车辆管理中物联网技术的应用:基于物联网技术的智能小区车辆管理系统研究 【摘要】本文针对智能化小区车辆停车管理难题,提出了一种基于物联网技术与嵌入式技术、无线传感网技术相结合的智能小区车辆管理系统方案,通过综合运用物联网的思想、概念和方法,采用无线技术、网络和设备,以构建一个信息化、自动化、网络化、无线化的车辆管理系统,实现智能小区车辆动态、合理、高效地管理。 【关键词】物联网;ARM;无线;车辆管理 近年来,随着社会经济快速发展,人们的生活水平不断提高,机动车辆越来越多地进入百姓家庭,住宅小区“停车难、管理乱”的问题日趋突出。智能小区车辆管理正在逐步趋于规范和科学,实现小区车辆智能化管理已经成为必然的发展方向与研究热点。 1.系统设计方案 利用物联网、嵌入式、无线传感网等技术,实现智能小区车辆管理系统,将智能无线传感器安装在车辆、智能小区信息采集点,通过无线感知周边的温度、湿度、光线、位置等信息。在无线传感器节点内同时集成CPU、无线通信模块、天线、电源等,使得该无线传感器节点具备与周边传感器节点协作、通信的功能,组成无线传感网络。每个节点即是信息的采集点又是路由中转点,采集到的数据通过路由算法在各个节点中传送,最终到达嵌入式智能小区网关。小区网关基于S3C6410与嵌入式Linux操作系统平台之下,能有效运行协议转化软件,将无线传感网传输的数据通过以太网发送到智能小区控制服务器,服务器接收到数据后发出相应的控制命令,经由智能网关发送到每个无线传感节点。通过智能小区车辆管理无线传感网,实现对智能小区内车辆的管理和控制,提高智能小区内车辆的管理效率。整个系统由出入口管理系统、停车场管理、小车辆区管理,无线节点管理四部分构成,其系统框图如图1所示。 图1 系统框图 2.关键技术介绍 2.1 物联网关键技术 2.1.1 物联网的概念 物联网(IOT)是指将所有物体通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、等信息传感设备,按约定的协议,与互联网相连接起来,实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。从技术架构上来看,物联网可分为三层:感知层、网络层和应用层。和传统的互联网相比,其特征和优势一它是各种感知技术的广泛应用,二它是一种建立在互联网上的泛在网络。 2.1.2 射频识别技术 RFID是射频识别技术的英文缩写,又称电子标签、无线射频识别,是一种非接触式的自动识别技术。一个完整的RFID系统硬件通常由标签(Tag)、阅读器(Reader)天线(Antenna)组成。其中,标签由耦合元件及芯片组成,每个标签具有唯一的电子编码,附着在物体上标识目标对象;阅读器读取(有时还可以写入)标签信息的设备,可设计为手持式或固定式;天线在标签和读取器间传递射频信号。目前,RFID技术已经被广泛应用于物流系统、电子收费系统、安防系统、供应链系统、车辆识别系统等各个行业。 2.1.3 车牌识别技术 车辆管理工作智能化的发展趋势也让通信技术以及计算机技术被广泛应用于车辆管理领域中,其精度强、自动化程度高的特点在车辆管理领域逐渐突显。其中车牌识别技术就是在此过程中引起广泛关注的重要技术之一, 车牌识别是通过计算机的视频及模式识别功能,对车辆拥有的唯一车牌号进行定位识别的系统技术。技术的主要环节包括对图像开展预处理、对车牌进行定位、对字符进行分割以及对字符进行识别。 2.2 嵌入式技术 嵌入式系统(Embedded system)是一种“完全嵌入受控器件内部,为特定应用而设计的专用计算机系统”,根据英国电气工程师协会的定义,嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。与个人计算机系统不同,嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务,因此能够对它进行优化,减小尺寸降低成本。嵌入式系统通常进行大量生产,所以单个的成本节约,能够随着产量进行成百上千的放大。近年来,随着医疗电子、智能家居、物流管理和电力控制等方面的不断风靡,嵌入式系统利用自身积累的经验,在已经成熟的平台和产品基础上与应用传感单元的结合,扩展物联和感知的支持能力,发掘某一领域物联网应用,成为物联网系统技术的重要组成部分。 2.3 无线传感技术 无线传感网,简称WSN,是指由一组随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块的传感器以自组织方式构成的无线网络,用于实时监测网络覆盖区域的各类监测对象的信息。WSN综合了传感器技术、无线通信技术、嵌入式系统技术、分布式信息处理等技术,是一项集成了多学科的技术领域,已成为构建无线物联网的重要技术。 3.关键技术实现方法 3.1 车辆识别 RFID读写设备主要完成车上卡片与主机上的信息的交换,用于识别车辆信息以及完成收费等一系列服务,此部分要求模块稳定度高,灵敏度高,可以实现2米以上读卡,读卡速度可以设定,至少是lOms,相同ID信息输出时间间隔设定为2分钟以上,与上位机通信采用232接口,系统可以在很短时间内稳定地实现收费等系列服务。摄像头作为RFID读写器的辅助设备,可以在缴费、登记时对车辆进行监控、抓拍,防止在无人值守情况下发生车辆作弊行为。系统图像采集模块采用基于CMOS图像传感器的OV7620感光器件及OV511微处理芯片组成的USB接口摄像头。 3.2 无线传感网络 系统利用CC2431协议技术和NesC技术进行无线传感节点的软硬件设计,为构筑智能小区内车辆在无线传感器网络,每个传感器节点需要同时具备传感器及计算功能。无线传感节点硬件采用8051 MCU控制单元及CC2420 RF传输芯片相结合的SoC TI CC2431,以支持使用TI CC2431 ZDK的Zigbee协议,并通过TinyOS 2.x实现实时传感器网络。在CC2431的控制下选择不同的传感器以实现不同的数据信息的采集。软件采用无线传感器网络的专用操作系统TinyOS 及TinyOS下具有类形式组件(component)结构的NesC语言来开发节点程序,完成不同传感器的程序编写以实现数据采集和无线传输,达到数据采集功能,并通过对无线传感网MAC协议的优化和改进,最大限度减少电池的能量消耗,延长传感器的使用时间。 3.3 嵌入式网关 要完成有线和无线的通信、融合,需将无线节点发送的数据通过智能小区嵌入式网关或智能家居嵌入式网关进行协议转换,并通过以太网发送到小区控制主机,同时将主机的指令通过嵌入式网关转换为无线指令发送到无线传感器节点。系统中采用基于S3C6410微处理器与嵌入式Linux相结合的智能小区网关,并完成Linux下的协议转化软件的编程。 4.结论 本系统提出了一种将物联网技术与嵌入式、无线传感网技术相结合,利用先进的控制技术实现智能小区车辆管理系统方案,是一种高效、方便快捷、科学的车辆管理手段。能体现智能小区车辆管理要求高可靠性、高实时性、高安全性、低维护性,实现信息资源共享和任务综合管理特点。 车辆管理中物联网技术的应用:浅析物联网技术在车辆管理系统中的应用 摘要:随着我国高速公路体系的快速发展,半自动收费和人工收费的方式费时费力,已无法满足高速公路现代化管理的需要。因此,在车辆管理系统之中引入物联网技术,设计一套专门应用于高速公路的车辆管理系统具有非常重要的意义。本文对物联网技术在车辆管理系统中的应用进行了研究。 关键词:物联网技术;车辆管理系统;高速公路 1 引言 随着我国高速公路体系的快速发展,半自动收费和人工收费的方式费时费力,已无法满足高速公路现代化管理的需要。而电子不停车收费的收费方式常常在实际使用过程中存在着用户缴费和收费管理不便等各种问题,主要有用户对预付卡恶意盗用和冒用等问题。因此,在车辆管理系统之中引入物联网技术,设计一套专门应用于高速公路车辆管理的车辆管理系统具有非常重要的意义。系统通过自动标识通行车辆,然后系统自动通过物联网对银行服务系统进行访问,完成相关费用的收缴。这样解决了原收费系统必须需要预付卡购买、储值和收费等环节,有利于车辆管理系统的应用 [1]。 2 物联网技术概述 物联网的英文简称为“IOT”,所谓物联网是指“物与物相连的互联网”,对于物联网的定义国内外有很多说法,其中最为常用的一种定义是:网联网是通过红外感应器、射频识别(RFID)装置、激光扫描器、全球定位系统等信息传感设备,按约定的物理网协议,把互联网与任何物品相连接,以实现相关信息通信和交换,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[2]。 3 基于物联网技术的车辆管理系统设计 3.1 车辆管理系统结构 本文设计的车辆管理系统主要由以下几个部分构成:车辆识别系统、监控中心系统、信息服务系统。其具体工作过程是:在高速公路上当车辆通过收费口时,在车辆上附着的电子标签进入了RFID磁场,系统对由标签读写器所发出来的射频信号进行接收,然后射频系统依靠感应电流所获得的能量,发出相关的车辆信息。车辆的相关信息由系统的标签读写器读取,然后由解码器进行解码,送至监控中心系统,再通过本地及远程接口,存储到访问远程服务器或本地服务器进行相应数据处理[6]。 3.2 系统的硬件设计 3.2.1 电子标签选用 本文设计的系统采用的电子标签芯片是Philips的UCODE HSL,本文系统之中采用的电子标签主要有3个,这三个电子标签分别嵌入到车牌、发动机缸体和车体框架之中。这三个电子标签分别对车辆的号码、发动机和车架的出厂编号信息进行记录,这样多标签的设计可以防止车牌的盗用、套牌等违法行为。 3.2.2收费站车辆入口、出口设计 收费站的车辆入口、出口主要由车辆感应器和道闸控制器、车辆检测传感器、LED信息提示牌、接收天线及标签读写器组成、多点摄像系统。具体的工作流程如下:车辆进出高速公路收费口时,车道下面的检测传感器对车辆的相关信息进行检测,然后多点摄像系统对驾乘人员和车辆进行拍照和录像,同时,车辆的电子标签芯片被标签读写器激活。同时,将电子标签的相关信息与照片、录像信息等信息打包传输给远程主机,进行相关检测后,进行放行[8]。 3.2.3监控中心设计 车辆系统的监控中心主要有入口主机系统和出口主机系统构成,入口主机系统主要用来接收识别系统发来的车辆信息,然后对相关信息进行确认,并将相关信息传输并存储给到本地服务器多媒体数据库中,数据库对车辆信息进行查询,若没有发现该车辆的相关信息,则再到远程数据库进行查询。出口主机系统主要用来当车辆到达出口时,对系统发来的车辆信息进行接收和识别,然后将相关信息与入口发来的信息进行核对,对违规车辆进行处理,并计算出该车辆应缴纳的里程和费用等等[9]。 3.2.4信息服务系统设计 本地信息系统主要由数据库管理系统软件和2台服务器构成,对这2台服务器进行主从配置,其中从属服务器主要用于数据的实时备份[10]。以确保相关数据的绝对安全可靠。由服务商提供远程信息系统,使用多表结构设计本地数据库,分别对车辆的基本信息、车辆通行信息、缴费信息、车主基本信息、录像等多媒体信息、车辆和人员照片等进行记录。 3.3 EPC编码功能设计 本系统采用EPC编码,这种编码格式主要有:64位、96位和256位。这种编码格式的特点是简单和安全,这种编码具有惟一性和分层扩展性。本文设计的系统为了降低电子标签的成本,采用EPC-64Ⅲ型64位编码格式[12],其中域名管理26,位版本号2位,这种编码格式可以作为厂家识别的代码。由于国内车辆是按照省、地、县市分级管理,所以系统车牌的编码采用分段式结构,对车辆号码逐级分层管理,有利于扩展和提高信息查询效率。 3.4 Savant系统 本文的Savant系统由以下几个部分构成:事件管理系统,实时内存事件数据库,任务管理系统。这个系统的功能是负责整个车辆管理系统的程序集成和整体控制。Savant系统提供了标签读写器和应用程序等两个接口。其中标签读写器主要与车辆管理系统的标签读写器相连接,而应用程序接口主要是为了实现通讯功能与外部应用程序相连接。系统的具体工作流程如下:Savant系统通过接口读取系统标签读写器中的车辆EPC,将信息做平滑、协同及转发后,存入RIED数据库中。 3.5 ONS系统 车辆管理系统之中的ONS系统采用BIND程序进行配置,ONS相当于Internet中的域名系统DNS。它可通过Internet域名解析实现与互联网的连接。具体来说,ONS就是为了完成“主机名”和IP地址之间的转换,实现与外部Internet系统连接。同时ONS系统的具体工作流程如下:车辆管理系统的Savant系统获取车辆EPC,然后将车辆EPC传递给ONS,进行IP地址的转换。同时,车辆管理系统在Internet上搜索该IP地址对应的计算机和相应服务,从PML服务器中获得车辆的描述信息,进行完成相关车辆信息的调用。 4 结论 在我国交通快速发展的今天,在车辆管理系统之中引入物联网技术,设计一套专门应用于高速公路车辆管理的车辆管理系统具有非常重要的意义。本文就此问题进行了分析。文章在通过认真分析物联网技术的基础上,完成了基于物联网技术的车辆管理系统的设计,具体分为:车辆管理系统结构,,系统的硬件设计,EPC编码功能设计,Savant系统,ONS系统。 车辆管理中物联网技术的应用:物联网技术在智能车辆管理中的应用探究 【摘要】物联网技术作为一种全新的技术措施,在智能车辆管理系统中实现了信息的交换、管理与监控,随着车辆的不断增加,物联网技术应用于智能车辆管理的体系也越来越健全。本文在了解物联网技术内容的基础上,对物联网技术在智能车辆管理系统中的应用进行了探究。 【关键词】物联网技术 智能车辆 管理系统 技术应用 一、物联网技术简介 随着经济的飞速发展和社会的不断进步,城市人口数目有了很大范围的增加,汽车数量也在持续增多,交通堵塞、拥挤的现象愈加严重,因此而引发的大气污染、噪声污染、能源消耗等也成为各工业发达和发展中国家所面临的严峻问题。智能交通系统(ITS,Intelligent Transportation System)作为近年来逐渐兴起的技术措施,可以有效改善交通阻塞问题,使得交通拥挤问题得以解决,这一措施也越来越受到国内外专家学者和政府决策部门的重视,在许多国家和地区也开始了更为广泛的应用。随着近年来物联网技术在国内的快速发展,智能交通领域也被赋予了更为丰富的技术内涵,同时,在管理理念及相关技术手段上也引起了革命性的变革。 顾名思义,物联网(IOT,The Internet of Things)就是物物相连的网络,一般认为,物联网指的是通过传感器网络、射频识别及全球定位系统等信息传感设备,按提前约定的协议,把某物品与互联网连接起来,以便进行信息通讯及交换,从而实现智能化识别、跟踪、定位、监控及管理的一种网络。从1999年物联网概念的提出直至2005年国际电信联盟(ITU)年度互联网报告引发全球范围内的对物联网的相关讨论,再到2009年IBM提出“智慧地球”的概念,物联网的定义及范围都发生了巨大的变化,其覆盖范围也有了较大的拓展,不再仅仅是基于RFID技术的互联网。物联网技术应用于智能化车辆管理,使得交通事件从“事后处置”转变为“事前预判”这一模式,是智能交通领域内一次较为深刻的变革。 二、智能车辆管理中的物联网技术应用 (1)射频识别技术。射频识别技术是智能车辆管理中对车辆出入的一种管理,比如根据企业事业单位对于人员出入车辆的管理需要,会给员工车辆发放一张远距离识别卡,将卡片固定在车的某一部位(如:前挡风玻璃),在道闸前段部位地面下安装远距感应器,当携有RFID卡的车辆到达此区域时,远距离读卡器将读到的RFID卡号传递给控制器,进而控制器对所读卡号进行合法判断,在卡片合法的情况下,控制器上继电器工作,从而使得与之相连接的智能道闸打开,反之,卡片不合法时,继电器则不会工作,道闸不打开,同时传递给计算机一个引发警报的信息。这种利用远距离自动控制技术和射频识别技术共同开发成的具有国际领先水平的智能化管理系统,可以实现人员车辆进出速度快、更便捷的目的。它不仅可以使人员车辆出入的批准步骤得以简化,而且可以实现人性化的自动识别人员车辆的身份,使得人员车辆的管理更加简单、精准,而且可以有效提高企业的形象。射频识别技术的应用具有感应距离远、多重识别、读信息速度快等优点,这种技术拥有着较高的稳定性和可靠性,一车一卡,资料存档,防伪性极高,在保证安全性的基础上,避免了人为控制带来的诸多不便,车辆出入资料更便于工作人员监督。 (2)车辆定位技术。车辆定位技术使用包括通讯器和定位器两部分的RFID硬件设备,以电子标签作为标识码,驾驶员使用人员标签,车辆使用车辆标签,具备了数据可靠、有效通讯距离长、不宜破损等特点,电子标签的基本原理则是利用射频信号及其空间耦合与传输特性实现的对移动或静止的待识别物体的自动识别。利用电子标签并结合车辆内所具有的视频监控设备,建立起一套较为完整的车辆定位跟踪管理系统。车辆定位技术可以自动检测受控目标经过受控区域的时间及地点信息,并可以实现对受控目标的统计及安全管理的自动化;具有成熟可靠的网络通信系统,对信息可以进行实时采集,整个过程无需人为参与;具有完备的信息查询与数据统计软件,为高层人员管理与查询提供了全方位的服务;该技术具备较强的安全、可靠、稳定性,对于异常情况可以及时发现,并有报警呼叫系统的高级配置。 (3)车牌识别技术。车牌识别技术是智能车辆管理中的一项重要技术,也是智能车辆管理时所关注的内容。如今,车辆管理工作越来越注重追求车辆管理的高质量、高效率及高精确度,由此,车辆管理自动化程度和管理精度自然而然地成为了智能车辆管理的主要关注对象。车辆的识别较为冗杂,首先需要在动态的运行车辆中抓取快照,通过对照片的预先处理获取较为清晰的照片,接着通过计算机对车牌信息进一步自动识别车牌数字信息,根据自动定位技术采集的车辆位置信号与车辆进行对应,并进行位置定位,由此完成车牌的识别。车牌对于整辆车来说较小,而且车牌处于整辆车下部较为隐蔽的位置,这也就增加了车牌的检测难度。然而车牌识别在车辆管理过程中是尤为重要的一个环节,工作人员需要根据检测到的车牌确定各车主,并且可以通过视频监控和模式识别等功能对车辆进行实时定位。 (4)底盘扫描技术。对车辆进行底盘的识别有利于保障车辆的运行安全性,对于车辆正常行驶有着极其重要的意义。底盘检测相对来说也存在一定的难度,通过肉眼观察以及人工安置反光镜为较为传统的检测方法,受管理人员能力与经验的影响,这种方法检测效率不高、精确度较低,同时也不利于检测工作的顺利进行。智能化的车辆管理系统在克服低效率、低精确度问题的基础上,实现了检测数据化存储与分析处理,满足了更多车辆管理的需求。智能的底盘扫描系统则是利用现代化的传感器装备来检测底盘的形状、运行特性参数及零部件位置等,通过将检测信息与标准信息对比,在一定时间内对其进行预测,当预测的检测结果超过了所设定的阈值时便可对底盘故障进行判断,并发出故障预警。此外由于底盘的检测环境有所不同,底盘检测技术要对于环境的改变及时做出灵活调试及转变,以便适应较为复杂的车辆状况。 三、结语 物联网技术应用于智能车辆管理系统需要遵循一定的管理机制,随着车辆智能化管理的实现,根据所需管理车辆的规模对终端监测节点和上位机监控界面进行合理设计,在解决交通阻塞、交通拥挤问题和减少交通事故的前提下,车辆的管理效率也将会得到大幅度提高。对于较大规模的车辆管理工作可以通过中央控制系统进行层层下分,以便保证整个系统的协调高效运行。
电力系统中电力自动化技术的应用:电力自动化技术在电力系统中的应用 摘 要:随着社会的发展,人们生活水平不断提高,电力资源越来越成为人们生产与生活必需的资源。电力资源需求量不断增加,电力系统的运作也逐渐走向复杂化,所以必须实行对电力系统的改革,改革主要就是运用高科技手段用自动化来取代传统的人力管理。目前大多数的电力系统中已经普遍地采用了自动化技术,本文主要通过分析电力系统自动化的基本要求,来列举几种最主要的电力自动化技术和其在实际生产生活的运用情况。 关键词:电力自动化技术;电力系统;应用 0 引言 由于现在电力的需求量非常巨大,传统的电力运行系统已经不再能够承担起如此负荷,各种影响正常运行的不利因素接二连三的出现,自动化技术的出现成为必然。电力自动化技术是一种综合性的技术,它是融合了网络通信技术、信息处理技术和电子技术并在此基础上发展而来的。自动化技术可以全程在线监控和管理电力系统,收集数据,排除故障,在保障电力系统能正常运行的基础上同时提高运行效率。 1 电力系统自动控制的基本要求 各个行业的运行体制都要有一定的框架限制,没有这些基本要求工作很难做到有序高效,电力系统的自动化也不例外。要保障自动控制功能的有效实现必须要做好系统设定,主要体现在以下几个方面: (1)电力系统的自动化控制工作中最重要的一点就是对数据的收集和分析,所以必须要对电力系y整个系统、局部系统或者是各个元件运行中所有有价值的数据进行准确而迅速的收集、分析、检验和处理,通过分析参数更好地对运行过程进行监控,及时发现和跟踪数据的波动,保证能够在受控的条件下完成生产作业,消除因监控不力而出现的不必要的麻烦。 (2)在保证生产的同时,还要注重于设备的保护,每个系统都是由若干个不同的控制单元构成的,我们要根据电力系统的不同部件和装备的不同运行状态,借助这些部件和装置的报警功能,及时发现故障并进行排除,消除不利因素,更好的保障生产的进行。 (3)电力系统中采用自动化控制很大的一方面就是为了提高工作效率,提升原有的运转速度,因此必须要协调系统中的各个环节和单元,保证自动化控制过程的各个环节都合理运作,并做好环节与环节的衔接工作,保障整个电力系统畅通无阻的运行。 (4)资源问题也是一个重要的问题,谁掌握了资源并能高效利用,谁就成功了一半。而资源主要包括物质资源和人力资源,因此企业要想获得最大效益,必须要控制好电力资源和人力资源的浪费问题,减少一些没有必要存在的繁复的工序。 2 几种主要运用在电力系统中的自动化技术 (1)主动对象数据库技术。主动对象数据库技术通俗的说,就是在电力系统正常工作的前提下,有效地监测与利用数据参数,以此来提高系统的反应速度。主动对象数据库技术主要运用领域在自动监视与监控中。通过这种技术电力自动化系统可以根据自身的结构特点,改变模式,不断完善对数据和信息的处理,加强对生产过程的控制,更好地满足生产的需要。主动功能和对象对象技术是主动对象数据库技术对传统技术最大的改进与创新,它更具有针对性,更能满足自动化管理的需求,并且由于引进了触发机制和对象技术,可以使内部数据更为准确、及时地管理与处理。 (2)现场总线技术。现场总线技术在电力系统自动化的运用中既能控制内部中心的仪器与装置,又能监测实际的施工现场,因此,它是一个全方位多角度的通信网络。在电力系统运行的过程中,它通过一系列的感应器很好地把设备与整体的线路构成一个有机的整体,同时将电压、电流、电阻等重要信息准确地传递到控制系统。现场总线技术最大的优点在于能够分散性地处理信息,在减少计算机负荷的同时大大地提高了电力系统的管理与控制能力。 (3) 光互连技术的应用。光互连技术在电力系统中应用的领域主要是机电保护和自动控制。光互连技术不仅能够提供如数据采集、数据记录、数据分析、表格打印等传统技术,还能提供各种高级功能,如电网分析、网络建模、处理人机界面等。光互连技术的优势在于其不会受电容性负载和准平面、平面的限制,具有很强的抗电磁干扰能力,这进一步保证了该技术能够提供更加精确的数据、更加清晰的画面,更有利于工作人员作出准确的判断分析。 3 电力自动化技术的实际应用领域 (1)发电厂自动化。目前许多火力发电厂采用了电力自动化技术,主要包括:自动控制无功功率增减、经济分配有功负荷、远程控制计算机对站内机组的运行、自动调控母线电压的增减、对安全监测各种设备的运行并对站内各处进行应急控制。发电场中发电机组的安全运行十分重要,因此对所有设备的运行状态做好实时的控制与检测就必须运用远程计算机,通过整理分析监测系统收集到的的数据参数,得出发电厂运行的状态信息,以此来控制发电厂的正常安全运行。 (2)供电系统自动化。供电系统的自动化主要体现在三个方面:一是由小型计算机构成的地方调度实时控制系统;二是负荷控制系统,通过自动化完成对声频与工频负荷曲线的准确描绘,并根据曲线波动来分析并处理电能的使用;三是为了方便实时监控电力系统,利用计算机和通信技术集中分析采集的信息并完成优化处理。 (3)电网调度自动化。电网调度自动化是自动化技术在电网调度中的应用,主要通过计算机进行采集信息、计算工况、实时控制、测试稳定性等,来管理和检测电网系统。电网调度自动化的作用主要是通过对全网信息的收集与分析,预见可能发生的异常情况,及时采取措施进行调整,尽可能地降低突发危险的不良影响,确保电网运行安全稳定。 4 结论 在现代生产生活中我们越来越离不开电力资源,随着经济技术的不断发展,人们对电力资源的使用需求变得更加多样、要求更加高端,为了使电力资源更好地满足社会发展的需求,自动化技术必须多样灵活地运用到电力系统的运作中。虽然今天大部分的电力系统都实现了自动化,但是人们不能就此满足,应该进行更多创新的尝试,使电子系统的运作更加低耗、更加高效,这不仅会壮大企业的收益,更会推动整个社会电力系统的完善与发展。 电力系统中电力自动化技术的应用:电力电子技术在电力系统中的应用 摘 要随着电力系统中计算机技术的广泛应用,电力电子技术越来越被重视,是实现智能电网的重要技术手段。电子电力技术的发展为我国巨大的用电量和电力系统的建设提供了良好的技术应用平台,提高了我国电力供应系统水平。本文主要研究了电力电子技术的发展进程和该技术在电力系统中的具体应用。 【关键词】电力电子技术 电力系统 发展 应用 电力电子技术在电力系统中应用广泛,主要研究内容是电力变换,变换和控制电能是为了更好的使用电能,为人们更好供应电力。换句话讲就是电力电子技术通过计算机将强弱电进行组合,是囊括计算机技术、电子电路技术以及电力控制技术的服务性技术。接下来就将详细介绍电力电子技术发展进程以及具体应用。 1 电力电子技术发展进程 1.1 电力电子技术的产生 电力电子技术是在20世纪50年代晶闸管的出现而形成的一种技术,可以分为器件的制造技术和电路的变流技术。随着晶闸管的广泛应用,人们在晶闸管的基础上生成了新的装置―可控硅整流装置,这个装置的产生标志着电力系统技术的又一次跨越,是电力电子技术产生的标志。自此步入了电力电子器件的变流器时代。 1.2 电力电子器件的发展 电力电子技术在电力系统发展中前途无限,电力电子器件主要分为三代。接下来就对每一代电力电子器件的发展以及特点进行具体的介绍。第一代电力电子器件又称半控型,主要以电力二极管和晶闸管为代表,特点就是体积小、耗能低。第一代电力电子器件在电力电子技术发展初期作出了巨大贡献,迅速击败了传统电力系统中的老式整流器,为电力电子技术的发展提供了很好的基础。尤其是电力二级管能够较好的改善电路性能,且能降低电路损耗和提高电源使用率。现在整流二极管种类很多,功能也有所不一样。第二代电力电子器件又称为全控型,其特点就是具备自动关断能力,如可以关断晶闸管。同时和第一代半控型电力电子器件相比,提高了开关速度,可以运用于开关频率较高的电路中。第三代电力电子器件产生于上世纪末,属于复合型,其特点是体积更小,结构更紧凑。第三代电力电子器件将几种电力器件相结合形成电子模块,方便了电力器件的使用,也为后来集成电路的产生打下了坚实的基础。随着集成电路的出现,标志着电力电子技术向着高频化、模块化、智能化等方向迈进。 以上是电力电子器件发展经历的三个阶段,使得电力电子技术向着高频技术的现时展,在电力系统中占据越来越重要的地位。另外在电力电子技术发展时,增加了节能环保、智能化的特点。 2 电力电子技术在电力系统中的具体应用 2.1 在发电环节的应用 由于电力系统发电过程中涉及多种设备,而电力电子技术在发电环节的应用就是体现在改善这些运行设备的特性,对以下几种发电设备进行控制和改善。 2.1.1 大型电厂发电机组中的静止励磁系统 随着电力电子技术的发展,逐渐取代了静止励磁中励磁机环节,采用晶闸管整流,具有建构简单、高性能低成本的优点,被世界各地大型电力系统广泛采用。同时对于电力系统来说,省去了励磁机这个中间环节,使得静止励磁能够更好的调节自身,提高电力系统的运作效率。 2.1.2 变速恒频励磁 水头的压力和流量决定着水力发电的有效功率,机组的最佳转速随着水头的发生而变化。而在风力发电技术中,其有效发电功率与风速的三次方成正比,当风速发生变化时,风车捕捉最大风能的转速就会发生相应的变化。因此,为了产生最大的有效功率,可以改变发电机组的励磁电流的频率,通过电力电子技术,使得电流频率和转速保持一致,实现发电机组最大功效的运作。其应用的代表技术就是变速恒频励磁技术。 2.1.3 太阳能发电控制系统 太阳能作为一种新型能源,发展太阳能发电是整个国家的战略目标,而电力电子技术在太阳能发电系统中应用较为突出,其在太阳能发电系y中的主要的作用就是将太阳能发电产生的电能进行转化,换句话说就是一个大功率的转换器。 2.2 在输电线路中的应用 电力电子技术在输电线路上的应用主要通过三种技术体现出来的,包括柔性交流输电技术、高压直流输电技术和静止无功补偿器。 2.2.1 柔性交流输电技术 这种技术产生于20世纪80年代,其主要内容是可以在输电线路的重要部位进行电力电子控制,对输电系统中的一些参数进行适当的修改或调节电能,合理分配输电线路中的电能功率,从而降低了输电过程中的电能损耗和输送成本,提高电力系统的稳定性。 2.2.2 高压直流输电技术 该技术主要以晶闸管为代表,其具有输电容量大、稳定性好等优点,尤其适用于远距离输电和海底电缆输电等输电线路。在晶闸管运用于直流输电技术之后,也相继出现了一些电力输送控制器,为电力输送降低了成本,提高了调节灵活性。 2.2.3 静止无功补偿器 它被广泛应用于负荷补偿和输电线补偿,该技术的作用是控制大功率输电网络中的电压,进而提高输电系统的稳定性和阻尼。 2.3 在配电过程中的应用 电力电子技术在配电过程中的应用,它在这一环节主要作用就是提高电力资源的质量,满足配电的频率、电压以及阻止配电过程中电能不稳定性的波动。主要体现在两种技术方面,包括用户电力技术和FACTS技术。用户电力技术主要解决配电过程中的突发问题,保证配电系统的稳定性和安全性,保证电力能源质量。FACTS技术主要针对电能的输送能力和控制力。 2.4 在电力系统节能方面的应用 电力电子技术在在电力系统节能方面的应用,有提高电能使用率和变负荷电动机调速运行两个方面。电厂产生能源损耗的现象是由于发电机组不能配合能源变化时产生的,通过变负荷电动机对运行转速的调整,能够达到节能的目的。但是该项技术在我国处于研究和摸索阶段,因此也存在一部分缺点:成本高,适用于中大型电厂。而对于其它的一些电厂,可以采用电力电子技术,在配电输送电力系统中增加可控设备,对电能进行实时调控,确保电力的质量和安全。 3 总结 电力电子技术在电力系统中的广泛应用,为我国的电力系统建设和发展起到了不可替代的作用,是一种里程碑的建树。随着计算机技术的日益成熟,电力电子技术也在不断的发展进步,但是在电力系统中的应用并没有发挥到最大价值,因此在运用电力电子技术时,应当不断创新和探索新的技能,更好的促进电力系统发展。 作者单位 保定华创电气有限公司 河北省保定市 071000 电力系统中电力自动化技术的应用:电力技术在电力系统中的应用 摘 要:科技进步改变人们的生活以及生产方方面面,尤其是进入信息时代以来,计算机技术以迅猛的速度融入到各行各业,对经济建设起到了极大的推动作用,电力技术也随之产生了很大的改变,计算机技术让电力技术的应用变得更加完美,也为社会各界的发展做出了很大的贡献,电力技术在电力系统中的作用成为越来越多的人关心的话题,文章将重点介绍电力技术在社会建设中的应用现状,并对其在电力系统中的作用进行分析。 关键词:电力技术;电力系统;应用 前言 电力技术对于社会的生产以及人们的生活来说是不可缺少的组成部分,在社会的各个角落都有着电力技术的影子,为各行各业服务,同时也是不断改善人们生活的基础,而科技的发展就会随之产生一些问题,电力技术的应用也是一样,尚有一些环节不是特别完善,例如为了保障人们的需求,电力的利用方面并没有发挥出全部价值,在电力资源的管理上也有着很多潜在问题,这也是本文要重点研究的主题。 1 电力技术的发展现状 1.1 电力技术与能源的结合 能源危机意识已经逐渐被人们重视,人们对资源的利用逐渐转变为以可再生能源替代传统能源,在电力技术方面主要表现为发电方式上,利用水力、风力以及太阳能进行发电逐渐变得普遍起来,增加了很多其它能源的选择,逐渐缓解生产与能源消耗之间的矛盾,可再生能源的使用让传统不可再生资源在消耗上减少了很多,同时也尽量避免环境污染,而且我国在水力风力以及太阳能资源上的获取十分便利,让电力技术的更新比较顺利。也是实施可持续发展战略的表现[1]。 1.2 机电一体化的发展 机电一体化已经成为目前社会生产的主要趋势,将机械、电子等技术优势结合到一起,使得社会生产效率得到提升,同时也能加强信息化建设的进度,自动化与智能化的特点也比较顺应如今科技发展的脚步,互联网技术的应用是如今网络时代的最新要求,以目前社会的生产需要来看,机电一体化是最符合实际需求的模式。也是技术进步的表现[2]。而在这过程中必然少不了电力技术的支持,电能只有经过电力技术的处理才能应用到生产中。 1.3 智能技术的发展 智能化是如今人们生活方式的一种体现,也是互联网技术进步的表现,如今的各种生活工具已经逐渐再向着智能化的方向在发展,从几年前开始普及的智能手机开始,逐渐蔓延到智能可穿戴设备,再到智能家用电器,智能系统已经开始遍布在人们的四周,而通过智能管理,让生产过程也可以变得更加科学高效,电力系统也会因为智能化的发展而获得显著的进步。 2 电力技术在电力系统中的作用 2.1 提升电力行业的经济效益 电力技术的进步会让电力系统中的各个工作环节提高效率,而技术的提升会让电力系统在人力方面的运用减少,对于人力成本上对节约很多,系统的反应速度也会越来越快,电力技术让电力系统具备更加高效的问题处理机制,让电力系统的运转更快,也能够让功能更加完善,对电力行业的生产具有极大的推动,而节约成本,提高生产,增强资源的利用率就可以让电力行业经济效益有显著的提升。 2.2 提升电力行业竞争力 电力技g是电力行业不断发展的基础,包括生产方式以及设备的更新等方面,因此电力技术的进步就是电力行业的进步,这其中是直接性影响,各行各业的发展都是有所联系的,电力技术的进步就能电力行业获得发展,从而可以带动相关的产业以及行业获得新的动力,随着互联网技术的不断发展,各行业之间的联系会更加深入,而社会竞争也会更加激烈,电力技术让电力行业的竞争力能够得到显著的提升。 3 电力技术对于电力系统的意义 3.1 控制电力设备 对电力系统的设备进行控制主要基于对计算机技术以及其他的先进技术的应用,电力技术的目的就是这个,我国的电力技术虽然起步较发达国家要晚一些,但发展速度是最快的,在电力技术方面已经形成比较成熟完善的系统,让电力设备的控制更加智能化以及自动化,满足于社会各行各业对电力的需求,同时也是不断进行技术革新来适应社会生产力不断提升的需求。 3.2 调节电力系统功率 电力技术在电力系统中的一大作用就是体现在可以对发电机能设备进行调节,从而调节电力系统的运行功率,例如控制大型发电机的静止励磁等,在水力以及风力发电方面也有类似的应用,同时在火力发电中也起到很大的作用,火力发电的风机水泵效率很低,但是在发电过程中又是非常重要的一部分,因此这里要运用电力技术提高其效率,只是以我国目前的生产技术。在这方面的应用能力还是比较薄弱的[3]。 3.3 对电能的有效利用 电能的利用率对于电力行业来说是直接决定经济效益的环节,也是直接决定服务质量的因素,电力技术的作用就是提高利用率,首先就是提高资源的利用率,资源的高效利用可以让电力行业在成本上有所节约,同时电力技术的应用能够在很大程度上节省人力资源上的成本,这里面就涉及到机电一体化的应用,电力技术让电力行业与其他的产业适当融合,让社会产业结构得到了优化,有利于电力行业的进步。 4 电力技术在电力系统中的应用 4.1 输电环节的应用 首先是直流输电这一领域,直流输电相对来说要比远距离输电以及海里电缆要有优势,例如电容量相比之下要更大,而且在调节方面也会更加便利,同时也便于操作,在输电的过程中也比较保险,能够有效避免停运事故的发生。而在柔性交流输电方面的发展也是比较乐观,电子技术的应用以及自动控制技术的结合让远距离输电的过程变得更加稳定,同时在电能的损耗上更小。 4.2 配电环境的应用 电力技术对于电力系统来说,其最终要体现的效果就是在电能的输送方面能够获得更高的效率,优化输送的过程,保障社会生产的需求,而配电环节中的应用与上文中的输电方面的应用也是类似的原理,差别就在于配电能力上,电力技术要保障配电的稳定性以及可靠性更高,保障配电的质量,但这项技术在成本上没有太大的消耗。 4.3 节能环保的应用 电力行业与节能环保已经是比较热门的话题,也是我国非常重视的一个领域,我国在电力技术方面发展极为迅速,尤其是电动机的节能技术,已经取得了不错的成果,并且相比于之前的节能技术,如今又有了新的进步,而电力技术是可持续发展战略落实的观念,电力行业的节能环保是社会建设的重要组成部分,如今在风力水力等方面的技术已经非常先进。 4.4 用电安全的应用 安全是电力行业永恒的话题,电力技术是保障用电安全的基础,集中表现在电气设备功率的控制上,有效防止电压崩溃状况的发生以及非正常停电事故的发生。 5 结束语 我国的经济建设正是高速发展的关键时期,每一天都在产生日新月异的变化,而电力的供应是社会建设的基础,因此电力技术的发展其实直接影响着社会经济的发展,而在节约用电等应用方面还有很多的问题需要解决,在很大程度上造成经济建设的障碍,电力技术的影响波及到电力系统的各个环节,在电力技术上的研究和更新至关重要,要想适应社会发展不断产生的需求,电力技术就要不断进行开发与创新。 电力系统中电力自动化技术的应用:电力电子技术在电力系统中的应用探析 摘 要:当前,随着经济的不断发展,新器件、新材料以及计算机技术也得到了快速发展,从而电力电子技术在电力系统中得到了快速应用,并取得了突出的成效。本文介绍了电力电子技术的发展过程,并对其在电力系统中的应用进行了分析和研究,希望对促进电力电子技术的发展具有促进作用。 关键词:电子电力技术;电力系统;应用 0 引言 电力电子技术是一种新技术,这种技术包含了电力和电子两方面的技术,它在新能源发电中具有重要作用,并逐渐在人们的生活中扮演着重要的角色,逐渐成为人们生活中的重要组成部分。随着经济的不断发展,这些器件、技术逐渐应用于各个领域,这为促进电力电子技术的发展起到了积极作用,也为其在电力系统中的应用开拓了空间。 1 电力电子技术的发展 电力电子技术是一门综合性的技术,它主要包括两方面技术,分别是制造器件技术和应用电路技术,这两种技术对于促进电力电子技术的发展具有重要作用。首先器件技术的发展过程中比较曲折,它经历了半控型-全控型-复合型的发展过程,并将功率、控制驱动器等器件关联起来,对一些功能进行了集中,这种改进不仅促进了器件结构上的发展,同时还对其功能进行了优化。整流电路系统应用比较频繁的时代是改革开放以前,而改革开放以后应用最为频繁的是逆变电路,但是整流电路系统仍然具有较为广泛的影响。随着科学技术的发展,脉冲宽度控制技术(PWM)在一定程度上促进了电力电子技术的发展,同时自动开关器件的应用和发展,也使电力电子技术逐渐走向低频化发展。其中脉冲宽度控制技术(PWM)的控制方式主要包括以下几个方面:分别是无功率控制、观测器控制、神经元控制等,这些控制方式在实际中的应用,在很大程度上促进了电力电子技术的发展,并使其进入了一个新的阶段。现在电力电子技术有了新的发展方向,数字控制技术的应用,逐渐在电力系统中替代了模拟控制,它也将成为电力电子技术未来的发展方向,并能够快速促进电力电子技术的发展。 2 电力电子技术在电力系统中的应用 2.1 发电环节 电力电子技术在电力系统中的应用,在一定程度上改变了发电环节涉及以及发电机组中多种设备的运行特性,具体表现在以下几方面:一是大型发电机的静止励磁控制。静止励磁主要是采用晶闸管整流自并励方式,这种方式使其具有较为简单的结构,性能也比较稳定,造价也低,从而极大地促进了静止励磁在电力系统中的应用。并且静止励磁的应用,省去了励磁机这个中间惯性环节,提高了电力系统的工作效率。二是水力、风力发电机的变速恒频励磁。水头压力和流量对于水力发电的有效功率起到了关键性的作用,水头的变化将会直接影响机组最佳转速的大小。在实际的应用中发电机的有效功率与风速成三次方正比例,风车捕捉最大风能的转速与风速有直接关系。为了能够获得最大功率,这时可以使机组变速运行,只有这样才能够有效提高机组的应用效率。第三,发电厂风机水泵的变频调速。在传统的发电过程中,风机水泵消耗的电量比较大,并且其功率较低,这样损耗了大量的电能,不利于发电厂的发展,低压或高压变频器能够有效地实现水泵的变频调速,这样就能够达到节能的目的。低压变频器技术已经是一种比较成熟的技术,它在国外已经在众多企业中广泛应用,并取得了较好的成效,所以为了促进我国发电厂的发展,必须在实际的发电过程中应用该种技术。 2.2 输电环节 第一,轻型直流输电和直流输电技术。在实际的应用中,直流输电具有输电容量大、控制调节灵活以及稳定性好等特点,这些特点极大地促进了直流输电技术的应用,并逐渐在输电作业中发挥重要作用。随着科学技术的不断发展和应用,直流输电技术有了新的突破性的发展,轻型直流输电技术的问世和应用,在很大程度上解决了现阶段发电过程中遇到的难题。这是一种创新性的技术,并在传统的直流输技术上进行了改进,提高了发电效率,促进了输电工作的有效进行。第二,FACTS 技术。FACTS 技术是一种柔性交流输电技术,这种技术出现在八十年代后期,它的主要优势能够实现交流输电功率潮流的控制,提高电力系统的稳定性。 2.3 配电环节 配电环节中比较重要的问题就是要提高电能质量,并保证供电的可靠性,这也是现阶段发电厂急需解决的问题,也是阻碍我国发电厂发展的重要问题,这也是电力电子技术在电力系统应用中的重要任务。在对电能质量的控制过程中,应当注意满足两方面的要求,分别是抑制各种瞬态的干扰和波动及满足对频率、电压、谐波,只有这样才能够保证电力电子技术在电力系统中的应用,才能够提高电力系统的运行效率。DFACTS 技术是一种新技术,这种技术能够有效地解决当前配电环节所遇到的问题,它也是在FACTS 技术基础上发展起来的一门技术。 2.4 节能环节 第一,减少无功损耗,提高功率因素。在电力系统中,各种电力设备都会在一定程度上消耗相应的功率,既包括有功功率也包括无功功率,这都是发电过程中消耗的能量。这两种功率对于确保电能质量具有重要作用。在电力系统中,保持无功平衡具有重要的作用,如果不能做到无功平衡,那么会造成电压降低,对于电力系统中的设备具有损害作用,严重时甚至会造成巨大的安全事故,所以在发电过程中,应当引起足够重视。第二,变负荷电动机调速运行。电力电子技术在电力系统中的应用,能够有效节省能源,主要体现在两方面,分别是电动机本身技术和变负荷电动机的调速技术,这两种技术的应用能够有效节省能源,对于提高电力电子技术在电力系统中的应用具有重要作用。目前,在国内,发电厂发电过程中的节能环节已经成为发电过程中的重要问题,传统的发电过程成本较高,并且会产生污染,这在一定程度上限制了发电厂的发展,所以应当重视节能环节,降低能耗。 3 结语 综上所述,随着社会经济的不断发展,电力电子技术子啊电力系统中的应用越来越广泛,并逐渐成为电力系统中不可获取的一部分,在电力系统的供电中起到了重要作用,极大地促进了电力系统的发展。
电气自动化控制系统及设计:电气自动化控制系统及设计研究 电气自动化控制系统能够有效提高行业领域整体的自动化水平,特别是行业的运行管理水平。并且电气自动化控制系统可以大大节省企业的成本,提高设备、生产线等的可靠性。当前的电气化自动化控制系统已经在众多领域崭露头角并发挥重要作用. 一、电气自动化的现状 首先,电气自动化系统信息化。信息技术在纵向和横向上向电气自动化进行渗透,纵向上,信息技术从管理层面对业务数据处理进行渗透,利用信息技术可以有效存取财务等管理数据,对生产过程动态监控,实时掌握生产信息并确保信息的全面、完整和准确;横向上,信息技术对设备、系统等进行渗透,微电子等技术的应用使控制系统、PLC等设备界线从定义明确逐渐变得模糊,而软件结构、组态环境、通讯能力等的作用日益凸显,网络、多媒体等技术得到了广泛应用。 其次,电气自动化系统使用、维护与检修简易化。WindowsNT等已经成为实施电气自动化控制平台、规范以及语言的标准,基于Windows的人机界面成为了电气自动化的主流, 并且基于Windows的控制系统有着灵活、易于集成等优势,也得到了广泛的应用。采用Windows操作平台使得电气自动化系统的使用、维护和检修更加简单、方便。 最后,实现分布式控制应用。电气自动化系统通过串行电缆连接中央控制室、PLC、现场,将工业计算机、PLC的CPU、远程I/O站、智能仪表、低压断路器、变频器、马达启动器等连接,将现场设备的信息收集到中央控制器。分布式控制应用通过数字式分支结构的串行连接自动化系统与相关智能设备的双向传输通讯总线,将PLC、现场设备与相应的I/O设备连接起来,使输入输出模块发挥现场检查和执行的作用。 二、电气控制对象的特点和要求 电气控制量与热工控制量相比在控制要求及运行过程中有着很多不同点,电气的主要特点表现为: 电气控制系统相对热机设备而言控制信息采集量小、对象少,操作频率低,但强调快速性、准确性;电气设备保护自动装置要求可靠性高,动作速度快;同时对抗干扰要求较高;电气控制系统(ECS)主要以数据采集系统和顺序控制为主,联锁保护较多。因此,机组的电气系统纳入DCS控制,要求控制系统具有很高的可靠性。除了能实现正常起停和运行操作外,尤其要求能够实现实时显示异常运行和事故状态下的各种数据和状态,并提供相应的操作指导和应急处理措施,保证电气系统自动控制在最安全合理的工况下工作。 三、电气自动化控制系统的设计 1.集中监控方式 这种监控方式优点是运行维护方便,控制站的防护要求不高,系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理,处理器的任务相当繁重,处理速度受到影响。由于电气设备全部进入监控,伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加,投资加大,长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时,隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线,由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位,造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂,查线不方便,大大增加了维护量,还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。 2.远程监控方式 远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用,节约材料、可靠性高、组态灵活等优点。由于各种现场总线(如Lonworks总线,CAN总线等)的通讯速度不是很高,所以这种方式适合于小系统监控,而不适应于大型电气自动化系统的构建。 3.现场总线监控方式 目前,现场总线、以太网等技术的普遍应用和相应运行经验的积累,智能化电气设备得到了较快的发展,网络控制系统逐渐应用到电气系统中,现场总线监控方式使系统设计更加有针对性,对于不同的间隔可以有不同的功能,这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外,还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I/O卡件、模拟量变送器等,而且智能设备就地安装,与监控系统通过通信线连接,可以节省大量控制电缆,节约很多投资和安装维护工作量,从而降低成本。另外,各装置的功能相对独立,装置之间仅通过网络连接,网络组态灵活,使整个系统的可靠性大大提高,任一装置故障仅影响相应的元件,不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。 综上所述,随着智能化、信息化技术的快速发展,电气自动化技术将不断向科技化、信息化、开放化的趋势发展,电气自动化涉及的领域将不断增多,技术更新将不断加快,电气自动化控制技术也将得到快速发展并不断完善。 电气自动化控制系统及设计:有关电气自动化控制系统设计理念及发展的思考 摘要:本文通过介绍电气自动化系统的功能,探讨了目前发电厂电气自动化控制系统的设计理念,展望了未来发电厂电气自动化控制系统的发展趋势。随着设备智能化水平的不断提高,使得对现场设备状况的精确掌握成为可行,加上通讯技术的高速发展,而为大容量的数据传输提供了保证。在现代工业自动化领域里,Pc控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更广泛的采用。 关键词:电气自动化;数据传输;控制系 一、电气自动化控制系统的功能 单元机组的运行和电气控制的特点,应将发电机一变压器组和厂内用电源等电气系统的控制全都纳入到ECS监控中来。其基本功能为: ①发变组出口断路器、隔离开关的控制及操作; ②发变组保护、厂内高变保护、励磁变压器保护控制; ③发电机励磁系统,包括启励、灭磁操作,控制方式切换,增磁、减磁操作,PSS(电力系统稳定器)的投退; ④开关自动同期并网及手动同期并网; ⑤高压厂内用电源监视、操作、厂内用电快速切换装置的状态监视、投退、手动启动等; ⑥380V低压厂内用电电源监视、操作、低压设备自投装置控制; ⑦高压启/备变压器控制和操作; ⑧柴油发电机组和保护电源控制与操作; ⑨直流系统和LPS系统的监视。 二、电气自动化控制系统的设计理念 1. 集中监控方式的优缺点 集中监控方式是利用一套控制设备(例如计算机)监控整个电厂(或变电站)设备。集中监控方式适用于控制对象比较少,控制区域分布不广的系统。这种监控方式优点是运行维护方便,控制站的防护要求不高,系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器中进行处理,处理器的任务相当繁重,处理的速度将受到影响。由于电气设备全部进入监控,伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降,电缆数量增加,投资加大,长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时,隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线,由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位,造成设备无法操作。这种接线方式下的二次接线复杂,查线也不方便,大大增加了维护量,还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。 2. 远程监控方式的优缺点 远程监控方式,又称四遥(遥信、遥测、遥控、遥调)监控方式,是国内早期一种监控方式,适用于远程监控偏僻地区的控制对象。四遥控制方式,不会像集中监控方式那样,某一设备出故障影响整个系统。由于采用四种不同的装置组成远程监控系统,结构复杂,体积庞大,不易扩展。 3. 分布式监控方式 分布式监控方式采取多套控制设备(计算机)按功能或按地理位置监控电厂(变电站)的不同设备,这些控制设备通过网络或总线进行通信。目前,已普遍应用于变电站、发电站等自动化系统中,且已经积累了丰富的运行经验。近些年,智能化电气设备也有了较快的发展,这些都为分布式监控系统应用于发电站电气系统奠定了良好的基础。分布式监控方式使系统设计更加有针对性,对于不同的间隔可以有不同的功能,这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外,还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I/0卡件、模拟量变送器等,而且智能设备就地安装,与监控系统通过通信线连接,可以节省大量控制电缆,节约很多投资和安装维护工作量,从而降低成本。另外,各装置的功能相对独立,装置之间仅通过网络/总线连接,网络组合灵活,使整个系统的可靠性大大提高,任一装置故障仅影响相应的部件,不会导致系统瘫痪。因此,分布式监控方式是今后发电站计算机监控系统的发展方向。 三、电气自动化控制系统的发展趋势 现代电气自动化控制系统普遍采用分层分布式计算机监控系统。从管理上分为上下两层(甚至多层),上位机为管理协调层,负责越限报警(显示器显示报警、手机短信报警)、调度优化计算、命令下达、远程通信等高级应用软件;下位机为执行层,负责采集数据、执行上位机下达的命令。对多层结构系统,更上层是国家调度中心,通过远程网查看电站数据,下达宏观调度计划。为了提高监控设备的可靠性,往往上位机采取双计算机,甚至多台计算机,平时每台计算机承担各自特定的任务,当某台计算机故障后,其它计算机承担其任务。这些上位机通过局域网进行通信,下位机层通过总线进行通信,国调层通过远程网进行通信。 我们可以利用电气自动化来改变现代工业的发展,节约有效的资源,降低成本费用,以此来获得更好的社会、经济效益。大力发展电气传动自动化技术,可以将我国的电气化使用提高到一定的水平,缩短与世界大国的发展距离,实现自主研发,对国民经济的发展起着十分重要的作用。规范我国电气传动自动化技术方面的标准,实现规模化、规范化生产。 工业电气自动化的发展趋势就是现代分布式、开放式的信息化。分布式的结构可以保证网络中建立起独立的网络,以实现危险分散,促进系统的正常运行;开放化就是要将系统与外界联系,实现各方的网络连接,提高信息的处理能力;而信息化就是实现设备与网络技术结合,实现网络自动化和管控一体化。如今,我们已经到了开创电气自动化的新时代了,实现自主研发,是我们对未来发展的展望。同时,将科学发展观作为前进的基础和指导思想,根据每个地区的部门的实际情况,实现以人为本的发展要求,及时发现问题,总结先进的经验,改变传统的发展观念,寻找一条合适的发展道路。时刻落实科学发展观的理念,把“科学发展观”贯彻到改革开放和我国“电气自动化”进一步实现现代化、国际化和全球化的过程上来。 电气自动化控制系统及设计:浅谈电气自动化控制系统设计及应用 摘 要:电气自动化技术的应用为各领域的发展提供了技术支持,激活了其前进动力。鉴于电气自动化技术在现代化建设中的重要作用,本文就围绕电气自动化控制系统展开探讨,分别论述了远程监控、集中监控、现场总线监控的设计思路,并以电厂发电应用为例,来就电气自动化控制系统的实际应用作出说明。意在为电气自动化控制系统设计及应用的现实开展提供借鉴与支持。 关键词:电气自动化控制系统;设计;应用;分析 随着社会经济的迅速发展和科学技术的不断提升,电气自动化技术表现出强劲的发展势头,在国防、交通、能源、化工、机床、港口、冶金等各个领域得到了广泛的应用。电气自动化控制系统作为电气自动化技术运用的集中体现,在提高系统运行稳定性、生产效率、经济效益方面性能突出,且正在朝着信息化、开放、分散的方向发展。因此,就电气自动化控制系统的设计及应用进行探讨就显得十分必要,对于电气自动化控制系统的应用优化与进一步发展具有积极的现实意义。 一、电气自动化控制系统的设计 一般情况下,将电气自动化控制系统分为以下三种设计形式:远程监控、集中监控及现场总线监控。其在具体设计中,根据特性,设计的思路也存在区别。 首先,远程监控系统的设计思路。在使用方面,远程监控系统表现出一定局限性,主要表现在以下方面:通常只对小型电气系统适用,于全场电气自动化系统中并不适宜。究其原因,是因为电气部分存在相对较大的通讯量,而通常现场总线通讯量则偏低,这就使得远程监控难以满足相关要求。此外,远程监控系统具有可靠性高、灵活性强、节约电缆、节省安装费等特性,在实际设计中,在考虑其适用条件的同时,也应将其优势统筹其中,从而达到设计优化的目的。 其次,集中监控系统的设计思路。集中监控系统设计的最主要特点是在一个处理机中集中了系统各个功能,虽然实现了操作、处理、显示的集中进行,但却使处理器背负繁重任务,大大影响其自身运行速度。保证运行可靠性是集中监控系统设计的关键,但在日趋复杂、庞大的自动化系统现实下,单纯依靠元器件的无限制提高,来提升系统可靠性,满足新的需求几乎是难以实现的。这就要求我们在完成元器件可靠性合理提升的同时,还应把握系统设计,来从根本上保障系统的稳定运行。此外,在集中监控系统的实际设计中,也应综合考虑其优点,即运维便利,对控制站防护的压球不高,系统设计较易实现。 最后,现场总线监控系统的设计思路。现场总线监控系统的设计具有针对性,间隔不同其所发挥的功能亦存在差异,即要求依据实际的运行情况和间隔具体功功能来设计现场。相比于远程监控,现场总线监控在具备其优点的基础上,还大大减少了对端子柜、模拟量变送器及隔离设备的使用,且智能设备的安装可就地进行,减少了电缆使用数量,实现了成本的节约。同时,对于现场总线监控系统的设计,应保持其各装置功能的独立性,依靠网络来进行装置间的灵活连接,从而促进该监控系统可靠性和工作效率的大幅度提升。可以说,现场总线控制系统依靠合理的设计表现出诸多特性,是电气自动化控制系统今后发展的大方向。 二、电气自动化控制系统的应用 电气自动化控制系统的应用十分广泛,涉及各个领域,本文以电厂发电应用为例,来对电气自动化控制系统的实际应用进行说明。 (一)数据操作系统应用 计算机处理系统的基础为计算机,其组成通常包括输入、输出及处理三个部分。该系统在电厂中的应用主要涵盖了参数的输入与显示、报表打印、性能计算、计录事故序列、异常报警等,即通过系统的数据操作来实现对电厂电气部分的有效控制。由于变压器内部组成成分不同,所以各个地方遇到故障时所产生的气体含量的百分比也是不尽相同的,所以,在运用色谱分析的方法时,我们可以对反应产生的气体进行分析,根据气体的含量,从而推断出故障的发生位置。比如,在变压器内部,有的材料在反应之后产生的一氧化碳这种气体较多,假设这种地方遇到了故障,我们就可以采用色谱分析法,这时会发现所检验的气体中一氧化碳的含量明显增加,这时候,我们就可以推断出是这个地方发生了故障。这种检测方法跟以往相比,在效率上有着明显的提高,因此,被越来越广泛的应用。在常规情况下,运用电气试验的方法可以相当准确的判断出变压器内部所存在的故障。但是,在某些情况下,例如变压器内部遇到局部放电,短路等故障时,运用电气试验法来检测故障就显得比较困难,这时,我们需要将电气试验法和色谱分析法结合起来,以到达更加便捷的目的。例如,在变压器遇到了局部放电的状况,这时候,我们可以先用色谱分析法进行气体检测,从而大致推断出故障的位置以及故障的类型,然后,在这些数据的基础上,我们可以有目的性的设计电气试验的方案,然后就可以迅速的找到故障的类型。将这两种方法相结合,跟以往的试验方法相比,显得非常便捷,这种方法减少了相当多的电气试验,极大地提高了检测变压器故障的效率。 (二)汽机旁路系统应用 汽机旁路系统的应用是为回收工质,保护再热器,解决锅炉最低负荷与汽轮机空载流量不一致情况为初衷的。该系统由高(低)压旁路压力调节系统与高(低)压旁路温度调节系统共同组成,并安装截止阀于各个旁路,电气自动控制系统的作用就体现在对这些旁路阀门执行器的控制上,依据系统的速度大小和运行力矩来对阀门开度进行确定,进而在电液执行器与电动执行器的选择上作出衡量。 (三)电液调节系统应用 液压控制系统是电液调节系统的前身,随着科学技术的不断发展,电液转换器、电气元件及设备的可靠性稳步增强,汽机配套设备同电调系统间实现较好协调,进而发展成为电液调节系统,能够对调节级后压力、电功率、转速等进行控制。该系统的应用以盘车为开端,来控制汽轮发电机组,先后经冲转、升速、并网、加符合等,直至完成正常的发电。电液调节系统主要作用于电网系统一次跳频,通过调度电网来对负荷进行改变。这样的电气自动化控制系统应用,不但为机组运行的安全性提供了保障,还确保了机组的长寿命、经济性运行。 (四)协调控制系统应用 锅炉、汽轮机为电厂中两大关键设备,对这两项设备的控制方式同锅炉蓄存能力的有效利用密切相关。通通常情况下,电厂内会应用协调控制系统,来作为机、炉的主控制系统,通过该系统的应用,来平衡输入和输出间的质量与能量。 (五)机械参数监控系统应用 随着汽轮发电机组容量与相应仪表数量的日益增长,为避免事故的发生,需要在的汽机运行与启停中运用大量仪器仪表来对各项机械参数进行有效监控。而同时,此类参数也在持续的增多,膨胀量、振动、转速、偏心度、位移需属于监测量的范畴。而将电气自动化控制系统应用于汽轮发电机组当中,便可实现对这些参数的准确、及时记录,同时对于机组连锁保护系统亦能够起到监视保护作用,促进了系统整体安全性的提升。 结语 电气自动化控制系统对于各领域自动化水平的整体提升发挥着十分重要的作用,参考上述内容,结合实际应用环境,来实现科学、合理的电气自动化控制系统设计与应用,从而使其发挥应有的管理效用。随着科学技术的不断发展和实践经验的沉淀积累,我们有理由相信,电气自动化控制系统的前景十分广阔。 电气自动化控制系统及设计:电气自动化控制系统设计及应用 摘要:随着国家的发展以及社会的进步,电气自动化控制系统在各行各业的生产活动中发挥着愈加重要的作用。本文阐述了电气自动化控制系统的设计,并结合当前电气自动化系统的发展现状分析了电气自动化系统在各领域中的应用。 关键词: 电气自动化控制系统设计及应用 前沿 由于社会的不段进步,人们生活质量的不段提高,也使得电气自动化控制系统在人们日常生活中不段的被广泛使用,电气自动化系统不仅给人们带来了方便,并且也使人们的生活质量有了明显的提高,通过这个系统我们可以更加准确、有效、科学的对仪器设备进行合理控制,另外,还可以实现大容量信息数据的快捷、准确传输。显而易见,电气自动化控制系统在我们生活中所发挥的作用非常巨大,并且日益加大。 1、电气自动化控制系统的设计 电气自动化控制系统的设计是多种多样的,且每一种方法都有各自的优势,目前,电气自动化控制系统的设计主要一下三种:远程监控、集中监控、现场总线监控。 1.1 远程监控 这种监控方式能够节约电线、光缆中电量使用、减少了安装费用,且这种设计方式能够增加系统的灵活性和可靠性。但是,这种方式也存在一定的缺点,在选择使用时,它只适合于小的电气自动化控制系统的监控,并且不适合构建全场电气自动化系统,由于现场总线的通讯速度不高,而电气自动化控制系统的电气部分通讯量不较大,使得远程监控达不到这种要求。 1.2 集中监控 这种监控方式的运行和维护和其他监控方式相比都比较简单,且这种监控方式对控制站系统设计要求较低,而且不需要专门的防护要求。但是,这种监控方式也有一定的缺点。由于这种监控方式是将系统的所有功能都集中到一个处理器上,那么势必导致处理器承担真繁重的任务,使得处理器处理速度下降,而影响机器的整体运行速度。此外,这种监控方式要对所有的电气设备进行监控,会导致主机存储空间不足、电缆数目会随之增加,这些都无形中增加了投资的成本,干扰并影响整个系统的可靠性。而且,在这种控制系统中,系统短路的联锁喝隔离刀闸的锁闭都是使用硬接线方式。因此,在系统需要进行锁闭或联锁的时候,辅助接点会出现闭合不到位的现象,这就会造成一些设备无法继续正常运作,干扰并影响整个系统的稳定性。 1.3 现场总线监控 在电气自动化控制系统中以太网和现场总线等计算机网络系技术被广泛使用,使得智能化、自动化设备也得到了很大的发展,这些技术都促进了网络控制系统在电气控制系统中的应用。现场总线控制方式也有自己独特的优势,它不但能够对电气控制系统进行针对性的设计,还能够在不同的时间间隔内发挥不同的功能。此外,这种监控方式还可以减少众多隔离设备和模拟量变送器等,且这种监控方式中,每一部分装置的功能都是相互独立的,有效的避免了由于一个装置故障而导致整个系统瘫痪。 2、电气自动化控制系统的应用 电气自动化控制系统能够有效提高行业领域整体的自动化水平,特别是行业的运行管理水平。并且电气自动化控制系统可以大大节省企业的成本,提高设备、生产线等的可靠性。当前的电气自动化控制系统已经在众多领域崭露头角并发挥重要作用,未来,电气自动化控制系统也必将有长足的进步和发展,为企业创造更多的经济、社会效益。 2.1 监控方式集中化 综合电气自动控制系统的设计,实现集中监控室较简单的设计方法,对控制站防护的要求一般不高却可以实现极方便的维护。其特点是把全部的系统功能集中在单一处理器上再进行综合处理。自然,其缺点十分明显,全部的设备投入监控操作,必然出现因目标对象的增加而增加主机压力,使电缆投资大幅度增加,而超出最佳距离的电缆也会在一定程度上干扰系统可靠性。并且,通过刀闸隔离实现闭锁和断路器联锁而采用的硬接线时常因节点连接不到位尤其是辅助接点部分,从而使结果并不理想甚至设备无法正常操作。要达到效果理想的目的必须通过二次接线实现,而查线复杂、维护较大,也可能带来一些不必要的错误操作,这样的方法实际上并不是理想的。 2.2远程及现场监控的同时实现 远程监控系统要求现场总线的通讯速度不能太高,但这样的方式对电缆和安装费用的消耗很少,且可靠性、灵活性并存的特殊性,只使用在较小的部分。而与之相反的全场电气自动化控制系统的构造,则使用现场总线的监控方式,电气自动化控制系统的只能化也有了一定的基础并逐渐实现和发展。现场监控的通讯总线是由串行连接的智能设备及自动化系统实现数据的双向传输,这根串行电缆可以有效的链接起中央控制室的PC、监控软件、PLC以及CPU,并且,连接远程的变频器、仪表及马达启动器和低压断路器等设备。如此,大量的信息被中央控制器采集上来,达到良好的效果。这相对于远程监控,现场总线的形式更有针对性目标。不同区域具备不同功能,并且具备远程监控的全部优点还补充了那部分不足。不仅降低耗费还使各功能装置相对独立、实现网络连接和其灵活性组态,并同时提高了系统的可靠性使系统不会因单一装置出现故障或连接问题而影响整体系统的运作甚至瘫痪。 3、电气自动化控制系统已逐步渗入到各行各业中,具体应用主要有以下几个方面: 3.1 交通领域的应用。 随着国家的进步以及社会的发展,交通运输已成为一项必不可少的元素,交通行业的飞速发展离不开电气自动化控制系统的支持。例如,对地铁而言,从其内部构成的大、小元器件到自动化控制开关,每一处都体现着自动化控制系统的应用。 3.2 工业生产领域的应用。 随着我国政治、经济、社会的不断发展,各行各业呈现出了空前的高涨,得到了一定的发展,工业是其中发展较为迅速、成果较为丰富的行业质疑。如今,随着生产技术的不断革新以及生产周期短、生产效率高的要求不断提成,工业领域已逐步实现自动化。工业领域的自动化使得以较少的人力在较短的时间内同时完成多重任务变得可能,而且,由于自动化控制系统的应用,减少了工人在操作过程中的危险系数,并且在数量控制方面也更为精准。 3.3 服务领域的应用。 服务行业虽不直接参与生产活动,但是由于人们对物质生活水平的要求不断提升,自动化控制系统的应用也逐步广泛并且在应用要求方面也越发严格。其中,以电子产品为例,现代社会中,人们越来越习惯于非现金结账,在POS机的应用中就体现着自动化控制系统的应用,此外,电梯、电玩机、自动麻将机等也都是自动化控制系统在服务领域中的应用成果。 4、电气自动化控制系统的发展趋势 实际上,电气自动化控制系统的发展趋势应该是分散、开放并具备信息化特征的。分散的结果能保证网络中每一个模块只能的独立从而分散系统危害实现系统运行的安全可靠;开放性的系统结果则是通过外部接口实现内外部系统的网络连接;信息化则使所有的信息得到综合分析处理,实现网络科技与管理的结合、一体化,真正做到电气自动化控制系统的不断提升。未来发展趋势中,我国企业还需保证稳定的健康发展,认识不足并不断的通过高新科技的学习巩固基础能力,发挥创新精神,才能开创出和谐的发展局面,为工业自动化的实现做贡献。 5、结束语 社会的不段进步,人们的生活质量不断提高,使得电气自动化控制系统在人们日常生活中广泛使用,电气自动化控制系统不仅给人们带来了方便,并且也是人们的生活质量有了明显的提高,通过这个系统我们可以更加准确、有效、科学的对仪器设备进行合理的控制,另外,还可以实现大容量信息数据的快捷、准确传输。显而易见,电气自动化控制系统在我们生活中所发挥的作用非常巨大,并且日益增加。 电气自动化控制系统及设计:浅谈电气自动化控制系统及设计 摘 要:随着技术水平的不断提高,当下电气自动化装置的构思,使得未来这种系统的优势逐步增大。智能化的应用,说明了这种控制系统未来的发展方向。智能化的提升,使设备的稳定性能够得到控制,并提高准确度,通讯技术也给大面积的数据控制提供了平台,在工业自动化领域,基于Pc的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的采纳。 关键词:电气自动化;控制系统;设计 进入21世纪以来,PLC处于自动化控制领域的主战场,为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因,在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案,适合于当前工业企业对自动化的需要。 1.电气控制对象的特点和要求 电气控制量与热工控制量相比在控制要求及运行过程中有着很多不同点,电气的主要特点表现为: (1)电气控制系统相对热机设备而言对信息的掌握不大,目标少,操控次数少,不过,速度更快,准确度也更高。 (2)电气设备保护自动装置对稳定性要求更高,更快速,并且,有一定抗干扰的能力。 (3)热力系统需要大容量来满足处理信息的需要,并且内部情况复杂,过程掌握十分严格,对于电控系统(ECS),强调数据提取和顺序的掌握作为主要方面,有助于实现连锁保护。 因此,机组的电气系统纳入DCS控制,要求控制系统具有很高的可靠性。除了能够进行一般的启动和停止,对于异常问题的显现和控制的数据也要精确显示。并给出可行的操作意见,以及意外控制办法,使电气系统控制处于科学、有效、合理的情况之中。 2.常规ECS系统功能有待提高 目前,大多数电厂和DCS厂家所实现的ECS控制功能主要局限在以下几个方面: (1)监视部分 发电机――变压器组系统,励磁系统,高、低压厂用电系统及备用电源系统,220V直流系统和UPS电源系统,电气公用系统,所控电气设备开关、闸刀的状态监视;中央信号及事故报警,事故记录及追忆功能。 (2)控制部分 发电机――变压器组单元电气一次设备的控制、联锁,发电机程序起停,ASS的投切;厂用工作电源,高、低压厂变与高、低压备变之间的正常切换操作;电气接地系统管理;220kV断路器、隔离开关的控制。 应该说在传统的DCS系统中对电气量的监视、控制非常有限,特别对于电气专门的智能装置来说,信息的提取量就更加少,使得设备之间配合不好,对于运行工作人员,很难在监视器上得到这样的信息。某些时候,只有采用充足的电流和电压,将其变速,将部分模拟量采集进DCS系统;或者采用硬接线的方式接入DCS系统,使系统复杂、投资增加和资源浪费。 这几年,电气设备向着小型,功能增多,内容数据不断增大的情况发展。电气专用设备制造厂家,如国电南瑞、国电南自、北京四方、许继电气、东大金智等厂家,纷纷推出了双CPU(或三CPU)、智能型、带现场总线接口的高可靠性能的产品。加之这些厂家也推出了自主知识产权的电气综合自动化系统,使ECS功能扩展,让电气进行综合,并且,要确保电气系统,其运行不相互干扰,在硬接线的数量降到最低,未来的发展趋势是全都利用通讯手段作为连接办法。 3.电气综合自动化系统的功能 根据单元机组的运行和电气控制的特点,应将发电机一变压器组和厂用电源等电气系统的控制都纳入ECS监控。其基本功能为: (1)发变组出口220kV/500kV断路器、隔离开关的控制及操作。 (2)发变组保护、厂高变保护、励磁变压器保护控制。 (3)发电机励磁系统。包括启励、灭磁操作,控制方式切换,增磁、减磁操作,PSS(电力系统稳定器)的投退。 (4)220kV/500kV开关自动同期并网及手动同期并网。 (5)6kV高压厂用电源监视、操作、厂用电压快切装置的状态监视、投退、手动启动等。 (6)380V低压厂用电源监视、操作、低压备自投装置控制。 (7)高压启/备变压器控制和操作(2台机共用)。 (8)柴油发电机组和保安电源控制和操作。 (9)直流系统和LPS系统的监视 因为,设备可以看做较为完善,并且,如果都要在DCS里完成工作还不大可能,并且花费较大,所以能够保留,不过,它们和DCS连接,使用硬接线作为控制装置,使用通讯装置来传导自动装置,并能够利用DCS实现事故重现。 4.电气自动化控制系统的设计 (1)集中监控方式 这一监控办法的特征是容易维护,对于控制站,防护等级需求的不高,系统更容易实现设计。但是因为集中式,它的运行办法是把所有的功能综合到一个处理器,完成处理工作,因此,对于处理器来说承受了巨大的工作压力,因为电气设备都是在监控内进行的,如果监控目标不断出现,就会导致主机冗余降低,而电缆随之变多,需要的花费增大,距离较长的电缆,如果产生了干扰情况也会导致系统不稳定。并且,隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线,因为用于分隔刀闸的在接点位置上暴露出缺陷。使得设备运作异常困难,这样的接线很难完成二次接线,线和线的连接比较复杂,而设备的操作难以实现,使维护工作雪上加霜,并且,存在因为查线以及运动时,因为线的多而复杂产生错误动作的可能。 (2)现场总线监控方式 目前,对于以太网(Ethernet)、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中,并且,有了丰富的动作指令,对于有智能性质的电气设备,其发展也是十分明显的,这些因素使网络的监控和发电厂之间的关系作出了铺垫。总线监控让设计的目标更明确,针对间隔的差异,在功能上也有不一样的显现,因此,可以作为间隔的状况开展设计。使用这样的监控办法,包含了所有远程监控办法的优势,并且能够降低隔离设备的总数,也包括隔离设备、端子柜、I/0卡件、模拟量变送器等,对于智能设备,应当立马进行装配,如果使用通信线和监控系统之间连接起来,就能省掉许多的控制电缆,使投资节省。 此外,装置与装置间的功能互不干扰,装置和装置的关联是由网络产生的,网络组织比较轻松,使得系统更可靠,更稳定,每一个装置如果发生错误也仅牵连到元件,而不会整体停滞,所以,现场总线监控能够作为以后发电厂网络监控的最好方法。 5.探讨电气自动化控制系统的发展趋势 OPC(OIJEforProcess Control)技术的出现,IEC61131的颁布,以及Microsoft的Windows平台的广泛应用,这给计算机带来新的应用目标,电气技术融合性更好,发挥巨大的潜力。这已经进入到一个国际化的时代,并且,在各种控制系统中,使用变得更加广泛,被更多的商家所看重和应用。Pc客户机/服务器体系结构、以太网和Internet技术引发了电气自动化的一次又一次革命。正是市场的需求驱动着自动化和IT平台的融和,电子商务的普及将加速着这一过程。 Internet/Intranet技术和多媒体技术在自动化方面,前景非常广阔,企业的管理者使用一般的浏览器,就能完成储存以及提取企业在人员,财务方面的资料。也能够将目前的生产流程作为监控目标,几乎能够马上明确最准确而全面的信息。 虚拟技术以及视频技术作为先进的手段,会给以后的自动化商品,例如人机界面以及维修系统带来最明显的影响。使用对应性较强的软件,对通讯效果以及组合环境的需求更加明显,软件的功能不断加大,并且从某一单纯的设备转移,向集成方向转化。 总的来说,这种控制系统给大家带来新的前景,也使得其出现了新的发展需要,为了实现越来越复杂的需要,就必须考虑电气自动化的发展特征,为此行业挑选适当的人才来促进发展,相关行业因此有了更广阔的就业前景。但是,应当注意,其科技性要求较高,因此专业性也有所提升,在装置的配合内容里,要把自动化和智能化作为工作的前提。推动设备与国际水平相媲美。并创造属于本行业的行业先锋。
智能变电站论文:智能变电站电气工程施工管理 1110~220kV智能变电站电气工程的施工概括 在经济现代化的社会背景下,社会对于电气的需求越来越大、要求也越来越严格,这就需要改变变电站原有的工作模式,向高效有序化前进。但由于受传统的粗放式管理模式的影响过深,目前的变电站很难在短时间内改变自己的工作模式,适应变电站中新的工作需要。同时,变电站中制定的一些施工管理计划并没有表明一些具体的执行方式,由此使得电气工程的管理变得杂乱无章,过于粗放的管理使施工现场效率低下。另一个值得注意的问题是,在变电站的电气工程中,受生产技术的影响,各部门需要在人力、技术和物资等方面进行更多的投入,但目前的投入并不能满足实际的需要,因此各部门会出现人员、物资相互矛盾和协调困难的情况。在变电站的电气工程管理中,最重要的环节就是工程施工的部分。但目前对于工程施工的管理从总体上来讲并不完善,没有得到管理部门的重视。这使得工程施工在运行中出现了很多管理上的疏漏,具体表现:①包括工程实际的施工进程与计划中的施工进程不符,没有根据计划完成任务,也没有根据进程进行适当的计划调整。②电气工程施工过程中缺乏对工程质量的考核和管理,完成后的工程由于没有进行专门的质量检验,其质量问题仍比较堪忧。③在工程施工开始前,没有对施工成本进行详细的计算,使得所耗的资金与成本中计划的资金不相符合。以此产生的恶性循环使得施工中的成本支出毫无节制,资金花费不合理。④在施工过程中,需要在进度、质量和成本之间形成一个良好的合作关系。不应出现一味只追求进度,却不管质量好坏或者只追求质量而不在意成本等偏激情况发生。 2加强110~220kV智能变电站电气工程的施工管理的必要性 电气工程在变电站整体的施工过程中发挥着非常重要的作用。它的影响主要包括两个方面:①电气工程施工管理的正常进行;②电气工程施工管理的安全质量保障。前者的进度不仅会关乎与其一同进行的土建工程的顺利开展,而且直接影响到整体的变电站能否顺利的通电运行。后者的安全质量保障更是包含了多方面的内容。比如变电站的一次、二次的电气设备是否都符合规范要求,电气设备的安装是否科学合理,在施工过程中是否有可作为依据的保护和监控系统,或者运用在线监测系统等新技术进行工程质量的监督。施工中的质量安全问题会最终影响整个的电力系统的运行。从这两方面看,当前的变电站工程施工中必须做好对110~220kV智能变电站电气工程的施工管理,通过严格控制管理方式,确保工程施工的高效性、低成本及安全性,最终保证整体的电力系统正常和安全运行。 3110~220kV智能变电站电气工程的施工管理的举措 3.1控制好电力工程的施工成本 对于工程施工成本的控制是工程施工管理的基础。这不仅需要进行成本的合理控制,还需要进行新路径的开拓,将二者有机的结合,努力降低成本。比如在具体的施工过程中,要充分考虑到各个环节或者各个部门可能影响成本的因素,做到责任到人、责任到事。另外,要坚决杜绝施工过程中出现材料浪费的现象。一些例如电容、电线等电力电缆材料,要有计划的进行收购和使用,避免出现材料的不合理采购和使用。最后,在施工现场,要严格管理现场签证,所有合同中有关单价、取费、活动经费中的内容,都需要双方仔细查看,确认准确无异议后再进行签字,避免由于签证中不规范行为引发的经济纠纷。 3.2确定好电力工程的施工进度 电气工程施工进度控制是智能变电站施工管理中非常重要的环节之一,合理的进度计划不仅可以保证变电站的如期顺利使用,而且可以为施工企业带来更多的经济效益。因此,要在施工前进行合理的施工进度计划安排,进度计划需要充分考虑到工程的实际操作特点和任务目标,用科学的方式进行合理编制,保证电气工程施工与土建工程施工紧密配合,用严谨的施工计划保证进度目标的完成。其次,在施工过程中,要根据实际情况进行灵活的调度和控制。从微观、精细的施工计划,到施工过程,将粗略的施工计划与实际的施工情况进行对比和分析,找到可能存在偏差的原因,及时采取补救措施进行解决。目前电气工程施工进度出现的难题在于,电气工程的施工要和土建施工相互配合,因此如果双方施工同时进行的话,可能会出现交叉作业的现象。这就需要专业的施工管理人员协调好交叉作业,充分了解双方的工作进程,准确掌握施工进度的关键点,保证在整体上不会出现工作交叉的情况,并且可以在最短的时间内完成工作目标,达到电气工程施工过程的优化。 3.3加强电力工程施工质量控制 对于电气工程施工质量的控制是至关重要的,这将直接影响到整个变电站工作的正常运行和安全开展。因此,在严格控制电气工程施工质量的方案中,必须要注意做到以下的几点:①在工程实施的前期就对于要进行施工的工程进行严格审查,保证施工团队人员的专业素质,同时审核团队人员提供的施工的技术方案,在审核中不仅要看团队人员提供的方案是否满足设计图纸的各项要求,还要确保方案是否满足国家对于电气工程施工要求的规范和标准。②在施工的具体过程中,需要保证每一步的环节和施工工序都有质量检验,在质量合格后再进行下一步的工作。在一些比较关键的施工工序中,要进行重点的排查和检验。③在施工过程的竣工阶段,不仅需要对整体的施工进行最终的质量等级评定,而且需要对可能出现的问题制定补救方案,做好竣工后各类资料的收集和整理工作。 4结束语 110~220kV的智能变电站的电气工程其实是一个非常系统化的过程,但其中的每个环节又是非常细致和复杂的,有来自各个方面的影响因素。如果没有做好对电气工程的施工管理,不仅会影响工程的施工进度,而且难以保证整体工程的安全性。本文在针对如何做好管理的问题中,提出了三个解决措施,分别从施工的成本、施工的进度以及施工的质量出发,争取全面地做好电力工程的施工管理,确保电气工程、变电站、电力系统网这一系列的有关电力工程的正常有序开展。 作者:李沛 彭博 单位:国网北京市电力公司海淀供电公司 智能变电站论文:智能变电站通信技术论文 1智能变电站概念及特性 第一,改善电压质量,降低谐波、振荡对网格生成进面影响到电网稳定性;第二,控制平台具有集成度高,常态下属自动控制模式;第三,通信系统规范性强大、快速的通信速度,良好的效果和高质量是智能变电站另一特性;第四,监测系统的特性具有智能模块,主要体现为安全的兼容性。总之,需明确定智能变电站概念和基本特性,才可以进行深入的分析,对统一全站的通信网络进而规划。 2智能变电站网络通信技术需求分析 智能变电站网络通信过程很复杂,在实际使用中,智能变电站网络主要组件包括交换机、各智能设备和通信链路等。交换设备在智能变电站网络中占有不可替代的用途,一举成为智能变电站网络部分的核心,承担着系统的数据存储、收集和交换的重要职责,鉴于交换机的重要性电力企业必须对其实行有效控制。然而,在实际操作时,影响因素很多很难顺利完成对其实行有效的监督。近几年以来,PRP、HSR和IEEE1588精密时钟协议在电力企业中的广泛应用,使智能化变电站过一步提升了整体运行水平。例如,如果需要解决组件故障时间恢复控制等其他智能化变电站问题,工作人员可以使用基本功能冗余配置来实行操控。因此,电力企业必须进行深入的分析,从根本上提高全站统一的通信网络的传播效果。 3数据交换的延时分析 数据交换延时分析是研究智能变电站统一的网络通信技术的基本手段之一。众多因素影响延迟时间使通信网络存在的变异性较大,从发送的通信数据包网络终端开始,至接收端接收的消息要停止的时间。图3是在智能变电站的通信消息传输过程图示,报文延迟原则是非常复杂,想要弄清楚它的内部原理,首先应该明确消息延迟的主要部分。笔者凭借长期的工作经验,针对其构成部分总结:第一,转发延迟。报文存储,文件信息传输到以太网交换机将信息存储到内存中的第一次,在完成此操作的过程中会不可避免地延长数据交换的时间。第二算法延迟。数据包延时、包算法主要表现在数据包操作和接收节点协议解包过程。第三,线路延迟。其主要以光纤线作为手段,速度的透光率相当,当传送到LAN时不可避免地会导致数据交换延迟。第四,队列等待时延。网络系统的数据的数据包不得不等待传输到相应的位置,从而导致数据切换延迟数据流量的增加。 4报文流向分析与组网方案 4.1报文数据流量分析 数据流分析是主要研究是否统一的通信网络的智能化变电站之一。在报文数据流量分析中,我们必须始终以IEC61850-5标准为实际需求的基础,并始终坚持以发展智能变电站为目标,智能变电站内部的数据流主要包含以下类型:其一,示例值SV消息;其二,中速报文;第三,GOOSE报文;第四,文件传输报文,如果使用智能变电站以太网宽带100Mbit/s速率来完成采样值分析的SV数据包数据流量,通常基于确定数据包的长度,消息存储转发延迟计算,可以准确地计算数据包数据流量。 4.2基于VLAN的组网方案 明确统一的智能化变电站通信技术的基本条件也应该很清楚基于VLAN的网络方案。星型网络结构主导,其中包含进线、系统总线、主变压器和馈线等间隔,每个时间间隔必须配置交换机,经使用全站通信网络传输方案的开关集成统一的风格,实际可以实现交叉间距和跨层划分的VALN组网方案。 5结束语 电力企业在不断强化自身的产出效能的同时,更应该清楚地了解智能变电站的通信的发展与需求,必须对智能变电站进行信息流分析和网络方案组网通信需求分析。运用通信系统可靠实时的交换技术连接上所有设备、降低变电站整个生命周期的费用等优点,实现各层间的无缝通信、实施最大限度地满足信息共享与系统集成的需求。 作者:罗朝阳李佳泽单位:盐城供电公司广西大学电气工程学院 智能变电站论文:智能变电站自动化系统分析论文 1.智能变电站设计的特殊性 首先,电路回路接入。对于常规变电站而言,设计电流、电压电路时,通常选择次级对应方式进行接入,设置录播与测控设备,通过各个设备、装置,实现了交流采样,通过A/D转换器,对数字量进行处理、识别。使用双重化保护装置,通过互感器,产生二次绕组。若一次设备未达到设计次级数量,通过电流互感器,将同一次级绕组向不同保护装置接入,利用串联方式接入。而智能变电站,对一次系统开关量、模拟量,实现就地数字化,再通过光学互感器,实现光纤输出,直接输出数字信息,不产生电流开路、多点接地、电压短路等问题。通过单元合并,对采集器信号进行采集,按照不同装置,例如计量、测控、保护等装置,组织、分配相关数字。然后通过不同回路,向二次设备传输不同熟悉信号,利用光纤多收信息、多发信号,进而提升现场接线稳定性、安全性。所以,通过智能变电站,其电压、电流等数字信息,由电流互感器出口开始计算,通过单元合并,实现数字采样,在一个通道上,实现不同次级电压量与电流量的同步发送。对于常规变电站而言,由A/D设备装置转换开始计算数据,在装置内实现采样,但一个次级无法与其他次级进行合并传输。对于智能化电流与电压,与常规站回路比较,实现采样更简捷、更安全,且具备极强可操作性。其次,新型二次接线方式及特点。对于常规变电站,回路、设备共同确定功能,使设备更具特定功能,而厂家定义了外部输出、输入等接口,利用已设定电缆回路,与各设备装置链接,满足变电站功能需求,而各方施工需按照设计图纸执行。对于智能变电站,对数字化技术进行优化整合,实现了紧凑型功能、二次回路的设计。通过常规站,实现二次电缆的分散链接,确保二次回路的信息规范整合、数据集中分配。对于常规线路设计,严格电缆装置、接地屏蔽装置、保护装置等要求,必须考虑施工重点、二次设计因素。对于智能变电站,通过光缆实现信息传输,具有极强抗电磁干扰性能、带宽较高等特点,防止电缆电磁兼容、交流误碰、电压接地等问题,防止出现继电拒动、误动行为,消除各类干扰源,利用控制电缆,实现二次设备耦合,进而保证保护装置正确操作,降低设备损坏率。另外,在各层级之间,选择相关数据传输,具有更高可靠性、稳定性,进而确保设备的稳定运行。第三,虚端子、虚回路运用。对于常规变电站而言,利用直流接点、电压信号、交流信号等,通过硬电缆,传输相关模拟信号。而智能变电站,利用直观感知,消除电缆接线硬件回路,使二次系统设计不再使用。由于硬电缆回路被取消,可生产虚回路体系,实现网络信息共享。根据IEC61850标准,明确定义了GOOSE、采样值传输的两种抽象模型。通过GOOSE模型,为变电站提供快速传输数据,确保遥信量、跳闸命令、合闸命令的传输。IEC61850标准作为虚回路基础,具有网络工程实施、回路表达方式,利用系列工具软件、网络自动配置,使智能变电站的回路检验、运用问题得以解决。同时,对于IEC61850标准而言,构建虚回路体系,满足建模基本要求,需确保各逻辑接点的输出信号、输入信号,在SCD文件中,实现全站信号关联,为GOOSE参数订阅、数据采样提供充足信息。保证这些信息之后,通过SCD文件,将二次图纸作为变电站的设计条件、数据表达。而系统高度集成、设计融合,使全站模型文件向厂商导入数据,减少为对照图纸,人为输入信息的差错率、重复率。对于采样值传输与GOOSE两种模型的输出信号,属于网络传递变量,和传统屏柜相比,端子具有对应关系,而逻辑连接点就是虚端子,通常采取CAD文件表达虚端子图。在具体运用中,采取EXECL表达表达采样值传输与GOOSE两种模型,标注各逻辑节点数据属性与名称,确定装置名称、虚端子标号。以序号11为例,信息栏内容为:GIS信号为信息类别,跳闸动作为发送装置信息,而接收信息委跳闸动作,信息传输采取点对点方式,信息装置栏显示为110kV智能终端,RPIT/ProtInGGIO为数据集属性。订阅装置栏:110kv保护装置为装置名称,而PI2/CKGOINGGIO1$ST$SPCSO6$stVal为数据集属性。采取这种数据显示方式,若按照原有设计图纸,增加了二次施工调试难度。而智能变电站是以间隔设计为基础,通过间隔设计一套图纸,利用二次设备进行联系图组网,对GOOSE示意图、虚端子表、过程图信息进行表达,提高检修人员、调试人员、整合人员的图纸易懂性,主要为背板接线图与屏后接线图。 