技术对变电站操作系统的可靠性影响,除了包括上述软件的影响之外,还有自动化控制的防误操作设计。在具体的设计过程中,由于计算机对变电站进行了监控,因此一般不利用电气连锁,这样有利于多级连锁的实现。 (2)对电力系统的可靠性控制 在计算机技术与电力系统相结合实现电力系统自动化的过程中,软件的应用是其中的重要项目,而在对软件进行实际操作的过程中,有时会出现多次返回校正的现象。在这种情况下,操作人员需要对其权限进行设密,避免非法操作现象的出现。监控软件要具备较好的容错能力,这样,在操作人员出现了一般的操作错误时,就不会对系统造成任何的功能性影响,而当系统出现了意外的故障时,还可以自动恢复。另外,对操作站所的命令要严格按照“选择校核执行”的顺序进行,其中,返校通过后再进行下一步的操作。 (3)防控机械误操作 在对变电站的自动化控制系统进行设置时,应该相应地改造高压开关柜,控制柜与柜之间的距离,防止机械误操作。防止机械误操作的措施有:①开关柜中隔离物的阻燃性和绝缘性要好;②在变电站35kV以下的中性点中安装具有自动调谐、自动跟踪的消弧线圈;③配置开关柜中的电流互感器时,必须保证其能够满足开关柜的峰值、绝缘水平和短时间内的耐受电流等一系列要求;④采取无间隙金属氧化物避雷器,以有效减少维护变电站的工作量,有效降低残压;⑤对具有载调压分接的开关实行远程遥调和当地控制。 三、电力系统自动化发展方向及趋势 (1)分布式自动化发展 随着社会不断的发展,人们对能源的消耗日益增多,能源问题已经成为了人类社会发展的一个重要而紧迫的问题。因此在能源严重消耗的问题上,人们在面对有限的资源是,不断地在寻找新的能源和开发新技术来减少对能源的损耗,所以对于电力系统自动化的发展将会朝着分布式自动化技术运用发展,分布式发电系统是一种集约式的电力运作方式,能够与环境兼容并且释放功率的独立电源系统,具有十分灵活性和可靠性,因此它的出现将会受到人们的普遍欢迎。 (2)远程自动化发展 电力系统自动化中的RTU在之前的设计中,都是采用工业控制计算机的方式进行的,之后再由扩展测控硬件接口电路,从而能够实现“四遥”。这样的做法好是好,它也具有可举性的优点,例如扩展性好,开发方便,开发周期短,但是也存在着不足之处,它不仅仅结构缺少灵活性,功耗十分大,体积也庞大,开发和维护的成本高。因此电力系统自动化发展趋势将会出现新的技术来代替它,它会朝着远程化自动化方面发展,使得电力系统自动化实现远程控制和智能化,小型化,网络化。这将是十分有意义的,能够改善其的远动终端的整体性能。 (3)技术图形化发展 当前随着科技的进步,我国在电力系统自动化方面的连网工程的开展和实施,EMS高级分析引用软件的完善和市场电力运行的启动等等原因,使得电力系统的调度,分析管理和计算所需的程序和信息都不断的增多,同时在传输路径和信息刷新速度方面的要求更加多了,例如信息的刷新要快。因此在互联网和科技的发展再给我们带来了新的机遇的同时,也对我国电力系统自动化的发展带来了挑战,怎么样才能够实现海量信息的分析,选择以及在各个电力系统中更快的发展和解决问题,因此电力系统自动化技术图形化发展将会是一个新的趋势,技术图形化发展,让电力系统自动化的形象更加直观,各个数据链之间的相互关系也能通俗易懂,省时省力。 (4)智能化电网的发展 “智能化”是当前十分流行的一个词语,它是依靠计算机系统发展建立起来的。电力系统的自动化控制也在向智能化的方向发展,随着计算机技术在电力系统中的应用日渐广泛,其信息管理系统和电力系统自动化的完美结合也构成了智能化发展的条件。由此发展而成的智能化电网可以实现对整个电力系统运行的控制,从而提高电力系统的运行效率,简化电力企业的工作复杂度,减少工作量。计算机技术在电力系统自动化的发展中逐渐得到了广泛的应用,具有极其重要的作用。 四、结语 综上所述,随着国民经济的迅速发展及科技水平的不断提升,电力电子技术日渐成熟,电气自动化在电力系统中得到了广泛的应用。因此,需要加强对电力系统自动化的控制、管理,重视电力系统自动化控制技术的实施要点,极大地促进了电力系统的发展,电力系统在电气自动化技术的应用下也必将实现更好的运行。
电力系统论文:电力系统调度自动化技术的应用与发展 一、电力系统自动化和电力系统调度自动化 电力系统自动化是指应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置、通过信号系统和数据传输系统对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远方的自动监视、调节和控制,以保证电力系统安全经济地运行和具有合格的电量质量。电力系统自动化已经成为电力系统最核心内容。而电力系统调度自动化是电力系统自动化的一部分,分为发电和输电调度自动化(通常称电网调度自动化)和配电网调度自动化(通常称配网自动化)。 二、电力系统远动 电力系统远动就是在电力系统调度中心对电力系统实施的实时远方监视与控制。远动系统包括控制站、被控站和远动通道。狭义远动系统只包括两端远动设备和远动通道;而广义的远动系统包括控制站的人机设备和被控站的过程设备在内。电力系统的安全监控功能由各级调度共同承担,而自动发电控制与经济调度则由大区网调或省调负责,网调和省调还应具有安全分析和校正控制等功能。 三 、电力系统调度自动化的功能 (一)电力系统监视与控制 通过电力系统监视与控制为自动发电控制、经济调度、安全分析等高层次功能提供实时数据。其中监视主要是对电力系统运行信息的采集、处理、显示、告警和打印,以及对电力系统异常或事故的自动识别,向调度员反映电力系统实时运行状态和电气参数。而控制主要是指通过人机联系设备执行对断路器、隔离开关、静电电容器组、变压器分接头等设备进行远方操作的开环控制。 (二)电力系统安全分析 电力系统安全分析主要内容是利用实时数据对电力系统发生一条线路、或一台发电机、变压器跳闸的假想事故进行在线模拟计算,以便随时发现每一种假想事故是否可以造成设备过负荷、以及频率和电压超出允许范围等不安全情况,是一系列以单一设备故障为目标而进行的在线潮流计算。 (三)电力系统经济调度 电力系统经济调度是在满足安全、电能质量和备用容量要求的前提下,基于系统有功功率平衡的约束条件和考虑网络损失的影响,以最低的发电(运行)成本或燃料费用,达到机组间发电负荷经济分配且保证对用户可靠供电的一种调度方法。在调度过程中按照电力系统安全可靠运行的约束条件,在给定的电力系统运行方式中,在保证系统频率质量的条件下,以全系统的运行成本最低为原则,将系统的有功负荷分配到各可控的发电机组。经济调度一般只按静态优化来考虑,不计算其动态过程。 四、电力系统调度自动化技术在国外的应用 国外的电力系统调度自动化系统均是采用了RISc工作者,UNIX操作系统和国际公认的标准,主要有以下几种: (一)西门子SPECTRUM系统。该系统是由德国西门子公司基于32比特SUN点的SPACE或IBMMRS6000工作站硬件平台,引入软总线概念,服务器之间及内部各进程与实用程序问的信息交换实现标准化开发的。采用了分布式组件、面向对象等技术,广泛应用于配电公司、城市电力公司和工业用户。 (二)CAE系统。该系统采用64比特ALPHAI作站、客户I服务器体系结构和双以太网构成的EMS硬件平台,选用分布式应用环境开发研制的,集DAC、SYS、uI、APP、COM于一体。该系统功能分布于各节点,能有效地减少网络数据流,防止通信瓶颈问题。 (三)VALMET系统。该系统适用于多种硬件平台,可连接SUN、IBM、PHA工作站。该系统包括实时数据、历史数据和应用软件三个服务器。 (四)SPIDER系统。该系统是由ABB公司开发的,采用分布式数据库和模块化结构,可根据用户实际需求配置系统。它具有双位的遥信处理功能,使状态信号稳定性好,并有一套完整的维护工具。 五、电力系统调度自动化技术的基本特征 电力系统调度自动化技术应具有以下基本特征: (一)该技术应该能够及时并准确地采集、检测和处理电,网中各元件、局部或整个系统运行的实时信息; (二)能根据电网的实际运行状态和系统各元件的技术、经济等指标要求,为调度人员做出准确的调节和控制的决策提供依据; (三)能实现整个电力系统的综合协调,使电力系统安全、可靠、经济地运行,并提供优质的供电; (四)电力系统自动化技术能提高工作效率,降低电力系统事故发生概率,延长设备使用寿命,能够保障电力系统的安全、可靠、经济地运行,尤其是能避免整个电力系统的崩溃和大面积停电等连锁性事故发生。 六、电力系统调度自动化技术的发展趋势 随着计算机技术、通信技术、数据库技术等技术的快速发展,电 力系统调动自动化技术应朝着模块化、面向对象、开放化、只能化合可视化等方面发展。 (一)模块化与分布式。电力系统调度自动化系统软件设计的重要思想就是模块化和分布式。组件技术是一种标准实施的基础,能够实现真正的分布式体系结构,基于平台层解决数据交换的异构问题,是一种重要的电力系统调度自动化技术。 (二)面向对象技术。电力系统调度自动化的目的就是为了能够及时准确地获得电力系统运行的实时信息。面向对象技术是一种能很好的解决这个问题的技术先进且能很好地遵循ClM的技术,但它的实现有一定的难度。 (三)电力系统调度综合自动化。全面建立调度数据库系统,提高电力系统调度自动化的综合管理水平,使电力系统运行达到最优化,避免电力系统崩溃或大面积停电事故,提高电力系统的安全性和可靠性;建立并完善电气事故处理体系,使事故停电时间降到最短,降低各种不必要的影响。 (四)无人化值守管理模式。建立无人值班综合监控系统,能够对电力系统的运行状态进行实时监控、安全性分析、状态估计、负荷预测及远程调控等,当系统出现故障时自动报警,以便调度人员及时处理事故,从而保证电力系统安全、可靠、经济运行,实现无人值守调度管理方式,减少值守人员,提高工作效率。 (五)智能化。智能化调度是未来电力系统发展的必然趋势。智能调度技术采用调度数据集成技术,能够及时、有效地获取电力系统运行的实时信息,实现电网正常运行的实时监测和优化、预警和预防智能化控制、故障的智能判辨、故障的智能分析、故障的智能恢复等,最大限度实现全面、精细、及时、最优的电力系统运行与管理,以达到电力系统的调度、运行和管理的智能化。 结语 本文首先简要地叙述了电力系统调度自动化系统的重要性及电力系统设计人员掌握相关技术的必要性。根据几种电力系统调动自动化系统的应用,概述了电力系统调度自动化技术在国内外的应用状况。从电力系统调度自动化技术的基本特征出发,对几种电力系统调度自动化技术进行了简要的探讨。最后,对今后电力系统调度自动化技术的发展趋势进行了展望。 电力系统论文:浅论电力电子技术在电力系统中的应用 一、前言 电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。经过50年的发展历程,它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电(HVDC)。自20世纪80年代,柔性交流输电(FACTS)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。 二、电力电子技术的应用 自20世纪80年代,柔性交流输电(FACTS)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。以下按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节,列举电力电子技术的应用研究和现状。 (一)在发电环节中的应用 电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备,电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。 1 大型发电机的静止励磁控制 静止励磁采用晶闸管整流自并励方式,具有结构简单、可靠性高及造价低等优点,被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节,因而具有其特有的快速性调节,给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。 2 水力、风力发电机的变速恒频励磁 水力发电的有效功率取决于水头压力和流量,当水头的变化幅度较大时(尤其是抽水蓄能机组),机组的最佳转速便随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比,风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率,可使机组变速运行,通过调整转子励磁电流的频率,使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。 3 发电厂风机水泵的变频调速 发电厂的厂用电率平均为8%,风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%,且运行效率低。使用低压或高压变频器,实施风机水泵的变频调速,可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟,国内外有众多的生产厂家,并不完整的系列产品,但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多,国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。 (二)在输电环节中的应用 电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第二次革命”,大幅度改善了电力网的稳定运行特性。 1 直流输电(HVDC)和轻型直流输电(HVDC Light)技术 直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点,对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网,高压直流输电拥有独特的优势。1970年世界上第一项晶闸管换流器,标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。 2 柔性交流输电(FACTS)技术 FACTS技术的概念问世干20世纪80年代后期,是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术,可实现对交流输电功率潮流的灵活控制,大幅度提高电力系统的稳定水平。 电力系统论文:分析电力系统不同调度模式的技术及经济特性 0 引言 电力系统有功调度的主要任务是制定发电机组出力计划,以满足呈一定概率规律且周期性变化的负荷需求。在这一过程中,调度机构不仅需要考虑各个机组的差异性,根据机组的发电成本、发电煤耗和环境污染等特点,在机组的最小、最大技术出力范围内按一定调度目标制定发电计划,而且需要考虑电力线路有功功率传输极限等安全、可靠性准则,保证电力系统的安全运行。 1 传统经济调度模式 传统经济调度模式,是按等耗量微增率原则分配各机组负荷,即按相等的耗量微增率在发电设备或发电厂之间分配负荷,使系统的总耗量最小。在传统经济调度模式中,机组的煤耗量曲线和它的微增率曲线是调度的基础资料,它们的准确性直接影响到经济调度效益。而发输配一体化的管理体制有利于调度机构获得准确的基础资料,因此,传统经济调度模式适用于发输配一体化的电力体制。传统经济调度模式有以下几个特点: 1.1 物理意义清晰 假定两台机组在微增率不等的状态下运行,且dF■/dP■ dF■/dP■,可以在两台机组的总输出功率不变的条件下调整负荷分配,让1号机组减少输出ΔP,2号机组增加输出ΔP。于是1号机组将减少燃料消耗(dF■/dP■)×ΔP,2号机组将增加燃料消(dF■/dP■)×ΔP,而总的燃料消耗将可节约: ΔF=(dF■/dP■)×ΔP-(dF■/dP■)×ΔP 0 这样的负荷调整可以一直进行到两台机组的微增率相等为止,不难理解,等耗量微增率准则也适用于多台机组间的负荷经济分配。 1.2 可以考虑网损的影响 传统经济调度模式可以通过计算网损微增率,构成煤耗与网损的协调方程式,对机组的耗量特性曲线进行修正,考虑网损对经济调度的影响。 1.3 对部分不等式约束条件较难处理 传统经济调度可以考虑功率平衡等式约束,同时,对于自变量的不等式约束条件,如发电厂有功功率上、下限,水电厂流量上、下限和水库水位上、下限等,可以通过检验方便处理;但是以函数形式出现的不等式约束条件,例如,线路潮流限制和母线电压上、下限等,传统经济调度较难处理。 2 计划电量调度模式 计划电量调度模式,可以确保投建机组的发电利用小时数,保证投建机组的固定成本回收,对于促进我国电源投资建设、尽快补足电力供需缺口具有积极作用,促进了这一时期我国电力工业的发展。由于计划电量调度模式仅与机组容量有关,不考虑机组经济性、环保性等因素,也带来了一些问题。 2.1 火电建设小型化 计划电量调度模式下,小型火电机组可以保证充足的负荷率,确保成本回收。因此,一些地区建设了一批小火电、小油电,以补足电力供需缺口。这些机组煤耗高、污染严重,影响电力工业的可持续发展。 2.2 水电及可再生能源发展落后 水电及可再生能源建设投资大、周期长,而且在计划电量调度模式下分配的发电利用小时数与火电相同,因此电源建设投资更倾向于建设周期短、见效快的火电机组。 2.3 输电设备建设落后 计划电量调度模式对电力发展的促进作用,主要倾向于电源建设,对输电设施建设没有引导和激励措施,造成这一时期我国输电设备较为落后。 2.4 电厂建设不经济 计划电量调度模式保证了机组的成本回收,此外,为鼓励投资兴建电厂,国家还规定了还本付息的电价政策。因此电厂建设工程缺乏约束,建设缺乏经济性。 3 节能发电调度模式 节能发电调度模式改革,必然对电力系统的发展和运行产生影响,具体体现在以下几个方面: 3.1 引导电源投资建设方向,改善电源结构 目前,我国以火力发电为主,清洁能源和可再生能源发电的比例较小,截止2005年,火电占总装机容量比例约为75.67%,电源结构不合理。实施节能发电调度后,优先调用清洁能源和可再生能源发电,对我国投资建设清洁能源和可再生能源的引导作用明显,有利于改善我国的电源结构,优化各类资源配置。 3.2 不能保证系统运行的经济性最优 节能发电调度能够获得在等输出电量情况下发电侧节能降耗和有害气体减排的作用,但是,由于不同电厂燃煤的来源不同、煤炭运输成本不同、煤价有差异等因素,煤耗量并不能代表发电机组的边际生产成本。因此,节能发电调度改变了传统经济调度按边际成本制定发电计划的原则,偏离了电力系统经济性的理论基础,是一种节能但不一定经济的调度模式。 同时,由于在当前“厂网分离”的体制下,很难获得真实的发电机组供电标煤煤耗率,并且供电煤耗率本身是发电机组输出功率的函数,这将使得节能发电调度模式不能达到预期的节能效果。 3.3 电网安全可靠性要求更高 节能发电调度模式下,大容量、低能耗机组接近满发,可能对电网的传输能力、安全裕度要求更高;另外大容量机组满发后,系统备用由多个小机组承担,可能造成系统事故备用容量不足,影响系统的可靠性。 4 电力市场交易模式 市场化改革的核心是对电力工业放松管制,以各种方式将发电、输配电和用电分离,形成多方利益实体的竞争化模式。电力市场化竞争机制的特点是放松管制之后,多方利益实体追求各自利润的最大化,同时也实现了社会效益的最大化。电力市场交易模式,对电力系统的影响主要体现在以下几个方面: 4.1 电力市场模式下电力系统更加经济有效 发电侧和售电侧引入竞争、打破电力工业的垄断经营,提高电力工业的生产效率和服务质量。发电竞争的结果使得电力系统整体供电成本下降,电价有所降低。 4.2 电力市场模式兼顾电力系统的节能环保 随着经济社会的发展,化石能源的消耗越来越巨大,由此造成的环境问题也越来越严重,欧盟国家己经对燃烧化石燃料而释放的二氧化碳征收高额的碳税,以化石燃料为能源的发电成本中,购买二氧化碳排放指标的成本已经占发电成本的一定比例,在这种情况下的市场竞争发电调度模式,实际上是一种兼顾节能和环保的经济调度模式。 4.3 电力市场交易模式复杂性增加 电力市场模式下需要考虑中长期交易、期货交易、实时交易等不同电量约束,调度的复杂性增加。市场模式下强调竞争,为达到各方利益最大化,可能造成电网在临界安全附近运行,淡化电力系统运行中复杂物理规律与市场竞争的关联,威胁电力系统运行的安全,可能背离预期的经济效果。 4.4 市场化竞争可能产生不必要的市场力 电力市场模式下,一些公司可能利用自身所占的市场份额优势或与其他公司形成联盟后所占的市场份额优势来操纵市场价格,这些公司的收益往往超过竞争所能取得的收益,产生不必要的市场力。为防止市场中公司之间的勾结行为,市场管理者应当采取相应的监管措施。 5 结束语 总之,在市场交易模式下,由于电力交易的多样性,调度机构不仅应当考虑时段之间的爬坡速率限制,而且应当考虑各种双边合同、电量合同以及期货合同等在各个调度时段之间的合理分配,同时,电网潮流的不确定性和多变性,使得安全经济调度的重 要作用也日益明显。 电力系统论文:谈电力系统调度自动化技术的应用与发展 一、电力系统自动化和电力系统调度自动化 电力系统自动化是指应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置、通过信号系统和数据传输系统对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远方的自动监视、调节和控制,以保证电力系统安全经济地运行和具有合格的电量质量。电力系统自动化已经成为电力系统最核心内容。而电力系统调度自动化是电力系统自动化的一部分,分为发电和输电调度自动化(通常称电网调度自动化)和配电网调度自动化(通常称配网自动化)。 二、电力系统远动 电力系统远动就是在电力系统调度中心对电力系统实施的实时远方监视与控制。远动系统包括控制站、被控站和远动通道。狭义远动系统只包括两端远动设备和远动通道;而广义的远动系统包括控制站的人机设备和被控站的过程设备在内。电力系统的安全监控功能由各级调度共同承担,而自动发电控制与经济调度则由大区网调或省调负责,网调和省调还应具有安全分析和校正控制等功能。 三 、电力系统调度自动化的功能 (一)电力系统监视与控制 通过电力系统监视与控制为自动发电控制、经济调度、安全分析等高层次功能提供实时数据。其中监视主要是对电力系统运行信息的采集、处理、显示、告警和打印,以及对电力系统异常或事故的自动识别,向调度员反映电力系统实时运行状态和电气参数。而控制主要是指通过人机联系设备执行对断路器、隔离开关、静电电容器组、变压器分接头等设备进行远方操作的开环控制。 (二)电力系统安全分析 电力系统安全分析主要内容是利用实时数据对电力系统发生一条线路、或一台发电机、变压器跳闸的假想事故进行在线模拟计算,以便随时发现每一种假想事故是否可以造成设备过负荷、以及频率和电压超出允许范围等不安全情况,是一系列以单一设备故障为目标而进行的在线潮流计算。 (三)电力系统经济调度 电力系统经济调度是在满足安全、电能质量和备用容量要求的前提下,基于系统有功功率平衡的约束条件和考虑网络损失的影响,以最低的发电(运行)成本或燃料费用,达到机组间发电负荷经济分配且保证对用户可靠供电的一种调度方法。在调度过程中按照电力系统安全可靠运行的约束条件,在给定的电力系统运行方式中,在保证系统频率质量的条件下,以全系统的运行成本最低为原则,将系统的有功负荷分配到各可控的发电机组。经济调度一般只按静态优化来考虑,不计算其动态过程。 四、电力系统调度自动化技术在国外的应用 国外的电力系统调度自动化系统均是采用了RISc工作者,UNIX操作系统和国际公认的标准,主要有以下几种: (一)西门子SPECTRUM系统。该系统是由德国西门子公司基于32比特SUN点的SPACE或IBMMRS6000工作站硬件平台,引入软总线概念,服务器之间及内部各进程与实用程序问的信息交换实现标准化开发的。采用了分布式组件、面向对象等技术,广泛应用于配电公司、城市电力公司和工业用户。 (二)CAE系统。该系统采用64比特ALPHAI作站、客户I服务器体系结构和双以太网构成的EMS硬件平台,选用分布式应用环境开发研制的,集DAC、SYS、uI、APP、COM于一体。该系统功能分布于各节点,能有效地减少网络数据流,防止通信瓶颈问题。 (三)VALMET系统。该系统适用于多种硬件平台,可连接SUN、IBM、PHA工作站。该系统包括实时数据、历史数据和应用软件三个服务器。 (四)SPIDER系统。该系统是由ABB公司开发的,采用分布式数据库和模块化结构,可根据用户实际需求配置系统。它具有双位的遥信处理功能,使状态信号稳定性好,并有一套完整的维护工具。 五、电力系统调度自动化技术的基本特征 电力系统调度自动化技术应具有以下基本特征: (一)该技术应该能够及时并准确地采集、检测和处理电,网中各元件、局部或整个系统运行的实时信息; (二)能根据电网的实际运行状态和系统各元件的技术、经济等指标要求,为调度人员做出准确的调节和控制的决策提供依据; (三)能实现整个电力系统的综合协调,使电力系统安全、可靠、经济地运行,并提供优质的供电; (四)电力系统自动化技术能提高工作效率,降低电力系统事故发生概率,延长设备使用寿命,能够保障电力系统的安全、可靠、经济地运行,尤其是能避免整个电力系统的崩溃和大面积停电等连锁性事故发生。 六、电力系统调度自动化技术的发展趋势 随着计算机技术、通信技术、数据库技术等技术的快速发展,电力系统调动自动化技术应朝着模块化、面向对象、开放化、只能化合可视化等方面发展。 (一)模块化与分布式。电力系统调度自动化系统软件设计的重要思想就是模块化和分布式。组件技术是一种标准实施的基础,能够实现真正的分布式体系结构,基于平台层解决数据交换的异构问题,是一种重要的电力系统调度自动化技术。 (二)面向对象技术。电力系统调度自动化的目的就是为了能够及时准确地获得电力系统运行的实时信息。面向对象技术是一种能很好的解决这个问题的技术先进且能很好地遵循ClM的技术,但它的实现有一定的难度。 (三)电力系统调度综合自动化。全面建立调度数据库系统,提高电力系统调度自动化的综合管理水平,使电力系统运行达到最优化,避免电力系统崩溃或大面积停电事故,提高电力系统的安全性和可靠性;建立并完善电气事故处理体系,使事故停电时间降到最短,降低各种不必要的影响。 (四)无人化值守管理模式。建立无人值班综合监控系统,能够对电力系统的运行状态进行实时监控、安全性分析、状态估计、负荷预测及远程调控等,当系统出现故障时自动报警,以便调度人员及时处理事故,从而保证电力系统安全、可靠、经济运行,实现无人值守调度管理方式,减少值守人员,提高工作效率。 (五)智能化。智能化调度是未来电力系统发展的必然趋势。智能调度技术采用调度数据集成技术,能够及时、有效地获取电力系统运行的实时信息,实现电网正常运行的实时监测和优化、预警和预防智能化控制、故障的智能判辨、故障的智能分析、故障的智能恢复等,最大限度实现全面、精细、及时、最优的电力系统运行与管理,以达到电力系统的调度、运行和管理的智能化。 结语 本文首先简要地叙述了电力系统调度自动化系统的重要性及电力系统设计人员掌握相关技术的必要性。根据几种电力系统调动自动化系统的应用,概述了电力系统调度自动化技术在国内外的应用状况。从电力系统调度自动化技术的基本特征出发,对几种电力系统调度自动化技术进行了简要的探讨。最后,对今后电力系统调度自动化技术的发展趋势进行了展望。 电力系统论文:电力系统中电气自动化技术的作用和应用 电力系统中的电气自动化是现代科学领域中涉及最为广泛的工科类学科,这其中包含了计算机的软硬件处理技术、电力电子科学技术、信息处理技术、电气工程制造等多个技术范围。伴随着我国信息技术科学以及电子科技的不断发展,依托电能发展的控制行业已经逐渐无法满足现代社会农业、家用、办公、工厂制造等众多领域的高度运用,在高需求下,传统电力带动的技术在当今多线路的电力系统中已经愈发供应不足。实行高度自动化技术还能在很大程度上缓解工人的劳动量,并且节约了生产所花费的时间,更为电力系统的发展提供强有力的支撑,因此,对电力系统中的电气自动化技术应用的分析是极为重要的。 1 电气自动化技术在电力系统中的作用 各种行业各种技术的存在和发展都有着一定的依托促进作用,我国在近几年所呈现的大国崛起现象已经成为世界经济政治讨论的焦点,尤其是信息化相关方面普及发展技术更是可见一斑。而电力行业作为现代社会发展以及国家军事信息安全的保障性系统,更在不断提升自身设施、技术以及专业技能。与高速发展相对应的是,能源匮乏已经成为社会发展避无可避的重大问题。虽然电力能源并非讨论中心的一级能源,但是其与有限资源有着十分紧密的联系。 在我国,电力资源的获取主要通过火电和水电两种形式,然而煤炭资源这一非再生资源的逐年短缺已经成为无法避免的问题。水资源方面,水污染以及水资源的极度浪费还在逐步治理过程中,治理成果无法在短时间内显现出来。虽然近年来我国的电网覆盖面积在逐年扩大,但是由于我国国土面积辽阔,在一些偏远农村地区虽然实现通电,但电能供应极度不稳定。再加上通常情况下偏远农村地区由于经济发展较为落后,科技普及能力不足,所使用的电器以及输送电力所需的电缆设备老化情况较为严重,这就造成了电能的浪费和断电现象的出现。如果出现断电时,相关专业人员未能及时到场进行处理,将造成无法估量的严重后果,进而造成社会秩序出现紊乱,扰乱社会治安以及国民经济发展,更严重的会造成国家安全受到影响。 2 电气自动化技术在电力系统中运用的内容 电力系统中的电气自动化技术主要包括了PLC技术和计算机技术两方面。电力系统中的自动化技术其核心即为计算机技术,这也是电气自动化技术中最为常见也是最具代表性的科学技术,它为电力系统实现电气自动化提供前提条件,并且在输配电和供变电方面也发挥了无可替代的作用。 此外,计算机技术中运用了电网的调动,从而实现了国家电网信息的采集工作,并且还负责对不同的省、地区直辖市范围和省、市、县不同级别电网实施自主调配工作,对其信息进行储存和整合。计算机技术在电气自动化的实施还实现了我国整体电位设备整合,加强对整个电力系统的监控以及调动工作。 随着现代化的发展,采用电气自动化在电力系统运行中开展实时的仿真工作。电力系统采用电气自动化技术进行仿真技术的实施驱动,导致电力系统在更大的工程上都可以实现暂时以及稳定状态,在这两种状态中进行同步的实验,并且可以为电力系统提供强大且精确的数据,相关的工作人员还能够在这样的环境中,对于更多新型的电力装置进行测试,最终很大程度上推动了混合型的实时、仿真实验室的建立,也推动电力系统实现更大程度的发展。 PLC技术在电力系统中电气自动化的应用顺利实现了对于电网数据的分析、采集、整合、传递以及调换等工作,对整个电网实施控制,并且提高了在电力相关的生产活动中的协调性。PLC技术在电气自动化中的应用,使得电力控制内接线得以精简,并且使得电力系统的灵活性和稳定性大大提高,降低了系统的能源损耗,节约了电力生产的人力和物力。PLC技术所具有的种种优势使得其在电力系统中的电气自动化方面得到了充分的应用和发挥。PLC技术所采用的辅助性继电器,内部逻辑关联替换了之前的机械继电器导线相连。这样继电器其中节点转换时间就能够到达忽略不计的程度,这使得电力系统的可靠性显着提升。除此之外,PLC系统其抗干扰性非常强,这能够满足现代工业生产中复杂多变的工作环境。 随着社会科技的不断发展,研究的不断深入,系统的操作流程将会更加简单易操作,逐步实现了电力系统操作的方便快捷的目标,并降低电力员工的工作难度,提升作业准确率,这使得员工的工作效率大大提升。 3 电气自动化技术在电力系统中的应用和发展 计算机控制技术在电力系统中发挥着十分重要的作用,起着至关重要的影响。主要是由于计算机技术的快速发展,在电力系统中,用电以及输电、发电和变电、配电等很多重要的环节,都需要先进的计算机技术作为强大的支撑,这样可以在计算机技术的带动下,将我国的电力系统自动化技术也逐渐往更好的方向推动。 电气自动化技术在电力系统中的许多环节以及领域已经得到了广泛的关注及应用,这对电力系统的自动化建设有着很大的帮助,而且改变了传统电力制造传输过程中的不足和弊端,对电力系统的整体工作效率得以提升。电气自动化技术的实际应用充分迎合了我国电力市场在新世纪的发展需要以及社会需求,电气自动化的驱动技术以及自动化技术能够完成实时仿真工作任务要求,实现了稳定状态与暂时状态同步稳定的存在。与此同时,电气自动化驱动技术也使得员工的实践操作和运行准确率大幅度升高,并且促进混合型实时仿真实验室建设的完成。以太网等技术已经逐步进入到百姓的日常生活中,这也增强了电气自动化在电力系统中的实用性。电气自动化在电力系统智能服务化中的实际应用,使得智能化服务效率水平得到显着提高。该项技术在实现系统智能化服务的基础上还能够对障碍提供精准的自动分析,摆脱了电力系统在运行过程中人工分析的情况,大大提升工作准确度。在配电网工作中充分应用电气自动化技术,实现配电网数字信息配电一体化技术,降低电能的损耗,并且充分发挥了先进科学技术在实际工作生活中的价值。 电气自动化技术随着经济科学的发展,将会朝着更高的国际标准逐步迈进,在功能上能够实现“控制、测量、保护”这三大目标。IED电气自动化技术的充分应用和推广也将实现各环节信息的充分共享,并进一步加强了国家电网一体化的建设。电气自动化技术在电力系统中应用的规模将不断扩大,多媒体、通信、计算机等技术也将更加深入发展。电气自动化在保证系统相对独立性的同时还能够保证电网数据的准确采集和监控。PLC技术的操作流程也将向着直观精简易操作的方向发展,大大提高员工操作的效率以及准确率。因此,逐步加强PLC技术和计算机技术在电力系 统中的实际应用,将使控制设备的效率以及工作成果达到质的飞跃,并且传感器和执行器也应得到充分的推广。以太网、多媒体客户服务器的充分发展,也将使得这些技术更深入地运用到电气自动化技术的研究中,提升电力系统稳定性和高性能,加强电力系统中电气自动化技术的实际运用是现代科技经济发展的大势所趋。 我国自主研制的电气自动化控制系统,可以对电力系统的运行开展监控,对于相关数据进行采集,具有以下优势:对系统的独立性起到保护的作用以及对事故可以及时地进行分析、处理的优点;可以很好地将设备的重复配置现象减少,使得技术更加合理,对于设备的维护工作量也有很大程度的减少。电气自动化技术在未来发展的过程中,必将会逐渐转换成为保护、控制以及测量等很多方面的综合技术。保护、控制以及测量三者综合一体化的应用技术是未来电气自动化技术发展的主要方向,在未来的研究中,只有不断把这三个方面的工作通过计算机辅助使其一体化地完成,才可以真正地将电力系统从整体上实现自动化,也很大程度上推动了我国电力系统自动化发展的进程,促进我国的智能化电网系统改革更快地发展。此外,现代化的计算机信息处理技术也是电力系统发展中一个必不可少的组成部分,它正在朝着并行处理分布式的方向快速发展,计算机在电气自动化技术未来的发展中也会占据越来越重要的比重。 4 结语 电气自动化技术在电力系统中的实际运用,大力推进电力系统现代化的建设发展目标,使得电力系统智能化服务的效率和工作质量得到了显着提升。在实际生产实践过程中,我们必须将新技术、新思想积极大胆地应用到电力系统生产过程中去,这样才能发挥新世纪信息科学技术所产生的巨大价值和影响。对于电力系统中的电气自动化技术进行不断深入的研究,逐步完善我国电力系统的一体化建设,为我国智能电网的建设目标以及电力工业发展注入新的活力。 电力系统论文:浅论计算机网络安全在电力系统信息化中的应用 导语 在电力系统发展与信息化相结合越来越紧密的今天,计算机网络一方面促进了电力系统的建设与发展,但在另一方面上计算机网络本身所存在的易受病毒侵害等问题,也在无形中加大了电力系统运营的安全风险性。 1、计算机网络信息安全对于电力系统运营稳定的影响 在开放的电力市场机制下,通过计算机网络引入可以有效的将电力用户与电力交易中心进行联系,密切了双方之间的服务关系,因此一旦电力系统受到相关计算机网络病毒的侵害,将会对消费者和电力企业造成极大的损失。在这一情况下,在电力系统中进行必要的计算机网络安全防护工作医刻不容缓。电力企业中为了防止黑客以及病毒的侵害,通常采用认证技术以及加密等措施进行保护电力系统计算机网络安全,但是很多的非法份子以及黑客能够根据数据传输的长度、速率、流量以及加密数据的类型等等对电力系统中较大设备的影响或者破坏,或者非法份子以及黑客等还可以将计算机网络流量的分析和密码的分析结合起来对传送的数据进行解码,这样就会对电力系统中直接操纵的设备以及数据受到严重的威胁,所以在电力系统计算机网络信息中没有安全保护措施,可能会对电力系统造成严重的破坏,因此在电力系统中加强计算机网络信息安全防护措施是非常重要的。 2、电力系统计算机网络信息安全存在的问题 2.1工作环境的安全漏洞 目前在很多电力企业中电力操作系统以及数据库系统等用户环境自身就存在很多的安全漏洞,如对特定网络协议实现的错误,自身体系结构中存在的问题等一些漏洞都会对电力系统造成严重的破坏,从而对电力企业造成严重的损失。 2.2网络协议存在的安全问题 在电力系统计算机网络(Internet)中采用的TCP IIP协议主要是面向信息资源共享的,所以会造成部分的计算机网络协议存在一定的安全漏洞,这种漏洞也是目前计算机网络以及信息安全问题中最为重要的根源。比如常见有FTP、Telnet、SMTP等协议中。并且在电力系统中用户的口令信息主要是采用明文的形式在计算机网络中进行传输的,这些网络协议虽然是依赖的TCP协议本身但是也不能保证电力系统计算机网络信息传输信号的安全性。 2.3计算机病毒的侵害 计算机病毒是最为常见的一种病毒形式,任何一个接触计算机网络的人员都可能会有遭到病危害的先向我。计算机病毒分为“蠕虫”和“病毒”,计算机病毒是一种诚讯,是一段可以进行执行代码的程序。计算机病毒如同生物病毒,具有独特的复制能力,并且蔓延的速度是非常之快的。但是也是非常难以清除的,并且病毒还能够将自身附带的各种病毒类型一个用户传到另一个用户通过文件的复制进行传递。计算机病毒不仅具有复制能力,而且也具有其他的一些共性一个被污染的程序能够传送病毒的载体。 3、电力系统计算机网络信息安全的防护措施 3.1加强对网络安全的重视 电力系统计算机网络的安全性越来越重要,所以在电力企业,首先应该提高全体员工计算机网络信息安全技术水平和信息安全知识水平,提高防护计算机网络信息窃密泄密的水平以及综合能力,电力企业中严谨将涉密的计算机与互联网或者其他的公共信息网相连接,严谨在互联网以及非涉密的计算机网络中处理单位机密以及国家机密的,不断落实计算机网络信息安全保密责任,加强对网络安全的认识,并且还应该开发合作单位的安全保密管理系统,并签署保密协议,加强对电力系统计算机网络信息安全的监督和管理,并且应该定期不定期的对电力系统计算机网络信息的安全性进行检查,并且还应该做好文档的存档、登记以及销毁等各个环节的工作,及时发现并处理电力系统中网络信息安全隐患,从而保证电力系统网络信息的安全性。 信息化是我国加快实现现代化和工业化的必然选择,坚持信息化带动工业化,以工业化促进信息化,从而走出一条含有高科技的道路,不断推进我国信息化的建设。我国最高人民检察院以及中央保密委员会也多次发出相关文件要做好信息保密工作,切实防外部侵害和网络化带来的国家以及单位机密泄露。 3.2防火墙的拦截 防火墙主要是保护计算机网络安全的一种技术措施,它主要是用来进行阻止网络中的黑客的入侵的一道屏障,防火墙也被称为是控制逾出两个方向通信的门槛。在电力系统中在杀毒软件的基础上配置防火墙软件系统是比较安全的措施,并且在电力系统中为了预防黑客或者不法分子的入侵对计算机网络信息以及系统的备份是非常重要的,而且还对备份进行定期的检查,保证其有效性。 3.3防病毒 (1)在电力企业中管理信息系统应统一部署病毒防护的措施,严谨电力系统中的安全区Ⅰ和Ⅱ与管理信息系统共同使用一个防病毒的管理服务器;(2)在电力系统中对于所有系统中的服务器以及工作站都应该布置有恰当的防病毒产品的客户端;(3)在对电力系统的计算机网络进行布置单独的电子邮件系统时,必须在电子邮件的服务器前段部署杀毒软件以及病毒网关,从而可以有效防止带有病毒的邮件在办公网路中传播蔓延;(4)电力系统与Internet的网络接口处也应该部署防病毒的网关,从而可以防止蠕虫以及病毒的传播和蔓延到电力企业的管理信息系统中;(5)为了保证电力系统计算机网络的安全性,还应该加强病毒的管理,从而可以保证病毒特征码的全面及时的更新,并且应该及时进行查杀病毒的特征以及类型并掌握病毒对电力系统威胁的情况,从而可以采取有效的措施保证电力系统的网络信息的安全性。 4、电力专用物理隔离措施 在电力系统中对于网闸可以采用隔离岛以及双处理器的设计技术,并且在电力系统的软件和硬件方面都应该采用单向传输控制,从而保证网络传输的单向性具有可靠地保证。为了保证电力二次系统的安全性专门设计了单向电力系统的物理隔离装置,这种隔离装置主要用于电力系统的安全区Ⅰ或者集散控制系统中的DCS系统中,安全区Ⅱ(非控制生产区)和管理信息系统的MIS网或者安全区Ⅲ、Ⅳ(生产管理区)等网络物理隔离,并且还能够保证电力系统的安全区Ⅰ、Ⅱ向安全区Ⅲ、Ⅳ进行实时有效的传输数据。并且电力 专用物理隔离措施能够有效的阻止病毒以及黑客以及外来网络的入侵。从而可以最大限度的保证电力系统计算机网络的安全性。 5、主机防护 电力系统中的主机防护系统能够有效的预防以及控制各种计算机已知病毒或者未知病毒、各种恶意程序以及木马的入侵。并且在进行连接互联网时,不用担心由于中病毒而导致系统的瘫痪现象,并且可以不用重启系统,只需要进行点击按钮,则系统就可以恢复到正常的状态,主机的防护对增加服务器的安全性具有重要的作用和价值。 总结 电力系统计算机网络信息化的应用随着社会的发展和科学的技术的发展而发展,在信息技术快速发展的时期,计算机网络信息的安全性也在逐渐变化,这对电力系统的计算机网络细信息的安全性和可靠性带来更大的挑战,目前电力系统的安全防护主要是防护病毒、黑客以及非法分子等通过各种形式对系统的攻击和破坏,因此加强电力系统计算机网络信息的安全防护是保证国家重要基础设施电力系统安全性的重要措施。 电力系统论文:对通信技术在电力系统的应用分析 一、电力应急通信中VSAT卫星通信的应用范围 (1)实现双向数据传输。在双向数据传输过程中,电力系统应急VSAT卫星通信具备中低速率、续传输、呈星型拓扑结构(可实时指令控制远端变电站)且指令传送及返回时延 二、电力应急通信中VSAT卫星通信组网方案 (1)县调范围VSAT网络方案。因此对于通信系统的实时性要求较低,可以采取租用商业卫星通信网络。在组网时采取共享主站方案,均以调度部门、变电所、远端小站的方式接入系统,主要运用“双跳”连接。(2)地调范围VSAT网络方案。此组建方案主要是应用于数量较多(几十个小站之间)站点的通信,其通信业务主演涵盖:中低速率数据通道、话音传输、图像传输通道以及太网接口等等。由于此类通信网络结构需要具备较高传输实时性且信息种类较多,因此需要组建专用的VSAT系统,调度部门、变电所、远端小站主要采取“单跳”连接方式,建立起以调度部门为中心,电力系统内的厂、所为远端小站的VSAT网络通信系统。(3)省级系统VSAT网络方案。省级系统内厂站VSAT网络主要是指组建一个系统调度中站覆盖全省所有变电所、远端小站的VSAT通信网络。该通信网络系统必须能够保证各个地调至省调通局之间以及各个地调至所有覆盖范围内的厂、所之间的通信传输均为“单跳”连接方式,在整个通信网络管理系统中需要设置一个中心站,主要负责监视、控制系统和管理整个通信网络[2]。 三、电网VSAT卫星应急通信建设实例 在国网公司VSAT卫星应急通信网络的建设当中,组网方案主要采用的是以省公司统一VSAT网络平台方案(即:采用分层、分区域架构形式)。省信通公司范围内,在省调控中心建设中心站/主站,各个厂站建设子站系统(主要设备为便携小站和车载站),通过中心站/主站与每个子站直接通信,构成星状卫星通信网。网络结构如图1所示。主站系统是利用卫星运营主站,卫星带宽资源是利用租用的亚太5号卫星Ku波段转发器资源。中心主站至220kV变电站卫星通信电路开通,使通道具备了应急条件下为电网提供可靠通信通道的条件。这使整个电网的电力通信系统在运行时更加稳定和可靠,保障电网安全抵御自然灾害的能力将会得到质的提升。 电力系统论文:分析广域测量系统在电力系统中的应用 摘要:广域测量技术是近年来电力系统前沿技术中最活跃的领域之一。论述了广域测量系统(Wide-Area MeasurementSystem,WAMS)在电力系统稳态分析、全网动态过程记录和暂态稳定预测 及控制、电压和频率稳定监视及控制、低频振荡分析及抑制、全局反馈控制等方面的应用,对其应用前景做了简要分析,并提出WAMS的发展规划。 关键词:广域测量系统(WAMS);同步相量测量装置;动态监测 随着电力系统总容量的不断增加、网络结构的不断扩大、超高压长距离输电线路的增多以及用户对电能质量要求的逐渐提高,对电网的安全稳定提出了更高的要求。建立可靠的电力系统运行监视、分析和控制系统,以保证电网的安全经济运行,已成为十分重要的问题。近来受到广泛关注的广域测量系统(Wide-area measurement system,WAMS)可能在一定程度上缓解目前对大规模互联电力系统进行动态分析与控制的困难。 1安全稳定控制系统 互联网稳定控制面临着较多的问题:互联系统的低频振荡问题及紧急控制等问题。如我国华中系统的低频振荡衰减时间较长,当系统出现故障时,华中系统的较长的动态过程势必会通过联络线影响到华东系统。传统的基于事件的就地控制不能够充分观察系统的动态过程,因而不能够较好观察系统的各种状态,比如某些系统目前无法较快地抑制低频振荡问题。基于响应的广域稳定控制增强了互联网稳定控制的可靠性和灵敏性。 目前的稳定控制系统,比如电气制动、发电机快速励磁、发电机组切除、自适应负荷减载及新兴的灵活交流输电等,发展到广域控制都应该是基于广域电力系统的信息:原来使用就地信息不能够满足控制对电力系统充分观察的要求。广域测量系统提高了电力系统的可观察性,通过各种分析手段,进行系统动态过程的分析,如通过频谱分析,可以实时计算出系统的振荡模式、系统状态量的变化趋势等:从而提供给广域控制充分的动态信息。 1.1 暂态稳定预测及控制 当今投入实际工业应用的稳定控制系统可分为两种模式,即“离线计算、实时匹配”和“在线预决策、实时匹配”。但分析表明,大停电往往由“不可预见”的连锁故障引起,在这种情况下以上两种稳定控制系统很可能无法响应。理论上最为完美的稳定控制系统模式是“超实时计算、实时匹配”。这种模式假设在故障发生后进行快速的暂态分析以确定系统是否会失稳,若判断系统失稳则给出相应的控制措施以保证系统的暂态稳定性。这种稳定控制系统的整个分析计算、命令传输、执行过程的时间极短,理论上可以对任何导致系统暂态失稳的故障给出相应的稳定控制措施,达到对各种系统运行工况、各种故障类型的完全自适应。 WAMS 在以下几方面的应用有助于实现上述自适应实时控制系统: (1)对于 WAMS 提供的系统动态过程的时间序列响应,直接应用某种时间序列预测方法或人工智能方法预测系统未来的受扰轨迹,并判断系统的稳定性。但由于电力系统在动力学上的复杂性,这种直接外推方法的可靠性值得怀疑。 (2)以 WAMS 提供的系统故障后的状态为初始值,在巨型机或 PC 机群上进行电力系统超实时暂态时域仿真,得到系统未来的受扰轨迹,从而判断系统的稳定性。仅就算法而言,这种方法是可靠的,但在连锁故障的情况下,控制中心未必知道该方法需要的电力系统动态模型;再者,该方法要求的时域仿真的超实时度较高,目前对大规模系统而言可能还存在困难。 (3)基于 WAMS 提供的系统动态过程的时间序列响应,首先利用某种辨识方法得到一个简化的系统动态模型,然后对该模型进行超实时仿真,得到系统未来的受扰轨迹,并判断系统的稳定性。这种方法的可靠性比第一种方法好,同时仅基于WAMS 提供的实测信息,不需知道第二种方法必需的故障后系统动态模型的先验知识,应该是目前比较有前途的方法。 除了判断系统稳定性外,另一个重要问题是若干预测结果为系统失稳,那么该如何给出适当的控制量以避免系统失稳,这方面的研究相对于暂态稳定预测的研究还较薄弱。它涉及电力系统稳定量化分析和稳定量化指标对控制变量的灵敏度分析,即使在离线环境下这也是一个难点,实时环境下要求快速给出适当的控制量将更加困难。有些研究以WAMS 得到的故障后一小段时间内的实测量为输入向量,通过人工神经网络直接将这些实测量映射到控制向量(如切机、切负荷量等)空间,这种方法相当于将暂态稳定预测和求解控制量都隐含在神经网络之中。但人工神经网络的训练需要大量样本,如何保证这些样本对各种系统运行工况和各种可能发生的故障具有足够的代表性是一个难题。WAMS 得到的实测信息也可用作稳定控制后备的失步解列装置的触发信号,在这方面的研究中系统通常被等值成两机系统。 1.2电力系统稳定器(PSS) 传统的分散配置的分散控制器实际上是在简化模型下设计的“孤立”控制器,只考虑本机可测信号,不考虑多机系统之间的关联作用及系统中其它控制器的存在和交互作用影响,其结果是这种控制器只对改善本机控制特性有一定好处,但对系统其它相邻机组的动态行为不可能有确定的改善,相反存在着各控制器间动作无法协调,而使各自的控制特性恶化的可能性。北美系统在进一步加装PSS过程中曾有过由于相互协调而使低频振荡重新出现甚至加剧的实例。 广域测量系统提供了广域系统的同步状态量,为进一步开发相互协调动作的电力系统稳定器打下基础。基于广域测量系统,PSS可以观察动作以后系统各点的响应情况,并根据系统的状态,确定进一步的动作。 2 电压、频率稳定控制 2.1 慢速电压稳定控制 基于广域测量系统,人们可以开发较为慢速的广域控制,比如电压稳定控制。美国BPA公司正在开发"先进电压稳定控制"项目。该项目基于广域测量系统和SCADA系统提供的系统电压、电流相量、有功、无功及频率等综合信息开发以下控制:基于响应的快速控制,该控制措施包括发电机跳闸及无功补偿调节。该控制主要需要提供电压相量、频率、有功及无功的测量;利用无功补偿设备进行电压控制,基于广域测量系统提供的电压幅值及功角,无功补偿设备使用模糊逻辑控制来调节电压幅度;变压器自动调压避免变电站之间并联变压器的环流现象,提高电压稳定性;发电厂的电压调度在电压紧急的状态下,有较多无功储备的电厂可以提高电压,从而减少系统的无功损耗,并提高电容器组的无功输出。这些措施可以提高系统的无功平衡,从而加强电压的稳定。 2.2 静态电压稳定控制 相对于暂态稳定问题,静态电压稳定和频率稳定属于慢动态的范畴,更易于利用 WAMS 信息实现稳定监视和控制。如利用 WAMS 得到的各节点电压相量测量值将系统等值成两节点系统,能快速给出电压稳定裕度;以各节点电压相量测量值作为输入变量,以潮流雅克比矩阵的最小奇异值作为电压稳定指标,用大量样本训练得到一个模糊神经网络作为电压 稳定分类器,输出 变量为很安全、安全、警戒、危险、很危险等 5 种电压安全水平;以 WAMS 提供的节点电压相角差和发电机无功出力为输入变量,应用决策树快速评价系统的电压安全水平。 3动态过程安全分析 3.1 低频振荡分析及抑制 随着大电网的互联,区域间的低频振荡对互联电力系统的安全稳定运行构成了威胁。WAMS 可望在分析和抑制低频振荡方面发挥作用。直接将系统线性化状态空间方程离散化,利用WAMS 提供的各离散时间点的测量值,通过最小二乘法计算线性化状态空间方程的系数矩阵,进而计算该矩阵的特征根;基于 WAMS 提供的各离散时间点的测量值采用卡尔曼滤波方法计算系统的机电振荡模式;应用快速傅立叶变换和小波分析对 WAMS 提供的节点间的电压相角差振荡时间曲线进行分析,提取低频振荡模式。与常规离线分析相比,基于 WAMS 的低频振荡分析具有更高的可信度。 通常仅基于本地信息的阻尼控制器(如 PSS)不能很好地抑制区域间的低频振荡,因为本地信息并不能很好反映区域间的振荡模式,本地信号对于区域间的振荡模式的可观测性不好。WAMS 的出现为抑制区域间的低频振荡提供了强有力的工具,可通过 WAMS 获取区域间的发电机相对转子角和转子角速度信号等全局信息作为阻尼控制器的反馈信号构成闭环控制。将采用 WAMS 信号的区间阻尼控制器附加到发电机励磁控制器中,达到抑制区域间振荡的目的;采用 WAMS 信号作为装设于联络线上的 TCSC 装置的控制输入,基于线性 H∞控制理论设计了 TCSC 区间阻尼控制器采用 WAMS 信号作为控制器输入时,需要引起重视的是 WAMS 信号的时滞(Time Delay)问题考虑时滞后闭环系统成为一个时滞系统,若时滞过大可能引起闭环系统的不稳定采用最小二乘预测算法由历史 PMU 测量序列得到控制器当前的反馈输入,没有明确说明时滞的处理方法,但其采用的 H∞控制是一种鲁棒控制方法,对由时滞造成的影响有一定抑制作用。 3.2 全局反馈控制 以往乃至目前的电力系统控制研究领域一直强调分散性/就地性,即对电力系统中的某一动态元件仅采用本地量测量构成反馈控制,从便于控制实现的角度追求控制的分散性/就地性毫无疑问是可以理解的,但通常电力系统的动态问题本质上具有全局性(如暂态稳定问题),而分散/就地控制只是通过本地量测量间接地包含一些全局信息,因此在提高全系统稳定性上有一定局限性。随着 WAMS的出现和发展,研究和实现基于 WAMS 信号的全局信息反馈与控制成为可能。 基于 WAMS 提供的全局实时信号,将通过联络线互联的两个区域等值成一个两机系统,然后采用直接线性化技术设计了联络线上的 TCSC 控制器,数值仿真结果表明,所设计的基于 WAMS 信号的全局 TCSC 控制器有效提高了互联系统的暂态稳定性。在全局反馈控制的研究中,同样存在远方反馈信号的时滞问题,有必要采用时滞系统控制理论加以分析研究,以探明时滞对全局反馈控制的影响。另外,对于非线性全局控制,如何根据特定的控制目标选择合适的远方反馈信号也是一个值得研究的问题。 通过分析可见,建立广域测量系统成为我国电力系统发展的必然,必须从工程技术、经济等角度对其开发、应用进行整体规划。未来重点要编制现有技术应用的规范,并提出技术改进的各种方法。根据我国电力系统运行、规划、分析、控制、保护及EMS等系统的未来实际要求,确定与广域测量系统接口、数据管理、分析和交换等各种相关课题。 电力系统论文:电力系统通信技术建设电力通信网络管理系统 摘要:分析了电力系统专用通信网的管理要求,针对网络管理层次多、设备种类多、网络结构复杂的特点,从技术的角度提出了建设电力通信网网络管理系统的基本要求及解决方案。方案以TMN为基础兼容其他网管系统标准,强调接口的开放性,强调系统的一体化和独立性,强调网络化和对各种体系结构的兼容性。为网管系统设计和方案选择提供一些有益的建议。 关键词:电力系统; 通信网络; 网络管理系统; Q3适配器; SNMP; TMN 0引言 近年来随着通信技术的发展,为了满足电力系统安全、稳定、高效生产的需求及电力企业运营走向市场化的需求,电力通信网的发展十分迅速。许多新的通信设备、通信系统,例如SDH、光纤环路、数字程控、ATM等,都纷纷涌入电力通信网,使网络的面貌日新月异。新设备的大量涌入表现出通信网的智能化水平不断提高,功能日益强大,配置、应用也十分复杂。层出不穷的新产品、新功能、新技术及技术经济效益等诸多因素的影响,使可选择的设备越来越多,造成电力通信网中设备种类的复杂化。技术的发展使某些旧的观念有了根本的改变,计算机网络技术与通信技术相互交融。传统通信网络的交换、传输等领域引入了计算机网络设备,例如路由器、网络交换、ATM设备等。某些传统的通信业务通过计算机网络实现,例如IP电话等。今天通信网与计算机网的界限已越来越模糊。电力通信业务已从调度电话、低速率远动通道扩展到高速、数字化、大容量的用户业务,例如计算机互联网、广域网、视频传送等。电力通信网的结构也已从单一服务于调度中心的简单星形方式发展到今天多中心的网状网络,以保证能为日益增长的电力信息传输需求服务。 此外,由于网络规模的限制,电力通信网实际上是一个小而全的网络。小是指网络的业务量不大;全是指作为通信网所有环节一样不少,而且电力通信网地域广大、数量繁多。由于规模的原因,电力通信网的管理传统上一直都是不分专业统一管理,每一位通信管理维护人员都必须管理包括网络中传输、交换、终端各个环节上的设备,还包括电源、机房、环境等网络辅助设备,同时还要管理电路调配等网络业务。 由于电力系统行政划分的各级都设置电力调度,电力通信网又被人为的划分成不同级别、不同隶属关系的网络。一般来说,电力通信网分为主干网、地区网;主干网分国家、网局、省局、地区4级;地区网又分为地区、县级网。各个级别的网络根据隶属关系互联,各行政单位所属的网络管理、维护关系独立。而且由于传统的原因,上级网络的设备维护工作多由通信设备所在地区的下级网络的通信管理人员负责。网络设备管理与维护分离,集中运行,分散维护。 面对这样一个复杂的网络,这样一些苛刻的管理要求,唯一的也是十分有效的方法就是建立具有综合业务功能、综合接入功能的电力通信网络管理系统(简称网管系统)。 早期的电力通信网管理方式简单,由于通信设备的功能单一、智能化水平不高,自动化管理表现为监控系统,具有监视通信设备运行状态,实时通告设备的告警和运行异常信息,远程实时控制设备的主、备切换等功能。随着电力通信网的发展,作为新一代通信网基础的智能化设备出现后,产生了网元管理系统,它除了对设备故障的监控功能外,还包括对设备性能、配置及安全的管理。时至今日,网元管理系统的应用在通信网的运行管理过程中已随处可见。随着通信设备智能化水平的提高和通信业务需求的增长,通信组网的灵活性越来越大,通信网的规模也越来越大,网络管理系统应运而生。 1电力通信网络管理的设计原则 1.1全面采用TMN的体系结构 TMN是国际电信联盟ITU—T专门为电信网络管理而制定的若干建议书[1],主要是为了适应通信网多厂商、多协议的环境,解决网管系统可持续建设的问题。TMN包括功能体系结构、信息体系结构、物理体系结构及Q3标准的互联接口等项内容。通过多年来 的不断完善和发展,TMN已走向成熟。国际上的许多大的公司(例如SUN,HP等)都开发出TMN的应用开发平台,以支持TMN的标准;越来越多国际、国内的通信设备制造厂商也宣布接受Q3接口标准,并在他们的设备上配置Q3接口。国内的公用网、部分专用通信网都有利用TMN来建设网管系统的成功范例,例如:全国长途电信局利用HP的TMN平台OVDM建设全国长途电信三期网管;无线通信局利用SUN的SEM平台建设TMN网络管理系统[2]。TMN的优点在于其成熟和完整性,是目前国际上被广泛接受的体系中最为完整的通信网管标准体系;TMN的不足在于其复杂性和单一化的接口。这些问题在网管系统建设中应该加以考虑。 1.2兼容其他网管系统标准 在接受TMN的同时,兼容其他流行的网管系统的标准以解决TMN接口单一的问题,对电力通信网管系统的建设十分有好处,尤其在强调技术经济效益的今天,这一点更为重要。 SNMP简单网路管理协议所构成的网络管理是目前应用最为广泛的TCP/IP网络的管理标准,SNMP网络管理系统实际上也是目前世界上应用最为广泛的网络管理系统。不仅计算机网络产品的厂商,目前越来越多的通信设备制造厂商都支持SNMP的标准。因此电力通信网管系统应该将SNMP简单网路管理协议作为网络管理的标准之一,尤其在通信网与计算机网的界限越来越模糊的今天,其效益是显而易见的。 另外,目前出现了新发展的网管体系和标准,例如对象管理组织OMG的CORBA体系、基于Web的网管体系、分布式网络管理技术等,这些新的技术都应当引起我们的重视。总之,对于电力通信网这种组织结构分散的网络来说,网管系统对各种体系的兼容性很有必要。 1.3采用高水平的商用TMN网管开发平台作为开发基础 网络管理是一个巨大、复杂的工程,涉及面广,难度大,特别是像TMN这样的系统,而综合业务及综合接入功能的要求又增加了系统的难度。依照标准的建议书从基础开发做起的方法无论从时间、经济的角度来说都是不可取的。高层网管应用开发平台是世界上具有相当实力的厂商,投巨资历时多年开发出来的商用系统,目前比较成熟的有SUN公司的SEM、HP公司的OPEN View、IMB的NetView等[3]。每一种商用系统都为建设通信网络管理系统提供了一整套管理、、协议接口及信息数据库开发的工具和方法。利用商用TMN网管平台作为核心来构筑电力通信网管系统,屏蔽了TMN网管系统的复杂性,可大大降低开发难度,缩短开发时间,提高分开的成功率。对电力通信网管系统的建设来说不失为一种经济有效的方法。 当然,商用化高层网管应用开发平台的成本相对比较高,因此对于规模小、层次低的通信网,采用一些专用的自行开发的网络管理系统平台可能更为实际。 1.4网管系统的网络化 网管系统互联组成网管网络这一点是不言而喻的。从长远的观点来讲,电力通信网管应接受异构网互联的观念,即不同层次、不同厂商甚至不同体系结构的系统之间应不受阻碍的互联,组成一个具有广泛容纳性的网管网络。 规定一种或几种统一的标准互联接口作为系统互联的限制约定是目前网管系统之间互联的最可行的方法,如采用CMIP的Q3接口、SNMP的简单网络管理协议作为网管之间互联的标准协议接口。当然随着技术的发展这种限制可能会有所改变,例如:CORBA技术的应用会对目前的状况产生影响。虽然统一接口有系统花费大的不足,但是统一接口在数据互联中的优点是显而易见的。 网管系统的数据共享和可互操作性机制是网管系统互联的基础。完善的安全机制是网管系统互联成功的保障。网管系统还应支持与网管系统以外的信息管理系统的互联,实现数据共享。 1.5综合接入性 网管必须满足各种通信网络、通信设备的接入要求,兼容各种制式、各个厂商的产品。 TMN网管系统本身支持的标准接口有限,能够直接接入TMN网管系统的通信系统、通信设备并不多,大量通信设备的接入依靠网管系统提供的转换机制,网管系统通过协议适配器这样的网管部件,将通信设备上的五花八门的管理数据接口转换成统一的网管系统支持的标准接口(例如Q3适配器,SNMP PROX等),实现网管对通信设备的接入。对于设备种类繁多的电力通信网,这个环节尤为重要。 对于网络层次多、设备分布广、智能水平低的电力通信网,如果全盘依照TMN的方案,势必造成系统十分庞大,整个网管系统变得很不经济。因此,选用一种综合接入能力强、成本低的网管系统直接面向大量的通信设备,将通信设备集中转换,再通过标准接口送入TMN高层次网管。建立综合接入网管系统来完成接入的任务对电力通信网不失为一种经济可行的方案。 对于大量中等以下规模的网络完全可以依靠综合接入网管系统的功能来管理网络,既可实现通信设备的综合接入,又建立了网络的分层管理,一举两得,而且这种方案的经济效益十分可观。对于系统已经在建的大量的监控、网元管理系统来说,也可以采用先将其改造成综合接入网管系统再接入高层TMN网管的方案。 1.6完善的应用功能及客户应用接口的开放性 在今天这样的市场竞争环境下,网管系统的应用功能是否完善、丰富,能否满足用户的要求、适应网络的变化,总之网管系统的应用功能是否能得到用户的认可,是网管系统成败的关键。 应用功能的设置应该能由用户来选择,用户的应用界面应该满足用户的要求。这要求网管系统除了具有根据用户要求定制的能力外,重要的一点是网管系统的应用功能接口应具有开放性,应能支持满足应用功能接口的第三方应用程序,在不改变基础系统的情况下不断推出新的应用功能、用户界面,满足用户的要求。由于电力通信网采用行政划分的管理方式,各级用户的管理功能要求的不一致性更大,应用功能开放性的要求显得更为重要。 1.7网管系统的一体化和独立性 网管系统应实现电力通信网的一体化管理,即各种功能网络管理系统的应用程序统一设计,采用统一的界面风格,采用一致的名词术语。用统一的管理操作界面去操作控制不同型号、厂家的同类功能设备。在同一个平台、界面上监视、处理网络告警,控制网络运行。 真正的网络管理系统应具有独立性,系统不应依赖于某个设备制造厂商;网管系统应能保证所有的厂商都得到同样公平和有效的支持。这样做的目的是为了保证通信系统本身的发展,确保不会因网管系统方案选择限制通信系统本身。这一点对于多样化特点十分明显的电力通信网尤为重要。 1.8网管系统的人机界面 首先,对象化的思想应该贯穿在网管界面的设计中。将图形上的元素及元素的组合定义成图形对象,将图形对象与它所表示的数据对象、实际的通信设备串联起来,实现实物、数据、表示界面的统一。这种对象化的设计方法保证了网管系统数据和界面的统一,保证了网管系统对被管理系统的变化的适应能力。对象化的设计观念应推广到网管系统人机界面的各个方面,例如:语音申告、媒体管理等。 其次,网管系统的界面应不断采用新技术加以更新、改造。界面是表示一个系统的窗口,界面的优劣直接影响人们对系统的第一印象,影响人们对系统的使用。引入新的技术,提高系统界面的功能、界面的可观赏性、系统的易使用程度是网管系统成败的又一关键因素。 GIS是目前实用化和技术经济性能都比较高的一项可视化信息技术,GIS采用对象化设计思想,支持地理信息数据,支持多图层控制,采用矢量化图形方式。GIS在信息管理系统的数据表示界面方面应用广泛,在表示与地理信息有关的数据界面时尤其优秀,电力通信网管系统可以采用GIS技术开发基于地理信息系统的网管应用界面。 Web是一种影响非常广的、为人们广泛接受的、使用方便的数据浏览界面,Web支持的数据包括文本、图形、图片、视频等,支持数据库的浏览,而且支持的数据种类和数据格式还在不断丰富。利用Web的优势作为网管系统的信息媒介是一种非常明智 的选择。 2电力通信网管系统方案 2.1需求分析 在选择网管系统方案时各种因素都会影响最终的决定,如网络管理要求、通信系统规模、通信网络结构、技术经济指标等。网络管理要求应是确定网管系统方案的首要因素。并不是在任何情况下网管的配置越高、功能越全越好,如果管理要求只关心对通信设备的实时监控,那么最佳方案是选择监控系统。在完成监控功能方面,监控系统的实时性能、准确程度都较复杂的网管系统要高。同样如果管理要求只关心通信设备的信息,只需要建立网元管理系统即可。但如果是一个管理一定规模的通信网络而且提供通信服务的管理单位,那么就应该选择能够涵盖整个通信网的网管系统。 2.2网络设计 初期的网管系统一般只注重网络某些部分(如通信设备)的管理,其主要原因是通信网管系统在发展初期一般依赖于通信设备生产厂商。真正的网络管理系统应包括以下各个层次: 网元数据采集层:网元(设备)的数据接入、数据采集系统。 网元管理层:直接管理单个的网元(设备),同时支持上级的网络管理层。这一层主要是面向设备、单条电路,是网络管理系统的基础内容。其直接的结果实现设备的维护系统。 网络管理层:在网元管理的基础上增加对网元之间的关系、网络组成的管理。主要功能包括:从网络的观点、互联关系的角度协调网元(设备)之间的关系;创建、中止和修改网络的能力;分析网络的性能、利用率等参数。网络管理层的另一个重要的功能是支持上层的服务管理。 服务管理层:管理网络运行者与网络用户之间的接口,如物理或逻辑通道的管理。管理的内容包括用户接口的提供及通道的组织;接口性能数据的记录统计;服务的记录和费用的管理。 业务管理层:对通信调度管理人员关于运行等事项所需的一些决策、计划进行管理。对运行人员关于网络的一些判断的管理。这一层管理往往与通信企业的管理信息系统密切相关。其功能包括:日志记录,派工维护记录,停役、维护计划,网络发展规划等。 网络管理系统应当是全网络的,对于面向用户服务的规模较大的通信网络,管理的重点应放在网络、服务、业务等层次的管理上。 2.3系统功能 一个完善的网络管理系统应具备如下功能。 故障管理:提供对网络环境异常的检测并记录,通过异常数据判别网络中故障的位置、 性质及确定其对网络的影响,并进一步采取相应的措施。 性能管理:网络管理系统能对网络及网络中各种设备的性能进行监视、分析和控制,确保网络本身及网络中的各设备处于正常运行状态。 配置管理:建立和调整网络的物理、逻辑资源配置;网络拓扑图形的显示,包括反映每期工程后网络拓扑的演变;增加或删除网络中的物理设备;增加或删除网络中的传输链路;设置和监视环回,以实施相关性能指标的测试。 安全管理:防止非法用户的进入,对运行和维护人员实现灵活的优先权机制。 2.4系统结构 为了保证网管系统能较好适应电力通信网的特点,满足电力通信网的管理要求,网管系统应能兼容多机种、多种操作系统;应能设计成冗余结构保证系统可靠性;应能充分考虑系统分期建设的要求,充分考虑不同档次的网管系统的需求。网管系统的组成见图1。 图1网管系统组成框图 Fig.1Frame of telecommunication management system 网管系统可采用IP级的网络实现系统中各硬件平台之间的互联,利用现有的各种管理数据网络的路由,组织四通八达的网管系统网络。 数据服务器:是网管管理信息数据库的存储载体,用于存储和处理管理信息。 网管工作站:为网管系统提供人机接口功能。它为用户提供友好的图形化界面来操作各被管设备或资源,并以图形的方式来显示网络的运行状态及各种统计数据,同时运行各种网管系统的应用程序。 浏览工作站:通过广域网、Internet或Intranet网接入网管系统,提供网管系统数据信息的浏览功能。 协议适配器:完成网管系统与被管理设备之间的协议转换。 前置机:通过远方数据轮询采集及网管系统与采集系统之间的协议转换,实现对各种通信站、通信设备的实时管理。 网管系统的软件由管理信息数据库、网管核心模块、若干应用平台、若干网络高级分析程序及数据转换接口程序组成。 管理数据库:负责存储和处理被管设备、被管系统的历史数据, 以及非实时的资料、统计检索结果、报表数据等离线数据。 网管核心模块包括管理信息服务模块、管理信息协议接口及实时数据库; 通信调度应用平台包括系统运行监视、运行管理、设备操作、图形调用、数据查询等功能。 图形系统实现网管系统图形应用界面,包括图元制作工具、绘图工具、图形文件管理工具、数据库维护工具等。 通信运行管理应用平台提供网管系统所需的各种管理功能,包括运行计划管理、维护管理、报表管理、权限管理等。 网络高级分析软件包括网络故障分析、性能分析、路由分析、资源配置分析。 3结语 电力通信网络管理系统的开发与应用起步比较迟,相对于公用网和其他一些专用网都落后了一步。目前,在电力通信网中未见真正的规模比较大的网络管理系统,网络的运行管理主要依靠通信监控系统和一些随通信系统和通信设备引进的网元、网络管理系统。随着网络规模、管理水平的提高,越来越显示出目前这种状况的不适应性。从事电力通信网运行、管理、开发的建设者们有能力、有决心解决好这些问题。 作者简介:焦群,男,高级工程师,长期从事电力通信网监控系统及网管系统的研究工作。 作者单位:焦群(电力自动化研究院, 南京 210003) 电力系统论文:谈电力系统中电气自动化技术的应用 1计算机技术在电力系统自动化应用 计算机控制技术在电力系统中起到了至关重要的作用。这是由于随着计算机技术的飞速发展,电力系统中用电等重要环节以及输电、发电、配电、变电环节都需要计算机技术的支撑,这样就会使得电力系统自动化技术同时得到了快速地发展。 智能电网技术的应用 信息管理系统作为计算机技术中应用最为广泛的技术之一,电力系统自动化技术与计算机技术结合所形成针对整个全局进行智能控制的技术,也就是智能电网技术,是一个最具典型性的技术,涵盖了配电、输变电和用户以及调度、发电的各个环节。其中变电站自动化系统、稳定控制系统等被广泛应用到计算机技术的系统中,同时一样的还有诸如调度柔性交流输电以及自动化系统等。目前这种数字化电网建设,一定程度上可以说是智能电网的雏形,实际上也为我国建设智能电网做着准备工作。智能电网中较为典型的有智能电网的通信技术,同时在建设的过程中需要很多依托计算机的技术,需要具备实时性、双向性、可靠性的特征,需要先进的现代网络通信技术的应用,而且该系统也是完全依托计算机技术而存在的,同时具有信息管理系统。 变电站自动化技术的应用 可以说,变电站的自动化的实现又是依托计算机技术的发展实现的,要实现电力生产的现代化,一个不可缺少的、重要的环节就是实现变电站的自动化。变电站依赖计算机技术实现自动化,在实现的过程中计算机也得到了充分利用,二次设备也随之实现集成化、网络化、数字化,完全是采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆。变电站实现自动化,实现计算机屏幕化以及运行管理和记录统计实现自动化,另外两个组成部分是操纵以及监视,变电站的整体自动化才得以实现,正是如此多的组成部分实现了计算机的自动化管理。为了联系发电厂与电力用户,变电站以及与之相关的输配电线路必不可少。变电站自动化的实现,不仅组成电网调度自动化的一个重要组成部分,更是为了满足变电站的运行操作任务。 电网调度自动化的应用 电网调度自动化是电力系统自动化中最主要的组成部分,目前我国将电网调度自动化分为五级,其中各级电网的自动化调度都是与计算机技术的应用分不开的,从高到低分别是:国家电网、大区、省级、地区以及县级调度。其中最重要的组成部分就是电网调度控制中心的计算机网络系统,这些装置在计算机系统的连结下形成一个自动化的电网调度系统,将整个的结合起来。其他的主要组成部分有工作站、服务器、变电站终端设备、调度范围内的发电场、大屏蔽显示器、打印设备。计算机在电网调度自动化的作用不仅要实现对电网运行安全分析的监控,还要实现实时数据的采集,更要实现电力系统的电力负荷预测以及状态估计等功能。因此种种这些,都是通过电力系统专用广域网连结的测量控制以及下级电网调度控制中心等装置。 2电力系统自动化中PLC技术的应用 PLC是计算机技术与继电接触控制技术相互结合的产物,其存储器采用了可编程序以实现在其内部存储进行控制、运算、记录等操作指令。该技术是为了在工业环境下使用而设计的一种可编程逻辑控制器系统。该技术近年来被广泛应用于电力系统自动化中,解决了传统控制系统内可靠性低、接线复杂、灵活性较差以及耗能高等缺点。 PLC技术的数据处理 PLC可以完成数据的采集、分析及处理,具有排序、查表、数学运算、数据转换、数据传送以及位操作等功能。这些数据可以利用通信功能传送到别的智能装置,可以完成一定的控制操作,与存储在存储器中的参考值比较,也或将它们打印制表。数据可用于过程控制系统,也可以处理一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统。 PLC技术的闭环过程控制 并过程控制是指对压力、温度、流量等连续变化的模拟量的闭环控制,PLC通过模拟量I/O模块对模拟量进行闭环PID控制,并且实现数字量与模拟量之间的D/A、A/D转换。可使用专用的PID模块,也可用PID子程序来实现。 PLC技术的开关量控制 火力发电系统内的辅助系统的工艺流程的控制多为顺序控制和开关量控制两种。用许多行业也应用到PLC进行开关量控制,如机床电气控制、电机控制以及电梯运行控制、汽车装配线和啤酒灌装生产线等。PLC技术的输出和输入信号都是通/断的开关信号。工业控制中应用最多的控制是开关量的逻辑控制。控制的输出、输入点数均可通过扩展实现,从十几个到成千上万个点,不受限制。 PLC技术的顺序控制 随着国家对节能减排要求的逐步提高以及改革的深入,近年来大型火电企业的辅助系统均已由原来的继电控制器升级成PLC控制系统,该行业在生产过程中降低资源损耗和提高效益,已成为各企业的管理最终目标。因此随着科技的进步,各电厂对类似企业辅助车间的自动控制水平也提出了更高的要求,而采用PLC控制系统不仅可以通过信息模块单独控制某个工艺流程,并且可以与通信总线连接来协调全厂生产工作。 电力系统论文:浅论远动控制技术在电力系统自动化中的应用 前言 随着电网规模的不断扩大,对于电力系统的运行要求越来越高,在这种情况下,远动控制技术得到了广泛的应用,同时也为全面实现智能化、自动化奠定了坚实的基础。通过对远动控制技术的深入分析,能够有助于我们将其更好的应用于电力系统各个运行环节。在下面这篇文章里,我们将对远动控制技术的概念及实现原理进行简单了解,并重点对其在电力系统自动化中的应用进行深入探讨。 一、远动控制技术 1.1 远动控制 远动控制作为自动控制领域的重要环节,是以通讯技术为基础,对远程的设备进行监视和控制,能够实现实时测量、远程信号、远程控制和远程调节等多项功能。在电力系统中,远动控制技术的应用是为了使调度实现对辖区内发电厂及变电站的集中控制管理。远动控制系统主要是由远动装置和应用程序组成,能够实现下列三项功能:(1)采集所有的相关设备数据及报文,并向这些设备传达控制指令;(2)预处理传输的报文;(3)通信功能。具体包括通道运行状况的自检、通道的自动切换、选择不同的通信规约等。 1.2 远动控制的实现原理 远动控制技术主要是为了实现“四遥”,即遥测、遥信、遥控及遥调。远程控制技术作为连接变电站、发电厂与调度之间的桥梁,是相关信息传输的重要通道,控制系统主要包括集中监视和集中控制两个模块,其中集中监视即遥测和遥信功能,这一模块的实现的功能是数据采集站、厂将所需的运行参数和状态按照一定的规约上传到调度中心,为控制系统提供决策依据,当系统出现故障时,可以及时发现并解决,最大限度的保障系统的正常运行;集中控制模块是实现遥控和遥调功能,具体是指调度中心将相关操作命令(改变运行状态、修改设备运行参数)发到管辖站、厂。远动控制技术的广泛应用,在保障电力系统运行效率及质量的前提下,能够有效地降低人力、物力成本。 二、远控技术在电力系统自动化中的应用 在电力系统自动化的应用过程中,远程控制的实现需要多方面技术作为基础,概括起来主要包括数据采集技术、信道编码技术和通讯传输技术。下面我们对这三方面技术的应用进行简单探讨。 2.1 数据采集技术的应用 数据采集是将外部信号采入计算机,并加以处理,最后输出。下图1为数据采集的流程图: 数据采集技术是信息科学的一个重要分支,主要是负责研究信息数据的采集、存储、处理及控制等。在电力系统监控系统中,监控分站的主要任务之一就是采集它所连接传感器送来的模拟量和开关量信息,转换为数字信号后再收集到计算机予以显示、处理、传输和记录,这一过程即为数据采集。数据采集的成套设备被称为数据采集系统,可以对运行现场的相关模拟量(如压、电流、温度、压力、流量、位移等)进行采集、量化为数字量,以便于终端计算机的存储、处理、显示或打印。这一系统是计算机与运行现场联系的重要桥梁,是获取远动控制相关数据的重要途径。 在电力系统运行过程中,数据采集技术的关键是变送器及A/D转换技术。在系统运行过程中,鉴于设计及调试需求,其处理的信号主要是低于5V的电平信号,但是在电力系统中,相关的运行设备其工作电压都比较高,为了保证数据采集的准确可靠性,就需要利用变送器对照这些设备的相关运行参数进行转换,即将各种不同等级的电压、电流转换为合理的TTL电平信号。由于变送器采集的信号为模拟信号,为此还需要利用A/D转换技术将其转换为数字信号,以便于进一步对对遥信信息进行编码,对遥测信息进行采集。 2.2 信道编码技术的应用 信道编码作为电力自动化系统的重要组成部分,其目的是对数码流进行一定的处理,使的整个系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力,最大限度的避免码流传送中误码的发生。 通信信道是信息传输的重要载体,远控系统能够利用通信信道将运行现场采集到的信息上传至调度中心,由后台系统对其进行分析和解读。在信息传输过程中,为了保证信道的抗干扰能力,首先要做好信号的编码和译码,这一技术可以简单的理解为对数据信息进行编写、翻译和传输,目的是为了保证系统采集到的数据在传输过程中不会受到外界因素的干扰。对于电力自动化系统,在信道编译码过程中,一般是利用线性分组码来提高抗干扰性;同时还有必要结合循环检错法、检错重发法、前后纠错法、反馈重发法对相关的信息的检验,来避免传输过程中差错的发生。 2.3 通讯传输技术的应用 对于远动控制系统而言,通讯传输技术的关键是调制和解调这两方面。由于电力系统的特殊性,其通信网是依托自身拥有的电力通信网络资源与方式来构建的。目前应用广泛的信号传输形式为电力线载波和光纤通信。对于前者,其载波信号有两种,一是在信号发射端通过编码产生的相关基带信号;二是电力线中的高频谐波信号,利用调制技术将载波信号转换为模拟信号后,以电压、电流形式在电力线中实现通信传输,这一方法必须在信号接收端位置以解调技术将模拟信号还原为数字信号。由此可见,电力系统自动化的数据通信主要是利用调制解调器具有的调制解调技术来实现。 随着光纤通讯技术的飞速发展,其传输性能得到了巨大的提升,同时其设备成本也大幅下降。目前在我国电力系统中,光纤传输网络已经在不断的建设扩大,相信在不久的将来,光纤传输网络将会全面取代传统的载波信号传输技术。 三、结束语 通过在电力系统自动化中应用远动控制技术,能够有效的提高工作效率,保证操作安全可靠性,同时也便于整个系统的集中管理。在上面文章里,我们只是对远控技术在电力系统自动化中的应用进行了简单的分析,随着对于电力系统运行管理水平要求的不断提高,我们可以预见远动控制系统在电力系统自动化运行过程中将会更加重要。 电力系统论文:关于电力系统调度自动化技术的应用与发展 一、电力系统自动化和电力系统调度自动化 电力系统自动化是指应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置、通过信号系统和数据传输系统对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远方的自动监视、调节和控制,以保证电力系统安全经济地运行和具有合格的电量质量。电力系统自动化已经成为电力系统最核心内容。而电力 系统调度自动化是电力系统自动化的一部分,分为发电和输电调度自动化(通常称电网调度自动化)和配电网调度自动化(通常称配网自动化)。 二、电力系统远动 电力系统远动就是在电力系统调度中心对电力系统实施的实时远方监视与控制。远动系统包括控制站、被控站和远动通道。狭义远动系统只包括两端远动设备和远动通道;而广义的远动系统包括控制站的人机设备和被控站的过程设备在内。电力系统的安全监控功能由各级调度共同承担,而自动发电控制与经济调度则由大区网调或省调负责,网调和省调还应具有安全分析和校正控制等功能。 三 、电力系统调度自动化的功能 (一)电力系统监视与控制 通过电力系统监视与控制为自动发电控制、经济调度、安全分析等高层次功能提供实时数据。其中监视主要是对电力系统运行信息的采集、处理、显示、告警和打印,以及对电力系统异常或事故的自动识别,向调度员反映电力系统实时运行状态和电气参数。而控制主要是指通过人机联系设备执行对断路器、隔离开关、静电电容器组、变压器分接头等设备进行远方操作的开环控制。 (二)电力系统安全分析 电力系统安全分析主要内容是利用实时数据对电力系统发生一条线路、或一台发电机、变压器跳闸的假想事故进行在线模拟计算,以便随时发现每一种假想事故是否可以造成设备过负荷、以及频率和电压超出允许范围等不安全情况,是一系列以单一设备故障为目标而进行的在线潮流计算。 (三)电力系统经济调度 电力系统经济调度是在满足安全、电能质量和备用容量要求的前提下,基于系统有功功率平衡的约束条件和考虑网络损失的影响,以最低的发电(运行)成本或燃料费用,达到机组间发电负荷经济分配且保证对用户可靠供电的一种调度方法。在调度过程中按照电力系统安全可靠运行的约束条件,在给定的电力系统运行方式中,在保证系统频率质量的条件下,以全系统的运行成本最低为原则,将系统的有功负荷分配到各可控的发电机组。经济调度一般只按静态优化来考虑,不计算其动态过程。 四、电力系统调度自动化技术在国外的应用 国外的电力系统调度自动化系统均是采用了RISc工作者,UNIX操作系统和国际公认的标准,主要有以下几种: (一)西门子SPECTRUM系统。该系统是由德国西门子公司基于32比特SUN点的SPACE或IBMMRS6000工作站硬件平台,引入软总线概念,服务器之间及内部各进程与实用程序问的信息交换实现标准化开发的。采用了分布式组件、面向对象等技术,广泛应用于配电公司、城市电力公司和工业用户。 (二)CAE系统。该系统采用64比特ALPHAI作站、客户I服务器体系结构和双以太网构成的EMS硬件平台,选用分布式应用环境开发研制的,集DAC、SYS、uI、APP、COM于一体。该系统功能分布于各节点,能有效地减少网络数据流,防止通信瓶颈问题。 (三)VALMET系统。该系统适用于多种硬件平台,可连接SUN、IBM、PHA工作站。该系统包括实时数据、历史数据和应用软件三个服务器。 (四)SPIDER系统。该系统是由ABB公司开发的,采用分布式数据库和模块化结构,可根据用户实际需求配置系统。它具有双位的遥信处理功能,使状态信号稳定性好,并有一套完整的维护工具。 五、电力系统调度自动化技术的基本特征 电力系统调度自动化技术应具有以下基本特征: (一)该技术应该能够及时并准确地采集、检测和处理电,网中各元件、局部或整个系统运行的实时信息; (二)能根据电网的实际运行状态和系统各元件的技术、经济等指标要求,为调度人员做出准确的调节和控制的决策提供依据; (三)能实现整个电力系统的综合协调,使电力系统安全、可靠、经济地运行,并提供优质的供电; (四)电力系统自动化技术能提高工作效率,降低电力系统事故发生概率,延长设备使用寿命,能够保障电力系统的安全、可靠、经济地运行,尤其是能避免整个电力系统的崩溃和大面积停电等连锁性事故发生。 六、电力系统调度自动化技术的发展趋势 随着计算机技术、通信技术、数据库技术等技术的快速发展,电 力系统调动自动化技术应朝着模块化、面向对象、开放化、只能化合可视化等方面发展。 (一)模块化与分布式。电力系统调度自动化系统软件设计的重要思想就是模块化和分布式。组件技术是一种标准实施的基础,能够实现真正的分布式体系结构,基于平台层解决数据交换的异构问题,是一种重要的电力系统调度自动化技术。 (二)面向对象技术。电力系统调度自动化的目的就是为了能够及时准确地获得电力系统运行的实时信息。面向对象技术是一种能很好的解决这个问题的技术先进且能很好地遵循ClM的技术,但它的实现有一定的难度。 (三)电力系统调度综合自动化。全面建立调度数据库系统,提高电力系统调度自动化的综合管理水平,使电力系统运行达到最优化,避免电力系统崩溃或大面积停电事故,提高电力系统的安全性和可靠性;建立并完善电气事故处理体系,使事故停电时间降到最短,降低各种不必要的影响。 (四)无人化值守管理模式。建立无人值班综合监控系统,能够对电力系统的运行状态进行实时监控、安全性分析、状态估计、负荷预测及远程调控等,当系统出现故障时自动报警,以便调度人员及时处理事故,从而保证电力系统安全、可靠、经济运行,实现无人值守调度管理方式,减少值守人员,提高工作效率。 (五)智能化。智能化调度是未来电力系统发展的必然趋势。智能调度技术采用调度数据集成技术,能够及时、有效地获取电力系统运行的实时信息,实现电网正常运行的实时监测和优化、预警和预防智能化控制、故障的智能判辨、故障的智能分析、故障的智能恢复等,最大限度实现全面、精细、及时、最优的电力系统运行与管理,以达到电力系统的调度、运行和管理的智能化。 结语 本文首先简要地叙述了电力系统调度自动化系统的重要性及电力系统设计人员掌握相关技术的必要性。根据几种电力系统调动自动化系统的应用,概述了电力系统调度自动化技术在国内外的应用状况。从电力系统调度自动化技术的基本特征出发,对几种电力系统调度自动化技术进行了简要的探讨。最后,对今后电力系统调度自动化技术的发展趋势进行了展望。 电力系统论文:电力系统二次设备状态检修探讨 [论文关键词]二次设备 电气设备 状态检修 在线监测 设备诊断 [论文摘要]电力二次设备同样需要状态检修,这样才能和一次设备保持同步,适应电力系统发展需要。给出了电力二次设备状态检修的定义,监测内容,监测方法,解决了电力二次设备状态检修的几个具体问题。 随着电力市场的开放,电力部门之间的竞争将日益激烈,电气设备状态检修势在必行;微电子技术、计算机技术、通信技术等的发展使电气设备状态检修成为可能。目前,我国针对电气一次设备状态检修技术的研究文章很多,但对一次设备实施保护、控制、监测的电力二次设备的状态检修被忽视。 一、电力检修体制的演变 在电力系统的发展历史中,电力设备检修体制是随着社会生产力和科学技术的进步而不断演变的。检修策略由第一次产业革命时的故障检修(BM,Break Maintenance)发展到19世纪产业革命的预防性检修(PM,Prevention Maintenance)。预防性检修又经过许多年的发展,根据检修的技术条件、目标的不同,又出现了不同的检修方式:一种是主要以时间为依据,预先设定检修内容与周期的定期检修(TBM,Time Based Mainten ance),或称计划检修(SM,Schedule Maintenance);另一种是以可靠性为中心的检修(RCM,Reliability Centered Maintenance)。到1970年,美国杜邦公司提出了状态检修(CBM,Con2dition-based Maintenance),也叫预知性检修(PDM,Predictive Diagnostic Maintenance),这种检修方式是以设备当前的工作状态为依据,通过状态监测手段,诊断电气设备的健康状况,从而确定设备是否需要检修或最佳检修时机。 二、电力状态检修的概念 状态检修可以简单定义为:在设备状态监测的基础上,根据监测和分析诊断的结果,科学安排检修时间和项目的检修方式。它有三层含义:设备状态监测;设备诊断;检修决策。状态监测是状态检修的基础;设备诊断是以状态监测为依据,综合设备历史信息,利用神经网络、专家系统等技术来判断设备健康状况。 就电气设备而言,其状态检修内容不仅包括在线监测与诊断还包括设备运行维护、带电检测、预防性试验、故障记录、设备管理、设备检修和设备检修后的验收等诸多工作,最后要综合设备信息、运行信息、电力市场等方面信息作出检修决策。 在电厂、变电站检修决策时要考虑电网运行状态,如用电的峰段与谷段,发电的丰水期与枯水期;设备所在单元系统其它设备的运行状态,按系统为单元检修与只检修单台设备的合理程度;电力市场的需要,进行决策风险分析。 三、电力状态检修的优点 随着社会经济的发展,科学技术水平的提高,电力系统正逐步向状态检修体制过渡。状态检修与其他检修方式相比具有以下优点: 1.开展状态检修是经济发展的迫切要求。对设备进行检修是为了确保设备的安全、可靠运行,而根据设备的状态进行检修是为了减少设备的检修停电,提高供电可靠性。开展设备的状态监测和分析,可以对设备进行有针对性的检修,使其充分发挥作用,即做到设备的经济运行。 2.开展状态检修更具先进性和科学性。定期维护和检修带有较大的盲目性,并造成许多不必要的人力和费用的浪费;由于定期检修工作量大,往往使检修人员疲于奔命,加上现场条件和人员素质的影响“,越修越坏”的现象也时有发生。开展状态检修,可减少不必要的工作量,集中了优势兵力,使检修工作有一定的针对性,因而是更为科学,更为先进的方法。 3.开展状态检修的可行性已经具备:随着科学技术的发展和运行经验的积累,已形成了较为完整的设备状态监测手段和分析判断方法,开展状态检修已有较充分的技术保证。 4.由于状态检修往往是以设备运行状态下的在线监测结果为依据进行的检修,所以能够预报故障的发生,使我们可以及时掌握设备运行状况,防止发生意外的突发事故。 四、电力系统二次设备的状态监测内容 二次设备的状态监测是状态检修的基础。要监测二次设备工作的正确性,进行寿命估计。二次设备状态监测对象主要包括:交流测量系统;直流控制及信号系统;逻辑判断系统;通信管理系统;屏蔽接地系统等。 交流测量系统包括:TA、TV二次回路绝缘良好,回路正确,元件完好;直流控制及信号系统包括直流动力、控制操作及信号回路绝缘良好、回路完好;逻辑判断系统包括硬件逻辑判断回路和软件功能。二次设备监测对象不是单一元件,而是一个单元或一个系统。监测各元件的动态性能,有的元件性能需要离线监测,如电流互感器的特性曲线等。 因此,二次设备的离线监测数据也作为状态监测与诊断的依据。 五、二次设备状态检修与一次设备状态检修的关系 一次设备的检修与二次设备检修不是完全独立的。许多情况下,二次设备检修要在一次设备停电检修时才能进行。在作出二次设备状态检修决策时要考虑一次设备的情况,做好状态检修技术经济分析。既要减少停电检修时间,减少停发(供)电造成的经济损失,减少检修次数,降低检修成本,又要保证二次设备可靠正确的工作状况。 六、结束语 电力二次设备实行状态检修是电力系统发展的需要。微机保护和微机自动装置的自诊断技术的广泛使用,对电力二次设备的状态监测无论是在技术上还是在经济方面都比较容易做到。随着集成型自动化系统的发展,可大大减少二次设备和电缆的数量,克服目前常规保护状态监测存在的困难。设备管理信息系统(MIS)在电力系统的广泛使用,为电力二次设备实行状态检修提供了信息支持。电力二次设备的状态监测将有助于变电站综合自动化的发展。
过程控制系统论文:中厚板二级过程控制系统技术升级 [摘 要]邯钢中板厂中板线轧机二级过程控制系统是技术升级后生产线的重要组成部分。此过程控制系统中主要包括数据通讯、数据管理、过程跟踪和模型计算等主要功能。完成后,结合实际生产过程,对该二级系统厚度控制模型、温度模型及轧制力模型等均进行了参数优化调整,进一步提高了系统模型预测数据准确性,保证轧机轧制模式稳定运行。 [关键词]过程控制系统;数据通讯;数据管理;过程跟踪;模型计算 1 前言 中厚板材市场竞争日益激烈,对中厚板材生产控制自动化水平的要求也越来越高。因此邯钢中板厂中板线进行了技术升级,二级过程控制是此的重要组成部分,主要包括数据通讯、数据管理、过程跟踪和模型计算功能。其中二级模型计算功能在中厚板生产中可以提高尺寸控制精度、成材率、轧制节奏及减轻操作强度,保证设备安全进行,有利于故障分析和质量分析。通过此次技术升级,产品厚度稳定性大幅提高,成材率同比提高0.55%,成效明显。 2 工艺布置 邯钢中板厂中板线轧机区主要设备及检测仪表布置如图1,主要包括两座加热炉、一个四辊轧机、轧机前后推床、高压水箱、7个高温计、1个测厚仪。二级过程控制系统的控制范围是从高压水箱输送辊道到矫直机前输送辊道。 3 过程控制系统 过程控制系统各功能模块的组成如图2所示,包括数据通讯、数据管理、过程跟踪和模型计算四个功能模块。 3.1 数据通讯 数据通讯模块每一个周期从基础自动化系统接收一批数据,譬如高温计等检测仪表的实测数据和各种实际的控制信号。然后二级过程控制系统保存、处理这些数据,对模型计算需要各种实测数据提供依据。并且与人机界面(HMI)系统进行数据通讯,读取WINCC的数据,实现人机界面的各种按钮功能,并在数据变化时随时更新,以至于最新的数据信息可以及时地在人机界面上显示出来。 3.2 数据管理 数据管理主要包括将数据写进数据库操作和从数据库中读取数据的操作。写数据操作是将炉内坯料的数据情况存入数据库中,从坯料的入炉时刻到出炉时刻,直到坯料轧制结束,将整个轧制过程的工艺参数和模型自学习系数均写入数据库中。读取数据库操作是指对出炉的坯料进行确认,将所查询得到的数据赋值到过程跟踪模块中,将轧件数据在内存中存储用于后面的模型计算。 3.3 过程跟踪 轧机二级系统根据三级发送的报文信息进行物料跟踪和数据指标的计算等,然后向一级发送轧钢控制指令。从加热炉装炉开始一直到轧机,对轧线上的每一块钢坯位置、状态等信息都进行准确详细的跟踪,保证数据完整无误,以提高二级数据计算的准确性。并且过程跟踪模块根据轧件实际生产数据判断坯料最佳出炉时刻,在避免前后轧件碰撞的前提下,缩短轧机的间歇时间,提高轧制节奏。 3.4 模型计算 中板线技术升级后主要体现在产品厚度稳定性大幅提高,成材率同比提高0.55%。而与厚度精度密切相关的模型有两个:轧机弹跳模型和轧制力计算模型。 7 结论 1)邯钢中板厂二级过程控制系统自技术后一直运行稳定,能够很好完成现场的实际需要,轧制节奏也相应提高; 2)本系统能够提高设备的自动控制水平及控制精度,减轻了操作强度,保证了设备安全稳定运行; 3)通过数学模型计算产品厚度稳定性大幅提高,成材率同比提高0.55%,后厚度控制得到明显改善。 过程控制系统论文:过程控制系统PCS7在中间二氧化钛生产中的应用 【摘 要】本文介绍了过程控制系统PCS7在中间二氧化钛(TiO2)生产过程控制中的应用,讨论了该控制系统中的硬件配置,控制网络和软件编程等内容。通过这几年的使用,该控制系统稳定可靠,实现了模拟仪表无法完成的复杂算法及管理功能,而且其性价比远高于模拟系统,特别适合化工工艺过程控制。 【关键词】中间二氧化钛(TiO2);PCS7 冗余控制Profibus 引言 近几年我国的钛白粉行业发展迅猛,国内对高档钛白粉的需求不断的提高。相应的对钛白粉生产的控制要求也越来越高。中间二氧化钛是氯化法钛白粉生产的过程中间产品,是生产不同用途钛白粉产品的基础原料。 因此本文采用西门子过程控制系统PCS7,使得中间二氧化钛(TiO2)生产过程控制平稳,提高了产品的产量和质量。 1 工艺简介 四氯化钛预热后,通过三氯化铝发生器进入氧化炉。同时,氧气经过预热后进入到氧化炉。在氧化炉里氧气与四氯化钛反应,生成中间二氧化钛(TiO2)和尾气。中间二氧化钛(TiO2)经过产品冷却器冷却进入袋滤器进行气固分离后,进入打浆脱氯罐,尾气返回氯化工序循环利用。打浆脱氯后的中间二氧化钛(TiO2)浆料进入后处理工序。 2 硬件配置 鉴于氧化系统的重要性,充分考虑系统安全可靠性,采用以S7-400H为主控制器构成的PCS7冗余控制方案,中央处理器采用CPU414-4H,I/O处理单元采用ET200M。为了保证系统可靠性,电源和通信采用冗余配置方案,Profibus-DP总线采用PROFIBUS电缆,保证了系统安全等级需求。采用双控制器,双电源模块。双通信模块,对于系统中的重要监视点,采用了冗余AMT硬件。系统有无扰动切换功能。容错型和安全型可满足供电中断和故障保护等特殊要求。 3 上位机系统 本系统的上位机系统使用WinCC控制,上位机系统和控制系统通过100Mbps的工业以太网络连接。上位机由操作站和工程站等主要设备组成。 工控机采有西门子工业计算机,型号为西门子RACK PC IL 43,配置主流硬件,在稳定性,安全性上有很好的保障。 4 模件配置 每个ET200M分布式I/O站的有源背板总线上插有2个IM153-2通信接口模块,分别通过2条独立的Profibus-DP现场总线与AS-400中央控制器进行实时通信。在系统运行过程中,当其中某一个IM153-2通信接口模块发生故障时,系统能自动地切换至另一个IM153-2通信接口模块,并可带电热插拔更换有故障的通信接口模块,不会影响到系统正常运行。 Profibus提供强大的系统级故障诊断能力,从总线系统的任意一点可通过Profibus-DP进行诊断、编程和控制,可以实时精确定位故障发生点和在线监控通讯负荷,并可通过人机界面实时显示。 现场的仪表所采集的信号中模拟量输入信号大多为4~20mADC的二线制和四线制信号,输出为4~20mADC信号,部分模拟量信号通过安全栅引入。数字量为干触点或有源信号。数字量的输出信号由带状态指示灯和外带保护二极管的继电器送至现场仪表。 5 控制系统 S7-400H按照“热备份”模式(无冲击、出现故障自动切换)的活动冗余原理运行。只要没有故障,两个子单元都是活动的。如果发生故障,起作用的控制器全面接管过程控制。为了确保无冲击切换和快速可靠地交换资料,需要使用中央控制器连接。 冗余自动化控制站(AS414-4H)用于实现现场设备的运行状态监测、数据采集及处理、自动闭环回路控制、电气设备开关控制等系统控制功能。 SIMATIC PCS7系统具有高度扩展能力、强大的综合通信能力、扩展的集成系统功能和易于执行的中央和分散结构。AS414-4H更采用了最新的冗余技术,两个CPU之间通过高速光纤同步专线相连,它可像标准PCS7系统那样进行处理、编程和设计。 6 电源系统 电源系统将由24VDC的直流电源构成冗余的24VDC供电系统,直流电源都将具有足够的容量和适当的电压,能满足设备负载的要求。任一路电源故障,将会自动切换,以保证任何一路电源的故障均不会导致系统的任一部分失电。 直流电源系统由西门子SITOP电源构成冗余的供电系统。 7 网络配置 在本系统中采用交换式工业以太网作为连接操作员站和自动化系统站的系统总线。通过CP-443-1通信处理模块,将S7-400H连接至工业以太网的通讯处理器。由于自身具有处理器,从而解除了CPU的通讯任务并减轻CPU的通信负载,还有助于另加连接 快速交换式工业以太网在工业以太网的通信协议基础上,将通信速率提高到了100Mbps。由于采用了全双工并行通信模式,允许站点同时发送和接收数据,通信速率可提高一倍。 8 软件设计 系统的组态软件为SIMATIC Manager,所有的组态工作均在工程师站上完成。系统采用集中的、从上到下的组态方式,其中包含上位机的操作员站和工程师站配置、下位机的CPU设置、对应的I/O通道建立以及与他们想连接的网络配置,具有集中的、友好的人机界面。过程控制与监视采用图形化组态,方便易用。人机接口部分的组态软件是WinCC。 9 WinCC组态 SIMENS PCS7系统采用了 Microsoft的SQL2000作为WinCC数据库管理系统。 9.1 CFC控制 CFC是一种简洁的图形组态工具,主要用于连续过程的自动化控制的组态,采用IEC-1131的标准。用CFC运行组态是以功能块为基础的,系统配置了很多预编程的功能块。因此,采用CFC可以完成很复杂的大型控制任务。 9.2 顺序控制 SFC也是一种图形组态工具,它也采用了IEC-1131的标准。组态时首先画出顺序图,图中可选择顺序、并行分支、交替分支和回路等局部结构,用大小两种方块分别表示步骤(Step)和转移条件(Transition)。因此,可把CFC中的信号引入SFC中。CFC与SFC的交替使用,可以很方便地实现复杂的顺控任务。 10 应用中应注意的问题 10.1 系统接地 每个PLC柜的屏蔽条和系统地通过电源电线汇总到一起后接地。PCS7系统的每一个主要部件,如输入输出卡件、卡件安装机架、现场接线端子板等均设有接地端子。接地电阻要求小于4欧姆。 10.2 ET200M分布式I/O站 现场控制站的ET200M分布式I/O站通过Profibus-DP现场总线与AS-400中央控制器实现通信,主要功能是采集现场I/O信号,通过ET200M的I/O信号接口将现场数字量或模拟量信号传送至中央控制器(CPU414-4H),同时将中央控制器发送来的控制信号送至现场。 11 结束语 由于采用了自动化程度高且安全可靠的PCS7控制系统,使得中间二氧化钛(TiO2)的生产周期和产品质量都得到了较大程度的提高,包括本控制系统在内的氯化法集成技术获得了省科技进步一等奖,为氯化法钛白粉的生产的自动控制技术积累成熟的工业生产经验。 过程控制系统论文:八钢中厚板过程控制系统 【摘 要】针对八钢4200mm/3500mm中厚板轧机,由宝信开发的二级计算机控制系统。在这套计算机过程控制系统中包括了数据通讯、过程跟踪、模型计算、相关的实时数据采集和统计处理、生产实绩收集、处理等主要功能。 【关键词】中厚板轧机;计算机过程控制;数据通讯;模型计算;过程跟踪 0 引言 将计算机应用到轧制过程,并以其为核心,由它按预定的程序来处理和加工与过程有关的信息,对过程进行有效的监督、控制和管理,所有这些就叫做计算机轧制过程控制。为了使轧制过程稳定,并生产出厚度在公差范围内且有良好的板形和表面质量的产品,必须根据具体的轧制条件正确的调整辊缝和速度,以及对过程进行实时的调节。产品的质量、产量等直接与控制系统的稳定性和计算的准确性有着密切的关系,因此采用计算机进行工艺的过程控制一直是人们关心的重要研究课题。 八钢中厚板生产线采用分布式控制系统,按功能层次可以分一下四个等级,如图1所示。 1 硬件配置 L2过程机系统由一台轧线计算机(惠普服务器)、精整线计算机(惠普服务器),每台计算机都有备用计算机。系统采用冷备方案,备用机兼做开发机。 2 系统软件分层说明 最底层:WINDOWS 2003 Server操作系统,构成系统软件的基础。 第二层:ORACLE数据库,专门用于过程数据的存储;SOCKET通讯:采用了当今比较流行的双紧凑的、面向连接协议的Client/Server方案。 第三层:为宝信中间软件iPlature以及XCOM-PCS,iPlature主要功能有画面、报表、通讯、ALARM管理系统等组成,为应用软件提供强有力的支撑。XCOM-PCS 目前主要完成了采用Tcp/ip通信的电文的处理。 第四层:公用子程序及应用软件。直接进行iPlature调用。 3 L2在整个系统中的位置 L2系统不但接收生产管理系统MES下发的计划(即图中的原始数据PDI)同时也向生产管理系统MES发送各环节的生产实绩。 L2负责与L1通讯,L2调整所有的设定值并发送给L1,L1将必要的测量值,跟踪信息等实时信息直接发送给L2。L2除了和L1通讯外,还包括了L2和标志机等一体品设备的系统的通讯。 所有系统之间都是通过TCP/IP协议通讯。 4 功能描述 4.1 道次计划计算 道次计划计算是整个轧线L2系统的核心任务,该功能是L2存在的根本原因。道次计划计算通过相应的模型公式计算道次压下分配规程,在轧机的作用下实现将板坯变成钢板的任务,并且保证最终产品达到尺寸、性能、板形等要求。 道次计划计算包括预计算和再计算、后计算以及自适应。板坯抽出时,根据板坯原始尺寸、出炉温度以及成品尺寸和终轧温度就可以计算一个完整的道次计划规程,轧机根据此规程基本可以将板坯轧制成为符合要求的钢板。为了得到高质量的产品,道次计划会根据轧制过程的实绩反馈,修正计算后续道次,并再设定给轧机执行,此为再计算。 4.2 温度计算与监控 板坯的温度计算对于轧制过程的力能参数计算极为重要,温度是计算轧制力、待温时间、冷却时间等的基础。 在道次计划计算时,根据给定的初始温度,以及相关参数,温度计算可以预测板坯进入轧机前以及各个道次的温度。 待温轧制是中厚板轧制的特点,因此温度监控的目的就是为了周期性计算处于轧线上待温阶段的板坯的温度,通过周期计算板坯的温度,可以提示操作人员板坯的待温情况。并可以激励板坯道次再计算,对后续道次规程进行修正。 4.3 轧线材料跟踪 材料跟踪是跟踪材料,根据材料的位置来协调调度过程控制的所有程序,材料轧线材料范围是从加热炉炉内开始到矫直机入口,在这段过程中材料跟踪对材料处理进行跟踪。材料跟踪在这个区域中的任务可以划分以下几个部分: 按照辊道分区,记录生产线的材料映象,任何时候都能得到所有材料的物理位置。 当材料到达或离开轧机某个位置时,材料跟踪必须准备好相关的材料数据(包含PDI数据,加热炉数据和其他相关数据),同时激励其他相关软件。当吊销材料时删去相关材料数据。 当跟踪映像和实物映像不一致,或跟踪异常时,操作工可以进行跟踪修正,确保跟踪映像与实物位置的一致性。 4.4 轧制计划管理 轧制计划管理接收部分加热炉系统已经存在的PDI数据,接收的数据按板号存储于数据库中,有画面对完整的轧制计划数据进行生成和调整等管理。人工可以通过该画面进行计划的输入,删除,修改等功能。 每个原始数据都包含板坯,轧制的板,母板和合同板的数据,此外还有板号,板坯号,板坯尺寸,产品尺寸数据,轧制指示(控温轧制,多块轧制,转钢),化学成份,合金补偿系数,最终温度,ACC入口温度,ACC冷却速率,出口温度等。 当该材料生产结束,计划数据将要记录保存。 4.5 设定功能 基于精确的材料跟踪,当材料到达指定的位置时,过程计算机给L1和特殊仪表进行设定,对轧机的设定工艺参数来源于道次计划计算,在设定时要对设定的参数进行最后的校验,防止出现引起设备超过极限能力的情况出现。 在跟踪不正确的情况下,操作人员可以从操作画面上对跟踪进行修正,在修正后把正确的设定数据发送给L1。操作人员可以对设定的数据进行修正。 4.6 实绩值收集处理 过程机接收来自PLC和特殊仪表的数据,由于来自于传感器的裸数据不能直接用于反馈控制,测量值必须要进行过滤和统计处理。测量值处理数据同时能够为工艺和自动化技术人员提供轧制生产信息以及用于产品质量分析。 L2的数据采集轧机的实际数据有水平辊的轧制压力,力矩,辊缝,速度,温度和计算的厚度,轧制信号等。 4.7 数据通信 利用宝信软件产品XCOM-PCS,实现与其他计算机系统的通信,具体电文格式参见基本设计规格书通信接口篇。轧线计算机加热炉计算机,精整线计算机,轧线L1,ACC计算机和仪表通信。其中轧线计算机与精整计算机之间运用了iPlature的相关功能,主机之间无需采用电文方式通信。 4.8 报表 报表程序负责工程记录的报表打印。这些报表反映了材料在生产过程中的相关数据,有如下的报表: 工程报表:包括的数据是轧制设定计算所涉及的数据,这些数据包括了材料相关的数据、来自轧制策略的数据、道次计划计算值、材料和轧机操作相关的重要数据。 班报:记录当班生产的产量,质量和停机情况。关于报表,具体格式可与用户商量讨论后确定。 5 结束语 中厚板计算机过程控制系统作为实现八钢信息化目标中的重要环节,其采用先进的工艺模型和控制技术,使厚板质量得到极大进步、生产治理更方便,增强了八钢产品的竞争力,其重要性也会在以后的生产当中越发的凸显。 过程控制系统论文:过程控制系统的设计与实现 摘要:过程控制系统是指在生产企业的制造自动控制系统中管理生产制造过程数据的计算机系统。过程控制系统通常需要将生产制造过程中各个设备的设定值进行计算,对生产过程中的数据以及产品质量数据、设备运行数据进行收集与整体,并完成生产计划数据、生产原料数据以及生产成品数据的统计,对物料在生产过程中进行全过程监视,并对不同的设备之间的运行状态进行统一的调节。 关键词:过程控制系统;设备数据管理;日志系统 1.过程控制概述 过程控制的主要任务是指通过各种的协调方法与协调措施,对生产制造过程中的各个设备的数据以及产品制造数据等进行统计与分析,从而防止生产过程中可能发生的生产计划脱离与目标偏差,并对已经出现生产计划脱离与生产制造目标偏差等问题进行处理,最终保证生产制造活动的顺利完成,保证生产进行控制、在制品控制、以及生产制造过程中的成本控制与质量控制。 过程控制系统一般是指由被控对象、测量变送、计算机和执行机构组成的闭环控制系统。其中控制器的设计用到经典的控制理论和现代控制理论,并通过计算机来进行相关操作与实现。计算机控制的建立在自动控制理论和计算机技术为基础之上的。其中,自动控制理论是计算机控制的理论基础。而不断发展的计算机技术为自动控制理论的发展与应用提供了丰富的空间。计算机网络以及各种通信技术的发展,使得过程控制的范围与阶段极大的得到了扩张。目前,企业生产管理的全过程的信息化的实现方法逐渐趋于成熟。 过程控制系统所涉及的数学基础可以从以下几个方面进行了解。由于在生产制造过程中的大部分物力参数通常通过模拟信号来进行表示,而计算机采用的信号通常是数字信号,为了保证信号传递的通畅无阻需要进行数模转化,从而实现两种不同信号的转换。过程控制系统通常起到的作用体现在连接生产管理系统与基础自动化系统的连接作用上。除了这些工作,过程控制系统还要对生产过程中不同的数据进行有效的管理。所以控制系统中需要进行信号的采样、信号的保持以及信号的变化。要对生产制造过程中的数学模型分为输入与输出模型和状态空间模型两种类型。输入输出模型主要是为了描述过程在输入函数的作用下的输出特性,它只刻画过程的外部特征。而状态空间模型则对过程的内容进行描述,通常揭示了过程内部的运动状态。 现代过程控制理论为过程控制系统提供来了理论技术。通过利用现代过程控制理论,不但可以有效地解决简单控制的问题,而且可以设计复杂的控制系统。特别是多输入与多输出系统,非线性响应系统,时变系统以及随机系统等等。现代控制技术涉及到过程控制的很多方面,比如系统状态的最优估计、最有控制、过程识别以及自适应控制等等。 2. 过程控制系统的主要功能与技术要求 过程控制系统具有以下功能:与生产管理计算机进行通讯的功能;能够接收并管理生产计划数据的功能;原料数据与生产要求数据的功能;工作人员交接班数据的功能;向生产管理系统发送生产计划申请的能力;原料数据申请的能力等等。 企业的生产作业计划一般采用如图1所示的模式。通常企业根据客户的需求制定整个产品的生产需求计划,并根据产品各个部件的零部件特征分发至各个加工车间,制定不同零部件的加工计划。为了保证生产作业计划的顺利完成,需要根据生产作业计划进行生产进度控制;为了实现产品制造过程中消耗资源与费用的降低,需要进行通过过程控制系统成本控制;为了经常保持科学的原材料、在制品的数量,需要进行高效的库存控制。这一系列工作于过程控制系统密不可分。 3. 现代生产企业的过程控制信息系统组成层次 现代生产企业的信息系统包含了过程控制层、制造试行层以及企业资源规划层。其中由于过程控制直接面向企业生产过程,因此对过程控制系统要求具有极高的实时性、可靠性、数据完整性与可用性。过程控制系统的工作原理如图2所示。 当前先进的网络技术为过程控制的实现提供了强有力的实施基础。现场总线是过程控制系统实现的重要基础。它与Internet等信息网络系统具有明显的区别。一般而言,现场总线是在标准网络协议的基础上实现的,并进行了一定的简化。现场总线一般只包括IOS/OSI七层模型中的三层。也就是现场总线只具有物理层、数据链路层以及应用层。过程控制系统利用现场总线,将企业生产自动化系统中最低层的现场控制器与现场职能仪表设备互联形成实时控制的通信网络,也被称为工程的底层网络。 过程控制因素是生产过程建模的参数,一般而言它是由不同模式下的生产特征与生产过程控制决策所共同决定的。在生产过程中,在制品的控制的最终目标是为了将在制品的库存数量保持在一个合理的级别。即能够维持企业正常的生产,又可以保证企业生产物流的连续性,从而尽量建设企业库存量,从而尽可能的降低企业生产成本。 企业在制品的控制主要取决与车间生产类型与生产组织的形式。在大批量生产模式下,在制品的通过加工路线单与工票凭证,来保证在制品数量的稳定。随着计算机网络在生产中的应用,不同的过程控制系统应运而生。这些过程控制系统利用先进的计算技术,实现了在制品物流信息的追踪与监督,为生产过程中的控制提供了动态的数据。因此,利用过程控制系统提供的在制品生产信息,可以实现对制造过程中产品控制的最终目的。 过程控制系统能够将生产过程中产品的各种质量问题与加工失误率降至最低。过程控制系统通过建设整个制造过程中产品的质量状况,通过对原材料与不同零部件的检验,使产品在各个生产阶段的不合格率尽可能的降低。 过程控制系统论文:八钢第一炼钢厂连铸过程控制系统的概述 摘 要:在钢铁行业微利的时代,如何提高我国钢铁企业的竞争力,很大程度上取决于我国钢铁企业的信息化水平。过程控制系统作为钢铁企业信息系统中重要的一环,在如何提高钢铁企业的竞争力将会发挥举足轻重的作用。介绍八钢第一炼钢厂的连铸过程控制系统,并分析该系统的应用功能。 关键词:连铸 过程控制系统 系统结构 功能描述 1 前言 八钢作为一家快速成长的大型企业,近年来更是发展迅速,从最初的20T转炉炼钢生产线到现代化的150T大型转炉炼钢,使八钢跻身成为一流钢铁生产企业。150T转炉从建设初期,就非常重视信息化建设,炼钢过程控制系统全线覆盖,而连铸过程控制系统作为炼钢系统中后的一道控制工序,在生产过程监控,提高钢坯质量和控制成本等方面起着非常大的作用。 2 连铸的工艺生产流程介绍 连铸即为连续铸钢的简称。在钢铁厂生产各类钢铁产品过程中,使用钢水凝固成型有两种方法:传统的模铸法和连续铸钢法。与传统方法相比,连铸技术具有大幅提高金属收得率和铸坯质量,节约能源等显著优势。连铸的生产工艺流程:将装有精炼好钢水的钢包运至回转台,回转台转动到浇注位置后,将钢水注入中间包,中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。结晶器是连铸机的核心设备之一,它使铸件成形并迅速凝固结晶。拉矫机与结晶振动装置共同作用,将结晶器内的铸件拉出,经冷却、电磁搅拌后,切割成一定长度的板坯。 3 硬件软件组成结构 3.1 硬件系统结构 主要由1台IBM xSeries 3650微机服务器,3台HP客户机,1台HP LaserJet 1505n打印机,1台CISCO2960/ 24换机,1台CISCO208/8换机和若干个网络连接设备组成。连铸过程控制服务器在L2机房服务器室,客户机一台位于连铸主控室,供连铸操作人员监控生产过程状态,另一台客户机位于连铸切割室,主要根据采集的生产数据通过切割优化模型计算出最佳切割定尺提供给生产操作人员做参考。还有一台客户机在L2机房,供维护人员使用。 3.2 软件系统结构 主要由服务器操作系统Windows Server 2008标准版,数据库软件Oracle Standard 11G,开发工具Visual Studio 2010专业版,与基础自动化通讯软件Kepware,客户机操作系统Windows 7,办公软件Office 2010等软件组成。连铸二级过程控制系统是基于微软的.NET 3.5 框架下使用C#编程语言开发。系统架构图如图1。 4 功能描述 连铸二级控制系统主要是跟踪收集连铸的生产实绩以及通过模型计算二冷水的动态配水量进行动态配水、通过跟踪数据和计算模型指导铸坯的切割和优化,以达到最佳钢水利用率。主要流程是接收三级系统的生产计划以及前工序的钢水信息,跟踪采集连铸生产过程中实绩数据,同时对二冷水动态配水计算下发设定、当铸坯到达切割位置时根据跟踪数据和模型设定,下发铸坯的坯号以及切割长度。当生产完成后将连铸生产实绩上传给三级系统。基于以上流程,连铸二级过程控制系统应包括以下功能: 4.1 与上级系统的通讯 连铸二级计算机过程控制系统通过以太网(Ethernet)总线,通过TCP/IP协议与上级系统通讯。 上级生产管理系统(3级)计算机向连铸二级过程控制系统发送数据如下: (1)接收炼钢3级系统下发的生产计划数据。(2)接收炼钢3级系统下发的生产标准数据。 连铸二级过程控制系统向上级计算机发送数据如下:(1)发送连铸炉次生产实绩数据。(2)发送连铸炉次生产状态。(3)发送连铸铸坯报告。 4.2 与基础自动化的通讯 连铸二级过程控制系统和基础自动化系统通讯,网络连接介质用工业以太网,通讯协议采用面向连接的TCP/IP协议,通过第三方软件Kepware读写基础自动化系统的数据项。 4.3 生产计划管理 生产计划是三级系统下发的与每炉钢水对应的生产计划数据。当三级系统无法运行时,该计划可由操作工录入。系统提供异常情况下对计划数据的修正和状态数据的补发功能。 当钢包到达连铸浇铸平台时,在没有传输钢包数据的时候由操作人员在一级画面上点击钢包到达的信息。当该炉次生产完成(该炉次跟踪完毕)后,系统自动把该炉次计划对应的生产实绩发送给上级计算机系统(三级系统)。 4.4 钢包管理 连铸各前工序在给连铸L2发送工序实绩的时候,会发送该炉次的钢水包信息,包括:钢包号、炉次号、重量、温度等。当连铸L2的接口程序收到这些包含炉次钢包信息的实绩后,会自动插入本系统的数据库表中。当需要查看这些钢水包信息时,通过界面程序提供查询。 4.5 前工序状态 连铸作为炼钢工艺的最后一个工序,需要了解前面各工序的状态和钢水数据信息。通过与其他工序的二级计算机系统数据通讯,并存贮在连铸二级数据库,在需要的时候,通过客户端程序的画面可以查询各前工序的炉次状态以及炉次实绩。 4.6 二冷水动态配水 二冷控制关系到连铸坯中裂纹和其它缺陷的产生。为确保生产出优质的连铸坯,必须根据钢种、浇注温度、拉坯速度、铸坯尺寸和铸机尺寸等参数来制定对应的冷却强度。该系统采用动态凝固控制模型计算各冷却段的设定值,其核心是计算沿铸流方向的表面温度分布和铸流凝固长度,并控制二次冷却系统各回路的水流量,从而达到规定的凝固长度,使板坯获得要求的表面温度。二冷水动态配水模块作为一个独立运行的模块,嵌入到连铸L2的系统里。 4.7 生产过程监控 生产过程监控功能负责为生产操作人员提供连铸工序处理信息。监控对象包括炉次计划信息(制造命令号、炉序、计划号等);钢包信息(钢水重量、温度等);中间罐信息(钢水重量、温度等);各铸流生产信息(浇铸长度、拉速等);各流结晶器信息(水流量、温差、液面高度、振动频率等);各流二冷水信息(控制方式、设定和实际水量等)。通过读取跟踪程序的写入的实际信息,生产操作人员在HMI画面上可以直观的监视连铸浇次内每个炉次的生产过程数据。 4.8 检化验数据管理 系统接收检化验系统发送的检验数据,保存在数据库,可以在客户端界面方便操作人员查看。 4.9 过程数据跟踪收集统计(炉次跟踪和主流铸坯跟踪) 跟踪、数据收集统计是管理相关的生产过程数据,并根据用户的需求整理成炉次和方坯的生产实绩。实际生产数据由基础自动化系统通过数据通信的方式传给连铸过程控制系统。该过程收集大包、中间包的重量等信息,以及大包、中包的水口开启/关闭事件、大包到达、大包臂旋转等事件;各铸流的工作状态和实时数据,包括拉速、浇铸长度、设定定尺长度等,以及各流的铸坯切割事件。在跟踪程序里完成炉次的生产过程跟踪以及对应铸流的生产过程跟踪,并依据厂方物流规则和物料条件,给出各切割坯的实绩信息(包括铸坯长度、重量、以及材质等)完成铸坯跟踪。 4.10 报表 在每一个大包炉次连铸生产完成后,自动生成该炉次的生产实绩数据记录。该生产实绩信息保存在数据库中,操作人员可以在HMI上查看,也可以导出Excel报表。最后生成的生产实绩数据会发送给三级系统以及后续工序。 5 结束语 目前,国家信息部已提出了建设信息化企业的战略目标,建立信息化企业已成为钢铁企业发展的必然趋势。连铸过程控制系统作为实现八钢信息化目标中的重要环节,其采用先进的工艺模型和控制技术,使铸坯质量得到极大进步、生产治理更方便,增强了八钢产品的竞争力,其重要性也会在以后的生产当中越发的凸显。 过程控制系统论文:包钢新体系2250mm热轧过程控制系统的应用与研究 【摘 要】作为计算机技术在冶金行业的最成功应用案例,包钢新体系热轧2250产线完整的采用了日本TMEIC公司的过程控制系统,系统控制范围覆盖整条产线的动作,包括除鳞,定宽,粗轧,精轧,层冷和卷取等工序,实现了高效,精确的板带轧制,从而降低生产管理成本,提高产品的竞争力。 【关键词】2250热轧;轧机;过程控制系统;PASolution 通常在冶金生产过程的分层结构中,按照功能大体可以分为4级,即传动级,基础自动化级,过程控制级和生产控制级。过程控制在结构中主要关注生产过程中的控制。利用高速网络实现控制的实时性,数学模型和模型自学习实现控制的准确性。 1 系统简介 包钢新体系2250热轧生产线采用的日本TMEIC公司的过程控制系统,整个系统主要包括非控和模型两个部分。非控部分主要包括了对轧线现场各种传感器数据的采集,提供准确的模型计算时刻,及时地把模型计算结果传送给轧线设备。控制部分主要是根据基础自动化级发送的现场数据和来自加热炉的PDI数据。在规定的时刻进行模型计算,并进行自学习。 2 PASlution平台介绍 PASolution是美国GE公司开发的中间件平台,TMEIC公司为适应现代工业自动化过程控制系统而开发的中间件。开发人员利用它可以完成过程控制系统的通信、数据采集、物料跟踪、进程管理、报警及日志等所有功能开发,为系统开发提供了便利的组态化开发平台,为系统维护提供了人性化的维护环境。PASolution在包钢新体系2250mm热连轧机过程控制系统开发过程中使用,为TMEIC轧机二级控制系统提供强大的支撑平台。 2.1 IO_service,功能是为系统中的各个进程之间提供信息通讯机制,通讯的内容包括事件和数据,其特点在于可以跨计算机跨系统平台无缝连接各进程,使各进程高效准确的进行协作工作。功能类似西门子的CORBA通讯中间件subsys实现的进程间通信。IO_service还是PASolution各组件之间联系的手段,是PASolution的基础组件,可以说是实现PASolution所有功能的基础。 2.2 Director是PASolution系统中的一个多用途的驱动引擎,也可以认为是一种进程的类,在PASolution中,用户可以用Drector生成不同的进程,通过修改Drector的配置文件来实现各种的功能,如物料跟踪,数据收集和数据接口。例如,TRK_JOB就是典型的Director例子。在Director的配置过程中,还可以配置来调用其他PASolution的组件。例如,在TRK_JOB的ioserv.cfg配置文件中,定义了对IO_SERVICE的接口,通过这种方式来使用组件。PASlution利用这个组件生成各种对象,通过继承和重载实现各种功能,完全的体现了面向对象的思想。 3 非控部分 轧机过程控制系统中的进程,通过PASolution的组件之一SSAM可以看到SCC服务器上的各个job程序,这些进程根据功能基本可以分为控制和非控制两大部分。以下几点讲述了非控制部分的主要几个job和他们之间的工作关系: 1)TRK_JOB,作为系统中最重要的job,它的作用主要是跟踪和调度,由于整个轧机过程控制系统是以事件驱动,所以物料的跟踪尤为重要。系统以钢板的跟踪位置为事件触发的条件之一(CHANGE DETECTOR对信号的监视实现),对其他JOB通过IOSERVICE的方式进行调用和通讯。例如在TRK_JOB会根据钢板的跟踪信息,在不同的位置触发MDL_JOB进行模型计算,通过定时器的使用,对MDL_JOB的工作进行监控。 2)MDL_JOB是模型的JOB,包括是SSP,RM,FM,CTC和DC的数学模型的计算,也包括模型中的前馈后馈算法以及模型自学习。 3)SET_JOB,是轧机过程控制系统向L1发送设定数据的JOB,在TRK_JOB得到MDL_JOB计算成功的信号以后,SET_JOB会从内存中提取L1所需的设定数据通过EGD网络下发给L1。 4)GAT_JOB是轧机过程控制系统用来数据收集的JOB,这些数据主要是为模型自学习和产品质量控制进行支持。数据收集后存放在POND内存中,为其他JOB提供强大的数据支持。 4 控制部分 4.1 RSU,粗轧计算模型,包括以下两个子模块 4.1.1 RSUC:粗轧设定计算 根据上位机下发的PDI数据,由外界机械极限值和操作员对模型的设定参数,计算出钢坯在粗轧机区域的设定数据,下发到定宽机,粗轧1以及粗轧2,设定数据主要包括轧制道次计划,每道次的压下量,扭矩,轧制力,轧制速度以及开轧制温度等等。 4.1.2 RMLC:粗轧模型自学习,通过对接收的实测数据进行分析,反馈到RSUC的设定计算中,实现对设定计算的在线调整作用,使设定计算更加准确。RMLC主要有以下3种学习方式:BTB,指在中间坯之间的学习。LTL,指在各个分组之间的学习,决定分组的因素有钢种,宽度和厚度等。PTP,指在各个道次之间的学习。 4.2 FSU:精轧计算模型,包括以下两个子模块 4.2.1 FSUC:精轧设定计算 在接收到RSU的中间坯数据和HTT的温度数据后,FSUC会对连轧机的设定进行计算,设定内容相比RSU增加了对张力的计算。 4.2.2 FMLC:精轧模型自学习,通过对接收的实测数据进行分析,这些数据包括轧机出口的测宽,测厚,平直度,凸度数据,通过FMLC对FSUC实现对设定计算的在线调整作用,使设定计算更加准确。 4.3 HTT:传输辊道设定模型 4.3.1 HTT Setup,传输辊道设定计算 根据RSU提供的板坯温度信息以及FSU所要求的开轧温度,HTT Setup会计算出TVD设定曲线,该曲线内容主要是在空间和时间上对钢板速度的设定。通过不断的计算和下发设定对辊道的速度进行控制,进而实现对钢板温度的控制。 4.3.2 HTT模型自学习,通过对接收辊道上的温度实测数据,反馈到HTT Setup的设定计算中,实现对设定计算的在线调整作用,使设定计算更加准确。 4.4 CTC:卷取温度控制模型,包括以下子模块 4.4.1 CTSU:层冷设定计算,通过对层冷区的辊道速度和喷水量的控制,实现对钢板温度的控制。 4.4.2 CTLC:层冷模型自学习,通过采集精轧出口,层冷中间和卷取前高温计的温度,然后对比CTC的设定,对CTC模型设定值进行修正。 4.5 FDTC,终轧温度控制,包括以下子模块 4.5.1 FDTC Setup,主要功能是通过对精轧7座机架的速度和喷淋水量进行计算,结合带钢温度模型,对带钢的温降进行计算,最终达到控制终轧温度的目的。 4.5.2 FDTC Learning,利用FDT(精轧出口高温计)的实测数据对FDTC进行修正,对下一块钢板的计算产生影响。 5 结束语 包钢新体系2250mm热轧产线采用过程控制系统,运行稳定,生产效率和精确度达到国内领先水平,为今后的产品开发和稳定生产起到了巨大的作用。 过程控制系统论文:《过程控制系统》课程教学和实践环节的改革与创新探索 【摘 要】《过程控制系统》课程是高校自动化专业的一门重要专业课程。本文分析了该课程的本科教学现状和存在的主要问题,从而有针对性地提出了过程控制系统的教学改革的基本思路和目标,介绍了一系列的教学改革措施和方法,实践表明教学和实验改革大大地提高了高校大学生的学习本课程的效率,提高了学生分析问题的能力。 【关键词】过程控制系统;教学改革;教学实践 0 引言 《过程控制系统》是控制理论、生产工艺、计算机技术和仪器仪表知识等相结合的一门综合性应用学科[1]。本课程的涉及内容较为广泛,主要包括控制系统的建模、控制理论算法和控制系统的分析与设计。在本课程的教学中,任课教师的主要任务是让学生在了解、熟悉、掌握流程工业生产工艺流程与生产过程的静态和动态特性的基础上,根据工艺要求,应用控制系统中的基本理论、现代控制技术方法,分析、设计与整定过程控制系统。同时,必须让学生清楚地认识工程应用中的相关问题,提高学生分析问题和解决的能力。随着计算机技术、控制理论、传感检测技术等相关技术的高速发展,过程控制技术这一自动化领域内的重要分支也在不断前进与发展,国际上的很多学者在此领域内做出了杰出的成就,并成功运用于电力、冶金、轻工等连续型生产过程系统[2]。然而过程控制理论与应用结合紧密、内容较广、实践性较强,从而造成学生在学习的过程中遇到很多的实际困难,任课教师在讲授的过程中也会感到学生的学习兴趣普遍不高,学习效率较低。因此,必须要求《过程控制系统》课程的教学内容、理念、方法和手段都必须随着新应用和新技术的出现而进行改革,以使学生更好地适应社会发展的需要,真正实现实践型与创新型人才的培养[2]。 本文重点分析了《过程控制系统》课程的本科教学现状和目前教学和学生学习中存在的主要问题,针对提出的问题,从而有针对性地提出了过程控制系统的教学改革的基本思路和目标,介绍了一系列的教学改革措施和方法,实践表明教学改革大大地提高了高校大学生的学习本课程的效率,提高了学生分析问题的能力。 1 《过程控制系统》教学现状与任务 目前在《过程控制系统》这门课程的授课过程中,任课教师通常先介绍过程控制系统中的各个环节的组成部分,然后针对具体的问题,介绍多种控制系统的结构和设计方法,最后,为了让学生能够将学习的理论知识加以应用,再介绍过程控制系统的应用实例[3]。这样的教学方法会导致学生只能片面地理解系统局部的设计信息,很难让学生掌握过程控制系统设计的精髓,更不用说能让他们做到灵活运用自己在课堂上所学的知识。另一方面,《过程控制系统》既是控制理论在工业生产过程中应用的技术课程,又是过程控制的理论课程,它强调工程观点、设计能力的训练,强调理论与实际的结合,以及提高分析问题、解决问题的能力。尤其是近些年随着控制理论、计算机技术、检测技术等其他相关技术的发展,过程控制系统技术也不断地发展,应用也越来越广泛,但课程授课学时却在减少。因此,基于上述的考虑,《过程控制系统》教学应该以如何提高学生的学习本课程的效率、培养学生的系统整体把握能力为本课程教学改革与实践的重点任务。主要包括针对教学方法、实验环节方面提出改进的教学方法和措施,加强过程控制系统的理论研究与实践教学环节的结合,合理增加先进性控制理论及设计验证实验,着重对传统实验设备替换和补充,开发出新型的实验教学设备,强调对学生创新思维和能力的培养。 2 教学内容的改革 随着自动化和计算机技术的迅猛发展, 对学生的知识结构和水平提出了新的要求。过程控制课程内容包括检测与控制仪表,过程建模及系统控制方案的设计等等。因此,任课教师在教学内容的选择方面,应该有所取舍,同时应积极跟踪过程控制领域内最新研究成果,提炼实际工程问题,不能仅仅局限于教材中的内容,也可以结合自己的研究课题,为学生做一些普及性的介绍,从而进一步提高学生学习本课程的兴趣。在讲授的过程中,可以将重点内容安排在过程建模和常规控制系统工程设计, 并补充神经网络建模的方法。扩充先进控制理论应用的成果,介绍一些先进的智能控制控制技术。另外,可以详细介绍了一些典型的计算机过程控制技术。另一方面,从应用的层面上展开介绍,而不是一味的重复知识点。最后在教学课时充裕的情况下,可开设一些讲座为学生介绍一些国内外正在应用和开发的最新过程控制技术成果,如复杂系统的多变量解耦控制、工业系统的自适应控制、模型预测控制等这些新的理论知识,使学生对这些理论能够做到有所了解。 3 实验环节的改革 《过程控制系统》实验环节的改革主要体现在两个方面。首先在实验教学方面,应着重训练学生的基本技能,培养他们的动手能力,让学生理解一些基本过程控制中的概念和基本方法。同时,在实验课时允许的情况下,应增加基于Matlab技术的计算机控制、先进控制、控制系统仿真等内容,从而达到为加深学生对实验内容的理解[4]。在后期的实验中,任课教师应提出实验内容和目的,而实验的方案步骤、实验过程所需要的仪器仪表、仪表的连接、控制的策略方法则完全由学生自己设计,在实验教师的监督下让学生独立自主地完成实验,最后写出总结报告,并组织课堂交流、分析讨论,以提高学生独立性和创新能力。在学校有条件的情况下,建设一套过程控制实验平台,该平台是一套集自动化仪表技术、计算机技术、通讯技术、自动控制技术及现场总线技术为一体的多功能实验设备。整个应系统包括流量、温度、液位、压力等热工参数,可实现系统参数辨识,单回路控制,串级控制,前馈-反馈控制,滞后控制、比值控制,解耦控制等多种控制形式。 过程控制系统论文:梅钢精炼炉过程控制系统应用功能实现 摘 要:随着梅钢公司产品结构调整及工艺装备升级技术改造要求,炼钢厂新建二期项目。在二期炼钢厂内建设1座双工位LF钢包精炼炉及相应的公辅设施。本论文介绍了新上线的精炼炉过程控制系统,着重从系统环境、系统功能、体系结构、通讯设计、关键模型技术等方面对系统进行了阐述。 关键词:精炼;过程控制;系统;模型 1 引言 随着公司产能的提升,二期炼钢项目的建成及投产,新精炼炉过程控制系统也随之上线运行,此次系统以炼钢一期两座精炼炉的过程控制系统作为设计依据,同时结合老系统开发过程中出现的问题,及系统上线后进行的功能完善情况,在系统设计时将部分系统功能进行了调整。同时结合Linux操作系统,使用C++语言对精炼炉模型程序进行了重新编写。 2 系统环境 该系统采用了ftServer 6210双路双模块冗余机架式服务器,服务器配备3个双口1000Base-T以太网卡。并使用以高效性和灵活性著称的Linux操作系统,同时使用IBM的DB2数据库,系统的应用结构其构建基础使用的是开放性好,可扩充能力强,应用开发功能完备的iPlature平台。 3 系统功能介绍 3.1 应用功能总体说明 精炼炉过程控制系统控制的范围是从前工序的钢包到达精炼炉的钢包台车开始,经钢包车到达处理位,炉盖下降、通电处理、测温采样、合金投入、喂丝、炉盖上升、钢包引出,到达吊点吊离为结束。 精炼炉过程控制系统从炼钢生产管理系统(L3)获取生产计划、制造标准、钢种变更、炉次确定等信息,接收分析计算机的成份数据,及其他相关计算机系统的运转状况及生产实绩信息。 精炼炉过程控制系统接收基础自动化控制系统(L1)的过程实绩数据,对现场的状态和生产过程进行跟踪控制、收集LF 生产的炉次实绩及生产过程关键事件数据。同时将精炼炉的运转状况及作业实绩数据发送给炼钢生产管理系统及相关区域过程控制系统。 3.2 工程数据管理 精炼炉过程控制系统的工程数据管理主要包括:接收L3系统下发的制造标准,并可以在L2系统中进行查询;接收L3系统下发的制造命令,并根据现场实际生产情况对制造命令进行变更、删除以及炉次确定;根据与L3的出钢计划接收约定,接收、处理和管理L3下发的出钢计划;根据现场实际生产情况,接收L3下发的钢种变更命令;接收炼钢分析系统的分析结果,并存入数据库,并显示在L2画面上;接收L1系统来的运转状况后,发送给炼钢L3及相关L2系统;当一个炉次结束吊离后,将本炉次的生产实绩发送给L3及相关L2系统。 3.3 过程控制 精炼炉过程控制系统主要是跟踪和收集从钢包到达精炼炉到钢包吊离的整个过程中设备管理信息、作业时间信息、通电信息、合金投入信息、测温采样信息、喂丝信息、能介信息以及定周期信息。除此之外,精炼炉过程控制系统在线使用的设备进行登记及统计设备的使用次数,收集生产过程中的各种实绩值,并保存到数据库中。 控制流程如图: 4 系统体系结构 该系统采集基础自动化的现场实际数据等信息,在进行相关处理后,显示在过程控制系统画面上,用以指导现场生产和执行相应的操作,同时将现场的事件信息及实绩数据发送给生产管理系统,结构图如下: 5 系统通讯设计 5.1 L2系统与L1系统和L3系统的通讯方式 精炼炉服务器通过TCP/IP Socket的方式与基础自动化控制系统和炼钢企业管理系统进行数据通讯。服务器与基础自动化控制系统和炼钢企业管理系统建立通讯回线(与基础自动化控制系统通讯使用的是静态回线,与炼钢企业管理系统通讯采用的是动态回线)。数据通过TCP/IP的方式完成发送或接收。TCP/IP Socket通讯的方式,所占用的资源少,参与通讯的L3系统以及各L2区域服务器无须开放本系统的数据库资源给对方,是L2与L3之间通讯的最优方式。 5.2 通讯中间软件 在系统通讯过程中使用了宝信开发的iXComPCS软件,它是一款面向开发人员的外部通信中间件平台,通过它可以实现网络上计算机之间的数据通信。作为通信中间件,对上层的应用程序提供了统一的编程接口。 其主要组成为: 后台进程管理服务通过通信核心服务,为应用提供实时可靠的数据传输服务,以及远程管理服务为分布式操作提供了实现途径;后台控制工具,控制通信核心服务中的各回线的启停;前台控制工具,可以在异地对平台进行控制;这里的应用泛指所有和平台打交道的外部服务,包括应用开发人员编写的应用服务和类似iPlature等中间件平台等。 6 关键模型技术实现 6.1 精炼炉加热模型 精炼炉加热模型从精炼炉加热及冶金学基本原理出发,对需要进行温度升高和成分微调的钢种进行处理,分为预报模块和推定模块。预报模块的目的是根据每一炉次开始获得的钢液状态、成分信息、首次测温、目标温度等信息,在精炼处理初期即给操作人员提供为达到一定钢水温度所必须的处理时间和通电操作等综合信息指导;推定模块的目的是在得到钢水基本信息和操作量信息,如合金投入量等信息以后,推算加热过程中钢水温度的趋势,及加热过程中所需要使用的通电操作信息。两个模块的综合使用能够逐渐优化精炼炉加热工艺,使操作人员更好的控制处理过程,从而达到满足生产节奏需要的同时降低生产成本的目的。 6.2 精炼炉合金模型 精炼炉合金模型的功能是根据钢液初始成分和目标成分的要求,以及各成分最小、最大值等各种限制条件,计算最优的各合金投入量与合金投入组合。计算完成后,把各个合金投入量的结果下发给L1的投料系统,以便使冶炼的钢水达到钢种要求的目标成分。 合金最小成本模型根据钢水初始成分和目标成分的要求,确定使合金投入总成本最小的合金投入组合、投入量。 7 结束语 本论文对梅钢精炼炉过程控制系统的应用功能进行了详细的阐述。随着梅钢产品品种的不断增加,精炼炉将发挥越来越重要的作用,梅钢精炼炉过程控制系统及相关模型上线以来一直稳定运行,系统采集到的实际生产数据为掌握精炼炉实际生产情况提供数据依据,而模型计算数据也给现场提供生产数据参考,为公司的降本增效做出贡献。 过程控制系统论文:过程控制系统实验创新模式探讨 摘 要:学生能力的培养和素质的提高需要在一个循序渐进、系统知识体系的传授中逐渐培养出来。注重学生理论知识的获得,把实验课程教学贯穿在整个教学活动中,强化实验内容的知识结构设计,理论教学链和实践教学链有机结合的教学模式,使学生个人的潜在能力得到充分发挥,学习的主动性和创造性得到有效发展。同时提高了专业课程教学效果和质量,提高了工科毕业生的就业率,对高素质人才培养和创新能力提升奠定了基础。 关键词:过程控制系统 实验 创新模式 过程控制系统是自动化专业的一门重要专业课程,涉及控制系统模型建立、系统控制方案确定、控制策略研究、控制器参数调整、系统元器件和执行装置结构选择、单回路控制系统、串级控制系统、复杂控制系统等内容,并且课程内容和实际系统联系非常密切,如何在有限的理论教学时间内,利用有限的实验条件完成必要的理论和实践教学,同时满足卓越工程师知识、能力、素质协调发展的培养,达到深化和拓宽学生知识体系,挖掘学生的创新潜力,激发学生创新实践热情是课题重点研究内容。 1 强化知识结构,构筑基于问题的探究式理论教学 卓越工程师的培养遵循知识掌握、能力培养、素质提高协调发展的原则。高等人才能力和素质的培养离不开知识的传授,而知识传授中课堂理论教学是必不可少的,随着新技术的不断出现导致专业课学时难以满足理论教学,如何在较短时间内设计适当的知识载体来进行知识传授以达到能力培养和素质提高的目的,为此提出了基于问题的探究式理论教学。过程控制系统的检测变送和执行器知识点(涉及传感器、电动调节器、机械调节阀等),以往限于课时所限课堂上教师仅仅简单说明,学生也只有轮廓概念,对知识的理解和掌握非常不利,就业后无法解决实际问题。本着知识的掌握在于实际应用的原则,课堂上我们针对需要掌握的知识点设置一个循序渐进的问题:锅炉水位控制系统(系统技术指标要求动态指标、静态指标、安全性等)。为了达到要求从控制角度提出构成最基本的控制系统类型,大部分学生提出采用检测水位高度和设定值比较的闭环控制系统,抽象绘出系统框图,引导学生完成任务系统必不可少的一个装置是什么?装置特性和工作原理如何?基于问题教师恰当地引出新知识点—调节阀,调节阀的类型、特点、使用场合等—电动调节阀、气动调节阀、液动调节阀,直观通过实际模型和实际应用例子使问题的解答构成一个探究式的知识体系,通过理论教学对学生思维的启发使学生的能力和素质在知识体系的传授中逐渐培养出来。带着实际问题的探究式课堂教学强化知识的应用价值,使每个知识模块构成一个实际的训练系统,从问题提出到问题解答再上升到理论,使学生从行业工程师的角度理解基本知识和基本理论,从实际应用中掌握基本技能和研究方法,从卓越工程师高度培养学生适合学科特点的思维方法和思维能力。 2 创新实践环境,构筑理论知识应用于实际的实验教学 加强实践教学是培养学生动手能力和创新精神的一项重要工作。过程控制系统涉及石油、化工、电力等多种行业,为此,2012年以校精品课程过程控制系统建设为契机,从培养高素质、工程实践能力强的卓越人才出发探讨专业课程的实践教学模式。力求创新实践教学环境,提高实践教学效率,激发学生的创新精神,同时将本课程与信号与系统、自动控制理论、控制系统仿真、计算机控制系统等课程有机结合,探寻专业课程体系新模式,构建创新型实践课程体系,建立理论与实践相结合的实践环境。 2.1 甄选实验内容,衔接多方位知识点 实验是学生检验知识和应用知识的主要途径。以往过程控制系统实验中,教师指定实验内容,给出实验要求和实验过程,学生盲目地按实验步骤来做。由于实验条件受限(目前仅有5套高级过程控制实验装置),导致大部分学生只是看别人做,抄抄数据,照猫画虎撰写实验报告,对应用理论知识解决实际问题多样性意义不大,特别是自主学习兴趣和创新实践能力无法激发。为此,我们从多方位知识点的连贯和衔接出发选择合适的实验内容。 单回路控制系统是过程控制系统中应用最多的一类,特别是锅炉控制系统,它是石油、化工、发电厂等工业过程中必不可少的动力设备,该控制系统涉及电路、控制理论、传感器、计算机控制等多方面知识。课堂上引导学生从周边锅炉(供热锅炉、水房锅炉)需要控制的量(液位、温度、燃烧等)考虑,指出锅炉控制系统包括锅炉本体水位控制、燃烧系统、给水系统等,而要完成控制任务,需要构成被控变量的单回路控制系统,控制器参数的确定又依赖被控对象的数学模型,控制理论所讲的解析法建模需要明确各个环节机理,这在实际系统中比较困难,如何采用实验方法建立系统数学模型,安排锅炉对象的实验建模内容?在实验中学生带着问题(正向飞升响应曲线和反向飞升响应曲线)设计实验方案,并从理论上回答为什么需在系统平稳后突加输入信号,正向和反向信号对模型建立是否有影响等一系列问题。实验完成后实验报告的撰写要针对问题从理论上加以解释。这样实验又反过来促进了理论知识的掌握,理论知识点和实践内容的有机结合,提升了学生的学习热情,激发了学生的创新能力。 2.2 仿真实验和实物实验有机结合,培养学生多方案解决问题的能力 目前我校过程控制系统实验装置无法做到一人一台,且实验的动态过程时间比较长,锅炉温度下降10 ℃需要十多分钟。锅炉单回路系统控制器PID参数整定过程,特别是研究参数变化(PID3个参数有无穷多组合)对系统动静态特性影响,即使仅研究三四种参数变化,在实验台上大约需要1.5小时,学生只能等待,影响实验进程。为此,我们大胆尝试新的实验模式,将控制系统仿真软件引入过程控制系统,虚拟模型构建实物装置实验,以实测实验对象模型建立仿真原型,按照过程控制系统的实际情况构建Simulink仿真模型,计算机上重点研究各个参数变化对系统动静态特性的影响,同时引导学生将仿真结果和理论知识点有机结合,以实验提升课堂知识的掌握。如控制器类型的不同仿真解决方案,要掌握控制系统无精差必须采用积分控制,而纯积分控制又易导致系统结构不稳定,积分时间常数对系统动态特性的影响等,快速、多种、图形化仿真实验为优选确定本次实验的最佳控制策略和控制器参数提供了直观、可靠的支持。仿真实验又回到实际系统,将仿真实验得到的最佳控制参数作为现场实验参数的初值,观测实验中所得响应曲线,并将仿真实验结果和理论知识结合针对实际情况向正确方向微调控制器参数,快速的仿真实验过程和高效的实际实验可使每个学生有机会自己动手完成整个实验,既可以解决实验设备不足的问题,又可利用软件提高实验效率与教学效果,大大拓展了学生对实际问题的抽象理论分析、研究、参数确定、优化控制策略确定的能力。仿真实验和实物实验有机结合,扩大学生自主获取知识和技能的能力,加深学生对课堂内容的理解和掌握,激发学生的学习兴趣和主观能动性,提升学生多种方案解决问题的能力和创新意识。 2.3 针对过程控制系统特点,安排系列实验提升学生创新能力 过程控制系统是专业性很强的课程,涉及实际化工、电力等系统,如何通过课程的理论学习和实验环节培养学生创新能力和就业以后应对不同的过程控制系统是本次教改的重要内容之一。电厂和民用锅炉水位控制、化工原料液位高度控制等均涉及液位控制,液位控制系统是过程控制的典型控制系统。在理论教学上我们把实际系统加以抽象建立描述系统的数学模型,根据系统性能指标要求的不同和系统存在的干扰情况有针对性地提出单回路控制方案和串级控制方案,并且对这两种方案的优劣及适应场合进行理论分析,同时为提升学生解决实际问题的能力和以实验加深理论知识的掌握,围绕液位控制开设了系列实验,具体做法如下: (1)使用实验装置现场教学使学生充分了解实验装置中传感器的类型和校验的必要性、系统的平衡状态、实际环境中的干扰信号、电动调节阀等。 (2)实验过程中带着问题(系统数学模型测试为什么要等系统平衡后突加阶跃信号?为什么要用正向和反向信号作用进行参数测试?)完成实验,被控对象建模理论知识确定实验方案和实验步骤,和实验教师讨论后自己动手搭接实验系统。 (3)根据多组测试实验数据结合多学科理论知识建立系统数学模型(包括模型的类型和参数),实验过程中教师抽查上述问题的解答。 (4)为完成系统的基本要求,构成单回路控制方案,在线整定控制器参数,分析系统的动、静态特性和干扰作用下系统的抗干扰能力,为激发学生的学习兴趣和主观能动性,锻炼学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,在实验过程中我们有目的地设置一些问题(如何降低干扰对系统的影响,如何提升控制系统的精度等)引导学生提出新的合理控制方案。 (5)串级控制系统设计,包括主控制器、副控制器类型和参数整定,系统在一次、二次干扰作用下系统的相应和动静态指标研究,实验过程中出现的各种问题(如串级控制系统为什么对主扰动具有很强的抗扰能力?为保证系统静态无误差主控制器为什么必须采用PI或PID?),教师不急于简单解答,而是激发学生从理论上分析得到结论,这种理论循序渐进到实践再升华回到理论的模式,改变了学生为实验而做实验的机械动作,从实验来加深理论知识,又应用理论知识解决实际问题,系列实验大大提升了学生创新能力。 3 实验教学拓展大学生创新研究,提高学生的科研能力 大学生创新项目是在导师指导下,学生自主选题、独立完成课题、撰写课题结题报告等工作,创新项目意在调动学生的主动性、积极性和创造性,激发学生的创新思维和创新意识。可以有效地训练学生在未知领域的探索精神、独立思考、独立创造性地分析和解决问题的能力。而过程控制系统课程安排在第七学期,学生的基本知识、基本技能、创新意识等逐步形成,为了使有潜力的学生尽早接受系统的科研能力的培养和训练,摄取学科前沿知识,在常规实验的基础上,对有坚实理论知识和深厚知识底蕴的学生指导申报国家、校级大学生创新项目,2009年确立国家级“仿生机器鱼”和2012年校级“智能机器鱼氯气监控系统”项目。项目的前期研究涉及过程控制系统控制策略和控制器参数确定实验,在实验中引导有能力的学生多方面考虑问题、多方面解决问题,实验的创新能力不知不觉就应用到科研活动,科研活动中遇到的各种问题又不断培养学生的创新思维,使学生利用扎实的基础及时摄取新知识,实验技能又推动获取知识和应用知识的创新能力。进一步发展了学生学科知识的横向关联,使学生将所学的理论知识与实际相结合,使学生的创新意识和创新能力得到有效培养。 4 多学科知识融合实验过程,培养创造性人才 过程控制系统的知识点和其他课程呈现立体交叉,多学科知识又融合于实验过程,为此,课题组在自动化系列课程实验过程中采用逐步递进的原则安排一些基础实验,为后续课程做必要的铺垫。例如,基本的开环控制和闭环控制的稳定性和动态特性研究在控制理论课程中已做了多方位研究,过程控制系统前馈控制为什么可以有效地消除干扰影响,前馈加反馈的复合控制为什么既可保证系统的稳定性又可提高系统的抗干扰能力,它是如何解决稳定性和稳态精度之间的矛盾等问题。要求学生先思考,教师辅助给出提示,从自动控制系统传递函数概念、稳定性分析和稳态误差与系统结构参数的关 系,融合多学科知识引导学生通过实验分析所得结果,最后合理正确地给出答案,使学生对实验研究得到全面和立体的概念,使实验升华到科学研究的探索实验,学生自身的知识无形中得到增加,巩固了以前其他课程中学习的知识,加强了多学科之间的融合,进而拓展了学生的创新思维能力。 5 结束语 专业课实验教学在高等学校工科教学中占有重要的地位,探讨过程控制系统实践教学新模式具有重要意义,通过连续5年的实践,在注重学生理论知识的夯实的基础上,把课程实验有机、科学地贯穿于整个教学活动,多方位设计实验内容、多学科融合实验过程和带着问题做实验等均以学生为主导,充分考虑学生的知识结构和学习规律。使学生个人的潜在能力得到充分发挥,学习的主动性和创造性得到有效发展。理论教学链和实践教学链有机结合的教学模式,充分调动了学生的积极性,在实践教学中注意激发学生的主动性,注重教与学的互动,注重培养学生的动手操作能力、解决问题能力和综合创新能力,提高了专业课程教学效果和质量,对高素质人才培养和创新科研能力提升奠定了扎实的基础。 过程控制系统论文:《过程控制系统》课堂教学方法的探讨 【摘 要】过程控制系统是自动化专业的核心课程之一,具有较强的理论性和实践性。根据课程教学的特点,针对课堂教学过程中出现的问题,从教学方法,教案设计等方面出发,探讨具有更好教学效果的授课方法,使学生能够真正理解和掌握这门课程。 【关键词】过程控制;课堂教学;教学方法 一、引言 过程控制是自动化专业学生的专业课必修课之一,是以实际工业生产过程为背景,自动控制理论为基础发展起来的,在自动化专业的整个课程体系中占有重要地位。课程内容涵盖了系统建模方法,工业过程特性控制理论和算法,控制系统的分析与设计等,不仅研究简单的单回路系统,也涉及复杂系统控制,先进控制系统等。由于课程理论与实际联系非常紧密,涉及面广且深,对学生理论基础有较高要求,传统的课堂理论教学难以保证学生对课程内容的理解和掌握,令学生感到抽象枯燥,降低学习机进行,教学效果不佳。针对这种情况,从教学方法,教案设计等方面出发,结合自身的教学体会,对“过程控制系统”的教学做了简单探讨,寻找更加能够激发学生学习热情,改善教学效果的教学方法。 二、教学内容调整和仿真软件的运用 以往的“过程控制系统”教学偏重于理论教学,在课堂上详细讲解公式和推导过程,理论性太强,使学生感觉课程内容枯燥难懂,失去学习兴趣。为了避免这种情况,通过总结经验教训,调整了教学内容,将学习重点从原来对理论知识的大量复杂的推导过程,转移到从工业生产实例引出理论知识上来。同时应用Matlab仿真软件来验证过程控制的理论,使教学过程更加形象化,使学生能够掌握过程控制的核心知识,并加深过程控制系统的理解和认识,大大提高学生的学习积极性。同时,为了体现课程理论紧密联系实际的特点,在教学当中引入与实际相关的控制方法以及信号处理等方面的内容,让学生掌握一定的实际应用背景,具有更大的知识量,调动学生学习的积极性,更加主动地学习这门课程。另外,由于科技的发展,过程控制系统更新快速,因此在上课过程中,除了必须的教学内容外,还应该引导学生了解过程控制领域最新的发展动态,了解该学科的最新信息,让学生更加了解所学知识在本专业领域的地位,从而更加积极主动的投入到课程学习当中。 计算机仿真软件的应用为过程控制教学提供了便利。在课堂教学过程中,仿真软件和多媒体教学的应用,能够为学生直观地展示控制系统的结构,工作过程,以及控制效果等。通过多媒体课件,使得课堂教学变得更加生动多变,有助于调动课堂气氛,而Matlab仿真软件丰富的工具箱,能够加深学生对所学知识的理解,通过基于Matlab的仿真实验,让学生充分理解相似的概念和参数变化对系统性能带来的影响,在理论教学的同时让学生掌握仿真软件的用法,一举两得。通过激发学生的学习兴趣,提高课堂教学的质量,锻炼学生发现问题,分析问题,解决问题的能力。 三、网络教学平台的应用 网络技术现在飞速发展,通过网络架构教学平台,将课堂教学延伸至互联网,丰富了教学内容,能够加强学生对教学难点的掌握和理解。通过网络平台,将详细的教学课件,仿真软件、程序和使用说明,教学日历,课程通知,教学问卷,以及测试复习题等内容上载,供学生下载使用。采用网络平台,可以丰富教学内容,并实现最大限度的信息共享,同时也可以通过教学平台实现答疑,学生间互相讨论和交流等。可见网络教学平台是课堂教学的有力补充,对于提高学生的学习效果和效率具有重要帮助。 四、注重与学生的交流 教学的目的在于让学生更好地掌握知识,应该注重与学生的交流,多听学生的体会和意见,了解他们所需的知识量,为学生制定更好地教学内容。另外作为老师,除了关心学生对本门课程的意见和建议之外,还应该以学生朋友的身份对他们的生活和学习提出建议和指导,尽量帮助学生的成长,尽量做一个受学生爱戴的好老师。 五、结束语 过程控制是自动化专业的一门非常重要的课程,与生产过程关系密切,在课程的课堂教学中,通过改进教学内容,采用先进的教学方法和教学手段,将传统教学与仿真软件相结合,根据课程实践性强的特点,在教学过程引入从实际问题中提炼出来的有代表性的实例,并充分利用网络平台,为学生重点讲解,从而培养学生的创新思维和独立解决问题的能力,激发学生的学习兴趣,进一步培养了学生综合应用专业知识的能力,从而全面提高了过程控制课程教学质量与效果。 过程控制系统论文:冷卷准备机组过程控制系统 摘要:本文介绍了某冷轧厂冷卷准备机组过程控制系统的软硬件结构,包括硬件平台和软件系统。基础自动化系统包括顺控,主令,跟踪,急停和HMI;着重叙述了过程控制的实现方法。 关键字:硬件,顺控,主令,跟踪,急停,HMI 系统概述 该冷卷准备机组为连续生产机组,用于取向硅钢(含SGO)和高牌号无取向硅钢冷轧后的钢卷处理,最大速度400m/min,是目前国内自动化程度较高的一条机组。整个机组自动化控制系统完成钢卷从入口运输,自动上卷及开卷,入口定位剪切,焊接,圆盘剪切边,定位剪切,卷取机卷取及卸卷,称重打捆整个过程。所有功能均可全自动或半自动完成。被控设备以入开卷机、张力辊、卷取机为核心, 辅之以入口钢卷小车、入口转向夹送辊、入口剪、纠偏辊、分切剪、出口转向夹送辊、卸卷小车、钢卷称等设备。 控制系统硬件及网络组成 控制系统的硬件分布于计算机室、操作室、电气室和现场,如图1所示。基础自动化系统的硬件设备组成: SIMATIC S7-400可编程控制器(CPU416-2DP):2块 高速技术模块(FM450-1):1块 DP通讯模块(CP443-5):1块 以太网通讯模块(CP443-1):1块 全数字交流传动调速装置(6SE70):多台 专用急停控制控制器(CPU315F-2DP):1套 及远程I/O站、PDA、工程师站、服务器、操作员站等组成。 通过快速以太网、PROFIBUS网络实现各自动化单元以及与上位机的通信,构成典型三层通讯网络的三级控制系统。 通讯网络的第一层:人机接口与PLC之间及PLC彼此之间的以太网,实现全线生产参数的设定和各设备的状态、电气参数及故障,生产工艺过程在人机接口HMI的显示; 通讯网络的第二层:PLC与远程I/O站之间及PLC与传动系统之间的PROFIBUS-DP网,实现PLC对系统控制指令的传送和系统状态及参数的收集; 通讯网络的第三层:PLC彼此之间实现控制信息及数据传送的MPI网。 图1. 自动化系统配置图 控制系统软件设计 软件功能主要由以下几部分。 3.1顺续控制和跟踪 钢卷运输,换辊,液压等一类单体设备动作的控制可归为顺序控制。顺序控制一般负责单体设备如液压传动设备、恒速电机等的控制。顺序控制还包括自动步,即将一系列动作为一个运动组来处理,实现系列动作序列的自动完成,如钢卷自动运输,自动上卷等。采用图形化的顺序功能图表“SFC”编辑生成。由于所有联锁是在执行机构控制级上完成的,因此这一级完整地保留下来以组织成适当的顺序控制。在程序中所有转移条件彼此独立,不用考虑彼此的联锁关系,通过简单易懂的与/或逻辑即可进行修改。每个顺序都可单独进行手动或自动选择。 物料跟踪包括带钢跟踪(SEGA)功能和物料(数据)(MAVE)跟踪功能。SEGA是基本的跟踪功能。它将整个生产线按一定原则划分成若干个区,每个区再划分成若干个段,跟踪就是基于这些段进行的。每条带钢焊缝经过线上区间,基于区间的段 利用内部记数器计算出(利用编码器给出的焊缝行程和区段的长度)整条线上的带钢镜像,用标志位标识(每个区间段数之和=整条线段数)。MAVE功能基于SEGA功能,MAVE用线上带钢的镜像(标志位)去跟踪带钢和整条线上的数据,MAVE能触发动作和在适当的时间和其他的自动功能就设定点/参考值进行通讯,尽管MAVE是基于线上的带钢镜像(标志位),但是动作仅仅在焊缝从一段跨越另一段时触发,可在这样的段边界中定义多个动作,动作点也可以使用来自其他系统的数据。 3.2 主令控制 主令程序负责全线带钢传输控制,也是整个基础自动化的中心,可以分为两部分,主速度发生器和线速度协调控制器,两者是主从关系,线速度控制器起主要作用。 线速度协调控制器负责整个生产线运行,协调带钢的处理过程,传输、启动相应的设定、定位、控制、剪切等程序。线速度协调控制器的功能包括操作模式的处理(运行/爬行,停止,保持,穿带/甩尾,快停,快停,紧急停车,联合点动,单独点动等)断带检测, 主速度发生器完成线速度协调控制器的控制值送到传动系统,包括传输带钢运行所需要的各种功能,启动、加减速,带钢定位控制,张力控制,开卷机控制,卷取机控制,速度设定值。 带钢定位控制是闭环,利用装在张力辊或夹送辊上的编码器对带钢定点定位控制,包括带钢头部定位,带钢尾部定位,自动减速功能。 张力控制。张力控制策略为:当机组启动时,张力值平滑上升到正常运行张力值。在机组临时停车时,张力值保持运行张力值不变;超过临时停车时间,张力切换到停机张力。如果机组停车时间过长,机组张力自动切断。 在运行中,某个区域的实际张力突然快速下降,这个信号将反应在张力控制的传动装置的实际转矩上,或某个张力计的实际检测值,断带检测程序发出断带信号,并对相应区域发出快停指令。 3.3 急停系统 急停系统负责全线的紧急停车。全线分为4个区域,线上区域1个,即从开卷机到卷取机的整个区域。线外有3个区,液压站,入口钢卷运输区,出口钢卷运输区。 急停控制的电气设备类型主要包括,MCC恒速电机,变频调速电机,液压驱动设备等。主要控制过程为:操作台上急停按钮触发急停,急停PLC收到信号,计算处理后发急停信号至急停继电器,后者将急停信号分发至MCC柜、变频传动柜,远程I/O站等。实现停车。急停事故回复后,必须在HMI上进行急停确认。 3.4 HMI系统 HMI (Human-Machine Interface) 人机界面系统是通过WINCC软件实现的。WINCC软件包括,组态界面,操作界面,报警系统,归档系统,报表系统,数据管理系统。在本项目中HMI系统,主要包括八个部分。 工艺过程跟踪:包括全线机组总览,重要设备的数据显示,修改; 液压和润滑系统:包括液压站,开卷机和卷取机的润滑站,全线的CPC和EPC的液压站。包含电机的启停控制和状态监视画面。 诊断画面:包括全线传感器的状态画面和DP网络通讯状态画面。 传动分合闸:控制全线传动设备控制装置的分断和合闸。 趋势:全线重要数据的趋势图。 自动步:用于监视所有的自动步及动作条件。 画面中符号解释画面:包括颜色说明,设备符号说明和介质系统符号说明。 HMI系统包括2台HMI服务器,2台HMI客户机。其中HMI的服务器放置在电气室,两台服务器之间为冗余系统配置。 HMI系统服务器之间以及HMI服务器和客户机之间均采用TCP/IP协议进行通信。服务器会保存过程值和配方数据;客户机只访问服务器,显示服务器提供的过程画面和过程值,并可接受操作员的输入 传给服务器,本身并不保存数据。 总结 冷卷准备机组过程控制系统的配置先进,控制精度高,其自动化程度降低了操作者的劳动强度,实现全机组4人生产,大大提高了生产效率;自投运以来,机组设备和整个生产线均运行良好,受到了用户的好评。 过程控制系统论文:基于ProfiBus的过程控制系统的软硬件组态 摘 要: ProfiBus现场总线具备传输快、结构简单、抗干扰等优良性能,已广泛应用于自动控制系统与分散I/O之间的高速通信。首先介绍了ProfiBus现场总线的特点,然后基于ProfiBus?DP和PA、Siemens PLC 300和Wincc组态软件,详细阐述了过程控制系统的结构,硬件、通信协议、监控页面的组态方法和步骤。 关键词: ProfiBus; PLC; WinCC; 组态 引 言 伴随着工业生产过程的大型化、复杂化、连续化和自动化发展,对工业控制系统的控制水平和品质也有了更高的要求。现场总线技术也应运而生,用于实现自动化系统最底层的现场控制器和智能仪表设备的互联和实时通信。它是一种开放的、具互操作性的、彻底分散的分布式控制系统[1]。本文将以ProfiBus现场总线为基础,介绍以Siemens PLC 300和Wincc组态软件为主体的过程控制系统的软硬件组态过程。 1 ProfiBus现场总线 ProfiBus现场总线是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术[2?3],可实现现场级到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络,从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案[4]。ProfiBus系列由ProfiBus?DP/FMS/PA三个兼容部分组成。其中ProfiBus?DP和PA的特点如下[1,5]: ProfiBus?DP适用于自动控制系统与分散I/O之间的高速通信;可取代24 V或4~20 mA的串联式信号传输;使用RS 485传输技术或光纤媒体。 ProfiBus?PA专为过程自动化设计;可将变送器和执行器连接到一根公共总线,可用于本质安全领域;数据传输采用扩展的ProfiBus?DP协议,还具有PA行规。 本文将采用ProfiBus?DP和ProfiBus?PA通信协议来构建过程控制系统。 2 系统架构 本过程控制系统用于模拟对工业现场液位、温度等信息的采集、处理,PID控制和控制工艺流程的实时监控。系统通过ProfiBus现场总线进行数据传输和交换,采用MPI通信方式与上位机进行通信和远程控制,从而使整个控制系统实现网络化和数字化。控制系统结构图如图1所示。 系统主要包含上位监控机、CPU、以太网通信模块、DP链路、分布式I/O和变频器DP从站、温度和压力变送器、阀门定位器、电磁流量计等。CPU采用Siemens的S7300 315?2 DP,既具有多点通信功能的MPI接口,又具有ProfiBus?DP通信功能 [6]。 过程控制系统论文:“热工过程控制系统”及其课程设计教学改革探索 摘要:“热工过程控制系统”在热工过程自动化专业课程体系中为核心专业课程,该课程在提高热工过程自动化专业学生的专业实践能力方面处于极其重要的地位。针对火力发电机组技术的发展和电力企业对热控技术人员的要求,从教学大纲、教学内容、教学方法和手段、实验环节以及课程设计等方面探讨了“热工过程控制系统”及其课程设计教学改革,在实践中取得了良好的教学效果。 关键词:热工过程控制;课程设计;教学改革 长沙理工大学(以下简称“我校”)热工过程自动化专业主要面对发电行业,学生主要在火力和核电等发电行业就业。根据我校办学特色及热工过程自动化专业培养目标,立足电力行业,突出电力特色。“热工过程控制系统”课程主要讲授过程控制的基础理论知识,包括单回路、串级、前馈、比值、解耦等典型控制系统的分析、设计、参数整定方法,以及火力发电厂汽包锅炉蒸汽温度、汽包锅炉给水、锅炉燃烧过程、单元机组协调等控制系统的构成、原理和系统分析。该课程作为热工过程自动化专业核心主干课程,占有举足轻重的位置,因此该课程的建设一直受到院系的高度重视。通过该课程的教学,使学生能够运用过程控制原理,结合火力发电过程对象,从事热工过程控制系统的分析、设计、运行与开发研究工作,增强学生的工程实践能力,进一步加深对火力发电厂锅炉各子系统的认识和理解。基于此,课程组对该课程从教学内容、教学方法、实验环节及课程设计等方面进行了探索性的教学改革,并在实际教学过程中取得了良好的教学效果。 一、“热工过程控制系统”课程教学改革 1.根据人才培养要求,更新教学大纲 教学大纲是课程教学内容的教学指导文件。经过课程组多次讨论,结合最新专业培养计划,按照拓宽基础、加强素质教育、培养创新能力和工程能力的思路拟定了“热工过程控制系统”及“热工过程控制系统课程设计”两门课程的教学大纲,进一步明确了该课程及其课程设计在整个专业课程体系中的地位和作用,规定了基本教学任务和要求。 2.课程教材建设 教材是进行课程教学的基本工具,是进行教学工作、有效提高教学质量的重要保证。该课程在教学中使用过两种正式出版教材,总体来看,所用课程教材内容比较全面。但是,由于热工过程控制技术和火力发电机组技术的不断发展,教材中有些内容就显得较陈旧,为此根据最新拟定的教学大纲,并参考国内有关火力发电机组最新技术和过程控制相关教材,结合课程组近几年形成的教学经验,编写并出版了“热工过程控制系统”课程的新教材。[1] 3.更新教学内容 “热工过程控制系统”课程内容几乎涉及到本专业先修的所有专业基础课程与专业课程。在组织课程教学内容上,根据最新出版的教材,每学期课程组依据收集的火力发电机组最新技术和过程控制技术在火力发电机组上的最新应用,在学期末课程组开会集体研究、整理,提炼出必要的内容充实到下个学期的课程教学中,不断更新教学内容,保持教学内容的前沿性和新颖性。同时注重不同专业课程内容之间的衔接,将检测技术、控制仪表、集散控制系统、锅炉原理、汽轮机原理、智能控制技术与控制系统仿真技术等知识融入到具体的控制系统分析和设计中,以有利于培养学生热工过程控制系统的分析、设计能力。[2] 4.改进教学方法和教学手段 在课堂纪律管理方面上,制作签到点名表格,学生上课时自己在签到表格上填写自己的姓名和学号。通过学生签到点名方法,既节省了全班学生姓名点名所花的时间,同时,也方便教师与学生之间的互动,并加强了对课堂的管理。在课堂上,通过学生的签到表,可以很方便对应地找到讲话、睡觉、玩手机、戴耳机等学生姓名,可通过点名或点名回答问题等方式提醒学生;与此同时,在课堂上积极跟教师互动、回答问题的学生都根据情况记录,在平时成绩上加分。 在教学方法上,注意运用启发式和互动式教学,课程中的基础知识点尽量讲解得生动形象易懂;对课程的重点和难点问题,在讲解后,采取提问或课堂讨论等互动手段加强学生对重点和难点的理解。课程教学采用多媒体课件教学,对重要的理论知识及时使用MATLAB/Simulink进行仿真,进一步加强理论知识的理解。[2]比如课程中的重点和难点:PID控制器比例、积分、微分三个参数对控制质量的影响,若是只将三个参数对控制质量影响的结论告诉学生,学生比较难以理解,但是通过Simulink仿真就能生动地将PID控制器的比例带、积分时间、微分时间三个参数变化对控制系统性能的影响通过曲线的形式体现出来,这样就加强了学生对课程内容的深入理解。[3] 5.实验教学改革 本课程的所有实验都放在热工检测与控制技术实验这一门综合性实验课程,并出版了该实验课程的教材,由实验室老师讲授,并指导学生独立完成实验。针对热工过程控制系统课程内容,开设了六个实验,包括单容水箱液位数学模型的测试、双容水箱液位数学模型的测试、单回路定值控制系统、水箱液位与流量串级控制系统、双闭环流量比值控制系统和上下水箱液位前馈-反馈控制系统。通过实验,使学生对对象动态特性的测量方法,单回路控制系统、串级控制系统、比值控制系统、前馈-反馈控制系统等控制系统原理及其调节器参数整定方法有了进一步的认识。 二、“热工过程控制系统课程设计”教学改革 “热工过程控制系统课程设计”是热工自动化专业继“热工过程控制系统”课程之后一项重要且必不可少的工程实践教学环节,是完成书本知识到实际运用能力转变的关键步骤,其学时为两周。其目的是培养学生运用所学的热工过程控制系统的设计和分析理论知识解决工程实际问题的能力,进一步发掘和培养学生的创新精神和工程实践能力,主要从教学大纲、课程设计指导书、课程设计选题、指导教师的团队化、课程设计与生产实习的关联性等方面进行改革探索。[4] 1.改革目标 按照热工自动化专业的“厚基础、宽口径、强能力”的要求,结合“热工过程控制系统”课程教学改革,使学生在完成课程设计任务的过程中进一步加深对过程控制理论知识的理解和掌握,并在该课程设计过程中努力提高学生的创新精神、实践能力。 2.课程设计选题优化 “热工过程控制系统课程设计”主要围绕火力发电厂锅炉各个子系统进行控制系统设计,给出了过热蒸汽温度控制系统设计、再热蒸汽温度控制系统设计、汽包锅炉给水控制系统设计、磨煤机多变量解耦控制系统设计与燃烧过程控制系统设计等5个子课题,4~6名学生一组,每组对应一个子课题,要求必须完成该组课题的方案设计、系统构建、参数整定、结果分析和答辩等任务,进一步提高培养学生的综合应用能力和创新能力。 3.指导教师的团队化探索 学生工程能力的培养,指导教师是关键。指导教师必须有丰富的生产实践经验,有相当的解决实际问题的积累。加强“热工过程控制系统课程设计”指导教师师资队伍建设,聘请学校附近电厂的热工骨干技术员担任辅助指导教师。整合理论课授课教师、实验课指导教师、课程设计指导老师、运行实习指导教师及电厂技术员五者优势资源,探索课程设计指导教师团队建设模式。 4.强化课程设计与电厂运行实习的关联性 我校热工过程自动化专业的“热工过程控制系统课程设计”和“电厂运行实习”都在大四第一学期开展,进一步分析课程设计与电厂运行实习的内在联系。合理安排课程设计与电厂运行实习时间安排,根据不同的课程设计题目对学生的电厂运行实习的教学内容进行有针对性的强化安排,强化课程设计与电厂运行实习的关联性,使得课程设计和电厂运行实习都能取得良好的效果。 三、结束语 在近几年来的教学中,对“热工过程控制系统”及“热工过程控制系统课程设计”两门课程教学改革进行探索与实践,逐步完善了教学过程中的各个环节,在教学大纲、教学内容、教学方法和教学手段、实验教学以及基于工程能力培养的课程设计等多个方面,都进行教学改革探索。通过这门课程理论教学及其课程设计的教学,使学生在面对火力发电厂时,加深了对热工过程控制系统的分析、设计、参数整定、仿真研究等理论知识的整体认识,并提高了学生的工程实践能力,使理论知识和工程实践得到了有效的融合。 过程控制系统论文:基于网络监控的供水过程控制系统 摘 要:针对目前水厂管网供水过程控制需求,设计供水过程综合控制系统,用网络将三套水厂控制系统连接监控,每套系统对水位、压力和流量检测,可对三套系统进行多种综合控制;并嵌入视频监控,监视水质和设备安全等;还引入labview信号处理模块,为现场调试和信号分析提供有力条件,最后探讨了Internet引入远程监控的可行性。 关键词:网络控制,视频监控,稳压供水,WinCC,变频器 1 前言 本供水系统从能源的最佳配置及安全角度出发,针对水厂多台中等距离水泵联网供水系统,综合现代网络控制技术,设计一个以工业现场实际生产控制的综合性、多功能网络供水控制系统,这个系统具有远程web监控、复杂的关联控制、生动的组态监控界面、对输入输出信号采集分析等功能。通过对工业供水、流体控制、城市供水、虚拟仪器应用、SCADA软件应用的研究和综合,结合实际资源和条件本文提出了这个网络供水模型控制系统。并探讨了远程web监控的可行性。该系统采用采用WinCC监控组态软件作为上位机,下位机西门子S7-300PLC进行控制,现场采用MPI总线网络,对水面以摄像头进行视频监控,远程以因特网连接,利用虚拟仪器软件优化控制参数,使控制达到最优。从而可实现对复杂的供水网络进行联网调度控制。 2 系统功能 控制系统分别由A、B、C三套独立中距离的设备组成,由一台PC机作为上位机进行监控和数据处理,并与Internet连接。下位机具有多种监测和控制功能,系统具有以下特点: (1)流量、压力、液位等过程量的检测,从而实现精确的流量、压力、液位控制;方便的数据记录和管理;(2)通过视频对危险或紧急事件进行监控报警;(3)利用虚拟仪器软件和相应硬件采集处理系统的输入输出信号,使控制得到最优化;(4)现场总线网络实现远程设备间的关联控制,实现对分散设备的集中操作和管理;能基于因特网或者局域网实现基于Internet的操作和监视。 系统模型如图1,现场中单个系统的各个传感器采集到信号后通过信号处理模块处理(AD转换)后把数字信号传到 PLC(CPU),然后CPU根据此信号进行相应的动作;适配器是连接PLC与PC机的桥梁。水质监控的模拟中采用的总线类型是目前较热门的USB,当然用户也可根据所提供的硬件选择不同的总线类型,只需解决相应的通信协议问题就行了。各个系统之间的PLC通信可通过与CPU配套的外接口进行MPI通信,而各PC机之间则通过Internet进行相互的连接。 3 控制系统硬件设计 硬件结构是系统功能实现的载体,有上下位机组成。上位机采用可靠性较高的西门子工控机,通过MPI网络与现场控制的下位机PLC连接。下位机控制系统需要对输入输出模块、传感器、执行器、控制器及其等关键硬件进行选型。本系统选用模块化的西门子中型300系列的S7-312C的CPU;远程压力传感器的模拟信号通过多通道输入模块,转换成数字信号送到控制处理器;利用控制处理器中的数据处理和控制程序进行数据处理和判断;输出模块332控制信号控制电动阀、变频器等执行器来控制流量、水位和供水压力等;安装有6个压力传感器,可对管道的多个监测点和池子的压力进行,还装有两个流量传感器,这可分别测量管道多点的水流量大小。本系统的执行器是一台有变频器控制调速的电机水泵及一台恒速水泵,可以方便根据需要进行调节。采用性能优良的摄像头和视频采集卡与工控机相连接,可得到水池和需要监测的生产现场的视频信号,然后用OLE技术可以把视频界面嵌入到工控机的人机界面,还可以进一步对该视频信号进行处理,以实现特定的事件处理,如自动的环境安全监视、设备运行状态的自动监测等等。 4系统软件设计 系统的软件设计包括PLC、WinCC等软件的设计,及相互之间的通讯。上位机软件是创建变量、界面数据输入与实时显示、数据采集管理、故障诊断、上下位机通信及视频处理等,其过程大致这样:建立与PLC的连接和创建变量,建立通信连接后便可以设置用于通信对话的变量。利用图形编辑器,进行组态、参数输入界面。如图2所示体现整个控制系统的大概控制流程:启动程序后进行初始化,清除寄存器里残留的数据信息,同时传感器采集到的信号传经AD模块后传到CPU,处理程序再根据这些信号相应的处理;其间可进行手动和自动操作。每个控制函数都独立分配一个数据块,这样方便数据信息的管理和防止数据出错。针对每个系统,单独建立参数输入界面。选择手动/自动、控制压力或流量对象、设定值与PID参数、函数控制、关联控制对象、标量转换参数输入等。在对各个部分的信号进行及时的最优化分析处理上,本系统引入LabVIEW,然后把这个信号及时反馈给控制程序,从而提高控制信号的精度。 对流量或者压力控制时,可以直接采用完全PID算法,能够直观输入和调整各PID参数,实际运算时则采用增量算法更加方便,计算工作量较少,运算速度较快,其增量式算法如下: 其中Δu(k)为k次控制的增量,A、B、C等分别为合并计算的常数。实现PID的控制程序由STEP7自带函数库的SFB 41函数实现,既可设定PID参数,还可设定上下限位及调用时间等多种参数。 5 网络化及视频监控 三套设备间不仅进行联网数据监测,并进行联网控制,对水网供水调度。工业上的供水是一个牵涉到多方面领域的问题,这就需要解决多方面的协调性与能耗等问题。这里主要讨论Web方式实行远程监控的可行性和实现方法,如图3所示。 供水系统的网络大而复杂,这里研究一种新的方法,可以解决目前由于传感器的限制而难以实现的监控系统。由于本系统融入了丰富的控制、监控、虚拟仪器等现代先进的测控技术,可用于控制系统的深入研究和用于综合性的实验教学。而视频嵌入牵扯到多方面的知识,如视频信息的采集、采用什么算法进行处理,视频调用的过程步骤等等都需要考虑。视频调用的步骤如下:(1)用C++编号一个exe的文件,并把此文件放在所建的Wincc项目文件夹里,相应的图像分析处理在这里可以进行功能扩展。(2)在WinCC 面板中调出个button ;(3)右击button 弹出一列菜单,选择“属性”,(4)选择属性里的“事件”,再接着是事件里的“鼠标”,“C动作”;(5)鼠标放在编程框图里需添加动作的位置处;接着点击编辑动作窗口的左树,把他们展开,然后调用windows中的program Execute),并把program_name改为调用的路径名即可。(6)调用的路径里把所有的“\”改为“/”。 6 结论 该网络过程控制系统通过一台主机监控,实现现场总线的网络检测与控制。可以分为三组,每套有自己独立的操作界面,可以单独进行实验,实时采集数据;实验时可以大范围改变参数,并且在屏幕上可以直接观测到输出量与检测量的对应曲线。每套系统嵌入视频监控和图像处理,将水厂的过程控制可以与视频监控完美结合;三台设备的联网性实验可以很好的模拟现实生活中的复杂供水网络,而且本系统具有试验切换容易,操作简便,稳定性好等优点。控制软件和监控界面的运作在实验装置上调试通过,并达到预期的效果。本系统的关联控制是通过建立数据块的映射实现的,所以只要把数据块循环刷新便可实现关联控制,而不依赖于通讯网络的结构。视频监控模块可以方便地嵌入过程控制实验系统中,这也是结合了当前工厂实际技术发展的需求方向。
农业机械自动化篇1 1农业机械自动化技术应用现状及意义 农村农业的发展是我国实行新农村建设,促进社会转型,提高农业生产效率的根本保障。农业机械自动化在科技迅猛发展的今天,拥有绝对的可能性和必要性,为了保证农业机械自动化实现与时代的良好接轨,调整农业生产方式,升级农业生产技术设备变得十分迫切。农业的发展对于社会的平稳发展是必不可少的,我国是农业大国,于我国而言,农业生产水平是机械化与信息化发展的最好体现,只有提高农业生产的机械自动化水平,增加智能化、自动化技术设备的应用,才能为农民减轻负担、创造收入,最大限度地为社会创造效益。相比国际先进水平,我国的农业现代化起步晚、程度不高,这归根于农民在农业生产的传统思想没有得到转变,不注重机械化和自动化。传统的小型农场或以家庭为单位的生产模式决定了管理粗放、机械化水平低、劳动强度大的特点,这与中国农业机械自动化技术的蓬勃发展形成反差。推动发展农业机械自动化的应用刻不容缓,为了提高人民的生活水平,满足国家的发展需求,必须向世界先进水平学习,促进农业生产的思想解放和农业科技的发展,从而在竞争激烈的当今社会满足物质层面的需求。 2农业机械自动化发展中存在的问题 我国农业机械技术发展起步晚,各地区水平差距大,应用推广也不是一帆风顺的,尚且存在各种各样的问题与困难。首先,由于受到传统生产模式的影响,农民存在一定程度的思想落后现象,没有体会到提高机械设备自动化的重要性,也就不会主动增加投入去升级设备,也直接造成了农业自动化机械无可用之处的现象。其次,在农业生产现代化进程中,农业机械的研发环境并不适宜,存在资金和技术等方面的困境,这实际上是国家对于农业生产科研的支持力度不够,实验室的配套设备不到位,限制了科研工作的有效进行。此外,自动化技术的应用对科学技术水平有很强的依赖性,农业科技水平很大程度上是综合科技水平的体现,农业机械科技的发展还需要强大的科技水平做支撑。综合来看,我国农业机械制造水平低、设备研发尚处于较低水平、农业机械设备需要的时间精力巨大,都是促进农业机械自动化的重要因素。 3农业机械自动化技术的优化措施 3.1加大计算机技术的应用 农产品的养成和收获因其需要做的工作繁多,需要消耗许多资源和精力。计算机技术是目前新科技研究的重要领域,计算机视觉技术作为一种新的突破,在农业生产领域中取得了良好的效果。借助于定位系统和图像识别技术,在农业生产的各个环节都发挥着重要的作用,减轻了工作量、提高了生产效率。我国尝试计算机技术控制发展尚且受到一定的技术层面和物质层面的限制,但在整体科学技术水平不断发展的大背景下还是有着很可观的发展前景。 3.2提高施肥与灌溉技术自动化 由于我国水资源短缺、水资源分布不均衡的特点,使得农业生产中对水的利用不得不慎重而仔细。促进农业发展既是社会生活的基本要求,也是发展农业必须面临的问题,也是提高灌溉技术自动化的指导思想。又由于灌溉技术在农业生产中的重要作用,因此改革灌溉技术是农业生产自动化的首要任务。依赖灌溉设备的基础,施肥技术面临同样的问题,如何实现肥料的精准投放、减少流失损耗,既是节约资源,也是可持续发展和环境保护的有效途径。 3.3实现农业精准化和信息化 信息化是依赖于大数据和数据分析处理的技术发展趋势,农业生产的信息化对信息采集、信息处理有着很高的要求。保证数据的准确性和全面性,是总结农业生产规律、探索数学模型以指导农业生产的根本保障。而农业生产的精准化是机械自动化农业区别于传统农业的重要特点,农业生产自动化与精准化密不可分。对精准农业的研究包括气象分析、小环境监测等,也同样依赖于科技创新。 4结论 农业作为我国经济建设和发展的基础产业,在国民经济中的重要地位不言而喻,结合时代背景,加大“互联网+”的融合,为农村农业生产开创新局面。提高农业生产的自动化、精准化、信息化,必将促进农业经济的转型,为农业生产的科研工作人员注入新的动力。 作者:付博文 单位:齐齐哈尔工程学院 农业机械自动化篇2 农业机械自动化技术的出现,不仅在改善农业生产技术、减轻农民劳作压力方面展现出重要的作用,更在一定程度上推动了我国农村经济水平的提高。笔者结合自己多年相关工作经验,就农业机械自动化技术要点及优化应用提出建议。 1农业机械自动化技术概述 农业机械自动化技术主要指的是在农业生产中,以机械设备为主体,按照既定的指示完成农业生产活动。现阶段,在我国农业领域,比较常见的农业机械自动化技术有农业自动化控制装置、无人操作装置、农业机器人等。就目前这些农业机械自动化技术在全国农村地区的推广效果看,农民群众对这些技术的认知和了解程度逐步提高,对各类农业机械自动化技术的应用率也在不断提高[1]。 2农业机械自动化技术的特征 1)农业机械自动化技术都是既定的生产技术,其会根据农业生产的需求作出各种指令,具备非常强的机械性,受各方面因素的影响程度较小,在农业生产中的应用范围非常广泛。2)农业机械自动化技术具有非常强的灵活性。农业机械自动化技术的应用范围并不是一成不变的,其会根据不同地域、自然环境、农业种植与收割需求调整农业机械自动化设备的功能。 3农业机械自动化技术要点和优化应用 1)农业机械自动化技术与计算机技术的强强联合与应用。当前应用非常广泛的农业机械自动化技术与计算机技术有非常紧密的联系。其中,最具代表性的便是在农产品质量品鉴中应用到的计算机视觉技术,其能对农产品的质量进行品鉴,对农产品生长过程中所涉及的信息进行收集与分析,对农产品的优化与改善有非常重要的作用。该技术的第一次尝试和应用源自英国,当时英国专门针对此技术研制了采蘑菇机器人,在实践过程中发现,采蘑菇机器人不仅可以借助计算机视觉技术准确定位蘑菇的位置,还可以与其他技术配合,对采集到的蘑菇种类同步进行分类。我国在农业机械自动化技术中尝试应用计算机视觉技术的灵感便源于此。根据笔者的调查和了解,我国对计算机视觉技术与农业机械自动化技术的融合研究还未完全成熟,很多技术还处于研发和尝试阶段,但是,未来这一项技术必然会在农业生产领域发挥非常大的作用[2]。2)农业机械自动化技术实现了农业的精准化作业。农业精准化最大的特征就在于实现了传统农业和农业机械自动化技术的结合,展现了农业生产的高科技化特征。目前,我国在精准农业的研究领域取得了非常多科技成果,比如成功研制了世界上第一台用于观测农业气象的自动化仪器,并被应用到郑州气象站,就当地的农业气象进行实时监测,当地农业部门则根据农业气象观测仪收集和传输的气象资料合理调控实际工作。精准化农业是我国未来农业发展的主流方向,是我国农业产业的重大创新和突破,政府必须进一步加强对农业机械自动化技术的投入力度,加强对科研工作的支持力度,希望未来有越来越多科技成果被应用到农业生产中,早日进入农业智能化时代[3]。3)农业机械自动化技术在农业灌溉领域有非常广泛的应用。我国地域辽阔,水资源丰富,但是地质环境的多样性和庞大的人口数量导致水资源分配不均衡、人均水资源占有量小。我国有很多地区特别是农村地区长期处于水资源短缺的状态,这就在很大程度上限制了当地农业的发展。在农业自动化灌溉技术出现之前,很多农村地区都受到水资源短缺的困扰而无法提高农业生产效率,但是,自农业自动化灌溉技术出现和应用之后,这一问题便得到了很好的解决。农业自动化灌溉技术成功将传感器和电子计算机技术结合,借助传感器和电子计算机技术的配合分析不同农作物在生长过程中对水资源的需求量,进而进行针对性灌溉,这就在很大程度上避免了水资源的浪费,也有效解决了当地水资源短缺的问题[4]。 4结束语 我国是农业大国,农业是我国的基础产业。伴随着农业机械自动化技术的推广和应用,农业经济在国民经济发展中将会占据更加重要的位置。但是,必须正视当前农业机械自动化技术本身存在的一些问题,进一步加强对自动化技术的研发与完善力度,全面推动我国农业机械自动化技术水平的提升。 作者:刘亚朋 单位:河北劳动关系职业学院 农业机械自动化篇3 农业是国民经济重要基础,也是国家财政税收体系的重要构成,并且有效解决了全国14亿人口的吃饭问题,为经济平稳发展创造坚实基础。为促进社会主义新农村建设,加速农村经济发展进程,提升人们的生活质量,就应积极使用现代科技,辅助农业产业发展。机械自动化控制技术的开发及使用,为我国农业产业发展提供了技术支撑,有益于提升农业劳作者劳动力的利用率,获得更高的经济收入,优化社会主义新农村建设效果。 1智能化种植技术 大数据是近些年的新生事物,其有效梳理、整合、归纳及分析数据,协助人们能更直观了解一个事物变化的趋势。把大数据与智慧农业物联网系统有效整合,并与机械化生产有效衔接,能提升农业种植的精细化水平,还能预测农业市场发展趋向,为种植方案的制定提供参照。农业智能化技术主要细化为如下几层[1]:(1)决策层,包括智能手机、笔记本电脑及PC等多种智能化设备,其作用是对农作物进行远程监控;(2)智慧农业互联网信息的采集平台,功能以汇总、梳理及分析传感器采集的信息为主,是智慧农业互联网的核心内容;(3)信息的采集系统,负责上传数据信息;(4)应用层,其由多种传感器构成,例如温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器等,能及时把农作物生长的各种信息传导至决策层,协助专家对作物生长态势有较全面认识,确保作物处理的时效性。农业智能化技术的开发与应用,有效解放了生产力,提升了农作物的成活率。 2自动化控制技术 现阶段,越来越多的农户为获得更大经济效益而开始种植反季节作物,该类作物对生长环境条件提出较严格要求,这就要求农户在开展生产活动中,全面贯彻落实监管工作,此时就需将众多温度、湿度传感器接入到温室大棚内,保证信息采集的整体性,利用专门的计算机设备调控所采集的信息,促进大棚内排风、干燥、加湿等指标的自动化调节过程,进而更好地使大棚内环境条件适用于作物生长。农业机械自动化的使用有效扭转了传统漫灌形式,利用滴灌、喷灌等形式保证农作物生长期间水分能及时、适量供应,能降低水资源的浪费,提高农产品产量,压缩生产成本,促进绿色农业产业发展进程。 3农作物播种收割自动化技术 农作物的播种与收割是农业生产进程中最繁忙环节。若能将自动化技术用于作物播种、收割过程中,则在农业机械设备的协助下,能使农户彻底告别过往肩挑、背扛、手提的传统生产模式。农作物对播种时节提出较严格要求,一旦错过了最佳的播种时机,则很可能会对农作物品质、产量形成较明显的影响,利用现代化机械设备,能顺利达成规模化生产目标。农业自动化机械不仅有播种快速的特征,还能使种子分布均匀性、间隙合理性等得到保障,也有利于光照、土壤、通风等均达到最佳状态[2]。在农作物成熟后,若使用手工进行收割、搬运,将会耗费大量时间、精力与体力。而若能将自动化技术用于农作物收割领域中,打造一体化收割管理模式,在现代化技术支撑下,对农作物进行分类,针对不同作物采用不同类型的收割设备与方式。水稻是我国主要粮食作物之一,采用自动化技术收割水稻过程中,一套功能完善的收割装备不仅能高效的完成水稻收割任务,还能够同时完成分离、清理、打包。可见,在自动化技术的支撑下,能协助农户在短时间内完成水稻收割任务及后续所有的工作事宜,促进我国农业产业规模化生产进程。 4计算机技术 在21世纪,计算机技术高速发展,很多技术陆续被应用到生产实践中。例如,计算机视觉技术,是世界诸多国家积极研发的高新科技。当下,农作物类型繁多,播种较容易实现,但在作物生长速度不一等因素的制约下,很难达到统一收割。而使用计算机视觉技术,则能协助农户对作物生长状态及时分类与采摘,同时将其生长信息提供给管理人员,为农田所有作物维护与管理工作高效开展奠定基础。从某种程度上分析,农业机械自动化技术是发展现代化农业的重要基础。在社会快速发展、人们物质生活质量持续提升的大背景下,传统农业生产模式已难以迎合人们的现实生活需求。拓展自动化技术的研究深度、加大创新力度,积极尝试使用农业机械自动化技术,打破传统落后的农业生产格局,提升农户科学文化素养,促进农业现代化、规模化生产进程,为社会主义新农村建设目标的实现增添羽翼。 参考文献: [1]李佳立.船舶辅助机械自动化控制中PLC技术的应用分析[J].舰船科学技术,2019,41(16):214-216. [2]于航.农业机械电气中的PLC自动化控制技术应用[J].广西农业机械化,2019,14(3):15-16. 作者:颜廷婷 颜成英 单位:临沂市兰山区方城镇人民政府费县 农业机械发展促进中心