2.220kV智能变电站中自动化系统的可靠性分析 首先,对于智能变电站而言,其自动化系统是否可靠,需对自动化系统可靠性进行分析。在系统具体运作过程中,可满足电力用户的通信需求。需评价系统可靠性,评价、分析的基本思路为:以平均无障碍时间、平均障碍时间参数,评估网络基本元素安全性、可靠性。另外,通过全面功能,以降级功能可靠度、效能指标,评价系统安全性、可靠性,按照系统拓扑结构,对系统可靠性、安全性进行评估与分析。其次,智能变电站的可靠度、智能组件、模型分析等,主要为电子器件,通常属于典型性组件,显示故障率曲线。随着时间变化,故障率也随之改变。若故障率属于常数,正常寿命处于II区。若故障率处于I区或III区时,故障率较高,主要由于设备生产时间延长,机械设备逐渐老化所致。 3.结语 综上所述,随着智能变电站的推广和应用,新的规程规范需要更好地完善和补充,同时也需要大力推进智能变电站的电气二次典型设计工作。 作者:陈世永宋丽娜单位:许继电气股份有限公司 智能变电站论文:110kV铜川柳湾智能变电站技术探析 摘要 本文首先介绍了智能变电站的概念及特点,并详细分析了目前国内设备技术最为先进、智能化水平最高的110kV柳湾变电站各个技术要素,为今后智能变电站的建设提供借鉴。 关键词 变电站;信息化;自动化;智能化 0 引言 智能电网已进入全面发展阶段,智能电网的理解在世界各国、研究机构、电力公司等地方都是不相同的。国外电力企业智能电网的应用实践工作中输电侧开展的相关研究的推广应用较少,大多侧重于配电和用户侧了。我国智能电网的发展战略是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础,利用先进的通信、信息和控制等技术,构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的国际领先、自主创新、中国特色的坚强智能电网。而智能变电站作为输电、配电的集结点,是智能电网的重要组成部分,也是实现风能、太阳能等新能源接入电网的重要支撑。在智能电网中发挥着举足轻重的作用。110kV柳湾智能输变电工程是国家电网公司智能化变电站第二批试点项目,是目前国内设备技术最为先进、供电可靠性强、智能化水平最高的110kV柳湾变电站,也是陕西省第一座110kV智能化变电站。“十二五”期间,国家电网将在全国建立5 000座左右的智能变电站。 1 智能变电站的定义及特点 智能变电站是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。智能变电站作为组成智能电网的核心构成部分,相对于传统综自站来说,有着标准统一化和高度集成化、数字化、信息化的显著特点。数字化变电站由网络化的二次设备和智能化的一次设备构成,站内采用IEC61850通讯协议来实现设备间的互操作和信息共享。 2 柳湾变概述 2.1 全站规划 柳湾变为110/35/10kV变电站,主变压器本期装设2×20mVA三相三绕组全密封自冷有载调压变压器SSZ10-M-20000/110,远期2×50mVA三相三绕组全密封自冷有载调压电力变压器;110kV本期出线4回,远期出线6回,均采用单母分段接线;35kV本期出线4回,远期出线8回,均采用单母分段接线;10kV本期出线8回,远期出线16回,均采用单母分段接线;本期每台主变压器低压侧各装设1×3 000kvar电容器成套装置,远期每台主变压器低压侧各装设2×3 000kvar电容器成套装置。 2.2 站内一次设备 智能化GIS通过以先进的计算机技术实现对GIS设备的位置信号采集和监视、模拟量信号采集与显示、远方/就地控制、信号与操作事件记录与上传、谐波分析、储能电机的驱动和控制、在线监测、基于网络通讯的软件联锁等一系列功能。将传统的二次测控功能与GIS监控有机结合在一起,优化控制回路,构成智能的控制功能。 应用GIS智能化的主要优势有: 1)节约了电缆等设备投资以及保护小室、主控室等的占地面积; 2)GIS智能控制柜优化了二次回路和结构; 3)智能控制装置提供了强大的系统交互性; 4)基于通讯和组态软件的联锁功能比传统硬接点联锁方便。 110kV配电装置采用户内GIS设备,35kV、10kV配电装置采用开关柜就地安装模式。 2.3 电子式电流电压互感器 110kV GIS电子式电流电压互感器为三相共箱结构,主要由3部分组成: 1)一次结构主体,包括互感器罐体、变径法兰、绝缘盆子、一次导体等; 2)一次传感器,110kV GIS电子式电流电压互感器为三相共箱结构,每相配置一个低功率CT(LPCT)、一个空芯线圈、一个同轴电容分压器; 3)远端模块,GIS电子式互感器有两个完全相同远端模块,两个远端模块互为备用,保证电子式互感器具有较高的可靠性。 其结构示意图见图1所示: 图1 110kV GIS电子式电流电压互感器结构 110kV GIS电子式互感器的主要特点: 1)绝缘结构简单可靠,体积小,重量轻,精度高、稳定性好; 2)电流互感器与电压互感器可组合为一体,实现对一次电流和电压的同时检测;这样提高了保护的可靠性,减少了传统配置方案中,母线合并单元到线路间隔合并单元的链路延时,提高了系统可靠性; 3)空心线圈、LPCT、电容分压器及远端模块均双套冗余配置,可靠性高。 35kV、10kV低压电子式互感器输出小模拟信号,就地安装在开关柜内,通过合并单元(功能已含在保护测控装置中)把电子式互感器输出的模拟信号转化为数字信号,传送至保护、测控、智能终端一体化装置。合并单元和保护、测控、智能终端装置均安装在开关柜内。 2.4 站内通讯方式 全站建立在IEC61850通信规范基础上, 使其成为能够实现站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。 全站分为三层两网,站控层和间隔层之间采用MMS网(以太网电接口),采用IEC61850-8-1通信协议;间隔层与过程层设备单元采用GOOSE通信协议,电子式互感器的合并单元与保护测控设备的采样值信息采用IEC61850-9-2格式的点对点方式传输。本站间隔层、站控层之间采用以太网单网结构,以IEC61850通信协议构建,具备站内智能电气设备间信息共享和互操作的条件。全站 GOOSE组网,110kV桥、主变保护、主变高、低压智能控制装置、低压母联智能控制装置等组成GOOSE网,单独组网,通信介质采用光纤。智能控制装置PCS-9821接入GOOSE网,PCS-9821安放在智能汇控柜内担负间隔测控、GIS智能控制以及智能终端的功能,PCS-9821能够接收来自于主变保护的GOOSE信号。 2.5 站内对时方式 本系统通过GPS接收卫星标准时间信号。绝对时间通过网络进行广播,秒脉冲或者分脉冲经过扩展,以差分信号(RS485)和空接点的形式与需要校时的设备相连,以此校准站控层工作站以及各测控装置、保护单元、故障录波器等的时钟。对时精度可以满足事件顺序记录分辨率不高于2ms的要求。 系统也可以通过远动主机,接收调度端的对时命令。 本站站控层网络采用SNTP码对时;间隔层与过程层的对时采用光纤IRIG-B码对时,精度可达到微妙级,由于保护直采直跳,无需采用IEC61588网络对时方式。 3 结论 柳湾变的建成投产,对于完善铜川电网架构、提高电网自动化水平,满足铜川老市区快速增长的用电需求,引领陕西智能电网建设具有十分重要的意义。 智能变电站论文:智能变电站技术体系研究 摘要:智能变电站体系是国家智能电网的关键部分,智能化是变电站发展的主流趋势。本文结合我国目前智能变电站试点工程的建设情况,主要介绍了智能变电站的功能特点,对智能变电站的体系结构进行分析,希望对我国智能变电站体系建设有所裨益。 关键词:智能变电站;IEC61850规约;体系 一、前言 所谓智能变电站,是指应用先进、高效、环保以及可靠的智能化设备来实现变电站信息传输数字化、信息质量标准化以及通信平台虚拟化的要求,高效完成变电站信息的收集、控制、探测、保护等基本工作,同时还可以根据实际情况进行变电站的自动控制、自动调节调节并做针对现实情况做出准确的决策。我国电力行业广泛使用智能变电站技术,2009年颁布了《智能变电站技术导则》(IEC61850规约),标志着智能变电站将逐步成为我国变电站发展的方向。 二、我国智能变电站的功能特点 在国使用的传统变电站主要有数字化变电站以及常规变电站两大模式.然而,数字化变电站由于缺乏行业标准规范以及专业的评估系统,导致数字化信息缺乏真实性以及稳定性;常规变电站则有设计以及调试工作复杂,导致操作难,缺乏统一的标准规范等缺点。 随着理论以及实践的发展,国家对于变电站的建设有了更高的要求,智能变电站以其先进、高效、环保以及可靠的优点应运而生。智能变电站将数字化变电站的体系框架进行改良,以此实现变电站信息数字化、操作自动化、分析决策智能化的要求,以此保证变电站站内与站间的信息交流通畅。具体有以下具体功能: (一)智能控制、在线监测功能。由于智能变电站采用的是智能化的一次设备,因而其可以实现数字化接头、智能化控制以及在线监测等功能。 (二)数字通信快捷准确。智能变电站内的数字通信是通过智能终端、测控装置以及保护装置等二次设备通过以太网来进行的,方便快捷,保证数字信息传递的真实可靠,实现变电站的信息网络化交流,省略了二次电缆的应用,简化设备。 (三)信息传输标准化功能。智能变电站在进行站内、站外数字信息交流及共享时采用的是统一标准(即IEC 61850规约标准),以同一标准进行信息传输能保证信息的真实可靠,最终达到多系统信息的无缝对接的目的。 (四)设备调试灵活准确。目前,我国主要是采用IEC61850规约来设计设备状态检修模式,将监测收集到的设备运行状态信息集中在网络中,全面分析设备的运行状态,及时调试设备,使设备处于高效运行的优良状态。 三、智能变电站技术体系设计 我国的智能变电站体系主要是根据IEC 61850规约来作为信息交流以及信息建模标准进行设计的,智能变电站主要实现站内监以及控继电保护功能,根据该功能需要将变电站的设备分成三个层次二个网络,三个层次分别为过程层、间隔层以及站控层,两个网络即过程层网络以及站控层网络。 (一)过程层即过程层网络。在过程层中,变压器、隔离开关、断路器等执行器与电子式传感器是常用设备,这些设备共同构成过程层网络。过程层是一次设备与二次设备的结合面,主要功能是配合完成一次设备的功能,主要包括运行设备的状态参数在线检测以及模拟量的收集,以进一步实现数字接口、智能控制、在线监测的功能,同时也完成操作控制的执行任务. (二)间隔层。间隔层一般设置在靠近开关设备的位置,起着承上启下的作用。间隔层主要由系统测控装置以及继电保护装置等二次设备组成,一个间隔层只能对一个间隔层的设备进行控制,主要是对过程层与间隔层之间的数据信息进行汇总,实际上过程层的功能主要是在间隔层里实现的。 (三)站控层及站控层网络。在智能变电站中所有的显示打印以及通用硬件都集中在站控层中,同时电网监视、控制以及维护的通信接口也设置在该层当中,相对其他层来说,站控层的设备比较多,这些设备共同组成了站控层网络。在站控层中,为了操作方便,要为操作人员设置人与机的接口,其中UPS为站内控制的设备良性运行提供了有效的动力保障。 智能变电站主要是通过数字通信来实现三个层次之间的联系的,过程层与间隔层是通过过程总线(Process Bus)方式进行通信,即以交换式以太网方式进行数字通信,这样的通信方式能保证传递的信息真实可靠。过程层到间隔层之间主要用大量的并行电缆连接,保证过程层的多数功能能在间隔层得到实现。而间隔层与站控层之间是通过站级总线(Station Bus)通信方式进行通信的,又称为串行通信方式。 四、结语 智能变电站具有设备先进、运行高效、低碳环保以及数据可靠等优点,因而受到我国变电站工程建设的广泛关注,智能变电站的建设成为我国电网建设的重要节点。智能变电站的智能性体现在变电站维护、运行以及基础设施等方面。其主要是采用智能一次设备来实现站内监控,采用智能化的二次设备进行站内数字通信,实现全站信息的优化控制,进而满足变电站的运行需求。完善的变电站技术体系对于变电站的智能运行至关重要,为此,在建设智能变电站时需要对智能变电站的体系进行精心设计,并配合完善的信息传输基础设施,实现智能变电站的良性运行。 智能变电站论文:浅谈智能变电站 摘要:智能电网已成为当今世界电力系统发展革新的最新动向,同时被认为是2l世纪电力系统的发展趋势和重大科技创新,而智能变电站是智能电网建设的重要组成部分,是坚强智能电网的重要基础和支撑,所以世界各国在智能化变电站建设中都提出了不同的设计方案和构想,本文将对智能变电站的特点及功能进行简要分析。 关键词:智能电网;智能变电站;功能 一、智能变电站的概念 根据《智能变电站技术导则》的定义,智能变电站是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等摹本功能,并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。它基于IEC61850标准,体现了集成一体化、信息标准化、协同互动化的特征。 二、智能变电站的特征 第一,具有高度的可靠性。能够对设备故障提早预防、预警,并在故障发生的第一时间内对其做出快速反应,将设备故障带来的供电损失降低到最小程度。第二,智能变电站具有很强的交互性。第三,智能变电站具有高集成度的特点。从而为实现电网的实时控制、智能调节、在线分析决策等各类高级应用提供了信息支持。最后,智能变电站还应具有低碳、环保的特点。 三、智能变电站的功能 (一)一次设备智能化。与数字化变电站描述的一次设备智能化相比,智能变电站加大了一次设备信息化,可监测更多自身状态信息,也可通过网络获知系统及其他设备的运行状态等信息。自动化程度更高,具有比常规自动化设备更多、更复杂的自动化功能。具备互动化能力,与上级监控设备、系统及相关设备、调度及用户等及时交换信息,分布协同操作。(二)信息建模统一化。除了基于IEC61850标准的建模外,智能变电站能实时监测辖区电网的运行状态,自动辨识设备和网络模型,从而为控制中心提供决策依据。(三)数据采集全景化。智能变电站利用对时系统,同步区域和站内时钟,完善和标准化站内设备的静态和动态信息模型,向智能电网提供统一断面的全景数据。采用新型传感技术、同步测量技术、状态检测技术等逐步提高数字化程度,逐步实现潮流数据的精确时标,实时信息共享、支撑电网实时控制和智能调节,支撑各级电网的安全稳定运行和各类高级应用。(四)设备检修状态化。全面采集能够反映系统主设备运行的电脉冲、气体生成物、局部过热等各种特征量。智能变电站配置用于监测系统主设备的传感器,或者由智能一次设备直接提供其功能。利用DL/T860提供的建模方法,建立设备状态检修的信息模型,构建具备较为可靠实用的状态监测预警算法和机制、支撑状态检修实践的专家系统。(五)控制操作自动化。程序化操作。智能变电站具备程序化操作功能,除站内的一键触发,还可接收和执行监控中心、调度中心和当地后台系统发出的操作指令,自动完成相关运行方式变化要求的设备操作。程序化操作具备直观的图形界面,在站层和远端均可实现可视化的闭环控制和安全校验,且能适应不同的主接线和不同的运行方式,满足无人值班及区域监控中心站管理模式的要求。(六)事故处理智能化:(1)智能告警及分析决策。对全站告警信息进行综合分类,实现全站信息的分类告警功能。(2)智能告警策略。包含信号的过滤及报警显示方案、告警信号的逻辑关联、推理技术和事故及异常处理方案。预告信号以故障常态为信号触发状态,瞬时中间信号做过滤处理。正常操作引起的预告信号做过滤处理。(3)故障分析与辅助决策。(4)电能质量评估与决策。基于变电站电能质量监测系统,实现电能质量分析与决策的功能,为电能质量的评估和治理提供依据与决策。(七)电网运行状态自适应。智能变电站应具有与相关变电站之间实时传送继电保护、备用电源自动投入装置等信息,实现智能电网的协调运行。根据站内收集和站间交换的信息以及调度中心的指令,识别并自适应电网的运行状态。在电网正常运行状态下,综合利用FACTS、变压器调压、无功补偿设备投切等手段,控制和优化潮流分配,提高输送能力和运行效率。在电网紧急运行状态下,与相邻变电站和调度中心协调配合,动态改变继电保护和稳定控制的策略和参数,适应电网拓扑和潮流分布的改变,扩展运行边界,提高实际可用稳定裕度,保障电网稳定运行。(八)变电站运行管理安全经济化。(1)具有站内状态估计功能,保证基础数据的正确性及满足智能电网快速状态估计的要求;(2)经济运行与优化控制,达到系统安全经济运行和优化控制的目的;(3)安全状态评估/预警/控制,实现智能电网预防控制和紧急控制的协调;(4)资产(设备)全寿命周期管理,实现基于状态的全寿命周期管理;(5)在数据源头维护,实现数据的唯一性及维护的方便性。(九)大规模可再生能源接入即插即用化。智能变电站支持电源与调度中心全面互动,实现电源与电网的高度协调。(十)用户管理互动化。(十一)防灾减灾安全化。智能变电站配置灾害防范、安全防范子系统,留有与“电网防灾减灾与应急指挥信息系统”的通信接口,为各种自然灾害和突发事件的监测、预测、预警提供有效信息和判据,为指挥相关部门的应急联动提供决策依据。(十二)通信网路安全化。在数字化变电站工程实践中,站内实现通信网络安全措施。而在智能化变电站中,能够实现站内、站间的通信网络安全措施管理。 四、结语 作为智能电网中的基础及重要组成部分,变电设备状态、电网运行数据、信息的实时采集和任务这些都要智能变电站来完成,同时支撑电网实时控制、智能调节和各类高级应用,实现变电站与调度、相邻变电站、电源、用户之间的协同互动。智能变电站不仅保障了智能电网的安全稳定运行,也为未来智能电网实现其高效、自愈等其他功能提供了重要的技术支持。 五、前期数据整理与业程设计 (一)前期数据整理 前期数据整理主要是对全市参合农户的档案进行整理规范,并且对合作医疗证号的编码信息的位数进行统一设定。然后依据合作医疗证号编码位数的设置对管辖区域的行政区划信息的设置,设置级别从县至村,并对各定点医疗机构的信息的整理与维护。 (二)业务流程设计 1.县域联网,即时结报。市级医疗机构和市级新农合结算平台、县级新农合结算平台联网,新农合参合农民出院就可以即时结报住院费用。 2.充分利用计算机科学和网络通信技术,做到补偿标准一致,杜绝作假行为和人为因素,确保结算信息的真实有效。 3.通过数据双向传输程序,实现数据从医院前置机数据库、市级结算平台、县级新农合结算平台之间双向流动,做到数据的一致性和可靠性。 六、新型农村合作医疗即时结报系统的优点 (1)即时结报。相应的报销结算结果实现即时上传,当场兑现参合人员报销款项,及时传送至相关县区。 (2)减少工作量。减少管理人员工作量,无需人工录入参合人员费用明细等相关资料,系统自动计算参合病人的相关报销费用及报销结果。 (3)降低成本。使用本系统后,无需另外配置专用设备及软件,应用在现有的各结算窗口使用现有的硬件设备即可。 (4)精简机构。不用另外配备专门的报销结算窗口,没有另外单独设置报销结算机构,无需另外配备相应的管理人员。 (5)减少差错率。病人所有资料由HIS系统提供,无需提供专门的纸质资料,系统自动计算报销结果,杜绝人为因素造成的计算错误。 (6)方便简单。新型农村合作医疗即时结报系统与医院HIS紧密嵌合,不改变原有的HIS操作流程与操作习惯,简单易学,管理人员即时便可掌握。 (7)复利用率高。对于新型农村合作医疗相关政策的变化,可以随时作出反应,不影响医院本身业务。同时,系统可随时扩展,提供相关可利用数据。 (8)双向控制。对于各县区存有疑义的报销单据,可以随时撤回单据进行复核后再提交至各县区新农合管理机构。 (9)综合分析。数据即时汇总到市级新农合结算平台,便于新农合管理机构对数据核对校验,数据综合分析。 七、结语 通过使用调查,系统全面提高了参合人员新农合报销结算的速度与准确性,减少了操作人员的工作量和人为因素导致的误差,实现参合人员从入院、出院、报销到数据上传及医院业务统计的一系列业务管理,既减少了工作量,也提高了数据采集的准确性,取得了良好的社会效益与经济效益。 智能变电站论文:自动化技术在智能变电站中的应用 摘 要 随着经济的不断发展,在生活与工作中,对于电力的需求也越来越大,这就为电力事业的发展带来了更多的挑战性。在变电站中,自动化技术内容受到了广泛的关注,相关研发手段的更新与进步,对于变电站的运行特点和智能效果,都具有深远的影响。为了对电力系统的运行效率进行提升,本文通过对自动化技术在智能变电站中的应用意义,以及相关的结构和特点来展开探究,希望能为工作人员起到一些积极的参考。 关键词 智能变电站;自动化;系统;技术应用 智能变电站的内容,主要是采集信息,并将处理和传输等内容集中到一起的数字化变电站系统,是朝着更为智能化的方向进行了延伸。在电力系统之中,变电站对于电力传输和电网结构的组成,有着至关重要的作用。在变电站的日常运行维护中,具备高级的应用和管理手段,能够节省人力,更能对智能变电站的运行管理进行全面的监控,随着我国电力需求的不断增大,供电规模也在不断增大,变电站自动化技术必须顺应时代的发展,进行相应的提升。 1 智能变电站中自动化技术的应用意义 先进的智能化设备,是构成智能变电站的主要内容,在通信上,对相关的数据内容进行高效率的传输,并在第一时间对这些数据内容进行整理和分析,对可能存在的故障内容,提出解决的方案和建议。在变电站出现故障的时候,自动化系统会按照流程设定来对工作人员进行报警,帮助他们对故障进行处理。与变电站传统的运营方式相比,具备自动化系统的智能变电站,可以在变电站中展开全程化的监控,提升供电系统的效率。这对于推动我国电力系统和电网设置的发展,有着较为深远的意义。 2 自动化技术在智能变电站系统发展中的难题 变电站系统中主要存在三个层次,自动化的技术,就是从下而上进行发展的。当前,在一些智能化、光电化的识别检验技术上,应用自动化的技术内容,大都已经取得了不错的发展,进行了大规模的投入和使用。但是在实际的调查中发现,自动化技术的应用,仍旧存在着一些难题。首先,这套技术没能随着智能变电站的相关材料,以及使用设备的进步而进行变化;在某些相关的专业之间,缺乏足够紧密的合作,这样在工作中,就很难能实现理想的合力效应;最后在制定检测的方案时,还存在着一定的困难,尤其是在电磁干扰,以及兼容技术的内容上,缺乏相关的标准和制度。 3 智能变电站自动化系统中的结构 在自动化技术应用到变电站的过程之中,随着智能电器的发展和应用,特别是光电技术的进步,以及智能开关的应用,都使智能变电站在自动化的技术领域里取得了较为不错的突破。在高压、超高压的变电站中,测控、保护以及相关的自动化设备都是智能化变电站的重要组成,原先那些常规的保护装置大多被先进的数字化设备所取代,这也促进了变电站智能化的运行水平。在中小型的变电站中,应用小型化的保护、控制装置,能够使变电站各个装置的安装更为紧凑,将安装放置在开关柜中,可以实现变电站的一体化发展。智能变电站中的自动化系统技术,在结构上可以分为智能化一次设备和网络化的二次设备,在逻辑上,则可以根据相关的通讯协议,将其分为3个不同的层次。 3.1 过程层 过程层是实现设备智能化的关键,其主要作用于一次设备、二次设备之间,发挥着结合层的作用。在实际的运作中,过程层发挥的功能比较多样化,其主要表现在以下这几个方面:第一,对电气量进行细致的检测,在电力输送的过程中,电压、谐波和电流具有一定的波动性表现,所以要对它们具体的分量展开测量,并且还需要对相关设备在间隔层所产生的数据内容展开搜集。相比较传统的方法而言,这种智能变电站获取数据的方式,具有较强的防干扰性力,在同等的质量条件下,还可以对相关的开关装置进行更为紧凑的布局;第二,搜集检测设备所产生的参数内容,并且在之后检测电抗器、变电器、电容器以及断路器等设备,得出相应的数据结果,借助相关的程序内容来展开深入的处理和分析,这样能够对设备所运行的状态进行及时的调整,可以在智能变电站总对设备的运行水平进行必要的保证;第三,对于其他设备,也需要展开必要的控制和操作,因为在智能变电站的运行过程中,一些主要的 指令内容,是通过在间隔层上层的部位进行发出的,同时由经过层来进行控制,并对命令的内容进行智能化的分析,判断其是否合理,提高执行行为的精度,以此来达到智能化的目的。 3.2 间隔层 在变电站自动化系统里,间隔层也是一项重要的组成,其在运行中,主要具备以下这些作用:第一,对一次设备进行保护和控制的同时,能够对其他的控制功能展开操作;第二,对运行过程中的实时数据内容进行收集和汇总,对本过程的操作封锁功能进行推进;第三,对计算、数据采集和控制命令的发出,进行优先的控制;第四,对站控层和过程层的信息传输进行连接,保证变电站系统运行的自动化和智能化。 3.3 站控层 在智能化变电站中心里,站控层的主要运行任务,由以下这几项内容构成:第一,对变电站的数据库信息进行及时的更新,并按照所设定的时间登录到历史的数据库中;第二,按照既定的程序内容,将所收集到的数据信息传输到系统中心上来;第三,对站内进行监控,实现人机互联;第四,对过程层和间隔层之间的设备进行检测,并对数据进行分析和检修的处理;第五,对智能变电站系统中出现的故障、问题进行智能化的分析和处理。 3.4 保护测试一体化装置 在进行测试和保护的一体化装置中,可以将其划分为集中式和分布式这两种保护测试一体化内容。在实际应用中,集中式的装置的功能较为集中,且其主要面对的是全站,主要应用六面柜的方法来进行保护和监控;而集中式的一体化装置,其主要进行保护和测控的对象是智能化变电站,这种专一性较强的技术可以对自身的保护水平进行提升,并且能够对测控装置展开高集成化的处理,达到模块化的运作目的,这样按照预先设定好的保护程序执行保护工作。集中式的保护测控装置具有多个热插拔,这些热插拔是由性能良好的独立型CPU板卡组成的,在运用过程中,其中的某个间隔出现了问题,需要进行检修,那么也不会对其他CPU的工作运行造成影响。分布式的保护测试一体化装置,其独立性能较强,且面向间隔的特点也尤为独特,在整个变电站中的应用较为广泛;在同一面上的保护测控柜进行保护的时候内,可以分别装上合并单元、交换机组等用于测控的设备。 4 结论 总的来说,在智能变电站的系统中,自动化技术十分重要,其在变电站智能化的发展趋势里,起到难以取代的作用。在智能变电站中,自动化技术的应用,更多的是表现在对设备的实时监控和检修情况这2个方面,这些控制内容,对于变电站正常运作,有着积极的促进意义,因此,相关的工作人员,必要对自动化技术内容给予足够的重视,结合一些先进的技术手段,来对变电站中的基础设施和自动化系统进行完善,对自动化技术以后的发展方向进行预测,开展专项的研究和讨论。打好基础层面的内容,这样才有利于电力系统的整体运营发展。 智能变电站论文:基于智能变电站继电保护运行维护技术分析 摘 要:近年来我国智能电网取得了较快的发展,并在一定程度上带动了继电保护技术的发展速度。智能变电站是对传统电网的颠覆性变革,而且对继电保护技术也带来了全新的发展思路。在智能变电站中,对继电保护技术提出了更高的要求,特别是继电保护设备要具有较高的安全性、可靠性和速动性。因此智能变电站需要做好继电保护的运行和维护工作,为智能电网健康发展奠定良好的基础。 关键词:智能变电站;继电保护;维护技术 前言 在电网各项建设工作有序发展过程中,当前智能变电站数量不断增加,智能变电站的运行涉及到多领域及综合性的技术,其是对传统变电技术的全面改革,这也给继电保护运行维护工作带来了更大的挑战。针对于这种情况下,我们需要进一步了解智能变电站的主要结构特征,掌握适应变电站继电保护的技术要点,并进一步做好智能变电站继电保护运行维护工作,保证智能变电站安全、稳定的运行。 1 智能变电站的主要结构 1.1 站控层 智能变电站内站控层作为最高级别的管理层,同时站控层也是智能变电站的核心所在,能够有效的实现对全站进行保护。作为变电站的核心控制部分,其作用不仅表现在对全站的保护方面,同时还可以对控制设备的运行状态进行信息的采集并且交换,对控制设备运行状态的采集信息进行逻辑判断,从而输出跳闸或者闭锁等信息,为变电站的智能运行提供全面控制,其表现出来的特点比较抽象。 1.2 间隔层 间隔层位于过程层和站控层之间,属于过渡层,能够有效的将过程层与站控层联系起来,而且对于继电保护运行和维护工作也多在间隔层内进行。 2 智能变电站继电保护的技术要点 2.1 构成形态和运行模式发生变化 相对于传统的变电站继电保护而言,智能变电站继电保护在构成形态和运行模式方面发生了较大的变化。智能变电站的运行主要为全光纤通信,对继电保护的模拟量和开关量进行有效的信息采集,并且在对保护量值的采集和逻辑判断方面也更加准确,大大的提高了变电站的智能化和自动化。这种变化有效提高了变电站继电保护的运行效率,同时为了保证继电保护的安全稳定运行,需要加快建立与此适应的运行和维护标准,更好的适应当前智能变电站构成形态和运行模式的需求。 2.2 继电保护设备状态检修成为可能 电力系统,状态检修技术虽然提出已有较长的时间,但在实际中并没有得到大规模的推广和应用。在当前智能变电站中,二次设备的传输都已经实现了网络化的运行方式,并且在模拟量和开关量的控制都已经实现了智能控制,二次设备回路信息完整,所以完全可以实现继电保护设备的状态检修。 2.3 实现了基于IEC61850的统一建模 相较于传统变电站,在智能变电站内,以全站统一的IEC61850标准作为其重要技术特征,并其标准基础上完成对全站设备的统一建模,不再需要大量的二次接线来完成变电站设备的接入,面明设备之间具有较强互操作性,大量的二次接线转化为系统的模型文件配置,一旦变电站工作和运行状态发生变化时,则会通过对相应的文件进行更新,从而与其有效的对应。 3 智能变电站正常运行时的系统维护技术分析 智能变电站安全稳定的运行不仅是其重要的目标,同时也是保护电网安全运营的关键所在。因此对于智能变电站日常的运行工作,当处于正常运营状态下时,需要重视日常检修和维护工作,如果智能变电站内有新增设备时,对其检修和维护更要特别关注,以便于及时发现运行中存在的隐患,一旦出现异常情况能够及时进行处理。 3.1 继电保护装置的维护 智能变电站是对传统变电站的重大变革,其在信息采集、通信航协调方面都发生了较大的变化,这也对其运行和维护工作提出了更高的要求。在实际对继电保护装置运行维护过程中需要重视以下几个方面: 3.1.1 智能变电站运行过程中,对于其保护和安全装置的各种参数要及时进行备份,避免异常情况或是故障发生时设备信息丢失情况发生。同时还要对设备运行时的温度进行有效控制,避免环境温度过高损坏设备。 3.1.2 在智能变电站中,完全使用了光纤,二次电缆消失,所以需要保证光纤网络的完好性,以确保变电站运行的安全性和稳定性。因此在日常运行赛程中,要对保护的交流采样进行定期检查,同时还要对光纤接触情况进行检查,察看站内运行设备是否有告警信息。检查间隔层内的跨间隔设备,确保都处于良好运行状态,这是保证智能变电站安全、稳定运行的关键。 3.2 网络交换机和报文分析仪 在智能变电站运行过程中通常会涉及到四个形式的报文,因此网络运行报文是否正常直接P系到智能变电站设备动作的正确性。网络通信是智能变电站运行的基础保障,所以为了保证智能变电站的正常运行,需要做好网络交换机和报文分析仪的维护工作。 3.2.1 IEC61850一致性测试,交换机的型号、配置以及参数等各项技术要求一定要与IEC61850的要求保持一致性,以确保运行的稳定性。 3.2.2 交换机是智能变电站运行时进行通信传输的基础保障,所以在检查交换机时,应该保证以太网端口各项参数的正确性,从而保证其内部各项参数运行与设计值保持一致性。交换机的冗余度以及传输的延时性是监视的重点,也是保证交换机正常运行的关键,应该加强维护。通常系统中网络报文运行收报文分析仪对其进行完全记录,因此报文分析仪具有第三方报文记录及报文监视的作用,还能够对系统的网络数据和运行状态进行监视。因此在对报文分析仪进行日常维护时,要对其记录时间期限和容易进行重点关注,确保其具备完备的报文解析能力,这样才能使变电运行人员更直观的获取网络报文信息,准确判断系统运行的情况。 3.3 智能化变电站监控系统 智能变电站监控系统采用了DL/T 860通信标准,并在全站采用了统一的SCD配置文件,因此在智能变电站运行过程中,需要将这些变化作为监控的重点。重点对全站的SCD配置文件集成的正确进行检查,检查各个设备MMS数据集配置是否与要求相符,并检查站控层的GOOSE闭锁逻辑是否正确等,另外,还要重视对各个设备的版本进行检查。对于智能变电站内的所有设备,需要在程序化操作功能方面与单间隔、多间隔及保护功能投退等程序化操作要求相符。对站控层的功能进行检验,主要是对软压板、定制区切换以及宣传召唤等功能的检验,并且要保证状态的实时更新,为无人值班的正常运行打下良好的基础。 4 结束语 随着智能电网建设进程的不断加快,当前智能变电站数量不断增加,加强继电保护装置的维护是确保智能变电站正常运行的重要基础,同时还要注意对网络交换机和报文分析仪的维护,发现故障及时维修,保证智能变电站的安全、稳定运行。 智能变电站论文:智能变电站运维关键技术分析 摘 要:近年来,随着电力企业网络化发展规模的逐渐壮大,某地区供电行业相继投运220千伏与110千伏的智能化变电站,因为智能变电站对相关设备的日常维护、检修、操作等,相比较常规的变电站具有较大的差异。一线变电站检修、运维操作人员的专业技能难以顺应现代化智能变电站逐渐发展的脚步,在此基础上,迫使变电站的检修、维护人员必须要加强学习智能变电站中的关键技术与设备。文章就日常工作与智能变电站关键技术与设备的相关概念以及工作的原理相结合进行总结,同时还进行了简要的介绍。 关键词:智能变电站;运维关键技术;具体分析 智能变电站在智能电网中充分的发挥着转化能源与掌控核心平台,主要应用先进、安全、节能、集成等智能化的基础设施,全站主要以数字化信息、网络化通信平台、共享信息标准化作为基础需求,自主的完成采集、测量、掌控、维护、检测信息等基础的性能,并且还要按照需求支撑电网实施自动管控、智能化调整、在线研究决定、相互协调等高层次性能的变电站。具体区分为间隔层、流程层、站控层。 1 智能变电站的电子式电流互感器 (1)作为一种装置,从衔接开始直至传输体系与二次转换器的单个或是许多个电压以及电流传感器组织而成,通过以传输正比于被测量,提供相应的测量仪器仪表与继电保护或是控制的有关设洹#2)当前的智能变电站一次性的智能设备重点表现在电子式的互感器上,电子式互感器具有良好的性能,通过使用光纤点对点或者组网的具体形式进行数据的传输,这样就能良好的顺应智能变电站的数字化信息、网络化通信平台、标准化信息共享的深化发展。 2 合并单元 2.1 合并的单元作为互感器和二次设备衔接口之间的关键设置 具有两方面的作用:一方面,将数据合并,共同接受并解决电流互感器与电压互感器所传输的信号,根据国际的相关需求传输信号;另一方面,实时数据同步,电流互感器与电压互感器都相互之间都确保独立性,两者需要同步完成单元合并。 2.2 不一样的测试控制设置以及维护设置需要按照自身的各种要求获得一次性的测电流电压信息 单元合并在某种层次上,有效的实现了数据流程的共享化与数字化,以此为智能变电站的站控层、间隔层有关设备数据的来源具有十分重要的作用。 2.3 单元合并基础工作的道理 合并单元之间相互交流的模件通过互感器实施采集模拟量的信号,对一次互感器所传送的电气量应进行同步与合理的处理。母线进行的单元合并可称为一级合并单元,间隙所合并的单元可称为二级合并单元。二级合并单元应合理的接收一级级联的数字量抽样,再利用差值方式同步解决模拟信号与数字量信号。同步处理的关键作用在于采集消除的模拟量和采集数字量之间存在时间上的差距,进而有效的将差距消除,基于应该实施的电压并列与切换之间的单元合并,需要采集开关量的信号。完成设置并列、功能切换后,将数据抽样通过相关的格式实施输出。在进行组网的模式中,为了促使对中合并单元的抽样数据实现合理的同步,还要加强衔接同步信号。 3 智能终端和COOSE 3.1 智能组件 与一次设备采取电缆线接的形式,和维护、测控等二次设备使用光纤进行衔接,以此确保以此设备就像断路器、刀闸、主变压器等实施的测控等性能。对以上使用COOSE的数字化衔接口,与间隙层设备实行通信;对以下采取常规的电缆以及一次设备实行线接口。 3.2 具体功能 (1)具有断路器的具体操作功能:接收维护设置跳合闸的命令后,具备跳合闸回路、监视回路、电流维持性能、跳合闸压力闭锁、其它的相关闭锁功能,方位信号以及状态信号进行合成;(2)具备监 测、控制的功能:通过遥信、遥控关量进行输入;对温湿度进行具体的测量;(3)具备自动检测的性能:基本的自检功能以及状态监测。 3.3 智能终端的具体种类 分类智能终端必须依据不同的适用场合,通常可将智能终端分成一下几种类型: (1)分相终端:主要适用于分相开关的间隙;(2)三相终端:主要适用于三相开关间隙;(3)PT终端:PT主要是用来采集以及控制信号;(4)变压器终端:主要用于变压器间隙。 3.4 智能终端工作的基本道理 智能终端通过采集模块开关量来进行采集变压器、刀闸、开关等先关设施的信号量,利用模拟量小信号进行采集模块以及环境温湿度等直流信号的模拟量,关于这些信号经过细致的处理之后,通过GOOSE报文的放肆实现输出。智能终端还能合理的接收间隔层传输的GOOSE指令,此指令包含维护跳合闸、闭锁重合闸、遥控开关闸、刀闸、遥控复归等等。设置在成功接收指令之后再实时操作,与此同时,智能终端还要合理的具有操作箱的相关技能,支持亲自动手操作开关。 4 智能终端保护板和合并单元平常运维操作的基础准则 4.1 处在运转情况的合并单元、维护装置、智能终端不能融入检验的硬压板。 (1)失误投入合并单元的检验硬压板,维护设置需要将闭锁有关的保护性能;(2)失误投入智能终端检验硬压板,维护设置的跳合闸很难对智能终端发出指令适用于断路器;(3)失误投入维护设置 的检验硬压板,维护设置需要被闭锁。 4.2 合并单元检验硬压板操作的基础准则 (1)再试试操作合并单元检验硬压板之前,应该先加以确定所处的一次设施是否属于检验情况或是冷备用的状态,并且将全部有关维护设置的SV软压板退出,尤其是仍在继续运转的维设置。(2)在一次设备没有实施断电的基础下,检验合并单元的过程中,需要在多有维护设置处在断开的情况下,才能真正实施投入此种合并单元检验硬压板。 5 结束语 总之,智能变电站属于坚强智能电网的根据与十分重要的支撑部分,也作为未来电网发展的重要趋势,熟悉的掌握智能变电站的专业知识属于从事变电站专业工作人员具有至关重要的作用。 智能变电站论文:智能变电站继电保护系统可靠性探析 摘 要:电力系统正处于发展阶段,智能电网将计算机技术同信息技术等结合而成,基于电子技术和通信网络技术的智能变电站使得变电站在信息的传递方式上发生了巨大的改变,智能变电站通过信息应用使得信息的自动采集加强了,对继电保护系统进行可靠性的评估可以发现继电保护系统的薄弱环节,然后提出整改方案。 关键词:智能变电站;继电保护;系统分析 引言 智能变电站的继电保护系统逐渐引起技术人员的关注,继电保护系统能够安全运行对智能变电站的运行意义重大,对继电保护系统的研究主要依据可靠性评估模型和对系统的可靠性分析,利用框架图和矩阵法建立可靠性的模型,通过对智能变电站的保护系统进行分析可以发现系统的结构特点,通过模型进行分析可以优化系统的设计。 1 继电保护系统的结构 智能变电站的继电保护系统包含八个功能各模块,具体有传输介质、互感器、合并单元、交换机、保护单元、智能终端、断路器和同步时钟源。信息数字化和通信网络化是智能变电站的两大特点,以往的变电站的连接方式是通过点对点对互感器和断路器等保护元件进行连接,现今的连接加入了更多的保护元件,通过合并单元将互感器采集到的数据进行汇集,对格式进行处理,然后将数据帧传给交换机。智能终端主要应用于一次设备的功能体现,智能终端可以将断路器的动作进行控制,将断路器采集到的信息传递给保护单元[1]。 交换机成为二次设备与合并单元的信息传递平台,弃用了传统的二次电缆,系统设备之间就此形成了信息共享模式,为了准确的了解断路器记录时间发僧的时间序列,为变电站配备同步时钟源,使全站的设备统一对时。继电保护系统中必不可少的是通信介质和接口,通信介质对保护系统能否正常运行具有直接的影响,一般情况下通信介质会采用光纤。通过对比发现接口故障和通信故障产生的效果是相同的,由此通信介质的组成部分就包括了接口。 2 系统的可靠性分析 2.1 分析方法 信息流能够使智能变电站继电保护系统的功能得以实现,在信息流通路顺畅时就能够将信息从始端发往终端,继电器的保护功能才能够实现,其中会影响继电保护系统可靠性的因素包含同步对时功能、SV报文和GOOSE报文信息回路的连通效果。 2.1.1 参数的选择。电网的一二次设备均在固定的时间进行检查,在维护过程中,系统的可靠性评估来源于元件故障信息的准确性,可修复的元件在检修维护的过程中将故障率和修复率视为常数即可。例如合并单元的故障率就为0.0067,交换机故障率为0.02。利用马尔科夫链模式进行分析,由于元件所处的环节不同,因此其故障的状态也是有所不同的,例如合并元件和交换机元件在信息传输过程中出现丢失现象就会使保护系统产生拒动。分析时应该将元件的失效状态进行细分,大致可以分为两种,分别是误动和拒动,之后根据二者的概率进行计算即可[2]。 2.1.2 框图法。在智能变电站继电保护系统的分析过程中,框图法较为直观清晰,这种方法对于元件比较少的系统用较为合适,可以根据系统的结构进行框图的绘制,通过框图及元件的状态和系统的状态进行描述,框图可以计算出系统中不同元件的不同状态的概率。对于含有多个独立分散的原件的保护系统,其中元件之间的维修状态也是具有独立性的,例如,可以将元件1的正确动作的概率记为P1,将元件2的正确动作的概率记为P2,根据改路的运算规则进行运算即可。 2.2 分析应用 2.2.1 主变保护的可靠性分析。在主变保护的组网方案之中,主变保护和智能终端的合并单元就是依靠组网的方式进行连接,通过保护GOOSE的网络信息采集对传输跳闸发出指令,通过采用SV网络传输的采值样信息对变电站的主变压器进行保护。通过采用保护控测一体装置可以充分发挥智能变电站的智能化系统,保护装置一般包含保护CPU和测控CPU两种,保护启动判断的辅助依据就是测控采样,还可以从整体上保护可靠性。 通过最小路集法可以得出主电保护的不可用度为1-A=8.8812×10-9[3]。 2.2.2 线路保护的可靠性分析。数字化线路的保护装置的开关量和模拟量是以光纤通过太网获取的,采样值的光纤接口和开关输入量的光纤接口是独立的设置,跳闸输出和开关量的接口通常是一个,数字化线路的保护可以通过线路两端和传统的线路保护进行配合,完成纵差保护。 通过最小路集法和不交化算法可以得出线路保护的不可用度为1-A=4.9492×10-9。 2.2.3 母线保护的可靠性分析。母线保护的组网模式中,智能终端可以将刀闸位置的信息传递到母差保护装置上,利用采样值组网和GOOSE网络将间隔合并单元的数据传递给母差保护装置上,通过相关的协议就可以实现SV网络采样信息。 通过最小路集法和不交化算法可以得出线路保护的不可用度为1-A=9.9720×10-8。 3 提升可靠性的措施 3.1 太网冗余法 3.1.1 太网的控制要求。在IEEE802.3x全双工模式下,通过交换机发出指令使数据源暂停发送,再利用控制数据的输入端和出端进行数据流量的传递可以避免数据丢失。IEEE802.1p优先排队技术可以使网络在拥堵的情况下,数据进行优先传输。IEEE802.1Q虚拟局域网技术,可以将IED划分到虚拟局域网之中。IEEE802.1w快速生成树协议不像从前的IEEE802.1D生成树协议需要大约一分钟的时间才能重新将发生故障的网络构架定义,这种快速生成树协议可以将时间大大缩减。最后的要求是诊听过滤技术,它允许对GOOSE信息帧进行过滤,然后将信息传递给IED。 3.1.2 网络的构架。(1)总线结构。总线结构中的交换机通过端口与其它的交换机相连,上端口的速度一般比IED端口的速度快,系统的最大延时决定了交换机的最大数量,这种结构的接线较少但是冗余度差。(2)环形结构。环形结构的交换机可以形成闭环,对于连接点的故障可以提供足够的冗余度,信息在传递过程中会消耗宽代,应用的内部具有管理交换机,生成树可以发出指令,交换机便检测环路,信息在环路中就不会流动。(3)星型结构。星型结构具有等待的时长较短的特点,主交换机在连接其他交换机的时候系统的等待时间会减少,但是星型结构没有冗余度,在发生故障时就会产生遗失所有的IED信息,从而降低可靠性。 3.2 环形网络结构法 在环形网络结构法之中,刀闹位置信信息经由各间隔智能终端提供,然后通过网络将信息传递到母差保护装置。根据采样值组网方式,各间隔合并单元的数据同样传输到母差保护的装置上。母差保护动作的出口信息,发送给各间隔智能终端之后,母差保护装置的容量会受到限制,主要原因是网络报文流量的大小不定。有的时候,过程层的交换机会承担较大量的报文,单台的交换机接入的单元信息数量严重超出就会导致其可靠性较低。为了解决这个问题,可以将装置或者交换机的光纤口进行设置。单口同时接入的合并单元数量不应该过度,使用多交换机分担带宽的方法可以接收更多的间隔采样,采用千兆的交换机这种方法也可以。 4 结束语 通过研究可以发现,与常规站的继电保护系统有所不同的是,智能变电站的继电保护系统的可靠性有下降趋势,智能变电站的线路保护和主变保护问题,可以采用直采直跳的模式,在采用对时源时,不可采用外部对时源,通过详细的分析得出智能变电站继电保护系统的可靠性极其重要。 智能变电站论文:智能变电站关键技术及发展方向 摘 要 智能变电站是智能电网的重要组成部分,是变电站自动化发展的一个重要里程碑,对建立更加安全、稳定、高效的电网系统具有重要意义,其技术的先进性对推进智能电网的发展至关重要,本文主要论述了现阶段智能变电站的主要技术特点及现有技术近期的发展方向。 关键词 智能变电站;关键技术;发展 智能电网被认为是21世纪电力系统的重大技术创新之一,而智能变电站是智能电网的重要基础和支撑。智能变电站是指,采用可靠、集成、先进、环保、低碳的智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、f同互动等高级功能的变电站[ 1 ]。 智能变电站的安全运行是电网安全运行的保障,而其技术的先进性对推进智能电网的发展至关重要。本文将对目前国内智能变电站现状及近期智能变电站的技术发展方向进行简单概述。 1 变电站自动化的发展历程 变电站的自动化发展历程经历了3个阶段。各个阶段的技术特点如下: 变电站自动化发展的第一阶段:1)面向功能的集中式远动终端装置+常规保护;2)常规继电器+二次接线+远动终端装置;3)遥控信息实现二遥或者四遥;4)保护装置采用硬接点连接;5)功能简单且系统连接复杂,系统整体性能指标较低。 变电站自动化发展的第二阶段:1)面向功能的分布式单元微机保护加微机测控装置模式;2)保护装置与测控装置分开独立配置;3)采用现场总线技术;4)采用通信管理单元;5)系统扩展性能较差。 变电站自动化发展的第三阶段:1)面向对象、面向间隔设计的分层分布式系统结构;2)采用以间隔为对象的保护测控装置;3)保护和监控网络独立组网,装置直接接入以太网;4)系统配置灵活、扩展性强。 2 智能化变电站关键技术 2.1 互感器技术 目前智能变电站为完成电压、电流就地采样数字化,主要采用“电子式互感器”或“常规互感器+合并单元”。 根据电子式互感器高压部分是否需要工作电源,电子式互感器可划分为有源式和无源式两大类。 相对于传统互感器,电子式互感器最为显著的优点是其高压侧与低压侧无电气连接,其大大简化了互感器的绝缘结构,提高了绝缘性能。 电子式互感器相对于常规互感器还具备暂态范围大、输出信号可直接输入保护设备和微机化计量、体积小、质量轻等优点。 但就近年来的实际运行经验而言,电子式互感器的故障率仍远高于传统电流互感器;温漂问题仍是无源型电流互感器的技术瓶颈,目前厂家为解决温漂问题,多采用实测温度对线性双折射和维尔德常数进行补偿,但此方法没有从根本上解决该问题。电子式互感器中采用了光学器件、电子器件等相对易耗元件,采集器故障率仍较高[ 2 ]。总而言之,由于电子式电流互感器仍处于应用初期的磨合阶段,有很多技术问题尚待解决与完善,常规电流互感器与其相比,在运行可靠性方面及价格仍具有很大优势。因此目前智能变电站仍广泛采用“常规互感器+合并单元”的方式。 电子式互感器完全取代“常规互感器+合并单元”是智能变电站的发展趋势,但目前急需解决如下技术瓶颈:1)无源型电子式互感器温漂问题;2)有源型电流互感器功能问题;3)长期可靠性问题。 2.2 网络结构 现阶段在逻辑上智能变电站网络可划分为三层网络结构,分别为站控层网络、间隔层网络和过程层网络。 2.2.1 站控层网络 站控层网络可传输MMS报文和GOOSE报文,实现站控层设备之间、站控层设备与间隔层设备之间的通信。 站控层网络采用双星型拓扑结构,采用双网双工冗余网络的运行方式,可满足网络无缝切换功能。站控层网络采用MMS、GOOSE、SNTP时间同步三网合一、共网运行。 2.2.2 间隔层网络 间隔层网络可传输MMS报文和GOOSE报文,实现间隔层设备与本间隔其他设备、与其他间隔设备之间的通信。 目前智能变电站间隔层网络广泛采用双重化星形以太网络,间隔层设备通过两个相互独立的以太网控制器接入双重化的站控层网络。 2.2.3 过程层网络 过程层网络传输GOOSE报文及SV报文,完成过程层设备之间、间隔层设备之间、过程层与间隔层设备之间的通信。 目前智能变电站各电压等级过程层网络通常采用如下配置方案:500kV过程层SV、GOOSE网络采用星形双网结构独立配置,220kV过程层SV与GOOSE共网传输、双网配置,110kV过程层SV与GOOSE网共网传输、单网配置,35kV、10kV不配置独立过程层网络[ 3 ]。 未来随着二次设备就地下放及一次、二次设备完全整合,智能变电站的可将现阶段的三层设备两层网络结构优化为两侧设备一层网络结构。 2.3 一次设备在线监测 智能变电站在线监测系统是变电站综合监测、故障诊断的在线动态系统,可为智能变电站提供在线监测与故障诊断的整体解决方案。 智能变电站在线监测系统可对变压器绕组温度及负荷、变压器油中气体及水含量、变压器绝缘、变压器辅助设备(油泵、有载调压开关、冷却设备、继电器)、变压器局放、GIS及断路器中SF6气体含量、断路器动作特性、设备绝缘(电流互感器、容性电压互感器、避雷器)、电缆温度和电缆局放等运行特性进行综合监测。 智能变电站在线监测系统可靠性高、互换性好、准确性高,智能变电站在线监测系统是采用标准的结构方式、数据格式、通讯规约等全面集成的,而不是现有在线监测系统在后台监测软件层面上的简单集成。智能变电站在线监测系统采用基于多信息融合技术的综合故障诊断模型,结合运行参数和结构特性、历史运行状态及环境因素,依据获得的电力设备状态信息,对电力设备运行状态及剩余运行寿命进行评估。对已经发生的故障进行分析、对正在发生的故障进行判断、对可能发生的故障进行预测,明确故障的原因、属性、类型、性质,指出故障发展的后果和趋势,有效地提出故障发展和根除故障的对策,达到预防和避免电力设备事故发生、保证运行设备安全、可靠运行的目的。 但目前智能变电站在线监测技术,还无法实现囊括所有设备全面在线监测的可能性,在线监测系统一体化,并由自动化系统集成是未来一次设备在线监测系统的发展方向。 3 结论 2009年5月,国家电网在全国共选取了47个新建变电站作为智能变电站试点工程,试点工程在原理研究、设备研制、设计优化、标准制定等方面取得了许多创新成果[4]。但现阶段我国智能变电站建设仍处于技术的储备期和快速发展期,电网发展方式的转变、管理模式的创新对智能变电站提出了新的要求,未来智能变电站应以“结构布局合理、系统高度集成、技术装备先进、经济节能环保”为建设目标。总结现有智能变电站的技术特点,加强技术研发是推荐智能电网建设的关键。 智能变电站论文:浅谈智能变电站运行与维护管理 摘 要:随着国网公司将建设坚强智能电网作为转变电网发展方式的核心内容和战略方向,智能变电站走上了发展的快车道。与传统的综自变电站相比,智能变电站极大地节约了变电站的建设和维护成本,在运维方式上也发生了较大的变化,对变电站的运行维护管理提出了更高的要求。本文针对智能变电站运行维护有关问题进行探讨, 探讨了智能变电站运维中容易遇到的问题,并对运维管理措施展开了探讨。 关键词:智能变电站;运行;维护 1 引言 智能变电站与传统变电站在信息采集、传输、处理的各个环节均有本质区别。传统变电站强调手段、强调功能和满足自身需求,而智能变电站更强目的。智能变电站更强调智能一次设备概念,集成化程度更高.可以实现一,二次设备的一体化、智能化整合与集成。智能变电站新型设备(电子式互感器、合并单元、智能终端、网络交换机)的性能及其与继电保护装置等二次设备的整体配合性能,均是确保变电站安全可靠运行的重要因素。 2 智能变电站运行维护管理中容易遇到的问题 2.1 可靠性 智能变电站中所采用的光学互感器很容易受到外界环境的影响,使设备在实际的运行过程中光纤与玻璃之间存在一定的可靠性问题,并且有源电子互感器还需要借助一定的元件和模块才能发挥作用,然而这些设备的运行稳定性及资源的使用情况都不高。同时,高压电子互感器在运行的过程中同样会受到周围磁场的影响,从而导致信号输出不稳定,给工作人员带来困扰。因此,智能变电站的维护要求较高。 2.2 安全性 从通信模式来看,智能变电站采用的是对等传输模式,放弃了传统的点对点传输模式。这就使整体的安全性要求变得更加严格,各个装置之间缺乏有效的隔离点,基本都是采用软件来隔离的,如果系统中任何一个环节出现了问题或者是维护不及时,都可能对整个系统带来巨大的影响。这就使系统的安全性受到巨大挑战,智能变电站的安全受到影响。 3 \行维护管理措施 3.1 一体化五防系统 智能变电站一体化五防系统包含了站控层、间隔层、现场单元的电气闭锁层三级防误措施,以上三级防误措施的有效结合实现了一体化五防系统的防误功能。 (1)站控层防误:五防系统与监控系统结合之后,通过对变电站中一次设备的远方操作实现对操作的五防闭锁。防误的范围包括变电站所有的断路器、接地开关、隔离开关、接地线等。(2)间隔层防误:间隔层的防误主要通过GOOSE机制从过程层的智能接口中实时传送数据,通过每台间隔层设备的控制闭锁逻辑条件来对这些数据进行辨别,从而实现间隔层的逻辑闭锁。(3)现场单元电气闭锁层防误:根据现场的电气设备的位置与状态来实现闭锁,操作简单,使用方便且实时性极强。该层闭锁是变电站一体化五防系统的最后一道防线,包括了变电站全部的隔离开关。 3.2 设备的维护管理 3.2.1 通信控制器的维护 良好健全的信息通信是保障智能变电站安全、稳定运行的基础。通信控制器是智能变电站输入输出数据的装置,因此,要确保通信控制器处于一个良好的运行状态。在对通信控制器进行维护时,要合理安排、检查智能变电站的调度,确保智能变电站后台操作步骤合理、规范,稳步开启、隔离、退出通信控制器,一经发现问题要及时排查并做好处理,确保能够进行正常通信。 3.2.2 电子互感器的维护 智能变电站的运行需要不断处理大量、复杂的输入、输出变电量及各种电力参数,而电子互感器则是测量这些电力参数的重要装置。电子互感器通过对变电站的电压与电流进行全面检测,从而使变电站电流与电压处于一个稳定的状态。 电子互感器由专用屏蔽线、采集器与电子传感器构成,是一个集传输、分析、采集为一体的电子装置,在对其进行维护的过程中需要加大各个细节的处理。 3.3 智能组件的巡视维护 要加强巡视智能一次设备的力度,特别是要对智能组件进行良好的维护,为智能变电站二次设备运行的安全性与稳定性提供保障。为此,需要做好以下几点: (1)检查后台机保护功能压板、出口压板及装置压板的投退状态是否正确,核对电流、有功、无功显示值和保护装置显示值是否相符,是否存在异常情况。(2)定期对智能终端、保护装置、自动装置、网络交换机、合并单元及各种指示灯进行检查,确认通信状态是否正常。(3)检查室外智能终端的密封性能,查看其是否有受潮进水情况,设备内部温度控制器是否正常工作。(4)检测光纤及其接头连接是否可靠,是否有折弯、破碎的地方。查看备用芯防尘帽是否存在破裂、脱落的情况,并确认其密封性是否仍然良好。 4 结语 智能变电站二次系统相互融合,多种应用相互关联,对运维人员的技术、技能要求越发严格,因而在确保智能设备安全、可靠运行的前提下,还应高度重视对相关人员的培训工作,切实做好高素质运维队伍建设,增加运行维护的规范性与合理性,保障智能变电站稳定、可靠运行。 智能变电站论文:500kV智能变电站一次设计及工程应用研究 摘 要:伴随人们生活水平的不断地提高,人们对电力的需求不断加大,500kV的变电站慢慢变成城市电网中非常重要的一个组成部分,保障整个城市电网可以安全运行,另外给大型水力、火力还有风电厂的电路运输过程中提出了很多新的要求。为了让电能可以进行科学、可靠的传输,500kV变电站需要提高其固有的作用,在整个电力系统当中是非常重要的一部分,在进行电能的分配和控制,以及转变电压的过程中非常关键。 关键词:500kV;一次设计;工程运用 1 500kV智能变电站一次设计要点 500kV变电站是高压变电站的重要组成部分,它的工作性能直接关系到电网系统的科学性、运行安全性和电能供应稳定性。而电气接线作为整个设计工作的核心内容,它在设计中一定要满足可靠、灵活、经济和安全等基本要求。 1.1 电气主接线方案设计 1.1.1 基本要求 在对变电站进行电气设计的过程中,我们需要严格根据变电站的规模、线路情况、供电的距离还有中转站的位置来进行接线方式以及线路控制手段的选择,在进行综合布局和分析的过程中选择一些可以采取无人管理变电站的接线手段。变电站主要可以分为系统枢纽变电站、地区级重要变电站还有一般的变电站三种,500kV变电站一般情况下是系统枢纽变电站,其特征主要是有多个大电源还有大容量联络线交错,在整个系统当中扮演着枢纽的角色,在高压侧交换系统当中具有非常巨大的功率潮流,在压侧输送很大的电能。在全站停电之后,可以造成整个系统的稳定性被破坏,电网逐步瓦解,导致大面积停电的情况发生。 1.1.2 500kV电气接线 在对500kV配电装置进行接线方式选择的过程中,如果变电站在整个系统中作用非常重要的时候,可以利用一些比较经济而且相对比较可靠的方法来进行接线,一般情况下采取一个半断路器接线。 1.2 电气设备连接设计 在进行变电站电气设备的连接过程中要注意尽量防止占地面积增加的情况出现,所以在进行选择的时候尽可能地需要运用一些占地面积相对比较小、特殊要求比较少的设施来进行,只有这样才能保障电缆设备具有相应的连接稳定性。在选择电气设备的过程中,一般情况下可以采取的技术主要包括了一些高阻抗的设备、稳定性比较好的电气设备还有一些参数比较高的设备,在运用的时候能够依照一些不同的标准和要求来进行满足变电站稳定运行设施的选择。这些年以来,伴随计算机技术愈来愈普遍,在变电站也慢慢被广泛运用。 2 500kV智能变电站一次设计工程应用 2.1 工程概况 本500kV变电站工程位于山东某县,一期工程主要进行2台主变的建设,每台的容量大概是1000MVA,这个500kV的变电站对于整个系统来说,是具有枢纽性质的变电站。它的建立对于山东电网来说具有完善的作用,并且能够提高供电的可靠性。该变电站主变压器规划是4台,容量是4000MVA,一期工程建设2台,容量2000MVA,主变型式:单相自耦无载。500kV电压规划出线8回,本期500kV电压出线3回。 2.2 500kV电气主接线 对于500kV的电气来说,它的接线方式是运用3/2以及远景的8线和4变进行接线的,总共是5个完整的串。此期工程是采用3线和2变进行接线,总共是2个完整的串。根据此次工期的高压侧出线的一些情况,需要建设#2和#4号的主变器以及#1和#3的远景,如果建成了,系统的备用容量将会比现在大很多,并且4组变压器,就会使得主变故障率降低,所以接线的时候可以简单化,运用不进串,直接接母线的方式进行,节约了成本。 2.3 一次设备整合 此次工程的高压侧和中压测的GIS是运用线圈型电子式的电流互感器,并装在其内部的。在主变中性点套管CT上使用了线圈型电子式电流互感器。由于间层的设备是采用的下方布置,所以合并单元也将采用下方的布置,将其放置在组件柜的当中。在对主接线进行分析得知,500kV的断路器每个单位就需要配备2台合并单元,200kV的断路器每个单位需要配备2台合并单元,用于接收电流和电压的信号;每段母线也是需要配备2台母线合并单元的。 2.4 智能主变压器选择 由于单组变压器的容量特别大,而且重量高达几百吨,考虑运输中会存在困难,所以尽量会使用单向变压器。为了能够节约成本,中压测将配备自耦@组和无载的调压开关。智能型的变压器是由本体和组件两部分组成的,本体中将安装监测传感器、电流的互感器以及控制器等;组件包括监测功能组工ED以及合并单元等,将其装入组件柜中。该站采用的是变压器本体和传感器一体的设计,配置了油色谱和局放监测,信息通过传输到达专家系统,进而到达监测主站系统。 2.5 防雷接地 2.5.1 避雷器的配置 避雷针的安装主要是在500kV线路的出口处以及主变压器的侧进线的回路上,500kV线路上装置的是444kV的避雷器,侧进线装置的是420kV的避雷器。GIS的母线不需安装避雷器,在主变压器的高、中、低压测线分别安装一组避雷器。 2.5.2 接地 接地电阻及接地体选择。变电站接地装置以水平接地体为主,在避雷针、避雷器等处,增设垂直接地极以加强散流。根据地质勘测资料、系统短路入地电流资料,经计算本站主接地网接地电阻小于0.5Ω,跨步电位差值为158.68V,接触电位差为329.66V,而最大容许跨步电位差值为204.7V,最大容许接触电位差值为180.4V。接触电位差的计算值不满足要求,铺设电阻率大于2000Ω m碎石后,电位差将升到594.6V,符合规程的要求,户外水平接地体选用185mm2镀铜钢绞线(导电率40%),接地支线采用-50×4铜排。户内水平接地体采用-60×6镀锌扁钢。 3 结束语 伴随当前我国经济建设的速度不断加快,对于能源的需求量不断扩大,在输变电工程当中,电压的等级不断提高,电网的结构改造也出现非常大的变化,电网在进行实时信息传输的数量逐渐增多,这也给电网电气在设计过程中的可靠性提出非常多的新要求,成为在变电设计过程中非常重要的目标。对其进行可行性研究是变电站发展的重要基础,在项目核准和技术的加强过程中具有非常大的意义。 智能变电站论文:智能变电站运行维护中应注意几点问题分析 摘 要:近年来,智能变电站技术得到了业内人士的大力推广,这是因为随着社会的进步和城市的发展,人们对于电力的要求越来越高,另者国家在12年后普遍推广了该技术,但相关从业人员仍在修理维护方面有着迷茫,鉴于智能变电站的广泛运用性,对于智能变电站的维护要求便提上议程。笔者将智能变电站的相关组成部分进行了分析,相信这对智能变电站的推广以及广大相关从业人员维护电力系统有着重要的借鉴意义。 关键词:电力;维护运行;智能变电站;智能电网 能源的脉络是一个国家的脉络,而作为能源中最重要的电力资源,随着社会的进步和国家的发展,电网的重要性不言而喻。科W的发展也推动了电力资源的运用,自2012年之后,智能变电站技术得到了推广,但与此同时从业人员对智能变电站的修理维护却仍有不熟悉的地方,毕竟一个新型技术的发展必然是伴随着不断的问题。本文鉴于变电站作为电网联系中最重要的一环,相关从业人员对此会有些生疏或许不了解,于是就此来做一个方法的阐述。而变电站护理维修中最主要的问题就是他的运行是需要新设备来支持,而这些新设备的运行和维护和以往的旧设备有着很大的不同。下面就是有关于新设备中电子式互感器,网络交换机以及二次设备等等的运行原理和维护方法。 1 有关于新设备运行和维护的几点看法 电子互感器这类设备相信并不陌生,它是一个参数监测设备,在运行时相当于是一类中枢机构。不要以为它不重要,一个电网系统的运行是极其复杂的,几秒钟之类信息的传递,电流电压的变频,大量电属性的参数输入输出是恐怖的量级存在,这都需要电子互感器来监测分析。同时,为了保证系统的稳定性,它一般会得到维护人员的重点关照。详细来说电子互感器是主要是由传感器(传递通道),采集器(信息的收集通道)以及专门的屏蔽线路组成。所以对于这一类设施的维护标准是需要维护人员兼顾全局的,不但要看看它的外表接线处是否裂开,检测一下是否漏电,而且还要闻一下有没有烧焦的味道;而对于它运行时的检测则要注意是否短路,接线的规格以及方式是否错误,至于漏电触电则是维护收尾时必须要记录的数据[1]。 另一个需要详细介绍的设备就是“合并单元”设备,它的工作机制是对每一回互感器传送过去的电气量操作合并同时会进行同步处理,之后它将收到的参数信号处理完成之后改成另一种格式转发送给间隔层的设备使用装置。合并单元的故障产生的原因不多,大概有4种:自己发生故障,全球定位系统的对时不准确,突然中断全球定位系统和采样的光纤通路。当然,在合并单元装置发生这些错误故障的时候一般都会自己显示出提示信息并进行自我的保护。所以,对于这类装置的修理维护,维修人员需要时刻对设备监测,如果发现问题立刻处理,这一点十分重要。 最后需要提及的新设备是智能终端和交换机,智能变电站中交换机的用处很简单,目的是对相关自动化的系统传输信息。所以对于这类新设备的选择十分重要,安全性是第一位的,然后就是稳定以及精准。不过又因为它对于智能变电站的工作实在太重要,所以相关的维护人员如果发现问题必须要及时解决。而交换机发生的故障一般可以通过重新启动设备来解决问题。当然,如果在重启之后发现它的问题并没有得到缓解,故障和错误依旧没有改变。此时则需要联系一下专业的部门和人士来进行维修和从里到外的检查维护。至于上面提到的智能终端,它和交换机这种设备的处理方式大体相同,如果通过重新启动都解决不了,那么还是需要专业部门来解决。 2 二次设备维护和运行的一些方法 在智能变电站中,二次设备区别于一次设备,是一类低压的电气设施。二次设备的工作很复杂,他会对一次设备实施的运行监测,以及相应的调节,一定量的控制并在突发事件状况下进行保护。同时,它不但对维护人员重要,对一个变电站来说也是相当重要的一类设备。所以,在平日里维修人员的维护运行工作中,必须要将这一类设备摆在前头,着重来进行处理。保护,自动,通信,控制等等几大模块是二次设备的工作范围,下面就是对它们维护运行方法的几点探讨[2]。 继电器是二次设备中具有标志性代表意义的设施,它的作用一般属于自动和保护范围。毕竟在电网内大量的信息参数传输下,一次设备很容易发生故障和突发事故,此时继电器就会针对它所保护的一次设备进行特殊突发情况下的保护,从而避免更大的损失危害,它的重要性可想而知。所以为了面对突发状况它可以从容解决,继电器这类保护和自动装置是要从本身性能以及工作状态进行检查的。第一,为了防止联网状态断掉并保证面对通用对象的变电站事件报文不出现错误,这类设备的压板是强制性要联合一起使用。第二,将智能终端设施的压板和保护设备的压板同时进行检测调试,让它们都进入实验条件,这样就可以保证面对通用对象的变电站事件报文不受太大的偏移,同时没有效果的面对通用对象的变电站事件报文会被屏蔽消失掉。第三,如果保护装置自己出问题了,无法顺当的进出压板,变电站的维护人员必须要让智能终端装备和剩下的保护装置一起中断,不能连接。最后,如果维修人员发现自己维修的3个装置全都发生了问题故障,此时一定不可以将三个装置一起运行维护,需要将它们分隔开来,一次维护检修只能对一个装置进行,同时,这3个装置需要在有保护的条件下运行。 最后一个智能变电站中最具有特殊性的二次设备是通讯的控制器。智能变电站之所以能担得起智能这两个字必须要归功于它对大量信息数据的自动化处理和传输。所以,信息在每一个设备之间的正常快速的传输是智能变电站的根基,而通讯控制器这一类装置的工作原理就是对从外输入以及从内输出的数据进行分析管理。所以对于每一位维护人员来说,只要保证了通讯设备的正常运行,在出问题是可以及时发现并有层次性的解决,就是保证智能变电站正常运行。而当维护人员针对智能变电站中通讯控制器的维护时需要注意千万不能急躁,需要徐徐前行,不但要保证检修的合理安排,确保每一个层次的开启,每一步的进行都在后台(不能影响要一级设备的运行)精准操作,同时当发现问题不是自己可以解决的时候要及时上报,从而才能保证通讯这一环节的正常运行[3]。 3 关于程序化的控制 以上,基本是智能变电站中常见的几个问题。而接下来提出的这个问题则是比较特殊的一个存在――程序化控制。首先,对于程序化控制需要知道,它是可以随设施的不同而变化的,所以,在对它进行维护运行操作时,维护人员必须要根据实际情况来进行实际处理,确保设施的系能与原本的是一样的。如果不一样,必须要立刻停下操作控制,依据本身情况的不同来采取相应的解决方案。此外,在操作程序化的控制时一定要配上电子化的检测系统,来确保这次操作的安全,同时如果在过程中发现了一些问题和故障也可以即时的处理分析,不波及另外的设备功能工作。 4 结语 社会的进步必然要伴随着能源的进步,能源是社会和国家的根本,而作为能源中最重要的电力资源更是首当其冲。智能变电站就是电网智能化中比较成功的一个案例,智能,并不是不需要人类,只是让安全稳定高效节能更好的与人类同行。所以,推广智能变电站,也是时代的趋势。笔者认为,每一位电网的工作人员都需要更专业,更热情。需要严格精准的遵行智能化的改革,提升自己的技术,推广智能变电站以及之后的每一项智能化电网设施,为国家的兴旺和能源的强大贡献出自己的一份力量。 智能变电站论文:110kV智能变电站新能源并网方案研究 【摘 要】随着智能变电站的大规模建设,110kV电压等级的智能变电站与日俱增,加之国家对新能源的支持,分布式电源广泛推进建设,在110kV智能站并网发电的新能源、小电源越来越多,传统的并网方案已不能解决越来越多的并网形式,二次设备的变化必然要求新的方案来适应多条并网线路并网的回路设计。论文主要对智能变电站多条并网线路的并网方案技术进行研究,以供参考。 【关键词】智能变电站;新能源;并网 1 并网线一次并网方式 随着新能源的广泛应用,光伏、风电项目多以低压并网方式并入主干网,论文主要讨论110kV智能站中以35kV或10kV电压等级(低压侧)的并网方式。并网线间隔以35kV或10kV形式接入变电站系统,通过变电站的低压侧电压等级并网,此种形式相对简单,低压侧设备间隔较多,往往能够提供足够数量的备用间隔供新能源线路使用。现实中,新能源、小电厂往往也是通过低电压等级并网。 2 并网线路二次回路技术分析 2.1 传统站并网二次回路技术分析 传统站并网线路相关二次回路都是纯电缆回路,通过电缆二次接线实现。主要需要完善110kV进线保护、主变高压侧零序保护、备自投保护跳并网线回路。相应的保护动作启动并网线手跳回路,实现永久性跳闸功能,从而保障变电站内系统的稳定运行[1]。 传统站中,所有的二次回路都是靠电缆接线实现,各回路相对清晰独立,当需要跳多条并网线时,只需要增加各保护动作启动相应并网线回路手跳回路。 优点:设计思路清晰,新增并网线技改工作相对难度较小,只需要找到备用的各保护动作接点接入新增并网线手跳回路即可。 缺点:保护装置一般会提供几对备用跳闸接点,但如果并网线过多(超过3条),可能存在动作接点不够用的情况。其解决方式一是定制更换多备用动作接点的操作板,二是增加中间继电器,扩展输出接点。 2.2 智能站规划中的并网线二次回路技术分析 智能站初期建设中,已规划的并网线回路设计理论原则与传统站相同,但实现方式为部分回路通过光信号回路完成,例如110kV线路保护、主变保护智能站中都是智能设备,跳闸出口以光纤中的goose信号输出到智能终端,智能终端在输出跳并网线的出口。前期设计只要规划合理,按照传统站虚端子接线形式设计,能够很好地实现并网线回路的处理[2]。 优点:减少了部分电缆的敷设,回路联系更加清晰。 缺点:新增并网线时,回路设计困难,全站scd文件需要修改,如果保护出口无备用接点,或智能终端无备用输入光口,需要更换较多设备,scd文件及回路设计改动较大,安全压力较大、施工困难。 2.3 智能站中新增并网线二次回路新技术分析 结合传统站改造和初期智能站已有的设计,新技术主要立足点为在不改变原有光纤回路的前提下,所有增加的二次回路全榈缋禄芈罚减少SCD文件的改动及智能设备的变动,达到类似母差保护跳闸的原理,新增并网线如新增间隔一样,只需增加相应的间隔接线。具体做法如下(图1): 如果初期设计时,考虑到会有新增并网线的情况,那么设置一台智能终端,如果并网线保护装置在保护室集中组屏,则放置在保护室相对靠近的保护屏,如果并网线保护为就地保护,则将其放置在分段或分段隔离柜上。 此智能终端类似母差保护装置,接收所有需要跳并网线保护的跳闸信号,如主变高后备零序过流保护、110kV进线线路保护、110kV备自投保护、35kV或10kV备自投保护。输出6组接点(如需增加设计时提出要求),输出回路通过本侧智能终端的跳闸压板串入相应并网线手跳回路。需要跳此并网线时投入相应跳闸压板,新增并网线回路时只需接入相应备用跳闸间隔即可[3]。 备自投装置需要取并网线跳闸位置,将所有并网线断路器常闭接点串联接入智能终端。每组常闭接点并接跳闸位置投入压板(在此智能终端侧),用于此间隔检修或者此间隔不并网时投入,保证备自投可靠检测跳闸位置,不影响其他并网线间隔跳闸信号上传。 改造中,只需替换原有的智能终端,不改变原有智能终端的光纤接线,只变动电缆二次回路,达到光纤回路的不改变的目的,实现新增并网跳闸回路简单的改造。 优点:不新增或改变原有的光纤回路,只新增电缆跳闸回路,将安全压力和施工难度降到最低。 缺点:类似母差保护装置,新增的智能终端重要性提升,此智能终端出现问题会影响所有并网线二次回路。 3 结语 目前智能电网建设已进入了蓬勃发展的时代,分布式电源广泛推进建设,在110kV智能站并网发电的小电源越来越多,传统的并网方案已不能解决越来越多的并网形式,二次设备的变化必然要求新的方案来适应多条并网线路并网的回路设计。本方案中的设计思路在一座110kV变电站新增第四条并网线回路改造中得到应用,现场改造效果良好,达到了预期目的,减少了施工压力和工期。此种并网线改造方式应该适合大部分智能站新增并网线的情况。
智能农业论文:山东农业大学图书馆RFID智能管理系统实施的基础 摘 要:文章通过分析山东农业大学图书馆实施RFID智能管理系统,介绍了图书馆RFID智能管理系统的原理和特点,根据山东农业大学图书馆的实际情况对老旧图书馆馆舍进行改造,以适应图书馆RFID智能管理系统要求,调整整个图书馆馆藏结构,以及与图书馆RFID智能管理系统相匹配的芯片加工和转换数据等一系列基础工作,深刻解读了图书馆实施RFID技术所需的图书馆基础支持。 关键词:山东农业大学图书馆 RFID技术 应用基础 目前国内在图书馆管理系统中普遍采用的是“安全磁条+条形码”的技术手段,以安全磁条作为图书的安全保障,以条形码作为图书的身份证,虽然解决了图书管理中的些许问题,但是图书顺架、排架困难,读者查找图书以及馆员清点馆藏数量繁琐耗时,图书馆管理自动化程度低,缺乏人性化,而且磁条容易消磁、老化,防盗效果差,安全系数低等一系列问题需要解决;同时图书馆管理人员强烈意识到在新的形势下,需要大幅度提高图书馆管理的信息化程度,现代图书馆需要做到图书自动盘点、自助借还,图书区域定位、自动分拣以适应图书馆当前发展的需要。因此,2012年山东农业大学图书馆成功实施了RFID智能管理系统,围绕RFID项目的实施图书馆开展了许多基础性的工作。 1 图书馆RFID智能管理系统的原理与特点 RFID是一种利用射频通信实现的非接触式识别技术,即无线射频识别,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。它利用先进的RFID技术,将门禁、校园卡、图书标签、标签转换装置、自助借还机、移动盘点平台和馆员工作站系统软件融合为一体,实现了迄今最便捷的图书管理自助功能。它具有以下特点。 (1)简化读者借还书手续,缩短了图书流通周期,提高图书借阅率,提升图书馆服务水平,充分发挥图书馆公共服务职能。 (2)利用移动盘点平台为图书馆提供全新盘点模式,降低管理人员的劳动强度,大幅提高图书盘点及错架图书整理效率。 (3)图书定位使读者方便快捷查找错架图书,挖掘出潜在图书资源,提高图书资料利用率。 (4)安全门禁系统支持离线与在线工作模式,未借出图书通过门禁时,系统会自动发出声光报警,防止图书被带出图书馆,防盗技术更强,系统更安全、可靠。(如表1所示) 2 图书馆实施RFID智能管理系统的基础保障 随着图书馆长期的文献积累,无限增长的馆藏文献和有限的图书馆馆舍面积成为制约图书馆发展的尖锐矛盾;同时也无法适应RFID图书馆管理系统要求的一门式管理模式。图书馆首先对原有图书馆馆舍进行了大规模地改造工程,图书馆的原有建筑是框架结构,大开间、大跨度,改造工程只需要将原来各个独立书库、阅览室的隔墙打开,将其合并形成开放式的借阅。 2.1 图书馆馆舍的改造与利用 由于农大图书馆是20世纪90年代建成的老式图书馆,随着学校大规模的扩招在校学生数量猛增,教师队伍也随之发展壮大,图书馆读者群数量同时随之增多,而图书馆馆舍面积维持在原有的基础上没有大的改观,使得图书馆借阅环境和阅览空间紧张,同时对门厅进行改造,安装了RFID项目的安全门禁系统及电子大屏幕,充分利用图书馆有限的馆舍面积,提升了图书馆的整体形象,同时改善了图书馆愉悦的学习环境、温馨的文化氛围和浓厚的人文气息,为RFID项目的实施提供基础。 2.2 图书馆文献资源结构的调整 2.2.1 首先对改造后的图书馆馆藏文献进行馆藏结构调整 图书馆馆员对各个时代的文献资源进行甄别,部分脱离时展的旧观念、旧知识、旧技术以及部分老化、破损、低借阅率的图书文献进行剔旧处理。调整初期遵循图书馆文献剔旧工作的原则和规律,从该馆整体馆藏文献的针对性、完整性、系统性、未来发展等方面综合考虑,本着藏以致用,高效服务,发挥馆藏功能,满足读者需求的原则,以及保持该馆馆藏文献体系的完整性、科学性,馆藏的专业性与任务相一致的原则,对原有馆藏文献保留了各个时期具有经典性、代表性的著作,摒弃过时、陈旧的内容和学术观点,增强藏书活力和利用率,节约藏书空间,保证馆藏文献有效地反映最新知识和科技成果。 农大图书馆是学校教学、科研的信息服务中心,具有符合学校教学、科研发展的馆藏文献特色。在长期的图书馆馆藏文献建设中,突出与学校专业发展相适应的馆藏文献的收藏;有超前服务的藏书思想,对于一些与学校专业设置相关的领域以及专业拓展的书籍,图书馆馆员要有能力做出判断,在藏书剔旧过程中,对于非专业性图书的剔除从宽处置,一般普及性图书及发展较快的应用科学图书,保存期可以短些,而对于专业性图书的剔除要从严处置,避免造成文献的流失。并在工作过程中按照该馆文献剔旧工作统一的标准执行,如,内容陈旧,不宜久藏的图书;复本量过多,长期压架无人利用的图书;破损的、质量低劣的图书;专业不对口的图书,图书馆馆员根据该馆读者需求、馆藏特色对部分图书进行剔旧,同时设置密集书库。对尚有一定参考、利用价值的书刊,做下架处理,移至密集书库,并在自动化系统中,标明此书在密集库,以供少数读者查阅。这样既保留了馆藏资源,又使得馆藏资源不流失。优化了馆藏结构。 2.2.2 对剔旧后的图书文献资源进行数据结构调整,以适应图书馆RFID技术的应用 对于原有图书馆馆藏结构进行了全面调整,按照图书馆RFID智能管理系统的要求,图书馆将实行开放式、一门式服务,根据改造后图书馆馆舍的实际情况,对原图书馆各书库、阅览室的图书、期刊文献资源进行调整、合并,按照大类分别放置,保存了原有工具书库,将其与过期期刊合并存放成为综合借阅室,而现刊则根据图书按照大类归属于各个书库,形成了以第一和第二自然科学借阅室,以及第一和第二社会科学借阅室和综合借阅室为基础的开放式服务模式,满足了图书馆RFID智能管理系统借阅模式的需求。 山东农业大学选用的是远望谷集团公司的图书馆RFID智能管理系统,必须通过标签转换系统将RFID唯一识别信息与图书唯一条形码信息实施绑定,并将RFID技术与现有图书馆管理系统(ILAS)挂接,实现对图书、读者详细信息的访问,从而将RFID技术集成到现有图书馆管理(ILAS)系统中,实现与现有图书管理软件(ILAS)的无缝链接。因此,图书馆需将调整合并后的图书馆文献资源进行加工、整理,对缺失书标的图书补贴书标,有利于顺架工作的开展,将完成调整的图书由原来的馆藏地点转换到新的馆藏地点,即转馆藏,对每一本图示进行夹芯片(RFID电子标签)工作,并通过标签转换装置将数据信息转换到芯片(RFID电子标签)上,就是转数据,这些工作的顺利完成使图书馆原有的条形码借阅模式改为图书芯片借阅模式,为RFID技术在图书馆的应用提供了基础保障。 3 图书馆实施RFID智能管理系统的体会 山东农业大学校本部图书馆实施RFID图书馆智能管理系统,安装声光报警系统以及视频监控系统,极大地提高了图书馆的安防能力,改变了借阅模式和管理模式,由独立分散管理变为开放式统一管理,由各独立个库室变为藏借阅合一的借阅模式,增加阅览桌椅,增加馆藏面积,优化馆藏结构,提高馆藏质量,增强读者的自由度,实现了图书精确定位,便于读者快速查找,自助借还模式方便读者借阅,提高馆员服务水平。为便于整个图书馆的统一管理,建议南校区图书馆可以实施RFID系统,实现图书馆统一借阅模式、统一管理模式,方便读者利用图书馆,提高图书利用率,节约图书馆馆舍,提高馆藏数量和质量,提升图书馆的服务水平。 4 结语 图书馆RFID智能管理系统的顺利实施,简化了读者借还图书的手续,改变了图书借还流程,变手工借还为自助借还,改进了图书馆读者服务质量,缩短了图书流通周期,提高了图书的流通率;为图书馆员提供了全新的盘点模式,即利用移动式或手提式盘点系统,对所需盘点图书的书架进行扫描,通过无线网络传输将数据录入数据库,快速地完成图书盘点,极大地降低了图书馆馆员的劳动强度;RFID安全门系统实现零误报避免读者与馆员之间的矛盾,管理更加人性化,安全系数大大提高;同时RFID馆员工作站打造一体化的图书管理系统,极大地减轻了图书馆员在藏书管理和流通服务上的劳动强度,提高了图书馆的服务水平。 智能农业论文:农业机器人智能充电系统设计 摘 要: 针对农业机器人的充电现状,设计了基于PIC16F887和UCC3895的农业机器人智能充电系统。该系统采用UCC3895对全桥变换器进行移相控制,在较宽范围内实现了软开关。采用单片机PIC16F887控制充电电路的启停以及实现过压、欠压、过流保护,并对充电过程进行了实时管理,将充电数据进行实时显示并向上位机传输保存。实验证明,充电系统功能完善、性能稳定、充电快速、功耗低。 关键词: 农业机器人; ZVS; UCC3895; PIC16F887; 充电控制 0 引 言 中国作为一个农业大国,农业生产的规模化和精准化是现代化农业水平的重要标志。农业机器人在改善农民劳动环境、降低农民劳动强度和提高劳动效率等方面具有重要意义,尤其在育苗、采摘、灌溉、收获等方面得到了一定程度的应用 [1?2]。因此国家已把农业机器人技术及其应用列为农业工程领域的重点研发对象之一。但农业机器人技术在推广过程中受到了时间和空间的限制,其主要原因就是机器人动力源问题。因此作为机器人动力源的蓄电池以及能量补给的充电系统就显得尤为重要[3]。调查表明,现在的蓄电池由于充电设备落后、充电方法不当导致其使用寿命只有2~3年,远低于其设计指标10~15年的要求,既增加了使用成本又造成了资源的极大浪费。 目前,一般的蓄电池充电系统完成一次充电需要8~12 h,显然无法满足机器人对充电系统的要求以及生产的需要。因此设计一种快速、高效和安全的智能充电系统是农业机器人技术得到大力发展的重要前提。本文以80 V机器人车载铅酸蓄电池为研究对象,设计了基于UCC3895和PIC16F887的充电系统,此系统实现了充电过程的高效、快速、稳定并具有充电过程管理功能。 1 充电系统总体设计 为了做到高效快速的充电,又能实时掌握整个充电过程电池的状态,充电系统由两个模块组成:上位机监控管理模块和下位机充电模块。系统的总体设计框图如图1所示。 本系统的核心是充电模块,主要由充电主电路和控制电路组成。充电主电路由输入整流滤波、DC/DC变换器、输出整流滤波三部分组成;控制电路由UCC3895控制芯片、单片机PIC16F887、检测电路和外围电路组成。系统通过检测充电电压和充电电流实现电压、电流的闭环控制;上位机监控管理模块完成与单片机的通信,实现对充电电压、电流以及电池温度等数据的显示保存,并为后期系统功能的改进提供数据支持。 2 硬件电路设计 2.1 充电主电路的设计 三相交流电经输入滤波、整流后得到直流电压,该直流电压又作为DC/AC逆变器的母线输入。经DC/AC逆变器变换后得到高频脉冲电压,再由高频变压器进行隔离变换,经过输出整流滤波得到充电所需的直流电压。 本文采用ZVS移相全桥变换器作为逆变器,其工作波形[4]如图2所示。其主电路拓扑是利用开关管的输出电容或外接并联电容与变压器自身的漏感或原边串联电感进行谐振,谐振电感储存的能量向电容[C1~C4]释放,使开关管两端电压下降到零并使反向并联二极管导通,由此实现开关管零电压开通和关断。系统选用IGBT模块作为开关器件,为了减小大电压和大电流对IGBT的冲击,设计了RC吸收电路[5]。 2.2 充电控制电路设计 2.2.1 检测及信号处理电路设计 输入检测电路主要负责采集母线电压与电流信号。信号处理电路1将此模拟信号进行变换送入UCC3895的CS端,实现对全桥变换器滞后臂驱动信号占空比的控制;并将其变换后送入PIC16F887的A/D输入端,实现对充电主电路的过压、欠压和过流保护。输出检测电路[6]主要负责采集充电电压、电流、温度信号,信号处理电路2将得到的模拟信号进行变换后送入UCC3895,实现对IGBT驱动信号占空比和相位差的控制;并也将其送入PIC16F887的A/D输入端,实现对充电主电路的启停、显示和报警控制。 2.2.2 UCC3895控制电路设计 本文选取UCC3895作为全桥变换器的移相控制芯片[7]。UCC3895芯片是Texas Instruments 公司生产的专用PWM移相全桥变换器新型控制芯片。该芯片在UCC3875的基础上增加了PWM软关断能力与自适应死区设置功能,能够适应负载变化时不同准谐振条件下的软开关要求。UCC3895采用低功耗的BICMOS工艺,其工作频率、效率、可靠性得到大幅度提高。通过连接不同的外围电路,使其电压工作模式和电流工作模式可以进行切换,并且软启动/软停止可按要求进行调节。 UCC3895主要功能是实现闭环控制。母线电流经检测和变换后送至UCC3895的CS端,如果母线电流增大,CS电压升高形成斜波信号,该信号与UCC3895的CT引脚产生的锯齿信号比较后送UCC3895进行计算,输出可改变占空比的滞后臂驱动信号。如果母线电流瞬间增大,使CS引脚的电压超过2.5 V,UCC3895就会关断PWM输出。从而防止过流烧毁IGBT器件。 UCC3895还内置了可以调节PWM输出占空比的误差放大器EA,它在UCC3895上有3个端口:EAP端pEAN端和EAOUT端。当EAOUT端输出小于500 mV时,UCC3895停止PWM输出,当EAOUT端输出大于600 mV时,恢复PWM占空比调节功能。在本设计中,误差放大器EAN和EAOUT接成跟随电路,将充电电压、电流信号经检测和变换后送至UCC3895误差放大器EAP端,当充电电压或电流大于给定值时,EAP电压减小,导致EAOUT电压下降,UCC3895自动增加超前臂和滞后臂驱动信号的相位差。UCC3895控制框图如图3所示。 2.2.3 单片机控制电路设计 本文选用美国微芯科技公司生产的PIC16F887单片机作为充电系统控制芯片[8?9]。PIC16F887自带A/D转换功能,将检测电路采集的充电电压、电流和温度转换成数字量,通过程序控制IGBT驱动信号的占空比,并把数据进行显示的同时传给PC机进行存储。将采集的母线电流、电压信号变换成数字量,通过程序完成主电路的过压、欠压和过流保护。 2.3 通信接口电路设计 由于单片机与上位机的接口电平不同,因此通信电路采用RS 232总线技术和美信MAX232转换芯片,既实现了20 m左右的异步通信,又实现了充电过程中蓄电池的充电电压、电流和温度等信息的保存。上位机与下位机通信RS 232接口电路如图4所示。 3 系统软件设计 3.1 单片机控制程序设计 充电系统以硬件电路为基础[10],通过程序控制完成了预充电、大电流恒流充电、恒压充电、小电流恒流充电和涓流充电五个充电阶段,充电程序控制流程如图5所示。 3.2 人机交互界面软件设计 充电系统上位机人机交互界面以VC作为开发工具。通过模块化划分管理,设置了登陆、电池充电状态、充电数据、打印记录等菜单。用户可以清晰地掌握蓄电池的充电状态、充电电压、充电电流、温度等信息。 4 试验结果分析 通过不断的计算和调试,使电路参数设计达到了最优。图6和图7表明轻载时超前臂和滞后臂的IGBT都实现了ZVS,大大降低了充电电路的功率损耗,提高了充电效率。 5 结 论 本文设计了农业机器人充电系统的主电路和控制电路,编写了相关控制程序,实现了五阶段智能充电。系统硬件设计采用UCC3895和PIC16F887对全桥变换器进行移相控制,实现了IGBT模块的ZVS,大大降低了功率损耗。实验证明,此充电系统结构简单,充电快速,充电效率高,功能完善,具有广阔的应用前景。 智能农业论文:基于ZigBee与GPRS的智能农业传感节点的设计 【摘要】 本文设计了一个可以远程采集农业大棚中光照强度、空气温湿度以及土壤温湿度的智能农业传感节点。本设计通过使用CC2530芯片和SIM600A芯片,将ZigBee协议与GPRS协议相结合,使得传感节点同时兼具终端节点和中继节点双重功能。经过测试,本设计具有采样精度高、组网快、组装方便等特点。 【关键词】 CC2530 ZigBee 智能农业 传感节点 GPRS 一、引言 现代社会早已进入信息化的时代,物联网技术正在逐渐向工业、商业、医药卫生、交通、农业等领域渗透。