浅谈风力发电机控制系统设计:风力发电机组并网运行研究 论文关键字:风能 发电机 电能 论文摘要:风能是一种清洁,安全,可再生的绿色能源,利用风能对环境无污染,对生态无破坏,环保效益和生态效益良好,对于人类社会可持续发展具有重要意义。进入20世纪70年代,在世界范围内爆发的能源危机告诫人们,要生存就要寻找开发新能源,此后各国政府纷纷制定能源政策支持新能源的开发利用。现今调整能源结构、减少温室气体排放、缓解环境污染、加强能源安全已成为国内外关注的热点。国家对可再生能源的利用,特别是风能开发利用给予了高度重视。 近年来,世界风力发电事业蓬勃发展,截至2006年年底,全世界风力发电装机容量已达7422万千瓦,预计到2010年全世界风力发电装机容量将达到149.5吉瓦。 我国风能资源丰富。据中国气象科学研究院的初步测算,我国陆地10m高度处可开发储量为2.53亿kw,海上可开发储量为7.5亿kw,总计约10亿kw,风能利用潜力巨大。2005年以来我国每年的风电新增装机容量连年翻番,2005年装机容量126万kw,2006年装机容量260万kw,2007年装机容量590万kw,至2008年底风电装机容量已超过1000万kw。国家规划,到2020年中国风电装机规模将达3000万kw。在国家政策和资源优势的推动下,中国风能开发利用取得了长足进步。 风力发电在并网时由于冲击电流的存在,会对电网电压产生影响。由于风力发电是一种间歇性能源,风电场的功率输出具有很强的随机性,所以为了保证风电并网以后系统运行的可靠性,需要额外安排一定容量的旋转备用以响应风电场的随机波动。各种形式的风力发电机组运行时对无功功率的需求不同,依靠电容补偿来解决无功功率平衡问题,发电机的无功功率与出力有关,由此也影响电网的电压。 大型风力发电机组的投入运行,使大规模风力发电场的建设成为可能,风电事业正逐步向产业化迈进。在某些地方,风力发电已经在电网中占有了相当的比重,它的运行状况直接关系到整个电网的安全性和可靠性。为了更加安全、充分的利用风力资源,迫切需要深入研究大规模风电场并网运行的相关技术问题,是保证并入大规模风电场后电力系统仍然可以正常稳定运行的重要前提。 国内外研究现状 过去很长一段时期以来,由于结构简单、运行可靠,风力发电系统主要采用恒速恒频发电方式,但采用恒速恒频方式的风力发电机组发电效率较低,而且机械承受的应力较大,相应的装置成本较高。近年来,随着大规模电力电子技术的日趋成熟,同时为实现不同风速下实现最大风能捕获从而高效发电,国内外正在采用变速恒频发电方式,变速恒频发电方式可以大范围内调节运行转速 ,来适应因风速变化而引起的风力机功率的变化,可以最大限度的吸收风能 ,因而效率较高;控制系统采取的控制手段可以较好的调节系统的有功功率、无功功率 ,但控制系统较为复杂;低风速下风机转速相应下降,从而大大降低了系统的机械应力和装置成本,近年来变速恒频风力发电机组成了大容量风力发电设备的主要选择方向。 恒速恒频风力发电机组的并网包括同步发电机的并网和异步发电机的并网。同步发电机在重载情况下并网,若不进行有效的控制,常会发生严重的无功振荡和失步,对系统造成严重的影响。用于风力发电的同步发电机与电网并联运行时,常采用自动准同步并网和自同步并网方式。前者由于风速的不确定性,通过该方法并网比较困难;后者的并网操作相对简单,使并网在短时间内完成,但要克服合闸时有冲击电流的缺点。异步风力发电机控制装置简单,而且并网后不会产生振荡和失步,运行比较稳定。然而,异步发电机直接并网时会产生发电机额定电流5-7倍的冲击电流,不仅对电网造成冲击而且影响机组寿命;另外异步发电机本身不发无功功率,需要进行无功补偿。 变速恒频风力发电系统有多种,例如同步发电机交/直/交系统的并网运行和双馈发电机系统的并网运行。在变速恒频风力发电的众多种方案中,最具优势的方案是采用双馈感应发电机的并网型交流励磁变速恒频风力发电机组。 同步发电机交/直/交系统并网运行时,由于采用频率变换装置进行输出控制, 因此并网时没有电流冲击, 对系统几乎没有影响。由于同步发电机组工作频率与电网频率是彼此独立的, 风轮及发电机的转速可以变化, 不必担心发生同步发电机直接并网运行可能出现的失步问题。在风电系统中使用阻抗匹配和功率跟踪反馈来调节输出负荷, 可使风力发电机组按最佳效率运行, 向电网输送更多的电能。 双馈发电机系统并网运行时,风力机起动后带动发电机至接近同步转速时电网, 并网时基本上无电流冲击。风力发电机的转速可随风负载的变化及时做出相应的调整, 产生最大的电能输出。而且通过调节双馈发电机励磁电流的频率、幅值和相位,可以保证发电机在变速运行的情况下发出恒定频率的电力,并可以调节无功功率和有功功率。 交流励磁变速恒频风力发电系统中,发电机和电网之间是一种柔性连接,尤其对无刷双馈电机而言,对发电机转子侧交流励磁电流的调节与控制,就可在变速运行的任何转速下满足并网条件,实现变速恒频无冲击电流的高效并网。其励磁绕组与电网间的双向变频器功率,仅为发电机系统的一小部分功率。可以预见,在未来几年内,无刷双馈电机在变速恒频发电系统中将会获得广泛的应用,对全国的风力发电等机电产品的更新换代起推动作用,产生显著的经济和社会效益。 研究(设计)内容 对主要风力发电机组类型进行对比研究,不同机型的发电机原理、结构、运行特性和对电力系统的影响不尽相同,有必要进行研究。 对风力发电机组并网方式进行比较分析研究,主要是同步发电机的并网方式和异步发电机的并网方式进行比较分析,并对目前主流的变速恒频风力发电机组中的双馈感应发电机进行重点探讨。 电压水平是电力系统稳定运行的重要指标,研究了风力发电并网运行后电力系统的电压特性。 从风电场接入地区的中枢点电压水平、风电系统负荷的轻重、风电场的无功补偿容量大小等各个方面分析探讨影响风电机组最大注入功率的各种因素。 综合分析几种常用风力发电机的并网控制技术,分析比较它们各自应用于风力发电上的优缺点。并提出风力发电技术今后的发展趋势。 研究(设计)方法及技术路线 首先建立几种常用风力发电机的数学模型,建立风速、风力机模型,并利用已建立的数学模型对发电机原理进行探讨,研究各风力发电机的运行特性,并就各种发电机并网时对电网的影响进行理论探讨,特别是与电网有功、无功交换功率及对电网电压的影响进行探讨,找出合适的并网运行控制方案。 本课题研究的难点有:1)风力发电机数学模型的建立;由于风力发电机类型较多,不同电机的数学模型不一样,不能建立统一的、适应各种机型的数学模型。2)该课题的探讨主要停留在理论上,并进行适当的仿真计算,难以进行实验验证 时间安排 第九周 详细地了解设计题目、设计任务、设计要求、预期效果。本周内主要完成:①明确设计任务的具体内容。② 完成开题报告。③编制初步设计方案 第十周 通过分析设计任务,提出各自的问题。 第十一周、第十二周 ① 将设计任务再次细化,提出更加具体的问题。② 开始设计预期目标的整体方案,包括相关硬件、软件方案,提出可行性。 第十三周、第十四周 ① 设计方案更加具体化,使之更加清晰,明确提出可达到的预期效果。② 再次论证方案的可行性。③ 对设计方案各部分进行系统的分析计算,解决设计中出现的具体问题。 第十六周 总结前两个阶段的工作成果,编写设计说明书。 第十七周 ① 妥善保存设计系统。② 修改毕业论文,并完成打印。③准备答辩 预期成果 预期成果为几种常见风力发电机组的并网运行控制方案,并以论文论文的形式表达出来。可能的创新点为:考虑充分利用电力存储或者能量存储技术,降低风能资源的随机性对电网造成的不利影响,改善风能资源的利用条件,尽可能达到可控的目的。 浅谈风力发电机控制系统设计:大型风力发电机组旋转机械的状态监测及分析 【摘 要】本文对大型风力发电机组旋转机械的状态监测进行了分析,论述了大型风力发电机组旋转机械状态监测的重要性,介绍了振动信号的采集和分析过程,以及大型风力发电机组容易出现的故障。 【关键词】大型风力发电机组;旋转机械;状态监测 大型风力发电机组通常都是位于草原、戈壁滩等广阔偏远的地区,分布的面积非常广,离监控中心的位置很远,大型风力发电机组的电子装置和发电机组又比较复杂,在这样的情况下,大型风力发电机设备就会很容易出现故障。而状态监测作为一种重要的手段,能够保障风电机组设备的正常运行,优化机组设备,在机组设备出现故障时,及时作出诊断,由此看来,对大型风力发电机组旋转机械的状态监测进行分析和研究,是非常有必要的。 1、大型风力发电机组旋转机械的状态监测 大型风力发电机组在运行的过程中,需要时刻对正在运行中的状态参数进行监测,并且将数据传感器采集到的数据进行处理,通过得出的结果对大型风力发电机组旋转机械的状态进行评估和预测,这样即使是远程控制,也可以最大程度地提高大型风力发电机组的工作效率,减少故障的产生,降低维修的费用。通常的监控系统采集到的数据是有限的,只能采集到一部分数据,例如振动量就无法采集到,这就可能会导致故障预警不准确,使设备的存在安全隐患。想要实现对大型风力发电机组全方位的控制和监测,在大型风力发电机组的监控系统中加入状态监测,是一种十分有效的方法。大型风力发电机组旋转机械的状态监测是scada系统的一个组成部分,结构和scada是一致的,都是由上、下位机等组成的,上位机在完成数据交换和传送命令的时候,要通过网关和下位机的plc控制组相连接,plc控制组主要包括a/d转换模块、i/o输入输出模块、cpu模块和电源模块等。整个监测系统的核心部位就是plc控制组,程序如果想要顺利的执行,就必须要先上传到plc控制组。plc控制组中的a/d转换模块的主要作用就是信号转换,将采集到的信号转换成为监测系统可以识别的信号;i/o输入输出模块的输出功能就是实现操作对象命令的执行,输入功能则是将plc控制组和各个传感器连接,进行数据的采集;cpu模块的主要功能是运算和判断;电源模块的主要作用是保持电源的稳定性,保障其它的各个模块都能正常的工作。只有各个部分之间相互配合,才能更好地对大型风力发电机组旋转机械进行状态监测。 2、旋转机械振动信号的采集 旋转机械的部件在有许多阻力的情况下,产生的响应,称之为机械振动。机械信号振动的采集要通过传感器,传感器的选择一定要准确,要选择最为恰当的,并且安装在合适的位置,通过制定的软件进行数据的采集和传递。传感器要根据所处的环境以及监测部位的振动情况来选择,传感器的灵敏度要好,抗干扰的能力要强,这样才能保障数据的可靠性。传感器在安装方面,也是需要特别注意的,如果安装的位置不恰当,不仅会影响到测量结果的准确性,还可能会导致传感器自身出现损坏。电涡流式的传感器是一种非触碰型的传感器,非常适合监测机轴的转轴相对于轴承座的振动,电涡流式的传感器有两种安装方式:①第一种方式是根据主轴的垂直和平行方向,将传感器用支架固定在轴承座的侧边;②第二种方式则是在轴承座中分面上夹角45°的位置处,垂直轴颈安装两个传感器,用支架固定。在安装的过程中,如果出现了两个传感器的位置过于靠近,则要注意防止交叉影响。其它的传感器,如压电加速传感器和磁电式速度传感器在安装方面是差不多的,都是安装在轴承座上,为了获得最佳的监测效果,也可以用螺丝将传感器牢牢地固定在机座的表面。 德国劳埃德船级社 gl 认证的在线状态检测标准,规定了几个必要的振动测试点,具体内容见表1。 在具体的发电场工作中,可以根据机组的类别和监测情况等增加测试点,使重要位置和容易出现损害的位置得到监控保障。 3、旋转机械振动信号的处理分析 在大型风力发电机组设备旋转机械测试出的振动信号,都不是单一的,通常都是两个或者更多信号形成的综合性信号,这时,就需要对振动信号进行处理,将信号的特征扩大化,这样的做法,有利于对监测设备的状态进行最为准确的判断。信号最基本的处理方法主要有频域分析、时域分析、相域分析和幅域分析:①频域分析:频域分析就 要将信号的频域机构进行确定,简单来说就是将信号中所包括的频率成分以及这些频率成分幅值的大小搞清楚。主要的内容就是通过傅立叶的变换,以频域的形式对信号进行描述,傅立叶的正逆变换、倍频分析、小波变换、三维坐标图等;②时域分析:时域分析就是信号在时间区域之内进行的变化以及分析,主要的内容包括时域平均、瞬态记录等;③相域分析:相域分析指的是对相位随时间的变化以及相位值的测量值进行分析;④幅域分析:幅域分析指的是将信号在幅值上进行处理,主要的内容包括均值计算、概率密度和概论分布函数等。当今时代,微电子计算机发展迅速,对振动信号的分析主要采用数字式分析机来完成,分析仪所进行的数字频率分析的计算工作量是非常繁重的,fft作为一种傅立叶变换的快速算法,能够节省计算所耗费的时间。通过快速傅立叶变换,可以迅速的识别出旋转机械振动信号的振动频率。 4、结语 大型风力发电机组旋转机械的故障分析和预测方法,可以通过状态监测技术实行,利用状态监测技术把机组的状态发展和信息提供出来,通过这些信息来减少安全事故的发生。在线监测技术的优势可以预测可能发生的故障,这样就可以优化风力发电机组旋转机械的运行和使用,所以在线状态监测技术对安全生产和提高机组的经济效益有着不可忽视的重要作用。 浅谈风力发电机控制系统设计:风力发电机组控制系统论文 1风力发电机组控制系统的构成分析 在风力发电机组中,其控制系统关系着机组是否能够安全稳定的运行。控制系统可以分为本体系统与电控系统,也叫做总体控制。其中,本体系统又可以分成空气动力学系统、发电机系统以及变流系统和其附属结构;电控系统是由各种不同类型的模块组成的,分为变桨控制、偏航控制以及变流控制等等。与此同时,本体系统和电控系统之间已经实现信号的转换,比如空气动力系统里,桨距主要受变桨控制系统控制,这样做能够发挥风能转化的效率,同时也能使得功率平稳。由于风电机组的标准不同,其控制系统也是不一样的。根据功率可以将发电机组分定桨距和变桨距发电机组以及变速型机组三种。其控制技术也是由原来的定桨距恒速恒频控制向变桨距恒速恒频发展,而后再发展到变桨距变速恒频技术。 2对定桨距风力发电机组的控制分析 在定桨距风力发电机组里,主要运用的是定桨距风力机与双速异步发电机,所采用的控制系统是恒速恒频技术。运用这种技术,确保了机组运行的安全和稳定。定桨距恒速恒频技术主要应用了软并网技术、偏航技术以及空气动力刹车技术等等。发电机与电网之间有晶闸管,晶闸管的开度对于冲击电流有很大的影响。使用恒速恒频技术对晶闸管的开度进行调控,进而来对并网瞬间产生的电流进行限制。风力发电机组控制系统的相关分析文/江康贵蒲上哲在风力发电中,发电机组的控制技术是确保机组正常运转的关键。风力发电机组的控制系统是一个综合性较强的系统,因此,加强对控制系统的研究分析,对于确保机组安全稳定运行至关重要。本文拟对机组中的几种控制系统进行分析。摘要此外,利用这种技术,经过传感、检测等能够实现自动偏航以及自动解缆的功效。在定桨距风力发电机组中,桨叶的节角距是固定不变的,如果风速比额定的风速要大很多时,那么桨叶本身的自动失速就会失去效能,不能让输出的功率更加的平稳。 3对变桨距风力发电机组的控制系统分析 变桨距风力发电机组所使用的电机是可以调节滑差的绕线式异步发电机,风力机使用的是变桨距风力机。和定桨距风力发电机组相比较,变桨距风力发电机组有更大的优势,主要表现在输出功率更加的平稳,此外,还有在额定点上有着非常高的风能利用系数,同时还有非常好启动性能以及非常好的制动性。变桨距风力发电机组的控制系统主要使用了转速控制器1和2,以及功率控制器。为了能够最大限度的将由风速引发的功率波动降低,机组还应用了转子电流控制技术。这种技术可以对转子的电阻进行调节,从而确保转子电流对恒定电流的给定值进行有效的跟踪,进而保证输出功率的稳定。在发电机并入电网以前,发电机的转速信号控制着系统的节距值大小,发电机的转速有控制器1控制,变桨距系统会依据给定的速度参考值,对节距角进行调整,从而让风轮拥有比较大的启动转矩。在并网以后,发电机组主要由控制器2和功率控制进行管控。与此同时,要把发电机组的转差调整到1%,节距的大小应根据实际的风速进行调整。在风速比额定值高的时候,伴随着风力的不断加大,风力机逐渐的吸收更多的风能,发电机的转速也将变快。对于转速的调节,主要通过改变节距来进行。随着桨距角的改变,发电机输出的功率就会维持在一个稳定的值上,不会出现大的波动。某个时段的风速不稳定,一会上升一会下降。上升的时候,输出功率也随之上升,转子电流给定值相应的改变,从而使得转子电流控制器工作,将转子回路的电阻改变,提升发电机转差率,那么发电机的转速会逐渐上升。此时,风力又开始降低,在功率控制的作用下,发电机的转速也随着下降。这样,在风速上升和下降的过程中,发电机的输出功率基本上没有出现变化,这样就维持了功率的稳定,确保了发电机安全稳定的运行。 4对变速风力发电机组的分析 与恒速恒频技术相比,使用变速恒频技术,能够在风速较低的情况下,叶尖速比能够一直处于最佳的状态,从而获得最大的风能。如果风速比较大,使用风轮转速的变化,对部分能量进行调节,进而增加传动系统的韧性,确保输出功率的稳定性。变速风力发电机组的总体控制可以分为三个区:恒定、转速恒定以及功率恒定。在恒定区,随着风速的变化,发电机的转速也出现了变化。受功率—转速曲线的影响,发电机的转速达到一定的值后就保持不变,然后进入转速恒定区。在这个区里,转速控制对发电机的转速进行控制,确保转速不变。当风力进一步增大,功率也增大,达到极限后,功率进入恒定区。变速风力发电机组的控制系统主要就是变速恒频技术。双馈异步发电机在绕线转子异步发电机的转子上装有三相对称的绕组,同时,三相对称交流电又与这三线绕组接通,从而产生了一个旋转磁场,这个磁场的转速和交流电的频率以及电机的极对数的关系非常密切,我们可以通过下面的公式来看:在这个公式中,n2代表的是绕组被接入频率是f2的交流电之后所产生的旋转磁场相对于转子本身的旋转速度,p代表的是极对数。从上面的公式中,我们可以得知,只要频率发生改变,既可以使得转速发生变化;如果通入转子的交流电的相序发生变化,那么磁场的旋转方向就会发生变化。我们可以假设n1是电网频率为50Hz的时候发电机的转速,n是发电机的转速,因此,只要是n±n2=n1,那么异步电机的定子绕组感应电动势的频率就不会发生改变,始终维持在50Hz。 5结语 综上所述,当前风力发电已经越来越引起人们的关注了。风力发电机组中,控制系统对于维持机组的未定具有非常重要的作用。本文主要分析了三种控制系统:定桨距风力发电控制系统、变桨距风力发电控制系统以及变速恒频控制系统,这三种控制系统随着风速的变化能够实现对输出功率的调整,使其保持平稳的状态,进而维持了风力发电机组的安全稳定。 作者:江康贵蒲上哲单位:汕头市众业达电器设备有限公司 浅谈风力发电机控制系统设计:风力发电机组振动优化设计论文 1风电机组振动特性研究分析 风电机组中发生共振的现象时有发生,为了避免机组发生较大振动,需对塔筒以及整个风力发电机轴系进行共振裕度分析。塔筒为细长结构,可采用梁模型进行简化处理得到塔筒的1、2阶弯曲频率。轴系计算中,重点关心了机组的1、2阶扭转自振频率。风力发电机组的激振源较多,主要有转频、电网频率以及叶片通过频率,振动特性分析较为复杂。通过机组工作转速与固有频率的CAMPBELL分析以及机组的共振裕度分析表,从而可得出结论,该机组动力特性良好。塔筒为细长梁模型,一阶弯曲固有频率一般介于1倍工作转频至3倍工作转频之间,因此塔筒的频率必须首先保证避免共振。同时发电机部件由于激振来源较多,主要来自转频、电网以及叶片通过频率等,振动特性分析较为复杂。对于机组振动特性的分析,可以通过机组CAMPBELL分析. 2强度优化设计 为提高风电产品的市场竞争力,机组在保证性能的基础上,要具备成本优势以及开发效率优势。基于以上目的,优化设计的方向和目标大致分为以下几个方面。 2.1以降低重量为目标的多参数强度优化设计 降低重量主要是要通过减小产品的尺寸来实现。在保证产品的刚强度各项性能指标满足要求的前提下进行,即优化之后进行。许用应力值:σ≤[σ]疲劳损伤因子:D≤1,D<0.5(焊缝) 2.2基于工艺成本控制的多目标强度优化设计 对于产品某些加工部位的表面光洁度可进行优化设计,对产品成型工艺可进行降本优化改进。例如,在保证疲劳可靠性的前提下,由原来的表面光洁度2.5μm增至12.5μm,显然降低了加工的难度,节约了加工成本。同样,由原来的锻造成型改为铸造成型,同样可降低机组的制造成本,并满足批量产生的需求。在工艺优化设计中,同样需保证结构的抗疲劳性能,需满足以下疲劳性能指标:疲劳损伤因子:D<1,D<0.5(焊缝位置)。 2.3整体提高产品性能的全新优化设计 上述2种优化方式与方法,参数的调整系统性不强。借助计算软件的先进优化算法,例如遗传算法等,可以对结构的重量、疲劳可靠性等进行系统的优化分析。 2.4基于软件设计开发平台,自主编程定制优化 设计流程,缩短开发周期为了能够满足批量产品的设计需求,在大量分析计算经验积累的基础上,对于某些特定问题,借助软件的设计开发平台,开发全参数的强度分析设计软件。 3风电机组中几类特殊难点问题 3.1螺栓连接强度分析计算 风机和发电机部件中,螺栓连接及焊缝连接是最常用的2种连接方式。对于此类问题的静强度与疲劳强度分析,考核标准以欧洲的标准体系British、GermanorDNV或美国的ASME标准为主。对于塔筒分段的链接螺栓,有学者提出了采用分段线性模拟螺栓在不同阶段受力的方法,该方法简单易行。对于塔筒与主机架、主机架与发电机主轴、轮毂与发电机等部位的连接螺栓,由于载荷较为复杂,采用上述经验公式已不能满足要求,需要借助FEA分析方法。结合载荷谱,通过计算最终得到螺栓的疲劳损伤值。 3.2焊缝连接强度分析计算 关于焊缝疲劳问题,国际焊接协会IIW-2003、欧洲标准Eurocode3part1.9、英国标准BS7608、挪威船级社DNV的相关规范,以及美国机械工程协会ASME规范,均给出了相应的计算方法。东方电机一般采用国际焊接协会中的热点应力法来分析焊缝疲劳。首先,在FEA分析模型中建立热点应力的参考点,单位载荷作用下,得到2个参考应力点的应力分量,然后通过外推公式,最终得到热点位置的应力分量。通过查找和选取相应的疲劳等级DC,计算之后得到焊缝损伤。若损伤因子D<0.5,可满足抗疲劳的要求。 3.3传动链疲劳分析难点 传动链的疲劳问题较为复杂。主轴轴承的装配,使得载荷在该位置的传递出现了较大的非线性因素耦合效应,主要来自于3个方面: (1)轴承轴向及径向紧量装配。 (2)轴承内部滚子与滚道的接触。 (3)螺栓预紧作用的非线性效应。这使得FEA模拟仿真结果具有较大的不确定性,成功解决此类问题的难点在于准确模拟滚子与滚道的接触应力传递。 4结语 风电机组的研发设计虽然借助于较为完备的标准体系,但对于工程中出现的复杂多样的事故及问题,有时却没有标准可供参考。所以,风电机组的整机分析、机电耦合振动分析、风流场与复合材料耦合振动响应分析、机组应力及位移响应分析、机组疲劳断裂损伤的深入研究等,均有待更为深入的研究逐步解决。此外,产品优化设计也是一个多因素集成的工作,往往需将设计工艺制造难度、材料成本、电磁性能、通风散热性能、强度振动性能、软件计算性能等诸多因素予以综合考虑,才能创造性价比高、具有市场竞争力的产品。 作者:李源 陈昌林 谭恢村 单位:东方电气东方电机有限公司
节能绿色环保技术篇1 1节能绿色环保技术的价值和要求 根据我国的工程施工相关管理规定,要求市政工程施工的过程中必须严格按照工程的设计要求和规划内容,并制定相应的管理制度和体系,来对于相关的环保政策进行贯彻落实,从而有效的降低对于能源的浪费。节能绿色环保技术的出现,为实现节约型环保型社会提供了重要的保障。在保证市政工程质量的前提条件下,充分运用多种高科技技术来对于施工装备进行优化,从而逐步完善市政工程施工的管理结构,这对于社会的和谐发展有着重要的意义。从目前的情况来看,节能绿色环保技术已经在市政工程施工中发展成为了主流,并得到了多方面的重视和关注。通常情况下,市政工程施工中对于节能绿色环保技术的应用主要体现在节水、节电、扬尘控制和建材节约等方面,从而实现节约绿色环保的目的。因此,施工企业在市政工程施工的过程中,首先应根据施工图纸的特征以及建筑情况来制定相应的防范,从而确保节能绿色环保技术的有效性。其次,在施工的过程中要按照相应的流程来进行。不但要对质量进行保障,同时也要对施工的周期进行严格控制。最后,对于施工人员要实施相关的技术考核,同时也要做好相关的培训工作,为市政工程施工的质量和安全打下良好的基础。另外,在进行建筑材料采购的过程中,应根据工程实际情况来实施节能建筑材料的购买,不但要做好采购记录,同时也要对采购资料进行检验和查看,必要时应对其进行实验,从而确保建筑材料的质量能够满足市政工程施工的要求。 2节能绿色环保技术在市政工程施工中的重要性分析 2.1工程创新的重要基础 节能绿色环保技术中包括了可再生能源的应用、能源的回收等理念。在市政工程施工过程中,充分利用节能绿色环保技术,能够有效提升施工企业的社会经济效益,从而推动我国建筑行业的良好发展。 2.2促进市政建筑的发展 通过运用节能绿色环保技术,能够有效的缩短市政工程施工周期,通过节约成本来减少对于能源的消耗,降低工程施工中的资源浪费,提高土地利用效率,实现节地、节能、节材、节水,从而能够进一步促进环境效益的提升,促进建筑行业的稳定发展。 2.3提升人们的生活质量 随着近些年来我国科学技术的不断进步,越来越多的人们开始追求更高的生活品质。其中市政工程施工对于人们的生活有了更加重要的影响,不但与人们的生活环境有着密切的关系,同时也促进了社会的和谐发展。想要建设一个更好的生活环境,对于节能绿色环保技术的应用是必不可少的。在市政工程施工过程中,合理的运用节能绿色环保技术,通过使用节能材料进行绿色施工,在用材方面和施工阶段都进行了有效的污染控制,从而提升建筑节能效果,达到保护环境和改善生活质量的效果。来使得人们的生活得到绿色的发展。 2.4提升市政工程质量 随着建筑行业的发展和人们生活品质的提升,在市政工程施工中运用节能环保技术愈发的受到了人们的关注。通过实践证明,通过应用节能绿色环保技术,不但能够显著提升市政工程施工质量,同时也能够节约施工成本,减少能源消耗,为建筑企业带来更多的效益。随着科学技术的进步,相信会有更多的节能绿色环保技术出现在市政工程施工当中,从而有效的节约市政工程施工过程中的一系列问题,减少施工中的困难。 3市政工程施工中运用节能绿色环保技术时存在的问题 3.1节能环保意识不足 从目前的情况来看,很多施工企业在施工过程中为了获得更高的利润会采用一些不符合规范的操作,主要原因在于他们的节能环保意识不足。因为他们在施工过程中没能够充分重视关于节能、环保以及质量方面的控制工作,导致在施工过程中常常会面对能源浪费和环境污染的情况。如果仅仅进行表层的分析,那么将很难真正解决能源浪费和环境污染问题。因此,树立节能环保意识对于市政工程建设是非常重要的。 3.2节能环保机制不够完善 从目前的情况来看,我国的建筑工程节能绿色环保技术正在持续的进行发展并不断的完善,但仍然在这个过程中缺少相关的配套设施以及合理的管理监督机制。具体来看,首先,在施工工程施工运用节能绿色环保技术的过程中,缺乏相关的环保标准,因此无法有效的实施相关的监督管理工作。其次,因为很多建筑企业都过于追求经济效益,所以在建立节能绿色环保机制的过程中缺乏一定的主动性。最后,因为缺乏完善的监督管理制度,导致一些建筑企业即便违反相关制度,那么也无法对其进行有效的制止和处罚,从而使得节能绿色环保技术无法得到顺利的应用。 3.3建材能耗损失严重 节能包括了水资源节约和电能节约等等,同时也包括建筑材料的回收。为了避免高性能材料会增加市政工程的整体能耗,应注意增强建筑材料的性能和质量。很多材料生产企业为了获得更多的利益,往往会选择忽视材料的质量,从而形成数据上的偏差,最终形成能源浪费,甚至会造成安全事故的发生。 4节能绿色环保技术在市政工程施工中的应用 4.1扬尘控制技术 一般情况下,在进行市政工程施工的过程中,所产生的扬尘污染有着很大的危害。因此对于施工企业来说应尽可能的避免在施工过程出现大量的扬尘。从目前来看,很多施工企业都在施工开展的过程中积极应用扬尘控制技术,但从实际的应用情况来看,并未获得十分理想的效果。主要原因在于大部分施工人员并不具备节能环保意识。通常情况下对于扬尘污染的控制工作主要包括以下几个方面:首先,要在建筑材料运输的过程中对于扬尘污染进行控制,具体可应用覆盖或者绑扎等方式来控制扬尘的出现,同时也要尽量的避免运输过程中发生材料外泄的情况。所以在进行建筑材料装车的过程中要做好相关的密封工作。其次,在建筑材料运输结束后,很多砂土材料会附着在运输车辆的底部,从而造成二次的扬尘污染。因此在完成材料运输工序后,应对车辆进行认真的清洗,确保车俩的洁净。最后,在进行市政工程施工的过程中,应对于建筑材料运输通道进行合理规划,确保该通道与施工目标之间保持一定的距离。 4.2节水技术 在进行市政工程施工的过程中,一定会运用到大量的水资源,所以非常容易出现水资源浪费的情况。从目前的情况来看,市政工程施工过程中所应用的水资源主要来自于市政常规用水,施工过程中用水量最多的工序为混凝土结构预制阶段,所以应该重点在这个阶段进行水资源的控制。在实际的施工过程中,对于水资源的节约和控制主要体现在以下几个方面:首先,应通过节能绿色环保技术来增强水资源的循环利用。其次,在市政工程施工前,应对市政工程的各个施工阶段进行合理规划,并对各个阶段的用水量进行确定。只有根据市政工程的实际情况进行用水量的精确计算,才能够真正实现施工过程中对于水资源的合理应用。在进行混凝土养护的工作中,可以采用草袋覆盖加上喷水的方式,从而实现水资源的节约。 4.3节电技术 市政工程属于高电能消耗的工程,所以有着较大的建筑成本。如果通过某种措施来对于市政工程施工中的电能资源进行控制,那么将会有效的降低施工成本。从目前的情况来看,节电技术在很多市政工程中已经十分常用。例如很多施工工程中的白炽灯已经变为LED节能灯,并在安装的过程中搭配了限流装置。另外,在市政工程施工过程中,在操控室中通常会安装漏电保护装置,同时也需要对电气设备进行定期的维护和检查,从而有效起到节约能源的效果。 4.4建材节约技术 节能绿色环保技术属于一种创新技术,并且在应用的过程中对于施工技术的科学性进行了重点的强调。在应用节能绿色环保技术的过程中,应充分遵循建筑节能的基本原则,来实施对建筑材料的有效改造,从而达到节约建筑材料的目的。例如在进行深基坑作业的时候,可以对原有的施工技术进行合理的改变,通过合理的改变,不但能够有效节约建筑材料,同时也实现了控制污染和环境保护的效果。通过对于节能绿色环保技术的应用,不断能够起到保护环境的作用,同时也能够为建筑企业带来更多的社会经济效益,从而促进建筑行业的良好发展。 5结束语 总的来说,因为市政工程施工所造成的生态环境污染和资源能源浪费,一直以来都受到了各个相关部门的关注。为了实现生态资源的可持续发展,对于节能绿色环保技术的应用是非常必要的。我国的建筑行业正处于快速的发展阶段,在当前的经济发展环境下有着比以往更加广阔的发展空间,同时也面临着许许多多的挑战。例如生态环境污染和能源浪费等等,也正是因为这些情况而造成了很多问题,这些问题已经在一定程度上对于人们的正常生活造成了负面影响。因此,越来越多的人们开始关注生态环保,同时也充分证明了在市政工程中运用节能绿色环保技术的重要性。实践结果表明,合理应用绿色施工技术,不仅可以给予生态环境应有的保护,还能够对土木工程的施工环节进行精简与优化,使有关单位获取的经济、社会效益得到显著提升。 作者:雷响 单位:莱芜荣盛市政工程有限公司 节能绿色环保技术篇2 可持续发展和环境生态的理念随着经济的发展,得到了人们的认可和接受。环保意识的加强,有利于市政工程施工技术节能绿色环保的发展。节能、绿色和环保是施工工艺的技术改革的发展方向。这一方向对市政工程企业自身的发展十分重要,也是企业保持长久的旺盛生命力的前提。市政工程的建设规模和复杂程度不断增加,环境保护是在管理过程中无法回避的硬性要求,对于环境的破坏和资源的浪费是需要得到解决的。从工程建设的实际要求出发,结合节能、绿色和环保的具体要求,探索市政工程施工技术的环保发展之路,是企业和行业可持续发展的支撑条件。 1市政工程施工中节能绿色环保技术的重要性 在保证市政工程质量的基础上,运用新型的科学技术来改善施工技术和设备在能源利用方面的性能,以设备和技术革新为依托,支撑施工管理的发展。目前,节能绿色环保的施工技术是市政工程建设必备的条件之一。现阶段在施工阶段,主要以节约水资源和电力能源为主,追求低能耗高性能。其次,是在建筑材料的选择方面,以环保节能材料为主。所以,在施工过程中要安装有关的工序要求进行施工;对于施工人员要进行必要的技术培训和考核。从根本上来说,要树立施工人员的节能绿色环保施工意识,从技术到用料都需要有所控制、有所监督。节能绿色环保的施工技术,除了包括能源的控制节约和环保材料的选择,还涵盖资源的回收利用。科学合理地运用节能绿色环保技术,在一定程度上对施工中的工具和材料进行循环利用,可以提高企业的经济收益,形成良性循环,更好地促进企业的发展和节能绿色环保施工技术的进步。对于工程施工过程的节能绿色环保要求,与目前市政工程的工程建设环境也有关系。目前诸多市政工程建设环境是在城市内部,要做到在不影响城市正常运转的同时进行工程建设,对于工程建设过程的噪声、粉尘和废渣、废水等就要进行严格的控制。在实际工程实践中,合理地使用节能绿色环保施工技术可以提高工程整体的建设质量,从长远的社会效益和投资收益来看,是有利于企业的可持续发展的。施工技术的节能环保化,对于企业来说需要一定的投入,但是从长远利益和企业的持久竞争力来说,这种改变是富有生命力的。在具体的工程施工阶段,对污染材料和环境污染的有效管理和控制是需要结合不同的手段实现的,实现对于污染材料和环境污染的管控,不仅对于工程施工和工程建设来说是有益的,从施工人员的健康安全角度出发,环保的施工材料和施工技术也是非常制度普及的。 2市政工程施工中的节能绿色环保技术 2.1扬尘控制技术 对于任何工程建设来说,施工阶段的扬尘都是严重的,对于周边环境的影响是无法忽略的。对于市政工程来说,由于施工环境的限制性,有效应对扬尘问题是节能绿色环保施工技术的必要内容。工程的扬尘控制技术在具体使用的过程中需要注意这样几点,首先,是需要对于工程材料运输过程中的扬尘进行控制,这种运输过程的扬尘控制手段比较简单,技术含量也较低。一般是通过绑扎和覆盖的方式进行预防,同时,还需要着重注意材料在运输途中的泄漏问题。在材料运输的过程中,运载车辆的密封措施是监督管理的重要对象之一;其次,对于运输车辆的清洁,是减少二次扬尘产生的有效方法,运输完成后,需要对车辆进行清洗,避免在下一次运输的过程中由于砂土附着产生扬尘;第三,场内运输路线的设计,在进行施工平面设计时就需要对运输需要的条件和应避免的问题进行统筹考虑,在不影响运输工作便利的情况下,尽量减少材料的运输距离。 2.2节水节电技术 工程建设的过程就是大量能源消耗的过程,场地平整的要求就包括施工场地水电的供应。在工程施工过程中的节电技术,主要是对节能照明设备和节能装置的使用,以及对于电路的监控和保护,对漏电保护装置的使用等。施工现场的水资源一般是使用市政供水,施工的各个工序、各工种都需要用水。所以,对于节水措施,需要做统一的管理。首先,要对水资源进行使用的控制,进行水资源的二次循环和利用。例如冲洗模板和浇筑设备的水,沉淀后可以用来湿润场地等;其次,对施工工序进行控水计算,结合用工实际,利用精细化管理的思想,对水资源进行有效控制。还有一些具体的施工工序,可以使用一些辅助设施实现减少水的用量。 2.3降噪技术 工程施工过程中的噪音较大,会对周围的环境和居住人群造成很大的影响。针对工地的噪声污染问题,目前通常会采用一系列的噪音控制措施。可以通过进行封闭空间施工控制噪声,或者调节施工时间,在休息时间内暂停施工。通过这样的方式,虽然无法彻底消除噪声的影响,但能够大大降低噪声对人们的日常工作和生活带来的影响。还可以通过选择一些柔性材料和静音设备、机械等方式进行施工。通过柔性材料的覆盖,可以从源头上降低噪音。使用一些噪音较小的施工技术,降低噪声对操作人员的损害。除此以外,一些容易产生噪音,或者噪音过大的安装和制作过程,可以在场外安装制备后入场,以此减少施工现场的噪音。 2.4建筑材料节约 从施工过程入手,可以从使用资源的角度进行环保的控制。从工程建设的本身来说,建筑材料的使用量是巨大的。从我国工程建设管理的角度出发,传统的建设过程对于材料用量的计划、管理和控制都比较粗放,采购材料的总量大大超过工程实际材料的用量。在施工过程中的材料损耗是巨大的。节能绿色环保施工,需要在高水平管理的基础上实现,需要对材料的使用和具体用量的计算统筹化考虑。合理化的材料使用规划,和使用过程中的操作规范,需要制度和标准的制约,也需要管理和规定的限制。 3市政工程施工中的节能绿色环保技术应用现状 3.1施工企业的环保意识不足 目前,由于环境和管理条件的限制,一些企业在项目的建设施工过程中对于环保和节能的相关措施使用的还很少。节能效果好、环保性能高的材料和技术使用少,节能绿色环保的施工技术掌握水平低。主要原因在于企业的管理人员对于节能环保理念的认识不足,在管理习惯和制度的惯性下,没有积极地做出有效改变。对于环保节能并没有重视,也没有真正意识到材料和能源的浪费。节能绿色环保的意识不够,很难将有关工作和措施落到实处。目前市政工程的质量管理体系对节能绿色环保的内容并不包含或者包含非常有限,对于具体的节能绿色环保施工管理无法给予足够的指导作用。施工管理的过程中仅仅注意三大目标的平衡和管理。不健全的监督和管理制度是节能绿色环保施工技术无法广泛使用的关键。 3.2施工人员节能意识淡薄 制度和观念的落实最终是要具体的操作人员执行的,目前的施工人员全体对于节能环保的观念尚未完全形成。由于自身素质的限制,也由于企业培训的缺乏,导致施工人员在自主意识层面对于节能环保措施的执行缺乏积极性和主动性。工程的整体管理还局限于传统的思维,工程建设周期和经济效益之间的关系通常比较紧张。在实际工作中,管理经验的不足和管理水平的局限,限制了节能环保施工技术的具体使用。在快速完成工程的前提下,节能环保施工只能停留在表面。对于材料的浪费和环境的污染并没有得到根本的解决。 3.3工程材料环保性能差,浪费严重 我国目前大部分的施工企业对于管理目标的设定还是停留在经济利益最大化上,这就导致对于环保材料的投入不足,节能环保技术的开发不够。在工程材料供应关系中,对于环保节能的建筑材料的需求较少,导致环保节能建筑材料的质量得不到提高和发展。许多市政工程的建设中依旧沿用了传统的建筑材料,对于环保和节能的贡献非常小,也不利于建成后工程后期运营的环保管理,这些都影响着市政工程建设的环保效果和节能效果。除了上述工程材料本身的环保性能有限以外,工程材料的节约和回收水平还很不够。对于工程建设过程中的施工耗材,很多都是一次性材料。可以从改变材料的材质,从一次性变为两次或者多次使用的材料,这样可以在一定程度上减少材料用量。 3.4施工管理方案的有效性有限 我国目前的施工管理水平虽然已经得到了前所未有的发展,但是施工管理的水平仍旧不高,施工技术的水平也非常有限。诸多企业以经济效益为先的管理特点,以造价控制为第一要义,材料的采购就存在一些问题。环保和节能性材料的采购有限,传统、低性能材料采购较多,对市政工程的节能绿色环保质量有根本性的影响。施工管理方案时施工工作的准则,没有有效方案作为指导,产生的一系列连锁反应。市政工程的节能绿色环保施工必须在方案和制度上得到深化和改革,需要以施工工作为依托,才能一步一步逐渐推进。3.5节能环保机制不完善从行业的整体环境和我国的市政工程管理环境来说,建筑工程的节能绿色环保技术的发展水平比较低,各方面发展条件并不够完善,缺少各方面的联合和配合,也缺少监督管理机制。建筑工程的节能绿色环保技术的发展在开始阶段需要一些正向的刺激手段。在运用建筑工程的节能绿色环保技术的过程中缺乏相关的环保标准,难以统一技术的实施标准,监督管理工作进行困难也因为相关的标准没有全面建立,所以对于违反环保技术落实的行为也没有办法进行责任的划分和处罚。 4结语 综上所述,建筑工程的节能绿色环保技术的发展需要行业从业人员的共同努力,从意识的培养到技术的学习,到节能绿色环保材料的使用,需要多方面的共同配合,形成具有统一标准的建筑工程的节能绿色环保技术使用循环。从实际效果出发,制定有关的标准和制度,对遇到的问题进行有针对性的改善,是建筑工程的节能绿色环保技术得到发展的有效方法。 作者:崔荣建 单位:广饶县水利工程公司 节能绿色环保技术篇3 引言 时代不断进步和发展,人们对保护生态环境愈发关注,市政工程具体开展施工期间,相关部门及人员也开始探究如何通过有效的措施,达到节能环保的目的,经由充分发挥节能绿色环保技术实效性的方式,有助于促使市政工程创造出更多的经济和社会效益,对于更好地保护周边环境,优化工程整体经济性均存在积极影响。 1节能绿色环保技术的价值和要求 根据我国的工程施工相关管理规定,要求市政工程施工的过程中必须严格按照工程的设计要求和规划内容,并制定相应的管理制度和体系,来对于相关的环保政策进行贯彻落实,从而有效地降低对于能源的浪费。节能绿色环保技术的出现,为实现节约型环保型社会提供了重要的保障。在保证市政工程质量的前提条件下,充分运用多种高科技技术来对于施工装备进行优化,从而逐步完善市政工程施工的管理结构,这对于社会的和谐发展有着重要的意义。从目前的情况来看,节能绿色环保技术已经在市政工程施工中发展成为了主流,并得到了多方面的重视和关注。通常情况下,市政工程施工中对于节能绿色环保技术的应用主要体现在节水、节电、扬尘控制和建材节约等方面,从而实现节约绿色环保的目的。因此,施工企业在市政工程施工的过程中,首先应根据施工图纸的特征以及建筑情况来制定相应的防范,从而确保节能绿色环保技术的有效性。其次,在施工的过程中要按照相应的流程来进行。不但要对质量进行保障,同时也要对施工的周期进行严格控制。最后,对于施工人员要实施相关的技术考核,同时也要做好相关的培训工作,为市政工程施工的质量和安全打下良好的基础。另外,在进行建筑材料采购的过程中,应根据工程实际情况来实施节能建筑材料的购买,不但要做好采购记录,同时也要对采购资料进行检验和查看,必要时应对其进行实验,从而确保建筑材料的质量能够满足市政工程施工的要求。 2技术优势分析 其一,有助于推动市政工程可持续发展,通过有效发挥该技术实效性的方式,可大幅降低各类资源浪费问题产生几率,减少建筑的具体施工时间以及总体成本投入,进而能够创造出更多的社会及经济效益。其二,有助于优化工程质量。城市化进程不断推进的同时,市政工程规模也开始逐渐趋于扩大化,在具体施工期间实现对节能绿色环保技术的有效应用,既可以实现有效确保施工质量的目的,且有助于促进整体的成本控制质量提升,降低各类能源、资源的多余消耗,进而实现对施工整体效果的优化。具体施工期间,经由有效控制污染材料使用,通过各类环保、节能手段、材料的应用,实现对施工材料有效控制等方式,不仅能够实现对周边自然环境的有效保护,且能够实现对现场施工环境的优化,对于更好地维护施工人员健康及施工质量均存在积极影响[1]。 3在市政工程施工中的具体应用 3.1建材节约技术 节能绿色环保技术是为了迎合时代发展需求,产生的新型技术之一,对技术科学性的要求相对较高。具体应用过程中,需完全依照建筑节能基础性要求和原则,针对所应用的各类建筑材料开展合理优化,进而实现建材节约的目标。如,针对市政工程深基坑施工来讲,可考量在对传统技术加以优化和改良后,对其开展二次应用,既可从大幅降低建材的实际应用量,也可以有效避免更多的环境污染问题产生。此外,在进行建材采购相关操作的过程中,应明确市政工程施工目标及相关要求,重视分析和比对各类建材的性能、质量等,同时,结合工程现实情况科学开展节能材料的选购操作,并应注重对材料的规格等进行详细的记录,以保证所采购的各类建材均可以满足规定要求[2]。 3.2扬尘控制技术 通常来讲,针对市政工程来讲,具体施工期间,形成的扬尘危害较为严重。所以,站在施工企业角度,有必要积极探寻有效的积极措施,有效降低扬尘的产生及其造成的不良影响。结合相关实践分析,多数企业在施工期间都会涉及到扬尘控制技术的应用,但基于总体的应用效果,并没有达到十分理想的程度。究其原因,多数施工人员尚未树立起优良的节能环保意识,也并未实现理念的优化。一般来讲,在具体开展技术应用相关操作的过程中,应重点关注如下内容。其一,需要针对建材运输期间产生扬尘开展有效控制,一般可通过绑扎或覆盖等方法,抑制扬尘的形成,同时,也需重视尽可能的防止运输期间出现材料外泄等问题,由此,在实际开展建材装载相关操作时,应重视开展对应的密封工作。其二,建材运输相关操作完成以后,运输车辆的底部会附着一些砂土类的材料(如图1),会再次导致扬尘污染产生。所以,在技术运输以后,需要彻底的清洗车辆,以保证其底部不会存在砂土材料附着。其三,具体施工期间,还需要对运输材料的通道开展科学地设计,保证相应通道能够和施工的目标间存在合理的间距。 3.3节电节水技术 市政工程施工通常会伴随大量的电能消耗,所以,和其他成本对比而言,需要更多的资金成本作为支撑。倘若可通过一些手段实现对具体施工阶段消耗电能的有效控制,势必能够大幅降低相关资金成本的投入。现下很多市政工程,在具体施工过程中,都会应用到节电技术,例如,利用节能灯取代白炽灯,并设置相应的节能装置。此外,在操控中心内部设置漏电保护装置。这些手段均可以实现达到有效节约电能的效果。市政工程对水资源的需求相对较高,现场施工开展过程中,出现水资源浪费问题的可能性也相对较高。具体施工期间,应用到的水资源多为政府常规用水,其中水资源需求较大的施工环节为混凝土预制,针对相关施工开展有效的水资源控制与节约十分重要,可对工程水资源浪费情况产生直接影响。针对各环节施工来讲,想要实现对水资源的有效控制,需要对如下几点加以重点考量。其一,充分发挥节能绿色环保技术实效性,实现对水资源的合理化控制及应用,积极采取多种有效手段,实现对水资源的二次、循环利用。其二,科学设置工程各阶段施工规划,针对各环节施工期间的实际用水量开展准确预算,并需要结合工程现实状况,科学计算和设计对水资源的使用,只有如此,才可以促使节水技术的实效性良好的发挥出来。具体施工期间,尤其是针对混凝土养护相关工作,可考量在用草袋覆盖的基础上进行喷水的形式,实现对水资源的节约,不仅有助于提升施工环保性和经济性,且可以大幅减少水资源的浪费。 3.4可再生资源利用技术 建筑设计阶段,对可再生资源的使用加以充分考量,并将其和具体施工进行有效融合,对于推动市政工程可持续发展,减少整体成本投入均存在积极影响。结合市政工程特点,具体施工通常具有较大的能源消耗需求,所以,针对能源结构的科学规划,以能够实现再生的资源取代以往应用的无法实现再生的资源,促使相关资源的实际利用率大幅提升,推动节能技术的实效性发挥及未来发展,实现对城市环境的合理优化。积极、科学地应用可再生资源,有助于大幅降低各类施工污染问题产生的可能性。具体应用过程中,倘若相应施工区域的风能资源较为丰富,便可以考量应用风能发电技术(如图2),降低对不可再生能源的消耗;倘若相应区域光能资源较为丰富,则可通过太阳能设施设备建设、应用等方式,实现节能目的。如可通过太阳能发电等方式,实现对天然气的节约,不仅可满足人们日常应用需求,且有助于更好的保护环境。上述能源的应用既符合节能绿色环保技术需求,对于减少资金成本、更好地维护自然生态环境都存在积极影响[3]。 3.5噪声控制技术 具体施工阶段,会导致多种形式的噪声污染问题产生,具体可通过封闭式施工的方式进行控制,避免噪声不良影响进一步扩大。同时,也可以应用日间施工、夜晚停工的方式,可大幅降低施工噪声对人们日常生活及工作的不良影响。也可以通过选用低噪音、静音施工设备和器械的方式,从源头杜绝噪声的形成,并引导和要求各施工人员根据规定标准和要求开展设备应用,以降低一些无法规避的噪音对相关人员和建筑造成的不良影响甚至危害。站在建材选择的层面加以考量,尽可能地应用一些无需现场安装和制作的建筑材料,有助于降低相关噪声污染问题产生可能性。 4结论 综上所述,传统市政工程施工过程中,涉及到的污染问题较多,不论是对周边自然环境还是人们生活来讲,均造成难以忽视的影响。由此,应将节能绿色环保技术和具体施工进行有效结合,实现建筑节能、环保,并在绿色施工的基础上,保证工程的经济性、环保性以及整体质量,对推动市政工程可持续发展有着积极的影响。 参考文献 [1]张文超.BIM技术在市政工程造价全过程管理中的应用研究[J].低碳世界,2020,10(6):202-203. [2]米秋东.浅谈基于绿色施工管理理念下如何创新市政工程施工管理[J].城市建设理论研究(电子版),2019(31):16. [3]张秀涛.关于市政工程施工管理中环保型施工措施的应用[J].工程建设与设计,2019(2):86-87. [4]吴怡林.小议土木工程施工中节能环保技术[J].建筑工程技术与设计,2019(22):3353. [5]杨保宇.土木工程施工中节能绿色环保技术研究[J].砖瓦,2020(4):68-69+71. [6]张勇.市政工程施工中节能绿色环保技术探析[J].绿色环保建材,2020(3):19-20. [7]张仲秋.市政工程施工中节能绿色环保技术探析[J].建材与装饰,2020(4):34-35. 作者:陈倩 单位:青岛百顺通市政工程有限公司
电气自动化控制设备,能够自主完成计划和程序中设定的产品操作、控制和监控工作,可以提升生产的效率和质量,提高运行的经济性,改善工作和生产条件。在电气自动化控制设备运行过程中,设备的可靠性作为运行的重点基础,能够对设备的运行效果产生影响。 1电气自动化控制设备的可靠性测试方法 在电气自动化控制设备可靠性测试方面,可以利用试验室测试法、现场测试法和保证测试法。试验室测试法能够有效模拟各种生产和工作环境,将多种影响可靠性的因素进行试验,并提供全面、多样的试验结果,并按照设备运行的实际条件和状况,选择合适的运行管理和维护方式。现场测试法主要是在现场对设备进行检测,并对检测结果进行分析和处理,具有测试成本低、测试成果准确的特点,能够使测试的结果更加贴近设备的真实运行情况。保证测试法是在电气自动化控制设备还未出厂时进行的测试方式,可以有效排查设备的早期故障,减少设备在运行过程中的失效率。 2加强电气自动化控制设备可靠性研究的重要性 电气自动化控制设备自身、工作环境和人为因素,是影响电气自动化控制设备可靠性的重要因素。设备自身零部件和元器件质量,能够影响设备运行的质量,要掌握全面、详细的设备参数信息,根据其实际情况进行合理的设计,才能够发挥电气自动化控制设备的优势和作用。加强对设备运行环境的防护和调节,避免电磁干扰、高温潮湿等因素的影响,保证电气自动化控制设备运行的性能,全面提高设备的运行的可靠性和稳定性。 3提高电气自动化控制设备可靠性的措施 3.1加强电气自动化控制技术培训 要提高对电气自动化控制设备可靠性的重视程度,加强电气自动化控制设备的有效管理、养护和维修,全面提升设备管理人员和操作人员的综合素质。加强对设备管理人员和操作人员的岗前培训,提高工作人员水平,针对电气自动化控制设备的管理和维护基础理论知识,以及常见故障和维护对策,进行具有针对性和导向性的培训。加强对实际操作的培训和指导,丰富工作人员的实际操作经验,提升管理工作质量和效率,全面提高工作人员的综合素质,优化工作人员结构,有效实现电气自动化控制设备的可靠性。 3.2提高控制设备可靠性的设计质量 电气自动化控制设备的设计阶段,是提高控制设备整体可靠性的重要阶段。在产品的结构和类型上,要根据产品的生产规模和生产批量,在充分考虑产品形式和类型对经济效益的影响,全面、细化地分析设备的整体环节,避免任何环节的设计疏漏,产生对设备可靠性的影响。严格按照设备器件的技术要求,根据合理的资金成本方案,对设备的零部件进行设计,不仅能够降低设计和制造成本,还能够有效地提高设备零部件的质量,提升产品的使用性能和操作维修性能,全面提高电气自动化控制设备的可靠性。 3.3规范选取零部件和电子元器件 电气自动化控制设备中有着许多的零部件,这些零部件是实现和保证设备顺利运行的重要部分,因此在选取零部件时,要加强对产品规格的全面了解,严格筛选零部件的制造厂商,提高对零部件质量的管理和要求。这样不仅能够保障零部件的精度和性能,还能够提高设备维修和养护工作的质量。在电子元器件的选择上,要根据生产和工作的环境,按照技术条件和性能、设备生产和运行标准,以及故障维修和日常养护工作,对电子元器件的选择进行把控。重视电子设备的发热情况,明确温度对设备可靠性的影响,提高大功率电子元器件的散热性能。要加强对设备运行环境的防护和管理,降低设备运行环境的湿度,避免出现凝露现象,导致电气自动化控制设备的损坏,做好散热和除湿工作,建立完善的设备监控系统,及时处理设备运行时的问题,有效提高电气自动化控制设备的可靠性、稳定性和安全性。 4结束语 通过对电气自动化控制设备的了解和分析,结合电气自动化空着设备可靠性的研究和分析,提高控制设备的整体可靠性,针对工作环境的技术条件和性能进行电子元器件选择,实现电气自动化控制设备的优化,促进生产的效益和发展。
引言 随着当前科学技术快速发展,促使我国的信息技术得到长足发展,网络信息技术得到不断创新以及进步,一般而言,传统通讯模式已经难以满足当前人们现实需求,人们渴望更加发达以及先进通讯方式。其中,以计算机技术为载体的通信方式逐渐融入到现实生活,人们对于通信传输技术提出更高的要求,光钎技术以及无线电子技术的快速发展是时代趋势,电子通信技术运用在整个智能电网当中,不但可以促使通信技术质量以及水平得到有效提升,而且可以促使智能电网和通信技术相互融合,进而带动智能电网技术的健康、稳定发展。 一、电力通信技术在当前电力新能源领域应用 分析当前我国资源情况,虽然资源较多,但是,由于生产以及社会发展需要,总的来说比较紧张,自然界能源主要可以划分为可再生能源以及不可再生能源。…针对于目前电网系统而言,就应当促使可再生资源得到更为充分的利用,实现循环利用,避免资源过分浪费,提升电力系统节能性,从而切实保障当前国内电网系统稳定以及正常、健康运行,对于系统而言,为了节约能源,应当对于自然界当中新资源进行充分利用,电力通信技术应当对于新能源进行充分控制,这样就可以促使新能源根据企业的实际情况发挥重要作用。 二、电力通信技术在当前配电系统领域的应用 随着我国科学技术快速发展,当前电网系统日益智能化以及现代化,在智能电网当中,通信技术也得到较大的发展。其中,在当前智能电网系统当中,配电系统需要引起高度重视,配电网是指配电网络,具备诸多的特点,包括了灵活性、可靠性以及高效性等。电力企业为了保障智能电网稳定性,也为了保障电网储能的相关要求,就应当保障配电网可靠性以及安全性,运用相关电力通信技术对于配电网可能存在的故障进行检测,及时发现问题,这样可以促使智能电网进一步优化以及更具备兼容性,保障配电系统在实际运行当中可以符合满足智能电网企业要求,与此同时,将电力通信技术应用在配电方面,也有助于电力行业实现可持续、健康发展。 三、电力通信技术在当前变电领域方面的应用 如今电网日益智能化情况下,需要保障智能电网稳定运行,变电领域当中电力通信技术可以发挥出重要作用。通常来讲,电力系统终端往往是多种自动化的设备相互构造而成,对于企业而言为了对于整体智能化电网进行有效和科学智能化控制,电网系统当中就应当安装相关数据监控设备,这样就可以及时将智能变电站运行状态进行掌握和控制,从而有效避免变电站在进行自动化控制过程当中出现某些安全事故,造成不必要的问题以及麻烦。根据目前阶段变电站情况进行分析,智能化变电站主要是依托传感技术、信息技术以及控制技术,对于设备进行统一控制,采取这样的方式就可以促使监控设备获取及时检测信息以及数据,并将数据反馈到集控中心,从而通过集控中心根据变电站运行情况做出合适的调节指令,这对于保障智能变电站的稳定性以及安全性都有着重要作用。 四、结语 综上所述,智能电网进行建设以及完善过程当中,电力通信属于其中比较重要的一个部分,也是电网建设重要基础。电力通信技术能够促使电网更加稳定以及安全运行,与此同时,在某种程度上对于智能电网建设情况产生重大影响,工作人员应当对于电力通信形成正确认识,平时的工作当中应当不断培养以及发展专业人才,通过人才优势对于当前的电力通信技术进行发展和创新。另外,智能电网在进行建设过程当中需要电力通信技术提供必要支持,电力通信是促进电网完善的重要保障,因此,相关工作人员促使电力通信和智能电网相互融合,对于完善智能电网是一个良好的发展途径,有利于电力行业的健康、稳定发展,促进电网系统日益完善,提升电力企业的经济效益以及市场竞争力。
电力系统自动化论文:也谈电力系统中电气自动化技术的应用 1计算机技术在电力系统自动化应用 计算机控制技术在电力系统中起到了至关重要的作用。这是由于随着计算机技术的飞速发展,电力系统中用电等重要环节以及输电、发电、配电、变电环节都需要计算机技术的支撑,这样就会使得电力系统自动化技术同时得到了快速地发展。 智能电网技术的应用 信息管理系统作为计算机技术中应用最为广泛的技术之一,电力系统自动化技术与计算机技术结合所形成针对整个全局进行智能控制的技术,也就是智能电网技术,是一个最具典型性的技术,涵盖了配电、输变电和用户以及调度、发电的各个环节。其中变电站自动化系统、稳定控制系统等被广泛应用到计算机技术的系统中,同时一样的还有诸如调度柔性交流输电以及自动化系统等。目前这种数字化电网建设,一定程度上可以说是智能电网的雏形,实际上也为我国建设智能电网做着准备工作。智能电网中较为典型的有智能电网的通信技术,同时在建设的过程中需要很多依托计算机的技术,需要具备实时性、双向性、可靠性的特征,需要先进的现代网络通信技术的应用,而且该系统也是完全依托计算机技术而存在的,同时具有信息管理系统。 变电站自动化技术的应用 可以说,变电站的自动化的实现又是依托计算机技术的发展实现的,要实现电力生产的现代化,一个不可缺少的、重要的环节就是实现变电站的自动化。变电站依赖计算机技术实现自动化,在实现的过程中计算机也得到了充分利用,二次设备也随之实现集成化、网络化、数字化,完全是采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆。变电站实现自动化,实现计算机屏幕化以及运行管理和记录统计实现自动化,另外两个组成部分是操纵以及监视,变电站的整体自动化才得以实现,正是如此多的组成部分实现了计算机的自动化管理。为了联系发电厂与电力用户,变电站以及与之相关的输配电线路必不可少。变电站自动化的实现,不仅组成电网调度自动化的一个重要组成部分,更是为了满足变电站的运行操作任务。 电网调度自动化的应用 电网调度自动化是电力系统自动化中最主要的组成部分,目前我国将电网调度自动化分为五级,其中各级电网的自动化调度都是与计算机技术的应用分不开的,从高到低分别是:国家电网、大区、省级、地区以及县级调度。其中最重要的组成部分就是电网调度控制中心的计算机网络系统,这些装置在计算机系统的连结下形成一个自动化的电网调度系统,将整个的结合起来。其他的主要组成部分有工作站、服务器、变电站终端设备、调度范围内的发电场、大屏蔽显示器、打印设备。计算机在电网调度自动化的作用不仅要实现对电网运行安全分析的监控,还要实现实时数据的采集,更要实现电力系统的电力负荷预测以及状态估计等功能。因此种种这些,都是通过电力系统专用广域网连结的测量控制以及下级电网调度控制中心等装置。 2电力系统自动化中plc技术的应用 plc是计算机技术与继电接触控制技术相互结合的产物,其存储器采用了可编程序以实现在其内部存储进行控制、运算、记录等操作指令。该技术是为了在工业环境下使用而设计的一种可编程逻辑控制器系统。该技术近年来被广泛应用于电力系统自动化中,解决了传统控制系统内可靠性低、接线复杂、灵活性较差以及耗能高等缺点。 plc技术的数据处理 plc可以完成数据的采集、分析及处理,具有排序、查表、数学运算、数据转换、数据传送以及位操作等功能。这些数据可以利用通信功能传送到别的智能装置,可以完成一定的控制操作,与存储在存储器中的参考值比较,也或将它们打印制表。数据可用于过程控制系统,也可以处理一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统。 plc技术的闭环过程控制 并过程控制是指对压力、温度、流量等连续变化的模拟量的闭环控制,plc通过模拟量i/o模块对模拟量进行闭环pid控制,并且实现数字量与模拟量之间的d/a、a/d转换。可使用专用的pid模块,也可用pid子程序来实现。 plc技术的开关量控制 火力发电系统内的辅助系统的工艺流程的控制多为顺序控制和开关量控制两种。用许多行业也应用到plc进行开关量控制,如机床电气控制、电机控制以及电梯运行控制、汽车装配线和啤酒灌装生产线等。plc技术的输出和输入信号都是通/断的开关信号。工业控制中应用最多的控制是开关量的逻辑控制。控制的输出、输入点数均可通过扩展实现,从十几个到成千上万个点,不受限制。 plc技术的顺序控制 随着国家对节能减排要求的逐步提高以及改革的深入,近年来大型火电企业的辅助系统均已由原来的继电控制器升级成plc控制系统,该行业在生产过程中降低资源损耗和提高效益,已成为各企业的管理最终目标。因此随着科技的进步,各电厂对类似企业辅助车间的自动控制水平也提出了更高的要求,而采用plc控制系统不仅可以通过信息模块单独控制某个工艺流程,并且可以与通信总线连接来协调全厂生产工作。 电力系统自动化论文: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。 电力系统自动化论文:对于电力系统中配网自动化技术探讨 论文摘要:配电网自动化是运用计算机技术、自动控制技术、电子技术、通信技术及新的高性能的配电设备等技术手段,对配电网进行离线与在线的智能化监控管理,使配电网始终处于安全、可靠、优质、经济、高效的最优运行状态。配网自动化是提高供电可靠性和供电质量、扩大供电能力、实现配电网高效经济运行的重要手段,也是实现智能电网的重要基础之一。通过对配网自动化技术现状的分析,找出目前电网中配网自动化技术存在的问题,最后研究了未来配网自动化技术的发展趋势。 论文关键词:电力系统;配网自动化;通信技术 一、配网自动化的发展历程 我国配电自动化的发展大致经历了三个阶段,第一个阶段是自动化阶段,它的主要原理是不同的自动化开关设备相互支持;第二个阶段是计算机阶段,它主要基于计算机大规模云计算处理相关的配网问题;第三个阶段是使用现代控制理论支持的现代自动化阶段。 在配网自动化的第一个阶段里,主要的思路是当系统发生故障时,通过断路器等二次继保设备之间的相互配合,快速切除故障,不需要计算机介入进行实时控制,在这一阶段里使用的设备主要是二次物理设备。但是,在这一阶段里,受电源和继保装置的影响,自动化程度非常低。在这一阶段,当在系统正常运行时,不能实时侦测系统的运行状态,仅当系统发生故障时,二次设备才能发挥作用;当系统的运行方式发生变化后,需要工作人员重新到现场进行整定计算;恢复事故区域供电时,不能自动采取最优化措施;在事故恢复阶段,需采用多次重合闸,以保证系统的正常运行,但是,这种方法对系统设备的损伤很大。目前,这些设备在我国大部分地区仍在使用。 基于大规模计算机云计算的配网自动化技术是发展的第二阶段,在这一阶段里,对电力通信的要求较高,主要运用了现代通信技术、计算机技术和电力电子技术,在配电网正常运行时也能监视电网运行状况,真正意义上实现了遥信、遥测、遥控、遥调功能。在故障时,能够通过监控设备及时发现非正常状态,并由调度员通过遥控远方设备,隔离故障区域和恢复健全区域供电。 具有自动控制功能的现代配电自动化阶段,是进入配电自动化发展的第三阶段,计算机技术得到更好的应用,实现了配电网自动控制功能。集成了配电网scada系统、配电地理信息系统、馈线自动化、变电站自动化、需求侧管理、调度员仿真调度、故障呼叫服务系统和工作管理等一体化的综合自动化系统,初步实现了馈线分段开关遥控、电容器组调节控制、用户负荷控制和远方自动抄表等功能。 面对世界电力积极开展智能电网研究的新动向,借鉴欧美等国家和地区的先进经验和技术理论,国家电网公司结合我国国情和能源供应,用电服务的新需求,于特高压输电国际会议上正式提出了立足自主创新,建设以特高压为骨干网架,各级电网协调发展,以信息化、自动化、互动化为特征的坚强配电网的发展目标,从而拉开了我国配电网研究和建设实施的序幕。 二、配网自动化技术存在的问题 1.功能设计单一 提高供电可靠率,是配电网自动化功能设计的传统思路。但电力可靠性中心简报数据表明,现阶段影响供电可靠性的主要是例行检测时配电网停电,这一阶段停电时间远大于由于配电网故障导致的停电。不断提高配网管理水平,大大减少例行检测的停电时间和次数,是发展配电网自动化技术的一个重要方面。 2.出现在配电网里的孤岛情况 在现阶段,不同的电力企业里,资源的种类多,各种资源难以整合到一起。部门内部信息共享能力差,企业部门之间的信息更是难以交流,这进一步导致了配电网管理出现紊乱,分析数据局部冗余。这种现象的出现,使得系统难以经济、安全运行。 3.新设备的出现对系统影响较大 在设备资产管理中缺乏整体考虑和长远考虑,盲目追求最新的设备,不注重系统整体运行情况,造成新老设备难以整合到一起,从而无法达到整体最优的效果。 4.在结构设计里不能统一设计 在配电系统实际运行时,往往出现主控方与受控方的信息不相关,网络传输能力不够,一次设备过老,导致新老设备不匹配。特别是将先进的二次设备和老旧的一次设备整合到一起,造成系统无法正常运行,严重影响配网自动化功能的实现和管理的优化。 5.管理体制中出现的弊端 配电自动化技术主要覆盖生产、营销两大专业,传统管理方式单纯强调垂直专业管理,而没有条块结合分工协作的保证措施。同时,在功能设计过程中,还存在重系统、轻客户管理,重形式轻实效的思维定式,导致技术缺失和管理漏洞,使得配电自动化技术无法满足现代电力系统的要求。 6.当前与长远的衔接问题 配电自动化技术涉及面广,投资额大,既要考虑企业未来发展需要,又要着眼于现有系统的充分利用,因此,电力企业应从技术,管理上采取措施,为配电自动化系统扩容及其功能完善做好准备。在实际生产中,应该开发和利用可扩展的管理系统模块和功能扩展性强的先进设备;而在管理过程中,更要摈弃传统的只注重当前利益而忽视长远利益的做法,应提倡资产全寿命周期管理的理念,解决当前和长远利益权衡问题。 三、配网自动化技术未来的发展趋势 随着科技的发展,配电网自动化展现出配电系统的智能化、自动化,信息化和互动化的新特征。配电自动化技术的未来发展趋势体现在以下七个方面。 1.配网自动化的综合型受控端 新型综合受控端基于高速scada系统,可以实现电网信息的快速采集和信号的综合处理,并且大大减少了受控端的数量,从而使系统的规模得到简化。这种受控端不仅具有以往终端所具有的功能,还可以实时监测系统的潮流分布、电压情况、系统是否产生震荡、频率是否满足要求等,将这些信息传递给主控方,供进一步分析使用。同时,这些受控端之间还可以进行相互通信,进一步提高数据的精确程度。 2.配电线路载波通信技术和基于因特网的ip通信技术 通信系统一直是配电网自动化的难点之一。在10kv及以下的配电系统里,由于受控端数目多,对通信的要求也显著提高。因此,如果要实现系统潮流实时监测、频率控制等需求,稳定的大容量的高速载波通信系统是必备的。该系统不仅可以满足上述需求,还可以为客户提供更多的生活服务,如电力线上网等。另外,光纤通信具有容量大、可靠性高、传输速率高等优点,已成为主流通信系统的首选。随着成本的降低,采用光纤通信作为配电系统自动化的主干通信网已得到普遍共识。随着通信技术的进步,基于城市光纤网的ip通信技术充分利用了光纤通信技术抗干扰能力强、误码率低、传递快速和ip通信方式的通用兼容性接口等优越性,可望成为智能配电网自动化系统的前沿通信技术。 3.定制电力技术 定制电力技术是柔性配电系统的实际应用,它将智能电网技术、柔性送电技术、云计算技术等高科技技术用于中低压配电网,用以消除谐波,防止电压闪变,保证各相对称,提高供电可靠性和经济性。主要由电压稳定器、快速无功补偿器、频率检测器、高速断路器等设备组成。当系统出现突然增大负荷或者瞬间丢失大负荷时,该技术可以瞬间发现系统的变化,并满足极限情况下系统的稳定,该技术应用于配网自动化中,可以实现系统实时优化,满足高层次用户的需求。 4.新型fa系统 新型的fa系统主要的思路是实现分布式电源,即根据不同的负荷就地提供合适的电源,减小线路传输的损耗,提高能量利用率。根据国家电网制订的未来发展方案,未来我国将把输配电系统分离,并在用户端设立电网提供者的信息,用户可以根据实时电价选择供电方。新型fa系统应用于配网自动化中也存在许多困难,主要有:分布式电源位置不确定,配网的运行方式多变,从而导致二次设备难以满足要求。 5.配电系统的集中化管理 在以往的配网系统中,用户是分散的,系统被迫分离为多岛,多岛之间功能相似,但系统难以交流,通道不可共享。集中化管理的配电系统,可以利用先进的通信网络将配电网控制中心与系统多岛连接在一起。比如,将scada系统与配网控制中心通过接口连接起来,形成一个多级系统。实现该系统的应用,最好的方法是最大限度利用用户原有的软硬件资源,保护用户的投资,实现实用化管理和多厂家产品共享的原则。 6.优化的系统配电网运行 随着社会的发展和电力企业体制改革的推进,国家电网也逐渐以经济效益作为一个阶段性目标。这要求供电企业要不断分析电网的运行状态,提出最优潮流的方案,即按照状态估计、潮流计算、最优潮流控制来对系统进行优化,在保证可靠性的同时提高系统的经济性。配网要在运行中提高经济效益,还应当优化系统的网络结构,尽量保证二次设备“不误动,不据动”,防止因系统突发事件导致巨大的经济损失。 7.信息一体化的配电网络 信息一体化是未来社会的发展趋势,配电网不是一个单独的部分,而是电力系统的一个重要的组成部分。在未来的发展中,配电网络要更多的考虑电力系统这个整体的重要信息,而不是单单关注配电网区域的信息。信息一体化的配电网系统需要满足信息实时搜索机制,支持公共信息模型等国际电工信息传输标准,实现智能化的配电系统,满足电力设备的二次网络安全方案。 电力系统综合自动化阐述 【摘要】电力系统综合自动化是上世纪中后期提出的一个概念,它包含的内容比较广泛,其主要目标就是要实现电力从生产到供应的时效最短化、安全最大化和运行成本最小化,本文就电力系统综合自动化的一些基础性知问题予以阐述。 【关键词】电力系统 综合自动化 控制系统 一、引言 2008年春节来临之时,我国南方遇到了半世纪未遇的特大雨雪冰冻天气,南方电网设施遭受到了毁灭性打击,一时间造成列车停运和较大部地区供电中断,使南方电网遭受了前所未有的重大考验。这次灾害留给我们的教训是深重的。电力系统自动化和 现代 化 发展 的水平,一定程度上影响着电力设施的稳定和安全。本文意在电力系统综合自动化发展状况和未来发展趋势作简要阐述。 二、电力系统综合自动化相关方面的解析 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。电力系统综合自动化主要包括电网调度自动化、发电厂自动化(包火力和水力发电厂)、电力系统信息自动 传输、电力系统反事故自动化、供电系统自动化以及电力 工业 管理系统的自动化。其实质就是如何使电力在生产—传输—用户过程中实行有效自动化控制,从而实现电力供应的迅捷、损耗的最小和安全可靠。 图1三层控制系统模型电力系统综合自动化基本工作流程是,在相对的中心地带的调控中心装置现代化的计算机,以此向四周辐射网络系统,围绕这一中心的发电厂、变电站之间则设置信息服务和反馈的远方监视控制装置,并时时进行监控,从而形成了一个立体化的网络覆盖面,形成全面的畅通的信息传达和指令传输。中心计算机负责总体调控,而相关的监控设备则主要负责诸如设备操作和事故内容的记录、编制各种报表的记录处理、系统异常事故的自动恢复操作和常规操作的自动化等。在此基础上,形成以控制部件为中心,通过计算机和计算机的结合,以及终端硬件装置与控制计算机的结合,运用各种软件实现控制范围的扩大和自动化程度的深化。电力系统综合自动化采用的是分层控制的操作的方式,即在调度所、控制所和发电厂、变电站的各组织分层间,按所管辖功能范围分担和综合协调控制功能,以达到系统合理 经济 可靠运行目的的控制系统。当前,分层控制依据电力系统的大小一般分为二层和三层控制。具体情况如下图1和图2。 图2二层控制系统模型中央控制所相当于一个中枢神经,负责总体性的控制。主要是负荷-频率控制,主干系统的电压控制,发电厂、变电站的监视系统,系统安全监视控制,调度记录统计,发电计划系统构成。配有cpu(控制用计算机)、cdt(循环数字遥测)、tc(远方监视控制装置)、ssc(系统稳定控制装置)、vqc(电压-无功率控制装置)。中央控制所得主要功能就是维持整个系统的有效运行和设备的完整性。而中央控制所的下行任务则需要由地方控制所来完成,从而形成一个上下联动的完整系统。地方控制所主要功能是对发电厂、变电所进行有效监控。对地方系统的电压控制、安全监视、水工调度、运行记录、报告和通报发电计划与系统构成计划等等,除发电厂无功功率控制装置不配备外,其他设备功能基本与中央控制所相同,在此不一一赘述。 中央和地方控制所实际上是调度自动化的主要内容,其主要作用就是对电网安全运行进行时时监控、对电网实行有效的 经济 调度以及对电网运行安全分析和事故处理。这些功能的实现必须有 计算 机系统和数据信息传输 网络 为基础的数据采集与监控(scada),配以自动发电控制(agc),经济调度控制(edc),安全分析(sa)等等软件来实施。 图3配电所数字型保护控制装置电力系统综合自动化对变电站保护和控制也提出了更高的要求,它必须要具有集中控制功能和有先进的继电保护和控制,并能远距离控制、抗电磁干扰;有事件记录;可无人值班;能适应全系统统一控制的需要;满足分期建设的要求。配置的基本原则体现在:分层;数据分快、中、慢速传递;保护系统通信高度优先,但不经常占用;保护具有独立工作能力;功能处理器配置成群;数据采集装置设在开关站内;数据采集装置的数量和地点应具有灵活性;备用方式的选择具有灵活性。配电变电所数字型保护控制装置构成如上图3。 城乡配电网的实现较为复杂。在实现主网、发电厂、变电所自动化的同时,国外先进的电力部门已开始用先进的配电设备装备配电系统,组成配电scada系统,通过光纤等通信手段控制监测城乡的配电,例如配电系统的电压电流监测、控制自动重合器、启动分路开关等。电力系统综合自动化实施的一个至关重要的手段是:数据性信息的传输必须有一个可靠的调度通信网,传输电力生产过程中的安全监测数据,生产调度数据、远动数据及行政、财务、供应及计划管理数据等。电力系统综合自动化中的信息传递主要分为从上至下和从下至上两种方式。从上至下的信息传递一般称为下行信息传递,主要是从各级控制所下达到发电厂、变电站的指令和操作信息,从下至上的信息传递一般称为上行信息传递,就是传达判断、处理所需信息。 三、我国电力系统综合自动化的 发展 方向 我国电力系统综合自动化的发展方向就是全面建立dms系统,通过dms系统,一,可以提高电气综合管理水平,适应 现代 电力系统技术发展的需要;二,使电气设备保护控制得到优化,消除大面积停电故障,提高供电系统的可靠性;三,能够建立快速电气事故处理机制,使故障停电时间减到最短,对生产装置的影响也可以大大降低;管理人员可以随时掌握整个电力系统运行情况以及电流。电压、电量、功率等各种运行参数,实现电力平衡、负荷监控、精确计量和节约用电等多种功能;四,改变了现行的运行操作及变电值班模式,实现了真正意义的无人值守变电站管理方式,达到大幅度减员增效的目的。 四、对电力系统综合自动化的几点思考 电力系统综合自动化是一个集传统技术改造与现代技术进步于一体的技术总体推进过程。虽然,当前电力系统的综合自动化已经进入以计算机技术和监控技术开发为主要标志内的阶段,但对于我国这样一个电力需求大、电网建设复杂而电力系统综合自动化改革开始较晚的国家来说,在追赶先进技术的同时,还必须要注重对传统技术和设备的改进,只有这样才能保证电力系统综合自动化的早日全面实现。 电力系统自动化论文:电力系统自动化发展趋势及新技术的应用 [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(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。 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的核心装置之一——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装置的各种核心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。 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:浅论电力系统配电网自动化的应用 论文关键词:电力系统;配电网;自动化;应用 论文摘要:本文分析了电力系统配电网自动化的实施目的、实施原则及自动化模式方案,以加快配电网自动化的发展,提高配电网供电的可靠性。 我国电力系统自动化在发电厂、变电站、高压网络、电力调度等方面都有较好的发展和应用,但是在配电网络方面还较为滞后,这是由于我国电力建设资金短缺,长期以来侧重电源和大电网建设的缘故,使配电网络技术发展受到严重的影响。设备落后、不安全的因素较多等状况,造成了配电网用电质量及供电可靠性方面较难满足要求。近几年来,随着电力事业的发展,各种新电器广泛应用于生活、生产,给人类带来了巨大的便利,但同时,也使人类社会对电的依赖日益加深。电力作为一种商品进入市场,配电网供电可靠性已是电力经营者必须考虑的主要问题。国家电力公司为规范电力公司的运作,真正体现服务人民的企业宗旨,对电能质量提出了较高的要求,尤其对供电可靠性制定了明文规定:一般城市地区为99.96%,使每户年平均停电时间不大于3.5h;重要城市中心区应达99.99%,每户年平均停电时间不大于53min。对照这一标准,我们还有很大差距。因此加快配电网自动化的建设与应用,是提高配电网供电可靠性的一个关键环节,也是实现上述目标的重要内容。 城市配电自动化的内容是对城域所辖的全部柱上开关、开闭所、配电变压器进行监控和协调,既要有实现ftu的三遥功能,又要具备对故障的识别和控制功能,从而配合配电自动化主站实现城区配电网运行中的工况监测、网络重构、优化运行。由此,配电自动化的系统结构应当是一个分层、分级、分布式的监控管理系统,应遵循开放系统的原则,按全分布式概念设计。按照一个城区全部实施设计,系统必须将变电站级作为一个完整的通信、控制分层;系统整体设计可分为配调中心层、变电站层、中压网层、低压网层。 一、配电自动化实施目的 配电自动化在我国的兴起主要是缘于城网改造工程。长期以来配电网建设不受重视,结构薄弱,供配电能力低。国家出台的城网改造政策,提出要积极稳步推进配电自动化。配电自动化实现的目标可以归结为:提高电网供电可靠性,切实提高电能质量,确保向用户不间断优质供电;提高城乡电力网整体供电能力;实现配电管理自动化,对多项管理过程提供信息支持,改善服务;提高管理水平和劳动生产率;减少运行维护费用和各种损耗,实现配电网经济运行;提高劳动生产率及服务质量,为电力市场改革打下良好的技术基础。 二、配电自动化的实施原则 配电自动化是整个电力系统与分散的用户直接相连的部分,电力作为商品的属性也集中体现在配电网这一层上,配点网自动化应面向用户并适应经济发展水平。日本在20世纪80年代,已完成了计算机系统与配电设备结合的配电自动化系统,主要城市的配电网络上投入运行,使得电网供电可靠性得到显著的提高,日本1996~1997年度平均每户停电0.1次,每次平均8 min,可靠性居全球之首。 1998年我国投巨资进行城乡电网改造。由于我国对电力是国家垄断经营,尚未真正实现电力市场化,各地发展很不平衡,因此配电自动化系统实施的目的必须适应终端用户的需求,而这种需求会因不同用户、因地、因行业而异随时变化。如果全面的实施配电自动化,应综合考虑,对于提高供电可靠性,应将它看作一个长期的市场行为。供电可靠性的提高是一个受多种因素制约、用多种手段有效协作后的结果,尤其依赖于系统管理水平的提高。故应将改造的重点转为采用各种综合手段提高供电质量,如采用不停电施工减少计划停电;开发应用配电自动化设备,实现远方监视、控制、协调,消除操作中人为因素可能导致的错误。供电企业在实施配电自动化时,也应首先研究客户长期的、变化的、潜在的需求,按现代的营销模式做市场调查、顾客群细分等,将配电自动化的实施同时作为整个电力营销策略中的环节之一;其次,量力而行,综合企业内已有的线路网络水平、调度自动化和变电站(开闭所)自动化水平、人员素质,制定实施的进度和规模。 三、配电网自动化模式方案 (一)变电站主断路器与馈线断路器配合方案 由变电站出线保护开关和馈线开关相配合,并由两个电源形成环网供电方案。也就是说优化配网结构,推行配电网“手拉手”,变电站出线保护开关具有多次重合功能,重合命令由微机控制,线路开关具有自动操作和遥控操作功能,通信及开关具有自动操作和遥控操作功能,通信及远动装置,事故信息、监控系统由微机一次完成。设备与线路故障由主站系统判断,确认故障范围后,发令使故障段开关断开。 (二)自动重合器方案 此方案是将两电源连接的环网分成有限段数,每段线路由相邻的两侧重合器作保护。故障时,由上一级重合器开断故障,尽可能避免由变电站断路器行分合。当任一段故障时,应使故障段两端重合器分断,对故障进行隔离,线路分支线故障由重合器与分断器动作次数相配合来切除。 (三)自动重合分段器方案 每段事故由自动重合分段器根据关合故障时间来判断。此方案在时间设置上,应保证变电站内断路器跳开后,线路断路器再延时断开。然后站内断路器进行重合,保证从电源侧向负荷侧送电,当再次合上故障点时,站内断路器再次跳开,同时故障点两侧线路断路器将故障段锁定断开,确保再次送电成功。 (四)馈线自动化模式 1、就地控制模式,即利用重合器加分断器的方式实现。 2、计算机集中监控模式,即设立控制中心,馈线上各个自动终端采集的信息通过一定的通信通道远传回主站。在有故障的情况下,由主站根据采集的故障信息进行分析判断,切除故障段并实施恢复供电的方案。 3、就地与远方监控混合模式,采用断路器(重合器),智能型负荷开关,并且各自动化开关具有远方通信能力。这种方案可以及时、准确地切除故障,恢复非故障段供电,同时还可以接受远方监控,配电网高度可以积极参与网络优化调整和非正常方式下的集中控制。 电力系统自动化论文:浅论电力系统自动化中智能技术的应用 [论文关键词]电力系统自动化 智能技术 [论文摘要]简单回顾模糊控制、神经网络控制、专家系统控制、线性最优控制、综合智能控制等典型智能技术在电力系统自动化中的运用。 电力系统是一个巨维数的典型动态大系统,它具有强非线性、时变性且参数不确切可知,并含有大量未建模动态部分。电力系统地域分布广阔,大部分元件具有延迟、磁滞、饱和等等复杂的物理特性,对这样的系统实现有效控制是极为困难的。另一方面,由于公众对新建高压线路的不满情绪日益增加,线路造价,特别是走廊使用权的费用日益昂贵等客观条件的限制,以及电力网的不断增大,使得人们对电力系统的控制提出了越来越高的要求。正是由于电力系统具有这样的特征,一些先进的控制手段不断地引入电力系统。本文回顾了模糊控制、神经网络控制、专家系统控制、线性最优控制、综合智能控制等五种典型智能技术在电力系统中的运用。 一、模糊控制 模糊方法使控制十分简单而易于掌握,所以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,但建立常规的数学模型,有时十分困难,而建立模糊关系模型十分简易,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。例如我们日常所用的电热炉、电风扇等电器。这里介绍斯洛文尼亚学者用模糊逻辑控制器改进常规恒温器的例子。电热炉一般用恒温器(thermostat)来保持几挡温度,以供烹饪者选用,如60,80,100,140℃。斯洛文尼亚现有的恒温器在100℃以下的灵敏度为±7℃,即控制器对±7℃以内的温度变化不反应;在100℃以上,灵敏度为±15℃。因此在实际应用中,有两个问题:①冷态启动时有一个越过恒温值的跃升现象;②在恒温应用中有围绕恒温摆动振荡的问题。改用模糊控制器后,这些现象基本上都没有了。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5组语言变量互相跨接来描述。因此输出量可以用一张二维的查询表来表示,即5×5=25条规则,每条规则为一个输出量,即控制量。应用这样一个简单的模糊控制器后,冷态加热时跃升超过恒温值的现象消失了,热态中围绕恒温值的摆动也没有了,还得到了节电的效果。在热态控制保持100℃的情况下,33min内,若用恒温器则耗电0.1530kw·h,若用模糊逻辑控制,则耗电0.1285kw·h,节电约16.3%,是一个不小的数目。在冷态加热情况下,若用恒温器加热,则能很快到达100℃,只耗电0.2144kw·h,若用模糊逻辑控制,达到100℃时需耗电0.2425kw·h。但恒温器振荡稳定到100℃的过程,耗电0.1719kw·h,而模糊逻辑控制略有微小的摆动,达到稳定值只耗电0.083kw·h。总计达100℃恒温的耗电量,恒温器需用0.3863kw·h,模糊逻辑控制需用0.3555kw·h,节电约15.7%。 二、神经网络控制 人工神经网络从1943年出现,经历了六、七十年代的研究低潮发展到现在,在模型结构、学习算法等方面取得了大量的研究成果。神经网络之所以受到人们的普遍关注,是由于它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。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。目前神经网络理论研究主要集中在神经网络模型及结构的研究、神经网络学习算法的研究、神经网络的硬件实现问题等。 三、专家系统控制 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;只采用了浅层知识而缺乏功能理解的深层适应;缺乏有效的学习机构,对付新情况的能力有限;知识库的验证困难;对复杂的问题缺少好的分析和组织工具等。因此,在开发专家系统方面应注意专家系统的代价/效益分析方法问题,专家系统软件的有效性和试验问题,知识获取问题,专家系统与其他常规计算工具相结合等问题。 四、线性最优控制 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。卢强等人提出了利用最优励磁控制手段提高远距离输电线路输电能力和改善动态品质的问题,取得了一系列重要的研究成果。该研究指出了在大型机组方面应直接利用最优励磁控制方式代替古典励磁方式。目前最优励磁控制的控制效果。另外,最优控制理论在水轮发电机制动电阻的最优时间控制方面也获得了成功的应用。电力系统线性最优控制器目前已在电力生产中获得了广泛的应用,发挥着重要的作用。但应当指出,由于这种控制器是针对电力系统的局部线性化模型来设计的,在强非线性的电力系统中对大干扰的控制效果不理想。 五、综合智能系统 综合智能控制一方面包含了智能控制与现代控制方法的结合, 如模糊变结构控制,自适应或自组织模糊控制,自适应神经网络控制,神经网络变结构控制等。另一方面包含了各种智能控制方法之间的交叉结合,对电力系统这样一个复杂的大系统来讲,综合智能控制更有巨大的应用潜力。现在,在电力系统中研究得较多的有神经网络与专家系统的结合,专家系统与模糊控制的结合,神经网络与模糊控制的结合,神经网络、模糊控制与自适应控制的结合等方面。神经网络适合于处理非结构化信息,而模糊系统对处理结构化的知识更有效。因此,模糊逻辑和人工神经网络的结合有良好的技术基础。这两种技术从不同角度服务于智能系统,人工神经网络主要应用在低层的计算方法上,模糊逻辑则用以处理非统计性的不确定性问题,是高层次(语义层或语言层)的推理,这两种技术正好起互补作用。神经网络把感知器送来的大量数据进行安排和解释,而模糊逻辑则提供应用和挖掘潜力的框架。因此将二者结合起来的研究成果较多。 除了上述方法,在电力系统中还应用了自适应控制、变结构控制、h∞鲁棒控制、微分几何控制等其它方法。总之,智能技术的广泛运用推动了电力系统的自动化进程。我们相信随着人们对各种智能控制理论研究的进一步深入,它们之间的联系也会更加紧密,相信利用各自优势而组成的综合智能控制系统会对电力系统起到更加重要的作用。 电力系统自动化论文:浅析电力系统信息管理自动化实现的途径与策略 论文关键词:电力系统 信息管理 自动化 实现 途径 策略 论文摘要:实践证明,在电力行业中实施信息化管理是其在市场经济条件下生存余发展的必由之路。随着我国电力体制改革不断的深入和电力市场逐渐形成,供电企业已经由原先让上级满意变成了让用户满意上来。本文,通过对电力系统管理现状的分析对其实现的途径和策略进行了探究,研究结果认为实现的途径和策略可以从政策和资金的投入、全员对其认识上提高和系统运用所需的知识学习三个方面上加以突破。 电力系统作为国家基础经济重要的一个环节,随着国内外环境的变化迅速发展,运用信息管理自动化建设对电力企业解决信息资源短缺与资源浪费之间的矛盾将成为必然。换句话讲,建立并拥有一整套先进的适合于电力系统自身需要的信息管理系统,已成为电力企业增强其市场竞争能力,实现信息化工作必然发展趋势。因此,对电力系统信息自动化实现的途径与策略探讨是一件非常有意义的事情。 一、电力系统管理的现状分析 电力行业是应用信息技术较早的行业之一,但限于当时的客观条件和人员素质,直至90年代初,仍处于一般应用水平,其信息化程度与客观需求和电子技术的迅猛发展,还存在着相当大的差距。但随着国家对其重视程度的提高,时至今日全国大部分省市级电力公司的信息管理系统已实用化,可以说信息化的管理模式已经基本形成。信息管理系统的运用虽然取得了一定的成效,但在应用效果上仍然感觉不是很理想,在不同地域、不同单位之间发展伤存在着不平衡性。尤其是一些县级电力企业的信息管理系统在开发和应用上处于相对滞后的位置。主要的问题体现在已经建立了信息管理系统在投入的资金所得到的回报并不明显。特别突出的问题就是管理规范上比较差,不能适应信息化建设的需求以及领导对信息化工作的不重视、管理方法不合理等。 另一方面,在信息化系统的运用过程中其系统本身也存在着一些问题。目前,较多的电力企业运用的信息管理系统(mis,manage—ment information system)是一个由人、计算机组成的能进行管理信息的收集、传递、储存、加工、维护和使用的系统管理管理模式。其主要作用就是将企业相对孤立、零碎的信息转变并形成成一个相对比较完整、有组织的信息系统,这样一来就彻底解决了信息存放的“冗余”问题,大大提高了信息的利用效率。可以说这个系统在一定的程度可以最大限度地利用现代计算机及网络通讯技术从而实现企业的信息管理。但是由于msi技术本身固有的缺陷,使得msi无法适应多变的管理环境。基于mis无法满足人们对于管理信息系统需求的情况下,统(dss,decisions support system)便随之研发出来。二者的区别主要是msi是实现对信息的收集、传递、储存、加工、维护和使用,而dss更主要的是针对某一类型的半结构化和非结构化决策问题,通过对数据的分析、建立模型、挖掘规则等方式,为管理者提供决策支持信息。随着系统的不断运用和相关漏洞的修复,数据仓库的综合决策支持系统最终形成。以至于后期的数据仓库、olap、数据挖掘灯相结合起来所形成的综合决策支持系统(远程自动抄表系统、基于抄表数据的综合决策支持)。 总之,随着科技的不断进步以及管理者理念和对系统的把握,电力系统的信息管理自动化呈现出良好的发展势头。但是,我们看到硬件的不断发展也要看到软件发展的不足,即管理自动化系统的实现途径和策略。 二、实现的途径与策略 网络技术的迅猛发展 ,给信息管理电自动化硬件的集成提供了技术支持和保障 ,提高了系统的可靠性与实用性我们知道,在进行的信息管理目的就是要将各种信息收集过来 ,然后进行分类、整理、抽取和融合 ,获取有用的信息 ,最终为应用服务。所以,对供电企业而言 ,信息融合的主要目标是从企业的实际需要出发 ,融入先进的系统思想 ,深入配电网管理各个环节 ,构建一体化解决方案 ,实现配电网的数字化运营 ,并将以更加先进、实用、成熟的服务回报广大用户。为此,有效的运用信息管理系统是实现最优化服务的主要手段。那么,如何才能更有效的在电力系统管理中实施信息管理自动化呢,笔者对其途径与策略有如下几点思考。 首先,政策和资金的投入是管理自动化实现的保障。随着技术不断的发展,管理自动化系统也越趋于庞大、复杂,要想能有效的运用必须根据电力企业的特点进行修正。这其中就需要投入大量的人力、财力。不仅如此,一套管理自动化系统的投入使用同样要付出高额的费用。这些都需要得到国家政策上支持和资金上的大力投入。因此,国家支持是保障电力系统管理自动化实现的首要成功要素。 其次,通过全员对其认识上提高以确保实施的有效性。笔者认为,好的管理系统需要管理者的接纳,如果管理者对其有抵触情绪,那么你再好的系统也只是一个摆设。所以,加强对其系统的充分认识,了解其对于提升我们工作效率的好处,从认识上使系统工作人员产生重视的态度。这里面尤其要值得一提的就是相关主管部门领导的重视,对系统的实施是非常重要的。 最后,提高全员系统运用知识学习以确保实施的能力。实践证明,在信息管理自动化系统的运用过程中需要我们管理者掌握一定的知识和技能,因此对系统的全员进行相关培训是非常必要的,也是促进系统有效运行的有效途径和手段。事实已经告诉我们,新时期的电力系统发展更需要对知识的储备和技能的掌握。 电力系统自动化论文:试析电力系统调度自动化 论文摘要:阐述了我国电网的现状、电力系统调度运营所包含的内容、所要实现的目标以及电力系统自动化的组成和目前所存在问题的解决方案,并对电力系统调度自动化的未来进行了展望。 论文关键词:电力系统;调度自动化;信息 一、我国电网现状简介 电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电设备以及控制、保护和通信设备组成的一个整体。目前我国电网进入了大电网、大电厂、大机组、超高压输电、高度自动控制的新时代 。电力系统规模逐渐扩大,各电网中500kv(包括330kv)主网架逐步形成和壮大,220kv电网不断完善和扩充,750kv输电工程(青海官亭—甘肃兰州东)已投入试运行,晋东南—南阳—荆门1000kv交流特高压试验示范工程已启动。现代电网的主要特征:坚强的超高压等级系统构成主网架的大系统;各个电网之间具有较强的联系;具有足够的调峰容量,能够实现agc;具有较高的供电可靠性;具有高度自动化的控制系统;具有高度自动化的管理系统;具有高素质的职工队伍。现代电网实行统一调度、分级管理、分层控制。 二、电力系统调度与运营包含的内容和要实现的目标 1.电力系统调度的任务 电力系统的调度就是对电力系统中所有的设备及其运行状态进行监控和调节,是一个指挥者。目前电力调度涵盖的范围较大,有自动化系统、继电保护等等。电力系统调度的任务主要是:尽设备最大能力满足负荷需要,使整个电网安全可靠连续供电,保证电能质量,经济合理利用能源,保证发电、供电、用电各方合法利益。 2.调度自动化的必要 电力系统是一个庞大而且复杂的系统,有几十个到几百个发电厂、变电所和成千上万个电力用户,通过多种电压等级的电力线路,互相连接成网进行生产运行。电能的生产输送过程是瞬间完成的,而且要满足发电量和用户用电量的平衡。[3]现在电力系统的发展趋势是电网日益庞大,运行操作日益复杂,所以当电网发生故障后其影响也越来越大。另一方面,用户对供电可靠性和供电质量的要求日趋严格,这就对电力系统运行调度人员和电力系统调度的自动化水平提出了更高的要求。电网调度自动化具有较大的经济效益,可以提高电网的安全运行水平。当发生事故时调度员能及时掌握情况,迅速进行处置,防止事故扩大,减少停电损失。地调采用自动化调度系统能减少停电率。当装备有直接监护用户的自动装置以后,可压低尖峰负荷。若采用分时和交换电价自动计量等经济办法管理电网,经济效益更大。因此,电网调度自动化是一项促进电力生产技术进步和有显著经济效益的重要工作,是电力系统不可缺少的组成部分。 3.电网调度自动化的组成部分及其功能 电网调度自动化系统,其基本结构包括控制中心主站系统、厂站端(rtu)和信息通道三大部分。根据功能的不同,可以将此系统划分为信息采集和执行子系统、信息传输子系统、信息处理子系统和人机联系子系统。[4]信息采集和执行子系统的基本功能是在各发电厂、变电所采集各种表征电力系统运行状态的实时信息,此外还负责接收和执行上级调度控制中心发出的操作、调度或控制命令。信息传输子系统为信息采集和执行子系统与调度控制中心提供了信息交换的桥梁,其核心是数据通道,它经调制解调器与rtu及主站前置机相连。信息处理子系统是整个调度自动化系统的核心,以计算机为主要组成部分。该子系统包含大量直接面向电网调度、运行人员的计算机应用软件,完成从采集到信息的各种处理及分析计算,乃至实现对电力设备的自动控制与操作。人机联系子系统将传输到调度控制中心的各类信息进行加工处理,通过各种显示设备、打印设备和其他输出设备,为调度人员提供完整实用的电力系统实时信息。调度人员发出的遥控、遥调指令也通过此系统输入,传送给执行机构。 4.电力系统调度自动化的应用现状 目前我国投运的系统主要有cc-2000、sd-6000、open-2000。这些系统都采用risc工作站和国际公认的标准:操作系统接口用posix,数据库接口用sql结构化访问语言,人机界面用osf/moyif、x-windows,网络通信用tcp/ip、x.25。实践应用表明这些系统基本功能均达到国内外同类系统的水平,且各有特点。 (1)cc-2000系统。采用开放式系统结构设计及面向对象的技术,利用事件驱动和封装的思想为应用软件提供透明的接口。采用面向对象技术,并引进了一个大对象的概念,以适应封装性、继承性以及事件驱动的要求。支撑系统专用性和通用性的有机结合,既适应电力系统的需要,又兼顾其他行业实时应用的要求。按照软件工程的规律进行开发,实现软件工程产品化。技术鉴定认为,按照开放式系统设计和采用面向对象等技术,都属于国际先进或领先范畴。现结合东北电网,由电科院、电自院、清华大学、东北电力集团公司、北京科东公司在统一协调下,共同在cc-2000支持系统平台上开发电网应用软件,从而实现完整的ems系统。 (2)sd-6000系统。由电自院南瑞系统控制公司和淄博电业局联合开发具有统一平台的开放式分布式能量管理系统。1994年投运,1996年通过测试和鉴定。该系统集成了超大规模的调度投影屏、调度电话自动拨号、气象卫星云图等新技术。该系统特点是:具有开放式和分布式的支撑系统平台。具有面向对象的人机界面管理系统。其中较突出的是厂站单线图、电网元件模型、电网拓扑结构、数据库同期生成技术。ems支撑软件与管理系统的商用数据库采用sql标准接口,便于用户自行开发和由第三方开发应用软件。sd-6000系统有较高的稳定性和可靠性,前置机应用软件设计合理、实用。 (3)open-2000系统。open-2000系统是江苏省立项的重大科技项目,是由南瑞电网控制公司开发的新一代ems系统。open-2000系统是南瑞电网控制公司于1998年开发成功的一套集scada、agc、pas、dts、dms、dmis于一体,适用于网、省调和大中型地调的新一代能量管理系统,是国内外发展速度快、适用面广、性能完善、成熟性好、可靠性高的能量管理系统,是国内首套将iec870-6系列tase.2协议集成于软件平台的系统。open-2000系统采用100m平衡负荷的双网机制,流量更大,可靠性更高。完全基于商用数据库开发的、具有客户/服务器模式的全新能量管理系统。 我国调度自动化水平与世界上先进的国家相比,还有一些差距。尽管在近几年新投入运行的变电所采取了比较新的技术,但是总体而言,电网调度系统还存在一些需要解决问题。例如:系统计算机cpu负载率问题,即便是目前计算机容量和运算速度成倍或成几十倍提高的情况下,其负载率仍很高;cdt和polling远动规约的选用问题,cdt和polling两类规约在我国得到了广泛应用,并且这两类规约远动装置并存使用的现状将持续下去,选用哪一类规约的远动装置,原则上应视通道的质量与数量及本电网的调度自动化系统现状来决定,不宜盲目追求采用polling远动;系统的开放性问题,系统应该是开放的,能够支持不同的硬件平台,支持平台采用国际标准开发,所有功能模块之间的接口标准应统一,支持能过户应用软件程序开发,保证能和其他系统互联和集成一体或者方便实现与其他系统间的接口,系统应能提供开放式环境。此外,现在的电力系统由于还依赖高压机械开关(油断路器、六氟化硫断路器、真空开关等)实现线路、设备、负荷的投切,尚不能做到完全可控。这是因为机械的慢过程不可能控制电的快过程引起的。“电网控制”目前只能做到部分控制,本质上仍然是一个调度员的决策支持系统。如果电力系统的高压机械开关一旦被大功率的电子开关取代,则电力系统真正的灵活调节控制便将成为现实。电力系统运行实行统一调度、分级管理。统一调度以分级管理为基础,分级管理是为了有效地实施统一调度。加强电力系统调度管理,提高调度人员的素质水平,杜绝误调度、误操作事故的发生是保证人身、电力系统与设备安全运行的关键。电力调度自动化系统在系统运行维护方面还存在如下问题:缺乏相应的技术人员,运行维护水平有待提高,系统运行的安全性和稳定性不能保证,大大影响了系统的效率,影响了系统功能的发挥;缺乏相应的管理制度,系统的运行维护工作无制度可依;重使用、轻管理,不重视专业技术人员的配置和学习培训,出现问题后过分依赖厂家,影响系统的连续、安全、稳定运行。 三、电力系统调度自动化存在问题的解决方法 1.管理方面 统一思想,加强调度管理,提高认识。必须杜绝人为的一切误调度、误操作事故以及不服从调度指令擅自投停运设备。抓好防治误操作的思想教育工作,增强广大调度人员的安全意识、责任心和技术素质,最大限度避免误操作事故的发生。加大奖惩力度,严格考核,加强安全监督检查。认真落实各级安全生产责任制;严格执行“两票三制”制度,严把安全关。加强调度专业培训,提高调度员业务水平。 2.技术方面 积极开发更高级实用的装置和软件,努力提高自动化水平和保证通信的清晰畅通,避免工作中出现因电话不清楚、自动化画面显示不正确而造成的错误。 四、对电力系统调度自动化未来发展的展望 随着计算机技术、通信技术的发展以及电力系统控制技术的不断进步,在不远的将来,电力系统调度自动化将会取得飞速的发展。以这些科学技术的进步为依托,能更好地维持供需平衡,保证良好的电能质量。 电力系统自动化论文:电气自动化的发展趋势以及在电力系统中的应用 1 电气自动化的发展趋势 在我国的高校课堂中,电气自动化专业最早开设于20世纪50年代,在此期间虽然经过多次的调整,但是因为其适用性强以及应用面广的特点,所以一直备受欢迎,本文特将电气自动化的发展趋势简单归结如下。 1.1 半控型晶闸管被全控型电力电子开关取代 从最开始出现的晶闸管作为第一代电子电力器件,至今在我国仍然广泛应用在直流与交流传动的控制系统,一直到后来出现的二代全控式器件、三代复合型器件直到最后出现的第四代电力电子器件,将主回路的器件、而且包括驱动电力、过压过流保护、电流检测甚至温度的自动控制等都集合为一体。 1.2 变频器电路由低频发展为高频 高频变频器电路在不阻碍逆变器工作频率提高的同时能将开关损耗降到最低,从而使逆变器尺寸减少、有效地降低了成本而且还可以使逆变器在较高的功率下集成化,由此可见直流逆变器电路的发展前途是极为可观的。 1.3 通用变频器大量的投入到使用中 通用变频器一般指批量化、系列化、在市场需求量较大的中小功率统称为通用变频器。从变频器产品来分析,u/f控制器由最初的普通功能型转变成为高功能型,一直到后来的高动态性能矢量控制型,现以电力半导体器件igbt为主,其独具的可靠性、操作性以及维修方便等特点使单片控制技术也得到相应的提高。 1.4 电力系统自动化的进步受计算机、电子技术的推动 20世纪80年代,单片机技术的广泛发展和应用使我国电力系统自动化设备实现了全面的更新换代。国产工业计算机以及引进的pc机技术在电厂的监控系统、电力系统的调度自动化、变电站的综合自动化中起到了至关重要的作用。在此基础上开发出的应用软件能完全的实现电力系统对于实时数据的采集、汇总、分类、分析、显示、打印、完成等操作。但是在这期间电气自动化还存在一定的问题,比如:不同厂家的设备不能进行互联;因为设备与计算机通信之间一般是采用点对点的星形连接,导致了系统的实时性不好,直接导致了设备配置的灵活性很差;整个系统在功能、系统的结构、通信协议等方面都缺乏相应的工业标准。 电厂监控、电网调度自动化系统、配电自动化、变电站自动化技术水平的飞速发展是出现在20世纪90年代,其发展最根本的原因是网络技术的发展。新产品与之前的产品相比较大幅度的减少了通信电缆与电力电缆的使用量,在降低设备体积的同时也降低了占地面积,从而节省了建设的成本。计算机技术以及电子技术不仅大幅度提升系统的技术性能而且使设备配置的灵活性、互换性和可维护性得到了明显的提高。 2 电气自动化在电力系统中的应用 电气自动化技术作为当今世界最活跃、开发前景最为乐观的一种集合了多种高新技术的合成体,其在电力系统中的作用也是不容忽视的,现将电气自动化在电力系统中的应用做如下阐述。 2.1 自动化控制技术在电力系统中的应用 2.1.1 变电站自动化 对变电站内运用的电气设备进行有效的控制以及全方位的监视,其特点在于运用全电脑化的装置将以往常规性的电磁式设备替换下,变电站自动化除了能满足变电站的运行操作之外还作为电网调度自动化中不可或缺的重要组成部分,是电力生产现代化中非常重要的一个环节。 2.1.2 电网自动化调度 主要由电力系统的专用广域网连结,服务范围囊括其调度范围内的发电厂、下级电网的调度控制中心以及变电站的终端设备等,其功能主要是电力生产过程中实时数据的采集、分析监控电网的运行是否安全、及时预测电力的负荷、正确估计电力系统的运行状态等。 2.2 电气自动化的研究方向 2.2.1 变电站的智能保护 在国外将综合的自动控制理论、网络通信、人工智能等一系列的新技术应用在新型的继电保护装置中,这样使继电保护装置有了智能控制的特点,而且能全面的提升了电力系统的整体安全水平。 2.2.2 我国电力部门的实施策略 从我国整个电力市场以及经济发展的整体情况来分析,我国电力部门需要对整体的电力市场运营模式做一个详细的调研,在明确了电力运营的具体流程之后提出符合我国实际的电力市场运营的模式,可以根据日常发现的实际问题提出具有针对性的解决策略。 2.2.3 电力系统的整体分析与具体控制 对在线测量技术研究电力系统稳定控制理论与技术、实施相角测量、探讨电力系统的振荡机理和抑制方法、选线方法采用小电流接地法、电网调度的自动化仿真、研究发电机调速控制和跟踪同期技术、研究基于柔性数据收集和监控的电网故障诊断及恢复控制策略、电力负荷预测方法、电网故障诊断理论及技术等。在非线性理论以及小波理论等在电力系统中的应用方面,以及电力系统在电力市场条件下进行的控制与分析的新模型、新理论、新的算法以及全新实现手段等进行了明确的研究。 2.2.4 配电网的自动化 在地理信息以及配网一体化、高级软件的应用等方面中低压网络数字电子载波取得了重大的突破,dsp数字信号处理技术使载波接收的灵敏度得到了大大的提高,从而真正解决了载波在配电网应用的衰耗、干扰等难题。高级应用软件以及高级应用软件配网的模型将输电网配网实际运行。 3 结语 综上所述,电气自动化已经是当今世界上最为活跃、最具生机一个综合性的学科而且在电力系统中占据重要的地位,因此工作人员在工作中应对其进行深入的研究与探索,同时还应在工作中结合自己丰富的工作经验,这样能在极大程度上提高电力安全。从而在最大程度上保证电力系统的工作安全。 电力系统自动化论文:电力系统自动化智能技术管理应用 摘要:目前我国经济发展迅速,也就带动了社会中的各行各业,生产、生活用电的需求量日益增加也就给电力系统运行的稳定与安全提出了更高的要求。因此为了适应发展需要,电力系统的自动化水平也正在不断的提高。在这其中智能技术的应用是非常重要的环节。本文对电力系统自动化中智能技术的应用管理进行进简要分析,希望能够为此项工作提供一些帮助。 关键词:电力自动化;智能技术;管理;应用 我国的电力系统运行已经初步实现了自动化,在这其中的一个重要环节就是智能技术的运用。充分发挥智能技术的作用,注重管理质量,可以帮助电力系统推动其自动化进程,因此研究电力系统自动化中智能技术的应用是十分必要的。 一、电力系统自动化和智能技术 电力系统自动化是通过一定的技术手段帮助电力系统实现其自动化发展,提高自动化水平,电力系统中包含了发电、调度和配电三个部分,这三部分是一个整体,因此电力系统的自动化也是将这三个部分作为基础进行的[1]。可以提高电力系统自动化水平的技术手段是多种多样的,有计算机技术、网络技术等,这些技术手段中最主要的就是智能技术,这项技术在电力系统中的价值也有着明显的体现。智能技术,就是人工智能技术,它指的是通过利用合理有效的技术手段仿照人工操作的形式进行优化和控制,这样能够促进控制水平更加高效,简单的说智能技术是能够实现对于人力的替代作用,甚至在个别问题上面的实际效果还会优于人工水平。在电力系统自动化中使用智能技术可以不断的推动电力系统自动化的发展,为电力系统运行的安全与稳定提供有力保障。 二、电力系统自动化中智能技术管理应用的现状 现阶段,我国的电力系统自动化智能技术已经有了初步的发展,但是在应用以及管理过程中还存在有很多问题制约着该项技术的发展。首先,现阶段的实际工作中,大多数的单位都缺乏团队协作的精神,在进行研究实验工作时,往往都不愿意将资源和技术分享给同行,这样是不利于智能技术的研究进展。其次没有实践经验。因为我国的电力系统自动化智能技术起步比较晚,而且现在的研究速度也比较缓慢,所以基本没有什么实际应用的机会,实践经验匮乏,在管理过程中,也无法借鉴较为成熟的先例,这也阻碍了电力系统自动化的发展[2]。最后政府相关部门对这项技术的研发重视程度不足,所以这项工作也就得不到政府的支持和成本的投资。 三、电力系统自动化中智能技术的管理应用 电力系统自动化中智能技术目前有很多种,综合来讲,实际应用效果突出的主要有以下几种: 1.专家控制系统的应用 一直以来,电力系统的整个操作和监控系统都是由人工进行的,但是人工操作存在有很多弊端,还会造成资源的极大浪费,而且电力企业在运营过程中就需要投入很多的人力、财力,这样不仅加大了电力运营的成本消耗,在具体操作时还会出现误差。使用专家系统可以有效的化解这一问题。专家控制系统是在个别领域当中使用专家知识有效的解决突发状况的智能化计算机系统。而且电力系统自动化还需要依靠专家系统实现监控的作用。这样一旦电力系统在运行过程当中出现任何紧急状况,专家控制系统就可以发出相应的指令,帮助相关的工作人员快速的解除故障,保障电力系统的正常与稳定运行,这一系统已经被广泛的应用到了多个领域当中[3]。 2.线性最优控制的应用 线缆是输送电力的重要媒介,它与电力系统的正常运转有直接关系。电能在传输的过程中需要考虑很多因素的问题,为了能够解决这些问题,提高电力系统自动化水平,就研发了线性最优控制技术,并且取得了良好的成效。 3.模糊控制的应用 模糊控制是结合了模糊数学的思想和理论研发的最新的电力系统自动化技术,这项技术能够良好的掌控那些动态的系统并且精准度非常高,电力系统本身带有很强的变化性,这个变化是不可控的,但是这些问题都可以通过模糊控制技术来解决[4]。与此同时为了检验一个新的自动化程序是否具备实用性,就可以通过模糊控制系统进行模拟实验,测试出其可行性。模糊控制系统中有一个完整的智能推理技术,将完整的数据信息和控制规划输入进系统当中后,模糊控制系统就能主动的对这些数据根据固定逻辑规定进行推理分析,直至推断出模糊控制输出结果。 4.神经网络系统的应用 神经网络系统是通过结合人工神经理论和控制理论形成的一种新的系统,通过字面就可以看出来这个系统具备了类似于人体神经一样的反应,这个反应速度是非常快的,他能够对发生的问题作出及时有效的反应,完全实现了电力操作系统的智能化,他具备有良好的处理复杂数据的能力。神经网络系统和线性最优控制系统是有一些不同的,神经网络系统的控制处理能力非常好、它有着非线性特征,它能够有效的运用到电力系统当中,比如说人工智能系统、自动控制系统、数序系统、计算机科学理论等的运用。 5.综合智能系统 目前,发电系统都是相对大型的电力系统,这些大型的系统结构非常复杂,容易出现失误,所以为了减少电力系统的管理和营运难度,提高工作效率,综合性职能系统也就此产生了,这个系统是通过智能技术来达到它的最终目的的。智能系统的作用非常强,这是智能控制与现代化控制相结合形成的。智能系统通过各种智能技术的使用简化了那些复杂、庞大的环节。目前有很多综合智能系统已经被广泛的应用,还有一些企业将多个智能控制系统融合在一起使用,这样能够使运营和管理工作更加流畅和方便。 四、结束语 综上所述,我国的电力系统发展已经初步实现了自动化,想要使其发挥最大优势,不仅要对专业技术进行深入研究,还应完善管理应用措施,智能技术,作为电力系统自动化中的重要组成部分,提高智能技术的管理应用水平可以推进电力系统的自动化进程,确保电力系统安全、稳定的运行。 作者:尹平 单位:湖北省电力公司蕲春县供电公司 电力系统自动化论文:电力系统电气工程自动化技术发展 摘要:电力系统电气工程智能化是发展的产物,智能化的实现可有效提升电力系统工作效率,使系统运行更加稳定,对电力行业的快速发展有着推动作用。本文首先阐述了电气工程自动化智能化控制的发展价值,分析了电力系统中电气工程自动化技术的智能化优势和智能化应用,指出了电气工程自动化技术的智能化应用前景。 关键词:电气;自动化;智能化;设备;电网 一、电气工程自动化智能化控制的发展价值 智能化使电气工程自动化技术得到较好的控制效果,有利于自动化的发展,智能化技术可提高电力系统的工作性能并实现调节控制。电气工程自动化控制主要工作内容是收集并处理信息,智能化技术主要目的是提高对它的控制效率。智能化控制器与传统控制器相比有着较大的优势,更适合实际的电气工程工作。仅通过调整相关参数即可实现电力系统的自动调节控制,避免了必须由专业技术人员在场的问题,同时减少了操作电气工程人员的相关操作,使电气工程的工作效率和运行质量得到提高。 二、电力系统电气工程自动化技术的智能化优势和应用 (一)智能化优势 (1)在电力系统中智能化技术可实现数据信息的采集与处理,对各个开关量与模拟量进行实时采集,并可根据要求对所采集的数据信息进行处理与存储。(2)智能化优势体现在画面显示上,通过模拟画面将系统和设备的运行真实的反应出来,还能显示出电压、电流,并根据模拟量、计算量、隔离开关及断路器等自动生成趋势图。(3)智能化优势还体现在运行管理方面,专家系统的应用便可快速生成日志、报表,并实时对数据、运行曲线进行储存等。(4)智能化实现了模拟量的故障录波、顺序记录、波形捕捉及开关量变位等。(5)智能化实现了停机操作,通过键盘、鼠标对断路器、隔离开关控制,通过系统设置限制操作人员权限,加强值班管理。(6)智能化实现了参数的在线修改和设定,还可对不对称的运行在线分析并计算负序量。(7)智能化主要体现在对电力系统的运行监控,可实时监控模拟量数值及开关量状态,并通过声光、语音等形式进行自动报警同时记录事件顺序。 (二)智能化应用 1、电气高压设备的智能化 在实际需求基础上为电气高压设备配置适合的智能组件,该智能组件在相应指令下对电气高压设备进行智能自动化控制。高压开关设备的智能化属于多项电子和计算机技术精密结合的综合智能科技,是根据开关设备的需求属性和高压开关的技术标准和实际运行中的需求进行研发的智能化设备。高压开关智能化主要体现在对运行状态的检测,通过对多项技术指标进行评估实现模块化、一体化的效果,大大提升了高压开关设备的智能化水平。 2、电力系统电网的智能化 基于电力系统的智能化需求电网智能化继而产生,智能化电网设备与传统电网设备相比对电网的优化和改革有着重要作用。智能化电网设备雨现代计算机技术、电子技术等相结合可实现电力系统电网的自动化和智能化。电力系统电网的智能化不仅确保了电力网络的稳定运行还大大增加了电力调度的实用功能。智能化的电力系统网络推动了低碳环保和能源再生的发展,诸如智能变电站的出现便是基于智能化电力网路概念所衍生出来的,智能变电站与电气工程自动化中的六个环节的中转站相衔接,使电压的变换和对电流方向的控制变得更加容易操作,这是电力系统中电网整体智能化建设必然的发展方向。 3、电力系统电气工程自动化的管理 基于智能电网不同阶段发展过程中对电力通讯和网络技术的需求,电力系统电气工程需建立适合自身特点的全面、高效、个性强的通信网络,该网络需支持多项业务、设备的使用,实现信息通信的灵活运用和所有的接入方式。我国电网铺盖面广、电源输出与用电需求距离远的问题,这也就导致了我国电网及结构模式的复杂性。那么在基于我国电网实际情况和现实中存在的问题,建立“即插即用”的通信设备网络才是具有我国特色的电网智能化系统。而对所建立起的智能化系统进行管理是建立在强大数据和理论基础之上的,需要对地区内的能源竞争格局进行分析,并按照增强电力企业竞争力的思路的管理思路,对能源发展进行更加深入的分析和研究。智能化市场的计划的管理可提高终端能源消费也有着推动作用。 三、电气工程自动化技术的智能化应用前景 (一)电气工程设计应用前景 电气设备设计复杂,往往需要人、财、物三方面的支持。电气设备雨电气自动化中的电路和电机、变压器以及电磁场等之间有着密切联系。智能化技术的应用使电气工程设计难以计算的难题有效解决,会大大提高设计效率和精准度。 (二)电气工程控制应用前景 电气工程中的智能化有效完成生产和流通、交换以及分配的操作,对电气自动化的控制降低人、财、物三方面的浪费。智能化技术的应用主要体现在模糊控制和专家系统控制,其中模糊控制比较简单且紧密联系实际,应用范围较为广泛。 (三)电力系统应用前景 专家系统、神经网络是电力智能化的主要体现,基于专家系统的复杂性,它将大量的规则、专业知识和经验进行结合,通过判断和分析有效解决难题。电力系统中智能化技术应用需根据实际具体情况,及时更新系统规则和知识库,逐步适应国家发展需求。 (四)电气故障应用前景 智能化技术在电气故障中的应用主要表现在神经网络和专家系统、模糊理论三个方面。其中在电气设备故障诊断中应用最为广泛,主要体现在电动机、发电机和变压器的应用中,其中变压器的故障诊断需结合实际情况,快速确定故障范围,通过逐步排查不断缩小故障范围,以此提高故障诊断效率。 四、结语 综上所述,电气工程自动化技术的智能化不仅是时展的需求,更是市场不断进化的要求。电力系统电气工程自动化技术的智能化应用主要体现在系统和设备的监控和控制两方面,还需不断深化研究扩大智能化应用范围,为电气工程设计提供便利,加快电气工程控制效率,使电力系统的控制和管理变得容易,提高电气故障诊断和监测效率。 作者:李超 单位:山东中实易通集团有限公司 电力系统自动化论文:电力系统自动化技术安全管理浅析 摘要: 当前的电力系统自动化技术正在日益完善,但由于各类因素造成的安全管理问题也在逐步突出,并影响了整体的自动化技术应用效果。因此,结合当前的实际发展情况,对电力系统的自动化安全管理应进行充分重视。本文主要是对电力系统自动化技术中的安全管理现状以及优化策略进行研究,论述其中存在的主要问题和改善方法,在促进电力系统整体安全管理水平的提升,强化电力系统自动化技术的安全管理策略。 关键词: 电力系统自动化技术;安全管理现状;优化策略 在电力系统自动化技术的推广应用中,电力系统自动化有效的提升了国家电网的工作水平,但电力系统自动化技术并不只是为国家经济发展水平的提升,更是要为整体的电网运行提供前提保障。随着国家用电量的增多,电力系统的自动化技术也有了一定影响,若是没有对自动化技术进行正确的管理应用,则会终止电网运行工作,最终干扰人们的正常生活进行。因此在电网运行管理工作中,应及时总结电力系统的工作问题,进行及时优化和调整,推动整体安全管理水平的提升。 1目前电力系统自动化技术的安全管理现状及存在问题 1.1电力系统自动化技术的设计水平有待提升 电力系统自动化的安全管理工作中,各种设备的发展具有重要价值,但是电力设备水平依旧给电力系统自动化的安全管理带来了工作难度,并在用电量增大时加大设备的运转符合[1]。若是没有对电力设备进行及时的更新以及必要维护,造成设备由于老化无法承担大负荷的输出电量,从而引发电力系统的故障。此外,电力系统自动化技术的安全管理中对设备的要求也较高,若是设备无法负荷整体的技术要求,就会在实际运行中达不到安全工作标准,从而产生相应的安全事故隐患,甚至引发电力系统故障。 1.2电力系统自动化技术水平有待提升 在国家电网部门的电力系统自动化应用中,通电量的增加会加大不合理的电力系统负荷,并会对电力系统的安全运行产生干扰。此外,在一些较为偏远的工作区域,电力系统自动化会受到经济条件和环境条件的限制作用,电网建设水平也较为落后,最终无法有效进行电力系统自动化技术之间的衔接,进而影响正常的电能输送。目前国家的电网发展建设工作中,还应持续完善电力系统自动化技术,进而解决电力系统运行中的安全问题。 1.3电力系统自动化技术管理有待规范 在目前的电力系统自动化技术研发工作中,对安全管理的技术还应继续进行落实,减少自动化技术的故障原因,在电力系统自动化技术管理的规范工作中,首先是对电力自动化技术的安全管理规范,另外是对专业维修人员的培养[2]。并在工作中对工作人员的维修水平进行提升,避免由于技术难题的延误导致严重电力事故的发生。 2电力系统自动化技术中安全管理的优化策略 2.1增进电力系统自动化技术的合理性设计 由于我国的电力系统自动化技术发展较晚,因此同西方国家之间的技术设计有较大差距,为对这一差距进行弥补,应在借鉴发达国家电力系统自动化技术的经验基础上,与当前的国家发展情况相结合,最终进行电力系统的合理科学设计。此外,在设计电力系统自动化技术的基础上,应对其应用故障深入分析,并对造成故障的原因有针对性的提出改善策略,从而强化电力系统自动化的设计水平。 2.2增进电力系统自动化的工作管理水平 对电力系统自动化管理水平的强化包含对管理制度的建设以及工作人员的职业技能提升。电力系统自动化技术的安全管理,必须要有专业的工作人员从事管理工作。对技术人员工作水平的提升,要与电网的实际运行状况相结合,进一步确定企业发展的责任与义务,进而拥有更加合适的学习发展空间。依照不同岗位职责,进行专业人员的知识、技能培养,使其对先进的技术知识有更好掌握,提升自身的实践操作能力;并加强专业人员素质培养,在工作中更加认真处理各项工作,进行安全管理的各类培训;最终具备基本的安全操作要领,并能够保障自身在工作运行中的人身安全与技术安全。在对电力系统自动化的实际应用进行分析后,可以得出具体的安全管理措施,从而有效提升自动化的管理水平。通过分析电力系统自动化的安全因素,能够了解其中的主要影响因素是管理与维修[3]。可通过增进实际应用状况的了解,对各级管理工作及时落实到个人,促进每一位工作人员都能够更好发挥自身工作职责,建立规范性的电力系统工作。在实际的设备维护中,可增强对电力系统自动化技术的投资,使设备研发作用得到更好发挥,能够进行自动化的电力系统调节和检测,进而保障电力系统的高效稳定运行。 2.3增进电力系统自动化技术的维护水平 在科学技术的发展过程中,信息技术的应用越来越重要,将其在应用在电力系统自动化技术中,能够使电网工作运行更加安全、有效[4]。同时,要想充分发挥电力系统自动化的技术,就可利用信息技术进行科学的维护管理,如利用信息技术进行电力系统自动化中的数据优化和采集,促使其能够对通信信息和综合信息进行高效管理,提升电力系统自动化技术的智能化、信息化水平。 3结语 若是在电力系统自动化技术的安全管理中,没有对电力系统自动化的技术管理进行规范,或是对没有电力系统的设备缺陷充分考虑,就会使电力系统自动化技术的安全管理效果得到减弱。针对这种情况,更应加强电力系统自动化的技术管理水平,更加合理利用电力系统自动化的技术作用。通过技术人员水平的培训发挥自动化技术的安全管理价值,使电力系统的工作运行更加安全高效,系统更加稳定。 作者:林伟 单位:国网福建闽清县供电有限公司 电力系统自动化论文:电力系统自动化技术安全管理 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 电力系统自动化论文:电力系统自动化安全管理 一、电力系统自动化技术安全管理策略 (一)提高电力系统自动化技术维护水平 加强电力系统自动化技术安全管理,提高电力系统自动化技术维护水平至关重要。自动化技术维护离不开人才。人才才是自动化技术维护的关键与核心,只有具备高素质的自动化技术维护人才,才可以全面提高电力系统自动化水平。电力企业需要加强对于高素质、高能力人才的招聘,为电力企业电力系统自动化注入新鲜的血液,同时加强对于自动化技术维护人员的专业化培训,提高自动化技术维护人员的专业水平以及技术能力,杜绝电力系统自动化技术的“三不管”现象,从而使得电力系统自动化技术维护水平得到迅速提升。另外,近几年来,科学技术发展速度越来越快,尤其是信息技术的进步,直接改变了人们的学习生活和工作,对于电力企业来讲亦是如此,电力系统自动化的深入发展,便是建立在信息技术等高科技技术的基础上的。数字化电网以及数字化变电站的广泛推广,直接提高了电力系统自动化运行效率,提好了电力系统自动化运行的安全性。电力系统自动化技术通过对于互联网以及信息技术的应用,可以做到对于电力数据的采集与储存,从而使得电力系统做到规范化以及有效化。另一方面,数字化电网以及数字化变电站的广泛推广,还使得电网以及电力系统自动化技术向着智能化、可视化以及信息化的方向发展,使得我国的电网以及电力系统可以更好的面对激烈的市场竞争环境,在电力市场中取得一席之地。 (二)加强电力系统自动化技术管理水平 1、电力系统自动化技术模式设计 目前来看,我国在电力系统自动化技术方面还不是很纯熟,缺少关于电力系统自动化技术管理方面的经验,在实际的电力系统自动化技术管理过程中,存在着很多技术上以及管理上的问题,影响到电力系统自动化的顺利开展。因此,电力企业在实际的电力系统自动化技术实施过程中,需要严格做好电网自动化的规划设计,充分的考虑到各种因素,从而最大限度的提高电力系统自动化设计水平与质量。从专业化的角度来讲,电力企业要想提高电网的安全性以及稳定性,需要从以下三个方面入手,提高电力系统自动化技术应用水平。第一,电力企业需要做好分布式结构设计。对于电力系统中的警报、测量、保护以及控制等信号设备,设计人员需要将其进行相互独立,避免彼此单元之间出现相互影响的问题。第二,做好电力系统的兼容性以及扩展性。兼容性以及扩展性是电力系统极为关键的两方面,电力系统是由各种软件以及硬件组成的,电力系统对于不同的软件和硬件,都有着各自的通讯接口,从而使得电网环境可以做到灵活化,从而通过扩大兼容性以及扩展性,提高电力系统的运行效率。第三,简化电力系统。简化电力系统的根本目的在于确保电力系统的安全性,尤其是对于二次接线的简化,可以极大的提高电力系统的运行效率,科学合理配置电力系统软硬件,从而达到电网安全运行的效果。 2、电力系统自动化技术应用标准化 建立完善的电力系统自动化技术应用标准化体系,这是提高电力系统自动化技术管理水平的关键性举措。只有实现电力系统自动化技术应用的标准化,才可以保证电力系统的安全性管理。但是,在实际的电力系统自动化技术应用过程中,我国在自动化应用标准化建设方面,缺乏必要的建设规范以及标准,使得电力系统自动化技术应用没有达到统一,从而在实际的电力系统自动化技术实施过程中,出现各种各样的问题。因此,电力企业需要认识到技术应用的标准化才是电力系统自动化发展的前提,通过标准化的规范,使得电力系统可以达到最佳运行效果。对于电力系统自动化技术所需的故障录波、通讯控制器、无功装置与通讯控制器、保护与通讯控制器、RTU与通信控制器、通讯控制器与主站、小电流接地装置与通讯控制器、通讯控制器与模拟盘等设备都必须要做到与自动化技术接轨的统一标准,从而避免因为标准化缺失而带来的各种电网安全事故和问题。总结 二、结语 综上所述,为确保电力系统自动化技术的安全管理水平,就应该及时采取有效的管理对策,使电力系统自动化技术朝着标准化、智能化、规范化的方向快速发展。重点强调对自动化技术应用的管理,既要提高技术管理水平,又要优化电力系统设计,为电网运行安全、可靠的运行打下坚实基础。电力企业在电力系统自动化技术创新方面做出了重大的努力,也取得了重大进展,但是在实际的电力系统自动化技术过程中,还是存在着很多的问题。深入研究现阶段电力系统自动化技术应用现状,创新电力系统自动化技术策略,是今后电力企业在电力系统自动化技术创新方面的重大课题。 作者:王平荔 单位:国网江西省电力公司萍乡供电分公司
电气一体化论文:探究机械电气一体化设备安装技术要点 【摘要】本文详细的介绍了机械电气一体化设备的安装重点,细致的阐述了一体化设备和管道安装的工作要点以及设备调试工作需要注意的问题。 【关键词】机械电气一体化;设备;安装技术 机械电气一体化设备具有便捷性高和运行内存小的优点。随着我国科学技术水平的不断进步,生产企业现有的机械设备早已无法满足企业的日常生产要求,机械电气一体化设备因此而产生。各生产企业在对机械电气一体化设备进行使用时应该将工作重心放在如何安装设备上而不是设备的日常维护工作。企业对设备进行维护虽然对延长设备使用寿命有很大帮助,但是要想利用设备进行安全生产,必须要科学的对机械电气一体化设备进行安装。下文是设备安装工作应着重注意的内容。 1 一体化设备安装的事前准备活动 相关负责人员只有在做好充足的准备之后才能对一体化设备进行安装,万全的准备不仅可以保证设备的安装质量而且能够降低设备对后续工作质量的影响。安装人员在进行准备活动时,第一步要先确认设备的设计说明书和图纸以及技术性说明的内容,保证接下来要进行的工作与设备的安装要求相符合。第二步,由于一体化设备必须要经过运输才能到达购买单位手中,设备的质量经常会在运输过程中由于各种因素的影响而受到破坏,所以工作人员在设备达到后要立即检查设备是否完好无损。 (1)放线就位调平。首先,安装者必须要对设备轴线和基准线的位置进行核对,不准确的基准线位置会降低设备的安装质量,工作人员必须要准确的划定基准线和轴线的位置。其次,要想完全消除基准线划定工作的误差,参与划定工作的员工在必须要在确定基准线位置后对位置的准确性进行复检,通过复检工作找到测定的偏差。 (2)安装地脚螺栓。地脚螺栓不仅可以在一定程度上提高一体化设备的稳定性,而且能够降低设备发生移动的几率。工作人员必须要合理的设计地脚螺栓的长度并保证实际使用的螺栓与设计相符合,增强地脚螺栓的作用,提高设备的稳定性。设计者除了要以一体化设备安装图中的相关规定作为依据对螺栓的长度进行设计外还可以使用一下公式确定地脚螺栓的长度。L=15D+S+(5~10)其中L是地脚螺栓的长度,D是其直径,S是基座、螺母以及铁垫高度的总和。其测量单位均为mm。另外,工作人员应在埋放误差低于1%的条件下垂直的对地脚螺栓进行埋放,如果中心距误差超过了螺栓直径的10%,地脚螺栓的固定效果可能会大打折扣。 2 一体化设备的安装过程 2.1 装配找正 一体化设备的安装工作需要在找正设备装配完成后进行,提高设备安装工作的质量。设备装配的找正标准是生产设备的企业规定的零点,只有严格执行此工作标准才能提高基配点的准确性。另外,工作人员必须要在相关文件上标注出设备基配点的基本信息,以便后续工作的开展。 2.2 装置的放松 螺栓在一体化机械运作中有着重要地位,一旦螺栓受到外界冲击机械设备的运行就会出现故障。如果设备在一个稳定性较差的环境中运行,螺栓在强烈的冲击下出现松动,机械设备的可靠性可能会因此被降低。 2.3 键的连接装配 键是机械设备的一个重要零件,具有连接多个轴的作用,在键的作用下经过连接的两个轴更加灵活。一旦键的装配工作出现了问题,两个轴之间的连接效果就会受到影响,导致轴向力无法通过轴传递出去。所以,要想保证后续工作的顺利进行,工作人员在对键进行装配时一定要多加小心,保证键的装配质量,防止轴的连接出现质量问题。紧连接和松连接以及一般连接是键最主要的连接方式,工作人员必须要以饱满的热情对待工作,严格按照行业标准开展工作,检查键的连接是否符合规定。工作人员在对键的连接工作进行检查时主要检查键槽和轴心线是否对称,键的直线度是否符合规定,一旦发现问题要立即上报。 2.4 安装滑动轴承 滑动轴承作为一体化机械设备的核心零件,能够将设备上的所有转轮连接在一起,因此是在一体化设备的日常运行中发挥着重要作用。滑动轴承在滑动摩擦力的作用下发生转动,但是滑动摩擦力在一定程度上会阻碍轴承的运动,所以要想提高滑动轴承运动环境的在稳定性,工作人员必须要将润滑油均匀的涂抹在轴承表面。如果轴承在缺少润滑油的环境中运行,不仅加大因为摩擦而产生的噪声,而且还会减损滑动轴承的寿命。 3 管道的安装 施工人员除了需要对一体化设备进行安装外,设备管道的安装也是一项重要工作。设备管道的安装工作必须要在最后进行,成败在此一举。如果管道的安装工作出了问题,前面所有的工作将功亏一篑,所以技术人员必须要重点注意此项工作的质量。管道的质量如何受其材料好坏影响,材料购买人员在选择施工材料时一定要坚持“质量第一,价格次之”的原则,在源头上保证管道的质量。另外,施工人员的技术水平也会影响管道安装的质量,技术水平高的工作人员安装的管道质量比较高。企业要尽量雇佣技能水平比较高的技工参与管道安装工作,促使最终安装的管道能够满足设备的要求。工作人员要以一体化设备的安装图纸为依据对安装方式进行选择,卡套方式和扩口方式都可以保证管道的安装质量,规范施工人员的行为,保证安装质量。 4 设备的试运行 设备安装完成后不能立即投入使用,只有经过试运行检查合格的机器才可以进一步的参与到生产工作中去。一般地,我们主要利用单机空负荷和成套空负荷以及带负荷等试运转方式对设备的安装效果进行检验。试运行的工作可以帮助我们了解设备真实的工作效率并做出记录。工作人员必须要在试运行工作开始前检查设备的各个零件,一旦发现问题要立即作出处理,消除试运行工作的安全隐患。工作人员要做好设备运行条件和操作系统以及控制系统等各个部分的检查工作,保证设备质量,为试运行工作创造一个正常、安全的环境。 5 如何优化一体化技术 (一)坚持与时俱进创新理念,构建机电一体化安装体系 各个企业只有坚持“与时俱进”的工作原则,对企业理念进行创新,利用新型的机械和电气安装思维开展工作,才能保证一体化设备的质量,促使其应用率得到提高。 (二)更新人才库,提升人才专业技术水平 专业培训机构的缺失致使我国各企业的设备安装工作中的问题层出不穷。要想解决这一现状,各企业必须要加大人才培养力度,定期对企业员工进行培训,提高他们的业务水平和专业技能,促使更多的高级技术人员参与到企业的工作中。 6 结语 总而言之,机械电气一体化设备的安装工作由不同的步骤组成,每个步骤的作用不可忽视。一旦有任何步骤的工作不符合国家技术标准,设备可能无法正常运行,企业的正常生产受到影响,甚至可能会对操作者和使用者的生命安全造成威胁。基于此,施工人员必须要高度重视一体化设备的安装工作,通过自身专业知识和高质量材料的配合,保证设备的安装质量。 电气一体化论文:在数字化新形态背景下的电气自动化技术专业一体化教材开发初探 摘 要: 本文介绍了数字资源一体化教材的发展现状及趋势,论述了电气自动化技术专业新形态一体化教材的开发环节,归纳总结了新形态一体化教材的效果。为我国数字资源一体化教材的发展提供参考。 关键词:新形态;数字资源;一体化教材;电气自动化技术专业 0 引言 在信息技术高速发展的时代,以纸质材料为基础的传统出版业,正受到数字出版技术的强烈冲击。近年来,随着教育信息化水平的不断提升,教学模式与学习方式也在发生巨大的变化,单一的纸质教材已经不能适应当前的教育教学。因此,在纸质教材和数字化资源各自优势的基础上,探究两者之间的关联性和互动性,开发数字一体化的新形态教材已成为必然趋势。 1 数字资源一体化教材发展现状与趋势 1.1 国外数字化教材的快速发展趋势 国外数字化教材的应用和发展进程比国内快速很多。第一,国外熟悉互联网的年轻新生代逐渐步入各类学校,同时,国外数字化教材的整体技术得到了持续改进。第二,国外的版权保护状况较好,民众普遍具备知识产权的理念。 美国、英国等发达国家的大学出版商在21世纪纷纷进入数字化教材的发行领域。目前数字化教材主要有以下形式:一种是出版商和阅读器电子公司合作。例如,皮尔森教育集团的Addison Wesley公司已向芝加哥的go Reader公司提供了134种共13500本数学、计算机、经济等学类的大学教材。另一种是在线出版的学习模式。例如,麦格劳・希尔教育公司与Wize Up合作出版的数字化网络教材,学习者可以登录相关的Web网站阅读或下载相关图书。还有一种是在提供数字化教材的同时,配套相关的延伸服务。例如,英国培生教育出版集团不但提供在线自学评估课程,还提供了相关课件。 1.2 国内数字化教材发展现状 国内大部分出版的教材都配有各种形式的数字版教材和教辅,但一般都采用光盘形式。国内也尝试过特定文件类型的数字化教材与阅读器集成的数字化图书,但由于知识产权保护措施薄弱,很难将这种形式的数字化教材商业化。国内也在学习国外发展在线学习出版模式。例如,北京一百易科技有限责任公司与上百家教材出版社合作,将英语教材放到“100e网络英语学习平台”,制作出语音课本,让学习者进行付费在线学习。还有以在线学习为基础,延伸多媒体教材与在线教学辅助的模式。例如,北京语言大学出版社自2006年起,着手搭建对外汉语教学资源与服务平台、作者客户互动平台、信息交流平台、网上营销平台。 2 电气自动化技术专业数字一体化教材开发 电气自动化技术专业数字一体化教材开发的具体环节如下: 2.1 内容、资源一体化设计 纸质教材与数字化资源一体化的新形态教材应具备传统教材的全部特点与功能,但新形态一体化教材还要提供数字化教学资源,同时为教学案例、习题试题库、视频操作、动画演示等提供明晰的导航。因此,电气自动化技术专业新形态一体化教材在传统教材编写方案的基础上,内容应满足高等职业教育“学中做、 做中学、学做一体”的要求,表现形式应生动、活泼、新颖。同时,通过新颖的版式设计、教材边白设计,做好资源标注,还可以利用关联技术和手段,帮助学习者将纸质教材的内容与对应的数字资源联系起来。 2.2 相关资源同步建设 数字一体化教材的开发不能脱离音频、视频、文本、动画、图片等相关资源的同步建设和持续更新,同时要利用相关的技术手段对资源进行处理与加工。 2.3 科学的资源标注 教材是教学活动的载体和支撑,应符合教学规律,满足教学需求,因此,数字一体化教材开发应对相关数字资源的名称、类型等进行科学标注,以便归类和检索,还要进行有效的关联。 2.4 关联路径需通畅 纸质教材与数字化资源的关联路径一定要畅通,这关系到资源利用的效率与效果。当下主要关注与线上资源、线下资源、二维码资源的关联。 3 纸质教材与数字资源一体化教材的效果 目前,纸质教材与数字化资源一体化开发的新形态教材,特别是国家专业教学资源库、国家级精品资源共享课教材,被全国众多职业院校采用并广受好评。实践证明,通过纸质教材与数字化资源一体化的开发,可达到以下效果: (1)提高资源利用效率,改善课堂教学效果。纸质教材与数字化资源一体化教材可以非常方便地在教学过程中调用相关教学资源,方便学习者对查找和利用网上资源,提高了学习者的学习兴趣,同时也极大地提高教学效果。 (2)弥补纸质教材不足,保证教学时效性。纸质教材的内容相对固定,再版周期一般是3-5年,在制度、准则、技术等出现变化时,纸质教材的内容不能实时反映,从而影响教学的开展,严重的还会产生误导。而数字化资源则可以及时更新,以弥补纸质教材的不足。 (3)避免纸质教材太厚,降低印制成本。通过关联相关的数字化资源,在拓展纸质教材内容的同时,通过扫描二维码等方式将部分内容从纸质教材移至在线资源,减少纸质教材印张数,以降低生产成本,得到了较好的经济效益和社会效益。 (4)避免纸质教材单一学习方式,实现随时随地学习。在互联网+时代,开发 “纸质教材+数字化资源”的新形态教材已成为必然趋势,丰富的在线课程数字化资源,利于学习者随时随地开展学习,还能通过自测、答疑等方式实现互动学习。 4 结束语 在信息技术高速发展的21世纪,传统的纸质教材已经不能满足学习者的需求,开发数字资源一体化的新形态教材已经是形式所趋,我国也正在大力发展新形态教材的开发与出版,以满足学习者的需求,跟上时展的步伐。 电气一体化论文:配电电气系统中的运维一体化管理 摘 要:本文首先分析了配电电气系统中运维一体化管理的主要内容,然后结合以往的工作实践和经验提出了建立运维一体化管理模式的全过程,最后就管理实施中的常见问题进行了阐述并提出解决方案。 关键词:配电;电气系统;运维一体化;管理措施 0 引言 随着我国用电总量的不断提升,配电网规模也在持续扩大,在这种情况下,运用传统的运维管理模式已经不能够满足电力企业的发展需求。需要大力促进配电电气系统中运维一体化管理模式的建立,弥补传统管理模式中的缺陷,使各项工作达到高度的协调统一性,促进电网运行的可靠性和安全性。 1 配电电气系统中运维一体化管理的主要内容 1.1 主要策略 在配电运维一体化管理过程中,设备的操作要和维护同步进行,从而使操作和监视形成一体化管理,还能最大程度的降低设备的故障率。除此之外,配电过程中如果出现故障问题,能够及时科学的进行解决。由于操作设备的能力不断加强,停送电的时间也会相应的缩短,提高电网设备运行的可靠性和安全性,并极大的提高检修工作的效率。 1.2 管理范围 配电运维一体化的管理范围需要参考相关的电力法律法规,尤其是在一些安全生产管理方面的要求。同时,还要遵循电气企业规定的安全操作方法和程序,不能够擅自进行改动。进一步加强对安全管理的重视程度,大力贯彻并执行安全生产标准。运维一体化管理的参与部门一般包括运检部门、调控中心以及营销部门。 1.3 管理目标 首先,要对各个部门的现有人力资源进行整合,并优化重组,这样能够提高电力企业整体的人力资源质量和实际的工作效率和工作质量。其次,加强专业技术培训,提高工作人员的实际操作能力和业务物质,加快培养一大批复合型的电力人才,尽可能满足一岗多用的要求,这样可以极大的降低企业的人力资源投资成本,促进配电电气系统的运维一体化管理工作的顺利开展。最后,实现设备的全寿命周期管理。也就是说从配电设备开始投入运行就要制定相应的管理和维护机制,每个设备都要建立运行和维护档案。加强日常的检修工作,及时发现存在的运行故障,能够降低影响范围和经济损失。在配电检修的过程中,要加强对人力资源和财物资源的综合利用方式,降低成本[1]。 2 配电电气系统中运维一体化管理模式的建立 2.1 制定分期目标 一般来说,运维一体化管理是需要逐步进行的,可以将管理目标分为近期、中期和长期三个。第一,近期目标。主要内容包括:在当前运行维护工作的基础上,将普通带电测试、设备简单维护、易损易耗件更换等专业化程度不高且安全风险较小,经过短期培训就能够掌握该技术的维护性检修工作纳入到运维站的工作职责里面。第二,中期目标。近期目标实现之后,需要进一步拓展配电电气系统运维一体化管理的范围,可以把专业性相对较强的带电测试、专业巡检以及设备消缺等不需要停电进行维护的工作逐渐纳入到运维一体化的管理范围之内。第三,远期目标。远期目标是在前两个目标都已经实现的基础上进行的。一到两年之内,将变电运行和维护实现高度的专业化融合,运维人员要全面掌握运行以及维护等各方面的专业技能,各项装备配置需要到位,最终实现配电电气系统运维管理一体化的目标[2]。 2.2 明确维护职责 根据现有的维护范围,合理划分各个部门的配电运维职责和界限。主要职责包括:相关责任设备的日常维护和检修、倒闸操作、工作票签发、故障抢修以及工程管理。采用统一协调的方式加强对操作班组和运行班组的管理,提高对现有人力资源和财务资源的利用率,优化人员配置,最终的目标是将现有的两个班组合并为运维班组。 2.3 加强对运维人员的培训管理 运维班组建立完成之后,要开始对配电运维人员进行统一的培训工作,培训内容处理相关专业技能的培训,还得注重提供其工作责任性和对自身工作职能的认识程度。建立常态化的培训机制,也就是说培训工作的开展要按期进行,比如以一个月或者一个季度为培训周期,这样可以帮助运维人员养成良好的主动学习习惯,并根据配电系统运行的需要,制定培训内容,提升整体运维班组的实际操作能力和业务能力。 2.4 进行反馈分析和相关的完善工作 定期举行运维一体化工作会议,各个部门的人员将配电电气系统运行过程中存在的问题提出来,然后进行讨论分析,每个问题都要有相对应的解决方案,对于讨论结果进行存档,方面以后随时可以调用,这样能够极大的提升实时问题的解决效率。同时,还要对相关的管理制度进行评估和优化,进一步完善运维一体化管理系统[3]。 3 运维一体化管理中常见的问题及改进措施 运维一体化管理过程中的常见问题是操作班组和运行班组之间的业务具有较大差异性。两者比较起来,操作班组的专业性和技术性都比较强,但相对来说,综合性知识能力就比较弱,相对的,运行班组虽然综合性知识能力强,但是实际的操作能力不足。运维一体化管理的目标是要求大部分工作人员都要具备非常全面的业务能力和综合素质,能够满足不同的工作需求,这样就大大提升了对运维工作人员培养的时间和精力。首先,要加强对运维工作人员的培训和实践,使其综合素质得到提升,满足运维一体化管理的需求。其次,制定绩效薪酬管理制度,提高工作人员的责任性和业务能力,这是实施运维一体化管理的关键。因为采用该制度,能够缓解因为工作量和工作风险增大而给运维人员带来的心理压力。 4 结论 通过以上分析可以发现,运维一体化管理的实行能够大幅度的提升配电电气系统中的运行检修效率和质量,有利于帮助电力企业节省成本,进一步增加其经济收益,并创造出更大的社会效益。 电气一体化论文:电子电气“理实一体化”教学策略研究 摘 要:职业学校是培养高素质专门技术人才的主阵地,主要目标是提高劳动者的专业技能和职业素养。面对电子电气类企业技术人员的紧缺和富裕劳动者双重矛盾的不断突显,职业教育面临着前所未有的挑战和机遇。该文从职业教育实际教学的现状出发,对在电子电气教学中应用理论与实践一体化教学法进行了充分论证,并结合实践证明达到了较好的效果。 关键词:理实一体化;电子电气;教学探索 电子电气专业是介绍设备构造、介绍基本工作原理,分析电气工作特性,传授学生独立获取知识、方法和素养的学科。因此,专业课程的教学活动必须以实用、科学、高效为基础,从特定教学任务中开发教学项目,通过任务逻辑建构教学内容,从教学任务的准备、教学、总结到教学效果的认定与测评,都以学生为主体、教师为指导,才能实现学校培养与企业需求有效对接、提高就业率,达到企业满意、社会认同的良好效果。 一、电子电气理实一体化教学设计 电子电气主要包括电器组成、工作原理和维修等专业知识,涉及内容多而枯燥,理解难度较大。由于职业学校的学生大多数物理基础差,部分学生在听课过程中思想消极、不感兴趣,而且课后看书很少,导致教学效果很不理想,因此,课程设计很重要。 (一)课程设计以综合职业能力培养为目标 课程目标、内容与要求、教学实施与评价等突出学生主体,加强培养学生专业能力、方法能力和职业素养。特别是在电子电气教学中,教师要将思想道德教育融于专业教学过程中,进一步提高学生的职业道德。 (二)课程设计以典型工作任务为载体 教师要紧紧围绕工作任务制定课程目标、安排课程内容,构建一体化课程体系,提高课程的实用性和针对性。 (三)以学生为主体 教师要让学生自主学习和自我管理,在学习中体验理论,在工作中掌握技能,加快实现从学生到劳动者的角色转换。 例如,在《汽车电气设备构造与维修》教学过程中,教师在课前要结合本课程相关的章节内容,将知识点划为模块,提出典型任务。在上课时,教师要采用现代教学媒体,以视频、多媒体教学课件、实物等现代教学手段,将各种机构的结构、工作原理生动直观地显示出来;在实训时,教师要对学生进行分组操作,相互协助、讨论,对学生不明确的内容进行现场指导。在评价中,教师要通过学生自评和点评,指出学生的优点和不足,调动学生的学习兴趣,提高学生的学习主动性,从而提高教学效果。 二、电子电气理实一体化教学实施 学生在教师的启发引导下,通过参与任务解决的过程发现问题、提出问题、解决问题,触类旁通。通常的教学方法有项目教学法、模拟教学法、任务驱动法、情景教学法、现场教学法、案例教学法、分层教学法、小组合作学习法、竞赛教学法、探究式教学法等。根据不同的教学任务选择不同的教学方法将有助于教学质量的提高和高素质人才的培养。 (一)教学场所要求 硬件设备和学习环境是实现理实一体化教学与学习的前提。因此,在教学过程中,要有多媒体设备及实物、实训设备、工具等,配备电气试验台、实教板、电路板以及各种检测和拆装工具。 (二)教学时间安排 理实一体化教学的主要特征是理论教学和实践教学融为一体,教师讲解教材上的理论知识后要引导学生及时进行实践训练,直到整个过程结束、评价完成后方可进行第二个教学模块。 (三)教学实例 《起动机控制电路》教学计划:教师讲解汽车起动机控制电路时,先讲起动机控制电路的组成,用视频显示汽车发动机起动系的电路图,结合起动系的实物以及连接电路实物要求学生自己动手,使学生了解汽车起动系电路的组成及工作原理和各部件的功能。这样不但提高了学生的学习积极性,又提高了学生的操作能力。 三、教学效果的评价 教学效果的评价能否做到公平、公开、公正是衡量一个学校办学水平和教师职业技能的标准。尤其是在项目教学法中,教师要注重学习过程而不是学习的结果,主要目标是培养学生的专业技能、社会实践能力和团队意识及职业精神。 (一)学生的专业知识和实践水平有显著提高 在学校组织的技能大赛中,参赛学生都取得优异成绩。在先后5次比赛中,共有41名学生参加10个项目的比赛,其中32名学生获得全部比赛项目的一二三名,远远超过平行班级平均成绩,同时3次获得集体奖。同时,二届毕业生就业率的到极大提高,分别达到了68%和72%。学生个人对岗位及待遇较为满意,也得到用工企业的肯定。 (二)“双师型”教师数量不断增加 有两名教师编写校本教材两本,并主持省级教育科研课题两项,1项现已结题,1项正在研究中。1名教师在全市教学能力大比拼中荣获一等奖。3名教师在省级、国家级期刊公开5篇,引用次数较高,受到有关学者和专家的一致认可。通过实施一体化教学,教师专业理论功底不断加强,实践技能有了明显的提高,教育科研能力有了提升。 总之,电子电气“理实一体化”教学是一项紧迫而复杂的系统工程,建立高效、科学的教学体系任重而道远,既要有理论知识扎实、具有很强的实际操作能力和一定科研水平的“双师型”教师,又要拓宽与用工企业的合作力度,建设更多的实习实践基地,同时,还要加大经费投入,加快实验室、专业模拟平台和实习实训基地的建设。只要团结协作,不断创新发展,学校将会培养更多能解决实际生产问题又要有技术创新能力的新型人才。 电气一体化论文:关于理论与实践一体化教学法在电子电气专业中的应用 摘 要:该文从课题组的目标任务出发,在查阅现有文献资料的基础上,对研究方法、研究内容、研究成果进行了阐述,结合课题组在临泽职业技术学校的教学实践,得出了“五步”教学新模式和注重“六”原则的学生评价体系,同时对课程的研发提出了三个阶段、三个步骤、四个环节和三个转换的“3343”模式,对培养“双师型”教师提出了克服三种不适应和形成“T”型知识结构的策略。 关键词:理实一体化教学法;研究方法;研究内容;研究成果 目前,学术界对职业技术学校理论与实践一体化教学法的讨论颇为热烈,从不同侧重点提出了自己的见解与看法,但由于地域、经济社会和办学水平、师资、学生来源各不相同,我们不能全部采用“拿来主义”,必须认真进行调查研究,结合实际,灵活选用,这样才能培养出一批优秀的经济社会建设者和服务者,提高学生的就业率。下面笔者结合自己的教学实践,对理论与实践一体化教学法在电子电气专业教学中的应用进行探索。 一、问题的提出 2015年3月23至24日在北京召开了全国职业教育工作会议。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席对大力发展职业教育提出了明确的要求。他指出职业教育在国民教育体系和人力资源开发中占有很大比重,通过职业教育,广大青年可以实现人生理想,经济社会的快速化和市场化要求培养更多优秀的知识兼技能通用型人才,必须加快职业教育的快速发展。 指出职业教育必须将职业技能和职业精神合二为一,随着经济社会的发展和改革开放的不断深入,生产生活方式发生了根本性改变,社会对劳动者的要求也发生了革命性的转变,急需培养一大批具有高技能和高素质的人才,由“中国制造”走向“中国创造”,同时实现“优质制造”“精品制造”。 随着经济社会发展速度的放缓,就业难度的增加,职业教育迎来了前所未有的困境,主要问题有招生生源不足,就业率低,社会服务能力有限,社会、家长和学生对当前职业教育满意度低。同时,国家对职业教育也提出了更高的要求和期望,从基础设施、经费保障、教师培训等方面给予了更多扶持措施。职业教育工作者必须从现实出发,开拓创新,寻求一条加快职业发展的科学、有效的路子。 二、研究方法 (一)调查研究法 为了有更加充分的事实依据和可靠的数据,从中分析问题,总结、归纳结论,本文采用了调查研究法,对研究的问题分类分别罗列,制作统计表,由课题组对同类职业学校、企业进行调查。 (二)问卷法 本次通过问卷调查,了解当地职业教育发展情况。在设计调查问卷的过程中,征求了许多一线教师的意见。为增强问卷调查的可操作性,在问卷中主要以客观性试题为主,同时为了使调查结果更具科学性,也设置了少部分开放性问题,采用Excel和Spss软件对调查结果进行统计分析。 (三)文献法 课题组主要通过查阅近期关于职业教育发展的文献资料,了解目前的研究成果和发展程度,增加知识和能力,拓宽思维视野。 三、研究内容 本课题主要通过查阅文献资料,了解理论与实践一体化教学法概念的内涵,教学模式、教学计划和教材体系的建立,“双师型”教师的培养及学生评价体系的构建。结合近年来理论与实践一体化教学法在电气电力专业教学中的应用,积极探索改革实践的经验,进一步推进课程改革,建立以学生为主,以能力为目标,以培养学生、教师综合能力为核心,理论教学与技能操作为一体化的教学法。根据研究成果,不断实践、完善、总结一体化课程教学的有效方法和途径,构建电子电气专业一体化课程体系,培养高素质的人才。 四、研究成果 经过课题组的调查研究和教学实践,得出了具有客观性、科学性的结论。 (一)为构建电子电气专业理论和实践教学的一体化教学法,提出了“五步”教学新模式 具体来讲,该教学模式的步骤如下:(1)专业理论知识;(2)实验训练;(3)创新课题、参加教师的科研项目;(4)实习、实践和社会调查;(5)学生社会实践报告、毕业论文,教师课题成果发表或出版。五个层次的教学环节,相互影响、相互补充、相互融合,具有完整性和实效性,能够实现电子电气专业理论和实践教学的一体化。 (二)为构建电子电气专业理论和实践教学的一体化教学法,提出了培养克服三种不适应和具有“T”型知识结构的“双师型”教师 要求教师克服受心理定势的影响、受知识面的影响、受实践太少的影响三种不适应。能力培养则指既能教授理论,又能指导实践或技能训练,理论知识广、专业知识深的“T”型知识结构。 (三)为构建电子电气专业理论和实践教学的一体化教学法,提出了“3343”课程开发模式 具体包括三个阶段、三个步骤、四个环节和三个转换:市场调研、人才培养模式论证、课程开发;专业技术课程开发、改革公共基础课程拓展、系统构建保障体系;头脑风暴、分析开发、探讨确认、决策计划;行动领域、学习领域、学习情境。 (四)为构建电子电气专业理论和实践教学的一体化教学法,提出了注重六原则的学生评价体系 教学效果评价要以促进学生的全面发展为目的,突出评价的激励与调控功能,以创新、探究、合作与实践等能力为基础。在评价过程中,坚持目标性、过程性、全面性、多元性、因材施评和主体能动性原则,促进学生全面发展。 五、结束语 理论与实践一体化教学是融前瞻性、实践性和探索性为一体的,是一项长期而艰巨的任务,也是职业教育发展与改革的重点,不可一蹴而就。只有在实践中完善,完善中创新,不断总结、交流,才能走出一条科学、合理、实用的教学之路,培养出更多优秀的人才。 电气一体化论文:浅谈火力发电厂电气―热控一体化控制技术 摘 要:随着大型、特大型火电厂不断出现、单元机组容量的不断增加及智能电网的快速发展,要求火电厂要具备自动化的信息系统,所以,一些发电公司将数字化电厂的理念提了出来。数字化电厂目标的实现需要电厂自动化化设计为其提供保障,在火电厂中的电气与热控这两个自动化专业中,二者是不能独立发展的。要站在全局的角度来规划电厂的自动化系统,实现电气-热控一体化。本文主要对设计的方案进行探讨,并对相应的技术进行分析,为电厂提供一些参考性建议。 关键词:数字化电厂;智能电网;电气-热控一体化;构架 1、智能电网发展带来的挑战 在高速双向通信、集成的网络基础上,通过先进的设备技术、传感技术、测量技术及控制方法建立起来的智能电网,实现了电网的安全、可靠、高效及经济性能,智能电网主要包含激励、自愈和包容用户、提供用户需求及抵御攻击、允许各种形式的发电设备的接入等特点,为电力市场的开启及优化资产的配置起到了有效的作用。随着信息化技术的发展,智能电网呈现出信息化、数字化、互动化及自动化的特征,其中数字化是信息化的基础。在其应用方面,主要包括六个环节:发电、输电、变电、配电、调度及用电,实现了电力企业与用户之间的互动,电力企业要想搞笑的发展,发电厂的信息化及自动化水平的必须也不断发展。我国的智能电网建设改变了传统的火力发电布局,其允许各种类型的新能源的使用,智能电网的建设同时也促进了数字化电厂的发展,对火力发电厂的控制技术方面有了更高的要求,随着环保理念的提出,智能电网建设也将促进节能调度和绿色发电技术的发展。 2、火电厂现有自动化技术存在的问题 2.1电气、热控专业的分离 随着电力体制的改革,发电厂自动化建设需要一个权威机构进行协调,现在热控自动化与电气自动化都独立的发展,导致电力企业的发展水平不高,部分功能出现重复建设的浪费,自动化系统的整体优势也被局限,如图1所示: 图1 火力发电厂自动化现状 信息化的建设与电力企业的实际生产过程没有有效的结合,与生产管理相脱节,电厂的整体效益得不到最大的发挥,这也就导致了电厂自动化与信息化建设缺乏精益化的管理,给发展带来一定的困难,与智能电网的发展不相适应。 2.2电气自动化 在装置功能及其性能方面,电气自动化系统的发展的进步较大,但是各部门只对于自己相关的领域不断进行自动化建设,对与自己没有关系的环节缺乏建设的力度。电气自动化包括的环节较多,涵盖了ECS、NCS、电量计费、故障录波、保护装置、厂用电管理及自动装置等,对于这些环节缺乏统一的管理,在信息的集成、控制等方面达不到要求,最简单的电能平衡实现起来都较困难,导致电力企业的整体效益不高,电气自动化系统也没有与热控系统在信息共享方面形成统一,造成了资源的浪费。 2.3热控自动化 近几年,热控自动化系统的发展较快,但主机的控制范围没有较大的变化,在辅助车间控制系统方面的变化最大,由以往分散的控制变成相对集中的控制。随着火力发电厂的发展,现场总线控制技术的应用逐渐扩大,设备对信息的收集范围和深度都得到了扩大,在设备状态分析环节,提供了装置状态数据。在DCS中,逐步纳入了耗差分析系统及机组性能计算系统,为管理人员及运行人员提供了参考数据,系统的配置也变得简单,数据的可信性增加。随着机组经济运行和电网调峰的需求,各发电公司逐步对机组优化控制进行推广,在DCS系统中,机组优化控制功能也逐渐融入。热控自动化系统目前主要存在的问题是主厂房DCS控制与辅助车间控制没有统一,依然相互独立,如图2所示。没有形成较好的信息互通,在信息共享方面尚未完善,对数字化电厂的建设十分不利。 图2主机与辅助车间热控控制系统 2.4电厂信息部门对电气、热控自动化的业务界限不明确 由于对电厂信息化及自动化各自的业务范畴没有明确,导致部分工作出现重复或者管理方面的真空。自动化建设没有真正的服务于信息化建设,造成电厂的信息化发展缓慢,数据精确度较低;对电厂生产过程及生产管理方面,信息化没有发挥出真正的作用,导致盲目的从自动化系统中提取大量的数据,造成系统信息的不稳定。随着智能电网的建设,信息人员及自动化人员要考虑全局,构建数字化电厂的蓝图,防止出现管理真空或业务重复的现场,这样就不至于使大量的资金没有形成有效的投资效果。此外,电气、热控自动化在业务需求方面,其流程还不够完善,需要进行重组,这样信息化及自动化的水平才能真正提高。 3、电气、热控控制一体化技术的实现 3.1火电厂自动化建设规范及标准的制定 目前,火电厂的自动化发展还较为落后,为了改变这一现状,相关的管理层及权威部门应该组织相关专家对这一现状进行调研,综合智能电网建设的需求与电力市场发展的需要,制定出一套适合火电厂自动化系统发展的规范及标准,对一体化的实现打好坚实的基础,从而将火电厂自动化系统引向健康发展的道路,提高火电厂的经济运行,为自动化技术的发展奠定良好的基础。 3.2电气-热控自动化一体化控制方向 为了应对电力市场及智能电网的发展,火电厂自动化水平就要提高,火电厂必须抛弃传统的电力自动化系统与热控自动化系统分离的模式,从全局出发,将火电厂的整体控制水平不断提升。这就需要解决以下几个问题:监测系统与各独立系统一体化的实现;电气、热控控制系统一体化的实现;热控主机、辅助车间一体化控制的实现;电气-热控自动化系统过程信号的处理等。 3.3电气-热控控制一体化实现方案 要实现一体化控制,需要将拓扑结构的网络控制器设计及数据库管理进行升级完善,以解决电气、热控两个专业之间的差异问题。本文主要介绍基于概念的设计方案,该方案主要包括控制层、厂级管理层、控制管理层几个部分,并留有电厂MIS与到调度的接口,该方案主要根据电气与热控两个专业自身的特点,可以有效的对电气与热控的设备状态及信号进行处理。控制层主要是为了满足各电厂控制的需求,由各种控制器与相应的电源装置及通信装置组成,实现了对基本功能的控制,使现场总线设备的信号及通信分离开来。控制管理层主要功能是对个工程师站、历史站及操作员站等进行必要的控制和管理,在该控制层的控制管理主要针对大部分高级控制机设备故障的诊断及分析。厂级管理层主要负责机组之间的控制与管理,提供给外系统所需的信息及数据。新方案在成本的控制、设备运行效率、数据的共享、经济效益的提高等方面有着巨大的优势,是值得去推广的技术。 结束语 电气、热控一体化控制系统的构建,使NCS功能、ECS功能、现场总线设备控制等方面得到了实现,从根本上解决了目前独立控制的局面,实现了控制系统对全厂信息、数据的共享,有效的提高了火力发电厂的运营效益及管理水平,为数字化电厂的建设奠定了坚实的基础。 电气一体化论文:基于一体化教学模式下的电气自动化专业教学改革探讨 摘 要:本文首先介绍了新常态下技工院校电气自动化专业的人才培养目标,根据人才培养目标,提出基于一体化教学模式下的电气自动化专业教学改革方案以及电气自动化专业一体化人才培养方案。 关键词:电气自动化 一体化教学 技工院校 电气自动化专业大多课程具有很强的实践操作性以及应用性,学生应该通过大量的练习操作提高自己的技能。对于技工院校学生而言,电气自动化专业的技校生就业岗位大多是从基础装配工作做起,为此,需要在教学中注意提高学生的实际操作能力与创新精神。 一、新常态下电气自动化专业人才培养目标 新常态下的制造业需要更多的高技能人才。为此,电气自动化专业应该根据行业发展的新方向,确立专业职业岗位。电气自动化专业的职业岗位定位体现在:电气设备的组装、运行、维修、调试以及电气产品的开发等;机械与电气联合制造产品的装配、运行、维修、调试等,比如数控机床电气设备。 二、一体化教学模式的含义 一体化教学模式指的是理论与实践相结合,在同一课时内,由一名或者两名老师共同组织教学,在教学过程中,教师让学生理论与实践交替学习,从而使得理论与实践有机结合起来,提高学生学习的兴趣,使教学达到事半功倍的效果。 三、基于一体化教学模式下的电气自动化专业教学改革 1.优化课程,使课程与企业生产有机结合 电气自动化专业的特点是非常抽象,理论性强。技工院校学生系统掌握电气自动化专业知识是非常困难的,因此,很有必要优化课程,使课程更加贴近企业生产实践。PLC、触摸屏、电磁阀、汽缸等都具有比较强的实践应用性,在讲授这些知识时,可以以项目为单元安排一体化教学。例如要求学生设计一个供水灌溉控制系统,学生可以将PLC、触摸屏、传感器、可编程控制器、马达等设备设计成一个供水灌溉控制系统。这种一体化教学,能够激发学生学习兴趣,学生的专业能力能够得到显著提升,对于学生将来进入社会以及为企业生产提供需要的人才具有重要意义。 2.教师队伍一体化 教师队伍的一体化,要求教师更多是双师型教师,即教师既能有效传授理论知识,又能进行实践指导。教师要能够有效组织教学,比传统教师的要求更高,要求教师能够有效保证一体化教学的顺利进行。 3.教学过程一体化 在进行一体化教学过程中,教学内容的安排非常重要。项目设计是一体化教学的基础,项目的选择要体现应用性,具有典型意义,否则会失去“项目”的意义与价值,项目的确立需要教师深入企业生产,与企业、行业合作办学,共同开发课程。 教学过程一体化指的是把课堂搬到实习实训基地中。在一体化教学中,要处理好三个层面的关系,即理论与实践关系,建立工学结合模式;发挥教师的指导性,处理好教与学的关系;以学生为主体,发挥学生的主动性,让学生在做中学、学中做,处理好学生学与做的关系。 四、电气自动化专业一体化人才培养方案设计 1.岗位剖析 技工院校电气自动化专业培养面向的岗位主要是电气维修、自动化仪表安装与调试等。技能证书主要是电工上岗证、维修电工、电气工程师等。 2.培养目标 知识结构:一定的文化知识,如语文、数学、英语、历史文化等;电路、电气控制技术、单片机、自动化控制等专业基础知识; AutoCAD、PLC、供配电系统维护等。 能力结构:提高学生对知识和技能的自学能力,会运用一些电工电子测试工具,会运用AutoCAD等软件绘制简单电气自动化工程图,会对简单电气工程系统进行设计、调试与维护。 3.考核评价一体化 建立多元化评价系统,具体方案:在每个项目完成后,由指导老师与企业人员共同评价学生完成项目的优劣,并且把项目评价结果告诉学生,该项目过程评价的分值所占的比例最大,另外发挥笔试以及平时表现作为考核评价的辅助作用。这种一体化考核评价是一种以过程操作考核为主,平时表现以及笔试为辅的考核评价体系。 4.毕业设计过程的一体化 一体化教学要求学生主动参与教学实践过程,突出强调了学习技能,以提高综合素质为目标。为此,在一体化教学过程中,要加强与社会各行业的联系。技工院校应该以一体化教学思想为指导,不仅在理论教学、实践教学中贯彻一体化教学模式,在毕业设计过程中也可以实施一体化模式,从而有效促进产学研发展。 五、小结 一体化教学模式的开展,对教师提出了更高的要求。教师在一体化教学实践过程中,要不断总结归纳,丰富一体化教学的内涵,探讨出适应技工院校自身实际情况的一体化教学模式,从而提高技工院校教学质量,促进技工院校的发展。 (作者单位:江西省冶金技师学院) 电气一体化论文:理实一体化教学方法在电机与电气控制技术课程中的应用 摘 要:本文以电机与电气控制技术为例,介绍理实一体化教学模式的构建,重点说明了理实一体化教学方法的实施步骤:确定任务、组织实施、改进项目考核模式。 关键词:电机与电气控制技术 技工院校 理实一体化教学法 大多技工院校电气工程及其自动化专业授课过程中,将理论教学与实践教学分开组织,理论课老师向学生传授专业知识点,实践指导老师教会学生职业技能。理论教学与实践教学的分隔,教学效果并不好,难以调动学生学习积极性。笔者以电机与电气控制技术为例,介绍理实一体化教学模式的构建与实施。 一、理实一体化教学模式的构建 电机与电气控制技术是技工院校电气工程及其自动化专业的核心专业课,该门课程实践性强,学生通过本门课程学习,可以了解典型电气控制电路原理,学会组装与调试电气控制系统。特别要提及的是,该门课程的内容比较多,知识涵盖面比较广,采用传统教学模式,学生学起来会感到枯燥乏味,非常吃力,最终影响教学效果。采用理实一体化,能够调动学生学习的积极性,激发学生学习的兴趣。比如在讲解低压器相关理论知识点时,可以现场提供一个实物,让学生自己观察实物的形状、结构组成、铭牌信息等,采用这样理实一体化教学,学生能够将枯燥难学的内容,通过自己的感观加深印象。 二、理实一体化教学方法的实施步骤 1.确定任务 理实一体化教学方法应用于电机与电气控制技术课程时,根据课程内容的要求,可以将项目分为三大模块,即常用低压电器的识别、电动机控制电路的安装与调试、常用机床电气控制电路的安装与调试。 在常用低压电器的识别模块中,常用低压电器包括电气开关、熔断器、交流接触器、热继电器等,教学目标是能够说出常用低压电器的类别、性能、结构组成、工作原理、电路中符号表达方式等。 电动机控制电路的安装与调试模块,这是本课程教学的重点,具体教学内容、学习目标、课时分配安排如下。 (1)教学内容:三相异步电动机点动正转控制线路的安装与调试。 学习目标:会安装与调试常见控制线路。课时安排:理论教学2课时,实践教学4课时。 (2)教学内容:三相异步电动机连续正转控制线路的安装与调试。 学习目标:会安装与调试自锁控制线路。课时安排:理论教学4课时,实践教学4课时。 (3)教学内容:两地控制点动连续混合正转控制电路的安装与调试。 学习目标:设计电路图,会安装与调试元件。课时安排:理论教学2课时,实践教学2课时。 (4)教学内容:三相异步电动机正反转控制线路的安装。 学习目标:安装与调试接触器联锁正反转控制电路。课时安排:理论教学2课时,实践教学4课时。 (5)教学内容:顺序控制线路安装与调试。 学习目标:正确安装两台电动机顺序。课时安排:理论教学4课时,实践教学4课时。 (6)教学内容:三相异步电动机降压启动控制线路的安装与调试。 学习目标:安装与调试降压启动控制电路。课时安排:理论教学4课时,实践教学4课时。 (7)教学内容:三相异步电动机制动控制线路的安装与调试。 学习目标:安装与调试反接抽动控制线路。课时安排:理论教学4课时,实践教学4课时。 常用机床电气控制电路的安装与调试模块中,主要学习内容为CA6140型车床、M7120磨床、Z3040摇臂钻床、X62W型卧式铣床、T68卧式镗床的电气控制电路的分析与检修。 2.组织实施 理实一体化教学内容确定后,对全班学生进行分组教学,平均每组安排三四人。分组的时候,要注意到学生之间的差异性,操作能力强弱者搭配安排。在项目实施过程中,许多学生缺乏主动性,依赖性比较强,一般要等到老师示范后才会动手。为了解决这个问题,笔者在教学过程中,打破过去实行的“组长化”,即在汇报小组成果时,不再固定于组长汇报,而是采用抽签制,小组内人人都有可能被抽选汇报小组成果。在有一定的压力下,学生就不会再有等靠的心态,都会主动参与到小组任务中,这样学生中每位成员的积极性明显提高。 3.项目考核模式的改进 传统教学考核中,平时成绩占40%,期末考试成绩占60%。这种考核方法忽视了实践教学,纯粹是为了考试而考试。实施理实一体化教学方法后,建议在课程考核中量化实训成绩,比如平时成绩占30%,课程设计实训成绩占40%,期末成绩占40%。这种考核模式中,平时成绩不仅包括学生的出勤情况、课堂积极性、课外作业的完成情况等,还包括在项目任务中的动手能力与合作情况等。 (作者单位:江西省冶金技师学院) 机械电气一体化设备安装技术要点研究 【摘要】随着经济和科学技术的飞速发展,机械和电气一体化设备的发展也进入一个新阶段。这就要求相应的机械电气一体化设备安装技术也需要得到有效的提高和发展。本文就机械电气一体化设备的安装技术要点展开讨论,帮助提高相关施工人员的工作质量。 【关键词】机电一体化;安装;技术要点 电气技术、计算机技术的发展使机械电气一体化技术有了迅速发展。相应的机械电气一体化设备的安装技术也是社会发展中重要的领域之一,为了提高机械电气一体化设备安装质量,更好地满足当前人们对机械电气一体化安装质量的要求,本文结合笔者自身经验就机械设备安装技术的现状与发展以及机电一体化设备的安装技术要点展开以下探讨。 1机械设备安装技术的现状与发展 新中国成立至今,我国机械设备安装技术经历了巨大的发展。特别是改革开放以来,通过学习国外先进技术,我国在机械设备安装技术领域进行不断改革创新,形成了一套完整科学的安装技术。然而随着科学技术不断飞速发展,传统的机械设备安装技术已经不能满足新时代的发展需求。计算机技术的飞速发展使得机电一体化技术获得前所未有的发展,应用越来越广泛。中国是从20世纪80年代初开始进行机电一体化技术方面的研究和应用的。虽然经过20多年的努力取得了一定成果,但与发达国家相比仍有相当差距。因此具有相当良好的发展前景,所以相应的机械电气一体化设备的安装技术也有较大的发展。 2机械电气一体化设备的安装技术 2.1安装准备 对于机械电气一体化设备,高质量的安装离不开安装前的准备工作。只有做好准备,才能保证之后的安装工作顺利有效。安装准备工作分为以下几个步骤: (1)施工条件的准备:准备好相关的施工设计文件以及相关技术文件,对机械电气设备的安装来说,理论规范的支持是必不可少的。只有在这些科学的理论支持下,安装才能正常进行。 (2)检查设备:设备在施工过程中难免会有损耗和损坏,所以在安装前必须要对设备进行仔细的检查,确保机器设备处于正常安全的安装状态。 (3)合格的施工人员:机械电气一体化设备的安装必须由具有专业技能的施工人员进行,因此安装前必须考核施工人员,只有合格的施工人员才能进行设备的安装。 2.2安装阶段技术要点 (1)放线就位调平。在安装前,应先核准安装时的轴线位置和基准线等,保证每台设备对应的位置的基准线都有准确的划定。这是必不可少的步骤,是设备找正、调平的关键。可以减小水平方向上的误差,确保安装前的精准度。 (2)安装地脚螺栓。地脚螺栓能够使设备牢固,不会轻易发生异动。是设备的重要部件,因此是安装过程中需要重视的部件。安装时应该注意规范,保证其精确度。机械安装图中有规定的,则地脚螺栓的长度应该符合安装图中规定。如果没规定,则根据公式L=15D+S+(5~10)进行确定。式中L是地脚螺栓长度,D是直径,S是基座、螺母及铁垫高度的总和,计算单位是mm。在埋设地脚螺栓时应尽量保证垂直埋设,偏差小于1%,中心距的偏差要控制在直径的10%~15%。 只有正确的安装地脚螺栓,才能保证固定设备不随意移动,为后续安装打好基础。 (3)机械设备装配。 安装过程中的设备装配是对机械电气一体化设备进行的整体组装,与生产厂家的设备装配有很多区别。在装配过程中应该注意,装配人员应该在装配前对设备的零部件和组合件的尺寸、精度等进行严格的检查,避免出现尺寸、精度不匹配的情况。另外,厂家在设备上安装好的零部件是不可以随意拆卸和改动的。 a.装配找正。机械电气一体化设备正常工作,必须需要正确的进行找正。为了使基配点更精确,应把厂家的零点作为设备找正工作的主要标准。施工人员应使用测量法准确标出基配点位置及高度。 b.放松装置。放松装置主要针对螺栓连接。螺栓是设备中重要部分,保证了设备的稳定性。在一般情况下,设备工作环境比较稳定,可以承受小的震动,这时的螺栓有较强的稳定性;但如果工作环境变的不稳定,螺栓承受较大的震动,会使螺栓有一定的损坏。所以,应该在螺栓处安装放松装置,减小损害。 c.键连接装配。轴与轴之间的联系是通过键连接来实现的,键连接能完成轴与轴上零件间的轴向固定和转动。技术合格的键连接装配,能很好实现轴向固定和传递轴向力,而不合格的键连接装配则会产生严重影响。键连接分为较松键连接,一般键连接,和较紧键连接。在进行键连接前,必须对其直线度、键槽对轴心的对称度和平行度等进行严格的检查,以保证键连接无错误。 d.滑动轴承的安装。滑动轴承的主要作用是在滑动摩擦下减少摩擦,保证工作平稳、可靠、减少噪声影响等。轴承表面被液体润滑包裹,滑动表面被液体分开,减少了摩擦和损耗,还能减少振动,增强对冲击负荷的承受能力。设备运转部位,安装滑动轴承,保证了机械有效运转。安装过程中,也要保证轴颈可以在轴承孔内灵活转动,防止卡死。除此外还要注意保持油路畅通,同时做好防止润滑油泄露的工作。 (4)管道安装。 做好准备工作和其他设备安装后,要进行管道安装。这是机械电气一体化设备安装要求最严格的一部分,所以在选择材料、技术和人员上都有将强的要求,需要十分谨慎。一定要保证施工人员的技术过硬,必须有足够娴熟的技术和经验,才能进行此步工作。另外,管道的材质和质量也是十分重要的,只有质量过硬的管道才能满足管道安装的要求。由于管道安装有不同安装方式:扩口式、卡套式等,不管使用哪种方式都必须符合安装设计图的要求,严格按规范进行安装操作。 2.3试运行阶段。 进行试运转之前,必须对机械电气设备进行检查和验收,保证设备在安装技术上达到规章规范的标准,重点关注运行时的条件、内容、操作系统、控制系统、液压系统、气动系统和加热系统等,只有这些都符合标准时方可进行试运行。 对设备的试运行包括三个阶段:单机空负荷试运转、成套空负荷试运转和负荷试运转,通过无负荷和有负荷的测试来确定机械电气设备是否具备工作能力。 3结束语 由上可知,机械电气一体化的安装过程每一步都必须要严格按照要求,保证施工质量,圆满完成施工任务。在施工过程中施工者要不断进行经验总结,拓展思维,对机械电气一体化的安装技术不断创新,使得安装质量得到有力保障。 电气一体化论文:高职电气自动化专业“教·学·做一体化”教学的探索与研究 摘 要:高职电气自动化技术专业的目标是培养工作在职业岗位第一线的高端技能型人才,其核心是以职业岗位需求为依据,培养学生的综合能力,为此必须构建一个符合高等职业教育目标要求的教学模式。传统的高职院校教学模式已经渐渐不能适应和满足需要,为进一步改革传统的教学模式和培养具有综合能力和全面素质的高技能型人才,需探索一条“教・学・做一体化”的教学模式,把学生的专业学习同实践工作有机结合起来,这是电气自动化专业持续稳定发展的正确方向。 关键词:教・学・做一体化 电气自动化 职业岗位 教学模式 早在教育部【2006】16号文件中对高等职业教育“教・学・做”一体化、实施工学结合、校企合作、改革人才培养模式等方面提出了明确要求,各高职院校要“改革教学方法和手段,融‘教・学・做’为一体,强化学生能力的培养”。 通过对河南、山东、江苏等7省市的索尼、西门子、新飞电器、宇通客车、济钢集团、开封火电厂、广州索尼等27家企业进行现场调查,调研分析表明,高职电气自动化技术专业是培养适应生产、管理、服务第一线需要的,具有综合能力和全面素质的高等技术应用型专门人才为目的,学生毕业后主要从事生产技术与管理规范的应用与运作,如高新电气设备的维修人员、自动化控制系统的操作与维护人员、高新技术控制设备的操作人员等高技能的操作人员,大中型企业的厂级管理人员和技术干部等。 1 “教・学・做一体化”的项目化课程基本认识 “教・学・做一体化”的项目化课程以国家职业标准为依据,以综合职业能力培养为目标,以典型工作任务为载体,以学生为中心,根据典型工作任务和工作过程设计课程体系和内容,按照工作过程的顺序和学生自主学习的要求进行教学设计并安排教学活动。实现理论教学与实践教学融通合一、能力培养与工作岗位对接合一、实习实训与顶岗工作学做合一。 (1)以综合职业能力培养为目标 课程定位与方向、课程内容与要求、教学过程与评价等都要突出学生综合职业能力培养,注重培养学生专业能力、方法能力和社会能力。 (2)以典型工作任务为载体 要围绕典型工作任务确定课程目标,选择课程内容,制定专业人才培养方案,构建工学结合的课程体系,改革教学内容和教学方法,更加注重课程的实用性和针对性,学习过程即工作过程。 (3)以学生为中心 构建有效促进学生自主学习、自我管理的教学模式,突出学以致用,在学习中体验工作的责任和经验,在工作中学习知识和技能,仿企业架构管理模式搭建班级管理模式,加快实现从学生到劳动者的角色转换。 (4)处理好三个不同层面的关系 学校:理论与实践(搭建工学结合模式平台)。 教师:教与学(教师指导作用,学生主体作用)。 学生:学与做(以做为主,做中学,学中做)。 2 电气自动化技术专业“教・学・做一体化”人才培养方案设计 “教・学・做一体化”就是在专业核心技能课程和职业拓展课程教学中,将课堂设在实训室,以实际工作岗位的典型项目为载体,按项目的实施过程开展教学,通过边教边学、边学边练、学做合一的“教・学・做”一体化教学方式对学生进行职业技能训练。 2.1 以岗位和职业资格为依据明确专业定位和专业培养目标 (1)岗位分析 从事岗位:电气维修、自动化仪表及系统安装与调试、单片机应用系统设计与调试、高低压电气设备安装与维护、变配电室值班等。 技能证书:电气工程师、维修电工、电工上岗证、电气设备安装工、单片机工程师等。 (2)专业定位 服务面向:制造业、流程工业、电力行业、新兴产业等。 就业部门:机械制造公司、自动化仪表公司、自动化系统公司、电气安装公司、电器设备公司、电力公司 就业岗位:电工维修、电机拖动系统设计与检修、自动化系统安装与调试、单片机系统设计与调试、高低压电气设备安装与维护、变配电室值班等。 岗位证书:电工上岗证、维修电工、电气工程师、单片机工程师等。 (6)培养目标 培养德智体美全面发展,具有良好的职业道德、熟练的职业技能、精益求精的工作态度和创新精神、可持续发展的基础能力,掌握足够专业知识,面向生产第一线,从事电气自动化设备及自动化系统的设计、安装调试、运行维护等工作的高技能人才。 3.2 依据专业定位和培养目标确定人才培养规格和质量标准 (1)知识结构及标准 ①了解国家的基本法律法规,会运用相关法律维护自己的权利;②掌握本专业必需的文化基础知识;③掌握电路、数电技术、模电技术、电机与电气控制技术、自动控制原理等专业基础知识;④掌握AutoCAD电气工程制图、供配电系统运行与维护、PLC应用系统设计与安装、成套电气控制柜总装等专业知识。 (2)能力结构及标准 ①具有获取本专业前沿知识和相关学科知识的自学能力;②会正确使用常用电工工具及电子测试仪器仪表;③会熟练使用AutoCAD绘制并识读机械零件图及电气工程图;④能胜任自动化系统的设计、安装、调试、维修等工作;⑤能胜任电气控制系统的设计、安装、维护、改造等工作等。 (3)素质结构及标准 ①具有明确的社会责任感和强烈的事业心;②具有良好的思想品德、社会公德和职业道德;③具有求实创新的科学精神、刻苦钻研的实干精神、团结协作的团队精神;④具有较强的自学能力、创新意识和一定的社会活动能力。 (4)专业技能及认证 本专业毕业生在获得一种对就业有实际帮助的国家职业资格技术等级证书外,还须获取本学院自己组织的本专业的精湛技能证书。 3 结语 近年来,我国的高职教育已经进入以质量求生存、以特色求发展的关键时期,部分高职院校积极探索“教・学・做”一体化的教学模式,将其应用于教学中,并取得了显著效果。 高职院校电气自动化技术专业“教・学・做一体化”项目化课程的实施,可有效解决理论教学与实践教学相脱节的问题,增强教学的直观性,使学生对知识的接受更容易,有助于教学质量的提高和高素质人才的培养,能够培养适应生产、管理、服务第一线需要的,具有综合能力和全面素质的高等技术应用型专门人才,学生毕业后可实现与企业的零距离对接。 电气一体化论文:DCS构架下电厂电气一体化设计及其发展研究 【摘 要】随着社会的发展以及科技的进步,为了生产的高效性与安全性,进行了一系列基于自动化与一体化的改建。在这个过程中电厂生产区域具有高温、高压等特定,对于一体化自动控制更是有着更高的要求。为了实现这一目标,在若干种构建模式中,DCS构架是一种较为常见的方式,对于其构建原理以及构建环节建设已经有了系统的研究,这对于后续的应用提供了必要的基础保障。本文以电厂电气一体化设计为主要的研究目标,总结其利用DCS构架的构建过程,并对近些年DCS构架下的一体化设计与技术的发展进行总结分析。希望通过本文的研究能够为今后的相关电厂一体化设计与实际施工提供必要的理论基础与实践指导,也能够为后续的电厂技术改造提供方向选择的依据。 【关键词】DCS构架 电厂电气一体化 设计思路 技术发展 1 引言 DCS是一种较为先进的分布式控制系统,它能够同时完成相关设备的数据采集、处理与控制,并对一定设定范围内的数据进行保存与调取。适应于各种一体化建设体系的设计与施工。同时,由于其对于设备的支持强度相对较大,受到了广泛的关注与应用。电厂的生产环节对于自动化体系要求相对较高。一方面电厂生产环境相对恶劣,具有高温、高电压、高噪音、高辐射等恶劣的生产环境;另一方面电厂的生产需要根据电能负载对锅炉以及发电机等主要生产设备进行实时监控并通过进料保障等体系来保障其生产的连续性与顺畅度。在这样的背景下,电厂的控制一体化体系建设迫在眉睫。针对DCS的应用是一种较为广泛的应用模式,国内外学者也针对其具体的应用与体系构建进行了系统的研究。但是,结合自身特点以及我国电气一体化建设的针对性研究还相对较少。本文正是出于这个目的,以电厂电气一体化设计为目标,对其中的DCS构架发展现状与技术革新进行阐述,并对电厂电气整体的一体化设计提供思路。希望通过本文的研究能够为今后的相关设计提供必要的理论基础,也为类似的项目建设选择提供可靠依据。 2 DCS构架简介 所谓的DCS是指分布式控制系统,在国内的一体化建设体系中又被称之为集散控制系统,与传统的计算机控制方式相比是一种更为新型的控制体系。传统的计算机控制模式是采用单一计算机对全部的电气设备进行统筹管理的模式来进行,而此种方式不仅增加了计算机的负载,更是由于其控制模块之间的通道堵塞而使得控制效果尤其是人机互动效果有了显著的降低,对于大型厂区与设备的集约化管理模式构建不利。而应用多电脑分布控制的模式很难做到不同部分的数据联通、共享与同步。DCS构架的产生正是为了弥补这个问题。为了很好的对一体化建设进行支持,DCS采用了集中控制与分散控制相结合的方式,在统一的系统内来完成分散的控制流程。简单来说,就是通过对一级机的人机交互来达到对设定参数的控制,比如炉内温度、发电机负载、除尘设备运行等;而二级机则为具体的控制单元则根据一级机的指令讯号进行自动化操作,如当人机互动对于炉内温度进行提升操作时,一级机的指令仅为炉内温度提升(数控讯号)而二级机则更具预设的终端对不同的设备进行预控操作,包括进煤量的增加、进氧量的增加、出烟口扩大、除尘设备功率提升等。通过上述体系的构建能够将统一的工作分解为具体的设备管理,进而降低了计算机的负载,能够更为有效的完成相应的设备控制。 3 电厂电气一体化体系构建 所谓电厂电气一体化设计主要是实现电厂整个运营周期内的数字一体化建设,并通过数字一体化体系达到对电厂进行监控、与控制的目的。在具体的构建过程中可以分为自动化建设与信息化建设等两个层面。其中信息化建设为自动化建设提供必要的数据基础,并为后续的电厂运营提供数据依据与决策辅助;而控制自动化则是电厂一体化建设的核心,通过对于电气控制一体化的构建来实现对于电厂各个生产环节的集中与远程控制,提高控制效率与生产的安全性。在实际的构建过程中分为如下模块: 数据采集模块:数据采集模块是指通过传感器对相应的生产与运营数据进行采集,此阶段通过电厂设计与施工的过程中进行同步建设。包括炉内数据采集、辅助设备数据采集以及运营参数采集的若干个部分。通过数据采集能够为后续的运行监控以及具体的管理决策提供必要的数据支持。 数据分析模块:数据分析模块是基于DCS构架中的核心部分,通过数据采集模块收集的各类信息在统一的计算机平台内进行支持与处理,在具体的处理过程中主要分为数据处理以及虚拟电厂的可视化处理两个部分。所谓的数据处理是通过基础的信息收集来计算或者评估相应的可视化数据的过程。一般是由计算机后台来独立完成的。通过相关函数以及参数的设定来计算出合规的数据体系。如利用进口处氧含量以及出口处氧含量来评估炉内的燃烧效率;或者计算二氧化硫去除效率等。另一方面则是基于人机互动目的的可视化模拟电厂的数据分析过程。利用软件预设等方式对电厂的可操作部分进行模拟,构建出3D的模拟电厂环境,并根据不同的控制节点对其进行系统的数据整合,来方便人机互动式的可视化程度与操作便利度。 数据存储模块:存储模块是指在数据处置后需要对操作过程以及操作基础数据进行保存,其中操作步骤以及运营数据的保存更为重要。在具体的实现环节中主要通过独立数据库或者计算机终端的方式对一定时间内的相关数据进行保存。通过此种方式解决数据调用与控制一体化系统的冲突。 数据控制模块:主要是指通过人机互动平台来实现对一级机内参数的控制,并通过通讯系统达到一级机对二级机以及其他下级机的控制,最终达到对设备控制的目的。 其他辅助模块:除了上述的模块建设之外,在具体的设计过程中还需要包括电气弱电支持、无线通讯支持等辅助模块,这个可以根据电厂建设的实际情况来进行选取。 4 DCS构架技术发展研究 通过上文的分析,我们可以确定电厂电气一体化是保障电厂正常运行,安全生产的关键要素。而在整体的一体化建设过程中DCS系统的技术开发与发展对其起到了至关重要的支撑作用。在这样的背景下,我们有必要对现阶段DCS技术发展进行总结。从现有的研究现状来看,其发展主要分为如下几个部分: 第一,结构变化的发展。传统DCS是采用单一的上级机对下级机的讯号传输来实现人机互动的,而下级机则是通过与相关设备的继电联系来实现对特定设备进行控制的。而此种构建模式对于通讯质量以及设备运行的可靠度由较高的要求,即当下级机出现设备故障时,上级机则无法对设备进行有效的控制。为了解决这个问题,现阶段DCS采用了网状连接的方式来进行,即在下级机水平内构件备机的模式来应对下级机的设备故障,同时采用多台下级机对于有限设备进行共同管理的方式来保障的系统构建的合规性与有效性; 第二,安全体系的发展。电厂系统是一种对于安全性要求相对较高的系统,如果出现了信息外泄或者控制源漏洞则会对电厂的运营产生不可估量的损失,为了避免此种现象的产生。一方面电厂采用非联网的方式对DCS进行构建;另一方面也采用了核心部件加密加壳的方式来予以保护,尤其是对于虚拟电厂等人机互动的可控制核心的保护进行升级改造,通过限定通讯IP、限定通讯位点等方式来提高其安全性。 第三,对控制一体化进行构建。DCS除了传统的一体化建设之外,还对于区域内的无线控制提供了更为多元化的接口,尤其是数据查询等单项的传输通道可以采用开放式接入的模式来进行。此种技术升级方便了电厂的相关员工对于设备进行现场检修的便捷度,在现场则可以通过开放式端口来实现对设备运行情况的实施监控,进而提高了设备的维护效率,也方便其在具体问题层面上的判断。 第四,对于变频技术的开发与应用。变频器作为控制系统的一个重要功率变换部件,以提供高性能变压变频可控的交流电源的特点,前些年在火电厂小型电机(如给粉枧、凝泵)等控制上的应用,得到了迅猛的发展。由于变频调速不但在调速范围和精度,动态响应速度,低速转动力矩,工作效率,方便使用方面表现出优越性,更重要的是节能效果在经济及社会效益上产生的显著效应,因此继一些中小型电机上普遍应用后,近年来交流变频调速技术,扩展到一些高压电机的控制上试用,如送、引风机和给水泵电机转数的控制等。 5 结语 DCS构架是构建电厂电气一体化的核心。本文以电厂电气一体化为研究目标对其具体的一体化建设过程与模块构建体系进行了分析,通过本文的分析找到了基于DCS一体化建设系统的优越性以及基本过程。并结合现阶段DCS构架技术的发展对其先进技术进行了总结。希望通过本文的研究能够为今后的相关体系建设以及现有体系升级改造提供必要的理论基础与实践指导。 电气一体化论文:浅谈电气自动化设备安装与维修专业一体化教学改革 摘 要:一体化教学改革是转变技能人才培养模式的重要抓手,是推动技工学校改革发展的重要举措。本文从技工学校教育的教学实际出发,分析了电气自动化设备安装与维修专业传统教学模式的不足,重点阐述了实现该专业电工基础理论实训一体化课改的探索与实践。 关键词:电气自动化设备;安装与维修专业;一体化课改 随着科技和社会的发展,电气自动化设备的应用越来越广泛。对于技校来说,学生的基础薄弱,如果按照以前的教学模式进行教学显然无法得到好的效果。因此,各个技工院校都在不断地推进教学改革,积极地开发实用性、有价值的课程。这些课程都以培养学生的综合职业能力为目标,以典型任务为载体,采用以学生为中心的一体化教学模式。实践证明,采用一体化教学模式的班级学生动手能力强,理论知识掌握牢固,探究性学习能力强,可以说取得了良好的教学效果。但是,在教学过程中或多或少会出现一些问题,学生的主体地位没有得到体现在一体化教学过程中,有的教师只是把学生的上课地点从教室挪到了实验室,先是讲一大堆的理论,然后老师做示范通过实验验证后,学生再模仿老师做一遍,没有掌握的,教师会再做一次示范。在这样的教学过程中学生只是机械地模仿,以后的工作中是不会有创新能力的。而真正的一体化教学,是以国家职业标准为依据,以综合职业能力培养为目标,以典型工作任务为载体,以学生为中心,根据典型工作任务和工作过程设计课程体系和内容,按照工作过程的顺序和学生自主学习的要求进行教学设计并安排教学活动,注重对学生探究性学习的指导和训练,指导学生自己去观察现象,实现理论教学与实践教学的融合。 在传统教学中,电气自动化设备安装与维修专业课程分为理论课程和实训课程,两者分段实施,在教学上各成体系。理论课程在教室里完成,理论教师只注重专业理论知识的讲解,学习内容比较抽象、枯燥,学生学习兴趣普遍不高,学习自觉性和主动性较差。而实训课程在实训室完成,实训教师只关心学生的实际操作训练,学生虽能动手操作,但对理论知识了解甚少,而且专业理论课程和相应的实训课程并不在同一时段。理论课程和实训课程在教学目标、教学内容和教学方法等方面难以有机结合,教学内容得不到合理统筹,造成教学效果不太理想,影响了教学质量的提高,也影响了对学生综合能力的培养。因此要进行人才培养模式和课程体系改革,分析出典型工作任务,构建一体化课程体系,积极推行以能力培养为中心、以典型工作任务为载体,根据典型工作任务和工作过程在一体化设备及场地开展实训活动的教学模式,以专业理论知识指导实际操作训练,以实际操作训练加深对专业理论知识的理解和掌握,培养学生分析问题和解决问题的能力。 要实施一体化教学,先要开发教材。学校组织教师根据本专业人才培养方案、课程标准以及职业技能鉴定标准,编写了具有本专业特色并适用于电工技能工作室的一体化校本教材。在教学过程中,教师可充分利用电工技能工作室配备的多媒体网络教室软件,采用任务引领、角色扮演法、演示法、卡片张贴法等多种教学方法进行教学活动,在整个教学活动中教师做好组织、引导、协调工作。 要实施一体化教学,还必须具备既能满足理论教学、又能满足实训教学的场地,可以尝试开发电工技能工作室,按照工作过程的顺序和学生自主学习的要求进行教学设计并安排教学活动,而且融入企业现场管理的诸多因素,将工作室划分为不同功能区域――实作区、理论教学区、物料管理区、讨论区、信息检索区。 实作区:可以在原电力拖动实验室的基础上,根据一体化教学的要求改扩建而成。实作区共设实作小组10个,每个小组配备电动机实训工具2套,实训操作电路板及元器件2套,可供4至6人完成操作与试车。 信息检索区:根据一体化教学要求,在实作区新建信息检索区。主要由与一体化教学相关的文字资料组成,包括各类专业教材、参考资料、学术期刊等,可供学生在学习过程中随时查阅,也可供学生深入研究。 理论教学区:可设理论教学教室一间,供10个教学小组完成教学,期中每个小组配备桌牌一套,由组员自行令名并写上小组座右铭,以此共勉。教学区还可配备多媒体教学用具与白板一块,用于教学和优秀作品展示。 学生可以根据学习过程在相应区域内学习和工作,体验到真实的企业工作环境。电工技能工作室多媒体主控台的设计非常实用,该主控台除了控制工作室内各工作岛及其他教学设备电源外,还备有视频网络系统,教师可随时监控工作室内学生的学习情况、设备使用异常情况。另外,多媒体主控台的VGA切换器课也可方便切换投影不同电脑设备的画面,在展示环节的应用十分便捷。在电工技能工作室,可开展“照明电路安装与线路敷设”“动力系统电路安装与线路敷设”“三相异步电动机控制线路的装调与维修”“直流电动机的基本控制线路装调与维修”“机床电气线路安装、测绘、运行与维修”等典型工作任务及其子任务的教学活动。针对照明线路的安装与检修这门课,学校选取了“家庭照明线路的安装与检修”“教室照明线路的安装与检修”“公共照明线路的安装与检修”“工厂照明线路的安装与检修”“户外照明线路的安装与检修”等典型工作任务。 授课过程中,每次上课,教师都会引入一个典型工作任务,学生接到任务以后,分组讨论怎样完成任务;在老师的引导下,学生会提出问题,思考“怎样做和为什么做”,再通过查阅、收集咨询区资料来解决相关问题。在这个过程中,学生查阅资料的能力、信息处理能力得到了锻炼,同时还掌握了相应的理论知识,培养了团队意识。最后的评价打分环节既锻炼了学生的语言表达能力、与人沟通的能力,又让学生了解了自己的不足之处。此外,企业7S管理制度在一体化课堂中的融入,让学生提前体验了现代企业的工作氛围,有利于他们形成良好的职业习惯和职业素养。一体化教学极大地提高了学生的学习兴趣,调动了学生学习的主动性和积极性,让学生从被动学习发展为主动学习,课堂的主体也由老师变成了学生。学生真正体验到在工作中学习、在学习中工作,综合能力得到提高,实现了“要我学”到“我要学”的转变,教学效果显著。 电气一体化论文:浅谈机械电气一体化设备安装技术要点 【摘要】作者在本文当中主要结合自身多年从事机电一体化设备安装工作经验,结合当前我国企业发展实际环境和背景,对该技术在我国企业当中应用的要点进行分析,并提出优化企业使用机电一体化设备安装技术的对策和建议。 【关键词】机械电器 一体化 设备安装 安装技术 一、引言 随着我国社会主义现代化的飞速发展,我国各行各业的发展都得到了长足的进步。机械电器一体化设备安装技术是一项较为先进的机电技术之一,其能够极大的方便企业对新购置设备、更新设备的安装和调试,从而节约了企业用于设备安装、维护和更新所需要的成本和时间。我国企业面临着市场化程度不断提高的市场,在这一市场当中取得优势地位,不仅要在资源、渠道上取得优势,而且需要采取多样化的战略来对企业的采购、加工、生产和销售环节进行成本管理,以便使企业能够在较低成本下实现规模经济,以维持企业健康稳定可持续的经营。机电一体化设备安装技术的适用范围和涉及的内容非常广泛,其已经被我国较多的企业所熟知和应用。但是,对于我国中小企业而言,其由于资金较少、生产技术水平较低、缺乏与时俱进的理念,从而对该项先进技术并没有形成较为完整的认识。基于中小企业在我国社会主义现代化经济发展当中的重要地位,作者在本文当中将结合自身多年从事机电一体化设备安装工作经验,结合当前我国中小企业发展实际环境和背景,对该技术在我国企业当中应用的要点进行分析,并提出优化企业使用机电一体化设备安装技术的对策和建议。 二、机电一体化设备安装的技术要点分析 (一)设备安装的准备阶段的分析 在进行机电一体化设备安装之前,首先应当做好如下的准备工作,以方便整个工程能够顺利进行:(1)对整个安装环境进行仔细评估,并准备好机电一体化设备安装所需要的说明书,以及其他与该安装过程有联系的技术类文件;(2)在安装之前准备阶段,应当注意对整机安装所需部件、材料等进行盘点,以判断是否在运输、装卸等过程当中有缺失、损坏等情况。 (二)设备安装阶段技术要点的分析 在进行准备阶段的工作之后,就可以采用机电一体化设备安装技术对整个设备进行安装了。具体需要进行的步骤和流程如下列示: 1.放线就位和调平。在进行安装工作时,应当对安装时所需要安装轴线的基本位置进行计算,并且对计算得出的基准线进行反复的核准和审查,以便能够有效的确保在进行机电一体化设备安装时将整机的每个组成机械安装到位。 2.安装地脚螺栓。地脚螺栓的作用主要是为了保证已经确定了基本位置的机械电气装置能够更加牢固和稳定的固定在需要安装的位置。在使用地脚螺栓时应当考虑使用螺栓的长度、硬度和材料,以便在进行实际安装时能够快速达到稳固的目的。 3.机械设备的配置。在对机械设备进行装备时,要注意采用机械电气一体化设备安装技术的设备组装与生产厂商的组装方式有所不同。该技术指导下的安装是对整体机械设备的安装,其不仅要考虑每台机械的先后顺序、维修频率、相互之间的功能作用,并且还需要尽可能的减少整机的体积,节约企业整机安装空间。其中应当注意以下四个方面:装配正确;放置轻松;链链接的装配;滑动轴承的安装与调试;对齿轮和滑到的整体和安装等。 4.管道的安装。经过上述三个步骤的安装之后,还需要对整个机械之间链接管道进行安装。管道的安装应当注意以下几个方面:应当注意管道安装的正确度;对于管道与机械链接点应当配备熟练工程师进行焊接,以防止管道内气体或液体的泄露;严格按照管道安装规范对管道进行安装和调试。 (三)设备安装后试运行阶段的分析 对安装后的设备进行调试,一般需要包含以下三个步骤:第一,单机的空负荷试运转;第二,整机的空负荷试运转;第三,整机的高负荷试运转。通过以上三个步骤对整个机械电气的安装提出准备的运行后判断和评定,以找出其中存在的问题,并对问题进行积极的调整和改正,以减少实际运行过程中给生产线、加工线带来的停工损失。 三、对我国企业优化使用该技术的对策和建议 (一)坚持与时俱进创新理念,构建机电一体化安装体系 为了更好的提升机电一体化安装技术在各个企业当中的普及和应用。我国企业应当保持与时俱进的创新理念,扭转传统机械、电气安装所形成的惯性思维,开拓企业机电一体化安装技术,从而不断提升企业的运行效率和技术水平。 (二)更新人才库,提升人才专业技术水平 我国现有机械电气安装企业并不缺乏单一电气或机械安装的技术人员,但是对于整机安装确是缺乏有关培训机制的,从而致使该领域形成了较大的人才缺口。为此,我国企业应当积极的组织行业优秀人才进行机械电气一体化相关知识和技能学习,提升其整机设计技能、整机放置技能、管道安装技能等,从而不断促进该技术在我国企业当中的广泛应用。 四、结论 通过本文的研究,可以发现,机电一体化设备安装大大减少了企业日常用于设备安装、维护和更新所需要耗费的成本和时间,从而有利于企业增加竞争能力和专业技术水平。作者在本文中将设备安装氛围了三个阶段(准备阶段、安装阶段和安装后调试阶段)介绍了机电一体化设备安装的技术要点,并对该技术在企业当中的应用和推广提出了两点建议:(1)坚持与时俱进创新理念,构建机电一体化安装体系;(2)更新人才库,提升人才专业技术水平。谨此希望能够提升该项技术在我国企业当中的应用范围,不断加深企业自动化生产经营的理念,从而提升我国企业的整体利润,增加企业的价值和声誉。 电气一体化论文:《电机与电气控制技术》一体化教学模式探索 摘 要:《电机与电气控制技术》是机电一体化专业的一门核心课程,具有实践性强、应用面广的特点,是学生考取中级维修电工资格证书、毕业就业的坚实基础。通过对职业教育一体化教学的定义以及在《电机与电气控制技术》课程中实施一体化教学的途径、意义进行了探索和实施,并对此进行了深入思考。 关键词:一体化;课程实施;教学评价 中等职业技术学校开展一体化教学模式,有利于理论教学与实践教学的结合,有利于专业课程各教学环节的相互配合,有利于教师提高教学效率,有利于学生快速吸收知识、快速掌握技能、快速成才,有利于提高“双师型”教师的教学水平。 一、探索一体化教学的背景 在职校的专业课程教学中,通常由于实训设备和师资力量的缺乏,传统教学模式是理论教学与实训教学分别进行,各自为政,互不干涉。随着教学改革的进一步深入,现有的理论、实操教学模式已经越来越不适应现代社会对职业教育的要求。因此,构建一个以就业为导向,以职业为本位的符合职业教育目标要求的教学体系显得尤为重要。这种教学体系就是一体化教学体系。 二、探究一体化教学的内涵 一体化教学的主要特征是强调学生参与教学全过程,强调学生互相合作解决实际问题,强调以模块为基础的经验性知识培养。一体化模块教学模式要求理论教学与实践教学内容的一体化,课程以模块的形式组织,教师在知识、技能、教学能力上的一体化,同时还包含教学场所的一体化、教材教案的一体化、教学组织过程的一体化。因此,一体化模块教学绝不是理论教学和实习教学在形式上的简单组合,而是从学生技能技巧形成的认知规律出发,实现理论与实践的有机结合。 这种融理论教学、实践教学为一体的教学方法,改变了传统的理论和实践相分离的教学形式,解决了专业理论与专业技能重复教学问题,将应知的专业理论和应会的操作技能紧密结合在一起,以技能训练为主线,强化专业理论的指导作用,突出学生实际操作能力的培养,增强了学习理论兴趣,促进了对理论的理解,提高了学生的实训兴趣,为学生走向实际工作岗位增强了适应能力。 三、《电机与电气控制》课程一体化教学的具体措施 (一)我校一体化教学实施的可行性分析 我校现有电工电子实训教室多间,包括:家电维修实训室、电工电子实训室、PLC自动化控制实训室、维修电工考核实训室、电力拖动实训室、光机电一体化实训室、单片机实训室等。实训室基本上可完成电工电子技术、电气控制、电力拖动等课程的实训教学要求,同时也可为教师从事科研开发提供一定的场所和设备。 (二)《电机与电气控制》课程一体化教学的具体实施 1.制订实训课程实施方案 我校面对生源素质越来越差的窘况,必须采用适合我校学生的教学方法。以提高学生动手能力为依据,适合学生的智力发展,又提高其创新能力。如在实训课程任务时,主要以电工中、高级考证的理论与实践项目为依据,让学生缩短学时,增强其技能为目的,突出维修电工的应用能力的培养。 2.采取多种措施,大力推进一体化教学 在电力拖动实训教室实训设备齐全,同时配有白板用以理论教学的需要,在教学过程中一边对电气控制电路进行介绍,一边展示实物,供学生熟悉电器元件的结构及工作原理。一体化教学使教学与理论实践有机结合在一起。 在课程实施一体化教学过程中采取了以下措施促进了一体化教学的有序开展: (1)小组合作 实训内容均以小组为单位分工合作,教师以小组为单位进行辅导。体现了让学生“学会认知、学会技能”的同时“学会合作、学会共处”的先进教学理念。 (2)任务驱动 按所要学习内容选取课题,然后将课题所学新知识、新技能蕴含在若干个具体任务中,不断形成学生运用知识自主分析、解决、处理问题的能力。在这个教学过程中,学生还会不断获得成就感,更大地激发求知欲望,形成良性循环。在《电机与电气控制》实训课程中采用任务引领教学中,以课题为主线,进行了课题设计以及任务设计。 3.重视教学评价 重视过程评价,通过课堂的表现、实训情况、操作技能的表现,电路的安装与调试给予学生一个综合性评价。激发学生学习兴趣,也减轻教师在课堂管理上的负担。 四、一体化教学的探索意义 通过一体化教学,不仅教学水平有了大幅度提高,学生对专业课的学习热情也得到了激发,因操作而加深了学生对专业理论的理解,实践证明一体化教学的成效是显著的,也为今后的教学拓展了空间。 电气一体化论文:电气自动化专业开展“理实一体化”教学的实践与思考 摘 要:本文结合云南技师学院电气自动化专业开展“理实一体化”教学改革实践,阐述了在推进职业教育人才培养模式创新的背景下对理实一体化教学的思考与认识,并结合课程改革对理实一体化教学法实施中对制度建立、课程设置、配套教材、师资队伍、实训环境等进行了探讨。 关键词:职业教育 电气自动化 理实一体化 2014年6月,国务院下发了《关于加快发展现代职业教育的决定》,其中强调在提高职业教育人才培养质量、推进人才培养模式创新中,要强化教学、学习、实训相融合的教育教学活动。“理实一体化”教学,即“理论实践一体化”教学法,就是打破理论课、试验课和实训课的界限,将专业理论课与实习课进行有机组合的教学,教学环节相对集中,由同一教师主讲,教学场所直接安排在实验室或实训车间,师生边教、边学、边做,理论和实践交替进行。这样的教学加强了理论与实践的沟通和联系,激发了学生主动学习的兴趣和激情,因而是一种比较好的教学模式,特别适合于职业技术的教学。云南技师学院在电气自动化专业对“理实一体化”开展了若干实践。 一、传统的技师教学存在的弊端 传统的技师教学分为理论教学、实践教学两个相对独立的环节,两者有各自的教学目标和教学任务,在不同的时间、不同的地点由不同的教师分别进行。这种理论教学和实践教学分离的组织形式有许多弊端。 一是容易造成理论和实践脱节。 大部分理论课教师不会教实操课程,不知实操课涉及哪些理论知识,仅仅根据学科逻辑体系和个人经验组织教学内容,不可避免地造成了所讲授的理论在实操中用不到或已经陈旧过时,而一些实操中必需的理论学生却没有学到或学得不深不透。受技师学校生源质量的影响和学生抽象思维、逻辑思维水平的限制,脱离实践的理论学生很难理解和掌握,也就达不到理论指导实践的目的。 二是降低学生的学习兴趣。 技师院校的学生学习动力最主要来源于实习操作或是实践应用,即学习兴趣具有明显职业倾向,理论教学和实践教学的分离使学生不清楚理论的应用价值,造成学生学习理论课程动力不足。失去理论的实践教学,只能变成简单重复练习,单调枯燥,也不能有效激发学生的探索精神,不能使学生形成良好的职业情感。 三是不能满足现代生产企业对人才的质量需求。 现代生产活动要求技术人才不仅能操作机器,还应该懂得生产原理,具有一定的文化素质和理论基础。脱离理论的实践,把学生变成只会重复操作的“机器”,使学生不能有效改进生产工艺和适应技术进步,降低了生产能力,也限制了学生的发展。 二、技工院校电气自动化“理实一体化”教学的实施策略 1.建立健全技工院校电气自动化理论实践相结合的制度体系 健全的教学制度体系,是学校、教师开展教学工作的依据,也是学生实现自我能力和素质培养的关键。对这方面的工作,技师学院电气自动化专业可从以下几个角度入手: 其一,积极制定与电气自动化理论实践相结合的制度管理规章,结合专业特征以及教学实际情况,切实改善和调整教学的目标、方案和制度,为开展教学工作打下坚实的制度基础。首先强调“以生为本”,确立学生在教学中的主体地位,在实践教学中更多地采用参与式教学,让学生主动积极地参与电气自动化实践教学活动中去,学生自己动手,自己发现问题、解决问题,从而锻炼学生解决问题、创新意识的能力。 其二,建立健全教学评价考核体系,保证对教师开展的教学工作进行监督和控制,结合学生实践能力和理论能力的综合成绩去考核教师课程开展的有效性,并且以此去实现教师绩效考核。这一套综合考核体系不但涉及学生理论知识的掌握程度,对学生的基础理论知识进行考核,而且还对学生在校内实训、校外实习的表现和学生的实践能力进行考核。 其三,健全鼓励创新的机制,营造鼓励创新的氛围。创新是人人皆有的一种潜在的心理能力,但创新意识的培养需要理论知识和专业实践训练来挖掘。教学过程中要让学生多动手、多参与、多操作,在认识的基础上不断探索规律,鼓励学生敢于“异想天开”、寻求创新;通过锻炼学生发现问题、解决问题的能力来养成学生良好的创新意识;积极鼓励学生在教学过程中开展电气自动化创新活动,对在活动中表现良好的学生给予一定的鼓励,以实现学生动手实践能力的提高。 2.设置模块化的理实一体化课程 理实一体化教学要有与专业和规模相吻合的课程设置,具体体现为教学计划、课程大纲、教材,而课程是集中体现教育理念、教学思想、教学方法、教学模式的载体。随着科技进步、高新技术设备的普及使用以及新知识、新技术、新工艺、新方法的不断涌现,已大大改变了制造业的生产方式。因此,很多原有的课程体系、结构和内容已跟不上社会、企业对本专业人才提出的培养目标,不能适应理实一体化教学的要求。 现以技师电气自动化专业为例,将其专业课程体系进行理实一体化教学改革,实行模块化的课程设置。课程体系可分三大模块:文化基础课程模块、专业核心课程模块及技能强化训练课程模块。其中专业核心课程模块实行理实一体化教学,结合国家职业技能鉴定标准的要求编入课表,阶段性完成教学。 例如,“交直流调速控制系统”每天安排6节课(其中理论课2节,实训课4节),4至6周为一个阶段完成一个教学模块,同一模块课程的理论和实践教学由一位教师主讲。在教学方式上,打破理论课与实习课的界限,采用在实习教室授理论、边授理论边让学生动手操练的方法上课,或在短时间(几十分钟至几节课)理论课后即让学生进入实训,即实现理论课与实践课在空间上的结合。如,单闭环直流调速系统模块又分为转速负反馈、电压负反馈、带电流截止负反馈的转速负反馈等小模块,每讲授完一个小模块后立即进行动手操作;讲授转速、电流双闭环调速系统模块后,也进行实际操作。 这种边学边练的教学模式,打破了传统的专业课程体系,推行模块化的课程设置,着力构建以能力为重点、以职业实践为主线、以项目课程为主体的模块化课程体系,必将适应经济社会发展对技能型紧缺人才的需要。 3.编写理实一体化配套教材 理实一体化教学要有与专业相配套的教材。传统的教材一般都强调理论的全面性和系统性,很难适应技师院校一体化教学的需要。可以说,编写相配套的一体化教材是进行一体化教学的一项基础性工作。 在编写一体化教材时应依据教学大纲及国家技能鉴定的标准,按科学性、合理性、实用性、有效性原则编写。具体如下: (1)以学生就业为导向,以企业用人标准为依据,在专业知识的安排上,紧密联系培养目标的特征,坚持够用、实用的原则,摒弃“繁难偏旧”的理论知识,同时进一步加强技能训练的力度,特别是加强基本技能与核心技能的训练。 (2)在考虑学校办学条件的前提下,力求反映社会和企业用人的现状和趋势,尽可能地引入新技术、新知识、新工艺、新方法,使教材富有时代感。同时,采用最新的国家技术标准,使教材更加科学和规范。 (3)遵从技师院校学生的认知规律,在结构安排和表达方式上,强调由浅入深、循序渐进,强调师生互动和学生自主学习,并通过大量生动的案例和图文并茂的表现形式,使学生能够较轻松地掌握所学内容。 4.开展好校内实训活动 虽然让学生走入生产一线现场,接受企业一线的技术和设备,能够有效培养学生的实践操作能力,但是,对于技师学院来说,企业实习时间跟学校理论知识学习存在着一定的时间差。集中安排的企业实习不能帮助学生及时应用、掌握所学理论知识,一定程度上影响了理论知识与实践结合的效果。基于上述认识,可以通过校内电气自动化实训基地的建设,帮助学生在学习完理论知识后及时地投入到电气自动化工作现场进行实践,也可以及时接触电气自动化所需要的器具,让课堂上的内容及时地深刻地渗透到学生们的头脑之中,从而为学生参与企业实习奠定良好的基础。校内实训基地可分为电气自动化实训室、设备实训室、主体实训室、基础实训室等等。在每个实训室中都摆设有电气自动化工作现场应有的工艺实体,从而让学生更生动、具体地接触电气自动化工作实际操作过程。 5.建设理论、实践双师型教师队伍 拥有一支高素质、高技能、实践经验丰富的双师型教师队伍对提高质量的提高有着重要的作用。在技师学院电气自动化实践教学中,师资力量的建设不仅要从教师的专业技能出发,同时还要重视教师的实践经验,要求教师兼有理论基础知识和丰富的实践技能,否则将很难培养出高素质、高技能的电气自动化人才。为了加强师资力量的建设,一方面必须对教师提出一些具体的实践教学要求,更多时间参与学生的实习、实训指导,同时要求教师所采用的教学方法更多地倾向于实践教学;另一方面还应定期不定期地对教学教师展开实践教学能力的培训,让更多的电气自动化教师具有专业技能,获得相关的高等级技能证书。再者,技师学院在对校内教师的培养之外,还应该加强校外电气自动化兼职教师队伍的建设,从相关行业、企业聘请一线技术人员授课,向学生传授实践技能和指导学生的实训实习。 在采取“请进来,送出去”的途径实现专业教师的“双师型”发展、优化电气自动化专业教师队伍建设的同时,要加大对在校实践经验丰富的教师的再培训力度,有计划地安排他们进入企业挂职培训,帮助教师不断更新知识结构、提升实践能力,掌握新工艺、新知识、新技术,从而不断提高教师们的实践教学能力。 总之,技工院校电气自动化教学理论和实践相互结合是一项系统化的工程,不是一朝一夕就可以完成的,需要学校、学生、教师以及行业、企业等多方面的共同参与和努力,尤其需要学校在课程建设(包括教材编写)、教师培养、实训基地建设等多个方面给予全方位的支持。