同时,具有无线传感、远程控制、自动组网及智能计算的传感网络极大地方便了人们的生产与生活。调查显示,我国目前的农业智能化普及率只有不到1%,但是市场需求年增长接近50%,由此可见智能农业还有极大的发展空间。本文设计了一种基于CC2530芯片的智能农业传感节点,通过使用低功耗、可灵活组网的ZigBee技术以及可以连接互联网的GSM技术实现了远程采集农业大棚里的光照强度、空气温度、空气湿度、土壤温度和土壤湿度的功能。传感节点采用低功耗设计,成本低廉,可以轻松地推广。 二、原理与结构 本文设计的智能农业传感网络节点需要实现环境传感和无线传输两大功能。环境传感既采集农业大棚里的环境光照强度、空气温湿度以及土壤温湿度。无线传输上,本文设计的节点能够实现终端节点和中继节点两种角色。终端节点只能采集数据并发送给中继节点,而中继节点不仅保留采集数据的功能,还可以汇集终端节点传来的数据,并通过GSM模块将数据传送到互联网服务器。此外,本设计的节点还可以通过显示屏实时显示采集的结果。主控制器采用低功耗的MSP430芯片。整个系统由5V电源适配器通过DC005接口直接接入供电。图1中给出了本设计无线智能农业节点的结构原理图。 三、系统硬件设计 3.1环境物理量传感器模块 图2 SHT11与主控制器通信电路示意图 空气温湿度采用瑞士进口的SHT11芯片进行测量,该芯片温湿度反应灵敏、误差小、各项指标均高于国产DHT22等温湿度模块。资料给出,该芯片的湿度测量范围在0~100%RH,温度测量范围为-40~+123.8℃,其中湿度测量精度为 ±3%RH,温度测量精度只有±0.4℃。此外,该芯片还具有响应时间快及低功耗的优势。图2为该芯片与主控制器之间的通信电路示意图。 由于其具有可完全浸没的特点,故土壤传感器我们也使用了SHT11作为主要芯片,并采用了铜粉烧结技术制作了外壳,用铜合金粉末高温烧结而成,过滤精度高,透气性好。 光照传感器我们则采用了环境光传感器BH1750,能够直接通过光度计来测量环境光照强度,其量程为1~65535流明(注:光通量的单位)。图3给出了BH1750芯片的电路原理图。光照强度计算可以通过公式1表示: L=COD/(1.2*ε*R) (1) 其中,L为实际值,CODE为测量值,ε为透光率,R为高精度模式2调整值。 3.2基于CC2530的无线传感模块 节点间通信采用TI的CC2530解决方案,它是一种集成了ZigBee协议栈与增强型8050内核的无线通信芯片。该芯片采用ZigBee通信协议,可以通过实际情况配制成路由节点或者广播节点。本设计在主控MCU内部完成中继节点和终端节点的区分,终端节点将CC2530无线通信模块配置为广播模式,做为一个节点,每一组约3-6个节点。其中包括一个中继节点,配置成中继节点的传感节点,每个节点都有独立的数据采集能力。不同的是,普通节点采集数据后将数据通过CC2530发送出去,而中继节点则将收到的数据存入自己的内存之中,在适合的时机下通过GPRS协议将数据传送到互联网服务器。 3.3基于SIM900A的GPRS模块 节点与远程服务器的通信采用SIM900A模块,内部集成了GPRS功能,芯片与主控制器之间采用AT指令进行通信。本设计通过使用SIM900A模块的GPRS协议将数据传送到指定服务器中。 四、系统软件设计 本文设计的传感节点将实现无线组网及中继通信功能,此外还将采用低功耗设计。系统开机后将首先判断自己的配置是终端节点还是中继节点。如果是中继节点则进入休眠模式,由时钟定时1分钟唤醒一次。当程序唤醒时将分别采集光照强度、空气及土壤温湿度存储到部内部存储器中,同时将数据发送给中继节点。所有功能完成后再次进入休眠模式,等待下一次唤醒。此外,主控制器还可以通过外部按键唤醒,唤醒后可以在15s内持续显示各项环境参数。作为中继节点的设备将始终保持正常运行状态,收到的终端节点的数据将保存在存储器内,一旦收到服务器的查询指令即可立刻将数据传送到互联网服务器。程序流程见图4所示。 五、系统测试 本设计经过测试,可以发现各项功能运行状态良好,采集的光照强度,空气温湿度以及土壤温湿度均保持在误差较少的范围之内。无线组网功能可靠性高,组网速度快。最终成果见图5所示。 六、结论 本文根据现有的农业发展状况以及智能农业发展现状进行分析,提出了一种设备装配简单,可自主组网、远程检测农业大棚内光照、空气温湿度及土壤温湿度的智能农业传感节点产品。通过测试,本设计具有低功耗、传感精度高、可快速组网并与互联网服务器通信等优势,系统运行可靠性高。 智能农业论文:用于农业生产环境监测系统的智能传感器节点设计 摘 要 本文实现了一种低成本、多参数、分布式、自组织的三层农业物联网架构,能够实现高速率远程接入和信息共享的农产品生产环境监测。本文描述了该系统的整体架构设计和智能节点设计方案,实现了对农业生产环境的无人值守监测功能。 【关键词】农业物联网 智能节点 环境监测系统 农业生产环境的监测由于农业生产的范围大、气候和环境多变,需要监测内容较多,一直是困扰农业物联网技术广泛应用的技术难题。 基于智能传感器技术和物联网技术的综合农业生产环境监测技术是农业物联网技术实施的技术基础和重要应用。农业生产环境涉及到气候、农作物及其生产环境的众多方面,需要的观测量众多,各观测量所采用的传感器技术、变送器方法各不相同,而且在分布范围广和监测时间较长的情况下,智能传感节点的设计需要综合考虑安装环境、网络连接、可用时间等众多因素,设计一种能够适用于多种节点类型,分布式布局、自组织网络的农业物联网系统,首先需要在网络架构上采用灵活部署和分布式的物联网架构,然后是分布式的智能节点设计。具体监测的参数包括大气条件、土壤情况、病虫害和农作物生长形态等。 基于农业物联网技术的农业生产环境监测系统网络,可以实现农业生产的基础数据采集和存储,通过无线传感器网络构成的无人值守的自组网结构,可以准确感知农业生产环境信息和作物信息。 本文介绍了一种基于农业物联网网络架构的智能节点设计方案,可实现农产品生产环境监测。该环境监测系统采用分布式的智能传感器现场布局,这些传感器节点可以准确感知农业生产环境信息和作物信息,通过自组织的Zigbee网络,连接到上层的智能网关,组建农业生产信息基础数据库,利用数据库的共享功能,用户可远程访问数据库,获取需要的信息,指导农业生产过程。 1 农业物联网系统网络架构设计 农产品生产环境监测系统将Zigbee传感器网络与3G/4G 网络融合并接入互联网,系统采用三层结构设计:感知节点层、网络传输层和业务应用层。感知节点层由众多分布式部署的感知节点组成,节点能够搭载多个标量及多媒体传感器节点,在读取农业环境信息的同时,还能够自组织构成可自愈的高效无线数据传输网络,与上层的网关节点保持通信;网络传输层的主要设备是智能农业网关,有能够收集下层感知节点的ZigBee主节点模块和向上与互联网连接的3G /4G无线传输模块;业务应用层的数据中心包括农业基础信息数据库和 Web服务器,农业基础信息数据库负责数据保存,Web服务器负责向互联网信息。系统的工作过程如下:智能感知节点主动构成自组织的无线传感器网络,数据融合后与智能网关进行数据传输,智能网关在保存数据内容后,再通过3G/4G网络向使用者提供互联网服务,然后定期将数据上传给上级监管部门的数据服务器;上级监管部门或农业指导部门可以根据数据内容形成报告提供给农业从员者;各类用户可通过互联网终端访问该系统,查询感兴趣的农业环境参数,如有可能,还可对部分可控节点进行控制操作。 网络传输层的无线传感器网络采用类似于ZigBee的协议,智能农业网关通过ZigBee网络与多个节点或路由器相连,构成一个星形网络。 在网络接入协议的选择上,系统可根据环境要求和应用需要,自主切换到无线WIFI或3G/4G网络,并在节能需要的情况下关闭网络开关,形成速率自适应和节能的网络接入。 2 感知层的ZigBee智能感知节点设计 智能感知节点作为整个监测系统的信息采集源头,能够为整个系统提供完整和准确的数据。节点能实时采集农业生产相关的环境信息与作物信息,并且能够通过集成多种传感器,搭建一个自组织的ZigBee网络。其中的传感器种类,包括大气条件、气象信息、土壤湿度、水环境PH值等标量数据传感器,以及为农业生产者提供直观影像的图像传感器(摄像头)。经由节点采集的数据首先在节点处进行数据处理,然后经由ZigBee网络汇聚到网络区域内的智能网关。 考虑到各类传感器节点的能耗、购买成本、覆盖范围以及传输距离的限制,如摄像头的能耗较大、价钱相对较贵,可以覆盖较大范围,一个监测区域内安放一个摄像头就可以满足应用的要求。因此不必在同一监测区域内的节点上都采用同样的设计结构,可以分别连接不同的传感器连接网关。 3 结论 本文设计实现了一种基于物联网三层结构的农产品生产环境监测系统,该系统利用可灵活部署的智能节点实现了分布式的传感网络总局,实现了对农业生产现场的环境监测和基础农业数据采集。具体采用了自组织的Zigbee网络将广泛分布在农业现场的各类农业生产数据组织在一起,利用网络传送到智能网关给农业从业人员使用。系统重点解决了在分布式环境下对于智能节点的可靠性可用性设计、冗余数据的融合处理和网络的自组织问题,是农业物联网技术的一次成功应用。 智能农业论文:浅析智能仪表系统在农业电气自动化中的应用 摘 要:智能仪表系统现已经在农业中得到了应用,尽管目前应用并不广泛,但却足以证明智能仪表在农业中拥有着巨大的潜力。我国现阶段正在进行着新农村建设,智能仪表系统在农业电气自动化中的应用,无疑为新农村建设提供了科技基础。本文首先对智能仪表系统的工作原理进行了介绍,其次对智能仪表系统的功能特点进行了概述,最后探讨了其在农业中的应用,希望能够为我国农业发展提供借鉴。 关键词:智能仪表系统;农业;电气自动化;应用 由于科技的发展进步,仪表系统越来越向着智能化的方向发展,尤其是测量控制仪表系统发展十分突出。现如今,智能化测量控制仪表种类已经非常多,比如流量计、温度仪、调节器等都已经实现了智能化。这些智能化仪表系统的发展,为我国农业的发展起到了积极的作用。农户借助智能仪表系统,可以对农作物进行自动化的控制,以此提高农作物的产量以及质量。 1 智能仪表系统的工作原理 智能仪表系统要想在农业电气自动化中达到彻底的应用,有关人员必须对其工作原理完全了解,依据其工作原理,将其恰当好处的应用在农业中。传感器是智能仪表系统中不可或缺的一部分,其可以说是该系统的心脏。传感器拾取被测参量的信息,并转换成电信号,经滤波去除干扰后送入多路模拟开关。由单片机逐路选通模拟开关,将各输入通道的信号逐一送入程控增益放大器,放大后的信号经A/D转换器转换成相应的脉冲信号后送入单片机中。单片机根据仪器所设定的初值进行相应的数据运算和处理。运算的结果被转换为相应的数据进行显示和打印;同时,单片机把运算结果与存储于片内或EEPROM(电可擦除存贮器)内的设定参数进行运算比较后,根据运算结果和控制要求,输出相应的控制信号。 2 智能仪表系统的功能优势 2.1 能够进行自动化操作。智能仪表系统应用在农业中,使得农业生产逐渐的摆脱了人类劳动,农户可以从土地中解放出来,去从事其他方面的工作。农业自动化是现代化的典型标志,因此智能仪表系统的应用是我国农业走向现代化的重要表现。智能仪表系统每一个测量环节,都是微控制器进行操作,因此每个测量环节都是自动化。 2.2 能够进行自测。智能仪表系统的自测功能有比较多,比如能够自动凋零、自动诊断、自动检验等。如果系统出现了异常情况,系统会进行自动检测,将故障部位查找出来,如果系统十分高级,甚至能够诊断出故障原因。此种功能可以在仪表启动时就发挥作用,在仪表运行过程中也能够发挥作用,因此不必再派专门的人员进行监控。系统运行期间发生故障,自会发出警报,诊断出故障部位,这对检查人员来说,十分方便。 2.3 能够进行数据处理。这是智能仪表系统最为显著的特点。因为绝大多数智能仪表系统应用的是单片机或者是微控制器,这样如果某些问题硬件逻辑难以解决,软件系统可以解决。比如数字万用表基本不具备处理数据功能,只能进行电流、电压测量,而智能仪表系统中的万能表,除了能够测量数据外,还能够对测量结果进行数据处理,比如取平均值、统计分等。这使得用户不必为自己进行数据处理,同时也确保仪器测量精度。 2.4 能够进行人际对话。智能仪表系统能够进行人机对话,这使得人们只要输入相关的数据信息,就能够找到相应的信息,以便能够及时采取对策。智能仪表系统应用的是键盘,其与传统的切换开关相比,更加的方便灵活,工作人员只需要掌握键盘输入命令,即可进行测量。另外,智能仪表系统还能够将数据信息处理结果报告给操作人员,操作人员通过显示屏即可了解数据信息,这样仪表操作不仅方便,还具有直观性。 2.5 能够进行可程控操作。因其具备这一功能,所以才得到了广大农业研究者的欢迎。现代智能仪表系统绝大多数都有通信接口,比如GPIB、RS485等,这样系统能够与PC机或者是其他仪器设备连接起来,构成完整的测量系统,该系统功能更加齐全,能够对复杂任务进行测试。 3 智能仪表系统在农业中的应用 随着智能仪器以及农业现代化的发展,智能仪表系统逐渐走入农业产业化中,更好的为农业产业化做贡献,其中TFW-VIII型智能化农业环境监测仪得到了广泛的应用。TFW-VIII型智能化农业环境监测仪是一种综合性能较全、测量精度较高、操作较简单的一种智能化农业及生态环境实用的测量仪器,可以对土壤、水和空气进行现场监测。该仪器内设置了GPS全球卫星定位装置,可以对测试地点的方位(经纬度)和海拔高度有较准确的测定。在土壤方面,它能较精确地测试土壤内的氮、磷、钾和有机质的含量,可以对土壤中的酸碱度(pH)值、盐分(电导)、其他微量元素和地层温度进行测量,对土壤的容积含水量进行现场速测,还可以对化肥进行检测。在水质测试方面,可以测试水中的溶解氧、水的浊度、温度、pH值和水的电导率。除此以外,还能对测点空气的温度和湿度进行实时在线监测。该仪器是一部数字化的智能型仪器,不仅设制了操作菜单、数据存储和打印,还可以与计算机实现联网,能最大限度满足使用者对被测物数据的测试、记录和存储的要求,是土肥站、农科所及相关农业环境监测部门首选的仪器之一。 4 智能仪表系统的优化 4.1 测量精度的提高 在智能仪表设计时,以测量精度作为主要的参数之一,为了提高仪表的测量精度,一般除了选择性能好和精度高的元器件外,同时也可以利用微处理器对测量数据进行加工与处理,以减少测量过程中产生的随机误差和系统误差。 4.2 系统的低功耗设计 高效率,低耗能是每个仪器的最终目标。智能仪表系统的低功耗设计是系统优化设计的一个重要方面。在低功耗设计时,应重点考虑以下几个方面:一是可选用CMOS集成电路,这是由于CMOS电路具有功耗低、抗干扰能力强和工作温度范围宽等特点;二是系统功耗和系统供电电压存在着一定的关系,一般来说,供电电压越高,系统功耗越大,因此低功耗单片微机系统应尽量采用低电压供电,这样既能减少系统功耗,又有利于电池供电。 结束语 综上所述,可知对智能仪表系统在农业电气自动化中的应用进行研究十分必要。农业作为我国第一大产业,其发展直接关系到我国国民经济的发展,也关系到农民的生活水平。智能仪表系统在农业中的应用,能够促进我国农业尽早的实现现代化,尽管目前,该系统并不完善,甚至有诸多不足之处,但是将其应用在农业电气自动化中是农业发展的必然。随着使得的发展,智能仪表系统会成为农户日常中不可缺少的设备,也是我国农业研究者重点研究的对象。 智能农业论文:基于yeelink网络平台的智能农业远程控制 民以食为天,农业的发展一直是社会发展与进步的基础,利用现代传感器技术可以使人们更有效地调整和控制大棚农作物生长的环境,从而达到提高农作物的产量,有效地利用资源,缩短农作物的生长周期的目的。而针对传统远程监控系统不能历史数据存储以及需要固定外网IP地址的瓶颈,从而设计了基于yeelink云存储的远程大棚监控器,文章详细介绍了系统组成,工作原理,以及实验结果。实验结果表明,该装置组网简单,使用方便,结果精确。 【关键词】农业 网络平台 智能控制 单片机 1 系统控制要求 远程控制界面使用4个虚拟按键(电灯控制器、电热丝开关、移动天窗开关、喷滴灌系统开关)用于远程控制;使用光照传感器、温度传感器、湿度传感器、土壤传感器、烟雾传感器对环境进行数据测试并且通过W5100发送到yeelink网络平台;数据带有临界报警功能。 2 系统方案 以arduino单片机为控制器,以W5100网络模块为核心,单片机的I/0直接与W5100网络模块通信,系统在程序的的控制下,按照网络yeelink协议把数据循环排队传到yeelink云存储上或下载到单片机上,方便用户实时查看过去任何一段时间的数据和控制单片机进行相应的处理。 3 工作原理 远程环境监控器是一款基于yeelink网络平台的数据云存储,它是以 arduino单片机为处理核心,通过各种传感器探测环境数据,并且通过w5100网络模块接入互联网,通过循环排队等候的方式源源不断把数据发到yeelink网络平台上和把yeelink网络平台上的数据接受到单片机上面,方便用户实时查看过去任何一段时间的数据和控制单片机进行相应的处理。 4 硬件设计 采用光照传感器、温度传感器、湿度传感器、土壤传感器、烟雾传感器作为数据采集点,然后通过arduino单片机进行处理,把数据通过W5100网络模块发送到yeelink云存储平台 5 软件设计 到yeelink官网免费申请帐号,通过帐号申请ID号码,如果没有外网IP,则把路由器设计成自动获取IP地址,并且在程序里面改成自动获取IP地址。 6 远程电脑网页监控 如图1所示。 7 远程手机监控 如图2所示。 8 结论 采用yeelink网络平台实现农业现代化管理,有效提高农业生产效率和大大降低农民的工作量,将大量的传感器节点构成监控网络, 通过各种传感器采集信息, 以帮助农民及时发现问题, 并且准确地确定发生问题的位置, 这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式,从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备。一场农业科技革命的浪潮正在席卷中国大地:越来越多的人放弃了传统耕作模式,开始用传感器与农作物进行“交流”,成为智慧农业时代的“新农人”。这就是设计基于yeelink网络平台的智能农业远程控制价值所在。 作者单位 邵阳学院 湖南省邵阳市 422000 智能农业论文:农业智能节水灌溉系统的设计分析 摘 要:我国是一个农业大国,然而我国水资源非常缺乏,这就阻碍了农业的发展。农业灌溉所需要的水资源非常多,而现阶段我国农业灌溉技术相对落后,这就造成了在农业灌溉中水资源得到了大量的浪费。随着我国科学技术的发展,人们开始重视农业生产,将一系列的先进技术引入到农业生产中,其中在农业灌溉中充分利用计算机技术和信息技术,设计出了各种不同类型的智能化节水灌溉系统,这不但节约了大量的水资源,还使得农作物的灌溉更加科学合理,提高农作物的产率。文章简要分析了农业智能节水灌溉系统的设计方案,希望能给读者一些帮助。 关键词:农业灌溉;智能节水;设计分析;单片机 目前,农业智能节水灌溉系统主要是把AT89C52单片机作为主控芯片,而外围又是有多个传感器以及电路共同组成,主要包括:湿度传感器、超限警报电路、数据处理电路和LED动态显示电路等。该智能节水灌溉系统主要是通过由湿度传感器监测土壤的湿度,然后将湿度值报告给单片机,单片机再根据预先设定的湿度值控制其它系统对土壤输送水分,待达到规定的湿度值后,系统则自动停止补充水分,让土壤始终保持最合适的湿度,进而促进农作物的快速生长。 1 智能节水灌溉系统的整体设计 智能节水灌溉系统是把型号为AT89C52的单片机作为系统的主控芯片,在土壤中安装多个湿度传感器,由它来监测土壤中水分含量。当土壤中含量低于标准值时,湿度传感器则将这个信息转化成电流信号,再通过信号处理电路进行一系列的处理后就变成了可用的电压模拟性信号,然后通过A/D转换器将它转化为数字信号,直接传输到主控芯片单片机中,单片机就对整个系统进行合理地调控,在数码管上会显示出湿度值。一旦湿度值发生了变化,该智能节水灌溉系统就会自动控制水泵开关。农业智能节水灌溉系统结构框图如图1所示: 图1 智能节水灌溉系统结构图 2 单片机的最小系统 AT89C52单片机具有功耗低、性能高的优点,在农业智能节水灌溉系统中得到较为普遍的应用。该单片机在工作时的额定电压为5V,在单片机的内部存在一个256B的RAM和一个8kB的PEROM,这就保证单片机能够与标准MCS-51指令系统共同控制运作,这主要是运用了由ATMEL公司研制出的高密度生产技术和非易失性存储技术,在单片机内部还分布着Flash存储单元和8位CPU,芯片为40个引脚,这就包括了32个外部双向I/O口、2个全双工串行通信口、2个外部中端口、2个16为可编程定时计数器。该芯片不仅能够实现常规编程,还能够实现在线编程,依靠可反复擦写的Flash存储器与MCU将其有机结合,这就直接使得芯片的灵活性得到大幅度提升,还减少了系统的制造成本。 3 时钟电路 单片机的内部结构从根本上分析也即是同步时序逻辑电路,其核心就是时钟电路,主要依赖于时钟信号对时序逻辑系统进行有效控制,并且CPU具备的不同种指令功能即是在由时序单路生成的时钟信号控制下逐一实现的。其中,MCS-51型号的单片机中所含有的时钟信号可以分为两种方式:通过外部电路生成;通过单片机内部的振荡电路生成。 4 复位电路 为了确保CPU与其它相关的功能部件均可以从某个确定的状态开始工作,因此,单片机在每一个开机时都必须重新复位,此时,复位电路就起到了关键作用。复位电路一般分为按键复位和上电复位等形式。在对MCS-51型号的单片机进行复位时,主要是由外部复位电路来完成,其工作原理为:当按下按钮之后,就使得RC电路进行充电,且RESET端发生高电平,此时只要将高电平始终维持在10ms以上,即可完成单片机的复位工作。 5 数据采集处理电路 由传感器监测到的模拟信号是非常微弱的,并且此时存在很多干扰信号,所以信号在传输到主控芯片之间就必须通过滤波、信号放大以及模数转换等步骤。该智能节水灌溉系统通过运算放大器U2、U3把信号进一步放大,进而能适应之后A/D转换器的工作要求。 ADC0809主要包括一个A/D转换器、一个8通道模拟开关、一个三态输出锁存器和一个地址译码锁存器等,该数据采集处理系统可以同时允许8个模拟信号传输,并实现A/D转换器的转换共享。 6 LED显示系统电路 在采用单片机的系统中,一般所采用到的显示器件包括数码管和显示器。这两种器件具备的优势十分明显,包括价格便宜、配置容易、与主控芯片接口简便等。可以在农业智能节水灌溉系统中采用共阴极数码管,实现动态显示。把数码管的LED的引出端与单片机I/O口的8位线进行连接,调节共阴极数码管的高电平使之有效,再选择8位并行输出端,则就可以在LED显示器上实时显示不同的数值。 7 超限警报电路 如果该智能节水灌溉系统的运行环境超出预置的范围,就需要设置一个超限警报电路来提醒使用者,以便及时采取有效措施加以解决,现今普遍采用的报警电路主要包括:蜂鸣报警、闪光报警及语音报警等。例如,采用语音报警装置,则一般选择采用1SD1420型号的语音报警芯片,由A/D转换器传出的数字信号经过主控芯片的P0接口输送到主控芯片内,然后由主控芯片对信号进行智能化处理并与配置值作对比。如果比预置值要小,那么P2.1口将会输出低电平,单片机就会控制语音芯片发出报警信号;反之,那么P2.1口将会输出高电平,系统不会出现语音报警信号,则系统运行正常。 8 结束语 本文简要介绍了农业智能节水灌溉系统设计组成,这体现了自动化技术在我国农业灌溉中的有效应用,同时也体现了我国农业科技水平的显著提高。而目前,我国农业灌溉的智能化水平在整体上看来偏低,这需要国家农业部门进一步加大农业智能化研发力度,在农田灌溉方面设计出高度智能化、自动化的供水系统,既能节约大量的水资源,还能促进农作物快速成长。 智能农业论文:农业节水灌溉智能控制及信息化系统的研究与推广 【摘 要】介绍了一种适用于广大农村推广使用的节水灌溉信息化系统。只监测用电量就实现了对水量使用的有效控制,控制器内存储的灌溉记录极大地便捷了各级管理部门的工作。结合北京市多个实际项目的实施及售后经验总结,通过对几款不同特色信息化系统的优缺点分析,文章最后对该系统的推广与发展趋势进行了探讨。 【关键词】节水灌溉;无线通信;信息化管理;水电计量 1 技术背景 随着电子技术及信息化的飞速发展,计算机控制与管理技术的运用已广泛深入到各个领域。智能灌溉控制器,是为了提高灌溉效率并实现信息化智能管理而发展起来的一款电子产品。考虑中国土壤面积广、人多、地形复杂以及人文特点,绝大部分的土地无法实现智能灌溉。为了实现准确计量和有效管理,广大农村可采取简单可行的节水灌溉控制措施。此举不仅具有广阔的市场前景,而且具有不可估量的社会价值。 2 农业灌溉智能控制的现状 农业灌溉用水一直主要考虑收取电费,对用水量没有概念。用户灌溉前,需找电工记录电表读数,灌溉后再记录一次,向村里缴纳电费即可。这样既浪费了人力资源及大量的时间,又不准确,且不便于统计管理,尤其对于科学灌溉和信息化管理毫无作用。鉴于此,市面上出现了各种IC卡预付费电表,当用户IC卡内金额足够的时候,刷卡时候预付费电表通过内部控制电路发出开泵指令,启动井泵开始灌溉;当用户主动刷卡停泵或是IC卡内金额不足时,电表发出停泵指令,停止井泵运行。虽然方便了电费的收取,一定程度起到了管理的目的,但是经笔者调查,用户普遍反映设备故障率较高维护不及时,影响用户使用;管理系统只记录了售电情况,管理系统不完善,没有受到上级管理者的认同和推广。 3 农业节水灌溉信息化系统的研究与发展 3.1 精细型信息化系统 此系统需要提前收录该村所有用户的用户名、所有地块信息(包含地块的位置、面积以及种植作物类型)和灌溉方式,并写入智能控制器内。使用过程中,用户通过IC卡识别出自己的资料,并选定地块及作物后启动井泵开始灌溉,同时开始计量电量,当用户再次刷卡时结束灌溉,控制器存储该用户此次的记录信息。由管理员定期利用智能掌上电脑(下文简称PDA),通过蓝牙的无线通讯,将控制器内存储的所有记录信息传送到PDA内。再通过USB数据线将PDA连接到PC机上,在管理软件中导入所有的记录信息,统计出每月的总用水量及每种作物的灌溉时间及用水量,经由GPRS无线传送给上级管理部门。如下图1所示。 图1 节水灌溉信息化系统 此款设备操作明了,记录信息详尽,但也存在一些不足:(1)控制箱的设计存在一定问题;(2)前期所提供数据量太大,村里管理员用到的数据量很小,且上级管理部门目前也不具备全面管理所有地区灌溉资料的力量;(3)控制器内存储的信息过多,设备老化快;(4)控制器与PDA之间是双向操作,对设备的寿命及稳定性都造成不利影响;(5)蓝牙传输不够稳定且速度太慢,不够人性化。 3.2 简单实用型信息化系统 考虑精细型操作过于复杂,在第二代产品的研发过程中,将人性化设计和有效管理放在了第一位。用户直接刷卡进行灌溉,控制器自动存储灌溉的起始时间、终止时间、用户信息、使用电量;管理员利用PDA通过红外技术将控制器内的灌溉信息抄取到PDA内;再将PDA与村级管理平台PC机连接,信息导入管理软件中;由GPRS无线传输给上层管理平台。 改进点:(1)控制器内部芯片也进行了升级,确保了设备的稳定性和寿命;(2)控制器只通过村庄编码来识别用户卡,简化了操作方法,保证灌溉记录的完整性和准确性;(3)在管理软件上,针对机井录入了相对的灌溉面积及作物种类,统计灌溉时间、用电量,通过水电转换系数来变换成相对的用水量,满足用户需求;(4)将蓝牙传输改为红外传输,确保了数据传输的稳定性和完整性。(5)改进了控制箱的设计,将进线孔全部封闭。 经过一段时间的运行,设备返修率仅为5%,且满足上级管理部门的基本需求。在定期维护时候,又发现了一些新问题:(1)灌溉记录的抄取需要人为操作,且抄取时间不定,不能同时满足各级管理者的不同需求;(2)通过估算水电转换系数,来计算用水量,误差太大。 3.3 实用拓展型信息化系统 在此基础上,经过笔者公司相关专业人员的研究,应管理部门的新需求,在北京顺义区又展开一个新项目,在简单实用型的基础上,又开发了控制器与超声波水表之间的无线数据传输、控制器与村级管理PC机的无线传输两种新功能,以及健全信息化系统。(1)设备的使用环境条件较好,配备了超声波水表,可以将水表读数直接无线数传给灌溉控制器,在用户使用过程中实时显示灌溉的用水量以及用电量,保证了用水量及用电量数据的准确性,同时为水电系数计算提供了参考数据;(2)控制器可以直接将灌溉记录定时通过无线组网方式无线传输给村级管理平台的PC机,并由PC机通过GPRS传输到上级管理平台。(3)在管理平台上,细化了机井的各种信息,并关联了用户的地块面积、作物类型,由管理员记录到软件管理平台上。可以随时按照用户名、机井来统计总的用水量、用电量,使得管理更加智能化。 设备运行良好,维护率很低,且管理简单,受到了用户、村级管理员和上级管理部门的好评! 4 农业节水灌溉信息化系统的应用与推广 目前在大兴、顺义多地大力推广该系统的使用。电子化、信息化、智能化、网络化是管理系统的发展必然趋势,提高无线传输的稳定性、更人性化的处理用户误操作导致的设备故障,以及更恰当的迎合上级管理部门的需求,才能最终实现节水灌溉控制及信息化管理系统的全面推广。 智能农业论文:基于ZigBee传感网的农业智能照明系统 摘要:将LED技术和ZigBee技术相结合,设计了一种智能照明系统应用于农业照明。结果表明,系统能实时监测环境参数并报告故障,对LED灯进行实时控制,节约了电能。解决了农业照明不同光色、光照度及照射时间等需求,提高了管理水平。 关键词:ZigBee;LED驱动;PWM控制 ZigBee网络属于短距离的无线通信网络,能适应复杂的网络环境并快速方便地添加或重新配置网络节点,形成短距离无线通信子网。节点布网成本低、灵活性和可扩展性强,适合组建短距离的无线传感网。ZigBee技术是基于IEEE802.15.4标准,以星、树、簇等拓扑方式实现了数千个微小的传感器之间的协调沟通[1]。 随着节能减排技术的发展,基于无线传感器网络的分布式LED智能照明系统的研究与设计具有重要的现实意义。不同的发光二级管P-N结构成的LED灯其发光颜色不同,此次介绍的农业LED灯则根据不同农作物的需要选取。LED灯的颜色由其本性决定,这里着重介绍LED灯驱动电源的设计及其驱动方式。 1 系统硬件选型及电路搭建 系统采用点对点控制方式、树形组网[2],以PC(Personnel Computer)基站式和手机移动式两种方式控制WSN(Wireless Sensor Network)的各个节点,以PWM(Pulse Width Modulation)方式控制各个终端的发光亮度,通过光照度传感器采集光照度信息以达到适应不同的外部光照环境来实时控制,有手动和自动控制两种方式。系统硬件大致分为传感网模块和LED驱动电源模块,软件是上位机应用软件。 1.1 节点设计方案 系统中各终端设备和路由设备采用相同设计,充当路由的设备完成信息转发的中继功能,由终端设备完成信息的采集和对LED驱动电源的控制。协调器设备完成网络的发起和建立,并为各个节点分配LAN内的短地址,以RS232串口和计算机互联通信,完成对节点的控制和信息显示。 系统的硬件要求控制芯片应满足工业环境监测要求的通信延迟、通信的可靠和能量损失小的要求[3]。通过ZigBee协议标准的编制,使用成本低、开放、低功率无线互连的国际标准的片上系统芯片CC2530为本系统的传感节点。它能建立低功耗、大规模的传感网络[4]。CC2530采用F256版本,具有256 kB的闪存。 根据CC2530芯片的内部架构设计了射频外围组件,作为其信号收发前端,并将其安置到外围电路上,组成一个能收集现场信息并能控制LED驱动芯片的终端节点。该节点上有温湿度传感器、光照度传感器,节点将现场感知信息通过路由设备传输到协调器设备,协调器根据设定的光照度阀值和现场光照度发送PWM控制命令,再通过终端节点完成对LED驱动电源PWM_D脚的控制。图1是系统的射频前端电路,图2是节点模块电路,图3是协调器电路。 1.2 LED驱动电源设计 系统提供的LED驱动电源能满足LED日光灯、球泡灯等LED灯的恒流驱动,能满足高可靠性、高效率、高功率因数、浪涌保护及电磁兼容的要求。智能调光方式为根据对高功率LED驱动芯片HV9910的PWM_D脚输入PWM信号来对MOS管进行开关控制来调光,最高输入为300 kHz,以满足LED灯不同亮度的要求。 电流输出方式是根据控制MOS管的断开时间来控制输出电压,终端节点输出的PWM信号最大为300 kHz。试验中所使用的LED灯设定的正常工作电流ILED为350 mA,纹波电流正常取ILED的30%。振荡器的工频可以用外部电阻接在HV9910芯片的ROSC端将其控制在25 k~300 kHz,频率值计算方式为FOSC=25 000/(ROSC[k?赘])[kHZ]。根据HM9910数据手册,电感的计算方式为:正常整流后的电压为 ■VIN,因此开关占空比D=VLED/■VIN,则功率管的导通时间TON=D/FOSC,由这些必要的值求出电感大小为L=(VIN-VLED)TON/(0.3ILED)。 2 软件设计流程 软件设计部分分为协调器模块(路由模块)和终端模块,协调器模块负责网络的发起和建立,并选择优先信道,建立好网络后便充当一个路由设备与PC互联,将终端感知的温度、湿度和光照度等信息通过UART方式传输至PC控制软件,在控制软件上可以对各终端选择控制,图4是协调器的工作流程。 终端模块先申请加入网络,稳定工作后实时将采集的现场信息传输给协调器,再根据协调器的命令对LED驱动电源发送PWM信号,以能够实时控制LED灯的亮度。图5是终端的工作流程。 在控制方式上有两种,一种是在上位机上直接操作,有手动和自动两种方式可选。另一种方式是通过手机发送短消息给终端节点,以完成点对点控制,不过这种方式要求知道终端节点的节点号,不便于操作。表1是终端控制参数设置方式。 3 实测效果 系统中各节点采用树形组网方式,将各个终端节点分布在照明现场,各终端LED灯色根据不同应用进行选取。终端及时地将现场信息采集至管理处,在PC终端可查看现场的温度、湿度、光照度信息,系统有手动和自动两种控制方式,控制人员根据现场采集的信息发送控制命令给每个终端,进行点对点控制,节省了人力和电力。图6是部分LED灯PC端的控制信息。 4 小结 将ZigBee技术和LED应用相结合,设计出了一种应用于农业大棚照明的智能系统,降低了能源消耗,提高了照明的可靠性,在照明方式和实时控制上能取得显著的效果。ZigBee传感网的建立在其节点的能耗上有一定的时限,并且在定位应用的精准度上有一定的困难,具体还有待进一步研究。 智能农业论文:刍议农业智能物联网 摘 要 农业物联网平台适应于多种农业生产场景(植物种植、禽畜饲养、水产养殖等),覆盖农业产业链的种养、检验、销售采购、物流运输和安全回溯等多个环节。农业物联网平台由传感器系统和云控制服务平台构成。农业物联网传感器系统是由大量的传感器节点构成监控网络,采集环境温湿度、光照强度、土壤墒情、空气状态等信息,以帮助管理人员准确地发现定位问题,这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式,从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备。 【关键词】农业智能 物联网 基于UHF抗扰加密技术的农业物联网传感器系统以先进的正交频分复用(OFDM)和时分复用(TDM)通信同步综合技术为核心,采用新一代软件无线电平台架构,创造性的使用射频信号分集收发、发射器功率泄漏对消、跳频通信抗干扰、时隙轮询握手交互、基于密钥分散和3DES算法的通信数据加密等领先技术,具备高速并行计算处理能力,能够适用300-348 MHz、400-464 MHz和800-928MHz等ISM频段及短距装置(SRD)频带实时双向通信。农业智能物联网应具备如下功能: 1 发射器功率泄漏对消软件自适应算法,有效提升通信传输距离 设备的泄漏对消机制是指从射频发射器前向射频信号中耦合获得参考信号,并根据参考信号产生对消信号,用于利用所述对消信号对所述泄漏信号进行对消处理,经对消处理后的泄漏信号的幅度小于原泄漏信号的幅度,使得射频反向通信干扰信号大幅降低。 2 软件无线电技术,同步综合使用OFDM和TDM技术,抗干扰能力大幅增强 系统基于软件无线电技术的DSRC基带信号处理引擎,独创的信号纠错、还原、再生处理算法,先进的分集接收技术和解码算法,提升了对低质量弱信号的识别能力。 系统使用OFDM和TDM同步综合技术。在物理层,实现多个设备集(以无线网关为核心)处于不同频段,一旦发生通信碰撞,设备集将使用跳频通信算法自动选择新的频段,避免不同频段(多个设备集间)的通信干扰;在应用层,一个设备集是以无线网关为核心的星形拓扑结构,网关和各个采集设备使用基于时隙轮询的握手算法,分时同各个设备单独通信,避免同频段设备(设备集内)的通信干扰。 在相同通信频率和同一应用场景的情况下,针对多组通信距离,本系统设备通信成功率提高12.5%~75%。 3 通信数据使用3DES算法和密钥分散的软件加密机制,数据安全性显著提升 为了保证无线网关和采集器及控制器之间传输通道安全,系统设计了基于3DES加密算法和密钥分散的软件加密机制。3DES又称Triple DES,是DES加密算法的一种模式,它使用3条56位的密钥对数据进行三次加密。系统具备智能休眠和唤醒算法,实现性能和功耗的最佳平衡状态。 4 支持智能远程监控功能,对接云服务平台 完善的设备自检功能,多参数综合检测,故障快速定位及告警功能,方便工作人员及时掌握设备运行状态。支持智能化的远程监控技术,通过远程监视实现对设备系统的操作、升级、配置、查询、维护等操作。支持脚本化功能配置,灵活对接云服务控制平台。 智慧农业物联网系统是在与现有农业设施的机械、电气控制系统兼容的前提下,构建了一套功能完整、可裁剪、低成本农业生态信息远程监测控制物联网应用平台。该平台适应于多种农业生产场景(植物种植和禽畜养殖等),覆盖农业产业链的种养、销售采购、物流运输、安全回溯等多个环节。 从功能角度,农业生态信息智能化物联网应用系统由传感控制器网络系统和云服务控制中心构成。 传感控制器网络的核心部分是无线网关。该设备基于支持多天线超高频无线通信和有线通信模式,支持10M/100M/1000M以太网通信,支持WLAN/GSM/GPRS/3G无线通信。采集器和控制器可以使用有线或无线的方式连接到网关上,形成完整的农业现场传感器控制网络系统。 5 UHF无线通信技术 常用的无线通信包括3G/GPRS、蓝牙、WiFi、红外传输(IrDA)、ZigBee、SRD UHF等。这些通信方式各有特点,或基于传输速度、距离、耗电量等的特殊要求,或着眼于功能的扩展性,或符合某些单一应用的特别要求,或建立竞争技术的差异化等。 6 正交频分复用技术OFDM原理 正交频分复用技术OFDM是多载波调制的一种。其主要思想是:将信道分成若干正交子信道,将高速数据信号转换成并行的低速子数据流,调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开,这样可以减少子信道间相互干扰ISI。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽,因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落,从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分,信道均衡变得相对容易。 7 跳频通信技术原理 跳频是最常用的扩频方式之一,其工作原理是指收发双方传输信号的载波频率按照预定规律进行离散变化的通信方式,也就是说,通信中使用的载波频率受伪随机变化码的控制而随机跳变。 近50年来,中国农业走过了一条高投入、高产出、高速度和高资源环境代价的道路。目前,我国农业水平和以生产效率高、经济效益好、技术密集与可持续发展等为主要标志的现代农业相比,存在较大的差距。2013年4月,国家农业部余欣荣部长视察天津农业工作时曾提出:“党的十八大提出了‘四化同步’发展战略,其中工业化是引领,城镇化是动力,农业现代化是基础,信息化是灵魂。” 作者单位 天津机电职业技术学院 天津市 300131 智能农业论文:智能中文农业垂直搜索引擎体系的架构与实现 摘要:针对互联网农业信息的多样性、复杂性以及我国“三农”的特殊性,研究并实现了智能中文农业垂直搜索引擎AgriRoom,介绍了AgriRoom的体系架构和系统实现中涉及到的关键技术:基于网页分类和多元线性回归分析的信息过滤技术、物理存储模式的分页式倒排索引技术、基于随机索引和潜在语义分析的语义检索模型。该系统目前已投入使用,取得了较显著的应用效果。 关键词:农业信息;垂直搜索引擎;体系架构 20世纪90年代初,搜索引擎开始应用于农业领域,多由商业公司开发,也有一些是由组织机构和政府部门研发的。从搜索引擎的质量来看,组织机构、政府部门开发和维护的农业搜索引擎的质量高于商业公司,主要是因为政府部门和组织机构都是农业相关部门,拥有先天优势。典型代表有美国农业网络信息中心(AGNIC)与美国普林斯顿建立的Agriscape Search等[1]。2007年,中国首个农业垂直搜索引擎――“农搜”上线,是目前全球数据量最大的中文农业垂直搜索引擎,其实现了“全文检索+语义检索”的智能检索功能[2]。同年上线的“华农在线”利用自然语言语义分析技术实现了信息处理的应用和在农业行业的垂直搜索。与此同时,我国还出现了一些提供农业信息搜索功能的网站。随着搜索引擎技术的发展,面对我国“三农”的特殊性以及互联网农业信息的多样性和复杂性,许多问题需要探讨,本研究构建了智能中文农业垂直搜索引擎AgriRoom,并从体系的架构、信息过滤、物理存储模式以及语义检索模型等方面进行了介绍,为构建智能中文农业垂直搜索引擎奠定了基础。 1 智能中文农业垂直搜索引擎体系的架构 课题组基于前期研究成果设计并实现了一个功能完备的智能农业垂直搜索引擎AgriRoom,其体系架构如图1所示。AgriRoom作为专注于互联网农业信息的垂直搜索引擎,从初始的种子站点到主题词库等都体现了农业特性,同时系统还具有专门的信息过滤模块筛选与农业相关性高的网页,从而既可以节约存储空间,又保证了信息的准确性。同时,为后期高效地检索打下良好的基础及保证系统的查准率和查全率,AgriRoom采用基于双索引库模式的潜在语义检索方式。首先,系统利用索引模块建立高效的分页式倒排索引库;然后,利用检索模块将其转换为双重语义空间,为后面的语义检索作准备。体系的架构图见图1。 1)专业网络蜘蛛[1]从农业种子站点列表中获得网页的URL,如果该地址不在舍弃URL队列中,则对互联网中相应的Web服务器进行网页抓取,并解析抓取的网页,提取该网页中的超链接信息和网页内容信息送信息过滤模块。然后,网络蜘蛛再继续抓取下一个网页进行同样的处理。 2)信息过滤模块接到专业网络蜘蛛送来的已解析页面后,根据农业主题词库中的主题词及其权值,分析该页面的内容是否与农业主题相关、是否是垃圾网页或导航页面。如果页面与农业主题相关度比设定的阈值低或页面为垃圾页面,则将此页面的URL送入舍弃URL队列。否则,将页面送入索引模块准备建立索引,同时,还将该页面存入农业网页数据库中。 3)索引模块将获得的页面信息,进行相应处理后,建立分页式倒排索引并存入索引库[3]中。 4)当所有抓取的页面都被索引后,检索模块读取分页式倒排索引库中的索引,通过随机索引[4]和潜在语义分析[5]建立较高效的双重语义空间。 5)用户输入查询条件后,检索模块对其进行解析和处理,转换为标准的查询语句;检索模块将查询语句和语义空间中的信息进行语义分析后,获得查询结果。最后,形成结果页面返回给用户。 2 智能中文农业垂直搜索引擎体系的关键技术 AgriRoom的实现需要综合应用多项技术,除了常规的网页抓取[1]、中文分词技术[6]外还涉及到了3项关键技术:信息过滤技术、分页式倒排索引技术以及语义检索技术。 2.1 信息过滤 为了有效地减小索引规模和提高系统效率,AgriRoom采用了一种基于网页分类技术和多元回归分析[7]的信息过滤模型如图2所示。整个工作流程可以分为训练过程和测试过程。在训练过程中,训练集实例经过预处理(文本抽取、中文分词)、抽取特征项、向量表示后,构建多元线性回归的数学模型,最后进行回归分析获得回归方程;在信息过滤过程中,每一个待过滤的中文网页经过预处理、向量表示后,代入多元回归方程中,判定该网页是否为农业网页。 从图2可以看出,构建该信息过滤模型的关键因素包括:建立训练集、网页预处理、特征选择算法、多元线性回归分析: 1)建立训练集。训练集是研究的起点和基础,但是与众多的面向英文的标准网页训练集相比,标准的中文网页训练集的起步很晚。到目前为止,只有一些中文文本训练集,还没有出现标准的中文网页训练集。为了解决该问题,动员100个学生手工在互联网上采集农业网页50 000张,其中,35 000张作为训练集,15 000张作为测试集;然后,以百度作为网络蜘蛛的种子站点,在互联网上随机抓取 12 000张网页,人工挑出7 000张非农业网页,其中的4 000张作为训练集,3 000张作为测试集。通过反复测试,最终确定训练集实例用于信息过滤。 2)网页预处理。网页预处理过程主要包括网页正文抽取;借助于中文分词工具对抽取后的文本进行中文分词;对分词后的结果建立索引。 3)特征选择算法。特征词不但是用来建立回归模型的因子,也是区分农业网页和非农业网页的最关键因素,特征词选取方法将对模型的识别效果产生重大影响。文本在深入研究了中文网页分类中典型的特征词提取方法的基础上,结合实际应用提出了一种新的特征词选取方法,其步骤如下: a.从农业训练集索引文件中获取农业训练集分词结果集合Term1(t1,t2,…,tn)和对应文档频率集合Df1(df1,df2,…,dfn); b.从非农业训练集索引文件中获取非农业训练集分词结果集合Term2(t1,t2,…,tm)和对应文档频率集合Df2(df1,df2,…,dfm); c.从集合Df1中查询Term1中所有词条ti的文档频率,记为ny_dfi,再从集合Df2中查询词ti的文档频率dfi,记为fny_dfi,计算词条ti在农业训练集和非农业训练集中文档频率差值的绝对值C,即C=ABS(ny_dfi-fny_dfi)。对词条ti按C值逆序排序,选取C值大于预先设定的阈值的词条ti为区分农业网页和非农业网页的特征词。通过分别比较不同分词工具的特征词选取结果,最终确定了前100个特征词(表1)。 4)多元线性回归分析。多元回归分析[8]是一种处理自变量与因变量的统计相关关系的一种数理统计方法。虽然自变量和因变量之间没有确定性的函数关系,但可以设法找出最能代表它们之间关系的数学表达形式。回归分析有很广泛的应用,例如经验公式的求得、因素分析、产品质量的控制等。在进行中文农业网页识别过程中,利用获得的前40个特征词和MATLAB进行多元线性回归分析,最终获得可用于分类的回归方程,即分类器:y= -0.368 4+0.187 4x[0]+0.210 4x[1]+0.202 4x[2]+0.125 8x[3]+0.364 2x[4]+0.188 2x[5]+0.135 7x[6]+0.083 7x[7]+0.126 8x[8]+0.045 5x[9]+0.061 6x[10]+0.053 8x[11]+0.105 0x[12]+0.097 0x[13]+0.404 0x[14]+0.071 1x[15]-0.018 4x[16]+0.076 1x[17]-0.372 7x[18]+0.118 8x[19]-0.098 9x[20]+0.078 7x[21]+0.065 8x[22]-0.088 4x[23]-0.054 9x[24]-0.028 5x[25]+0.047 5x[26]-0.083 6x[27]+0.036 6x[28]-0.134 3x[29]+0.003 4x[30]+0.004 5x[31]+0.034 4x[32]+0.045 6x[33]+0.020 3x[34]+0.038 0x[35]-0.063 9x[36]-0.026 6x[37]+0.092 7x[38]-0.083 2x[39]。 式中的x[i]为第i个特征词的对应值,若该词在网页中出现了,x[i]的值为1,否则为0;最终计算出的y值如果大于0,说明网页为农业网页,否则不是农业网页。 2.2 分页式倒排索引 为了解决常规倒排索引的检索效率低、不易更新等缺点[9],AgriRoom采用一种分页式倒排索引结构(图3)。该倒排索引的存储模式采用数据库与磁盘文件混合存储,只将文档集合D存入数据库中而将词条集合T和倒排索引集合IT存入磁盘文件中。为了提高检索速度,AgriRoom将倒排索引散列为100份。每个文件夹下有3个文件,分别是IND、SITES和URLS,均为顺序文件。其中,IND文件中存储了每个词条在SITES文件中的偏移量(SitesOffset),包含该词条的站点个数(SiteCount)、该词条的文档个数(UrlCount)以及词条在文档集合D中出现的总次数(TotalCount)。SITES文件中存储了词条在各站点(Site_ID)倒排索引中的偏移量(UrlsOffset)。URLS文件存储词条的倒排索引并按照Site_ID聚合。 为了提高倒排索引的检索和更新效率,倒排索引文件在磁盘中以分页方式存储[10]。为了减少文件页内碎片,AgriRoom将倒排索引集合IT存入多个文件中,每个文件具有不同页大小,并在配置文件中指定每个文件的路径、文件名以及页大小(页大小是文件系统页大小的整数倍)。每个倒排文件有一个头页(HeadPage)和若干个数据页(DataPage)。在头页中存储该文件的页大小(PageSize)、页个数(PageCount)以及下一个空闲页的页号(NextFreePageNo)。在数据页中存储该页的页号(PageNo),如果单个词条的倒排索引数据长度大于数据页的大小则存储下一个数据页的页号(NextPageNo)、索引长度以及索引数据。一个数据页中最多只能存一个词条的倒排索引数据。由于HASH数据结构在内存中的等值查找性能最好,所以词条集合T和倒排索引集合IT在内存中以HASH数据结构存储以提高检索效率。倒排文件和词典文件在磁盘和内存中的结构如图4所示。 2.3 基于双重语义空间的语义检索模型 检索技术是智能中文农业垂直搜索引擎实现高效检索的核心技术之一,针对语义检索的现状和存在的问题,AgriRoom采用了一种新型的基于双重语义空间的语义检索模型[11]。该检索模型的基本思路是将检索过程分解为两个阶段:①利用改进后的随机索引技术[11]生成农业测试集的文档空间和词空间,然后获得查询句的语义向量,与文档空间中的向量进行比较,获得初选文档列表;②利用潜在语义分析技术生成文档空间的文档相似度矩阵[12],利用文档间的相似度值,对初选文档列表中大于指定阈值的文档查找相关文档,并更新文档列表,最终获得结果列表返回给用户。AgriRoom的语义检索模型见图5。 3 系统的实现 基于系统的总体设计和相关研究成果,课题组构建了功能完备的智能中文农业垂直搜索引擎AgriRoom。从种子站点开始抓取互联网中的相关网页,并经过信息过滤后,建立农业网页数据库和分页式倒排索引库,再经过进一步的语义分析后,建立语义索引库,最终能够为用户提供方便、准确的农业信息检索服务。 3.1 开发环境与工具 系统开发的硬件环境为:64位曙光刀片服务器,其主要配置为4 GB内存,260 GB硬盘容量;软件配置为:Redhat Linux操作系统,其内核为2.6.31.5-127.fc12.i686.PAE,编译器为GCC 4.4.2,Web服务器为Apache 2.x。系统的后台数据库为:MySQL。 4 小结 面对海量的互联网信息资源,如何快速而有效地获取个性化的农业知识和信息资源成为数字农业迫切需要解决的问题。智能中文农业垂直搜索引擎的出现将有效解决农业信息“迷航”问题。因此研究构建了智能中文农业垂直搜索引擎的关键技术,提出了基于网页分类和多元线性回归分析的信息过滤技术、分页式倒排索引技术以及基于随机索引和潜在语义分析的语义检索模型。最终,构建了功能完备的智能中文农业垂直搜索引擎AgriRoom。经过实际应用证明,该系统能够为用户提供方便、准确的农业信息检索服务。 智能农业论文:基于NRF905的智能农业无线通信系统设计 摘 要:智能农业是农业领域推出的第一代拥有自主知识产权的远程环境监测系统。它是通过光照、温度、湿度等无线传感器,对农作物温室内的温度、湿度信号以及光照、土壤含水量、CO2浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数进行实时采集,自动开启或者关闭指定设备(如远程控制浇灌,开关卷帘等)。同时在温室现场布置摄像头等监控设备,实时采集视频信号。用户通过电脑或智能手机终端,随时随地观察现场情况,查看现场温湿度等数据和远程智能调节指定设备的运行状态。现场采集的数据,为农业综合生态信息检测,对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依据。前端设备支持多种传感器的接口,同时支持音频,视频功能,可以有效的为农业专家提供第一手的现场专业数据。 关键词: 智能农业;无线传感器;远程监控;实时采集 一、物联网概述 (一)物联网技术的背景 物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮,物联网技术被誉为全球一个新的经济增长点,国家和政府部门非常注重物联网产业的发展,据新华社报道,在各省启动的十二五规划中,有23个省份将物联网作为重要的发展目标。 物联网(The Internet of things)是指通过射频识别(RFID)、传感器、全球定位系统(GPS)、二维码等信息感知设备,按约定的协议连接起来,通过有线或无线网络的组织模式进行信息交换和通信,以实现智能化识别、数据采集、智能控制、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 物联网技术在农业中的应用,既能改变粗放的农业经营管理方式,也能提高动植物疫情疫病防控能力,确保农产品质量安全,引领现代农业发展。 农业物联网是将大量的传感器节点构成监控网络,通过各种传感器采集信息,以帮助农民及时发现问题,并且准确地确定发生问题的位置,这样农业将逐渐地从以人力为重心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和技术为中心,大规模地使用各种自动化、智能化、远程控制的设备的生产模式。 短距离无线数据通信系统一般情况下由终端节点、通信系统节点及管理器节点组成,其系统结构框图如图1所示。 (二)智能农业系统的功能介绍 物联网智能农业平台系统由前端数据采集系统、无线传输系统、远程监控系统、数据处理系统和专家系统组成,其各部分系统功能介绍如下: 1.智能农业数据采集系统 数据采集管理系统主要负责温室内部光照、温度、湿度和土壤含水量等传感器采集的数据以及视频监控数据的采集和管理。可为用户在电脑与手机终端上实时、直观的展示采集到的数据。用户可以在平台上查看自己需要的数据,包括实时数据采集、历史数据管理,以及为用户提供自定义打印报表,提供各种汇总统计信息,对数据库备份等服务,从而方便的得到数据信息,辅助决策等。 实时采集的数据主要为各类传感器采集的数据和视频监控采集的现场视频数据。温度包括空气温度、浅层土壤温度(土下2cm)、深层土壤温度(土下5cm);湿度主要包括空气的湿度、浅层土壤含水量(土下2cm)、深层土壤含水量(土下5cm)。传感器采集数据的上传采用ZigBee无线传输模式,ZigBee发送模块将传感器的采集数据传送到ZigBee节点上。 用户可以在农业物联网平台上或通过手机终端等查看现场的实时采集的数据,并且在界面上可显示实时采集数据的曲线图。 2.智能农业视频监控系统 视频监控系统采用高精度摄像机对农田或大棚等进行视频监控,系统清晰度和稳定性等参数均符合国内相关标准。 在大棚内安装视频监控系统,平台将视频监控文件进行处理传给后台管理子系统,可在微机终端进行查看,后台管理系统将视频监控文件进行处理通过WAP方式利用手机终端进行查看。企业管理层或相关管理结构负责人可通过手机视频来了解农业示范区现场动态情况。系统可以通过视频监控植物的成长过程(实时、录像)供远程学习。 3.智能农业预警系统 当采集数据超过系统预先设置的限制是,将开启系统报警功能,并发送短信告知相关管理人员,便于对农作物生产的管理。 4.智能农业设备远程控制系统 设备远程控制系统主要有控制设备和相应的继电器控制器控制电路组成,通过继电器可以自由控制各种农业生产设备,包括喷淋、滴灌等喷水系统和卷帘、风机等空气调节系统等。用户可通过电脑或手机终端对设备直接操控,完成日常工作。 二、NRF905的概述 (一)NRF905概述 NRF905单片无线收发器是挪威Nordic公司推出的单片射频发射器芯片,工作电压为1.9-3.6V,32引脚QFN封装(5mm×5mm),工作于433/868/915MHz 3个ISM频道,频道之间的转换时间小于650us.自动产生前导码和CRC校验码,可以很容易通过SPI接口进行编程配置。[8] 外围器件连接简单,无需外部SAW滤波器。芯片内部本身附带功率放大器、频率合成器、调制器和晶体振荡器等部分,其中输出功率以及通信频道可通过编写程序进行配置。从NRF905的芯片手册中查到,其功耗十分小,当以10dBm 的功率发射时,工作电流仅有 30mA,同时支持多种低功率工作模式,待机模式下电流仅为12.5μA,节能设计更加方便。 (二)工作原理 该系统主要是实现的是点对点无线收发数据的过程,单片机将地址和数据写完后,就要控制NRF905无线收发模块将接收到的数据发送出去,NRF905发送模式会自动产生字头和CRC校验码,当发送过程完成后,数据准备好引脚(即DR)通知单片机数据发送完毕。下面是NRF905发送数据的流程:(1)当单片机发送数据的时候,根据时序图将要发送的数据以及接收机的地址通过SPI接口传送给NRF905,SPI接口的速率在通信协议和期器件配置时已经确定;(2)通过单片机置高TRX_CE和TX_EN,激发NRF905的射频发送(ShockBurstTM)模式;(3)NRF905的ShockBurstTM发送;(4)若单片机将AUTO_RETRAN寄存器设置为高电平时,此指令表明需要再次发送数据,NRF905无线模块将实施重发,持续到STC89C516RD+单片机将TRX_CE变为低电平为止;(5)当TRX_CE被置低时,表示NRF905发送数据过程完成,芯片将自动进入空闲模式。[14] 三、系统硬件设计 节点硬件结构。本系统的通信底板以STC89C516RD+单片机为核心,通过Altium Designer软件自行设计通信子系统的PCB板,将NRF905无线收发模块安放在预先设计好的的系统板上。串口电路部分采用MAX232芯片,外围搭建光照强度传感器、温度传感器、湿度传感器等,硬件结构简单,性能稳定,同时有效的节约了成本。 四、系统运行流程 软件构架。本系统工作时首先节点1先设定为发送模式,通过外接各种传感器将采集到的数据传送数据给节点2,然后等待节点2接收,当节点2得到正确的数据之后,又将反馈信息发送给节点1,当节点1得收正确的反馈信息之后,系统板上的LED灯将会点亮,则说明发送接收成功。 五、运行结果 系统硬件连接实物图如图2所示。 数据收发完全正确,其结果显示如图3所示。 短距离无线数据业务以其低功耗、数据传输可靠、信息容量大等特点正被应用到广阔的应用领域。本文首先对其发展前景和应用现状及无线通信系统的广泛应用进行了概述,重点是对本课题所采用的STC89C516RD+型单片机与无线收发模块NRF905,再使用LCD液晶显示器进行实时显示来完成NRF905的无线通信系统设计,同时对短距离无线通信技术的结构特点进行了较为详细的论述,对其发展前景也进行了深入的研究。 无线通信技术,正在迅猛发展并广泛应用于各个领域。本文对其在盲区无线智能通信系统中的应用作了一些有益的研究并取得了一些成果,但仍有许多问题可待进一步的研究解决。(1)提高节点集成化,缩小体积。本文制作完成的节点是由微控制系统板和射频通信板组成的,体积较大。在以后的电子技术发展中可以同时将射频通信系统和微控制系统以及一些相关应用集成到同一芯片上,将会极大缩小节点体积。(2)能耗管理智能化研究,进一步降低能耗。本文所作研究对能耗管理方面通过采用系统定时休眠来达到节能的目的。进行能耗管理提高系统自身运行的稳定性,延长系统的使用时间,最终提高了系统自身的应用效益。 利用无线传感器网络实现数据传输是农业环境测控系统通信问题的有效方法。将无线传感器网络技术的农业系统环境信息采集与监测控制系统用于农业环境数据的接收、实时显示和存储,并通过无线方式实现与远程管理中心的通信,成功地解决了传统农业下的各种问题,无线传感器网络技术必将更大更广阔的农业领域中发挥越来越重要的作用。 [作者简介]葛付伟,南开大学滨海学院电子科学系,教师;毛建新,南开大学滨海学院电子科学系,本科在读。 智能农业论文:基于ZigBee技术的智能农业大棚的研究 【摘要】智能农业控制通过实时采集农业大棚内温度、湿度信号以及光照、土壤温度、土壤水分等环境参数,自动开启或者关闭指定设备;可以根据用户需求,随时进行处理。本文提出了利用ZigBee技术进行无线传感的智能农业大棚设计,为农业生态信息自动监测、对设施进行自动控制和智能化管理提供科学依据。 【关键词】ZigBee;智能;农业大棚;物联网 一、概述 “物联网”被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。业内专家认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。 智能控制是为了达到节能、舒适、便利的目的,要求对市政、家庭、农业等的智能控制和监视制定细致的策略和方案。但是,传统的智能控制系统由于很多因素的制约,很难达到要求。为了解决这些问题,业界尝试了很多办法,但基本上都属于封闭式的,多采用私有协议,彼此间难以互通,导致结构不透明,灵活性、扩充性不佳。从长远看,智能控制系统的发展趋势是走向开放,尤其是智能控制与互联网的融合是其中一个重要发展趋势。 二、智能农业大棚的应用分析 通过对农业大棚内的温湿度信号、光照度以及土壤的水分等参数的采集,能够根据用户设定的参数,自动开启或关闭设备,来达到大棚内的参数平衡。这样,可以实现农业生态信息的自动监测,对大棚内设施进行自动控制和智能化管理。 大棚监控及智能控制解决方案是通过光照、温度、湿度等无线传感器,对农作物温室内的温度,湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、CO浓度等环境参数进行实时采集,自动开启或者关闭指定设备(如远程控制浇灌、开关卷帘等)。在每个智能农业大棚内部署空气温湿度传感器2只,用来监测大棚内空气温度、空气湿度参数;每个农业大棚内部署土壤温度传感器2只、土壤湿度传感器2只、光照度传感器2只,用来监测大棚内土壤温度、土壤水分、光照度等参数。所有传感器一律采用直流24V电源供电,大棚内仅需提供交流220V市电即可。 每个农业大棚园区部署1套采集传输设备(包含中心节点、无线3G路由器、无线3G网卡等),用来传输各农业大棚的传感器数据、设备控制指令数据等到internet上与平台服务器交互。 在每个需要智能控制功能的大棚内安装智能控制设备1套(包含一体化控制器、扩展控制配电箱、电磁阀、电源转换适配设备等),用来传递控制指令、响应控制执行设备。实现对大棚内的电动卷帘、智能喷水、智能通风等行为的实现。 三、系统架构研究 1、总体架构 系统的总体架构分为传感信息采集、视频监控、智能分析和远程控制四部分。 2、传感信息采集分析: 数据采集系统,主要负责温室内部光照、温度、湿度和土壤含水量以及视频等数据的采集和控制。数据传感器的上传采用ZigBee无线传感模式。 传感器的数据上具有Zigbee模式和RS485模式两种,RS485模式中数据信号通过有线的方式传送,涉及大量的通讯布线。而在Zigbee传输模式中,传感器数据通过Zigbee发送模块传送到Zigbee中心节点上,用户终端和一体化控制器间传送的控制指令也通过Zigbee发送模块传送到中心节点上,省去了通讯线缆的部署工作。中心节点再经过边缘网关将传感器数据、控制指令发送到上位机的业务平台。用户可以通过有线网络/无线网络访问上位机系统业务平台,实时监测大棚现场的传感器参数,控制大棚现场的相关设备。Zigbee模式具有部署灵活、扩展方便等优点。所以,在这里我们采用的是Zigbee模式。 3、控制系统分析: 控制系统主要由一体化控制器、执行设备和相关线路组成,通过一体化控制器可以自由控制各种农业生产执行设备,包括喷水系统和空气调节系统等,喷水系统可支持喷淋、滴灌等多种设备,空气调节系统可支持卷帘、风机等设备。 采集传输部分主要将设备采集到的数值传送到服务器上,现有大棚设备支持3G、有线等多种数据传输方式,在传输协议上支持IPv4现网协议及下一代互联网IPv6协议。 业务平台负责对用户提供智能大棚的所有功能展示,主要功能包括环境数据监测、数据空间/时间分布、历史数据、超阈值告警和远程控制五个方面。用户还可以根据需要添加视频设备实现远程视频监控功能。数据空间/时间分布将系统采集到的数值通过直观的形式向用户展示时间分布状况(折线图)和空间分布状况(场图)、历史数据可以向用户提供历史一段时间的数值展示;超阈值告警则允许用户制定自定义的数据范围,并将超出范围的情况反映给用户。 四、智能农业大棚主要功能 1、数据采集 能够对智能农业大棚内的数据进行无线采集,可以采集内部的温湿度、光照、以及土壤的水分等参数。 2、视频监控 用户能够实时地通过电脑或手机进行监控,观察大棚内作物生长状况。 3、数据存储 系统能够对历史数据进行保存,以便日后对这些数据进行分析,方便日后查询。 4、数据分析 系统将采集到的数据进行曲线图或柱状图分析,生成报表,根据分析后的数据,可以由此判断出在什么条件下更适宜农作物的生长,为以后种植的提供依据。 5、远程控制 只要能够联网,在任何时刻都可以对大棚内的设备进行远程控制,以调节内部的参数。 6、超限报警 用户可以自行设置超限值,当参数越过超限值时,可以通过监控器或手机进行实时报警,以便及时提醒用户。 五、结束语 随着物联网的普及,智能农业大棚将会在以后扮演越来越重要的角色。对农业生产起着非常重要的作用,同时也会推动农业经济的发展以及农业信息化的发展。
自动化控制论文:刍议智能化技术在电气工程自动化控制中的应用 摘 要:随着科学技术的不断进步,在我国电力行业中逐渐发展起智能化技术。作为近年来兴起的高新技术,智能化技术是采用计算机技术和人工智能理论进行结合的一种技术。虽然该技术的发展时间还比较短,但因其自身的优势,已在我国各个领域中得到广泛的应用。本文首先概述智能化技术及其在电气工程自动化中应用现状,并对电气自动化控制系统的设计原则与思想及应用进行探讨。 关键词:自动化控制;智能化技术;电气工程 随着我国社会经济的不断发展,也带动了部分与电力相关行业的快速发展。智能化技术的发展已成为电力行业发展的重要标志。目前,随着智能化技术的不断进步,推动了电气工程自动化控制技术的不断发展。随着智能化技术在电气工程自动控制中的广泛应用,大大推动了电气设备的智能化发展,并有效提高了电气工程自动化控制系统的稳定性与安全性,从而促进我国供电企业的发展。 1 智能化技术 智能化技术是计算机技术中一种重要的分支,其研究重点是通过计算机编程与设计来实现信息的收集、分析、判断及自动识别文字图像等能力,以帮助人类在解决生活、工作中的各种问题。智能化技术是一种将计算机技术、gps定位技术及精密传感技术等进行综合应用的技术。通过应用智能化技术,能有效改善操作者的工作环境,并降低其劳动强度,对操作者的工作效率与质量能起到有效的提高作用[1]。另外,智能化技术在危险性较高的施工领域中应用,从而有效提高危险性施工的安全性。在电气工程自动化中,智能化水平与自动化程度得到有效的提高,不仅降低了设备的维护成本,还能有效提高其可靠性,从而实现设备的智能化操作。 2 在电气工程自动化中智能化技术的应用现状 2.1 电气产品的设计 智能化技术能有效优化电气设备的设计,该优化过程是一个复杂的过程,既要运用到电机电气设备、电路及电磁场等方面的知识,还要求设计者必须要具备过硬的专业素质与丰富的工作经验。在传统的电气产品设计中,主要是依靠设计者的经验进行手工式的设计,导致电气产品的设计出现一定的不合理性与局限性,不利于电气产品的全面发展。随着计算机技术的不断进步,其在电气设备中的应用越来越广泛,从而有效缩短产品的开发周期,且能有效提高产品的准确性与科学性。通过引进智能化技术,能有效提升电气产品的设计效率与设计质量[2]。 2.2 智能化控制 智能化技术在数据信息的收集与处理、运行管理、操作控制、运行监控、画面显示、故障录波、在线分析及参数的修改与设定上得到有效的应用,并实现这些方面的智能化控制,而部分控制功能于电气自动化系统中应用非常广泛。 2.3 智能化技术在电气工程自动化控制中的发展 智能化技术的研究与开发是电气自动化系统控制的主要方向,其主要进行电子电气技术信息的收集和处理,在电气工程自动化控制中得到广泛的应用,且具有较强的实用性与适应性。智能化技术作为计算机技术中的重要分支技术,其在电气工程自动化控制中的取得一定的成功,且已成为电气工程技术发展的主要方向。 3 电气自动化控制系统的设计原则与思想 3.1 设计原则 电气自动化控制系统的设计原则就是要实现最大化的满足生产工艺与机械设备对电气控制的要求。其要求就是电气设计的主要依据,要求以检测元件与工作循环图等形式进行提供,对于要求调速的设备,还要给出相应的调速指标。另外,在适应控制要求的基础上,要求设计方案必须要具有简单性与经济性。同时要有效处理好电气设备与生产工艺之间的关系,并从设计要求、结构以及设计成本上进行两种关系的协调,并选用合理的电器元件,从而保证电气设备的安全性与可靠性。 3.2 设计思想 电气自动化控制系统的设计思想就是要实现集中式的监控,且设备运行维护方便,对控制站的防护要求较低,且系统的设计难度较低等。但这样的设计思想就要求将系统中的各种功能集中到相同的处理器上进行处理。因此,该处理器上的处理任务非常繁重,从而对处理器的速度造成极大的影响。而远程监控的优点就是能有效节约大量的材料、安装费用,且可靠性与实用性较高。目前,现场总线监控方式在电气工程自动化系统中的应用越来越广泛,且智能设备的安装,可直接连接监控系统通信,从而起到降低安装成本与工作量。同时,现场总 线监控的功能具有独立、灵活、可靠性,也是电气工程自动化系统未来的发展趋势[3]。 4 在电气工程自动化控制中智能化技术的应用 4.1 智能控制 在电气工程自动化控制中应用智能化技术,能有效实现电气工程控制的远程化、自主化、高效化及无人操作化,从而为智能化技术的发展提供了一个良好的平台。目前,智能化控制技术在电气自动化技术中的普遍应用已充分将智能化技术的优势充分地体现出来,并为该技术在社会各领域发展中提供良好的基础。 4.2 优化设计 在传统的电气工程自动化系统控制中,也会经常涉及到电气设备的设计,但由于电气设备的设计程序非常繁琐,并对设计人员的专业技术与工作经验要求比较高,且需要结合电气、电磁力等知识进行系统的设计。因此,传统中的自动化系统主要是由设计者依据经验进行手工设计的,不仅达标率非常低,且系统维护、修理难度比较大。随着科学技术的不断发展,现阶段的设计方案都是利用计算机辅助软件与cad辅助设计完成的,不仅能有效缩短设计时间,还能有效提高设计方案的使用性能与质量。在优化设计中应用遗传算法是智能化技术的具体形式,其在先进性与实用性上的功能比较强大,从而实现设计方案的有效优化[4]。 4.3 故障诊断 电气工程自动化系统在长期的运行中,电气设备出现故障现象是无可避免的,而在电气设备故障发生前,通常都会出现一系列与故障有关的征兆,因此需要采用有效的措施进行及时、有效的处理。而智能化技术的应用,就能对系统中的故障进行有效、准确、全方位的诊断。由于变压器是电气设备的组成部分,对电气设备的正常运行均有重要的意义。因此,电气设备监测人员要加强对其运行情况检测的重视,且要加强对设备的定时与不定时检测与维修。但电气故障由于长时间的运行,其故障的产生是无可避免的,因此,必须要及时、准确地找出故障部位与故障原因,并进行及时、有效的检修,以将电气故障引起的损失降低最低。而智能化技术无疑是检修故障的最佳选择。在运用智能化技术诊断变压器故障时,最重要的诊断方法则是分析变压器渗漏油的分解气体,以快速、有效地找出变压器故障的大体位置,并根据大体的位置逐渐缩小范围进行寻找,直到找到故障的具体位置,从而进行有效的检修[5]。通过智能化技术的应用,不仅能有效减少对故障的诊断与检修时间,还能有效预防故障对电气设备造成严重的损害,还提升电力设备的运行效率。 5 结束语 综上所述,随着科学技术的不断进步,人工智能技术越来越成熟,随着该技术的广泛应用,各种施工均实现了智能化。因此,在电气工程自动化中运用智能化技术,能有效促进企业的生产,从而有效促进企业的健康发展。 自动化控制论文:煤矿通风系统中对自动化控制技术的应用 【摘要】随着我国社会经济的快速发展和工业的不断进步,对矿产资源的需求越来越大。我国是产煤大国,同时,对煤炭的消耗量也很大。因此,政府对于煤矿的供需问题、管理问题都给予了高度的重视,加上我国每年发生瓦斯爆炸事故的概率比较频繁,基于对矿工人身安全负责的问题,经过不断研究,发现瓦斯爆炸等事故的发生与煤矿通风系统的不合理性密切相关。因此,完善煤矿通风系统成为现阶段一个重大的研究课题,将先进的自动化控制技术运用到煤矿通风系统,是促进其合理化的一个重要途径。本文通过介绍煤矿通风系统的重要性以及自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用,对整个通风系统的控制流程加以阐述,推动煤矿通风系统的不断趋于成熟和完善。 【关键词】煤矿通风系统;自动化控制技术;应用 煤矿通风系统的完善性是加强煤矿安全生产的关键手段,将自动化控制技术积极应用到煤矿通风系统中,对煤矿的通风状况进行监管与控制,及时做出相应的调节,可以加强矿井通风的效果,可降低瓦斯爆炸等灾害事故的发生,对灾害的发生也可以做出预警,从而,为煤矿的安全生产提供保障。 一、煤矿通风系统的重要性 我国是产煤大国,也是煤炭消耗大国,煤炭资源的生产和利用在很大程度上直接影响着国民经济的发展。因此,煤炭生产的安全性管理也显得颇为重要。其中,对煤矿安全生产影响最大的因素就是煤矿通风系统的设计。煤炭通风系统是保障矿井工人安全的必要措施,为了使他们在井下能够用正常呼吸,利用通风机为井下矿工输送空气,由于井下有很多浓度较高的有害气体,通风系统还可以稀释这些有害气体,直到这些气体的浓度达到安全值。为了提高矿井工人对井下环境的适应能力,通风系统的另一个功能就是将井下的水蒸气和热量排出来,为矿工提供相对适宜的作业环境。 煤矿通风系统的合理性还可以大大降低瓦斯爆炸事件和火灾等事故的发生,也可以增强矿井的抗震、抗灾性能。每年因为瓦斯爆炸事故所带来的人身伤亡和经济损失是十分重大的,国家制订了一系列保障矿井工人生命安全的条例和措施,对井下空气质量和空气含量的指标都越来越严格,为井下的卫生条件和空气质量的改善也会起到积极作用,改变矿井内的空气成分,增加空气的含氧量,降低二氧化碳的浓度,稀释矿尘和有害气体的浓度,使整个矿井内空气的气压、温度和湿度都发生了改变。努力为矿工提供相对舒适的工作环境,确保井下通风的质量,对矿工自身的身体健康状况也提供了有力的保障。 二、煤矿通风系统中应用自动化控制技术的必要意义 随着技术的不断进步,煤矿通风系统通过自动化控制技术来实现煤矿的安全生产,提高煤矿生产的可靠性和管理水平。构建煤矿通风自动化控制体系,实现自动化监管和无人值班,不仅提高了工作效率,还节约了人力资源。 现阶段我国煤矿通风系统的合理性还不够完善,自动化设备的使用大多比较分散、陈旧,这些因素对煤矿通风系统的安全性、可靠性造成了直接的影响,对故障等的记录不准确、也无法实现对设备的自我诊断,不能对整个通风体系做到监控管理,并作出相应的调节,降低了通风系统的稳定性和安全性。因此,在煤矿通风系统中应用自动化控制技术具有重大的必要意义,利用先进的科学技术,使煤矿通风系统和安全生产管理不断趋于完善,是至关重要的。 三、自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用 (一)自动化控制技术的含义 自动化控制技术通过通信网络,运用计算机,对控制原件和设备进行统一的检测和管理,这些元件都带有通信接口,为实现智能化监测与控制提供了便利。其中,无线传感器的应用最为广泛。 在对井下的工作人员进行定位时,需要根据目标的移动特征来获取有效信息和数据,建立目标移动的实际路线,gps卫星定位系统的信号还无法对井下工作人员的位置进行追踪,因此,利用无线传感器中的数据编排和数据查询功能来获取定位信息,确定井下人员的移动状态,对他们的活动实行实时监控,有利于控制安全生产管理,对他们做出调度和事故预警。无线传感器中还包括多点定位网络,这样就优化了分布方式,改变了传统的单水平轴线网络的布设方式,进一步适应和满足了地下复杂的地质和开采条件。多水平的跨层网络会加强整个系统的监控性能,使布设方法更加合理化。自动化控制技术中还包含着高 度的算法设计,对系统定位信息进行核算和处理,不需要通过信号源,可以直接进行计算,降低了硬件设施的投入成本,也提高了运行效率。在4m之内,可以避免干扰信号,对井下定位的基本需求没有太大影响。高精度的系统定位算法设计内容主要包括对盲区范围、定位精度等的计算,随着计算方法的不断改进,其适应范围也逐步扩大。 (二)通风系统设计 在整个通风系统设计中,对于风量的调节是关键内容。可以通过设置变频装置,改变通风机的电机转速来调节风量的大小。另一种方法是通过改变百叶窗的角度和风门的角度调节风量。另外,采用定时控制装置,实现对井下通风机的自动控制,加置爆破开关,在爆破后就会自动通风,为保障通风系统的运行提供了可靠保障。通过检测元件,对井下空气的温度变化或者气体浓度的改变,来进项控制工作也是加强通风系统的通风效果的主要途径,但这一技术有待进一步研究和完善,也是未来煤矿通风系统中对自动化控制技术新的发展方向。 (三)煤矿通风系统中对自动化控制技术的应用原理 煤矿通风自动化控制系统要接收和传输不同的信号,对数据进行监控。依靠频分制和时分制来完成多路信号的传输,按照不同频率和不同时序一次传输信号,其中频分制是最普遍的多路信号传输方式,因其电路简单,不容易发生故障。 首先要对井下环境的状况进行深入了解,包括掌握井下气压、空气的温度和湿度,空气中成分的含量以及有毒气体的密度、浓度,这些数据的测量主要是通过传感器来完成,通过光谱法和红外线吸收来测量井下氧气和二氧化碳的浓度,测量风压的时候依靠差压变送器。对这些数据进行测量和分析,才能指导通风系统的运行。煤矿通风系统中对自动化控制技术的应用原理,如图1所示。 图1 煤矿通风系统中对自动化控制技术的应用原理 自动化控制技术应用到煤矿通风系统中,对完善通风系统的运行和加强通风效果起到了关键性的作用,安全生产和提高管理效率提供了保障。 四、结语 煤炭通风系统在整个煤炭生产和管理过程中,占据着重要的地位。通风系统对保障煤炭安全生产和矿井工人的人身安全及健康状况都具有重要的意义。降低了煤炭生产事故的发生概率,尽可能地降低经济损失,带来了很大的社会效益和经济效益。煤矿通风系统中对自动化控制技术的应用,有效地提高了煤炭通风系统的通风质量,便于对通风状况进行整体把握和调度,实现了煤炭通风系统的智能化监控与管理。自动化控制技术操作起来也简单便捷,成为通风系统技术应用中的核心内容,使煤炭通风系统不断得趋于完善。 自动化控制论文:论电气自动化控制系统的设计思想 【论文关键词】:电气自动化;控制系统;设计思想;系统功能 【论文摘要】:文章通过介绍电气综合自动化系统的功能,讨论了目前电气自动化控制系统的设计思想(以发电厂为例子),展望了将来电气自动化控制系统的发展趋势。设各智能化水平的提高使得对现场设备状况的精确掌握成为可能,通讯技术的发展则为大容量的数据传输提供了平台。在工业自动化领域,基于pc的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的采纳。 一、电气综合自动化系统的功能 根据单元机组的运行和电气控制的特点,应将发电机一变压器组和厂用电源等电气系统的控制都纳入ecs监控。其基本功能 为: 1.发变组出口220kv/500kv断路器、隔离开关的控制及操作。 2.发变组保护、厂高变保护、励磁变压器保护控制。 3.发电机励磁系统。包括启励、灭磁操作,控制方式切换,增磁、减磁操作,pss(电力系统稳定器)的投退。 4.220kv/500kv开关自动同期并网及手动同期并网。 5.6kv高压厂用电源监视、操作、厂用电压快切装置的状态监视、投退、手动启动等。 6.380v低压厂用电源监视、操作、低压备自投装置控制。 7.高压启/备变压器控制和操作(2台机共用)。 8.柴油发电机组和保安电源控制和操作。 9.直流系统和lps系统的监视。 对于发变组保护等主保护和安全自动装置,因其设备已经很成熟而且要求全部在dcs中实现其功能尚有一定难度,可能增加相当大的费用,故可以保留。但是它们与dcs间要口求接,控制采用硬接线,利用通讯方式传输自动装置信息,并可以通过dcs进行事故追忆。 二、电气自动化控制系统的设计思想 1.集中监控方式 这种监控方式优点是运行维护方便,控制站的防护要求不高,系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理,处理器的任务相当繁重,处理速度受到影响。由于电气设备全部进入监控,伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加,投资加大,长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时, 隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线,由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位,造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂,查线不方便,大大增加了维护量,还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。 2.远程监控方式 远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、,节约材料、可靠性高、组态灵活等优点。由于各种现场总线(如lonworks总线,can总线等)的通讯速度不是很高,而电厂电气部分通讯量相对又比较大,所有这种方式适合于小系统监控,而不适应于全厂的电气自动化系统的构建。 3.现场总线监控方式 目前,对于以太网(ethernet)、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中,且已经积累了丰富的运行经验,智能化电气设备也有了较快的发展, 这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性,对于不同的间隔可以有不同的功能,这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外,还可以减少大量的隔离设备、端子柜、i/0卡件、模拟量变送器等,而且智能设备就地安装,与监控系统通过通信线连接,可以节省大量控制电缆,节约很多投资和安装维护工作量,从而降低成本。另外,各装置的功能相对独立,装置之间仅通过网络连接,网络组态灵活,使整个系统的可靠性大大提高,任一装置故障仅影响相应的元件,不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。 三、探讨电气自动化控制系统的发展趋势 opc(oijeforprocess control)技术的出现,iec61131的颁布,以及microsoft的windows平台的广泛应用,使得未来的电气技术的结合,计算机日益发挥着不可替代的作用。iec61131已成为了一个国际化的标准,正被各大控制系统厂商广泛采纳。 pc 客户机/服务器体系结构、以太网和internet技术引发了电气自动化的一次又一次革命。正是市场的需求驱动着自动化和it平台的融和,电子商务的普及将加速着这一过程。internet/intranet技术和多媒体技术在自动化领域有着广泛的应用前景。企业的管理层利用标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据,也可以对当前生产过程的动态画面进行监控,在第一时间了解最全面和准确的生产信息。虚拟现实技术和视频处理技术的应用,将对未来的自动化产品,如人机界面和设备维护系统的设计产生直接的影响。相对应的软件结构、通讯能力及易于使用和统一的组态环境变得重要了。软件的重要性在不断提高。这种趋势正从单一的设备转向集成的系统。 自动化控制论文:对电力系统中运用电气自动化控制技术的探讨 目前,现代电力电子技术的发展,电气工程及其自动化已迈向生产和社会生活的各个领域,如何培养和造就社会经济发展急需的具有工程实际应用能力的电气工程人才,集科学性、先进性、整体性、特色于一身的课程建设;理论与实践、知识与技能紧密结合的既能“动口”也能“动手”的“双师型”师资队伍建设;立足人才培养目标,按照高质量、高起点、高标准的原则,加强实验实训资源的整合方面对电气工程及其自动化建设进行了探讨。 1 电力系统中自动化控制技术 1.1 电网调度自动化 电网调度自动化主要组成部分,由电网调度控制中心的计算机网络系统、工作站、服务器、大屏蔽显示器、打印设备等,其主要是通过电力系统专用广域网连结的,下级电网调度控制中心、调度范围内的发电厂、变电站终端设备(如测量控制等装置)等构成。电网调度自动化的主要功能是:电力生产过程实时数据采集与监控电网运行安全分析、电力系统状态估计、电力负荷预测、自动发电控制(省级电网以上)、自动经济调度(省级电网以上)并适应电力市场运营的需求等。 1.2 变电站自动化 变电站自动化的目的是取代人工监视和电话人工操作,提高工作效率,扩大对变电站的监控功能,提高变电站的安全运行水平。变电站自动化的内容就是对站内运行的电气设备进行全方位的监视和有效控制,其特点是全微机化的装置替代各种常规电磁式设备;二次设备数字化、网络化、集成化,尽量采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆;操作监视实现计算机屏幕化:运行管理、记录统计实现自动化。变电站自动化除了满足变电站运行操作任务外还作为电网调度自动化不可分割的重要组成部分,是电力生产现代化的一个重要环节。 1.3 发电厂分散测控系统(dcs) 发电厂分散控制系统(dcs)一般采用分层分布式结构,由过程控制单元(pcu)、运行员工作站(0s)、工程师工作站(es)和冗余的高速数据通讯网络(以太网)组成。过程控制单元(pcu)由可冗余配置的主控模件(mcu)和智能i/0模件组成。mcu模件通过冗余的i/0总线与智能fo模件通讯。pcu直接面向生产过程,接受现场变送器、热电偶、热电阻、电气量、开关量、脉冲量等信号,经运算处理后进行运行参数、设备状态的实时显示和打印以及输出信号直接驱动执行机构,完成生产过程的监测、控制和联锁保护等功能。 运行员工作站(0s)和工程师工作站(es)提供了人机接口。运行员工作站接收pcu发来的信息和向pcu发出指令,为运行操作人员提供监视和控制机组运行的手段,工程师工作站为维护工程师提供系统组态设置和修改、系统诊断和维护等手段。 2 电子技术、计算机技术的发展不断推动电力系统自动化进步 随着上世纪八十年代单片机技术的发展和应用,我国电力系统自动化设备实现了全面的更新换代。国产的工业计算机和引进的pc机技术为电力系统调度自动化、电厂监控系统、变电站综合自动化奠定了基础。开发的应用软件可以实现电力系统实时数据采集、汇总、分类、分析、存档、显示、打印、报警、完成操作控制等任务。这~ 时期自动化存在的主要问题是系统结构、功能、通信协议等方面缺乏工业标准,不同厂家的设备不能互连;计算机与各设备的通信一般为星形点对点连结,主要采用低速率的串/并行口通信方式,系统实时性不太好,设备配置的灵活性也较差。 随着上世纪90年代高性能工作站、服务器及软件技术、信息处理技术、特别是高速网络技术的发展,电网调度自动化系统、电厂监控、变电站自动化、配电自动化的技术水平上了一个新台阶,产品逐步发展成为一种开放式、分布式、网络化、智能化的新模式。与上一代产品相比可以大幅度减少电力电缆、通信电缆的用量,设备体积小还减少了占地面积等从而降低了建设成本,同时大幅度提高了系统的技术性能,增加了设备配置的灵活性、互换性和可维护性,提高了系统运行的可靠性。最近几年以来,各种嵌入式产品的出现,例如嵌入式高性能微处理器、嵌入式计算机、嵌入式操作系统、嵌入式以太网等产品使电力系统中的装置类设备如测量控制设备、继电保护装置、数据通信控制器等得以再次更新换代,装置的硬件电路和应用程序结构简化,产品性能大大提高,装置信息处理速度更快,功耗更低,功能扩展能力更强。 3 当前电力系统自动化依赖it技术向前发展的重要技术 当前电力系统自动化依赖于电子技术、计算机技术继续向前发展的主要热点有:① 电力一次设备智能化;② 电力一次设备在线状态检测;③ 光电式电力互感器;④ 适应光电互感器技术的新型继电保护及测控装置;⑤特高压电网中的二次设备开发。 