摘要: 该文以教师、教材、教法“三教”改革为引领,改革“环境自动检测技术”课堂教学,以模块四“环境空气自动检测”为教学案例,多层面深入实施“新理念、新载体、新方法、新形态”四新融合的课堂建设,形成具有特色的环保类课程教学改革模式,大大提升了教师教学能力和课堂教学效果。 关键词: “三教”改革;四新融合;自动检测;教学设计 2021年10月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于推动现代职业教育高质量发展的意见》(以下简称《意见》)。《意见》提出,职业教育是国民教育体系和人力资源开发的重要组成部分,肩负着培养多样化人才、传承技术技能、促进就业创业的重要职责。在全面建设社会主义现代化国家新征程中,职业教育前途广阔、大有可为。“三教”改革作为高质量发展落地落实的“最后一公里”,事关改革发展的全局。《意见》针对“谁来教”“教什么”“如何教”这三个根本问题,在全面建设技能型社会的时代要求下,在“互联网+职业教育”时代背景下,既有顶层设计又有操作逻辑,为“三教”改革提供了策略导向。[1]目前,利用现代信息技术更新教材和改进教法已成为新常态,而行业的“新理念、新载体、新方法、新形态”这“四新”也已经更多地融入职业教育。尤其是后疫情时代,职业教育在教师、教材、教法出现了全新变化特点的情况下,“三教”改革更是大势所趋。“三教”改革的聚焦和集成点在于课程建设和课程改革,“四新”融合是我国职业教育课程建设和改革的全新方向,它强调以核心职业能力为基础,注重专业技能培养[2]。 1实践研究背景 1.1专业及课程建设背景 笔者所在学校于2003年开办环保专业,近三年招生人数逐年上升,目前三个年级在校生有将近300人。在2020年以前,资源环境与安全大类招生专业名称为环境监测与控制技术专业。2021年起,教育部印发《职业教育专业目录(2021年)》,环境监测与控制技术专业被取消,专业名称调整为环境监测技术专业。环境自动监测技术由原先的专业选修课变为专业必修课,课程的重要性进一步得到提升。环境自动监测系统的建设以及运行管理和使用是环境管理的重要手段,是实现污染减排的重要举措,是国家污染减排“三大体系”能力建设的重要内容,是环保科技化、信息化的重要体现。同时,信息技术的不断发展也让环保行业日益显现出发展变化快、技术更新快的时代特点。因此,对于专业课程的教学应该能够恰当使用有效的信息化手段,使教材与教法都与时俱进。 1.2课程建设背景 随着“互联网+职业教育”的迅猛发展,教师运用现代信息技术更新教学能力和改进教法成为新常态。本文以金华职业技术学院环境监测技术专业学生为研究对象,选取“环境自动检测技术”第四模块“环境空气自动检测”为教学案例,以“三教”改革为背景,从教师、教材、教法三个方面进行教学设计,推进“新理念、新载体、新方法、新形态”与课程的“四新”融合。 2教学整体设计 2.1模块整体介绍 按照环境监测与控制技术专业的培养目标,分析在线监测运维职业岗位群的工作过程,以及实际工作中所需的本门课程承载的职业能力和技能。在此基础上,着力体现专业、行业要求,以职业实践为主线完成课程的设计。(1)按照国家最新职业标准和企业需求设计课程内容。(2)针对高职学生学习特点组织教学内容。(3)注重环境监测职业道德培养。 2.2教学内容重构 《国务院办公厅关于印发生态环境监测网络建设方案的通知》中提出了十六字方针——“全面布点、全国联网、自动预警、依法追责”,环境监测领域朝着“自动为主、手工为辅”的工作方向发展,环境自动检测技术课程也根据国家发展和社会需求的提升,将由原来的专业选修课变成环境监测技术专业的核心课程,课程在第四学期开课,共48学时。参照《高等职业学校环境监测与控制技术专业教学标准》以及《环境自动检测技术课程标准》,根据课程的定位和社会需求为导向,进行课程内容重构。同时,依据国家标准中对于自动检测测定项目的要求,参考了市场上在线监测仪器设备使用的类别和频次,将教学内容重构为自动监测基础、水自动检测、气自动检测、自动监测实验四个模块。教学设计选自项目9“空气自动检测系统”。 2.3学生学情分析 知识技能基础:通过对环境监测、仪器分析等前导课程的学习,学生在地表水、大气、噪声等环境要素监测和紫外分光光度计、液相色谱仪等分析仪器使用的知识和技能方面已建立基本认知。本次课为第四个模块“空气自动检测系统”,学生经过前面第一个模块的学习,已经掌握了自动检测相关的法规、技术规范等基础知识,但是对于空气自动检测还需要进一步学习。认知能力:学生通过上学期的环境监测课程学习,积累了对废水、废气、噪声等监测的感性认知和实际操作经验,本节课的教学情境为环境空气的自动检测,需要学生更加深入理解“环境就是民生,青山就是美丽,蓝天也是幸福”的理念。学生已经学习了烟气自动检测系统的组成及运维,但对于烟气监测与空气自动监测的不同认知能力有所欠缺,需在教学中进行系统性强化。学习特点:从心理特征上看,学生经过学习手工监测,切实体会到手工监测的烦琐、耗时,对于自动化、智能化的设备具有明显的兴趣,能提高学生学习的积极性。 2.4教学目标 结合国家教学标准,以综合职业能力培养为导向,从知识、技能、素质三个方面细化教学目标。知识目标:(1)理解环境空气自动监测系统构成;(2)掌握环境空气自动检测原理方法。技能目标:(1)能够布设空气检测子站,并进行系统构成的组合;(2)能够对子站内的检测因子进行原理区分,理解自动化设备的运行原理。素质目标:(1)能够科学严谨地工作,讲究实事求是,保证结果的准确性;(2)具有较强的自我知识及技术更新能力,不断更新适应环保的要求;(3)培植“科学诊断环境,数据把脉健康”的职业情怀。教学重点:环境空气自动检测系统构成。教学难点:PM2.5监测仪构造与原理。 2.5教学策略 本次教学实施以“现象引入、标准切入、系统进入、原理深入”四个层次推进教学任务,同时依托学习通平台,组织学生参与课堂头脑风暴,以环境空气质量在线监测系统的构成为主题开展教学活动,培养学生“会识别、能分析”空气自动监测的技术技能,以及能够科学严谨地工作,讲究实事求是,保证分析结果的准确性;同时依据教学内容,合理应用教学方法,突破教学重难点。 3教学实施 3.1课前导学 对接教学重难点,有序开展课前导学,教师在学习通以主题讨论形式布置课前讨论作业——环境空气质量自我感受及查询途径。在学习通发布学习资料,供学生自学AQI计算方法等。通过这样的方式,引导学生了解空气质量数据对于居民生活的重要性,也能通过查询资料等活动锻炼学生对信息进行收集、分析、处理的能力。 3.2课中研学 3.2.1现象引入 利用课前布置的讨论任务,引出本课的主题——环境空气质量的现状。通过展示大气环境污染现状,学生进入空气污染导致雾霾的情景,播放网络改编歌曲大雾版《北京,北京》,引导学生观察视频中污染指数爆表现象,引发学生对于空气质量产生忧患意识,创设问题:你如何看待空气污染指数API到空气质量指数AQI的变化?通过学习通平台发布课堂讨论任务,收集学生对于这个变迁的理解。通过现象引入环节,即让学生身临其境地感受空气污染,激发学生的学习兴趣,培养他们作为环境专业学生的责任感。 3.2.2标准切入 开展头脑风暴,利用API空气污染指数爆表引起问题。我们现在经常提的是空气质量指数,它和空气污染指数的区别在哪里?从这个切入点引发学生思考,创设讨论问题:从API到AQI发生了什么?从AQI到API的变迁,引入标准的改革变迁,学生通过环境空气质量标准的变迁,理解环保标准与时俱进的意义,也充分认识到总书记提出的“环境保护,道阻且长、行则将至”的含义。通过标准切入环节,引导学生发现新标准中关于自动检测数据的要求,提出环境空气自动检测系统是空气质量数据发布的幕后英雄,强调学习目标,激发学生的学习兴趣。 3.2.3系统进入 通过实景图片展示空气自动监测系统以及空气检测子站的组成。提问空气质量检测子站检测项目有哪些,提出环境空气检测因子中臭氧因子的问题,以及必测项目和选测项目。采用云参观的方式,促使学生了解空气自动检测子站的布设和内部结构。通过学习自动检测系统构成,引导学生仔细思考空气质量标准里的项目类别与空气自动检测站的必测因子,以及不同时期检测因子的侧重点的不同,了解气象参数同步检测的必要性和科学性。通过系统进入环节,突破了学生很难进入空气自动监测站点现场进行学习的难点。通过云参观的方式,可以近距离了解空气自动检测站的内部场景。通过监测因子中臭氧因子的加强,了解我国空气质量的变化,利用环境因素的变化,激发学生对于环境责任的担当意识。 3.2.4原理深入 学习通发布任务,比较颗粒物自动检测仪器和气态污染物检测仪器的异同点,引导学生从手工测量方法颗粒物的思路出发,讨论空气中的颗粒物怎么实现自动化检测。思考手工法与自动法的区别,从而理解检测自动化的发展以及不同检测因子所采用的不同原理。通过原理深入环节,学生从环境监测系统自动化的发展历程,感知环保领域日新月异的改革步伐和环保行业的蓬勃发展,增强立志为环保行业而奋斗的决心。 3.3课后拓学 布置课后作业:查询家乡的空气质量数据,结合数据说说空气质量变化情况。通过微信公众号了解目前环保政策和环保新闻动态,增强职业认同感。参加学院品牌“阿郎卫士”社会实践活动,通过开展室内空气甲醛检测为空气污染防治知识提供宣传,通过这些公益拓学互动活动,培养学生“人与环境和谐共处”的意识。 3.4思政教育融入教学 在整个课程实施中,通过“情感激发、情感激励、情感内化、情感转化”,环环强化学生的职业信念,激发学生立志从事环保行业的理想和信念。课程思政实施路径如图1所示。在现象引入环节,由于学生对于自身所处的环境质量有着天然的密切感受和体验,所以可以在课程的教学中,引入大家常见的雾霾现象,激发学生对于自身环境的忧患意识(情感激发)。在接下来的标准切入环节,先向大家展示总书记提出的“环境就是民生,青山就是美丽,蓝天也是幸福”的美好愿景,树立学生从事环保工作的自信心(情感激励)。接着引导学生找出空气污染指数与空气质量指数的区别,通过教师对环境标准的深入阐述,学生通过标准变迁,感知环保行业与时俱进的步伐,培养学生的职业荣耀感(情感内化)。通过手工检测与自动检测设备的比对分析,感受环境行业朝着自动化、智能化的方向发展,培养学生的职业信仰感(情感转化)。通过全过程的思政教育,使学生从能够感受到的“污染压力”到产生职业自信。同时,在整个教学过程中,也要注意学生的情感转化,使学生树立“精准检测、服务社会”的信心,培养学生“人与环境的和谐共处”的意识,增强学生从事环保工作的自豪感和幸福感。 3.5课程评价 学生学业评价综合了课前自主学习、课中参与头脑风暴讨论与课后测试三个阶段成绩。知识点与技能点层层递进,构建了过程和成果评价并重的考核方案,即课前、课中、课后全过程评价:(1)对课前预习测验进行统计总结。(2)课上引导学生对各小组任务单展示方案进行评价讨论,教师总结评价。(3)学生通过学习通采集现场讨论、头脑风暴等任务参与和答题。(4)布置课后网络在线单元测试、案例库平台拓展作业。(5)最后统计各考核环节成绩,综合课前、课中、课后的表现,采用线上线下相结合、理论与实践相结合的考核方式进行多元化考核评价,包括由学习通以大数据方式呈现的网络学习分析结果、课前课中的任务参与、小组讨论考核成绩和职业素养四方面,并按不同权重进行统计分析生成总成绩,为后续教学提供依据。 3.6学习效果分析 (1)“阿郎卫士”实践活动覆盖率得到提升。以学校品牌“阿郎卫士”社会实践活动为载体,课前课后渗透劳动教育,组织学生利用甲醛自动检测仪对居民家庭居室中的甲醛进行检测,利用所学习的知识与技能,满足居民的居家检测需求,提升学生的担当意识和职业荣誉感。由于自动化检测设备的运用,提高了居民检测的覆盖率,提高了社会对于环保检测的认可度,好评度也得到了提升。(2)激发了创造美丽中国的原动力。在完成环境空气自动检测的教学内容后,教师布置拓展任务“你的美丽蓝天”,学生分组拟写雾霾防治以及美丽蓝天的科普短文,不少学生写出了自己发自内心对于蓝天的幸福感和对于美丽中国的向往,更好地体现出学习的价值,同时真正将知识内化于心、外化于行。 4反思与改进措施 4.1教学特色 (1)思政融入,实现职业自信。在教学全过程渗透思政教育,使学生感受到环境污染对健康、生活的强烈威胁,激发出他们凭借专业知识和科学技术打响蓝天保卫战的职业荣誉感,积极参与社会服务,亲力亲为地传播环保知识与技能。(2)校企共创资源,实现训育共融。校企合作的深入开展,将行业内龙头企业现有的新设备、新工艺、新技术引入课堂,将企业真切面临的环境自动检测需要改造为教学内容,实现了“教场”和“职场”的深度融合,突破了教学重难点。(3)打造“阿郎卫士”社会实践品牌,实现劳动育人。学生在课后参与社会实践品牌“阿郎卫士”的甲醛及voc自动检测,使技能与情感同频共振,激发学生的职业信仰,实现课程的拓展。 4.2存在问题及改进措施 然而,自动检测设备耗件较多,不能及时更新,设备流程固化,缺乏变通。另外,目前课时受限,理实一体化实验设备资源数量有限,同时,也要加强与运维企业的合作,持续更新教学内容,这些都需要在后续教学中予以改进。 作者:毛轶 单位:金华职业技术学院
安全科技论文:中国安全文化建设的时代背景—兼谈21世纪安全科技文化新观点 摘 要 虽然,职业安全卫生在其硬件、管理及人的行为规范方面取得了较大成效,但在世界范围内,意外职业伤亡事故的严峻形势仍令人十分担忧。随着科技进步、工业发展和社会文明的要求,本世纪80年代,有人提出安全文化的理论。在国内一些工业企业中,大量的实践证明,安全文化建设是做好职业安全卫生工作的基础,也是大众安全及社区安全的基础。笔者分析了中国安全文化建设产生的背景,研究了弘扬和传播安全文化的途径,提出了当代人应树立跨世纪的安全科技文化新观点。 关键词 安全 文化 建设 科技 观点 1 概 述 不断提高职业安全与卫生的水平,保护劳动者在生产经营活动中的安全与健康,是当今政府和社会的神圣责任和光荣的义务,也是职业安全卫生工作者为之奋斗的目标和崇尚的伟业。随着工业发展、科技进步和社会文明的进程,对职业安全卫生的需求和标准提出了更高的要求,无论是安全科技界的专家、学者;还是工业界的企业家、安全管理人员都不断寻求新途径,以适应时代的要求,笔者认为,在以下三方面取得了成就: 1)改善安全硬件的特性和功能:改善物(指广义的物:机械、设备、仪表、工具、生产资料等)的安全状态,即从设计、制造、应用方面提高设备、机具、工艺的安全性和可靠性; 2)规范人的安全行为:提高劳动者的安全生理特性、安全心理素质以及对社会环境的科学适应能力; 3)完善安全管理体系:调节人与人、人与物、物与物间的关系,达到安全、系统与匹配。 不难看出,在控制人、物、管理的安全理论与实践方面,取得了很大的进展,但根据国际劳工组织最近的统计表明,全球每年因工死亡人数高达110万。而全国每年也至少有10万人在意外事故中丧生(包括交通事故),世界范围内的意外死亡人数达350万。特别是高新技术应用的风险、工业生产与开发的风险、人民追求高质量的生活及生存面临的风险,对人类的安全与健康又构成了新的潜在威胁。因些,迫使当代人要用崭新的思维方法和跨世纪的安全科技文化的新观念来审视世界,科学而客观地把握人生,珍惜生命,创造人类安全、健康、舒适、长寿,社会稳定发展的美好未来。 2 中国安全文化建设的时代背景 中国正从计划经济向市场经济转轨,经济发展的规律改变着人们的生产、生活、生存的理念和行为,特别是工业的安全生产,开始有了微妙而深刻的变化,一种新的价值观念、科学的思维方法、更广的视野和社会适应能力,更务实而珍惜生命的行动,善待人生而健康、长寿的追求,在国内工业界和居家社区正在形成一种弘扬和倡导安全文化,提高安全文化素质的潮流,企业安全文化和大众安全文化的兴起和发展有其特殊的时代背景,主要表现如下: 1) 人民的人生观和价值观发生了变化 人民的经济基础和生活水平有显著的提高,对物质需求、精神文明以及安全与健康都有了更高的要求,对自己的生活及人生的追求有了全新的内容。人们在解决温饱问题之后,更加需要安全、健康、舒适、长寿。人们的人生观、价值观发生了根本变化,安全生产、大众安全、生活安全、社会稳定、长治久安已成为社会文明和公民文化素养的重要标志。 2) 安全科学技术进步和科普水平的提高 在我国,安全科学技术已成为一级学科(见GB/13745—92),表明对安全的本质及运动规律有了深入的研究。特别是预测、预防和控制事故的安全科技的进步,大量的高新技术及科研成果转化为安全防护的设备和产品,通过科普及商品 的质量安全的宣传、教育,增加了公众的安全科技文化知识,提高了自我保护意识,出现了大众对安全生产、生活、生存的安全科技文化新需求。 3) 劳动安全卫生的法规体系逐步完善,人民的法制观念不断增强 保护劳动者在生产过程中的安全与健康是劳动保护国策的基本内容,“安全第一,预防为主”的安全生产方针已深入人心,在国家宪法、劳动法、企业法、刑法、民法及地方政府行政法规或行业安全生产法规中,在近千种相关的标准中都涉及了有关改善劳动条件,保护劳动者的安全与健康的要求,并已成为强制性规定,劳动安全卫生的法规体系在逐步完善。公民都有权利接受初中程度的义务教育,大众的科技文化水平和法律意识在不断提高。因此,人民的法制观念不断增强,用法律保护自己的权益,维护安全与健康,已成为公众保护自己的有力武器。 4) 优生优育的政策更重视人的安全与健康 提倡一对夫妇只生一个孩子的独生子女政策已为全国人民普遍接受,与此同时,独生子女的生育、培养、成长和就业过程中的安全与健康,必然成为家庭和社会关注的热点。特别是在求职就业中,那些不安全,欠卫生的职业或工厂,那些危害性大,事故风险大的地方,将会面临招工难的困境,这就迫使企业和政府对劳动环境进行改造或更新,21世纪的中国人对自己的安全与健康视为生命一样重要。 5) 建国以来的四次伤亡事故高峰的惨痛教训 “安全第一,预防为主”的安全生产方针,虽已家喻户晓,而工业生产中的意外伤亡事故却经常发生。近50年内,中国大陆先后出现过四次伤亡事故高峰,均发生在政治改革和经济环境变化的关键时期,即“”期间(1958年)、“”期间(1970年)、“改革开放”初期(1978年)、重复建设问题突出时期(1994年)。忽视安全,不讲速度与效益的统一,既影响正常生产,又危及职工的生命和财产安全。 事故高峰的惨痛教训证明:人为失误是元凶。据专家、学者的统计表明,(60~70)是人的“三违”现象所引发的事故,其中由于人的安全意识和安全素质差而致成灾祸就占80。劳动者是一个生理人、社会人、经济人,其生理特性、心理特性、社会特性、人生观、价值观等直接影响着人的安全思维和行为后果,提高劳动者的安全文化素质才是预防人为失误的金钥匙。 6) 劳动者的安全意识及安全文化素质亟待提高 目前,企业的职工文化素质普遍偏低,技术能力有下降趋势,统计表明:①1.4亿职工中,初中文化程度以下的约占70;②新职工(多半数来自农村)主要靠人力、资源和时间的投入进行低效的生产;③职工中受过系统专业教育的职工只占(15~20);④国营企业中,技工、中高级工仅占(2~3)。很显然,改革开放以来,亿万农友涌向工业,成了低素质而廉价的劳动力,这些低技能、低效率的合同工、临时工、季节工、替换工,多半在最脏、最累、最危险、最不卫生的环境中劳动,这样就降低了职工队伍的总体安全素质,也增加了控制人为事故的难度。新职工是发生伤亡事故的直接受害者,其原因为: ①缺乏安全生产基本知识和技能;②缺乏安全生产的实践经验和对策; ③不懂事故的应急办法,也不会保护自己;④对安全管理上的失误更无辨别能力。 在经济建设时期,把安全生产的重点真正转移到依靠科技进步,提高劳动者素质(包括安全技术、安全知识、安全文化素质)的轨道上来,在发展市场经济的过程中,亟待提高劳动者,甚至全民的安全意识和安全文化素质,这是社会文明的要求,也是政府和企业(雇主)不可推辞的义务。 7) 全国人民更加重视休闲活动的安全和卫生 全国职工已享受每周40小时工作的权利,改变了过去每天8小时生产,有时还要加班加点,甚至女工、童工也不能保证享有法定的权利的时代。每周5天的8小时工作之余,除每天保证8小时睡眠,至少还有96小时的自由支配时间。无论是职工或是公民均有充裕的时间从事各自喜爱的活动,由于休闲的方式、范围和领域的不同,学习和掌握有关的安全与卫生的知识,掌握自我保护和救护的方法,创造一个安全、舒适、卫生的休闲活动环境已成为大众的需求,也成了安全休闲文化的新内容。随着人们对休闲活动质量有更高的要求,实现安全、舒适、健康的活动计划、自然迫切地需要增长安全科技文化知识,需要创造休闲活动的安全文化氛围,大众安全文素质的提高,才能更自觉地去实现大众的身心安全和健康。 8) 高新技术风险进入家庭,消费者更需要安全文化 高新技术应用型产品进入市场,改变了人们的生活方式,给千家万户带来了方便、实惠、享受,同时也带来意外的事故和风险,由于缺乏安全科技文化知识,例如:不会正常使用家电用品;看不懂说明书;违反操作程序;不了解产品特性和易出事故的地方等,造成了许多意外伤亡事故。 1999年是中国的“安全健康消费年”,重点突出宣传了两大问题: ①保护消费者的安全和健康不受侵害,保证产品的质量与安全; ②消费者要提高安全科技文化素质,增长安全健康消费的知识。 据中国消费者协会有关人士透露:“在我国,损害消费者的安全与健康一直是一个突出问题。据悉,我国每年因家电漏电便造成8000多人死亡;而仅在1994年,燃气热水器质量问题又使173人命丧黄泉。(1985~1989)年5年时间,共发生大的假酒事件11起,不法分子用工业酒精制作假酒致使129人死亡,4966人中毒,33人失明;1998年山西朔州假酒案造成27人丧命的悲剧更令人触目惊心。此外,交通、旅游、环境污染、娱乐、玩具、 药品医疗、化妆品等等,都存在大量不安全和不卫生因素,所有这些无不直接对消费者的安全与健康构成极大威胁”。 《消费者权益保护法》规定消费者拥有的“9项权利”,安全和健康是最重要的一项。因此,商品和服务是否符合人体健康和安全的要求,是消费者最为关心的问题。联合国《保护消费者准则》首先提出“要保护消费者的健康和安全不受侵害”。可见,抓住了商品对消费者的安全和健康问题,就抓住了落实消费者权益最重要的部分。要真正的保护自己,就必须不断提高安全科技文化素质,树立安全健康的消费观。 9) 非生产领域的安全与卫生问题需要警钟长鸣 从全国看,每年企业及矿山发生的意外事故,有(2~2.5)万人丧生,而非生产领域的意外事故却有(6~8.5)万人死亡。实际上,人们在生活与生存领域的活动遭遇的事故和灾害(洪水、地震、泥石流、气象等)而危及人民的生命的数字还在增大。根据1998年官方公布的资料,足以说明非生产领域因意外事故而死亡人数触目惊心: ①公路交通事故死亡人数 7.8万人;②铁路道口事故死亡人数 8402人; ③火灾事故死亡人数 2380人;④自然灾害死亡人数 5511人。 还不算每年因烟花、爆竹、喜庆气球、家电产品、休闲、旅游等意外伤害事故,保守的估计至少也有(1~1.5)万人。据最近报道:每年医生用药和自购用药而造成500至100万人的药物伤害,严重的致命死亡,为了安全用药,国家正对医药实行分类管理。因此,大众的生活、生存及社会活动领域的安全与卫生问题,决不容忽视。大众安全文化及社区安全文化建设已成为社会进步和文明的重要标志,非生产领域的安全卫生问题也应警钟长呜。 10) 安全文化素质教育要从孩童抓起 安全的意识、思维、习俗,安全防护、应急和自救等技能和知识应从幼童、从中小学抓起,通过安全科技文化的传播和渗透,提高下一代的安全文素质是具有现实意义和战略意义的。安全科技、安全文化能最深刻的影响孩童的思维和行为,从小就养成珍惜生命、自律安全的行为和品德。安全文化素质教育应纳入学生素质教育的总纲,成其重要的基础教育内容。 我国有中小学生1.8亿,据有关单位报导:近10年来,全国中小学生平均每年死亡人数为4万左右,其中死于交通、火灾、溺水、坠落等灾祸的为1.5万人,而1994年中小学生非正常死亡人数为17625人。对孩童和下一代的安全教育已引起了政府及社会的极大关注,1995年国务院7个部委联合发文,从1996年起,每年三月的最后一个星期一定为“全国中小学生安全教育日”,开展一系列安全教育活动,例如:1996年以来,每年安全教育日的主题分别为“全社会共同关心中小学生安全教育”、“交通安全教育”、“加强自救互救”、“消防安全教育”。专家们还编写了中学生安全知识(教材)、北京市民安全知识手册;同时,建议在大学开设安全科学技术选修课,举办安全科技文化讲座。提高孩童、学生及大众的安全文化素质是利在当代,功在千秋的大事。 11) 建立劳动安全卫生管理体系与国际市场接轨 众知,国际标准化组织(ISO)已在世界范围内推行ISO9000(质量管理与质量保证体系)、ISO14000(环境管理体系),还计划在21世纪初推行ISO18000(安全与卫生管理体系),客观上对我国经济、技术和国际贸易的发展,无形间形成一道壁垒。这些质量—环保—安全与卫生问题,其核心是人类的安全、健康、生存的问题,也是安全文化、文明生产的问题。从安全伦理高度看,企业要生产出绿色的产品,要成为绿色工厂,进行国际贸易的商品应该从设计、生产、出售,到使用、回收的全过程,对人民都是安全、卫生、无害的,对生态环境也是无害的。中国政府已成立了国家ISO14000认证领导小组,正推进全国工业企业建立环境管理体系达到国际标准化的进程,要实现这一目标,当然要付出很大的代价。为了响应ISO的号召,推行职业安全卫生管理体系(OSHMS)标准化,全国企业界和政府必须从战略的高度,从全球经贸市场发展的观点,积极行动起来,开展前期准备工作,OSHMS是工业文明发展必须要跨越的屏障,也是工业安全文化的重要内容。据资料报导:台湾地区、新加坡、韩国、澳大利亚都为OSHMS付出代价,都将税收的一部分用于企业的改造,以便在世贸竞争中保持自己的实力。一种新的工业发展趋势,一种与国际市场接轨的经济大道已被工业界认同,质量—环境—职业安全与卫生一体化,即Q*S*H*E的绿色通道,旨在努力满足人民的安全与健康需求,同时也促进了我国安全科技文化的繁荣。 12) 大众需要安全科技文化 本世纪末,中国人民要实现“小康之家”,大众生活水平提高,经济基础改善,安全与健康意识增强,更需用安全科技文化充实自己,保护自己,以实现身心安全与健康,享渡寿福天伦之乐。一种自觉追求安全文化、善待生命的安全与健康趋势正在形成,具体表现为: ①一切活动中都以追求安全、舒适、健康、长寿为主要目标;②喜爱安全、卫生的文体活动和休闲、健身、旅游等活动;③戒烟、禁酒、健美、礼仪、时装等吃、穿、住、行活动均以安全、健康为时尚;④愿意学会使用消防器材、家庭装灭火器,学会几种灭火方法和有关灭火常识;⑤积极学习急救、互救及逃生方法,参加野外、实地训练;⑥学会打急救(120)、火警(119)、匪警(110)、道路交通事故报警(122)、障碍台(112)、天气预报台(121)、报时台(117)、查号台(114)等的电话,以防遇事不慌,临危不乱;⑦自觉订阅、购买、学习有关安全、健康、灾害方面的书刊、报纸,增加灾害知识和信息;⑧用新的价值观指导消费,愿意花钱买安全、卫生、环保型的产品;⑨养花、种草、植树、爱鸟、注意公共卫生,保护生态环境已成为人民安全健康的重要活动内容。3 弘扬和传播安全科技文化的途径 历史经验证明:要启发人的思维,树立唯物的观点,掌握科学的方法,塑造符合时代的文明人,最深刻、最有效的途径就是通过文化的弘扬和倡导,通过文化的宣教,启发人、影响人、教育人、塑造人,最重要的一步是从人的启蒙开始、从孩童抓起,为人类社会提供高素质的安全生产力。安全文化是随着人类生存、繁衍、发展和社会文明而不断继承、吸收、优化、繁荣的滚滚向前、奔腾不息的科技文化长流,笔者给出如下安全文化长流示意图。她教育和指引着人类从事安全的生产、生活、生存活动,保护子孙万代的身心安 全和健康。图1 安全文化长流示意图 4 树立跨世纪的安全科技文化新观点 12亿人民的温饱问题基本解决之后,安全、舒适、富裕、长寿、珍惜生命、享受人生是新世纪的热门话题,当代人应以崭新的概念、意识和实践活动,树立跨世纪的安全科技文化新思想,营造和把握住人类的安全、社会的稳定,真正实现国泰民安。通过安全文化的宣教和传播作用,使大众从安全的人生观、安全的价值观中受到启迪,使大众对不安全的行为和习俗得以觉醒,达到人人都要力行安全、力创安全、力保安全的目的。笔者认为,全民应建立以下安全科技文化的新思路、新观点: 1)扩展和研究安全的领域: 仅研究以生产领域的安全是不完整的,必须不断扩展和研究生活、生存领域的安全问题,才可能全面地认识安全、事故、灾害的本质及运动规律。1993年,在“国际共同安全”大会上,专家们强调:“世界上所有意外死亡事故中,仅7是职业事故,56属其他事故。”而同年美国的生产事故(职业事故)为10,其他事故(非生产性事故)为47.2。80年代,日本每年非生产性事故死亡人数为生产性事故死亡人数的8倍。英、法、德的伤亡事故统计表明,生产性事故也只占总死亡人数的10左右。而这几年国内的矿山和工矿企业生产性事故的死亡人数也只占总事故死亡人数的(15~20)。因此,从安全科技文化的角度,要求人民建立安全的新观念,在重视安全生产的同时,把更多的力量投入家庭安全、消防安全、交通安全、产品安全、药物安全、保健和娱乐安全,以及环境保护与其他安全。 2)保护从事一切活动的人的安全: 保护人所从事一切活动的安全观点,就要以安全生产和职工的安全与健康为目标,不断扩充到保护从事一切活动的人的安全。例如,人从事社交活动和日常生活活动的安全等,目的是保护人在从事任何活动时的身心安全与健康。人是一切活动中的最活跃的因素,安全和健康的人才能从事一切活动。 3)大安全观的宣传和教育要极大影响公众,重点在培养和造就下一代: 利用一切宣传媒介和手段,有效地传播、教育和影响公众,使其建立大安全观,当务之急是培养和造就幼儿、中小学生或下一代,通过宣教途径使人人都具有科学的安全观、职业的伦理道德、安全行为规范,掌握自救、互救、应急的防护技术,把提高全民安全文化素质作为宣传与教育的长期战略和重要课题。 4)坚持倡导和弘扬安全文化,提高全民安全文化素质: 人人需要安全,人人有责任维护安全,人人有义务创造和保障安全。坚持不懈地倡导和弘扬安全文化,能激励和强化全民安全意识,推动安全文明的宣教活动,达到启发、教育、造就符合时代安全要求的大众。形成全球、全社会和谐的安全文化氛围,建造人类生存和发展更加安全、卫生、舒适的文明环境。 5)培养和树立超前、预防、科学的安全风险意识: 充分推广和应用安全科学技术和现代高新技术,对事故进行评价、预测、预报。提倡减灾、防灾、预防文化,培养和树立超前、探索、预防的安全风险意识,以主动、科学、系统的方法,来保障人类的安全、祥和、幸福。 6)树立城市忧患和综合减灾观点: 专家们推测,到20__年,全国人口的1/3,约4.6亿人集居于大城市,现代工业化、都市化也会给人类社会带来众多难以控制的灾难,例如,交通、用水、用电、防火、环保、楼群建筑、医疗保健系统等意外灾害问题,直接影响着人民的安全与健康。必须树立安全、减灾、环保相互渗透、交叉、综合的大安全观,主张共建安全、减灾、环保科技文化,使人民在天灾人祸大难临头时,能应变自如,把伤亡和损失减少到最低限度,保障社会稳定,城市及社区少灾,人民平安。 5 结束语 要实现安全、舒适、高效的从事一切活动的愿望,就要提高人民的安全科技文化素质,就要树立跨世纪的安全文化新观点,这是安全科技进步和市场经济发展的要求;珍惜生命,善待人生,通过安全文化的传播、宣传和教育,使公众觉醒、理解,这是人民的需要;保护人的身心安全与健康是社会的责任。只有全民为之奋斗,世代继承和发展,中国安全文化的长流才会滚滚向前,安全文化事业才会繁荣昌盛。但是,人们必须清醒地看到,中国安全文化建设仍任重道远。当前,倡导、弘扬和宣传安全文化,在全民、全社会还没有形成宜人的大气候,而国内安全文化的气息和全球的安全文化氛围,正在熏陶和诱发着中国安全科技文化的春天早日到来。中国一定会成为一个经济的、科技的实力强国,但大众的安全文化素质提高不能等待,安全科技文化需要不断地再宣传、再教育、再激励、再传播,要代代持续奋斗,也许要一、两个世纪,才能看到今天弘扬和倡导安全文化的功绩。万里征途始于足下,中国安全文化建设正在启动,只有全民的自觉投入和努力奋斗,才会给华夏儿女创造安全、健康、舒适、少灾的未来。 安全科技论文:当代网络安全科技研究 本文作者:宋佳苗作者单位:江西省统计局 控制访问权限 对于计算机网络的访问进行合理有效的控制,对于提高整个计算机网络的安全性有很大意义。对于访问网络人员身份进行严格控制,禁止非法访问和窃取信息的行为发生。控制访问权限的方法有很多,有控制属性控制、入网控制、服务器安全控制。登录控制等。控制访问权限可以有效的提升系统访问的安全行,防止恶意的对信息数据进行违规操作。控制访问权限可以保证系统不被非法和非正常的访问,是维护系统,保证系统安全的重要策略。 物理安全策略 物理安全策略是对计算机的硬件环境进行保护,保护计算机的服务器、网络设备、打印设备、计算机终端等硬件环境。对硬件环境进行严格的控制,避免人为和意外损坏,提高整体计算机网络正常运行的可靠性。在硬件管理中,维护人员对硬件做好相关维护工作,保证硬件的正常工作状态,降低故障发生的可能性。在机房和计算机的环境维护上,要注意对温度和湿度的适当控制,减少环境因素对整体系统的影响。在人员进出上,要进行严格的审查和管理,避免无关人员进入导致对设备进行恶意和无意的操作,避免相关损失。 数据安全 数据安全是计算机网络安全的重要目的,保护数据安全对于计算机网络的安全工作非常重要。在用户使用个人计算机时,要对计算机存储设备进行清理和杀毒工作,减少计算机病毒和木马等有害文件的来源。在数据的传输上,采用先进的数字证书技术。利用数字证书技术对终端和通讯用户进行身份辨认,保证通信系统的安全。才数据传送中采用加密技术,利用加密技术保证数据和信息的安全性。在对于数据库的管理中,要做好日常备份与维护工作。建立和完善防火墙设置,及时更新相关安全软件,减少系统漏洞,避免黑客的入侵和病毒感染。 安全管理 提高安全管理工作对于计算机网络安全也有一定的意义,提高安全管理要求,建立完善的安全管理制定是保证计算机网络安全的重要基础。计算机网络安全管理不只看技术应用,还要看管理措施的执行力度和与相关规范的符合程度。要将技术应用和管理进行紧密的结合,有效的做好计算机安全管理工作。加强计算机用户的安全认识,提高用户的法律意识,对用户的计算机操作进行培训,从管理角度上提高计算机网络的安全性。 安全科技论文:农产品质量安全科技创新及突破分析 摘要:农产品质量安全科技创新对确保我国农产品质量安全水平的全面提升关系重大。本文介绍了我国农产品质量安全科技的宏观发展环境及趋势,深入分析了农产品质量安全科技已有基础与存在差距,对优先发展领域和重点突破点提出了合理化建议。 关键词:农产品;质量安全;基础研究;应用研究;科技创新 当前,我国农业农村经济发展正处于历史最好时期,农产品供给实现了由长期短缺到总量基本平衡、丰年有余的历史性转变,总体上看,农产品质量安全形势稳中向好;农业的主要矛盾由总量不足转变为结构性矛盾,突出表现为阶段性供过于求和供给不足并存,矛盾的主要方面在供给侧。2017年中央一号文件要求加快推进农业供给侧结构性改革,核心是通过调整,让农民生产出的产品的质量和数量符合消费者的需求,实现产地与消费地的无缝对接。中央明确提出农业发展方式要由数量增长为主转到数量质量效益并重上来,实施食品安全战略,提升重要农产品供给保障水平。“十三五”是我国全面建成小康社会和进入创新型国家行列的决胜阶段,如何全面提升农产品质量和食品安全水平,推进农业提质增效,助力农业供给侧结构性改革,实现农业的可持续发展,对农产品质量安全科技创新提出了更为迫切的需求。 一、我国农产品质量安全科技发展的宏观环境 (一)我国农产品质量安全整体水平大幅提升,总体稳定向好 2001年启动实施“无公害食品行动计划”以来,我国农产品质量安全管理工作得到了加强,标准、检验检测、认证等农产品质量安全保障体系建设取得了长足的进步,农产品质量安全水平有了明显的提高。根据近年来农业部针对蔬菜、畜禽和水产品等农产品的例行监测数据,合格率一直稳定在高位。2016年共监测全国152个城市5大类产品108个品种94项指标,抽检样品45081个,总体监测合格率为97.5%,较2015年增长0.4%。其中,蔬菜、水果、茶叶和水产品监测合格率分别为96.8%、96.2%、99.4%和95.9%,较2015年分别高0.7%、0.6%、1.8%和0.4%;而2016年畜禽产品的监测合格率为99.4%,其中瘦肉精抽检合格率为99.9%,与2015年持平[1]。我国优质品牌农产品市场占有率稳步提高。“十二五”期末,我国“三品一标”产品总数达10.7万个,约占产地40%,农产品商品量的40%,较“十一五”提高了37.7%[2]。截至2015年底,我国无公害农产品产地达3.5万个,约占耕地面积的13.7%;无公害农产品7.8万个,总量达2.3亿t,约占全国同类农产品产量的12%[3];全国绿色食品企业总数达到9579家,产品总数达到23386个[4];地理标志农产品达到1792个,已创建“三园两场”9674个,创建标准化示范县185个。可以看出,近年来,我国蔬菜、畜禽产品、水产品等农产品的质量安全状况持续改善,质量安全水平稳定向好。 (二)我国农产品质量安全科学研究 体系逐渐健全,理论不断丰富经过10余年的建设,全国范围内从事农产品质量安全研究的专业机构网格化体系基本形成。从国家层面看,中国农业科学院、中国水产科学研究院、中国热带农业科学院相继成立了专业的研究所从事农产品质量安全方面的研究工作;从地方层面看,29个省级农产品质量安全研究机构成立,部分地市级农科院也开始组建农产品质量安全研究所(中心),大专院校也相继开设了食品安全或农产品质量安全专业,相互配套、相互补充的农产品质量安全研究体系逐渐建立。随着农产品质量安全科学研究体系的构建,农产品质量安全学科建设也得到了发展。自2003年起,中国农业科学院已将“农业质量标准与检测”作为院九大学科群之一进行建设,重点开展农产品质量安全研究;“十二五”期间,中国农业科学院调整确立了以“学科集群-学科领域-研究方向”为框架的3级学科建设体系,将质量安全与加工作为八大学科集群之一。2010年,农业部按照学科群部署建设了一批农业领域重点实验室,农产品质量安全作为30个学科群之一,于“十二五”期间,建设了包括综合性实验室和专业性实验室在内的9个部级农产品质量安全重点实验室,以共性技术研发为主,学科群内不同实验室的职责和任务各有侧重。“布局合理、任务明确、协作紧密、运转高效”的重点实验室体系正逐步成为农业科技创新的主战场,保障主要农产品安全的主力军。“十二五”期间,在农产品质量安全领域科研项目立项、关键技术突破以及重大成果凝练方面都取得了很大进展。继“十一五”食品安全科技创新被列入国家中长期科技规划公共安全领域优先主题后,“十二五”期间,国家及部门科技计划中对农产品质量安全研究都有重点加强。公益类行业(农业)科研专项设立了农产品质量安全领域,在国际科技合作计划中也遴选了有关农产品质量安全溯源、速测与监控方面的项目,支持该领域的国际合作;国家自然科学基金和社会科学基金也加大了对农产品质量安全方面的资助力度。通过近10年的研究,在农兽药及生物毒素等检测技术与标准研究,在双低油菜全程控制技术等方面有所突破,一系列国家奖及省部级奖项的获得标志着农产品质量安全学科理论和技术的不断丰富和完善。 (三)“十三五”是我国农产品质量安全科技 重要发展机遇期随着全球新一轮科技革命步伐不断加快,国际组织及发达国家纷纷实施食品安全战略计划,加强食品安全科技投入。欧盟第七框架计划已将食品安全、生物技术以及生物资源的可持续利用与管理作为农业领域的优先合作方向,投入19亿欧元,其中营养健康和食品制造作为食品安全领域投入的重点方面。在我国,2016年中央“一号文件”首次将食品安全上升至国家战略,随后相继出台的《“十三五”国家食品安全规划》、《“十三五”农业科技发展规划》、《“十三五”全国农产品质量安全提升规划》、《“十三五”农业科技条件能力建设规划》等一系列国家和部门重大规划对农产品质量安全科技创新均给予高度重视,经历了筹划期和建设期后,“十三五”是我国农产品质量安全科技重要发展机遇期。《“十三五”国家食品安全规划》设置了“食品安全国家标准提高行动计划”、“食用农产品源头治理工程”、“风险监测预警、评估能力提升项目”等9大专项,提出要加快农兽药残留限量标准的制定和评估转化,严格源头治理,建立国家农产品质量安全风险评估实验室等。农业部《“十三五”农业科技发展规划》也将农产品质量安全纳入11个农业科技创新的重点领域之一,指明了在基础性工作、基础研究和技术开发方面的重点。《“十三五”全国农产品质量安全提升规划》指出实施农产品质量安全科技创新战略,将农产品质量安全纳入国家重大科学研究重点。此外,在现代农业产业技术体系建设中,“十三五”新增了多位农产品质量安全与营养品质评价研究岗位科学家;在农业部农产品质量安全重点实验室学科建设中,“十三五”新增了11个农业部重点实验室;在2017年启动的农业基础性长期性科技工作中,农产品质量安全也作为10个学科领域之一被纳入基础数据库建设中,建设国家农产品质量安全数据中心1个,国家农业科学试验站若干,长期开展粮食、油料、蔬菜、果品、畜禽产品、奶产品、水产品、特色产品、热作产品和农业投入品质量与安全科学数据监测,重点开展主要农产品品质鉴定、污染物残留评价及预警分析[8]。 二、农产品质量安全科技发展趋势 近年来农产品质量安全科技重点在农产品质量安全检测理论与方法、风险评估理论与方法、农产品中危害因子的作用机制和安全性评价、农产品质量安全过程控制及消减技术以及农产品质量安全溯源、预警理论与方法等领域有所突破. (一)农产品质量安全检测技术趋向集成化、快速化 随着生物化学、材料科学以及现代质谱等高新技术的发展和应用,不同学科领域技术的交叉融合和集成,成为提升农产品质量安全检测通量、检测速度与准确性的重要手段。在样品前处理方面,快速溶剂提取(ASE)、凝胶渗透色谱(GPC)、固相萃取(SPE)、基质固相分散萃取(MSPDE)以及免疫亲和层析(IAC)等样品前处理技术已经能够实现对农产品危害因子的提取分离,而这些前处理技术的多维融合、集成与自动化,使得对农产品中微量、痕量成分提取净化更加简化和快速。此外,新型材料包括功能化石墨烯、金属有机骨架(MOFs)、碳纳米管、分子印迹聚合物(MIP)、微孔有机聚合物(MOP)、磁性纳米材料等的发展[6],在解决现有农产品复杂体系痕量分析特定目标物样品前处理的瓶颈问题中的应用也日益广泛。在快速检测方面,高性能识别材料的制备、不同标记增敏体系的研发,并结合芯片及传感器等技术,能够提升对农产品中目标物质的精准识别能力,实现多残留同步检测。核酸适配体、受体、重组抗体等识别材料在农药、兽药、激素检测方面的应用日益增多[7~9]。而基于类特异性识别原件实现对多个目标物的同时检测以及利用芯片或传感器等技术集成不同污染物的检测反应,是实现不同污染物同步多残留快速检测的两个重要思路,也是农产品质量安全快速检测技术发展的重要方向之一。在确证检测方面,基于多维色谱-杂交质谱技术的多类别污染物的综合分析技术也成为近年来确证检测技术发展的方向[10]。多维色谱技术与质谱技术联用,如二维液相色谱、二维气相色谱及全二维气相色谱等与质谱技术的联用,已成为解决同源复杂组分检测的有效手段;而通过融合多种类型的质量分析器如四极杆、轨道阱(Orbitrap)及线性离子阱(LIT)等集成杂交质谱,为实现复杂农产品基质的检测提供了重要技术支撑。在未知物筛查方面,高分辨质谱具有质量范围宽、分辨率和质量测量精度较高的特点,已成为农产品质量安全化学性非靶标物质快速筛查的重要手段。而核磁共振技术具有无破坏性、无偏向性、高灵敏度以及测定快速等特点,结合模式识别在非法、恶意添加物的筛查识别方面具有较强的技术前瞻性[11]。集成质谱、波谱及成像技术,对未知化合物结构进行定性推断和确认,发现食品中未知风险物也是研究的重要热点。 (二)农产品质量安全风险评估技术趋向系统化、精细化 当前风险评估技术的理论研究和实践应用都正处于快速发展阶段,前沿科学技术的应用、大数据发掘技术的发展和不同数学模型软件的开发,促进了风险评估技术的系统化与精细化[5]。纳米技术、组学技术、计算分子生物学等前沿技术近年来发展迅速,在化学物质暴露评估中的应用促进了风险评估技术的快速发展,提高了风险评估的精准性[12~13]。如动物替代毒理学新方法的应用,提高了风险评估的速度;基于人源细胞的机制通路研究,提高了健康效应评估的精确性;而生物标志物监测技术的应用增强了风险评估过程中的敏感性和准确性,从而降低了评估的不确定性。大数据挖掘技术的发展和应用,为农产品质量安全风险评估的理论和方法研究提供了广阔的天地,特别是如逻辑回归模型、随机森林模型、贝叶斯方法模型、神经网络模型等机器学习,能够实现从海量的数据中发掘关联信息,并将分割的数据关联化,提供系统化的评估方案。基于不同需求和国情,开发的模型软件和应用也是风险评估技术不断扩展的方向。如美国和荷兰依据临界效应的剂量-反应关系建立的基准剂量(BMD)模型均已开发相关软件;基于生理模型的药代动力学、药效动力学(PBPK/PD)模型可以模拟药物和其不同制剂经静脉、口服、口腔、眼部、鼻腔和肺部给药后,在动物和人体内的药代动力学和药效动力学行为,目前开发的商业化软件已在风险评估中广泛应用;暴露边界(MOE)法相关技术和软件在不断推进,这些风险评估相关软件的研发能够增加评估技术的准确性,必将带动农产品质量安全相关风险评估理论和方法的发展。 (三)农产品质量安全过程控制技术趋向精准化、定向化 基于危害分析的临界控制点(HAC-CP)总体上适于农产品的安全管控,但由于农产品的生物活性属性,自然生产特征以及供给的时效性等因素,使得农产品质量安全控制技术具有复杂性和特殊性。在关键技术上,结合污染物代谢、迁移和消解等行为,防止污染物防控二次污染;通过解决关键控制点与风险预警阈值,预测模型和评价模型,有效生物的选用等关键技术,研究农产品生产、收储运过程中混合污染的综合防控技术是今后农产品质量安全过程控制技术发展方向之一[14]。围绕农产品生产过程中影响农产品质量的关键危害因子的污染途径与过程控制技术开展研究.包括农兽药等农业投入品的降解规律和机理、产地污染对农产品的影响及危害等开展精准化研究;针对特定环节典型农产品关键或典型危害因子开展定向化研究,形成定向化控制技术,也是实现精准农业,推动供给侧改革的有效途径。 (四)农产品质量安全溯源技术趋向智能化、集成化 目前农产品质量安全溯源技术主要分为信息追溯技术及真实性识别溯源技术研究两个方面。在以生产档案记录为基础的信息追踪与溯源技术方面,可追溯系统应用研究成为热点,主要依托传感网及数据处理、电子标签(RFID)及无线应用、数据库与并行计算等技术的建立,实现对每一个过程的流通做到来源可溯,去向可查。目前,该技术在高附加值农产品物流仓储的追溯环节应用前景广泛。随着物联网经济的发展,信息溯源技术日趋网络化和智能化。在以产品表征分析为基础的身份识别与溯源技术方面,基于DNA指纹分析建立的鉴别技术由于分析精度高,已成为农产品品种鉴别的一项关键技术。同位素质谱技术发展迅速,除目前常用的碳、氮稳定同位素外,氢、氧、硫、硼和锶同位素技术的应用有效性也日益凸显[16],通过分析不同地域农产品中同位素组成特征、差异,建立溯源数据库或绘制溯源地图,可以实现对不同农产品的产地溯源。近年来,在溯源技术发展方面,一是利用锶同位素以及稀土元素对农产品产地溯源的有效性日益凸显;二是重视溯源指标在加工农产品过程中的变化;三是将稳定同位素质谱技术、核磁共振技术、DNA指纹图谱技术、代谢指纹图谱技术、红外光谱技术以及矿物元素指纹图谱等多项溯源技术集成,形成综合溯源技术系统,集成后的综合溯源系统能够提高农产品溯源的精准度[17~18]。 三、目前我国农产品质量安全已有科技基础与存在差距 (一)检测技术 截至“十二五”末,我国共研发出500多项残留确证检测技术,其中农药多残留确证检测从最初的不到30种发展到700多种,兽药多残留确证检测可覆盖20大类300余种,建立了主要以农药和兽药残留为主的多项确证检测技术及标准,农产品质量安全检测技术水平不断提高[19]。在快速检测方面,我国已经具备制备各种农药、兽药残留、违禁添加物抗体近300种,研发快速检测产品600余种,快检产品的市场占有率从“十五”末期的不到10%上升至目前的80%以上[19]。我国在农产品质量安全检测技术方面还存在一些问题。比如,仍有一定比例我国已登记和有限量的农兽药残留无检测方法,农产品中环境污染物及与农产品品质营养相关的内源物检测方法缺乏;自主开发的检测设备少,设备成本高[20];农药抗体少,快检产品灵敏度和稳定性差等问题还一定程度存在。 (二)风险评估技术 在风险评估共性技术方面,我国已经初步确立了剂量-反应评估中基准剂量评估技术,建立了农产品中化学污染物(特别是农药)累积性膳食暴露评估方法和阶梯式暴露评估方法[12];开展了农产品质量安全风险建模技术研究,已形成国家农产品质量安全监测信息平台数据上报系统、分析系统和综合管理系统以及农产品质量安全风险评估系统等。在农产品质量安全风险监测方面,我国已经针对农兽药残留等危害因子,开展连续动态立体式风险隐患摸底排查和专项评估,获得风险监测数据23万余条,形成23份农产品质量安全风险监测与评估技术报告。我国还缺乏开展农产品质量安全风险评估的一些基础数据,如现有的危害因素本底含量数据、毒理学数据等基础数据缺乏,不能满足我国农产品质量安全风险评估的需要;在技术上,人源细胞替代动物毒理学测试及暴露组学技术等前沿技术的应用还刚刚起步,生物监测尚未纳入风险监测与评估的内容;适合我国国情的评估模型不多[13]。 (三)过程控制技术 目前,我国农产品质量安全过程控制技术研究主要集中在研究污染物的环境过程以及对农业投入品及内源毒素的消减控制技术研究[20];我国已经形成了农产品产地土壤重金属污染区边界划分的技术方法及水产生产区域划分方法。如2011年,我国参照欧盟法规制定形成了《2011年海水贝类生产区域划型工作要求》。针对农药和兽药等农业投入品,主要依据毒理学数据和残留消除规律制定出最大残留限量标准。截至2016年底,我国已经制定了433种农药的4140项最大残留限量。而在毒素的消减控制技术方面,目前已经形成的相关管理规范或标准有《防止黄曲霉毒素污染食品卫生管理办法》、《花生黄曲霉毒素污染控制技术规程》等。尽管我国目前在农产品过程控制技术研究方面取得了一定的进展,但产地环境污染物(农兽药、助剂、持久性污染物等)与不同农产品质量安全相关性方面的研究缺乏;农兽药面源污染阻断和评价技术缺乏;在新技术、新生产方式和新投入品所带来的危害评估、预防和控制措施研究方面还很少。 (四)产地溯源与真实性识别技术 在信息追溯方面,我国已了《农产品产地编码规则》、《农产品追溯编码导则》及《热带水果分类和编码》等规范文件,建立了农垦农产品质量追溯系统,覆盖28个省(自治区、直辖市),涵盖谷物、蔬菜、畜禽肉等主要农产品。在身份识别与溯源技术方面,我国近年来也建立了一系列方法,包括DNA标记法、近红外反射光谱法、稳定同位素法、矿物元素法等,在牛肉产地溯源、有机猪肉溯源与真实性识别及鸡肉、茶叶和蜂蜜溯源技术等方面奠定了技术基础。但现有溯源体系仅仅是建立在信息记录溯源上,与质量溯源相关检测技术、质量安全溯源的检测装备、食品加工和储运过程质量溯源支持技术等还没有集成形成技术体系。由于缺乏统一的追溯标准和规范指南,各部门建立的追溯系统仍存在信息不互联互通,很多产品追溯码的作用与普通的食品标签相类似,未发挥有效的追溯管理作用,且由于缺乏农产品种植、养殖等环节的化肥农药、兽药及生产管理等信息,信息记录成本高,也造成了源头追溯信息采集困难。而在身份识别与溯源技术方面,单一溯源方法存在溯源准确性不高,溯源库存在样品代表性差,综合集成溯源系统研究应用还较少等问题。 四、我国农产品质量安全科技优先发展领域和重点突破点 根据农产品质量安全科技的发展趋势及我国产业发展的需求,围绕服务国家食品安全战略目标,提高农产品质量安全水平的战略需求,促进我国农产品质量安全科技整体能力的提升和关键问题的突破,确定如下优先发展领域。 (一)农产品质量安全检测技术优先领域 运用现代物理、化学、生物学、计算科学理论和方法,研究农产品中营养品质、功能成分以及农兽药、生物毒素、有机污染物、环境激素等分析新理论、新技术,建立农产品质量与安全检测技术及标准体系。主要包括基于新型功能材料的高效前处理新技术、农产品品质形成及无损监测技术、智能化农产品质量分等分级新方法、生物监测及非定向筛查技术。 (二)农产品质量安全风险评估优先领域 开展对化学和生物等污染物的风险评估、控制与预警的食品安全风险评估方法和理论的研究,发展符合我国国情的食品安全风险评估技术方法体系。主要包括农产品中重要化学污染物的剂量-反应评估理论、暴露评估方法优化与模型、混合污染物联合暴露综合评估风险排序与模型、农产品累积性暴露评估方法与模型、主要农产品中危害因素风险评估模式及风险评估信息系统的整合与构建。 (三)农产品质量安全过程控制优先领域研究 污染物在农产品中的污染途径、成害机制及控制措施,构建农产品安全、清洁生产理论和典型模式,建立农产品质量安全过程控制技术体系。主要包括污染物在产地环境中的迁移转化及降解规律,农业投入品面源污染阻抗、钝化、消减技术,典型污染物生物修复理论和机制,典型污染物与品质指标的相关性研究,农产品产地污染物阈值及产地安全评价指标体系。 (四)农产品质量安全溯源优先领域 开展农产品质量安全溯源的理论和方法研究,主要包括矿物元素、同位素技术、生物组学技术的溯源新方法研究,不同生产模式农产品溯源技术,加工农产品溯源技术;综合溯源系统的构建。 (五)农产品质量安全标准研究 开展农产品质量安全标准研究和标准物质研究,健全农业标准体系。主要包括农兽药残留限量制定,小宗作物农药残留及风险排查,动物源产品中农药残留限量制定,产地环境污染物限量标准与安全评价分类,农产品安全与品质评价相关标准物质研制。 (六)农产品营养组分作用机制及分离基础研究 农产品组分的营养与功能的相关性及其作用机制、组分分离新技术,建立农产品品质营养功能解析与利用技术体系。主要包括农产品功能成分影响人体健康的分子营养学机制,农产品功能成分在人体内的代谢途径、吸收方式与作用机制,功能成分在农产品中的存在形态、结构及分布,农产品组分高效分离与重组关键技术,绿色、循环、多组分提取的理论和方法. 作者:金芬 郑床木 钱永忠 单位:中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所 安全科技论文:建筑施工安全科技创新途径 摘要:在经济全球化的发展趋势下,建筑工程的数量越来越多。一些无良老板为了追求更多的经济效益,不顾建筑工人的安全,违反国家施工安全管理条例。导致建筑出现问题,使人民的生命和财产安全受到损失。通过近些年建筑施工安全出现的一系列问题,国家越来越重视对建筑施工安全的科技创新研究,同时也加大了对该方面科技创新的投入。但是,建筑施工现场的安全问题仍然有待解决。 关键词:建筑施工;安全生产;科技创新 引言 我们正处于信息化社会中,科学技术会直接影响一个国家的综合国力。建筑施工的安全关系到人民的生命财产安全。我国是一个发展中国家,在科技创新方面与发达国家还存在很大差距。这就要求我们要加大对科技创新的重视程度,减少施工现场的伤亡人数。 1建筑施工安全生产的科技创新 1.1将电子信息技术融入到施工设备中 现在很多施工现场依然使用陈旧的施工设备。例如:大部分施工现场中升降机的使用依然由人工操作。假设因工人操作不当或没有定期检修而出现故障,就会发生危险。现代社会科技发达,将信息技术融入到大型的施工设备中,做到施工设备信息化。利用计算机控制升降机不仅可以减少事故的发生,同时也可以减少人工的使用,节省了部分资金。在设备中安装报警装置,在发生问题前及时进行警告,早发现问题早解决问题,将危险扼杀在摇篮里。随着城市中施工工程的数量越来越多,高层的出现又为施工增加了难度,也增加了施工的风险。近些年来,施工现场问题频发,由此人们对建筑施工安全生产的问题越来越关注。用计算机这类精密的电子仪器来操作,可以尽早防范问题的发生。将用于高层的施工设备与地面计算机相连接,实现人工智能操作,使操作更加便捷、安全。警报装置的安装可以让地面工作人员及时做好防范准备,及时疏散周围人群,即使出现了事故也可以减少施工人员的伤亡。 1.2对施工现场脚手架的实用技术创新 近年来,随着国家政策的出台,使脚手架的使用变得越来越广泛。同时脚手架也在不断的进行创新。脚手架的功能变得越来越实用,性能变得越来越强,使操作变得更安全。但有时由于安全措施不到位或操作不规范而引发的问题也时有发生。例如:近几年来,“暖房子”政策的出台,工人们给居民楼披上了一层厚厚的外衣,使千家万户的冬日都变得温暖起来。但施工工人的安全却是一个值得我们关注的问题。部分施工现场使用的脚手架都采用的是钢管式脚手架。这种脚手架在操作时稍有不慎就会坍塌。通过出现的这一系列的问题,我们应该加大对施工现场脚手架安全的实用创新。随着科技的发展,应充分利用电子信息技术,完善脚手架的防坠落功能。在脚手架的使用材料上可以采用先进的技术进行创新。采用更安全、更实用的材料对脚手架的性能进行完善。在对工人的防护上,应利用先进的信息技术,进行实时监控。例如:施工当天的天气是否会对脚手架的使用带来不便,脚手架能否承受住当前的重量,脚手架的升降高度是否会对工人的生命安全造成威胁等等。利用计算机技术对这些问题进行监控,避免问题的发生。同时,将脚手架上的每个部分完全覆盖到计算机的监控中,使计算机可以全天候的监督脚手架是否安全,工人的操作是否规范,将脚手架的使用风险降到最低。 1.3做到施工现场安全监控技术全覆盖 目前,随着房地产行业的发展,施工工程越来越多。其中,也不乏一些黑心老板为了追求利益最大化一味地要求尽早完成工期,将安全问题抛于脑后。在施工现场我们经常可以看到“安全责任重于泰山”这样一句话,但是真正将安全问题放在首位的又有几人?所以对施工现场进行全程监控十分必要。利用信息技术对施工现场进行360度无死角全覆盖监控。使施工现场的安全责任人可以通过显示屏对施工现场进行实时监控。通过全新的监控技术使安全责任人在室内就可以对施工现场进行监控,通过显示屏可以观测到工人在操作设备时是否规范,工人在施工时安全设施是否到位等。同时,在计算机上设置一个检测程序,将该程序投入到施工设备中,当有工人操作不规范或是建筑的某一层建造的不合格时这个程序就会及时的发出警告,这样可以及时发现问题,不至于酿成大的灾祸。我们也可以利用信息技术制作一个关于施工现场方面的网站,将全国各个省、市正在施工的工地全部覆盖进这个网站中来,实行全国联网。这样有利于国家的相关部门对建筑施工现场进行随时监督,对安全不合格的施工现场及时发出整改通知。这样,有利于施工人员将施工安全问题放在首位。这项新的科技创新将施工现场安全的防范措施真正的落实到实处,实现施工现场零风险。 2建筑施工安全生产的科技创新途径 2.1国家加大对该方面科技创新的扶持力度 “科学技术是第一生产力”,科技的发展对国家来说至关重要,国家应该加大对该方面的扶持力度。首先,国家应该拥有稳定的经济基础和高超的科技水平。我国是一个发展中国家,科学技术水平较发达国家还有较大差距,我国应积极地借鉴外国的经验,以我为主,为我所用。将学到的经验和我国的技术相结合,加快我国科技创新的脚步。其次,国家应出台相应的政策来鼓励该领域的科技创新。对进行科技创新的人才进行奖励,这样对其他进行科技创新的人才就会起到激励的作用,更好的发挥他们的主动性和创造性。 2.2加大对该领域人才的培养 第一,该领域人才在现代社会中的数量少之又少,应加快对该领域的学科建设。在各大高校应开设相关专业,学习相关课程,培养该领域的专业性人才。社会的进步离不开科技的创新,完善对该领域的学科建设,有利于加快该领域科技创新的步伐。第二,将该领域的优秀人才组成科研团队,注重对建筑施工安全生产方面进行研究。并为该团队提供资金和技术支持,为该团队设立用于科技创新的单独实验室,并配备高水平的仪器设备,为该团队科技创新提供物质保障。 3结束语 目前,在建筑施工中存在很多安全隐患,建筑施工中的设备只有和现代化信息相结合才能将这些隐患消灭在萌芽时期。对于建筑施工方面的创新,不仅需要国家的大力支持,更需要该方面的专业人才运用其掌握的专业知识进行创新,不断解决在施工中遇到的各种问题,开创建筑安全生产的新局面。 作者:刘逸帆 陈刚 单位:徐州工程学院 安全科技论文:煤矿安全科技挑战及对策研究 [摘要]总结了“十二五”以来我国煤矿安全科技在技术装备等方面取得的进展,分析了现阶段我国煤矿安全科技面临的形势和存在的问题,提出要加大煤矿安全科技创新,打好防范煤矿事故的对抗战、外围战、应急战和监管战,推动煤矿安全生产形势持续稳定好转。同时,针对煤矿安全重点领域和薄弱环节的科技需求,提出了“十三五”期间煤矿安全的科技对策和发展方向。 [关键词]煤矿安全;技术进展;科技对策;发展方向 近年来,我国在煤矿安全生产领域加大了政策扶持、资金支持、科技创新和监管监察的力度,煤矿安全生产形势持续稳定好转[1]。2005年到2014年的十年间,我国煤炭产量从2.11Gt攀升到3.87Gt,增加83.4%;煤矿事故起数从3306起下降到509起,下降84.6%;煤矿事故死亡人数从5938人下降到931人,下降84.3%;百万吨死亡率从2.811下降到0.255,下降90.9%。但在当前宏观经济运行和煤炭行业发展的新形势下,我国煤矿安全依然面临行业形势不容乐观、事故总量仍然偏高、区域发展极不平衡、职业健康备受关注、科技支撑仍待加强等突出问题和严峻挑战。“十三五”期间,有必要围绕煤矿安全重点领域和薄弱环节,强化技术创新和集成示范,推动煤矿安全科技水平再上新台阶。为此,在总结分析我国煤矿安全科技近年来的主要进展和当前面临形势的基础上,提出了“十三五”我国煤矿安全科技的对策和方向建议。 1煤矿安全科技主要进展 “十二五”以来,煤矿安全领域相关科研院所、高等院校、生产企业注重产学研用相结合,以实施“973”计划、国家科技支撑计划、国家科技重大专项等国家科技计划为契机,广泛开展科技合作和技术创新,在基础理论、关键技术、重大装备和工程示范等领域取得了重要突破,为煤矿安全生产形势持续稳定好转提供了重要支撑。 1.1煤矿瓦斯灾害防治 瓦斯灾害监控预警和瓦斯高效抽采利用是瓦斯治理的重点和难点。近年来,瓦斯含量快速准确测定技术实现了120m长钻孔定点取样,20min内快速测定瓦斯含量,测定误差小于7%,并在100多个矿井推广应用。开发的基于2个“四位一体”煤矿瓦斯灾害监控预警系统,大幅提高了瓦斯灾害预警自动化水平,预警准确率达75%以上。研制成功国内首台最大扭矩12000N•m大功率定向钻机,在晋城寺河煤矿完成1881m井下近水平长钻孔施工,创造了煤矿井下顺煤层定向钻孔深度的世界纪录。研制成功适用于f≤0.5松软煤层的高转速大扭矩螺旋钻进装备、空气套管钻进装备及地面远距离自动控制钻进装备,在松藻、淮南、平顶山等矿区广泛开展示范应用,松软煤层钻孔深度最深达271m,钻孔成孔率达到76.9%。开发了煤矿采动区顶板“L”型地面井抽采技术并在晋城寺河煤矿成功应用,抽采浓度最高达93%,抽采纯量最高达3.11万m3/d,实现了本煤层采动影响区、采空区连续抽采,工作面瓦斯浓度降低约30%[2]。 1.2煤矿水害防治 水源和导水通道探测、水害预测、注浆堵水等关键技术取得突破,水文地质探测与水害治理技术体系日趋完善。研发的井下瞬变电磁仪,可用于井下掘进头、侧帮、顶底板、充水采空区、充水陷落柱、含水层等隐蔽水害探测,最大探测距离达200m,准确率达到70%。研发的自记式地震仪及数据处理与解释软件,显著提高了断层、陷落柱、煤层变薄带等异常体的探测精度,探测距离达1600m。研发的动水大通道突水钻孔控制注浆高效封堵技术,解决了携袋钻进、钻注一体化转换、注浆入袋、抛袋提钻等技术难题,在陕西榆卜界煤矿涌水量约1200m3/h的动水条件下,对高3m宽4m的过水巷道实施封堵一次成功,封堵巷道不足50m,注浆量不到850m3,施工工期仅18d[3]。 1.3煤矿火灾防治 早期预测预报、监测预警、新型防灭火材料和装备等是矿井火灾防治的关键。目前已形成了以自然发火早期预测预报、阻化剂防火、氮气防灭火、凝胶防灭火、黄泥灌浆防灭火技术等为主体的内因火灾防治技术体系。形成了以胶带机火灾预测与自动灭火技术,惰气灭火、泡沫灭火、惰泡灭火技术等为主体的外因火灾防治技术体系。煤矿井下移动式碳分子筛制氮装置关键性能指标达到国际先进水平,氮气出口浓度≥98%,出口流量≥2000m3/h,填补我国煤矿井下移动式大流量制氮装置的空白[4]。 1.4煤矿粉尘防治 形成以煤层注水防尘、喷雾降尘、通风除尘、个体防护等为主体的防降尘技术体系,以及被动式隔爆、自动抑爆技术两大类多类型防隔爆技术体系。粉尘浓度、粒度分布测定等粉尘检测技术取得重要突破,可对作业环境粉尘浓度进行实时、在线监测[5]。研制出国内首套煤矿井下掘进工作面综合除尘系统,在神东等矿区得到成功应用,呼吸性粉尘除尘效率≥99%,达到国际先进水平。 1.5冲击地压防治 形成了以岩石力学方法和地球物理方法为主的冲击地压监测预警与评价体系,建立了包括区域防治与局部防治的冲击地压防治体系[6]。针对目前国内外已有微震监测系统只能被动接受煤岩体破裂产生的微震信号和震源定位精度不高的现状,研发出自震式微震监测系统,实现了监测区域内波速场的实时反演与解算,提高了微震监测系统的定位精度,微震监测系统的震源定位精度达到5~10m。 1.6煤矿热害防治 形成了矿井热害预测、评价、控制成套技术和装备,为改善工作环境和保障职业健康提供了重要技术装备支持。成功研制首套地面集中降温的核心设备———高低压转换装置,温度跃升小于0.5℃,设计压力16MPa,已在平煤神马集团建设示范矿井[7]。 1.7煤矿应急救援 形成了事故预警、培训演练、逃生避难、抢险救援等一系列成套技术和装备。在人员精确定位技术、无线救灾通讯、应急避灾信号引导、应急救援指挥系统等领域取得一系列先进成果。采用无线MESH网络、骨传导等技术研制了KJ30矿用救灾无线通信系统,救护队员可快速搭建数据传输通道,将事发地点的现场图像、环境参数、救护队员生命体征等信息传输至指挥中心,支持双向对讲,供救援指挥人员实时掌握救援情况并进行可视化管理和调度,目前已在14个国家矿山应急救援区域队进行推广[8]。 2煤矿安全科技面临的形势 在当前宏观经济运行和煤炭行业发展的新形势下,我国煤矿安全生产也呈现新的特点,面临行业形势不容乐观、事故总量仍然偏高、区域发展极不平衡、职业健康备受关注等突出问题和严峻挑战。 2.1煤矿安全形势依然严峻 首先,尽管我国煤矿安全生产形势持续稳定好转,但重特大事故仍时有发生。据统计,2012~2014年全国工矿商贸企业共发生重特大事故71起,死亡1278人,其中煤矿44起,死亡747人,分别占61.97%和58.45%;其次,我国煤矿安全生产水平与发达国家先进水平仍然存在较大差距。2014年我国煤矿百万吨死亡率0.255,仍远高于欧美主要产煤国家平均0.03的水平;再次,煤矿安全生产指标持续走低,百万吨死亡率等指标低位反弹和反复的风险增大。此外,能源革命也给煤矿安全生产提出了更高的要求。 2.2煤矿安全水平极不平衡 长江以南及西南地区地质条件极为复杂,80%煤层为急倾斜、倾斜煤层,薄煤层多,厚度0.6~2m,局部断层密度达到35条/km2,机械化程度极低。2012年,全国仅云、贵、川、渝、湘5省市的煤矿事故死亡人数均超100人,共死亡672人,占全国的49%,而5省市煤炭产量仅占全国的13%。2013年,全国仅云、贵、川、渝、湘5省市的煤矿事故死亡人数均超90人,共死亡494人,占全国的46%,而5省市煤炭产量仅占全国的12%。 2.3煤矿开发条件不断变化 我国煤炭资源分布具有“东贫西富”、“东深西旱”的特点,煤炭开发不断向西部和深部转移。东部拥有约90%的经济总量,而煤炭资源的赋存仅占总量的30%;西部煤炭资源的赋存占70%,经济总量仅约为10%。目前全国已有47座超千米深井,最深已达1501m,随东部煤炭开采深度增加,高地应力、高瓦斯、高地温、高承压水等带来的安全问题更加突出[9]。新疆等西部地区大倾角煤层、巨厚煤层、三软煤层的安全高效开采也面临严峻挑战。 2.4隐蔽致灾因素难以精确普查 煤矿隐蔽致灾因素通常无明显的显现特征,具有隐蔽性、时变性、脆弱性等特点,探测和预防难度大。煤矿灾害事故大多都与隐蔽致灾地质因素紧密相关,隐蔽致灾因素已成为引发煤矿水害、瓦斯和顶板等重大灾害事故的主要原因[10]。据不完全统计,在煤矿重大事故中,与地质条件有关的各类重大事故占90%。隐蔽致灾因素的致灾机理和预防机制、隐蔽致灾地质因素的快速精细探查技术与装备是研发重点。 2.5煤矿职业危害备受关注 煤炭开采过程中存在的粉尘、噪声、高温、振动、高湿等职业危害,对职工安全健康造成严重威胁。2013年共报告职业病26393例,其中尘肺病23152例;煤矿职业病15078例,其中尘肺病13955例[11]。煤矿尘肺病约占新发尘肺病总数的60%。在有效遏制重大人员伤亡事故的同时,如何预防和控制职业危害,做到早发现、早诊断、早治疗已成为煤矿安全生产工作的重点。 2.6煤矿安全投入面临困局 受宏观经济影响,煤炭需求持续下滑,供大于求现象十分严重,煤炭行业低迷现状或将持续。煤炭企业在经济效益普遍下滑亏损条件下,资金周转困难,安全投入难以保证。因此,煤矿安全技术装备的经济性和实用性越来越成为现场应用考虑的重要方面,技术成果应用示范和推广难度加大,容易影响科技成果研发和应用两方面的积极性。 3煤矿安全科技发展的方向 国家能源局、环保部、工信部在《促进煤炭安全绿色开发和清洁高效利用的意见》中提出,到2020年,全国煤矿采煤机械化程度达到85%以上,掘进机械化程度达到62%以上。煤矿安全生产形势根本好转,煤炭百万吨死亡率下降到0.15以下。为实现煤矿安全生产形势根本好转的目标,有必要针对煤矿安全的重点领域和薄弱环节,提出针对性科技对策和发展方向。 3.1攻克灾害防治技术瓶颈,打好灾害对抗战 针对煤炭开发向深部和西部转移出现的灾害新特点,以“超前预测、主动预警、综合防治”为重点,研发煤矿隐蔽致灾因素动态智能探测、煤矿重大灾害风险判识及监控预警、煤矿深部开采动力灾害防控技术。重点突破小尺度地质异常体精细探测技术、隐蔽致灾因素井上下立体动态探测技术、煤矿重大灾害判识预警模型及方法、突水水源在线快速判别与智能注浆系统、超千米深部流变围岩控制技术、深部矿井耦合动力灾害防治技术、高温诱发瓦斯煤尘爆炸及自燃火灾防控技术、矿山呼吸性粉尘监测与防治技术等。 3.2提升信息化和智能化水平,打好安全外围战 当前“减人促安”、“无人则安”的理念被广泛认同,通过提升煤矿机械化、自动化、信息化、智能化水平,可在提高煤炭生产效率的同时显著提升煤矿安全生产水平。为此,有必要围绕煤矿重点生产环节及安全保障系统的机械化、自动化和智能化开展攻关,重点突破煤矿巷道高效快速掘进技术与装备、难采煤层机械化开采技术与装备、清洁智能辅助运输技术与装备、无人化综采工作面巡检机器人、“人-机-环境”信息感知和交互技术与装备、智能生产调度系统等,促进煤矿“机械化换人、自动化减人”,提升安全高效开采水平。 3.3提升应急救援装备水平,打好灾变时应急战 煤矿应急处置与救援是煤矿安全生产的最后一道防线,为保障煤矿灾变时期应急救援技术装备“找得到、调得来、用得好”,急需研制集紧急避险、灾区侦测、通信定位、应急救援于一体的煤矿重大事故应急处置与救援技术和装备。重点突破煤矿重大灾害灾情演变规律、煤矿灾变环境侦测及存储技术、灾变环境应急通信及遇险(难)人员精确定位技术、快速逃生避险救援保障技术及装备、煤矿救援通道快速构建技术及装备、智能化应急预案及应急救援辅助决策技术,提升煤矿重大事故应急处置与救援技术装备水平。 3.4提高监管执法技术水平,打好安全监管战 监管监察是加强煤矿安全管理的重要手段,当前有必要进一步提高煤矿安全监管监察的科技含量和科学化水平。重点突破现场监督检测装备、现场执法与调查取证分析装备、信息化装备、执法配套装备等,全面提升监管监察技术装备水平[12]。此外,要加强对煤矿安全现有技术标准和规程的调研和梳理工作,对缺乏科学性、合理性的重点技术条款和关键技术参数进行深入研究,做好技术标准规范的修订和制定工作,为煤矿安全生产和监管监察提供科学指导和依据。 4结束语 实践表明,煤矿安全科技对促进我国煤矿安全生产形势持续稳定好转发挥了重要支撑和保障作用,但随着发展环境、行业形势、开发条件的不断变化,煤矿安全生产紧迫性增强,煤矿安全科技挑战性加剧。当前,以信息技术为代表的现代科学技术日新月异,煤矿安全科技发展有必要固本拓新,加强煤矿灾害防治瓶颈技术、减人增效高端技术、应急救援保障技术、监管监察支撑技术的研发和应用,全面提升煤矿安全技术装备水平,为早日实现煤矿安全生产形势根本好转提供科技保障。 作者:雷毅 单位:中国煤炭科工集团有限公司 安全科技论文:深究学校网络安全科技 随着网络技术的不断发展和Internet的日益普及,许多学校都建立了校园网络并投入使用,这无疑对加快信息处理,提高工作效率,减轻劳动强度,实现资源共享都起到了无法估量的作用。但教师和学生在使用校园网络的同时却忽略了网络安全问题,登陆了一些非法网站和使用了带病毒的软件,导致了校园计算机系统的崩溃,给计算机教师带来了大量的工作负担,也严重影响了校园网的正常运行。所以在积极发展办公自动化、实现资源共享的同时,教师和学生都应加强对校园网络的安全重视。正如人们经常所说的:网络的生命在于其安全性。因此,如何在现有的条件下,如何搞好网络的安全,就成了校园网络管理人员的一个重要课题。 作为一位中学电脑教师兼负着校园网络的维护和管理,我们一起来探讨一下校园网络安全技术。 网络安全主要是网络信息系统的安全性,包括系统安全、网络运行安全和内部网络安全。 一、系统安全 系统安全包括主机和服务器的运行安全,主要措施有反病毒。入侵检测、审计分析等技术。 1、反病毒技术:计算机病毒是引起计算机故障、破坏计算机数据的程序,它能够传染其它程序,并进行自我复制,特别是要网络环境下,计算机病毒有着不可估量的威胁性和破坏力,因此对计算机病毒的防范是校园网络安全建设的一个重要环节,具体方法是使用防病毒软件对服务器中的文件进行频繁扫描和监测,或者在工作站上用防病毒芯片和对网络目录及文件设置访问权限等。如我校就安装了远程教育中心配置的金山毒霸进行实时监控,效果不错。 2、入侵检测:入侵检测指对入侵行为的发现。它通过对计算机网络或计算机系统中的若干关键点收集信息并对它们进行分析,从中发现是否有违反安全策略的行为和被攻击的迹象,以提高系统管理员的安全管理能力,及时对系统进行安全防范。入侵检测系统包括进行入侵检测的软件和硬件,主要功能有:检测并分析用户和系统的活动;检查系统的配置和操作系统的日志;发现漏洞、统计分析异常行为等等。 从目前来看系统漏洞的存在成为网络安全的首要问题,发现并及时修补漏洞是每个网络管理人员主要任务。当然,从系统中找到发现漏洞不是我们一般网络管理人员所能做的,但是及早地发现有报告的漏洞,并进行升级补丁却是我们应该做的。而发现有报告的漏洞最常用的方法,就是经常登录各有关网络安全网站,对于我们有使用的软件和服务,应该密切关注其程序的最新版本和安全信息,一旦发现与这些程序有关的安全问题就立即对软件进行必要的补丁和升级。许多的网络管理员对此认识不够,以至于过了几年,还能扫描到机器存在许多漏洞。在校园网中服务器,为用户提供着各种的服务,但是服务提供的越多,系统就存在更多的漏洞,也就有更多的危险。因此从安全角度考虑,应将不必要的服务关闭,只向公众提供了他们所需的基本的服务。最典型的是,我们在校园网服务器中对公众通常只提供WEB服务功能,而没有必要向公众提供FTP功能,这样,在服务器的服务配置中,我们只开放WEB服务,而将FTP服务禁止。如果要开放FTP功能,就一定只能向可能信赖的用户开放,因为通过FTP用户可以上传文件内容,如果用户目录又给了可执行权限,那么,通过运行上传某些程序,就可能使服务器受到攻击。所以,信赖了来自不可信赖数据源的数据也是造成网络不安全的一个因素。 3、审计监控技术。审计是记录用户使用计算机网络系统进行所有活动的过程,它是提高安全性的重要工具。它不仅能够识别谁访问了系统,还能指出系统正被怎样地使用。对于确定是否有网络攻击的情况,审计信息对于确定问题和攻击源很重要。同时,系统事件的记录能够更迅速和系统地识别问题,并且它是后面阶段事故处理的重要依据。另外,通过对安全事件的不断收集、积聚和分析,有选择性地对其中的某些站点或用户进行审计跟踪,可以及早发现可能产生的破坏性行为。 因此,除使用一般的网管软件系统监控管理系统外,还应使用目前已较为成熟的网络监控设备,以便对进出各级局域网的常见操作进行实时检查、监控、报警和阻断,从而防止针对网络的攻击与犯罪行为。二、网络运行安全 网络运行安全除了采用各种安全检测和控制技术来防止各种安全隐患外,还要有备份与恢复等应急措施来保证网络受到攻击后,能尽快地全盘恢复运行计算机系统所需的数据。 一般数据备份操作有三种。一是全盘备份,即将所有文件写入备份介质;二是增量备份,只备份那些上次备份之后更改过的文件,这种备份是最有效的备份方法;三是差分备份,备份上次全盘备份之后更改过的所有文件。 根据备份的存储媒介不同,有“冷备份”和“热备份”两种方案。“热备份”是指下载备份的数据还在整个计算机系统和网络中,只不过传到另一个非工作的分区或是另一个非实时处理的业务系统中存放,具有速度快和调用方便的特点。“冷备份”是将下载的备份存入到安全的存储媒介中,而这种存储媒介与正在运行的整个计算机系统和网络没有直接联系,在系统恢复时重新安装。其特点是便于保管,用以弥补了热备份的一些不足。进行备份的过程中,常使用备份软件,如GHOST等。 三、内部网络安全 为了保证局域网安全,内网和外网最好进行访问隔离,常用的措施是在内部网与外部网之间采用访问控制和进行网络安全检测,以增强机构内部网的安全性。 1、访问控制:在内外网隔离及访问系统中,采用防火墙技术是目前保护内部网安全的最主要的,同时也是最在效和最经济的措施之一。它是不同网络或网络安全域之间信息的唯一出入口,能根据安全政策控制出入网络的信息流,且本身具有较强的抗攻击能力。它是提供信息安全服务。实现网络和信息安全的基础设施。防火墙技术可以决定哪些内部服务可以被外界访问,外界的哪些人可以访问内部的哪些服务,以及哪些外部服务可以被内部人员访问。其基本功能有:过滤进、出的数据;管理进、出网络的访问行为;封堵某些禁止的业务等。应该强调的是,防火墙是整体安全防护体系的一个重要组成部分,而不是全部。因此必须将防火墙的安全保护融合到系统的整体安全策略中,才能实现真正的安全。 另外,防火墙还用于内部网不同网络安全域的隔离及访问控制。防火墙可以隔离内部网络的一个网段与另一个网段,防止一个网段的问题穿过整个网络传播。针对某些网络,在某些情况下,它的一些局域网的某个网段比另一个网段更受信任,或者某个网段比另一个网段更敏感。而在它们之间设置防火墙就可以限制局部网络安全问题对全局网络造成的影响。 2、网络安全检测:保证网络系统安全最有效的办法是定期对网络系统进行安全性评估分析,用实践性的方法扫描分析网络系统,检查报告系存在的弱点和漏洞,建议补救措施和安全策略,达到增强网络安全性的目的。 以上只是对防范外部入侵,维护网络安全的一些粗浅看法。建立健全的网络管理制度是校园网络安全的一项重要措施,健康正常的校园网络需要广大师生共同来维护。 安全科技论文:煤矿安全科技支撑作用 1煤矿安全科技工作的差距性 近几年,山东煤矿安全科技工作虽然取得一定成绩,但还存在一些差距。(1)认识不够“高”。个别煤矿对科技工作重视程度不高、措施不得力、工作不到位,认识不到科技对安全生产的巨大支撑、保障、推进作用。(2)转化不够“快”。科技研发与成果转化结合不紧、推进较慢、转化率较低,市场化运作不够灵活。有的科技成果获奖后即被放至一边、束之高阁,有的科技成果只是在某一单位、某一地点运用,没有实现从“一花独秀”向“春色满园”的转变。(3)基础不够“实”。支撑科技工作的检测检验、技术服务等支撑能力相对滞后,安全基础相对薄弱;科技项目与安全生产需求不匹配,重大隐患治理等关键项目缺口较大,冲击地压防治等重大灾害防治未取得突破性进展,联合攻关、协调联动机制不完善。(4)投入不够“大”。尤其在科技项目上存在资金短缺问题。鉴于煤矿行业的艰苦性、特殊性,煤炭院校的毕业生不愿到煤矿工作,造成科技人才短缺,普遍缺乏后续人才。 2煤矿安全科技支撑的六大功能 科技工作是“安全第一,预防为主,综合治理”方针的重要内容和体现,反映了安全生产的发展方向和内在要求,体现了“管理、装备、培训”三并重的原则。综合来看,煤矿安全科技具有“六大”功能。(1)基础功能。如果把煤矿安全比作一座大厦,科技则是最重要的基础和磐石。没有科技做基础,煤矿安全则为无源之水、无本之木。本世纪初,部分小煤矿设备简陋,科技手段落后,作业环境恶劣,煤矿安全基础薄弱,“镐刨煤,人攉炭”现象普遍,更谈不上现代化技术,防治大事故没有有效手段,职工生命得不到保障,导致事故多发、频发、高发。(2)支撑功能。科技是支撑安全生产的“钢筋铁骨”,如同液压支架一样支撑着整个工作面,为作业现场提供了良好的安全环境,增强了防范事故的“硬实力”。如果是木支护,效果可想而知。现代化的科技装备武装了矿井通风、运输、机电等各大生产系统,数字化矿井、智慧矿山建设支撑了安全生产的“半壁江山”。(3)保障功能。科技是职工生命安全的“保护神”。从某种意义上讲,有什么样的科技水平,就有什么样的保障功能,就有什么样的安全状况。近几年来,部分煤矿针对以前在矿井安全生产方面存在的问题进行了认真分析,并且与有关单位共同开展了科技攻关,如冲击地压工作面转载机岗点无人操作、准无人化工作面集控一体化系统、工业电视检测与监控系统、煤矿安全生产综合信息系统、安全信息管理系统等,有效地保障了矿井的安全生产。(4)推动功能。科学技术是第一生产力,是安全生产的“内动力”、“助燃剂”,正日益渗透于煤矿安全生产的各个方面,对安全工作起着巨大的推动作用,并成为推动煤矿科学发展、安全发展的决定性力量。近几年,各煤矿企业在新技术、新装备、新工艺推广应用方面动了脑筋、下了功夫,推进了煤矿安全科技工作上台阶、创水平,促进了可持续发展,实现了安全效益、经济效益、社会效益“三丰收”。(5)提升功能。科技具有三方面的提升功能:提升“安全系数”,提升人员素质,提升工作效率。如,生产系统的远程监控、无人值守技术,减少岗位人员,提升了准确性、可靠性;单轨吊运输替换了小绞车,煤流运输实现了皮带化,既提升了工作效率,也提升了“安全系数”。另一个层面讲,现代化技术装备需要高素质的人才,必须懂理论、会操作,方能适应新的工作要求,通过学习培训和实际工作,职工的技术素质和操作水平也得到了提升。(6)促进功能。近几年,各煤矿加大安全投入,更新了一大批安全设施,煤矿安全生产的科技含量越来越高,科技水平不断提升,有效促进了安全生产工作深入发展和安全状况的持续稳定好转。山东煤矿安全形势逐年稳定好转,安全工作走在全国先进行列,安全科技功不可没。 3扎实推进煤矿安全科技有效途径 3.1重点抓好煤矿安全科技支撑体系建设完善结合当前实际,围绕科技研发、新技术推广、科技活动、信息建设、专家支撑、技术服务等工作,重点抓好安全支撑体系建设完善。框架图见图1。 3.2突出煤矿安全关键技术研发围绕水、火、瓦斯、煤尘、冲击地压、顶板、高温热害等影响煤矿安全的重大灾害防治技术,以及应急救援与隐蔽致灾因素普查、重大危险源监控等关键技术,积极开展科技攻关,破解安全难题,掌握安全工作的主动权,控制重特大事故。 3.3大力推广应用新技术、新装备和新工艺建立科技成果转化推广机制,完善共性技术转化平台,提高成果的共享和转化率;大力推广对安全生产效果明显、有较强推动和保障作用的新技术、新装备、新工艺;对影响重大安全生产的新技术、新装备、新工艺,要强力推广应用。 3.4创新发展信息化和安全产业信息化是科技工作的重要内容。结合煤矿安全需求,广泛应用数字化、网络化技术,建立完善物联网系统,加快科技工作信息化进程;大力培育安全生产专用设备产业,制定培育发展安全科技产业实施总体方案,重点研制检测监控、安全避险、个人防护、灾害监控、应急救援等安全装备,进一步提升安全装备水平。 3.5多措并举发挥专家支撑作用成立由高等院校、科研机构、技术服务机构、煤矿企业等各方面专业技术人才组成的专家库,遇有重大技术课题、项目验收、成果推荐等情况,启动专家库。加强高等院校、集团技术中心之间的联系,建立以科研项目为纽带,以创新平台为支撑,利益共享、风险共担的“产学研用”合作新模式;积极组织经验交流,以现场会、专业会、学术交流会等形式,加快新技术的引进、消化和吸收,促进创新成果的转化共享。 4强化煤矿安全科技保障工作 科技工作是一项综合性、系统性、长远性的工程,需要坚强的组织领导、完善的工作制度、有力的保障措施,才能确保各项目标和任务的全面完成。 4.1强化组织保障要高度重视科技工作,加强领导,落实责任,主要领导亲自抓,分管领导靠上抓,业务部门具体抓,技术人员细致抓,形成多层次、立体化的组织体系,以强有力的组织保障和现代化的管理手段确保工作效果。 4.2强化素质保障强化技术人员的培训教育,重点培养学习能力、实践能力和创新能力,突出抓好高层次、高技能、复合型人才的培养;完善人才激励和引进机制,实行人性化管理,落实人才倾斜政策,创造良好、舒心的工作环境。 4.3强化技术保障建立健全以各集团技术中心、科技管理部门为核心的管理体系,推行以总工程师为首的技术负责制,强化技术创新的主导地位和作用。 4.4强化资金保障加大投入力度,确保科研经费充足,稳定科技投入增长机制,研发经费投入增长幅度应不低于企业总产值增长幅度;拓宽资金渠道,探索多渠道、多层次投资模式,用足、用好国家和地方的各项优惠政策。 4.5强化制度保障制定有利于激励科技工作的政策机制、工作制度,不断健全和完善科技评价、考核、激励机制;严把科技计划编制关、实施关、考核关、奖惩关,对有突出贡献的先进单位和个人进行表彰奖励。 5结束语 新形势下的煤矿安全生产科技工作,必须以科学发展观为指导,大力构建“政府组织领导、部门推动督促、科研院校积极参与、服务机构技术支持、煤矿企业强化落实”的科技工作格局,积极开展科研攻关,加大研发力度,提高成果转化率,不断推进科技进步和科技创新,创建煤矿安全生产科技工作长效机制,为煤矿安全状况稳定好转提供强有力的科技支撑和保障。 作者:杨成超 单位:山东煤矿安全监察局 安全科技论文:构建安全科技服务新模式 2014年以来,山西省安全生产科技支撑任务日益加大。山西省安科院努力加快自身发展,增强安全科技支撑能力,有针对性地提出了深化改革、转型发展的总体发展思路,包括全面整合安全科技优势,积极拓展安全生产科技合作,努力打造“政、产、学、研、用”一体化,努力构建新形势下安全科技服务发展的新模式,全面提高安全科技支撑能力。 开发新领域 山西省安科院通过强化与市县政府合作,开发了区域性安全科技服务新领域。区域性本质安全建设是推动区域整体安全生产工作的有效方式,也是安全生产科技支持安全发展的新途径。为此,省安科院研究分析了山西省各市县产业结构、安全生产形势和经济发展特点,确定了重点支持方向,制定了整体服务框架和具体实施方案,选择了全省非煤矿山大县――忻州市繁峙县,作为区域性安全科技支持的重点之一。繁峙县是山西省工业大县,以铁、金、银、钼等金属矿业为主导产业,选矿厂、冶金、炼焦、化工、金属加工销售等相关企业较多。2014年6月7日,山西省安科院与繁峙县人民政府签署了“创建省级重点安全生产示范县”合作协议。在协议中,确立了一年初见成效、三年建成“省级重点安全生产示范县”的目标。 山西省安科院主要为该县提供企业危险源辨识和风险预控管理体系建设、日常安全生产“六查”(查思想、查领导、查现场、查隐患、查制度、查管理)、企业安全生产能力提升与过程控制体系建设等支撑工作,同时还提供事故应急救援、调查分析,以及组织控制培训、考核评估等全方位服务。针对该县金属矿山、冶金企业、尾矿库多的实际情况,山西省安科院还为该县有关企业提供职业卫生检测检验、职业病危害因素治理等方面的支持,拓展了区域性安全科技的新服务。目前,山西省安科院正在与省内其他市县进行合作洽谈,以进一步扩大区域性服务范围。 “创建合作”工作的开展,使山西省安科院在繁峙县构建了多行业、多领域、多技术、系统性、综合性区域安全科技服务格局,形成了“一个中心、两个平台、三项支撑、四个重点、五项服务”的安全科技服务模式,即:以县域安全发展为中心;成为安全科技服务平台和安全科技研发实验平台;强化了重大危险源监测、安全隐患检测排查、职业病危害因素检测与治理的三项科技支撑;以企业危险源辨识和风险预控管理体系建设、日常安全生产检查、企业安全生产能力提升与过程控制体系建设、参与事故应急救援和调查分析工作,以及组织控制培训和考核评估的四项合作为重点;给予安全评价、职业卫生项目建设“三同时”、安全生产标准化建设、设备设施检测检验、安全科技产品推广五项服务。同时,还在整体安全科技服务中实现了“三个延伸”,即:在安全科技发展中向采空区治理、岩爆预防治理技术研究、相关行业安全生产措施整体推进延伸。通过这些举措,使得由原来单个企业、单一服务的零散型服务,变为综合性、系统性、集中性服务,安全生产科技服务效果大幅提高,有力提升了山西省安科院竞争力和安全生产科技的全面快速发展。 通过“创建合作”,陕西省安科院还初步形成了集“政府主导、安监督导、企业落实、科技支持”为一体的整体协调并统筹推进的安全生产工作新格局,较好地解决了落实安全生产各项措施中政府、监管部门、企业主体、安全科技占比不协调的弊端,解决了安全生产监管与安全科技服务不同步,导致安全隐患治理此起彼伏的问题。对于有效提高区域安全生产针对性、协调性和监管科技同步的系统工作能力,提高区域性安全生产整体发展水平,产生了重要作用。 深化新格局 山西省安科院在支持企业安全发展中,以往主要采取单一的安全技术服务方式,既不能满足企业需求,又不利于安科院的发展,造成资源利用率低、服务能力不能有效发挥。因此,省安科院力求扩大与产业企业的合作范围,构建系统性安全生产服务的新格局,为企业提供更加全面周到的安全生产科技服务,解决企业安全生产科技中的各种疑难问题,提高企业本质安全建设水平。截至2014年8月,山西省安科院已与山西中强煤化有限公司山煤焦电化材一体化工业园区签订了7个项目的整体安全科技服务协议,在安全评价、职业卫生建设项目“三同时”、安全隐患排查、职业病危害因素治理、安全生产标准化建设、设施设备检测检验等项目中,给予服务支持。此外,还与大同市天镇县瑞祥矿业公司签署了合作协议,从安全评价开始,为整个生产过程开展安全技术支撑服务,最终科企双方满意,提升了服务效果和工作效率。 强化与产业企业合作,形成了安全生产科技“线条式服务”, 拉长了安全生产科技服务“链条”。特别是与行业、大型条管企业的合作,拓展了全省的安全生产科技服务的覆盖面,突显了新形势下科企之间安全发展与科技支撑相互依存的新型关系,突显了安全科技专业化、系统化、高效化的服务形式,深化了安全科技服务内容,提升了企业本质安全建设效果,为安全科技发展和安全科技市场开拓奠定了良好基础。 培育新能力 强化与科研机构合作,培育共享安全科技服务新能力。山西省安科院在与北京航空航天大学、北京中关村科留园、太原理工大学、中北大学等高等院校和科技实体合作的基础上,2014年先后与3家科技机构签署了合作协议。一是与四川省安科院的“院际合作”,发出了“加强安全生产科技建设,共创全国先进安科院(所)”的倡议,合作重点是引进四川省安科院先进的“三维激光扫描技术”,在山西露天煤矿排土场稳定性评估、非煤矿山尾矿库及高陡边坡监测监控、危化行业危险品储罐变形监控中进行广泛应用,填补了山西省安科院在该项技术的空白,提升了安全科技实力。2014年6月上旬,对五台县天和煤业张家庄排土场、东侧排土场和繁峙县宝山矿业小壁沟尾矿库,进行了完整、快速、高精度、无接触的三维激光扫描测量,采集岩土地质及地形三维数据,为边坡、隧洞等岩土工程三维模型的建立和变形监测提供基础数据,并对坝体进行了稳定性分析。二是与中化赛鼎有限公司的“跨际合作”,实现市场资源、人才技术合作共享。赛鼎公司在煤化工、工业工程中氯化、氧化、烷基化等工艺和设备设计上给予省安科院支持。三是与湖南凯天环保集团的“跨省合作”,致力于在职业病危害因素治理等方面的深层次合作。该技术在全省的运用,将极大地改善煤化工、煤矿、金属非金属、冶金等有关行业企业职业病危害状况,提高全省职业卫生安全水平。 山西省安科院通过强化与科研机构“院际、跨际、省际”合作,形成了“链条”式安全科技发展格局,带动新技术、新人才源源不断吸收进来,拓宽了自身安全生产科技能力。通过广泛合作,较好地实现了技术引进对接、市场资源共享、科技人才培养、推进项目研发、增强支撑能力。目前,山西省安科院开始着手建立隐患排查系统和信息平台建设,具有国际领先水平的滤毒罐项目研究已取得重大进展;职业病危害因素防治技术已申请了国家专利;处于国内领先水平噪声治理技术也取得突破性进展,进入了最后攻坚阶段;处于国内领先水平的“尾矿库溃坝灾害数值模拟分析系统研发项目”等科研项目进入了推广应用阶段。至此,山西省安科院已基本形成了集“市县政府、产业企业、科技机构、高等院校、推广应用”一体化,构建了新形势下安全科技发展的模式,对于提高安全生产科技支撑能力和服务水平具有重大现实意义。 安全科技论文:浅谈安全科技在油气田生产方面的应用 【摘要】:油气田的开发生产具有高温高压、易燃易爆、有毒有害等特点,危险因素和不确定因素较多,发生事故的几率较高,是一个高危行业,给安全生产带来极大的困难。但随着各种安全科技成果、新装备的推广应用,油田的安全生产监管取得了很好的效果,使油区的安全生产水平有了明显的提高和质的飞跃。本文介绍了近年来我油田安全科技方面取得的成绩;探讨了科学技术已成为安全生产监管工作的强有力的支撑;同时从安全科技体制机制、研究、投入等方面分析了存在的主要问题;提出了相应的对策建议,倡导企业应该用创新和改革的思路及勇气进一步推动安全生产科技的快速发展。 【关键词】:科技 安全生产 监管 应用 一、安全生产监管工作迫切需要科技支撑 近年来,我油田正处于建设大油田的关键时期,也处于滨海新区开放开发的显著位置,对油田的安全生产监管提出了更高的要求。油田开发过程中在安全监管方面产生的新情况、新问题不断显现,安全生产监督管理的难度、复杂性不断加大;由于安全生产投入不足所导致的安全基础设施不配套或严重不足、装置落后等情况的好转不可能一蹴而就,这就决定了油区的安全生产形势严峻,事故防范和处理的复杂性和技术性大大增强,一旦发生重大事故造成的影响和损失不可估量。要扭转和缓解这种严峻形势,必须依靠科技进步和创新。科技作为解决当前和未来安全生产重大问题的根本手段,其重要性和紧迫性日益凸现,它对安全生产基础的巩固和保障作用越发显现,因此迫切需要先进的安全管理技术和安全生产技术标准体系,来有效指导安全生产,来提升安全防护整体水平,来提高监督管理的针对性、时效性,促进企业安全技术升级。 (一)安全生产监管的特点需要科技支撑 安全生产监管几乎涉及所有的领域,涉及众多的事项。它适用领域广、专业性强、技术要求高,其特点决定安全生产监管需要科学技术的支撑。预防为主是安全生产的重要方针,也是安全生产的灵魂所在。只有把工作重心向事前预防倾斜,超前防范,未雨绸缪,才能把事故消除在萌芽状态,才能切实保障人民的生命财产安全。但目前我们的事前监管手段比较落后,缺乏必要的科技手段,大部分监管只能凭借经验,靠的是眼看、手摸、鼻子闻。这种落后的手段,对于油田运行的变配电系统中存在的安全隐患:虚接、断路等等的预先判别无法实现,只有当问题发生后,才有可能去查找整改。由于缺乏有效的科技检测手段,无法预先查找出隐患部位,任由隐患升级。隐患处理固然重要,但是指导事故单位进行隐患整改,彻底消除安全隐患,避免类似事故的发生有着更为重要的意义。 二、 科技在安全生产监管中的应用 (一)建立了HSE管理系统,提高企业自身安全监管能力 企业是安全生产的责任主体,如果每个企业都把自己的责任履行到位,实现其本质安全,那么事故就没有发生的可能了。但目前企业在安全管理上存在着一定问题,为此油田公司创建了HSE管理平台,包括:HSE过程控制系统、HSE事故隐患管理系统、HSE特殊作业系统、不停产检测系统、安全经验分享平台等等,实现了对企业安全生产管理的信息化,着重解决了以下的突出问题:一是之前油田公司多采用召开会议、下发文件、联合检查的方式进行沟通,行政效率低、部门之间沟通难的问题,安全主管部门将监管情况放入系统中,其它部门可进行有针对性管理和落实;二是解决企业安全管理不专业的问题,系统中录入的安全隐患按照专业特点和分工由相关专业部门落实治理,使企业按照标准化方式进行管理;三是对企业进行安全提醒。提醒企业按时阅读上级部门的通知通告、按时进行特种设备年检、按时进行人员培训;四是上级安全主管部门与下属单位进行一对一的沟通工作等等。总之,运用现代化网络信息管理技术,在上级部门与公司间、公司与下属单位间建立起一个多向的、互动的安全信息平台,实现对企业的实时监控和标准化管理。 (二) 发生事故后实施有效救援,是企业义不容辞的责任。目前对简单事故救援问题不大,但一旦发生灾难性事故,如火灾、坍塌、毒气蔓延、井喷失控、爆炸等救援人员不能进入事故现场的情况,或遇到现场光线黯淡,救援人员仅凭肉眼无法观看的时候,我们的救援指挥者、专家无法对事故现场作出正确的判断,从而影响事故救援。针对这种情况,我认为研发危险场所应急救援防护装备,对在特殊条件下实施救援大有益处,对救援人员配备先进的救援装备:人员生命报警仪、有害气体探测仪、正压呼吸器、先进的声纳通讯指挥系统、高温耐火服等等,可以显著提升救援能力和效果,减少人员伤亡和财产损失,缩短事故救援处置时间。 三、 科技在安全生产监管方面存在的问题以下几点: (一) 安全生产科技工作的地位有待提升,“科技兴安”的各种配套政策有待完善。科技是第一生产力,但从目前情况看,油区的安全生产工作主要还是依靠各级安全监管部门的行政管理,科技远未成为提升安全生产水平的主要动力和手段。 (二) 安全生产科技投入严重不足。安全科技投入缺乏激励政策,投入机制不完善,对安全科技经费投入不足。目前,油田安全生产科技投入仍没有明确可靠的资金渠道,导致安全主管部门没有足够的资金和人力组织对一些公共性、关键性和基础性的安全问题进行研究。 (三)安全生产科技整体发展水平还处在初始阶段。油区的安全生产科技工作起步晚、基础差,发展水平大大落后于其他重点专业和领域。当前安全生产科技成果的数量、质量和转化率都比较落后,安全生产科技贡献率低;安全技术自主开发能力差,一些长期制约安全生产的共性、关键性问题尚未解决,安全生产的科研储备匮乏。 (四)安全生产领域人才培养严重滞后。每年油田接收安全生产管理专业学科的人才依然不足;现有的从事安全生产管理的人员缺乏进一步培养深造的机会;未完善和建立各级的安全生产专家库,不能充分发挥每个安全生产专家的作用,安全生产专家组成员更新缓慢、科学技术和安全管理知识有待提高;有关安全技术研究专家没有形成统一的研究机构和学术研究平台,缺乏高层次安全技术人才的引进。 四、 结论 近些年来,油田安全科学技术研究和应用取得了明显的进步,在科研投入、研究成果转化等方面的成果喜人,对促进安全生产形势持续稳定好转发挥了重要作用。科学技术在安全生产监管中起着重要的导向和基础性作用,具有前瞻性和引导性,大力推广安全生产科学技术,对实施科技兴安战略,构建油区和谐社会起着重要作用,也是贯彻落实科学发展观的必然要求。 安全科技论文:我国煤矿安全科技现状及发展方向探讨 摘 要:近年来,随着我国经济的发展、科技的进步,我国在煤矿安全生产工作方面已经取得了巨大的成就,但是由于的我国的煤矿自然条件差和开采人员结构复杂职业素质普遍较低,所以我国在煤矿生产安全方面依然存在着许多问题,煤矿安全生产状况依然不容乐观。而且目前为止,我国的煤矿安全科学技术和安全生产体系还不够成熟,这导致煤矿生产矿难频发,严重危害着生产人员的生命安全。接下来,笔者将在充分分析我国煤矿安全现状和所面临形势的基础上,提出了煤矿安全科技的发展方向,并指出了针对我国煤矿现有安全生产形势的对策。 关键词:煤矿安全科技 面临现状 发展方向 “安全第一,以人为本”是煤矿生产的基本准则,安全永远是煤矿监管人员所要考虑的第一要素。只有在确保采矿人员安全的情况下,采矿工作才会正常进行,才能保证煤炭资源源源不断的供应。特别是在我国正在全面建设小康社会的情况下,社会对煤炭资源的需求也日益增加。所以利用安全科技来确保煤矿的生产安全,已经迫在眉睫。近几年来,我国虽然在煤矿安全生产方面已经有了很大的进步,但是全国各地依然矿难频发,据有关资料表明,去年全国一共发生了11起一次死亡30人以上或者造成经济损失1亿元以上的特别重大事故,如洪洞“12.5”矿难造成108人死亡、唐山刘官屯矿瓦斯爆炸死亡181人等,这些重大煤矿是事故无疑为我国的煤矿安全生产工作敲起了警钟。煤矿安全生产的重要性和艰巨性应该得到每一位管理人员的重视。通过建立有效的煤矿生产安全体制和积极研发先进安全生产技术来保证煤矿的生产安全,促进煤矿资源可持续发展。 1 我国煤矿安全生产现状 1.1 煤矿自然条件差 我国煤矿幅员辽阔,普遍地质条件复杂,容易引发重大煤矿开采事故。其带来的威胁主要表现在煤矿瓦斯大、自然发火严重、冲击地压危险性增大、煤矿热害等方面。这些恶劣的自然条件不仅给煤矿的开采工作带来了巨大困难,而且严重危及开采人员的生命安全。我国所有煤矿几乎全为瓦斯矿井,每年由于瓦斯爆炸引发的矿难事故数量也居高不下,据统计我国去年共发生较大瓦斯事故63起、死亡290人,重大瓦斯事故18起、死亡352人。这些自然条件,是制约着煤矿开采的主要障碍,也是我国煤矿生产所面临的基本现状。 1.2 矿井机械化程度低安全技术装备不足 目前为止,我国在煤矿机械化开采方面所做的工作严重不足。据统计,我国在重点煤矿地区的机械化程度为75%,在一些地方煤矿和乡镇煤矿机械化程度仅15%,全国平均采矿机械化水平不足40%。这导致采矿的许多工作都需要人力去完成。而且,在安全技术设备上也存在严重的不足,在许多重点煤矿区,就连便携式甲烷检测仪、甲烷传感器等一些必备的安全设备配备的严重不足,而且有些矿主一味的追求暴利,没有对矿井区的防尘供水系统、电气防爆系统以及各种安全仪表进行适时的检查和积极的更换,有许多的电气设备仍然被超期服役。这违规违纪的现状都严重的威胁着下井人员的生命安全。 1.3 煤矿从业人员结构复杂管理落后 我国煤矿产业用人非常多,而且农民工使其主要的劳动力,他们普遍文化水平较低,缺乏自我保护意识,且其流动性较大,在专业知识培训方面严重不足,导致很多有很所违章操作的现象。除此之外,我国煤矿安全体系方面也不完善,许多安全管理工作都是有管理人员主观意愿和从事经验,去安排工作。管理技术缺乏,管理理念落后,这也是我国矿难频发的主要原因。 2 煤矿安全科技发展面临的主要难题 2.1 理论与技术基础研究不够,创新能力不够 随着我国经济的发展,科技的进步,煤矿开采技术也在不断的更新变化。但是,由于煤矿是一个涉及专业领域较广的产业,所以对其安全理论和生产体系的研究较难把握方向。这导致我国的煤矿生产行业一直缺乏一个完善的指导体系,这也是制约我国煤矿安全生产的主要因素。 2.2 制约行业发展的关键技术有待突破 由于煤矿产业是我国国民经济的基本产业且我国的煤矿资源丰富,这导致从事煤矿生产行业的人员较多,而且复杂多样,这导致整个煤矿生产行业处于一个比较松散的局面,所以煤矿安全生产技术一直缺乏研究,对科技投入严重不足。 2.3 科研力量不足、专业人员缺乏 近几年,由于各个高校不断地实施教育改革,许多高校都没有开设与煤矿安全生产相关的课程,这导致科研力度严重的缺乏。而且由于我国对矿难事故频发,导致人们都认为煤矿生产是一个危险性较高的工作,所以人们都不愿意煤矿产业方面发展,这就使的我国极度的缺乏专业人才,煤矿科技工作也陷入人才短缺的境地。 3 煤矿安全科技发展方向 3.1 矿井瓦斯灾害防治技术 抽放瓦斯是防治瓦斯爆炸的基本措施。但是我国的地质结构发杂,地质覆盖层的透气性较差,这导致瓦斯很容易在井中聚集。所以应该积极研究煤矿打孔施工技术,并研发配套钻孔设备,提高对本煤层的瓦斯抽放效率,给开采人员提供一个相对安全的环境。 3.2 矿井粉尘防治技术 我国目前使用的矿井防尘设备,体积较大,移动很不方便,这大大增加了开采人员的施工难度。据有关资料表明,我国的防尘系统排放浓度在5 mg/m3左右,而国外的先进设备排放浓度在1 mg/m3左右,所以我国必须加强对矿井粉尘防治技术的研究。 3.3 矿井应急救援装备的研究 由于近年来我国矿难频发,所以积极研究矿井应急设备可以说是我国煤矿安全科技研究的首要任务,在快速抢险就灾方面,我国尚无成套的专业化技术和设备,所以我国应组织专门部门加大对紧急救灾设备的研究,为救灾决策指挥和事故状态方面提供完善的技术保障。 4 结语 煤矿安全科技的发展,直接关系到煤矿开采人员的生命安全和煤矿产业的发展,所以笔者认为我国应该加快煤矿安全科技的研发,使煤矿产业得到可持续的发展,同时,政府部门也要加大管理监察力度,使我国的矿产安全“更上一层楼”。 安全科技论文:煤矿安全科技推广问题及对策研究 【摘 要】煤矿业一直都是我国能源生产中的重要一部分,也是我国经济发展中其他相关企业发展的基础,在我国一直都有着重要的地位。煤矿业在为我国经济发展做出贡献的同时,其也是我国生产事故多发产业。众所周知,煤矿业中的采煤工作是要在地下进行的,这就为工作人员的生命安全带来了一定的隐患。为了提高煤炭生产的安全性,我们要积极推进煤矿的安全科技,减少煤矿业事故发生率。 【关键词】煤矿;安全科技推广;问题及对策 近些年来,我国科学技术得到了较快的发展,其在各行各业中的应用率也在提高,随着科技的发展,煤矿的安全科技也随之得到了较大发展,同时煤矿安全科学技术的推广工作不仅受到了国家的大力支持,同时也受到了社会的广泛关注,为此,对煤矿安全科技推广问题进行深入研究,并向大众传达推广的现状及相关对策就成为了当前的主要问题。 一、煤矿安全问题简论 近些年来煤矿的安全问题总是出现,随着开发技术的推广,安全问题的种类在逐渐的增多,其中瓦斯问题、粉尘问题、火灾问题、水害问题等等是常见的安全问题。从近些年来的事故发生率和事故类型来看,我国煤矿企业的安全隐患是随着煤矿开采深度的加深而不断出现的,尤其是其中瓦斯爆炸所引起的事故频繁出现,这种瓦斯问题同煤矿开采工作的矛盾在逐渐的加深,同时,随着煤矿开采工作的开展,热害也逐渐成为了主要的问题,随着煤矿生产形势集约化程度增加,现代生产矿井很容易出现多种灾害问题耦合出现的现象。 在以上的问题中,瓦斯问题是最主要的问题,同时,煤矿的采掘过程中也会出现安全事故。面对着这些问题的存在,安全生产的实现就需要具有较强的科技支持,为此,要推广安全生产科学技术。 二、煤矿安全科技推广现状 煤炭的安全生产对科学技术的推广提出了新的要求的标准,近些年来,在安全科技方面也得到了较大的发展,但是在进行煤矿安全科技推广过程中,还是存在着一些问题,导致安全科技的推广没有达到应有的效果。为此,为了提高煤矿安全科技推广效率和质量,我们要积极研究推广过程中存在的问题。 1.推广体制问题。当前,煤矿安全科技推广虽然在进行着,但是在推进过程中,推进的体制同煤矿业现行的发展需求是不相符合的。在我国煤矿安全科学技术大部分都是从国外先进的技术中借鉴过来的,在借鉴和自我研究过程中,国家对其的重视力度在随着研究的深入而不断加大,但是,受到利益观的影响和企业投入成本的限制,各个相关科研公司或者企业研发部门对安全科学技术推广方面研究重视度严重不足。在现代煤矿企业的科技发展体制中,多数是以政府的推广政策为主导,在企业体制中对科学技术的引进和研究、消化、应用推广等没有明确的规定,同时,市场调节在企业中并没有发挥作用,所以就导致了企业中的推广体制没有同企业自身的发展需求相符合,与此同时,也使得企业对安全科技的需求没有受到市场体制的调节,也就导致了科学技术发展为科技成果,再到实际应用都没有受到市场的调节,不能够及时根据煤矿企业发展的具体需要进行安全科技的推广。 2.投入与监管问题。现代煤矿企业中安全科技的资金投入表现出了明显的不足,首先,投入问题。随着市场化的推进,我国政府已经减少了对煤矿企业的资金支持,而煤矿企业一直以来都是以一种低价位在发展运行,同时安全科技所需要的资金投入比较大,这种资金投入和产出上的矛盾就造成了煤矿安全科技推广的资金投入不足,如果强行进行安全科技的推广会给煤矿企业自身的发展带来较大的压力,单靠煤矿企业自身的经济实力是很难实现安全科技的高质量推广的。其次,监管问题。这里的监管问题还是指资金的监管问题,表现出来的主要问题是资金的监管力度明显不足,监管制度不够规范,存在着安全生产费用被挪用的现象。 3.人员素质问题。据了解,我国煤矿企业中的科技人员素质还有待提高,高尖端技术人才所占的比例比较小,这也就导致了科学技术上的很多难题没有被攻克,创新能力不足,专业技术人员在煤矿也中所占的比例在12%左右,而煤矿企业人才需求补充还不满10%,而管理人员和技术人才更是不足,这种人才匮乏就导致了煤矿企业的预警能力、灾害认识能力、抢险救灾能力以及安全管理等能力水平都比较低。 三、煤矿安全科技推广有效对策 针对煤矿安全科技推广中存在的问题,为了提高安全科技推广的有效性,建议采取以下几点措施。 1.完善煤矿安全科技推广体系。在政府对安全科技推广提高重视的同时,煤矿企业也要完善自身的安全科技推广体系,首先就应该在制度上对安全科技推广活动积进行明确。利用专项资金,建立一个把科学研究成果化、应用化的专业部门,成立一个科技推广活动的载体。其次,要严格执行力度。制度的制定是为了让煤矿安全科技的推广活动有章可循,那么,制度制定之后要严格执行力度,一定要明确规定出执行的具体程序,根据煤矿企业发展的需求进行安全科技研究。同时,还要相应的建立一个安全评价体系,要根据煤矿企业生产的实际情况给予正确的评价,判断出不同评价要素对安全的不同影响,以此构建一个完善的评价体系。 2.强化费用监督力度。要在煤矿企业中通过规章制度的形式明确出安全科技费用的使用标准,保证经费的合理使用。在制度中要把安全科技费用的具体使用范围作出明确的规定,比如,应该包括设施、设备、安全教育、文化、管理等方面的投入,所以,通过这种方式能够明确何种资金利用方式是正确合法的,为监督检查机构的检查行为提供明确的执行标准和判断标准。同时,国家还应该在资金上给予一定鼓励,通过财政政策等给予支持。 3.完善人才发展机制。在煤矿企业中应该积极完善人才发展机制,发展专业化对口教育,同时要对在职企业员工进行再教育,提高员工的总体素质,推广煤矿企业同大专院校的合作,煤矿企业可以为大专院校提供经验丰富的讲师和相关设备,而大专院校负责为煤矿企业提供高素质定向人才,为煤矿企业的人才体系注入新鲜血液。 结束语 我国经济发展的要求、社会舆论的压力、在经济发展中的地位等,都客观上要求我们要加大煤矿企业安全科技的推广力度,完善企业自身的安全科技推广制度、拓宽企业科研经费的融资渠道、完善煤矿企业人才发展制度和方式,通过这种方式能够在一定程度上提高安全煤矿安全生产性,在提高煤矿企业的经济效益的同时还能够提高社会效益。
电气控制论文:电气控制系统的保护研究 当电气控制系统出现故障,既会对自身系统以及相关设备造成一定的损害,同时对于整个电气控制系统的非故障设备的安全性也会造成严重的影响。而通常情况下,电气控制系统出现故障的时间又都是较为短促的,所以维修人员要想准确的找到故障设备并且彻底的将故障设备切除也几乎是不可能的。所以,在设计电气控制系统的过程中,就应该设有相应的电气保护装置,从而起到保护电气控制系统的作用。 1电气保护装置的作用 当在电气控制系统中设计有电气保护装置时,一旦电气控制系统出现了故障,此保护装置就能够快速的将出现故障的设备与非故障设备隔离开来,从而使系统的运行恢复或是彻底的停止系统的工作状态,从而避免更加严重事故的发生。另外,电气保护装置也能够真实的反应出电气设备的不正常的工作状况。根据设备运行条件的差异以及设备的不正常的工作状况,电气保护装置能够发出不同的信号,从而对可能发生的事故进行及时的处理和预防。 2电气控制系统的保护环节 一般情况下,电气控制系统的保护环节分为很多种,而由于短路情况下电气量的不断变化,还可以构成不同的作用原理以及电气保护。比如说常见的利用电压降低的特点构成低压保护,或是利用电流增大的特点形成过电流保护,又或是利用电压电流之间相位角的不断变化的特点而形成的漏电保护以及断相保护等。在我们的实际生活中,常见的电气控制系统的保护环节主要有以下五大类: (1)过流保护。这种方法主要是指电动机工作过程中所产生过流的可能性是要大于系统短路的可能性的,尤其是在电动机正反转和电动机频繁启动的情况下,这种情况更是如此。由于电流过大就会增加电动机的转矩,从而损坏机械设备的转动部件。所以,为防止此情况的出现,我们就应在电动机的主回路上串联上过流继电器线圈,这样当再发生此情况时,由于线圈的常闭触头是串联接触器的控制回路中的,所以就形成了所谓的过流保护装置。 (2)过载保护。此种保护装置也是一种电流型的保护环节。热继电器是异步电动机过载保护中的最常见的保护装置,当然它与过流保护也是有差异的,热继电器是有一定的热惯性的,当短路的电流对其造成冲击时,其也不会瞬间的做出反应,经过一定的时间后其才会做出反应。所以在我们实际的工作生产中,长时间的增加过载是不允许的,这是如果采用了过流保护,电动机会立即断流,之后又会重新通电,降低了其工作的效率。 (3)短路保护。短路保护是有一定的瞬动特性的,也就是说我们要在很短的时间内将电源切断。一般情况下,系统常用的短路保护装置有低压断路器或是熔断器等。在电气控制系统的设计过程中,当我们采用短路保护时应特别注意的是,三相供电系统必须采用与之相配套的三相短路保护,如果系统主电路的容量不大,那么熔断器就有也可以作为控制电路的短路保护环节了,否则就要单独的设置短路保护熔断器了。 (4)欠电压保护。这种保护环节主要是指在系统的电源上加装相应的电压继电器线圈,同时电压继电器线圈的常开触头要串联在控制器的控制回路中,如果电网电压比额定值低,就可以释放接触器了。 (5)失电压保护。当电动机的电源恢复供电时,电动机可能也会自动启动,那么相关人员以及设备的安全性都会受到影响,所有在系统中,我们就会使用接触器以及按钮来电动机的启动以及停止,这就是所谓的失电压的保护环节。其工作的原理为当电动机系统电源的电压逐步消失时,接触器的主触点也会随之断开,那么电动机的电源就被切断了,而一旦电动机的电源又恢复了供电时,接触器的自锁电路仍然是保持断开的状态的,因此,电动机也就不会自行的恢复运行了。 3结束语 通过以上的论述,我们对电气控制系统中的常见故障和危害以及电气控制系统的保护环节两个方面的内容进行了详细的分析和探讨。电气控制系统的故障保护工作应是从最初的设计阶段就开始的,在实际的工作生活中,电气控制系统的常见故障也有很多种,我们应对每一种故障可能会产生的严重后果进行认真的分析,并且还要设计出有针对性的故障保护环节。同时在改造或是设计电气控制系统时,也应考虑到系统发生故障以及不正常工作时的可能性,从而制定相应的电气保护措施,只有这样,才能真正的确保电气控制系统运行的安全性和稳定性,从而促进我国电气自动化行业的快速发展。 本文作者:潘明来、傅思佳 单位:浙江交通技师学院 电气控制论文:电气控制与PLC应用技术 摘要:随着科学技术的不断发展和进步,电气行业发展迅速,控制系统技术面临更高的要求和标准。在整个控制系统由手工控制向自动控制的过程中,PLC技术彰显优势。为此,要重视探讨电气控制与PLC应用技术的全面探讨。 关键词:电气控制;PLC应用技术;问题;对策 0前言 随着经济一体化趋势的加强,各行各业都面临激烈的竞争,企业生产能力的提升对企业发展至关重要。电气控制与PLC技术的融合对于电气行业的发展意义重大。为此,要详细了解PLC技术的发展概况,明确其在电气控制中的功能及应用现状,正视应用中的问题,形成具有针对性的策略。 1对电气控制与PLC的概述 1.1对PLC技术的介绍对于PLC而言,主要是立足计算机、自动化控制以及通讯技术,应用在工业控制领域的计算机。PLC具有较为强大的编程功能,主要构成部分为CPU、存储器、输入接口以及外设编程器等。其主要的工作模式为循环扫描。在CPU的支持下,计算机进行程序执行,而后再次进行新的扫描,整个过程可以分为输入、程序以及输出三个阶段。在输入阶段,PLC主要完成输入端子的工作状态。在执行阶段,存储器的内容不会因为输入内容的不同而发生变化,在进行下一周期的时候,再进行变化的相应写入。在程序处理阶段,PLC主要是进行不同软器件工作状态的读取,按顺序进行计算,并将结果写入数据存储器之中。在输出阶段,命令执行完成,PLC完成实际输出。 1.2对电气控制的介绍对于电气控制,主要是指电气设备的控制回路。设备的不同使得控制回路存在差异。借助电气控制,实现对电气设备的有效保护和检测,由此可见,电气控制是维护电气设备可靠运行的关键。 1.3PLC技术在电气控制中的应用价值PLC技术能够有效融合计算机与自动化技术,彰显电子装置的特征,质量耗费功率较小、使用较为简单,对机电一体化影响较大,发挥了极大的促进作用。PLC技术能够满足多种电气操作系统的特点,其中,对数据的预算和处置是其最基本的功能,满足电气控制系统中诸多数据分析的需求。同时,其抗干扰能力较为突出,这对传统电气控制而言是一种突破。应用PLC技术之后,能够完成不同集成电路支撑下对干扰的抵抗,保证机械电气控制装置性能的发挥,对机械工程的发展和进步意义重大。另外,PLC能够进行自我诊断和检测,及时预警,加速故障的排除。 2PLC应用技术在电气控制中的作用 2.1在数字操控中的作用一旦设备出现故障,同时被PLC检测发现,那么,借助编程,将相关指令发至电气控制设备,而后电气设备进行自动作业,完成对故障的维修。 2.2达到自动控制的目的对于电气设备而言,运行中不可避免出现问题和故障。在传统的电气控制中,主要借助人工进行操作和应对。在PLC技术应用之后,其内部的内置程序会进行电气设备问题的预置,同时完成应对程序的编译,将其存储在PLC系统中。在出现问题之后,PLC会进行自动处理,无需手动完成。 2.3有效发挥即时反馈的功能PLC即时反馈的功能比较明显,借助这一作用,相关工作人员能够实现对电气设备运行状态的全面掌握,一旦出现故障,工作人员就可以迅速了解,及时排除故障。 3对PLC应用技术在电气控制中不足的介绍 3.1执行操作出现差错一旦控制电磁干扰的接触器出现故障,PLC发出的指令无法准确传到执行端,那么,就会影响控制系统接收到的信息的准确性,无法维护目标的实现,也就是执行出现差错。另外,机械开关、控制变频器等自身的故障,也会影响PLC应用技术在电气控制中的执行效果,诱发差错。 3.2经常性控制出错的发生经常性出错会使得送至PLC系统内部的信号出现不完整和不准确的情况,控制偏差出现,造成这种经常性出错的原因主要有几个方面,首先,现场电磁开关没有达到完全性闭合就进行数据的收集,影响其信息接收效果,经常性控制偏差出现。其次,电气设备出现设备老化现象,造成线路中断现象,影响信号传输的稳定性,对PLC控制系统数据转换造成不利影响。再次,线路接触点出现损坏或者不牢靠的现象,不利于现场信号的采集,无法将信息准确传达给PLC控制系统,处理上无法及时,直接影响控制系统的正常工作。 4如何推动PLC技术在电气控制中的应用 4.1重视对PLC电气控制中预警系统的改进PLC中完善的故障预警系统不可缺少。预警系统的作用是实现对动作执行的有效监控和检测。一旦出现指令错误的情况,预警机制会迅速发现,进行自动调整,也可以发出警报,给工作人员发出信号,促使其能够及时进行检测和维修,维护系统正常、稳定运行,避免指令不准确的问题。 4.2提升PLC控制系统中输入信号的准确性为了保证PLC系统发出的指令的精准性,最基本的是保证其能够接受准确的信息,为此,要保证设备及相关零部件的可靠性,保证信息传递的准确性。另外,要切实提升控制的灵敏度,及时更新相关功能模块,有效减少控制中的错误。 5结束语 综上,将PLC技术合理应用在电气设备控制系统中,强化电气控制设备的精度,推动自动化的发展。要正视当前PLC在电气控制设备中应用问题,明确影响设备运行效率的因素,形成具有建设性的建议,强化人员管理,重视经验积累,在根本上促进PLC系统的应用效率。 作者:唐建锋 单位:重庆精本科技发展有限公司 电气控制论文:数控机床电气控制系统的实现 【摘要】数控机床控制系统是机械加工制造行业中的重点内容,其能够使机床实现多轴联动加工,与机械加工生产要求相符合,有助于加工效率提升。机械加工的精度和效率则取决于该控制系统性能及其运行过程是否稳定。将PCL应用到该系统中,能够提升其操作水平,使数控机床运行更加灵活、可靠,为后续各产品及器件加工奠定良好的基础。 【关键词】PLC;数控机床;电气控制系统;实现 1前言 数控机床电气控制系统在工业生产中不可或缺,其能够通过工艺改进及优化,实现生产质量及效益提升。因微电子、计算机和自动控制技术均取得了突破及发展,以往数控机床技术已经不具备适用性,难以满足当前的生产及工艺要求。以PLC为依托,将其应用到数控机床电气控制系统中,有助于提高数控系统自动化水平及其生产效率,为机械加工和生产提供良好的外部条件。 2数控机床结构 2.1基本结构 通常情况下,数控机床基本结构包含三个方面内容:(1)机床主体。主要用以各零部件加工,满足实际生产要求。(2)电气控制单元。将主体部分工作作为重点控制内容,包含运动、逻辑、工艺等。其在电气控制系统中不可或缺。(3)数据控制系统。该部分功用是执行零件加工工作,经电磁阀控制,使机械各运动顺利完成。其是PLC的核心部分,既能够对系统软件及程序等,进行全面分析,在其使用过程中的作用也是不可规避的。 2.2数控机床特殊结构 (1)急停按钮。该按钮通常处于断开状态,而开关灯接触点也是闭合的。一旦按下急停按钮,会使接触点断开,系统中全部控制继电器也会随之断开。切断电源能够使系统更加安全。当一切回归正常后,能够复位继续开展相关工作。(2)超程限位程序。该程序处于松动状态。按下某条轴超程限位开关,会使接触点断开,其在控制回路中的继电器处于断电状态。当系统接收到报警信息后,安全性比较高[1]。 3PLC概述及作用 3.1PLC概述 PLC即可编程控制器件,它以可编程存储器为依托,借助存储器,实施逻辑运算、顺序控制、定时等相关指令。而各机械自动化控制则通过数字实现。PLC作为一种计算机设备,主应用界面是工业控制。主要结构包含电源、CPU、存储器、输入输出、功能模块。其语言简明,编程和应用极为简便。同时,它具备完整的硬件设施,适用性强,用户能够以此为基础,对系统进行灵活配置,使其功能和规模各异。其以软件对中间及时间继电器进行替代,仅包含少量硬件元件,可靠性高。该背景下,集成电路技术应用比较多,通过微处理器,抵抗各类干扰。 3.2PLC在数控机床电气控制系统中的作用 数控机床具备自动化特征,内置程序控制系统,在工业加工中应用普遍。其本质是设备产品,有助于加生产效率提升及企业经济效益实现。数控机床控制系统为数控机床提供运行依托,能够对具有控制编码或气体符号指令规定的程序进行逻辑处理,在数控装置中,以代码形式输入和呈现,实现机床动作控制,并听从指令,执行相关操作。但是,当前技术的变革和加工规模的扩大,使该系统在运行中受到诸多桎梏,稳定性难以保障,运行效率难以保障,且易发生安全事故,出现人员伤亡或财产损失。数控机床运行效率与其性能具备直接相关性。因而,需加大该系统研究力度。作为可编程控制器件,PLC核心是微处理器,将其应用于机械制造加工中,极具优越性。其是对传统继电控制系统的创新,使接线更加简单、灵活、可靠,有助于机械数控装置自动化水平的提升。同时,PLC具备很强抗干扰性和自我检测能力,在该领域极具适用性,使数控机床运行更加安全、可靠[2]。 4PLC下的数控机床电气控制系统 PLC属于全闭环系统,主要构成要素有电动机、变频器、光栅尺,实施控制过程中,精度极高。 4.1电气控制系统组成 该系统主要构成元素有工控机、电源模块、电动机模块、光栅尺、SIMOTION、传感器和变频器等,如图1所示。(1)电源模块。经变频器,实现交流电向直流电转化。继而借助逆变器,使直流电转化为预定频率交流电。电源模块可细分为可调和不可调。前者依托于参数,以预定可变值,对转化出来的直流电进行稳定,可与SIMOTION实现通信。不可调电源模块仅能对固定直流电压值进行输出,无法与SIMOTION进行通信。(2)电动机模块。依托于电动机模块,实现直流电至预定频率交流电逆变,以服务于电动机。该模块共有装机桩柜型和书本型两种,书本型又可以单轴和双轴两种形式细化。(3)SIMOTION运动控制器。在电气控制系统中,其居于核心位置,运行速度及可靠性直接关乎电气控制系统性能。主要功能包含运动、逻辑和工艺控制三个方面。 4.2电气控制系统硬件部分 硬件设计属电气控制系统重点内容,可细化为如下三个方面内容。(1)机械手自动换刀。其自由度共2个,能够提高数控机床性能及工作效率。具体实施方法是经电磁阀开关控制,伸展机械臂或夹紧刀具,顺利完成机械手各动作,使换刀过程更加简便,具备自动化特征。(2)断刀检测。光纤传感器是断刀检测系统核心,在24V电源上,直接对OC门三根接入线进行接入。经上述操作,实现电平输出。执行加工操作时,很容易磨损刀具,或出现断裂情况。为保障加工质量及性能,需对刀具实施检测。一旦磨损,机床可自动换刀,并向上机位发出通知。光纤传感器对断刀检测提供技术依托。(3)深度检测。通常情况下,机械手或人工插入刀具深度,决定了换刀过程中的主轴夹紧位置。因而,可借助深度检测器,对刀具深度实施检测[3]。 4.3PLC下的数控机床电气控制研究方法 电气控制系统是否安全、可靠,主要取决于数控机床电气控制方法。该过程中PLC数控机床电气控制研究极为必要。软件设计在电气控制系统中尤为重要,属核心部件。在SIMOTION中运行的软件为下位机软件。上位机进行数据接收,并对执行部件工作过程实施控制,并检测机床状态。完成轴组装工作之后,可依托于程序实施相关操作,经操作系统,对SIMOTION内部程序实施调用。工控机多进行文件信息读取,实施数据传递。SIMOTION经数据接收后,对电动机模块进行控制和驱动,以带动工作台,实施位置控制。同时,经光栅尺,对工作台信息进行检测,后传递给SIMOTION,以实施工作台位置调整。但其不能够直接识别光栅尺信号,执行该工作之前,需要借助传感器,实现光栅尺信号转化,使其为标准信号。通过多个传感器,检测工作台状态,并发送至电气控制系统。传感器信号,经ET200,至SIMOTION,实现处理,最终传至电气控制系统。 5数控机床电气控制系统常见故障 为有效预防或规避数控机床加工过程中,对操作人员、机床本身或工件产生损害,可将急停和超程作为重点处理对象。急停按钮的主要作用是当数控系统或机床出现紧急情况时,使其立即停止工作,或将伺服驱动器等动力装置主电源立即切断。一旦发现数控系统中有自动报警信息,按下急停按钮。完成信息查看及故障处理之后,回归原有状态,使系统能够正常工作。通常情况下,机床会因如下原因出现无法复位情况。首先,电气原因,急停回路被切断、损坏限位开关或急停按钮等。其次,设置系统参数时,存在偏差,无法对系统信号进行正常输入输出,也不能够及时复位,出现急停故障及问题。PLC软件没有及时向系统发送复位信息。对KA中间继电器和PLC程序实施检查。第三,PLC系统复位所需信息,与相关要求不符合,未能对电源模块、接线问题和伺服动力电源空气开关实施准确检查。第四,PLC程序编写存在偏差[4]。 6PLC下的数控机床电气控制系统设计 电机、光栅尺和变频器是PLC数控机床电气控制系统的主要构成元素。以该技术为依托,能够实现传统数控技术升级及改进,提升其精确度。该系统在全封闭状态下,执行换刀、断刀、刀位及通信检测等相关功能,使数控机床更具自动化特征,实现生产效率及工艺水平的提升。 6.1优选电气控制系统方式 数控机床系统能否成功,与其电气控制方式具备很大相关性。为提升产品加工精度,需将电气机床控制系统性能提升作为重点考量内容。基于上述要素考量,产品加工精度及效率由数控机床性能决定。依据实际工况,全面分析零件加工条件,对系统功能具备清晰的认知和了解,依据相关特性,实施程序编辑。依据PLC控制,对X轴和Y轴予以确定。该控制方式极为封闭,经该操作,可对PLC电气控制系统的文件处理、数据处理及人机交互能力进行全面发挥。因而,将闭环控制作为最佳控制方式,经计算机加运动控制器和电机光栅尺方式实现。同时,以传感器为依托,连接数控机床,并及时反应感应信息。运动控制器中轴数量不是固定不变的,具备扩展性特征,使系统维护及升级更加便利。倘若以标准接口,实施系统运动控制接入,便于其对PLC功能执行进行有效控制。而光栅尺又能够向控制系统传送高精度位置信息。该部分工作任务由系统配合完成。 6.2以PLC为依托的程序设计 数控机床电气控制中,PLC属于重点内容。数控机床的PLC程序,能够实现处理时间控制,使其在几十毫秒至几百毫秒之间。以该种方式,使数据信息处理更加科学、便利。该过程中,也会存在诸多制约性因素。例如,部分响应速度要求高的信号畅通性不足。因而,设计PLC程序时,可对其实施高级程序和低级程序划分。继而依据控制功能特性,将低级程序划分为多个模块,执行编译工作。主要编译内容有主轴、三大直线轴及各类操作面板等。 6.3PLC下数控机床电气控制系统参数配置 研究该系统工作时,需将参数配置作为重点考量内容。该过程中涉及到的相关参数包括完成机床各类所需功能、数控系统与机床结构相匹配所需设置的各类数值。因而,无论是软硬件设计,还是PLC程序设计,都要重点参考立式加工中心各功能及结构相关要求。以此为依据,对数控机床各指标参数进行科学设置。科学执行上述操作,能够使基于PLC技术数控机床电气控制系统在应用过程中,与实际生产需求相符合,最大程度发挥系统性能优势,达到良好的生产设计效果[5]。 6.4PLC与数控系统及数控机床间信息交换 信息共享及交换是数控机床控制系统运行过程中的重点内容。当信息无法正常传递或交换,会对整个系统运作产生干扰。以数控机床控制系统为界面,为对PLC进行有效应用,可重点关注信息之间的传递和交换。该过程中,信息的产生、传递和交换以PLC、数控机床和数控机床控制系统为主要依托。为使信息传递和交换更加便利,需对底层PLC控制和上位机监控实施全面组合,以对数控机床控制系统进行科学设置。分别将PLC主机安装在集控系统3个控制室中,在PLC、数控机床、数控机床控制系统间建立良好的连接关系。在PLC输入接口对机床外侧I/O单元接口进行有效连接。编程人员可依据数控机床的信息传递情况,进行自由定义及修改,继而将其传递至机床。在机床接口对PLC输出接口进行接入时,也可对由PLC通过输出接口向机床传递出的信息内容及地址进行自由定义。然后由CNC至PLC。开展信息交流及交换工作时,经由CNC厂家,对PLC送至CNC的全部信号地址和含义进行确定。PLC编程者仅有使用权限,不能够对该类信息进行随意更改或增删。 7结语 综上所述,在数控机床电气控制系统中,对PLC技术进行科学应用,有助于其逻辑处理能力提升及完善。设计人员要对该过程进行严格控制,使设计内容更加完整,从而达到良好的生产应用效果。同时,该系统也具备成本和功能方面的优势。但受外部科技环境制约,其仍然存在诸多限制性因素。应用正确的方式,对其进行加工设计,提升其生产效率及精确度,为数控机床电气控制工作开展奠定良好的基础,实现设备性能提升,使其功能更加完善及多样化。 作者:何伟 单位:重庆电力高等专科学校电力工程学院 电气控制论文:机电设备电气控制注意事项研究 【摘要】机电设备全称是机械电子设备,是一种机械与电子相结合产生的一种新的机器。除了机械电子设备的电气控制的应用,机械电子设备的电气检查维修也是十分必要的一项活动,它能够正常的维护工作人员的安全问题,实现机电设备的更好的工作效率问题,同时技术人员的技术问题也是一个很重要的方面,提高技术人员的专业水平是十分必要的。本文针对各种机电设备的电气控制中应该注意的事项做一个简要的研究,对我们在日常生活中,或者企业管理等方面具有现实意义。 【关键词】机电设备电气控制注意事项 1前言 机电产品既能够实现机械化工作,又能实现人工电子操作,是一种快捷与方便的完美结合,是20世纪70年代以来人们生活发生巨大变化的重要技术支撑之一。机电设备根据一般的方法分类可以分为以下三类:产业类机电设备、信息类机电设备和民生类机电设备。不同的机电设备对应的运用范围和运用形式是不一样的,尤其是在电气控制方面。 2机电设备电气控制中存在的问题 2.1线路复杂难处理,电控线路不可靠 线路的处理是安装机电设备时的一种习惯问题,不同的企业会有不同的要求,有一部分企业就会做的很好,机电设备维修的时候拆开线路简单明了,能够直接的找到线路的源头和问题出现的地方。但是现在的很多企业并不注意这个方面的细节问题,他们认为这种小地方的事情是无可厚非的,无关紧要,所以导致了现在很多的机电设备存在着大量的线路处理上问题,线路错综复杂,难以清理。这位后来的维修和检查带来了很大的不便,同时也是一种安全隐患。另一方面就是电控线路的问题,这其中很容易就造成电路线圈的连接不正确,这是因为机电工作人员在连接电路线圈的过程中不小心,没有集中注意力所以导致了错误的电路线圈的连接,没有使相邻的触头连接在同一个电位端。虽然没有什么大的安全隐患,但是会对以后的使用和工作造成一定的影响。 2.2机电设备电气控制中的维修问题 机电设备的电器控制一般来说是不存在这维修的问题的,这里说的是机电设备需要定期维修的情况,而电器控制方面需要尽量每隔一段时间进行一定的检查,这是很有必要的。因为电气控制主要是通过电器控制运作的线路,在线路中各种形式的触点设备的不同的连接状况来实现对机电设备的控制系统,所以线路的定期维修时是十分必要的。但是现阶段很多企业并没有重视这个方面的检查,这是会存在一定不合理的,大部分企业都是等着机电设备出现了问题,不能正常工作以后才回去进行应急的处理和维修,这是一种错误的思想观念,需要企业在进一步的制定进行维修和检查的规划,这样不至于等到机电设备出现问题后再来处理是更有运筹效果,早发现,早维修,同时也会有一定的预防和准备应急的方案的时间。所以,电器控制中的维修问题是需要企业进一步加以实施的。 2.3机电设备电气控制人员的专业技术问题 工作人员的专业技术问题已经是一个老生常谈的问题,但是还是会有各种各样的状况出现。这需要企业在招聘人才和进行人才培养的时候需要严加注意的问题,专业素养、经验时间、以及注意力的集中和其他方面没有严格把关,导致了很多没有符合要求的人混进了机电设备的电器控制,造成了很多安全事故。或者,工作人员在工作时没有端正态度,随意的态度和闲散的工作方式导致的一些因为不小心造成的安全事故。在工作开始之前,没有进行一个长期的工作培训,导致了新手对于机电设备电气控制的工作情况没有一个全方面的把握,不了解电气控制设计的基本基础原理,没有事先进行全面的现场调研,所以在实际操作中就显得手忙脚乱。另一个方面,关于电气控制的设计环节,专业的技术人员和工作人员也存在着大量的问题,这就明显的能够体现机电设备电气控制中的专业人才的缺乏。他们缺少机电设备电气控制中真正需要地实际经验和专业素养。 3对于机电设备电气控制的注意事项 3.1保障线路直观明了 关于线路方面的注意事项,一般是企业一定要有一个定性的硬性要求,尽量成文化,这样才能有一个固定的标准来实现电气控制中的线路直观明了。减少触点也是一个很不错的方案,这样从根本上解决一部分的线路复杂的原因,少量的线路能够实现更加理想化、方便化的管理和控制,实现线路的简单化,这同时也是一种提高线路工作可靠性的方式,机电设备的故障率也会随之相应的减少。另外一种解决方案就是减短连接导线的数量和长度,这和减少触电的思考原理相似,电气控制线路需要更加多的考虑实际的现实需要,电气设备的位置和各种各样原件的位置的安排是需要一些思量过程的,不能轻易地草率的就决定了,一定要尽可能找到一种最符合实际,最优化的方案,它们之间的实际连线也需要缜密的思路安排,尽量考虑到它的实际运用的效果和方便以后的管理,使连接导线数量最少,长度最短。这是一个需要精密计算的工程;对于那些占用着相同触点的电器,应该把它们的连接线安排成一条公共的连接线,这也是一种能够实际减少连接导线的数量的方法。总而言之,就是要使电气控制的线路简单明了。 3.2把握好电控线路工作性能的可靠性 电控线路的把握需要保证它的工作性能的可靠性,首当其冲的就是要防止短路,一定要确保电路线圈的正确连接,电器线圈和电气触头一定要注意分离放置,上文也有提到过的关于相邻触头的问题,相邻的触头一定要注意连接在同一个电位端,这是很有必要的,尤其是对于保证电控线路工作的可靠性。另一个需要注意的地方就是需要防止次生电路的产生,它是指在发生电路故障的时候因为不知明的原因造成的电路接通的情况,这样是会对机电设备在工作时发生误操作,这是不利于机电设备的电气控制的。还有可能存在着安全隐患,所以需要在容易发生次生电路的地方设置一个指示灯,这样就能有效地避免了次生电路接通产生的误操作。 3.3定期对机电设备电气控制进行维修和检测 定期对机电设备进行维修和检测是能够有效的实现我们机电设备的电气控制的工作效率的事情。首先在最开始安装电气控制和配置线路的过程的时候,就需要注意对电器原件的备用触点的设置有缜密的安排,这样能够有效地在以后的安全检测中有笃定的安全保障,防止出现安全事故,这不仅仅是对机电设备的一种保护措施,更重要的是他能够保障我们工作人员和技术工人的生命安全,这是符合人民群众利益的事情。同时它也能够对企业的生产工作带来必要的工作效率,这是也是一个值得我们重视的地方。定期的电气控制的维修和检测同时还能避免上文提到的次生电路的产生,预防不必要的电路转换带来的麻烦问题。 4结语 总而言之,提高机电设备的电气控制能够有效的实现机电设备工作的智能化,这是有利于提高我们的工作效率的,对我们的工业的发展进步具有重大的意义,这是不容置疑的。但是,我们依然要清晰的认识到现阶段我国的机电设备的电气控制还存在着大量的问题需要解决,一定要做好扎实的机电设备电气控制的理论基础,从而才能够直接地指导实践的操作,拥有夯实的实际经验也是专业人员和技术人员需要不断努力地地方。同时企业也需要承担必要的担当,为机电设备电气控制提供更多的资金支持,保障我们的电气控制的研究能够继续进行。 作者:黄秀芳 单位:龙川县技工学校 电气控制论文:电气控制系统故障与保护 摘要:新时期,随着我国社会经济快速发展,各行业发展不断加速,特别是电气行业。伴随着电气行业规模的不断扩大,电气运行安全稳定性问题也日益突出,引起了社会和人们的广泛关注。导致电气运行不稳定的一个关键因素是电气控制系列的故障问题,加强电气控制系统的保护,对于电气运行的安全性、可靠性和稳定性具有重要意义。 关键词:电气控制系统;故障;原因;保护措施 随着科学技术的不断进步,社会经济对电气设备提出了更高要求,特别是电气设备运行的安全稳定性,这使得电气控制系统地位与作用至关重要。但是,在实际操作过程中,受各种因素影响电气控制系统发生一系列故障问题,轻则损坏电气设备,重则引起电气整个系统瘫痪,甚至造成火灾。基于此,为保证电气控制系统中的电机、电网、以及低压用电设备等的安全工作[1],如何提升人们对电气控制系统的故障分析能力,并增强相应的保护措施,已成为当前电气行业研究的焦点话题。 1电气控制系统故障问题及危害 1.1电气控制系统故障问题 作为电气系统运行安全、稳定、可靠性的重要保障,电气控制系统若发生故障,则对于电气系统运行有着严重安全隐患。导致电气控制系统出现故障的因素诸多,例如电气设备本身质量问题、电气设备设计不合理等。总结起来,常见的几种电气控制系统故障原因主要包括电源缺相、过电流、过负载以及短路的问题等[2]。其中,电源缺相主要指的是在常规工作中交流异步电动机的三相电源中,一相熔断器熔断而导致交流异步电动机运行故障;过电流主要指的是电气设备运行过程中,电动机或电气设备中电器元件电流超过限定电流,而引发电气系统运行故障问题;过负载主要是指电气系统运行过程中,电气控制系统的运行电流超过额定电流,如电机缺相运行、电压幅度骤然高升以及负载等;短路因素主要指的是电气系统中发生的一项接地短路、两相短路和三相短路问题,一旦系统中发生短路,根据不同的系统运行形式形成了不同的短路。 1.2电气控制系统故障危害 电气控制系统一旦发生故障,则对电气系统运行造成诸多危害,主要体现有[3]: (1)在初夏时节,电气控制系统一旦发生故障,则大幅度降低电网电压,不但会造成电气系统无法正常安全、稳定运行,导致用电客户和相关设备等运行不正常,而且甚至导致整个电气系统发生瘫痪,对人们正常生活和社会各行业生产造成严重不利影响。 (2)通常情况,电气控制系统发生短路主要是由于电气控制系统负载短路、错误接线以及系统中绝缘材料损坏等造成。一旦电气控制系统发生短路,则导致整个系统中运行电流达到几倍甚至几十倍的额定电流值,这对于电气控制系统设备造成严重损害,更有甚者则极易引发火灾危害,进而对于人身财产安全造成不利影响。 (3)电气控制系统运行过程中,若电气控制系统中的电流偏大,易导致电气控制系统中电路产生的冲击电流过大,不但严重损坏电气设备,而且对于电气控制系统中机械设备的转动部件也具有严重损坏。可见,电气控制系统日常运行时,不但要掌握故障产生的可能性,还要逐步建立起完善的保护环节以及检修方法,这样才能让系统中的电网、低压设备、电机等一系列设备安全工作。 2电气控制系统保护措施 针对电气控制系统中出现的故障问题及产生危害,为提升电气控制系统运行的安全性、可靠性和稳定性,可通过采取以下几方面保护措施,具体有[4]: (1)在电气保护装置方面,若电气控制系统发生故障问题时,电气保护装置则可以及时发现电气控制系统中的故障问题,并进行数据分析,同时提出相应的故障处理措施。例如,电气保护装置在电气控制系统发生故障时,则可以快速将故障设备与非故障设备隔离起来,进而确保电气控制系统非故障设备不受故障设备影响,避免电气控制系统发生更大的故障事故。电气保护装置可以根据电气控制系统中不同设备运行条件或不正常运行状况,产生不同的信号,以达到预防和及时处理故障问题的目的,实现对电气控制系统运行的保护。 (2)在电气控制系统保护方面,主要分为过流保护、短路保护、失电压保护、欠电压保护和过载保护五方面。其中,过流保护主要针对电气控制系统运行过程中电动机频繁启动或者电动机正反转时而产生过流问题,造成电机设备损坏现象,通过在电气控制系统中电动机的主回路上串联过流继电器线圈,形成过流保护装置,实现对电气控制系统的过流保护作用;短路保护具有一定的瞬动特性,针对电气控制系统设计原理,系统常用的短路保护装置有低压断路器或是熔断器等,在三相供电系统中国配套相应的三相短路保护,实现短路保护;欠电压保护主要是在电气控制系统的电源上配套电压继电器线圈,在在控制其控制回路中串联电压继电器线圈的常开出头,这种情况下若电网电压低于额定值时,则可以释放接触器,进而实现欠电压保护;失电压保护主要指的是当电气控制系统中电源电压降低甚至消失时,通过失电压保护装置使接触器的主触点自动断开,进而切断电动机电源,保护电气控制系统不受损坏,当电气控制系统电源电压恢复正常时,则失电压保护装置则使接触器自锁电路仍处于断开状态,进而防止电动机自行运行;过载保护中最为一种典型的保护设备是异步电动机过载保护,其装置以热继电器为主,当短路的电流对其造成冲击时,其也不会瞬间的做出反应,经过一定的时间后其才会做出反应,进而保护电气控制系统。 3结语 总而言之,电气控制系统对于电气设备的安全稳定运行具有重要影响。根据电气控制系统存在的故障问题,进行相应的原因分析,并提出相应的解决对策,进而提高电气控制系统运行可靠性,以确保电气设备能够持续、稳定、安全运行。 作者:于德利 史鑫 相伟 赵春海 单位:神皖合肥庐江发电有限责任公司 电气控制论文:电梯电气控制系统研究 【摘要】随着科技的迅速发展,建筑物变得越来越高,随之带来的影响就是电梯在人们的生活中得到了越来越广泛的应用。近年来,经常发生一系列的电梯安全事故,威胁到了人们的生命安全,因此电梯安全的话题也渐渐地得到了越来越多的人的关注,增强电梯的安全性能、及时的排除电梯中的故障对于防止电梯故障的发生有着重要的意义,而电梯的电器控制系统直接影响着电梯的正常运行,对于电梯的安全起着直接的影响作用。在这样的背景下,本文主要对于电梯的电气控制系统进行了分析。 【关键词】电梯电气控制系统故障分析 1电气控制系统 电梯是由电气部分以及机械部分共同作用的一种复杂产品,每一个部件发生了故障都会直接的影响到电梯的正常运行,而其中电气控制系统的故障发生频率尤其的高,据资料显示占了电梯故障的原因的90%左右。现在,我国对于电气控制的主要工作就是在电气控制系统中安装安全回路进行控制的工作,在系统中这个安全回路通常是通过硬件连接的方式直接对电梯进行驱动的。电梯的电器控制电路的形式有很多种,且在不同的电梯中的复杂度也存在着一定的差距。每一个电气控制电路经常都是由一些电气基本控制环节组成的,而每一个关节都由一些原件构成,这些原件又是由零散的零件组成的[1]。通常情况下,只要一个零件或者组件发生了故障就会影响到整个系统,最终导致电梯的故障。因此,应该对于电气控制系统中的关键电器进行必要的故障检测,并对这些故障进行及时的修复,才能够保证电梯的正常运行,人们的生命财产安全不被侵害。 2故障检测及对策 2.1电气安全回路 所谓的电气安全回路,就是在电梯的各个安全部件上装一个电气的安全开关,然后将这些开关全部的串联到一起,用一只安全继电器对其进行控制。只有当所有的开关都接通的时候,继电器才会被吸合,这样电梯就能够给得到电正常的运行。当电梯没有正常工作时,不能探测到所有的信号,就应该对安全回路进行检查其故障问题,首先需要做的就是通过机房的控制屏对安全继电器进行观察,以便于判断继电器是否在正常的工作。如果继电器处于释放的状态,故障就可能是发生在安全回路,这时需要分段的对安全回路进行检查,直到查到安全回路的断开点为止。除此之外,安全回路直接的影响到对电梯进行维修的工作人员的安全问题,必须对其重视。如果对电梯进行维修,需要上轿进行维修的一些操作必须在按下较顶的急停开关以后才能进行操作,这样才能够使得维修人员的安全得到保障。 2.2门系统联锁回路 必须在每一扇的厅门以及轿门上都安装上电器联锁开关,在所有的开关全部都接通之后继电器才能够被吸合工作,这样保证了只有所有的电梯门都已经关闭的情况下电梯才能够正常的运行下去[2]。在对这个回路进行检测的时候,必须保证所有的门都处于关闭路的状态下。且控制屏分为短接轿门锁以及厅门锁,因此首先需要做的就是在控制屏上分辨出电梯的故障时属于轿门故障还是属于厅门故障。如果检测出来的故障时属于轿门的故障,就应该对其关闭进行重新的调整;如果是属于厅门的故障,就应该对厅门的锁回路进行短接,并且于此同时应该对于每一层的厅门系统进行检查,如果没有关闭良好需要将其关闭,并且还必须对于门系统的电气联锁开关进行检查,确保其处于接触良好的状态。对于这种回路故障修复以后,首先应该做的就是把门锁的短接线取下来了,这样才能够让电梯恢复到快车的状态。 2.3元件故障 电梯的电气控制系统中,控制柜中的各种元件出现的故障也会导致电梯的故障。在电梯的运行过程中,继电器以及接触器的线圈经常会受到较大的冲击,这样很容易使得线圈被烧坏,如果发生了这种情况就会导致整个电气电路不能工作。及时线圈没有被全部烧坏,只是其中的某个触点被烧坏了也会导致回路产生短路、或者断路的现象,最终影响电梯的正常运行。 3故障检查法 经常出现的电梯的电气控制系统的电路问题就是短路问题以及断路问题,下面对其检查方法进行介绍。 3.1断路故障检查法 对于断路故障发生的情况,一般原因都是接头出现松动现象、开关接触不良、元件被损坏等。因此,针对这种问题可以采用万用表来进行检查,或者使用短路检查法。使用万用表来检查电路时,可以分别使用电压档和电阻档进行测量,测量的过程严格的按照万用表的使用规则进行操作[3]。然后,可以根据电阻的阻止或者电压值的大小来对电路进行判断,最后得出发生故障的原因。如果采用短路法进行判断时,也就是根据电梯的电器控制原理图,对于可能出现故障的开关、触点等电路采用短接的方式进行判断。如果在进行短接以后,电梯的故障消除了那么既可以证明电梯的故障发生在被短接的这一部分电路中,然后对这一段电路进行缩小范围的继续短接,就能够就此判断出故障的点了。 3.2短路故障检查法 电梯发生这种故障的原因通常来说分为两种,其一就是电源间短路,在短路之后电路中会产生极大地电流,由于电流超出了电路本身的承受能力因此将熔断器的溶体烧毁了,从而进一步使得电梯产生了故障。这种情况下,电梯的故障现象表现的较为明显,只需要对电路进行分析就能够排查出故障的原因,并进行解决。其二就是电路中的某一部分发生了短路的现象,电路中的触点发生了粘合的状况,或者出现开关不释放的状况等[4]。对于这种短路现象,电路中不会产生较大的电流,熔断器处于完好的状态,电梯可能会出现失控的状态或者存在某一个继电器不能释放的现象。这时只需要对这一继电器相关的电路进行分段性的断开,并对每一段电路进行排查就能够排除电路故障了。 4结论 电梯的故障问题近年来时有发生,很大一部分事故都是由于电梯的电气控制系统的问题引起的,加强对于电气控制系统的严格控制显得至关重要。因此,本文首先介绍了电梯的电气控制系统,然后在该基础上对其可能发生的故障进行了分析,并进一步对故障的检查方式进行了简单的介绍,希望能够增强电梯的运行安全。 作者:郑鑫 田瑞 单位: 沈阳三洋电梯有限公司 国网辽宁省电力有限公司检修分公司 电气控制论文:铁路养路机械电气控制系统接地分析 1铁路大型养路机械 我国铁路已经有百余年的历史。百余年来,铁路养护手段随着铁路事业的整体进步,也得到了飞速发展,从纯粹的人力到小型机械化,再到大型机械化,铁路大型养路机械发展的历史,就是铁路百年史的缩影。自从我国进入了80年代以后,我国铁路运输的密度也越来越大,传统的模式以及手段已经没有办法完成繁忙干线的维修养护工作。与此同时,轨道结构的发展速度也向养路机械作业精确度提出了更高的要求。面临这严峻的形势,我国不得不加快步伐跟上时代的需要,经过了长达几年对铁路慎重的考察以及研究,我国大型养路机械的发展终于拉开了序幕。铁路大型养路机械是现在铁路的专用机械,是集电气,机械以及计算机,液压,为一体的铁路机械,为了适应铁路的高速发展,轨道的结构重型化以及重大乘载量的发展需求,大多数国家已经采用大型的养路机械进行铁路的维护。 2电气控制系统的接地解析 接地技术主要是降低电磁干扰以及提高抵抗干扰能力的重要技术。在设施与设备工作的安全性,可靠性中,接地技术重要性不容忽视。随意的接地就可能会导致整个设备的损坏,例如捣固车,稳定车,配砟整形车,清筛机等这些基本的电路控制原理虽然基本相同,而接地的方式却不相同。在过去的工作中,由于接地方式不恰当而造成设备出现故障的想象也频频发生,例如柴油机的接地不良,导致DC-32K充电电流特别的大,电流表显示出了最大值,柴油机也发出尖锐的声音,就是电气故障导致,。故障可能有许多种原因,比如线路虚接,线路接地,接地不良等原因。但是只需要用万用表进行检测就能迅速的找到故障原因,声音尖锐,是因为小齿轮和大齿轮之间的传动比较大,长时间的运转,会使启动电机损坏。。这就接地不良而引起的电气故障,启动电机里面的继电器续流管的回流不通畅,启动电机的继电器因为失电反电动势不会消失,是继电器不能得到释放,启动电机伸缩轴就得不到回位。柴油机的启动电机就只能变成发动机来使用了。作业监控控制不准确,高速行走的监控控制系统的显示以及相应的电路的设施。现在大多数铁路的接地方都是捣固车中最常用的接地方式,是蓄电池和车体相应的短接,以车体作为直接的导体控制车体前端从车体接入箱体内汇入排流,再汇入电路板。也就是相当于只要在电气控制系统中,凡是前端箱体和后端箱体要直接进行的相互连接,都是要以车体作为主要的信号,进行连接以及传输。在一般的电气系统中,除了24V的电压以外的电源的负端连接都是OA,在系统中都是直接进行车体短接,而这种短接可分为,与电路直接短接与不直接短接。直接短接一般不会直接影响铁路电气系统的正常运行工作,但是会影响到电气系统作业的精确度,如果数值达到了一定的高度,电气系统的工作就会不稳定,系统将不受控制,那么系统数据将会不准确,数值也会错误,就会出现作业精确度比较差的现象。不直接短接的阻值机会降低,如果阻值较小时,对作业的精确度的影响就比较小,反之,阻值较大,作业精确度也会影响十分大。但是一旦发生接触不良,就会发生与直接短接一样的问题。 3接地方式的改进 以上准确的介绍了直接短接会对作业精确度造成体的阻抗,就能减少了系统作业的精确度。当然,一些自然因素无法避免,虽然能减少阻抗但避免不了阻抗。只能是用各种方法使阻抗达到最低,使系统作业精确度达到最高。不直接短接能减少车体的阻抗,但是容易发生接触不良,就会对系统产生影响。这样来看,如果我们想改变接地使我们的系统更稳定,只能从根本问题上入手,只能是切断地环路,采用一个系统一个点的方法,简单的来说,也就是使电气系统地环路的阻抗增强,减弱环路的电路电流对电气系统的阻碍。使作业精确度达到最高值。应用理论的知识以及模拟的实验想要在电气控制系统中得到突破以及改进相对而言比较困难。在提高系统的各项指标中,适当的接地方式以及隔离只是众多方法中最重要的一种而已。影响系统的稳定性以及工作中的作业精确度还有许多其它重要因素。例如信号的传输的时间,各种传输信号以及数字之间的互相干扰电磁之间兼容程度低等。 4结束语 现在的铁路大型养护机械电气控制中,PLC技术,网络技术,现场总线技术等都获得了较大的发展以及广泛的应用。集成了柴油机的监控控制,高速行走监控控制,但是这些先进的技术以及系统都要采用接地方式来进行,可见接地分析在电气控制系统中的重要性。本文阐述的两种接地方式。当代社会,新技术,新方法,新产品,新的控制理念在不断的出现在我们的生活中,铁路大型养路机械电气控制系统的接地方式也应该跟上时代的步伐,应创新更多的新方法,在模拟的接地方式中不断改进,最后能实际应用到铁路大型养路机械电气控制中,确保系统各项指标的稳定性,可靠性及精确性。 作者:赵江 单位:河北省肃宁县春霖街(肃宁工务机械段) 电气控制论文:机床电气控制课程改革论文 一、课程目标 1.知识目标:熟练分析机床电气控制线路原理图,并能绘制接线图;掌握机床电气控制系统常见故障分析及排除方法;能选择PLC型号、进行I/O分配、编写和调试PLC程序;掌握PLC技术及其在机床中的应用。 2.能力目标:能正确选用机床中常用的低压电器;能安装和调试机床中典型电气控制线路;能调试和维护典型机床电气控制线路;能运用PLC技术设计日常控制系统;能查阅企业技术标准和国家技术标准;能熟练使用各类工具量具。 3.素质目标:遵守学校管理规定,引入企业8S管理(整理/整顿/清扫/清洁/素养/安全/节约/学习),填写、整理、积累技术资料等,培养学生的文明习惯、团队意识、语言表达能力、资料收集和整理能力等。 二、课程模块 本课程基于工作过程、以项目为导向、以工作任务为驱动、突出学生专业能力和职业素养的培养。在课程设计中,首先以企业调研和毕业生回访为依据,得出相关的职业岗位,然后进行岗位能力分析,归纳提炼出典型工作任务,最后将工作任务转化为课程学习内容。另外,在课程设计中,我们始终贯穿以“能力和素养并重”为主线,以培养高素质技能型人才为出发点,以满足岗位职业要求为目标,以真实的工作任务为载体,以必需够用来设计教学内容,并将课程内容与相关的职业资格技能培训和鉴定相互贯通。据此。本课程内容整体设计为8个项目。 三、教学方法与教学手段 1.项目分析法:以项目为着手点,分析归纳出完成的任务和要求,然后对所需知识和技能进行讲解、引导、训练,学生容易接受,并且教学效果好。 2.任务驱动法:以实现具体任务为目标,让学生如何一步步地完成任务,从而让学生观察、思考、讨论等,并制定实施方案。例如现需要完成PLC控制系统,先分析控制要求、I/O如何分配、系统的软硬件如何设计、元器件如何选择、如何安装调试及撰写任务书等。 3“.教、学、做”合一:通过教师的演示、学生训练及教师指导相结合,帮助学生提高专业技能及素养,并在做的过程中掌握相关理论。 4.小组讨论法:针对实践教学中的方案和问题积极进行讨论,并得出结论,从而来提高学生团结协作、沟通表达的能力。 5.引入现代信息技术:建立课程网站,给学生提供更多的图片、视频、试题、新闻等资料,来激发学习兴趣,调动学习积极性,提高教学效果。 四、课程考核 实施了以“能力和素养并重”的过程考核,在考核评价标准及方式上不再以期末考试为主,而是在理论测试的基础上增加技能考核项目,同时注重学生素养的培养,从而构成了“素养、技能、知识”三位一体的考核评价模式。将平时教学工作任务的完成情况,作为考核评价的重要组成。在考核形式上,改变了以往一味的结果评价,侧重过程化考核。在该课程能力考核中,是否完成工作任务,并不是考核的唯一依据,而是同时考虑在完成任务的过程中,是否有适合的方案、步骤及工具仪表使用情况等。总之,该课程在考核中,考虑了学生的学习态度、独立思考和创新意识、任务完成过程、学习进步情况等多方面,力求全面客观反映学生学习的效果。 五、教学总结 通过对《机床电气控制》课程基于理实一体化进行设计,并在教学中以任务为驱动,以项目为导向,让学生边做边学、老师边做边教,相互配合、相互考核等,增强了学生学习的积极性和主动性,使学生在掌握知识和技能的同时,培养了良好的职业素养。另外,该课程的理实一体化教学改革,也进一步推动了机电一体化技术专业其他课程的教学改革。 作者:杨芳单位:黄冈职业技术学院 电气控制论文:数控机床电气控制系统论文 1数控机床电气控制系统概论 通常情况下,数控机床的系统一般由三种系统构成,分别为反馈检测系统、NC控制系统和伺服驱动系统。数控机床的电气控制系统对于数控机床的加工方面会产生不同程度和不同方面的影响。从数控机床的加工精度方面来看,其中位置伺服控制系统能够对于机床加工的精度方面产生很大程度上的影响。所以,位置精度属于比较重要的指标之一。要想保持位置精度的准确性,不仅需要在系统使用的时候选择正确的开环放大的倍数,还需要对于位置检测中的元件能够有一定的精度上的要求。另外,由于数控机床属于精度高且效率也很高的一种自动化的设备,它能够为数控机床的生产提供更高的生产效率,但是如果这个系统出现问题和重大故障,那么其所带来的损失也是不可估量的。因此,数控机床电气控制系统的可靠性和安全性也是值得关注的一方面。 2数控机床电气控制系统出现的问题 数控机床在电器控制系统方面的故障一般都是强电故障和弱电故障两种,具体如下所述。 2.1弱电故障弱电指的是数控机床电气控制系统中的电子的元器件以及集成电路为主要的控制的部分。弱电故障中又可以分为硬件发生的故障和软件发生的故障。硬件故障主要是指各种集成电路内部的芯片或者是接插件等出现的事故。软件故障指的是在硬件都属于正常的情况下,内部发生的各种动作性的问题或者是数据出现丢失等问题,一般比较常见的例子有加工程序出现错误或者是计算机的运行出现错误以及系统的程序或者是参数出现错误等。 2.2强电故障强电部分指的是控制系统之中出现的主回路或者是大功率的回路中的继电器或者是电源变压器等一系列的电气的元件以及其中组成的控制电路。强电故障虽然在维修或者是诊断问题的部分较为简单,但是因为其处于一种高压以及大电流的工作状态之下,所以一般强电发生故障的次数要多于弱点故障,因此需要相关的维护和维修人员能够予以重视。 3解决方法 3.1调节法在解决数控机床电气控制系统的众多办法中,调节的方法是其中最为简单的一种。调节法主要是通过对于电位计进行调整,以此来达到修复系统出现的故障的目的。最佳的调整办法是对于伺服驱动系统和被拖动的机械系统来进行系统的调整,并实现最佳的匹配的一种较为综合性的调节的办法。这种调节的办法也较为简单,可以使用一台但是多线的记录仪来或者是双踪示波器来对于观察指令和速度反馈的一种相互响应的关系。一般都是通过对于速度调节器的比例系数以及积分的时间进行调整,促使伺服系统能够达到比较高的动态响应的一种特征,但是又不会出现振荡的一种最恰当的状态。另外,在现场如果没有示波器的情况下,相关的工作人员可以根据自己以往的工作经验,调节来使得电机起振并向反方向慢慢进行调节,一直调节到消除振荡状态为止。 3.2复位法如果数控机床的电气控制系统由于突发性故障而引起系统报警的情况,那么可以是他呀复位法患者是开关系统电源来进行依次地操作来消除故障。但是如果系统内部的工作存储的区域掉电并且插拔电路板以及电池欠压,而造成系统出现混乱的现象,那么就需要对于系统进行初始化操作来进行清除,但是在清除之前需要提前做好数据和信息的拷贝,以免丢失数据。但是如果初始化操作之后故障依旧没有排除,那么就需要进行硬件方面的检查和诊断。 3.3更正法所谓的更正法指的是对于系统中的参数进行修改,程序更正的办法。系统的参数主要是用来确定系统的功能的一种依据,如果系统的参数在设定的时候出现错误那么就很可能造成系统出现故障或者是系统中的某一项的功能失去作用。有的时候可能会因为用户的程序出现错误而导致系统出现故障而停止运作。在这种情况下,系统修复可以使他系统的搜索功能进行检查,来对于用户的程序中出现的错误进行搜索,在搜索完成之后依次改正,这样才能在发现错误之后进行改正,系统才能恢复运行。数控机床电气控制系统的发展在未来的发展道路中将不断走向开放式的发展形式,由于其可靠性和低成本等一系列的优点,将会促使更多的数控系统生产的商家逐步走向甲方是的发展形势。其中,数控机床电气控制系统在速度方面也将走向高速化的发展道路,精度方面也会得到一定的发展。另外,数控机床的电气控制系统还会向智能化方面进行转变。人工智能机在我国的研究和发展已经走向了一定的程度,其在计算机领域的发展也在不断深入,数控系统的智能化程度也将赶上时代的潮流,走向智能化的发展道路。 4结语 电气行业在我国国民经济发展中十分重要,电气行业涉及到的众多科技水平也是关系到电气行业发展的重要方面。我国在数控机床的生产和管理方面都已经达到了一定的水平,随着国家经济和技术的发展,数控机床已经走向了数字化和自动化的领域。数控机床电气控制系统对于整个数控机床的生产是至关重要的。笔者在文中主要讨论了数控机床电器控制系统的概论并提出了解决数控机床电气系统故障的方法,希望为促进数控机床的发展提供建议。 作者:张昊单位:纽威数控装备有限公司 电气控制论文:PLC矿井提升机电气控制系统论文 1矿井提升机电气控制系统的与PLC的概述 目前,对于我国的矿井提升机电气控制系统来说,大部分采用的仍然是属于继电器-接触器式的电气控制系统,在得到多年的应用之后,已经具有了自己独特的控制特点,但是在实际的矿井生产工作过程中,这种原始的电气控制系统存在的缺陷和问题也渐渐的显现出来。比如系统容易发生故障、提升机电气控制系统在矿井生产工作中的稳定性不够,容易受到外界和其他因素的影响,并且在实际的工作过程中,提升机电气控制系统在完成开、停机、加减速等各程序的时候所需的操作比较繁杂,对矿井的生产产生了一定的安全隐患。随着科学技术的不断发展,PLC技术也应运而生,其为继电逻辑控制技术和计算机技术有效结合的新技术,能够经由数字化输入输出形式对机械和生产等进行监控,因此在工业中得到普遍的应用。从总的来说,PLC技术的特点主要包括了较高的可靠性和安全性、应用方便、编程简单等,并且还拥有自我诊断和监控的功能,因此非常适合对矿井提升机电气控制系统进行改造。 2矿井提升机电气控制系统的组成 从总的来说,矿井提升机按照电流的驱动可以分为交流驱动和直流驱动两种类型,而按照操作模式电气控制系统又分为自动和手动两种类型。具体来说,矿井提升机电气控制系统主要是有自动化、装卸载、传动控制和系统网络化四个模块组成。自动化系统主要包括了软件单元、PLC冗余控制系统、全自动化调节单元等;装卸载系统是应用PLC将监控站和装卸载站进行提升,使设备充分的实现自动化和网络化;传动控制系统主要是经由微处理器对故障进行诊断、报警和显现;系统网络化是借用windows系统对提升机电气控制系统的工作情况和数据等进行系统式的实时网络监控。 3应用PLC对矿井提升机电气控制系统的改造 3.1增加了可供选择的电气控制系统工作模式在对矿井提升机电气控制系统进行改造之后,可系统增加了可供选择性的工作模式,主要包括了手动式、半自动式和全自动式三种工作模式,而在这当中,提矿步骤又经过细分之后在以上三种工作模式中又增加了故障开车式的第四种工作模式。由于改造后的系统增加了可供选择式的工作模式,因此可以让操作人员能够根据实际需要进行自由切换,显得更加的方便和灵活。 3.2增加了对电气控制系统的系统保护采用PLC对矿井提升机电气控制系统改造时,在提升机原有的控制系统的保护功能基础之上,还增加了一系列的对系统保护的环节,主要包括了PLC的输出继电器联锁、减速过速、定点过速、调绳联锁等。应用PLC安全回路能够使系统冗余得到进一步的保护,当系统发生故障的时候,应用PLC控制系统能够实现应急式的低速工作,与此同时监控系统还能够根据运行情况对设备的参数以及工作情况等进行记忆和显示,并且在停电的时候还能够对提升机进行二级制动式的保护。 3.3增加了电气控制系统的自动化水平应用PLC对矿井提升机电气控制系统改造之后,增加了矿井提升机电气控制系统的自动化水平,将原有的动力制动柜改换为低频全数字式的制动电源柜,在具有多重保护的作用之下,也降低了设备维修的数量。与此同时,由于更换的电源柜是属于低频制动式,因此也使得设备所受到的冲击得到大大的降低,从而让提升机在工作的时候得到更加的稳定,再加上PLC能够按照事先设定好的参数在提升机的工作过程中能够进行自动控制,一直到工作完成,并且提升机工作过程中产生的速度也体现出了较高的精度数。 3.4使电气控制系统设备的更具可靠性电气控制系统设备在应用PLC进行改造之后,将矿井提升机原有的具备繁杂操作的高压接触器更换为真空高压接触器,能够对转子回路电阻实现无触点式的控制,从而使电气控制系统设备更具可靠性,并且使系统工作时产生的噪音得到有效的降低。 3.5使电气控制系统设备的更具安全性当电气控制系统得到改造之后,将原来的系统结构改为具有网络化控制性的结构,因此能够使原先需要的大量继电器、磁放大器、接触器和其他构件得到减少,大大的简化了设备之间所需的连接线。由于改造后的结构是在原来系统的功能保护前提下增加了更多的保护程序,从而使设备发生故障的次数得到大大的降低,增加了对电气控制系统的系统保护,使系统更具安全性。 4总结 综上所述,应用PLC对矿井提升机电气控制系统进行改造之后,除了能够明显的提高生产效率和经济效益之外,最重要的还能够使设备发生故障的频率得到大幅度的降低,并且还减少了系统设备的维修数量,使电气控制系统的安全性和可靠性得到进一步的保障,节省了大量的成本投入。 作者:黄文嘉李伏立钱文珺单位:北方工业大学机电工程学院北京金自天正智能控制股份有限公司 电气控制论文:电机与电气控制技术课程改革研讨 1改革和创新教学模式进行 根据课程特点和典型工作任务,将原来单一的先进行理论教学后进行验证实验的课程教学模式,转变为项目式和模块化教学模式,实现项目引领,任务驱动,“教、学、做一体化”,以“够用为度、强化应用”为原则。从学生的实际情况出发,因材施教,分层教学,注重学生的实践动手能力的培养。创设企业工作情景,校企合作、工学结合,边讲边练。将以课本为中心转变为以“项目任务”为中心,学生个个参与,人人动手;将以教师为中心转变为以学生为中心,突出学生的主体地位;将以教室为中心转变为以实训车间和实际经验为中心,以传授知识为主转变为以培养能力形成技能为主。 2改革教学方法,综合利用现代化的教学手段 1、采用实物教学,先让学生面对一个含有电机的实际的电气控制系统,并运行该系统,使学生就有一个感性认识,知道电机用在什么地方、起了什么作用、为什么要学电机控制方面的知识、需要哪些方面的知识才能较好地使用控制电机,提高学生对本课程的学习兴趣和学习的主动性。2、综合利用现代化的教学手段。改变传统的教学方法,通过多媒体课件ppt、图片、动画、教学视频、实物演示来增强学生的感性认识,拓展学生的视野。帮助学生理解和掌握课程的重点和难点,如变压器、直流电机、三相异步电动机的结构和工作原理等内容,在电机和变压器制造企业实际拍摄电机、变压器生产过程和制造工艺,加深学生的理解。提高了教学的趣味性、实用性,调动和激发了学生的学习兴趣,提高了教学质量。 3校企合作,共建校内外实训实习基地 建立了集实训与理论教学为一体的“电工电子”校内实训基地和电机及电气控制实训室。同时还与相关企业合作建立了多个校外实训基地,校企合作,引厂入校,工学结合、顶岗实习,校企深度融合。大加强实践性教学力度,安排设计、验证性实验七个,安排变压器、电动机拆装实训两周,电气控制电路实训一周,对于有兴趣和能力强的学生,学校实验室、实训室在课余时间和双休日定期对学生开放,并有专门的老师对他们进行指导,进行开放性实验和创新性实验,培养学生的发散思维和创新能力。学生除了在校内进行实验、实训之外,还在相关企业进行顶岗实习,既增强了学生的感性认识,又增强了《电机与电气控制技术》这门课程的实用性,培养和锻炼了学生的动手能力,增强了学生的技能,教学效果明显。逐步形成了以职业能力培养为核心的理实一体的教学体系。 4将技能实训和高级电工职业资格鉴定有机结合 高级电工职业资格是具有设计、安装、调试、操作、维修电机与变压器、仪器仪表、及电气控制系统的高技能应用性人才,过去,电机与电气控制技术的教学与中高级电工职业技能鉴定脱节,所学知识和技能无法满足学生获取职业资格证书的要求。为此,在《电机与电气控制技术》课程教学中,依据维修电工职业岗位技能要求和职业资格标准,将技能实训和中、高级电工职业资格技能鉴定有机结合,以职业活动为导向,以职业能力为核心,以职业技能要求开展实训工作。在“电机拖动及控制实训室”进行2周的专业技能实训,在完成规定的实训任务后,进行高级电工职业资格鉴定,实现“双证”融合。加强理论和实践教学的同时,增加了中、高级维修电工资格考试方面的知识和技能,使学生既能具有一定的专业基础知识,又能获得相关的职业岗位资格证书。提高了学生的就业竞争力和职业能力,为学生今后的就业创造了条件。学生取得高级电工职业资格证书人数达到95%以上。 5改革课程考核评价方法,注重实践动手能力的考核 传统的课程考核评价方式主要是平时成绩加期末考试成成绩,无法综合评价学生学习过程及综合能力。为此,须改革课程考核评价方法,注重学生实践动手能力和操作技能的考核,采用多元化考核方式,强化过程考核。制定了理论、实验、课程设计、实训、安装操作考核标准及评分细则,形成平时、期中、期末三个阶段性考核。理论考核主要考察学生掌握基本知识和基本概念、基本原理,以笔试闭卷为主,实训、实操要求学生设计基本控制电路并安装调试,重在过程和基本技能的考察,重点考核学生分析问题、解决问题的能力,并注重学生综合能力和职业能力考核,可采取学生自评、小组互评、老师评价的方式,按照一定的比例综合计分。电机与电气控制技术课程改革的实践证明,通过改革课程体系,精选教学内容,创新教学模式,改革教学方法和手段,实行工学结合、校企合作,技能实训融入技能职业资格证,采用多元化的考核方法,大大激发了学生的学习兴趣,强有力的实践教学环节和职业技能培训,使学生的基本素质和职业能力都得到了很大提高,同时为学生将来的就业打下了坚实的基础。电机与电气控制技术课程改革的效果是明显的。 作者:陈昌松单位:武汉职业技术学院 电气控制论文:探求自动化工厂电气控制系统 1电气控制系统控制方式的分类 1.1集中控制方式 集中控制方式指的是按照功能的不同将电气控制系统中的各个设备划分成不同的部分,然后在集中控制室里对这些划分出来的部分进行集中控制。这种控制方式下的系统维护工作比较简便,系统的设计难度也不高。但是这种方式由于需要将系统中的所有信息都放到一个处理器中,因此处理器的任务非常繁重,而且信息的集中会降低处理器的速度,使得电气控制系统反应的灵敏性受到影响。 1.2分布式控制方式 分布式控制方式即DCS控制,是一个多级计算机系统,由过程监控级和过程控制级共同组成。这种控制方式以通信网络为纽带,并且对通信、控制、显示等4C技术进行了综合。 1.3现场总线控制方式现场总线控制 需要依靠集通讯、保护、控制、检测等多方面能力于一体的处理来实现在现场进行分布式控制,它属于智能设备互连通讯网络。现场总线控制将DCS系统的现场控制功能分散到各个网点中,将控制系统进行了简化,大大提高了系统运行的可靠性。 2设计电气控制系统需要遵守的原则 一个电气控制系统设计得是否科学、合理对于其运行是否稳定、生产效率的高低等都会产生很大影响,因此在进行电气控制系统的的设计时,需要遵守一定的原则。 2.1对配电系统进行优化 生产活动的顺利开展是建立在电气设备正常运行的基础上的,而电气设备的正常运行又需要供电系统为其提供运行动力,因此合理的供配电对于整个电气控制系统来说是非常重要的,是电器设备稳定运行的保证。因此在设计电气控制系统时,需要对配电系统进行优化。 2.2设计出电气控制系统的设备运行效率要高 在电气控制系统的设计过程中,保证设备拥有较高的运行效率是必须要老驴的问题。只有设计出合理的控制技术,才能保证电气设备在最佳状态下运行。因此在进行电气控制系统的设计时,可以通过监控设备对各设备的运行状进行监控,确保较高的设备运行效率。此外,还可以适当运用一些节能技术来减少能源消耗,提高生产效率的同时还能降低生产成本。 2.3确保监控系统的可靠性 自动化工厂的生产过程涉及到各种大小设备,因此比较复杂。只要某个设备在运行时出现问题,就会影响到整个系统的运行。在这样的情况下,电气控制系统很容易发生故障。而一旦出现故障,就会导致电气控制系统运行被终止甚至危及生命安全等问题,后果无法估计。因此必须确保电气控制系统中监控系统的可靠性。在电器控制系统的运行中对整个系统进行实时监控,并在运行设备出现过载时自动断开,保证系统的安全。 3电气控制系统的发展和改进 3.1实现系统保护、测量和控制功能的一体化 我国目前使用的电气控制系统,在进行事故的分析与处理时,数据的采集与保护是两个相互独立的过程。但从技术更合理、简化运行成本、减少运行装置的需求来看,实现系统保护、测量和控制功能的一体化会是大势所趋。 3.2系统开发平台实现统一 OPC技术出现和WindowsNT平台普及以后,操作系统使用起来更加灵活,维护工作也比较简便。开发平台实现统一不仅减少开发所需的时间和资金投入,也利于运行平台独立于终端平台,这样客户就可以自行下载运行程序来实现对运行系统的控制。 3.3程序接口的标准化 IEC61131标准为电气控制系统供应商实现程序接口的标准化提供了平台。此外,IEC61131程序对相应语法所做的定义也已经被大部分供应商所接受,逐渐向国际化标准迈进。此外,IEC61131标准的编程方式非常结构化,因而有着代码使用率高、管理容易、开发周期短的优点。 4结束语 在自动化工厂中,电气控制系统是非常重要的一个部分,对于工厂整个系统运行的稳定性与安全性都有着非常重要的意义。因此在设计电气控制系统时,应该遵循对配电系统进行优化、设计出电气控制系统的设备运行效率要高、确保监控系统的可靠性等原则,此外,还需要密切关注电气控制系统的研究进展,努力实现系统保护、测量和控制功能的一体化、系统开发平台的统一以及程序接口的标准化,推动我国自动化工厂的技术进步并提高经济效益。 作者:陈玉彬单位:黑龙江绥化学院电气工程学院 电气控制论文:论电气控制设计的节能对策 一、建筑电气控制设计中的安全策略 1.供电设计安全策略建筑物的正常运行是离不开电的,在日常使用中,如果出现停电事故,在一定程度上会给人们的工作和生活带来不便,严重的话还会造成一些事故,基于此种情况,为了确保电力供应方面的安全应做到:第一,依据具体的用电负荷合理的设计独立电源的数量,这样如果一个电源断电可以切换到其它的电源中,以免出现停电事故;第二,设计发电机,这样在意外断电之后可以进行供电,进而将损失降到最低。 2.建筑物的防雷和接地设计为了实现建筑物的防雷,可以设计避雷带、避雷针以及消雷器等,接地系统应将防雷接地和电气设备接地相结合,也就是说将接地系统设计为混合式的,这样可以使得电位达到平衡,进而提高接地系统的安全性。 3.供电线路的设计随着人们生活水平的提高,用电设备随之增多,这时用电线路也就变得越来越复杂,基于此种情况,在进行建筑供电线路设计的时候,为了避免主线路电流太大将绝缘线烧毁,进而一起火灾应严格设计及好供电线路主线路导线的横街面积。 4.消防系统的设计消防系统的作用众所周知,这里就不进行阐述。为了保证发生火灾的时候,消防报警线路可以正常使用,在设计的时候消防系统的材料最好使用具有防火性能的材料作为报警线路。 二、建筑电气控制设计的节能策略 1.建筑供配电系统的节能策略在建筑供配电系统中,很多设备具有电感性,有无功能的电流产生进而使得线路的功率消耗增加,这就需要采取一定的措施减少功率消耗以实现节能的目标:首先,可以增加导线的横截面积或者是使用电阻率小的导线来实现功率消耗的减低,进而实现节能目标;其次,可以选择高效低耗型的变压器来减少能耗,可以同专用变压器来降低季节性负荷能耗的降低;最后,合理设计变电所的位置,使其尽可能的接近负荷中心,进而减少线路的功率消耗。 2.照明系统的节能设计照明在建筑电气的中会占到很大的部分,在该方面可以通过下列的方法来实现节能。第一,要使用高效的光源。在光源的选择中应该根据工程的实际情况来确定,通常要考虑到光效、价格、光源候命、显示指数以及色温等要素。以往民用建筑经常使用的光源有HID灯、荧光灯以及白炽灯,随着现代照明技术的发展和进步人们越来越多的使用了新光源,比如LED灯以及光纤照明灯。工业建筑中光源的选择主要是要对工作场所的条件进行考虑,可以对不同类的高效光源进行使用以实现节能降耗;第二,要尽量照明的时间。在这方面,要做到和建筑专业的配合,要使得建筑物在最大限度上对自然采光的利用,要通过将自然光合照明光有机的结合有效减少人工照明所消耗的电能。尽量选用一些节能型的装置和开关以实现照明的节能,要根据现场的实际情况确定出合理的开关类型。第三,要尽量减少供电效率附加方面的损失。最好使用较高电压的照明灯,并采用高效节能的电器附件,尽量使用节能的电子镇流器和电感镇流器,在一些采用气体放电光源比较多的地方,应该使用补偿电容器来提高功率因数以实现节能。 3.电动机的节能设计电动机作为建筑电气控制设计中的重要部分,在该方面可以采用高效率的电动机,在选择的过程中应该根据负荷的特性进行合理的选择,同时要采用合理的补偿方式来降低损耗提高功率因数,尽量避免电动机处于轻载或者是空载的运行状态中,进而造成大量的损耗。在需要对电动机进行调速的地方要尽量采用变频调速器,变频节能主要是通过变频实现节能,通过动态调整实现节能,通过变频自身的V/F功能来实现节能,可以通过变频自身带的软启动来实现节能以及通过功率因数的提高来实现节能。通过变频调速器的使用,可以实现电动机的节能,这在很大程度上就可以节省总的电能消耗量,对于整个建筑的节能有着非常重要的意义。 4.变压器的节能设计变压器的节能主要是要做到降低损耗,提高变压器的运行效率,从配电系统的运行考虑要选用节能降耗的变压器,节能降耗的变压器在空载和负载运行时所产生的损耗都比较少,而且运行的费用比较低,但是前期投入会需要较高的成本。由此可见想要实现变压器的节能,就需要找到变压器运行损耗和投资的经济性之间的最佳结合点,将变压器的有功功率损耗计算出来,结合实际情况最终使得变压器处于安全、稳定、经济高效的运行状态中。 5.暖通空调的节能设计在进行暖通空调的设计中,对风阀门、蒸汽阀门以及冷阀门等要机械能合理的设计,还应对电动调节阀的流量进行合理的控制。为了实现对暖通空调变流量、变风量以及水泵的合理控制,应设计出合理的启停方案,进而保证其在经济的状态中运行。据统计,通过对暖通空调和强电系统的合理设计,可以使得整个建筑的能耗降低一半左右。 三、结语 当前建筑能耗已经占到总能耗的百分之七十之高,而在当今能源局势紧张的形势下,必须要考虑到建筑的节能。建筑的电气能耗作为建筑物的主要能耗,因此在进行建筑物电气控制设计的时候,在保证基本使用功能和安全性的基础上,还应考虑到节能,在设计的过程中,应从多方面进行考虑,采用先进的技术策略,实现建筑物的节能目标,这也是可持续发展的必然要求。 作者:吴刚单位:华为技术有限公司 电气控制论文:采煤机的电气控制系统分析 调速系统主要包括交流变频调速系统,开关磁阻电机调速系统和电磁调速系统。交流变频调速系统由变频器控制交流牵引电机并供给电源,交流变频器为其所负载的电机及其自身提供保护功能。开关磁阻电机调速系统由控制器和开关磁阻电机组成。电磁调速系统则有计算机调速控制器和电磁调速电动机组成。产生故障时,主控计算机可现实相应警示信息与故障保护信息,并具备故障记忆功能,断电时能够保存故障信息,方便上电查询。 胶带输送机的电气控制系统 PLC作为控制核心,可以监视、监测和控制软件作为界面实现以下功能:井下给煤机,主斜井皮带机和地面生产系统间有连锁功能,遵守“逆煤流启车”、“顺煤流发车”的原则,在发生事故时不堆煤;具有单机、集控、检修、手动等工作方式;电控装置和调速型液力耦合器、变频器、液体粘性传动装置、CST、电软启动装置配合,控制胶带输送机的加减速,实现胶带输送机的启动与停车,且启动、停车和加减速应控制在0.3m/s2内,满足较低加速度启动与重载启动的要求,并保证多个电机功率的平衡;上位机监控:显示胶带传送的速度、煤流量、电流、堆煤、跑偏、打滑、温度、烟雾等信号,实现故障自动提示和报警;在上位机上显示分站信息,并以汉字进行提示和报警;组网:与整个矿井的监控系统进行联网,实现数据远距离传送和远程监视。 矿井提升机的电气控制系统 矿井提升机是矿山重要的设施,是井下设备与人员和外界相沟通的唯一通道,随着计算机技术和PLC技术的不断发展,通过先进的控制技术对传统的矿井提升系统进行改善,能够有效提高矿井提升机的自动化水平、可靠性与安全性。其原理为通过减速器将动力传递给卷筒,做到提升或下放容器,盘形制动器则有液压或电气控制制动,通过传感器和测速发电机等元件构成安全保护系统。采用计算机技术后,矿井提升机的安全保护系统变得更加完善,矿井提升机的电控装置以数字控制为核心,基于PLC控制系统实现对全过程和全方位的动态监控,通过数字位置指示和故障显示、打印、记录,与上位计算机进行在线即时通讯,对新型产品进行监控,并通过数字直流调速模块实现与大功率变流器的技术连接,实现全数字化控制,还可采用两台计算机,每台均设有独立的传感、测量装置及数据处理系统,互为备用,对提升进程进行直接、间接测量,并进行比较和矫正,实现对进程的自动控制,使安全性与可靠性大为提高。交变频提升机的特点主要包括:圆形磁场具有良好的调速性能,电压利用率高,转矩脉动小,输出转矩大,低频运转性能良好;多种故障保护和优先排序的故障诊断功能极大地提高了整机的灵活性;薄膜面板设计使操作更加灵活,功能更加齐全,使变频调速器的应用场合大大增加,且调速性能良好。 掘进机的电气控制系统 新型掘进机的电气控制系统基于PLC控制单元,实现对电气系统各单元启、停的集成控制及其他与生产过程有关的各种逻辑功能的控制。掘进机的电气控制系统如图1所示。掘进机的电气控制系统(由控制室、工控室、调制解调器组成)由电子保护器对电动机进行保护,由电流互感器实现对回路的监控,判断回路运行状态并将结果反馈至PLC主控单元。图一显示系统能够将运行时产生的故障反馈至中文界面,使工作人员及时了解相关情况,并快速做出反应排除系统故障。 结语 随着当前社会各行业对能源需求的增大和科学技术的进步,煤矿机械的电气控制系统将更加完善,在技术进步的同时,我们也应认识到,我国的电气自动化控制技术与国外先进水平还存在一定的差距,只有积极学习国外更加先进的技术并投入应用,才能促进煤矿生产的不断进步,保证国民经济的发展。 作者:冯红占单位:平顶山天安煤业股份有限公司十三矿 电气控制论文:论煤矿机械电气控制体系的设计 调速系统主要包括交流变频调速系统,开关磁阻电机调速系统和电磁调速系统。交流变频调速系统由变频器控制交流牵引电机并供给电源,交流变频器为其所负载的电机及其自身提供保护功能。开关磁阻电机调速系统由控制器和开关磁阻电机组成。电磁调速系统则有计算机调速控制器和电磁调速电动机组成。产生故障时,主控计算机可现实相应警示信息与故障保护信息,并具备故障记忆功能,断电时能够保存故障信息,方便上电查询。 胶带输送机的电气控制系统 PLC作为控制核心,可以监视、监测和控制软件作为界面实现以下功能:井下给煤机,主斜井皮带机和地面生产系统间有连锁功能,遵守“逆煤流启车”、“顺煤流发车”的原则,在发生事故时不堆煤;具有单机、集控、检修、手动等工作方式;电控装置和调速型液力耦合器、变频器、液体粘性传动装置、CST、电软启动装置配合,控制胶带输送机的加减速,实现胶带输送机的启动与停车,且启动、停车和加减速应控制在0.3m/s2内,满足较低加速度启动与重载启动的要求,并保证多个电机功率的平衡;上位机监控:显示胶带传送的速度、煤流量、电流、堆煤、跑偏、打滑、温度、烟雾等信号,实现故障自动提示和报警;在上位机上显示分站信息,并以汉字进行提示和报警;组网:与整个矿井的监控系统进行联网,实现数据远距离传送和远程监视。 矿井提升机的电气控制系统 矿井提升机是矿山重要的设施,是井下设备与人员和外界相沟通的唯一通道,随着计算机技术和PLC技术的不断发展,通过先进的控制技术对传统的矿井提升系统进行改善,能够有效提高矿井提升机的自动化水平、可靠性与安全性。其原理为通过减速器将动力传递给卷筒,做到提升或下放容器,盘形制动器则有液压或电气控制制动,通过传感器和测速发电机等元件构成安全保护系统。采用计算机技术后,矿井提升机的安全保护系统变得更加完善,矿井提升机的电控装置以数字控制为核心,基于PLC控制系统实现对全过程和全方位的动态监控,通过数字位置指示和故障显示、打印、记录,与上位计算机进行在线即时通讯,对新型产品进行监控,并通过数字直流调速模块实现与大功率变流器的技术连接,实现全数字化控制,还可采用两台计算机,每台均设有独立的传感、测量装置及数据处理系统,互为备用,对提升进程进行直接、间接测量,并进行比较和矫正,实现对进程的自动控制,使安全性与可靠性大为提高。交变频提升机的特点主要包括:圆形磁场具有良好的调速性能,电压利用率高,转矩脉动小,输出转矩大,低频运转性能良好;多种故障保护和优先排序的故障诊断功能极大地提高了整机的灵活性;薄膜面板设计使操作更加灵活,功能更加齐全,使变频调速器的应用场合大大增加,且调速性能良好。 掘进机的电气控制系统 新型掘进机的电气控制系统基于PLC控制单元,实现对电气系统各单元启、停的集成控制及其他与生产过程有关的各种逻辑功能的控制。掘进机的电气控制系统如图1所示。掘进机的电气控制系统(由控制室、工控室、调制解调器组成)由电子保护器对电动机进行保护,由电流互感器实现对回路的监控,判断回路运行状态并将结果反馈至PLC主控单元。图一显示系统能够将运行时产生的故障反馈至中文界面,使工作人员及时了解相关情况,并快速做出反应排除系统故障。 结语 随着当前社会各行业对能源需求的增大和科学技术的进步,煤矿机械的电气控制系统将更加完善,在技术进步的同时,我们也应认识到,我国的电气自动化控制技术与国外先进水平还存在一定的差距,只有积极学习国外更加先进的技术并投入应用,才能促进煤矿生产的不断进步,保证国民经济的发展。 作者:冯红占单位:平顶山天安煤业股份有限公司十三矿
1PLC技术概述 在当下科技水平高速提升的背景下,PLC技术迅猛发展,相关研究人员不断深入探索开发PLC技术,该技术的核心技术已充分融合了现代化先进的计算机技术和电子通讯信息技术,通常被应用于工业设施设备的控制系统方面,能够优化完善工业设施设备的智能化和自动化系统,从而提升其的工作运转效率,保证运行任务执行的精准性。PLC技术应用发展从汽车行业到现阶段的工业行业,经过不断的实践测试,不断的技术优化完善,现已以控制一体化作为技术发展方向,已在技术系统方面已趋于完整,并且现阶段情况下控制系统发展趋势主要以现场总线控制系统和集散控制系统。当下PLC技术的应用已普遍化,从其应用的实际情况来看,主要是应用于工业方面,尤其是在工业生产过程中的应用,运用现代化先进的计算机技术保障生产程序化设施设备系统的智能化运行,并且PLC技术的优势就在于适应性强、兼容性强,其能够在各式各样的复杂工作环境下正常运行。当下科技研究水平不断提升,对于PLC技术的探索开发从未停止,不断加强对于PLC技术的理论研究和应用实践,使得PLC技术能够不断优化完善,向更加全面开发的方向发展,进而促进自动化技术的成熟化。 2PLC技术在电气设备自动化控制中的应用 2.1控制闭环系统 工业行业中日常工业运转需要使用电气化设备,电气化设备的动力来源于电动机,在控制系统中应用自动化智能化技术进行控制,相应的必须同时对于现场控制箱的启闭、手动启闭和自动启闭等各类电机的启闭程序进行科学合理的自动化控制,从而满足程序运转的合理性需求。在此其中充分应用PLC技术运用自动化管理控制模式,从而实现工业各类各型设施设备电机的自动化智能化控制,大大减少传统使用人力控制模式所产生的弊端。PLC技术的自动化控制可以根据不同设备电机的运行实际需求情况,对于每个设备电机可进行单独控制,分开控制,保证各电机控制相互独立。当然PLC技术应用的电气设备自动化控制重点能够根据不同电动机的运行要求、控制要求,以及整体工作运转的实际需求,全部已编程设计的计算机技术设定相应的自动化程序,在运行过程中根据实际情况,自动化控制系统能够进行综合分析,做好合理化控制,执行有适合的方案,保证设备电机高效运行。正因如此,在电气设备的控制方面,PLC技术被充分利用,发挥自身科技技术优势,达到最优效益,合理高效控制闭环系统,从而提高电气设备控制系统的安全性和稳定器,进而不断优化完善电气设备自动化控制。 2.2控制系统程序化 在电气自动化系统的日常运行过程中,其系统运行时间越长,所消耗的资源也越多,两者呈正相关关系,所以电气化自动化系统的长时间运行导致所消耗资源量增加,从而导致增加相应的成本,影响整体经济效益。应用PLC技术,能够控制电气自动化系统运行程序,对其各项子程序运行优先次序进行梳理,综合分析,执行最优的运行顺序,在执行层面,PLC技术主要是通过对于各个木块的开关量和主开关进行有效控制。PLC技术水平不断提升,不断优化完善传统的继电器控制原件,应用PLC技术不但能够对电气自动化系统的灵敏性进行全面提升,更是能够保证系统的程序化。PLC技术在应用过程中,采用独立控制模式,根据实际需求情况及模块特点,分别独立控制电气化设备上的不同程序不同部分,这样能够合理平衡设备运行的能耗和工作效率,杜绝传统控制非程序化的情况,杜绝电气设备运行过程中高能耗低工作效率的情况发生。所以说,PLC技术通过控制电气自动化系统的程序化,能够合理有效地分配各工作任务指令,执行最优的工作顺序方案,减少非必要能源消耗,提高设备运行工作效率,提升设备的运行质量。 2.3控制开关量 开关量的控制在电气化设备运行中起到了至关重要的作用,其能够较大的影响电气自动化系统运行的实效性和稳定性。在传统的管理办法中,电气开关量的控制早已应用自动化控制技术,其通常是使用传统的电磁型继电器执行操作程序,但是该传统操作方案操作复杂,不能较好的把控其的可靠性和稳定性,从而导致电气设备自动化控制效率较低。所以对于继电器的探索研究,不断地更新继电器专业技术,进行反复性的试验和检测工作,高效合理利用该技术,从基础配件层面上优化完善了电气设备的开关量控制,其对于电气设备自动化控制效率的提升起到了至关重要的作用。所以应用PCL技术能够高效合理优化完善传统继电器控制系统,解决传统技术层面上存在的问题,科学合理的控制开关量,从而使全面系统形成自动化控制,并且对于系统的功能方面进行丰富化,进而有效提升系统自动化的控制效率。 3结束语 PLC技术水平的不断提升,并且已应用于各行各业,从而促进行业发展的科技化应用。在电气自动化控制系统科技技术的应用中,常常采用PLC技术融合现代化先进的计算机技术和通讯信息技术,从而优化完善电气自动化控制系统,进而高效提高各类工业电气设施设备的运转效率和控制效率。并且该技术现已成为电气自动化控制的核心技术,因此PLC技术不断突破更新进步,结合工业实际情况应用于日常的工作管理过程中,充分在实践应用中发挥PLC的技术优势,从而提高工作管理效率,PLC技术更是成为现代工业快速发展的助推剂,加速推进我国现代工业化发展。