3.1 电力一次设备智能化 常规电力一次设备和二次设备安装地点一般相隔几十至几百米距离,互相间用强信号电力电缆和大电流控制电缆连接,而电力一次设备智能化是指一次设备结构设计时考虑将常规二次设备的部分或全部功能就地实现,省却大量电力信号电缆和控制电缆,通常简述为一次设备自带测量和保护功能。如常见的“智能化开关”、“智能化开关柜”、“智能化箱式变电站”等。 电力一次设备智能化主要问题是电子部件经常受到现场大电流开断而引起的高强度电磁场干扰,关键技术是电磁兼容、电子部件的供电电源以及与外部通信接口协议标准等技术问题。 3.2 电力一次设备在线状态检测 对电力系统一次设备如发电机、汽轮机、变压器、断路器、开关等设备的重要运行参数进行长期连续的在线监测,不仅可 以监视设备实时运行状态,而且还能分析各种重要参数的变化趋势,判断有无存在故障的先兆,从而延长设备的维修保养周期,提高设备的利用率,为电力设备由定期检修向状态检修过度提供保障。近年来电力部门投入了很大力量与大学、科研单位合作或引进技术,开展在线状态检测技术研究和实践并取得了一些进展,但由于技术难度大,专业性强,检测环境条件恶劣,要开发出满意的产品还需一定时日。 3.3 光电式电力互感器 电力互感器是输电线路中不可缺少的重要设备,其作用是按一定比例关系将输电线路上的高电压和大电流数值降到可以用仪表直接测量的标准数值,以便用仪表直接测量。其缺点是随电压等级的升高绝缘难度越大,设备体积和质量也越大;信号动态范围小,导致电流互感器会出现饱和现象,或发生信号畸变;互感器的输出信号不能直接与微机化计量及保护设备接口。因此不少发达国家已经成功研究出新型光电式和电了式互感器,国际电工协会已了电子式电压、电流互感器的标准。国内也有大专院校和科研单位正在加紧研发并取得了可喜成果。目前主要问题是材料随温度系数的影响而使稳定性不够理想。另一关键技术是,光电互感器输出的信号比电磁式互感器输出的信号要小得多,一般是毫安级水平,不能像电磁式互感器那样可以通过较长的电缆线送给测控和保护装置,需要在就地转换为数字信号后通过光纤接口送出,模数转换、光电转换等电子电路部分在结构上需要与互感器进行一体化设计。在这里,电磁兼容、绝缘、耐环境条件、电子电路的供电电源同样是技术难点之一。 3.4 适应光电互感器技术的新型继电保护及测控装置 自从电力系统采用光电互感器技术后,与之相关的二次设备,如测控设备,继电保等装置的结构与内部功能将发生巨大的变化。首先节省了装置内部的隔离互感器、a/d转换电路及部分信号处理电路,从而提高了装置的响应速度。但需要解决的重要关键技术是为满足数值计算需要对相关的来自不同互感器的数据如何实现同步采样,其次是高效快速的数据交换通信协议的设计。 4 结束语 根据以上所述,电气工程及其自动化专业是电力系统的重要工作,因此,我们的工作人员应对其不断进行探索和研究,提高了电力安全可靠性。还要结合自己的工作经验进行分析。从而保证电力系统工作的安全与发展。 自动化控制论文:浅论自动化控制器件PLC的发展趋势 【摘 要】自动化控制器plc自20世纪90年展以来,其发展速度越来越快,自动化控制技术也日益完善。本文分析了plc技术在自动化控制中的重要地位、传统plc技术与现代plc技术的区别以及现代plc的应用和未来发展。 【关键词】自动化控制;plc;发展趋势 0 引言 自动化控制是一种通过利用控制理论、仪器仪表、计算机和其他信息实现对生产过程的检测、控制、优化、调度和管理。在自动化的控制下能够达到增加产量、提高产品质量、降低消耗、提高产品安全性的目的。自动化控制是现代控制领域中最重要的一项技术,对提高生产效率具有重要意义,在科学水平不断进步的今天,自动化控制技术打上科技进步的列车,呈现快速发展的态势。 1 plc技术在自动化控制中的重要地位 自动化控制技术自20世纪发展以来,其发展速度越来越快,对自动化控制技术的发展具有重要的推动作用。自动化控制技术主要包含三个层析,按照自下而上的顺序可以分为基础自动化、过程自动化和管理自动化。在自动化控制技术中,较为核心的部分就是基础自动化和过程自动化。在传统的自动化系统中,plc和dcs在基础自动化中占据核心地位,而管理自动化和过程自动化由计算机和小型机组成。在自动化控制领域中,80%的plc在i/0少于128点的小型系统中应用较为广泛,且80%的plc应用在20个梯形图指令中就可以将问题解决[1]。从应用的观点来看,这一统计数据向我们展示了传统plc自动化控制领域中的重要作用,对满足工业控制简单实用、成本低廉、稳定可靠的要求具有重要意义,从这一面来看,plc在控制领域占有稳固的地位,从其发展至今不会轻易退出其发展的舞台。plc技术之所以有如此重要的作用,与plc产品追求密不可分。plc在其发展中根据自身技术和产品发展的需求为基本,同时与新数字技术和新信息技术紧密结合,且在推广应用过程中采用的是iec61131国际标准,编程的语言较为校准,传统的编程语言可以体现在现代的软件中,plc的体系结构、控制任务和控制要求等多方的软件描述进行了改造[2]。从1990年以来,plc在自动化控制领域的核心地位仍是岿然不动。 2 传统plc与现代plc之间的区别 传统plc技术与现代plc技术之间的差别主要体现在cpu模块、软件模型等几方面。从硬件来看,传统plc技术cpu模块只有一块,储存器的容量有限,在100kb以下,i/0以开关量为主,运算速度上,传统plc扫描时间更长,一般为几十至几百ms,背线总线采用的是传统的低速系统总线。而现代plc的cpu模块不再局限于一块,可以多块cpu模块,储存器的容量较大,且可以根据实际需要进行配置,i/0有高低速开关量、模拟量和其他不同类型的信号,运算速度较快,可以达到0.2ms,背板总线采用的是高速背板总线或与低速串行总线并存。从软件方面来看,传统plc技术采用的是符合iec61131.3软件模型且可以运行,编程语言上采用的是较为灵活且通用的编程语言,如c、c+等,操作系统上,采用的是基于pc的实施商用时钟;现代plc软件模型采用的是符合iec61131.3软件模型,在编程语言上,采用的是iec61131.3模型标准编程语言,操作系统的扫描方式采用了时间驱动和事件驱动,且可以按照程序功能设置不同的扫描周期[3]。从技术层面上,传统plc与现代plc之间的区别根本上体现在软件模型的不同。现代plc软件模型在完整地接触编程语言以外的全部内容上表现较为出色,使现代plc突破了传统plc的硬件体系结构,使得现代plc技术简单实用、成本低廉、稳定可靠的特点更加突出,其应用范围也较为广泛。 3 现代plc的应用以及展望 3.1 现代plc的应用范围 由于现代突破了传统plc的硬件体系结构,其简单实用、成本低廉、稳定可靠的特点更加突出,因此在自动化领域受到广泛的亲睐,成为了现代工业自动化领域中的主导力量。从应用范围上看,plc的应用范围主要开关量的逻辑控制、运动控制、模拟量控制、过程量控制、数据处理、联网通信6种。开关量的逻辑控制,plc可以借助逻辑控制和顺序控制来替代继电器,因此,plc在开关量逻辑控制方面应用最为广泛。运动控制在机床、机器人。装配机械等方面运用较为广泛。模拟量控制,因plc技术具有可以将流量、温度等模拟量数值转换为数字值的功能,如此一来,就可以实现cpu处理控制和由转换模块实现模拟量控制。过程控制,由于多路模拟量控制和i/o模块,这样就可以实 现闭环控制。数据处理,由于plc具有强大的运算和处理能力,在数据采集、分析和处理中具有强大的优势。联网通信,由于plc的连接功能较完善,不同系统之间可以实现联网通信、数据信息共享和交换,从而形成多级分布式控制系统[4]。 3.2 现代plc的应用应注意的问题 plc所处的环境温度具有一定的限制,一般处于0℃至50℃之间,因此在安装plc的时候,要注意与发热量较大设备上[5]。如果plc所安装部位的温度突破了其极限,则有可能造成控制失效,甚至出现严重的后果。由于plc的温度范围较小,所以在应用plc时,要确保plc安装于较大空间内,且空间内的通风散热效果较为理想,使plc的各个基本单元和扩展单元之间的间隔要在30.5mm以上。开关柜上面的通风百叶窗,可有可无,但是如果环境温度处于50℃以上,那么就需要采取措施,如安装风扇来使通风效果增强,进而降低温度,确保plc能够正常工作。plc工作环境的湿度也需要进行控制,要控制在85%以内,对凝露现象也要注意控制,以避免其绝缘性遭到破坏。plc工作环境要保持平稳状态,不能出现强烈振动现象,为保证plc工作环境的稳定性,可以采取一些减震措施。plc工作电源选择上,应选用直流稳压电源,从而保证plc反馈信息的准确性,提高plc工作的可靠性。 3.3 自动化控制器件plc展望 随着网络技术的快速发展,plc技术也趁着网络技术发展的东风乘风破浪,在plc技术上逐渐形成了pac技术。在工业控制技术的发展中,自动化控制器件由最初的plc控制,发展到pc控制,再由传统plc控制转向现代plc技术和pac技术。plc技术的发展使其在自动化市场中的地位更加牢固。而在plc技术基础上发展起来的pac技术以其异型和异构系统之间数据相互交换共享的优势,成为未来自动化控制的主要发展趋势。 4 结语 plc自动化控制技术是科技发展的必然结果,自20世纪90年代以来,plc技术历经多个发展阶段,不断使自动化控制技术得到优化,在自动化控制领域应用也日益广泛,相信在未来plc控制技术会更加完善,使工业自动化水平提升到更高的平台。 自动化控制论文:配网自动化控制方式与操作要点 摘要:配网自动化对于现代电力系统的正常运行至关重要,本文介绍了配电自动化的优化自动化系统控制方式,并对其操作要点进行分析。 关键词:配网自动化;控制方式;操作要点 配电网络自动化系统是指利用通信技术、网络技术、现代电子技术和计算机与电力设备相结合,将配电网在正常运行和发生事故时的监控、保护和供电企业的有关管理部门有机德尔融合在一起,能够极大改善供电质量,与用户建立更见密切更加负责的紧密关系。根据电力系统的结构,配网自动化可以分为配电管理系统自动化、馈线自动化(fa)、变电站自动化(dms 主站)、用户自动化(需方管理dsm)in 个层次的内容。电力配网具备电压双控,分布网络的优化自动控制系统,可以通过tcp / ip协议和电压互感器调度服务器和控制机获得控制参数,包括功率因数、电压参数。本文对配网自动化控制方式与操作要点进行探讨,希望对读者有所帮助。 一、配电网优化自动化系统框架 作为配电网优化自动化控制系统的核心,上位机优化自动化控制系统可以实现补偿器综合协调远程投切控制。当变电站的每一条馈线同时带多台补偿器时,由于补偿器之间的都是独立运行的,所以上机位就可以协调和控制每个补偿器的正常运行。在变电站的调度自动化系统中,可以随时的配电网的运行情况以及馈线出口参数进行监控和管理,在变电站运行时,通过网络服务器的外网进行数据传输,然后配网自动化系统就可以通过变电站调度自动化系统的tcp/tp协议接口,获得不同馈线的首端参数,并且能够对多个不同的补偿器进行有效的控制,保证其正常运行。配电网优化自动化控制系统,应该是可以变化的系统,因为在整个电力系统工作时,往往会发生结构的辩护,这样会导致补偿器的容量、参数和位置也发生变化,因此配电自动化系统必须是一个可以灵活变化的系统。 二、投切控制策略 通过优化自动化控制系统与变电站调度自动化系统(scada)进行相互沟通与联系,可以将各个补偿线路首端参数,包括有功功率、无功功率和功率因素进行检测,如果发现异常,上位机控制系统将会对出现问题的线路的补偿器发送投入或者切除的命令,以保证整个电网的安全运行。 (一)投入控制策略 首先,应该对功率因数进行判断,如果功率因数小于系统所设定的补偿下限,那么将会投入当前线路特定电容器抵偿武功。根据线路和电容之间的拓扑,电容器可以按照电容器容量逐渐递减的方式进行投入,而当遇到相同的电容器时,则按照序号的递减进行排序投入。如果第一次投入的电容器不能满足无功优化状态,则还要进行再次的补偿投入,优化自动化喜用自动检测到没有满足的状态下,会自动的重新选取电容器投入运行,经过多次的检测和补偿投入,最终会使整个配电网达到无功优化状态。① (二)切除控制策略 当无功功率小于0的时候,系统将会发送无功反送信息,这就说明线路的无功补偿过多,产生了过补的问题。这时则必须切除已经投入的电容器,按照先拆除与无功功率值最接近的电容器的顺序进行拆除。对于已经投入的电容器,则按照容量递增,序号递增的原则进行排序,选择与无功功率最接近的电容器进行一次切除。如果系统检测到仍然存在过补的现象,则在下一个周期进行切除电容器,以此类推,经过多次的检测和切除,最终实现电网非过补状态。 (三)控制器投切控制方式 控制器设置有整定窗口,可以根据需要设定上下限值作为整定值。如果系统的控制器检测到的电压高于整定值,那么将会下达指令进行电容器的切除;如果检测电压低于整定值,那么就会投入电容器。执行上位机的命令,命令为投入时,整定窗口上移,整定值高于实际电压,命令为切除时,整定窗口下移,整定值低于实际电压,从而将整定窗口调节到最佳优化。控制器通过gprs取得与上位机联系,但是如果上位机发送的连接确认包没有得到控制器的反馈信息,那么控制器将会独立工作,自动进行电容器的投入和切除,直到与上位机取得联系后会再次受控。 三、通信方式控制 随着现代信息技术的不断发展,通信手段也不断增加,在配网自动化系统建设中,信息高速建设可供选择的通信方式很多,应该根据不同情况选择不同的通信方式,以满足经济适用、安全可靠的原则。当前,我国配网自动化系统使用的通信方式主要由光纤通信和移动通信 两种方式。②两者之间的比较如下表所示: 总之,配电网自动化是当今电力系统的主要发展趋势,因此,必须对配网自动化系统进行科学的设计和控制,合理操作,保证系统的正常运行。 自动化控制论文:工业自动化控制初探 摘要:随着科学技术的发展,工业控制的技术发展越来越快,工业控制技术使得工厂的生产效率大幅提高,而工业控制器plc、工业pc等的应用也大幅度提高了系统的自动化程度,本文主要对工业控制进行一下初步的了解。 0 引言: 工业自动化控制主要利用电子电气、机械、软件组合实现。即是工业控制,或者是工厂自动化控制。主要是指使用计算机技术,微电子技术,电气手段,使工厂的生产和制造过程更加自动化、效率化、精确化,并具有可控性及可视性。 工控技术的出现和推广带来了第三次工业革命,使工厂的生产速度和效率提高了300%以上。20世纪80年代初,随着改革开放的春风,国外先进的工控技术进入中国大陆,比较广泛使用的工业控制产品有“plc,变频器,触摸屏,伺服电机,工控机”等。这些产品和技术大力推广了中国的制造业自动化进程,为中国现代化的建设作出了巨大的贡献。 1 工业自动化仪器仪表 1.1 plc(可编程序控制器) plc—可编程序控制器的英文为programmable logic controller,1968年美国gm(通用汽车)公司提出取代继电器控制装置的要求 ①编程简单,可在现场修改和调试程序; ②维护方便,采用插入式模块结构;③可靠性高于继电器控制系统;④体积小于继电器控制装置;⑤数据可直接送入管理计算机;⑥成本可与继电器控制系统竞争; ⑦可直接用115v交流电压输入;⑧输出量为115v、2a以上,能直接驱动电磁阀、接触器等;⑨通用性强,易于扩展;⑩用户程序存储器容量至少4kb。 为了实现通用汽车提出的要求,第一台适合其要求的plc(可编程序控制器)于1969年在美国成功制造出来,自从第一台出现之后,随之,日本、德国、法国也相继开始了plc 的研发,并得到了迅猛的发展,现在主要生产plc 的厂家分别是:德国西门子、aeg,日本的三菱、美国ab,ge法国的te公司等。 我国的plc研制、生产和应用也发展很快,尤其在应用方面更为突出。在20世纪70年代末和80年代初,我国随国外成套设备、专用设备引进了不少国外的plc。此后,在传统设备改造和新设备设计中,plc的应用逐年增多,并取得显著的经济效益,plc在我国的应用越来越广泛,对提高我国工业自动化水平起到了巨大的作用。 目前,我国不少科研单位和工厂在研制和生产plc,如辽宁无线电二厂、无锡华光电子公司、上海香岛电机制造公司、厦门a-b公司,北京和利时和杭州和利时,浙大中控等。 1.2 工控pc 由于基于pc的控制器被证明可以像plc一样,并且被操作和维护人员接受,所以,一个接一个的制造商至少在部分生产中正在采用pc控制方案。基于pc 的控制系统易于安装和使用,有高级的诊断功能,为系统集成商提供了更灵活的选择,从长远角度看,pc控制系统维护成本低。 由于plc受pc控制的威胁最大,所以plc供应商对pc的应用感到很不安。 事实上,他们现在也加入到了pc控制“浪潮”中。 近年来,工业pc在我国得到了异常迅速的发展。从世界范围来看,工业pc主要包含两种类 型:ipc工控机以及它们的变形机,如at96总线工控机等。由于基础自动化和过程自动化对工业pc的运行稳定性、热插拔和 冗余配置要求很高,现有的ipc已经不能完全满足要求,将逐渐退出该领域,取而代之的将是其他工控机,而ipc将占据管理自 动化层。国家于2001年设立了“以工业控制计算机为基础的开放式控制系统产业化”工业自动化重大专项,目标就是发展具有自主知识产权的pc-based控制系统,在3-5年内,占领30%(50%的国内市场,并实现产业化。 几年前,当“软plc”出现时,业界曾认为工业pc将会取代plc。然而,时至今日工业pc并 没有代替plc,主要有两个原因:一个是系统集成原因;另一个是软件操作系统windowsnt的原因。一个成功的pc-based控制系统要具备两点: 一是所有工作要由一个平台上的软件完成;二是向客户提供所需要的所有东西。可以预见,工业pc与plc的竞争将主要在高端应用上,其数据复杂且设备集成度 高。工业pc不可能与低价的微型plc竞争,这也是plc市场增长最快的一部分。从发展趋势看,控制系统的将来很可能存在于工业pc和plc之间,这些融 合的迹象已经出现。 2 工控行业仪器仪表发展 工控仪表重点发展基于现场总线技术的主控系统装置及智能化仪表、特种和专用自动化仪表;全面扩大服务领域,推进仪器仪表系统的数字化、智能化、网络化,完成 自动化仪表从模拟技术向数字技术的转变,5年内数字仪表比例达到60%以上;推进具有自主版权自动化软件的商品化。 2.1 电工仪器仪表 电工仪器仪表重点发展长寿命电能表、电子式电度表、特种专用电测仪表和电网计量自动管理系统。2005年,中低档电工仪器仪表国内市场占有率要达到95%;到2010年,高中档电工仪器仪表国内市场占有率达到80%。 2.2 科学测试仪器 科学测试仪器重点发展过程分析仪器、环保监测仪器仪表、工业炉窑节能分析仪器以及围绕基础产业所需的汽车零部件动平衡、动力测试及整车性能检测仪、大地测量仪器、电子速测仪、测量型全球定位系统以及其他试验机、实验室仪器等新产品。产品以技术含量较高的中档产品为主,到2005年在总产值中占50%~60%。 2.3 环保仪器仪表 环保仪器仪表重点发展大气环境、水环境的环保监测仪器仪表、取样系统和环境监测自动化控制系统产品,2005年技术水平达到20世纪90年代后期国际先进水平,国内市场占有率达到50%~60%,到2010年国内市场占有率达到70%以上。 2.4 仪器仪表 仪器仪表元器件“十五”及2010年前,尽快开发出一批适销对路、市场效果好的产品,品种占有率达到70%~80%,高档产品市场占有率达60%以上;通过科技攻关、新品开发,使产品质量水平达到国际20世纪90年代末水平,部分产品接近国外同类产品先进水平。 2.5 信息技术电测仪器 信息技术电测仪器主要发展电测仪器软件化、智能化技术,总线式自动测试技术,综合自动化测试系统,新型元器件测量技术及测试仪器,在线测试技术,信息产业产品测试技术,多媒体测量技术以及相应测试仪器,用电监控管理技术等。 自动化控制论文:变电站自动化控制探析 摘要:当前,变电站综合自动化系统取代传统的变电站二次系统,已成为电力系统的 发展 趋势。文章就变电站综合自动化系统的应用进行了分析。 关键词:变电站 自动化 系统 0 引言 随着 科学 技术的不断发展,电力系统不可避免地进入了微机控制时代,变电站综合自动化系统取代传统的变电站二次系统,已成为当前电力系统发展的趋势。 1 变电站综合自动化系统的概念 变电站综合自动化系统以其简单可靠、可扩展性强、兼容性好等特点逐步为国内用户所接受,并在一些大型变电站监控项目中获得成功的应用。 1.1 系统概念 1.1.1 系统设计思想 完整的变电站综合自动化系统除在各控制保护单元保留紧急手动操作跳、合闸的手段外,其余的全部控制、监视、测量和报警功能均可通过 计算 机监控系统来完成。变电站无需另设远动设备,监控系统完全满足遥信、遥测、遥控、遥调的功能以及无人值班之需要。从系统设计的角度来看有以下特点:①分布式设计。系统采用模块化、分布式开放结构,各控制保护功能均分布在开关柜或尽量靠近开关的控制保护柜上的控制保护单元,所有的控制、保护、测量、报警等信号均在就地单元内处理成数据信号后经光纤总线传输至主控室的监控计算机,各就地单元相互独立,不相互影响。②集中式设计。系统采用模块化、集中式立柜结构,各控制保护功能均集中在专用的采集、控制保护柜,所有的控制、保护、测量、报警等信号均在采集、控制保护柜内处理成数据信号后经光纤总线传输至主控室的监控计算机。③简单可靠。由于用多功能继电器替代了传统的继电器,可大大简化二次接线。分布式设计在开关柜与主控室之间接线;而集中式设计的接线也仅限于开关柜与主控室之间,其特点是开关柜内接线简单,其余接线在采集、控制保护柜内部完成。④可扩展性。系统设计可考虑用户今后变电站规模及功能扩充的需要。⑤兼容性好。系统由标准化之软硬件组成,并配有标准的串行通讯接口以及就地的i/o接口,用户可按照自己的需要灵活配置,系统软件也能容易适应计算机技术的急速发展。 1.1.2 系统规范 采用目前最为流行的 工业 标准软件,unix操作系统,x窗口人机接口及tcp/ip 网络 通讯规约。为满足开放系统之要求,系统设计一般采用:可携性软件设计——容许硬件技术发展后之软件转换;标准计算机产品——容许整个系统高度兼容性能。 1.2 系统功能 系统与用户之间的交互界面为视窗图形化显示,利用鼠标控制所有功能键等标准方式,使操作人员能直观地进行各种操作。一般来说,系统应用程序菜单为树状结构,用户利用菜单可以容易到达各个控制画面,每个菜单的功能键上均有文字说明用途以及可以到达哪一个画面,每个画面都有报警显示。 所有系统之原始数据均为实时采集。 系统应用程序的每一项功能均能按用户要求及系统设计而改编,以符合实际需要,并可随变电站的扩建或运行需要而灵活地进行扩充和修改。一般情况下系统可按以下基本功能配置:①系统配置状况;②变电站单线图;③报警表;④事件表;⑤遥控修改继电器整定值;⑥操作闭锁;⑦电量报表;⑧趋势图。 1.2.1 变电站单线图 单线图可显示变电站系统接线上各控制对象的运行状态并动态更新,例如:①馈线开关之状态,开关的状态可用颜色区别。②开关的操作由鼠标选择对应之开关或刀闸。③每路馈线之测量值可在同一画面上显示。④继电器整定值可修改。 1.2.2 数据采集、处理 采集有关信息,如开关量、测量量、外部输入讯号等数据,传至监控系统作实时处理,更新数据库及显示画面,为系统实现其他功能提供必需的运行信息。 1.2.3 运行监视 系统的运行状况可通过文字、表格、图像、声音或光等方式为值班人员及时提供变电所安全监控所必需的全部信息。 ①报警。按系统实际需要,用户可以指定在某些事件发生时或保护动作时自动发出报警,如一般可设置在以下情况发出报警:开关量突变(如保护跳闸动作);断路器位置错位;模拟量超过整定值;变压器保护动作(如瓦斯、温度)。模拟量之越限值可在线修改。每个报警均有时间、报警信息及确认状态显示。②事件。系统中所有动作事件,如继电保护动作,断路器、隔离开关、接地刀闸的操作等。均可自动打印及存入系统硬盘记忆,如设置对以下情况的事件进行记录:所有报警信息;操作人员确认有关报警;开关的操作;继电器动作和状态信息;系统通讯状况。每个事件均有时间及有关信息文字说明,并可自动打印记录。③调整继电器整定值。可通过系统主机或集中控制柜修改各继电器的保护功能和整定值。所有遥改功能均为在线方式,修改完成后的定值将直接传回对应的继电器储存。④操作闭锁。系统对所有操作对象均可设定闭锁功能,以防止操作人员误操作。⑤模拟量采集及报表产生。采集的数据储存於系统硬盘作为编辑报表的基础。按变电站实际输入的信号,可制作出不同的报表:有功电量日、月、年报表;馈线电流日、月、年报表。⑥趋势图。趋势图提供操作人员快速及直观的数据统计,趋势图可分为图形式或表格式两种。 2 微机自动保护装置的应用 一个35kv变电所改造工程中,成功地将国产的变电站微机保护装置系统运用于终端变电站。施工图设计初期采用的是传统的电磁式继电器保护,并设置了信号屏。 2.1 微机保护系统与传统保护系统的比较 传统的保护系统与微机保护装置系统的主要区别,在于用微机控制的多功能继电器替代了传统的电磁式继电器,并取消了传统的信号屏等装置,相应的信号都输入至 计算 机。为便于集中控制,采用集中式设计——将所有的控制保护单元集中布置,整个变电站二次系统结构非常简单清晰,所有设备由微机保护屏、微机采集屏、交直流屏和监控系统组成。屏柜的数量较传统的设计方式大量减少。由于各种微机装置均采用 网络 通讯方式与当地的监控系统进行通讯而不是传统的接点输出到信号控制屏,因此二次接线大量减少。同时由于采用了技术先进的当地监控系统来取代占地多、操作陈旧的模拟控制屏,使得所有的操作更加安全、可靠、方便。 2.2 微机保护的系统配置及监控系统 系统保护由下列装置组成:①线路保护装置。②主变保护装置——可完成变压器的主、后备保护。③综合保护装置。④线路保护装置。⑤电容器保护装置。⑥备用电源自投装置。⑦小电流接地检测装置。⑧综合数据采集装置。⑨监控系统的基本功能——数据采集、控制操作、画面制作、监视显示、事故处理、制表与打印。 2.3 设计微机保护系统时应注意的问题 2.3.1 由于控制和保护单元都是采用微机装置,故一些必要的开关量和模拟量应从开关柜引至微机采集、保护屏。根据控制和保护要求的不同,输入的量也不同。 2.3.2 开关柜与微机装置之间的端子接线较简单,大量的二次接线在微机采集控制单元和保护单元内部端子连接。 2.3.3 传统的继电保护整定 计算 结果不能直接输入到计算机,须转换为计算机整定值。 该变电所投产运行后,除开始操作人员对微机系统不熟悉原因使用过控制保护单元的紧急手动按钮外,基本上都在微机装置和监控计算机上操作,整个系统运行良好。 3 小结 变电站微机自动化系统目前运用得还不够广泛,但在先进技术不断 发展 的今天,变电站自动化系统以其系统化、标准化和面向未来的概念正逐步取代了繁琐而复杂的传统控制保护系统。 自动化控制论文:自动化控制系统在油田集输泵站的应用 摘要:针对油田集输泵站生产操作和管理落后的现状,设计了自动化控制系统。描述了opto22 me计算机监控系统的结构和功能,以及它在集输泵站分离器岗的应用。应用结果证明,该系统可以实时自动监测、控制集输处理过程中各生产部位的工艺参数,保证油气集输生产的安全进行,优化现场操作条件,提高生产效率。 关键词:油田集输泵站;自动化控制系统;实时监控;分离器;应用 一、前言 胜利油田现河首站投产于1965年,作为一个老站,设备陈旧老化,事故率、运行维护费用高、职工劳动强度大的矛盾日益突出,随着生产规模的扩大,集输处理量不断增加。由于监测参数量多,以往靠人工检测储油罐液面、油水界面对盘库不准,手动控制脱水器界面难度高,这些因素给首站生产操作和管理带来很大困难。为适应现代化生产的要求,使生产和管理实现自动化,根据首站现状,2004年实施了集输泵站的自动化改造,并成功地用于集输泵站的自动化生产中。 二、自动化监控系统介绍 (一)me控制系统简介 根据首站现状,采用美国opto22公司的me计算机监控系统作为首站自动化监控系统的骨干结构。该系统采用上、下位机方式,在现场采用多级cpu进行控制处理,各i/o模块对输入输出信号能提供4000v的隔离,系统的实时性、可靠性、灵活性优于其他系统。系统的上位机主要由工控机、控制软件组成;下位机主要由控制器、智能板、i/o模块组成。上位机与控制器通过100mb/s以太网进行通信,控制器与智能板通过rs485进行串行通信,i/o模块直接插在智能板上。控制软件从上位机通过以太网下载至控制器。 该控制系统的特点如下:一是可靠性高、二是可维护性高、三是智能化、四是实用性强。 (二)me控制系统构成 站内设有一套计算机控制系统,分为两级控制,上位机控制设在主控室,负责全站工艺流程数据管理,根据不同工艺流程,将控制岗位划分为分离器岗、计量岗和外输岗,每个岗位均设现场控制机一套,负责工艺流程显示、数据采集与控制。计算机控制系统的结构如图1所示。 1.现场控制单元 现场控制单元分布于联合站的各个岗位,负责现场数据采集和控制策略的实现,是智能联合站的核心部件。其采集数据主要包括:每台分离器的液位、入口压力和温度、出口汇管压力和温度、脱水泵房和外输泵房的进出口压力、温度、流量泵的电流和电压、每台流量计的来油温度和压力。 各控制单元和上位监控站同时作为控制网络的一个节点,能进行高速对等通讯。me控制系统采用的现场控制单元主控器为snap-lcm4 主控器,可支持串口、arcnet、以太网,可实现多种通讯方式组合,满足工业现场的要求。me控制系统采用snap-b3000单元处理器,其主要功能是可完成和主控器之间的多种通讯方式,并对主控器的要求作出快速的响应;实现i/0的智能化,处理简单的逻辑功能,对本单元的i/0点进行定期扫描。 2.上位机监控站 上位机监控站可以通过组态构成各种功能画面,借助于这些画面可以完成对生产过程的监视及控制。它主要显示参数总貌、工段、细目、趋势、流程图画面、设备启停状态及pid调节功能、系统显示画面示意及各种报表功能,系统数据覆盖了全部生产装置和生产环节,便于形成完整的实时生产管理系统,图2和图3分别为分离器区生产数据显示画面和工艺流程显示画面。 联合站的数据通过网络,实时进入信息中心的数据库中,通过分析软件,可及时形成各类分析图表。使用标准的网页浏览器可以对系统信息进行监测,生产运行情况、设备情况、计量数据、油气产量等数据一目了然。 三、自动化监控系统在分离器岗的现场应用及效益分析 (一)现场应用实例 实例1:2005年3月12日凌晨3点,操作人员发现1#分离器采油六队的液位由原来的0.98mm降到0.65mm,压力由0.28mpa降到0.23mpa,及时到现场进行检查,排除了分离器的故障,经过分析判断,认为是采油六队的来液量减少,立即与采油六队联系。经过巡线,发现是采油队一个计量站的外输管线穿孔。由于首站发现及时,使采油队在最短时间内发现问题解决问题,避免了场地污染等事态的扩大。 (二)有助于操作人员准确调节油气分离器 油气分离器工作的好坏,以分离质量和分离程度来衡量,分离质量差,不但随气体流失了本该纳入液相的轻质油,降低了原油的质量和数量,而且气管线中存在的液相原油会增大阻力损失,严重时甚至堵塞气管线,分离程度不好,造成出油管串气,减少产气量。采用自动化监控系统后,操作人员能够根据数据显示,及时准确地进行调节,使分离器液位始终保持在1/2~2/3的位置,保证了分离器的分离效果,减小过多的气体造成沉降罐内液体的搅动,提高了原油计量的准确性,并最大限度地增加产气量,提高了经济效益。 四、结论 本文介绍的自动化控制系统功能先进,在油田集输泵站中,能够适应现代化生产的要求,使生产和管理实现自动化,可以实现在线连续、自动监测、控制集输处理过程中各生产部位的工艺参数, 有效防止生产事故的发生,具有推广使用价值。 自动化控制论文:污水处理自动化控制探讨 摘要:随着我国改革开放的深入,我国的工业发展开始进入一个新的台阶。而随着工业发展带来的环境问题却也不可忽视。在这众多问题之中又以与我们的密切相关的水环境污染为问题之首。对这些污水进行控制特别是自动化控制也应该成为社会的研究问题之一。本文就从污水处理自动化控制展开探讨,而提出了污水处理自动化的控制设计思路以及设计要求,同时对控制系统组成以及功能也做出了探讨分析,希望你能为污水的处理控制以及环境的保护有点益处和贡献。 关键词:污水处理自动化控制系统 应用现状 plc控制 引言:近年来, 我国的污水处理技术随着计算机与自动化控制技术的飞快发展以及我国电气设备市场上各种各样继电器以及传感器等电气设备的改进和发展也开始有了一个新的发展。 而对污水处理采用现代先进自动化控制技术和计算机技术是整个污水处理行业的必然发展方向,而且采用现代先进的自动化控制技术和计算机技术能够给污水处理系统带来的高质量、低消耗以及稳定可靠的运行, 而且这也能同时使的污水处理技术得到长足的发展和应用。 1.污水处理自动化控制系统的作用以及应用的现状 污水处理自动化控制系统在当前社会的污水处理有着其不可忽视的作用但是在污水处理的应用之上的现状却是不容乐观,下面简述一下污水处理自动化控制系统的作用以及应用现状。 污水处理自动化控制系统的作用主要在于能够对污水的处理进行整个过程的实时监督和控制,而达到污水处理系统优化运行以及能够降低系统运行成本的同时而保证了污水处理的质量和实现真正的无人值守的污水处理的目的。不仅如此,污水处理自动化也能够为环保部门的污水监控提供技术的支持。 尽管污水处理自动化控制系统的作用如此明显,但是现在的应用现状却是有点令人堪忧。由于地域的不同以及资金的局限,在很多的公司对污水处理的系统还是依靠污水处理系统采用的检测为手段,而进行检测的仪表基本为国产的离线仪表达不到污水处理的要求。不仅如此污水处理的监测手段也是先取样后测量, 而以测量结果调整污水处理系统的运行状态,这种不连续的污水处理系统已经达不到时代的需求。 2.污水处理自动化控制系统的设计思路和设计要求 污水处理自动化控制系统根据不同的污水污染程度而有着不同要求,所以污水处理控制系统的设计思路和设计要求要根据这些而做到具体。在设计思路上,应该充分考虑到污水处理工艺的要求,做到处理的工艺过程协调统一并能够实现中央化的控制。而在设计的要求上主要应该注意三点也就是实现自动化控制的三个模块。第一,时序控制模块。也就是通山的定时控制装置, 也就是指的是特定时间启动的特定的设备。第二,反馈控制模块。也就是对污水处理的情况进行控制和检测保证系统的优化控制。第三,数据资料模块。也就是系统对数据以及资料的采集,数据库的管理等功能,而以便工作人员对系统的分析管理。 3.污水处理自动化控制系统的组成和实现以及功能扩展 污水处理自动化的控制系统在有了设计思路之后以及设计要求之后那么就是对系统的组成以及系统的实现和系统的功能扩展了,下面对对这三大块进行探讨分析和阐述。 3.1污水 理自动化控制系统的组成 污水处理自动化控制系统的组成主要也可以分为三个方面。第一那就plc的运用,在污水处理过程之中,对控制的要求极大,所以可编程控制器(plc) 因可以控制几十点的小型plc 到上千点的大型plc而能够很好的符合在污水处理之中的控制要求,而且其可靠性和较高的性价比在污水处理控制系统中也是极有优势的。第二,污水处理自动化系统控制结构的组成。对这个组成的原则可靠,经济而易于维护。而具体到面那就是以中央控制层进行远程的监控,而现场控制层进行数据的采集以及现场设备的运行,至于就地动手层那就是现场的控制开关做到分散管理。而这三层组成能够对系统做到进行集中管理而控制分散的原则。第三,系统安全装置。也就是系统的安全保障。污水的处理系统过于复杂也导致系统的故障可能性高,好的安全装置能够避免事故的发生。 3.2污水处理自动化控制系统的实现 要做到污水处理自动化控制系统的实现,那么就应该对系统装置有一些要求,特别是系统的硬件和软件的组成要有所甄别以及选取,以便能够做到系统的优化控制。而污水处理自动化控制系统的硬件来说,系统的硬件应该主要由监控管理计算机(上位机) 、pl c( 可编 程控制器)以及属于控制和检测的电气控制柜现场监测仪表等组成。而系统的软件更要注意了,按照国内污水处理的要求以及目前目前系统人机界面开发软件来看,首先就是通用流行的in to u c h 、fix、w iz co n 、kin g v ie w , 另外就是一些国内的plc 厂家自主开发的r s v ie w 、e o n e etp、w in e e 等。而且国内污水处理自动化控制系统基本上也都是在经典的w ind ow s 或nt 上开发以及运行,而 常用于在w ind ow s 和nt 上的数据库引擎有sql se rv e r 以及m ysql和in teth a se,所以在运用时应该据实际情况进行选择运用,以实现污水处理自动化控制系统的最佳运行。 3.3污水处理自动化控制系统的功能扩展 污水处理自动化控制系统由于其选择的处理系统以及各种硬件软件的使用借助也能够实现一些功能性的扩展。第一,那就是上位机的功能扩展。这项功能主要基于plc的运用,在plc 保证基本系统控制功能的同时,而又能够极好的运用系统资料库的历史数据以及存档的运行经验,经过系统自己对比分析,而得到了系统工艺处理的优化参数, 在使用上位机将现有的自动化系统开发扩展成为了一个拥有动态模拟与优化控制的模拟优化控制系统,从而 提高控制水平。第二,控制系统规模的扩展,由于plc模块化的功能能够使得在加入合适的软件功能之下就能够实现系统规模的扩展。第三,远程网络控制的功能性扩展。这是基于污水处理自动化控制系统以数据库为核心的特点,而采用目前国内市场成熟的有关远程网络技术来实现系统基于internet的远程性控制,而做到对污水处理系统的远程监测和控制,保证系统的安全运行。 结束语:总而言之,污水的处理现在已经是社会的问题也是环境保护的重要点,在我国环保的产业内容中,午睡的处理还是占有很大的分量的,所以做好污水处理的工作是有其必要性的。而污水的自动化控制出路系统在如今的社会看来有着不可替代的功能,它的管理功能,运行效果以及科学的管理和过程的控制都是如今污水处理必不可少的。但是,作为污水处理控制自动化的从业人员在好好地利用污水处理自动化控制系统的同时也应该要更加努力的深入研究,而为我国的污水处理事业做出自己的贡献。 自动化控制论文:工业电气工程中的自动化控制技术浅议 【摘要】工业电气工程之所以得到迅速发展,与自动化控制技术的应用密不可分。本文根据实际工作经验总结,研究了工业电气工程中自动化控制技术的主要方式,并以此为基础,总结出工业电气工程中自动化控制技术的强化管理措施,分析出自动化控制技术在工业电气工程中的具体作用,为今后自动化控制技术的发展提供理论基础。 【关键词】工业电气工程;自动化控制技术;强化管理 前言 随着我国社会的不断进步和发展,促进了工业电气工程行业的进步。电气控制在工作过程中具有精度高、操作简单等特点,并通过与自动化控制技术相结合,实现工业电气工程生产中的无人参与、减少人工操作等环节,提高工业身产效率,降低了劳动力投入。工业电气工程中的自动化控制技术,不仅为我国经济发展提供可靠性,也成功将劳动力从繁、危险的环境中解放出来。 1工业电气工程中自动化控制技术的主要控制方式 1.1远程控制方式 远程控制方式是工业电气工程中自动化控制系统的主要控制方式,在生产过程中能够帮助企业节省材料,提高生产效率和可靠性以及减少各种安装费用等,还能与其他技术进行组合。一般来说,现场控制总线技术是远程控制中常见的一种方式。例如:由于工业电气工程在生产过程中需要进行大量的信息通讯,一些小型企业在通讯中运用到了CAN等总线通讯,但这种通讯方式在信息传播速度上相对较慢,因此,该控制技术比较适用于小型系统监控。 1.2集中控制方式 想要良好的实现电气自动化技术,就必须有控制作为其中媒介,通过工作人员的相关操作,从而为电气自动化技术施加一定约束,使其运作形式规范化,最终实现经济价值的创造。对于集中控制方式来说,在操作上较为简单,同时也是自动化控制技术中较为重要的控制技术。该技术的控制原理是将系统中全部功能集中到一个系统处理器中,这样可以避免系统在运行过程中出现功能分散,让工业电气生产变得简单流畅。同时,也节省了工作人员对自动化控制系统的保养时间与维护时间,只需对单一系统进行保养即可,这在一定程度上节约了能源,并将工作效率提升[1]。但对于这种系统过于集中来说,也会出现一定弊端,主系统在工作过程中需要下达和接受繁杂的命令,稍有不慎,主系统就会因为工作量过重出现损坏,最终影响整个生产效率,对工业电气工程生产极为不利。 1.3现场总线控制方式 在现场总线控制方式使用过程中,具有较强的目的性,可以对电气自动化系统进行针对性设计,根据实际情况也确定间隔设计。另外,这种现场总线控制不但包含了远程控制的优点,还可以减少大量的模拟量变送器以及间隔设备的使用等,通过智能安装和与监控系统的对接,节省了大量维修和身产成本。在现场总线控制中,由于各个环节相互独立,即使系统中的某一设备因为故障而停止工作,也不会导致整个系统的瘫痪,通过网络技术的配合,可以将其他相似功能的设备接入到系统中,为整个系统的平稳运行提供了保障。也正是因为上述优势,现场总线控制方式在工业电气工程的自动化控制系统中得到了广泛应用。 2如何加强工业电气工程中的自动化控制技术管理 2.1采用数字化控制 在经济和科技高速发展的大环境中,在一定程度上推动了产业的科技化、数字化发展。所以说,数字化建设必然会成为工业电气工程中的主要建设项目。电气工程的本身就是科技不断发展的产物,近年来相关技术也得到了不断发展和完善,使得工业电气工程在发展建设中与数字化控制相结合,这在一定程度上推动了自动化控制技术的发展和进步。 2.2实施系统处理机制 在电气自动化系统应用过程中,电气方面的技术实现主要是通过抗干扰措施、传输信号屏蔽装置以及接地信号处理等措施,这对于电气自动化系统的平稳运行来说具有重要意义,体现出了系统处理机制的作用。另外,这种系统处理机制还可以对电机的实际运转情况和生产记录进行分析,更具其运行状态判断其是否处于正常运行状态,如果发现运行状态异常,就会发出紧急警报,维护人员会根据报警信息迅速确定故障位置,将故障及时进行排除,避免系统运行受到影响。 2.3因地制宜选择设备 自动化控制设备时工业电气工程自动化控制技术的基础设备,而自动化控制设备的运行情况直接影响到整个工业电气工程的运行效率和安全性。一般来说,自动化控制设备主要有以下两种:①控制处理类设备,包括处理器、终端控制设备等,通过控制处理类设备的相互作用,来对整体工业电气自动化系统进行有效调整,处理突发问题,最终保证系统能够在正常情况下运行。②信息搜集和传递设备,包括信号传输设备和电子信号转换设备等。信息收集传递设备可以对整个自动化系统进行实时监控,将信息反馈给控制中心,实现对自动化系统中的所有设备进行实时监控,保证故障信息得到及时发现和处理。 3自动化控制技术在工业电气工程中的具体应用 3.1变电站 在工业电气工程系统中,变电站是重要组成部分之一,对电网调度的自动化实施也有重要促进意义。在传统变电站日常工作过程中,大多数都需要人工操作才能完成,比如说:数据收集、信息反馈等,但由于众多因素的相互影响,人们在工作过程中很容易出现差错,最终导致系统的整体运行受到影响。通过在变电站中加入继电保护和终端通信系统,可以实现对变电站的整体综合控制,从而实现远程数据传输和命令下达,实现了即使没有人员驻守,也能保证变电站的合理化运行[2]。 3.2发电厂 发电厂DOS的分布控制如图1所示,DOS控制也被称为分散控制,采用分层分布的方式,由OS、ES、PCU以及以太网等设备构成,主要的功能就是实现发电厂中所有的信息收发工作。对于该功能的实现主要有以下两个途径:(1)根据DCS的向上传递部位的不同信息,系统会掌握主机以及其他工作站的实施状况,通过监控进行实时管理。(2)根据DCS接受到的下行指令,系统可实现对各个监测部位的活动展开协调工作,从而实现全面控制。与此同时,DCS因为储存信息的功能不同,还可以对出现故障的部位提供一定的诊断和维修帮助,从而保证维护工作的顺利进行。通过在发电厂DCS中应用自动化控制系统,不但能使工业电气工程中的网络结构得到合理优化,加快信息传递效率,还能从根本上保证信息准确率的提升,让控制工作更加精确。 4总结 综上所述,通过在工业电气工程中使用自动化控制技术,可以实现自动化管理,并提高工业身产效率和产品质量,从而推动我国工业现代化进程。在此基础上来进行发电厂和变电站的设计,可以方便工作人员对工业电气工程进行全面控制,降低人工作业内容,提升企业经济效益。因此,相关工作人员一定要重视自动化控制技术的研究工作,为我国实现可持续发展提供技术基础。 作者:邢丽敏 单位:天津市电力公司路灯处 自动化控制论文:智能化在电气工程自动化控制的应用 【摘要】智能化技术是科技发展的产物,目前在电气工程自动化控制中有良好的应用效果。智能化技术在电气工程自动化控制中发挥着重要作用,在提升电气工程质量的同时还对其效率有很大程度的改善。本文首先介绍了智能化技术的理论基础,之后针对智能化技术的特点,以及在电气工程自动化控制中的应用展开详细论述。 【关键词】智能化;电气工程;自动化控制;应用 前言 随着科技的发展,智能化技术在很多领域都有应用,目前应用效果最佳的是在电气工程自动化控制中。对于电气工程来说,自动化控制是非常重要的环节,传统的控制方式弊端明显,工作效率低,对电气工程行业发展起到制约作用。智能化技术的出现就很好的解决了这些问题,它借助计算机等先进技术完成人工智能,使得电气工程自动化控制更加精准,工作效率大幅提高,让我国电气工程行业拥有更良好的发展环境,给其发展提供有力的技术支持。 1智能化技术应用的基础理论 智能化技术在具体应用上具有很大价值,这项技术的理论基础包含的内容非常丰富,涉及领域广泛,所以智能化技术具有很强的综合性,在很多领域都有很好的运用成效。智能技术的应用主要是在智能设备的开发上,利用先进的科学技术让设备独立完成危险系数较高的工作。在进行智能技术研发的时候,工作重点一直放在电子电气技术中。对于电气自动化控制的智能研究来说,研究电子电气技术和信息处理技术是必须完成的内容,这样能够让最终技术具有良好的适用性和安全性。随着计算机技术的发展与普及,作为高端技术的智能技术在电气工程自动化控制方面得到应用。 2电气工程自动化控制中智能化技术的特点 随着科技水平的提升,我国电气自动化技术得到发展,已经达到智能化水平,电气工程控制实现智能化是最显著的表现,和传统意义上的控制相比具有自身独特的特征。 2.1无人化控制 智能化技术具有显著优势,在具体电气工程自动化控制中得到广泛认可。在进行电气设备调节时候使用智能化技术减少了工人劳动强度,只需要调节具体技术就能够实现无人操控。 2.2智能化控制器无需控制模型 与传统使用的控制器相比,智能化控制器具有明显优势,能够有效对自动化控制器的精密系数进行提高。在实际操作中,传统的控制器如果要控制的对象动态方程相对复杂,那么控制器就不能对其进行有效控制,导致被控对象的模型设计受到阻碍。工作中运用智能化技术,模型设计不需要进行,这样就排除了不能对模型设计进行预测的情况。 2.3智能化控制器处理数据具有一致性 所有输入的数据都能够利用智能化控制器对其进行处理得到工作预估结果。通常来说,控制对象具有可变性,所以需要控制的对象各不相同,这就使得控制器表现出不同的控制效果。面对具有多样性的控制对象,智能化技术也不能达到全面对控制对象进行控制。这就为日后的智能化控制器指引了研究方向,让智能化控制器能够根据具体被控对象的特征进行分类控制。 2.4提高了电气工程系统控制水平 智能化技术在电气工程中的使用能够提高对系统的控制水平,首先能够对电气工程相关的系统数据进行有效控制,同时还能排查出电气工程中存在的安全隐患,对其进行预警并实施反馈调节。通过这样的方式有效减少电气工程运行中的故障发生率。 3智能化技术在电气自动化控制中的具体应用 3.1神经网络系统 现如今,神经网络系统在电气工程自动化中有较广泛的应用,这一系统包含两个子系统,一个是利用电气动态参数而使用在定子电流的辨别控制上,另一个利用机电系统参数而使用在转子速度的辨别控制上。神经网络系统的构造具有多层的前馈性,在控制过程中最常使用的是反向学习算法。智能神经网络函数估计器抗噪音干扰能力较好,同时又拥有很好的一致性,不用借助控制模型,这一系列优势决定了智能神经网络的应用范围,最常用的是模式识别和信号处理,对于电气传动来说有很好的控制效果。在诊断系统以及条件监控决策时候,智能神经网络具有良好的可靠性,主要是因为它能够使用并行结构进行控制。 3.2智能控制 智能技术在电气自动化控制中的应用使得电气工程的操作得到改善。首先,在控制上实现了无人操作技术,电气工程操作更加高效、自主,无人操作技术的实现使得人工投入减少,工人劳动强度降低。其良好的使用效果也给智能化技术提供了更好的发展平台;其次,智能化技术的应用对其性能优越性予以了肯定,这就为智能化技术拓展应用领域打下基础。 3.3优化设计 电气工程自动化控制过程中不可避免的会融入电气设备的设计,通常来说设计是一项繁杂的工作,要对所有涉及到的知识有深入的了解,还要知道如何运用这些知识;除了对相关知识的掌握,充足的工作经验也是不可缺少的因素。实验和经验有机结合手工完成设计是传统上最常用的方法,所以得到的方案要想达标较难,修改起来费时费力。随着智能化技术的出现,方案设计都利用计算机完成,在节省设计时间的基础上,提升设计方案的质量,同时使得设计方案具有更佳的使用性能。在对设计进行优化的过程中,通常使用智能化设计中的遗传算法,这一方法的实用性非常强,智能化技术的应用使得设计得到合理优化。 3.4故障诊断 在电气工程系统工作过程中,不可避免会有设备故障的情况发生,通常情况下,故障的发生不会是突然的,都会有不同的征兆存在,在电气工程中使用智能化技术就能对故障进行有力的诊断。在电气设备的使用中,变压器占有重要地位,所以技术人员对变压器的监测十分重视,这就需要对变压器进行不定时的检测,通过这一工作环节能够减小故障率但是不能杜绝故障发生。对于变压器监测工作来说使用智能化技术就能第一时间对故障进行诊断,最大程度降低电气故障的发生。在变压器的智能化技术诊断工作中,针对变压器渗漏出油体的分解气做出相应的分析,是对变压器进行诊断的主要方式,用最短的时间对变压器的故障范围进行确定,最终找到准确的故障发生点之后完成检修工作。通过智能化技术,首先对故障诊断及检修速度进行提升,其次还杜绝了故障损害电气设备的情况发生,有效延长了电气设备的使用寿命。 4结束语 综上,智能化技术应用在电气工程自动化控制上有助于电气工程行业的进一步发展。在电气工程中运用智能化技术能够让电气工程自动化控制变成现实,在提高企业生产效率的同时降低人力投入。电气工程自动化控制智能化技术具有无法比拟的优势,这就决定了在电气工程中得到良好的应用效果,在控制、设计,故障诊断等方面都得到有效运用。随着电气工程自动化控制要求越来越严格,就需要技术研究人员不断探索,让智能化技术的应用有更好的效果。 作者:刘姜伟 单位:江苏自动化研究所 自动化控制论文:净水厂自动化控制系统设计 摘要: 本文结合某净水厂的工艺流程,分析了自动化控制系统的软件及硬件设计选型。 关键词: 工艺流程;计算机管理系统;硬件设计;软件设计;PLC 1净水厂概况 浙江某净水厂设计规模为10万m3/d,供水水源为水库水,原水经7kmDN800引水管道进入净水厂,供水系统为全程重力自流供水,出厂水经消毒后重力自流至城区配水管网。 2工艺流程 本工程净水处理系统工艺流程为:源水来自水库,依次进入综合池、V型滤池、清水池,经处理后,输送至城市管网。本工程污水处理系统工艺流程为:综合池产生的污泥排入排泥水调节池、提升至浓缩池浓缩后,进入污泥脱水机房,脱水后污泥外运。滤池的反冲洗水经回用水池提升至综合池回用。本工程各类药剂投加点:矾投加至管道混合器,石灰和高锰酸钾投加至管道混合器前,粉末活性炭投加至折板反应池中部,氯气投加至管道混合器前、清水池进水管和清水池出水管。 3中央控制室计算机管理系统 中央控制室计算机管理系统设于生产调度大楼的中控室,采用具有C/S(客户机/服务器)结构形式的计算机网络,同时可支持B/S(浏览器/服务器)结构形式,并可以与上级系统和周边系统链接,现场站与中央控制室之间通过工业以太网光纤环网进行数据通信。中央控制站主要完成全厂的数据通信和调度管理。计算机系统建立在开放的、可靠的网络环境中,系统中的硬件和软件都具有可靠性、开放性和先进性。操作员站采用基于客户机/服务器结构的Windows7操作系统,服务器操作系统采用WindowsServer2008操作系统。 3.1计算机管理系统设计 全厂控制网络分三层。第一层为信息层:由2台监控计算机、2台数据服务器、1台WEB服务器、1台工程师站、网络打印机等的基于IEEC802.3标准的以太网组成,在中央控制室设置1套100/10Mbps24口工业以太网交换器,用超五类网线相连,形成星形拓扑结构。第二层为控制层:由中控室监控计算机至厂内现场主站基于IEE802.3标准的工业以太网光纤环网组成。第三层为设备层:由现场控制主站至设备控制箱、现场仪表基于IEC61158标准的现场总线或常规I/O组成。 3.2计算机管理系统硬件设计 服务器及控制计算机选用DELL产品。工业以太网交换机采用MOXA品牌,PLC和触摸屏均采用施耐德公司的产品。不间断电源选用APC产品。 1)计算机技术性能 (1)CPU:酷睿i5-4570(四核,3.20GHzTurbo,6MB)。 (2)内存:DDR34GB。 (3)硬盘:SATA串行硬盘500G。 (4)光驱:光驱DVD±RW。(5)显示器:24寸宽屏液晶显示器。 2)数据服务器技术性能 (1)CPU:英特尔至强六核E5-2630。 (2)内存:4GBRDIMM,1600MT/s,低电压,单列,x4带宽。 (3)硬盘:300GB15KRPM6Gbps近线SAS热插拔硬盘*4。 (4)光驱:DVD。 3)工业以太网交换机技术性能 (1)工业级以太网产品,符合标准的IEE802.3以太网标准,支持STP/RSTP协议,可构建快速冗余以太环网,单台自愈时间≤30ms。 (2)带有SNMP管理单元。 (3)支持Port-basedVLAN协议,可以对网络进行灵活的子网划分。 (4)支持QoS,对信息设定不同的优先权。 4)UPS不间断电源技术参数 (1)双变换在线式。 (2)具有较强的抗过载能力,至少要能够达到125%的过载。 (3)具有人性化触控式按键,清晰易懂的LED界面,可完整显示UPS状态、负载、电池容量、电池更换指示等详细信息。 (4)能够在130V~275V输入电压范围内正常使用。 (5)具备短路保护装置,发生故障时自动停机,故障消除后自动恢复。 (6)具备防雷击保护装置。 3.3计算机管理系统软件设计 工业监控软件采用亚控公司的KingSCADA开发平台,在此平台上设计开发用户所需的生产管理系统。根据生产过程工艺仪表采集到的数据,生产设备运行中状态信号和电气数据以及化验数据和其他信息等,协调和管理全厂的生产调度,打印生产报表、绘制趋势曲线图,报警及事件记录。生成净水厂的生产工艺流程、变配电系统实时动态图,反映生产工艺流程的实时数据、完成报警、历史数据、历史趋势曲线的存储、显示和查询。生成各类生产运行管理的班报、日报、月报和年报表。在线生产成本分析系统具有对任意一个或多个时间段的生产成本进行统计、查询、比较、分析等功能,为生产决策提供可靠依据。 4自动化控制系统 自动化控制系统采用PLC控制器,通过采集现场仪表的生产实时数据和控制设备的状态信息,根据现场工艺的要求,实现净水厂的过程控制、顺序控制、连锁控制、设备的开机、停机等各种操作,完成净水厂的自动控制。自动化控制系统集成了计算机技术、通信技术、高性能PLC及智能化仪表。集中管理生产过程中的信息,以实现整体操作、维护、管理和优化;同时,也使得控制风险分散,提高系统可靠性。 4.1控制系统站点分布 本工程在厂区设置5个PLC主站和11个PLC滤池子站。5个PLC主站分别为:综合池PLC主站、反冲洗泵房PLC主站、脱水机房PLC主站、加药间PLC主站、加氯间PLC主站,每个滤格设置一个滤池子站,共11个滤池子站。PLC主站与SCADA服务器组成100M工业以太网光纤环网。所有PLC主站按无人值守的运行管理方式。 4.2控制系统硬件设计 根据生产设备、生产管理、工艺流程、构筑物位置分布相对分散的特点,系统选用施耐德电气基于可编程序控制器(PLC)的控制系统。每个控制主站采用施耐德电气的ModiconQuantum热备系统(CPU67160系列)。11个滤格子站,采用施耐德电气的ModiconM340(BMXP342020系列)控制系统。140CPU67160是ModiconQuantum系列最高端控制器,专用于双机热备冗余系统。CPU采用Pentium型芯片,主频266MHz,内置RAM,并提供两个PCMCIA扩展插槽,能够很容易地满足最大限度要求的程序扩展和数据保存。存储器容量可以用PCMCIA卡(存储程序、常数、变量名和注释,备份文件等)进行扩展。集成Modbus、ModbusPlus、TCP/IP(热备端口)、USB等多种通信端口,便于与其他设备实现数据交换。CPU上集成液晶显示屏幕,用于显示系统的运行、故障、通信等状态信息和设置系统的相关参数。带有后备电池的SRAM,可以在控制器断电的情况下保存应用程序和数据。140CPU67160集成了100M的光纤通信端口,完成主备CPU模块的数据同步。QuantumCPU使用可擦写存储器技术,支持控制器的执行存储和指令集。这一最新的非易失存储器技术,在不更换存储器卡的情况下只需通过Modbus或ModbusPlus即可实现操作系统更新。 4.3控制系统功能设计 各PLC现场控制站设计具有下列功能: (1)具有实时监测所属监控工艺流程范围内的生产过程参数(压力、流量、液位)、水质参数(温度、浊度、PH值、余氯等),并对采集的上述参数进行处理同时供上位机储存、显示。 (2)具有实时监测所属监控工艺流程范围内主要设备的运行状态,并对其进行采集、处理同时供上位机储存、显示。 (3)具有全自动控制或调节计量泵、水泵、鼓风机、阀门等设备。 (4)具有自动进行越限保护处理和设备故障自动进行保护。 (5)具有可靠的安全措施,具有保护口令,防止越权修改程序。 (6)系统具有较强的自检功能和故障自恢复功能。能够承受运行中的各种干扰。 4.4控制系统开放性和可扩展性 开放性的系统整体结构可以保证系统具有较长的生命周期,系统在投入运行以后可能会有一些变化调整,因此系统必须具有灵活的结构,具有良好的开放性,在软件和硬件的配置上能灵活增减。具有强大的系统维护和诊断功能,保证系统安全、可靠的运行。自动化控制系统的可靠性是整个系统长期稳定运行的关键因素。PLC、网络设备、监控软件等系统核心部件以及断路器、开关电源、继电器、接线端子等易损件均选用工业级、抗干扰能力强,在净水厂自动化系统领域有长期运行经验的国内外知名品牌。整个自动化系统能够在严格的工业环境下长期、稳定地运行。系统组件的设计满足国内、国际的安全标准,并且易配置、易接线、易维护、隔离性好,结构坚固,抗腐蚀,适应较宽的温度变化范围,能够承受工业环境的苛刻条件。系统提供高度的在线维护性能。任何节点故障、离线或从系统中移去不会影响其他节点正常运行,具有标准的对外通信接口,便于与其他控制系统通信。选用高质量的设备搭建的系统架构,不仅可以保证系统稳定、可靠的运行,也将大大减少投运后的维护工作量、并节约二次投入的资金,同时避免因系统故障导致的损失。 作者:斯东浩 单位:浙江浙大中控信息技术有限公司
自动化技术论文:办公自动化中计算机信息处理技术分析 摘要:随着社会发展步伐的不断加快,新技术、新理念层出不穷,计算机等新兴技术得到了广泛的应用,给人们的生活带来了很多便捷,人们足不出户即可买到自己心仪的东西。当前计算机技术在各个领域都有所涉及,而且计算机信息处理技术已然成为办公自动化中重要的组成成分。办公室是为人们提供办公的场所,办公质量的好坏直接关系着工作效率的高低,对此通过对计算机信息处理技术在办公自动化中应用的探讨与研究,提高其使用效率,为人们创设高质量的办公环境。 关键词:计算机技术;办公自动化;探讨;研究 伴随着科技发展浪潮的不断推进,计算机等新兴技术以迅雷不及掩耳之势得到大力发展,在给人们生活带来便捷的同时也加快了我国信息化发展的步伐。近些年经济全球化的不断发展,使得国与国之间的交流也变得更加频繁,各大企业中的客户已不再单单是同城客户或者是全国客户,而是逐渐发展到了国外一些知名企业中,这使得企业的运营模式与工作方式表现出了动态化与分散性的特征。处在这种时代背景下,企业也应与时俱进、不断创新,改变工作思路,利用计算机技术实现办公自动化管理是企业首选,也是增强工作成效性的关键所在。 1信息技术与办公自动化 信息技术主要是通过对所获取的信息进行分析与处理的技术,信息技术不是单一的技术,它是集计算机技术、传感技术等于一体的综合性技术,也被称作现代信息技术。随着计算机技术的不断发展,办公自动化也随此应运而生,办公自动化是通过将计算机技术、通信技术等技术融合后而形成的综合体。借助现代高科技将真实的办公场景呈现在计算机设备上,由专业的工作人员全权负责。要想实现办公自动化,两个条件缺一不可,一是配备专业的人员;二是现代化设备。在设备的配备上一定要齐全,满足办公所需。纵观现在各大企业的办公条件,不难发现大都是使用计算机等现代化办公设备,并由专业的技术人员经过全程指导后开展相应的工作。 2计算机信息技术在办公自动化中的应用功能 2.1扩大和优化办公的区域环境 传统的办公室工作大都是工作人员准点上班,完成一天的工作,到下班时间陆续离开,对于一些身体残疾但却具备高技能的人才或者是孕妇来说由于身体方面的原因在应聘中会被企业无情地拒绝,但企业同时也损失了一定的人力资源。再加之若赶上加班时,员工不得不待在办公室而不能回到家中进行工作,这种情况会使得很多员工产生烦躁心理,工作成效性可想而知。随着计算机技术的发展,办公方式将变得更加灵活,工作人员不用每天按时上下班,而可借助计算机将所需完成的工作随时随地完成,不受地域、时间的制约。这种办公自动化模式也大大增强了工作的成效性,各部门信息之间的传递也能在第一时间实现,大大节省了一定的时间与精力。 2.2增强办公信息运用的实效性 处在信息日益发达的今天,对于企业来说效率就是金钱,知识信息就是企业得以长久发展的重要保障。因此企业为了更好地发展,在办公方面也应与时俱进,不断创新,帮助企业领导作出科学的判断。办公自动化近些年来受到了很多企业青睐,它可大大增强工作的成效性。网络如今已然变成了一种必不可少的通讯工具,借助网络这一媒介,企业领导可随时随地了解当前对于该行业国内外方面的现状,并及时了解员工多样化的需求。企业内部工作人员借助计算机软件办公系统查询相关有用的资源,大大节省了时间,提高了工作效率。 2.3提高企业无形资产的利用价值 传统的办公由于种种因素的制约,企业发展历程中所留下的资料信息采取纸质保存的方式,但在后期需要使用时查找起来非常麻烦,而且有的由于保管不当造成丢失等现象,给后期的工作带来了一定的影响。通过办公自动化技术的引入,可有效解决上述问题,企业可将信息储存在计算机中进行保存,当有需要时相关人员可直接点击查询寻找有用的资源。而且公司在正常运行中原有资料的保存对公司未来的发展也能起到一定的作用。 2.4尽可能地降低办公成本的输出 企业在办公过程中,各部门之间是紧密配合的,各部门的工作人员进行必要的沟通也是必不可少的环节,若采取传统的方式某部门的人员要与其他部门的人员相联系的话要走入该部门进行交谈,这样既耗费时间,又会降低工作效率。随着计算机技术的日益普及,各部门人员之间的沟通无须在跑动,而只需通过邮件等方式实现及时地交流,对工作中的相关问题做好协调,这样做一方面可节省大量的时间,提高工作效率,另一方面也能节省一定的办公成本,实现资源的有效利用。此外,通过办公软件的应用也可进一步规范工作流程,降低工作中失误现象的发生,为企业创造更高的价值。 3信息处理技术在办公自动化中的应用 3.1办公自动化中的Web2.0技术 处在信息大爆炸的21世纪,新技术、新理念层出不穷,这种新背景下对办公模式也提出了严格的要求,如何适应时代潮流,取得更大的发展是每个企业所面临的严峻挑战。基于信息处理技术的Web2.0软件被广泛地应用于现代化的办公环境中,与传统模式存在差异,Web2.0软件已升级成为一种新的商务模式交流平台,可根据用户的需求提供多样化的服务。现在的Web2.0应用软件不仅为人们提供了一定的交流平台,而且也拉近了客户与企业之间的距离,让业务之间的交流变得更加普遍。此外,Web2.0软件还具有较强的互动性,因此可实现用户繁杂的请求,使得办公自动化水平得到显著提升,为企业的发展提供了充足的保障。 3.2办公自动化中的B/S型结构 办公自动化中的B/S型结构也被叫作B/S模式,它是在网络技术的不断发展与壮大下逐渐兴起的。B/S模式的前身是C/S模式,后经过不断扩展而逐渐形成的。B/S模式一般由三层体系结构的C/S模式组成,首层的C/S模式是接口,它的作用是将用户与整个系统进行有效连接,借助相应的程度实现某种功能。第二层是后台的Web服务器,它的功能是按照首层所传递来的信息对其进行一定的加工与处理后进行自动回复,并将处理的最终结果通过代码传递到接口端浏览器的用户处。第三层是数据库服务器,它的功能是实现数据的即时保存与应用,数据库服务器与Web服务器相结合工作,数据库服务器能够从不同Web服务器上所接收来的指令进行有效处理后得以整合。在这种B/S型结构下,人们可借助IE等浏览页面进行办公。操作者可通过相关浏览器发送请求,服务器会针对具体的问题进行有效处理后并将信息及时反馈到浏览器中。B/S模式的优点列举如下:首先,可操作性强,当系统出现故障时维修也较为便捷;其次,能满足不同用户的多样化需求,完全不受时间、地域的限制;最后该模式对设备的要求也比较低,可随时更新,满足用户的要求,受到了很多企业的应用。 4未来办公自动化的发展方向 4.1无线办公环境 无线网络技术的发展打破了人们办公的地域限制,人们可以在任一时段、任一地点进行工作。企业的工作人员也不必每天都坐在办公室这个狭小的空间里,而是可以在户外、在家等其他地点都可以进行办公,这样既不会因为所处环境影响工作,也能够进一步兼顾到员工的工作与生活,从而提高员工工作的积极性。员工也能真切地感受到工作带给自己的愉悦。另外,利用无线网络化办公,可以对信息进行加密,从而确保信息的安全性。这种无线办公环境已普遍受到社会各界的广泛认可。 4.2工作程序的灵活化 通过计算机网络进行信息传输,使信息的时效性明显提高。同时网络化传输方式也使得人们对信息的掌握及处理变得更加多样化,传统发的纸质化传输方式只能传输单一的文字,而现在的电子传输既能传输文字,又能传输图片、语音、视频等多种媒体信息。 5结语 综上所述,信息技术的发展大大提高了办公自动化的效率,一方面使搜集的信息量增加,处理以及加工信息的能力增强,另一方面也能够建立健全信息系统,使人们可以更加快捷方便的掌握信息,也能够使信息流通更加顺畅。目前,电子化、信息化、智能化的高新科技已经逐渐影响到人们生活的方方面面,办公信息处理更是离不开计算机、网络等科学技术的发展。如今,办公自动化在企业管理模式中的推广和应用,使企业的信息化管理系统日趋完善,为企业模式改革提供了必要条件,并且也能进一步为企业获取更大的效益,从而使企业在激烈的市场竞争环境下能够处于不败之地。随着计算机技术的不断成熟与发展,办公自动化水平日益增强,其应用手段也逐渐多样化,因此,办公自动化对计算机信息处理技术的依赖性也将会愈发突出。 作者:李兴忠 单位:南通大学保卫处 自动化技术论文:电气工程中自动化技术应用策略 摘要:在经济快速发展的今天,电气工程在应用自动化技术时,需要不断的跟随时代而进步,在各方面予以健全和弥补,减少各项问题的反复发生。文章针对电气工程中自动化技术的应用展开讨论,并提出合理化建议。 关键词:电气工程;技术;自动化 对于居民的生产、生活而言,电气工程所产生的影响是绝对性的,同时也具有一定的不可替代性,如果在电气工程中,未使用先进的技术,将直接导致工程的性质发生改变,不能较好的完成建设任务,无法拉动社会水平的提升。相反的,如果能够在电气工程中,持续应用先进技术来施工,则可以在很大程度上将工程的缺失进行弥补,在客观上巩固电气工程的功能,最终有效完成工作任务,创造出较大的效益。因此,日后针对电气工程的自动化技术,仍然要深入的研究。 1自动化技术的应用形式 电气工程在目前的数量有所增加,因此属于一种比较普遍的工程。从技术的角度来分析,电气工程的每一个施工部分,都拥有相互匹配的技术来支撑,且会随着社会的变化而变化,由此来确保电气工程可以长久的创造价值。自动化技术是目前最常用,也是比较高端的一项技术内容,在技术体系上是比较健全的,与电气工程的匹配度较高,可供发挥的功能较多。针对自动化技术的应用形式进行分析,可以对该项技术深入了解,为后续的具体应用,提供更多的参考与指导。 1.1稳定、持续监控电网系统 电气工程的组成部分中,电网系统是非常核心的部分,且在很多方面都产生了深远的影响。当前的电网布置正在朝着密集化的方向发展,力求在各个地方,均可以完成持续、稳定的供电,改善居民的生产、生活条件。自动化技术在应用后,能够比较稳定、持续的针对电网系统进行监控。首先,电力调度人员,可以根据自动化技术的相关操作方法,将电网系统的稳定性进行评估,包括周波指标、潮流指标、负荷指标等等,由此来判断该地方的电网运行情况,可投入适当的精力和时间进行维护处理,加强供电的稳定性。其次,利用自动化技术的“自动”特点,可以针对电力设备的具体情况展开分析,包括用电指标、用电量等等,搜集到详细的数据和信息后,就可以完成对电网系统的持续监控,任何问题的发生都可以在第一时间进行处理,减少对居民的影响,提高供电的水平。 1.2保证电网系统开展调取工作的经济性、可靠性 在以往的工作中,电气工程的运行虽然创造了较高的价值,但是对社会产生的积极影响,仍然与预期目标存在一定的距离。通过在电气工程中合理运用自动化技术,可以将电网系统的经济性、可靠性有所提升。首先,每一个地方的电网系统都经过系统的规划和设计,所以在运行过程中,基本上不会出现太大的问题。随着技术的发展,很多先进设备被引入到电网系统中,由此增加了经济上的成本。自动化技术可针对电网系统深入分析,了解到设备的具体影响和使用情况,以性价比做为衡量标准,选购最经济的设备。其次,电网系统关系到很多的社会工作和产业,所以在设备的审核以及观察方面,还必须利用自动化技术,将电网系统的可靠性有所提升,在多个方面进行调取数据和信息,从内到外进行了解,这样才可以为后续的优化工作,提供更多的参考。 1.3水电厂、火电厂的应用 在我国的发电类型中,水力发电、火力发电都是比较常用的方法,所以各地方会根据自身的资源持有情况,建设相应数量的水力发电站、火力发电站。此时,自动化技术就必须在这两种类型的电站中合理运用,维持电站的平稳。首先,在水力发电站当中,自动化技术的应用可以针对水轮发电机组系统、水轮机装置、调速器装置等进行分析,结合客观上的水资源数据、用电量需求等等,做出系统的调整。现阶段所掌握的自动化技术,正在不断的融合智能化内容,根据现实情况和影响因素的改变,适当调节水力发电站的运行模式,可以在提高发电量的同时,降低发电成本,创造出较大的经济效益。其次,在火力发电站当中,机炉主控系统、发电机自动控制系统、汽轮机控制系统等,都是自动化技术的集中体现。由于火力发电站的方法比较特殊,因此所有的设备都要在“自动化”方面有所进步,倘若人工操作无法及时完成,则系统会根据精准的判断而做出合理的调整,减少设备的安全隐患。 2自动化技术的应用方向 2.1管控一体化技术 在电气工程当中,自动化技术既是权威的体现,也是电力研究的必然成果。现下的自动化技术,虽然在应用成果上获得了高度的认可。可由于社会对电气工程的需求不断提升,自动化技术也必须有所进步,要在未来的应用方向上准确的把握,才能更好的服务电气工程,创造出较大的社会价值,完成可持续发展。管控一体化技术,将会是自动化技术的重要研究方向,一方面是弥补固有的不足,另一方面是在技术领域上进行拓展。从理论角度上讲,电气工程中的管控一体化技术是指重点针对电气工程的不同通讯环节,通过自动化技术的科学应用,充分发挥相关信息数据的整合性、集成性优势。而集成控制系统在和信息管理系统进行彼此融合的过程中,能够用一种集成的综合的方式把处于正常应用状态下的电气工程所应用的信息控制网络完整表现出来。 2.2状态检修技术 自动化技术是目前重点研究的技术内容,其与电气工程的配合,产生了很大的积极影响。我国目前的人口数量正在持续的增长,未来对用电量的需求将会持续的增大,甚至是面临严峻的电力挑战。此时,应将自动化技术当中的“状态检修技术”持续研究、应用,从而在客观上保持设备的稳定运行,长久搜集有效数据、信息,为电气工程的发展,做出更大的积极贡献。从应用视角上讲,电力工程中的状态检修技术可以定位为:通过设备资产管理系统在电气工程中的应用方式,重点发挥其在故障诊断、状态监视方向的综合功能,并提供状态检修设备在正常运行时的状态信息和数据,并有机结合该部分数据有效预测电气工程对应设备的实际运行状态、潜在的安全隐患或故障因素。根据这种方式,还可以实现由传统的故障检修模式向状态检修新模式的转变。从电气工程的实践应用的角度讲,状态检修技术在电气工程实践工作过程中的科学应用,不仅可以有效提高其对应的电气设备的安全性、稳定性,而且有效克服了传统的定期故障检修模式存在的遗漏性问题和缺陷,为电力系统的安全运行提供了有力的保障。 3总结 本文对电气工程中自动化技术的应用展开讨论,现阶段的社会发展稳定,自动化技术的体系和方法均达到了预期目标。今后,应对电气工程深入的研究和分析,从各方面来健全自动化技术的具体方案,减少缺失和漏洞,在全局控制上和细节的操控上获得提升。相信在今后的工作中,自动化技术将取得更大的成就。 作者:张伟 赵鹏华 单位:郑州光力科技股份有限公司 自动化技术论文:铁路施工电气工程自动化技术研究 摘要:随着社会的发展和科技的进步,电气工程及其自动化技术作为一门崭新的技术科学在人们的生活中扮演了越来越重要的角色。从小型元器件设计到大型应用型设备,电气工程及其自动化技术在多领域应用广泛,其技术发展业相对更加快速。随着铁路建设的开展,传统的技术已经不能满足需求。加强对铁路工程建设当中的电气化工程以及自动化技术应用对我国铁路建设具有非常重大的意义。本文从铁路施工中的电气工程以及自动化技术概述着手,详细论述铁路施工中的电气工程及其自动化技术发展的问题和解决途径。 关键词:铁路施工;电气工程;自动化技术 0前言 电气工程建设研究从传统电磁学发展到了现代阶段,并形成电气自动化科学。而现今,我国现代社会事业发展已经进入到了全新阶段,社会经济发展也取得了前所未有的进步。电气工程及其自动化能为现代化建设带来更多机遇和可能性,尤其是铁路建设。本文从铁路施工中的电气工程以及自动化技术概述着手,并对实际操作阶段形成的主要问题展开分析,并根据实际情况提出具体解决对策。希望能够促进铁路施工中的电气工程及其自动化技术的进一步发展。 1铁路施工中的电气工程以及自动化技术概述 随着电气工程技术的不断发展,电气工程及其自动化技术从传统技术领域进入到全新技术领域当中,电气工程技术经历了从电磁学理论的建立到新技术革命时期电气工程技术学科的形成这样一个形成与发展的过程,为中国时间工业快速发展打下了重要的技术基础,为我国现代科学发展做出了贡献。现在电气工程与相关自动化建设已经开始形成了完全独立,更加方便,更加完善的系统。为电气工程走进商业领域奠定了基础。现在中国在处于工业主导经济阶段,工业的快速发展对我国经济发展具有重要意义。需要大力促进电气工程以及自动化的发展。外出务工人员和流动人口增加了对铁路交通运输的需求,能源资源分布的不均衡也决定了我国铁路交通运输在经济发展中的重要地位。相比其他牵引方式,铁路电力牵引无论是在高速、重载、环保等方面都表现出更大的优势,因而奠定了未来铁路交通运输行业主要发展的牵引模式[1]。“九五”后期,随着我国铁路进入高速发展阶段,大批客货共线铁路客货这些铁路和客运专线铁路的建成。这些铁路多采用信息技术控制和管理,对铁路牵引供电专业提出了更高要求:要求作为铁路自动化、现代化和科技化代表的牵引供电系统要从可靠性到先进性满足高速铁路建设的要求;要求现代的电力牵引供电要向专业化、科技化和信息化的方向发展[2]。 2电气工程以及自动化建设与发展中的主要问题 2.1企业成本提升受到需求影响 由于电气工程建设以及自动化建设目前阶段仍然处在一种综合领域当中。将电气工程及其自动化技术应用于铁路施工中的独立性会受到一定程度的影响,即铁路建设相关技术人员只能应用已经形成的技术成果,经济成本重复增加的浪费不可避免。创新,是当前社会对电气工程以及自动化建设提出的新要求。 2.2电气工程与自动化建设方面工作效率相对不高 现代社会,工作效率的提高是必然的要求。一旦电气工程与自动化建设方面工作效率低下,就直接影响到工程建设。电气工程建设以及自动化技术水平应当考虑从工作效率方面入手,同时铁道部门也需要做好技术创新工作。 3电气工程自动化建设的优化措施 作为工业技术领域当中的重要部分,电气工程自动化技术的发展对工业发展具有重要意义,能为社会经济带来巨大的效益。尽管目前阶段的电气工程自动化技术不是最完善的,但是只要通过不断提高和解决问题,就一定能取得辉煌的成绩。 3.1形成具有独立性、统一性的技术平台 根据上诉提到的第一点问题,铁路部门应该结合自身的情况,根据现有的技术水平和条件,形成具有独立性、统一性的技术平台。铁道部门技术人员也应该致力于改善技术,完成自动化方案的实现[2]。电气工程自动化技术操作人员在开始进行设计之前应当对需要进行设计的行业以及用户方面的特征进行研究,再根据实施过程、运行以及相关维护确定研究目标后,需要确定设计方案。同时,还需要考虑运行成本以及时间。一定需要控制在铁路企业允许的范围当中。努力降低企业实际投入的运行成本。 3.2形成电气工程自动化建设的通用性网络系统 铁路建设中铁路企业之间有效信息的交流,准确性以及安全性的交互的实现也是极其重要的,电气工程自动化建设的通用性网络系统能够更好帮助完成对资源方面的优化配置。要想确保铁路建设中设备控制以及技术监管等多个方面的管理步骤与环节,就需要确保设备控制以及技术监管等多个方面的系统通过网络完成关联。能够帮助促使各个系统彼此之间获得的信息数据能够得到高效优质利用,最终促使铁路建设的发展。 3.3形成电气工程自动化建设的数据标准对接 除了实现电气工程以及自动化建设方面的数据信息标准化对接,同时也需要保障电气工程以及自动化建设当中的系统相关信息传递的安全性。在电气工程以及自动化建设发展阶段,为了降低电气工程开发当中时间与费用的损耗。我们需要建立更加完善的程序接口[3]。 4结语 电气工程以及自动化建设对工业的推动对整个社会具有非常重要的意义。在现代铁路建设发展过程中,电气工程以及自动化技术的发展作为一项极其重要的技术,它的发展的每一个环节都对铁路建设有重要的推进作用。并且随着相关技术平台的搭建,电气工程以及自动化技术与铁路建设的进一步发展也得到了保障。铁路施工中需要结合自己的实际情况,解决产生的技术难题,不断推进铁路建设,为社会经济的发展助燃。 作者:李瑞 肖世辉 单位:中铁电气化局京沪高铁天津维管段 自动化技术论文:电气工程自动化控制中智能化技术研究 摘要:当前,在电气工程的实际开展过程中,其效率得到了大幅度的提升,并借助于先进的技术,实现了自动化控制。智能化技术的广泛应用和普及为电气自动化提供了有力的基础和保障。基于此,结合电气工程项目实际,对应用智能化技术实现更好的自动化控制展开了相应的探讨。 关键词:智能化技术;电气工程;自动化控制;控制器 在电气工程开展的过程中,要重视自动化控制,这样才能不断完善整个电气市场。以往,在电气工程开展的过程中应用的是自动化技术,效率相对较低,从长远发展来看,不利于工程的开展。而将智能化技术应用于电气工程中,能够利用计算机技术等先进的技术进行科学、有效的人工智能控制,从而促进电气事业的发展。同时,在利用智能化技术实施控制的阶段,工作效率大大提高。 1智能化技术的应用特点 现阶段,我国的电气事业正在持续进步,而与之相应的自动化技术也处于不断成熟的阶段,且在国际范围内已经达到了先进水平。从水平特征方面来说,我国的电气工程逐步实现了智能化,尤其是控制器等设备比较先进,促进了智能化的发展。与传统的控制器相比,智能化控制器的智能化水平有了明显的提高。 1.1无人化操控 与传统的控制器相比,智能化控制器通过引入智能化技术具有较为突出的优势。不管遇到何种情况,将智能化控制器应用于具体的自动化控制过程中,相对而言更能得到认同。判断系统控制程度的高低一般离不开下降时间的多少、鲁棒性的变化情况,乃至相应时间的多少。利用这三者进行调节,能够充分利用自动化控制各项具体工作,也能够确保各项工作的顺利开展。同时,对于电气设备而言,应用较为先进的智能化技术能够予以控制,也能够开展有效的自我调节,从而降低人力成本,并实现“无人化操控”这一目标。在一定范围内,虽然系统无人控制,但仍可实现自动化调节。 1.2无需控制模型 与传统的控制器不同,利用智能化控制器普遍具有明显的优势。这种优势一般体现为紧密系数在一定程度上有所增加。在具体的工作过程中,传统的控制器难以实现预期目标,在技术方面相对欠缺。如果控制对象比较复杂,比如为动态方程,那么利用传统的控制器进行操作将面临难以控制的局面,模型设计环节的开展也将受到较为严重的影响。而利用智能化控制器,模型设计这一环节不复存在,而是直接被删除处理。因此,就模型设计而言,不论是无法评估的问题,还是不能预测的问题,应用智能化技术均能够得到解决。 1.3一致性较高 对于不同的数据来说,在处理过程中如果使用的是智能化控制器,那么将存在很高的相似性。无论输入什么数据,在智能化控制器的作用下,均可以采取一定的处理措施准确开展评估。哪怕是一些不常应用的数据,只要输入成功,同样能够较为快速地评估。就各个控制器而言,通过分析其控制对象的特点发现,控制器在变更方面的能力较强,因此,对于不同的控制对象而言,实际所取得的控制效果也可能存在差异。考虑到控制对象的复杂性,全面化这一重要性目标,哪怕利用智能化手段,同样无法真正实现。因此,对于智能化控制器而言,在后续科研过程中,相关人员应该加强研究,并结合实际情况,有针对性地分析面临的问题。 2电力自动化控制中智能化技术的运用 智能化技术在电气自动化控制中的应用主要体现在以下三方面:①在电气工程的具体阶段,应用智能化技术有利于设备的维修保养,并且针对存在的故障,能够进行合理、有效的诊断;②能够进行优化设计,保障电气设备性能良好和电气系统较为完善;③利用科学的形式充分实现“智能化控制”这一目标。 2.1病因诊断 电气工程系统本身较为复杂,在病因诊断过程中,如果运用传统的人工诊断模式,操作过程较为烦琐和复杂,且在结构病因诊断方面,准确率也难以保障。同时,对于工作人员而言,需要达到一定的专业水平。一些设备在运行过程中极易出现问题,进而导致数据方面的问题出现。如果一味地采用人工诊断的方法,故障诊断率较低,准确度无法保证,且病因诊断不够及时。因此,智能化技术的引入不仅有利于病因诊断,还可以实现定时检测,然后进行有效的诊断,从根本上防止潜在问题的产生。 2.2优化工程设计 在以往的电气工程设计阶段,普遍需要众多人员参与,然后针对实际问题反复修改、不断试验,而某些较为实际的问题并没有受到设计人员的重视。如果面临的是较为复杂的问题,在较短的时间内难以真正实现合理、有效的解决。为了实现预期目标,设计人员需要不断提高自身的水准,拥有过硬的专业知识。在智能化这一环境下,通过加强对智能化技术的合理应用,能够改善以往的工作状态,并且借助于互联网及相关软件等,电气工程实施阶段能够实现自动化管控。这样,不仅能够确保数据的精准度,还能够进一步丰富设计内容。 2.3控制整个工程 在整体电气工程开展阶段,尤其需要不断完善控制系统。要想实现“自动化控制”这一目标,就要引入智能化技术。在神经网络控制之下,系统包含多层次结构,我们可以应用智能化技术实现反向学习。另外,我们还可以利用智能化技术对系统参数进行推断,了解系统转子速度等情况,依靠系统较为出色的性能识别相关模式,从而有效处理信号。 3结束语 综上所述,对于电气工程而言,需要在以往设计的基础上予以不断革新。引入智能化技术,能够使设计工作更加顺利地开展,并且在相关数据处理等方面,可以得到更加准确的结果。需要注意的是,当前智能化技术并未完全成熟,仍有广阔的提升空间,因此,相关人员还需要不断研究和学习。 作者:冯柏霖 单位:重庆太初新能源有限公司 自动化技术论文:汽车机械控制自动化技术运用 【摘要】随着科学技术和汽车行业的不断发展,自动化技术在汽车机械控制系统中的应用越来越广泛与成熟,有效提高了汽车的性能及功能,有利于推动汽车的人性化、智能化和多功能化发展。当前,由于机械控制系统与电力系统的紧密结合,汽车机械控制系统已经基本实现机电一体化,自动化技术的应用能够为用户创设安全舒适的驾驶环境,保证系统的正常稳定运行。本文就对汽车机械控制系统中当代自动化技术的应用进行深入分析和探讨。 【关键词】汽车机械控制系统;自动化技术;应用 自动化技术作为一种新的学科,其与人们日常的生产生活具有密切的联系,尤其是在汽车机械控制系统中的应用,其能够保证系统的安全稳定运行,提高系统的自动化与智能化水平。因此在汽车机械控制系统中合理应用自动化技术,对汽车能耗的降低与运行速率的提高具有重要的十分重要的意义,有利于促进汽车制造行业的长远发展。 1汽车机械控制系统中自动化技术概述 1.1重要性 自动化技术在汽车机械控制中的重要性主要可从两方面加以分析:一方面是系统工作的调节。自动化技术在汽车机械控制系统中的应用,其主要是将工作站存储的信息数据传送到局域网,确保信息的自动化流通。人们可结合自动化技术在系统中的工作方式,向系统发送个人意愿和指令,由系统前置机处理指令,从而传输到局域网中,这样能够保证信息流通的便捷性,自动化采集信息和调节系统。另一方面是系统软件的设计。随着科学技术的发展,计算机技术有效替代了传统的生产机制,人们借助计算机技术来自动化控制生产流程,提高工作的质量与效率。计算机在汽车机械控制系统中发挥着重要作用,能够C语言和单片机技术,以不同汽车类型为依据,开发设计不同的汽车软件,提高系统软件的简易性、个性化和适用性。 1.2模块分配 首先在PLC通信模块方面。对于PLC自动控制系统而言,其主要是利用STEP7软件加以编制,具有语句编辑、功能块图和梯形逻辑图等功能,能够在不同的工作环境中使用不同的I/O模块。同时其对人机对话接口加以科学安装,以此提高系统的操作与使用性能,便于用户操控汽车。其次在中央控制系统方面。中央控制系统是汽车机械控制系统中的重要组成部分,其主要是以微型计算机技术为依据,利用微型计算机的稳定性、功能和接口数量等,满足不同的任务控制需求,因此具有速度快、控制精度高和功能多等优势,能够有效促进汽车运行效率的提高。一般而言,汽车中央控制系统在实际运行过程中,能够采集和处理传感器的信息数据,利用自动报警功能和监控设备对系统运行的异常情况加以报警,以此提高汽车系统的安全性与运用效率。最后在传感器系统方面。自动化技术的应用能够实时监控汽车的运行情况,并利用频分制和时间节点的通道形式进行信息的传输,其中频分制形式在传输信号的过程中,具有特定的频率,因此不会发生信号混淆现象,能够降低故障的发生几率。当前自动化技术在汽车传感器系统中的应用,能自动采集距离、干湿度、车速和油温等数据,自动对比其与预设的参数,从而对汽车的实时工况加以准确判断,优化调整系统。 2当代自动化技术在汽车机械控制系统中的应用 随着社会经济的发展,机械自动化在各项制造中得到了广泛的应用。由于市场竞争日趋激烈,市场对机械自动化技术发展的要求越来越高,企业要想在激烈的市场竞争中处于优势地位,必须要不断创新和发展自动化技术,从而强化自身的市场竞争力,实现自身的长远发展。自动化技术的最终发展目的就是主导市场,成为市场中的主流技术与产品,汽车控制技术作为汽车机械控制系统中的关键技术,其将会随自动化技术的发展而不断发展和进步。一般而言,自动化技术在汽车机械控制系统中的应用,其具体可从以下几方面加以分析:一是实时监测方面;二是安全机制设置方面;三是故障排除与诊断方面;四是配电优化设计方面。 2.1实时监测 在汽车机械控制系统中应用自动化技术时,为了使操作人员全面了解和掌握工作状况的信息,可通过数据报表的开发来实现。这样在数据的实际传输过程中,系统能够从用户的实际需求出发,将数据打印为特定的报表,并提供多样化的报表形式,从而满足不同用户对其功能的实际需求。可以说,自动化技术的应用能够在很大程度上提高了系统的便捷性,完善了汽车的使用性能。 2.2安全机制设置 汽车机械控制系统中应用自动化技术时,往往会对不同等级的安全机制加以预设,而等级的不同使得操作人员具备的权限也不尽相同,能够有效提高汽车机械控制系统的安全性。一般该系统要想满足不同操作人员的工作需求,可对不同的密码等级加以设置,只要操作人员密码等级达到相应地权限,其才可对相关区域的数据信息加以查询,否则系统会自动拒绝其访问请求,提高系统的安全性与可靠性。 2.3故障排除与诊断 自动化技术作为一种高度集成的综合性技术,其在汽车机械控制系统中的应用,主要是以计算机网络技术为依据,有效模拟人类生产方式的全过程。如果汽车机械控制系统在实际运行中存在故障,利用自动化技术能够自动判断、排除和检测故障,并严格按照预设的处理措施加以处理,避免因系统继续运行产生的损失,有效提高工作的质量和效率。因此以自动化技术为基础而形成的汽车机械控制系统,其具有更强的使用性与更高的经济性。 2.4配电优化设计 在实际配电设计过程中,需要对汽车机械控制系统应用自动化技术的适用性与可靠性加以综合考虑,优化汽车机械的可靠性、稳定性和灵活性,使其能够满足汽车机械负荷容量需求与控制标准。同时对设计线路加以选择时,需要以线路配电负荷的具体情况为依据,负荷较小时需要采用静态补偿的方式设计配电线路,而负荷较大则需选择动态补偿。当然在优化选择线路补偿时,需要保证系统满足电力的需求,促进配电电能消耗和损失的减少,保证电网电力负载的减轻。