机电技术论文: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核心,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。 机电技术论文:机电一体化技术的发展浅论 论文关键词:机电一体化;技术;现状;产品;制造技术;发展趋势 论文摘要:机电一体化是现代科学技术发展的必然结果,本文简述了机电一体化技术的基本概要和发展背景。综述了国内外机电一体化技术的现状,分析了机电一体化技术的发展趋势。 现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。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。 1 机电一体化概要 机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。 机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。 因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是,机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还能赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的眼神,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。 2 机电一体化的发展状况 机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。 20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。 我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,不取得了一定成果,但与日本等先进国家相比仍有相当差距。 3 机电一体化的发展趋势 3.1 智能化 智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。 3.2 模块化 模块化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、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突,近期很难制定国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。 3.3 网络化 20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。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。 3.4 微型化 微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小 、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。 3.5 绿色化 工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。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,报废后能回收利用。 3.6 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。表现之二是通信功能的大大加强,一般除RS232外,还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义。一层是,机电一体化产品的最终使用对象是人,如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理,研制各种机电一体花产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。 结语 综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许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。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。 机电技术论文:浅析服务区域经济培养高素质农业人才——湖南生物机电职业技术学院的办学实践 [论文摘要]文章从湖南生物机电职业技术学院组建职教集团、加强校校合作和校企合作、创新人才培养模式、实施农民扶贫培训工程、推行产学研推相结合和致力振兴农村经济等方面阐述了学院围绕服务区域经济来培养高素质农业人才的办学实践,提出“服务区域经济,培养高素质农业人才”是做大做强特色农业职业教育的必然要求。 [论文关键词】农业职业教育;区域经济;产学结合;高素质农业人才 进入21世纪以来,随着我国农村改革的不断深入,农业产业结构调整和农村经济的发展对农业职业教育提出了新的要求。湖南生物机电职业技术学院作为一所具有百年办学历史的农业职业技术学院,在长期的办学过程中,秉承“为时养器,器为时用”的办学宗旨,积极探索校企合作、工学结合的办学途径,创新农业职业教育办学模式,采取多种形式,主动为农业、农村和农民服务,逐步走上了健康发展的快车道。 一、牵头组建职教集团,探索农业职业教育办学新模式 2008年初,经省农业厅、教育厅批准,同意由湖南生物机电职业技术学院牵头组建“湖南现代农业职业教育集团”。历时半年,学院承担了大量筹建工作,起草了筹建方案、集团章程和系列校企合作协议等文字材料;为了建立战略合作伙伴关系,学院先后与湖南省十大农业产业龙头企业进行洽谈;并举办了“湖南省农业厅敬聘袁隆平院士为湖南生物机电职业技术学院名誉院长暨学院专业对接农业产业校企合作签约仪式”;举办了集团成立大会;组织召开了集团理事会第一次会议,以“资源共享、优势互补、互惠互利、共同发展”为集团宗旨,明确了集团初步运行机制;设立了集团理事会、常务理事会、秘书处和种植业、养殖业、加工业、农机业四个专业委员会等机构,理事长由湖南生物机电职业技术学院院长担任,秘书处设于湖南生物机电职业技术学院。 集团成立后,完成了两项非常重要的工作: 一是组织了湖南农技人才现状及农业职业院校办学困境调研。为全面了解和掌握湖南农技人才及农业职业院校办学现状,2008年10月,集团组织三个调研小组,分别对湖南省农业职业技术人才现状、人才培养等方面的问题进行了为期两个月的专题调研。通过调研,我们认为,湖南省农业职业教育虽然发展迅速,在推进新农村建设和现代农业发展中发挥着不可替代的作用,但现状却不容乐观。存在着整体功能发挥不充分,社会地位不高,招生困难,农业人才流失严重,发展条件相对落后等问题。必须进一步加强政府的主导作用,努力优化农业职业教育结构体系,提高人才培养质量。在形成《湖南农技人才现状及农业职业院校办学困境的调研报告》,并对调研数据进行认真分析的基础上,集团向省委、省政府、省人大、省政协有关领导、省教育厅、省农业厅有关领导及部分湖南“两会”代表递交了《建议免费培养高等农业职业技术人才的报告》。《报告》提出了三条建议:(1)实行免费培养高等农业职业技术人才政策,建议省政府借鉴教育部直属师范院校学生学费全免,中央将逐步对中等职业教育实行免费教育的政策,由省财政出钱,每年安排高等职业院校纯农业专业免费培养计划5000人。(2)加大对农业职业教育的扶持力度,对高职院校纯农专业实行单独招生,以改变湖南省农业职业院校农业类专业招生困难,办学规模小,与农业产业发展需求极不相适应的现状。建议省财政设立农业职业教育专项基金,用于加强农业职业院校的基础设施、实训基地和教师队伍建设,提高人才培养质量。(3)发挥政府统筹作用,整合农业职业教育资源,建议由省政府相关部门牵头,对全省农业职业教育情况进行一次全面调研,在此基础上,对农业职业教育资源进行科学合理的整合,充分发挥职业院校在农业技术人才培养、培训方面的主渠道作用,推动湖南省农业职业教育事业的持续、健康发展。 二是启动了农业国际化实用人才培养项目。2009年8月,学院与袁隆平农业高科技股份有限公司多次洽谈后,决定联合实施“农业国际化实用人才培养”项目。2009年9月,双方各派一名专职人员和若干兼职人员,正式成立“农业国际化实用人才培养”项目部,项目部设于湖南现代农业职业教育集团秘书处,由秘书处负责运作。该项目拟在3年内培养1000名农业领域人才,打造国家援外农业技术人员和高端农业国际化实用人才培养培训基地,为国家l4个援非中心及相关农业企业储备和输送高素质农业按术人才。目前,项目部已经完成了签订合作协议、管理制度制定、课程体系设置等系列工作。并从集团内部的湘西职业技术学院、永州职业技术学院、岳阳职业技术学院、怀化职业技术学院大三学生和相关企业员工中选拔学员,拟挑选30—40人进行培训。 二、加强校企合作,创新人才培养模式 (一)校企合作一体化 企业主动向学校投资和提供技术设备,在校园里建设生产性实训实习基地。2008年9月3日,都市花乡有限公司与湖南生物机电职业技术学院进一步合作,正式成立“都市花乡湖南生物机电职业技术学院生产性实训基地”,将花卉生产基地搬进学校。企业、教师、学生共同参与花卉生产。湖南生物机电职业技术院抓住契机,从园林技术、园艺技术两个专业着手,启动项目承包教学方案,教师带领学生生产水仙花1.5万盆。这一举措,不仅帮助都市花乡有限公司完成生产任务,及时把花卉产品投放春节市场,同时又锻炼了教师,提高了学生实际操作能力。2008年11月3—6日,由湖南生物机电职业技术学院帮助策划都市花乡有限公司承办的“中国一长沙花艺国际交流会”在长沙成功举办,来自日本、韩国、荷兰、台湾等十多个国家和地区的花艺大师出席了会议。在大会组织的插花大赛中,湖南生物机电职业技术学院园林技术、园艺技术专业学生向竹君、王鉴、朱娇荣获一、二、三等奖。2009年学院再次与深圳百通通讯设备有限公司达成初步协议,该公司拟投资400万元,在湖南生物机电职业技术学院建设生产实习工厂,作为校企合作培养人才的生产性实训实习基地。同时学院还把自办产业实体基本都剥离出来与专业系捆绑,建立系企一体化运行机制,每个专业系至少负责一个产业实体的经营管理,实现经济效益和教学效益双重目标。 (二)专业创造性地对接产业 各专业系与合作企业创造性地建立了一系列各具特色的校企合作人才培养模式。归纳起来主要有以下三种模式:一是“专业+产业+职业”的三业联动人才培养模式。在湖南生物机电职业技术学院开办的十几个订单培养班级的教学中,企业参与人才培养的全过程,融入了行业的新技术、新工艺、新材料和企业文化,学生前两年半在校内完成专业基础阶段学习,最后一个学期在校企合作企业顶岗实习,形成了“专业+产业+职业”的三业联动人才培养模式。二是“231”工学结合人才培养模式。植科系广泛开展校企合作,加大人才培养的力度,以“专业+公司(基地)+师生员工”的专业建设模式为平台,创立了“231”工学结合人才培养模式,特色突出。即以长沙小康园艺园林有限公司(基地)、产学研示范场和校外园艺企业为依托,将学生在校三年的学习全过程划分为三个时段,2个学期在校内进行专业基本素质培养,3个学期在系办公司、实训基地和学院示范场进行职业技能训练,1个学期在校外园艺企业进行顶岗实习。打破了常规的教学实训方法,采取“师傅带徒弟”、“项目经理带员工”的实训方法,使学生完全融人生产实践中去,提高了学生的实践动手能力,了解了企业的生产管理方式,为实现“零距离”上岗打下了坚实的基础。三是“5+3+2”任务驱动式的人才培养模式。动科系按照畜牧兽医工作任务领域,课程教学计划按模块安排,专业课程分专门技术和专业方向两大模块,其中专门技术叉分为种畜、营养、畜牧管理、动物疾病防治、兽药和畜牧环境与畜场规划六个小模块,专业方向分繁育、养殖、兽医、检疫、营销5个方向,创立了“5+3+2”任务驱动式的人才培养模式,即五天课堂教学,早中晚三个时间段在校内企业和生产性实训基地实训,周末两天集中进行生产性实践。目的在于培养具备“强技能、能管理、会服务、懂经营”的高素质技能型应用性畜牧兽医人才。 三、建设农民扶贫培训工程。帮助农民脱贫致富 根据国务院“关于进一步加强农村教育工作的决定”精神,2003年l0月,学院主动与省扶贫办等有关部门联系并签订了协议,从2004年开始,每年举办3期农民科技骨干培训班,每期培训学员150—200人,培训时间两个月,为全省每个贫困村培训2—3名有一定种养规模和经验的科技骨干。学院党委和行政非常重视农民培训班工作,成立了以院长为组长的农民科技培训工作领导小组,选派了教学经验和专业实践经验丰富,业务水平高、工作责任心强的教师担任教学任务,教师们经过广泛调查,周密制订了教学计划,并根据培训班的要求和农民学员的具体情况,精心组织编写了种植技术和养殖技术两套培训教材,共计80多万字。目前培训班已成功地举办了15期,培训学员3000余人。2006年以来,学院举办为贫困地区搭建科技平台,“养殖业”“食品加工”“种植业”科技兴村项目创业培训班10余期,培训学员600余人,举办草食动物品改员培训班14期,培训草食动物品改员1000人。学员们通过培训,将所学知识带回家乡,致富一家带动一方,发挥了科技带头人的作用。 四、产、学、研、推相结合.致力振兴农村经济 (一)积极推广科研成果 近几年来,湖南生物机电职业技术学院先后有10个科研项目和成果广泛应用于农业生产,进入直接服务农村经济的主战场。动科系欧阳叙向教授自2002年开始研究推广湘东黑山羊生产技术,该技术先后在浏阳、醴陵等四县推广,初步估算可创造经济效益2000余万元。植科系肖君泽教授主持的“外源DNA导入水稻育种研究”科研课题,成功地选育了高产优质水稻新品种“长晚籼1号”和高蛋白水稻新品种“长早籼9号”两个水稻新品种,两年来通过学院“长沙小康园林园艺有限公司”这个桥梁,在湖南省长沙、益阳、株洲、湘潭、岳阳等10多个县市推广,推广面积达150多万亩,为广大农民带来了极大实惠。 (二)送科技下乡,帮农民致富 为了贯彻落实湖南省“科教兴村富民工程计划”和“扶贫支教工程计划”,帮助农民脱贫增收,湖南生物机电职业技术学院先后派出30余名中青年骨干教师下乡扶贫支教。2001—2005年,作为技术依托单位,湖南生物机电职业技术学院对口支持长沙县黄兴镇新冲子村。学院派出了9位教师组成的专家智囊团,指导该村制订村级发展规划,举办种养技术培训班,培训农户科技骨干,指导调整该村产业结构,一年半时间,该村村民人均年收入增至4260元,比专家组进村前人均年增纯收入1500多元。2008年湖南生物机电职业技术学院应长沙市科技局和市委组织部要求,向望城县靖港渔业合作社派遣科技特派员董益生老师。两年来,董益生老师与渔业合作社农民打成一片,重点帮助渔业社解决了淡水鱼深加工问题,使该渔业合作社共获得了100多万元的收益增值。2001年以来,按省委、省政府的统一部署,湖南生物机电职业技术学院先后选派了13位青年骨干教师到湘西自治州9个市县的乡镇开展扶贫支教工作,深受当地村民欢迎。 (三)拓宽社会服务领域,提升服务能力 动物科技系承办学院的“兽医院”,兽医院老师为了解决附近地区农民家禽家畜诊治问题,每年出诊达1000余次。何德肆副教授有12年的兽医服务经历,成为远近闻名的兽医专家。他为湖南省数百家养殖专业户提供兽医技术服务,诊治疾病,近几年为这些养殖专业户挽回经济损失达数百万之巨。他还担任长沙伟嘉集团、湖南五指峰生化有限公司等企业的技术顾问,与合作企业研发新产品。湖南生物机电职业技术学院中德长沙现代食品技术研究所,早已成为德国BCS有机保证有限公司在中国唯一授权的有机农产品认证机构,根据欧盟、美国、日本的授权,可分别开展欧盟EU2092/91、美国NOP和日本FAS的有机认证。认证涉及的农产品众多,认证项目分布30多个省市(区),为推动中国农产品生产、加工和贸易的发展作出了贡献。 农业高职院校,主动走出校园、面向社会和市场开放办学,大力发展与推进校校合作和校企合作之路,依靠企业的支持和参与,为培养高素质技能型农业人才服务,为企业和地方区域经济服务,同时也是做大做强湖南生物机电职业技术学院特色农业职业教育的必然要求。 机电技术论文:机电一体化技术的发展浅论 论文关键词:机电一体化;技术;现状;产品;制造技术;发展趋势 论文摘要:机电一体化是现代科学技术发展的必然结果,本文简述了机电一体化技术的基本概要和发展背景。综述了国内外机电一体化技术的现状,分析了机电一体化技术的发展趋势。 现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。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。 1 机电一体化概要 机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。 机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。 因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是,机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还能赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的眼神,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。 2 机电一体化的发展状况 机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。 20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。 我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,不取得了一定成果,但与日本等先进国家相比仍有相当差距。 3 机电一体化的发展趋势 3.1 智能化 智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。 3.2 模块化 模块化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、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突,近期很难制定国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。 3.3 网络化 20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。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。 3.4 微型化 微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小 、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。 3.5 绿色化 工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。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,报废后能回收利用。 3.6 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。表现之二是通信功能的大大加强,一般除RS232外,还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义。一层是,机电一体化产品的最终使用对象是人,如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理,研制各种机电一体花产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。 结语 综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许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。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。 机电技术论文: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。 机电技术论文:浅析服务区域经济培养高素质农业人才——湖南生物机电职业技术学院的办学实践 [论文摘要]文章从湖南生物机电职业技术学院组建职教集团、加强校校合作和校企合作、创新人才培养模式、实施农民扶贫培训工程、推行产学研推相结合和致力振兴农村经济等方面阐述了学院围绕服务区域经济来培养高素质农业人才的办学实践,提出“服务区域经济,培养高素质农业人才”是做大做强特色农业职业教育的必然要求。 [论文关键词】农业职业教育;区域经济;产学结合;高素质农业人才 进入21世纪以来,随着我国农村改革的不断深入,农业产业结构调整和农村经济的发展对农业职业教育提出了新的要求。湖南生物机电职业技术学院作为一所具有百年办学历史的农业职业技术学院,在长期的办学过程中,秉承“为时养器,器为时用”的办学宗旨,积极探索校企合作、工学结合的办学途径,创新农业职业教育办学模式,采取多种形式,主动为农业、农村和农民服务,逐步走上了健康发展的快车道。 一、牵头组建职教集团,探索农业职业教育办学新模式 2008年初,经省农业厅、教育厅批准,同意由湖南生物机电职业技术学院牵头组建“湖南现代农业职业教育集团”。历时半年,学院承担了大量筹建工作,起草了筹建方案、集团章程和系列校企合作协议等文字材料;为了建立战略合作伙伴关系,学院先后与湖南省十大农业产业龙头企业进行洽谈;并举办了“湖南省农业厅敬聘袁隆平院士为湖南生物机电职业技术学院名誉院长暨学院专业对接农业产业校企合作签约仪式”;举办了集团成立大会;组织召开了集团理事会第一次会议,以“资源共享、优势互补、互惠互利、共同发展”为集团宗旨,明确了集团初步运行机制;设立了集团理事会、常务理事会、秘书处和种植业、养殖业、加工业、农机业四个专业委员会等机构,理事长由湖南生物机电职业技术学院院长担任,秘书处设于湖南生物机电职业技术学院。 集团成立后,完成了两项非常重要的工作: 一是组织了湖南农技人才现状及农业职业院校办学困境调研。为全面了解和掌握湖南农技人才及农业职业院校办学现状,2008年10月,集团组织三个调研小组,分别对湖南省农业职业技术人才现状、人才培养等方面的问题进行了为期两个月的专题调研。通过调研,我们认为,湖南省农业职业教育虽然发展迅速,在推进新农村建设和现代农业发展中发挥着不可替代的作用,但现状却不容乐观。存在着整体功能发挥不充分,社会地位不高,招生困难,农业人才流失严重,发展条件相对落后等问题。必须进一步加强政府的主导作用,努力优化农业职业教育结构体系,提高人才培养质量。在形成《湖南农技人才现状及农业职业院校办学困境的调研报告》,并对调研数据进行认真分析的基础上,集团向省委、省政府、省人大、省政协有关领导、省教育厅、省农业厅有关领导及部分湖南“两会”代表递交了《建议免费培养高等农业职业技术人才的报告》。《报告》提出了三条建议:(1)实行免费培养高等农业职业技术人才政策,建议省政府借鉴教育部直属师范院校学生学费全免,中央将逐步对中等职业教育实行免费教育的政策,由省财政出钱,每年安排高等职业院校纯农业专业免费培养计划5000人。(2)加大对农业职业教育的扶持力度,对高职院校纯农专业实行单独招生,以改变湖南省农业职业院校农业类专业招生困难,办学规模小,与农业产业发展需求极不相适应的现状。建议省财政设立农业职业教育专项基金,用于加强农业职业院校的基础设施、实训基地和教师队伍建设,提高人才培养质量。(3)发挥政府统筹作用,整合农业职业教育资源,建议由省政府相关部门牵头,对全省农业职业教育情况进行一次全面调研,在此基础上,对农业职业教育资源进行科学合理的整合,充分发挥职业院校在农业技术人才培养、培训方面的主渠道作用,推动湖南省农业职业教育事业的持续、健康发展。 二是启动了农业国际化实用人才培养项目。2009年8月,学院与袁隆平农业高科技股份有限公司多次洽谈后,决定联合实施“农业国际化实用人才培养”项目。2009年9月,双方各派一名专职人员和若干兼职人员,正式成立“农业国际化实用人才培养”项目部,项目部设于湖南现代农业职业教育集团秘书处,由秘书处负责运作。该项目拟在3年内培养1000名农业领域人才,打造国家援外农业技术人员和高端农业国际化实用人才培养培训基地,为国家l4个援非中心及相关农业企业储备和输送高素质农业按术人才。目前,项目部已经完成了签订合作协议、管理制度制定、课程体系设置等系列工作。并从集团内部的湘西职业技术学院、永州职业技术学院、岳阳职业技术学院、怀化职业技术学院大三学生和相关企业员工中选拔学员,拟挑选30—40人进行培训。 二、加强校企合作,创新人才培养模式 (一)校企合作一体化 企业主动向学校投资和提供技术设备,在校园里建设生产性实训实习基地。2008年9月3日,都市花乡有限公司与湖南生物机电职业技术学院进一步合作,正式成立“都市花乡湖南生物机电职业技术学院生产性实训基地”,将花卉生产基地搬进学校。企业、教师、学生共同参与花卉生产。湖南生物机电职业技术院抓住契机,从园林技术、园艺技术两个专业着手,启动项目承包教学方案,教师带领学生生产水仙花1.5万盆。这一举措,不仅帮助都市花乡有限公司完成生产任务,及时把花卉产品投放春节市场,同时又锻炼了教师,提高了学生实际操作能力。2008年11月3—6日,由湖南生物机电职业技术学院帮助策划都市花乡有限公司承办的“中国一长沙花艺国际交流会”在长沙成功举办,来自日本、韩国、荷兰、台湾等十多个国家和地区的花艺大师出席了会议。在大会组织的插花大赛中,湖南生物机电职业技术学院园林技术、园艺技术专业学生向竹君、王鉴、朱娇荣获一、二、三等奖。2009年学院再次与深圳百通通讯设备有限公司达成初步协议,该公司拟投资400万元,在湖南生物机电职业技术学院建设生产实习工厂,作为校企合作培养人才的生产性实训实习基地。同时学院还把自办产业实体基本都剥离出来与专业系捆绑,建立系企一体化运行机制,每个专业系至少负责一个产业实体的经营管理,实现经济效益和教学效益双重目标。 (二)专业创造性地对接产业 各专业系与合作企业创造性地建立了一系列各具特色的校企合作人才培养模式。归纳起来主要有以下三种模式:一是“专业+产业+职业”的三业联动人才培养模式。在湖南生物机电职业技术学院开办的十几个订单培养班级的教学中,企业参与人才培养的全过程,融入了行业的新技术、新工艺、新材料和企业文化,学生前两年半在校内完成专业基础阶段学习,最后一个学期在校企合作企业顶岗实习,形成了“专业+产业+职业”的三业联动人才培养模式。二是“231”工学结合人才培养模式。植科系广泛开展校企合作,加大人才培养的力度,以“专业+公司(基地)+师生员工”的专业建设模式为平台,创立了“231”工学结合人才培养模式,特色突出。即以长沙小康园艺园林有限公司(基地)、产学研示范场和校外园艺企业为依托,将学生在校三年的学习全过程划分为三个时段,2个学期在校内进行专业基本素质培养,3个学期在系办公司、实训基地和学院示范场进行职业技能训练,1个学期在校外园艺企业进行顶岗实习。打破了常规的教学实训方法,采取“师傅带徒弟”、“项目经理带员工”的实训方法,使学生完全融人生产实践中去,提高了学生的实践动手能力,了解了企业的生产管理方式,为实现“零距离”上岗打下了坚实的基础。三是“5+3+2”任务驱动式的人才培养模式。动科系按照畜牧兽医工作任务领域,课程教学计划按模块安排,专业课程分专门技术和专业方向两大模块,其中专门技术叉分为种畜、营养、畜牧管理、动物疾病防治、兽药和畜牧环境与畜场规划六个小模块,专业方向分繁育、养殖、兽医、检疫、营销5个方向,创立了“5+3+2”任务驱动式的人才培养模式,即五天课堂教学,早中晚三个时间段在校内企业和生产性实训基地实训,周末两天集中进行生产性实践。目的在于培养具备“强技能、能管理、会服务、懂经营”的高素质技能型应用性畜牧兽医人才。 三、建设农民扶贫培训工程。帮助农民脱贫致富 根据国务院“关于进一步加强农村教育工作的决定”精神,2003年l0月,学院主动与省扶贫办等有关部门联系并签订了协议,从2004年开始,每年举办3期农民科技骨干培训班,每期培训学员150—200人,培训时间两个月,为全省每个贫困村培训2—3名有一定种养规模和经验的科技骨干。学院党委和行政非常重视农民培训班工作,成立了以院长为组长的农民科技培训工作领导小组,选派了教学经验和专业实践经验丰富,业务水平高、工作责任心强的教师担任教学任务,教师们经过广泛调查,周密制订了教学计划,并根据培训班的要求和农民学员的具体情况,精心组织编写了种植技术和养殖技术两套培训教材,共计80多万字。目前培训班已成功地举办了15期,培训学员3000余人。2006年以来,学院举办为贫困地区搭建科技平台,“养殖业”“食品加工”“种植业”科技兴村项目创业培训班10余期,培训学员600余人,举办草食动物品改员培训班14期,培训草食动物品改员1000人。学员们通过培训,将所学知识带回家乡,致富一家带动一方,发挥了科技带头人的作用。 四、产、学、研、推相结合.致力振兴农村经济 (一)积极推广科研成果 近几年来,湖南生物机电职业技术学院先后有10个科研项目和成果广泛应用于农业生产,进入直接服务农村经济的主战场。动科系欧阳叙向教授自2002年开始研究推广湘东黑山羊生产技术,该技术先后在浏阳、醴陵等四县推广,初步估算可创造经济效益2000余万元。植科系肖君泽教授主持的“外源DNA导入水稻育种研究”科研课题,成功地选育了高产优质水稻新品种“长晚籼1号”和高蛋白水稻新品种“长早籼9号”两个水稻新品种,两年来通过学院“长沙小康园林园艺有限公司”这个桥梁,在湖南省长沙、益阳、株洲、湘潭、岳阳等10多个县市推广,推广面积达150多万亩,为广大农民带来了极大实惠。 (二)送科技下乡,帮农民致富 为了贯彻落实湖南省“科教兴村富民工程计划”和“扶贫支教工程计划”,帮助农民脱贫增收,湖南生物机电职业技术学院先后派出30余名中青年骨干教师下乡扶贫支教。2001—2005年,作为技术依托单位,湖南生物机电职业技术学院对口支持长沙县黄兴镇新冲子村。学院派出了9位教师组成的专家智囊团,指导该村制订村级发展规划,举办种养技术培训班,培训农户科技骨干,指导调整该村产业结构,一年半时间,该村村民人均年收入增至4260元,比专家组进村前人均年增纯收入1500多元。2008年湖南生物机电职业技术学院应长沙市科技局和市委组织部要求,向望城县靖港渔业合作社派遣科技特派员董益生老师。两年来,董益生老师与渔业合作社农民打成一片,重点帮助渔业社解决了淡水鱼深加工问题,使该渔业合作社共获得了100多万元的收益增值。2001年以来,按省委、省政府的统一部署,湖南生物机电职业技术学院先后选派了13位青年骨干教师到湘西自治州9个市县的乡镇开展扶贫支教工作,深受当地村民欢迎。 (三)拓宽社会服务领域,提升服务能力 动物科技系承办学院的“兽医院”,兽医院老师为了解决附近地区农民家禽家畜诊治问题,每年出诊达1000余次。何德肆副教授有12年的兽医服务经历,成为远近闻名的兽医专家。他为湖南省数百家养殖专业户提供兽医技术服务,诊治疾病,近几年为这些养殖专业户挽回经济损失达数百万之巨。他还担任长沙伟嘉集团、湖南五指峰生化有限公司等企业的技术顾问,与合作企业研发新产品。湖南生物机电职业技术学院中德长沙现代食品技术研究所,早已成为德国BCS有机保证有限公司在中国唯一授权的有机农产品认证机构,根据欧盟、美国、日本的授权,可分别开展欧盟EU2092/91、美国NOP和日本FAS的有机认证。认证涉及的农产品众多,认证项目分布30多个省市(区),为推动中国农产品生产、加工和贸易的发展作出了贡献。 农业高职院校,主动走出校园、面向社会和市场开放办学,大力发展与推进校校合作和校企合作之路,依靠企业的支持和参与,为培养高素质技能型农业人才服务,为企业和地方区域经济服务,同时也是做大做强湖南生物机电职业技术学院特色农业职业教育的必然要求。 机电技术论文: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核心,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,以数控技术为核心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。中国论文联盟 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。中国论文联盟 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 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。 机电技术论文:机电一体化技术现状和发展趋势 摘 要:机电一体化是现代科学技术发展的必然结果。此简述机电一体化技术的基本情况和发展背景,综述国内外机电一体化技术的现状,分析机电一体化技术的发展趋势。 关键词:机电一体化 技术 现状 发展趋 现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,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、产品结构、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”迈入以“机电一体化”为特征的发展阶段。 1 机电一体化概述 机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。 机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术,根据系统功能目标要求,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体系。但是,发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还被赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说,机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的延伸,智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。 2 机电一体化的发展状况 机电一体化的发展大体可以分为三个阶段:(1)20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时,研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。(2)20世纪70—80年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是:mechatronics一词首先在日本被普遍接受,大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认;机电一体化技术和产品得到了极大发展;各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。(3)20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面,对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的 学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,使机电一体化进一步建立了坚实的基础,并且逐渐形成完整的学科体系。 我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组,并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,取得了一定成果。但与日本等先进国家相比,仍有相当差距。 3 机电一体化的发展趋势 机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面: 3.1 智能化 智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能,则是完全可能而且必要的。 3.2 模块化 模块化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、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置等。有了这些标准单元就可迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。为了达到以上目的,还需要制定各项标准,以便于各部件、单元的匹配。由于利益冲突,近期很难制定出国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业,还是对生产机电一体化产品的企业,模块化将给机电一体化企业带来美好的前程。 3.3 网络化 20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育等日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到、质量可靠,很快就会畅销全球。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的应用使家用电器网络化已成大势,利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliance system,cias),能使人们呆在家里就可分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。 3.4 微型化 微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(mems),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小,耗能少,运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。 3.5 环保化 工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其 设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前景。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,报废后能回收利用。 3.6 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。表现之二是通信功能的大大加强。一般除rs232外,还有rs485等智能化通信接口。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义:一层是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性等等,显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化;另一层是模仿生物机理,研制出各种机电一体化产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发而研制出来的。 综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许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和产物。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的发展前景也将越来越光明。 机电技术论文:浅谈机电一体化中的接口技术 摘要:接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要。文章以机电一体化控制系统(微电子系统)为例,将接口分为人机接口与机电接口两大类进行探讨。 关键词:机电一体化;接口技术;人机接口;机电接口 机电一体化系统可分为机械和微电子系统两大部分,各部分连接须具备一定条件,这个联系条件通常称为接口。各分系统又由各要素(子系统)组成。本文以机电一体化控制系统(微电子系统)为例,将接口分为人机与机电接口两大类。 一、机电接口 由于机械系统与微电子系统在性质上有很大差别,两者间的联系须通过机电接口进行调整、匹配、缓冲,因此机电接口起着非常重要的作用: (1)行电平转换和功率放大。一般微机的i/o芯片都是ttl电平,而控制设备则不一定,因此必须进行电平转换;另外,在大负载时还需要进行功率放大; (2)抗干扰隔离。为防止干扰信号的串入,可以使用光电耦合器、脉冲变压器或继电器等把微机系统和控制设备在电器上加以隔离; (3)进行a/d或d/a转换。当被控对象的检测和控制信号为模拟量时,必须在微机系统和被控对象之间设置a/d和d/a转换电路,以保证微机所处理的数字量与被控的模拟量之间的匹配。 1、模拟信号输入接口。在机电一体化系统中,反映被控对象运行状态信号是传感器或变送器的输出信号,通常这些输出信号是模拟电压或电流信号(如位置检测用的差动变压器、温度检测用的热偶电阻、温敏电阻、转速检测用的测速发电机等)计算机要对被控对象进行控制,必须获得反映系统运行的状态信号,而计算机只能接受数字信号,要达到获取信息的目的,就应将模拟电信号转换为数字信号的接口——模拟信号输入接口。 2、模拟信号输出接口。在机电一体化系统中,控制生产过程执行器的信号通常是模拟电压或电流信号,如交流电动机变频调速、直流电动机调速器、滑差电动机调速器等。而计算机只能输出数字信号,并通过运算产生控制信号,达到控制生产过程的目的,应有将数字信号转换成模拟电信号的接口——模拟信号输出接口。任务是把计算机输出的数字信号转换为模拟电压或电流信号,以便驱动相应的执行器,达到控制对象的目的。模拟信号输出接口一般由控制接口、数字模拟信号转换器、多路模拟开关和功率放大器几部分构成。 3、开关信号通道接口。机电一体化系统的控制系统中,需要经常处理一类最基本的输入/输出信号,即数字量(开关量)信号包括:开关的闭合与断开;指示灯的亮与灭;继电器或接触器的吸合与释放;电动机的启动与停止;阀门的打开与关闭等。这些信号的共同特征是以二进制的逻辑“1”和“0”出现的。在机电一体化控制系统中,对应二进制数码的每一位都可以代表生产过程中的一个状态,此状态作为控制依据。 (1)输入通道接口。开关信号输入通道接口的任务是将来自控制过程的开关信号、逻辑电平信号以及一些系统设置开关信号传送给计算机。这些信号实质是一种电平各异的数字信号,所以开关信号输入通道又称为数字输入通道(di)。由于开关信号只有两种逻辑状态“on”和“off”或数字信号“1”和“0”,但是其电平一般与计算机的数字电平不相同,与计算机连接的接口只需考虑逻辑电平的变换以及过程噪声隔离等设计问题,它主要由输入缓冲器、电平隔离与转换电路和地址译码电路等组成。 (2)输出通道接口。开关信号输出通道的作用是将计算机通过逻辑运算处理后的开关信号传递给开关执行器(如继电器或报警指示器)。它实质是逻辑数字的输出通道,又称为数字输出通道(do)。do通道接口设计主要考虑的是内部与外部公共地隔离和驱动开关执行器的功率。开关量输出通道接口主要由输出锁存器、驱动器和输出口地址译码电路等组成。 二、人机接口 人机接口是操作者与机电系统(主要是控制微机)之间进行信息交换的接口。按照信息的传递方向,可以分为输入与输出接口两大类。机电系统通过输出接口向操作者显示系统的各种状态、运行参数及结果等信息;另一方面,操作者通过输入接口向机电系统输入各种控制命令,干预系统的运行状态,以实现所要求的功能。 1、输入接口。 (1)拨盘输入接口。拨盘是机电一体化系统中常见的一种输入设备,若系统需要输入少量的参数,如修正系数、控制目标等,采用拨盘较为方便,这种方式具有保持性。拨盘的种类很多,作为人机接口使用最方便的是十进制输入、bcd码输出的bcd码拨盘。bcd码拨盘可直接与控制微机的并行口或扩展口相连,以bcd码形式输入信息。 (2)键盘输入接口。键盘是一组按键集合,向计算机提供被按键的代码。常用的键盘有: 1)编码键盘,自动提供被按键的编码(如ascii码或二进制码); 2)非编码键盘,仅仅简单地提供按键的通或断(“0”或“1”电位),而按键的扫描和识别,则由设计的键盘程序来实现。前者使用方便,但结构复杂,成本高;后者电路简单,便于设计。 2、输出接口。在机电一体化系统中,发光二极管显示器(led)是典型的输出设备,由于led显示器结构简单、体积小、可靠性高、寿命长、价格便宜,因此使用广泛。常用的led显示器有7段发光二极管和点阵式led显示器。7段led显示器原理很简单,是同名管脚上所加电平高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同字形的。点阵式led显示器一般用来显示复杂符号、字母及表格等,在大屏幕显示及智能化仪器中有广泛应用。 结语: 接口技术是研究机电一体化系统中的接口问题,使系统中信息和能量的传递和转换更加顺畅,使系统各部分有机地结合在一起,形成完整的系统。接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要;同时接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展。从某种意义上讲,机电一体化系统的设计,就是根据功能要求选择了各部分后所进行的接口设计。接口的好与坏直接影响到机电一体化系统的控制性能,以及系统运行的稳定性和可靠性,因此接口技术是机电一体化系统的关键环节。
煤矿开采技术论文:浅谈煤矿绿色开采技术 摘 要:深入分析了我国煤炭开采的现存问题,总结阐述了绿色开采的技术体系构成,调查研究了相关保障技术的研究现状和发展趋势,论证了以关键层理论为基础绿色开采是煤炭工业可持续发展的必然趋势。 关键词:绿色开采;关键层理论;保水开采;充填开采;煤炭气化 2009年12月7~18日,世界各国领导人齐聚丹麦首都哥本哈根,协商如何共同遏制全球变暖,如何保护我们赖以生存的空气、水、土地和食物。然而会议没有达成全球亟需的气候保护协议,以不具法律约束力的《哥本哈根协议》草草收场,加剧了人们对全球气候恶化的担忧。如何应对全球气候变化,是每一个国家、每一个行业都有责任、有义务深入研究和思考的问题。 中国作为世界上主要的发展中国家,近些年在温室气体减排方面做了很多卓有成效的工作,全国各行业积极倡导和实施可持续发展、和谐发展观及循环经济等技术理念。正是在这个过程中,2003年钱鸣高院士提出了“绿色开采”的理念[1-2],为煤炭行业的发展指明了方向。 1.我国煤矿开采存在的问题 我国“富煤、贫油、少气”的能源赋存状况决定了能源消费必须以煤为主,一次能源消费中有70%~75%来源于煤炭,煤炭行业的健康发展关系到国民经济可持续发展的全局。多年煤炭开采带来一系列环境和安全问题,屡屡为人诟病。 1.1 安全问题 2009年12月21日,黑龙江龙煤集团鹤岗分公司新兴煤矿发生特别重大瓦斯爆炸事故,再次引发公众对煤矿安全,特别是群死群伤公众事件的关注和深层思考。煤矿事故频发的原因何在,如何从根本上杜绝大型和特大型伤亡事故,不断拷问着各级监管、经营和科研服务单位。我国煤炭安全事故频发有着诸如井工开采量大、小煤矿安全装备和生产工艺落后、行业多年安全欠账严重、科技投入不足以及技术与管理人才流失严重等客观原因。从2006年起,国家加大对煤矿安全投入和治理,煤矿安全的总体形势是好转的,在产量增加的同时,死亡人数逐年下降,多年来煤炭产量以近2亿t/a的速度递增,而百万吨死亡率逐步下降。如何推动煤炭安全形势的进一步好转,实现以人为本与本质安全型的和谐矿区,是煤炭行业亟待解决的问题。 1.2 环境问题 主要包括由于地下采掘引起的地面塌陷、水土流失、沙漠化、采煤废水排放以及煤矸石露天堆放污染等。 我国煤炭开采主要采用冒落法管理采空区顶板,造成地面沉降和陷落,因而引发村镇、铁路、桥梁和地面管线设施破坏。大量的农田因塌陷、盐渍化和水土流失无法耕种。矿井开采过程中的大气降水、地表水、地下水及生产用水涌入井下而成为矿井水,目前矿山的年排水量约为22亿m3。以山西省为例[1],采煤破坏地下水达4.2亿m3/a,导致井水水位下降或干涸共计3 218个,影响水利工程433处、水库40座及输水管道793.89 km,造成1 678个村庄,81.271 5万人以及10.824 1万头牲畜饮水困难。《山西省煤炭开采对水资源的破坏影响及评价》显示,该省因采煤漏水和矿井水排放等造成的经济损失累计达300多亿元。 我国现有煤矸石山1 500余座,历年堆积量达30亿t,占地超过5 000 hm2,在大气降水淋溶时还会进一步污染周围水体、农田和地下水。目前有自燃现象的矸石山约140多座,自燃过程中产生大量的硫化物等有毒有害气体,成为大气污染源。 矿井瓦斯主要是矿井中由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。它既是煤矿重大安全事故的祸根,又是一种严重的温室效应气体。研究显示,甲烷造成的温室效应在全球气候变暖中所占份额为15%,仅次于二氧化碳。等量甲烷造成的温室效应是二氧化碳的21倍。据初步估计[2],我国2 000 m以浅范围内具有30~35万亿m3煤层气资源,居世界前列。但由于我国煤层透气性差,难以在开采前抽出。建国以来,我国煤矿发生煤与瓦斯突出事故1 500余次,2001年由于瓦斯事故的死亡人数占煤矿总死亡人数的40%。煤V每年排放瓦斯70~190亿m3。 2.绿色开采理论体系与总体框架 绿色开采理念是在科学采矿三原则(安全、环保和经济)的指导下提出的,强调在现有采煤理论、方法和技术的基础上,发展与创新采矿科学技术,从广义资源的角度上认识和对待煤、瓦斯和水等一切可以利用的各种资源。其基本出发点是防止或尽可能减轻开采煤炭对环境和其他资源的不良影响,以期取得最佳的经济效益和社会效益[1]。 煤矿开采引发的环境与安全问题无不源于采矿活动造成的岩层运动,进而引起周围岩体的应力场、节理裂隙场和瓦斯运移场等相关物理场的变化,因此,研究绿色开采技术必须以科学先进的岩层控制理论为基础,钱鸣高、缪协兴及许家林等人提出的关键层理论[3-5]为科学采矿的实施提供了理论基础。 在科学采矿的总体框架体系内,主要包括保水开采、煤与瓦斯共采、充填与条带开采和离层注浆减沉、煤巷支护和部分矸石井下处理以及煤炭地下气化等五大技术方向。 3.主要技术现状 近40年来,我国共发生矿井突水事故2 000余次,直接经济损失高达40多亿元。据统计,我国国有煤矿中半数具有突水危险性,且突水危险越来越严重。同时,山西、陕西和内蒙古等缺水地区也急需解决煤炭保水开采的问题。关键层理论认为[1],煤炭采出后,随着关键层的破断,在该区域内地下水将形成下降漏斗。地下水位能否恢复,取决于随着工作面的推进,上覆岩层中是否含有软弱岩层(事实上它是研究地下水渗漏的“关键层”),及其能否经重新压实导致裂隙闭合而形成隔水带。这说明从技术上把握了关键层的破断规律,可以有条件开采受水患威胁的优质煤炭资源。 煤与瓦斯共采技术充分利用了煤炭开采中上覆岩层的矿压活动,着重对卸压煤层的抽采时机把握和抽采工艺优化。在这项技术上,以袁亮院士为代表的课题组,创造性地解决了我国淮南矿区低透气性煤层群开采的关键问题。该技术将高瓦斯、高地压和低透气性煤层群的技术难题统一考虑,以沿空留巷的方式一体化解决高瓦斯、高地温、高地压、井巷失稳、瓦斯突出和冲击地压等开采技术难题,通过通风降温和简化采掘接替,实现连续开采,并为高效抽采瓦斯和治理煤层群瓦斯提供最佳的工作空间,提出基于快速留巷Y形通风抽采卸压瓦斯的煤气共采技术路线。这项技术在排除低透气性难抽瓦斯安全隐患的同时,改善了作业环境,扭转了采掘衔接紧张的不利局面,较好地贯彻了安全、经济和环保的科学采矿三原则。 4.结语 煤矿绿色开采是我国煤矿发展的必然方向,是和谐矿区建设的重要指导,有着以关键层理论为基础的实施依据,框架体系内主要技术的发展将为我国煤炭开采中实现安全高效、经济环保提供重要保障,达到煤炭行业“低开采、高利用、低排放”的可持续发展目标。 煤矿开采技术论文:谈煤矿开采技术的发展及存在的问题 摘 要:21世纪以来,我国信息技术及科技发展取得了前所未有的成绩。伴随着经济水平的提升,人们的资源环保意识也逐渐的加强。煤矿开采,一直都是我国国民经济的一项重要组成部分,其为社会的进步及满足人们的日常能源使用方面发挥出了不可替代的作用。但是在煤矿开采技术的发展过程中,也出现了一些让人担忧的问题,亟待人们研究解决。因此,该文从煤矿开采技术的发展趋势方面入手,对煤矿开采技术发展中遇到的问题进行了分析,针对如何创新解决这些问题,给出了一定的建议对策,以期与大家共同交流。 关键词:煤矿开采技术 发展 问题 煤炭是我国重要的基础性能源及原料。煤炭工业也是国民经济的重要命脉及重要的能源安全基础产业。因此,关于煤矿开采技术发展,也必然得到了人们密切的关注。就目前来看,我国在煤矿开采的综合技术及效率方面,依然比较落后,开采技术及管理模式也相对陈旧,所以已经无法满足当下时展的需求[1]。如何对煤炭开采技术发展过程中存在的问题,进行科学的探讨及创新的解决,确保我国煤炭开采技术的价值和效率真正得以发挥,成了当前煤矿开采工作所面临的重要研究课题。 1 煤矿开采技术的发展趋势 21世纪以来,人类社会的发展对资源及环境问题的重视程度越来越高,国际相关组织也制定和颁布了一系列的提议和规定,可见,资源环境问题已经成了当前人类社会发展所共同面临的重大性问题[2]。而煤炭资源的开发过程,在一定程度上也存在著对自然环境的污染和破坏,且影响巨大,这一点在我国煤矿开采技术的发展过程中,表现得尤为明显。众所周知,煤炭是我国主要使用的一次性结构能源,在使用燃烧过程中,会大量释放一氧化碳和二氧化碳等有害气体,导致对大气的污染及温室效应的发生;同时,由于开采技术条件及思维较为传统及落后,在煤矿开采过程中,也会对水资源及土地资源等造成一定的污染及破坏,给人类生存带来了一定的安全隐患,也严重制约了煤矿企业的长远发展。而新时期,随着人们环保意识的加强,也为煤矿开采技术的发展指明了目标和方向,那就是:创新及改善原有传统落后的开采方式,由粗放型向节约型开采转变、由破坏浪费向节约环保方向转变、由盲目施工向安全管理方向转变,只有真正的从安全环保的方向考虑,积极引进先进的开采技术,才能真正减少对环境的破坏,并提高煤炭资源的开采效率,为我国煤矿企业的可持续发展做出重要贡献。 2 煤矿开采技术中遇到的问题 2.1 水资源破坏严重 由于煤矿一般与水资源共处于一个整体的地质体中,本在自然环境中各自发挥独立的作用及变化规律[3]。但是,在煤矿开采过程中,难免会触及到地下浅、中层的水资源原有的生态平衡系统,造成以矿井为中心的漏斗式降落,加大了地下水流的速度,使水位明显下降,含水层被改成了透水层,导致地层以上的裂隙水资源也受到了严重的破坏。我国淡水资源本来就相对紧张,传统煤矿开采技术下,对水资源循环系统造成的污染及破坏是不可修复的,长此以往,必然导致我国淡水资源供应系统出现严重的问题,对人类的生存及长远发展造成严重威胁。 2.2 地表及土地资源被破坏严重 目前,我国有95%以上的煤炭产量是来自于传统的井工开采,且国有重点煤矿的开采方法基本都是以长壁式开采及全部垮落顶板方式管理,这种开采方式对于地表植被的破坏范围极大,且能够引起地表塌陷的深度和面积一般都能达到煤层开采厚度的0.7倍及1.2倍左右[4]。地表的塌陷,会造成水土流失及土地荒漠化的加速发展,严重的还会诱发山体崩塌、滑坡以及泥石流等自然灾害,对生态植被及土地资源的破坏难以恢复;同时,采空区对地表上的建筑物影响也较大。由于地下被采空,造成地下岩层及土层发生崩塌及流动,严重影响了建筑物地基的稳定,造成地基沉降和受力发生改变,影响建筑物的安全使用及寿命,加大了人类生存的威胁。 2.3 没有完善的瓦斯处理系统 煤矿开采的前提和重点是安全开采。这不仅是因为安全与生产和企业经济效益之间有着密不可分的关系,更是由于人权保障及传统开采技术利用的必然要求[4]。然而,受限于传统煤矿开采技术的落后,导致部分煤矿开采企业只顾盲目追求企业经济效益,没有将安全生产的相关系统工作落实到位,不仅对工人的生命安全造成了严重的威胁,也使企业经济效益及长远发展受到了严重的阻碍。例如,在煤矿开采过程中,瓦斯处理系统是绝对不能被忽略的重要技术。但是,瓦斯处理系统的使用会对大气臭氧层及环境造成极大的污染,加剧温室效应的发展。同时,瓦斯属于易燃物,如果处理不慎或安全防护措施不到位,极有可能造成重大事故或灾害。 3 针对性解决措施 3.1 优化开采技术 为了更好地避免对地表植被及地下水资源循环系统造成不可修复的破坏,我们必须积极思考优化开采技术。例如,运用先进的数值模拟计算机相关类似材料模拟等手段,深入研究分析所需要开采地的上覆岩层及地表运动沉陷的特定规律,探究能够满足当前地表、地上建筑物以及地下水资源保护等方面需求的优化参数及开采系统[5]。对于模拟所示的沉降控制理论以及涉及的关键控制技术进行发展,包括充分利用地表开采废料将垮落造成的采空区进行全面充填的系统等;研究并创新应用各种组合填充技术,同时对开采地的房屋建筑进行加固改造或重建,开发真正适合村庄保护的新型煤矿开采技术;对近水体的开采工艺参数、设备及设计进行全面的研究优化,发展与城市建设及生态环境发展和谐统一的煤矿开采沉降控制技术;优化村庄土地下压煤、矿井水资源优化以及土地复垦等关键技术。切实为提高我国煤矿开采技术的发展及人与自然的和谐发展做出贡献。 3.2 完善瓦斯处理系统 瓦斯处理系统的建设,是涉及安全开采的关键。因此,为了减少或避免瓦斯系统建设不完善可能给煤矿开采工作及企业经济效益带来的影响,在实际进行煤矿开采工作时,务必要完善好相关瓦斯处理系统。例如,当前我国煤炭开采企业运用比较多的技术就是瓦斯抽放技术,但实际上的作用多数未达到预期的效果。经过长期的分析研究,发现瓦斯抽放技术之所以没有得到预期效果,并不是技术本身不合理,而是具体开采工作中,对于抽放瓦斯的设置、工艺及相关技术系统没有完善,进而严重影响了瓦斯抽放技术作用的发挥。研究发现,对于需要高密度使用瓦斯的开采,最好利用大孔径、长距离的抽放技术,并按照瓦斯运动情况及规律进行规范抽放操作,将高纯度地下瓦斯及时进行抽放处理,有效降低瓦斯可能引起的安全及污染问题,确保我国煤矿开采安全顺利的进行。 4 结语 综上所述,经济的快速发展,必然增加对煤炭资源开采及使用的需求。而环保及工程安全问题却依然是制约当前我国煤矿开采技术的关键所在,为此,新时期的煤矿开采工作,必须加快引入高科技技术手段,坚持从实际出发,走可持续发展的路线,积极创新工作思维,完善现有的工作实践方法,为实现环保煤矿开采提出更多新颖高效的解决意见及办法,切实为我国煤矿开采技术的发展及我国煤炭资源的利用做出努力,为我国其他行业的发展提供重要保障,同时也为促进我国社会主义和谐社会的建设做出贡献。 煤矿开采技术论文:煤矿开采的巷道布置与采煤工艺技术 [摘 要]煤矿开采注重的是开采效率,成本和安全性,在开采过程中应根据所采煤矿的特性来选择合理的巷道布置形式。文章结合生产实际,以一些具有代表性矿区的煤矿开采巷道布置形式,谈谈煤矿开采巷道布置的方法和采煤工艺技术。 [关键词]煤矿开采;巷道布置;采煤工艺 1 引言 我国产煤量世界第一,而采煤技术水平却参差不齐。采煤技术说白了就是采、掘、运、支的技术,但煤系形成过程中,由于地壳运动、河流冲刷等等地质原因,造成各个煤区赋存条件差异巨大,开采环境也是各不相同,如何在不同的开采环境下,采取合理的巷道布置、支护形式以及相关技术措施来提高煤炭资源回收率,提高采煤效率,降低采煤工人劳动强度,确保采煤过程中的安全性,是采煤技术的目的和意义所在。 2 不同煤系的巷道布置形式 2.1 近距离煤层 近距离煤层是指上下相邻煤层间隔距离小,当上层开采时,下部煤层顶板收到上层开采的影响,上部煤层开采后遗留煤柱也会在底板形成压力,使上部煤层极容易产生顶板冒落,因此其巷道布置形式必须具有一定的针对性。首先,如果采用重叠式布置,即在下部煤区与上部煤区之间的回采巷道在平面上重叠布置,上下煤层工作面的长度相等,这样可以使上下层之间不留煤柱,减少了煤的损失,但是这样做的缺点也非常突出,一是下层回采巷道的施工难度很大,二是下层安全性较差,反观内错式布置,下层回采巷道布置在上层工作面内侧,区段之间形成正梯形的煤柱,虽然煤柱损失了一定的煤,但是下部煤区开采效率会增加很多。综上所述,应该采取的最佳方法是,在上部煤层应用单孔送巷,采用沿空留巷的布置形式,然后在进行巷道开挖,到达开切眼位置后,应挖掘形成与下部煤层开切眼位置相通巷道,以下部煤层开切眼作为边界来输送煤矿。其次是巷道的断面设计,应满足专用空间小,震动小等特点,可采用机轨合一的形式,采用金属可缩型支架进行支护。这种布置形式也叫做回采巷道布置形式,它的特点是可以在两个开采面同时进行回采,缓解采煤工作面紧张的情况,增加了回采速度从而提高了采煤效率。 2.2 多煤层 多煤层相邻两层类似于近距离煤层,但也有它的特点,多煤层开采巷道布置要考虑的因素概括起来约 3 个方面,一是下部任意一层开采时岩层移动对上部煤层巷道稳定性影响大小,二是所采煤层前支撑压力的影响,三是支撑压力沿底板的传递方式和方向。现假定煤层为三层,分别设置三条上山,两条岩石上山和一条煤层上山,上山巷道应用煤柱保护,以下图1为例进行煤柱留设。第一层上下区段巷道进行加强支护,第二煤层位于中部,对下部形成的压力较大,煤柱宽度应加以控制,宽度可设置为 20米以下,一则减少煤损失,二则满足巷道维护和生产空间要求,第三层采取如前文所述的内错式布置,错距控制在 7.5 米以上,控制好巷道围岩的变形,但缺点是煤柱宽度较大,造成煤炭的损失。 2.3 高瓦斯煤层巷道布置 高瓦斯煤矿因瓦斯涌出量大,必须建立瓦斯抽放系统,随时进行瓦斯抽放。在巷道布置过程中,应对瓦斯量大的煤层设置解放层,可选择瓦斯含量相对较低的煤层作为解放层,先开采好解放层设置好瓦斯抽放巷,解放层为了适应瓦斯的抽放必须有良好的通风效果,可采用一进二回的通风方式,并增加进风巷兼做为带式输送机巷,另外 2 条巷道为轨道运料巷和专用回风尾巷,两条巷之间应留有煤柱。这样设置就可以再抽放巷进行抽放钻场,可边抽边掘,提高了挖掘进度,减少了瓦斯超限问题,消除了开采过程中的安全隐患。 2.4 残煤开采巷道布置 残煤开采巷道布置是开采的最后一项工作,但残煤比较分散且疏松易落,瓦斯一般较低。其巷道布置应结合原有的生产系统来设置,首先是要尽量利用原有巷道,而区内的共用巷道应开凿在煤层下部的小槽煤中,其他的准备巷道尽量减少送岩巷,增加送煤巷。其次是要保证采区煤炭回收率,残煤一般不连续,块段较小,大量增加巷道必然浪费成本,在这些贫煤区采煤一定要结合原有巷道位置和位移,结合其临近巷道证实后再确定待采区位置。有大煤柱时,可采用急倾斜沿顶底板布置;小煤柱则应将上下顺槽布置在煤柱上下采迹内,将其采出,回收砂充填区内的残煤时,巷道应沿着残煤底层布置、沿砂面掘进。利用这些方法后,就能够最大限度的回收煤炭资源,同时能够使巷道处于免压带,在回收充填区残煤时也能够保证支架的稳定性,防止掉底。 3 采煤工艺技术 采煤工艺技术在我国发展时间是比较长的,主要有普通机械化和综合机械化采煤设备和工艺,代表性的设备有无链牵引双滚筒采煤机,双速、侧卸、封底式刮板输送机和 π 型长钢梁支护顶板等。机械化采煤使得采煤技术向着高产高效、自动安全方向发展。文章主要对综采工艺技术进行分析。 综采工艺及综合机械化采煤工艺,它的特点是全工序或绝大部分工序为机械化连续性作业。是一种最先进、高产、低劳动强度的采煤工艺。该套工艺包含有割煤、运煤、工作面支护和采空区处理等环节。 综采割煤多采用滚筒式采煤机和刨煤机进行破煤和装煤。而现有的滚筒式割煤机以可调高式双滚筒采煤机应用最为广泛,在煤层相对平缓时,它可在上行或下行的过程中,对煤层上下两个平面同时进行割煤,即顶煤和低煤一次割完。割下来的煤因滚筒旋转抛送直接落入刮板输送机,实现割煤、装煤一体化,自动化。但在采煤过程中值得注意的是,操作工要及时调整滚筒升降幅度,做到割顶作业时将顶煤割净,底割作业则应追求底板的平整度,并保证煤壁的平直度。 运煤一般是从刮板输送机由工作面经送煤巷中的桥式转载机或可伸缩式输送机运出综采工作面的。 工作面的支护和空采取处理虽不能产生直接效益,确是必做工作。 现代的技术一般是使用液压支架自行完成对工作面顶板的支撑、切顶、挡矸和采空^处理等工序。对于周期压力大和直接顶稳定性较好的顶板可采用滞后支护的方式,反之则需要进行及时支护。进行滞后支护,移驾可滞后采煤机后滚筒 5架左右,但应根据现场的压力情况、顶板破碎情况酌情考虑减少滞后量。进行及时支护时,工作面一般采用手动邻架,新暴露顶板支护采取单架依次顺序移驾方式,移动步距应与截深相等;在采煤机动作完成后立即移驾对新暴露的顶板进行支护。值得注意的是,采煤机的运行速度肯定比移驾的速度要快,进行及时支护必须考虑其速度差,适当降低采煤速度匹配移驾。对于煤矿顶板比较破碎或顶板受压严重下沉时,一定要加强对顶板状态的监控并采取相应的应急措施,如利用平衡千斤顶增加顶梁支护力等等。在端头支架移动之前,应对伞檐位置进行检查是否存在活石或零皮等安全隐患,并采取措施消除隐患,清理支架座附近矸石与浮煤。 4 结束语 煤矿开采巷道布置和采煤技术的提高对采煤效率和安全性提高有着至关重要的作用,希望本文能够为采煤领域提供一定的借鉴作用。 煤矿开采技术论文:我国煤矿开采技术现状和发展展望 [摘 要]煤炭是我国能源结构的重要组成部分之一,也是影响国民经济发展的重要因素,煤矿开采技术的进步和完善始终是相关领域研究的重点。本文首先简要介绍了我国能源结构中煤炭生产和消费的基本情况,然后重点论述了煤炭开采技术的现状,最后指出了煤炭开采技术的发展趋势。 [关键词]煤炭 开采技术 现状 发展趋势 1 引言 煤炭一直以来都是我国的基础能源,在一次能源的生产及消费结构中均占到70%,远高于国际能源25%的消费水平。 2010年,全国原煤产量完成32.4亿吨,同比增长8.9%;煤炭开采及洗选业完成固定资产投资3770亿元,同比增长23.3%;煤炭出口量完成1903万吨,同比下降15%,出口金额为23亿美元,下降5.2%;煤炭进口量完成16478万吨,同比增长30.9%,进口金额169亿美元,增长60.1%。初步核算,2010年能源消费总量32.5亿吨标准煤,比2009年增长5.9%。煤炭消费量增长5.3%。用煤行业的增长速度均超过煤炭行业,来自下游的强劲需求使得煤炭供需缺口有进一步扩大的趋势。"十五"是我国煤炭工业快速恢复和发展时期,2005年煤炭产量已经超过20亿吨。 2010年煤炭产量超过30亿吨,由煤炭供应偏紧转向供需基本平衡。"十一五"期间我国煤炭工业转入比较平稳的发展势头,煤炭产量平均每年增长5%左右。 2 煤炭开采技术的现状 煤炭开采技术直接关系到煤炭开采的效率。近年来,煤炭工艺日新月异,相继出现的长壁采煤方法和放顶煤采煤方法的出现,攻克了当时的采煤技术难点。本文接下来要介绍的就是我国煤炭开采技术的现状。 2.1 煤炭开采技术的多样化特点 改革开放给我国的经济发展注入了新鲜的血液,我国开始出现多种经济所有制形式,煤炭行业也不例外,煤炭企业开始出现公有制形式,个体制形式等。这些经济表现形式大大影响了企业的发展形式,各个的发展侧重点和技术投入比重都完全不同,这造成了每个煤矿企业所采取的煤炭开采技术也有所区别。分别出现了全自动化,半自动化以及纯手工开发等煤炭开采技术。现阶段,这三种技术并驾齐驱,各领风骚,但是科技化和自动化必将是煤炭开采技术未来的发展趋势。 2.2 煤炭开采技术发展趋势良好,进步空间很大 随着科技水平的提高,信息技术的发展,尤其是网络技术的引入,我国煤矿开采技术不断创新,却得了巨大的发展,实现了各个革命性的突破。综合放顶技术,坚硬式顶板技术,大型综合开采技术都是近几年涌现出来的高新煤矿开采技术,这些技术有效解决了煤矿开采技术的发展瓶颈问题,大大提高了煤炭开采效率。 2.3 煤炭巷道布局的优化 煤炭资源是目前世界上最普遍的能源,它为人类社会的经济发展提供了强大的动力。但是由于煤炭是传统型能源,在现有的开采技术中,普遍存在着环境破坏和污染问题。它所处的地理位置比较特殊,其中最主要的环境问题就是对煤矿上面地表资源的浪费和对地下水资源的污染,而且在煤矿开采过程中还造成了一定程度的空气污染问题,在煤矿开采中,不可避免地会带来大量粉尘。这些环境污染问题促使了环保型开采技术的萌生,激励着我国煤炭开采技术的发展。 3 煤炭开采技术的发展趋势 3.1 煤炭开采技术与工艺发展相结合 工艺技术的发展可以有效提高开采质量,同时可以保证煤矿开采的安全性,所以在近年的发展过程中,我国煤矿开采在追求高数量的开采量的同时,也更加注重了煤矿的开采质量的提高。只有将煤矿开采技术和工艺发展进行完美的结合,才可以有效地达到数量和质量的统一。高科技的,智能化的开采设备以及先进的监控设施的使用在未来的煤矿开采技术发展过程中非常作用。 3.2 煤炭开采技术的发展 没有对于煤炭的需求,以及煤炭矿藏不可再生的特点,未来需要在建筑物下,铁路下以及水体下的之前不进行开采的场所进行煤炭开采。这就使得煤炭开采技术遭受了挑战,不仅仅要实现对这些区域的煤矿开采,还要同时注意减少资源的浪费和环境污染问题。煤炭开采技术的发展不仅仅是采煤设备的进步,改变煤矿的巷道布局也是其中一种发展方向,这可以减少废气矿石的排放,实现煤矿企业良好的经济效益。由于这个特点,造成了煤矿巷道布局优化成为了煤炭开采技术一个重要发展方向。在建筑物,铁路和水体下的特殊区域的煤炭开发要特别注意煤炭巷道的布局特点,要求简单实用,追求集中开拓,集中开采等关键技术的实现。 3.3 煤矿开采技术的创新 新鲜技术往往可以给项目注入全新的活动和动力。新的采煤技术的运用就给煤矿产业的发展,煤矿开采效率的提高发挥了巨大的作用。煤炭开采肯定要破坏煤矿的表层结构,围岩控制技术就是这对这个问题而出现的,并且一直都是煤矿安全生产的保障。而近年来,随着开采深度的增加,煤炭气化技术出现,它通过利用煤炭的热作用和其他一系列的化学作用产生可燃气体,从而实现对新能源的开发。而对于出现的,越来与复杂的开采地形,只有实现技术上的创新才可能寻找到最合适的开采方法。在实现开采技术创新的同时,也要同时研究创新型的煤炭开采设备。要充分利用并且完善近年来出现的高新开采技术,如围岩控制技术,深井开发技术以及三下采煤技术。 4 结束语 煤炭资源是我国,甚至是世界各国最主要的能源。随着经济的发展,科技水平的提高,各国都开始寻求高新的煤矿开采技术。煤矿工艺和开采技术的结合发展,三下煤矿开采技术和深井煤炭开采技术的发展都给煤矿产业的发展注入了无尽的动力。煤炭开采技术会不断地创新和发展,在实现高数量开采的同时,保证煤炭的质量和开采效率。 煤矿开采技术论文:煤矿开采技术存在问题及解决措施研究 摘要:煤炭资源是促进人类社会经济发展的重要自然资源,人类从认识到煤炭的价值以来,对煤炭的开采就从未停歇,伴随着社会发展各类煤炭开采技术也在不断更新迭代。纵观煤炭开采技术发展,当前的开采技术在开采的安全性、地理环境保护等方面还存在着较多的问题。作为国民经济的重要产业,如何改进开采技术,在提升开采效率的同时实现环境保护,是煤炭发展行业的关键课题。 关键词:资源;环境;煤矿开采技;创新 社会经济的发展、国家的繁荣富强必然是伴随着大量的建设和城镇化,城市建设的加快加大了人类对于煤炭能源资源的需求,煤炭开采量日渐加大。大量的煤炭开采在满足人类社会经济发展的同时,也带来了比较严重的环境破坏和资源浪费。经济发展与环境保护如何兼顾?如何在满足日渐膨胀的煤炭需求的同时尽可能保护环境与资源?这是煤炭开采领域亘古不变的课题。 1煤矿开采技术现状 受经济形式影响,我国煤矿企业分为国有重点、地方国有、乡镇三个类别,他们各自有着不同的发展侧重点,造成各自技术投入比重也存在不同,再加上我国由于幅员辽阔,各地地貌不同,因此使得各个煤层的具体位置存在着较大的差异性,以及各地经济发展水平不同,这就造成在我国拥有各种各样的煤矿开采技术。[1]一些地方至今仍然在采用落后的开采方法,一些地方却已经拥有高度机械化的高效、高产矿井,这就使得我国煤矿开采技术呈现出了纯手工开采、半自动开采、自动化开采并驾齐驱的局面。当然,总的来说我国煤矿开采技术仍然停留在半机械、半自动化的综合煤矿开采方式上,因此煤矿开采效率并不是很高,且在开采过程中更会对周边生态环境造成较为严重的破坏。 2煤矿开采技术运用过程中存在的问题 一是破坏水资源。我国虽然幅员辽阔、地大物博,然而在庞大的人口基数下,仍然面临着人均水资源占有量低的窘局,再加上水资源严重污染问题,使得水资源匮乏这个局面更加严重。煤矿开采技术的运用过程中,将会对煤矿周边的水域造成严重的破坏,尤其是因煤矿开采技术的实施而导致煤矿周边地下结构被严重破坏,更会严重干扰地下水资源原本的规律。比如倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法的实施就会对煤矿周边地表环境和岩层结构造成严重破坏,进而干扰地下水资源规律。 二是破坏土地资源。依据开采方式不同,煤矿一般分为井工矿和露天矿,然而不论是采用哪种开采方式,土地一旦经过煤矿开采,就失去了耕种价值,即使是采取最先进的开采技术,在开采过程中不可避免地会对土地造成破坏。再加上一些煤矿企业重视眼前利益,忽略可持续发展,肆无忌惮地进行深度挖掘,不仅严重破坏了土地构造,甚至导致土地塌陷情况,这不仅是对土地资源的破坏,更是对周边居民人身安全的严重威胁。 3煤矿开采技术发展建议 3.1优化完善采场围岩控制技术 我国煤炭资源的总量是不会产生变化的,然而煤炭资源的需求却依然巨大。伴随煤矿资源开采的逐渐深入,外围环境较好的煤炭资源终将会被开采完毕。因此未来将不得不对一些地质构造复杂或地质构造不稳定以及急倾斜的高深采场、地质煤层开采。而对现有的采场围岩控制技术[2]予以优化完善,将使其更适用于地质构造复杂、地质构造不稳定煤矿采场的开采需求。在对这些煤矿开采之前,煤矿地质研究工作人员要深入分析煤矿开采场地质以及开采条件,综合考虑地质围岩结构、结构压力等多方面因素,不断完善采场围岩控制技术,最终实现煤矿高效安全开采。此外,有效预测与防治冲击地压等岩层控制技术问题也对煤矿的开采效率和开采质量有着重要的影响,煤矿企业也必须对其加以重视。 3.2保水开采技术和煤炭瓦斯共采技术 所谓保水开采技术则是指在煤V的开采过程中,采取先进的采煤技术与相关的地面注浆技术来确保地表水和地下水不会受到煤矿开采的影响。而煤炭瓦斯共采技术[3]则是指在煤矿的开采过程中,同时采集瓦斯。在传统的煤矿开采技术中,煤矿企业一般是先抽排瓦斯,然后再进行煤矿开采,这种开采方式是对资源的严重浪费。因此运用煤炭瓦斯共采技术,一方面能够有效降低煤矿井下的瓦斯含量,降低瓦斯带来的安全隐患,一方面又能够实现对瓦斯的有效利用,从而提升煤矿企业的经济效益。 3.3建设智能化的开采过程 首先,煤矿企业应当尽可能地将先进的科学技术运用到对煤矿的开采过程中来,通过对机械开采工作的实时监控操控,实现煤矿开采机械化和智能化。对煤矿予以远程监控操控开采,这不仅有助于大大提升开采效率,降低企业生产成本,提高其经济效益,还有助于确保煤矿企业工人的人身安全。其次,煤矿企业应当对煤矿开采加强信息化管理程度,这有助于煤矿企业在煤矿开采时对煤矿开采情况予以全面充分的掌握。此外,煤矿企业在进行煤矿开采之前,还需要多角度勘察煤矿采场周围的环境,尽可能确保开采机械能够在最恰当的环境下进行工作,这也是延长开采器材使用寿命,节约企业生产成本的另一个重要途径。最后,企业通过信息化管理,还有助于煤矿企业能够深入了解煤层和煤矿顶板等情况,从而不仅有助于确保煤矿开采工作的有序进行,还有助于提升煤矿开采的安全性。 4结语 综上所述,伴随伴随社会的不断发展,资源与环境问题应当引起各个煤矿企业的重视,煤矿开采作业不仅要不断完善和创新开采技术,更要不断纵向发展,在确保煤矿开采效率的同时,注重保护好生态环境不受破坏。本文先阐述了煤矿开采技术现状以及存在的问题,然后在此基础上从采场围岩控制技术、保水开采技术、煤炭瓦斯共采技术、建设智能化的开采过程等几个方面给出了煤矿开采技术发展建议,希望能借此给予其他煤矿企业一定理论指导与借鉴,共同促进煤矿开采技术的不断完善与创新,使其更好地为煤矿开采服务,切实提升煤矿企业的社会效益和经济效益。 煤矿开采技术论文:试述我国煤矿开采技术发展现状及趋势 摘 要:煤炭资源对我国的经济发展有着重要的作用,而煤炭开采已经成为我国中要的经济产业。在我国经济的发展中,各种新型的煤矿开发技术逐渐的成熟起来,这在一定程度上促进了我国经济的稳定。在今后的发展中各种与我国实际煤矿开采状况相契合的技术会逐渐的成熟起来,其发展前景较为良好。对此本文主要基于采矿技术以及今后的发展趋势对其进行了探究分析,希望可以为我国煤矿行业的发展提供理论参考。 关键词:煤矿开采;技术发展;趋势 煤矿的生产安全性以及其相关设备的实际性能、采煤成本的主要控制以及经济的整体效益,与煤矿开采技术有着直接的关系。纵观我国煤矿开采技术的发展历史,其主要可以分为六个阶段,其中第一个阶段就是放炮开采阶段;第二个阶段就是普通机械化开采阶段;第三的阶段就是相对较高的机械化开采阶段;第四个阶段就是综合性机械开采过程;第五阶段就是综合性开采放顶煤的过程;而第六个过程就是现阶段的段强力综合开采过程。 1 我国煤矿开采技术的发展现状 因为我国在发展中其不同地区的经济以及科学技术的整体发展缺乏均衡性,导致在不同区域范围内其煤矿开采的技术有着一定的差异性,在实践中主要应用的模式多为机械化与半机械化的融合,其整体结构内容相对具有一定的复杂性。我国现阶段正处于一个多元化的发展过程,对于煤炭行业的开采也较为重视,积极探究环境保护与资源开采中的平衡点,对此逐渐的发展其各种较为成熟的技术手段,这些技术的发展已经为我国煤炭行业的开采奠定了有效的技术支持,对此下面就会现阶段主要应用的相关煤矿开采技术进行以下简单的分析。 (1)深矿井开采技术手段。此种技术手段就是指针对在实际开采深埋距地面在八百米到一千二米范围之间的相关煤层。其主要归纳起具有以下相关特征:第一,就是原岩应力过啊;第二就是其整体的岩体塑性相对较大;第三就是矿山压力相对较为剧烈;第四就是其整体的地温相对较高;第五就是其整体的矿井瓦斯相对较大。这五种特征主要就是对煤层开采的技术提出了更为严格的要求,对此与其相对应的技术主要就是矿压控制技术、瓦斯以及热害治理技术、围岩控制技术、巷道布置技术、冲击地压防治相关技术以及深井通风等技术手段等。 (2)采场围岩控制技术。现阶段此种技术在采矿技术中有着重要的地位,是一种核心技术手段之一。此种技术在研究中为今后对于采场顶板的相关结构理论、采场顶板的相关运动参数、采场支承的相关压力分布规律等理论的研究奠定夯实的基础。 (3)“三下一上”的矿井采煤技术模式。这里所谓的“三下”就是在建筑、铁路以及相关水体物质之下;而“一上”就是在承压的水体之上,在操作中此种技术手段并不会对地面的矿井采煤技术造成破坏,此种技术手段在我国20世纪50年代就已经获得了较为普遍的应用。现今技术的发展可以应用计算机对采煤层进行模型构建分析,对此可以对一些岩层地表运动中存在的各种规律进行探究分析。对此在实践中可以通过此种模式对于实际矿井采煤需求的相关数据以及参数进行系统的预测,进而实现工艺的环保、设计的科学、装备的完善,进而有效的提升了其整体经济效益。 2 我国煤矿开采技术的发展方向 煤矿开采技术在实践中可以对各种研发技术进行系统的预测,进而对这些技术在实践中的安全性以及合理性进行分析。现阶段,在全球经济发展融合的趋势之下,在世界范围之内的能源匮乏已经较为严重,对此作为我国的主要能源的煤炭也是如此。 (1)采煤方法以及相关工艺。采矿科学发展的本质就是采煤方法以及相关工艺的优化。我国在发展现代化的采煤工艺的过程中,要探究多元化、多层次的工艺技术手段,只有这样才可以构建具有中国特色的采煤技术。 (2)开采技术。我国在实践中基于具体状况对于其相关开此技术以及手段进行探究分析,主要研究了“三下”采煤技术手段,在实践中逐渐呈现着浅埋煤、硬顶板、硬煤层”的技术手段。 (3)优化巷道布置的相关开采技术。要想真正的提升煤炭经济效益的最大化,就要对现有的采煤方式与开采布置进行及时的完善与优化。煤矿企业在尽可能的做到开发方式以及布置的科学性,使其与实际的地质条件相契合。 3 我煤矿开采技术的发展趋势 (1)可持续的发展趋势。要想提升我国的整体煤矿生产质量与效率,我国的煤矿开采技术必然要基于高效集约型、智能化以及可持续的发展趋势。 第一,高校集约型的发展趋势。现在煤矿企业为了提升其整体的开采效率与质量,避免各种安全施工发生,增强其整体经济效益,就要提升企业的各种先进技术手段的应用,加强各种设备的完善性,充分的应用计算机信息技术,进而全面的实现综合性的采矿技术,实现其集约化,进而增强其整体的生产质量与效率。 第二,智能自动化发展趋势。我国煤矿企业在发展中要具有一定的时代性,要在传统的发展模式上,不断的促进其机械化、自动化以及智能化发展,进而有效的提升其整体技术水平。 第三,可持续发展趋势。煤炭企业要想真正的做到可持续发展,就要提升对环境保护的重视,在进行煤炭开采的过程中,努力探究与环境和谐的平衡点,进而共同发展。对此哟啊通过国家的相关政策法规开展工作,提升对环境保护工作的重视,避免因为人类自身原因对环境带来破坏。 (2)加强对煤炭地下气化的相关技术的研究。煤炭地下气化技术是一种全新的技术手段,是一种绿色能源开采工艺,其今后的发展前景较为良好。在低下深层埋藏的煤炭是一种具有高效性的能源,对此可以通过各种高科技术手段加强对这些资源的利用率,进而利用热化学相关反应产生一些具有可燃性的气体,在对其进行利用。 (3)基于实际状况,全面优化煤矿技术。在整体上来说,我国的矿区技术差别相对较大,在实践中的研究过程中,要根据具体的状况对其进行分析处理,进而利用各种高新技术手段,全面的优化、完善采煤工艺,进而有效的促进企业长足发展。 4 结束语 科技的发展有效的促进了煤炭开采的科技化发展,对此在今后的发展中要不断的对一些传统的技术手段进行淘汰,要积极的引入各种全新的技术手段与设备应用,提升煤矿开采技术的科学性。 煤矿开采技术论文:我国煤矿开采技术发展的方向探讨 摘 要:当今社会,信息科学技术已经渗入到了人们生活的方方面面,人类社会生活、经济发展也离不开科学技术的支持,科学发展观已经成为了整个世界的社会发展的基本指导方向,在此过程中,也要同时重视环境和资源的保护,实现可持续发展目标。其中煤炭资源的开采作为传统的重工业行业,更加需要积极配合社会发展目标,实现资源能源的可持续发展。这就需要有科学支持的开采技术来完善和提高原有的开采技术,从而实现煤炭资源合理、绿色开采。 关键词:煤矿资源;开采技术;发展方向 0 引言 煤炭资源在如今社会中是重要的经济发展资源能源,随着社会经济的快速发展,我国对煤炭资源的需求越来越多,对其开发和利用的技术也要随之不断发展,这样才能更好的使煤炭资源的作用最大化。研究如何使用更好的开采技术以及为开采技术制定正确的发展方向至关重要。 1 煤矿开采技术的发展趋势 煤炭资源已经成为21世纪社会经济发展中地不可缺少的资源能源,世界各国在经济不断发展的同时也开始重视环境与资源能源的保护,比如联合国已经颁布许多有关环境与资源能源保护的相关规定。在这样的社会现状下,我国更加应该重视对煤炭资源开采技术的革新和完善,因为在传统的开采技术下,造成了许多资源的浪费和环境的污染如水污染、土地资源破坏以及大气污染等,尤其是对生态环境的破坏十分严重,破坏了生态环境系统的完整性。由此可见改进开采技术的重要性。 2 当前煤矿开采技术的发展现状与问题 (1)应用层次亟待深化。煤炭开采技术与在实际运用上面存在着许多的局限因素,因为原有的传统开采技术很多工作都是车间工人之间和合作与传递,但如今加入新的信息化技术,已是由于开采工人本身信息化技术知识有限,不能快速适应这些专业的信息化技术应用,另外,由于煤炭开采行业本身的基础设备比较老化,信息化应用水平落后,许多只运用于办公;其次,由于和各方面的因素,使得煤矿开采技术的推广面有限,不能辐射到大部分地区。但是,煤炭资源的整个开采过程中需要大量的信息交流,因此深入加强煤炭在开采到运输整个系统过程中的信息化技术十分必要,要十分紧要。 (2)专业人才匮乏。煤炭开采是一项十分危险的并且有技术性的专业性的工程,在开采过程中稍有不慎就可能铸成大错,所以煤炭开采技术发展需要有十分专业的技术人员组成一个有保障的队伍,这样才能在面临技术发展时期带来的重重困难时做出更加专业的,有保障的处理,也能更加快速、理性的解决问题,不至于临场退宿。但是目前在我国的煤炭开采技术发展队伍中,还没有十分专业的人才,因为本身在传统教育下,这种专业课程少,学习人才也少。又由于煤炭开采技术发展的人才培养成本高,使得整体的开采技术发展团队人员专业性较低,。这不仅不利于煤炭开采技术发展的推进,也不利于整个煤炭开采过程中人员的安全性。 (3)政策环境较差。任何技术的发展都要有与之相配套的指导思想以及政府的大力支持,政策的支持会促使一个工程的成员增加信心,从而加快工程进行速度。但是在目前我国并没有完善的关于支持煤炭开采技术发展的相关规章制度或者优惠或扶持政策,这样会的许多开采企业没有信心去做这方面的努力,也不能吸引更多的开采企业加入到整个煤炭开采技术发展的大军中。另外,我国政府的一些关于煤炭开采方面的支持与补偿与煤炭开采技术发展之间存在较大的差异,使得开采企业创新制度受到一定的限制。 3 我国煤矿开采技术发展的方向 3.1 提高开采技术层次 在煤炭开采技术发展的过程中,我们要具体问题具体分析,与针对性的进行技术方面的改进与运用。在上文中提到我们的煤炭开采技术在实际应用较少,那么针对这一问题应当采取相应措施,加大整个煤炭开采技术在煤炭开采到运输的整个过程中的应用,加强信息化。不能将开采技术的应用只限于较低层次的办公软件或者基础信息交流中,而应当将其应用开采过程中的更高层次中,以此提高整个煤炭开采的信息化和科技化。另外要注重煤炭开采技术的创新。煤炭开采企业要想赚取更多的利益,就应当不断实施创新奖励制度,促使技术团队不断摸索创新,从而加快开采技术发展,提高开采效率,节省时间,从而减少开支费用,增加企业盈利。 3.2 制定优越的环境制度 政府在煤炭开采技术发展中起着举足轻重的作用,煤炭开采技术的发展若是有了政府分大力支持或相关优惠及扶持政策,就会吸引大部分开采商加入到煤炭开采技术发展的大潮中。因此政府提供良好的环境制度对煤炭开采技术的 发展至关中重要。尤其在我国,政府对的政决策对企业的发展方向起着引导作用,那么我们的政府更加要做好@一引导人的角色,建立完善的煤炭开采技术发展扶持制度,提供合理、可持续发展以及有吸引力的政策或者煤炭开采技术发展奖励制度,促使各大开采企业积极加入煤炭开采技术发展的庞大队伍中,这样一来,真个煤炭开采行业将进行整体技术创新与竞争,形成良好的发展竞争机制。 3.3 培养大量专业人才 专业人才的匮乏,是煤炭开采技术发展过程中的严重问题,积极培养专业人才已经成为了一种迫切需要解决的重中之重。煤炭开采区企业可以设立专门的人才培养机制,培养一批专业的煤炭开采技术人员,激发其创新思维。专业的人才不仅能够为企业带来利益,也会为整个社会带来利益,应此国家也应当大力支持煤炭开采技术人员的培养,提高煤炭开采技术人员的整体专业性。 4 结语 目前,我国的煤炭开采技术发展还存在着许多问题与困难,我们要综合各个各方面的因素,分析不同问题的不同难易程度,然后有正对性的提出有利的解决措施,不断促进我国煤炭开采技术的发展,促进社会经济的发展。不仅如此,煤炭开采技术的发展,还将有利于生态环境额保护和自然资源的保护,实现人与自然和谐发展,从而实现社会可持续发展。 煤矿开采技术论文:浅析煤矿开采技术及绿色开采技术 [摘 要]绿色采矿可以减少坏境污染,还能带来良好的深灰经济效益。 [关键词]采煤工艺、膏体充填、绿色开采 一、采煤工艺的发展 在当今社会发展的新形式下新矿开采的技术和完善始终是开采学科发展的主题。在发展采煤工艺的同时,继续发展多层次.多样化的采煤工艺,建立具有中国特色的采煤工艺理论。我国采煤方法已成熟,放顶煤采煤的应用在不断扩展,应用水平和理论研究的深度和广度都在不断的提高。 现阶段开采技术,开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术以提高工作面单产和生产集中化为核心,以提高效率和经济效益为目标,研究开发各种条件下的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺,简单、高效、可靠的生产系统和开采布置,生产过程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术,发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化,进步改进工艺和装备,提高应用水平和扩大应用范围,提高采煤机械化的程度和水平。 深矿井开采的关键技术是;煤层开采的矿压控制、冲击地压防止、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等;需要攻关研究的是:深井围岩状态和应力场及分布状态的特征;深井作业场所工作环境的变化;深井巷道(特别是软岩巷道)快速掘进与支护技术与装备;深井冲击地压防治技术与监测监控技术;深矿井高产高效开采有关配套技术;深矿井开采热害治理技术与装备。“三下”采煤技术,提高数值模拟计算和相似材料模拟等,深入研究开采上覆岩层运动和地表深陷规律,研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理开采系统和优化参数,发展沉降控制理论和关键技术,包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统;研究与应用各种充填技术和组合充填技术,村庄房屋加固改造重建技术,适合于村庄保护的开采技术;研究近水体开采的开采设计、工艺参数优化和装备,提出煤炭开采与煤矿城市和谐统一的开采深陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源优化等关键技术。 采场围岩控制技术,进一步完善采场围岩控制理论;以科学合理、优化高效的岩层控制技术来保证开采掘活动的安全、高效、低成本为目标,深入总结我国几十年的矿山压力研究成果,以理论分析、现代数学力学和实测法相结合运用先进的计算机技术,深入研究各种煤层地质及开采条件。研究坚硬顶板与破碎顶板条件下应用高技术地成本岩层控制技术,目前,由于应用高压注水、深孔预裂爆破处理坚硬顶板和应用化学加固技术存在工艺复杂、成本高的问题,因而需进一步研究开发新技术、新工艺、新材料来解决这些问题。放顶煤开采岩层和支护一围岩相互作用机理,研究放顶煤开采力学模型、围岩应力、顶煤破碎机理、支架一顶煤一直接顶一基本顶相互作用关系;运用离散元等方法研究顶煤放落规律,提出放顶煤优化准则和提高顶煤回收率的途径。支护质量与顶板动态监测技术,在总结缓倾斜中厚长壁工作面开展支护质量与顶板动态监测方面,应进一步在坚硬顶板、破碎顶板、急倾斜、放顶煤工作面开展开展支护质量与顶板动态监测,同时应不断完善现有的监测技术,发展智能化监测系统,改进监测仪表,使监测仪表向直观、轻便、小型方向发展。冲击低压的预测和防,通过计算机模拟研究冲击性矿压显现发生的机理;进一步完善冲击性矿压显现监测系统,发展遥控测量和预报技术,完善冲击性矿压综合防治措施的优化选择专家系统。研究开发新型的支护设备,研究硬煤层、硬顶板放顶煤液压支架,完善液压支架性能和快速移架系统,开发耐炮崩、轻型化单体液压支柱和厚煤层巷道锚索和可伸缩锚杆。 优化巷道布置,减少矸石排放的开采技术,改进、完善现有采煤方法和开采布置,以实现开采效益最大化为目标,研究开发煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统,实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配。 二、绿色开采技术是今后的方向 针对坏境的影响所畅导的绿色开采技术,绿色开采是煤矿开采的发展方向,对提高煤炭采出率、保护生态坏境和实现煤矿可持续发展都具有十分重要的意义。本文分析了绿色开采技术,总结了我国煤矿绿色开采方法的发展现状,对科学采矿具有一定的指导意义。煤炭开采造成岩层移动破坏,引起岩层中水与瓦斯的流动,导致煤矿瓦斯事故与井下突水事故;煤炭开采引起岩层移动,进而造成地表沉陷,导致农田、建筑设施的损坏;煤矿开采形成的大量堆积在地面的矸石,即占有良田,又造成坏境污染;随着我过矿井开采深度的不断增加,矿山压力显现及冲击地压等动力灾害发生的濒次增加,强度增大,危及矿井的安全生产。上述问题若得不到有效解决,在未来几十年内,随着能源总需求和煤炭产量的不断增长,煤炭资源开采所带来的矿区安全和生态坏境问题更为严重,人类的生存和社会发展坏境降受到严重威胁。 煤炭绿色开采体系,煤矿绿色开采以及相应的绿色开采技术,在基本概念上是要从广义资源的角度上来认识和对待煤、瓦斯、水等一切可以利用的各种资源。基本出发点是防止或尽可能减轻开采煤炭对坏境和其他资源的不良影响。目标是取得最佳的经济效益和社会效益。根据煤矿中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等,绿色开采主要是包括以下内容:水资源保护一“保水开采”;瓦斯抽放一“煤与瓦斯共采”;土地与建筑物保护一“充填开采”;排放矸石占用土地污染坏境一“煤炭地下气化”等。2003年,中国矿业大学钱鸣高院士首次提出了煤矿绿色开采的概念和技术体系,随后明确了实现煤炭资源开采和坏境保护协调发展的绿色开采研究目标,为我国绿色开采技术的研究指明了方向。钱院士提出的绿色开采技术体系,绿色开采理论依据: (1)关键层理论 (2)_采对岩层移动的影响及移动规律 (3)水在裂岩体中的渗流规律 (4)开采后岩层内节理裂隙分布发育规律等 我国多数煤矿都存在着建筑物下、水体下、铁路下压煤的问题,充填采矿法对解决这类问题具有重要的意义。充填开采发是用充填材料充填采煤工作面采空区的岩层控制方法。该法可以缓和工作面支承压力产生的矿压显现,改善采场和巷道维护状况,有效减少地表下沉和变形、提高煤矿采出率、保护地面建筑物、构筑物、生态坏境和水体。按照充填材料的不同,充填采矿法分矸石充填、水沙充填、和膏体充填。矸石充填利用井下采空区处置煤矸石的充填采煤方法,既可以减少煤矿固体废弃物排放,又可以减轻开采沉陷灾害、提高矿井资源回收率,是实现煤矿绿色开采的关键技术途径之一。 (1)抛矸几抛矸填充 (2)刮板输送机卸矸充填 (3)风力抛矸充填 水沙充填采煤法是利用水力通过管道吧充填材料沙粒送入采空区得充填采煤法。 膏体充填技术是1979年在德国的格伦德铅锌矿首先发展起来的,由于膏体充填具有料浆质量分数高、充填效率高、成本较低等优点是绿色开采中技术中的重要组成部分,是解决煤矿开采坏境问题的理想途径,是解决村庄等建筑物下大量压煤开采问题的迫切需要。 根据我国的能源资源状况,煤炭作为我国最重要的一次性能源,在未来20年内,其在能源构成中的主体地位不会改变。2020年我过煤炭消费量将达到40亿吨,煤炭产量很可能无法满足工业需求。不能再单纯的通过提高煤炭的产量缓解煤炭供应的压力,而应该综合考虑发展煤炭循环经济,减少煤炭开采对坏境的破坏,而且也应该把“发展煤炭循环经济,实现煤炭绿色开采”作为理念,大力发展绿色的采煤技术。 资源和坏境协调的绿色开采是解决煤炭开采坏境问题的根本出路。要实现绿色开采,需要综合研究和解决经济与技术等方面的问题。绿色采矿可以减少坏境污染,还能带来良好的深灰经济效益。绿色采矿是形成绿色矿业及矿区绿色家园的重要组成部分,详细随着绿色开采的不断发展和完善,煤矿绿色开采一定会发挥它应有的作用,为人类和自然的协调发展做出贡献。 煤矿开采技术论文:探析煤矿膏体充填开采技术的应用 [摘 要]煤矿开采生产技术的选用关系着煤矿资源的开采效率与安全性,也在很大程度上影响着煤矿企业的生产效益,现代科技的不断发展使得现代煤矿的开采生产技术水平得到了很大程度的提升,膏体充填开采技术便是一种相对较为先进的现代化煤矿开采技术,在现代煤矿生产中有着广泛的应用。为了确保膏体充填开采技术的实践应用价值发挥,本文将针对我国煤矿开采作业中膏体充填开采技术应用的相关问题展开研究和讨论。 [关键词]煤矿生产;膏体充填;开采技术;应用 随着煤矿开采工作的不断推进,会形成一定范围的采空区,对采空区的处理如不得当,将极有可能造成煤矿地质稳定性下降,给后续开采工作造成严重的安全威胁,也将增加开采的成本,同时,如水砂充填法、低浓度胶结充填法等一些煤矿采空区的充填处理方法在实际运用中还可能导致对矿区及周边的水体环境的污染,综合比较之下,选择膏体充填开采技术,并加以科学利用,能够有效保证采空区充填的质量,避免地质失稳,并能够减少对水体环境的污染,其在煤矿开采作业中能够发挥出积极的价值。 一、煤矿膏体充填开采技术应用的优势 1.稳定性更强 充填开采技术的应用中充填材料的性质与充填开采作业的效果是具有直接关系的,膏体充填开采主要是使用矸石粉、粉煤灰、胶固料、矿井水等缓和形成的膏体作为填充材料,通过膏体的凝结发挥出充填支撑的作用,膏体材料往往能够具有较强的稳定性,这对于防止分层、离析等问题的发生是具有着良好效果的。膏体充填材料的强稳定性与其充填料浆的高浓度是有很大关系的,传统充填技术中所使用的充填料浆浓度最高只能达到65%,普遍属于低浓度充填料浆,而膏体充填开采技术中所使用的充填料浆的质量浓度一般都可达到75%-82%的水平,如配合骨料的使用甚至可达到88%,高质量浓度也赋予了膏体充填材料较强的屈服切应力和塑性粘度,在同一横截面上浆本流动速度为常数,浓度、流速基本不会发生改变,因此稳定性更高。 2.抗错位变形能力更强 充填材料的可塑性对于其错位变形的抵抗能力有着较大的影响,而膏体充填开采技术中应用的膏体充填材料质量浓度高,可塑性也较传统的充填材料更强,在实际的施工应用中既能够保证充填料的有效输送,同时也能够保证管输过程中在管道弯曲、连接部位发生变形后不影响料浆的结构、成分及性质,也不会因此导致料将沉淀、离析、脱水等问题的发生,这也就大大减少了管输过程中对材料的不利影响因素的产生,保证了充填施工的整体效果。此外,经科学配比配制出的膏体充填材料在充填后能够在较短时间内完成初凝,并保证初凝后的整体强度,进而发挥出围岩支撑的作用,也能够在合理的时间范围内完成终凝,达到有效充填支撑的效果,这也能够确保后续开采施工作业的顺利推进。 3.更加经济环保 经济性方面,目前膏体充填开采所使用的材料多为细粒级物料,如粉煤灰等,使用这些物料作为骨料,可保证骨料粒径在35mm以下,大大降低了破碎充填骨料的材料加工成本。同时膏体充填开采技术的应用不需要过滤排水环节,因此无需建设专门的过滤排水系统,这也将减少了过滤排水设施引进装配以及过滤排水环节所产生的成本,具有着一定的经济性优势。环保性方面,膏体充填开采技术的应用能够实现对大量矸石、粉煤灰等固体废弃物的资源化利用,减少了固体废弃物的污染影响,同时也能够避免传统充填方法运用过程中,井下排水对于地下水及地表水环境的污染,在环保性方面较一般传统充填开采技术更具优势。 二、煤矿膏体充填开采技术应用的要点 1.合理选用和布置充填管路 管路的合理选用是煤矿膏体充填开采技术应用的要点之一,管路选择应当结合煤矿生产的实际需求与生产条件,把握好经济性、可靠性、安全性等基本原则,选择质量合格、性能良好、符合生产需要的管路材料,在对管路材料性能的考察上,必须要充分考虑材料的抗磨、抗腐蚀、抗冲击等各方面的能力,应通过实验检测等方法确定管路材料的主要参数,确保其符合实际的生产需要,一般以综合性能较强的金属耐磨钢管作为煤矿干路的充填管材。除干路管材的合理选择外,还要注重对管路附件材料的合理选用,一般情况下都是以耐压能力作为最近本的考量要素,为确保膏体充填施工系统的可靠运行,干线管路法兰、旁通管法兰应选用公称压力不小于10MPa的钢制法兰或钢制法兰盖,柔性连接器、三通、闸阀等管路附件也应满足干路附件承压不小于10MPa,工作面管路承压不小于2MPa的需求,且要充分考虑弯曲、连接部位的局部压力,在管路材料的承压设计上予以加强,避免安全隐患的产生。 2.做好膏体充填材料的配制 膏体充填开采技术的应用水平在很大程度上要受到膏体材料配制水平的影响,因此,在膏体充填开采作业中,还必须要结合煤矿生产实际需要做好膏体充填材料配方的科学设计,通过实验确定膏体充填料浆配制的最优原材料比例,确保料将性能达到最理想状态,最有利于泵输充填作业的顺利开展。为保证充填效果,料浆的配料中至少要包含15%以上的小于20μm的粒级含量,以作为骨料的矸石为例,一般煤矿生产中要求矸石粒度必须低于25mm,这样既能够保证料浆输送的效果,也能够有效避免分层、泌水等问题的出现。同时,对于料浆中所包含的粒度5mm以下的颗料占比也有一定的要求,此类颗粒至少要占到30%的比例,但最高不能超过50%,一般情况下,保持在40%最适宜。如果料浆采用泵压进行长距离输送,则要求其分层度小于2.0cm,在这种技术条件下即使料浆在管道中有发生静置,也不会影响后续的输送。 3.做好工作面支架的建设与地面沉降管理 膏体经管路输送到工作面后,要确保其充填的效果,还需要在工作面做好机械设备的支架建设,通常会选用支护强度较高、性能可靠的液压支架,并依据地质条件、矿压及工作面其他环境因素等确定液压支架的技术参数。支架的布置可按照每台刮板机机头处各配置端头支架组一组,由机头处每布置10台中部基本架就布置一台特殊架,机尾处最后一台设置特殊架的方式进行,合理划分不同的作业区域,确保充填效果。为避免煤矿生产对地质条件、地表建筑及自然环境的影响,膏体充填的效果应符合相关规定对地面沉降量的要求,这就要切实做好对地面沉降的管理,在施工前要根据现有的通行规程合理预测膏体充填后充填区域的地面沉降量,确定充填作业的最小充实率,并作为对充填材料性能试验检测的参考因素,对充填料浆凝结过程中因体积收缩可能导致的地面沉降变化情况有准确的把握,避免材料性能缺陷或充填作业不到位等导致的过量沉降的情况发生,在此基础上做好地面建筑物维护,防止煤矿生产中过量的地面沉降对地面建筑物的使用安全造成不利影响,导致不必要的安全事故的发生。 总结 本文首先针对煤矿膏体充填开采技术应用的主要优势进行了阐述,随后从几个主要方面着手对煤矿膏体充填开采技术的应用要点进行了分析,煤矿膏体充填开采是一项系统的开采作业应用技术,本文仅是对该技术进行了简要分析介绍,在该技术的实践应用中还有很多地方需要加以注意,煤矿行业的相关技术人员、研究人员应当加强对膏体充填开采技术要点的把握,确保充填施工的规范性、可靠性和安全性,为煤矿开采作业的有效开展提供保障,也通过开采技术的不断创新和科学运用为煤矿经济的有序发展提供新的动力。 煤矿开采技术论文:煤矿综放工作面开采技术剖析 摘 要:煤炭资源紧缺,为保持矿井较长的使用寿命,有效回收煤炭资源,在开采区范围内,适当设置了各类综放工作面,综合开采技术应用在这些工作面上,产生了良好的反馈效果。本文详细探究了综放工作面开采技术的应用,可供有关读者研究参考。 关键词:综放工作面;开采;支架 厚煤层综采设备与技术水平得到大幅度提升,综放工作面开采技术保障了厚煤层开采的高效性与安全性[1]。选取某城市煤矿企业主采区,开采的是2号煤层,煤层厚度在5.4-5.6m,将经济型综采开采技术应用在该工作面开采中。本研究运用了综合开采技术,这种技术具有适合各种煤层开采的特征。 1 综放工作面回采方法及开采工艺 煤炭工业组成了国民经济的支柱产业之一,在后续相当长一段时间,煤炭在能源结构中将还将继续发挥重要的作用[2]。本文以冀中能源峰峰集团大淑村矿172106综放工作面回采方法及回采工艺为例进行详细介绍,本煤层属二叠系山西组地层,煤层赋存稳定,一般厚5.6米,煤层上部及下部各含夹矸一层,顶夹矸厚0.05-2.1米,距煤层顶板0.45米,工作面中部区域局部顶夹矸厚,最厚可达2.1米左右。底夹矸厚0.09米,距底板0.91米。 工作面采用走向长壁后退式综采放顶煤采煤法。本工作面为2#煤摸底回采,煤厚5.6m。其中:割煤高度2.6m,架后放顶煤高度3.0m,采放比为1∶1.15。 落煤方式:煤壁采用MG250/600-WD 型双滚筒采煤机割煤,架后采用支架尾梁摆动配合插板伸缩放顶煤。采煤机两端头斜切式进刀,双向割煤,往返两刀,一刀放一次顶煤。 装煤方式:煤壁采用采煤机滚筒配合前部输送机铲煤板装煤,放顶煤利用尾梁摆动和插板伸缩配合后部输送机节煤器直接装煤。 运煤方式:煤壁使用前部输送机SGZ730/400型刮板输送机运煤,放顶煤使用后部输送机SGZ730/400型刮板输送机运煤。 支护方式:工作面使用ZF4000/16/28型放顶煤液压支架支护;上下端头使用ZFG4600/17/28型放顶煤液压支架做为端头支架,下顺槽采用一组ZT12000/23.5/35型液压支架, ZT12000/23.5/35型液压支架外采用沿走向布置铰接顶梁配单体液压支柱进行支护。 2 综放工作面端头支架应用技术分析 2.1 端头支架规范操作要求 ①安全确认,无隐患后移架。 ②回收煤壁侧支架顶调顶镐,利用底调顶镐调正支架,保证支架底座与转载机间距(以能拉过支架为宜),回收护帮板,回收伸缩梁200mm,降立柱顶镐和支撑顶镐。 ③用推移顶镐推出煤壁侧端头支架,同时打开侧护板侧推顶镐,推移顶镐推不动时配合回柱绞车,但必须点动碰车拉移,一次最大拉200mm,回柱机操作严格执行操作规程要求。 ④煤壁侧端头支架顶到位后,升起立柱和支撑顶镐,伸出顶调顶镐、底调顶镐 、伸缩梁,保证支架初撑力达到要求。 ⑤用同样方法收回老空侧端头支架顶调、底调、护帮板、伸缩梁的顶镐,降立柱顶镐和支撑顶镐。 ⑥用推移顶镐拉出老空侧端头支架,同时收回侧护板侧推顶镐,推移顶高拉不动时配合回柱绞车,但必须点动碰车拉移,一次最大拉200mm,回柱机操作严格执行操作规程要求。 ⑦老空侧端头支架顶到位后,升起立柱和支撑顶镐,伸出顶调顶镐、底调顶镐、伸缩梁,保证支架初撑力达到要求。 ⑧依照①-⑦操作程序移够端头支架步距。拉到位后保证支架支护达到作业规程要求。 2.2 端头及超前支护方式 ①、上端头支架外沿走向布置三路1m双楔顶梁进行超前处理支护。排距1.2-1.8m。双楔梁支护采用齐梁直线柱正悬臂布置。点柱分别打在距梁头250mm处。煤壁外10m一梁两柱支护,10m~20m一梁一柱支护。向外可在巷中加打单排点柱加强支护,所有点柱必须穿铁鞋,初撑力不小于90KN,柱头使用塑料绳拴好防倒。 ②、下端头支护:煤壁以里采用一组ZT12000/23.5/35型液压支架,往外采用沿走向布置三路1m双楔顶梁进行超前处理支护,排距1.2-1.8m。双楔梁支护采用齐梁直线柱正悬臂布置。点柱分别打在距梁头250mm处,柱距1.0m。破碎机以里范围内均为一梁一柱支护,破碎机外采用戴帽柱进行支护。超前处理不低于20m。向外可在巷中加打单排点柱加强支护,所有点柱必须穿铁鞋,初撑力不小于90KN,柱头使用塑料绳拴好防倒。 2.3 端头支架应用优势 综放工作面上下超前处理支护段采用铰接顶梁配液压点柱支护,当顶板破碎时,可操作性较低,且支、撤顶梁和点柱时,容易发生掉砟人事故,顶板稳定性不易控制。 顺槽采用ZT12000/23.5/35型端头液压支架替代铰接顶梁配单体液压支柱支护,一是节约了支护材料的使用费用;二是减少巷道维护人员,提高了工作效率,增强了操作的安全性;三是避免了因频繁支、改、运支柱和铰接顶梁等不安全因素,工作面端头的安全状况得到了大幅度的改善。 3 结语 综放工作面开采技术从实践应用反馈得出,完善工作面布置,使用有效的开采工艺,运用良好的巷道支护方式,保障工作面处在一个安全的开采环境中,回收了更多的煤炭资源,在应用过程中比较成功,综采的应用领域较为广泛,保持了较高的工作面安全程度,提升了矿井煤炭资源采出率,借助综采技术开采,获得了较高的矿井可采储量,消除了矿井小大在衔接方面存在的问题,产生了较高的经济与社会收入,在条件相同的矿井中,其应用前景是比较广阔的[3]。 煤矿开采技术论文:煤矿开采井下采煤技术 摘 要:随着我国科技水平的快速提高,科技手段在各个领域中都得到了广泛的应用,尤其是在煤矿开采中的应用,更是极大地促进了我国井下采煤技术的进步,有效的提高了煤矿资源的开采率。接下来,本文将通过对煤矿开采中井下采煤技术的发展现状进行分析,并有针对性的提出一些开采建议,以此来进一步推进我国井下采煤技术的发展,为我国的经济发展增添动力。 关键词:煤矿开采;井下采煤;技术分析 煤矿资源的高效利用,对我国经济水平的提高有着至关重要的作用。井下采煤作为煤矿开采中的一个核心环节,其开采技术的高低将在很大程度上影响我国煤矿业未来发展进程的快慢。因此,如何提高井下采煤技术的有效性,已经成为当前煤矿开采工作中一个亟待解决的问题。提高煤矿开采工作的有效性,保证煤矿开采环节中的安全性,对于我国人们生活水平以及国家整体实力的提高都有着十分重要的作用。 1 提高煤矿开采井下采煤技术的必要性 1.1 保证煤矿开采井下采煤工作的安全性 与其他工作不同的是,煤矿开采的井下采煤工作是在地表下进行的,相应的施工人员的人身安全也就面临着更大的威胁。因此,重视对井下煤矿开采作业安全性的提高是十分重要的。在进行作业时,必须要充分保证相关工作人员、设备等的安全,才能够有效减少煤矿开采作业中安全问题的出现,为我国煤矿开采业的稳定发展奠定基础。