此外,当通线线路传播电能时,由于线路电阻因素的要想,往往会产生功能消耗,因此需要优化设计通线线路。一般电阻R=ρL/S,其中S表示的是导线横截面积,ρ表示的是电阻率,R表示电阻,如果S增大则R减小,因此实用导线可选择电阻率小的材料,以此降低导线中存在的电阻。总而言之,在设优化设计自动化技术配电的过程中,需要对各方面因素加以综合分析,严格遵循相关要求与标准进行设计,实现优化设计的目标。 3结语 综上所述,自动化技术在汽车机械控制系统中的应用,主要可从实时监测功能的实现、安全机制的设置、故障排除与诊断功能的实现、配电的优化设计等方面出发,从而提高整个系统的稳定性和安全性,实现汽车制造企业的经济效益。当前自动化技术具有极大的应用与发展空间,对环境保护和能源节约具有十分重要的作用,因此在其实际应用过程中,需要严格把关系统工作和系统软件,从而保证系统的合理性与科学性,促进自动化技术机电一体化的实现。 作者:解江浩 曹思琳 单位:陕西交通职业技术学院 自动化技术论文:汽车机械控制系统自动化技术应用 摘要:现阶段自动化技术开始被广泛应用于工程机械各个领域中,它对提高现代工程机械集成系统的整体功能性有着重要作用,这也为自动化技术在汽车机械控制系统中的应用奠定了基础,确保系统通过自动化技术的应用为广大用户营造一个舒适、安全的驾驶环境。本文就汽车机械控制系统中有关自动化技术的应用进行详细阐述。 关键词:自动化技术;汽车机械;控制系统;应用 自动化技术作为现代科学技术领域中一门全新的学科,其与人们的生产、生活有着十分紧密的联系,这是因为自动化技术的应用可以提高传统控制系统的智能化水平,所以对于汽车机械控制系统来说,自动化技术的合理应用具有重要意义。在汽车机械控制系统中应用自动化技术可以有效提高系统运行的安全性与稳定性,对于汽车企业用户来说,自动化技术可以帮助其进一步提高整个汽车系统的能源利用效率,帮助企业在新时期有效实现经济效益最大化及可持续发展的战略目标。 一、基于自动化技术的系统功能模块 1.传感器系统 汽车机械控制系统中有关自动化技术的应用可以实现对汽车运行状态的实时监控,并且基于这一技术理论使整个汽车机械控制系统出现了两种传输通道形式,一种是根据时间节点进行传输的通道形式,另一种为频分制的传输通道形式。第二种传输通道形式在具体应用中所传输的信号具有特定的频率,所以在具体应用中并不会出现信号混淆的情况,并且该技术在具体应用中具有电路构成简单、故障率低等特点。现阶段基于自动化技术而成的汽车传感器系统实现了对油温、车速、干湿度以及距离等数据的自动采集,并将其与预设的参数进行自动对比来判断整个汽车的实时工况,以便于整个系统可以做出最优化的调整。 2.中央控制系统 汽车机械控制系统中的中央控制系统是基于微型计算机技术而形成的一种集成系统,由于微型计算机的接口数量、功能以及稳定性可以满足多个不同任务控制要求,所以汽车中央控制系统在具体应用中具有功能多、控制精度高以及速度快等特点,所以对于整个汽车机械系统来说该技术的应用可以进一步提高其运行效率。汽车中央控制系统在运行中的主要作用是实现对传感器采集信息数据的处理,并且整个系统还具备自动报警等功能,监控设备在运行中一旦判断整个系统出现异常则会自动报警,这对进一步提高整个汽车系统的整体运行效率及安全性有着重要作用。 3.PLC通信模块 现阶段PLC自动控制系统开始被广泛应用于汽车机械控制系统中,这是因为该系统在设计过程中采用了STEP7软件进行编制,具备梯形逻辑图、功能块图以及语句编辑等多项功能,并且PLC自动控制系统对于不同工作环境来说具有不同的I/O模块,所以该系统中通过安装人机对话接口可以进一步提高整个系统的操作性能,以便于用户可以利用最简单的操作方式来完成对汽车的控制。 二、自动化技术在汽车机械控制系统中的具体应用 1.实时监测功能的实现 基于自动化技术而成的汽车机械控制系统为了满足操作人员对于工作状况信息了解的需求,其开发了数据报表的功能来达成这一目的,在数据传输过程中系统可以根据用户需求来将数据打印成特定报表,并且提供了多种报表方式来满足不同用户对该功能的需求,所以其对进一步提高整个汽车控制系统的便捷性有着重要作用。 2.故障诊断与排除功能的实现 现阶段汽车机械控制系统中所使用的自动化技术是基于计算机网络技术而成的,可以实现对人类生产方式全过程的模拟。因此,自动化技术对于汽车机械控制系统来说是一项高度集成的综合性技术,在工程机械领域中的具体应用不仅可以有效提高其整体生产效率与质量,同时也可以实现对一些突发状况的自动检测与排除,如果汽车机械控制系统在运行过程中出现故障,它可以自动判断,并按照相关预设的处理措施进行自动化处理,避免故障发生后整个汽车机械控制系统继续运行而产生过大的损失,所以对于企业来说基于自动化技术而成的汽车机械控制系统具有更高的经济性。 3.安全机制的设置 基于自动化技术而成的汽车机械控制系统会预设不同等级的安全机制,而不同等级的操作人员也具备不同的权限,因此,对于汽车机械控制系统来说自动化技术的应用进一步提高了系统的安全性。汽车机械控制系统为了满足不同操作人员的工作需求分别设置了多种不同的密码等级,只有操作人员的密码等级达到相关权限时,他才能查询所对应的区域数据信息,对于没有达到权限的操作人员系统则会自动拒绝其访问请求。 三、结语 对于汽车机械控制系统来说,自动化技术具有良好的应用前景与综合效益,这是因为自动化技术对于提高整个系统的安全性、稳定性有着重要作用,并且可以帮助汽车制造企业通过自动化技术的应用来获取更多的经济效益。 作者:李湛青 薛平 单位:中国计量学院现代科技学院 自动化技术论文:汽车机械控制自动化技术研究 摘要:社会经济不断发展,作为人们代步工具的汽车已经是很多普通家庭都可以拥有的生活必需品,然而随着科学技术水平不断提高,自动化技术也越来越广泛的被用于汽车机械控制系统中。这不只是标示着自动化水平的的进一步提升,还为汽车的稳定以及安全快速的运行奠定了技术基础。本文主要对自动化技术在汽车机械控制系统中的应用做以详细的论述分析。 关键词:自动化技术;应用;汽车机械控制 随着自动化技术手段的成熟,它被广泛的应用于各个领域,在汽车行业的发展更加迅速。自动化技术在汽车机械控制系统的应用一方面促进了整个汽车行业的发展,为每一个使用汽车的家庭提供了更大的便利;另一方面也有利于社会经济的可持续发展。 1汽车控制系统中与自动化技术紧密相关的板块 自动化与人工智能呈现出你中有我,我中有你的发展趋势。二者相辅相成,共同进步。向着智能化方向发展的自动化技术在汽车机械控制系统中的应用主要包括三个部分:传感器板块、中央控制系统板块、信息的接收以及信息处理板块。下面我就这三个部分来展开讨论。 1.1中央控制系统 正如公司的领导需要对员工进行工作的分配一样,中央控制系统也相当于处于核心地位的领导阶层,它需要将信息准确的向其他工作区域传达,保证把信息及时的传递出去,然后把这些信息进行分类,以此使得整个系统更加高效的运作。 1.2传感器板块 汽车的传感器部分是为了对汽车的机械控制系统的工作状态加以监测。由于汽车的机械控制系统的差异,我们可采用两种方法进行信息的传递。第一种进行信息传递的依据是运行的时间节点,另一种则依据频分制的方法进行信息的传输。这两种方法都可以监测到汽车运行过程中控制系统的状态,并时时刻刻的监测汽车的运行,从而保证汽车运行的安全稳定。 1.3信息的接收以及信息处理 如何准确的接受信息,依赖于技术人员的能力以及上述两个板块的准确工作。信息处理的方法其实就是做比较。计算机系统中储存着正确的数据信息,将接收到的信息与已经储存在计算机中的正确数据信息加以比较,由计算机控制的汽车控制系统就会在两者差异过大的情况下做出警告,特别是在已经设计好的程序控制下及时做出补救措施。我们也可以及时发现问题,解决这些突发状况。 2对自动化技术在汽车控制系统中具体应用的分析 从以上分析来看,自动化是实现汽车机械控制的核心技术。它不仅提高了汽车行驶的稳定性,也可以对在汽车运行过程中可能产生的问题作出迅速的反应,提高行驶安全性。一定程度上,使得汽车安全检测更加方便,同时大大节约了经济成本。为了使大家对自动化在汽车机械控制系统中的应用能更加透彻的了解,接下来我们再对其做以更加具体的分析。 2.1及时处理汽车故障 随着计算机网络的发展,越来越多的自动化控制依赖于计算机的使用。对行驶中的汽车实行控制监测,主要是利用计算机技术。这就需要专业的技术人员在计算机上进行无数次的尝试,知道达到可以用计算机代替人的大脑来对汽车进行监测的目的,这种人工智能与自动化技术的结合,使得对汽车的监控手段愈来愈发达。简单来说,驾驶员在汽车行驶过程中由于粗心大意等原因,可能会产生很多失误,而处在监控状态中的计算机会作出实时的判断,同时汽车机械控制系统中的自动化技术就发挥作用,针对问题作出及时的处理。这在一定程度上解决了一些突发问题,也会减少很多意外的人员伤亡。 2.2建立安全系统保障汽车行驶安全 保障汽车能够安全行驶是对每一位驾驶人员的安全负责。应用自动化技术来保证驾驶人员的安全也是未来汽车发展的首要原则。这就需要我们在汽车自动控制系统中建立一定的安全保障系统。这个系统需要从两方面着手操办。第一,安全保障系统会反馈一定的信息,这些信息是做出下一步保护措施的基础,所以,所接受信息的准确性就非常重要。此时,检查接受信息的工作者也需要熟悉的掌握相关的知识以及技术操作,这个工作对相关工作人员的要求非常高。第二,对于第一步反馈回来的信息,对于不同的问题,汽车控制系统需要做出不同种类以及不同程度的安全措施。双管齐下,就能最大限度的保证汽车安全、稳定的行驶。利用自动化技术对行车进行安全保障也符合社会经济的发展要求。 2.3完善自动化的设计配电技术 自动化技术在汽车控制系统中是否安全可靠是设计线路配电的重要依据。除此之外,汽车其他部件的物理性质也是需要着重考虑的要素。在保障汽车安全稳定行驶的基础上,进一步提高汽车的灵活性。第一,在配电过程中满足改善线路的技术目的,依据线路配电负荷的不同,选择不同种类的补偿形式。第二在对线路进行补偿的过程中,也需要从经济发展的角度来选择所需材料的规格,尽量减少对电能的损耗。但是又不能降低设计标准。总而言之,从全方面考虑,实现又快又好的发展目的。 2.4未来自动化在汽车机械控制系统中的应用 自动化是人类智慧的结晶,也是科技发展的必然。我们整个社会的进步,就印证了自动化在各个领域的不可低估的影响。这些数据的保密性较低,为了数据信息的安全,我们必须加强对各种重要的数据信息的保护,可以设置不同的密码,增强数据信息的保密性。 3结束语 自动化技术的应用对汽车企业的经及发展做出巨大的贡献。不仅降低了汽车制造成本,极大的提高了工作效率,也推进了整个汽车行业的进步。在汽车机械控制系统中应用自动化技术,对汽车领域以及科学技术领域都有着非同寻常的意义。然而与科技更加发达的国家相比,我们的自动化水平还有很大的进步空间,所以我们还需要再接再厉,共同促进我们社会经济的发展。 作者:王博 冷秀良 单位:上汽通用(沈阳)北盛汽车有限公司 自动化技术论文:煤矿机械电气设备自动化调试技术分析 摘要:分析和研究了煤矿机械电气设备自动化调试技术的应用,概述煤矿电气设备自动化调试技术,阐述煤矿机械设备自动化调试技术的具体应用,以期为相关工作提供借鉴。 关键词:煤矿;机械设备;电气自动化;调试;应用 0引言 随着科学技术的进步和发展及国家对煤矿运行环境和设备的严格要求,煤矿开采过程中的危险劳动基本上都可以由一些先进技术设备来代替,这样不仅在很大程度上降低了煤矿开采的难度,而且降低工人工作的难度和危险程度,增加煤矿开采效率,如今煤矿开采电气自动化已经成为一个大体的趋势,也是煤矿开采业发展的一个重大转折点,本文主要针对煤矿机械自动化设备自动化调试技术及在实际的煤矿开采过程中的应用展开详细地分析和研究,希望能够通过分析提高煤矿的电气设备自动化技术的应用效率。 1煤矿电气设备自动化调试概述 1.1煤矿电气设备自动化调试的意义 煤矿电气设备自动化调试技术是一种完全区别于传统煤矿开采技术的新型电气设备自动化技术,在实际发展过程中煤矿电气设备的自动化技术具有效率高、安全性能高和提升煤矿安全运行效率的重大意义。由于煤矿电气设备自动化调试技术可以在计算机智能化控制下实现对煤矿开采工作的整体控制和掌握,因此随着社会对煤矿电气设备自动化调试技术的普及程度不断加大,这种技术在实际应用领域普及程度也在不断加大,而且机械自动化调试技术满足国家提出的可持续发展战略要求,它的出现在很大程度上不仅提高了煤矿的运行效率,更加快了煤矿的整体发展进度[1]。 1.2煤矿电气设备机械自动化调试的基本模式 煤矿电气设备自动化工程在基本的应用探索过程中发现了一些基本的应用模式,最基本的模式是:a)必须要明确的一点是煤矿相关负责人必须要根据实际情况确定煤矿开采的整体目标,这在一定程度上是煤矿开采施工的基本宗旨和工作指南;b)设计施工部门根据基本工作要求负责规划和安装必要的机械设备,再根据实际需要安排必要的操控人员,这些人员的基本工作目标就是必须根据实际需求保证设备运行安全和高效,在设备因实际工作需要必须调试时要对设备进行申请调试,充分保障设备运行安全[2];c)从整体上来说,在电气设备机械自动化调试过程中必须要保证对煤矿整体运行机制的监管力度,保证煤矿和机械设备的运行安全,禁止人为原因给机械设备带来损害。 2煤矿机械设备自动化调试技术的具体应用 煤矿机械设备自动化在煤矿开采的过程中应用非常广泛,尤其是在提升国家煤矿机械自动化开采和管理过程中显得尤为重要,以下主要讨论关于煤矿机械自动化调试技术的具体应用。 2.1提升机械的适应能力 机械设备自动化的基础就是智能化和信息化的基础知识和应用,因此机械设备自动化的调试技术最主要的应用就是提升机器设备在煤矿开采过程中的适应能力,在最大程度上保证煤矿开采工作能够顺利、安全开展。关键在于机械自动化的调试可以保证各种机械设备的传感器在使用过程中及时检测到机器设备存在的故障问题,而且也能够更加方便及时地处理和解决对这些故障,避免给煤矿开采带来更大的影响,而且提升机械的适应能力在一定程度上就是提升煤矿开采和运输效率。 2.2提高煤矿运输效率 改革开放以来煤矿行业迅速发展,使得煤矿行业一度成为国内的热门行业,为国家经济发展做出了巨大贡献,但是由于当时交通网络还不够发达,开采的煤炭运输是困扰煤矿发展的一个重大问题,尤其是井下煤炭运输,但是机械自动化调试的出现成功地改善了这一现状,随着机械自动化技术的发展,煤矿专用输送机技术的改善和完善满足了井下煤炭运输的需求,同时也是满足了社会对于煤矿发展的要求。机械自动化调试技术进一步提升了运输机运行效率和运行安全,解决了井下煤炭运输的难题。机械设备自动化调试技术在提高煤矿运输效率的另外一个表现是交变频器控制技术的提升,交变频技术是对整个煤矿开采过程中电机的控制,之前国内很多大型煤矿事故都是由于对电机控制出现问题造成的,因此可见对交变频技术的控制在煤矿运行过程中的关键性作用[3]。 2.3在煤矿安监控制系统中的应用 煤矿开采和运行是煤矿活动中至关重要的一项,一般情况下煤矿安监系统大致可以分为整体的网络化监控、煤矿生产质量监控及煤矿工作人员工作状况监控,实施监控并不是为了监督工人的工作而是为了保证煤矿生产安全和生产效率。机械电气设备的自动化调试技术不仅取代了传统的人工监管,而且提升了监管效率,保证安监的全面性和完整性,而且更重要的是提升了安监的精确程度和准确性,优化煤矿管理机构,完善煤矿企业控制制度,为后续管理和控制工作提供了更好的依据,这是信息化技术在煤矿开采过程中的实际体现,这也是机械电气设备自动化调试技术在煤矿运行过程中的主要应用之一。 3结语 根据目前国家的煤矿发展现状看来,很多煤矿都存在开采技术不达标、结构和制度不完善等关键问题,智能化信息化技术在煤矿开采过程中的应用及传统生产方式有了很大改变,借助信息化技术已成为当下各行各业的发展趋势和最佳选择,相信随着国内信息化技术不断发展和进步,智能化、数字化技术不断普及,未来煤矿机械电气设备自动化调试技术及其在煤矿开采过程中的应用程度都必然会不断加强,煤矿整体运行效率也会得到提升,人们生活质量也会因此得到大幅度提升。 作者:康旭花 单位:山西省煤矿节能监测中心 自动化技术论文:煤矿机械设备电气自动化技术研究 【摘要】在煤炭开采过程中,对于煤矿机械设备的效率要求十分的高。为了有效提升机械设备的生产效率,利用电气自动化技术则是必然的选择。本文对我国现阶段煤矿机械设备中应用自动化技术进行了简要的探析,以期为我国发展煤矿生产技术提供参考。 【关键词】煤矿;机械设备;电气自动化技术;应用 引言 自动化技术是一项综合性程度较高的科学技术,包含了通信技术、传感技术、计算机技术以及现代控制技术。科学技术在不断发展的同时也促进了煤炭开采设备的不断完善,机械设备的自动化技术越来越精细,智能化程度越来越高,并逐渐向多元化、集成化的方向发展。 1煤矿采掘机械设备的电气自动化技术简述 1.1采掘技术的进步以及多种辅助技术的发展 煤矿采掘时,电力牵引是大多机械设备主要动力来源。越来越多的煤矿采掘设备中应用了多电机驱动系统,安置电机时一般都是横向进行的,且装机容量一直随着生产规模的扩大而增大,总装机的功率由电机多采用横向安置,而且随着生产规模的扩大,装机容量不断增大,从常见的1MW扩大到了1.5MW,而电机的牵引功率则达到了0.12MW。煤矿机械设备中使用到的交流电牵引电机,具有较强的抗污染的能力,减少对机械设备维护的劳动力的投入,还有助于提高机械设备的运行效率,从而保证机械运行的稳定性,因而备受煤炭生产企业的青睐。机械设备自动化技术的核心所在则是计算机技术,为了不断提高采掘设备的自动化程度,使其运行效率更高,精度更准,更为稳定,则可以辅助故障诊断技术、传感技术等多种技术。此外,采掘机械在不断进步,对于煤矿生产中输送设备的承载力以及多样性要求也就逐渐增加,一些技术比较发达的国家已经较早的将双速电机引入到国内,实现了利用计算机技术对煤矿生产全过程的监控。煤矿能够进行安全采掘的重要的一个工具就是液压支架,在将计算机技术引入其中后,能够有效为电液控制自动化以及高压提供大量的电液,液压支架的移动速度也不断的得到了提高,达到每架7s,有效改善了煤炭采掘的功率以及提升了煤炭采掘的效率,使得煤矿生产更可靠。 1.2与技术先进国家之间存在差距 尽管我国的采煤设备的自动化技术进步的程度越来越高,但相比于那些产煤量较大的国家,我国采煤设备的自动化程度还比较落后,与之有一定的差距。煤矿采掘机的最大装机功率只有0.83MW,而液压牵引的功率则只有0.5MW,功率较低,且电牵引设备主要依靠进口,特别是交流电牵引的电控部分则更是进口的。国内对于电牵引采煤机的研发还处于初始阶段,能够应用与实践的则少之又少。电牵引采煤机与工作面输送机连接的强度较差,使得其运输能力较差,降低了传送机的整体工作效率。同时,液压支架中的电液控制系统以及对故障进行判断的系统中的微控系统也都不是国内自主研发的,因此,整体而言,我国煤矿采掘中机械设备的电气自动化技术仍旧比较落后。 2电气自动化技术对煤矿生产产生的影响 2.1影响煤矿的安全管理 煤炭行业是一个特殊的行业,在煤炭生产过程中,首要前提就是安全生产,其对于煤矿企业的生存以及经济效益有着直接的影响,核心要素即是工作人员的人身安全。而在煤矿生产中应用的煤矿机械的自动化程度越来越高,不但有效节省了较多的人力,还将煤矿生产中事故的发生率降到了最低,并将煤矿的安全生产的风险控制在规定的范畴内。如果以危险源作为辨识危险基础的重要依据,及时的控制并管理采煤过程中存在的一系列的不安全因素,从而能够在源头上将危险源切断,因此,采煤中越来越多的应用自动化技术,煤矿发生安全事故的概率也就相应降低了。 2.2影响煤矿的生产效率 现代网络技术的不断发展,煤矿电气自动化技术受其影响也越来越大,改变越来越多。现今的工业控制中应用电气自动化技术主要融合了三项技术:①计算机网络技术;②自动控制技术;③仪表仪器技术等其他的技术,综合运用这些技术能够实现对优化煤矿工业的管理,并对其进行有效的检测和控制,提高煤矿生产效率的同时,并保证了煤矿的生产安全。 3提升煤矿运输设备的电气自动化程度 自20世纪80年代以来,我国煤炭开采的速度以及开采量都得到了迅速的增长。特别是在大型煤矿中,胶带运输作为原煤输送的主力设备起到了积极作用。为了进一步提高胶带运输的可靠性,我国加大了对胶带运输中工况监控系统的研发力度,并且取得了一定的突破,该监控系统有效地将计算机技术以及PLC技术进行了融合,实现了保护的综合化和系统化,通过使用分散控制系统结构及技术集成,实现了在地面对井下运输系统进行监控,在煤炭生产过程中发挥了卓越的功效。在前期研究的基础上,对于胶带自动化的保护技术尚需不断进行完善,在日后的研究以及生产中要大力发展该技术。随着电气自动化技术越来越成熟,其普及程度也越来越高,交流变频技术也得到了相应的发展,以致于带动了调速系统的进步。那些技术较为先进的国家,对于采煤提升机的控制技术相对较为完备,控制中心则是通过PLC技术实现的,并有效实现了对工艺、同路行程以及安全回路等进行控制的目标,最终达到全微机监控的目的,设备的安全性大大提升了。 4煤矿生产中应用变电站综合自动化系统 煤矿机械设备能够有效运转的一个动力就是供电系统,其对于实现变电站的自动化程度以及机械设备电气化的意义十分的重大。以下就对普通规模的煤矿生产中应用变电站综合自动化系统进行简要的分析: (1)通常来说,35kV变电所工程中主要包含有以下几种基本设备:①5kV线路双回;②两台主变压器;③6kV出线即电机、厂变等X回;④6kV母联2回;⑤35kVPT2回;⑥6kVPT2回等,煤矿电力的供应以及设备运转的需要更与此变电所的保护和监控的微机综合自动化系统的结构相适应,主变压器以及35kV线路则采用集中组屏方式进行设计,将后台监控系统安装在主控制室内,并将6kV保护装置安装在每个开关柜上,每一个保护装置都能够通过RS485通讯接口将信息传到后台监控系统,这样的设计方式不但操作方便,还能够节约大量的空间,一举两得。 (2)为了对变压器进行保护,通常会使用三种保住装置:①变压器高低后备保护装置MTPR-035HB;②有变压器差动保护装置MTPR-110SD;③综合测控装置MMCU-10H。使用这些设备能够在匝间短路、相间短路这些变压器内部或者外部发生故障时及时的采取安全应急措施,以便有效的对电器接地,负荷过高,电流过大以及危险情况进行保护,或者变压器本体有轻重瓦斯、温度、压力释放等故障发生时对其进行保护。保护35kV线路时一般使用MLPR-10H2型微机线保护装置,该装置主要由三种保护组成:①三段式过电流保护;②后加速保护;③单相接地保护。自动化系统为了有效实现母线或单母分段主接线方式下的PT转化,则可以在系统中安置一台微机型PT切换和一台低电压保护装置MPTS-10H,从而具备了两段母线的测量保护、绝缘监视、切换等一系列的作用,也能够对两段没有关联的母线进行监控并对其形成低压保护。 (3)台式监控计算机系统主要由三个部分组成:①监控保护单元,其采用的是隔层设计。②通讯管理机,其是通讯的中心设备,具有能够转换间隔层设备的通讯规约,并对后台计算机进行监控以及对上级调动的功能进行传达的功能。③后台监控计算机系统。该系统能够对现场采集的信息进行全面的掌控,并对设备发出的信息进行有效的保护,能够有效统计、分析、核对、判断、显示以及打印这些信息,对安全事件形成记录,并适时的发出警报,对监控站内所运转的情况进行全面的监控。计算机还具有远程控制功能以及强大的数据处理功能,以便整个变电站自动化水平的提高。 5结语 总之,现阶段机械行业在不断发展,机械发展的主流已逐渐被机电一体化所占领,机械行业不断发展时也有助于提高煤矿机械自动化水平,从而有效提高煤矿生产的效率,确保机械操作的安全性。在煤矿机械设备中加入计算机、信息通信技术等先进的技术,能够有效促进电气控制系统往集约化和自动化方向发展,从而有效促进煤矿机械设备的发展。 作者:赵家臣 单位:广西右江矿务局有限公司 自动化技术论文:工程机械自动化发展技术分析 摘要:根据相关资料显示,我国的工程机械工作环境多数在户外,因此具有一定的特殊性,所以需要工程机械自动化设备具有较高的质量,因而导致专业性较高的控制器在工程机械行业中受到了广泛关注。随着我国经济建设飞速发展,工程机械行业的发展进程逐渐加快。由于我国工程机械自动化发展起步较晚,缺乏相关经验,所以当前的工程机械自动水平与国外相比,还是存在一定的差距。 关键词:工程机械;自动化;技术浅析 0前言 所谓工程机械自动化,指的就是机械制造业中利用自动化发展技术,对加工目标进行持续的自动生产,从而达到提升生产速度,加快生产过程中投物、转变以及传送环节速度的目的。在工程机械行业中使用自动化发展技术,能够有效的弥补传统手工操作的不足之处,并且不需要操作者有很高的学历与技术,因为自动化的发展技术操作简单,易懂易学。另外,由于在操作中使用机械进行自动控制,所以生产速度快,工作效率高,生产出的产品品质也较高。因此在工程机械中自动化技术得到了广泛的应用,并且在高速发展的机械制造行业中逐渐的成为发展的重点。 1工程机械自动化的定义 工程机械自动化,指的就是在工程机械制造业中,对于自动化技术的应用,并能够在一定程度上有效的促使加工目标进行持续的生产,从而提升自动化生产发展并加快生产投物、加工转变速度的过程[1]。在我国,工程机械自动化的发展与利用,应经逐渐的成为当前机械制造业中促进相关技术改革、发展与更新的重要目标与手段,同时也成为衡量工程机械自动化技术水平是标准。在机械制造业中,应用自动化技术,一方面能够促进工程机械制造业的发展,另一方面能够直接影响到我国国民经济中各个部门的技术应用与发展进程。 2分析当前我国工程机械自动化的发展技术 2.1现代化的工程机械自动化技术 我国的工程自动化技术发展到今天,应经从简单转为复杂,从部分转变为全面,并且应用范围也在不断的扩大,因此增大了工程机械生产过程中的灵活性。随着社会进程的不断发展,工程机械自动化技术的应用也发生了变化,结合机械行业的发展背景,不断的进行技术方面的创新与完善。因此,根据当前我国的发展现状,需要发展现代化的工程机械自动化技术。与此同时,还应当考虑到当前我国实际的国情与发展背景,不能过分强调自动化操作,因为这样会不仅会在一定程度上提升生产成本,也会威胁到基层劳动力的发展[2]。现如今,既能符合我国国情,又能满足行业需求、适应社会发展的工程机械自动化技术的发展目标是:借鉴国外机械行业的成功经验,引进符合我国机械行业的发展情况的先进技术与设备,对机械设备进行适当的优化,追求部分自动化,允许人工操作,充分完善自动化信息系统,提升计算机管理的工作效益。这样的解决措施不仅能有效的提升我国机械自动化发展的进程,还能有效的降低成产成本,为劳动力提供更多的就业机会。 2.2根据当前机械行业的实际生产情况制定的自动化技术 在现代化的企业管理模式中,优异的技术都是通过不断实践中得出的,多数都是在实践过程中发现了问题,从而确立了研究目标,最终通过不懈的努力研究出结果,并将这一结果应用与实际的生产过程中,解决出现等问题。而工程机械自动化技术就是这样,“取之于实践,用之于实践”,贯彻以生产发展的需求的基本原则,利用这一原则制定能够有效解决问题的生产技术。另外,我国的工程机械自动化技术的发展也需要结合实际的发展现状,不能过分追求整体自动化,以求缩短生产周期,这样会导致人工与机械设备工作效率降低。但是也不能不使用自动化技术,因为有很多的工作都依靠这一技术,所以不适用自动化技术将会增大人工工作量,延长生产周期。另外,因为我国的工程机械自动化行业发展起步较晚,所以很多生产技术不够成熟,因此导致生产处的产品质量与实用性较差。所以在完善生产技术时不仅需要几何当前该行业的实际生产情况,还需要在提升自动化工作效率的同时,确保产品质量与数量,这样才能有效的提升经济利益。 2.3具有低成本、成效快等特质的工程机械自动化技术 当前我国的工程机械自动化技术的应用范围有限,主要原因是生产成本过高。从产品的研发开始到生产调整,一直到最后的生产,这些环节够很复杂,所以如果使用自动化机械设备将会极大的提升生产成本。因此我国很多的中小型企业由于预算成本等原因不能引进很多自动化设备,在部分环节中仍然使用人工技术。并且从企业受益的角度考虑,就会发现,如果大量的引进自动化设备其实并不能马上获得经济收益,有很多企业可能在引进设备进行生产后仍然不能度过亏损期,因此工程机械自动化技术在我国的应用范围非常有限。根据相关数据表明,在我国,中小型企业是社会发展主流,并且很多企业的生产成本都是有限的。因此,想要扩大自动化技术的应用范围,就应当顺应时代潮流,减少该技术带来的生产成本,扩大自动化技术的可执行性[3]。另外,西方发达国家已经研究出低成本、高收益的工程机械自动化技术,所以我国的企业可以在自身实际生产机械设备的基础上,适当的引进先进的自动化设备,将自动化设备与原有的机械设备进行有机的结合,合理安排生产流程与设备位置,尽可能的发挥出自动化设备在管理方面的优势以及人工操作的灵活性,创造出人机和谐发展的生产系统。这样做,不仅可以进一步的提升生产效率,还能最大化的节省生产成本,提升企业经济收益。 3结论 综上所述,现如今如果想在工程机械的行业中发展自动化技术,一方面需要有较高的起点,紧跟时展脚步,吸取国内外机械行业中的成功经验,改善自身的不足之处。另一方面应当引进先进的、低成本的自动化技术,将改善与普及进行有机的结合,促使我国工程机械自动化的发展技术能够稳定、健康的发展。 作者:李佳航 李雅男 刘大伟 单位:沈阳理工大学 自动化技术论文:电气工程自动化控制中应用智能化技术 摘要:随着科学技术的不断发展,科学技术与生产活动的联系越来越紧密,社会生产生活的各方面都呈现着科学化、智能化、简易化的趋势。智能化技术是科技发展的必然结果,将智能化技术应用到电气工程自动化控制中能够有效的提高自动化控制系统的运行安全,能够提升电气工程自动化控制行业的整体水平,促进电气工程的全面发展。本文将对智能化技术在电气工程自动化控制中的应用优势进行分析并介绍其中的具体应用。 关键词:智能化技术;电气工程;优势;应用 0引言 我国的电气自动化技术已逐渐发展成熟,呈现出智能化的趋势,在控制器方面由曾经的手动人工控制已经能够实现无人化操控,各种智能化技术都有所提升。自动化技术是新型的自动化控制技术,通过计算机的控制能够提高控制效率,它能够将人的想法、行为通过图像识别、语言识别、专家系统等进行分析。对智能化技术的研究和应用还有很大的空间。 1智能化技术在电气工程自动化控制中的优势 1.1可以实现无人化操控 与传统的控制器相比智能化控制器技术在实际工作中能够最大程度的节约人力还能够保证操作的准确性。系统的控制器是由鲁棒性变化、下降时间以及相应时间来调节的。通过对着三个因素的控制能够保证自动化控制工作。将智能化技术引入,能够通过计算机技术与监控技术对这些变化进行监控和预判,提高对着三个因素调节的效率,与过去的人力操控相比,智能化设备能够长时间不间断的工作,能够实时操作并且还能够保留数据,通过对着三者的合理调节确保了自动化控制的工作。并且在正常工作期间,操作人员无需进行长时间的操控,只需要设置好数据就能够实现无人操控。在电气工程中实现无人化操控是一项重大的技术进步,能够大大提高电力企业的生产效率满足市场的需求也能使电厂工作更加安全可靠,保障企业的生命财产安全。1.2智能化控制器在处理不同数据时具备较高的一致性一致性指的是智能化控制器在处理输入的数据时能够对数据进行核对、预估、判断。在处理不同的数据上都有很强的一致性。电器工程的控制对象变更行强,各个控制对象都不相同,控制器呈现的效果也不相同。但是由于现阶段智能化控制器技术还不完善以及控制器系统较复杂,被控制对象发生变化时智能化控制器有时无法做出准确的估算,所以在具体操作时也要具体情况具体分析。 1.3简化了控制步骤 过去,被控制对象较为复杂并且是一个动态的方程,所以对传统的控制器来说无法进行精确的掌握,这样就会导致在对该对象模型进行设计时会出现较多的不稳定因素影响操作。当数据发生变化时如果没有及时的掌握就会导致制作出的数据模型不够准确,这不仅会影响生产效率还会导致工作失误,子哦对你更好控制的实际工作效率也会降低。智能化控制器减少了对被控制对象模型的设计工作,减少了工作程序也避免了不可控因素的出现,自动化控制器的精密程度能够大大提升。智能化控制器还简化了工作步骤能够大大提高工作效率,促进资源的有效利用保证正常的生产。 2智能化技术在电气工程自动化控制中的应用 2.1优化设计 电气设备设计是在电气工程自动化控制中需要经常涉及到的环节,并且这项工作较为复杂也较为重要,如果仅仅是依靠人工设计在一些细节和计算方面需要耗费大量的时间,要想保证设计数据的正确无误并且能够准确度的进行设计制作就需要多环节的进行计算和核验,工作效率较低。并且这项工作对设计人员的专业素质要求也较高,需要员工对电力、磁力、电路等方面的知识有充分的了解还能够熟练的运用。过去,更多的是依赖技术人员的不断试验和个人经验完成。但是,依靠智能化技术就能够减少设计所需要的时间,利用计算机技术和相关软件就能够设计出质量和使用性能都较好的方案。遗传算法具有较强的实用性和先进性,能够对设备设计进行优化。 2.2故障诊断 电器设备发生故障时经常性的问题,技术操作的失误、设备的老化等人为原因或客观因素都会造成设备问题。但是设备发生问题之前都会有一系列的征兆。尽管在电力企业中会安排相关人员对设备进行定期的检查,但是一些设备问题是无法通过直观判断看出来的或者容易忽视一些细节问题。利用智能化技术就能够对设备进行全面、准确的判断。例如对于变压器,利用智能化技术能够对变压器中渗漏油分解气体进行分析,能够对设备故障进行预测并且当故障发生时也能很快对故障原因进行分析。智能化技术还能够充当检测员的工作,通过对设备运行的转台进行检测,实时记录设备数据,不仅能够在设备发生故障时帮助维修工人找出故障原因还能对故障进行预测发出警报避免设备故障的发生,提高生产效率。 2.3实现智能化控制 将智能化技术与电气自动化技术相结合就能够实现电气工程控制的无人化操作,减少了电气工程控制受到时间、空间的限制。为智能化控制创造了一个良好的发展空间。随着科技的不断进步,智能化水平将不断提高,智能化技术与电气工程自动化控制系统的融合度会越来越高,电器自动化的控制效果也会越来越好。 3结束语 将智能化技术与电气工程自动化技术相融合能够在多方面产生积极的作用,能够更好的实现自动化控制提高电力企业的生产效率。智能化技术能够将体力劳动转化为脑力劳动,降低企业的生产成本提高产品的科技含量,增强自身的市场竞争力,符合时展趋势。 作者:宋凯 单位:北大荒垦丰种业股份有限公司 自动化技术论文:在自动化机械制造系统中应用检测技术 摘要:检测技术在自动化机械制造系统中的应用,就是利用科学的、物理化学效应中各种能够对产品相关信息进行检查、验证、测量,并给予定性、判断的技术手段,它的最终定量对产品质量的好坏、产品的精密度有着重要的指导作用和影响,从而影响企业的长远发展。 关键词:检测技术;自动化机械制造系统;应用 1检测技术的概念、组成和特性 1.1检测技术的概念 在自动化机械制造系统中应用检测技术,对产品的精密度、质量保证有重要的保障作用。检测技术指的是应用各种物理化学效应,选择最适宜的方法、设备、装置,对与生产、生活、科研等相关的信息进行检查和测量,对其内容进行了解、检验、分析、判断的一种技术。现代各种检测技术的购进费用均比较昂贵,但很多大型机械生产商仍然购买,目的是为了确保产品质量,从而体现了检测技术在自动化机械制造系统生产中的作用是非同一般的。 1.2检测技术的组成和特性 检测技术系统装置的组成有自动信号处理电路、自动显示记录装置、传感器、中间转换装置、自动保护处理及测量、计量等很多设备系统构成,含有敏感元件、输出系统和测算元件,各种检测系统设备具有高灵敏度、分辩率、线性度、测量范围、分辨力、稳定性及回程误差等特点,在检测过程中,需要通过各种技术搜索查找相关表现的信号,将其与对应自然信息,通过定性、定量分析选择最合适点,形成最佳检测结果。在各项组成结构中,主要的3个组成部分就是传感器、中间转换装置、显示装置,自动化机械制造检测技术起到中心作用的部分为传感器,它是传输信息的介质,对各种信息、数据、能量等进行检测并传递,输入中间转换装置进行有效的信号分析后输送,至显示装置。为了能够保证在一定时间上传感器可同时具备高效的符合性,因此在检测技术系统中设计了数学模型。这种设计是一种校正、数据处理、分析的线性系统,它可以微分缩小对表现形式信息分析的误差。检测技术应最大限度地满足自动化系统运行工艺对电气控制系统的要求。在满足检测要求的前提下,技术设计应力求简单、经济、便于操作和维修,不能盲目地追求高指标和自动化。机械设计与检测技术应该相互配合。自动化系统采用机电结合控制的方式来实现控制要求,因此要从工艺要求、制造成本、结构复杂性、使用维护方便等方面协调处理好机械技术和检测技术的关系。为确保检测电路可靠地工作,应考虑以下几个方面:第一,电器元件的工作要稳定可靠,符合使用环境条件。第二,电器元件的连接应符合国家有关标准规定。在复杂检测控制电路中,某一些信号作用下,电路从一种稳定状态转换到另一种稳定状态,常常有几个电器元件的状态同时发生变化。考虑到电器元件总有一定的动作时间,对时序电路来说,就会得到几个不同的输出状态,这种现象称为电路的竞争,而对于开关电路,由于电气元件的释放延时作用,也会出现开关元件不按要求的逻辑功能输出的可能性,这种现象称为冒险。 2检测技术在自动化机械制造系统中的应用 2.1检测技术的应用 自动化机械制造系统目前在对产品检测上,已经逐渐由事后对产品进行检测改进到制造中适时进行检测的先进技术,随着人们观念的不断改变,对各项产品的质量要求越来越高,成形的产品质量检验固然重要,但若在自动化机械制造中适时检测,并按照高标准要求进行制造,产品质量、产品精密度自然更高,更符合人们使用要求。所以现在检测技术很大限度上都已经完成了在线检验、测量的过程,实现了在自动化制造系统中进行定性、定量的高标准,适时与制造条件、环境相符合,体现了自动化、数字化的检测技术,并逐步应用到了大型机械制造系统中。 2.2直接测量装置与间接测量装置的应用 在自动化机械制造系统中,检测技术的应用主要有两种自动装置,一种为直接测量装置,另一种为间接测量装置。直接测量装置的作用就是直接对设备或元件的尺寸变化进行测量,同时能够自动对机床的运行、设备的完好情况等进行监测和控制,它的装置中有很多部分组成,有量头、杠杆、气动喷嘴、光电传感器、浮动式气动量仪等,实际操作中在自身检测的特点下,依照检测物的区别,可对其孔、外圆、平面等装置进行检测,自动对工件进行定量分析。间接测量装置的监测工作需要在制定好的工序下进行,对直接测量的孔、检验断续表面、平面等进行磨削作用。实际操作中是在调整好的装置下,对刀具系统或执行部件运行进行工作。其中包含信号发生装置、挡销、珩磨头和标准环等各种装置。 3检测技术在自动化机械制造系统中应用的作用 自动化机械制造系统中应用检测技术是一个不断发展的过程,过去采用的检测方法是抽样检测,是对某一批次的产品进行抽取检测,对其功能、规格、等进行检测,从而影响着产品的质量问题,检测的过程比较繁琐,使用时间比较长,这样的成品检测存在一定的造假行为,影响着产品的真实质量检验效果。而一旦成品出现问题,面临改进的情况,这样对企业会造成一定的影响和经济损失。随着社会的发展,科学技术的不断完善和进步,自动化机械制造系统中逐渐融合了自动化检测技术。检测技术的应用使得产品生产中便可对质量问题、产品精密度、产品规格等问题进行适时检验、分析,对不合格设备部件直接可进行改进,实现了检测与制造统一化的目标。完全避免了产品成品后检测对企业造成的不良影响,而且在自动化技术的应用中,检测技术的在线检测,完全实现了自动化数字技术的应用,融合了数码计算机技术、机器人测量技术、无人直接接触技术等,成功将检测技术与自动化制造技术统一化,推进了制造业的科技与发展。在自动化机械制造业市场竞争激烈的态势下,企业对检测技术的要求也在不断提高,为能够在繁荣的经济市场上站立地位,对自动化检测技术的引进与使用是完全适应经济发展的选择。利用检测技术,可以应用各种自动化检测设施,对自动化制造产品的整个制造过程进行适时检测,检测设备通过对不同信息的收集、定性分析,将制造中出现的问题、数据、形状、尺寸问题等,通过计算机数字化技术的应用而呈现出来,这样企业会根据不足及时对产品进行改进,进一步提高制造目标,提高生产精度,提高产品质量。利用检测技术,可以迅速掌握制造工艺的不足,及时改进,不仅可有效避免人为工作的失误,而且更加精准,对制造过程起到一个监督、检测作用,进而提高产品的精度,确保产品的质量。避免了成品出现问题的整改,大大降低了企业因成品问题而造成的经济损失。因此,很多大型机械制造企业花费昂贵费用购置自动检测设备,充分表明检测技术在自动化机械制造系统中应用的重要性。同时也说明,随着社会经济的不断发展,国家对生产制造要求的不断提高,人们对产品利用率、精密度、产品质量要求的不断提高,促使企业对自身制造产品要求提升了更高的标准。在经济市场竞争激烈的状态下,必须要实现自动检测技术与自动化机械制造系统的统一化,更高的提高产品质量,才能促使企业站稳脚步,长足发展。 4结束语 总之,自动化机械制造系统中应用检测技术,对产品的精密度、产品质量的提高有显著的推进与保障作用,需要企业加强对检测技术应用的重视,才能符合国家对制造产品检验的要求,满足广大使用者的需求,从而促使制造业的稳定、长久发展。 作者:胡晓芳 曲杰 单位:辽阳职业技术学院 自动化技术论文:电力工程中电力自动化技术研究 [摘要]电力工程系统随着我国科技的进步而不断发展,电力自动化技术以方便快捷的操作方式和高效率的工作管理逐渐取代了传统的电力工程系统,为我国电力事业的发展做出了十分重要的贡献。 [关键词]电力工程系统;电力自动化;高效率 将电子技术、网络通信与信息处理集合在一起的技术称作电力自动化技术,该技术主要应用于发电厂、供电公司以及电网调度和信息传输等单位和领域,电力自动化技术能够根据操作者的具体需要对电力系统进行相应的远程操作和监控管理,此项技术不仅能够保证电力系统的高效运行,而且能够最大限度的降低成本。 一、电力自动化技术在电力工程系统中的具体应用 1.主动对象数据库技术 对数据库的自动监控需要采用触发机制和对象技术,只有这样才能使信息数据在处理之后拥有较高的准确率和利用率,并且具备一定的参考价值。随着我国互联网信息技术的高速发展,数据库技术也逐渐走向成熟,在很大程度上满足了人们生活与生产的不同需要,在我国电力系统中的主动对象数据库技术主要应用于自动化监控,经过近几年的深入研究和反复实践,主动对象数据库技术在我国的电力系统行业的应用中已逐渐完善,给电力软件系统的转型变革提供了有力的支持,在我国电力系统的供电工作中起到了非常重要的作用。 2.现场总线的应用 现场总线是电力自动化技术中最广泛的应用,在电力工程中有很多全自动的接收处理装置与其控制的设备仪器相连接,连接成功后会形成一个全面系统的信息收集网络,收集的信息会在电力自动化处理之后被电力工程直接运用,最终将所有的信息数据输入并汇集到总服务器中,这与之前需要电厂工作人员手动收集数据的方式完全不同,电力自动化技术能够极大的简化操作人员的工作流程,所有的信息收集和数据采集均在总服务器上完成,操作人员可直接通过总服务器向各个分机下达指令,分机在受到指令后会即刻执行。经过多次实践证明,电力自动化技术在电力工程中的运用不仅有效的实现了对电力工程各环节的监控,而且能够最大限度的提高工作效率。 3.电力自动化补偿技术在电力系统中的应用 电力系统运行的过程最常见的问题是如何处理好低压,传统的低压补偿技术经常会引发其他一些问题,不仅不能很好的补偿低压,而且很可能会出现补偿过多等情况,一旦电力系统出现补偿不足,必然会威胁到电力工程的安全运行。运用电力自动化补偿技术能够很好的解决上述问题,促使电力系统能够一直处于动态补偿的方式,并且随着根据电力运行中的电压情况进行相应的调节补偿,这种动态的低压补偿方式既能有效的规避电力工程运行中补偿失效的情况,又能完美的解决补偿过多等其他问题。 4.供电系统自动化技术在电力系统中的应用 变电站运行、管理的自动化、电力负荷控制的自动化以及电力调度区域的自动化是电力自动化在供电系统中的主要运用。变电站运行管理的自动化主要借助于电子计算机与互联网之间的信息交换而完成,通过电子计算机对变电站收集到的数据统一处理,达到提高工作效率的目的,变电站运行管理的自动化不仅能够全面实时的监控整个电网运行,而且能第一时间发现故障并及时处理;电力负荷控制的自动化主要运用声频与工频这两种控制方式,通过对电力系统的总负荷记录生成负荷曲线图,工作人员再根据负荷曲线图对电力系统进行全面监控。 二、电力自动化技术的设计原则 1.自动化监控系统设计原则 (1)结构分布系统化 分布式的系统结构是电力自动化监控中的核心,多个子系统组成一个整体的电力自动化监控系统,为实现全面整体的自动化监控效果,每个子系统会有一个或多个CPU同时运行并进行数据处理,所有CPU组合在一起的CPU群共同构成一个完成的监控体系,为了让这些子系统和CPU在运行时互不干扰,分布式的系统结构是最佳的选择。 (2)操作视屏可视化 电力自动化技术最大的亮点是能够实现无人操作,做好自动化的监控管理是实现无人操作的关键,因此,要做好有关视屏可视化的各项工作,才能令工作人员全方位的对电力工程进行监控,对出现问题的环节和设备及时处理,提高功效效率并保障电力工程的安全运行。 (3)运行管理智能化 自动化监控技术中的智能化不能仅局限于常规的自动调节与自动报警等功能上,要将管理智能化延伸到电力系统的在线自动诊断,并且将诊断结果及时反映给远端总控器等。只有将管理智能化全面广泛的应用,才能更好的对电力工程进行自动化监控。 2.远程调度设计原则 (1)功能综合化 远程调度功能的设计需充分利用计算机的硬件与软件技术,并且要加强利用数据通讯等其他技术,而不是将重点仅放在调度功能上,只有设计一个全面综合性强并且包含多种专业技术的系统,才能更好的完善远程调度和实时通信与操作等功能。 (2)通信系统的网络化 工作人员通过计算机互联网的通信共享技术进行的远程操作叫做远程调度,通信技术是远程调度中最核心、最重要的技术。因此,只有最大限的提高通信效率才能将远程调度的效率提升起来,计算机局域网络能够很好的提高数据的传输速度,并且具有很强的抗干扰能力,能够很好的满足远程调度实时控制中的各项要求。 三、结语 综上所述,电子自动化技术的应用并非意味着取消或替代传统的电力工程技术,而是在传统技术的基础上进行一种创新和改良,将传统技术与现代的电子科技有机结合,更好的服务于电力工程体系。现阶段,电力自动化技术正在稳步发展,为我国电力工程系统做出了十分重要的贡献,在我国电力事业的蓬勃发展中有着不可替代的地位。 作者:丁旸 单位:江苏省南京市特变电工 自动化技术论文:电力工程中电力自动化技术应用的思考 摘要:电力系统的安全稳定运行是国民经济和人们生活正常发展的基本保障。随着社会生产力的提高,电力需求日益增加,电网运行负荷不断扩大,给电网运行调度提出了更高的要求。而电力系统自动化的实施无疑是解决电网运行控制问题的最有力手段。文章围绕电力工程中电力自动化技术应用有关问题进行探讨,详细地阐述了电力自动化的基本内涵和当前我国电力自动化的发展状况,最后对电力工程中电力自动化的应用进行了重点分析。 关键词:电力工程;电力自动化;应用 引言 电能是现代社会最主要、最普遍、最常用的能源种类。从进入实际应用阶段起,电能就以其清洁高效、适用范围广、传输距离远等优点受到人们的广泛欢迎,被应用到社会生产、人们生活的方方面面。经过多年的发展,电力网络已经遍及人类活动的主要地区,随着电力需求的增加,电网结构和运行情况日益复杂,给电网管理、调度带来很大困难。在新的历史时期,电力产业迫切需要一种电网运行管理方式来提高工作效率和安全水平,以适应越来越高的国民经济发展和社会活动开展的电能需求。电力自动化是自动化技术应用到电力领域的一个重要形式,它的实施,对于电网的高效稳定运行提供了巨大支持,是今后电力产业发展建设的重要内容和主要方向。 1电力自动化的基本内涵 电力网络的建设涉及到多种现代化先进技术,每一项技术的发展都对电网建设有着不可估量的推动和促进作用。现代社会进入信息时代以来,自然科学知识呈爆炸式发展,使得电力网络建设水平得以大幅提高。特别是信息技术、网络技术、计算机技术、电子技术等学科的高度繁荣,更使得电力网络自动化得以实现。电力自动化是上述多种技术的充分融合的结果,是未来电力网络监控的主要方式。从技术角度上看,电力自动化技术在一定程度上实现了电力网络的自动控制,不但降低了人工成本要求,而且减少了电力系统运行中的人为因素,对于由于人为原因导致电网控制水平波动,甚至是电力调度事故的发生有着极为有力地改善作用。电力自动化系统能够对电网运行过程中的各项数据、指标进行监测、检查,及时发现其中不符合要求或者超出规定范围的情况并予以恰当处理,从而在很大程度上保障了电力系统运行的稳定。电力系统自动化技术的实施目标主要有以下两个方面:一是充分发掘电力技术潜力,不断提升电力技术发展水平,提高电力系统运行安全保障能力,降低电网运行成本,预防电力系统运行风险,实现电网运行长期安全与稳定。二是实现对电网运行状态参数的实时监测,尽早发现系统中的安全风险因素并加以排出,确保力系统的正常运转。 2我国电力自动化技术发展概述 2.1电网调度技术的自动化 电网调度自动化是电力自动化系统的关键部分。电网调度自动化体系中,计算机作为控制单元的核心设备,依托发达的网络信息平台对电网系统的运行状态信息进行采集和整理,根据各类情况依照既定方案采取相应措施,从而保证整个电网的良好运行。计算机网络技术在电网自动化体系中的广泛实施,使得电网运行调度人员对电网运行状况实时掌握成为了现实,电网运行调度决策的制定更加科学、可靠、切合实际,调度措施实施效果更加有力、有效。电网运行调度系统对电网运行情况的掌控能力得以加强,有利于电力资源信息的收集和电力资源资料,进而确保电力工程的稳定运行。 2.2电力自动化技术在变电站中的应用 变电站是电力系统中的重要枢纽单位。它承担着将由电厂生产出来的电能以符合需求的形式向用电单位传输的重要职责。变电站也是电力自动化技术应用的一个重要领域。籍由计算机和通信技术所实现的信息高速分析处理和科学使用,电力自动化系统对变电站所涉及的电力资源进行充分优化配置,根据变电站运行实际情况,实时制定并实施针对性措施,从而大幅提高了变电站系统运行效率和安全水平。作为电力自动化系统中的重要组成部分,变电站自动化技术的实施,对于电网自动化体系的建设起着促进和完善的重要作用,它使得变电站的运行管理模式与电网自动化系统相适应。它通过数据监控有效地实现了微机保护功能,一旦系统发现某个模块发生故障会立即采取措施,使对应的功能模块恢复原始运行状态,保证系统可靠运行。 2.3配电网技术的自动化 随着城乡电网改造事业的不断推进,配电网自动化技术应用日益广泛。配电网自动化技术主要包括自动化数据通信、配电网馈线监控终端、电力用户用电信息采集终端等技术、配电网自动化主站系统等几个部分,通过以上技术的综合运用,配电网运行、调度管理的自动控制得以实现。除此之外,配电网自动化系统还具有实时监测用户计量表运行状态功能,一旦计量表出现故障,控制中心能够及时受到相关信息,并通过对故障控制器的精准识别以及对断路器的远控操作,从而最大限度避免了电力损失,是电力企业防范窃电事故的重要手段。 3电力工程中电力自动化的应用 电力自动化技术是电子技术和信息通讯技术两门学科的成果结晶,凭借对电力系统运行状态的实时监控和远程控制,管理者对电力系统的管理效率进一步强化,有力确保了电力工程的安全稳定运转,对预防、应对电力事故的发生有着十分重要的积极作用,是我国电网运营管理体系中的十分关键的一环。下面就电力自动化技术在电力工程中的具体应用进行介绍。 3.1现场总线技术在电力工程中的应用 现场总线技术主要是为实现对电力工程现场的控制管理而设计、实施的。该技术通过采用先进数字化通信技术,对现场信息进行采集并汇总至控制中心,凭借控制中心计算机的高速运算能力,对信息进行处理,从而实现对电力工程现场的有效控制。现场总线技术实际上是通过上位机和前置机共同运作、协调配合而实现对电力系统的控制的。在电力系统运行情况日益复杂的今天,现场总控技术丰富的功能可以满足系统多方面的需求,为电力工程的顺利实施提供优质服务。 3.2光互连技术在电力工程中的应用 光互连技术是电力自动化系统中数据采集、数据控制的重要方式,该技术不受带宽、平面和电容负载的限制,便于互连重构,对于提高系统集成度和控制水平有着明显地促进作用。 3.3主动对象数据库技术在电力工程中的应用 数据库技术是电力系统实现运行状态监控的重要渠道,主要用于对污染源的实时监控,并承担着系统瞬时运行状态和关键节点状态的输出功能。其中,主动对象数据库对对象函数的分析,是电力工程电力自动化应用得以实现的基础。在触发机的配合下,数据库监视也得到了很好的控制,并节约了数据传输时间。 4结束语 电力系统自动化技术应用是当前电力系统发展过程中的一个重要突破,极大地改善了电力系统资源管理局面,提高了电网运行管理效率,强化了电网管理控制力度,是电力系统从传统管理模式信息化管理模式的一个重要飞跃。随着我国经济体制改革和产业结构调整的不断深入,电力资源紧张问题日渐凸显,推动我国电力系统自动化的进一步发展,符合我国电力事业发展实际要求。电力企业要充分认识电力自动化的重要意义,不断推进新技术、新设备的开发、应用,夯实技术保障,为我国经济的健康发展提供应有的支持。 作者:任洪伟 单位:庆安县电业局 自动化技术论文:计算机信息技术融入办公自动化研究 摘要:在办公自动化中,部门要加强对办公自动化应用的重视,通过对办公自动化的了解,明确办公自动化的特点和职能,加强办公自动化的应用,促进办公自动化系统的智能化、无线化、影像化、差异化的提升,为整个部门的有效运行,降低运营成本,提高信息传播效率,提升部门效益做出保障。 关键词:信息技术;办公自动化;应用 随着科学技术的发展,计算机信息技术在社会的各个方面都发挥了重要的作用。在办公自动化中,计算机信息手段已经成了提高部门的运行效率,提升部门的综合竞争力的必不可缺的手段。文章将探讨信息技术融入办公化的发展现状和未来趋势,希望对于部门办公效率的提高起到帮助。 1办公自动化的基本概述 办公自动化是办公系统自动化的简称,在学术上,办公自动化还没有一个标准的定义,我们通过对基本内涵的研究,总结出一个具有共同认识的概述。办公系统自动化就是通过先进的计算机技术在办公系统中的广泛运用,将许多复杂的工作通过计算机等设备的运算,从而提高工作效率,减低运营成本的人机系统。随着网络技术发展的日新月异,在办公自动化中应用的设备和机器也更加趋向于创新化、智能化和效率化等特点,这些新式的设备的有效运用,促进了管理结构的优化,平衡了管理机制的配比,有效地提高了办公效率。 2计算机信息技术在办公自动化中的基本功能 2.1办公空间和时间得到了优化 在传统的办公中,一般都是在特定的时间和空间进行,办公效率比较低下。随着计算机信息技术的普及,在空间上和时间上都对办公效率产生了很大的影响。首先在空间上,由于计算机的应用和网络平台、数据库的建立,导致办公地点再也不用局限于某一个地方,甚至可以不在同一个城市,同一个国家,办公人员同样可以通过网络技术有效地传递信息,进行办公,这对于提升整个部门的运行效率,节约运行成本具有重大意义。同时,办公系统平台的建立对于信息的有效交流、人员之间的密切合作发挥了重大作用,办公人员可以通过办公系统平台对于信息进行有效的了解和传递。在时间上,计算机技术的应用可以有效地提高信息传递的时效性,保证信息在办公人员之间能够及时准确地进行传达,及时地收到部门下发的文件、通知等,极大地提高了时间的利用率,加快了企业的运行效率。 2.2信息的传播和使用效率得到了提高 现在,我们已经进入了信息时代,信息的传播效率直接决定着企业的发展,而计算机信息技术在办公自动化中更好的融合,对于及时掌握最新的信息,并从中筛选出具有使用价值的信息给企业提供决策依据具有重大意义[2]。办公人员可以通过互联网、计算机、智能手机的广泛应用,及时地了解到与行业有关的最新信息,了解政府政策,及时地做出相应的改变,从而推动企业的发展。同时在部门内部的信息传递中,员工也可以通过信息技术了解到部门下发的文件,通过数据库查询相应的办公信息,简化了大量的查询工作。 2.3无形资产的重要性得到了提升 在传统的办公模式中,纸质资料的保存一直作为部门资料保存的主要方式,这种形式的保存相对来说保存资料的包容性较小,保存环境要求较高,再次查询的效率较低。随着计算机技术的发展,部门在资料的保存上发生了很大的变化,通过计算机相关设备的存储,不仅存储容量大大增加,所占的空间急剧减小,而且对于再次查询也非常方便。同时,部门将采购、销售等信息通过数据库的收集,存入自动化办公系统中,相关的工作人员可以更方便快捷地通过系统获得相应的信息,这避免了纸质资料在传递过程中容易出现损耗等现象[3]。而相应地,由于办公自动化地广泛应用,无形资产的重要性越来越大,部门要对增加对无形资产的重视程度,确保无形资产在企业中的安全存储和有效使用。 2.4办公成本得到了降低 在传统的办公中,部门的办公人员的交流主要通过电话或者面对面的传达,这在一定程度上增加了部门的运营成本和人力成本。通过计算机技术在办公自动化中的应用,很好地解决了相关的问题,降低了办公成本。在工作中,要加强对电子邮件、实时通讯软件、论坛等网络信息传播方式的运用,减少纸张浪费现象,节约交流成本,优化部门机制,更好地调高办公效率。 3办公自动化的发展趋势 3.1办公系统的智能化提升 智能化的发展是整个社会的发展方式,在办公系统中,智能化的提升也越来越明显。由于现在信息的综合性和复杂性,办公人员现在需要处理的内部数据和相应的业务数据相比以前呈现几何级数地增长。而为了适应这种发展,办公自动化系统的智能程度也越来越高,各种相应的部门行政或业务软件应运而生。这大大提升了相应工作的工作效率,但同时对工作人员也提出了更高的要求,工作人员要学习相应的理论知识,增加新型办公软件的操作技巧,为办公自动化的发展做好准备。下面对公司运用ERP系统开展办公自动化进行简单的举例。我国南部的某公司在运用过程中,组织架构比较简单,集权式管理现象比较严重,公司的发展阶段出现了一定的停滞。之后,公司在决定引进ERP系统进行自动化管理,在使用的初期,由于对ERP的不熟悉,走了一些弯路,不过总体来说算是成功上线。接下来公司决定加大对ERP项目的投入使用,聘请有关专家对ERP的使用进行系统的培训,从公司的管理层,到普通员工齐心协力,最终完善了系统的管理,提高了公司的运营效率,公司整体的经济效益提高了40%左右。由此可见,当信息技术很好的融入到办公自动化系统之后,对于整个企业的发展都可以起到良好地促进作用。 3.2办公系统无线化的使用 现在办公系统的无线化趋势越来越明显,特别随着4G无线技术的发展,对于空间和时间上的限制进一步的放宽,整个办公自动化技术出现了新的发展趋势。在任何时间、任何地点,办公人员都可以加入到办公中,成为了最新型的办公形式。 3.3办公系统影像化的发展 如今视频的录制和压缩技术得到了很大的发展,信息技术影像化在办公中也越来越得到广泛的应用。首先,资料的影像化可以加深工作人员对于资料内容的记忆、掌握,对于客户可以达到更好地介绍和宣传作用。其次,影像化在视频会议上具有更好地应用,随着部门运转节奏的加快,所需开的会议也越来越多。通过影像化,实现了与会者在不同地点的参会可能,并且可以将会场环境全面地收录,对于与会人员的想法形成清晰的表达。减少了与会者可能发生在交通上的时间和费用,大大地提升了整个办公系统的运行效率。 3.4办公系统差异化的出现 随着信息技术在办公化的蓬勃发展,办公系统的差异化现象也随之出现。在实际的工作中,由于各行各业的工作性质不同,工作环境不同,所以对于办公系统的需求也有很大的差异。在以前的办公软件中,差异化现象并不明显,很多部门采用办公软件后,发现只需要其中一部分的功能就能够满足办公需求,这在一定程度上造成了办公资源的浪费。随着信息化技术的发展,现在很多办公软件都实行了需求化定制,即根据办公环境和具体的客观环境制定出满足办公需求的软件,这也是未来办公化发展的一大趋势。 4结束语 随着计算机信息技术的发展,办公自动化在整个部门的运行中所起到的作用越来越大,对于整个部门的组织结构的改善,制度制定的合理都有很大帮助。部门要加强对办公自动化应用的重视,通过对办公自动化的了解,明确办公自动化的特点和职能,加强办公自动化的应用,促进办公自动化系统的智能化、无线化、影像化、差异化的提升,为整个部门的有效运行、降低运营成本、提高信息传播效率、提升部门效益做出保障。 作者:梁大为 单位:斯塔万格大学
试论电力自动化改造技术:关于电力配网中自动化技术规划和改造问题的探究 摘 要:随着城市及农村电网的改造,配网自动化系统为城市配网自动化提供了可靠性的技术水平。本论文对有关电力配电网的自动化技术相关问题进行了探讨。 关键词:自动化;规划;电力建设 随着电力企业的发展,配网的自动化水平得到了一定程度的提高,自动化系统水平的提高为城区和农村电网的自动化提供了可靠的技术性保障。本论文首先分析了电力配网中自动化的概念、功能及必要性,其次分析了电力配电网进行自动化规划的建设原则,最后分析了配电网改造及配网自动化实施过程中要注意的事项。 配电网自动化的概念、功能及必要性 1.1、配电网自动化的概念 所谓配电网自动化,是指在电力建设的配网中利用现代化的高科技手段,例如:电子、通讯、计算机及网络技术等,将配电网运行过程中的实时、离线、电网结构参数及地理信息等系统进行集成,形成一套完整的自动化系统,既包括配电的自动化,也包括配电生产管理自动化,主要用于对配电系统在运行过程中进行必须的监测、保护、控制及配电管理等。 1.2、配电网自动化的功能 配电网自动化的功能主要包括以下几个部分:(1)、数据采集与控制;(2)、馈线自动化(包括故障定位、隔离、非故障区段的供电恢复);(3)、负荷管理;(4)地理信息系统;(5)、配电应用分析等。 1.3、配电网自动化的必要性 在配电网中实现自动化,主要存在以下几个优点:(1)对配电网在运行过程中出现的故障可以迅速排除;(2)、缩短配电网线路出现故障的停电时间;(3)、能为配电网提供先进的管理手段,保证配电网管理人员管理水平和工作效率得到一定程度的提高;(4)、提高配电网运行过程中供电的可靠性和用户满意度。因此,在配电网中实现自动化,是具有十分重要的意义和必要性的。 2、在配电网中进行自动化配置的规划及建设原则 目前的配网自动化刚开始起步,正处在摸索阶段,配电网络与设备中有关的技术问题比较多,处理起来还有一定的困难,如网络环网率低,线路互供能力差,卡脖子线路较多,大量高能耗变压器及重载、过载线路需改造等。对于所要建设的配电网络,按照详细情况进行自动化配网建设在规模与实质上还难以实现,目前的主要任务是先建立一个坚实灵活合理的一次网架,这是自动化配网的基本要求,除此外,还要具备可靠的设备,有一定的备用容量和足够的负荷转供能力。一般情况下,实施配网自动化,尽量使用一次配网的架构,而不要对配网自动化在实施中进行改造或变更。可以在目前现有的配网基础上,参考配网的实际要求,进行配网改造优化,从长远的规划统筹安排,从而达到可以实施配网自动化的条件。利用技术和经济性分阶段的投资和实施、分技术层次推广配电自动化是一个有效的好方法。在初期配电自动化的分阶段实施应该要率先制定一个具体方针,进行判断配电网自动化系统的建设原则与实施步骤。 2.1、配电网自动化的总体规划 配电网自动化在实施的过程中要注意两个问题:总体规划与分步实施及实效。从整体规划来说,可以将实施的过程分为两个阶段。 2.1.1、实施过程的第一阶段 实施配网自动化必须实现以下几个功能:其一、实现实时以及准实时数据采集的两遥功能,如果实际条件许可、并且还要实际的需求时,还可以考虑在配电网自动化中加入遥控的功能。对于馈线自动化来说,需要实现故障提示与故障定位的功能;其二,配电网生产MIS需要首先实现自动制图与设备管理的功能,并以此为基础,逐步加强其他功能的实现。 2.1.2、实施过程的第二阶段 在第一阶段实施的基础上,进一步实现其它的自动化功能,例如:遥控功能;馈线自动化如果满足一定的条件,可以实现故障自动隔离及恢复供电的功能;如果具备一定的条件并且有实际需求时,其他相关的高级应用功能也能进行考虑配置;全面实现配电生产的MIS功能。 2.2、配电网自动化的建设原则 要进行配电网自动化,必须遵循以下的几个原则: (1)、在建设配网自动化的过程中,作为主体和重要手段分别是配网调度与生产运行和挖掘资源与整合信息;全方位的提高配电运行的可靠性和配电网的管理水平。在建设之前,应该做到认真对整个项目进行规划,突出自动化的实用性,建设过程实行分步实施。 (2)、在建设配网自动化的过程中,注重实用化的原则。依据实际的需求减低运行和维护过程的难度和工作量,提高效率。对于新引进的先进设备要考虑先进、可靠、经济等,要注重性价比。 (3)、在建设配网自动化的过程中,要考虑先进性、可靠性、经济性等综合运行的要求,且需要进行技术和经济评估。 (4)、在建设配网自动化的过程中,要具体问题具体对待,因地制宜的选择所学的自动化功能,逐渐实现规范化和标准化的目标。 3、配网改造及配网自动化实施的注意事项 (1)总体规划上要确保配网改造具有前瞻性、可靠性、可操作性。在配网建设与改造中,将配网自动化作为重点考虑 内容,从长远发展方面对配网自动化的设备要进行合理优化选择,防止在以后的中大规模改造中,现有设备的技术不能 适应要求,造成经济浪费。 (2)在目前的城市电网规划中,原先的配电网络地面上的各种设备将转入地下,这就要求必须提前对城市建设规划有 了解,并及时与相关政府部门沟通,在地下预埋的规划设计将配电网络自动化考虑进来,为各种设备预留足够的空间与位置。 (3)优化环网线路的网络结构,要利用城区配网变电站布点多的一些优势,结合开关站的建设,重点提高配网“2-1”“3-1”或“两供一备”“、三供一备”等典型接线水平。 (4)、将配电房中的破旧的高压柜换成具有自动化功能的高压柜,并且增加PT柜和FTU终端,通信方式以光纤通信。 (5)、采取一些必要的例如线路负荷开关、假装环网柜等措施,增强配网的联络能力。 (6)、在自动化提高可靠性的过程中,要加重对每部分的故障可以自动定位,实施故障隔离和没有发生故障的线路进行及早的恢复供电。 (7)、对于配电网自动化中的一个重要组成部分的地理信息系统,必须事先做好充足的准备工作。对整个配电网自动化系统的资料进行核对,包括各个线路、杆塔、负荷等,这些基础资料能为今后的地理信息系统发挥作用提供一定的基础作用。 (8) 对于配网自动化建设,在一次设备选型方面必须符合自动化要求。比如柱上开关,除了要配备TV、TA以及电动操作,而且在自动化方面必须能免维护、能承受频繁操作,控制接口是否傻瓜型、户外型。而环网柜则尽量将各种开关与操作都集成在柜中,一步到位。 (9)对于配网自动化的远端设备基本功能技术上要满足外,也要满足户外环境的适应性。比如户外环境下的运行可靠性要高,具备很好的防风沙、防雨、防腐蚀措施,能抵抗较强的干扰。 (10)、在配网的自动化建设中,通信系统是整个工程中的最具难度的部分,关键是对通信工程的准确定位。由于通信工程的终端规模巨大,要是其能在出现故障的状态下达到与平时水平相当的可靠性,那几乎是不可能实现的。因此对于通信系统主要要求应该是监控,而不是保护,这样可以降低通信系统可靠性的压力。 4、结束语 配电网自动化系统是一项耗资十分巨大,涉及的范围及其广泛和具有较多系统集成的综合性质的工程。目前,在我国的国内尚处于初始阶段,如何更好的把配电网自动化建设好,并使其具有较好的经济效益,还需要我们必须不断的积累经验,实践探索。 试论电力自动化改造技术:浅谈电力配网自动化技术改造的问题与对策 摘要:当前配网自动化仍处在起步阶段,主要以馈线自动化为主,功能较为单一。在系统集成上,各个单项自动化自成一体,缺乏综合考虑。在应用层次上,还仍处于初级发展阶段。尤其是对于经济发达地区,如何采取最适合的方式,在工程中实现配网自动化改造和运行,如何规划推广配网自动化的广泛实现,是本文的主要研究课题。本文以配网自动化系统的研究为背景,结合配电网的主要特点,对配网自动化系统的规划,提高电力中配网自动化技术的方法、改造意义、原则思路等方面进行了深入探讨和研究。 随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,广大用户对电能的依赖程度越来越高,随之而来的是对配电网的供电可靠性的要求越来越高。改造电力配电网自动化的目的,合理分配电能以降低能耗、提高供电可靠性以减少电能损失、提高供电质量。配网自动化改造可精确估计各种设备的使用状态而使设备能得到充分利用、情报资料精确完整及节省大量的人力资源。电力配网自动化是利用现代先进的电子技术、计算机网络技术和通讯技术,将配网上的实时数据、用户数据、电网结构和地理信息等多种信息进行处理和集成,实现对配电网的控制和监控,以及事故状态下快速故障定位、故障区故障隔离和非故障区的恢复供电。随着用户对配电网的可靠性要求高,因此配电网自动化技术技改提升完善势在必行。 1. 配网自动化技术的发展趋势 1.1实现信息一体化 当今社会是一个科学技术高度发展的社会,是一个信息化社会。因此,在电力系统中实现信息一体化是十分必要的。而且在未来配网自动化技术发展过程中,信息一体化将成为一个主要趋势。配网自动化的发展,需要考虑整个电网的可靠性,因此要加强与电力系统中除配网自动化以外的领域的信息交流。因此,为了方便交流,要实现整个电力系统的信息一体化。 1.2对配电网的运行进一步进行优化 电力市场的不断规范和完善迫使电力企业以效益为目标,把工作中心转移到效益管理、降低成本和为用户提供优质服务上,这使得供电企业必须不断地分析电网的运行性能、制定配电网优化运行的方案。 1.3系统向集成化、智能化和综合化发展 配网自动化是一个庞大复杂的、综合性很高的系统工程,包含众多的设备和子系统,各功能、子系统间存在着不同程度的关联,这就要求电力配网自动化技术改造采用全面解决的方案,走集成化、智能化和综合化之路。 2.电力配网现状 2.1电源布点不合理,供电半径过长,线损率高 在电力配网方面出现的电源布点不合理现象仍很常见,这种问题的出现主要与早期规划不合理有关。早期规划不合理,使得电力布点不足、分布不合理,致使供电半径过长而导致线损高问题。同时,早期规划不合理还增加了在电力配网方面的材料和资金投入,降低了电力配网整体的运行水平,甚至使局部出现电力负荷不均匀的现象。因此,加强电力配网的早期规划至关重要。 2.2网络结构不合理,运行方式安排不灵活 网络结构不合理也是电力配网出现的重大问题,网络结构不合理在一定程度上给故障复电和检修工作带来困难。同时,由于运行方式不灵活,往往是造成配电网卡脖子的原因之一。例如,线路改造或变电站停电时,只有通过新出线或新增加联络线的方法才能使这些问题得到解决。因此,增加网络结构的合理性及改善其运行方式对配电网的整体运行有重大作用。 2.3线路故障率高,供电可靠性低 现时配电线路尚多采用架空线的方式进行,这种方式使得线路故障频率高发,这在一定程度上降低了供电的可靠性。同时,网络结构不合理,运行方式不灵活给事故转供电或检修转供电工作带来困难,同样降低了供电的可靠性。提高供电可靠性,除了在供电电线路方面加大改造的力度外,还应解决网络结构不合理,运行方式不灵活的问题。 3. 提高电力中配网自动化技术的方法 3.1加强配网的自我诊断 电力配网自动化技术是指利用先进的计算机技术、快捷的通讯技术、自动控制技术以及具有高效能的配电设备等技术手段,对整个配电网络进行智能化的管理及监控。从而使整个配电网的运行状态具有安全、高效、优质、可靠的特点。因此,为了能够高效、安全运行,及收集数据的处理的问题,电力部门要加强对配电网的诊断功能改造。同时对电力系统配网自动化进行有效的更新改造,促进其发展。 3.2对电力配电网进行建设与改造 电力企业要加强电网的建设,加强对电网的改造,以适应企业在市场经济的发展。加强对配电网的建设和改造主要做到以下几点:首先,加大对配电网结构的改进与改造。其次,实现电网设备的智能化。最后,通过配网自动化监测功能及时计算线路线损,使线路在最佳的经济状态下运行,保证电网运行稳定。 4. 电力配网改造意义 4.1提高用电质量与水平 电力配网改造使原先落后的电力设施得到改善,增强了设备运行的稳定性,可靠性,提高电力设备维修质量,降低了故障率,不仅方便了用户的日常用电,而且在一定程度上提高了用电质量与水平。因此,应加强对电力配网的改造工作。 4.2节约资金 电力配网改造是建立在原先落后电力配网的基础上的,对落后电力配网进行改造,避免了电力配网的重建,不仅节约了电网重建资金,而且节约了电网重建材料,对电力配网改造问题的解决意义重大。因此,加强对电力配网的改造是利国利民的大事,符合可持续发展理念。 5. 电力配网改造原则 电力配网改造工作的开展不是随随便便的,它是建立在一定的原则和标准的基础上的。总体而言,电力配网改造工作的开展须遵循以下几个原则: 5.1适应性原则 电力配网改造的适应性原则主要体现在适应城乡经济条件的原则。城市经济比较发达,电力需求量大,因此应加大对城市电力配网改造的程度。在对农村电力配网进行改造时,不应照搬城市电力配网改造模式,应以农村实际问题及用户需求为前提。 5.2逐步完善原则 对电力配网进行改造是一项长期、综合、复杂的工作,是不可能一蹴而就的。电力配网改造涉及到设备选择、电网规划、城市建设等多项工程,因此,在对电力配网进行改造时应采取逐步进行的方法,可分阶段、分期进行,最终达到电力配网完善的目的。一蹴而就的电力配网改造只会增加改造问题的出现,对电力配网的后期规划产生消极影响。 6. 电力配网改造思路 对电力配网的现状、电力配网改造的意义及电力配网改造原则有了深刻的了解后,针对电力配网改造中出现的问题应提出相应的解决策略,进一步丰富电力配网方面的经验。 6.1合理缜密进行早期规划 在对电力配网进行改造之前,一定要进行合理缜密的早期规划,早期规划是电力配网合理改造的关键。早期规划不合理会导致电力布点不足、分布不合理的问题,致使供电半径过长而导致线损率提高;还会增加在电力配网方面的材料和资金投入,降低电力配网整体的运行水平。因此进行早期合理、缜密规划至关重要。 6.2注重提高供电可靠性 可靠性是电力运用的重要指标,没有可靠性保障,电力会给用户用电带来损失。因此,提高供电可靠性至关重要。目前,提高供电可靠性需要注重多方面的问题,建立完善的配电网对提高供电可靠性有重要作用。 7. 结语 综上所述,各行各业对电力的依赖程度越来越高,对供电可靠性以及电能质量的要求越来越高,随着工业化的发展,企业密集、生产技术水平高、经济效益突出,现有的配电系统运作模式已经远远落后于发展需要,亟待整改。电力配网自动化技改必须向网络化、集成化、智能化、综合化发展,对提高配电网的安全运行及经济效益起到不可估量的作用。因此,本文介绍了将配网自动化技术改造出现的问题,并针对问题找出相应解决策略,为电力配网技术改造方面的发展提供借鉴。 试论电力自动化改造技术:电力配网调度和自动化技术改造分析 【摘要】随着社会经济的快速发展,各行业对于电力能源的需求量不断提高。加强对电力网络调度和自动化改造,有利于提升电力网络运行效率和运行质量,满足企业和居民用电实际需求,同时对于电力企业综合效益的提升也将起到非常积极的促进作用。本文就电力配网调度和自动化技术改造展开分析和研究,深入探讨和分析电力行业配电技术基本现状和主要问题,并在相关研究基础上提出合理的改造建议,希望对于我国电力行业的发展起到一定的借鉴和参考作用。 【关键词】电力行业;配网调度;自动化技术 配电是电力系统运行过程中的重要环节,配电质量和效率将直接影响到用户的使用效果,加强对电力配送运行质量的改善和提升对于电力行业的发展有非常深刻的意义。配电的自动化是目前电力系统研究的主要领域,配电自动化的应用能够显著地提升输电质量和供电稳定性,降低电力企业运营风险。配网调度和自动化技术的研究,既需要从技术原理上开展深入研究,同时需要加强对配电管理的分析和探讨,以全面地确保改造质量。 一、配网调度及自动化技术的原理介绍 随着科学技术的不断发展,自动化技术在电力系统中得到了较为广泛的应用,配网调度自动化技术是电力系统自动化的重要表现。在电力系统中,电力能源经过二次降压变电或者降压后输送给用户的过程中所形成的网络叫做配电网络,配网调度及自动化技术则是针对配电网所实施的改造,通过馈线自动化、用户自动化、变电站自动化和配电管理自动化等技术实现配电网络运行的自动化。 馈线自动化技术,是指对线路终端设备,将线路运行过程中的相关数据传输到控制中心系统以实现对馈电线路的合理监控,实现对馈电网络问题和故障的隔离与排除。用户自动化针对的是负荷管理内容,负荷管理是电力系统管理中的重要内容,负荷管理是一个双向的管理过程。 在负荷管理上,一般主要应用经济政策和技术手段予以规范,并且通过供电和用电双方的共同参与来确保负荷管理的实际水平。用户自动化技术的应用能够自动地编制和制定负荷管理计划,通过计划对用户开展实时控制。用户自动化强调的是对用户数据资料的自动读取和统计,能够在统计结束后自动地发送到控制中心,体现管理上的及时性和高效性,确保电力系统的高效运作。 变电站自动化是针对变电站管理所建设的变电化管理系统。在变电化管理系统中,能够根据电力系统的当前状况以及夏季配电网的需求来自动设置和调节变电站的运行。配电管理自动化就是利用计算机、通信技术和设备对配电网开展统一和全面的管理活动,配电管理自动化实质上实现的是信息的自动化和收集和自动化处理的循环过程。 配电管理自动化需要配电管理系统做支持,在配电管系统中,配电管理制动化能够与其他自动化管理技术相结合,系统地管理的管理整体,保证电力系统运行的正常和稳定,提升电力系统的整体运行水平。 二、配网调度及自动化技术改造中的注意事项 配网调度及自动化技术是目前电力网络的重要发展趋势,配网调度及自动化技术的实现能够很大程度上改善配电网的运行质量水平,显著提升电力系统的综合运行质量。但是,配网调度及自动化技术的改造存在较高的技术性,改造工作不能够盲目开展,而是需要制定全面的改造计划,加强对设计和建设中各工作环节的把握和控制,只有这样才能真正地控制改造成本,确保技术性能。 1.制定全面的改造计划 配网调度及自动化技术的改造是一项较为复杂和庞大的工程,为此在改造工作开展之前,必须要制定全面的改造计划,确保改造工作能够在有序的情况下进行。在计划制定之前,首先应该对配网调度和自动化技术做深入了解,掌握主要的技术手段,结合配电调度和自动化技术的实现目标进行改造计划的制定。同时,配网调度及自动化技术改造所遵循的是分块实施原则,这就要求计划中必须要突出配电网功能单元的分割和考核,按照合理的顺序对相关自动化技术予以实现,在确保系统能够正常运行的同时,有效地控制改造成本,避免资金浪费等问题的出现。 2.重视信息资源的共享 配网调度及自动化技术改造过程中,需要充分保证信息资源的高度共享,这不但有利于各环节的有效协调,还能够保证自动化技术改造的整体进度。在配网调度及自动化技术改造过程中,要尽量地应用计算机网络技术进行信息的传递和接收,特别在计算机系统主站的设计、方案评估以及数据的整理和收集中,依靠计算机网络技术能够有效地保证信息的共享度和传输效率。 3.加强设备选择和质量控制 在配网调度及自动化技术设计和建设过程中,应该加强对自动化系统应用设备的选择工作,这不但能够降低系统的搭建风险,同时也能够最大程度地保证系统的正常运行。在设备的选择上,如开关设备、控制终端等,应该选择知名度较高、生产规模较大的供应商进行合作,充分确保产品质量和性能。同时,系统应用设备在满足技术和性能要求的同时,应该尽量地具备良好的环境适应性,能够适应较为恶劣的工作环境,防止由于外界环境影响而导致设备无法正常运行的现象发生。 4.加强对自动化软件的引入和研发 配网调度及自动化技术的实现不仅需要优秀的硬件设备,自动化应用软件也是必不可少的。 目前,配网调度及自动化技术的应用软件较为多样,生产厂家数量也较为可观,能够提供基本的应用软件做支持,在实际挑选过程中,电力企业应该选择稳定性和功能性较强的应用软件。 但是,由于配电网结构和实际运行状况,不同企业和单位都有着较大的差别,完全地依赖于生产厂家进行软件的提供和系统的搭建是远远不够的,企业自身也要加强与生产厂家的合作与交流,适当加大应用软件的研发力度,以形成具备良好适应性和工作性能的应用软件,有效地满足企业的实际需求,为配网调度和自动化技术的实现提供可靠保障。 三、总结 电力能源作为重要的生活和生产资源,对于社会发展和居民生活都起到非常重要的影响。配网调度及自动化技术是近年来电力系统的重要发展防线,在配网调度及自动化技术的作用下,能够有效提升输电质量和输电效率,更好地实现对配电网的合理监控。在配网调度及自动化技术改造上,应该从配电网的实际特点和情况出发,做好基本的实施计划,加强设备的选择和资源的共享,并且加大对应用软件的开发力度,以构建稳定、高效的电力网络,真正实现电力系统的自动化。 试论电力自动化改造技术:解析电力配网调度和自动化技术改造 【摘要】章分析了电力配网调度与自动化技术改造的原理,探析了电力配网调度与自动化技术改造的途径,并进行了实证分析,以供参考。 【关键词】电力配网调度;自动化技术;改造 一、前言 现阶段,社会供电需求量不断增加,并且对电能可靠性、稳定性的要求也在提高,而现阶段的电力配网调度和管理模式,并不能够满足实际需求,亟待采取有效的措施进行处理。电力配网调度和自动化的技术改造,能够实现对电力配网的自动化、实时监控和管理,显著提高电力配网供电的安全性和可靠性。因此,文章针对电力配网调度和自动化技术改造的研究具有非常重要的现实意义。 二、电力配网调度与自动化技术改造的原理分析 电力配网调度与自动化技术改造是一项复杂的系统工程,主要包括配电管理自动化、变电站自动化、馈线自动化、用户自动化等环节。具体表现为:其一,配电管理自动化,通过将通信技术、信息技术等应用在配电网管理中,能够创建一个自动采集与处理信息的循环系统,该循环主站系统的自动化主站对电力配网的所有数据信息进行采集,然后进行记账管理,然后与变电站自动化、馈线自动化形成一个统一的自动化系统;其二,变电站自动化,变电站在电力配网中占据着至关重要的地位,既是下级配电网的电源,又是高压配电的负荷,变电站的自动化对于实现电力配网的自动化具有重要的作用,将各种自动化设备以及配套的技术应用在变电中,能够实现变电站自动化;其三,馈线自动化,通过线路的终端设备,把线路的运行数据信息传递至集控站点或者控制中心,并且还能够实现对馈线的自动化检测与控制,电力配网调度与自动化技术改造中的馈线自动化技术具有以下功能:监测馈线的运行状态、控制馈线的运行状态、隔离故障区域和恢复供电、解决调压与无功补偿问题;其四,用户自动化,用户自动化管理主要是对用户的需求、内容等进行自动化管理,对用户的用电状况进行自动化监控,并采用各种通信手段采集不同区域用户的用电资料,将采集的信息传递至控制中心生成相应的曲线图、电费表格,实现用户的高效、自动化管理。 三、电力配网调度与自动化技术改造的途径分析 1、制定科学、合理的改造计划。电力配网调度与自动化技术改造是一项系统、庞大、复杂的工程,为了保证改造工程能够顺利、高效的进行,应该在进行改造之前制定科学、有效的改造计划,通过对电力配网调度与自动化技术进行全面的分析,根据改造目标制定全面的改造计划,采用先进的技术手段,遵循电力配网调度与自动化技术改造的原则,重点突出配网功能单元的分割与规划,针对不同的功能单元采用相应的自动化技术进行改造和完善,以此保证电力配网调度和自动化技术改造工程的完整性。同时,在保证配网系统安全、稳定运行的基础上,还应该防止出现浪费资金的问题,以降低改造成本。 2、先进自动化软件的研发与应用。电力配网调度与自动化技术改造离不开自动化软件的支持,自动化软件生产厂家众多,自动化软件的性能与质量参差不齐,在进行自动化技术改造时,电力企业应该根据实际状况,挑选功能性强、稳定性高、使用寿命长的自动化软件,以提高电力配网调度和自动化改造的水平。但是,不同电力配网的结构与实际运行状况存在很大的差异,目前中标的主网EMS和配电DMS自动化软件能够较好的满足各种电力配网的实际需求,电力企业应该加强与生产厂家的沟通与合作,不断的加强自动化软件的研发力度,研发出能够符合实际运行需求、工作性能良好的自动化软件,为实现电力配网调度和自动化技术改造奠定坚实的基础。 3、重视设备的选择和质量控制。硬件设备是电力配网调度与自动化技术改造的物质基础,供电企业在进行自动化改造时,为了降低系统的搭建风险,应该合理的选择硬件设备,以此保证配网能够安全、稳定的运行。在选择硬件设备时,例如控制终端、继电保护装置等,应该尽可能的选择技术力量雄厚、知名度高或者信誉好的设备供应商,以此保证硬件设备的性能与质量。同时,不同环境条件对硬件设备性能的要求存在一定的差异,供电企业应该根据运行环境的实际状况,选择适应性强、性能优越的硬件设备,即使在恶劣的环境中依然能够正常、稳定的工作,避免出现外界环境因素导致的设备故障影响配网安全运行的问题。 4、创建信息资源共享平台。在对电力配网调度和自动化技术改造时,需要传输与共享大量的数据信息,如果缺少信息资源共享的平台,将会影响数据信息的处理和传输速度,降低配网调度与自动化技术改造进程。因此,供电企业应该充分的利用计算机技术、网络技术,创建信息资源共享平台,利用计算机技术、通信技术进行数据信息的采集和传递,利用网络技术进行数据信息的共享,这样能够显著的提高信息资源的利用效率,尽可能的加快配网调度与自动化技术改造整体进度。 四、实例分析 文章以某地区配网为例,该地区配网组成包括:2座开闭所、93座箱变、7座配电室以及16座中心配电室,通过对配网组成进行分析,能够实现自动化技术改造的有18座,为了尽快推动该地区配网调度与自动化技术改造,制定了科学的技术改造方案:完善配电室、箱变以及开闭所的信息采集终端,对配电室现有的子站系统进行改造和升级;创建以配电室、开闭所为接入层,以主网变电站为汇聚层的通信网络,采用光纤进行数据信息的传递,并且在个别区域创建配网通信中心站,为实现通信和监控的自动化奠定坚实的基础。 五、结束语 综上所述,现阶段的电力配网已经远远不能满足人们的实际需求,通过对配网调度与自动化技术改造的原理进行分析,然后制定科学、合理的改造计划,研发和应用先进自动化软件,重视设备的选择和质量控制,并创建信息资源共享平台,以加快电力配网调度与自动化技术改造的整体进程。
前言:社会的经济促进了电子技术的蓬勃发展,也推动了现代化服务的进步。在新时展下,电气自动化技术与人们的生产生活密切相连,也已经成为了我国电力工业发展的重要标志。因此,有必要加强电气自动化在使用过程中的安全性,从而促进我国经济的发展。 一、电气自动化控制系统的主要方式 电气自动化工程主要体现在集中监控方式、远程监控方式中,集中方式在实际的使用过程中可操作性较强,有效的控制了电气后期的维护阶段,实现了网络设备对电气工程的控制。可是,它也存在着一些小缺点,处理器承载的系统过多,一定程度上增加了整体电气系统运行的压力,导致处理的速度减慢。再加上电气工程的设备长期处于监控下,工作人员为了保证电气工程环境运行的稳定,需要增加电缆的数量,这在一定程度上增加了企业的成本金额。远程监控是以自动化控制系统的基础上,提高了资源的利用率,保证电气自动化系统运行的环境更加安全。远程控制能够合理控制安装成本,减少了电缆的数量,为电气工程后续的资源配置提供了一定保障。电气自动化控制技术已经逐渐发展成熟,节约了企业的成本。避免了设备在运行过程中出现瘫痪的问题。 二、电气自动化控制系统的功能 1、自动控制功能。控制功能是电气自动化控制系统中最重要的一项功能,它是利用高压设备和电流的开关设备对电气自动化进行的控制。一般情况下,在实际的使用过程当中都是采用分散操作的方式,并直接对功能系统进行科学的管理。一旦电气自动控制系统出现了故障,自动控制系统便可以自动切断电路,保护设备的安全。 2、测景功能。电气自动化在控制的过程当中,需要不断进行完善,这不仅可以提升电力企业的工作效率,也从侧面上提高电气设备的生产效率。因此,电气技术人员要在电气运行的过程当中进行监控和测定,及时发现电气设备中的不足和缺点,并对其进行完善和创新,掌握电气设备中的运行情况,从而避免更多问题,减少事故的发生。在电气自动化控制系统运行的过程当中,工作人员可以使用相关的测量仪器,获得电气自动化控制系统的多种数据参数,采用科学合理的手段进行测景工作,更好的发挥测景功能在电气自动化系统中的使用。 三、电气自动化控制系统的设计理念 1、集中监控的设计理念。集中监控的设计方式在电气自动化中应用的比较广泛,对控制站的要求并不是很高,在电气工程中运行维护阶段也相对方便,降低了工作人员的工作难度,将电气自动化系统中的多种功能集中到一个处理器进行工作,可却严重影响了处理器的工作效率,加重了处理器的工作难度。技术人员意识到电气设备一旦进入监控中,就需要增加电缆的数量,也会增加企业的经济损失,无论是成本还是系统的安全性都会给企业造成严重的负担。与此同时,电气自动化控制系统中隔离刀闸上的辅助设备也会出现连接不到位的情况,导致电气自动化设备无法正常运行,也增加了维护技术人员将的工作量。 2、分布式监控的设计理念。分布式监控方式主要采取多种计算机设备对网络进行监控和通信。我国目前的分布式监控方式已经普遍应用在发电站、变电站等多种电气自动化系统设备中,并积累了大量的经验。近年来,我国智能化电气自动化系统设备发展规模越来越大,也为分布式的监控奠定了良好的基础。分布式的监控设计理念增加了智能化电气自动化系统整体的多样性,不同的间隔有不同的特点和功能,设计人员可以根据间隔的多样性来进行设计,可以最大程度上减少隔离设备,并且将智能设备与监控系统直接连接,也可以节省大量的电缆设备,同时节省了工程的投资和维修人员的工作量,进而降低了工程的施工成本,这也是我国发电站、变电站等计算机监控系统的主要发展方向。 3、现场监控的设计理念。在我国目前发展的社会中,现场总线监控的设计理念已经是电气自动化控制系统中的潮流,通过现场总线、以太网技术等技术对电气设备进行监控,保证工程可以顺利进行。这种新型的技术在国内国外发展迅速,已经逐渐进入了实际的使用阶段,不仅为电气自动化的运行积累了丰富的经验,也为电气工程中的应用奠定了基础,提高了监控的效率。除此之外,现场监控也具备了远程监控的特点,使不同装置的监控系统能够彼此独立,及时发生故障不会对总体的监控系统造成不良影响。因此,现场监控系统是电气工程中应用最高的一项技术,是电气自动化控制方式的重要趋势。 四、结论 综上所述,电气自动化促进了我国社会和经济的发展,在新时展的背景下,我国应在实际的工作中,加强电气自动化的创新和发展,保证电气工程的可操作性,加强使用过程中的安全性,从而为人们创造一个更加安全的工作、生活环境,为我国电气自动化发展奠定良好的基础。
煤矿通信论文:通信技术在煤矿生产管理中的运用 摘要: 剖析了我国煤矿产业在生产过程中存在的问题,通过概述煤矿生产调度管理系统的构建以及对煤矿生产调度管理系统的构成、功能、应用实例的介绍,对通信技术在我国煤矿生产调度管理系统中的运用前景进行了探析。 关键词: 通信技术;煤矿生产;系统;运用 煤炭在我国国民生产中占据举足轻重的地位,提高煤炭的生产调度技术管理的水准,成为保障煤炭产业发展的基石。虽然通信技术已经在我国的煤矿生产过程中得到了比较好的应用,但是在整个生产调度管理系统上仍然存在分散性、不连贯、不系统等缺点,不能通过运用通信技术获取相关生产信息,从根本上解决煤矿生产过程中所衍生的各项问题。因此,目前亟需将通信技术运用于我国煤炭生产调度管理系统中去。 1通信技术在我国煤矿生产调度管理系统中的运用前景探析 据国家安全生产监督管理总局数据显示,2014年煤矿等重点行业领域安全生产状况进一步好转,煤矿事故起数和死亡人数同比分别下降16.3%和14.3%,重特大事故同比分别下降12.5%和10.5%,连续21个多月没有发生特别重大事故。说明目前我国煤炭安全生产的形式呈现逐年好转趋势,但是,当与世界上其他国家的煤炭主产国相比较,我国仍有10倍的差距。深究其原因,一方面,我国煤炭地下开采量占比高达95%之多,小煤矿占比多,灾害频发,另一方面,煤矿生产调度管理系统信息化程度不够完善[1]。因此,我国亟需利用通信技术实现这一目标。随着通信技术领域的快速发展,我国社会生产的各个领域都受益良多,我国煤矿生产调度管理中的运用起到不可忽视的作用。在煤矿的安全生产中,煤矿生产调度是核心工作。传统管理模式中,电话是获取各种生产动态的主要途径,日常各资料统计汇总工作是以手工记录为主,存在着工作琐碎、信息传递不及时、误差大、记录方式不统一、不规范等缺点。基于通信技术构建一个煤炭生产调度管理平台则可以从根本上杜绝以上问题。 1.1煤炭生产调度管理系统利用VPN构建一个煤炭企业的内部加密网络,厂矿领导通过对整个VPN网络的控制来实现整个内部网络的有效运行[1]。在内部网络中,各生产部门或者科室是相互连接,相互监督的关系。在煤矿生产过程中,计划科、安监科、通风调度、综采队、掘进队和其他有关部门通过内部网络有机地连接起来,实现信息共享,完成生产调度信息的各部门采集,获取产量、掘进进尺、外运、瓦斯抽采、煤炭洗选、安全情况通报等信息。其通信连接方式如下页图1所示[2]。 1.2系统功能简介 1.2.1实现数据的分布式上传在保障煤矿日常安全生产、作业人员自身安全上,煤矿重大灾害预警技术的研发与推广具有重要意义[3]。普遍应用于各煤矿安全生产中的瓦斯实时监测、报警与断电系统等,在预警方面不能及时预警,不能满足煤矿在生产过程中对安全性的保障。因此,提高煤矿生产的安全性非常迫切。而基于通信技术构建的生产调度系统平台可以通过检测,掌握各项安全信息,并汇总上报,以备管理人员及时作出反应。各班次的生产开采情况由采煤队和掘进队通过系统本队组上报数据;生产计划由生产计划科组织信息上传;矿井安全动态、通风情况、瓦斯情况由安监科统计上传。 1.2.2优化数据统计分析方式按照一定的时间段如日、周、旬、月、年生成煤炭产量、掘进进尺、安全情况等数据,使各生产管理部门及时地掌握各项生产信息,对已经存在的生产问题进行改善,同时也可以根据已有数据,及时对煤矿生产过程进行不断完善。 1.2.3合理分配各项资源煤矿生产调度管理系统可对作业劳动力,设备、雷管、炸药的使用进行合理调配,既保障了供应,也实现了节约生产,同时可保障煤矿生产作业的安全性。 1.3煤矿生产调度信息的生成系统平台可以根据各个单位填报的调度信息日报表,全面系统地显示出全矿的生产情况,相比传统的记录方式而言,查找方便,错误率也大大降低[4]。各项数据清晰明了,对于有关部门和领导及时掌握相关的生产信息非常有意义,极大减少了信息处理者的工作量,也有助于对数据的分析和上报。 2利用通信技术构建煤炭生产调度管理系统的应用实例解析 2.1生产管理调度系统中全矿井安全生产信息调用目前,通信技术在全矿井安全生产调度、避险和应急救援中得到较好的运用。如,基于矿井无限传输衰减大、发射功率受限制、设备体积小、抗干扰能力强、防护性能好、电气防爆、电源电压波动适应能力强等特点,提出多基站矿井移动通信系统网络结构,矿井移动通信与应急通信系统性能要求和方法,研制成功了基于WIFI的矿井移动通信系统等。这种技术的应用,提高了井下人员与地面沟通联系,及时解决生产等相关问题。该信息可由安监科进行报送,保障矿井安全信息的及时通报、共享。 2.2生产管理调度系统中井下人员位置的监测通信技术在全矿井安全生产调度中发挥着重要作用,不仅可以防止工作人员靠近危险区域,对事故采取应急救援,而且可以考察作业人员的出勤率等,为煤矿的安全生产调度提供了保障。基于GPS信号无法覆盖全矿井,以及无线传输在矿井巷道的传输过程中衰减大等,通信技术已经在煤矿井下人员位置探测系统中得到运用。其技术要求体现在:识别卡与分站之间的无线传输距离应大于10m;识别卡位移速度要大于5m/s;识别卡并发数量要大于80个;系统漏读率要小于10-4;识别卡数量要大于8000个等等。其装备要求体现在:将分站安置于每个人员出入井口、开采重点区域出入口,以及以下盲巷等限制区域;为了准确监测持卡人员的移动情况,需设置2台以上的分站或者天线,并且在巷道分支处设置分站或者天线。这种技术的应用可以保障矿井的安全生产,利用生产管理部门和厂矿领导及时跟进人员位置信息,做到人员监管实时监测,心中有数。 2.3通信技术在煤炭安全生产远程监控系统中的运用目前,在煤矿生产过程中被使用的煤矿供电、排水检测系统,胶轮车运输监控系统,轨道运输监控系统等,充分保障了井下作业人员的人身安全,有效减少和避免了安全事故的发生,在减少事故发生率、生产工人死亡率、百万吨死亡率等方面发挥着重要作用。各项信息的及时报送提高了生产效率,有助于相关管理人员根据实时信息进行合理判断和决策,保障厂矿生产的安全进行。 作者:李赞 单位:潞安集团慈林山煤业有限公司夏店煤矿 煤矿通信论文:程控集成平台的煤矿通信系统的研究 摘要 平煤股份八矿通信系统是以程控集成平台为核心,通过对现有通信联络系统(有线电话网、无线电话网、扩播电话网、扩音广播网、人员定位网)、安全监测系统集成,实现了在调度室程控调度操作台的统一调度指挥,为矿井的安全高效生产提供了有力的通信保障。 关键词 程控电话;扩音电话;程控集成平台;通信系统 平煤股份八矿作为中国平煤神马集团主力生产矿井之一,井下设备复杂多样、点多面广战线长,给通信系统的建设和维护造成很大困难。随着开采范围的不断扩大,多工种联合流水作业程度要求越来越高,加强矿井通信能力和覆盖范围、实现科学调度有效协调,成为企业决策者关心的重要问题。 1通信系统 平煤股份八矿通信系统采用KTJ119型矿用数字程控调度系统,支持电话门数720门,配置2台工业级2048键触摸屏键盘,可以实现手机,固话,长途电话的一键呼叫,群呼、组呼、电话会议、三方通话等调度功能。配置300路KTA116型矿用电话安全耦合器;使用全通道在线数字录音系统,对所有调度电话进行实时录音、回放、扩音、查询等功能;安装4×12V100AH免维护蓄电池,实现自动切换,保证断电后72h内不中断通话。具备强拆、强插、紧急呼叫、群呼、组呼、多方通话、电话会议、录音、监听、转接中通话、通话中转接等强大的全网调度功能。平煤股份八矿通信系统包括有线电话、无线电话等通讯方式。八矿扩播电话系统是八矿综合自动化信息化系统建设的一部分。主要分布在斜巷、皮带沿线、大巷乘车点井口、综采工作面等位置,目前为止共计安装26台网关,24台高级话机,6台程控免提电话、26台音箱和167台普通话机(包括采面扩播电话36台)。主要应用在以下几个方面:(1)自动化专业调度:目前八矿实现了皮带、水泵、筛分楼储装运的集中控制远程开车,皮带调度、筛分楼储装运专业调度利用扩播电话能实时与现场沟通,做到统一指挥调度,减少和杜绝因设备故障停车而联系不到现场巡检人员的情况。(2)自动化集控:自动化开车过程中,扩播电话起到打点和预警的功能。(3)现场沟通:现场维修、检修过程中便于沟通交流、协调工作,减少因沟通不畅引起的不必要的麻烦。(4)宣传、教育和通知:所有扩播电话都集成在一个平台上,系统可以设定一路或多路扩音电话播音内容和播音时间。通过定时播放新闻、通知和各种规章制度,起到宣传教育和通知的作用。 2人员定位系统 八矿人员定位系统采用KJ250矿井人员管理系统,具有井下人员实时跟踪定位、井下员工查询、员工考勤管理、员工信息管理等功能,能够对当前井下人员的行程路线进行实时跟踪定位,实时掌握员工的井下活动、停留时间、分布等情况,对个人、集体的考勤进行详细查询、分析和统计。 3“五网合一”的矿井通信系统集成方案 通过前期的建设和完善,八矿的通信系统形成了有线电话网、无线电话网、扩播电话网、扩音广播网、人员定位网,这“五网”除有线电话网和无线电话网实现互通之外,相互之间都是各自独立、自成体系,造成资源的重复建设和浪费。为了实现资源的共享,减少矿井通信系统的投入和维护成本,提高矿井通信和调度指挥效率,在充分调研的基础上,集团公司提出了“五网合一”的矿井通信系统集成方案:以程控调度集成平台为核心,通过对现有有线电话网、无线电话网、扩播电话网、扩音广播网、人员定位网的集成,实现各系统之间的相互联络和互动;通过对各子网设备的规范和接口的统一,实现“五网”集成后的矿井通信系统设备的集成化管理;通过集成,最大限度的融合现有的通信手段,为矿井安全生产、抢险救援、调度指挥提供安全可靠和集成化的矿井通信系统平台。但由于八矿人员定位系统的定位卡和基站不具备接收信息的功能,人员定位部分的集成暂不考虑。八矿基于程控集成平台的煤矿通信系统的建设于2015年7月初正式完成并投入使用。系统主要由程控电话调度台、程控交换机、SIP服务器、自动应答服务器、VOIP电话网关、程控免提电话等组成。系统通过SIP服务器,实现了无线通讯、扩音广播、扩播电话的集成,通过VOIP电话网关,实现了不同厂家扩音电话系统的集成,通过自动应答平台实现了人员定位系统的集成,完成了安全监测系统瓦斯超限自动拨打调度电话的功能。该系统是基于IP语音交换的通信保障系统,系统以调度主控制台、分控制台为核心,实现扩播电话系统、扩音广播系统与调度中心的互联互通。系统集成了华宁、华洋、大齐等品牌,采用127V供电,每部扩播电话和扩音广播均安装有可充电电池,经井上下测试,可充电电池在断电状态下,能提供2h的供电,确保系统正常工作。该系统实现了煤矿通信系统的全覆盖,包括斜巷、皮带沿线、大巷乘车点井口、综采工作面、掘进工作面、井底车场、避难硐室、行人巷道、猴车沿线和作业地点等,具有定时广播、多路广播、分区广播、人工呼叫自动广播、一键群呼、自动播放、自主定制预案、录音等功能,实现分区、分级广播控制管理等控制功能,并且该系统部署灵活,易于扩展。根据八矿自动化建设的情况和“五网”的现状,八矿对该系统的功能进行了扩展和应用,把安全监测系统纳入到系统中来,实现了瓦斯超限自动拨打电话报警功能,把矿井通信系统与综合自动化平台结合起来,实现在综合自动化平台内部计算机麦克风与有线电话、无线电话、扩播电话和扩音广播之间的通讯功能。通过建设和集成,基于程控集成平台的煤矿通信系统具备如下功能:(1)在程控平台上增加【小灵通】、【扩音电话】、【VOIP电话】和【紧急呼叫】界面,可通过程控电话调度台实现对程控电话、小灵通、扩播电话、扩音电话、VOIP电话的统一调度指挥,可通过触摸屏按钮或者拨打电话实现对以上四个通讯联络系统的直接呼叫;(2)实现了所有通讯设备(有线电话、无线电话、扩音广播、扩播电话)的区域呼叫和一键呼。在紧急情况下,通过程控电话调度台【紧急呼叫】界面实现对某一区域或全矿井区域内的所有通话设备的区域呼叫或者一键呼叫;(3)通过集成和改造,将有线电话、无线电话、扩音广播、扩播电话融为一体,实现程控电话系统与扩音广播系统、扩播电话系统的互通,矿井任意一部程控电话都可以与网内的扩音电话进行通讯;(4)采用原有的工业环网,利用网络电话技术,实现了井下有线电话网的扩展,结合扩音广播和扩播电话,实现了通信系统在采掘头面、皮带、地面煤楼、大巷、斜巷轨道沿线、候车点等人员聚集点的全覆盖;(5)实现对瓦斯检测系统数据的监视,当瓦斯达到或超过系统设定的报警值时,自动应答平台自动拨打调度电话通知报警,调度员可根据情况向对应区域发出指令进行调度指挥;(6)通过建立自动应答平台,实现了通信系统与综合自动化信息化平台的集成,专业调度员在综合自动化控制平台上就可以实现麦克风与任意电话的通讯,为综合调度和高效生产提供了有效的手段。 4结语 平煤股份八矿通过建设、改造和集成,节省了投资,最大限度地利用了现有通信系统的资源,实现了“有线电话网、无线电话网、扩播电话网、扩音广播网、人员定位网”五网合一,系统利用先进的技术,基于程控集成平台,实现了煤矿通信系统的扩展和完善,为矿井的安全高效生产提供了有力的保障。 作者:付耀杰 陶建平 李军鸿 单位:平顶山天安煤业股份有限公司 煤矿通信论文:煤矿自动化和通信技术的发展 1煤矿自动化和通信技术的发展历程 1.1煤矿自动化技术煤矿自动化技术在我国的发展起始于20世纪60年代,继电器是当时主要的煤矿自动化器件,当时的煤矿自动化也只是简单的开停与闭锁控制,而且控制器不但体积庞大,安全性与可行性也很差。20世纪70年代和80年代中期,晶体管与逻辑电路开始的大量出现,它们的出现取代了继电器成为主要的煤矿自动化控制器件,它们的应用使控制器的体积得到了大幅度的缩小,并且把控制器的功能改进了。80年代末90年代初,开始出现了单片机,由于单片机的运算与控制能力都比较强,晶体管与逻辑集成电路控制系统很快被其取代,单片机成为了自动化控制系统的核心控制单元,这使得煤矿自动化控制系统的安全性与可靠性都得到了大幅度的提升,煤矿自动化控制与检测系统才真正具有了实用功能。但这个时期形成的煤矿自动化系统还属于独立系统,各系统之间不能进行信息交换。简单的调制方式是其内部信息传输的主要方式。直到21世纪初,随着太网信息网络技术的发展,实现了煤矿各专用监控系统之间的信息传输可以用高速信息网络来传输,总线传输技术也逐步成为各专用监控系统内部之间信息传输的主要方式,高速信息通道的建立,使煤矿各专用监控子系统的集成与实时监控得到了实现,使煤矿自动化系统的自动化水平跃上了一个新的台阶。 1.2矿井通信煤矿的生产指挥工作要想顺利进行,必须要做好矿井通信工作。由于煤矿企业的生产工序较多且作业地点分散,要想用一种通信系统和方式来把全矿覆盖很难。按使用方式可把矿井通信大致分为固定通信与移动通信,按通信覆盖区域可把煤矿通信系统分为全矿井通信与局部矿井通信。防爆磁电电话是我国早期主要采用的矿井调度通信方式,随着时代的发展矿用模拟程控调度通信系统在20世纪80年代开发出来了,90年代时数字程控调度通信系统也开发出来了,这时已经几乎能满足矿井调度通信的需求。矿用透地通信系统、矿用泄露通信系统、矿用感应通信系统、矿用载波通信系统、矿用小灵通通信系统以及矿用CD-MA通信系统是矿用移动通信系统的主要形式。其中应急救灾时主要用到的通信系统是矿用透地通信系统,局部通信主要用到的通信系统是漏泄通信系统,感应通信系统,矿用载波通信系统,全矿井无线通信主要用到的通信系统是矿用小灵通系统与CDMA通信系统。 2煤矿自动化技术 2.1高速监控网络工业以太网、专用工业控制网、CEPON网以及MCIP系统是我国目前主要使用的高速监控网络。其中冗余工业以太网是我国煤矿自动化系统的主要传输平台,很多矿井都在使用。由于专用工业控制网的开放性比较差,在我国只有几个别的矿井在装备使用,而矿用CEPON网络系统是一种新系统,视频、数据、语音等信息都可以传输,其应用前景十分广阔。 2.2自动化平台软件管控软件和Web服务软件是自动化平台软件的两种主要形式。管控软件在控制层的管控服务器内安装,Web服务软件在管理层的Web服务器中安装,它们是煤矿自动化控制的重要实现手段。 2.3局部生产环节自动化矿井局部生产环节自动化大致可以分为:安全监控系统、电力监控系统、水泵自动化系统、调度控制矿井机车系统、矿井数字化工业电视系统、工作面巷道监控中心。 3煤矿通信技术 矿井有线通信主要使用的是矿井程控数字调度通信系统与工作面局部扩音通信系统。随着矿井大规模应用网络技术以及IP语音通信技术的逐渐完善,矿井有线通信一个重要的发展方向便是矿井IP调度通信系统。人们还在不断的探索和研究矿井移动通信技术,矿用透地通信系统、矿用泄漏通信系统、矿用感应通信系统、矿用载波通信系统、矿用小灵通通信系统、矿用CDMA通信系统等等。 4若干技术问题 4.1完善与提高局部生产环节自动化技术已有多种高速监控网络方案供煤矿自动化控制选择,影响煤矿自动化正常运行能否实现的一个重要因素已经成为局部生产环节自动化,这主要是由于监控量大、面广、并且种类繁多是局部生产环节监控系统的主要特点,要想使矿井自动化系统更完善,这就需要各生产厂家不断完善与提高自身的技术。 4.2开发高强度快速安装式矿用光缆我国的矿井已经开始广泛应用光缆,但大巷是其主要应用的地方,而在工作面上的应用技术还不完善,这主要是由于工作面的生产条件更恶劣,易断是普通矿用光缆的主要特点,一旦这种普通矿用光缆断裂后很难修复。而工作面液压支架电液控制系统,顶板监测系统监控的信息量都非常大,要求的信息传输速度高,更适合采用光缆传输,为了适应矿井未来的发展需求,我们必须开发开发高强度快速安装式矿用光缆。 4.3煤矿供电安全技术电参数测量以及各种保护功能是目前防爆开关设备等供电设备主要具有的功能,他们一般都缺乏主动分析故障与报警的功能,这就需要我们继续在这方面加大研究力度,把井下变电所无人值守的整套设备争取能够开发出来。 5总结 实现煤矿高效安全开采的关键技术之一便是煤矿自动化技术,而矿井通信技术又是煤矿生产指挥必须具备的手段之一,历经几代人的努力钻研,开发出了一系列这方面的产品,并已经被广泛应用于煤矿企业的安全生产中,但就目前煤矿企业的发展现状而言,它们还远远不能满足煤矿企业安全高效生产的需求,为了真正满足这一需求,我们要不断利用新技术,新手段完善与提高煤矿自动化技术与通信技术,只有这样才能保证我们煤矿企业的安全、高效生产。 作者:王博翰 单位:陕西陕煤黄陵矿业一号煤矿 煤矿通信论文:煤矿井下无线通信传播论文 1煤矿井下无线通信技术的现状 1.1TD-SCDMA无线通信技术的应用现状TD-SCDMA技术是ITU研发出的第三代移动通信空间接口技术。其特点为上下频段统一,能通过对时隙配置提供无线承载。TD-SCDMA无线通信技术可以支持匀速为8kb/s~2Mb/s的所有3G业务。TD-SCDMA系统采用时分双工模式,但是由于载波占用的宽带为1.6MHz,TD-SCDMA系统提供的速率有一定的数据限制。目前,TD-SCDMA矿用通信系统采用BBU+RRU方式,因没有办法直接使用太环网,当某个中间RRU故障会导致整个链上的RRU无法工作,维修、扩容比较困难。 1.2WCDMA无线通信技术的应用现状WCDMA技术与TD-SCDMA都是ITU正式的第三代移动通信空间接口技术规范之一,该无线通信技术集CDMA、FDMA技术优势于一体,是一种系统容量大、抗干扰能力较强的移动通信技术。WCDMA与TD-SCDMA相比,技术较为成熟,并且发展空间大,在扩频的基础上能够获得巨大的经济效益,此外,还支持所有的3G业务。WCDMA作为产业链最为成熟的技术,不仅可实现语音通信功能,还能提供高速率数据和图像传输功能。但其成本较高,使得多数煤矿企业望而止步。 2煤矿井下无线通信的技术难题 电磁波在矿井隧道中不能很好地进行传播这已是公认的事实。一直以来,井下通信的技术难题是制约煤矿安全的重要因素之一,下面将从3个方面进行论述。 2.1巷道的环境条件对电磁波的影响煤矿井下巷道一般比较狭窄,弯曲延伸,存在多个分支,且分布在不同的地下平面。巷道的截面宽度不同,且巷道四周为煤层,粗糙不平。这一特殊的传播环境对电磁波的传播特性产生重大影响。电磁波频率对传输的速度有较大的影响,巷道截面尺寸对电磁波传输也有影响,截面的尺寸与巷道内电磁波频率成正比。此外,矿井下有照明线、动力线、钢轨等纵向导体,这些线路的存在都会对电磁波的传输产生一定的影响。 2.2井下环境机电噪声干扰严重如今,井下作业机械化与自动化设备的应用,不可避免地会增加噪声的强度,但是这一问题并未引起人们的重视。通信技术中,噪声是衰减和损耗通信质量的又一个重要因素。机械设备的作业一般是24h不停歇,因机械设备自身配置量大,启动频繁,所产生的电气噪声频谱较宽。由于信号微弱会导致井下通信困难,噪声问题是井下移动通信需解决的技术难题。 2.3接收点有用信号十分微弱无线电在井下的传播可以被看作在一个特定的空间内进行,由于电磁波在传输的过程中受到煤岩层及磁导率的影响,因而其传播速度并不是恒定不变的。煤矿井下的管道由于表面比较粗糙,且分布不均,这些都会对电磁波的传输造成影响。对于某个接收点来说,接受机本身信号微弱,在干扰之后很可能接收不到信号,这种特性的存在破坏了有用信号的传输,最终导致电磁波传输距离减低为数百米,从而使得井下通信非常困难。 3无线通信技术的发展方向———Femtocell技术的运用 Femtocell是根据3G技术发展和无线技术宽带化发展方向而推出的一种低功率、超小型化的移动基站。它的运用在一定程度上提高了煤矿井下的安全性。Femtocell通过IP协议将用户最先具备的ADSL/LAN宽带进行线路连接,远端由专用网关实现从IP网到无线网的连接,具备安装便捷、能够自动配置、直接使用的优点。 3.1Femtocell的技术优势Femtocell技术的运用能够最大范围地覆盖宏小区不能覆盖的地方,可以减少来自宏小区基站的高功率开销并提高宏小区基站的性能。此外,辐射更低,手机电池也更耐用,这些优势都优于其他无线通信技术。当前在煤矿企业中,设备供应商主要是将NodeB和RNC功能集成于一个接入设备的扁平化架构,由于Femtocell网关的接口是Iu接口,扁平化架构可以将SGSN/GGSN功能集成于Femtocell接入设备,其技术优势在于符合下一代移动网络的发展趋势,并在减少节点时提高网络的可靠性。 3.2Femtocell的系统优势Femtocell技术采用的是小型化设备,可以随时使用,并能够维护系统安全,增强灵活性。系统内部采用电信级标准设计,确保系统的稳定可靠性,无线通信能够共享技术的应用,使系统的稳定性及可靠性大大提高,并能够满足设备的资源需求。Femtocell系统设备运营均衡,工作状态较为稳定。此外,Femtocell技术系统的运用采用的是国际通用的通信标准设计,设备可与终端设备兼容,并能够与多家主流设备的制造商生产的用户交换机进行交换。 4结语 无线通信技术的应用极大地实现了地面对井下作业的监测和管理,能够有效地保障井下作业的安全。就无线通信技术在井下使用的现状而言,无线技术与自动化系统的深度融合还存在一定的发展空间,因而,应当不断研究和实践,使其更好地应用在煤矿行业中。 作者:刘庆伟单位:中国神华神东煤炭集团锦界煤矿管理处 煤矿通信论文:煤矿生产调度管理通信技术论文 一、煤矿井下调度管理存在的问题 分析当前的煤矿生产调度系统,在运行过程中,存在以下几个方面的问题:第一,调度系统的工作效率较低,针对现有的煤矿生产调度系统,受技术条件的限制,煤矿企业还不能充分利用现代的网络技术来加强煤矿生产调度管理系统的建设,导致出现界面不友好、无法实时查看信息,用户操作困难,数据管理分散的现象,甚至调度管理中的信息出现重复记录的现象。在煤矿生产中,由于煤矿生产调度管理系统仅限于指挥部门使用,在没有对调度信息进行科学管理的基础上调度部门所获得的信息是不能被其他部门使用的,信息缺乏共享性,致使调度管理系统的使用效率低下。第二,缺乏完善的信息统计功能,由于调度信息缺乏共享性,这就给煤矿井下安全生产的决策分析带来了一定的困难,例如在某个时间段内生产事故等情况不能及时得到统计和处理,其严重影响了系统在煤矿安全生产中组织和协调作用的发挥,进而影响了煤矿井下的安全生产。第三,无法实现对生产调度台账和报表的实时生成,在煤矿生产调度管理系统中,虽然实现了基础数据的管理功能,但是,在调度管理系统中还没有真正实现实时生产报表的功能。在生产过程中,生产调度台账和报表的实时生产不仅可以起到统计作用,也可以起到组织和协调作用,其中,生产调度日报、煤矿井下生产值班情况表及掘进工作面调度记录等报表可以很直观的对煤矿生产进行科学决策分析。第四,无法实现动态查看功能,由于图形信息管理功能不全面,在现有的调度管理信息系统中,其只能实现经验的图形管理,而实时生成的动态图形在现有的调度管理系统中不能得到充分体现。在调度管理信息系统中,若采用无小型化网络设备,不仅成本高,设备体重大,也不具有支持数据业务的功能,因此,采用无线通信技术与安全生产管理调度系统,其可以有效满足煤矿井下安全生产的需求。 二、建立基于TD-SCDM无线通信的调度管理系统 随着计算机网络技术的发展,通信技术的应用已受到了社会各界的广泛关注,相应的网络平台经历了终端主机方式到服务器方式的演变。并且在信息数据收集、存储和处理上,也从封闭式逐步走向开放时。由此可知,通信技术的转变,促进了我国社会经济的发展。在科学技术不断发展的今天,井下越来越多的电力设备、调度中心的信息资源共享及工作流程优化的要求,为了有效满足煤矿井下的安全生产要求,建立基于通信技术的调度管理系统,不仅可以确保煤矿安全生产,同时也是促进煤矿企业经济可持续发展的重要保证。由于煤矿生产调度系统在煤矿井下安全生产中发挥着不可替代的作用,因此,利用通信技术来建立煤矿生产调度管理系统,规范煤矿生产的调度管理,减少指挥人员的工作负担,从而提高工作效率和精确度。 针对当前煤矿生产调度管理系统存在的问题,在建设调度管理信息系统中,首先应借鉴国内外比较先进的煤矿生产调度管理信息系统进行分析、研究,结合煤矿企业内部的具体生产情况和实际需求进行分析,将两者有效结合,采用TD-SCDM无线通信技术,并结合煤矿企业现有的信息化平台,提供语音、视频、数据一体的网络平台,如图1所示,通过利用通信技术与调度管理信息系统连接,其可以及时对井下生产进行指挥,同时也可以及时进行紧急情况的处理。采用TD-SCDM矿用无线通信与煤矿生产调度系统,其主要有以下特点:第一,具有先进的无线管理功能,通过搭载无线视频监控和人员定位等数字化建设,指挥调度人员只需要通过语音、视频进行调度或召开会议,则可以进行通信与管理;第二,信息收集与分析功能,对掘进队的生产数据及井下各个环节的安全生产情况等基础资料进行收集,按照年、月、日对煤炭生产产量及安全情况进行统计分析,实现信息共享,及时地、有效地解决煤矿生产中的实际问题;第三,资源合理分配功能,根据煤矿企业内部的具体情况和煤炭生产需要合理分配劳动力,对机电设备、配件、雷管等进行检查;第四,数据资料存储、查询功能,对收集到的生产数据及相关资料以超文本的形式存在,从而实现规范化的煤矿安全生产;第五,可靠的冗余功能,煤矿生产调度系统支持单板、设备、网络级等三级冗余能力,在煤矿生产中,若某一环节或节点发生故障,调度管理信息系统将会自动进行主设备的倒换,以保证整合系统的正常运行;第六,漫游功能,利用无线通信技术在煤矿井上设置多个基站,实现多点漫游和无缝却换的功能,这样系统不仅可以实时对煤矿井下的生产进行监测,也可以对各个基站的指挥调度人员进行网络级调度和漫游调度,该系统支持全局录音功能;第七,多级调度功能,指挥调度人员只需权限设置,则可以实现上级调度台对下级调度台的调度,同时总调度台可以对各分调度台进行调度,建设全网多级调度管理信息系统,以满足对多用户管理的需求。 三、结束语 煤矿井下生产是一项具有危险性、施工环境恶劣的工程,为了实现煤矿井下的安全生产,建设煤矿生产调度管理信息系统是非常重要的。通过加强信息化建设,建立生产调度管理信息系统,使调度生产管理信息系统在煤矿生产中起到组织、协调和指挥的作用,以保证煤矿安全生产,以促进煤矿企业的可持续发展。 作者:刘涛单位:神华神东煤炭集团开拓准备中心生产指挥中心 煤矿通信论文:煤矿井下应急救援无线通信设计 一、WiFi技术下的煤矿井下应急救援无线通信系统设计 所谓WiFi,其实就是一种现代化短距离无线网络传输技术,可以在一定范围内接入互联网的无线电信号,也属于一种无线相容认证。WiFi其实是由WECA(无线以太网相容联盟)宣传的业界术语。在迅猛发展的无线通信技术中,尤其是相继出现的IEEE802,11g,IEEE802.11A等标准,WiFi逐渐成为IEEE802.11标准系统称谓。其应急救援无线通信系统的主要组成部分,也就是其无线通信信道,通过计算机上的WIFI链路中心节点FFD1,就可以把救援人员的控制命令进行发送,直接发送到小车上的RFD采集终端。借助于WIFI技术的自组网功能,其新投放的节点会在其2个节点通信距离大于通信范围之后,直接在WIFI网络中加入,并成为其中间路由节点,通常对其通信链路产生延伸作用,对其正常运行提供有效保证。之后会继续将一些其他节点进行投放,在对其链路进行建立过程中,其救援前端的各种参数也会通过采集终端进行传送,救援中心就可以依照这些参数,对其具体的救援工作进行合理的安排。 (一)煤矿急救通信结构在煤矿井下发生灾害的时候,就需要立即将井下电力供应全部切断,其灾害现场环境具有一定的复杂性,所以,就结构而言,救援通信系统的构建主要包括井下指挥中心、无线救援通信系统以及地面指挥中心3部分。具体救援系统结构见图1,个人终端、井下指挥中心与中继台共同组成煤矿井下无线救援通信系统。就无线网络通信技术而言,煤矿急救通信结构属于无线与有线通信共同结合的紧急救援系统。因为煤矿井下有着非常特殊的巷道结构,在具有局限性空间中进行无线信号的传输,所传输的距离接近地面。所以在进行个人终端设计时,通过功放模块的增加来加大无线网络传输距离。此外,在井下指挥中心与个人终端间,依照现场需要,添置中继台。 (二)井下个人终端设计在煤矿井下,语音模块、环境参数采集模块、图像采集模块、液晶显示模块、WiFi模块、键盘输入模块、MCU处理模块以及无线功放模块等共同组成个人终端硬件。而且在国际国内市场中图像采集模块、语音模块、液晶显示模块以及键盘输入模块等都部件都比较成熟,无需独立性研究与开发;我院已研发出环境参数采集模块,而且在设计时,不必对MCU进行单独性使用。WIFi模块以串口方式对煤矿井下环境采集参数信息进行读取,采用G-SPI,即SPI方式与凸显采集、语音模块进行通信。采用GPIO中的IO接口与液晶显示模块、键盘输入模块进行连接,采用RX、TX管脚与无线功放模块进行连接。具体设计图如图2所示。 (三)中继台设计在井下指挥中心与个人终端之间进行中继通道的构建是中继台的主要作用,使其通信距离得以延长,中继台通过双WIFI芯片,定向天线与双功放方案,通过定向天线能够使其通信距离得以延长。具体中继台设计图如图3所示。 (四)监测监控系统设计煤矿井下所采用的传感器,例如CH4、O2、温度以及CO等,其目前所采用的全部都是频率信号输出,通常是在200~1000Hz,其系统均需要先把各种传感器全部都接入到监控分站,随后通过监控分站向地面中心站进行传送,其不但会对设备成本进行增加,同时在其数据传输过程中,如果距离超过2KM,就会受到电磁干扰,增加系统的不稳定因素。所以说在其传感器之中加上WIFI模块,将之中的数据在WIFI网络中进行接入,这样其数据就可以采用WIFI的形式进行发送,同时也能够通过光纤环网进行发送。 (五)移动数字视频设计目前在煤矿井下其监控系统即为在特定位置所安装的摄像仪,那么针对这一情况,如果是采用WIFI方式则可以对其有效性进行切实提高。比如说胶带巡检摄像仪的应用,就必须要借助于移动视频视频进行实现。其视频图像传输无线化对传统同轴电缆、光纤图像监视受限制等等进行了突破,其灵活性以及便利性更高。其中WIFI宽带最高能够达到300Mbit/s,其在高码流、高宽带以及高画质的音视频中非常适用,同时还具有超强的抗干扰和抗衰落能力,其可以对视频传输链路进行有效满足。 二、结语 在WIFI技术的煤矿井下应急救援无线通信系统中,采用此设计方案,能够保证通信距离在5KM。而且此系统在目前依旧处于安标送审状态。基于WIFI技术可用于各类型的煤矿井下灾害救援工作。研究与开发煤矿安全监控始终受到国家鼓励与支持,我国煤矿安全生产标准与规程中明确提出煤矿一定要有充足安全装备。所以,基于WIFI技术必会得到政府的鼓励与支持。 作者:姜文峰单位:天地(常州)自动化股份有限公司 煤矿通信论文:煤矿井下通信技术应用与分析 1我国井下通信方式 多年以来,对于井下无线通信技术,国内外进行了许多试验。虽然研制出了一些井下通信设备,效果却不理想,因此井下通信较地面通信发展缓慢。与发达国家相比,中国的煤炭工业信息化水平低,装备制造技术还很落后。20世纪90年代,我国开始组建煤矿井下计算机管理系统,提出矿井生产自动化系统与管理系统相连接,从而实现资源共享的信息系统集成设想。 1.1低频导引通信 低频导引通信工作在低频段通常只有几百千赫兹,其传输媒介为同轴电缆。每隔数百米需在电缆上布置一个辐射器,从而电波向电缆内外辐射,最终实现煤矿井下通信的目的。通常情况下低频导引通信信号覆盖范围为1km左右,在加接中继器的基础上,通信范围可进一步扩大。优点:低频导引通信系统造价低且简单实用。由于频率低、电缆的传输损耗小(2~4dB/km),故信号传输距离大。缺点:由于低频处人为噪声很强,数据误码率高,可靠性低;波长较大,导致天线收发信号效率低下,同时由于井下巷道的限制,所以天线规格就受到限制;且低频导引通信为模拟通信方式,由于其频率低,故不适合高速数据通信方式。 1.2动力线载波通信 动力线载波通信方式作为一种较早应用于井下的通信方式,在煤矿井下控制、语音及信号监测等方面都有广泛应用。其原理是利用矿井机车架空线或动力电缆作为信道,将语音信号调成频率为数万赫兹的载波通过信道进行信号传输。优点:使用简单方便,借助于已有的电缆或者机车架空线,无需铺设专用线路,是煤矿早期实现电机车移动调度通信的主要手段。缺点:煤矿井下机车架空线及动力电缆分支较多,且由于各种机电设备的频繁启动,不易使信道参数保持信号传送需要的稳定状态,且架空线及动力电缆载波频率相对较低,架空线及动力电缆的传输阻抗不易与通信机匹配。 1.3井下光纤通信技术 井下光纤通信技术是利用光波作载波,以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式,被称之为“有线”光通信。目前井下光纤通信技术已在不同领域发挥作用,在监测监控系统中,光纤是仅次于语音通信的较为理想的高速信道。优点:其容量大、中继距离远、防爆性能好、抗干扰能力强。缺点:质地脆,机械强度差,不适于井下特殊的工作环境;光纤光缆的弯曲半径不能过小,在安装过程中需要专业技术人员指导。 1.4感应通信技术 感应通信是以普通金属导体为媒介,通过移动电台与普通导体间的静电耦合、电磁感应的方式实现通信的目的。具体做法是通过架设专用感应线或利用巷道内已有的导体(如电缆、管道、轨道等)进行导波的通信方式。由于它自身与无线电相似,人们又把这种通信方式称为“感应无线电”,其通信方式与普通电台十分相似。优点:价格低廉、构成简单、无需中继器且感应线敷设简便。缺点:感应通信方式选择较低传输频率来减小传输衰减,但井下通信在低频段的噪音较大,所以通信噪声大,质量不高;井下感应线一般敷设在巷道壁旁,会使感应信号发生较大损耗,从而影响实际传输距离。 1.5漏泄通信技术 漏泄通信技术的基本原理是人为地在同轴电缆的外导体开孔、开槽或采用疏织的方式破坏外导体的完整性,在巷道中起天线的作用,实现移动基站或电台之间的可逆耦合,达到较好的通信质量。具体做法为巷道中架设同轴电缆,等间距在电缆上开槽孔,槽孔周围可形成连续电磁波漏泄信号场,当无线电信号在开槽孔电缆上传输时,信号既可轴向传播,又能沿径向产生电磁波漏泄场漏泄信号场。优点:传输媒介为电缆,传输质量高、抗干扰能力强、工作频率高、频带宽、容量大,可满足井下无线式的数据、图像、话音的传输。缺点:灾变事故发生时漏泄电缆可能被挤压发生变形、断裂、短路及中继放大器的损坏都会造成系统的损坏,影响通信安全;在条件恶劣的采掘工作面及掘进头等地,无法架设电缆。 2国外井下通信方式 与国内相比,国外发达国家矿井通信技术起步早、发展快,现场监控系统体系结构相对成熟,已经在安全、生产监控领域得到广泛应用。 2.1矿用小灵通 矿用小灵通是针对井下作业环境和安全作业要求研制的一种无线调度通信系统。能实现有线、无线使用者的调度功能,井下手机与手机,地面与井下手机,调度电话与井下手机,地面固定电话与井下手机间均能够实现双向通话,还能根据实际需要对无线及固定用户进行统一编号、混合组网。美国UT斯达康公司于1995年率先设计制造了矿用小灵通通信系统,能实现矿区移动通信网与公众移动通信网的汇接联网,实现了矿区移动用户、固定用户的统一调度和指挥。 2.2分布式天线 分布式天线系统(DAS:DistributedAntennaSys-tem)是一个由分布于某个建筑物内、专门用于提供无线室内覆盖的多个天线组成的网络。这种系统既可以是有源系统,也可以是无源系统。一个无源DAS系统是一个由同轴电缆、耦合器和功分器(用于将RF信号分配给建筑物内的各个天线)组成的网络。无源DAS系统使用的是漏泄同轴电缆,而不是离散天线。使用漏泄同轴电缆还是使用离散天线通常取决于建筑结构和安装条件。加拿大最先将分布式天线系统应用到井下移动通信服务,采用无线电调制/解调技术原理,工作频段设置在851-891MHz(基站发)和700-825MHz(基站收),将天线布置在巷道中并以一定的间隔距离周期地排列,工作频率为800MHz左右,利于电磁波在巷道中的传播。此种通信方式适用于较长直巷道的矿井,对于拐弯巷道多的矿井,则存在着通信盲区等问题。 2.3透地通信方式 NicolaTesla在1899年就提出采用极低频(ELF)电磁波,通过大地作为介质进行通信的假想,这是透地通信的最早理论构想。2006年,美国研究人员提出了透地语音通信系统,构建了双路语音透地模型,提出了电磁干扰的容许性、限制的要求和透地深度范围。国外研发的井下无线通信与急救系统(PED)是目前最先进的透地通信系统,已应用于井下急救。 3结语 在煤矿井下安全避险系统中,通信系统是不可或缺的六大系统之一,是矿井生产调度、安全避险和应急救援的重要工具。与国外相比我国井下移动通信系统及设备抗灾能力弱,在发生特大灾害后井下通信设施失效,无法与井下工人取得联系,影响救援速度。井下通信是目前都在研究的课题,如中国矿业大学徐钊教授、山东科技大学李恒文教授,坚信通过研究人员的不懈努力,更多高效的通信方式将广泛应用于矿井井下通信。 作者:王岳斌单位:潞安环能股份公司五阳煤矿 煤矿通信论文:煤矿井下通信技术的探索 1井下通信的要求 1.1井下通信功能上的多样性 1)矿井生产调度人员在矿井通信系统中应拥有相对的优先权,拥有群呼、选呼、强插、录音等功能,目的是及时指挥井下人员在灾变时撤离到安全区域内;在某些关键通信点上需具备自动报警、双向报警及紧急呼叫的功能,同时提高通信设备应变能力。2)井下通信设备所处巷道狭长且环境潮湿,因此要求井下通信系统须具备适应恶劣环境的能力,且井下通信系统中的故障设备不影响其余非故障设备的正常工作。3)煤矿井下工作环境时常变动,随着井下通信设备可靠性的完善、成本的降低、通信质量的提高,矿井移动通信系统将承担主要救灾通信与生产调度的任务,故要求井下通信系统的信道容量足够大。 1.2井下通信系统性能上的要求 1)在井下通信系统自身的通信效果比较理想的基础上,井下通信设备要适应井下恶劣环境、满足矿井动态生产的要求。同时,井下通信设备自身运行过程不会对安全生产造成不良影响。2)井下通信系统需满足系统结构简单、通信设备移动方便,能适应采掘工作面等通信区域的变化,能在相关区域快捷、迅速地建立井下通信系统。3)井下用电设备较多,电磁辐射随着用电设备的频繁启动而大量产生,这对井下通信质量产生较大的影响。因此要求在井下运行的通信设备必须能适应较差的信道条件且拥有较强的抗干扰能力。 1.3井下通信安全上的要求 1)煤矿井下空气中含较多煤尘和可燃性气体,极易发生矿井煤尘及瓦斯爆炸事故。故要求构成井下通信系统的电气设备、通信设备拥有本质安全型级别的防爆功能。2)煤矿井下电源负荷大,电压波动一般在额定电压的75%~100%之间,波动范围大,因此要求井下通信设备所用电源拥有较强适应电压波动的能力,一旦发生事故,井下电网遭到破坏,要求备用电源应维持不小于24h的正常工作。 2我国井下通信方式 多年以来,对于井下无线通信技术,国内外进行了许多试验。虽然研制出了一些井下通信设备,效果却不理想,因此井下通信较地面通信发展缓慢。与发达国家相比,中国的煤炭工业信息化水平低,装备制造技术还很落后。20世纪90年代,我国开始组建煤矿井下计算机管理系统,提出矿井生产自动化系统与管理系统相连接,从而实现资源共享的信息系统集成设想。 2.1低频导引通信低频导引通信工作在低频段通常只有几百千赫兹,其传输媒介为同轴电缆。每隔数百米需在电缆上布置一个辐射器,从而电波向电缆内外辐射,最终实现煤矿井下通信的目的。通常情况下低频导引通信信号覆盖范围为1km左右,在加接中继器的基础上,通信范围可进一步扩大。优点:低频导引通信系统造价低且简单实用。由于频率低、电缆的传输损耗小(2~4dB/km),故信号传输距离大。缺点:由于低频处人为噪声很强,数据误码率高,可靠性低;波长较大,导致天线收发信号效率低下,同时由于井下巷道的限制,所以天线规格就受到限制;且低频导引通信为模拟通信方式,由于其频率低,故不适合高速数据通信方式。 2.2动力线载波通信动力线载波通信方式作为一种较早应用于井下的通信方式,在煤矿井下控制、语音及信号监测等方面都有广泛应用。其原理是利用矿井机车架空线或动力电缆作为信道,将语音信号调成频率为数万赫兹的载波通过信道进行信号传输。优点:使用简单方便,借助于已有的电缆或者机车架空线,无需铺设专用线路,是煤矿早期实现电机车移动调度通信的主要手段。缺点:煤矿井下机车架空线及动力电缆分支较多,且由于各种机电设备的频繁启动,不易使信道参数保持信号传送需要的稳定状态,且架空线及动力电缆载波频率相对较低,架空线及动力电缆的传输阻抗不易与通信机匹配。 2.3井下光纤通信技术井下光纤通信技术是利用光波作载波,以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式,被称之为“有线”光通信。目前井下光纤通信技术已在不同领域发挥作用,在监测监控系统中,光纤是仅次于语音通信的较为理想的高速信道。优点:其容量大、中继距离远、防爆性能好、抗干扰能力强。缺点:质地脆,机械强度差,不适于井下特殊的工作环境;光纤光缆的弯曲半径不能过小,在安装过程中需要专业技术人员指导。 2.4感应通信技术感应通信是以普通金属导体为媒介,通过移动电台与普通导体间的静电耦合、电磁感应的方式实现通信的目的。具体做法是通过架设专用感应线或利用巷道内已有的导体(如电缆、管道、轨道等)进行导波的通信方式。由于它自身与无线电相似,人们又把这种通信方式称为“感应无线电”,其通信方式与普通电台十分相似。优点:价格低廉、构成简单、无需中继器且感应线敷设简便。缺点:感应通信方式选择较低传输频率来减小传输衰减,但井下通信在低频段的噪音较大,所以通信噪声大,质量不高;井下感应线一般敷设在巷道壁旁,会使感应信号发生较大损耗,从而影响实际传输距离。 2.5漏泄通信技术漏泄通信技术的基本原理是人为地在同轴电缆的外导体开孔、开槽或采用疏织的方式破坏外导体的完整性,在巷道中起天线的作用,实现移动基站或电台之间的可逆耦合,达到较好的通信质量。具体做法为巷道中架设同轴电缆,等间距在电缆上开槽孔,槽孔周围可形成连续电磁波漏泄信号场,当无线电信号在开槽孔电缆上传输时,信号既可轴向传播,又能沿径向产生电磁波漏泄场漏泄信号场。优点:传输媒介为电缆,传输质量高、抗干扰能力强、工作频率高、频带宽、容量大,可满足井下无线式的数据、图像、话音的传输。缺点:灾变事故发生时漏泄电缆可能被挤压发生变形、断裂、短路及中继放大器的损坏都会造成系统的损坏,影响通信安全;在条件恶劣的采掘工作面及掘进头等地,无法架设电缆。 3国外井下通信方式 与国内相比,国外发达国家矿井通信技术起步早、发展快,现场监控系统体系结构相对成熟,已经在安全、生产监控领域得到广泛应用。 3.1矿用小灵通矿用小灵通是针对井下作业环境和安全作业要求研制的一种无线调度通信系统。能实现有线、无线使用者的调度功能,井下手机与手机,地面与井下手机,调度电话与井下手机,地面固定电话与井下手机间均能够实现双向通话,还能根据实际需要对无线及固定用户进行统一编号、混合组网。美国UT斯达康公司于1995年率先设计制造了矿用小灵通通信系统,能实现矿区移动通信网与公众移动通信网的汇接联网,实现了矿区移动用户、固定用户的统一调度和指挥。 3.2分布式天线分布式天线系统(DAS:DistributedAntennaSys-tem)是一个由分布于某个建筑物内、专门用于提供无线室内覆盖的多个天线组成的网络。这种系统既可以是有源系统,也可以是无源系统。一个无源DAS系统是一个由同轴电缆、耦合器和功分器(用于将RF信号分配给建筑物内的各个天线)组成的网络。无源DAS系统使用的是漏泄同轴电缆,而不是离散天线。使用漏泄同轴电缆还是使用离散天线通常取决于建筑结构和安装条件。加拿大最先将分布式天线系统应用到井下移动通信服务,采用无线电调制/解调技术原理,工作频段设置在851-891MHz(基站发)和700-825MHz(基站收),将天线布置在巷道中并以一定的间隔距离周期地排列,工作频率为800MHz左右,利于电磁波在巷道中的传播。此种通信方式适用于较长直巷道的矿井,对于拐弯巷道多的矿井,则存在着通信盲区等问题。 3.3透地通信方式NicolaTesla在1899年就提出采用极低频(ELF)电磁波,通过大地作为介质进行通信的假想,这是透地通信的最早理论构想。2006年,美国研究人员提出了透地语音通信系统,构建了双路语音透地模型,提出了电磁干扰的容许性、限制的要求和透地深度范围。国外研发的井下无线通信与急救系统(PED)是目前最先进的透地通信系统,已应用于井下急救。 4结语 在煤矿井下安全避险系统中,通信系统是不可或缺的六大系统之一,是矿井生产调度、安全避险和应急救援的重要工具。与国外相比我国井下移动通信系统及设备抗灾能力弱,在发生特大灾害后井下通信设施失效,无法与井下工人取得联系,影响救援速度。井下通信是目前都在研究的课题,如中国矿业大学徐钊教授、山东科技大学李恒文教授,坚信通过研究人员的不懈努力,更多高效的通信方式将广泛应用于矿井井下通信。 作者:王岳斌单位:潞安环能股份公司五阳煤矿 煤矿通信论文:煤矿行业无线通信传播的思考 本文作者:于长波单位:河北能源职业技术学院 我国煤矿领域无线通信市场近年来得到迅猛发展,专网无线通信技术得到极大发挥,涌现出各种新式通讯工具如:WiFi无线局域网、数宇无线对讲、PHS小灵通、SCDMA大灵通,当前最新技术产品为NGP技术。广大煤矿企业如何选择适合的通讯工具成为一项重要课题,文中对比分析了煤矿企业目前已应用的通信技术的特点。 1应用在煤炭企业的通信技术 1.1PHS技术 又称矿井小灵通,是全球四大移动通信标准(GSM/CDMA/3G/PHS)之一,有国家电信公网商用运营的经历,符合国际电信联盟标准,是目前井下无线通讯的主要应用产品之一。该系统的结构设计上采用一体化,广泛应用了大量硬件技术像FPGA、DSP。该系统的软件是基于模块化开发的,它的控制体系采用逐级分布。系统的配置非常灵活,用户可根据需要灵活调整业务功能和系统容量,这都是归功于该系统的数据驱动技术。该系统的另一特点是能够统一指挥和调度矿区内的固定和移动用户,实现公众通信移动网络和矿区通信移动网络相连接。 1.2SCDMA技术 也就是所说的矿区大灵通,这项技术在通信行业里属于边缘技术,因为它不符合国际电信联盟标准,所以没有得到大规模的应用。从技术层面来看,该技术在煤矿行业应用存在以下局限:第一,该技术覆盖矿井坑道的通信方式是泄露电缆,这样做是为了大蜂窝基站不用在井下多点安装分布网络,尽管节约成本,但信号衰减很大,影响通讯质量;第二,整个矿井仅设一个或几个定点放置的大功率基站,限制了手机定位,无线通讯依赖性强。 1.3矿井无线数宇对讲 此项产品成熟性较高,配套设备及产品产业链完善,在传统企业专网无线通信市场中应用广泛,可靠、实用、价位适当,矿井通信领域使用历史较长,但这种技术受到手持机点对点或点对多点、一播通信方式限制,应用范围较窄,主要缺憾在于:(1)没办法实现一部手机全双工的保密通信,企业大规模的组网无法实现(;2)很难实现电信公网和企业原有的固话交换之间的相互通联;(3)业务信道不足、覆盖面积窄、通话安全性低、手持机功率大等。 1.4WIFI(矿井无线局域网) WIFI(WirelessFidelity)技术,属短距无线宽带数据传输,属于国际电信联盟ITU,为非移动无线宽带数据通信,不支持无线语音业务和移动数据传输,主要应用于无线网片和无线网桥。该技术存在如下技术劣势:(1)缺乏语音压缩算法,只能进行数据压缩传输计算,通话最失真;(2)手机跨基站移动通话常掉线,通讯只能在本基站下进行;(3)每部手机在不恒定的空口无线业务信道带宽的环境下很难保证正常通话。WIFI技术在煤矿企业的光纤环网对接和综合自动化监控数据的传输以及多个网络合并的网关等通信设备中应用非常广泛,这是因为该技术以太网传输和宽带数据接入功能非常强大,所以适合在煤矿开展宽带数据通信。 1.5第四代移动通信技术(NGP) NGP技术具备矿井小灵通通话音质好的特性,同时也能发挥WIFI技术中的数据传输优势,通过国际电信联盟ITU的标准认证。该技术能够提供质量好、速率高的多媒体服务。在煤矿系统,这项技术的作用得到了极大发挥,能够满足矿井监控、工作人员的位置定位、提供高质量的通讯等要求,尤其是它的并网传输能力,降低了矿井工作中网络通信的成本。将5种技术具体指标进行对比,见表1。 2当前煤矿各种无线通讯技术发展趋势 2.1PHS技术 矿井小灵通是当前煤矿通信领域应用最广的无线通信系统,近500家企业采用,具备强大技术优势,如语音通话质最好、移动切换呼通率高、组网通信规范严格等。2011年,小灵通的原有频段将让给3G组网。 分析如下:(1)PHS基站和手机功率小,属于无线微蜂窝通信体制,基站对3G的网络通信影响不大。(2)该技术基站通过自动调整可以确保完成在线通话手机的信道频点无缝实时切换,能够实现动态选择质量最好的频点重新进行业务信道分配。(3)一些商用3G网络建设较成熟的国家,当地PHS和与DECT系统均能实现与3G网络兼容并网,因此可借鉴其先进经验。(4)矿井小灵通通信主要集中在矿井下,对地面3G网络信号不产生干扰;且国家无线电管理委员不限制20mW以下的无线微蜂窝通信,因此当前矿井普遍采用小灵通在矿井通信中是比较可行的。 2.2WiFi无线局域网技术 WiFi技术系统因其部署和调度的强大优势,正在逐步取代PHS技术。在该技术支持下,矿井工作人员在同一个平台上,可以同时完成无线和有线网络通信,网络接入十分便利,井上、下网络通讯可轻松完成。 2.3NGP移动通信技术 NGP技术系统较其他通信技术节约电缆,更具备其他技术难以实现的人员定位功能,还能进行自动监控井下作业,它独特的多媒体技术支持奠定了矿井多网合一无线通讯的技术基础;该技术的新通信协议可以实现即时精确的定位和上传定位信息,是真正的移动生产调度系统,基站接收灵敏度和井下直线通信距离比传统矿井小灵通更远,具有宽带视频接入和窄带串口数据采集监测分控功能;使用NGP技术的同时,PHS与3G频段不发生冲突,因此小灵通业务可以在该技术系统下继续使用。 3结语 新的通信技术和协议在不断更新和升级,但传统的PHS由于有悠久的运营历史,尤其在中国,该技术特点和产品优势非常明显。随着煤矿矿井通信要求的提高,新的通信技术如新一代PHS通信技术如NGP和WiFi技术等,将逐步改进和升级原有的通信技术系统,为煤矿通信领域提供更加精准和高质量的通信服务。 煤矿通信论文:通信技术与视频监控在煤矿安全生产的作用 摘要:将电子视频监控技术应用在煤矿安全生产监控中,可以极大提升煤矿的生产安全性。笔者针对视频监控的主要形式、视频监控在煤矿生产中的应用及发展趋势开展详细的探讨,希望通过相关介绍,煤矿企业能够进一步加强对电子监控技术的研究及应用,确保煤矿生产的安全性。 关键词:视频监控;煤矿;生产安全 将视频监控技术运用在煤矿安全生产中,可以有效保证生产的安全,视频监控技术是指利用信息交换、集中及共享等操作,实现将多个功能完善且独立的系统综合为有机的整体,实现系统维护以及管理的自动化、软件界面合成、多种信息集成。信息技术与计算机生产技术成为了煤矿智能化生产的重要基础。由于当前煤矿对安全生产的要求在不断提升,视频监控技术也逐渐被广泛运用在煤矿生产中,当前自动化控制系统已逐渐成为煤矿生产设备运行监测、设备调控检测和设备运行状态校正切实有效开展的重要保障。依据事前设置的规则开展网络视频安全控制、危机处理、节能减排及生产告警等各项工作。 1视频监控技术 目前煤矿企业对生产安全有着较高的要求,因此,借助视频监控系统的全新技术,这样可以良好控制煤矿的安全生产,实现生产的高效、稳定、可靠[1]。视频监控系统有着十分完善的运行日志,可以按类型、时间、设备、报警等开展有效的统计。设备时间日志中,用户能够监控某个设备的某一时间段内的运行状况,查看该设备在选定时间段内的报警记录。在事件日志内,用户可以借助日志记录,详细查看该设备在运行过程中出现的各种事件,开展综合分析,如设备的开启和关闭功能是否良好。视频监控测点由于具备信息管理系统,该系统中用户只用选择某设备或测点,自行设置上下限、比例变换、语音文件、报警级别、专家意见等多种信息。 2视频监控系统的结构 当前视频监控系统产品主要包含两种类型,分别为数字视频监控系统及模拟视频监控系统。其中模拟视频监控系统也包含两种:一是以PC机为主的监控系统,该系统能够切换和控制矩阵主机,借助计算机软件,能针对煤矿的安全生产实行报警及控制,如在煤矿生产中,借助瓦斯监控系统能有效监控矿井的瓦斯含量,一旦瓦斯超过了安全定值,系统将自动报警,有关人员可以及时疏散并处理相应的事故;借助以单片机为基础的监控系统,能够很好地开展监控。煤矿电子监控系统能够分成井上光纤部分、井下光纤部分、电视系统及调度室控制等。在使用中,各种系统能够将井上以及井下的实时信息传输至调度室,从而管理人员能直接分析矿井的实际状况[2]。借助电子监控系统,能够全面、及时和准确管理矿井的安全生产。 3视频监控在煤矿安全生产中的运用 煤矿生产安全包含了很多内容,因此,在设计煤矿安全监控系统中必须要确保系统具有较强通用性和实用性,在安全生产过程中必须要对整个业务开展系统有效的分析,业务处理往往十分繁琐,对此必须要结合具体的情况及业务过程明确具体的算法、参数等,并且还要规范相应的业务流程。及时发现并及时处理安全生产中出现的问题。煤矿生产中使用的视频监控涉及的主要操作为:分离正常监控视频信息的监控数据,保存系统监控中必须要监控的数据和近期数据。剥离历史监控数据,同时将数据导入备份数据库中,随后在备份监控数据库中再重新构建监控安全系统。实现网络监控生产流程化,具体有效地针对各种种类的煤矿安全生产监控系统设置操作要求及规范,实时分析所有网络监控数据和保证网络监控资料完善、准确[3]。不同岗位的视频检测热点可以有效掌握不同网络监控流程、信息和进度,班组长要按照监控中心的网络合理开展监控,借助监控达到实时监控的目的,显著提升监控工作效率及水平,实现精细化及人性化监控。伴随视频监控的不断开展和工作内容的不断增加,监测数据相应的也会不断发生各种问题。目前我国的煤矿生产安全监控系统的运行速度并不高,因此,往往会发生监控数据查询超时这一问题。要想切实有效地解决这一问题,必须要在正常视频监控的过程中实现监控数据和监控视频数据相分离,同时还要将历史监控数据分离出来,定期导入设备监控数据库,以此来提升监控系统的运行速度。关于视频监控数据的分离工作,主要是指转换并迁移监控数据、分析生产监控数据表、查询变更信息、查询生产监控、统计相关信息、核对并查询日志、确保移动生产安全和查询报警电话等,进而确保生产安全监控有着更好的安全监控系统查询和分析统计功能,而且无需利用众多监控数据就能进一步分析煤矿安全生产中的异常数据[4]。 4监控和通信技术在煤矿安全生产中的运用 4.1矿用无线通信技术 为了防止假冒机电设备运用在煤矿安全生产中,保证煤矿井下生产安全,可以采用基于物联网的矿用无线通信技术。众所周知,无线传输在煤矿井下衰减程度较大,在地面上可以有效运用的物联网技术难以有效运用于煤矿井下,因此,必须要根据煤矿井下的特点,有效运用物联网技术。针对矿用物联网信息数据进行编码、输送及整理操作;设计与研究煤矿用车、人员等多种动静态目标管理系统;对多数工作及操作人员设计人机环闭锁系统;针对矿用产品和重大设备设计跟踪系统。随着科学技术和网络信息技术的持续进步,煤矿井下多种矿用产品及重要设备都需要利用物联网无线通信技术实现,并且利用这一技术来提升生产效率、保障生产质量。 4.2矿下人员精准定位技术 煤矿是事故多发的场所,一旦出现煤矿事故必须要及时准确地对矿下工作人员进行定位,从而对被困人员有一个全面的了解,协助救助人员开展高效救援[5]。但是全球GPS定位难以全面覆盖煤矿井下的各巷道,当下我国多数煤矿的井下人员定位技术使用的是无线射频识别技术,该技术虽然也能对矿下人员展开定位,但是其定位并不十分精准,难以有效协助救援工作的开展。因此,必须要有效结合矿下的具体环境特点,深入和细致研究矿井下的网络定位系统及算法,研究与开发更加精准的煤矿井下人员定位系统,为矿下工作人员提供更强大的生命安全保障。 4.3全方位传感技术 为了能够实时检测井下瓦斯浓度,防止瓦斯浓度超过规定值而产生重大煤矿安全事故,要在矿下的各个重要位置布置传感器。传感器的大量分布并不会造成安全投入成本的增加,反之还会有效分担系统工作。实际系统运行和使用中,可结合矿井下煤矿采掘具体位置、巷道风速、瓦斯分布的波动等情况来设计和安置传感器(如图2所示),对各种设备是否吊挂、断电浓度、报警临界值等进行监测,实现传感器的大范围分布,保障煤矿井下工作人员的安全,确保煤矿井下各项工作的顺利开展[6]。 4.4矿下生命探测技术 一旦煤矿井下出现了恶劣的安全事故,借助生命探测设备可以快速开展抢救,加快搜救速度,尽可能减少人员的伤亡。通常煤矿下的环境及条件都十分恶劣和复杂,有些技术无法被有效运用于矿井下,对此为了更好应对出现安全事故后的井下环境,必须要研发高效的定位矿井下生命的技术。这一技术可以穿透煤矿岩石层,及时掌握并了解矿井下人员的生命情况,借助生命探测技术,可以最大程度降低事故中的人员伤亡率,切实为矿井下工作人员的安全提供保障。 5结语 在煤矿视频监控系统和通信技术不断发展的今天,煤矿企业的工作人员能够合理运用视频监控系统,加大对煤矿安全生产的监管力度,并且借助视频监控系统来杜绝各种不安全行为和因素,极大提升煤矿生产的安全性。 作者:陈丽 单位:六盘水宏通通讯信息有限公司 煤矿通信论文:煤矿自动化和通信技术探讨 摘要:现如今,我国煤矿的发展已经越来越好,很多大型煤矿已经充分意识到自动化技术和通信技术的重要性。在实际的煤矿开采中,人们应用非常先进的技术手段,将煤矿开采工作推向了更高的层次。从目前的情况来看,我国煤矿开采融合了自动化技术和通信技术,这些都是现代化煤矿发展中的核心内容。为了能够更好地提升煤矿产业的高效发展,有关工作人员应该充分认识到煤矿自动化和通信技术的重要性。本文将会针对煤矿自动化和通信技术的发展历程进行简单的分析,并对煤矿自动化技术和煤矿通信技术等内容进行具体的阐述。 关键词:煤矿;自动化技术;通信技术;现代化发展 1煤矿自动化和通信技术的发展历程 1.1煤矿自动化技术。煤矿自动化技术最早出现于20世纪60年代,当时继电器是一项主要的自动化器件,但是由于受到技术方面的限制,继电器的体积非常庞大,不仅操作起来十分困难,其安全性也较差,并不能够实现长期稳定的发展目标。到了20世纪70年代,我国自动化继电器的发展出现了一定的进步,主要是晶体管与逻辑电路的发展开始出现,这为继电器的使用给予了有力的保障。后来,单片机的出现开始替代了传统的自动化设备,这些都将会影响到煤矿自动化通信的安全性。随着社会的不断发展和进步,越来越多的高效设备已经融入到煤矿自动化设备的发展当中,并且为提升煤矿开采的高效性奠定了坚实的基础。1.2矿井通信。在煤矿开采的过程中,会涉及很多的内容,为了确保矿井通信设备的快速发展,不仅要保证矿井设备的先进性,还需要保证通信系统的分散性。由于在实际的矿井通信中,经常会遇到各种各样的问题,要想从根本上保证矿井内部工作人员的安全性,就应该充分认识到矿井通信的重要性,要求矿井覆盖面积达到一定的程度,然后按照区域覆盖面积将煤矿通信系统分为全矿井通信与局部矿井通信。这些都是矿井通信技术所包含的主要内容。在矿井通信技术的发展中,还有一些矿用通信系统是为了更好地提升矿用透地通信系统的工作效率,常见的有CDMA通信系统、小灵通系统与矿用载波通信系统,这些都是矿井通信系统中能够经常运用的系统。 2煤矿自动化技术 2.1高速监控网络。随着社会的发展和信息化技术的进步,高速监控网络已经实现了快速的发展,这为提升我国煤矿自动化技术的发展奠定了坚实的基础。工业以太网、专用工业控制网、CEPON网以及MCIP系统都是我国煤矿产业中常见的高速监控网络系统,其中,冗余工业以太网是我国煤矿自动化系统的主要传输平台。但是,从宏观的角度来看,由于我国工业控制网的开放性比较差,在我国只有少数煤矿企业应用该技术。然而,在矿井装备当中,常用的矿井网络系统会将视频、数据、语音等多种信息结合到一起,这样的通信效率会更高,也会更加准确地掌握煤矿自动化技术的发展情况,所以,综合来看,煤矿自动化系统将会有着更好的发展前景和发展空间。2.2自动化平台软件。煤矿自动化控制不仅需要专业的人力资源,更需要先进的信息化网络技术,管控软件和Web服务软件是自动化平台软件的主要形式。自动化平台软件之所以能够更好地推动煤矿通信技术的发展,就是因为自动化平台软件可以结合很多现代化的信息技术,让先进的科学技术与实际的网络化发展完美地融合到一起。其中,Web服务软件在管理层的Web服务器中比较安全,也可以起到很好的自动化控制作用,让自动化平台服务的发展实现全面的发展。不仅如此,煤矿自动化发展在现代化的社会发展中必将会具有非常广阔的发展前景和发展空间。与传统的煤矿产业相比,现代化的煤矿产业中,自动化平台软件的发展将会更受欢迎,因为现代化的自动化平台软件不仅大大地节省了人力资源,还会很好地提升煤矿开采效率,为提升自动化平台的快速发展奠定了坚实的基础。2.3局部生产环节自动化。在煤矿自动化和通信设备发展的过程中,经常会涉及一些安全监控系统、电力监控系统、水泵自动化系统以及调度控制矿井机车系统等,这些系统在实际的矿井自动化运行中有着十分重要的意义和作用。矿井数字化工业电视系统在实际的矿井生产中也起着至关重要的作用。局部生产环境自动化是煤矿发展过程中的主要内容。为了更好地提升煤矿自动化的发展和建设,就应该充分认识到现代化技术的科学性,不要一味地运用传统式的技术对煤矿进行开采,这样不仅会浪费人力、物力,还会严重影响到矿井的未来发展。为了更好地提升矿井自动化发展,就应该从根本上落实煤矿生产环境自动化体系。让矿井实现数字化、工业化的发展。 3煤矿通信技术 在现代化的矿井通信技术发展过程中,矿井有线通信技术占据着十分重要的地位,无论是网络技术还是IP语音通信技术都应该不断地发展,为推动矿井有线通信技术的快速发展奠定坚实的基础。现如今,为了推动煤矿产业的高效发展,还应该学会不断地探索和研究矿井移动通信技术,矿井移动通信技术与传统的矿井通信技术相比具有很多的优势,首先,矿井通信技术能够更加全面地掌握矿井的内部情况。现如今还有很多较为科学的通信技术在实际的通信系统运行中都应用非常广泛。 4若干技术问题 4.1完善与提高局部生产环节自动化技术。随着信息化技术的不断发展和进步,越来越多的人已经认识到自动化技术对矿井生产的重要性。很多高速监控网络方案能够为煤矿自动化控制选择给予保证。影响煤矿自动化正常运行是提高煤矿生产效率的先决条件,为了更好地让煤矿实现长期稳定的发展,就应该不断地提高局部生产环节自动化技术,让自动化技术充分融入到实际的煤矿生产当中,为加强通信技术的发展给予更有力的保障。在未来的发展中,煤矿自动化和通信技术必将迎来更加广阔的发展前景。随着人们生活水平的不断提高,越来越多的人已经认识到先进技术的力量。无论是在实际的煤矿开采中,还是在自动化技术的研究中,高科技技术都是推动煤矿产业前行的有力保障。4.2开发高强度快速安装式矿用光缆。煤矿生产力越来越大,传统的矿用电缆已经不能满足现代化煤矿产业的发展。只有将光缆融入实际的煤矿自动化中,才能加快自动化设备的运转效率。因为一旦这种普通矿用光缆断裂后就很难修复,不仅会对煤矿内部的正常运行造成一定的影响,还会对煤矿工作人员的安全带来一定的隐患。为了更好地确保矿用电缆的安全,就应该将原有的旧式电缆替换成光缆,这样不仅可以提高电缆的利用效率,还可以大大提高煤矿的生产效率。4.3煤矿供电安全技术。现如今,煤矿供电安全技术发展十分迅猛,很多时候煤矿供电设备会出现一些故障,如果处理不当很容易对工作人员和煤矿自身带来严重的影响。为了能够进一步加强煤矿的生产安全,就应该充分认识到煤矿供电安全技术的重要性,加强供电过程中的安全问题,避免出现一些不必要的安全隐患。为了大大减少人力资源的损失,还应该加大设备研究力度,争取研制出无人监管设备。这样的设备管理模式不仅可以降低人力资源成本,还会大大提升监管效率,为煤矿供电安全给予更有力的保障。 作者:司志良 单位:安徽恒泰电气科技股份有限公司 煤矿通信论文:煤矿安全生产监控与通信技术探讨 煤炭作为重要的能源,在国民经济发展过程中发挥着重要的作用,然而煤矿生产过程的安全问题一直没有得到有效解决。国家和企业对煤矿安全生产十分重视。将现代计算机监控和通信技术利用到煤矿生产过程中,能够对煤矿生产进行实时监控,减少事故发生的概率。 一、安全生产监控系统 安全监控系统是集计算机监控、信号采集、通信技术为一体的实时监控系统,将系统软件程序各个子系统、硬件电路模块化设计,从而便于硬件系统线路的连接,使安全监控系统在恶劣的工作环境下依然能够正常运行,因此,在煤矿企业生产过程中,利用安全生产监控系统,煤矿生产管理人员不仅能够对井下生产环境和工人作业情况进行实时监控,而且通过监控数据采集和分析,管理人员还能对生产环境做出决策,看井下工作环境是否安全,从而及时停止生产,避免安全事故的发生。同时利用计算机通讯技术,能够将煤矿生产活动记录下来,企业管理人员根据生产活动记录能够发现生产过程中存在的一些不足,而通讯技术则可以将煤矿生产的视频信息转化为数据信息。 二、安全生产监控和通信技术应用现状 (一)煤矿安全生产监控技术 不同的矿井应该使用不同的监控技术。我国煤矿开采已经进入深井作业,矿井深度达到500~1000米。这种深井作业电线传输的距离比较远,电气设备在这种复杂的环境中很容易发生爆炸,这种矿井可以使用树形结构的监控系统。如果矿井作业环境很恶劣、电压幅度变化大,很容易影响系统设备的传感器,所以用远程供电的方式代替煤矿安全生产监控系统中的传感器。 (二)GPS定位系统应用在生产过程中 煤矿生产过程的GPS定位系统的技术要求更高:比如井下识别卡安装的总数量不应该少于8000,煤矿安全生产监控系统的识别卡位速度应该大于5m/s;安全生产监控系统识别卡与分站之间无线传输的距离不得低于10m。 (三)煤矿移动通信技术 根据矿井作业的无线传输的规律和特点,可以分析矿井运行环境对移动通信技术的要求。对井下作业环境复杂,且电压变化大的矿井,应该采用全矿井移动通信系统和技术,同时结合现代高科技的无线网络技术,保证通信信号能够覆盖到矿井每一个区域内。一旦矿井发生问题,能够将信息及时,矿工及时撤离现场。 三、煤矿安全生产监控与通信技术未来发展方向 我国煤矿安全生产监控工作也得到了一定的发展,但是依然有不少问题。特别是当下很多煤矿企业已经进入深井作业,这对我们的监控和通信提出了更高的要求。随着网络技术、通信技术以及智能化技术的发展,煤矿安全生产监控系统可以更多地与这些高新技术进行融合,提高监控的效率和准确性。 (一)煤矿安全生产监控系统与物联网融合 利用物联网技术整合煤矿生产所需物资,比如将物资的质量、价格等信息进行比较,让煤矿企业选择合适的物资,从而降低企业生产成本,实现企业资源优化。同时,物联网技术也便于国家对煤矿企业生产经营活动进行有效监管。 (二)建立煤矿一体化通信系统 为了能对煤矿生产进行全方位监控,需要建立一体化通信系统。一体化系统具有生产调度、紧急呼叫、报警联动、应急扩音通讯、位置监测、避险与逃生声光提示、视频、语音、短信等功能。这样一旦生产过程中存在什么问题,煤矿工人通过通信系统能够及时与通信技术人员进行交流,从而对生产过程中存在的问题进行分析和指导。一体化技术还能帮助企业管理者与基层工人进行有效的沟通,及时将企业上层指令和思想传达到基层生产环节。 (三)无人地面遥控技术 煤矿采掘面是安全生产的重灾区,一些工作环境恶劣和危险的工作,可以利用无人地面遥控技术来完成。遥控技术可以大大降低企业人力资源成本,减少煤矿生产事故发生的概率。当前煤矿采掘面采用巷道遥控和记忆割煤,这种技术需要有人识别煤层才能完成作业,所以无法实现无人控制。因此还需要进一步提高煤岩识别技术,提高监控的精准度。虽然目前我们国家大力发展新能源,但是煤矿作为经济发展的重要能源,这种情况短时间是无法改变的。要利用现代科学技术、提高煤矿安全生产、实现煤矿生产的现代化、信息化,从而推动煤矿产业的发展。 作者:张帆 单位:长治技师学院 煤矿通信论文:无线通信技术与煤矿运输安全的关系 摘要:煤炭开采是在移动的生产环境中进行,因此,应用新技术进行新型煤炭开采和运输势在必行,也是提高煤炭行业安全生产的主要途径。针对复杂、危险的煤矿生产环境,以及应急系统的需求,本文将对无线通信技术在煤矿运输安全中的作用进行解析,对目前使用的几种无线通信技术进行分析,即系统组网、应急通信、人员定位、安全监测监控等,并阐述其可行性,为将来在煤矿运输中更广泛的应用无线通信技术提供借鉴。 关键词:无线通信;wesh技术;应用;应急系统;WiFi 针对复杂、危险的煤矿生产环境,以及应急系统的需求,煤炭开采是在移动的生产环境中进行的,当一个煤矿开采完毕后,需要将采掘设备、通信设备和人员等转移到下一个矿区。而井下巷道的掘进工作也是面临着不断移动的工作环境,设备规模之大,但同样需要根据工作进度随时搬迁。因此,减员增效是其提升安全生产管理水平的手段及目标。不能否认的是,我国的煤炭开采技术水平与发达国家相比有一定的差距,95%以上的煤矿都是井工进行开采,巷道深、煤炭赋存条件差、开采难,这无疑加大了煤矿减员增效的难度。针对这些基本状况,无线通信技术以其更便捷、更小、机动性更好的技术特征成为煤矿井下工作首选的通信技术。 一、现有无线通信技术及研究 迄今为止,我国煤矿井下采用的通信方式主要为有线通信,即采用光缆或通信电缆传输,但井下目前所用的无线通讯仅限于语音通信,多功能无线通信的应用少之又少。我国的语音无线通信方式有感应通信、小灵通通信、大灵通通信、漏泄通信和透地通信等通信系统。矿用小灵通技术是来源于移动电信网络中被广泛应用的PHS系统,井下及地面的语音无线业务功能主要由其实现;与小灵通系统相比,矿用大灵通通信系统基于CDMA2000技术,工作在450MHz,大灵通在某些方面克服了小灵通的一些特点,具有信号稳定、移动性好、通话清晰、抗干扰能力强、支持无线高速分组等业务特点。当然大灵通也有不足:功能单一、抗灾变能力差、协议标准化差等。而透漏泄通信、透地通信和感应通信都普遍存在着易受电磁干扰、信道容量小、可靠性低等缺点,从而使其应用范围受到限制。当然,新兴的3G技术可以在一定程度上弥补这些不足,但3G系统过于复杂且造价很高,关键是会受到严格的频率控制。所以,以上这些技术都不宜作为未来多功能煤矿无线通信的选择。 二、相关无线技术介绍及应用 1.蓝牙(Bluetooh)技术介绍。蓝牙技术采用扩频跳频技术的无线技术,采用高斯频移键控调制技术,在2.4GHz运行的非授权ISM频段,通信距离为10米左右,其传输速率最高可达3Mb/s[2]。蓝牙穿透障碍物很容易,可以实现点对多点全方位的数据传输。蓝牙技术融入安全的理念,一是内置128位加密和PIN密码;二是采用自适应跳频,可以限制来自其他信号的干扰。2.WiFi,即wirelessfidlity。WiFi被人们习惯用来称呼802.11b协议。该协议规定的发射功率实际为60--70毫瓦,不可超过100毫瓦,因此此类设备可作为符合安全要求的煤矿本质安全型设备[3]。WiFi系统以局域网技术为基础,组网方便,维护较容易,无需备案且不用任何费用,更加便于地面无线网络的覆盖使用,使用更加便捷;WiFi符合发展的趋势,相较于其他设备有更多的通话信道,通话质量更好,扩展能力也更强。WiFi技术具有价格低廉、可移动性好等众多优点,必然成为高速有线接入技术的有效补充,并且在有线接入需要无线延伸的领域中得到了广泛应用。由于可靠性、覆盖范围和数据速率的差异,WiFi技术作为有线接入技术在宽带应用上的补充。尽管会与蜂窝移动通信发生少量竞争,但是其会成为蜂窝移动通信技术的补充。不得不说,虽然3G技术是一个比较完美的系统,但其弱点是不能保证有效的区域和范围,WiFi亦是3G的重要补充,因此,3G技术与WiFi技术的结合将会有更广阔的前景。由于WiFi具有以太网传输和宽带数据接入的强大功能,因此也可以作为综合自动化监控数据传输、多网合一及光线环网对接的网关设备应用,于目前煤矿来说是较好的宽带数据通信解决方案。3.RFID技术介绍。RFID是一种通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据的非接触的自动识别技术。基本的RFID技术包括天线、阅读器和标签三部分组成;阅读器在解码并读取信息后,由处理系统进行数据的处理;标签在进入磁场后,接收阅读器发出的射频信号,由感应电流获得的能量发送信息,或者主动把信息以某一频率的信号发送。 三、无线通信技术在井下应急中的应用井下应急系统中存在的问题 (1)网络冗余问题灾害极容易对通信系统的通信基站、线缆等造成直接损毁,要确保网络中单点的设备或线缆损毁不会导致整个系统的瘫痪,就要求应急通信网络要有多路由的网络冗余功能。(2)通信系统的应急通信问题救援成功的案例告诉我们,灾后井下的人员自救至关重要,但通信系统在灾害中易同时受损,如供电停止、线缆中断等。因此,通信系统终端在灾害背景下必然要具备应急脱网通信功能。(3)应急调度的问题应急情境下的常态应用与通信调度往往是很不相同的,出现的的线路拥塞这些情况,必须使应急通信系统具备特有的应急调度功能。上述问题中,采面与掘进面的通信终端与网络冗余的应急通信功能是较难实现的。随着更新的无线通信技术在煤矿运输安全中的应用,使得一切变得更为容易。 目前现有的大灵通、小灵通、透地传输等无线通信系统,均难以满足现实的需要。而WiFi技术和无线Mesh技术以其独有的自我修复、自我有话、无线传输等特点,使得煤矿应急能力大为提高,而这些新兴的无线通信技术将会在未来的煤矿安全生产运输中发挥越来越重要的作用。煤矿安全的标准一再提高,这在不断促使着技术的革新;技术的革新又在提升着煤矿生产运输的安全系数,二者相互推动、相互促进。 作者:闫自有 单位:云南东源煤电有限公司一平浪煤矿 煤矿通信论文:煤矿自动化和通信技术的现状与发展趋势 1煤矿自动化和通信技术的发展历程 1.1煤矿自动化技术 煤矿自动化技术在我国的发展起始于20世纪60年代,继电器是当时主要的煤矿自动化器件,当时的煤矿自动化也只是简单的开停与闭锁控制,而且控制器不但体积庞大,安全性与可行性也很差。20世纪70年代和80年代中期,晶体管与逻辑电路开始的大量出现,它们的出现取代了继电器成为主要的煤矿自动化控制器件,它们的应用使控制器的体积得到了大幅度的缩小,并且把控制器的功能改进了。80年代末90年代初,开始出现了单片机,由于单片机的运算与控制能力都比较强,晶体管与逻辑集成电路控制系统很快被其取代,单片机成为了自动化控制系统的核心控制单元,这使得煤矿自动化控制系统的安全性与可靠性都得到了大幅度的提升,煤矿自动化控制与检测系统才真正具有了实用功能。但这个时期形成的煤矿自动化系统还属于独立系统,各系统之间不能进行信息交换。简单的调制方式是其内部信息传输的主要方式。直到21世纪初,随着太网信息网络技术的发展,实现了煤矿各专用监控系统之间的信息传输可以用高速信息网络来传输,总线传输技术也逐步成为各专用监控系统内部之间信息传输的主要方式,高速信息通道的建立,使煤矿各专用监控子系统的集成与实时监控得到了实现,使煤矿自动化系统的自动化水平跃上了一个新的台阶。 1.2矿井通信 煤矿的生产指挥工作要想顺利进行,必须要做好矿井通信工作。由于煤矿企业的生产工序较多且作业地点分散,要想用一种通信系统和方式来把全矿覆盖很难。按使用方式可把矿井通信大致分为固定通信与移动通信,按通信覆盖区域可把煤矿通信系统分为全矿井通信与局部矿井通信。防爆磁电电话是我国早期主要采用的矿井调度通信方式,随着时代的发展矿用模拟程控调度通信系统在20世纪80年代开发出来了,90年代时数字程控调度通信系统也开发出来了,这时已经几乎能满足矿井调度通信的需求。矿用透地通信系统、矿用泄露通信系统、矿用感应通信系统、矿用载波通信系统、矿用小灵通通信系统以及矿用CD-MA通信系统是矿用移动通信系统的主要形式。其中应急救灾时主要用到的通信系统是矿用透地通信系统,局部通信主要用到的通信系统是漏泄通信系统,感应通信系统,矿用载波通信系统,全矿井无线通信主要用到的通信系统是矿用小灵通系统与CDMA通信系统。 2煤矿自动化技术 2.1高速监控网络 工业以太网、专用工业控制网、CEPON网以及MCIP系统是我国目前主要使用的高速监控网络。其中冗余工业以太网是我国煤矿自动化系统的主要传输平台,很多矿井都在使用。由于专用工业控制网的开放性比较差,在我国只有几个别的矿井在装备使用,而矿用CEPON网络系统是一种新系统,视频、数据、语音等信息都可以传输,其应用前景十分广阔。 2.2自动化平台软件 管控软件和Web服务软件是自动化平台软件的两种主要形式。管控软件在控制层的管控服务器内安装,Web服务软件在管理层的Web服务器中安装,它们是煤矿自动化控制的重要实现手段。 2.3局部生产环节自动化 矿井局部生产环节自动化大致可以分为:安全监控系统、电力监控系统、水泵自动化系统、调度控制矿井机车系统、矿井数字化工业电视系统、工作面巷道监控中心。 3煤矿通信技术 矿井有线通信主要使用的是矿井程控数字调度通信系统与工作面局部扩音通信系统。随着矿井大规模应用网络技术以及IP语音通信技术的逐渐完善,矿井有线通信一个重要的发展方向便是矿井IP调度通信系统。人们还在不断的探索和研究矿井移动通信技术,矿用透地通信系统、矿用泄漏通信系统、矿用感应通信系统、矿用载波通信系统、矿用小灵通通信系统、矿用CDMA通信系统等等。 4若干技术问题 4.1完善与提高局部生产环节自动化技术 已有多种高速监控网络方案供煤矿自动化控制选择,影响煤矿自动化正常运行能否实现的一个重要因素已经成为局部生产环节自动化,这主要是由于监控量大、面广、并且种类繁多是局部生产环节监控系统的主要特点,要想使矿井自动化系统更完善,这就需要各生产厂家不断完善与提高自身的技术。 4.2开发高强度快速安装式矿用光缆 我国的矿井已经开始广泛应用光缆,但大巷是其主要应用的地方,而在工作面上的应用技术还不完善,这主要是由于工作面的生产条件更恶劣,易断是普通矿用光缆的主要特点,一旦这种普通矿用光缆断裂后很难修复。而工作面液压支架电液控制系统,顶板监测系统监控的信息量都非常大,要求的信息传输速度高,更适合采用光缆传输,为了适应矿井未来的发展需求,我们必须开发开发高强度快速安装式矿用光缆。 4.3煤矿供电安全技术 电参数测量以及各种保护功能是目前防爆开关设备等供电设备主要具有的功能,他们一般都缺乏主动分析故障与报警的功能,这就需要我们继续在这方面加大研究力度,把井下变电所无人值守的整套设备争取能够开发出来。 5总结 实现煤矿高效安全开采的关键技术之一便是煤矿自动化技术,而矿井通信技术又是煤矿生产指挥必须具备的手段之一,历经几代人的努力钻研,开发出了一系列这方面的产品,并已经被广泛应用于煤矿企业的安全生产中,但就目前煤矿企业的发展现状而言,它们还远远不能满足煤矿企业安全高效生产的需求,为了真正满足这一需求,我们要不断利用新技术,新手段完善与提高煤矿自动化技术与通信技术,只有这样才能保证我们煤矿企业的安全、高效生产。 作者:王博翰 单位:陕西陕煤黄陵矿业一号煤矿 煤矿通信论文:煤矿自动化通信技术论文 1煤矿自动化 煤矿自动化,是指在煤矿生产和管理的过程中对各项工作都实现自动化的管理行为,包括对煤矿生产过程中生产环节的自动化、生产过程中煤矿安全保护自动化、监控进程自动化、管理行为自动化等一系列自动化的行为,最终将煤矿自动化的工作内容综合组成一个煤矿自动化运行平台,实现煤矿的生产和管理内容自动化的目标。具体来讲,煤矿自动化的功能特点和关键技术可以根据煤矿在生产管理过程中的不同任务内容来具体划分为以下内容: 1.1煤矿机械设备的运行和管理自动化随着现代计算机技术的不断发展,现代科技早已经实现了通过传感器和计算机技术对机械设备进行智能监控与管理的过程。将这一新型计算机技术应用在煤矿生产过程中和机械设备的运行当中,对煤矿机械设备的运行自动化进程有着质的帮助和提升。在煤矿的生产以及管理过程中,已经实现运行自动化的机械设备包括采煤机、工作面运输机等多项设备,其中采煤机自动化主要是通过计算机对采煤机各电机及液压系统的控制,实现采煤机在运行和管理过程中的自动化;运输机则是通过对其和计算机技术相结合来实现运输机的智能控制和管理,使其能够自动负担更加大容量、高强度、重型化的工作内容和具有更长使用期限的寿命优点。 1.2煤矿运输系统的自动化 煤矿运输系统的自动化是指在矿产资源运输的过程中对有关运输的机械设备进行自动化管控的过程。当前我国对于煤矿运输系统已经开始逐渐引进国外先进的胶带运输方法,随之而来的是胶带大载荷长距离运输对动力系统的高要求,对保护投入的严标准,目前利用计算机技术,将主电机和皮带运行中的各种数据利用传感器采集并汇集到PLC自动控制系统上,通过上位程序对胶带运输设备进行集中的控制和保护,对相关设备在运行过程中出现的故障能够及时地作出预防和处理,保护矿产资源在运输过程中的安全性,提高煤矿运输的效率和质量。 1.3煤矿洗选系统自动化 煤矿洗选系统自动化是指针对提高煤质去除矸石的洗选设备进行集中控制,对设备运行中的各种参数进行在线监控,使各种保护能够有效的联锁,确保洗选系统安全高效运行的控制系统。当前各洗煤厂使用的控制系统不尽相同,常见的系统有美国AB,德国西门子,相比使用人力去就地控制各种水泵、皮带、破碎机、分级筛等设备,使用自动控制系统可以大量缩减人员的投入,减少因噪音、粉尘等对人体的伤害,同时各种保护的联锁投入也可以消除因个别设备的故障造成洗选系统的崩溃,避免机电生产事故的发生,对煤矿来说洗选自动控制系统的参与即减少了企业的运营成本,又大大提高了安全生产效率。 2煤矿通信技术 煤矿通信技术是指将现代通信技术应用在煤矿生产和管理的过程中而形成的煤矿系统特有的通信技术类型。煤矿通信技术根据煤矿生产任务以及应用环境的不同,具体可以总结为以下内容。 2.1全矿井生产调度通信技术 全矿井生产调度通信技术是指在煤矿井下的生产过程中对矿井的生产过程施行通信管理的一种技术,其通信设备一般包括调度主机、安全隔离器以及本安自动电话机等,煤矿管理人员可以通过对以上设备的利用来实现对煤矿井下生产和运输过程的即时管理和控制,保证煤矿井下生产过程的安全和效率。全矿井生产调度通信技术也有不同的技术类型,例如煤矿井下建立专用的调度主机和行政交换机相互结合使用的通信技术方法,通过煤矿井下生产调度员的管理来对调度主机和行政交换机综合使用,实现对煤矿井下生产过程的管理和控制,比较适用于大型煤矿企业。其他例如不建立专用的调度主机,只使用行政交换机的通信技术类型或者只建立专用的调度主机不使用行政交换机的通信技术类型则比较适用于较小的煤矿企业。 2.2井下光纤通信技术 井下光纤通信技术则是指将光纤通信技术应用在煤矿井下生产过程的管理和控制过程中,井下光纤通信技术相较于其他通信技术来说具有通信速度更快、通信质量更高、通信容量更大等一系列的优点,具有优秀的防爆阻燃性能和通信抗干扰的能力。目前井下工业环网的普及应用,为煤矿信息化建设搭建了基础接入平台,使通信系统、人员定位系统、综采设备运行监控、电力系统监控、视频监控等多种系统进行融合成为了可能,成为煤矿数字化建设的重要推动力。 3结语 煤矿的自动化技术和通信技术是保证煤矿生产与管理过程中工作质量和工作效率的重要方法之一,也是煤矿工作未来发展的必然趋势,加强煤矿自动化技术和通信技术的进程,实现对煤矿生产与管理过程的有效保护和支撑。 作者:高小川单位:陕西清水川能源股份有限公司冯家塔矿业分公司