纵观我国煤矿开采的发展,虽然在工作过程中已经十分重视对施工安全的提高,但是井下开采事故仍然时有发生。提高井下采煤工作的安全性,不仅取决于工作人员是否有严谨的工作态度,更取决于煤矿开采井下采煤技术的高低。 1.2 提高煤矿开采井下采煤工作的经济性 如果说保证井下采煤工作的安全性是煤矿开采工作中的第一要务,那么提高井下采煤工作的经济性就是煤矿开采工作中的另一个重要组成部分。首先,在进行井下采煤工作时,必须要根据井下的地质结构来选择合适的采煤技术;其次,要保证选用采煤技术的经济性,尽可能在耗费最少人力、财力的基础上,提高井下采煤的开采率。通过这种方式,既能够有效提高煤矿开采井下采煤工作的安全性,又能够实现井下采煤技术对经济发展的促进作用。 1.3 提高煤矿开采井下采煤工作的采出率 虽然说我国是一个煤矿资源比较丰富、地域广阔的国家,但是我国也是一个人口大国,对资源的需求量比较大,加之煤矿资源的不可再生性,使得煤矿资源的人均占有率十分有限。所以,在进行井下采煤工作时,就必须要提高煤矿资源的采出率,减少在开采过程中由于一些外在因素的影响而造成煤矿资源的浪费,尽可能实现各开采区煤矿资源采出率最大化的工作目标。 2 煤矿开采井下采煤技术的应用分析 2.1 煤矿综采技术的应用 综采技术在煤矿开采中的应用主要是通过机械设备实现的。相对于其他采煤技术来说,这一方法是当前采煤工作中最为常用的,也是比较现代化的采煤技术。将这一技术应用到井下采煤工作中来,能够实现井下采煤工作的不间断性,减小井下采煤人员的工作难度,最大程度的保证井下采煤工作的安全性以及经济性,为我国煤矿开采水平的提高奠定基础。综采技术在煤矿井下开采中的应用可以分为以下几个方面。 2.1.1 井下割煤技术 割煤是井下采煤工作中的一个工作环节,其目的是将开采出来的大块煤矿分割成小块,便于装运。在进行割煤操作时,需要用到的机械设备是采煤机。常见的采煤机有刨煤机和单、双滚筒式采煤机。 2.1.2 井下运煤技术 在对煤矿进行割煤操作后,大块的煤矿就会被分解成较小的煤块,然后再经过传送机将开采出来的煤矿运输到综采平面上来。在这一工序中需要注意的是,在设定传送机的传送速度时,必须要等于或略大于采煤机的采煤速度。只有这样,才能充分保证井下煤矿开采工作的有序、安全生产。 2.1.3 井下支护技术 井下支护技术的应用,对于井下采煤作业而言有着十分重要的作用。常见的支护方式可分为立即支护与滞后支护。立即支护适用于那些稳定性较差的、承受压力较小、可间接支护的工作面,而滞后支护具有更强的稳定性。所以,在进行井下采煤作业时,应该根据实际需要选择经济、实用的支护方式。 2.2 煤矿炮采技术的应用 炮采技术在煤矿开采中的应用,主要是通过爆破来实现的,但相对于综采技术来说,在进行煤矿搬运时,就需要使用人工将炸开的煤块进行装运。除此以外,炮采技术还不需要使用采煤机对煤块进行分割,而是需要经过打炮眼、放炮等操作来实现对煤矿资源的开采。所以,在进行井下采煤作业时,必须要对井下工作平面进行一个详细的勘测,然后根据实际需要使用合适剂量的炸药,降低应用炮采技术的风险性,减少不必要的浪费。 2.3 煤矿普采技术的应用 普采技术在煤矿开采井下采煤作业中的应用也需要依靠机械设备来完成,但是它在进行采煤作业时,会将割煤操作与装煤操作同时进行,有效的提高了采煤的工作效率。在使用采煤机进行采煤时,可以在条件允许的前提下,使用能够进行双向操作的采煤机,有效提高工作效率。 3 总结 在进行煤矿开采作业时,必须要以保证开采安全为核心任务,其次就是要提高采煤技术的有效性,保证煤矿的采出率。所以,在工作过程中,煤矿开采人员必须要注意对煤矿开采经验的总结,不断改进井下开采技术,提高自身的综合素质水平,为煤矿井下开采作业的安全性提供保障,为我国煤矿业的蓬勃发展奠定基础,进一步实现煤矿产业对我国经济发展水平的促进作用。 煤矿开采技术论文:煤矿开采技术及其工艺探析 摘 要:煤矿开采技术在煤矿生产中是一个极其重要的环节,抛开煤矿资源本身的质量因素干扰,一个煤矿企业的生产是否达标,几乎就是由煤矿开采技术的适应性和先进性决定的,因此作为煤矿企业,需要在煤矿开采技术及其工艺上多下功夫,开发创新,才能从根本上有所突破,本文也将就煤矿开采技术及其工艺展开讨论和分析。 关键词:煤矿开采技术;工艺运用;煤矿生产 从目前的情况来看,我国的煤矿开采技术和方法已经逐渐成熟,与之相对应的技术和应用也在逐渐推广,但是在某些煤矿开采工艺上面还是有所欠缺,所以,我国的煤炭企业还是需要在煤矿开采技术的工艺上进行深入探索和研究,并增强煤矿开采技术理论及工艺运用的针对性,才能从根本上提升煤矿开采的效率和质量。 1 煤矿开采技术 当前我国的煤矿资源丰富,分布广泛,不同的矿井之间含煤性和煤质差异很大,从而造成了大、中、小型矿井并存等情况出现,但是在煤矿开采技术方面还是具有类似的特点的,下面将进行具体阐述: 1.1 开拓方式多元化 我国煤矿开拓方式的多元化是由我国煤层的不同赋存条件决定的,而开拓方式的判别标志主要为井简形式,一般分为主、副两种,并且常见的井简形式有立井开拓、斜井开拓、平响开拓和综合开拓四种,立井开拓在所有井简形式中生产结构较为简单,但是生产效率却较为突出,在表土层较厚、倾角较大,尤其是含有流砂层的井田中表现优秀。在中小型的矿井中,因为其表土层较薄,也极少出现流砂层,所以广泛采用斜井开拓。而平响开拓因为其技术很容易受到例如地形、地貌、地质构造等因素的限制,使得其在各类型矿井中都不能得到推广,仅仅只在一些特殊情况下才能发挥其作用。综合开拓随着矿井的不断延伸,在技术改造方面已经有了相当成熟的发展,目前已经广泛应用于各类矿井中。 1.2 大、中、小型矿井并存 大、中、小型矿井并存目前是我国煤矿工业结构中最为突出的特点。在一些国家重点煤矿上,规模大多为大型或是中型,但同时也存在着数量极少的特大型矿井,而在地方的矿井上,则多是以中型和小型为主,在这类矿井中其结构相较于大型矿井也更加复杂,既存在受到地质变动和人为破坏较轻的无限煤田,也存在着受到地质破坏和认为破坏较重的有限煤田,其生产能力和大型矿坑相比还有一定差距的,V井的大小尺寸对这种现象也有着一定影响。另外,因为煤矿开采技术和煤矿企业所有制等问题,也使得我国矿井的存在形式错综复杂。 1.3 矿井开拓特点各异 从目前煤矿的赋存条件来看,我国煤矿开采技术需要应对多元化且极为特殊的开采条件,因此开采技术也呈现出多元化的趋势,我国也是世界上采煤方法种类最多的国家,在我国的矿井中一般采用的采煤方法有:刀柱式采煤法、柱式体系采煤法、掩护支架采煤法和水平分段放顶煤采煤法等,但是与拥有先进煤炭开采技术的国家相比,在深度和广度上都有着极大的差距。 2 煤矿开采工艺分析 采煤工艺的发展对于煤炭开采的环节有着至关重要的影响,随着理论科学的进一步研究和更多高性能设备的广泛应用,采煤工艺上即将出现质的飞跃,以下将进行具体分析: 2.1 壁式体系采煤工艺 壁式体系采煤工艺是一种可实现长期作业的工艺形式,其特点有单产高、时效高、采出率高和适用范围广等,鉴于我国复杂多样的矿井形式和煤矿开采条件,很明显壁式体系采煤工艺可以与我国的各类型矿井具有较为优秀的契合度,同时我国大部分矿井的综采程度普遍都没有达到一半的程度,这也为壁式体系采煤工艺提供了较好的应用环境。 另外,我国缓斜厚煤层储量也较为丰富,我国的煤矿产量中约有40%的比重都来自于厚煤层的开采,可见其重要程度,但是目前应用于厚煤层的开采技术为放顶煤开采和分层开采,此类开采工艺需要在顶分层设置网及相关装备,开采作业则是在中下分层的网下开展,已在中国、前苏联的煤矿工业中广泛应用,但是从长远的角度来看,壁式体系采煤工艺仍具有巨大的价值,必然会在不远的将来成为煤矿开采的主要形式之一。 2.2 性能可靠的大功率薄煤层采煤机和刨煤机 采煤工艺的发展趋势在采煤机和刨煤机等采煤大型设备上也有着相当重要的体现,采煤机作为煤矿开采的最主要设备之一,其性能的优劣直接决定了煤矿企业的生产效率,因此,发展可靠性高、大功率的薄煤层采煤机和刨煤机势必会成为煤矿开采工艺的主要发展走向,采煤设备只有具备极高的功率和稳定性才能在情况各异的矿井环境中展现出优秀的适配性,然而从我国目前的情况来看,在矿井中总主电机的功率和机面高度之间难以进行有效的调和,从而制约了采煤机和刨煤机的作业效率和环境适应性,因此,研制出适用于薄煤层作业的高稳定性大功率采煤机就成为了一个重要的课题,只有这样才能在硬件设施上达到世界先进水平,而目前我国和外国的在采煤机的设计上仍有较大的差距。 目前我国已经开发了30多类放顶煤液压支架架型,并对例如矿压显现规律、放煤规律等问题等进行了深入的研究,这对于我国的煤矿开采技术和工艺的完善和发展有着重要的现实意义。 3 总结 正因为煤层的赋存条件不同,我国煤矿开采技术和工艺都有着极大的差异,多元化的技术和方法目前已在煤矿工业中应用成熟,生产指标也明显改善,随着经济的不断发展,我国的煤矿开采技术相比也会达到世界先进行列,本文就煤矿开采技术及其工艺进行了深入的分析和探讨,希望能给相关从业人员一点启示。 煤矿开采技术论文:煤矿采矿的新技术与开采方法研究 摘要:煤炭是不可再成资源,随着社会的发展,煤矿资源需求量不断增加,煤炭储储量不断减少,使得煤矿开采体系必须不断完善,适应生产需求的变化,研发出新型采矿技术和开采方法,提升煤矿开采效率和产煤质量。目前,在煤矿开采中应用较为普遍的采煤新技术有炮采放顶煤、小阶段爆破落煤和全自动刨煤机采矿技术,广泛应用的采矿方法有井下采煤、露天采煤以及急倾斜层采煤方法,保证了煤矿的高效安全开采。 关键词:煤矿采矿;新技术;开采方法;研究 煤炭作为我国最丰富的不可再生能源,被广泛应用于我国居民的日常生活以及社会工业的生产制造,随着社会的发展,人们对于煤矿的需求量不断增加。我国的煤矿资源大多深埋地底,需要通过井工开采的方式获得,对于煤矿开采技术的要求比较高。如若开采不合理,会对当地地质结构以及水文条件造成毁灭性的破坏,并威胁到采矿人员的生命安全[1]。随着煤矿资源需求量的扩大,采煤技术也随之不断发展,经历了人工挖掘到爆破采煤,再到如今的机械化采煤这三个阶段,现代化采煤体系正在不断完善,先进的采矿技术和开采方法被引进现有的生产工艺中,使得煤矿开采效益不断提高。 一、煤矿采煤新技术 进入二十一世纪以来,我国经济飞速发展,应用于各个领域的生产技术也进入了一个蓬勃发展的时期,大大提升了我国的劳动生产率。在煤矿开采中,实际工作仍然会受到地质构造、煤层结构、煤层性质(比如说硬度、厚度、埋藏深度)等因素的限制,而且随着煤炭资源的日渐减少,煤矿的生产质量和生产效益也应该不断提升,这给煤矿开采技术提出了新的要求。随着煤矿开采新技术的研发,先进开采设备的引进,煤矿的生产效益大大提升[2]。 (一)炮采放顶煤采矿技术 炮采放顶煤采矿是目前应用较为广泛的一类采矿技术,在实际工作时主要有以下两种技术体系:①π型钢梁放顶煤开采,过在顶煤层架设置π型钢梁和液压单柱体,进行系统支护后,独立开展采煤、放顶这两项工作,随后选择合适的人工爆破方式进行采矿。这一采矿技术常用于煤层结构不稳定的区域,对采矿设备的要求比较低,但是在实际使用时,需要操作人员严格按照技术流程及技术标准进行工作,对于作业人员的专业性要求比较高;②滑移支架放顶煤采煤法。将弹簧钢及沟槽等装置安装在采煤层的前梁与顶梁部位,同时在矿层支架的位置安装3个左右的液体单体住,再通过销轴将二者稳定连接,便可开展采煤工作。这一技术对矿区环境的要求比较低,技术体系灵活系数高,易于实施,能够保证采煤高度,但是在实施是存在稳定性较差、支架支撑力不够等问题,影响煤矿生产安全。 (二)三下采矿技术 这是一项高科技技术,把收集到的煤矿的各项数据输入计算机,计算机对数据进行分析整理,然后进行模拟开采实验,这样就会把一些实际开采可能会发生的问题展现出来,我们可以以此作为依据,在实际开采中做好相应的防护措施,大大降低煤矿开采安全事故发生的频率。 (三)全自动刨煤机采矿技术 在浅中层煤矿中,常采用全自动刨煤机进行机械化采矿,在工作时,作业人员应该不定时检查产煤质量,及时调整刨煤机的运行参数,确保煤矿开采效率。刨煤机是此类采矿技术的关键性设备,因此作业人员应该定期对机械设备进行养护维修,在日常工作时如有异常,及时检修进行故障排查,确保机械零部件的牢固,如有损坏及时更换,让设备始终处于一个机械疲劳状态内的最佳运行状态,延长设备使用年限,进一步提高生产效益。全自动刨煤机采矿技术的生产效率极高,能蛞淮涡酝诰25米厚度的煤层,生产成本较低,是现代化机械采煤体系中的一种重要采矿技术。 二、煤矿开采方法 (一)井下采煤方法 我国煤炭资源丰富,但是大多深埋地底,因此井下采煤是较为普遍的一类煤矿开采方法,井工开采的技术要求是比较高的,必须设置煤矿通风系统,加强“一通三防”安全施工技术的应用,才能确保采煤安全性,保证煤矿生产效益。井下采煤方法包括水采和旱采两种,是根据矿区有无水源来选择的,有壁式、柱式等多种实施形式,落实效率高,简单高效。在进行井下采煤时,由于大多数情况为倾斜煤层,水平煤层较少,因此需充分掌握倾斜煤层的采煤技术,尤其是当煤层的倾斜度大于30°时,充分掌握相应的采煤技术能够提升采煤效率,同时保证作业人员的安全。 (二)“三下一上”矿井采煤方法 该方法,是指在铁路下、建筑物下、水体下和承压水体上开采煤炭,且不破坏原本地貌的技术。目前我国主要矿区,如开滦、抚顺、淄博等都采用了大量的“三下一上”矿井采煤技术,极大地提高了煤炭的开采量。建筑物下开采是指那些不适合搬迁的城镇、工厂、居民区、村庄等所压煤层的开采,并且做到井筒矿柱的回收,达到即开采出煤炭,又保护好地面建筑物的目的。铁路下开采指铁路干线与支线下所压煤层的开采,同时采用留下矿柱的方法来保护铁路。水体下开采包括地面水体下和地下水体下的开采。水体下开采的实质是如何确定防水和防砂矿柱的高度,此上限到地面的垂高,就是安全开采深度。承压水体上开采指可采煤层以下的承压水体上的煤层开采。 (三)急倾斜层采煤方法 急倾斜层采煤的技术性要求比较高,在进行采矿规划时,需要综合矿区地质勘探结果和采矿单位的开采技术水平、设施配置进行,作出正确的开采方案,合理规划煤矿掘进开采路线,配置作业人员和机械设备,建立健全煤矿开采技术体系,明确采矿流程和技术标准,提高煤矿开采效率及回收效率。与此同时,为了进一步提升煤矿开采的可操作性,可以适当加深采矿高度,增长采矿工作面,进一步改造煤矿巷道结构,优化煤矿通风系统布置,提高通风安全性,将巷道瓦斯浓度和粉尘浓度控制在合理范围内,保证煤矿生产安全。 三、结语 煤矿开采效率的提升是社会发展的要求,但是同时也不能忽略煤矿生产的安全性和产煤质量这两个核心要素。近年来,煤矿开采事故频发,主要原因就是采煤技术的发展跟不上煤矿开采量的变化,现有的掘进支护技术无法保障煤矿大量开采情况下作业人员的安全。因此,要想提高煤矿开采的安全性与工作效率,就必须综合分析影响煤矿生产效率的要素,根据煤矿开采的实际需求,从破煤、落煤、装煤、运煤等多个环节开展技术研发工作,贯彻落实安全质量生产理念,提高生产工艺工序的技术含量,继而提高煤矿生产效率和产煤质量,以技术的发展推动煤矿行业的前行[5]。 煤矿开采技术论文:浅析煤矿薄煤层开采技术 [摘 要]煤矿地质条件复杂,断层多,煤层厚度变化大,工作面布置常受断层、矿井边界、火成岩侵人、冲刷带等影响的采煤工作面,为减少巷道掘进工作量,减少资源丢失,缓解回采工作面接续紧张的局面,可运用薄煤层综合开采创新技术,扩大其生产能力,实现资源的全部回收。 [关键词]薄煤层 回采技术 地质环境 1.引言 随着我国经济的快速发展,煤矿资源的日益减少要求煤矿在开采时实现高产量高效率。煤矿的高效开采主要包括回采薄煤层、合理选择配套设备以及优化回采工艺等。本文以煤矿薄煤层为主进行研究,分析薄煤层的开采技术概况提出相应的开采改善措施,实现煤矿薄煤层的安全高效开采。 2.概述 在我国煤矿开采过程中,薄煤层普遍生产效率低下。然而回采力以及生产水平是影响煤矿产业发展的重要因素,煤矿的薄煤层开采需要合理及时开采,否则会引起煤炭资源的严重浪费。薄煤层的开采技术水平差异决定了地区间煤矿生产水平。我国薄煤层在我国分布广泛,且薄煤层资源丰富,煤层质量好。薄煤层的开采主要有以下几个特点:煤层硬而薄、劳动效率低下、采掘接续紧张且掘进率较高、机械化程度小。这几项特点也充分说明薄煤层开采对技术和机械设备的要求较高,需要确定科学合理的工艺参数,选择较高水平的开采技术和高质量的设备,提高回采效率。 3.煤层薄煤层开采基本情况 3.1 选择合理的采煤技术和设备 合理的采煤回采技术能保证采煤工作面高效率高产量,回采技术主要决定于煤层的赋存条件、设备选择和操作人员的素质。提高回采煤矿机械化水平虽然是煤矿高效高产的保障,但是由于煤层的地质层面条件复杂,所以需要操作人员选择合理的技术和设备,以避免工作搬家频繁、采取不配套的机械和劳动组织艰难等问题。根据我国现行的薄煤层开采实际情况,可知最好选择使用刨煤机或采煤机进行开采,这样可以实现高效高产的开采。 3.2 技术参数的选择 确定科学合理的工作面技术参数,是薄煤层开采实现高产量的保障。首先,对截深的选择上,需要依据采煤机的功率、煤层厚度以及支柱支护方式等因素进行确定。操作人员需要认真了解工作面的地质环境和配套设备的情况,进而确定截深。比如,在顶板节理发育情况不理想、片帮严重时,需要在割煤后超前支护,以保证高产高效。 3.3 确定支护方式 根据我国薄煤层开采的实践情况,可以确定采取分组作业时,需要无间隔支护;在采煤机割后,需要及时支护顶板,然后移送输送机;结合顶板和截深状况,选择合理的支护密度和支护形式;当顶板较为完整时,顺序移柱与分组移柱相结合,以达到快速连续切割煤矿的目的。 3.4 采煤机选择合理的进刀方式 在对煤矿薄煤层的开采中,有两种选择。一种需要采用采煤机落煤,主要采用单向开采,提前在施工缺口直接进刀,或者中部斜切进刀;另一种是可利用双滚筒采煤机的前滚筒切割顶煤,同时用后滚筒切割底煤,自开缺口。 4 加强工作面管理、做好保障措施 针对上述的薄煤层开采的基本状况,可知主要有四个方面内容:采煤技术、开采参数、支护方式和进刀方式。为提高煤矿的产量和提升生产效率,本部分提出一些建议改善当下的状况。 4.1 合理使用回采技术 回采技术的应用可以保障薄煤层开采的合理性有效性。实践表明,在薄煤层开采时使用回采技术极大提高了煤炭的回收利用率,降低了生产成本。同时减少了工作人员工作面量,降低了操作人员的劳动强度,保护了开采人员,实现安全开采。薄煤层的回采技术是以固定的步骤循环开采的,可以增加煤炭的生产量。但是需要使用合理科学的回采工艺进行回采,针对煤层厚度不足1m的薄煤层,不可使用回采技术。 4.2 加深对地质环境的分析 在对薄煤层进行开采前,勘测人员需要充分利用各种机械设备对煤矿所处的地质环境进行完整的勘测,并作出彻底完善的分析报告。在勘测前,需要对煤层结构、埋藏深度和平均厚度等数据进行精确分析。同时利用机械对工作面岩石层的质地、机构和厚度等属性进行充分勘察测量,以便可以灵活设计机械化开采需要的设备,优化设备的选择配置。同时,还需要保证工作面的“三平一直”,且工作面前的20m范围内进行超前支护,以保证支护强度。 4.3 合理控制采高 控制采高也是薄煤层开采的重要环节。首先,工作面应开采高于0.7m,以保证采煤机可以在支架前梁下无障碍通过。其次,在较薄的煤层处,需要根据顶板和底板的岩石属性进而掌握好顶板和底板的切割量,必要时还需要预先爆破,同时割媒后及时移架。最后,在采空区域需要及时放下顶板,控制好顶板的下沉度,使得采煤机可以正常运行。 4.4 加强机械设备管理 加强机械设备的管理是提高开机率的关键。在对机械设备管理中,可以严格实行机电设备岗位责任制,制定相应的奖罚制度,增加机电人员的维护的责任心。淞⑵鹚们主动对机械设备的勤检查、维护和保养的意识,把隐患消除在起始点,最大限度降低事故的发生,提高开机率。此外,还需要以人为本,注重对职工安全操作知识技能的培训,全面提高职工的安全意识,最终建立起一支技术强、操作熟练、善于维修和管理的职工团队,最终实现质量指标,创建精品工程,为薄煤层开采的高效高产打下基础。 结语 薄煤层是我国煤炭资源的重要构成部分,加强薄煤层的开采也是我国煤矿资源开采行业的重中之重。由于薄煤层的厚度小、地质条件复杂等特性,煤矿开采对薄煤层开采技术要求较高,需要通过对薄煤层技术深入研究,科学合理地选择开采技术,加强对地质环境分析,合理控制好采高和加强机械设备管理以及强化职工人员对安全操作知识的培训。因此,薄煤层开采技术的研究,是合理开采充分利用我国煤矿资源、实现煤矿高产量高效率的前提。 作者简介 王洪利,男,1979年出生,2004年毕业于黑龙江科技学院矿业工程专业,工程师,现工作于黑龙江龙煤七台河精煤集团公司建设煤矿一采区任技术区长,主要负责采煤技术及管理工作。 煤矿开采技术论文:煤矿开采技术与工艺发展研究 摘 要:本文主要概括说明了中国煤矿开采技术的一些情况,指出了其中存在的问题,并对煤矿开采技术的应用进行了分析,将自己对煤矿开采工艺发展的想法进行了阐述。希望能够为相关人员和单位提供一些参考,为中国煤矿事业的发展做一点儿贡献。 关键词:煤矿开采;技术;工艺;发展 0 引言 复杂、分布范围较广,类型相对繁多是中国煤田成煤时期的特点,煤质与含煤性能在煤层中存在很大的差别,虽然缓斜煤层非常多,但还是有一部分倾斜煤层和急倾斜煤层。因此,对于多类型煤矿的开采方面的研究是非常重要的,相关研究人员要对不同煤层赋存条件进行全面的分析,争取使煤炭资源得到最有效的开发和利用,促进煤矿开采行业取得长足的进步。 1 中国煤矿开采技术现状 煤矿开采技术的运用在煤矿开采过程中非常重要,这能够有效的提高开采效率。伴随着社会经济和科学技术的快速发展,煤矿开采更需要科技升级和技术革新,如果一直沿用过去的陈旧方式,会导致经济效益跟不上社会经济的发展,同时将伴随衍生出许多安全隐患。如今,中国煤矿开采存在着以下几个重要的问题。a)煤矿开采效率还不够高,煤矿开采技术不够先进,煤矿事故率仍然较高。煤矿开采非常复杂,只有提高技术水平才能提高开采效率。但是,部分煤矿开采依然沿用过去的老旧方式, 使得煤炭采出率低、造成浪费资源的现象突出,不但无法保证效率更无法保证安全。b)煤矿开采会对环境造成严重的污染,另外还会污染、浪费水资源,产生有害气体影响我们的生活。如今,地下水已经流失了很多,地表植物被严重破坏,进而会影响植被对大气的污染,煤矿开采过程中二氧化碳等废气的排放,导致温室效应的产生,对环境影响严重。 2 煤矿开采技术分析 对于深部矿井开采必须要在煤层开采过程中加强矿压监测和管理,以防在开采过程中出现冲击地压等现象,而且还应该注意瓦斯与热害的问题,并且要使开采区域内井巷布置不断优化。此外,为了加强对煤矿深部开采的管理,需要采用针对软岩巷道的快速掘进与支护、瓦斯监控及防治等先进的开采技术。在煤矿开采过程中,控制好矸石排放量,并且不断优化巷道布置可以提高煤矿开采效率。依我所见,具体有以下几点技术措施: a)需要全面考察并结合煤矿开采的实际情况,来优化具体的方案和措施。在煤矿开采效益最大化的基础上使采煤方法得到有效提高,为了使开采方法、现场布置及开采区域地质条件得到协调应该有效的应用工艺技术评价专家体系,并且需要关注的是,现行巷道布置方案需要不断地进步,应使巷道布置不断集中来提高工作面参数的准确性。推动工作面单一煤层集中开采还有开采与回采集中在一起。这些技术措施可以有效的降低煤矿开采中相应的岩巷掘进率水平,在矿井下直接处理掉矸石是在开采过程中可以直接做到的,要想让这些矸石得到充分利用可以选择在工作面填充的方法,有效控制出矸率,这对开采效益有非常大的意义; b)采场围岩控制技术的应用与研究在煤矿开采过程中有很大的影响,会提高煤矿开采的效率和效益。综合运用矿山相关理论研究成果不仅可以使煤矿开采工作的更加安全和稳定还可以提高开采效率,煤层地质条件需要得到合理和全面的分析,而且评估工作也十分重要,这样可以让岩层控制技术的运用更加合理、高效。尤其是高压注射技术、化学加工技术等方面存在的问题是非常影响如今中国煤矿开采的,硬顶板条件与破碎顶板条件的岩层控制需要相关技术人员深入了解和研究的。煤矿开采工作面放顶煤开采岩层与支架-围岩结构相互作用的关系是需要仔细探讨的,通过以离散元分析为基础这一方法对对应开采部分的顶煤放落规律进行合理评估,从而使工作面放煤得到优化,充分回收顶煤。 3 煤矿开采工艺发展分析 在如今中国煤炭资源的情形下,加强壁式体系采煤技术的研究与开发可以使煤矿开采工艺得到优化。开采效率、工作效率及采出率比较高是这一项开采工艺的优势,而且它的适用性很强。针对煤矿开采的复杂性与多样性的特点,首先对开采条件进行充分分析,然后可以选择壁式体系综采技术与长壁开采技术。以下几种采煤技术是非常有效的:a)走向长壁采煤法。在开采过程中,工作面的布置要沿用煤层倾斜方向,还要将回风平巷与运输平巷设置在回采工作面的上、下方,这种方法的优点是回采工作面与采区巷道之间可以形成通道以供通风、运输及行人使用,还要自采区边界向采区上(下)山方向进行回采工作在顺着煤层走向的基础上;b)倾斜长壁采煤法。这种方法是沿着走向布置回采工作面,并随倾向逐渐推进。换言之,就是在井田中顺着煤层走向对主水平大巷进行布置主要以仰斜和俯斜为主的采煤方法,这种方法可以更加简便,并且使开采过程更加安全和稳定。 煤矿开采更需要先M的设备和技术作为支撑,相关人员应该加大力度研究和开发新技术新设备,来提高煤矿开采的效率和安全性。在如今的技术下对于薄煤层的开采,采煤机的总装机功率可超过500 kW ,这样可以很好的适用于对薄煤层的煤炭资源的开采。在薄煤层开采过程中,主电机功率与机面高度方面的矛盾问题是非常突出的,所以,当我们在研究薄层采煤机设备时,全面考量薄层采煤工作面输送机长度,提高采煤机等相关开采设备的开采量是值得特别关注的,这样有利于促进综采效率的提升。要采取有效的措施来降低煤矿开采对环境的负面影响,在能够保证不严重破坏环境的基础上,大力发展煤矿经济,这有助于社会经济的可持续发展,是我们每个人需要特别注意的。 4 结语 伴随着社会经济和科学技术的快速发展,人们的生活质量有了很大的提高,如今,不仅更加需要丰富的自然资源,还需要有更舒适的生活环境。煤矿开采对社会经济的影响是深远的,因此,我们必须重视煤矿开采行业的发展,而煤矿开采技术与工艺的发展研究是完善煤矿开采工作的重要途径,因此对此的研究与分析,对推动中国煤矿事业的发展具有重要的意义。
农业新技术论文:新技术农业机械化论文 1当前我国机械化新技术运用现状 尽管当前我国农业机械化新技术已经不断投入应用,也不断扩大了运用范围,但在农业机械化生产过程中依然存在诸多问题。尽管农民的思想进行了改变,政府也对农业机械生产有了足够的重视程度,也对农业机械化生产投入了越来越多的财力、精力和管理。然而综合国力决定我国依旧属于发展中国家,我国的经济发展水平有限,科技水平也与发达国家有着一定的差距,这些情况的存在,都使得我国农业机械化新技术在发展过程中,由于资金、技术等各个方面的原因,难以得到更为深入、全面的发展。另外,当前我国农业生产过程中使用的机械设备相较从前虽然已经有了极大的发展,从数量、品种上都有了较大的提高,然而我国农业生产过程中应用的诸多机械设备相较发达国家依旧有着较大的差距,不够先进的机械设备带来的是农业机械化新技术应用难以跟上世界先进水平。由于我国经济水平、科技水平的地区性发展不平衡,也使得农业机械化新技术的应用在地域上有着极大的不平衡性,使得我国农业发展的整体水平得不到快速的提高。 2农业机械化新技术发展前景 2.1电子监控技术运用 随着世界科学技术的不断发展,世界农业机械化新技术的发展极为快速,我国的整体科技水平虽然与世界上的发达国家存在一定的差距,但随着我国综合国力的不断加强,科教兴国等众多国策的不断落实发展,我国的科技水平与发达国家水平的差距也在不断缩小。电子监控技术的应用是农业机械化生产的重要技术,电子监控技术能够对农用机械设备的使用做出最精确的监控,保证在农业生产过程中人员的绝对安全。另外,电子监控技术能够全方位的检测农作物的生长发育情况,全面了解农业生产的实际情况,及时了解生产过程中存在的问题并做出正确的解决措施,提高农业生产的效率。当前我国在农业机械化生产过程中使用最为广泛的是农用电子传感器,能够准确的检测作物生长环境的自然条件以及作物的自身生长情况,能够更好的实时了解作物生长以及性状情况,带来农业生产更加高效。另外,随着电子技术的不断成熟,微型芯片等各类电子监控技术的使用,更是使得农业机械化技术向智能化的方向发展。 2.2无人化操作应用 随着科技的发展和进步,无人化操作在各行各业中均已投入使用,农业生产过程中也不例外。随着计算机等高科技的使用越来越广泛,机器人的研发作业已经有了较为成熟的发展,而在农业生产过程中,机器人等各类无人化操作更是农业机械化技术发展过程中重要的技术之一。当前,随着社会经济的发展,农业的生产范围、难度也不断加大,这就使得当前农业生产相较传统农业生产方式有着更为复杂以及更高的操作难度,甚至很多已经超过了人工所能够完成的基础操作,因此,机器人等无人化操作技术就显得至关重要。另外,机器人的使用也能够使得农业生产操作更为精确,减少人工操作也就意味着在一定程度上能够带来更好的经济效益,提高农业生产效率。然而,当前我国农业生产过程中农业机器人的研发技术依旧不够成熟,在使用过程中还存在一些问题,但在未来很长一段时间内一定能够成为农业生产机械化技术的主流之一。 2.3向着精准农业和保护性耕作发展 随着社会经济的不断发展,我国的自然环境已经遭受到了一定的破坏,因此我国出台了可持续发展的战略。这一战略道路的提出也提示广大农业生产工作者,在农业生产过程中更要注重农业生产同自然环境相协调,坚持走可持续发展道路。因此,在当前农业生产机械化技术发展过程中,越来越注重采用更加先进的技术,对农业进行精准化生产,并对农业生产环境进行全面的监测控制,对检测出的问题提出最科学的解决对策,全面保护农业生产环境以及确保农作物生长以及今后长期的农业生产能够得到最好的保障。保护性耕作在农业机械化技术中能够充分确保农业生产环境的可持续发展,在科技水平不断发展,农业机械化生产不断趋于智能化、科技化的同时,保障了未来很长一段时间内农业生产的顺利进行,是农业机械化生产技术的重要方面。 3结论 农业对于我国综合国力的发展提升有着难以取代的作用,提高农业生产水平以及效率是当前以及今后很长一段时间内,国家政府以及农民都必须重视的方面。对此,农业机械化能够在很大程度上提高农业生产效率,带来农业产业的快速发展。同时,农业生产机械化新技术的应用,也能够在一定程度上对我国的科技水平起到反推动作用,即在我国农业生产水平提高的同时,提高科技研发整体水平,从而推动我国综合国力的提升。 作者:孟宪旭 单位:辽宁省本溪县农机推广站 农业新技术论文:推动新技术农业机械化论文 1农机化示范推广项目的组织程序 在试验示范的具体实施过程中,应包括机具选型、选择试验示范点、签订示范合同和制定实施方案、组织实施、总结验收这五个工作阶段。 1.1机具选型 项目通过论证后,即可着手进行机具试验选型工作,选型必须注意机具的先进性、适应性和可靠性,做到动力配套合理,操作、维修方便,使用安全,价格合适等。若无合适的作业机械,可组织技术人员对现有机械加以改造或研制新的机具。 1.2选择试验示范点 试验示范的目的在于通过实践检查项目选择的正确性,树立样板,示范全区。 1.3签订示范合同,制定实施方案 首先推广单位和示范单位要签订试验示范合同,明确各方的责任和义务,规范生产活动,约束各方。需要强调的是,制定农机化推广实施方案,必须加强同农业部门和农业科技人员的配合,要使实施方案真正体现出农机工程技术、农业生物技术和现代管理技术三者的有机统一。 1.4组织实施 根据农业生产要求和方案中制定的工艺流程,逐步实施要推广的农机新机具与新技术。1.5总结验收 总结验收的目的在于对先进性、可靠性、安全性、经济性、适应性进行总结评价,确定能否进行大范围的推广应用。 2农机化示范项目的实施管理 2.1实施程序 农机化技术推广项目实施大体分三个阶段进行。即项目实施技术组织准备阶段、项目实施技术推广阶段和项目总结阶段。项目实施工程程序如下:项目实施技术准备阶段包括:选择实施地点、任务分解;签订合同;进度时间管理;建立项目组织机构;人员组织与培训;资金、物料筹集;制定实施方案;实施区发动宣传;实施场所条件准备;新技术对比实验准备。项目实施技术推广阶段包括:技术引进、试验示范;技术推广服务;资金物料配套投放;机械化生产和技术推广;原始数据记录、记载及资料整理;检查与监督;项目整理。项目总结阶段包括:测产、项目基础数据统计;项目效益评价;技术总结,项目工作总结;撰写验收或鉴定技术文件;申请成果鉴定;项目资料存档。 2.2选择实施地点及推广面积分解 选择实施点及任务分解的必要性。一是部、省下达的农机化技术推广项目,要求大范围、大面积推广,推广面积少则几万亩、几十万亩,多达几百万亩。选择实施地点的原则:以乡或县(市)为基本的实施点;在实施点划定的项目区应集中连片,田块平整,便于机械作业;项目实施的基本条件具备,即要求路通、水通、电通;有一定的机械化基础;农民自愿参加计划实施;当地政府领导重视支持,并愿意给与资金配套;承担单位技术较强,有完成任务的能力。 2.3建立项目实施机构 建立项目实施机构的目的在于发挥项目主持单位及相关部门和行业的综合功能,处理推广过程中的协调问题,为项目实施工作提供行政领导,为项目实施起到组织保证作用。项目实施机构体系一般由项目领导小组、技术小组和生产应用单位共同组成。对大面积大范围跨地区项目按行政区划分地、市、县、乡(镇)层层成立项目实施机构或协作组。项目领导小组。以项目实施所在地区的农机主管部门为依托,建立项目领导小组。依据项目实施难易程度确定领导小组参加单位以及成员名单,其主要职责是负责行政推动,组织发动和协调,定期检查,解决配套资金保证物资供应。项目技术组。以承担项目的农机化技术推广单位为依托,成立项目技术小组。组长由推广单位分管业务工作的站(所)长或室主任担任,成员主要由推广单位、农业技术部门、科研单位、教学单位的科技人员组成,主要职责是完成各项推广技术工作。项目协作组织。项目协作组成员由项目牵头单位和参加单位的主要推广人员组成。协作组织职责是制定工作方案,统一技术经济指标及进度要求,制定测产验收办法,负责落实任务、组织检查、考察参观、经验信息交流、办示范点、现场验收、评比等工作。 2.4制定项目实施方案 项目实施方案是项目实施的行动指南,是一个具有规范性的纲领性文件,要求具有很高的实用性和可操作性。项目实施方案的主要内容及要求:主要推广任务和达到的技术经济指标;推广的主要技术内容;实施地点;工作进度安排;组织管理措施;组建项目领导小组、项目技术组,明确其职责分工;拟定项目实施方案的要求。要以项目合同为依据。项目实施方案是项目合同的具体化,实施方案中任务指标应与合同提出的一致,不可随意提高或降低要求。实施方案要被应用单位接受执行。拟定一个科学实用、便于操作的实施方案,且要反复修订实施方案。项目实施方案(草案)拟定之后应交项目领导小组和项目技术组讨论研究,并听取应用单位意见,在此基础上修改完善,批准执行。 2.5项目检查与监督 检察监督是保证项目达到预期效果的重要手段,检查和监督是依据合同规定的内容,对项目实施的进展情况与原计划目标进行对照,发现差异,指出原因,以便及时采取解决措施,防止问题再度发生;对成功经验和做法加以总结,组织交流推广。检查监督要局部检查与全面监督相结合,内部监察与外部检查相结合,平常检查与重点抽查相结合。在开展检查监督之前,应事先对检查的范围、内容、重点、步骤及方式方法等分别予以研究,拟好检查提纲,做到有目的有计划地进行,检查完毕后要做好总结评比。 作者:宋达 单位:大安市农业机械化技术推广站 农业新技术论文:农业机械绿色新技术应用前景分析 一、农业机械绿色新技术应用前景分析 从当今的农业发展状况来看,农业机械绿色新技术已经在一部分大型农业发展基地和较大型城市得到了广阔的应用,但尚未达到普及。2007年,国家出台了关于农业机械新技术推广的新政策,相关文件指出,党和政府应早日加快推进农业绿色新技术的生产,加快农业示范基地的相关建设,加强农业新技术的改造和应用,继而提高农业机械绿色新技术的普及率,解放劳动人民生产力,创造更多的社会市场相关价值。所以,农业机械新技术的推广和应用可以给社会的市场经济带来巨大经济利润,提高人均劳动生产率,加快了单一传统化农业向现代化农业的转变速度,极大的促进农业发展。因此,农业机械绿色新技术有着广阔的应用前景。 二、农业机械绿色新技术推广的策略和方针 想要推广农业机械的绿色新技术,就要不断考量农业和经济二者间的关系,这在实际操作中往往十分矛盾,因为不但需要理论的支持,更需要不断吸纳相关领域的经验,通过研究农业机械在生产中的具体应用,进而保障资源、环境与经济利益间的关系稳定,从而实现农业绿色新技术大力推广这一目标。在推广的同时,同样也可以注意采取适当的策略。 2.1提高农业机械绿色新技术在传统农业生产中的地位和作用 我国在农业机械绿色新技术的相关领域整体技术水平还处在初级阶段,还需要各方面付诸不断的努力。从我国农业当今的生产水平来看,农业机械中的绿色新技术可以被认为是农业行为的不断改进衍生出来的一种新型模式。它本身含有现代农业以及传统农业的相关要素,也含有西方相关的技术及理念。根据07年中国土地资源管理局公布的统计数据,全国传统农业建设大约会有1/3的农田存在着不同状况的水土流失问题。自2007年以来,全国每年土表流失量已经达到了50亿t,土表流失过程中损失钙、氮、磷、钾等土壤养分达到5000多万吨。据此情况,如果不加紧农业机械绿色新技术和传统农业的和谐并进,共同发展,水土流失的面积还将会继续增加,渐而成为制约农业经济发展的棘手因素。 2.2加强农业机械绿色新技术的体系建设 农业机械绿色新技术涵盖的方面很广,如农、渔、牧等,同时也与相关的经营要素联系密切。为了推广农业绿色的新技术,一方面需要遵循科学的发展原则,从全局出发分析各方面的关系,并且通过采取合理的措施,不断完善农业机械绿色新技术的体系,确保能够长久地发展。同时,政府应当通过协调农业机械绿色新技术的各部分组成要素,建立起农业机械绿色新技术的推广模式,从基础农业设施的建设开始做起,逐渐扩大农业绿色新技术的涵盖范围和应用领域。通过“政府引导方向,市场运作调节”的基本模式,开拓农业机械中绿色新技术的市场,引导农业绿色新技术的迅速发展,继而提高农业生化的经济效益和生产水平。 三、农业机械绿色新技术推广中存在的一些问题 3.1缺乏与农业机械绿色新技术相关的法律来规范其发展 即使有相关的政策进行引导,但我国至今在农业机械绿色新技术的发展领域嗨缺少相应的法律法规,比如很多地区在实际推广前都只有一个简单的工作计划,而没有进一步去研究计划实施的合理性,这就导致许多农业机械绿色新技术的推广半途而废,其未来的发展无从谈起,可持续发展这一理念更是被搁置在一旁。 3.2 农业机械应用的规模总体来上看依然较小、农民对相关领域知识有所欠缺 我国在农业生产资源的分布上比较零散,没有统一的规划,因而布局十分混乱,导致无法形成一定的规模进行有效的治理,从而使农业机械绿色新技术这一产业的进程发展濒临停滞。即使进行相关的调整也达不到理想的效果。造成产品结构的不稳定。同时,我国在农业机械绿色技术的应用推广方面还没能形成有效的机制,比如无法向农民提供更多技术层面的信息,这就使农民在实际生产中十分迷茫,无法确定自己的努力究竟会带来多少收益,因而,相关政府还需要早日完善相关领域服务,应当不断调整当下的农业机械生产结构,从市场的需求出发,提升整体的服务水平和建设能力,确保农业行为机械产业化能够实现经济上的收益。同时,还需要加大贫困地区的开发,对其在技术以及经济上不断进行扶植,不断引进国外的先进技术及经验,使得贫困地区的农业机械的普及性和应用性逐步得到本质上的提升。 四、结语 在推广农业绿色新技术时,政府应从全局进行思考,为了长远的发展,不断深入到技术领域去找到不同区域的对应策略,从区域繁荣推进至整体的协调运作。农业机械绿色技术的普遍应用,作为当今世界农业发展的大体方向,必将随着时代的进步,不断突破,不断完善,终会形成一条可持续发展之路造福人类。 作者:张成 单位:朱衣镇农业服务中心 农业新技术论文:农业机械新技术的应用 一、自动化技术是未来农业机械化的核心技术 自动化技术是一种综合性的技术,包括计算机技术、控制技术、系统工程、信息论等多种内容。就农业机械技术发展的走向来看,未来自动化技术必然会成为农业机械化的主力军与核心力量。这其中,尤以自动控制技术更为明显。自动化技术在农业机械生产中的应用可以大大降低劳动者的劳动强度,提升机械生产的精确度与效率,同时利于机械化生产的批量推广。正是基于这些优点,自动化技术尤其是自动控制技术已经成为农业机械技术革新的重要落脚点。比如,国外早些年出现的半自动控制联合收割机,就可以在机器控制系统的掌握下自动进行农作物收割作业,从而极大地方便了大批量、大面积的作物收割。此外,这样的自动控制收割机还配备有机体调平装置、发动机熄火保护装置、液压无级变速装置、自动报警及显示装置等。这些装置各有用处,而且设计精确,皆以自动控制技术为设计原理,能够保证收割机的安全、高效运转。总之,诸如此类的自动化控制机械是未来很长一段时期内农业机械技术发展的核心趋向。农业生产的最终目标是解放、发展生产力,不断提高农业产业化效益,而自动化控制技术恰恰可以为之服务。我国的农业机械化与自动化技术的融合仍然处于起步阶段,还需要更多的努力,这也是我国未来农业机械化发展的重要目标。 二、农用机器人、农用传感器技术具备良好的应用前景 所谓的农用机器人,就是农业机电一体化与农业装备融合的产物;农用传感器技术则是利用传感器装置、数据处理系统对农产品的生物学特性进行监测、分析的技术,业已在我国部分农业生产地区得到应用。以农用机器人为例,由于农业机械应用中农业作业环境、作业对象的复杂性和多变性,决定了对农用机器人有更高的要求。具体来说,农业机器人要能够自动收集处理作业环境及作业对象的各种信息,确定目标并依此决定应选择什么样的操作形式进行恰当的作业。例如,在果实收获时,农用机器人要根据果实本身的特性自行判断果实的成熟度,然后采摘果实;在除草和间苗作业时,农用机器人要能自行区别出作物与杂草等。在农用机器人研发及应用方面,我国已经取得了显著的进步。相信在不久的未来,我们的农用机器人一定在农业机械化生产中可以发挥出更大的作用。再如,农用传感器技术的应用也在农业机械化过程中有所体现,而且作用明显。比如,农用收割机上使用谷物流动传感器能够快速的测出收割机每秒收获的谷物量,而且使用谷物湿度传感器可以实现对收获谷物和储藏谷物湿度的在线测量、监控;在粮食烘干、储存等作业步骤上,运用温度传感器可以解决温度测量的精度问题以及远距离非接触式测量的相关问题等。 三、小结 综上所述,新时期农业机械新技术的不断涌现一方面反映了农业现代化、产业化、科技化的基本趋势,另一方面也给农业机械化的可持续发展提出了严峻的考验。展望未来,农业机械化技术的发展需要融合多种高精尖科技,也需要农业技术人员付出更大的努力。只要坚持农业机械技术的创新,尊重农业生产规律,农业产业化、集约化发展的明天值得期待。 作者:周成梅 单位:贵州省遵义市汇川区板桥镇科技宣教文化旅游服务 农业新技术论文:植物保护新技术在生态农业的运用 [摘要]植物保护技术是近些年发展起来的绿色生态化技术,合理应用植物保护技术,是确保农产品质量的关键。基于此,本文就植物保护新技术在生态农业中的运用进行探讨。 [关键词]生态农业;植物保护;新技术 生态农业是近年来迅速发展起来的一种农业类型。而在生态农业生产中运用植物保护技术,能够提高农产品的质量,同时能够保障农产品在生长过程中避免遭受病虫的侵害,从而生产出绿色无公害的农产品。 1生态农业理念 生态农业主要指的是根据经济学及生态学原理,采用现代化科技手段来进行合理的生态管理。生态农业和传统农业相比,最大的不同就是发展观念不同,生态农业是以发展大农业为主,运用多种多样的生态管理模式促进种植业及其副业同时发展,提高农业经济效益,并可以更大程度地满足社会需求,维持生态平衡,保护环境[1]。 2植物保护技术在农业中应用的重要性 2.1促进农业发展 例如,在水稻、玉米等作物的种植生产中,实行水田连作免耕栽培技术、水旱轮作免耕栽培技术和旱地免耕栽培技术三大类免耕栽培技术模式,可以节省人力、物力,可以有效地避免太阳的日晒,节约用水量。 2.2减少病虫害的侵袭,节约生产成本 首先,可以有效地通过植物保护技术来减少病虫的数量,从而能够保障农作物健康生长,降低生产损失。其次,植物保护技术的应用可以在一定程度上节约农户的投入成本,提高农作物的产量,从而促进经济的发展。 3植物保护技术与农业可持续发展之间的关系 为了实现农业可持续发展,必须重视植物保护工作。随着我国社会经济的不断发展,可用的资源及能源的利用需求越来越大。再加上我国是农业大国,人口众多,对于农产品的需求量越来越大,所以需要提高农产品的产量和质量。而这就要求合理运用植物保护技术,加强对病虫害的防治,提高农作物的产量和质量。例如,病虫害灾害对于农作物健康生长来说是一种巨大的威胁,由于农业防护治理工作力度不够,很多地方对于农作物的保护仅仅采取喷洒农药的措施,不仅不能够从根本上解决病虫害问题,而且对农作物带来了一定的危害,污染了农作物的生存环境,不利于农业可持续发展。所以,为了提高农作物产量,保护农作物的生存环境,实现农业可持续发展,需合理应用植物保护技术。 4植物保护技术在生态农业中的应用 4.1借助杀虫灯来有效灭杀害虫 借助杀虫灯来吸引害虫,然后灭杀害虫,不仅能够有效防治害虫,不会给作物带来伤害,而且不会使农作物存在农药残留,确保了农作物的绿色、无公害生产。不仅如此,还能够通过有色光的诱导来集聚害虫,从而进行集体消除,确保农作物健康生长。 4.2采用防虫措施进行生态管理 通过先进的阻隔技术可以有效预防害虫,如利用防虫网可以有效地将害虫隔离出种植区域,能够有效降低害虫数量,减少对于农作物的伤害,优化农作物的生长环境,从而在很大程度上确保我国农业的绿色生态化发展。 4.3全面监测,保障生态农业的健康发展 为了保障农作物的健康生长,应采取合理的植物保护措施,对农作物的生长进行全面监测,发现问题及时采取防御措施,有效降低对农作物造成的损失,从而保障农作物健康生长。为了推进生态农业的发展,农业技术人员要及时将先进的植物保护措施传授给农民,做好植物保护技术措施的推广应用工作。总之,植物保护技术适应了生态农业的发展要求,对生态农业的发展起了积极的促进作用。今后应不断加强对植物保护技术的研究,确保农作物健康生长。 作者:冯斌 单位:安顺市西秀区刘官乡农业服务中心 农业新技术论文:植保新技术对生态农业的作用 摘要:随着时代的发展和社会的进步,人们的生活水平不断提高,消费观念也在不断的更新,对于食品的质量有了更加严格的要求,尤其是越来越多的农副产品,爆出了农药残留超标问题。市场需求绿色产品、无公害食品、有机食品,这就要求传统的农业发展模式急需改进,朝着生态农业方向发展。 关键词:生态农业;植保新技术 很多农民在进行农业种植的同时,为了跟随时展的要求,改进了生产模式,朝着更加生态无公害的方向发展,生产出有机食品。这就要求农业的种植技术也要改进,为了让传统的农业转变成生态农业,科研部门大力推广植保新技术,黑龙江省农科院对俄中心不断加强与俄国的农业科技合作,植保新技术推广已经成为传统农业向生态农业转变的重要部分。 1推广植保新技术的重要性 农作物在生长的过程中,会受到两方面的侵害,一个是来自地面上的病虫侵害,还有一个是来自于土壤内的病虫侵害。农作物的生长环境很重要,如果受到害虫的侵袭,很可能会导致作物减产,甚至颗粒无收。农民为了预防病虫害造成损失,在传统经营模式下经常使用的是农药,例如一些杀虫剂,这些杀虫剂能够立刻见效,杀死虫害。但危害较大,如果不能立刻分解,就会随着雨水流到河湖里,或者渗入土壤,造成农药的残留。动物或人类在喝了这种水,或吃了这种带有农药残留的农产品后会影响到身体健康,有时甚至能致癌。这种生产方式不够生态环保,危害性较大,也不能保证食品的安全。所以,要改变这种传统的种植模式,必须推广植物保护的新技术。首先,植保新技术的推广有助于实现农产品安全无公害。植物保护技术作为新的农业保护发展模式,拥有很多先进的种植技术。经过多年的实践,以及与俄国农业科技的合作,把植物保护新技术应用到农业种植方面。在实践的过程中,新技术的种植效果非常的明显。这种植物保护新技术,不但可以减少病虫害的发生,也不会影响到周围的环境。其次是实现生态无污染。所谓的生态农业,不只是农产品是绿色有机产品,其周围的生态环境也应该是安全的。生态农业是一个复杂的发展过程,在开展前期费用消耗较大,这需要政府各部门的大力支持,将植物保护新技术最大限度的应用到农业种植上去,植物保护新技术可以减少病虫害的发生,把因为病虫害所导致的减产等问题损失的费用降到最低。并且能够节省农药的费用,有效的实现生态农业,这样还能减少对周围环境的影响。所以,植物保护新技术应当被大力推广。 2植物保护新技术的发展现状 农业的发展是一个长远的过程,在进行农作物种植的过程中,要考虑到可持续发展和生态发展。因为,土地是有限的,如果只追求眼前的效益,导致土地肥力下降,或土壤污染,就得不偿失。所以,要用科学的方式进行耕作种植,科学的管理生产。在植物保护新技术推广过程中,“三诱”技术成为重要的组成部分,对于农业的生态发展有的十分显著的作用。下面就列举几个实际的案例。2.1杀虫灯。所谓的杀虫灯,就是利用频率振动,吸引虫子,并杀死。这种灯杀虫效果显著,在害虫频发的季节,能够吸引并杀死大量的害虫,减少害虫的数量。杀虫灯的使用减少了农药的使用量,进而减轻了农药对土地,以及农作物的污染。还可以根据杀虫灯诱集的结果,预测害虫将要发生的趋势,进行提前预防,采用科学的防治方法。这种杀虫灯,在蔬菜种植田里效果尤为显著,且无污染、见效快。传统的农药杀虫法,每隔几年甚至一年就要进行更新换代,因为害虫会产生抗药性,农药的使用剂量就会越来越大。例如,棉花上的棉铃虫,在没有进行生态种植之前,虫子的抗药性很强,农民组织人力,大量的喷洒农药,家禽在吃了被喷洒农药的虫子后就会死亡,而这些虫子却毫无反应。杀虫灯就避免了虫子产生抵抗性,除非技术的更新,一般情况下不需要进行产品的更新换代,能够长久的使用,也不需要过多的人力,节省了农民的生产成本。并且能够有效的减少虫子的密度,以及因为农药造成的土地污染、环境污染等现象。2.2性诱剂。性诱剂是利用不同的害虫不同的性信息吸引虫子前来,进行性别上的消灭。这样就能减少虫子之间的交配,减少虫子的下一代,逐渐的控制害虫的数量。这种方法绿色无污染,并且能够有效的控制虫子的数量。每当虫子交配的季节,农民就放出这些性诱剂,不需要过多的人力,成本也较低,对人和动物都没有影响,尤其是周围的环境不会受到损害。这种方法较适用在果园内,尤其是一些果树上的蛾子,能够有效的减少,进而提高果树的产量。性诱剂的使用减少了化学药剂的使用,减轻了生产的成本,保护了生态环境,提高了作物的产量,增加了农民的经济收入,是一个双赢的局面。目前,传统的农业种模式已经不能满足人们对生态农业的需求。需要改进农业种植技术,而植物保护新技术有助于在农业种植过程中,合理应用新技术防治病虫灾害,增加作物的产量。植物保护新技术不仅能够降低成本,节省人力物力,还不会影响到周围的环境,生产出绿色无污染的农产品,符合农业可持续发展的方向。 作者:杨帆 单位:黑龙江省农科院对俄中心 农业新技术论文:生态农业植保新技术的应用 摘要:在我国加大农业生产重视程度的情况下,生态环保理念的推出和实施,给农业生产技术提出了更高要求。因此,本文就生态农业进行概述,对生态农业中的植保新技术进行探讨,以促进其更广泛的应用。 关键词:生态农业;植保新技术;应用 1生态农业的概述 根据相关资料可知,生态农业主要指的是,合理运用现代化的技术,以可持续发展为主要原则,并结合生态学、经济学的相关规律进管理,从而达到提高生产质量、产量、经济效益等目的。所以,在人们生活水平不断提升的情况下,农业生产必须向着绿色、环保、无公害等方向发展,注重新型农产品的开发,才能真正形成生态农业。 2植保新技术的合理应用 2.1性诱剂方面 一般情况下,昆虫性信息素在很多资料中都被记载为性外激素,可以对异性昆虫产生较强诱导作用。因此,在生态农业中,通过人工方式进行昆虫性信息素的合成,可以将其作为引诱剂来使用,从而成为当前重要的植保新技术。根据实践应用情况来看,在大力发展生态农业的前提下,采用的载体主要是优质橡胶,在结合相关工艺进行处理之后,其分布可以更加均匀,并且,散发的速度也较慢,从而可以成功诱惑雄蛾。诱芯一般是放置在塑料袋中,或者是玻璃瓶中,以便避光下进行保存,而最好的保存方式是放置在冰箱中,即在要使用的时候才取出来。目前,诱芯种类有很多种,因此,他们的持效期也是不同,大约在3个月。一般使用这些诱芯来进行虫害防治,或者是对害虫的具体进行进行检测时,需要每代都进行1次诱芯的更换,以确保其能获得较好的效果。例如:在甘蓝生长比较快速的时期,进行小菜蛾的生态防治,根据采用性有诱剂之后的数据来看,小菜蛾在1个防治周期被诱杀的数量在800只左右。虽然上述防治的大部分都是成虫,并不能对幼虫造成较大影响,但仍然是生态农业进一步发展必须重视的一个方向。 2.2杀虫灯方面 在农业生产中,如果不使用杀虫灯,则需要在夏季温度较高的时候,通过喷药的方式来消灭一些害虫,如金龟子、螟虫等。一般情况下,1个月需要喷药大约4次。而在生态农业中,合理采用杀虫灯,即频振式类型的,可以很好的消灭螟虫、飞蛾等,而其它害虫在消灭时,需要喷药的次数也会减少很多。通常情况下,1m2的种植面积,1个月需要花费大约900元的农药费用。合理采用频振式的杀虫灯,环境受到的污染程度也会降低,从而促进农业生产生态化发展。 2.3黄板的应用 根据相关分析和研究来看,农业生产中的很多害虫,都具有趋色的特性,其中,黄色是最主要的一种颜色。因此,在生态农业中,合理应用黄板来诱杀害虫,可以取得较好的防治效果。一般情况下,黄曲条跳甲害虫是种植叶菜类蔬菜的会产生的主要害虫之一,有着较大防治难度。在传统农业生产中,如果想要有效防治,则需要使用毒性较大的农药来喷洒,并且,喷洒的次数要很多,才能获得一定效果。所以,在生态农业中,合理使用黄板来进行害虫的诱杀,特别是黄曲条跳甲害虫,可以取得较好的效果。例如:在进行小白菜的种植时,一张黄板通常可以诱杀的黄曲条跳甲害虫的数量是360多只,可以黏住的害虫大约在85~200只之间。在蔬菜种植区域周边,增加黄板的使用量,并保证其摆放位置的正确性,则可以取得非常好的防治效果。 3应用策略 在生态农业中,植保新技术的合理应用,需要采取的策略主要有:加强综合防治。根据农业生产的具体情况,选择合适的虫害防治方法,如生态防治方法、物理防治方法、生物防治方法等,可以大大降低农药给环境带来的污染,并改善种植土壤的结构;科学运用病虫害检测系统。由于农作物的产量会受到各种因素的影响,如病虫害危害程度、发生时间等。因此,综合分析各种影响因素,合理建立病虫害检测系统,并科学运用,才能真正促进农业生产生态化发展;加强新技术培训和推广。在我国生态农业不断发展的情况下,让农民群众真正了解各种保值新技术,对应降低农药给环境造成的污染有着极大作用。因此,在农村地区开设咨询点,设立宣传栏,利用广播、电视、公共平台等传播新技术,才能真正改变农民群众的种植观念,从而促进我国农业生态进一步生态化发展。 4结束语 生态农业的发展,需要得到农民群众的认可、支持,才能真正发挥植保新技术的作用,而植保新技术的合理应用,必须加大宣传、推广等,才能真正减少病虫害带来的危害,对于提高农业产量、质量等有着重要意义。 作者:肖富强 单位:宁乡大成桥农技站 农业新技术论文:农业机械新技术的应用及发展 [摘要]农业机械随着社会的进步而不断发展,而多种新技术的应用使得农业生产效率得到有效提升,如人工智能技术、机器人技术、自动控制技术、计算机视觉技术等,这些技术的应用均推动着农业机械朝着精确化、高品质的方向发展,为我国农业的发展创造了有利条件。 [关键词]农业机械;新技术;应用;发展 随着我国农业的不断发展,农业机械技术也不断进步。目前,我国农业朝着机械化、智能化方向发展,其目的是使得农业生产效率得到提高,从而进一步提高农业经济效益。因此,我国不断加强农业机械新技术的研发,不断吸取新型技术,从而为农业的发展奠定良好的基础。本文现对农业机械新技术的应用与发展进行探讨,其详情如下。 1目前农业机械新技术的应用 1.1人工智能技术人工智能是当下社会科学技术研究的重点,人工智能已经在电子、电器等行业普遍应用,如智能扫地机、智能手机、智能电视等,且这些人工智能技术也逐渐应用到农业生产中,且农业机械设施中,智能、电子信息等技术的应用不断增多。尤其在农业机械化程度较高的国家中,已经普遍应用了人工智能技术。例如美国已经研发了激光拖拉机,该拖拉机应用激光技术,能对拖拉机的方向进行智能控制,且可精准地定位拖拉机的位置,有助于提高农业生产效率。人工智能技术的应用有助于降低农业生产成本,可减少污染程度,且能使农业机械生产操作精准程度提高。使用者在使用应用人工智能技术的机械时,其操作更为便捷和舒适。1.2机器人技术国内外研究专家从未停止过关于机器人技术的研究工作,但是机器人代替人力已经在许多行业得以实现,例如在我国许多厂家中,均用机器人来代替简单地人工操作,使得生产效率大幅提高。尽管我国农业中关于该方面的技术仍处于研究阶段,但是这项技术的应用对农业的发展有着重要作用。1.3自动控制技术机械自动化控制技术是农业中应用范围较广的技术,该技术的应用有效地提高了农业生产效率。农业生产中,自动控制技术可根据农业实际情况来进行自动化调节,以减少人工操作量,如在蔬菜大棚种植中,自动控制技术可对大棚中的温度、湿度等进行自动化调节,以保证蔬菜生长环境适宜。1.4三维参数画绘图软件技术三维参数画绘图软件是市场上应用范围较广的技术,而在农业方面也已经开始应用这项技术。目前,我国许多农机企业已经开始使用CAD技术来进行农业机械设施的设计,尤其是高精度需求的腹胀曲面部件的设计和制造,取得了一定的成果,但是CAD的使用仍然不够,还需不断深入研究。1.5计算机视觉技术农业机械应用的计算机视觉技术主要是进行农产品品质分级等检查。计算机视觉技术是在图像处理技术、视觉模拟技术等基础上发展起来的技术,目前,该技术在农业机械收割、播种等方面均得到有效应用。但是该技术的应用过程中仍存在较困难的技术难题,如快速获取动态图形信息方法等,这些技术还需进一步研究。1.6液压技术液压技术是建立在工业传感技术、微电子技术基础上的技术,农业机械应用该技术后,机械的能量转换的效率得到有效提高,系统工作效率也大幅提升。农业机械系统动力学特征、动态特征不断凸显,且随着液压技术数据收集处置、故障监管技术等技术的不断完善,农业机械更为科学化、精准化,且有助于农业环境保护工作的开展。 2农业机械新技术的发展趋势 2.1高科技发展方向随着农业机械的不断发展,各种新型技术被不断应用在农业机械中,且应用范围还在不断扩大,农业机械技术水平也不断提高。随着社会各类科学技术的不断进步,农业机械将朝着高科技方向进行发展,通过利用人工智能技术、自动控制技术、计算机视觉技术等来使得农业机械的精准度更高,使得农业机械作业能力大幅度提升,最终达到提高农业生产效率的目的。2.2高品质发展方向随着农业机械新技术的应用,农业机械生产质量和作业效能均会不断上升。农业机械设计和制造过程中,会应用CAD技术等现代科学技术,能提高农业机械设计的精度、准确性,有助于提高农业机械产品的品质。农业机械在设计和制造过程中,设计工程师将更为重视农业机械产品的整体功能性和外观,如在功能方面,农业机械内部的器件配置更为科学合理,部件的性能更为优良,能显著提高机械产品的功能性;在外观制造方面,首先对机械产品的外部表面进行机械、化学处理,之后使用高质量油漆,这种方式能有效提高油漆的耐用性,色泽、亮度更佳。随着农业的发展,人们对农业机械质量的要求也会越来越高,因此,高品质发展是农业机械发展的重要方向,厂家应从设计、制造、检查等各个环节进行严格监督,保证农业机械质量过关。2.3可持续发展方向可持续发展是社会各行各业发展的重要方向,农业也朝着该方向发展。农业机械应用多种新型技术有助于提高农业生产效率和环境的保护,如利用人工智能技术,农业机械的操作更为精准,可避免发生不必要的资源浪费,能提高农业资源利用率,且操作更为简单、方便,使得生产效率提高。 3农业机械新技术的推广和扶持 各个地区的政府应重视农业机械新技术的推广,开展农业机械新技术的培训工作,采用多媒体等形式来展现农业机械新技术的特点。对于农业机械的购买,政府可予以一定的补贴,如购买插秧机、拖拉机、秸秆还田机等,加强对农业机械的推广力度,从而推动农业机械化的发展。在农业机械技术应用过程中,相关部门应加强对相关设施、装备的建设,重视新技术生产的安全性,并对农业机械进行严格安全检查,保证农业机械质量合格。 结束语 我国是农业大国,尽管我国的工业经济在不断发展,但是农业仍是社会经济发展中重要的组成部分。目前,我国城市和农村经济的发展存在较大的差距,而不断提高农业生产经济效益仍是促进社会经济发展平衡的重点,对此,我国还需要加强农业机械水平,不断应用新型技术,提高农业生产效率,从而推动农业的发展。 作者:朱云 单位:河南省新蔡县农机安全监理站 农业新技术论文:农业机械新技术的发展分析 [摘要]农业机械是农业生产重要的物质基础,其是发展现代农业的硬件设施。农业机械化能够显著推动农业生产力提升。当前我国农业正在积极发展现代农业,各种先进的农机设备不断被应用到农业生产领域。农业机械化的实现是在农业科技技术不断发展的基础上得以实现。要想实现农业现代化、农业机械化,必须重视农业机械新技术的开发和应用。本文主要结合实际情况,就农业机械新技术应用和发展的重要性进行了分析,然后就最近几年应用的新技术进行了论述,最后提出了农业机械新技术的发展方向,希望通过本次研究对更好的实现农业机械化发展有一定助益。 [关键词]农业机械新技术;应用;发展前景 进入新世纪后,我国加大了对科研的重视程度,并将先进的科研成果积极应用到农业机械设备中,促使了农业机械设备逐渐向着全自动化、智能化方向发展,农业生产效率不断得到提升。在农业机械设备生产过程中积极应用新技术和新设备,可以显著提高农业机械的作业效率,保证农业机械具有良好的适应性。因此,我们需要积极研发、推广和应用全新的农业机械技术,将新成果和新技术运用到农业机械中,为实现精细化农业提供必要的技术支撑。 1农业机械新技术应用和发展的重要性分析 首先,显著提升农业机械的运作效率。在过去农业机械使用过程中,有不少机械不能有效识别农作物的位置,例如倒伏的小麦和玉米,这些倒伏的农作物在收割过程中很容易被遗漏,因此,在农业机械使用过程中积极应用全新的农业机械技术有利于弥补农业机械存在的漏洞,提高了机械的作业效率;其次,降低了农业劳作量,能够带动地区经济发展。过去的农业生产需要大量的劳动者,而农业机械新技术的应用,实现农业种植、作物收割的自动化,大大降低了农民群众的劳动强度,农村地区的很多劳动力可以到其他行业开展工作,有利于带动农村社会经济发展。 2农业机械新技术的应用 2.1计算机视觉技术 计算机视觉技术是一种以图像处理为基础的学科,主要是对视觉信息进行理论计算和表达,随着计算机视觉技术应用逐渐成熟,目前在农业机械生产方面,计算机视觉技术不仅能够对农产品进行科学分级,还能够协助机械开展精良化播种和收割。但是由于这项技术在农业机械应用的时间还比较短,还有不少的技术难题没有得到解决,对于这项技术的应用还需要我们做出进一步研究。 2.2人工智能技术随着智能技术的应用和发展,农业机械智能化逐渐实现,应用智能技术可以有效的控制农业机械的运行方向,同时还能够对农业机械进行精确定位。通过人工智能技术,帮助科研人员建立一个庞大的数据库,通过这个数据库,农业机械科研人员可以对土地进行全面的掌握,从而设计出适合不同地区农业生产所需要的农药、化肥、种子等农产品。 2.3自动化控制技术 在农业机械生产过程中,积极应用自动化控制技术可以帮助操作者将作业难度,同时,在农业机械化作业过程中,还可以根据土地地势的高低和秸秆的长短合理的对农业机械作业的高度进行调节,保证农业机械使用过程中的安全性和适应性,从而提高农业机械使用的可靠性,最终保证全面提升农业生产效率。 2.4信息网络技术 近几年,信息网络技术在农业机械上的应用最为成功。将信息网络技术和地理信息系统、自动化控制技术等技术相结合,就可以实现对农业生产农作物、土塘、施肥、农药进行全过程的监督和控制,同时,还可以有效监控农作物生长繁育情况、病虫害发生情况等,然后借助定位系统和地理信息系统保证完成相应的田间工作。 2.5液压技术 液压技术的实现主要是在微电子技术、工业传感技术的基础上应用研究的一项新技术,其在信息数据采集方面发挥着十分重要的作用。其能够完成能量的转换和匹配,提高农业机械系统的效率,保证整个系统的动能效率和系统的适应性和兼容性,使得系统的可靠性和安全性得到全面提升。农业机械设备在设计过程中主要采用内燃机作为驱动力,这就导致了工作负荷经常出现较大的改变。如果能够采用电液控制完成相应的负载和原驱动机之间的匹配,就能够有效降低功率传输过程中的能量损失,能够切实提升系统的运行效率。 3农业机械新技术发展方向分析 3.1农业机械新技术需要不断整合其他领域的技术资源 在农业机械发展过程中,应该积极发展智能化机械、自动化农业机械,让农业能够像我国的工业实现规模化和程序化生产。在农业机械应用发展过程中,自动化和智能化农业机械技术不仅可以显著提升农业生产效率,降低农民群众劳动强度,降低生产成本,同时还有利于我国的土地资源高效利用,充分发展现代农场和现代农业专业合作机构等多种农村农业合作模式,解放农村的劳动力,让大量的劳动力从事其他行业工作,促进地区经济发展,全面建设社会主义新农村。 3.2需要走绿色可持续发展的道路 积极建设具有中国特色社会主义中发展道路具体体现在农村农业生产领域是要求坚持走集约化、规模化、科学化和生态化的可持续发展道路。而这些发展目标的实现就需要依靠先进农业机械科学技术。因此,在农业机械新技术研发过程中,需要我们积极研发具有节能效果高,生产效率好的绿色节能机械设备,只有保证全面适应市场需求,符合国家方针政策,才可以促进自身健康发展。 3.3要坚持走创新发展的道路 我国的农业机械创新能力相对于国外发达国家来说还存在不小的差距,这就要求政府部门加大对农业机械科研投入,制定合理的扶持政策,给予人才、资金和项目方面的支持,让农业生产环节的工作人员融入到技术研发中,始终保证农业机械的创新能力,并保证能够将新研究出来的成果迅速转化为生产力。 4结语 农业生产的高效化、规模化和科学化是随着农业科学技术的进步而不断发展。农业机械新新技术的应用和发展,还需要有一个高效的推广模式,保证新的农业机械技术能够及时进入田间地头,保证提高劳作效率,促进农业生产全面发展。 作者:李丽丽 单位:山东省威海市文登区农机技术推广服务站 农业新技术论文:农业机械新技术的应用前景 一、国内农业机械化的现状 (一)农业机械的数量在不断增加 受国家政策的大力推动、国内机械制造业的积极参与、农业生产者不断地提升自身的耕种能力和管理能力,我国农业机械化的地域在不断地扩大,农业机械的使用密度在逐步地加大。 (二)农业机械化的水平在不断提升 农业由传统的粗放型到现在的集约式发展都离不开农业机械化水平的提高,不断推出的农业机械新技术加快了农业生产工艺的完善。农作物用机械种植、收获、加工都能够比手工作业生产的农产品质量更高更好。 (三)农业机械化的区域在不断拓展 由于我国的地形地貌变化较大,农业种植的区域有很大部分遍布丘陵和山区,这些地区的农业机械化难度大、效率低,机械用具少,但是随着机械设备的不断更新和改进,农业机械已经走进了偏远的山区地带。农业机械的操作者也在实行跨区作业,农业机械正在逐渐深入到农业生产的每一个环节中去。 二、农业机械新技术的前进方向 虽然农业机械的发展取得了一定的成绩,规模有所扩大,影响有所提升,但是,我们也要看到农业机械新技术的发展有广阔的前景,很大的上升空间。农业机械新技术的开发和农机的制造要充分考虑到农民生产的需要,不断地实地调查农民生产过程中遇到的实际困难,分析问题,提出实际高效的解决方案。 (一)农业机械新技术要不断整 合其他领域的新技术新资源发展智能机械自动化农业机械,让农业能够像工业一样实现程序化生产。智能化和自动化的农业机械技术不仅可以快速提高农业生产的效率,降低劳动成本,还有利于实现国家整合闲置土地资源,充分发展现代农场和农业合作社等多种形式的农业生产合作方式,让农村大量的劳动人口走向城市,加快现代新型城镇化建设。 (二)走绿色环保的生产道路 建设具有中国特色的发展道路在农业生产过程中就是要走集约化、规模化、生态化的道路。这些发展目标的实现只有依靠高科技含量的农业机械技术才能实现。因此,具备节能功能的农业机械设备应运而生,适应了市场的需求,符合国家大政方针,可以加速自身发展。 (三)走创新型发展道路 国内的农业机械研发创新能力相比国外发达国家,还有很大的差距,政府应加大对农业机械研发制造企业的政策倾斜,实施减免税收,及时给予人才、资金、项目上的扶持,让农业生产环节的人员加入到农机研发的过程中来,保证农业机械科技创新能够快速转化成生产力。 三、机械技术应用前景 (一)智能化、机械化的应用前景 在国内部分地区农业生产的过程中依然是采用半自动化和纯手工的生产。充分利用智能化和自动化的农业机械完全可以替代人力作业,实现无人化操作,大大提高农业生产的劳动效率,提高劳动工艺的熟练程度,最终提高农作物的产量和质量。曾经有以色列的农业企业实现过自动化收获,用电脑程序设置好收割的程序,收割机可以根据收获的农作物的密度不同、长度不同,自动调节农作物收割的速度和进程,降低收获的损失,可以应用到很多种农作物上,比如小麦、大豆、玉米、水稻等农作物。 (二)计算机可视技术的应用 计算机的发展推动社会各行各业的进步,计算机可视技术又称作计算机视觉感应技术,可以有效利用计算机可视技术对农作物的生长成熟度作一个基本判断。利用红外线技术和激光技术、扫描视觉成像技术,实现了在农作物种植的全程自动化,使农业生产的机械化水平得到了很大幅度的提升。 (三)网络技术和信息技术的应用 提高农业发展的科技含量必须有足够多的高科技信息技术,利用大数据分析土壤结构、植物植被分布状况及农业生态布局中的知识,使得农业机械的利用更加高效。此外,农业机械新技术的应用还包括现代地理信息系统的集成、GPS系统、实时通信系统,对在农业生产过程中每一个环节都实施监控,及时关注农作物的生长条件、生长状态、可能发生的病虫害,及时采取规避风险的措施,让农业生产过程精准化。农业生产的规模化、集约化、高效化是随着农业科技的进步而发展的。农业机械技术的进步还要依赖良好的推广模式,让高科技的农业机械走进田间地头,让从事农业生产的劳动者都可以熟练操作才能大大提高农业生产的效率,促进农业机械技术的再发展。 作者:槐会珍 单位:襄城县农机局 农业新技术论文:植保新技术应用于生态农业论文 生态农业是一种在不损害环境,不破坏生态平衡的基础上发展起来的新农业,主要生产新产品,这就需要采用科学的管理手段和生产方法。植物保护新技术能够在一定范围内有效防治病虫害,降低成本,减少环境污染,可以有效弥补传统技术的缺陷,促使农产品质量的提升,促进传统农业向绿色无公害农业发展。我们应树立公共植保、绿色植保的理念,注重植保新技术实践应用。 1“三诱技术”在生态农业中的应用 1.1频振式杀虫灯 频振式杀虫灯主要是利用光、波、色、味4种方式诱杀害虫的一种物理防治方法,无污染,对人畜无毒,对鳞翅目、鞘翅目、直翅目、半翅目、同翅目、双翅目及膜翅目等40余种害虫具有良好的诱杀效果,当前已被广泛应用于农业生产中。某区自利用频振式杀虫灯以来,蔬菜田棉铃虫的田间落卵数量以及虫量明显降低。试验数据表明:挂灯区平均落卵2.8粒/百株,无灯区为12.2粒/百株,约降低了77%;挂灯区平均虫量1.5头/百株,无灯区7.9头/百株,约降低了81%。可见频振式杀虫灯对蔬菜棉铃虫的控制效果非常明显。利用频振式杀虫灯防治害虫,在消灭大量害虫的同时,能减少来年虫口密度,最大限度减轻害虫对农产品带来的危害;能够减少化学防治次数和喷药量,进而减轻对农产品和环境的危害;根据诱杀结果,可对害虫发生趋势做出预测,有利于提出预防措施,实现对来年病虫害的科学防治。 1.2黄板 黄板诱杀技术是利用害虫趋黄性诱杀农业害虫的一种物理防治技术,绿色环保、成本低、可自制,可在蔬菜地、茶园、果园中使用,主要用于防治茶蚜虫、潜蝇成虫、粉虱、蓟马等小型昆虫。在田间使用的时候,可用竹或木细棍支撑固定,棋盘式分布,悬挂方向以东西向为宜,只要方法正确,就会有很明显的防治效果。以某区苹果园为例,在果树开花前悬挂16.5cm×25cm黄板,挂上之后不摘除,6月下旬收回检查发现黄板诱集蚜茧蜂的效果最为明显,调查益害比为1235:192=1:0.16。可见黄板具有良好的生态效应。 1.3性诱剂 性诱剂是利用昆虫成虫性成熟时,释放性信息素引诱异性成虫的原理,将有机合成的昆虫性信息素化合物用释放器释放到田间,通过干扰雌雄交配减少受精卵数量,达到控制靶标害虫目的的新型绿色防控技术。该方法成本低,操作简单,无毒无污染,主要防治对象是小菜蛾、烟青虫、斜纹夜蛾等害虫,符合生态农业发展目标。陕西凤翔县苹果栽培中,未使用性诱剂前,每年食心虫发生面积约为总面积的76.92%,农药使用量和投入费用以及人工投入费用很高。使用性诱剂后,群众每年只需防治3次就能将害虫控制在一定范围内,商品果产量平均提高了364kg/667m2,农药使用量及相关费用都大大降低。 2防虫网阻隔技术在生态农业中的应用 防虫网阻隔技术是以物理阻隔方式阻隔害虫进入危害和繁殖。采用防虫网阻隔技术不仅能够阻隔害虫繁殖,还能适当调节小生境中温湿度,对炭疽病、软腐病等有一定的预防效果,适用于生态农业生产。实际生产中可采用22目的防虫网,对于烟粉虱,可采用30~60目的防虫网。比如,江苏省目前以小白菜为重点的防虫网覆盖栽培蔬菜面积在不断扩大,农户纯收入也不断提高。当前,该项技术已成为一项成熟、高效的现代农业技术,已被列为江苏省农业技术主要推广技术。 3植物保护新技术在生态农业中的实施方式 实施植物保护新技术时,单纯使用物理防治技术显然不能达到良好的防治效果,必须物理防治、化学防治、生物防治、生态防治等多种手段相结合,对于化学防治,应尽量限量的、科学的使用农药药剂,确保农产品安全、无污染的生产。为了保证植物保护新技术的更好实施,首先,应建立准确的病虫害测报系统和监测点,有关工作人员分工协作、全面监测、全面总结、科学研究,及时掌握害虫和疾病的发生、发展动态,并及时、准确地将情况汇报给相关部门,以及时采取预防措施,将损失降到最低。其次,建立专门植物保护控制队伍,为农民提供更为专业的服务,将植保新技术、新技能传授给他们,使他们能够做到病虫害的科学防治。再次,加大宣传力度,让农民朋友正确认识到,发展生态农业的重要性和利用植物保护新技术的意义,使其具备最根本的病虫害防治技能,为公共植保、绿色植保目标的实现奠定基础。 4结语 总之,植保新技术尤其是“三诱一防”技术的应用,是植物保护工作的一项重要突破,对于提高农业生产力,促进农业结构优化升级,确保农产品质量,控制环境污染具有重要作用。我们必须重视植物保护新技术的宣传和推广应用,加大对“绿色植保”的扶持力度,加强病虫害监测,成立专门植保控制小组,为生态农业发展中注入活力。 作者:韦彩红 单位:江苏省海门中等专业学校 农业新技术论文:现代农业机械新技术综述 1加强对农业技术推广人员的培训 推广新农业技术,首先要从人的工作做起。这就需要通过提高农业技术推广人员的资格和素质,严格做到持证上岗。在农业技术推广部门工作的人员,必须通过考试并且考试合格,在人事上实行聘任制度与辞退制度,激励技术推广人员在推广工作上的热情。同时,还要积极引进更多的科技人才参与到推广机构工作,为农业推广事业服务。为保障农业技术推广人员的素质,需要对技术推广人员进行定期的培训与考核。 2大力发展低碳农业配套机械化装备 低碳是时展的号召。在农业机械新技术上引进低碳概念,势必有利于新技术得到更好更广的推广。低碳农业是指低能耗、低污染、低排放和节约型农业,发展低碳农业技术将依靠低碳农业工程技术来完成。低碳农业工程技术主要是指节能技术。而节能技术则依靠低碳农业配套机械化装备来实现。在发展低碳机械化装备过程中,需要结合当地农业生产条件,借助机械化提高效率,并且对田间作物进行信息化科学管理,因地制宜地配建排灌水渠,搞好田间道路交通建设,实现大面积、大范围内的统一机械化作业。低碳农业配套机械化装备的发展,突出表现在对农业机械化、农业基础设施、农产品产地加工与储藏、农产品流通、农产品基地环境保护以及现代农业公共服务等环节的设施装备建设上。实现农业生产各个环节、多位一体化的低碳目标是一个循序渐进、系统研究、集成创新的过程。发展低碳装备的同时,还需要大力开拓以精准播种、配方施肥、节水灌溉等技术为重点的土地,充分利用农业土地面积,提高资源利用率。总之,大力发展推广低碳农业配套机械化装备,可以更好地健全农业机械化科技推广体系,大幅度提高农业机械化新技术对农业增长的带动作用。 3深入优化农机与农艺结合方式 解决农机与农艺的完美结合是实现农业机械化的重要一步。简单来说,农艺是指农业生产工艺过程及其相应的操作技术。农机是指为实现这些工艺过程而设计制造的相应农机具及其管理运用技术。大量实践经验证明,确保农机与农艺的有机结合,可以充分发挥农业机械在农业生产中的优越性。从实际情况出发,优化二者的结合方式,需要制定科学的农艺准则与规范机械作业。充分考虑农作物种植工作的各项因素,如播期、密度、施肥期以及施肥量等。然后,再制定相对应的机械化工艺规范;需要制定主要农业机械的技术规格及性能指标,降低机械使用的运维成本;要加强农艺与农机的协同攻关、农机的研发力度,以提高农业系统的产量、质量与可持续性发展。 4总结 随着现代科学技术的发展,农业机械化生产的优越性越来越明显。农业机械新技术为机械化的发展提供了更好的条件,最终实现农业生产水平的全面提高。通过文章对农业机械新技术推广的相关介绍,笔者坚信坚持科学发展观,严格按照市场规律办事,及时在农业中引进并运用各种新技术,完善新技术的推广服务体系,搞好各部门之间的协调工作。在此基础上,农业机械新技术的发展前景一定是美好的。 作者:陈军 单位:江苏省盐城市农业机械技术推广中心 农业新技术论文:农业高新技术发展方法探索 1建立健全政策法规,为农业高新技术产业化奠定基础 法律是基础,只有具备了完善的法律法规政策,才能形成农业高新技术发展的基础。在现阶段,我国已经根据国家农业高新技术产业化发展的需求,形成了一些法律,如《国家科技进步法》《国家科技成果转化法》《国家知识产权保护法》等相关法律法规,对于农业高新技术的立项、推广应用起到了很大的作用。但是在新时期,由于农业高新技术涉及的发展内容越来越多,包括成果转化、激励政策、人才引进和培养、企业孵化能力的提升等诸多方面。因此,在上述法律法规落实的基础上,还是非常有必要进一步制定、健全有关农业高新技术产业化的法规、政策。尤其是要重点关注如何使高等农业院校、农业科研机构中相关农业高新技术的科研成果顺利的从实验室转向生产一线,真正使科研转化成生产力,提升农业发展的速度。可以适当地放宽国家对农业院校和科研机构的自主经营政策,使这些机构能够更为有效地联系上下游相关单位,接口集中的产品与技术开发行业,可以适度鼓励相关农业科研机构、高校与企业联盟,组建以科技为先导的有国际竞争力的种植、养殖、加工、销售一体化的企业集团。 2紧密结合实际情况,制定农业高新技术产业发展规划 虽然经过几十年的努力,我国在农业高新成果的开发、转化方面已经取得了一定的成果,必须清醒地看到,我国农业高新技术产业的发展刚刚起步,与世界先进水平相比还有相当差距。特别是在人才培养机制、人才引进机制及对未来农业高新技术发展方向的把握等方面,仍然缺乏科学系统而且具有可持续性的规划[2]。为此,在新时期,一方面要紧密结合各地实际情况,有针对性地建立和完善农业高新技术人才的引进和培养体系,力求做到充分利用现有资源,引进一批、培养一批、强化一批,使新时期我国农业高新技术的研发和转化具备充足的人才支持;另一方面,应建立系统的农业高新技术产业发展规划,集中现有资源,做到不急躁冒进,也不僵化停滞,科学而有针对性地围绕各地实际情况,建立农业高新技术产业的发展规划。 3充分发挥科技示范作用,加强农业科技示范园区的建设和发展 目前我国基本上已经形成了比较完善的农业科技园区建设,各地也都在政府支持下,建成了规模不等、内容各异的农业科技示范园区。但是,现阶段对农业科技示范园区的利用,大多数还是停留在展示功能上,更多的还是一种政绩工程,真正让其对周边农业高新技术推广进行有价值辐射带动的还比较少[3]。为此,在新时期,要通过加强全国各地已经成型的农业科技园区建设,进一步发挥其辐射和带动作用,使各农业高新技术园区成为展示新品种、新技术、新成果、新工艺的窗口;通过加强全国给地农业科技示范园区的建设和发展,使其成为各地农业科技产业的孵化器、农业商品信息和技术信息的交流中心、农业(科技)企业和农业科技及管理人才的培训中心、农业技术和农业技术产品的辐射源、农业产业化的龙头企业。 4结语 总之,农业高新技术产业化的发展,必然会在未来成为我国农业发展的风向标,也会成为我国农业发展的重要动力。为此,需要有针对性地结合各地实际情况,开发和利用农业高新技术,力求使农业高新技术在未来农业发展中起到更有价值的作用,最终推动我国农业持续、健康的发展。 作者:穆乃外尔·麦提如则 单位:新疆维吾尔自治区策勒县农业技术推广中心 农业新技术论文:地方农业高新技术的运用透析 作者:王丰 王景辉 单位:福建省农业科学院农业经济与科技信息研究所 至2007年底,共承担国家863计划、国家973计划、国家转基因植物专项计划、国家自然科学基金、福建省重大科技项目、福建省自然科学基金等50多项有关水稻生物技术研究项目,建立了国内最大规模、与育种结合最为紧密、科技储备极为丰富、具有国际先进水平的转基因水稻育种体系。取得一系列重大成果,2001年建立了规模化、成熟的抗虫转基因水稻转化体系及快速检测技术,成功培育出纯合、稳定遗传的高抗虫转基因水稻株系,筛选出多个杂交组合,开始在生产上示范种植。生物农药研究对Bt进行遗传改良,选育出高毒力杀虫工程菌,处于国内外先进行列,获得国家发明专利授权5项,2001、2005年获福建省科技进步二等奖,2006年获得国家科技进步二等奖。福建省农业科技人员已将高赖氨酸基因、高光效基因、人乳铁蛋白基因、低胆固醇含量基因、转淀粉品质改良基因、抗衰老基因遗传转入水稻,培育出转上述基因的转基因水稻;在国内首次将抗虫基因HSpro-1转移到大豆、油菜、甘蔗、甘薯等作物,并成功获得了转基因植株和株系。基因调控和表达分析研究,获得重大创新性成果,利用分子标记、克隆技术,揭示了控制花卉各种色彩色素的生物合成过程,分离出控制开花时间、位置的基因。应用基因工程原理改造睾丸酮丛毛单胞菌正在用于无污染肥料的生产和水环境的检测,降解环境甾类物质的应用研究,已申请2项专利。动物基因工程研究与应用在胚胎移植及冷冻保存、兽医生物技术方面取得突破性进展。胚胎体培养技术研究,已成功地确定了鹌鹑、鸡、鸭、鹅胚胎体外培养方法,达到了国内领先水平。动物传染病的基因工程疫苗、诊断制剂,以及动物病原微生物的免疫和致病机理研究,也都取得了重要进展。海洋与水产生物基因工程研究和产业化成果丰硕,在世界上率先完成了困扰对虾养殖业多年的病原———对虾白斑杆状病毒基因组全部密码的破译和分析工作,处于国际领先水平。基因工程的安全性方面,福建省在转基因水稻后代安全性研究处于国内领先水平。细胞工程研究方面,应用细胞工程开展水稻遗传育种研究,建立和完善了细胞育种程序和技术体系,取得了一系列研究成果,先后育成籼型光敏不育系HS-1、HS-2、HS-3和三系不育系花A;育成优质稻亚花1号、花优63,获得福建省优质米金杯奖;育成两系稻“金两优36”,增产达11%;突变体筛选获得了抗稻瘟、抗枯萎病、高赖氨酸新种质;构建了水稻HD群体和分子标记图,研究居国内领先、国际先进水平。果树生物技术研究也由原来的组织器官培养进入到细胞(或原生质体)培养水平。动物胚胎工程研究,建立了牛卵细胞及禽类胚胎体外受精及体外培养方法,黄牛、猪杂交改良等,研究达到国内领先水平。发酵和酶工程,福建省已建立了现酵技术研究中心,是教育部工业微生物工程研究中心的依托单位,十多年来在抗生素、工业酶制剂、氨基酸以及不饱和脂肪酸的研究与开发方面取得一系列重大成果,达到世界先进水平,获得省部级科技进步二等奖5项,技术转让实现新增产值9.2亿元,实现了产业化。 农业信息化后来居上,发展迅速福建省农业信息化 1998年开始起步,是“数字福建”的重要组成部分,虽然起步较迟,但发展很快。福建省科研人员以高度的使命感和责任意识,先后开展了一系列的研究和建设工作,经过十几年的努力,农业信息化已初具规模,软硬条件、网络系统、网站平台、应用系统、资源建设、系统功能,以及覆盖面和服务效果达到较高水平,为提高福建省农业科研水平、促进技术成果转化、扩大对外交流合作、农产品市场拓展、管理决策科学化、办公自动化、以及快速便捷通讯服务发挥了不可替代的作用,研究获得福建省科学技术进步二等奖。在农业信息化研究方面,先后开展了“福建省农村科技信息化技术及示范研究”、“福建省农业科技综合信息管理系统研究”等省重大课题4项、重点课题10余项;研究成果付之应用,有效地推进了福建省农业信息化进程。信息网络建设先后建成了“福建农业科技信息网”、“福建星火计划网”、“福建农业信息网”、“福建‘三农’服务网”、“八闽农网”等省级信息网和一大批地市县网站,初步形成了省地贯通、院所相连、国际互联、资源共享的全省农业信息网络体系,建立了省级信息网络中心,实现了图、文、声、形并茂的信息共享和政务服务。应用系统平台建设方面,先后建成了一系列相关应用系统、优化模拟模型、宏观决策支持系统、农业专家系统、农业生产计算机管理系统、农业监测管理系统、应用航天遥感技术进行农业气象和病虫测报及农业产量农情评估成效显著,应用农业专家系统诊断及时指导农业生产正在逐步得到实践应用;办公管理系统和基础条件平台正在对实现办公自动化和科技设施设备、种质资源、科技人才等资源科学配置、合理调度和共享起越来越重要的作用。信息资源建设方面,经过多年的发展,我省已形成了较大规模和容量的农业信息数据库和信息资源服务体系。电子信息资源涵盖了国际三大农业数据库(CABI、Agris、Agricola)、国内权威数据库(VIP、CNKI、万方等),电子图书(书生之家等)报刊,开发建设的台湾农业数据库、农业实用技术数据库、科技人才数据库、专家数据库、仪器设备数据库、科技成果数据库等实用、富有特色的数据库,承办的《福建农业学报》、《福建农业科技》、《福建农林大学学报》、《台湾农业探索》、《福建农业》、《福建稻麦科技》、《福建果树》、《福建茶叶》、《茶叶科技》、《福建畜牧兽医》、以及《福建甘蔗》等各专业领域的农业科技期刊的电子信息。为福建省农业信息化提供了丰富的电子信息资源。信息技术在农林监测管理等方面得到广泛应用。利用遥感技术对森林、湿地等资源进行动态监测管理,对森林火险及灾害实施监控,应用数据库信息技术为营林、砍伐及生态建设提供科学有效的决策支持,通过专家系统对森林资源进行管理评估、景观评价、果林布局、农业区划等。信息技术的应用,大大提高了农村生产、管理的科学性,显著地提高了社会、经济、生态效益。 农业航天技术助推现代农业发展 我国利用返回式卫星、神州飞船和高空气球先后进行了20多项不同作物种子等生物材料的空间搭载试验,在水稻、小麦、棉花、辣椒、番茄、芝麻、牧草等作物育成和审定了40多个高产、优质、多抗的农作物新品种,并在航天诱变育成品种的知识产权保护和产业化、航天诱变机理研究方面取得重要进展。福建省1996年开始利用空间诱变材料开展航天育种研究,2003年将6个牧草品种通过我国第18颗返回式卫星进行空间搭载诱变育种试验,筛选出性状优良、适口性好、再生力强的牧草新材料。2003、2004年开展水稻优良种质搭载研究,取得一系列重大突破,选育出特优航1号等6个高产优质水稻新品种,通过了国家和省级农作物品种审定。2002~2003年参加全国试验,最高产量达到729公斤/亩。2002年以来,福建省水稻航天育种得到了国家863计划、农业部跨越计划、科技部、国家发改委、福建省科技厅重大专项的支持,2003年获得农业部植物新品种权保护2项,获品种权保护受理4项。2005年有1个品种列入农业部全国首批28个超级稻示范推广品种,同年8月份有2个品种获得科技部星火计划项目证书,8个品种(组合)通过种子企业实现产业化应用。至2005年,我省航天育种已累计推广600多万亩,增收粮食2.16亿公斤,增加社会经济效益3.9亿元。 农业高新技术园区成为农业新技术成果组装配套、应用推广、合作共赢的现代农业新模式 福建省农业高新技术园区涵盖农业合作试验区、农业科技园区、星火产业带和技术密集区[3]。海峡两岸(福建)合作试验区:在福州、漳州两个试验区建设取得成效的基础上,2005年5月7日,经中央同意、国务院台办、商务部、农业部正式批复,将福州、漳州海峡两岸合作试验区扩大到全省,设立海峡两岸(福建)农业合作试验区。确立五项基本原则,围绕“提高三项功能、建设四大基地、构筑三大平台、发挥三大作用”战略重点,整合优势资源,提高综合生产能力,联手开拓国际市场,提高区域农产品的市场竞争力,建立长效合作机制,提高农业可持续发展能力。通过试验区建设,全省各种渠道引进台湾水果、茶叶、粮食、花卉、食用菌、水产等良种2500多个,150多个得到规模化推广和应用,形成了大陆最大的台湾良种引进繁育基地,有效地推动了福建农业结构的优化。在技术合作方面,先后引进台湾农产品生产、加工设备5000多台套,种养加先进技术800多项,大大提高了福建现代农业生产水平。1991年两岸开始在福建东山岛开展技术合作,建设农业试验区、引进隔离区、芦笋种植加工、鲍鱼养殖、养猪等试验合作;1997年在永春、漳州实施永春芦柑、香蕉综合技术改造项目,1999年在福建农林大学建设集两岸水土保持科研成果、实践经验、科普教育于一体的水土保持科教园地。2005年在长泰投资的台商召集23家农户,按照台湾水果产销班的运作模式,成立了农民经济合作组织———长泰青果产销合作社,采用先进的“六统一”管理技术,经营优质水果2400亩,总产达3500吨,开拓发展了多种新的优质水果。2005年设立海峡两岸(三明)现代林业合作实验区,是全国唯一的两岸现代林业合作实验区,承接台湾林业产业转移,开展对台科技交流与经贸合作,优化林产结构,实现产业升级,推动林业体制和政策创新,加快林业发展。农业科技园区建设,1992年福建省政府批准成立福州农业科技园区,1997年国家“两部一办”批准设立“福州海峡两岸农业合作实验区,同时建立闽侯示范区,设立综合实验区、林果开发区、农牧开发区、加工工业区和观光农业区”等5个功能区,实施“建好三城带动山区、加快建设福州新区”的战略,加大闽台农业交流合作力度,对接科研院所,农科教结合,引进、示范、推广国内外农业优良品种、先进技术,建立农产品加工贸易体系,发展订单农业,建设新农村。十几年建设,科技园区已成为福州市对外开放的窗口和海峡两岸合作交流的平台。园区建立以来已引进内外资项目135项,协议投资30亿元,其中农业项目57项,总投资5.1亿元;闽侯示范区引进台资农业及相关行业36家,实际到资2.6亿元。已有多家农产品加工企业投产和一个粮食批发市场建成。至2005年园区已引进国内外农业良种150多种,其中台湾良种有100多种;农业新技术50多项,推广面积3500多亩,受益农户3万多户;城郊型观光农业已建设体闲农场6家,总投资5600多万元,日接待能力7000人次。福州市农业科技园区的建设与发展,促进了区域农业和农村经济的快速增长,园区工业总产值年增长26%,出货总值年增长20%,农业产值年增长8%,农业人均收入年增长10%。福建漳州国家农业科技园区2001年建设以来,突出漳台农业合作主线,主攻花卉、果树、茶叶等园艺作物及其农产品加工等主导产业,实施“3321”科技示范工程,2005年园区总产值达到8亿元,年利润7100万元,净利润5300万元,出口创汇1200万美元,吸纳就业人口3600人,带动3000多农户致富,年人均纯收入8200元,取得显著经济社会效益。通过“海峡两岸(福建漳州)花卉博览会暨农业合作洽谈会”这一平台,全面拓展对台对外经贸、文化、技术交流合作,2005年第七届花博会共推出两岸合作项目930个,总投资336.98亿元。2005年创建“漳浦台湾农民创业园”,吸引台资企业12农落户,总投资近千万美元;农业科技服务体系采用“专家+企业+农户”的服务运作模式,开展科技成果转化,年产值递增25%,新增利税650万元,出口创汇150万美元,增加就业1000多人,农民人均纯收增长25%,同时带动了运输、包装、旅游等到相关产业的发展;截止2005年底,园区累计引进各类项目38项,新品种159个,大面积推广75个,先进适用技术及配套设施89项(套),示范推广新技术28项,获得福建省科技进步二等奖3项,引进和培养中、高级人才884人。“政府搭台、企业唱戏”的运作机制和“专家+企业+农户”的运行模式,使园区不断发展壮大。星火产业带和技术密集区建设,2000年福建省启动星火产业带建设,2002年泉州湾———武夷山沿线星火产业带被国家科技部正式批准为全国3个国家级星火产业带之一。2000—2005年,星火产业带的19个示范县依据比较优势原则,突出优势产业和特色产业,重点实施“81131”工程,6年时间产业带内共组织实施740项科技星火项目,转化科技成果925项,2005年园区生产总值335亿元,出货总值11.4亿美元,上缴税收13.9亿元,农民人均收入达到6521元。达到增加农民收入、转移农村剩余劳力、增加就业的目的。省级星火产业带包括泉州湾、三明沙溪沿岸、闽北等3个产业带,2000年设立并启动建设,至2005年,产业带内生产总值达150亿元,人均纯收入达到4500元以上,产业带内基本实现全面小康水平。星火技术密集区建设,福建省星火技术密集区建设从区域发展、区域综合规划、产业布局、技术结构和产业结构,以及第三产业等方面加以引导,通过实施一大批上水平、上规模、上效益的星火项目,优化第一产业、调整第二产业、发展第三产业,推进城乡一体化,先后建成5个国家级和9个省级星火技术密集区,探索出一条通过示范引导、提高农业科技开发能力、发展区域经济的道路。15年来组织实施了1000多项星火项目,投入资金数十亿元,创产值近百亿元,取得显著的经济、社会效益。 农业新技术论文:高新技术促进农业经济发展 国内外对高新技术尚没有一个公认而严格统一的界定,就高新技术的内涵而言,应包括“高技术”和“新技术”两个部分。所谓“高技术”则是指处于当今科学技术发展最前沿的、高层次的、尖端核心技术群;而“新技术”则是在一定的时空范围内,相对原有的传统技术而言的一个相对概念。即对原有技术进行创新、发展而产生的,具有广大发展潜力,在生产中具有广阔的应用前景,且达到一定的推广比例,我们称之为新技术。由于高技术和新技术对经济、社会发展都具有重要的推动作用,故一般把高技术和新技术合并起来统称为高新技术。 一、农业高新技术的概念及范畴 农业高新技术是由高新技术概念按照行业分类衍生而来的,指在农业科技领域处于发展前沿的、尖端核心技术群和能对区域农业经济发展和农业科技进步产生深刻影响和重大推动作用,并能形成新型农业产业的技术群。目前,按照农业高新技术的性质和应用领域,可以把主要农业高新技术归纳为农业生物技术、农业信息技术、农业环境控制技术和农产品产后精深加工技术四大类,这四类农业技术也是当前农业科技发展领域最具有潜力的技术。 二、高新技术对农业经济发展的意义 农业高新技术对农业经济增长的促进作用具体体现在以下方面: (一)促进农业科技进步,提高农业生产力水平。科学技术是第一生产力。高新技术在农业领域的应用,必将促进农业科技进步,推动农业经济的跨越式发展。高新技术应用于农业领域,可迅速作用于生产过程,转变为现实生产力。农业高新技术的发展,必然为农业产业结构和经济结构的优化调整提供坚实的技术支撑,从而提高农业生产的综合能力,改变农业经济的增长方式,驱动农业经济增长由资源密集型向技术密集型转换,降低农业经济增长成本,提高农业经济效益,推动农业经济的跨越式发展。 (二)充分挖掘生物潜力,消除农业增长的资源约束。资源约束已经成为制约河北农业经济增长的重要因素之一,运用基因工程、细胞工程和胚胎工程等高新技术,可进行动物、植物和微生物的多样化定向培育与快速繁殖,充分挖掘生物潜力,消除农业发展的资源约束,提高农作物产量和品质,增强农产品的市场竞争能力,促进农业经济增长。运用动物胚胎的分割与移植、体细胞克隆等技术,可加快品种改良速度,培育并繁殖优良畜禽品种,实现畜禽良种的规模化生产,促进畜牧业快速发展。生物农药、生物肥料及畜禽疫苗等高新技术是发展无公害农产品和绿色食品的重要技术支撑,可有效提高农产品的品质和安全性,增强农产品的市场竞争力,促进农业经济增长。 (三)提高劳动生产率和资源利用率,推动农业可持续发展。农业信息网络体系、专家系统、智能化决策、遥感信息采集与分析等技术,能及时、准确地进行作物生长状况、主要农产品产量及农业灾害的预测预报,及时为农业生产提供决策依据和技术咨询,促进农业高效发展。设施农业技术与系统控制技术等的不断完善,可使农业生产实现自动或半自动化的工厂化集约生产,成倍提高农业的生产效率;作物栽培、施肥、灌溉等技术的改进和提高,特别是农业高效用水技术与设备的研究开发,可为发展节水农业提供技术支撑,有效解决水资源短缺、利用率低等突出问题,提高农业资源的利用效率,推动农业可持续发展。 三、高新技术产业化示范基地建设:高新技术促进农业经济发展的典型模式 (一)模式界定。区域性农业高新技术产业化示范基地带动模式是以农业高新技术示范基地作为农业高新技术引进、组装和推广的平台,区域性农业高新技术产业化示范基地带动模式符合高新技术产业化发展规律,适合当前农业高新技术创新资金不足、技术创新与产业化开发脱节、农民素质不高、农业技术推广机制不活的农业科技现状,是一种适合我国农业科技发展现状,能促进农业高新技术产业发展,带动农业经济增长的模式。区域性农业高新技术产业化示范基地带动模式的核心功能就是实现农业高新技术的产业带动,通过示范基地来重组农业生产的资金、技术、人力等生产要素,进行农业高新技术的组装、配套、集成和产业化推广,实现科技、生产和市场的有效结合,为区域农业发展提供示范样板,促进区域农业技术进步和产业优化升级,带动区域农业经济发展。 (二)运行机制。 1.管理机制。由于区域性农业科技示范基地的投资经营主体不同,形成了不同的管理机制。第一,政府主导型管理机制。实行政府主导型管理机制的农业科技产业化示范基地大都由政府各部门直接投资,政府直接参与示范基地的建设与管理。第二,企业型管理机制。实行企业型管理机制的示范基地的投资主体一般是企业、科研单位或其他社会力量。企业型管理机制主要借鉴了现代企业管理体系。企业型管理机制实现了所有者和经营者分离,产权明晰,管理机制较完善,效率也较高。 2.资金运作机制。资金是农业科技产业化示范基地发展必不可少的投入要素,也是制约高新技术发展的关键因素,高效的资金运作机制是保证农业高新技术产业化发展的基础,是发挥高新技术促进农业经济增长的关键。区域性农业高新技术产业化示范基地要建立多渠道、全方位、多形式的投资机制。第一,争取政府财政资金支持。第二,银行贷款。用示范基地固定资产作抵押担保,申请银行贷款。第三,吸引社会资金。示范基地通过出台一系列的优惠政策,营造宽松良好的投资创业环境,吸引社会上的资金,特别是吸引高新企业来示范基地投资建厂进行技术开发,兴建农业科技企业。第四,采用入股等形式,吸引社会资金投资。 3.土地流转机制。土地流转机制是区域性农业高新技术产业化示范基地带动模式成功的基本条件之一,示范基地的土地流转机制主要有以下几种形式:第一,在政府参与下按照国家土地法,进行统一规划,把土地直接划拨为区域性农业高新技术产业化示范基地建设用地;第二,通过招标拍卖等形式,把土地使用权出租给农业高新技术产业化示范基地的经营者,经营者支付土地使用权转让金;第三,区域性农业高新技术产业化示范基地的经营者与农户通过签订租赁合同,按年向农户支付租金,把农民的土地使用权租赁过来进行统一经营;第四,区域性农业高新技术产业化示范基地的法人以一定的方式把土地的使用权承包过来,然后再承包给示范基地项目的经营者;第五,把农民土地股权化,即把土地折算为一定股份,实现土地使用权的转移。 4.科技创新机制。科技创新机制是基地带动模式的关键机制,区域性农业高新技术产业化示范基地是农业高新技术创新的载体和平台,区域性农业高新技术产业化示范基地建立了自主创新、技术引进、联合创新等多渠道、多形式的技术创新机制。第一,自主创新机制。第二,联合创新机制。第三,合作开发机制。第四,技术引进。此外,为了提高示范基地科技含量,引进更多的科技成果,示范基地的经营者采用一系列优惠政策和措施,鼓励具有技术成果的科研单位和个人,把技术成果折成一定的股份参与到示范基地的生产经营中来,按股份分红。 (三)发展相关对策。 1.加强资金扶持。要加强资金扶持力度,通过财政资金引导扶持,带动全社会资金投入,促进高新技术产业化示范基地带动模式发展。 2.增强科技支撑。建议通过科技项目支持,引导科研机构与示范基地形成稳定了利益共同体,强化科技合作,增强科技支撑。 3.完善示范基地与农户对接机制。区域性农业高新技术产业化示范基地规模不大,与农户的联结也比较疏散,大都是以技术为纽带联结成的松散结构,真正通过契约联结的很少,通过产权联结成紧密型利益共同体的更少,示范基地与农户间缺乏一种有效的良性联结机制,这种现状制约区域性农业高新技术产业化示范基地规模的扩展和带动作用的发挥。建议通过扶持农民专业合作社,形成“基地+合作社+农户”的紧密型合作机制,充分发挥基地的示范带动作用。