电气科技论文:科技馆展项电气设备维修的不足 摘要:在当今时代电气工作设备的日常维修对科技馆这类公共建筑而言是非常重要的,它的运行状况被电气工作设备的维修效果所影响,为了避免电气工作设备在运行中出现的各种各样的故障,普遍采用状态维修的方式,就是利用高超的监测技术对电气工作设备进行实时监测,对设备可能会出现的故障进行预测,在它可能发生故障的情况下,对电气工作设备进行维修。首先介绍了科技馆展项电气工作设备维修的必要性,然后概述了其维修工作现状,最后讨论了一下电气设备工作中存在的不足之处,希望为电气工作设备维修人员提供参考。 关键词:设备维修;文献调查法;电气设备 引言 笔者在查阅了数十篇会议记录,学术期刊,运用文献检索法,发现了科技馆中展项电气设备维修中的不足之处,比如针对电气设备的状态预测技术研究仍不成熟,没有突出状态维修中各项技术要求,检修人员的专业素养参差不齐等问题,旨在增加电气设工作备使用寿命的同时,也希望可以降低科技馆置办电气设备的成本。因为电气工作设备不同的产品类型与不同的生产厂家,电气设备质量也不大相同,而且,有一部分电气工作设备长期处于露天环境中,基于此,在对电气工作设备进行维修时,一定要多方面考虑各种因素,避免故障的再一次出现。 1科技馆电气设备维修的现状 科技馆内的电气工作设备维修受到非常多的条件约束,对它的技术要求相对来说严格了点,但设备自身条件的影响也影响了技术的应用,例如中国国家制造的电气工作设备与从其他国家进口的电气工作设备所执行的技术标准就不同,就算都是中国国家制造的电气工作设备或者全是从其他国家进口的电气工作设备,由于科技馆的不同的技术水平与不同的管理水平,电气工作设备的使用状况自然也会不同,有时候甚至是从一个工厂制造出来的电气工作设备,各个部件之间的制造水平不一样,也会影响电气工作设备的使用质量,所以说,工厂生产的电气工作设备会因为制造的批次不同、时期的不同出现质量不相同的现象,最后我们可以得出结论,每个电气设备最开始运行时,它的状态都是不一样的]1[。除此之外,科技馆的电气工作设备的运行状况与它当时所位于的运行环境紧密相关,优良的运行环境自然更有利于电气设备的运行,一般情况下,电气工作设备的运行环境有两种,一种是位于自然环境中,电气工作设备中的供配电设备占比很大,因为这些电气工作设备几乎都在科技馆的室外进行作业,所以它的运行状态和室外环境密切相关,尤其是危险的天气状况,比如雷雨天,台风天,直接关系到科技馆外部的电气工作设备运行是否仍在安全范围,自然环境包括的因素很多,比如空气湿度,日照,温差等,基于此我们在进行电气工作设备维修时要考虑到以上因素;另一种情况则是设备所位于的空间大环境,不同的电气工作设备因为自身不同功能,所以空间位置不同,有时候科技馆内部出于管理方便的需求,将设备放在固定的位置上,但恰恰是这些电气工作设备位置的不同,它们所承受的电压级别以及电流级别不一样,尤其是当电气工作设备出现故障时,每个电气工作设备的短路容量差异相当大。科技馆内的电气工作设备维修面临的现状就是这样的,所以我们在实际维修时,务必要思考到这两种情况,才能将设备维修工作落到实处,真正的体现出设备维修的价值]2[。最后,需要特别提出来的一点就是,一部分科技馆由于在设计之初没有考虑到之后的展项安排以及场馆扩建,只是在一片空地上修建起了场馆的外形,内部却有着大量的空置面积或者拥挤的堆放展项,空间利用率极不合理,也导致了电气设备接线安置的困难,以及日常检修的困难,相比于上文中所提出的电气设备本身的问题,科技馆内部管理人员对馆内空间规划以及未来规划的能力问题更令人担心。 2科技馆电气设备维修的必要性 这里所说的电气设备是指防雷与接地设备,供配电设备,照明设备,电力自动化管理设备等等。电气设备维修分为多种类型,在这些类型中,最广泛使用的维修方法是状态维修。状态维修,顾名思义就是按照电气设备当时所位于的运行状态而展开的维修方法,主要是采用高端的监测技术对电气工作设备进行实时监控,它为获取电气设备的运行状态提供了方便,如果设备出现了故障,就会马上发出示警信息,通知值班人员,状态维修这种维修方式最大的优点就是能够预测故障信息,在故障处于萌芽中,对设备进行维修。状态维修主要包括三个方面的内容:第一方面,电气工作设备的状态监测;第二方面,电气工作设备的状态诊断;第三方面,辅助维修决策,它们互相联系,监测为维修提供了电气工作设备的运行信息;也正是根据监测结果才可以对电气工作设备的运行状态进行下一步的判断,从这可以看出,电气工作设备的状态维修主要是识别设备运行是否处于良好的状态,这是从总体上来看的]3[。电气工作设备维修对科技馆来说,是一项很重要的工作,科技馆能否正常运行工作与电气设备运行状态密切相关,我们如此重视电气工作设备维修工作,主要是为了保证科技馆的正常运作,而这也是节约成本的关键。因为对电气工作设备进行正确的维修,可以减少设备的损耗,提高它的使用寿命,降低科技馆置办电气工作设备的成本,一定程度上,这也是提高了科技馆的经济效益。 3科技馆电气设备状态维修工作策略存在的问题 3.1针对电气设备的状态预测技术研究不成熟 电气设备的运行状态参数值客观上有一定的规律性,很强的随机性也是其特点,设备在未来某一时间点的参数值常与预测期的气象因素,过去的参数值、当前的运行状况等紧密相关。不仅仅是科技馆内的电气工作设备具有这一问题,所有的电气工作设备都有这样的问题。所以我们不能够掉以轻心,不能一昧相信数据,以为有了状态预测技术就高枕无忧,需知技术在进步的同时,问题也会增多,也会升级]4[。 3.2没有突出状态维修中各项技术要求 现在仅以状态监测技术作为例子,在现今我们无法实现或不必要对所有的电气设备状态参数进行实时监测的情况下,电气工作设备状态监测间隔周期的选取对它的状态维修具有极大的意义。间隔期太短的话会引起资源浪费的问题,增加科技馆的维修成本;间隔期太长的话,则会出现漏检的情况,加剧引起预防性维修的失败]5[。 3.3检修人员的专业素养参差不齐 据相关部门统计分析,设备绝缘缺陷是引起电力系统中65%以上的停电事故的原因,绝缘缺陷也是引起其他电气设备故障的主要原因,了解并且掌握电气设备的绝缘状态对科技馆电气设备的状态监测与故障诊断极其重要。有些科技馆内的电气设备维护的实际工作者对电气检测的理解仅限于绝缘检测,通过对科技馆内电气设备进行定期或者不定期的绝缘检测了解它的劣化状态,确定应该进行维护和更换或者继续运行。但是对科技馆内电气设备故障诊断工作来说,故障诊断和绝缘检测应该是两个相似而又不同的概念,在一定程度上,绝缘检测是故障诊断方法的一个方面,但二者有着不同的特点。绝缘检测,就是绝缘材料性能的检测,绝缘材料的腐蚀,破损,老化等导致设备在相同的受电条件下绝缘性能下降,而导致发生闪络,接地等故障,这是问题的一个方面,隶属于电气设备检测,诊断的范围。但除绝缘之外还有属于非性能劣化的内容,比如转子断条,控制柜电缆线各种连接的过热烧熔,电机转子磁中心偏移,被外界损伤的动力电缆的故障点确定等。这些并不能靠定期的老化绝缘检测发现,只能靠我们从设备故障诊断的观点出发,把各种故障信号采集并加以分析,诊断。在本段中我之所以强调故障检测和诊断,并非是排斥绝缘检测。只是想使更多科技馆内的电气设备维护人员在谈及电气设备检测时,不仅能想到绝缘检测还能探索出绝缘检测之外的其他方法,不被这一项所禁锢,而是不断丰富电气设备故障监测与诊断的内容。也希望维修人员可以努力提高自身专业素养,从各个方面来思考解决问题的方法,推动学科的进步。 4结论 本文首先介绍了科技馆展项电气设备维修的必要性,因为准确及时的维修可以极大避免电气设备使用寿命缩水,也是在为科技馆节约资金,便于科技馆自身的运行维护。其次文章中概述了科技馆展项的电气设备维修工作现状,不仅仅与电气设备自身的工作性能与使用环境有关,也与科技馆内相关管理人员对馆内的建设布局有关,希望相关人员可以更加深入思考科技馆内电气设备的安置运行,而不是白白消耗设备寿命。最后本文还探讨了科技馆电气设备工作中存在的不足之处,如状态预测技术尚未成熟,不能完全相信数据,除此之外也没有突出状态维修中各项技术的特殊要求,最后也指出了相关从业人员的专业素养亟待提高,希望我的文章能够对维修工作人员提供参考。 作者:赖培立 单位:广东科学中心 电气科技论文:小议电气试验实训在电力科技人才培育中运用 电气试验在电力系统生产中占有举足轻重的地位。电力系统运行着众多的电力设备,而电力设备的安全运行是保证安全可靠发供电的前提。电气试验人员在保证电力设备安全运行方面担负着重要责任,电力企业对电气试验从业人员的能力和素质提出了较高要求。而电气试验是一门实践性很强的技术,依靠传统的以理论讲授为主的人才培养模式达不到培养学生实践动手能力和职业素质的目的,导致学生入职后不能尽快进入角色,因此,有必要在电力技术人才培养中实施电气试验实训。电气试验实训是立足于电气试验实训室建设,按照电力企业电气试验的标准化作业流程来组织教学的,学生有动手操作的条件,且在教学实施过程当中充分体现了职业性,很好地解决了上述难题。 一、电气试验实训室的建设 1.电气试验实训室的基建 四川电力职业技术学院(以下简称“学院”)于2008年7月被教育部和财政部确定为“国家示范性高等职业院校建设单位”,共批准了6个示范建设专业和48个实验实训室(区)建设项目。电气试验实训室建设项目正是其中之一,将以高压实验室为基础进行扩建。 学院原有的高压实验室是为满足“高电压技术”课程教学需要而设立的,教学仪器设备少,仅能开展几个常规的高压试验项目和气体放电的验证性实验,因场地和课时有限,基本上都由教师演示给学生看,学生动手机会少且与生产实际脱节,不利于培养学生的动手能力。为建设好电气试验实训室,秉承学院“服务川电、面向全国、走向市场、科学发展”的办学指导思想和“植根电力,与光明同行”的办学理念,按照“资源优化、实践为主、工学结合”的思路,加强与行业内电力企业的合作,组织教师进行调研,与来自四川省电力公司等企业专家讨论,共同制订建设方案。 考虑到变电检修实训场地和一次设备以及投资费用、教学安全等因素,实训室的基建以试验仪器设备购置为主,能基本实现电力设备预防性项目试验方法、原理和结果分析判断等实训功能,满足“实践教学、技能培训、职业技能鉴定和资格认证、生产技术服务及承办技能比武”的要求,确保每一位学生有足够的训练时间和操作次数,达到真正掌握各项试验技能的目的,并体现出建设的先进性、生产性、综合性、开放性和示范性。 项目建设方案获得批准后,学院按照要求有条不紊地进行了设备招标采购、合同签订、到货验收、配套设施建设等各项工作,确保了建设项目的顺利进行。 2.电气试验实训项目的开发 电气试验实训项目的开发是实训室建设的另一项重要任务,关系着项目的建设成效。 实训项目的开发既要满足专业教学标准的要求,为校内生产性实训提供良好条件,践行“工学结合,以就业为导向”的人才培养模式,又要服务于企业、社会的培训功能需求,可以对电力企业生产岗位人员进行岗位技能训练,实现校企合作,共建共享,培养电力行业和社会需要的高素质技能型人才。因此,和供电企业专家一起共同开发了55个实训项目。在设备采购合同签订后,编写了《电气试验实训指导书》。这本指导书是参照企业电气试验工作的标准化作业流程,在按照教学规律提炼加工后,以教学模块形式展现,共有55个具体试验项目的实训指导书。考核标准采用的是《四川省电力公司电气试验岗位技能考核标准》,实现学院与企业岗位的有效对接。这些教学资料的准备一方面能满足“电机设备运行与检修”、“电气设备检修”、“高电压技术”和“电气设备运行与维护”等专业课程的教学需求以及电气试验实训环节的教学需求,培养在学校生具有电气试验的基本能力,为今后从事变电运行、变电检修和电气试验工作打下一定的基础。另一方面还能有效服务社会,承担培训和技术服务等工作,服务于四川省电力公司电气试验工的技能培训,同时兼顾变电检修工的岗位资格培训、在岗学习、技能调考、职业技能鉴定、优秀技能人才选拔等需要以及四川省电力公司新进人员和电力类专业毕业生技能训练。 二、电气试验实训的教学特点 1.实训教学场地机动灵活 为模拟真实的企业工作环境以及适应电气试验实训项目增多的变化,电气试验实训突破了原有实验室的场地限制和被试设备的依赖,将变电检修实训场地及其电力设备一并作为教学设施开展电气试验实训教学。电气试验实训教学没有固定场所的限制,可根据需要随电力设备流动,只要具备试验条件就可以开展实训教学。 2.实训教学以点带面 实训项目的开展依赖于电力设备的配置。鉴于教学场地和投资有限等因素,作为被试设备的电力设备不可能包含生产性企业所有种类、规格的设备,但设备配置尽量兼顾了代表性和前瞻性。因此,电气试验实训项目的选择和开展要立足现有电力设备进行以点带面的教学,辅以教方法、教思路,注重能力培训,让学生到工作岗位后仍然不落伍。 3.实训教学情境现场化 首先是电力设备模仿变电站间隔进行布置,其次是配备了与企业班组水平一致的工器具,最后是相关的安全设施一样不少,电气试验完全可以现场化。一个合格的电气试验人员首先要具备全面的安全技术知识、良好的安全自我保护意识。对于在学校学生来说,安全也是第一重要的。在学校学生没有从业经验,必须在一定的情境中强化他们的安全意识。 4.实训动员 为强调电气试验工作的严肃性和安全的重要性,要在实训前对学生进行动员,将电气试验工作与医生的诊病工作进行对比,医生给人看病需要责任心、识、技能、经验及不断改进的医疗检测仪器与手段,电气试验人员也同样需要责任心、知识、技能、经验及不断改进的试验仪器与技术。要让学生认识到,电气试验人员的工作失误可能既危及电网及电力设备的安全又危及自身及他人的生命安全,这就是悬在所有电气试验人员头上的“达摩克利斯之剑”,在教学中必须要贯彻始终。 三、电气试验实训的教学组织 电气试验实训教学过程体现了工学结合,是参照四川省电力公司标准化作业流程的要求进行的,目的是确保学生入职后能尽快进入角色。实训教学过程分为试验准备、试验、试验总结和考核这三个阶段,每个阶段按照实训指导书都有具体的要求,学生在实训过程中完成必须的工作任务,教师完成对学生操作技能、工作态度等的考核。 1.试验准备 (1)准备工作安排。在教师的指导下,学生一要现场勘察,掌握现场实际情况;二要做好技术准备,相关技术资料准备齐全,制订试验方案并获得批准。 (2)作业人员要求。学生(现场作业人员)的身体状况、精神状态良好;具备必要的电气知识,基本掌握本专业作业技能及《电业安全工作规程》的相关知识;教师必须具备电气试验实训指导资格。 (3)仪器仪表和工具点检。学生按照指导书的要求逐项核查试验用仪器仪表和工具的名称、规格和数量。 (4)危险点分析。教师向学生详细交代试验中可能危及安全的事项:作业场地的特点,如带电、交叉作业、高空等可能带来的危险因素;工作中使用的仪器仪表、设备、工具等可能带来的危害或设备异常;操作程序颠倒、接线错误、操作方法的失误等可能带来的危害或设备异常;学生身体状况不适、思想波动、不安全行为、技术水平能力不足等可能带来的危害或设备异常;其他可能带来危害或造成设备异常的不安全因素。 (5)做好安全措施。教师向学生交代安全措施:接拆试验电源应采取的措施;使用各类工器具的措施,如梯子、电动工具等;特殊工作措施,如高空作业等;专业交叉作业措施,如检修、保护传动等;设备加压应采取的措施,被试设备设围栏、加压前注意监护并大声呼唱等;试验过程中仪器仪表移位、消除故障的措施;试验结束后,接地放电、拆除试验线和短路线的措施;对危险点、相邻带电部位所采取的措施;工作票中规定的安全措施。 (6)试验分工。教师明确每个学生所承担的试验项目,明确每一项试验项目的接线人和仪器操作人。 2.试验 (1)开工。办理工作票,在现场教师以工作许可人身份向学生交代工作票及安全措施,教师又作为工作负责人和学生共同负责检查安全措施;教师交代工作票内容及危险点;学生在工作地点设安全围栏,向外悬挂“止步,高压危险”标示牌,至少每5m一个标示牌。 (2)试验项目和操作标准。教师交代试验项目、方法、接线、安全措施注意事项、试验结果判据和责任人。试验器具应靠近被试电力设备,所有带电部分应互相隔开,面向试验人员并处于视线之内。操作者的活动范围及与带电部分的最小允许距离应满足规定要求。因试验需要断开电气设备接头时,拆前应做好标记,恢复连接后应进行检查。试验接线应清晰明了、正确无误,操作顺序应有条不紊。 (3)竣工。学生关闭试验电源、拆除试验线;清点工具、回收材料、清理工作现场,不留任何物品;教师检查现场恢复情况后,学生撤出试验现场,填写试验记录,办理工作票终结手续。 3.试验总结和考核 (1)学生应根据试验记录,对试验项目、测量数据、被试设备名称和编号、仪器仪表名称、气象条件及试验时间等进行详细记录,作为分析和判断设备状态的依据,对被试电力设备做出整体评价;记录存在问题及处理意见。 (2)教师对学生执行指导书情况进行考核,重点考查学生对安全技术知识的掌握情况和试验技能的掌握程度以及实训过程中表现出来的工作态度、工作能力、团队合作精神等综合素质。学生只要具备了基本的安全技术知识、较为熟练的试验技能和严谨的工作作风,就可以评定为“合格”等级。 四、电气试验实训教学过程中要注意的问题 电气试验是一门实践性很强的技术,因此在实训教学过程中,首先要注重学生试验技能的培养,要求学生熟练地掌握试验方法,正确地使用试验仪器,能对被试电力设备进行正确的试验,还要注意从以下几个方面引导学生逐步提高发现问题、分析问题和解决问题的能力:对试验中的环境条件、被试电力设备外部状况、试验中各种干扰对试验结果的影响进行分析排除;对电力设备除了掌握其原理外,还要对其内部结构、绝缘材料、导电材料、主要部件及其在运行中的工作状况进行了解,关注容易出问题的部件及故障原因,这些故障与哪些试验参数相关,会引起哪些参数发生变化,可以通过哪些试验手段、项目检测出来。 五、结语 综上所述,要将电气试验实训办好,达到培养高素质技能人才的目标,实训室必须设备设施齐备,教师要按照电力企业标准化作业流程组织教学,培养学生的试验操作技能和根据试验结果分析判断被试电力设备状况的能力,并在实训中强化学生的安全意识和严肃认真的工作态度,以确保学生入职后能尽快进入角色。 电气科技论文:电气信息类大学生科技创新实践能力的培养途径分析 【摘要】高级工程技术应用型人才的培养是国家发展的战略核心,针对电气信息类大学生科技创新实践能力的培养,本文通过基础知识学习与综合素质培养并重、加强实践与实验类课程及实训实习类教学环节、引导学生积极参与科技创新实践活动、重视指导教师的积极引导作用几方面做了分析与阐述。 【关键词】科技创新实践能力;培养途径;培养模式 1.研究背景和意义 自主创新是建设创新型国家培养创新型人才的关键, 是我国的发展战略核心。随着社会发展,人才是科技进步、社会发展的决定性因素之一,尤其是具备科技创新实践能力的新型人才。高校作为创新型人才培养的主体场所,对人才素质的培养至关重要,越来越多的高校以培养学生的创新思维、实践动手能力和科研科技创新实践能力作为人才培养目标。大学生的科技创新实践能力与自身因素有关,还收到外界校园学习与锻炼的环境制约,如学校课程体系结构、指导教师的综合能力、学校对学生开展各类活动的关注程度和政策倾斜等。因此结合社会需求,明确大学生具备科技创新实践能力的特性,分析影响大学生科技创新实践能力的因素,探讨如何培养大学生的科技创新实践能力具有十分重要的意义。 电气信息类大学生具有自己的学科特点和专业特点,对于他们的科技创新实践能力的培养有几方面途径,如注重基础知识学习与综合素质培养同时进行;课程体系建设方面注重实践与实验类课程及实训实习类教学环节的设置;鼓励学生广泛参与专业相关的如大学生电子竞赛类的活动等。本文即对如何培养电气信息类大学生科技创新实践能力的培养途径做了分析与阐述。 2.基础知识学习与综合素质培养并重 以培养具有科技创新实践能力的高级工程技术应用型人才为培养目标,制订了新的人才培养方案。在基础知识学习与综合素质培养并重的科技创新实践能力人才培养指导思想的基础上, 根据不同专业发展和社会需求特点, 制订了学科交叉、凸显应用性特质的课程体系,形成了各具特色的创新性人才培养方案。其中理论课程(包括实验)与实践教学环节(包括创新与素质拓展教育)的学时比例保证在3:1左右,保证理论基础知识学习的同时,在课内的实验实践课程上让学生的综合素质得到锻炼。 基础知识学习与综合素质培养并重大学生正处于身心、学识不断发展的阶段,在外界环境和自身因素的作用下,他们表现出主动性、实践性、协作性、发展性的特点。大学生科技创新实践能力要关注他们专业知识的学习,更要关注对他们综合知识、思想品德方面的培养。加强学习深度、拓宽学习的宽度,扩充知识储备,鼓励学生多参与社团活动与社会实践,敢于怀疑、敢于质疑,勇于向权威挑战。培养敏捷的思维理性的判断力、楚初的毅力以及强烈的好奇心。使其具备丰富广博的基础知识和全面发展的综合素质。 3.加强实践与实验类课程及实训实习类教学环节 以工程应用为主线, 按知识模块构建课程群体系, 强化学科的系统性和完整性。课程体系分为六大模块,分别为公共课、基础课、专业基础课、专业课、实践教学环节和创新与素质拓展教育。理论课分为必修和选修部分,实践教学环节包括课程设计及实习实训,如电气工艺实习、专业实习、毕业实习、单片机课程设计、传感器技术课程设计等;实践教学内容以理论学习和应用为目的,引导学生在实践教学环节中边学边做。开设大型综合性、设计型实验课, 培养学生的知识运用能力、动手能力、独立分析问题解决问题的能力,激发学生内在的科技创新实践能力。 建设设备先进,功能完善,特色明显的电气类实验教学中心,建立校内外实习实训基地,为学生基本技能训练和具有科技创新实践能力的人才培养提供实践教学平台。加强学生综合素质培养的同时提升教师的实践教学能力。 4.引导学生积极参与科技创新实践活动 各电气类科技创新实践活动,如大学生电子设计竞赛、大学生创业创新素质训练项目等,引导学生积极参与其中,对科技创新实践能力也有极大的促进作用,可以培养学生的创新思维,激发学生的创新动机,提高学生的创新技能。同时促进对于处理人际关系的能力的培养、良好的团队协作精神的培养,并在活动过程中获得充分的自我肯定与自信心。 组织学生参与科研项目与活动,鼓励积极参加课题设计与研究,把科研成果引入本科教学,使学生接触本学科的科研前沿。引导学生进行科技作品设计、撰写学术论文、数学建模,选择经验丰富的教师作为指导,组织学生参与创新设计与制造等为主要内容的课外科技创新活动。 5.重视指导教师的积极引导作用 在对学生科技创新实践能力的培养过程中,指导教师具有不可忽视的引导性作用,尤其是在学生创新人格、创新技能的培养方面。学生在活动中个人表现出的新意识、个性与特质,指导教师要给与及时关注,并予以肯定与鼓励,正确引导其发展,对其创新人格的培养和创新技能的提升起直接作用,从而使学生逐步具备创新意识和独立解决问题的能力。指导教师的有效指导能提高大学生的科技创新实践能力。指导教师的自身素质对大学生的科技创新实践能力提高起积极的引导作用。 指导教师应加强具自身素质的提高,使自己具有较高的学术水平;在科技创新实践活动中应鼓励学生有批判质疑精神;在活动中与学生经常互动,将学生的主动性与积极性充分调动起来,发掘学生的创造性思考能力。使学生可以运用所掌握的知识创造型的解决新问题。 6.总结 大学生的科技创新实践能力对其自身发展起到至关重要的作用,包含科学研究能力、专业实践能力、创新创业能力等方面。科技创新实践能力的培养是一个复杂的系统工程,尤其是电气信息类学生,从人才培养模式到课程体系建设,各个环节都必不可少,要不断探索电气信息类高级工程技术应用型人才培养方式中的普遍规律,不断提高学生的科技创新实践能力。 电气科技论文:施耐德电气Galaxy VX 自带多项“黑科技” 日前,施耐德电气IT业务部举办了“遇见璀璨V星”厦门工厂客户体验日暨Galaxy VX新品会。本次活动的一个重要内容是与中国用户分享Galaxy VM落地厦门工厂后的本地化成果,同时在用户的见证下Galaxy VX。 Galaxy V系列是施耐德电气2014年推出的一个高端UPS品牌,包含有多科技创新成果。此番推出的Galaxy VX是该系列的第二款产品,是一款主要面向大型、超大型数据中心的大功率UPS。 Galaxy VX是一款超高能效、高可靠、可扩展的三相不间断电源,系统扩展采用250kW功率的柜体扩容系统,在初始安装完成后可通过添加机柜来实现负载增容或提高冗余度,适用于Colo托管型数据中心,工业、半导体、金融及工业制造以及医疗行业的大型及超大型数据中心用户。 这款被视为新一代UPS代表的Galaxy VX具有超高能源效率、模块化、可扩展等特点,可为执行关键任务的业务系统提供有效可靠的三相电源保护,以避免核心业务系统发生故障停机和数据丢失。 而Galaxy VX之所以具有这么多的优势,原因在于其集中了众多UPS的前沿技术,比如,施耐德电气创新的四电平逆变专利技术、自如切换的三种运行模式(双变换、ECO模式和E变换)、冗余模块化设计以及兼容锂电池在内的多样化储能选择。 在这些创新技术中以四电平技术和E变换运行模式尤为优秀,其中的四电平是施耐德电气的专利技术,而E变换模式则是施耐德电气迄今为止专门为UPS申请注册的三个商标之一。 电气科技论文:电气信息类大学生科技创新能力培养的研究探索 摘要:为适应激烈竞争、富有创新的时代要求,高校应加强大学生的科技创新能力特别是创新精神的培养。本文基于电气信息类大学生科技创新能力培养的本质特点,对大学生科技创新能力培养的途径和方法、条件和保障等方面进行了研究探索,对高校能够起到一定的借鉴和指导作用。 关键词:电气信息类;科技创新;大学生;能力培养 随着信息化时代的快速发展和全球经济一体化的到来,国民经济的各个行业已经被电气信息类技术所渗透,因此社会生活的各个方面对电气信息类人才的要求也越来越高。在国家倡导的“创新驱动发展”的战略要求下,高校应紧跟时代的步伐,高度重视电气信息类创新人才的培养,特别是具有科技创新精神和创新能力人才的培养。本文根据电气信息类专业的特点以及该行业对科技创新能力的特殊要求,结合河南城建学院应用型人才培养的思路,探索如何加强大学生科技创新能力的培养,突破原有课程的界限,对教学体系进行整体优化,重点在培养学生的创新意识、启发创新思维、培养科技创新能力。 一、大学生科技创新能力的含义及本质 在科技迅速发展的今天,一个优秀的大学生须具有创新能力,特别是科技创新能力。而电气信息类大学生在思维方式和专业知识上,以及在将来所从事的科研或设计等工作上,都和科学信息技术保持着密切的联系。大学生的科技创新能力培养的内容包括对大学生基本素质的培养,即大学生在面临艰巨问题时,能够有恒心、有毅力,在面对具体科研和设计问题时,能具有一定的想象力、思维力和洞察力,并且要培养大学生的志向和兴趣。因此,大学生的科技创新能力指大学生在科学思想和技术思维指导下,能够运用科学信息的先进理论和方法,在创造性发明领域进行开拓创新,从而取得新的科技成果的能力。其本质是创造性思维能力,在面对任何问题时,并且在发现问题和解决问题的过程中,能够表现出科技创新能力人才的基本素质及基本特征。 二、电气信息类大学生科技创新能力培养的途径和方法 (一)改革和优化当前教学模式 对于课堂教学,应充分发挥学生的主观能动性,教学方法实现由“注入式”向“启发式”、由“教师主宰”向“学生主导”、由“重结论”向“重过程”转变,营造创新型课堂。对于教学手段,实现多媒体与板书的有机结合,并且要求教师能够熟练运用计算机软件来设计课程和教学。对于教学管理,注重发展个性教育,强调因材施教,为培养大学生各方面的发展提供良好的环境和空间。 (二)建立相关创新型课程体系 以培养电气信息类大学生的设计能力为主线,优化相关课程的设置。大学生在大一大二的课程学习中具备专业基础课程的相关理论,这些理论虽各有侧重,又相互配合。在大三大四的课程体系中,加强综合知识的学习力度,将相关理论应用到工程实践中去,建立创新型课程体系。对实践和应用性较强的课程进行课程改革,诸如:FPGA和CAD等课程,可以进行相应改革,变传统授课为师生交流性探讨和实用性、应用性授课,变理论说教为实践应用,发挥学生个性品质中的协作特征,最大程度的激发他们的创新潜能。 (三)开展各类大学生科技创新竞赛活动 为了对课堂教学进行延伸和拓展,可以举行各类科技创新竞赛活动,从而激发学生的创新兴趣和创造潜能,并为培养大学生团队协作意识提供有效的途径。大学生在科技创新活动中,充分利用所学专业知识,加强与其他同学的沟通和交流,并能使所学的知识视野进一步开阔,知识结构更加完善,最终提升学生的就业综合竞争力。例如鼓励学生积极参加全国大学生电子设计大赛、“西门子杯”工业自动化竞赛、GE大赛、飞思卡尔智能汽车设计竞赛、“亚龙牌”智能建筑设计竞赛、“互联网+”竞赛等,并取得了优异的成绩。通过参与这些竞赛,学生能认知本专业相关知识,更好地将专业知识应用于实践,培养了学生的团队协作能力及科技创新能力。 (四)建设科技创新实验室 创新来源于实践,而科技创新实验室搭建了一个大学生走向实践的平台。科技创新实验室的建设,除了兼顾各专业的课程设计与毕业设计等本科日常教学外,最主要的是提高大学生的工程实践、创新意识和科技创新能力,即促进大学生课外科技活动和学科竞赛活动的健康持续发展,同时还可以为教师的科研工作提供实验服务平台。 河南城建学院电气与信息工程学院建设有实训创新实验室、全国电子设计大赛创新设计实验室、电路制版实验室、飞思卡尔智能汽车设计实验室、与美国通用公司GE联合建立的智能化自动化控制实验室等,以培养国家和地方经济建设所需要的电气信息类应用型人才打下良好基础。同时创新实验室对学生开放力度进一步加大,制定相关制度,鼓励学生进入实验室,并且合理引导,培养学生实践兴趣,提高实验室利用率。实验室为低年级学生精心设计一定的验证性和综合性实验项目,为高年级或实践应用能力强的学生设计创新设计性实验,积极发挥实验室在学生科技创新能力培养中的作用。 (五)探索产教融合人才培养新模式 牢固树立党的十八届五中全会确立的“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念,积极探索产教融合、协同育人的人才培养新模式,加快电气信息类大学生科技创新应用型人才培养。院系与地方企事业单位联合建立多个大学生实践基地,与多家单位签订了校企合作协议。学校积极融入区域经济社会发展,更好地与当地创新要素资源对接,引领区域经济的新产业、新业态发展,形成创新人才培养和技术创新的新格局。 三、培养大学生科技创新能力的条件与保障 (一)建立健全组织管理机构 学校设立了科技创新能力培养领导小组和学术指导小组,领导小组由教务处、科研处、财务处、学生处、共青团以及各院系等相关部门的负责人组成,领导小组制定相应的政策措施,加大科技创新能力培养资金的投入,加强创新基地的建设,营造良好的科技创新文化氛围,推广应用科技创新项目,并对各院系提交的问题进行分析和解决。学术指导小组由学校各方面的专家、社会上的有关专家和企业专家组成,其职能包括对学生的科技创新项目审核评定、对受资助的创新项目进行监督和指导、制定相关政策、对校级科技创新竞赛进行评审及技术指导。 参照学校的组织管理机构,院系也设立相应的活动领导小组和学术指导小组,并充分发挥院系学生会的自我管理,学生社团的自我服务,科技创新团队的自我培养教育等功能,从而充分调动大学生群体参与科技创新的积极性。 (二)健全科技创新活动的奖励机制 为了培养高素质的科技创新人才,提高学生创新能力,增强学生创新意识,学校下发相关文件,对参加各种科技创新活动并取得名次的学生给予物质和精神奖励。同时将科技创新成果与学分挂钩,如学生参加飞思卡尔智能汽车设计竞赛、全国电子大学生设计大赛等,可根据竞赛获奖级别取得一定的学分。再者建立对指导老师的奖励制度,如设立优秀指导教师奖、对教师指导学生参与科技竞赛给予计算工作量等方面的制度。 (三)加强科技创新指导教师队伍的建设 科技创新能力培养中,指导教师至关重要。教师不仅要传道、授业、解惑,更应该培养学生的创新精神、启发学生的创新思维。教师须有科技创新意识,进行科学研究,才能站在新的高度去构思培养人才的新途径。教师要不断更新知识结构、具有获取新知识的敏感性和求知欲,大胆地吸取新概念、新知识、新技术。同时加大“双师型”人才建设力度,鼓励并督促教师深入一线学习,丰富其工程实践素养,更好的服务学生,为培养创新型人才打下坚实的基础。 四、结论 培养更多科技创新能力强的电气信息类人才,是社会发展的必然需要,是高校教育工作者义不容辞的责任。高校需抓住机遇,迎接挑战,把培养科技创新能力强的大学生与社会进步和经济发展紧密联系,为各行各业源源不断输送人才,以满足知识经济的挑战,实现科教兴国。 电气科技论文:家园电气公司科技创新潜力巨大 摘要:家园电气公司采用索洛增长速度方程这一数学模型,分别计算了先后两个时期的科技进步率,准确测定了科技进步在企业发展中的巨大作用。 关键词:科技创新,增长速度方程,科技进步率,产出弹性。 一、科技进步在家园电气公司发展中的巨大作用 家园电气公司创办于20世纪80年代,开始几年是探索阶段,90年代是粗放型发展,2000年总产值达到4000万元,比1990年320万元增长11.5倍,平均每年递增28.73%;进入21世纪,努力实行科技创新,逐步实现集约型发展,到2011年总产值达到20.88亿元,比2000年增长51。2倍,平均每年递增43。27%,这11年高速发展的主要因素是科技创新。 应用美国经济学家索洛创立的增长速度方程,分别计算上述两个时期的科技进步率,即科技进步对总产值增长率的贡献,就可充分论证科技创新在企业发展中的作用。索洛创立的增长速度方程为:y=a+ ak+bl 式中:y 为产出增长率; a 为科技进步率; k 为资金增长率; l 为劳力增长率; a为资金的产出弹性; b为劳力的产出弹性; ak为资金投入增长对产出增长率的贡献; l为劳力投入增长对产出增长率的贡献。 增长速度方程中的增长率,均系平均增长速度。科技进步率,是产出增长率扣除生产要素(资金、劳力)增长对产出增长率的贡献后的余量。科技进步率的计算,可对索洛增长速度方程移项,得到科技进步率方程,即:a= y- ak-b l 家园电气公司总产值、资金、劳力资料见表1 总产值增加绝对值:2000年比1990年增加绝对值=4000 320=3680万元; 2011年比2000年增加绝对值=208800 4000=204800万元。表1中年均递增率是几何平均数。 以上分析表明,家园电气公司进入21世纪以来,总产值高速增长,有资金和劳力投入增长的贡献,但主要是科技进步的贡献,1991年至2000年总产值年均递增28.73%,其中,科技进步率为10.76%,占产出增长率的37.45%;2001年至2011年总产值年均递增43.27%,其中,科技进步率为22.67%,占产出增长率的52.39 %,仅此增加总产值超过10亿元。 二、家园电气公司的科技创新 家园电气公司的科技创新是广泛的、深刻的。主要有以下几个方面: 1、大力创新技术,保证产品质量,不断提升市场竞争力。厂房、设备、工艺、技术力争全国一流,为客户服务追求卓越。因此,市场不断扩大,从湖北到北京,从北京到天津、上海、重庆,然后扩展到许多个省。 2、不断开发新产品,适应各类用户需要。上世纪末主要生产二十多种高低压配电设备,随着市场扩大,用户增多,技术的进步,新产品不断被开发出来,现在已达到五十多个品种。 3、体制创新。实行统一领导、分级负责、自主经营、自负盈亏的管理体制,最大限度的发挥各级、各部门,以及每一位员工的积极性。 4、企业文化创新。公司创造了帮就业、帮创业、帮立业,温暖和谐,昂扬向上,追求卓越,奉献社会的企业文化,使公司具有凝聚力和旺盛的生机活力。 科技创新是永无止境的,家园电气公司的广大员工,正满怀信心地在集约型发展道路上飞奔,继续提高科技进步率,努力走向全国,走向世界。 电气科技论文:地方高校电气电子信息类学生科技创新能力培养探析 摘要:近几年来国家对大学生的工程和创新能力培养高度重视,其宗旨就是提高大学生的工程和创新能力。根据地方高校电气电子信息类学生科技创新能力特点,通过科技竞赛从培养大学生科技创新能力主要内容、培养大学生科技创新能力途径与方法、培养大学生科技创新能力条件与保障3个方面进行研究,对大学生创新能力培养做了初步探索和实践,对地方高校能够起到一定的指导和借鉴作用。 关键词:科技创新;大学生;指导教师;能力培养 一、导语 近十多年来,我国高等教育获得了迅速发展,高等教育毛入学率已达到27%,但学生适应社会和就业创新能力不强。为了培养大学生科技创新和就业能力,教育部十二五规划教育纲要第七章提出高等教育(十九)提高人才培养质量,全面实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”。创造力是体现科技创新能力的根本标志,正如哈佛大学校长陆登庭所说:“一个人是否具有创造力,是一流人才与三流人才的主要区别”。许多学者在研究中发现,科技创新能力与个性有密切关系,追踪调查发现:有科技创新能力与无科技创新能力之间的差异主要不在于能力,而在于个性特点的不同(如是否勤奋、刻苦、有恒心、有毅力等)。他们认为,组成科技创新能力的因素应包括这样两部分:智能因素和非智能因素。智能因素主要指观察力、记忆力、想象力、思维力等;非智能因素主要指志向、兴趣、意志等。我们认为科技创新能力人才除应该具备一般人才的特征外,还应具有强烈的创新意识、创新精神和创新能力,也就是要具备创新素质的人才。[1] 本研究主要从佳木斯大学信息学院电气及自动化、电子信息及通信、计算机科学与技术等专业入手,总结几年来培养学生科技创新能力经验。 二、大学生培养科技创新能力培养的主要内容 1.培养大学生勤奋、刻苦、有恒心、有毅力的精神 勤奋、刻苦、有恒心、有毅力是科技创新能力人才的基本素质,也是成功人士的的基本素质,这是放之四海而皆准的道理。如何培养大学生勤奋、刻苦、有恒心、有毅力精神是大学教师面临的艰巨问题,宏观的道理基本差不多,但是微观上大学生各个个体不同、各个学校的条件情况不同,方法和措施必须具有针对性。 2.培养大学生观察力、记忆力、想象力、思维力 观察力、记忆力、想象力、思维力等是科技创新能力人才的基本特征,观察力是洞察事物的规律,非凡的记忆力可以记录大量信息,对于后续关键的信息梳理和取舍至关重要,想象力、思维力是科技创新和创造力的源泉。 3.培养大学生志向、兴趣、意志 做任何事情必须有目标,没有目标就没有方向,没有方向就没有成功可能,所谓目标和方向对大学生来说就是志向,大学生的兴趣至关重要,当今大学生大部分是独生子女,条件比较好,往往以自我为主,自己对什么感兴趣就愿意去做,不感兴趣往往是敷衍了事。教师应充分认识到这一点,培养大学生的兴趣和意志。 三、大学生科技创新能力培养的途径与方法 1.构建科技创新环境和氛围 为了确立大学生的志向和目标,营造科技创新环境和氛围,学校从2008年开始开展科技创新能力培养。在此之前只有电气自动化开放实验室、电子协会、ACM小组等,电气自动化开放实验室由电气工程系主办,电子协会由电子信息系主办,ACM小组由计算机科学与技术系负责,只是完成一些基本的培训。2008年开始学院把以上科技创新组织统一为信息电子技术学院科技创新基地,由相关院长书记亲自抓这项工作,明确各自工作,具体落实场地、仪器、器件、经费等。 为了吸引更多的学生积极参加科技创新活动,学校布置科技作品展区和展版,展出获奖作品和获奖证书(彩色复印件),展示科技创新优秀学生事迹。每年学校召开科技创新活动表彰奖励大会,表彰奖励在科技创新活动中做出突出贡献的师生,学生参加科技创新活动非常踊跃,仅以参加大学生电子设计竞赛为例,学院2008年3个队参加,2009年6个队参加,2010年12个队参加,2011年16个队参加,2012年18个队参加,2013年21个队参加,获奖队数也逐年增加。 2.根据不同专业的学生确定不同科技创新培养方向 学院目前有计算机科学与技术、生物医学工程、通信工程、电子信息、自动化、电气工程及自动化等6个本科专业,根据专业特点,计算机科学与技术专业学生的科技创新以程序设计为主要方向,参加ACM国际大学生和“蓝桥杯”程序设计竞赛,其他5个专业以电气电子电路和自动控制设计为主要方向,参加大学生电子设计竞赛。其中生物医学工程、通信工程、电子信息专业的学生在通信和信号电子电路方面进一步加强,自动化、电气工程及自动化专业的在运动自动控制设计方面进一步加强。 采用案例教学法培养大学生的勤奋、刻苦、恒心、毅力,把优秀毕业生请回来作报告,讲述他们的成功经历。让大学生参加老师的科技项目,培养观察力、记忆力、想象力、思维力等能力。 3.根据不同层次的学生采取不同科技创新培养方式 参加科技创新的学生基础知识和能力水平参差不齐,针对这种情况采取初级、中级、高级三级培养方式,即:对于低年级的学生和初学者进行元器件的认识和电路板设计与制作初级培训,同时进行兴趣培养;对于有一定基础的学生进行单元电路设计中级培训,同时进行C语言程序设计、嵌入式系统的设计等培训和训练;对于基础好能力强的学生主要进行竞赛高级培训。竞赛对科技创新能力培养意义重大,竞赛是一个增长知识、交流信息的过程,是全面展示学生勇气、雄心、才能、智慧、风度和口才的最佳时机之一,是向小组成员和有关专家学习、请求指导的好机会,是学习、锻炼辩论艺术的一次良机。 四、培养大学生科技创新能力的条件与保障 1.设立科技创新活动领导小组 学校主管学生工作副书记担任组长,学校主管教学、科研工作的副校长任副组长,成员包括团委、学生处、研究生处、科技处、教务处、学生就业指导处、财务处及各学院(系)主要负责人。领导小组定期召开会议,制定或审定主要制度,通过年度工作要点,决定重要事项及年度预决算,监督资金使用,并对学院(系)提交的相关问题进行协调和裁决。成立由主管教学、科研工作的副校长任组长的专家指导委员会。专家指导委员会为学生科技创新项目评定审核及技术监督的最高机构,对学生科技创新项目进行评定审核,对受资助的项目进行指导和监督,定期召开学生科技创新项目评审会议,指导制定相关政策,负责校级科技竞赛的评审及技术指导工作。[2] 2.建立健全科技创新活动的奖励机制 为培养高素质创新人才,增强学生创新意识,提高学生创新能力,下发《佳大校发[2010]8号》文件至各个单位,经学校选拔参加省赛区竞赛获一、二、三等奖者,分别奖励1500元、1000元、500元;参加全国决赛获一、二、三等奖分别奖励学生3000元、2500元、2000元;指导教师按照学生的奖励办法同等金额奖励。校级学生科技创新竞赛一、二、三等奖分别奖励500元、300元、200元及证书;指导教师一、二、三等奖分别奖励300元、200元、100元及证书。学院科技创新活动90%以上是以作品形式完成的,也就是实物,这就要求必须有经费支持才能完成。按照学校文件可以申请项目资助经费:一般项目在500元至1000元,重点项目在1000元至5000元。学院领导从校长基金、教务处、团委、科技处等多方筹集经费,大力支持学院科技创新活动。[3] 3.参加科技创新活动师生享有优惠政策 针对教育部的《关于做好“本科教学工程”国家级大学生创新创业训练计划实施工作的通知》,佳大下发校发[2012]21号文件,教职员工指导学生科技创新创业活动可以增加教学学分,可以申请学生科技创新采用活动项目,按学校教科研项目对待,指导学生获奖者,同等情况下在评优、职称晋升等方面给予倾斜。学生在科技创新创业活动获奖的可以减免相应的学分,获奖科技创新创业活动作品可以作为毕业设计,以优秀成绩记入,同等情况下在评优、竞聘学生干部、入党等方面给予优先。 4.科技创新指导教师队伍的建设 科技创新离不开指导教师和学生,指导教师至关重要,指导教师必须有高尚的思想觉悟和过硬的业务素质。指导教师平时付出很多时间进行科技创新活动,学校给予的一点点补助和付出的劳动相差甚远,心里极度不平衡,这就要求必须有高尚的思想觉悟;指导学生科技创新要求指导教师真才实学,才能胜任学生科技创新指导工作。可以聘请科技创新校外辅导教师,把责任心强、有一技之长、愿意为学生科技创新活动做贡献的校外人员吸收为校外辅导教师,学院颁发科技创新校外辅导教师聘书。[4] 五、结语 我国经过10多年的教育改革和发展,尤其是“211”工程和“985”工程的建设,高等学校建设已经初具规模[5],同时也发现了一些问题,特别是工程和创新能力培养方面,教育部专门下发多个文件,可见其重视程度。经过实践表明科技创新能力可以提高就业率和就业质量[4],为学生以后的职业规划打下良好的基础。全国既不是国家重点投资又不是经济发达和省会以下城市的地方高校有200多所,也肩负培养国家人才责任,但是师资、生源、地理位置相对比较弱,在这种情况下进行创新能力培养面临许多困难,我们做了初步探索和实践,希望有一定的指导和借鉴作用。 电气科技论文:公司评级:置信电气、丹邦科技、怡亚通 置信电气:发展空间拓宽 宏源证券预测数据 与重庆市巴南区政府签订协议。5月16日,公司与重庆市巴南区政府签订战略合作框架协议,公司将为巴南区企业提供耗能数据采集、用能监测(控制)、节能评估、节能项目改造等服务。该项目是公司新发展的节能业务的首单,推断此次签订的框架协议后续将陆续进入具体项目签约阶段。 从制造厂商向节能领域拓展。5月14日公司已将经营范围增加了节能业务,包括了节能工程的咨询、设计、承包、实施和维护;节能工程的合同能源管理及金融支持服务;节能环保成套设备及产品的设计、生产、销售、安装和维护,同时成立了节能事业部。由此,公司发展的天花板就由变压器等设备的市场容量扩容至广阔的节能行业,成为公司新的战略定位。 或成国网电科院节能业务平台。节能产品及服务业务在国网电科院已经进行了一段时间的培育,由于公司此前主营非晶合金变压器属于节能产品的一种,此次业务领域的拓宽合乎发展逻辑。公司或将成为国网电科院乃至国网的节能业务的平台,并有望获得大股东在人才、技术及资金等方面的支持,将该业务迅速做大,提供未来重要的增长点。 操作策略:二级市场上,该股经过较长时间的底部调整后,向上猛攻,上涨非常强势。 丹邦科技:积极向膜材料进军 平安证券预测数据 国内软板行业龙头企业。公司是全球少数拥有完整产业链布局的厂商,技术积累深厚,毛利率常年维持在50%以上的水平。其主要产品FPC、COF等涉及电子产业链各主要环节,下游应用范围广泛。 募投产能即将释放。公司在东莞松山湖已投资4.97亿元建设柔性封装基板及COF产品项目。公司募投项目需要环评认证,由于审批进度的原因迟迟不能落地,影响了公司产能的释放。公司过往业绩的低增速有客观条件的限制,不是公司真实竞争力的体现。公司年报中预计6月份松山湖项目将投产,未来随着募投项目的达产实施,公司业绩有望迎来拐点。 FPC行业将受益于智能终端高增长。由于新一代智能终端讲求轻薄、印刷电路板设计讲究空间效率,同时又加入触控、镜头等多种功能,因此单机软板的需求不断提升,FPC为PCB产业中移动智能终端的最大受益者。 单机软板使用量及产值都将大幅提升。软板的特性就是轻薄、可挠曲,可根据空间大小及形状进行立体配线,而这些特性是符合科技产业发展大趋势的。根据IEK的数据,12年全球软板行业产值达到68亿美元,同比增长5.9%,预计13、14年将保持6个点以上的行业增速。 操作策略:二级市场上,该股走势强劲,后市经过调整有望再次上涨。 怡亚通:多头均线上攻 兴业证券预测数据 公司实现扁平化管理。公司对外投资设立13家省级公司,投资总额1.9亿元。由于380平台业务量不断增长,垂直化管理对运营效率的提升弊大于利,省级公司的设立目的是搭建深度供应链管理的省级平台,具备投融资管理及平台管理职能,兼具业务运作管理职能,实现深度公司对下级子公司的扁平化管理,为开展企业咨询服务提供便利和寻找到更多的投资机会。 当地经销商加入公司体系。除设立13家省级公司外,重庆、四川、广西省级公司还投资设立三家项目公司。项目公司与当地经营多年、渠道成熟的经销商合资能快速实现业务增长,而后者能够借助深度公司的资金、系统管理及人才优势,对经销品牌和渠道进行整合,增加对上下游话语权,并拓宽现有品牌品类,规范操作,降低经销成本,提高收益水平,达到互利共赢。 深度供应链逐渐规模化。380平台设立省级公司意味着业务已成规模,未来随着各省级公司运营效率的提升,380平台的盈利增长值得期待。而扩张过程中与原有成熟经销商深度合作的模式,保证了公司成长的动力强劲,预计此类模式未来将逐步铺开,公司成长的可持续性得到一定保证。 操作策略:二级市场上,该股呈多头均线排列的形态,投资者可积极关注。 正泰电器:前进中进行蜕变 东方证券预测数据 公司收入基本持平。一季度公司收入20.7亿元,基本持平,主要是因为经济弱复苏,下游需求启动较慢。其次,公司去年底适当调低价格,对收入增长也有影响,第三,年底厂房的搬迁对公司一季度的生产也造成一定影响。 一季度综合毛利率提升1.5%。一季度,公司的综合毛利率为29.18%,同比提升1.5%,环比下降4.08%。公司2012年的综合毛利率为29.94%。公司一季度毛利率同比提升主要来自于产品结构的调整,产品工艺的优化调整。第二个是因为去年四季度毛利率过高。 销售和管理费用率基本维持稳定。一季度公司销售费用1.11亿元,同比增长3%,销售费用率为5.37%,同比持平。管理费用1.68亿元,同比下降2%,管理费用率为8.12%,同比基本持平。财务费用为-1137万元,而去年同期为-2614万元,由于去年的几个并购,今年公司剩余资金有所减少,财务利息收入将有所减少。 研发投入上国内外并举。公司和上海电器科学研究所合资成立了电科电器有限公司,投入研发资金3.9亿元。另外,公司加强对试制中心和模拟中心的投资,并在北美设立了三个研究室。这有助于公司提升研发水平和产品质量,占领高端市场,向国际一流竞争对手靠拢。 操作策略:二级市场上,该股经过一段时间的横盘震荡后,开始缓步上攻,投资者可择机介入。 数码视讯:新型业务有望突破 中信证券预测数据 立足广电领域,布局五大业务。公司是中国最大的数字电视软件及系统提供商,产品已进入全国34个省级网络,200多个地市级网络。高科技是公司支柱板块,目前包括:硬件业务群(EMR/IPQAM/VOD/云转码),软件业务群(CA/中间件/OTT/智能终端),宽带网改业务群(CC/EPON/超光网),金融业务群(第3方支付/移动支付/电视支付)。同时公司近期开始涉足影视剧作产业。公司立足于广电领域,基本形成五大业务群的业务结构。 海外有望带来新增市场空间。公司的传统业务CA卡,跟随着国家模拟转数字的进程稳步的增长。在公司收入的占比多年维持50%左右,今明两年CA的市场主要来源于中部地区县级城市,西部地区的改造。公司积极布局海外市场,今年在印度市场有望获得新的突破。公司的另一项传统业务前端设备在国内市场份额在30%左右,处于领先位置。 新业务未来发展潜力巨大。当前公司超光网利用行业先发优势地位,面对新的巨大市场空间,产品率先推出,在开局阶段占据了绝对的市场领导地位。目前公司已经和多个省份签订了合作协议,预计今年超光网能对公司贡献的收入约在千万级别。 操作策略:二级市场上,该股自筑底反弹以来,保持良好的上涨态势,成交量显著放大。 新安股份:步入调整期 申银万国预测数据 草甘膦价格上涨,有机硅销量提升。2012年公司营业收入为61.11亿元,同比增长25.9%,公司两大主导产品的营业收入同比均有较大幅度提升,其中农药产品收入为28.32亿元,同比增长32.2%;有机硅产品收入为26.65亿元,同比增长15.1%。 盈利增量主要由草甘膦贡献。2012年公司整体毛利率上升3.52个百分点至13. 4%,其中农药产品毛利率上升9.53个百分点至12.0%,主要是因为草甘膦价格同比大幅上升。公司有机硅业务因行业景气低迷,毛利率略有下滑,因此虽然收入有所增长,但对于盈利增长贡献不多。由于公司2012年期间费用率总体稳定,因此其盈利增量主要来自于草甘膦。尤其是去年4季度以来,伴随草甘膦价格的大幅上涨,公司经营情况进一步向好,4季度综合毛利率攀升至19.3%,为近年来较好水平。 行业未来的发展空间广阔。受益于海外需求旺盛,以及国内农药市场因环保力度加大导致供应端收紧,公司草甘膦业务有望保持较高景气;有机硅行业处于低位整固阶段,但上游原料的低价有利于下游制品对于其他材料的替代,行业未来的发展空间较为广阔,公司的全产业链优势有望得到发挥。 操作策略:二级市场上,该股经过一段时间的上涨,开始冲高回落,但仍具有波段操作机会。 电气科技论文:应用科技大学信息电气类专业本科生能力培养探讨 摘要:以应用科技大学中信息电气类专业的本科生为例,从鼓励学生参与实际工程实践项目、加大企业在人才培养改革方案中的参与度、鼓励教师下企业和建立完善的学生实践考评机制等四个方面,探索如何建设以提高学生的工程实践能力为主线的人才培养方案改革,通过工程实践能力培养,促进学生知识的学习和素质的提升,使之成长为既熟练掌握基础理论知识又具备较高实践能力的高等应用型人才。 关键词:应用科技大学;本科;工程实践;能力培养 教育部“应用科技大学改革试点战略研究”项目于2013年1月底启动,旨在探索构建我国应用型高等教育体系,促进地方本科高校转型发展。共有来自13个省市自治区的30余所高校参与该项目研究。山东交通学院(以下简称“我校”)作为其中的试点单位,将在教学和管理等各个方面进行大范围深入探索和改革。其中,在学生培养方面,如何建设以提高学生的工程实践能力为主线的人才培养方案改革,通过工程实践能力培养,促进学生知识的学习和素质的提升,使之成长为既熟练掌握基础理论知识又具备较高实践能力的高等应用型人才就至关重要。目前在欧美大专院校实施的CDIO培养模式,以及我国的卓越工程师培养模式等等,都是依托于项目以起到培养学生工程能力的目的,这些以能力培养为主线,带动知识的学习和素质提高的培养模式,对我校在人才培养模式改革方面起到一定的借鉴作用。 一、我校本科生工程实践能力培养模式现状 金赛(Mc.Kinsey)全球研究所发表的一份调查报告表明,中国学生的实践能力差,创新能力弱,其中有确切数据提到,在2005年,大约60万毕业学生中只有不到百分之十的工程技术人员才适合在国际化公司工作,原因是:中国的教育偏于理论,学生几乎没有工程项目的实际训练,而欧美的学生则通过具体的工程项目,以团队合作的方式解决实际问题。[1] 对于山东交通学院来说,学校主要培养在交通行业生产一线从事工程技术和技术管理的应用型人才,对于信息科学与电气工程学院来说,其培养的学生主要强调其要具备较强的工程实践能力和动手能力。而且,从个人的发展来说,学生工程实践能力的提高是其在步入工作岗位后能够持续提升的关键。 目前我校在本科教育方面依然采用传统的教育模式,通过课程讲授为主,配合实验教学和课程设计,然后参加期末考试,这样经过几年的知识积累,在临毕业前到相关企业实习,或者有的学生就在校内实习,然后通过毕业设计来锻炼提升其综合应用知识的能力。这种传统教育模式将理论教学与实践分阶段分割开来,其弊端就在于学生在进行理论学习时,以通过考试为最终目标,在实习时有针对性对一些实践所需的必要知识进行恶补,使得理论与实践之间产生脱节,不能起到良好的能力培养效果。这就使得大学生在就业时,适应期过长,实际动手实践能力偏弱。 二、CDIO及卓越工程师介绍 CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate),它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面,要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。[2] 教育部“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”),旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。“卓越计划”具有三个特点:一是行业企业深度参与培养过程;二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才;三是强化培养学生的工程能力和创新能力。[3] 三、应用科技大学大学生工程实践能力培养改革探讨 通过将CDIO和卓越工程师教育培养计划中的成功和有效地经验吸取进来,结合信息科学与电气工程学院信息电气类专业和行业的特点,有针对性制定出以工程实践能力培养为主线的人才培养方案,才能更好地为社会和地方经济发展服务。通过探索和借鉴,可采取以下措施提高学院信息电气类专业大学生的工程实践能力。 1.以大赛为引,以项目为本,鼓励学生参与实际工程实践项目 CDIO培养模式以及卓越工程师都是依托于项目以起到培养学生工程能力的目的,各类学生科技立项和大赛在提高学生工程能力和知识的掌握方面有异曲同工之处。而且,学生科技项目和各类学生科技竞赛具有时间短、复杂度低、易组织和见效快等特点。通过以大赛为引,鼓励学生参与到各类学生科技立项和大赛中,易于调动教师和学生的积极性,并取得良好的效果。为此,学院制定了一系列的激励措施和政策引导:在学生层面上,对参赛的学生实现包括学分奖励、成果奖励、获奖奖励、学分置换、优秀毕业设计推荐,优先奖励推荐等组合激励措施;在教师层面上,在教师的绩效考核中,在学生参赛指导、学生参赛获奖奖励等方面设置考核点,并加大奖励力度,提高教师指导学生参赛的积极性。 对于信电类专业,本科生由于基础薄弱,工程实践能力不强,因此在以往很少能实际参与到教师的实际工程实践项目中去。通过参加大赛,使得本科生具备了一定的研究基础和科研能力,可以进一步更深入参与到教师的实际科研项目中去,同时,科研项目阶段性的研究成果反过来又可以继续参加相关竞赛,这样,本科生参与教师的科研项目就有了一定的延续性和上升动力。同时,学院对于本科生参与的科研项目,在绩效考核方面给与相关政策倾斜和支持,也在一方面调动教师吸引本科生参与自己项目的积极性。 2.加大企业在人才培养改革方案中的参与度 为什么要注重学生的工程实践能力?不论是CDIO培养模式还是卓越工程师培养计划,企业的参与是必不可少的,企业参与的程度越深,培养出来的人才才能越接近企业对人才的需求。 培养本科生的工程实践能力仅靠校内资源是无法满足要求的,加大企业在人才培养改革方案中的参与度,是提高学生工程实践能力必须要做的。从人才培养计划的指定、专业课程内容的设置到课程设计、实习实践环节,在各个环节都通过到企业中进行需求调研、实践、再调研,实现企业深入参与学校的人才改革方案。例如,从课程内容来说,由于工程教育要培养具有实践能力和创新能力的工程人才,教学大纲从制定开始就应该引入企业进行评估,要求课程内容能够在一定程度上体现企业的实际需要,保障学生能够根据课程大纲所学到的知识、技能和能力真正应用到企业中去。企业的参与是被动的,这就要求高校方面要主动深入到企业中去调研,摸清企业需求的规模、方向和基础,然后实践应用到人才培养计划的制定中去,再请企业对人才培养计划进行评估,进行调整、再调研、再调整,通过往复循环,不断完善能够真正培养出符合企业需求的人才培养计划。 3.鼓励教师下企业,企业引进来 CDIO培养模式或卓越工程师培养计划中的很多项目都是从企业的实际项目中提炼出来的。所以,教师作为知识的传授者,更应该了解企业的需求,而这种了解仅凭短期的调研是不能深入了解的,这就需要教师长期到企业中去。在这方面,学院鼓励年轻教师采用直接到企业挂职、参加职业培训等多种形式赴企业进行锻炼。结合教师的挂职意向、学术专长和企业的用人需求,学校出面与企业接洽,通过企业与教师的对接双向选择最终确定。同时,学院还为教师下企业实践出台了一系列的倾斜政策,例如,在挂职期间,生活方面给予额外补助,教学工作量酌情减免,在职称评定、晋职方面优先考虑。[1]使得青年教师认识到下企业进行实践锻炼是成长的重要途径,也是改进课堂教学进而提高人才培养质量的重要途径。 企业引进来是对企业需求了解的另一个有效途径。引进来包括引进两个方面的内容:首先是项目的引进,通过教师下企业,可以深入了解企业的需求,并引入企业相关项目到学校中来,利用学校科研相关资源实现横向项目合作,并在项目研究过程中引入学生的参与,进一步提高学生工程实践能力。其次,引入企业中具有很强工程实践能力的一线工程师和管理者到高校中来,通过讲座、授课、指导学生课程设计和实习等多种形式参与到对学生的教育中去,同时,教师之间的交流也更有利于教师对企业需求的了解。 4.建立完善的学生实践考评机制 为激励本科生积极参与科研和实践活动,需要制定相应奖励政策,不断完善激励机制。如何有效搭配和设置各类奖励,实现包括学分奖励、成果奖励、获奖奖励、学分置换、毕业设计,优先推荐奖励等组合激励措施,在有限资源情况下,怎样能充分调动学生参与科研和实训项目的积极性,保障学生科研项目和实践训练的顺利开展和高质量的完成,是需要深入研究的课题内容。 通过制定有效的制度,给予科技大赛各方面支持,例如,可由教师引导将专业学科竞赛与课程实践结合起来,在人才培养方案制定、课程规划、课程设计和时间安排等方面向专业学科竞赛方面倾斜,建立参与大赛与学分和奖学金挂钩制度,激发学生参加各类大赛的积极性。 四、结束语 在实际探索过程中,要注重总结,并且要注重调研、实践、再调研的环状步骤,只有这样,才能真正了解企业的实际需求,并把这种需求转化为如何提高学生相应的工程实践能力方面,真正培养出既熟练掌握基础理论知识又具备较高实践能力的高等应用型人才。 电气科技论文:电子科技大学(成都)与美国著名大学电气专业教育培养特点比较简析 【摘 要】当前,电子科技大学(成都)提出了建设国内一流大学的战略目标,要实现这一目标,学校各专业的本科生培养必须能够适应这一需要,达到一流水平。本文简述了国外电气工程专业发展概况, 介绍了美国一些著名大学电气工程专业使命、教育目标及结果, 并以此为依据分析了该学科专业的发展特点。 【关键词】教育目标;美国大学; 电子科技大学(成都); 电气工程 1 国外电气工程类专业发展概述 电气工程(Electrical Engineering简称EE)是现代科技领域中的核心学科之一。就目前国际水平而言,电力的需求将不断增长,社会对电气工程及其自动化科技工作者的需求量呈上升态势。因此, 电气工程的教育和科研在发达国家高校中一直占据着十分重要的地位。 国外该学科(系)在科研、教学及学术组织形式上与国内电气工程学科有较大不同。了解国外学科状态及教学、科研方向,对调整我们的学科方向、提高教学、科研水平具有十分重要的作用。下面分析美国著名大学电气专业教育培养特点,并与电子科技大学(成都)的电气工程专业的培养目标、课程设置等多方面进行对比分析,对我校课程设置提出一些建议。 2 电子信息与电气工程专业的使命、教育目标及结果 2.1 电子科技大学(成都)(University of Electronic Science and Technology of China) 使命 使学生具备本学科和跨学科的基础与综合素质,专业能力强、综合素质高,具有国际视野的宽厚型、复合型优秀人才。 本科生培养目标 1.具备扎实的自然科学基础与较好的人文科学基础。 2.掌握强电与弱电、电力电子、硬件与软件、多学科的基础理论。 3.掌握电力电子设备与系统的基本分析与设计方法;具有设计、开发、调试、应用电气系统的基本能能力。 4. 了解电气系统的基本方针、政策和法规;了解该领域最新进展与发展动态;具有良好的外语基础与国际交流能力,具有一定的科学研究和实际工作能力。 主干课程: 电路分析基础、信号与系统、模拟电路基础、数字逻辑设计及应用、微型计算机系统原理及接口技术、电力拖动自动控制系统、嵌入式控制系统等。 主要实践教学环节 1.实验:电机与电拖自动控制实验、电机的微机控制技术实验。 2.上机:软件技术基础上机、单片机原理及应用上机。 3.课程设计:电路分析基础课程设计、电力拖动自动控制系统课程设计、电力电子技术课程设计、电机拖动与PLC控制系统课程设计、供配电课程设计、二维精密伺服系统设计课程设计。 4.实习实训:基础工程训练、电工电气技术实训、电装实习、生产实习、综合课程设计、毕业设计等。 2.2 麻省理工学院工程学院电气工程与计算机科学系( Department of Electrical Engineering and Computer Science,School of Engineering,MIT) 使命: 电气工程与计算机科学系的首要使命在于培养学生。发展创新技术、思维及实践并培养能够处理世界复杂问题的创新型领导。 本科生教育目标 1.提高学生电气工程与计算机科学必要的数学工具、基础科学和基础知识的应用能力。 2.发展学生对电气工程与计算机科学的专业理解以便为未来就业做好准备。 3.发展学生对社会、工商业、技术以及人类生存环境的重要性的理解,以便产品设计的程序符合实际需要。 本科生学习结果 1.基础:了解科学与工程的基础, 并能够加以应用。 2.广度:熟悉包括电气工程(EE)和计算机科学(CS)基本要素在内的多种重要的技术领域。 3.深度:运用电气工程领域的V1- 1课程计划、计算机科学领域的V1- 3课程计划、以及这两个领域的V1- 2课程计划的一种或多种专业方向全面的知识。 4领导能力:在EE 和CS 设计和发展所面临的更大的挑战背景下的鉴别能力。 电气工程学士学位( BSEE) 课程计划的教育目标 必修课与选修课的结合确保学生在电路、数字系统、电子设备、电磁以及线性系统等专业领域获得一个宽广的知识基础。 BSEE课程计划的目标 BSEE 课程计划使学生在毕业后为取得以下职业和专业成就做好准备: 1.通过设计、产品开发、研究、生产、咨询测试、销售以及管理等技术性作业来练习电气工程。 2.熟练使用现代化的设计工具。 3.参与和提供由多种专业和文化背景的个体组成的团队的领导。 4.掌握有效的书面和口头沟通技能以传递信息、表达观点。 2.3 斯坦福大学工程学院电气工程系( Department of Electrical Engineering,School of Engineering,Stanford University) 使命 本科课程计划的毕业生被要求掌握电气工程的基础知识和至少一门专业领域的知识。毕业生被要求具有基本的实验、设计和沟通能力以便为研究生阶段的继续学习做好准备, 或者为要求掌握电气工程、科学与技术的一门基础知识的初级岗位做好准备。 教育目标 1.技术知识: 提供电电气工程原理的基础知识、必要的计算支撑知识、工程基础、数学和科学。培养计划必须至少包括一个有深度的专门领域, 当前包括计算机硬件、计算机软件、控制、电子、场与波、通信与信号处理。 2.实验室与设计技能: 培养进行和设计实验方案需要的基本技能,培养简述问题与描述方案的能力, 培养采用先进技术知识和技巧, 规划求解方案的过程的能力。 3.交流技能: 培养组织编撰报告的能力, 用英文进行写作和演讲的能力。 4.为深造打基础: 为后续研究生、或终身成功学习准备足够宽深的知识。 5.为就业作储备: 培养适应很多不同职业岗位的技能和品质, 包括经济头脑、道德规范、领导能力、专业组织能力、安全意识、服务态度、协作精神等。 电气工程本科课程改革趋势 本科新课程主要变化: 在2- 3 年级采用一组由6 门课程组成的核心课程, 为学生在7 个EE 分支学科从事高级学习提供一个基础。通过将必要的链条扁平化, 作为高年级学生, 学生能够从一个更广泛的高级课程中进行选择。 3 电子信息与电气学科专业教育基本特点比较及分析 从以上学校介绍及分析可以看出: 总体来说,国外的电气课程具有如下特点: (1)教学体系呈现百花齐放的态势,教学内容涵盖面广。 (2)在所分析的几所美国大学里, 在同一学院, 不同学科的低年级学生在同一基础平台上接受相同的教育, 淡化专业方向, 这有利于培养学生宽广的知识面并使其就业途径更加多样化。 (3)各校该学科专业的使命和教育计划都强调厚基础, 重视学生解决实际问题的能力、理论与实践相结合的能力、创新能力、终身学习的能力、有效沟通和交际的能力以及人文和社会科学素养的培养和提高, 重视学生个性的和谐发展年, 重视专业教育与道德教育的结合。 在教学内容和教学方式上,国外大学有很多值得我们借鉴的地方。在教学内容上,必须强调抽象方法的应用,这对于学生理解分析方法和建立实际器件和电路的概念都会有帮助。我国的教学内容遵循比较完整的经典理论体系,近年来在更新知识体系与内容方面做了一些工作,但是在反映新技术新方法、紧密联系快速发展的电子技术方面仍显得不足。 国外的教学组织和管理运行机制与国内最根本的区别在于:国外的教学是以学生为主导的,在学习知识的过程中,学生的主动性、自觉性和自律性更强,国外高校的学分制体系和学生的高淘汰率,保证了较高标准的教学水平。 故我校可以参考以下建议进行改进 1.关于课程教学方法 实现从单一传授知识向综合能力培养转变;实现从重教轻学向以教师为主导以学生为主体转变;充分利用计算机技术和网络技术为教学服务;使课程网站和课程教学紧密结合,加强好课件的使用交流。 2.关于课程实验教学内容 目前,各个学校都十分注重对学生动手能力的培养,在课程中加强实践性教学环节。应加强工程实践内容,增加综合设计性和研究性实验。 3.关于教材建设 在广泛吸取国外教材成功经验以及总结我国教材建设经验的基础上,建议各高校根据人才培养目标的定位和实际需要,编写一些更具特色的教材。 由此,只要我们深入学习并结合本校实际情况,认真分析并学习国内外名牌高校的优势所在,加强师资建设、对课程设置进一步优化、提高学生实践学习时间,就一定能够培养出知识面宽、基础扎实、能力强、素质高的大学本科毕业生。 电气科技论文:华映科技、森源电气岁末尾盘急拉超5%疑为华商、泰达宏利为做净值影响股价 每逢岁末,基金为争夺排名而采取“小动作”已是业内公认的事实。2013年同样如此。记者注意到,在2013年最后一个交易日的最后几分钟,一些股票出现明显的异动,分析人士认为,这不排除部分基金为了争夺年度排名而刻意拉升股价。其中,可能涉及操纵股价的行为。 比较典型的一个案例是华映科技(000536)。集合竞收盘价,成交190.8万股,成交额达5150万元,这一金额占全天成交总金额的70%。 记者注意到,截至2013年三季度末,该股前10大流通股东中,包括华商基金三只公募产品,合计持股超过2000万股。显然,华商基金是华映科技尾盘股价大幅拉升的最大受益者。有分析人士表示,华映科技是华商基金旗下多只产品的重仓股,而该股流通股本较小,成交量稀疏,比较容易控制,不排除是华商基金为做净值刻意为之。 值得注意的是,在华映科技的前十大流通股东中,还包括甘肃省信托有限公司及旗下一只阳光私募产品,而甘肃省信托有限公司与华商基金大股东华龙证券均为甘肃省国资委参股的金融机构。 类似岁末尾盘股价拉升的现象还出现在森源电气(002358)中,同样是最后的收盘集合竞价突然拉升超过5%。而该股最大受益主体则是泰达宏利基金,其下三只产品合计持股超过2400万股。其中,泰达效率优选持仓数量最高,超过1600万股。 对于记者的质疑,泰达宏利基金一位工作人员反问记者,“泰达宏利效率优选基金在90只同类产品中排名20,操纵一个股票,对排名能有多大帮助?” 记者按照2013年三季度泰达效率优选基金持有森源电气近10%的仓位测算,上涨5%对基金净值的影响大约为0.5个百分点。而泰达效率优选基金12月31日的净值上涨0.35%,在该公司三只混合型基金中当日涨幅最高。如果扣除森源电气异动的影响,该基金当日净值很有可能是下跌的。 “我们真正操盘的人都看得出来,这种股价异动显然就是基金为了做净值的行为。”一位私募基金经理向记者表示。 业内人士认为,如果证实此类尾盘拉升股价行为确系基金所为,则有操纵股价的嫌疑。当然,基金为了避嫌,未必是通过持仓较重的公募产品直接拉升,不排除通过专户资金甚至一些隐秘的关联账户进行操作,这也给监管部门的认定带来难度。 电气科技论文:大学生科技创新电气技术实践平台建设的研究 摘 要:针对目前国家对电类科技人才科技创新能力的需求,分析了高校电类大学生科技创新中存在的问题,提出了通过开放现有电类实验室资源、设计独立的电气创新实验室、整合教师资源,建立电类教师创新团队等多种措施建立能够提高学生科技创新能力的电气技术科技创新实践平台。 关键词:科技创新 电气技术 实践平台 建设创新型国家,提高自主创新能力,是我国发展战略的核心和提高综合国力的关键。到2020年,我国要进入科技创新型国家行列。为了能够实现这一目标,关键要靠培养具有创新能力的人才。高校是培养人才的重要基地,高校的科技创新在我国的科技创新中占据着非常重要的地位,高校的大学生科技创新能力的高低直接决定着我国国家人才科技创新能力的高低,促进和发展我国高校的科技创新能力是促进和发展我们国家科技创新能力的必然需求。同时,提高高校的科技创新能力也是高校和大学生自身发展的必然要求。正因如此,各个高校正在积极努力的通过组建各种形式的大学生科技创新平台和大学生科技创新团队来提高大学生的科技创新能力和团队协作能力,培养具有科技创新能力的科技创新型人才。但由于各种原因,目前高校对大学生科技创新能力的培养还存在着这样或那样的问题,本文从电类专业的角度出发,研究了电类学生在科技创新中存在的问题,并提出了建设电类专业学生的科技创新电气技术实践平台的具体措施。 1 电类大学生科技创新存在的问题 1.1 参与科技创新的认知不够、积极性不高 学生由于对国家发展的认识不是很深入,对国家需要什么样的人才理解不是很透彻,又由于很少在社会上实践,对企事业单位需要什么样的人才也知之甚少,所以对大学生科技创新活动的参与积极性不是很高。大部分学生都侧重于课本上的学习,没有充分的认识到科技创新能力对自己将来的发展起着决定性的作用,没有认识到通过大学生科技创新活动可以培养他们的发现问题、思考问题、解决问题的能力,没有认识到通过科技创新可以提高他们团队协作能力。 1.2 学校对科技创新的宣传、组织力度不够 通过调查发现,很多高校的大学生在校期间不知道学校有没有科技创新的活动安排,有没有创新活动的场所,国家、省里有哪些科技创新竞赛活动,这充分说明了学校对大学生科技创新的宣传力度不够。有些高校仅仅让少数人参与国家或省里的一些竞赛活动,或以创新小组的形式进行小范围的科技创新活动,这使得科技创新的成果有限,也无法让绝大多数同学参与其中。 同时,高校在大学生科技创新活动的组织方面,缺乏对学生和老师的激励机制,对学生激励机制的缺失就不能肯定学生的科技创新能力。对教师激励制度的缺失使得教师对学生科技创新精力投入不够。 1.3 科技创新实践资源有限 目前的高校实践教学体制都是以班为单位,实践教学也全是配合着每门课程理论教学进行实验,在实验过程当中,验证实验教学占据着实验总量的绝大部分。学生做完实验,实验室对学生关闭。此种教学方式在一定程度上加深了学生对理论知识的理解,但对学生科技创新的培养意义不大。有很多高校目前都没有为科技创新的学生配置专业的实验基地、场所和教师。学生及使有参与科技创新的想法也无从下手。 2 大学生科技创新电气技术实践平台建设措施 对于电类学生来说,如果要提高科技创新的能力,除了要有深厚的理论知识体系之外,同时还要实时的参与到科技创新活动中去,因此就必须建立一个良好的电气技术实践平台。如何建设一个良好的电气技术科技创新平台,如何让学生在这个平台上够发挥主观能动性和创造性,提高自身的科技创新能力,一些建设措施必不可少。通过参加多年的学生科技创新活动,我们认为建设一个良好的电类科技创新平台应该有以下几方面措施。 2.1 对科技创新学生开放现有电类实验室资源 以某高校为例,该校电信学院电类专业一共有四个,即通信、电子、自动化、建筑电气。每个专业都有若干个与专业课程相配套的实验室。目前,每个实验室在保证正常的实验教学之外,平时都向学生开放,在业余时间学生如果对自己所做过的实验或有新的想法和思路都可来实验室进行设计并调试,通过这种方法不仅使学生参与科技创新的人数大大增加,同时对提高他们对所学理论的认识也大有好处。这也充分利用了实验室资源,避免了浪费。 2.2 设计独立的电气创新实验室 科技创新能力的培养如果只通过现有实验室的开放还不能满足要求,如果提高科技创新能力就必须亲自设计科技作品,而现有的教学实验室还不能满足学生制作各种科技创新作品的要求,这就要求学校能够提供制作科技作品的创新实验室。创新实验室除了提供场地外,还需要有相关的仪器设备。比如:计算机、电子示波器、频谱分析仪、万用表、操作台等各种相关设备。创新实验室要以学生创新为中心,以培养学生的创新能力和创新思维为重点,着重提高学生的各种创新精神,使学生通过创新实验室这个平台能够创作出优秀的科技作品,为他们将来能够成为一名优秀的科技人才打下坚实的基础。 2.3 整合教师资源,建立电类教师创新团队 学生本身由于接触专业的实间不长,对专业的认知不是很深刻,科技创新能力不强,尤其是电类的学生,专业要求素质较高,制约因素较多。为了尽快的提高学生的科技创新水平,高校应该以专业为单位设立教师科技创新团队,以教师引领学生,科技创新团队里面的老师应当具有丰富科研经历,能够把握本学科的发展方向,具有责任心和创新能力及意识,能够理论联系实践,具有较强的动手能力和知识面,具有团队精神。能够帮助和指导学生独立思考,因材施教。高校里面的每个专业都会有科研项目的老师,有科研项目的老师可让学生参与到科研项目当中,比如项目的设计、安装、调试,让学生参与一些实际的科研工作,学生在助研的过程中无形的就提高了科技创新能力和水平。负责科研项目的老师定期的与学生进行交流,讨论一下学生们近期学习了什么,什么方面还有问题,哪些方面还需要提高,应该往哪个方向发展等等。 2.4 建立创新评价体系和创新基金 完善的创新评价体系是学生科技创新持续发展的重要保障,创新评价体系要以公正、公平、公开为原则,通过创新评价体系积极有效的引导大学生参与到科技创新活动上来。通过完善的体系充分发挥学生科技创新的积极性和主动性。做到奖惩合理,对认真研究,积极参与,科技创新能力强的同学给予表彰和奖励。对有违科技创新精神的人给予批评教育或处罚。在有完善的科技创新评价体系的基础上,为了更好的调动学生的积极性和参与热情,保证大学生科技创新项目的顺利开展,学校应给予适当设立创新基金。 2.5 让学生多参加电子设计竞赛和电类科技创新大赛 为了检验本校学生科技创新能力的高低,为了提高学生科技创新的热情和科技创新的深度,学校要鼓励学生积极参加国家和省里的各种电子科技创新大赛,学生通过多参加竞赛才能提高发现问题、思考问题、分析问题、解决问题的能力,发现自己与别人的差距,提高科研活动的能力,学生通过参加科技竞赛能够提高团队合作能力。 2.6 实践与日常教学相结合 学生科技创新能力的培养不仅仅要通过制作科技作品,还要与平时都教学相结合,教师在传授理论知识的同时将科技创新理念传输给学生。在课程设计、生产实习、毕业设计过程中体现科技创新内容,使得科技创新能力的培养体现在平常教学都方方面面。 3 结论 科技创新是推动国家科技实业能够健康发展,提高科技管理水平,促进科技资源优化配置的重要保障和手段,高校作为培养人才基地,应努力的培养出具有科技创新能力的人才。电类专业人才的培养有自身的规律和特点,高校为了能够培养出优秀的电类人才,就需要建设电气技术实践平台来满足科技创新要求。本文通过描述对科技创新学生开放现有电类实验室资源、设计独立的电气创新实验室等几方面措施提出了电类学生电气技术科技创新实践平台的建设思路。这对每所高校培养优秀的科技创新人才具有重要的指导意义。 电气科技论文:克拉玛依市西南科技园区保障性住房工程电气控制性详细规划 摘要:根据周边电力和通讯现状,结合本次建设用地使用性质,提出电力和通讯工程外配套系统构成框架。 关键词:变电站;用电需求预测;电压等级;10kV电网;开闭所;环网供电;电缆排管及通信管道建设;报警系统联网;通信配线光缆线路;小区监控系统。 一、概况 克拉玛依市西南科技园保障性住房工程位于西南科技园区内,经三路南北穿过建设用地。根据《新疆油田公司“十二五”发、供电专项规划》和《克拉玛依市城市供电专项规划(2011-2020) 克白城镇组群》,该项目所在区域用电属于文体中心110kV变电站供电范围,配电电压等级须采用10kV。文体中心110kV变电所站计划2014年投运,容量为2×50MVA,两路110kV电源均引自克拉玛依220kV变电站。变电站站址选在纬四路与经三路交叉口东北侧,距纬四路约30m,距经三路约30m,位于本次项目南北2大地块区域的地理中心位置,经三路东侧拟建有电缆排管。 二、 用地规划布局 克拉玛依新居住区二期用地由居住用地、道路广场用地、绿化用地、公共服务设施用地等构成。 三、 电力工程外配套系统说明 3.1、 用电需求预测 用电需求预测采用单位建筑面积负荷密度及需要系数法进行预测。 根据本次规划所提供的用地功能及相关控制指标,采用单位建筑面积负荷密度法,指标参考《城市电力规划规范》(GB50293-1999),考虑克拉玛依城市发展的实际情况,取值取中间值。根据规划中各地块的用地功能、建筑面积、用电指标,该区域计算负荷为4.028MW。 3.2、电压等级 本区域内为三类建筑,用电负荷等级为二级和三级。根据城市总体规划和建设用地区域内实际情况,规划电压等级为10/0.4kV两级供电网。 3.3、 供电电源 文体中心110kV变电站建成后,由变电站引2条10kV电缆线路为西南科技园保障性住房区域提供10kV供电电源。10kV电缆采用(ZRB-YJV22-8.7/15kV 3×240)型,载流量为349A,单条电缆供电能力约5.7MW。在建设用地用电负荷中心设2座开闭所(1#、2#)作为南、北2个地块10kV电源引接点,开闭所采用2进8出结构。其中1#、2#开闭所及其有关线路由供电部门提供,不在本工程建设范围之内。 3.4、 10kV配电网构成 根据该负荷分布情况,设置10kV开闭所4座。单个开闭所最大供电负荷为4000~10000kW,服务范围半径宜控制在250-500米。 开闭所采用手拉手式环网接线方式。环网供电闭环设计,开环运行。开环点根据实际负荷确定。一个电源故障时,开环闭合,由另一路电源供电,每环可带负荷约3000-5000kW。 本区10kV配电线路全部采用电缆穿管敷设,电缆穿管拐弯、分支及直线段每隔80m设电缆井一处。主干电缆采用ZRB-YJV22-8.7/15kV 3x240型,分支干线电缆采用ZRB-YJV22-8.7/15kV 3x120型。 3.5、低压配电电网构成 按地块建设10/0.4kV箱式变电站,变压器容量不大于630kVA,负荷率不大于85%,变电站供电半径不超过250m~300m。小区内路灯采用专设箱变三相供电,微电脑自动控制,节约电能,光源以节能光源为主。低压接地系统采用TN-S系统。低压电缆均采用直埋敷设方式敷设。 地下车库、大型公建等应预留10kV变配电设施用房,并满足有关技术指标要求。需独立占地的10kV变配电设施应结合周边环境统一设计,在保障安全运行的前提下做到美观协调。 3.6、变压器设置 地块B内拟设置住宅用箱变1座,变压器容量为630kVA*2;拟设置商业用箱变1座,变压器容量为400kVA*2。 地块F内拟设置住宅用箱变1座,变压器容量为630kVA*2(含商业)。 地块G内拟设置住宅用箱变1座,变压器容量为630kVA*1。 地块H内拟设置住宅用箱变1座,变压器容量为630kVA*2。 地块I内拟设置住宅用箱变2座,变压器容量为630kVA*2。 地块J内拟设置住宅用箱变1座,变压器容量为500kVA*2;拟设置商业用箱变1座,变压器容量为500kVA*1。 地块K内拟设置住宅用箱变1座,变压器容量为630kVA*1,拟设置商业用箱变1座,变压器容量为400kVA*1。 地块L内拟设置住宅用箱变1座,变压器容量为630kVA*2;拟设置商业用箱变1座,变压器容量为500kVA*1。 3.7、节能与环境保护 箱式变电站10/0.4kV变压器采用S11型变压器,较之目前的S9系列变压器的空载损耗还要降低30%,更适合于负荷波动大、平均负荷率低的地区。 采用高效节能光源免维护照明灯具和微电脑自动控制设备,推广绿色照明工程,可降低照明负荷及用电量。 小区内配电变压器及配电开关采用无油化、低噪声、材料可回收的设备,以减少对环境的破坏和影响;采用电缆埋地敷设,避免了树线交叉,减少了电磁干扰和污染,增加了绿地面积,协调并美化了环境。 3.8、供电设施保护 埋地电缆深度为0.8-1.0m,其线路两侧各0.75m所形成的两条平行线内的区域为保护范围。 3.9、 主要工程量及设备 1)10kV开闭所:4座; 2)箱式变电站:13座; 3)10kV电缆线路:6.5km; 4)0.4kV电缆线路:35km。 3.10、问题与建议 本项目所在区域目前为枢纽110kV变电站6kV出线供电。根据《新疆油田公司“十二五”发、供电专项规划》和《克拉玛依市城市供电专项规划(2011-2020) 克白城镇组群》规划原则,本项目所在区域用电属于文体中心110kV变电站供电范围,配电电压须采用10kV等级。目前文体中心110kV变电站处于初步设计阶段还未批复,本次项目须和文体中心110kV变电站同步实施,才能满足本项目所在区域供电需求,故建议加快文体中心110kV变电站的建设进程。 四通信部分外配套系统说明 4.1范围 外配套通信系统设计内容包括火灾报警系统联网设计、通信配线光缆线路设计、小区监控系统设计、电梯应急电话系统联网设计以及居住区内的通信管道建设等。 4.2设计原则 根据居住区的实际特点和需求出发,本着技术先进,经济合理的原则,利用已建成的通信系统现状,综合考虑其语音及今后各类弱电系统需求,提出科学合理、可实施的通信系统方案,满足居住区内各单体建筑的语音和数据业务的需求,坚持统筹规划,合理利用资源,优化网络结构,达到最佳的系统性能价格比。 表10通信管道需求表 4.3通信系统内容 (1)语音通信系统部分 建议在居住区居中位置新建一座约240m2的通信机房,机房配线架设备配置按居住区内总用户量考虑,其余通信设备由各家运营商自行负责实施。 (2)有线电视部分 因居住区用户量大,建议考虑有线电视局站1座,从新建电视局站引主干光缆至各小区光接点箱。 (3)小区视频监控系统 在小区的主要道路口设置室外一体化摄像机,视频监控主机均安装在各区门卫室内,由门卫保安负责监控系统的管理。 (4)火灾报警系统 高层住宅建筑设置有火灾自动报警系统,其火灾报警系统线缆均由就近门卫室火灾报警系统主机引来。各小区均由门卫保安负责其火灾报警系统的管理。 (5)电梯应急电话系统部分 火灾报警系统内含有消防应急电话总机,消防应急电话可满足电梯内应急电话的要求,故将消防应急电话与电梯应急电话两套系统合建共用。 (6)通信管道部分 在小区主干道上建设6孔主干塑料通信管道,并与小区外已建通信管道连通;在分支道路下新建2~4孔分支塑料通信管道,为各通信运行商以及物业公司的光电缆的敷设及维护提供便利。 (7)光电缆敷设方式 室外光电缆均穿新建通信管道敷设,无管道处穿钢管埋地敷设。 结束语 大型住宅小区一般按二级负荷供电,用电负荷中心设中压开闭所,采用环网接线形式,环网平时开环运行,每环可带负荷约3000-5000kW。小区适当位置设置箱式变电站,不占建筑面积。箱变内中压侧采用单母分段接线,变压器采用2台,容量不超过630kVA,满足二级负荷供电要求。中压电缆采用排管敷设方式,至建筑单体和小区道路照明低压电缆采用直埋地敷设方式。 电气科技论文:电气系统自动化科技的研究及革新 摘 要:本文结合自己的工作现实经验,针对全控型电力电子开关、变换器电路、交流调速控制、通用变频器、单片机、集成电路及工业控制计算机的发展几方面论述了电气自动化在电力体系中的运用。 关键词:电气自动化;科技;设计思想;将来发展 1 前言 文章经过论述电气综合自动化体系的性能,讲述了当下电气自动化掌控体系的规划理念(以发电厂为例子),展望了将来电气自动化掌控体系的发展态势。设备智能化水准的提升促使对现场设备情况的精确掌控变为可能,通讯科技的发展则为大容量的数据传输提供了平台。在工业自动化领域,基于Pc的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的采纳。 2 电气自动化控制系统的设计理念 2.1集中监控方式 这种监控办法优势是运营维护比较便捷,掌控站的防护准求不高,系统规划比较简单。但是因为集中式的主要特征是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理,处理器的任务相当繁重,处理速度受到影响。由于电气设备全部进入监控,伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加,投资加大,长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时,?隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线,由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位,造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂,查线不方便,大大增加了维护量,还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。 2.2远程监控方式 远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、节约材料、可靠性高、组态灵活等优点。由于各种现场总线(如Lonworks总线,CAN总线等)的通讯速度不是很高,而电厂电气部分通讯量相对又比较大,所有这种方式适合于小系统监控,而不适应于全厂的电气自动化系统的构建。 2.3现场总线监控方式 目前,对于以太网(Ethernet)、现场总线等计算机网络科技已经普遍应用于变电站综合自动化系统中,且已经积累了丰富的运行经验,智能化电气设备也有了较快的发展,这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性,对于不同的间隔可以有不同的功能,这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外,还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I/0卡件、模拟量变送器等,而且智能设备就地安装,与监控系统通过通信线连接,可以节省大量控制电缆,节约很多投资和安装维护工作量,从而降低成本。另外,各装置的功能相对独立,装置之间仅通过网络连接,网络组态灵活,使整个系统的可靠性大大提高,任一装置故障仅影响相应的元件,不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。 3 探讨电气自动化控制系统的发展趋势 3.1 OPC(OIJEforProcessControl)科技 OPC(OIJEforProcessControl)科技的出现,IEC61131的颁布,以及Microsoft的Windows平台的广泛应用,使得未来的电气科技的结合,计算机日益发挥着不可替代的作用。IEC61131已成为了一个国际化的标准,正被各大控制系统厂商广泛采纳。Pc客户机/服务器体系结构、以太网和Internet科技引发了电气自动化的一次又一次革命。正是市场的需求驱动着自动化和IT平台的融和,电子商务的普及将加速着这一过程。Internet/Intranet科技和多媒体科技在自动化领域有着广泛的应用前景。企业的管理层利用标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据,也可以对当前生产过程的动态画面进行监控,在第一时间了解最全面和准确的生产信息。虚拟现实科技和视频处理科技的应用,将对未来的自动化产品,如人机界面和设备维护系统的设计产生直接的影响。相对应的软件结构、通讯能力及易于使用和统一的组态环境变得重要了。软件的重要性在不断提高。这种趋势正从单一的设备转向集成的系统。 3.2 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,而交流变频船动则是交一直一交变频器。当电力电子器件进入第二代后,更多是采用PWM 变换器了。采用PWM方式后,提高了功率因数,减少了高次谐波对电冈的影响,解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。 但是PWM 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。 1986 年美国威斯康星大学 Divan 教授提出谐振式直流环逆变器。传统的逆变器是挂在稳定的直流母线上,电力电子器件是在高电压下进行转换的‘硬开关’,其开关损耗较大,限制了开关在频率上的提高。而谐夺式直流环逆变器是把逆变器挂在高频振荡 过零的谐振路上,使电力电子器件在零电压或零电流下转换,即工作在所谓的‘软开关’状态下,从而使开关损耗降低到零。这样,可以使逆器尺寸减少,降低成本,还可能在较高功率上使逆变器集成化。因此,谐振式直流逆变器电路极有发展前途。 3.3 交流调速控制理论日渐成熟 1971年,德国学者F.Blaschke阐明了交流电机磁场定向即矢量控制的原理,为交流传动高性能控制奠定了理论基础。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耦开来,分别加以控制。这种解耦,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。 1985 年德国鲁尔大学的 Depenbrock 教授首次提出了直接转矩控制的理论,接着 1987年又把它推 广到弱磁调速范围。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 一 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。它省掉了复杂的矢量变换与电动数学模型的简化处理,大大减少了矢量控制中控制性能参数易受参数变化影响的问题,没有通常的 PWM 信号发生器,其控制思想新颖,控制结构简单,控制手段直接,信号处物理概念明确,转矩响应迅速,限制在一拍之内,且无超调,是一种具有高静动态性能的新型交流调速方法。 结束语 电气系统自动化科技的研究对于水利的进步有着非常重要的意义,只有不断的革新电气系统才能够更好的为水利建设服务。
自动控制理论论文:基于控制系统分析的自动控制理论课程建设及实践 [摘要]自动控制理论课是电类专业的基础课程,在课程设置和学生培养中占有重要地位。利用控制理论基本思想,指导该课程的建设过程,分析了教学过程的系统构成特性、制约因素及相应的解决方法。通过多年的教学实践,取得了较好的教学效果。 [关键词]自动控制理论;系统分析;反馈;课程建设 0 引言 深化教学改革,提高教学质量,强化素质教育是当前高等学校教改的重要主题,而更重要的是教育思维模式的更新与变革。 所谓“教有法无定法”,但每位肩负“传道、授业、解惑”职责的教师都希望收到事半功倍的效果。在专业课自动控制理论多年的教学工作中,笔者也在不断理解社会发展变革对其的新要求,调整具体的授课思路与方法,摸索新的教学策略。本文将控制理论恰当地应用到自动控制理论教学之中,采取反馈控制手段,在教学实践中,有效地提高教学质量。 1 课程特点及控制系统结构 自动控制理论课程是电气类、机电类专业的一门理论性很强的专业基础课,在学生培养过程中占有重要的地位,一般都在大学三年级第一学期或第二学期开设。这门课有其自身的特点,如知识系统连接较为紧密、计算性强、作图方法多;课程中知识点多且抽象,而且对数学基础要求较高,涉及到的数学知识包括高等数学、线性代数、积分变换、复变函数等;与工程实际联系较为紧密。在教学中必须要遵循由浅入深、从易到难的规律,对先修课程应有一定程度的理解,并在此基础上以系统的、整体的观念实施教学。 控制系统按照有无反馈可分为开环系统和闭环系统。开环系统输出量对系统的控制量不产生影响,即信息单向流动;而闭环系统中,不仅存在着输入对输出的前向控制作用,输出同时对输入产生反向的影响,即在系统中,信息形成双向闭合回路。反馈控制是一切闭合系统自动控制的精要所在,任何系统只有根据反馈信息才能比较、纠正和调整它发出的控制量,从而实现对被控对象的有效控制,达到预期的目的。 在教学过程中,教师与学生之间的“教”与“学”的过程显然不能用单向信息传递来描述,否则授课与教育的过程变成了被动的接受过程。而一直强调的互动与调研正是信息的双向交流,也就是反馈控制的应用。如何正确地应用反馈控制理论,合理地设置反馈环节和控制环节,以提高课堂效率、提升教学质量,正是要讨论的问题。 2 课程建设中的系统结构分析与对策 下面结合控制系统的一般分析与设计过程和自动控制理论的教学实践来分析教学的各个环节,运用控制理论制定对策,指导教学过程。 2.1 被控对象分析和目标制定 控制系统设计首先是要掌握被控对象的特点,抓住主要矛盾,进而制定明确而又实际的控制目标。过低的目标失去了控制调节的意义,过高的目标又会增加控制成本。作为授课教师,面对的研究对象是自动控制理论课程和学生(称为基本被控对象),目标是合理地利用课上及课余时间让学生在短时间内掌握基础知识,提高应用能力;而作为教学管理者,其研究对象是包括教师和基本控制对象在内的广义被控对象,目标是排除多方面干扰的影响,适应社会发展的需要,合理利用教学资源,培养具有较强竞争力的学生,同时打造具有鲜明特色的专业课程。 由于课程开设在公共基础课之后,大多学生在先修课程中习惯了定量化、精确化的分析方法,而疏于用物理概念进行系统定性分析,特别是如何针对实际系统存在的问题,采取相应的分析和设计更是他们在学习方法上的薄弱之处。自动控制理论课程定性分析与图示解释较多,在传统的教学过程中,一般都是按照教材的自然顺序按部就班地进行讲解,并且课堂授课中,教师需在黑板上做大量的数学分析推导,绘制大量的曲线,因此课堂教学往往是索然无味的公式推导、定理证明和手工绘图。在实验教学环节中验证型实验多,设计型实验少,甚至存在“一键式”实验,这样难以锻炼学生的设计能力,对于学生自学能力的培养、设计能力的开发都存在着极大的阻碍作用。 对授课具体内容而言,自动控制理论主要研究的负反馈系统,包括系统的分析和设计两大方面,理论知识学习的目的是系统设计,而系统分析是设计的基础。分析与设计都是围绕稳定性、快速性和准确性三方面展开。分析方法主要是时域分析法、根轨迹法和频域分析法,分别从时域、复域、频域等不同的角度分析同一个控制系统,但最终归结于时域性能分析。 由此就清楚地勾勒出研究对象的轮廓,在这个基本轮廓之下展开教学,根据课程、学生及教师的特点,抓住了课程的关键,用统一的思想将课程内容融会贯通,教、学、辅联成一体,有助于学生加深对学习目的的认识,掌握知识体系,提高学习效率,同时也有利于管理者从整体上把握课程建设。这正是控制理论系绕性观点的体现。 2.2 反馈环节设置 反馈是控制理论的基础和精要所在,任何系统只有通过反馈信息,与预先设计的目标进行比较,利用二者形成的偏差不断调整,才能产生有效的控制,形成一个信息传递的闭合回路。没有反馈信息的非闭合回路或者反馈信息过于粗糙甚至错误的闭环系统,都不可能实现预期控制。 在教学实践中,反馈监测点的设置和反馈信息的提取与处理应遵循点面结合的原则,即既要考虑与多个控制目标(学生培养、教师队伍、课程建设)相关的评价指标的设计,又要兼顾评价、反馈量提取的可行性,同时要重点关注制约控制效果的关键点,并在反馈信息综合中加以不同权重。对于反馈信息的获取主要通过3个方面,如图1所示,并形成三环反馈控制,及时调整教学中出现的各种偏颇。 内环反馈信息来源于课堂教学。教师在充分备课、清晰讲解的基础上,加强和学生的互动与交流,收集学生对该课程的反馈信息,及时对课程教学进行调整。课堂学生反应最能直接地体现教学效果,可以通过观察学生的目光、给出适当的提问、采取启发式与联想式讲解、提供一定的讨论和练习等不同方式来收集学生的反馈信息。根据控制理论,内环反馈控制对于系统的调节最为直接,因此授课教师应采取多种手段,激发学生的学习兴趣和参与意识,给学生创造一个相对轻松的心理环境,以便更多地获取真实反馈信息,使课堂信息由单向传递变成双向传递,形成闭环调节,提高课堂效率。中环反馈信息来源于学生定期的网上评教和教学督导意见。发挥网络平台作用,通过设置学生信息反馈平台和网上评教系统,鼓励学生将自己在学习过程中遇到的问题、对各个教学环节的意见和建议反馈给教研室或者教师本人。同时结合教学督导的意见,对授课过程加以优化。外环反馈信息来源于最终的考试成绩以及课程结束后的教学研讨。尽管考试成绩不能说明一切问题,但通过考试过程及试卷分析,可以发现学生在学习该课程中存在的共性问题;通过教学形势分析和教学方法研讨可以掌握社会知识需求,同时达到取长补短的目的。 2.3 干扰分析 控制系统中,干扰不可避免,并且直接影响控制效果,因此干扰抑制问题是控制系统分析的一个重要内容。在控制理论中通常可以采用预测和补偿的方法削弱其对输出的影响。在这里,需首先分析干扰及不确定因素的产生。在该系统中,人(教师、学生、管理者)是主要的系统组成部分,个人的差异性,必然导致信息传递过程中的不确定性。如,学生基础知识、教师知识结构与研究兴趣、反馈信息的客观表现、管理决策的执行差异等等都是客观存在且随机变化的。应重点关注整体的不确定,并做好相应的“补偿”准备。首先了解学生预备知识的掌握情况,是否需要补偿。课程中涉及到的数学知识很多,如积分变换、拉普拉斯变换、复变函数等等,但所需知识点相对较孤立,因此可以利用较短时间进行“突击培训”。实践证明,适当的“基础知识补偿法”对于课程重点、难点的讲解具有良好的辅助作用,教师和学生都减轻了压力;其次是课堂干扰补偿。课堂上的互动是必要的,既可以调节课堂气氛,又有利于信息的双向沟通。但不能以点带面,让片面的反馈信息占据主导地位。课堂上提问式讲解,教师总是希望得到正确的回应,但不可将个别回应作为学生全面掌握知识的反馈信息。因此要剔除这种期待已久的“特殊喜讯”,注意观察大部分学生的反应和课堂情绪,排除干扰;第三是排除评价干扰。来自学生、督导、同行等方面的评价是系统中重要的反馈信息,为避免个别的不公正评价,需设置信息过滤机制,过滤掉带个人感情成分的“奇异值”,对来自不同方面的反馈信息加权处理。当然这个过程应以学生反馈信息为主,其他方面反馈为辅;最后是执行干扰补偿。在一个完整的教学计划执行过程中,教师是策划者和执行者。但教师水平、教学经验甚至责任心的差异,都可视为一种干扰,都可能影响教学效果。因此适当的教学示范课、教学基本功训练、定期的教研组讨论、教学方法交流都是必要的补偿方法。 2.4 控制调节制定 控制调节主要考虑两方面:一是教师的作用,二是教学管理者的作用。 教师方面。强调信息的双向流动,要达到学生掌握教师传授的知识、方法这一目的,因此教师应该成为驾驭课堂、掌控知识的角色。授课教师要精心设计每堂课,特别是绪论的讲解。作为控制论的入门课程,必须要让学生在首次接触课程的同时,将一个异常开阔的视野展示在他们面前,而不是让其产生这仅仅是公式推导、纯粹理论堆积的错觉,进而刺激学生求知、探索的兴趣和激情。鲜活生动的应用实例,具体的视频展示是冲击和震撼学生这种发散思维的最好手段。需要摒弃传统教学中发展历史的简单罗列,取而代之的是声情并茂的图文、视频展示,既融入了大量专业信息,又激发学生的兴趣,取得了事半功倍的效果。此外,通过适当的教学经验交流、教学方法讨论,使每位任课教师在熟知教学内容的基础上,培养教师运用适当方法,调控课堂气氛,激发学生热情的课堂应变能力。 管理者方面。教学管理者除关心教学效果外,更要关心如何打造一门精品课程,如何培养一支精干队伍。因此其调控行为相对要宏观,在控制理论课程建设过程中,主要从以下几方面着手调控。 1)教学实验环境改善。作为重要辅助手段的实验教学在课程建设中作用不容忽视,除了更新实验设备之外,更注重实验内容的更新。通过增加开放性实验、设计型实验、自主开发型实验,开阔学生视野,锻炼实践能力。 2)教学计划适时调整。尽管目前学时压缩是个大的趋势,控制理论课程同样受到影响,但对于基础内容、经典方法的学时不能压缩。通过更新教学内容、编写适合自己专业的特色教材,合理使用多媒体教学手段,使教师和学生在教与学的过程中都做到得心应手。 3)建立一定的奖惩激励机制。结合学生评教、教学督导及教研室评价,对课程综合打分,并对教学成绩突出的教师给予一定的物质和精神奖励措施,激发教师的教学投入热情,营造积极向上的竞争气氛。 3 结束语 在多年自动控制理论教学实践中,笔者对“控制理论”学以致用,在充分分析课程特点、考察教学过程的基础上,利用控制理论基本思想,发挥专业优势,分别针对目标制定、反馈设置、干扰抑制、控制手段等方面找到教学活动的对应环节,摸索出适合电类、机电类专业学生学习的教学方法。同时,对其他课程体系建设具有一定的借鉴作用。 自动控制理论论文:自动控制理论有效教学方法探索与实践 摘 要:自动控制理论课程涉及自动控制系统分析与设计的基本理论和基本方法,其特点是概念抽象、术语多、数学成分大、工程实践性强,要求该课程在教学方法上进行探索。研究并探索了该课程基于认识论和方法论的有效教学方法,经过近几年的探索与实践,教学效果良好,可为提高该课程的教学质量和进行有效的课堂教学提供参考。 关键词:自动控制理论;有效教学;探索与实践 自动控制理论课程是支撑我校导航、制导与控制国家重点学科的主干课程,自1959年起即为测控工程专业学员开设,目前已面向全院本科学员,是全院性的专业基础课,选用胡寿松教授主编的《自动控制原理(第五版)》教材。 自动控制理论课程综合性强、知识覆盖面广、基本概念和术语多,数学推导多。它不仅要求学生有扎实的高等数学、工程数学、复变函数、模拟电路、电工技术等课程基础知识,而且还要有较强的计算能力和工程素养。特别是随着控制技术的迅速发展,课程内容不断丰富充实(教材的第一至六章和第八章),讲授对象也日渐广泛,而课程学时却一再压缩(课内60学时),要求也越来越高,并且所选用教材的内容特点往往使学生因缺乏工程实践,缺乏对实际控制系统的感性认识而感到内容比较抽象,知识点分散、公式多、推导多,进而影响学习效果。总之,课程标准和教材内容的特点让学员感到难学,教员感到难教。该课程的改革和建设是全面提高专业课教学质量的基础,促进学科发展的关键。为提高教学效果,促进“指技合一”复合型军事人才培养,我们对该课程的有效教学方法进行了探索实践。 1 基于认识论和方法论的教学方法探索 1.1 从定性到定量、再到定性的分析思路 人类认识自然、了解自然,总是遵循从定性到定量、再到定性的这一规律,这种过程也是认识论所倡导的规律。自动控制理论课程的目的是让学员掌握控制的基本概念,并能够对实际的控制系统进行分析、设计。理解控制的概念比较容易,但要实施恰当的控制则比较难。在课程教学过程中,我们经常强调从定性到定量、再到定性的这一认识过程,帮助学员掌握整个课程的分析、学习思路,从总体上把握教材的内容,取得了较好的效果。 例如,对于一般自动控制系统的控制原理分析是定性分析,但是光知道自动控制的基本概念和原理是远远不够的,一个实际的系统要能够进行工作,必须对它进行定量分析,也就是要分析其稳定性、准确性和快速性指标。为了达到定量分析的目的,必须对系统建立模型,这个模型就是数学模型,包括微分方程、传递函数、结构图和频率特性,正好是教材第二章和第五章的内容。数学模型是实施定量分析的基础,有了模型并能够对其进行求解(拉普拉斯变换和反变换)的基础上,我们就能够对系统进行定量的认识。例如对快速性的认识,是通过对一阶系统和二阶系统的性能分析来建立起动态性能指标;对于稳定性的认识是通过线性系统稳定的充要条件和劳斯—赫尔维茨判据、奈氏判据、对数频率域稳定判据来进行的;对于准确性的认识是通过终值定理和静态(动态)误差系数法求稳态误差来进行的。 学员在学习过程中,喜欢对系统进行定量分析。因为定量分析有公式,计算简单,容易得出结果;而定性的结论,多属定量分析的结果、文字性结论以及相关的描述性结论。为此,我们在教学过程中强调,定量分析比较容易,难的是从定量分析上升到定性的结论和定性分析上去,也就是对这些定量的公式、结果的分析。例如,稳定性与参数之间的定性的关系;动态性能指标与系统参数之间的变化关系;稳态误差随系统参数变化如何变化;稳定性、稳态误差和动态性能指标与系统参数变化之间的关系;高阶系统增加闭环零点和闭环极点对系统有什么影响等。 1.2 从开环系统分析闭环性能的策略 控制的核心思想是反馈,反馈就可使一般的开环系统变成闭环系统。因此,系统的开环与闭环之间存在紧密的联系,一般来说,开环系统容易分析和理解,也容易获得其数学模型,因为开环系统一般是由各种典型环节组成的,可以很方便地求得开环系统的零点和极点。因此,为了分析系统的闭环性能,常常从开环系统传递函数、开环性能出发来研究和分析。 例如,为了分析闭环系统的稳定性,劳斯判据需要知道闭环特征方程,而闭环特征方程正好是1+Gk(s)=0,其中Gk(S)就是系统的开环传递函数;而用奈氏判据直接通过开环幅相特性曲线Gk(jw)就可判别系统的闭环稳定性,也是从开环传递函数出发的。分析系统的稳态误差时,对于型如tm或其线性组合的输入来说,可直接通过对开环传递函数的型别v和开环增益k来得到静态误差系数从而算出稳态误差。绘制根轨迹时,由1+Gk(s)=0可推导出根轨迹方程,最终可直接采用开环传递函数Gk(s)来绘制闭环根轨迹,并根据闭环根轨迹分析系统的动态性能、稳态性能、稳定性等信息。 从开环系统分析闭环性能的策略可以帮助学员掌握各种分析方法的出发基点和分析目的。由于自动控制理论课程概念、术语多,从什么条件出发分析系统的什么性能在学员学习过程中经常引起混淆,往往课程教学已经结束了,学员还不知道用什么传递函数来绘制什么(开环、闭环)系统的根轨迹,用什么传递函数来计算(开环、闭环)系统的稳态误差。诸如此类,不一而足。 1.3 从对控制系统的要求出发整体把握教学内容 自动控制理论课程内容繁杂,基本概念、定义、术语、公式多,学员难以从整体上把握课程的全貌,难以建立课程知识体系之间的内在联系,大部分学员只有靠机械记忆来掌握课程内容。在教学过程中,我们通过从控制系统的一般要求出发,将课程体系有机联系起来,收到较好的效果。 对自动控制系统的一般要求是“稳、准、快”,因此对控制系统进行分析就是对这三个字进行分析,即分析系统的稳定性、准确性(稳态误差)和快速性(动态性能指标)。首先要求知道它们的准确含义,其次要采用合适的分析方法。分析方法最直观的是时域分析法(第三章);其次是在系统参数发生变化的时候,系统的性能如何变化,可采用根轨迹法进行分析(第四章);除此之外,如果系统的输入是正弦波,对系统的分析可采用频域法进行(第五章);如果系统的性能不符合要求,则必须对系统进行校正(第六章)。 当然,对于每一种分析方法,其分析特点和目的也不一样。时域分析可提供时域指标的全部信息;根轨迹法分析具有时域分析的特点,但它可以提供系统参数发生变化时的闭环系统的根的分布情况,从而可以分析系统的时域指标;而频域分析由于方法的特点,可以分析系统的稳定性和稳定裕度,但不能提供直观的时域指标。 1.4 线性叠加的思想 自动控制理论讲授的主要是经典控制理论,研究对象是线性定常系统,其主要特性是叠加性和均匀性。在系统分析过程中,经常采用的策略是叠加。从一般的多输入产生的输出是采用叠加原理,到开环对数幅相特性曲线的绘制也是将幅频特性相乘变成对数幅频特性的相加从而简化运算。对系统进行校正的时候,串联校正采用的是线性叠加,而反馈校正不具有叠加性,但通过进行一定的简化,最后进行反馈校正进行设计时,也是通过近似的线性叠加的办法。因此,叠加的思想在课程中运用得相当普遍。 2 教学实践体会与教学效果 2.1 多从工程的角度进行教学 自动控制的基础是微分方程的求解,但精确求解微分方程却不是本门课程的重点。自动控制理论是从工程实践中发展并提炼出来的。因此,虽然求解微分方程具有逻辑严密性和精确性,但数学特性却不是该课程的主要特性,在教学过程中应该强调的是其工程性。它的工程性主要体现在几个方面。一是近似、简化的方法,例如对非线性系统的小偏差线性化法近似成线性系统,这种近似在工程上是应用得非常多的,也是非常有效的,在一定程度上能够满足工程的需要;再例如在一定条件下将高阶系统简化为一阶或二阶系统。二是大量公式的推导过程应该注重工程背景,而不能从纯数学的角度出发进行推导教学,严密的数学推导并不是本课程的主要目的,即不能将本课程讲成一门纯数学的课程,而应该从工程的角度出发,充分利用简化、近似、适用范围等工程使用条件,对相关知识点进行讲授。 2.2 适当强调控制系统的设计 自动控制理论课程的目标有两个:一是控制系统的分析;二是控制系统的设计。我校所选用的教材是以控制系统的分析方法为主线,在控制系统的分析方面内容比较详尽,各种分析方法都有介绍,知识点成体系,但对控制系统的设计则讲得较少,也就是注重基础知识的讲授,而忽略如何利用分析方法进行控制系统设计。学员学完该课程之后,掌握了许多控制系统分析的方法,但对实际控制系统的设计基本没有思路,总感觉无从下手。 为此,在教学过程中,笔者强调基础分析方法的同时,引入另外一条控制系统设计的主线,以一个导弹控制系统仪器为例,从其控制原理、数学模型、时域响应分析、根轨迹分析、频域分析以及频率域校正方法出发,对该仪器系统进行分析与设计,既增加了学员学习相关知识的积极性,又提高了教学效果和学习效果。 此外,原教材的知识内容在控制系统的设计方面虽然篇幅较少,但是涉及相关设计的内容都已经融合在相关知识点中。比如对一阶、二阶系统的参数分析与调节,对系统开环增益的调节作用等,实际上对被控对象或系统增益的调节已经是系统设计的内容了。事实上,自动控制理论的发展在相当长的一段时间内都是对系统的参数进行调节。如果参数调节不起作用,则需要采用校正方法来改善系统的性能。 值得注意的是,过多地强调系统设计的内容会牺牲对基本理论与方法的教学。引入以实际控制系统的设计这条主线,应当处理好基本理论方法与应用之间的关系,注意把握基本理论方法与应用之间的“度”,这个“度”就是在不牺牲课程内容体系、知识体系完整性的前提下,适当增加设计方面的内容。 除此之外,对教学内容进行整合和精选,引入Matlab编制的辅助教学软件等措施,也在教学过程中得到了有益的尝试。 3 结束语 近三年来,在自动控制理论课程的教学过程中,采用基于方法论和认识论的有效教学方法的探索和实践,与以往的教学情况相比取得了明显的教学效果。有学员说,通过这样的教学方法,我们很容易理解课程的内容体系,知道该掌握哪些知识,哪些是重点,哪些是难点,能够从总体上把握经典控制理论的全貌。对于青年教员来说,通过这样的实践,能够让他们尽快地理解掌握课程体系和内容,尽快帮助他们成长为一名合格的自动控制理论课程教员。当然,随着自动化技术的飞速发展,为了能够适应新时期对人才培养的需要,必须加强自动控制理论课程的教学改革和探索,不断地更新和完善教学内容,改进教学方法,将自动控制理论课程的教学推向一个新的高度。 自动控制理论论文:浅谈《自动控制理论》专业基础课程教学改革 [摘要]《自动控制理论》课程为理工科院校电气自动化专业重要的专业基础课,是自动控制系统、过程控制、智能控制等专业课的先修课程。该课程理论性、系统性和综合性都很强,涉及到多学科的交叉。通过理论课程的学习,培养学生分析、设计控制系统的能力。为后续专业课程的学习打下坚实的理论基础。 [关键词]自动控制理论 课程改革 综合实践 《自动控制理论》课程是我院重要的专业基础课,近几年,我们通过课程建设,建立了新的自动控制课程体系,确立以系统分析、系统建模、系统综合为自动控制理论课程的主线,构建由时域分析、复域分析、频域分析、离散系统和非线性系统5个模块构成的知识体系。在教学过程中,把自动控制、计算机技术和电子技术有机地融为一体,使学生对控制系统的组成、分析、设计、综合等各个环节有全面的理解,并通过一系列的实践环节培养学生的综合实践能力。 一、课程体系科学化 《自动控制理论》是一门知识覆盖面广、内容多、更新发展快、理论性和抽象性都很强,具有一定深度和复杂性的课程,教师难教,学生难学。随着本科生教育的继续巩固和研究生教育的不断发展我们对课程体系进行了改革,制定了新的自动控制理论教学大纲,对课程的教学内容进行了调整优化,建立了一套适应性强的包括理论讲授、计算机辅助设计、实践教学和强化训练等方面在内的全方位教学新体系。 1.开发研制了计算机辅助教学课件 自动控制理论CAI课件的设计是一种根据教学大纲的要求,经过教学目标确定教学内容和任务分析的教学媒体,是利用计算机进行教学活动的交互方式。《自动控制理论》课是专业基础课,所以,在教学中应加强“三基础”教学,即基本理论、基本知识和基本技能,既要保证本学科的系统性、完整性,又要考虑专业培养目标对课程的要求。在进行CAI课件的设计时,我们依据以下三点:(一)以教学大纲为依据,充实和更新教学内容;(二)在教学中要做到保证基础教学,加强近代教学,联系实际教学,涉及前沿教学;(三)完善CAI模式,使课程结构体系更趋合理。教学课件以教材为蓝本,含简明、清晰的授课讲义、例题演示、控制系统计算机仿真和控制系统分析计算等内容,既有课本内容的直接再现,又增加了很多有助于讲解理论和计算方法的表现手段。课件以计算机为载体,既可用于课堂教学,又可通过上网及安装于学院计算机中心的方式,供学生进行自学和课后复习使用。 2.根据教学目标确定教学方法 在教学中采用启发式教学,注意培养学生的思维方法。如在对自动控制理论的讲授过程中我们始终围绕着系统的建模、分析、综合这条主线展开课程内容,花大气力以一个典型的系统为例进行系统模型的建立,通过采用不同的控制器引出常用的一阶、二阶系统进行典型系统的分析和系统的综合,然后对相关的内容讲思路、讲方法、做比较,这样以点带面举一反三,同时布置适当的习题去强化对主线的认识从而形成科学的思维方法。在课堂教学中注重教与学的互动。教师少讲、精讲,鼓励学生自学。对课程的重点内容进行课堂提问,对带有普遍意义或难点的问题事先布置,积极展开课堂讨论。 二、更新教学理念 1.抓住重点掌握基本概念 《自动控制理论》引入了一系列互相关联的基本概念,如稳定性、准确性、快速性,输入与输出,动态与稳态,反馈与前馈等,这些基本概念形成了本课程的知识要点,是学习理解的重点。要掌握好基本概念,首先应该从这些抽象概念的建立过程中加深对其理解,建立概念与其反映事物间的联系,搞清概念与相关概念之间的联系和区别,然后在实际应用中加深对其的认识。 2.抓住主线建立不同方法间的联系 稳定性、准确性、快速性是对控制系统的基本要求,也是系统性能的重要指标。稳、准、快贯穿了时域分析、根轨迹分析和频域分析方法的始终,也是系统综合设计要满足的性能要求。在本课程的学习中,以稳、准、快为主线,建立各种系统分析与设计方法之间的联系,有助于对课程内容的理解和掌握。 3.提高综合分析能力 《自动控制理论》既是专业基础理论课程,又是一门科学方法论。研究的内容既有一定的复杂性,又有一定的普遍性。因此,在学习中不仅要掌握教材中的结论,更要掌握其中体现出来的研究方法,培养系统的观念,提高综合分析问题的能力。 4.学会自学 要善于在学习中提出问题,解决问题,学会探究式学习,广阅参考书,拓宽视野,从更多控制系统的实例分析中,提高分析问题和解决问题的能力。利用提供的网上教学资源深入学习。 5.注重理论和实践相结合 反馈的现象比比皆是,反馈也是控制的精髓。在本课程的学习中,结合生产、生活实际,观察反馈系统的构成,将有利于对反馈的深入理解和认识,并自觉地将反馈应用到各种实际系统中去,学以致用。 6.主动参与教学 对学习中的收获、体会及心得、对教学的意见或建议、在学习中遇到的问题,通过网上的在线区或通过任课教师向课程组反映,课程组教师将随时给予答复。 三、 实验教学多样化 自动控制理论的实验教学既要培养学生分析问题和解决问题的能力还要重视培养学生的思维能力和创新能力。为此我们制订了新的实验教学大纲,重新编制了实验指导书,自动控制理论实验指导书增加了每个实验内容的涵盖量,增加了综合性实验。在实验教学过程中,注意充分发挥学生的主观能动性,注重教与学的互动,尽量只讲基本的操作方法,然后让学生自己发现问题。实验操作课上,每个学生必须独立完成每次实验内容,独立完成实验结果的分析,并且回答老师针对实验细节中的问题的提问,得到自己的结论。保证实验课的质量,全面检查实验操作。这样督促学生认真完成每次的实验操作,起到了很好的效果。 四、科学、有效的教学效果评价 教学评价是教学活动的一个重要组成部分,恰当的教学评价对学生的学习具有引导、激励和改进的作用。我们不是“一卷定乾坤”的评价方式,而是建立了从学习过程、作业练习到期末考试,定性评价与定量评价相结合,多视角、多元化的过程性评价体系。科学有效的教学评价帮助学生克服了应试心理,从重“结果”走向重“过程”,从重“知识”走向重“能力”。注重对学生平时学习状况与效果的考查,增加了实验考核,并将其按比例计入期末总成绩,对考试从内容、形式和管理上改革,使其更加科学、规范、公平。 五、结束语 多年来我们不断对控制理论课程进行探索和改革,做了大量细致而有效的工作,从而保证了教学质量和教学效果。在总结本科教学成果的基础上,我们跟踪国内外控制理论的发展,借鉴兄弟院校在该课程的先进教学经验,对课程体系、知识结构、教学方法和实验手段进行了一系列改革与创新,使“自动控制理论”课程从课程的准确定位、课程体系和教学内容的优化、教学过程的组织实施到教学效果的评价,形成了一套新的、更为有效的教学规范。它不仅提高了本课程的教学质量,同时为后续课程奠定了良好基础、起到了促进作用。 (作者单位:山东建筑大学信电学院 山东济南) 自动控制理论论文:自动控制理论课程教学改革探索 摘要: 为了更好地适应新形势下自动控制理论的教学,本文从课程体系、教学内容、教学方法、教学实践、考核形式等方面进行了改革探索实践,提出了一系列较为行之有效的措施和方法,对自动控制理论的教学起到了良好的效果。 关健词: 自动控制理论 课程教学 教学改革 实践 1.引言 自动控制理论是非常活跃的一个学科,它不仅仅是自动化专业的核心基础课程,还在航天、农业、交通、电气、机械制造等工程学科中都有非常广泛、重要的应用。随着计算机控制技术、通讯技术和网络技术的不断发展,自动控制理论处于一个关键的历史时期,正向着“广度”和“深度”两个方面快速发展和开拓。但是,由于该课程具有概念抽象、涉及的数学知识较多、工程实践性强等特点,因此用传统的教学方法,不少教师感到“难教”,学生也感到“抽象”难学,教学质量难以得到根本的保证。因此,在自动控制理论的教学工作中,针对社会发展变革对其新的要求,针对自动控制原理的课程特点,探索新的教学方法是非常重要和必要的。 2.课程教学改革的思路与实践 2.1坚持课程地位,提高学生学习的兴趣。 自动控制理论是一门理论性很强的课程,学生在学习该课程的时候还未接触过专业课程,因此,在学生刚开始接触这门课程的时候,不能一味地只对其灌输纯粹理论,讲述公式推导。过深的专业术语、过多的数学公式会使他们对这门课程产生畏难思想。兴趣是最好的老师,教师从第一堂课开始就应培养学生对这门课的兴趣,摒弃传统教学中发展历史的简单罗列,代之以声情并茂的图文、视频展示,如此既能融入大量专业信息,又能激发学生求知、探索的兴趣和激情,让学生真正理解和体会到自动控制理论课程在自动化专业中所处的重要位置。 2.2打破传统课程体系结构的约束。 传统的课程体系是将控制原理中经典控制理论和现代控制理论两大部分内容分割开来,自成体系,独立开课。从教学的效果来看,这样的讲授方式不利于学生建立自动控制学科基础理论和方法的总体框架。因此,我们在对课程的教学中,尽管仍然分为自动控制理论和现代控制理论两门课,但在整个课程的教学体系上已经完全打破了旧体系的约束,将经典与现代控制理论融会贯通进行教学。例如,在讲述控制对象的微分方程模型和传递函数模型的同时引入系统状态空间的概念,继而讲解状态空间和传递函数这两种系统描述之间的相互转换。通过这样一个过程,就可以将经典控制理论与现代控制理论的基本思路有机地结合。实践证明,利用这种教学方式,不仅能够使学生更好地认识控制理论的体系结构,还提高了学生学习的灵活性和主动性。 2.3加强数学知识的学习。 自动控制理论课程涉及较多的数学知识,包括高等数学、线性代数、积分变换、复变函数及矩阵论等数学知识。大量的数学知识常常令学生倍感学习压力,数学基础不好的学生更是顾虑重重,毕竟自动化系的学生是工科学生,不是纯理科学生。但是由于自动控制理论课程其自身的特点决定了学好该门课程必须具备一定的数学基础。所以,在教学过程中,教师应当根据课程的进度,有计划地给学生补习诸如拉普拉斯变换、傅立叶变换、三角变换、积分变换、留数定理、矩阵分析等数学知识,给学生创造一个相对轻松的心理环境。 2.4强化工程意识,培养工程能力。 自动控制理论课程虽然与数学等课程联系紧密,但该课程决不等同于数学课程。在该课程的教学中,我们从理论和工程应用相结合的角度,注意强化学生的工程意识,提高其工程实践能力。例如:在讲解系统的数学模型――微分方程的求解中,详细分析微分方程的解所对应的实际系统中的含义,使学生深刻理解数学意义与物理意义以及实际工程之间的联系。 2.5加强现代教学手段的使用。 随着当今信息技术地发展和网络设施的进一步完善,现代教学越来越多地依托于各种新兴的信息技术和设备。这些技术设备不仅可以有效地丰富教学手段,还可以很好地开展网络远程教育。自动控制理论课程的图形示意、图解分析较多,传统的板书方式很难直观形象地表达出来,因此适当地采用多媒体课件等现代化教学手段有助于学生理解。比如,在讲述动态“过渡过程”的概念时,采用多媒体授课方式可以将系统的过渡过程生动形象地表现出来,给学生提供最形象、直观的教学演示,有利于学生对抽象概念的理解,加深学生对这些知识点的理解,能够取得非常好的教学效果。 2.6注重实践教学,培养学生分析问题和解决问题的能力。 理论知识需要实践性教学的支持,实践性教学对巩固理论知识、培养学生分析解决问题的能力及开发他们的创造力都有重要的作用。而自动控制理论又是一门与实际紧密联系的课程,一般都安排在大学三年级第一学期,是学生接触较早的一门专业课。初学专业课的学生对实际的自动控制系统和常见的控制元件、控制器、执行机构等都没有直观的认识,对于该课程如果仅限于对知识的讲解,那么无论讲得怎么透彻,学生在学习过程中往往还是感到抽象难懂,在具体问题中,也不能够灵活运用课程中学到的知识和方法去解决。因此,引入实验教学,并且在实验过程中把理论知识的讲解和实际运用结合起来,会收到很好的效果,既使学生亲身体验控制理论的具体方法和思想,对解决实际问题能力的提高大有帮助,同时也有助于进一步深化理解所学的理论知识。 2.7考核形式的改革。 科学地运用考试的检查评价、教育激励、反馈调控、培养督导等功能对提高教育质量、推进素质教育会产生不可替代的作用。考试形式及成绩的评定,对于调动学生的积极性及提高学生的素质有重要的作用,为了检验学生的学习效果,可以将考试成绩划分为四个组成部分:平时成绩20%(包括作业、出勤率和平时课堂学习表现)、实验20%(包括实验操作和实验报告)、期中考试20%、期末考试40%。这种考核形式改变了一考定终身的考核制度,而对平时的学习及实践提出了更高的要求。结果表明,这种考核方式不仅使学生对于理论知识有很好的掌握,还充分地调动了学生实验操作的积极性,减轻了学生考试的负担,提高了学生学习的主动性。 3.结语 对自动控制理论课程的教学改革和实践切实提高了教学的灵活性和开放性,提高了学生的工程意识和创新能力。随着控制理论研究的范围进一步扩大,控制理论思想的发展和进步,在教学过程中应该不断发展和更新教学内容。 自动控制理论论文:自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用 【摘 要】随着科学技术水平的不断提高,自动化技术在我国电力事业中得到了广泛的应用,并且对电力事业的发展起到了一定的促进作用。现阶段,我国对火力发电的研究正在逐渐加深,并且进行了一定的技术改革,火电厂热工自动化技术已经得到了很大的发展。随着高新技术的快速发展,我国机组容量的不断加大,火电厂热工自动化技术得到了一定的发展与完善。 【关键词】自动控制理论;火电厂;热工自动化;应用 现阶段,我国新建火电厂一般采用的都是自动化控制系统,以往常规控制系统也逐渐转变为自动化控制系统。随着自动化控制系统的快速推广,其性价比越来越可观,进而在工业生产与生活中得到了普遍的应用。本文主要对火电厂热工自动化现状进行分析,阐述自动化控制系统作用,介绍自动控制理论在火电厂热工自动化中的实际应用。 1 火电厂热工自动化现状 首先,在火电厂热工自动化领域中,主厂房基本上均使用DCS控制系统,而辅助车间均使用PLC控制系统。其主要原因就是,在早期的时候,DCS控制系统比较昂贵,并且人们认为辅助车间的作业是可以间断的,不需要具备很强的可靠性,要求模拟控制量也相对较少,为了可以有效降低生产成本,一般均是使用PLC控制系统进行生产。而对于发电机、汽机、锅炉等控制系统而言,均需要进行长时间的可靠运行,要求具有较好的模拟控制量,进而从系统性能方面考虑,一定要选择DCS控制系统维持运行。 其次,在锅炉燃烧过程中,一定要加强对AP论域的控制,也就是两个运行周期的锅炉压力变化差论域。对燃烧周期进行自动调整,可以对燃烧速度进行有效的控制。同时锅炉技术性能与煤质均会影响控制效果。因为隶属的函数曲线变化是互相交错重叠的,所以,在进行实际控制的时候,一定要加强对锅炉运行情况分析,保证其具有较强的适应性。 最后,在测量锅炉汽包液位的时候,因为汽包液位系统缺乏平衡能力的被控对象。当供水量出现变化的时候,因为锅炉传递给汽包的热量是一致的,非常容易导致出现液体大量汽化的情况,致使汽包液位测量结果不准确。其主要存在两种情况:一是,当供水量骤减或者出口蒸汽量增加的时候,其测量结果就会相对偏大;二是,当供水量骤增或者出口蒸汽量减少的时候,其测量结果就会相对减小,这也就产生了“汽包虚假液位”的现象。通常,在设计锅炉汽包液位检测回路的时候,经常忽略这一问题,导致影响了锅炉的正常运行。 2 自动化控制系统作用 首先,自动化控制系统主要就是在PLC控制系统与网络的基础上,形成的一种自动化系统,尽管其可以继续向上扩展一些管理信息系统,但是也无法充分发挥其作用。事实上,DCS控制系统也是分布式控制系统的一种架构模式,其控制器可以使用传统DCS控制器,也可以使用PLC控制器,或者是其它类型的控制器。由此可以看出,PLC控制系统也是分布式控制系统的一种架构模式。 其次,随着社会的不断发展与进步,出现了很多高级算法模块,比如,NT6000模块,其是一种具有设备极的模块,在一个模块上实现设备的控制与故障报警功能,并且在网络通讯中,也可以实现模块的相互传递。一个设备极模块就好比是0.5K梯形图编辑量,此时,要想让PLC控制系统也具备此项功能,就要进行很多的复杂操作。在运行调试、下载修改、远程诊断等方面,PLC控制系统无法进行有效的作业。而DCS控制系统可以进行有效的处理,并且通过多年的经验积累,其处理方案越来越完善。 最后,随着我国电力事业的快速发展,国家对节能降耗工作越来越重视,火力发电行业也进行一定的调整。在发展火力发电行业的时候,一定要加强火电电源的建设,不断优化资源配置,合理布置电力输送,保证我国所有地区供电的可靠性。并且在自动化控制技术方面投入了更多的研究力量,无论是资金投入,还是人员投入,促进了自动化控制技术的发展,进而在火力发电行业中得到了广泛的应用,促进了火力发电行业的快速发展。 3 自动化控制理论在火电厂热工自动化中的具体应用 3.1 主蒸汽压力调节 主蒸汽压力指的就是可以保证火电机组能够安全运行的重要监测参数,同时也是调节机组负荷与平衡锅炉汽机能量的重要指标。在调节主蒸汽压力的时候,主要就是利用锅炉燃烧调节系统进行调节。锅炉燃烧调节系统主要包括:引风调节、燃料调节、送风调节。 调节主蒸汽压力的策略就是基于能量平衡调节策略、基于给定值偏差和主蒸汽压力调节策略。本文主要对后者进行分析。此调节策略主要包括两种:单回路调节、双回路调节。单回路调节指的就是在给定值偏差和主蒸汽压力之间的调节,其控制信号就是燃煤量的调节偏差,具有一定的克服扰动能力差等不足,并且具有参数少、整定简单等优势;双回路调节指的就是在单回路调节的基础上,增加对燃煤量的导前信号控制,在此调节过程中,无法有效整定内外回路的参数,并且控制系统操作也比较麻烦,不过其也具有控制速度快、超调小等优势。 在进行导前信号选择的时候,有很多的方法,主要分为两种:一是,传统方法: ,其中,D表示主蒸汽流量信号; 表示锅炉蓄热系数;Pd表示气泡。二是,直接将燃煤量当成是导前信号。 3.2 热工自动化技术 热工自动化技术主要就是利用控制理论、智能仪表、信息技术、计算机技术、热能技术等相关技术,对热力学参数展开一定的控制与检测,进而实现对生产过程对控制、检测、调节、整理、优化,进而达到安全生产,实现生产产量的提高,降低消耗的一种高新技术。其主要就是实现锅炉、汽机、辅助设备运行的自动化,保证机组自动化运行的高效性、可靠性、安全性,并且确保生产运行的经济效益与社会效益。 随着科学技术水平的不断提高,自动化技术的不断进步,促进了热工自动化的全面发展。在生产过程中,利用新技术、新材料、新设备、新原理生产一些新的传感器与变速器等,使得控制系统与控制设备越来越先进,实现了热工生产的全面自动化。同时,随着新控制理论与策略的不断提出,在生产实践中得到了广泛的应用,并且促进了生产的可持续发展。 3.3 节能增效 随着社会经济的快速发展,能源与资源的消耗量越来越大,因此,全世界对能源与资源的消耗问题予以了高度的重视,尤其是在电力事业发展过程中。随着科学技术手段的不断增加,智能化、透明化、无线化、网络化等概念的不断提出,越来越重视自动化控制系统的开发与利用,并且对数据通信、测量、保护、控制等方面的内容也越来越关注。在机组运行过程中,应用了很多的新测量方法与理论,实现了其运行与故障处理的自动化控制,促进了电力事业的可持续发展。 4 结束语 总而言之,在火电厂生产经营管理过程中,加强热工自动化产品的应用,不仅可以增强火电厂生产的安全系数,防止发生一些故障与事故,还可以在一定程度上,增加火电厂生产的经济效益与社会效益。在火电厂热工自动化中应用自动控制理论,可以促进火电厂生产自动化水平的不断提高,达到预期的生产目标,进而实现电力事业的健康、快速发展。 自动控制理论论文:基于LabVIEW的自动控制理论虚拟实验系统开发 摘 要 根据上海开放大学控制工程基础课程的实验要求,利用虚拟仪器软件及其Control Design Toolkit(CDT)开发一个虚拟实验系统,系统包括六个模块:传递函数、控制系统的典型连接、控制系统零极点模型、控制系统分析、二阶瞬态响应。该系统作为控制理论基础课程的辅助教学软件,提高了学生掌握知识与技能的效率,达到了将实验环节引入课堂的良好效果。 关键词 虚拟实验 LabVIEW 自动控制系统 传递函数 0 引言 在理工科专业的教学科研过程中,要想紧跟技术的发展,就要不断地更新教学和实验设备。而随着各学科实验项目和学生人数的增多,传统的实验室和实验仪器数量很难满足学生的需求。因此,虚拟仿真教学和实验室作为一种有效的解决方案应运而生,在各大高校已经获得了广泛的应用,并且成为高等教育实验课程发展的新方向。 虚拟仪器技术自1986年面世以来,已在各工程领域得到广泛的应用,①②在教学实验系统中也得到了应用发展。 在控制理论实验系统开发研究中,许多学校根据自己的需要,利用LabVIEW开发了多种实验系统。②③④⑤⑥ 上海开放大学具有11万注册的在校生,教学与实验的条件受场地、时间、空间和设备的限制,较普通高校更为严峻。网络课程与虚拟实验在开放大学的应用显得尤为重要。 本文根据本校实验要求内容,利用虚拟仪器软件开发虚拟实验系统,从而方便学生进行不定时、不定点地实验。 1 系统总体设计思路 上海开放大学学生多为在职,他们利用晚上和周末进行继续学习,这使得他们具有以下特点:具有比较丰富的工作经验,学习更侧重理解并应用,学生的学习时间受限制。赵教授的实验指导书正是基于学生的特点而编写的。通过实验,加深学生对控制系统传递函数、控制系统构成、控制系统稳定性、典型二阶系统与参数的之间的关系等的理解。根据这些内容,系统设计了一个初始界面和五个功能模块:传递函数建立、典型连接、零极点模型、控制系统分析、二阶瞬态响应(如图1)。 控制仿真工具包能够很好地完成上述功能。 2 系统模块设计及展示 2.1 初始界面 系统设计一个初始界面,它通过选项卡和菜单按钮方式进入各功能模块。初始界面显示该实验系统可完成从传递函数构建、系统特性分析到系统运行仿真的整个过程。 2.2 传递函数构建模块和连接典型 LabVIEW提供一个控制仿真工具包。应用此工具包,在传递函数模块,通过输入系统微分方程的分子和分母系统,构建传递函数。如图2所示左端构建函数,右侧进行典型连接,完成各个环节的串联、并联及反馈连接。 2.3 零极点模型模块 此模块用来判断系统的稳定性。根据微分方程得出传递函数,得出系统的零极点图和伯德图,以便于判断其稳定性(如图3)。 2.4 控制系统分析模块 本系统设计了典型的一阶、二阶系统的时域响应。调整其参数,可得到不同的响应曲线,以便进行对比分析。模块运行界面如图4所示。 2.5 二阶瞬态响应模块 此模块专门分析二阶系统的时域响应。影响二阶系统的各个参数都可以进行调节,以便观察系统的响应特性,从而更为清楚地理解系统特性。模块运行界面如图5所示。 3 结语 仿真的实验界面能够加强学生对实验的兴趣,通过调节不同参数,可直接观测到各种实验过程。采用虚拟仪器代替传统实验仪器,有效的降低了硬件配置和实验成本。 实验充分利用了LabVIEW语言的灵活、开放,人机界面友好等特点,使用方便,具有良好的通用性和扩展性。 自动控制理论论文:电力业中自动控制理论的应用效果评估 【摘 要】近年来随着我国经济的飞速发展,我国电力行业也取得了跨越式发展,无论是装机容量还是发电量均取得了较高的增长。随着电力行业的继续发展,电力系统走向智能化已成为大势所趋,而建立一个坚强的智能电网也一直是国家电网的奋斗目标。由于自动控制理论的应用对提高电力系统智能化水平有着极大的推动作用,因而引起了各方越来越多的关注和探讨。本文针对电力行业中自动控制理论的应用及其效果评估进行了分析和研究,并进行了简要的阐述。 【关键词】电力业 自动控制理论 应用效果 一、引言 随着我国电力行业的不断发展与成熟,国外的发展经验告诉我们,走向电网的智能化与自动化已成为必然趋势。而想要提高电网系统的智能化与自动化水平,必须要应用先进的自动控制理论。随着我国不断推进的积极尝试,自动控制理论在电力业中已经有了较为广泛的应用,本文将针对自动控制理论在电力业中的应用及其应用效果展开分析。 二、自动控制理论的简介 自动控制理论作为自动控制科学的核心,走过了漫长的发展阶段,从20世纪初期形成的基于线性代数而发展起来的现代控制理论,到60年代中期综合了人工智能、运筹学等多挣学科并在此基础上发展形成的智能控制理论,自动控制理论不断走向完善与成熟,并得到了越来越多的认可,在电力、机械、采掘等诸多领域均得到了广泛的应用。 三、电力业中自动控制理论的应用 (一)电力系统的自动化 电力系统的自动化是通过运用自动控制理论,对整个电力系统进行实时监控,对电力系统运行中的各项运行数据指标实时进行采集与分析,并根据分析结果对电力系统进行控制,从而使电力系统的运行更加安全稳定,经济效能也得到较大提高,是自动控制理论在电力业中应用的目的。 “十一五”期间省网以上电力自动化投资汇总表 年份 2006 2007 2008 2009 2010 投资额/万元 150000 123000 90000 71000 50000 “十一五”期间电力自动化设备市场需求结构图 (二)电力业中应用到的自动控制理论 随着电力行业的不断发展以及自动控制理论的不断完善,很多先进的自动控制理论与技术逐渐被应用到电力行业中来: 1.神经网络控制。神经网络控制技术是一种综合性的现代控制技术,集合了非线性控制技术以及并行控制控制技术等在内的多种控制技术,自学习能力较强。神经网络控制技术可以将大量的电气设备像神经元一样连接起来,形成一个复杂的神经网络,并且通过自身学习的算法,对整个神经网络中复杂的线性关系和大量数据进行分析处理,在电力行业中有着重要的应用。 2.专家控制技术。专家控制技术能够完成电力系统的警告控制、特殊状态的识别、紧急情况下的应急处理等多项任务,对电力系统有着重要的意义。另外,专家控制技术还在电压无功控制以及故障点隔离等方面有着较好的应用效果。由于专业控制技术对电力系统有着较为重要的作用,因而在电力业中得到了较为广泛的应用。 3.最优化线性控制技术。最优化线性控制技术,作为如今自动控制理论中比较重要的一种技术,是线性范围内最好的控制方法,对于电力系统中,远距离输电能力的完善以及改善智能电网动态电能品质方面有着较高的应用价值,对电力系统也有着较高的应用价值。 4.综合智能控制技术。综合智能控制技术,能够吧现代控制技术以及智能控制技术两者有机的结合起来,应用到电力系统中。在实际运行中,可以通过综合运用神经网络控制技术、专家控制技术以及其他控制技术,使其协同工作,共同完成对电力系统的控制。综合智能控制技术作为其他技术的总管,在电力行业中也有着较为广泛的应用。 (三)电力业中自动控制理论的应用效果 自动化是电力行业走向成熟的必经之路,能够推动行业的进一步发展。将自动控制理论应用到电力行业中后,能够促进电力系统的不断完善,取得较好的应用效果。 1.实现电力调度自动化。应用自动控制理论对实现电力调度自动化有着较大的推动作用,实现了对电力系统运行时各项运行数据的实时监控与采集分析,并通过控制系统不断进行调整,从而使电力系统始终运行在最佳状态下,大大提高了电力系统运行的安全与稳定性,并且降低了设备的损耗,提高了经济效益。 2.实现变电站自动化。变电站作为电力系统中较为关键的一个环节,内部结构较为复杂。通过应用自动控制理论,在变电站远动装置控制、信号检测控制以及继电保护控制等多个方面有了较大的优化和提高实现了对变电站运行的实时监控,促进了变电站运行的自动化,从而大大降低了运行成本,提高了输送电能的质量,增加了经济效益。 3.实现配电网自动化。通过运用自动控制理论,实现了对配电网的自动化控制,从而大大降低了配电网过去对人力劳动的依赖,减少了工人的劳动负荷,提高了配电网运行的稳定性与可靠性,对于提高输送电能的质量也有着重要的积极意义。 总而言之,自动控制理论在电力业中的应用,能够提高电力系统运行的稳定可靠性,降低电网系统运行成本,提高经济效益,有着显著的应用效果。 四、结束语 随着我国经济社会的进一步发展,对电力系统提出了更高的要求,走自动化、智能化的道路才能不断满足国家发展对电力行业日益提高的要求。自动控制理论在电力行业中的应用,取得了较好的效果,对推进电力系统的自动化有着重要的积极意义。相信随着相关理论技术的不断完善,我国电力行业必将取得新的进步。 自动控制理论论文:自动控制理论探析 [摘 要]随着技术工具的进步如半导体微电子学、光学和光电子学、计算机和通信网络等信息采集、存储、传输、计算和处理技术的迅速发展也强力推动着自动控制理论研究向前发展。然而由于研究系统、对象越来越来复杂,这样就对自动控制理论以及其实际运用的研究就提出了更高的要求。本文首先对自动控制理论的发展作了一个简单的回顾,然后对Matlab软件作了一些简介、最后简单阐述了自动控制理论的研究现状以及其它在各不同领域的运用。 [关键词]自动控制理论;Matlab;模糊控制;鲁棒控制;最优化控制 随着控制系统复杂性的增加,不确定因素的增多,要求各控制理论分支有进一步的发展,弥补各理论分支的缺点与不足,以满足更高的控制性能指标。现有的控制理论在线性系统控制中大都能取得良好的控制效果,但对离散、非线性复杂系统领域的研究大都刚刚起步,或处于初级阶段,远未达到人们的期望。而实际工业生产过程的模型一般都很复杂,通常具有非线性、分布参数和时变等特性。因此将控制理论的研究领域推广到非线性复杂系统有重要的实际意义。另外与宏观复杂系统控制相对的量子控制(Quantum Control)也正在作为一个全新的学科领域蓬勃崛起,它的发展也依赖于完善的控制理论和优化控制策略。近年来随着微电子、半导体、计算机等技术的快速发展也强有力的推动了自动控制理论的发展。 一、现代控制理论的产生及其发展 控制理论作为一门科学,它的产生可追溯到18 世纪中叶的第一次技术革命,1765年瓦特发明了蒸汽机,应用离心式飞锤调速器原理控制蒸汽机,标志着人类以蒸汽为动力的机械化时代的开始,后来工程界用控制理论分别从时域和频域角度讨论调速系统的稳定性题,1872年劳斯(Routh E J)和1890年赫尔维茨(Hurwitz)先后找到了系统稳定性的代数据,1932年奈奎斯特(Nyquist H)发表了放大器稳定性的著名论文,给出了系统稳定性的奈奎斯特判据。美国著名的控制论创始人维纳(Wiener N)总结了前人的成果,认为客观世界存在3大要素:物质、能量、信息,虽然在物质构造和能量转换方面,动物和机器有显著的不同,但在信息传递、变换、处理方面有惊人的相似之处,1948 年发表了《控制论―或关于在动物和机器中控制和通讯的科学》,书中论述了控制理论的一般方法,推广了反馈的概念,确立了控制理论这门学科的产生。 1.经典控制理论。第一代称为“经典控制理论”时期,时间为20 世纪40~50 年代。它研究的主要对象多为线性定常系统,主要研究单输入单输出问题,研究方法主要采用以传递函数、频率特性、根轨迹为基础的频域分析法,它的控制思想首先旨在对机器进行“调节”,使之能够稳定运行,其次是采用“反馈的方式,使得一个动力学系统能够按照人们的要求精确地工作,最终实现对系统按指定目标进行控制。” 2.现代控制理论。第二代称为“现代控制理论”时期,时间为20 世纪60~70 年代。经典控制理论对线性定常系统可产生良好的控制效果,但是它对多输入多输出、时变、非线性系统的控制却力不从心。所以50 年代末60 年代初,学者卡尔曼等人将古典力学中的状态、状态空间概念加以发展与推广,将经典控制理论中的高阶常微分方程转化为一阶微分方程组,用以描述多变量控制系统,并深刻揭示了用状态空间描述的系统内部结构特性如可控性、可观性,从而奠定了现代控制理论的基础。 3.第三代控制理论。以上所提的经典控制理论和现代控制理论都是建立在数学模型之上的,所以统称为常规(传统)控制。它们为了控制必须建模,但许多实际系统的高维性及系统信息的模糊性、不确定性、偶然性和不完全性给基于数学模型的传统控制理论以巨大的挑战。是否可以改变一下思路,不完全以控制对象为研究主体,而以控制器为研究对象;是否可以用人工智能的逻辑推理、启发式知识、专家系统解决难于建立数学模型的问题呢?智能控制的出现正源于这一思想。1967年Leondes 和Mendel 首次正式使用“智能控制”一词,1971 年傅京孙教授指出,为了解决控制问题,用严格的数学方法研究新的工具来对复杂的“环境2对象”模型进行建模和识别以实现最优控制,或者用人工智能的思想建立对不能精确定义的环境和任务的控制设计方法,这两者都值得试一试,而重要的是把两种途径密切结合起来协调的进行研究。沿着这一思想出发,现代控制理论将微分几何、微分代数、数学分析与逻辑推理、启发式知识建立和发展了智能控制理论相结合从而形成第三代控制理论大系统理论和智能控制理论。 二、Matlab工程软件 1.Matlab起源。早在70年代中期,Matlab的开发者美国人Clever Moler及其同事在美国国家科学基金的资助下研究开发调用LinPack和EisPack的FORTRAN子程序。到70年代后期,Clever Mloer教授利用业余时间为学生编写能够方便调用LinPack和EisPack的程序。Clever Mloer给这个接口程序取名为Matlab,这是从Matrix(矩阵)、Laboratory(实验室)各取前三个字母组成的,意思是“矩阵实验室”。 2.Matlab的特点与功能。Matlab自从1984年由MathWork公司推向市场以来,经历十几年的发展和竞争,现在逐步风靡世界,可靠的数值和符号运算能力、简单易学的程序语言、强大的图形和可视化的功能以及为数众多的运用工具宝石Matlab区别与其他科技应用软件的显著特点。其相关的功能如下:(1)数值和符号计算功能。Matlab的数值计算功能包括:矩阵的创建和保存;数值矩阵代数、乘方运算和分解;数组运算;矩阵操作;多项式和有理分式运算;数据统计分析、差分和数组导数;用于求积分、优化和微分方程的数组解的功能函数等。(2)Matlab语言。除了指令行操作的直接交互使用方式外,Matlab作为高级应用软件有它自己的编程语言。Matlab的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的习惯形式十分相似,简单易学。完全不需要对矩阵的乘法和求逆进行烦琐的编程。因此用Matlab求解问题比C语言、FORTRAN语言要简便的多。与其它高级语言的关系仿佛高级语言与汇编语言的关系一样,尽管它的执行效率比其它的高级语言低但是其编程效率、程序的可读性,可移植性要远高于它们。(3)图形和可视化功能。图形和可视化功能是现代应用软件发展的主要方向,也是前后版本间的最大差异之一。利用可以轻而易举地绘制二维、三维曲线,三维曲面,并可进行图形和坐标的标识、坐标控制、图形的迭绘、视角和光照设计、色彩精细控制等等。另外还可以非常方便地完成动画的绘制工作。Matlab还提供了对图形对象(Graph object)和图形句柄(Graph Handle)进行操作的“底层(low level)”指令,使用户可以随心所欲地对图形进行各种操作,为用户在图形表现和可视化方面开拓了一个广阔的、没有丝毫束缚的空间。 自动控制理论论文:自动控制理论的全英文教学方法实践 摘要:随着留学生人数的逐年增加,全英文专业课程的教学已在中国大学逐步开展。本文主要分析了全英文专业课程《自动控制原理》教学中的问题与挑战。从该课程的特点出发,讨论了保证全英文专业课教学质量的关键措施和经验。 关键词:全英文教学;自动控制原理;教学方法 自动化技术在社会生产和生活中具有广泛的应用,自动化专业教育具有巨大的市场需求。《自动控制原理》课程是自动化专业的主干课程之一,并且此课程是后续自动化专业课程的基础。该课程传授反馈控制系统的最基本概念以及反馈控制系统分析设计最基础的思路方法,是自控专业学生能力培养的基石。随着经济全球化和中国经济的快速发展,外企在中国投资和中国企业走向国际已经成为现实。这种现状使得高科技人力资源在不同国家流动的趋势越来越强。中国大学留学生数目以及中国高校毕业生使用英语在外企和国外工作的数目呈不断上升趋势,中国大学与英语国家的校级交流也越来越多,这些变化都使得中国大学教育对全英文专业课程教学的需求越来越大[1-3]。全英文《自动控制原理》课程就是为了适应这种教育国际化的形式而设置的。目前中国大学教育处于走向国际化的初步阶段,探索并交流适应现阶段形式的全英文课程教学方法提高全英文教学质量是非常必要的。 一、课程特点与教学对象分析 《自动控制原理》课程是一门理论性非常强的专业基础课程,面向电类专业中国本土学生和留学生开设。该课程对学生的数学基础知识要求比较高,课程用全英文开设,还需要学生具有较强的英文听力和阅读理解力,作业和实验报告等需要学生有较强的英语书面表达能力。该课程设有实验环节,在有留学生参与的实验小组进行系统分析与设计的团队工作,不仅需要学生有较强的实验操作能力还需要学生具有良好的专业英语口头沟通能力。《自动控制原理》课程是自控专业的基础课程,在大学三年级上半年开设,是其他自控专业课的基础,只有很好地理解和掌握控制原理的基础知识,才能继续学习好后续的其他专业课。目前我校留学生人数虽然呈上升趋势但绝对数量还不是很多,全英文教学班一般由本土学生和来自非洲、欧洲、美国、亚洲等不同地区的留学生组成。由于学生们的背景不同,学生的数学基础、英语程度、接受能力、思维习惯和特点都具有一定的差异。一般来讲,本土学生的数学基础较好一些,英语阅读能力较强,但因生活环境为中文,英语听力理解能力相对阅读能力弱一些;对于母语不是英语的留学生,因其有限的英语程度,在课程学习和交流中具有一定困难。从已开设的英文课来看,一般留学生的数学基础相对中国学生弱一些。对来自不同背景学生进行自控原理的教学,如何因材施教,具有一定的挑战性。 二、教学组织与方法 面向不同背景的学生来源开展《自动控制原理》的全英文教学,要保证提高教学质量,必须从师资配备、教学对象认识、教学组织、教材选择、教辅资料与软件工具选择、实验安排等方面全方位地合理安排。全英文教学应该从教学对象背景的需求出发,在注重知识传授、能力培养的同时,要特别注意教学交流质量的提高,以达到知识传授、能力培养的目的。 1.教学团队的素质。自控原理的全英文教学,涉及数学及专业知识的传授、使用英语的沟通,在教学对象来源差异较大的情况下,对教学团队的素质要求比较高。(1)教师英语能力基础及保持:全英文授课的教师,一般应具较强的责任心,具有较好的英语口语表达能力。尽管有些老师有海外学习经历,全英文任课老师由于一般工作在中文语境中,也要注意英语听说能力的保持。(2)专业知识及其应用能力:《自动控制原理》课程是一门比较传统和基础的课程,任课老师一般都学习过此门课程。因此老师对相应的知识点都比较熟悉,但对于课程知识的应用还需予以加强。教师应该有课程相关的比较全面系统的知识背景,不仅可以讲述课程的知识点,也能够讲述知识点之间的相互联系以及知识点的应用环境、应用方法及应用工具,使学生不仅获得课程的知识点,还获得关于知识应用方面的技巧。(3)面向教学对象的教学方法:课程教学的效果取决于课程教学的方法。一般教学方法由理论学习和课堂经验积累两种途径获得。教学方法没有绝对的好与不好,关键的是教学方法要适用于教学对象。因此除了一般教学方法的掌握,教师还要在教学实践中注意收集学生对教学的反馈意见,不断积累总结教学方法及其适用对象。(4)教师的组织与沟通能力:主讲教师是课程的负责人,全面负责助教、实验指导老师和学生之间的工作安排和沟通。教师应该在第一节课收集所有学生的联系信息,包括留学生的国籍,并向学生公布课程助教、实验指导老师的联系方式,保证课程参与者的双向沟通。 2.课程教材与辅助材料:(1)课程教材的选择要考虑到教学对象,选择难易适中的教材。在本课程的实践中,为了满足不同层次学生的需要,为学生推荐了一组具有不同特点的教学参考书。在参考书中有相对比较深的教材满足专业和英语基础比较好、好奇心上进心比较强的学生;也有参考书比较深入浅出,易于理解,满足基础相对弱的同学。考虑到中国本土学生将来也有可能在中国企业工作,本课程推荐了具有中文翻译版的英文原版经典教材,便于学生能在课后了解专业词汇的中文表达,也帮助英文程度差但具有一定中文语言能力的学生对课程的理解。另外本课程为学生提供控制原理主要贡献者的生平介绍,帮助学生理解一些控制原理产生的背景,让学生们学习该领域大师的创新精神。(2)教学辅助资料与工具的提供可以帮助学生理解复习课堂教学的内容。本课程为学生提供中英文对照专业词汇,帮助学生对课程的理解和掌握,并能使用英文专业词汇进行作业和实验报告的表达。自控原理是一门对数学要求比较高的课程,可以把一些课程常用的数学公式表,如拉普拉斯变换表等,作为辅助材料提供给学生。本课程还在课程网页上提供全部课程的英文录像,如果学生在上课时没有完全消化,可以在课后自己观看相关课程录像,理解和消化上课的内容。 3.课堂教学方法。课堂教学是课程知识传授的主要环节,直接影响到最后的教学效果。教师在英文课堂教学中,要注重以下环节:(1)任课老师的课堂表达:教师上课应注意循序渐进,深入浅出,板书要整洁明了。语言采用简单明了、易于理解的句型。考虑到班级里有英语听力不太好的学生,上课语速要适中,并配有相应的关键字板书或多媒体演示稿,以补充学生由于听力原因造成的信息损失。发放多媒体演示稿关键部分的纸质打印件,方便学生做课堂笔记。教师上课应该基础部分简单清晰、教学内容应有扩展性,同时注重介绍知识的应用环境,既要照顾到基础较差的学生,也应满足综合能力强的学生的需求。(2)课堂教学的互动与反馈:由于该课程理论性强,对数学基础要求高,大部分学生使用第二语言第一次接触新的概念,如果没有进行足够时间的预习很难在课堂上使用英语主动提出问题。而电类专业的学生学习任务比较繁重,一般没有时间做足够的预习。教师可以围绕课程内容,设计课堂讨论题目,采用分组课堂练习的形式,一般为二到三人一组,学生可以互相讨论,加强对所学概念方法的理解,教师在学生练习时,巡回检查,期间学生可以向老师询问不懂之处。这种形式的全英文互动,既减少了学生的表达压力,又能达到互动反馈教学效果的作用,非常受学生欢迎,教师也能及时发现学生难于理解的知识点。 4.课程实验。课程实验是课程教学的重要环节,学生通过实验可以加深对课堂知识的理解,并掌握理论知识的应用方法。为保证实验质量,首先要向学生提供清晰的实验指导书,在实验分组时应避免将留学生分在一组,而是将中国本土学生与外国学生搭配开来,加强留学生与中国学生相互交流学习,帮助留学生融入本土学习环境,克服由于外国学生对环境的不熟悉造成的工作障碍,顺利完成课程实验任务。实验报告也是课程实验的重要组成部分,要求学生对实验数据进行有效处理,对实验现象运用课程理论知识进行详细分析、解释。 5.课程学习质量的监控与评估。学生课程学习质量的监控分课堂学习评估、课程阶段学习评估和课程学体评估。课堂学习评估主要通过课堂练习来进行。教师通过学生课堂练习的情况,评估学生课堂学习的质量,改善课堂教学效果。课程阶段学习评估主要通过阶段小测验来进行,通过阶段小测验可以测试学生对一个阶段所学知识的综合运用能力。课程学体评估包括学生的课堂表现、作业情况、小测验情况以及实验情况和期末考试,是学生整个课程学习过程的综合评估。期末考试内容应该含概课程基础知识、课程知识灵活应用和课程知识综合运用等层次,以测试不同层次学生掌握课程知识的情况。 现阶段全英文专业课程教学在中国大学尚属于初步发展阶段,本文主要讨论全英文自控原理课程的教学特点与方法。论文分析了全英文课程班的学生组成和特点,阐述了自控原理全英文课程的教学质量保证的关键措施及经验,为中国大学全英文专业课程的发展提供参考。 自动控制理论论文:自动控制理论发展综述 摘 要:综述了自动控制理论的发展情况,指出自动控制理论发展阶段和现代自动控制理论的发展。最后指出,各种控制理论的复合能够取长补短,是控制理论的发展方向。 关键词:自动控制理论;人工智能;智能控制 自动控制理论是自动控制科学的核心。自动控制理论自创立至今已经过了三代的发展:第一代为20世纪初开始形成并于50年代趋于成熟的经典反馈控制理论;第二代为50、60年代在线性代数的数学基础上发展起来的现代控制理论;第三代为60年代中期即已萌芽,在发展过程中综合了人工智能、自动控制、运筹学、信息论等多学科的最新成果并在此基础上形成的智能控制理论。经典控制理论(本质上是频域方法)和现代控制理论(本质上是时域方法)都是建立在控制对象精确模型上的控制理论, 而实际上的工业生产系统中的控制对象和过程大多具有非线性、时变性、变结构、不确定性、多层次、多因素等特点,难以建立精确的数学模型。因此,自动控制专家和学者希望能从要解决间题领域的知识出发,利用熟练操作者的丰富经验、思维和判断能力,来实现对上述复杂系统的控制,这就是基于知识的不依赖于精确的数学模型的智能控制。本文将对经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论的发展情况及基本内容进行介绍。 一、自动控制理论发展概述 自动控制是指应用自动化仪器仪表或自动控制装置代替人自动地对仪器设备或工业生产过程进行控制,使之达到预期的状态或性能指标。对传统的工业生产过程采用自动控制技术,可以有效提高产品的质量和企业的经济效益。对一些恶劣环境下的控制操作,自动控制显得尤其重要。自动控制理论是与人类社会发展密切联系的一门学科,是自动控制科学的核心。自从19世纪Maxwell对具有调速器的蒸汽发动机系统进行线性常微分方程描述及稳定性分析以来,经过20世纪初Nyquist,Bode,evans,Wienner,Nichols等人的杰出贡献,终于形成了经典反馈控制理论基础,并于50年代趋于成熟。经典控制理论的特点是以传递函数为数学工具,采用频域方法,主要研究“单输入——单输出”线性定常控制系统的分析与设计,但它存在着一定的局限性,即对“多输入——多输出”系统不宜用经典控制理论解决,特别是对非线性、时变系统更是无能为力。现代控制理论本质上是一种“时域法”,其研究内容非常广泛,主要包括三个基本内容:多变量线性系统理论、最优控制理论以及最优估计与系统辨识理论。现代控制理论从理论上解决了系统的可控性、可观测性、稳定性以及许多复杂系统的控制问题。但是,随着现代科学技术的迅速发展, 生产系统的规模越来越大,形成了复杂的大系统,导致了控制对象、控制器以及控制任务和目的的日益复杂化,从而导致现代控制理论的成果很少在实际中得到应用。经典控制理论、现代控制理论在应用中遇到了不少难题,影响了它们的实际应用,其主要原因有三:这些控制系统设计和分析都是建立在精确的数学模型的基础上的, 而实际系统由于存在不确定性、不完全性、模糊性、时变性、非线性等因素,一般很难获得精确的数学模型;研究这些系统时,人们必须提出一些比较苛刻的假设,而这些假设在应用中往往与实际不符;为了提高控制性能, 整个控制系统变得极为复杂,这不仅增加了设备投资,也降低了系统的可靠性。 二、现代控制理论的发展及基本内容 经典控制理论虽然具有很大的实用价值,但也有着明显的局限性。其局限性表现在下面二个方面:第一,经典控制理论建立在传递函数和频率特性的基础上,而传递函数和频率特性均属于系统的外部描述(只描述输入量和输出量之间的关系),不能充分反映系统内部的状态;第二,无论是根轨迹法还是频率法,本质上是频域法(或称复域法),都要通过积分变换(包括拉普拉斯变换、傅立叶变换、Z变换),因此原则上只适宜于解决“单输入——单输出” 线性定常系统的问题,对“多输入——多输出”系统不宜用经典控制理论解决,特别是对非线性、时变系统更是无能为力。 现代控制理论正是为了克服经典控制理论的局限性而在20世纪50、60年代逐步发展起来的。现代控制理论本质上是一种“时域法”。它引入了“状态”的概念,用“状态变量”(系统内部变量)及“状态方程”描述系统,因而更能反映出系统的内在本质与特性。从数学的观点看,现代控制理论中的状态变量法,简单地说就是将描述系统运动的高阶微分方程,改写成一阶联立微分方程组的形式,或者将系统的运动直接用一阶微分方程组表示。这个一阶微分方程组就叫做状态方程。采用状态方程后,最主要的优点是系统的运动方程采用向量、矩阵形式表示,因此形式简单、概念清晰、运算方便,尤其是对于多变量、时变系统更是明显。特别是在Kalman提出的可控性和可观测性概念和极大值理论的基础上,现代控制理论被引向更为深入的研究。现代控制理论研究的主要内容包括三部分:多变量线性系统理论、最优控制理论以及最优估计与系统辨识理论。由于篇幅所限,有关现代控制理论研究的具体内容请参见有关文献,这里从略。 三、结论 以上我们介绍了自动控制理论的发展情况和现代控制理论,各种控制理论都有其优点、缺点和适用范围,如果能够取长补短,则必然能够扩大其应用的范围,因而是控制理论的发展方向。事实上,现在已经出现了集经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论于一身的各种复合控制理论,如模糊PID复合控制、模糊变结构控制、自适应模糊控制、模糊预测控制、模糊神经网络控制、专家PID控制、专家模糊控制等等。 自动控制理论论文:基于CDIO的“自动控制理论”工程教育研究和实践 摘要:针对“自动控制理论”课程在工程实践教学中的不足,运用CDIO教育理念对该课程的工程教育进行研究和实践,明确“自动控制理论”课程中学生的学习需求,重新设计教学模式,强化工程实践能力培养,考核方式采用多元化模式。解决了目前该课程工程教育面临的困难,调动了学生学习的积极性,提高了学生的工程实践能力和创新能力。 关键词:自动控制理论;工程教育;CDIO理念 进入21世纪,经济全球化对我国工程技术人才的需求日益增长,对工程教育的发展带来了机遇。但在我国的传统工程教育中,重理论轻实践,过分强调知识的理论深度和系统性,而忽略了各学科知识间的联系,特别是忽视理论知识的应用。“自动控制理论”作为自动化学科各专业的一门重要的专业基础课程,[1]是为培养从事控制领域的科学研究和工程技术人员而设置的。在“自动控制理论”课程中,传统教学多局限于课堂授课,结合线性系统时域分析、根轨迹分析和频率特性分析等基础验证性实验和系统动态、稳态特性分析等分析性实验,而强调工程实践的综合性和创新性内容不足,偏离实际工程应用。 黄山学院(以下简称“本校”)作为一所地方性普通本科高校,与学术性高校“错位竞争”,明确办学定位为应用型。因此,结合本校“自动控制理论”课程教学的实际情况,对“自动控制理论”课程教学提出了改革思路。本文将利用CDIO工程教育模式的理念,[2]明确“自动控制理论”课程中学生的学习需求,重新设计教学模式、强化工程实践能力培养和考核方式多元化,以提升该课程工程教育的质量和内涵。[3-6] 一、CDIO工程教育理念 CDIO代表构思(conceive),设计(design),实施(implement),运行(operate),是由MIT和瑞典几所大学在Wallenburg基金会的资助下,经过几年的研究、探索和实践于2004年创立的工程教育模式。该教育模式是以产品、过程和系统的构思、设计、实施和运行全生命周期为背景的教育理念为载体,以CDIO教学大纲和12标准为基础,让学生以主动的、实践的、课程之间具有有机联系的方式学习,获取工程能力。 CDIO工程教学模式的主要特色在于它创造了能够深化技术基础和实际能力的学习经验。采用现代教学方法、创新教学模式和新的学习环境为学生提供接近工程实际的学习经验,这些具体的学习经验创建了一个与技术基础相关的学习抽象概念的认知框架,并为学生提供有助于理解和记忆这些抽象概念的实际应用机会,由此提供掌握深厚基础知识的途径。 二、“自动控制理论”课程教学改革 1.重新设计教学模式 根据“自动控制理论”课程特点,运用CDIO工程教育理念,坚持以学生为本,建立知识、能力、素质培养体系,将系统的构思、设计、实施和运行贯穿整个教学过程,对“自动控制理论”的教学目标、课程体系、教学活动及组织形式等进行全方位思考与设计,形成基于CDIO的“自动控制理论”课程教学模式,如表1。 2.强化工程实践能力培养 为了加强“自动控制理论”课程工程实践能力的培养,在传统教学的基础上,融合项目教学、虚拟仿真和案例分析等方法,让学生在模拟工程实践的环境中进行学习。 (1)项目教学。基于项目的教学是建立在具体问题的基础上来寻找解决问题的办法。为了践行CDIO工程教育理念,依托项目以3~5名学生为一组,教师采用点拨方式或共同探究的方式进行指导。具体实施步骤如下: 1)构思(C)。通过加深学生对自动控制系统的使命、需求、功能、技术和构建等概念设计的理解,其主要形式是要求学生对控制系统进行分析、思考,形成对控制系统设计开发的基本感性认识,加深对控制系统基本分析和设计方法的理解。 2)设计(D)。要求学生使用控制方法,完成自动控制系统的需求定位、模型开发、系统分析、系统架构等。通过实践,使学生掌握自动控制系统工程的基本原理、方法、技术、工具,并能够在实际中应用。 3)实现(I)。将设计成果加以实现,着力培养学生的务实精神、工程能力和团队精神。 4)运行(O)。每个小组对所开发的控制系统进行实际应用,并建立相应的应用、营销和服务渠道。实在难以在实际应用的要求建立模拟实际应用环境,实施模拟应用。运行主要目的是让学生了解市场,培养学生的务实精神和实际工作能力。 (2)虚拟仿真。虚拟仿真,就是用一个系统模仿另一个真实系统的技术。虚拟仿真技术的引入,将使控制系统设计的手段和思想发生质的飞跃,更加符合现代社会发展的需要。采用虚拟仿真能够使学生在一个比实际情况更安全的环境中提高工程实践能力,可以说在“自动控制理论”课程中应用虚拟仿真技术是可行且必要的。 (3)案例学习。案例学习可以提供很多关于实际工程的具体经验,一个典型案例还可以提供详细的背景内容。通过讨论案例,学生能够亲自体验系统或产品的CDIO过程,并参与疑问的解答,提高了学生的思考和决策能力。 3.考核方式多元化 传统“自动控制理论”课程考核方式笔试偏重理论知识考核,难以考察对实际自动控制系统的设计、分析和建造等工程实践能力。针对本课程注重工程实践性、创新性和应用技能培养的要求,改革单一的考核方式,综合学生在知识、创新、应用等多方面能力,采用笔试、课堂互动、实验操作、项目开发等多元化考核方式。多元化考核方法不仅促使学生重视课堂知识的掌握,还重视知识的工程应用与创新,有效地提高了教学水平和教学质量。 三、总结 CDIO工程教育模式的核心是培养学生的工程素养、工程实践能力。“自动控制理论”课程作为工程背景较强的课程,只有掌握坚实的理论基础,具备严谨的工程推理和解决问题的能力,才能在后续课程中熟练地运用自控理论知识解决工程实际问题,并为往后能在工作岗位上灵活运用所学知识打下扎实的基础。 自动控制理论论文:控制理论在“自动控制元件”课程教学中的应用 摘要:在对“自动控制元件”课程教学改革的实践中,以控制理论思想作为指导,在深入分析课程、学员和教员的实际情况的基础上,建立了课程教学反馈控制系统模型,采取了优质提问教学法等多种反馈方式,取得了较好的教学效果,同时也提高了教员的教学水平。 关键词:控制理论;自动控制元件;反馈控制教学 所谓控制,就是根据系统内外部变化,进行有目的的调整,一次又一次地克服不确定性,纠正偏差,使系统始终处于某种特定状态的一种活动。[1]控制理论认为,任何系统、过程与运动都可以看作一个复杂的控制系统,控制理论思想的应用并不仅仅局限于工业生产或军事设备控制方面,也可以扩展到其他领域。 教学是一种有计划、有目的的活动。教学的目的在于使学生形成一定的心理过程及特性。学生的心理过程是有规律的,因而是可以控制的,问题在于掌握借以控制这种过程的规律。由此认为,控制理论对于教学来说,在原则上也是适用的。因此可以将控制理论的基本原理和方法推广至教学领域,建立教学控制系统,结合教学过程的特点及规律,改革传统教学过程,研究和解决教学过程中的一系列问题,以实现对教学过程的有效控制和全面优化,从而更好地控制教学质量,提升学员的学习积极性,提高教员的教学水平,达到教学相长的目的。 一、反馈控制教学的基本原理 控制系统由被控对象和控制装置组成,控制方式分为开环控制、闭环控制和复合控制,传统的知识注入型教学过程通常为开环控制方式。以学员作为控制对象,以课程教学目标为期望值,以教学效果为控制量,可建立课程教学开环控制系统,如图1所示。 在图1所示的系统中,教员进行课堂授课时,学员扮演的是被动接收知识的角色。从控制理论观点来看,传统的知识注入型教学存在着控制作用的断续性与反馈联系的偶然性问题,因而不是最佳的教学方式。由于缺少有效且连续的反馈信息,教员无法及时掌控教学情况,学员学习主动性差,教员教学水平提高缓慢,往往难以达到预期教学效果。 若在系统中增加前馈补偿和反馈通道,则可建立闭环(反馈)教学控制系统,如图2所示。 由图2可知,由于建立了良好的反馈联系,教员在教学过程中能够及时发现实际教学效果与教学目标的偏差,从而根据反馈控制原理适时改变控制方式(调节教学内容、教学进度、教学方法和教学手段等),以保证:教学过程始终沿着教学目标的固有轨道前进;教学内容、方法和手段适合教学对象,且不断趋于完美;教学研究与教学本身得以同步发展。 在课程教学实践中,应该依据课程、学员和教员等各方面的实际情况,深入分析课程教学控制系统的各个组成部分,细化前馈和反馈环节,建立课程教学控制系统模型,图3为针对“自动控制元件”课程建立的教学反馈控制系统结构图。 由图3可知,在“自动控制元件”教学反馈控制系统中,以自主预习的前馈补偿方式以及自主复习的局部反馈方式促使学员在自控(学员自学)和他控(学员之间的相互学习、交流、激励)方式作用下,初步消化和掌握教员在课堂授课过程中讲授的理论知识。教员在课堂授课过程中,采用有效的课堂提问等方法,及时掌握学员学习动态,实时调整教学过程,以保证教学效果;课后,通过每周答疑、课后作业、课程实验、课中考核、课外实践以及学员针对课程提供意见建议等多种反馈方式,获取学员对课程知识的掌握和应用情况以及学习态度、精神状态等,并根据反馈信息适时调整教学过程,从而缩小教学效果与教学目标的偏差。在传授知识和能力的同时,教员的授课能力也可通过自身的总结交流、教学督导组的评价以及学员的意见建议等三个反馈渠道得到及时反映,以促进教学水平的提高。 二、反馈控制教学中需要注意的问题 在教学控制系统中,教学是一种有目的、有计划的实施控制活动的过程。要实现有效控制,首先必须建立较为准确的系统模型,然后根据课程、学员和教员的实际情况制定行之有效的控制方式。既要因“材”施教,也要因“才”施教,“材”指的是课程的教学目标和教学内容,“才”指的是学员和教员。实现因“材”施教和因“才”施教的关键在于构建有效的信息反馈通道。 1.教学控制系统模型的建立 系统模型越准确,控制效果越好。因此在系统建模时,必须深入分析教学反馈控制系统的各部分结构,了解“材”和“才”的实际情况,确定系统期望和反馈信息及其之间的关系。教学控制系统中需要明确的主要信息和组成部分包括: (1)系统期望,即教学目标。严格依照专业人才培养方案和课程标准制定课程的总体教学目标和各章节、每次授课的教学目标。 (2)被控对象,即学员。通过课前召开座谈会、课中答疑以及与学员代表交流沟通等方式全方位了解授课对象。 (3)控制方式,即教学实施方案。制定具体且具有针对性的课程教学改革方案、课程教学设计方案和课堂教学方案。而在课堂教学实施计划开展之前,教员应该进行精心的教学准备,具体工作包括深入理解教学内容、设计具有一定特色的多媒体课件和教案、熟练掌握几种教学方法、开发交互式课程学习网站和建设试题库等。 (4)评价方式,即根据学员的学习情况,把实际值与期望值进行比较,对教学工作做出客观评价。按照教学目标衡量实际成效,最理想的情况是在偏差较小时就有所察觉,并采取措施加以改善。但是,仅凭经验是远远不够的,必须制定客观公正、切实可行的评价方案对学员进行综合评定,才能客观地评价教学效果。 2.反馈控制方式的选择 在教学过程中,课堂授课是知识传递的一个关键环节,在此环节中必须采取有效的反馈方式,以获取足够的反馈信息。在“自动控制元件”课程教学过程中,教学组在课堂授课过程中采用了优质提问教学法(Quality Questioning, QUILT)。QUILT是一种“通过提问、理解促进学习和思考”的教学方法,包括精心准备问题、适时抛出问题、激发学员回答、对学员的回答进行加工以及对提问行为进行反思五个阶段。[2]通过QUILT,可以调动学员的学习积极性,使更多的学员参与思考,更重要的是能够迅速获取学员对知识的理解程度的反馈信息。同时,教学组采取其他方式获取更多反馈信息,主要包括每周答疑、课后作业、课程实验、课中考核、课外实践活动(“三性”实验、“三小”活动、数学建模、电子设计、机器人大赛)等,使学员在掌握理论知识的同时,提高动手能力和实际应用能力。 自动控制理论论文:自动控制理论初探 【摘 要】随着技术工具的进步如半导体微电子学、光学和光电子学、计算机和通信网络等信息采集、存储、传输、计算和处理技术的迅速发展也强力推动着自动控制理论研究向前发展。然而由于研究系统、对象越来越来复杂,这样就对自动控制理论以及其实际运用的研究就提出了更高的要求。本文首先对自动控制理论的发展作了一个简单的回顾,然后对Matlab软件作了一些简介、最后简单阐述了自动控制理论的研究现状以及其它在各不同领域的运用。 【关键词】自动控制理论;Matlab;模糊控制;鲁棒控制;最优化控制 随着控制系统复杂性的增加,不确定因素的增多,要求各控制理论分支有进一步的发展,弥补各理论分支的缺点与不足,以满足更高的控制性能指标。现有的控制理论在线性系统控制中大都能取得良好的控制效果,但对离散、非线性复杂系统领域的研究大都刚刚起步,或处于初级阶段,远未达到人们的期望。而实际工业生产过程的模型一般都很复杂,通常具有非线性、分布参数和时变等特性。因此将控制理论的研究领域推广到非线性复杂系统有重要的实际意义。另外与宏观复杂系统控制相对的量子控制(Quantum Control)也正在作为一个全新的学科领域蓬勃崛起,它的发展也依赖于完善的控制理论和优化控制策略。近年来随着微电子、半导体、计算机等技术的快速发展也强有力的推动了自动控制理论的发展。 一、现代控制理论的产生及其发展 控制理论作为一门科学,它的产生可追溯到18 世纪中叶的第一次技术革命,1765年瓦特发明了蒸汽机,应用离心式飞锤调速器原理控制蒸汽机,标志着人类以蒸汽为动力的机械化时代的开始,后来工程界用控制理论分别从时域和频域角度讨论调速系统的稳定性题,1872年劳斯(Routh E J)和1890年赫尔维茨(Hurwitz)先后找到了系统稳定性的代数据,1932年奈奎斯特(Nyquist H)发表了放大器稳定性的著名论文,给出了系统稳定性的奈奎斯特判据。美国著名的控制论创始人维纳(Wiener N)总结了前人的成果,认为客观世界存在3大要素:物质、能量、信息,虽然在物质构造和能量转换方面,动物和机器有显著的不同,但在信息传递、变换、处理方面有惊人的相似之处,1948 年发表了《控制论—或关于在动物和机器中控制和通讯的科学》,书中论述了控制理论的一般方法,推广了反馈的概念,确立了控制理论这门学科的产生。 1.经典控制理论。第一代称为“经典控制理论”时期,时间为20 世纪40~50 年代。它研究的主要对象多为线性定常系统,主要研究单输入单输出问题,研究方法主要采用以传递函数、频率特性、根轨迹为基础的频域分析法,它的控制思想首先旨在对机器进行“调节”,使之能够稳定运行,其次是采用“反馈的方式,使得一个动力学系统能够按照人们的要求精确地工作,最终实现对系统按指定目标进行控制。” 2.现代控制理论。第二代称为“现代控制理论”时期,时间为20 世纪60~70 年代。经典控制理论对线性定常系统可产生良好的控制效果,但是它对多输入多输出、时变、非线性系统的控制却力不从心。所以50 年代末60 年代初,学者卡尔曼等人将古典力学中的状态、状态空间概念加以发展与推广,将经典控制理论中的高阶常微分方程转化为一阶微分方程组,用以描述多变量控制系统,并深刻揭示了用状态空间描述的系统内部结构特性如可控性、可观性,从而奠定了现代控制理论的基础。 3.第三代控制理论。以上所提的经典控制理论和现代控制理论都是建立在数学模型之上的,所以统称为常规(传统)控制。它们为了控制必须建模,但许多实际系统的高维性及系统信息的模糊性、不确定性、偶然性和不完全性给基于数学模型的传统控制理论以巨大的挑战。是否可以改变一下思路,不完全以控制对象为研究主体,而以控制器为研究对象;是否可以用人工智能的逻辑推理、启发式知识、专家系统解决难于建立数学模型的问题呢?智能控制的出现正源于这一思想。1967年Leondes 和Mendel 首次正式使用“智能控制”一词,1971 年傅京孙教授指出,为了解决控制问题,用严格的数学方法研究新的工具来对复杂的“环境2对象”模型进行建模和识别以实现最优控制,或者用人工智能的思想建立对不能精确定义的环境和任务的控制设计方法,这两者都值得试一试,而重要的是把两种途径密切结合起来协调的进行研究。沿着这一思想出发,现代控制理论将微分几何、微分代数、数学分析与逻辑推理、启发式知识建立和发展了智能控制理论相结合从而形成第三代控制理论大系统理论和智能控制理论。 二、Matlab工程软件 1.Matlab起源。早在70年代中期,Matlab的开发者美国人Clever Moler及其同事在美国国家科学基金的资助下研究开发调用LinPack和EisPack的FORTRAN子程序。到70年代后期,Clever Mloer教授利用业余时间为学生编写能够方便调用LinPack和EisPack的程序。Clever Mloer给这个接口程序取名为Matlab,这是从Matrix(矩阵)、Laboratory(实验室)各取前三个字母组成的,意思是“矩阵实验室”。 2.Matlab的特点与功能。Matlab自从1984年由MathWork公司推向市场以来,经历十几年的发展和竞争,现在逐步风靡世界,可靠的数值和符号运算能力、简单易学的程序语言、强大的图形和可视化的功能以及为数众多的运用工具宝石Matlab区别与其他科技应用软件的显著特点。其相关的功能如下:(1)数值和符号计算功能。Matlab的数值计算功能包括:矩阵的创建和保存;数值矩阵代数、乘方运算和分解;数组运算;矩阵操作;多项式和有理分式运算;数据统计分析、差分和数组导数;用于求积分、优化和微分方程的数组解的功能函数等。(2)Matlab语言。除了指令行操作的直接交互使用方式外,Matlab作为高级应用软件有它自己的编程语言。Matlab的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的习惯形式十分相似,简单易学。完全不需要对矩阵的乘法和求逆进行烦琐的编程。因此用Matlab求解问题比C语言、FORTRAN语言要简便的多。与其它高级语言的关系仿佛高级语言与汇编语言的关系一样,尽管它的执行效率比其它的高级语言低但是其编程效率、程序的可读性,可移植性要远高于它们。(3)图形和可视化功能。图形和可视化功能是现代应用软件发展的主要方向,也是前后版本间的最大差异之一。利用可以轻而易举地绘制二维、三维曲线,三维曲面,并可进行图形和坐标的标识、坐标控制、图形的迭绘、视角和光照设计、色彩精细控制等等。另外还可以非常方便地完成动画的绘制工作。Matlab还提供了对图形对象(Graph object)和图形句柄(Graph Handle)进行操作的“底层(low level)”指令,使用户可以随心所欲地对图形进行各种操作,为用户在图形表现和可视化方面开拓了一个广阔的、没有丝毫束缚的空间。 自动控制理论论文:基于CDIO教育理念的自动控制理论精品课教学改革研究与实践 [摘要]CDIO,即构思(conceive)、设计(design)、实施(implement)、运作(operate),它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。本文选用自动化专业的一门主干课“自动控制理论”为研究对象,运用CDIO教育理念对该课程的教与学进行探讨和实践,形成了以学生为主的“活跃课堂、积极实践、学术探讨、项目研究、网络助学”的教学模式,经过5年的教学实践,取得了很好的教学效果和教改成绩,使学生在实际动手能力、独立创新能力、团队合作能力方面有所提高,为创新人才成长搭建了宽广舞台。 [关键词]CDIO;工程教育;自动控制理论;教育理念 1 研究背景 CDIO工程教育培养模式是由教师简洁明了地介绍要学的相关概念后,将学生分成小组,每个小组5~6人。各个小组自己设计实验方案、确定操作流程、选择器材,分工合作完成实验。通过分析实验结果,学生提出其中存在的问题,然后教师开始剖析概念、讲解原理,并和学生一起探讨。该模式可以培养学生分析问题、解决问题的能力,同时能够增强学生的自学能力、沟通协调能力、团队合作能力以及大系统的运作能力并最大地发挥学生的积极性和创造I生。自动控制理论是指导人们在一定工程背景下实现对复杂系统设计与分析的方法论,理论性很强,而CDIO工程教育模式的精髓——CDIO代表的构思、设计、实现和运作正是自动控制理论思想的具体体现,它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,旨在培养学生的工程能力,是一种新的高等工科教育模式。它包括个人的工程科学能力和技术知识能力、终生学习能力、团队交流能力和大系统协调等方面的能力。显然,CDIO的教学目标与应用型高校本科专业的培养目标是一致的,即培养理论与实践相结合、工程技术与市场需求相结合的高级专门人才。以人才培养为目标,以教学改革为指导,以教材创新为核心,以科学研究为基础,对自动控制理论课程进行改革,以适应国内快速发展的工控领域对自动化人才的要求。 2 教学理念的转变 2.1 教学模式改革 “培养什么样的人才、如何培养人才”始终是高等教育的基本问题,“教什么、怎么教,学什么、如何学”始终是教学过程中的一对基本矛盾。很多教师认为“教什么”最重要,至于“怎么教”、“怎么学”全在个人,不重视教学方法的研究,习惯于个人传统方式的延续。认为“怎么教”是教师的事情,“怎么学”是学生的事情,“教”与“学”分离,对教师主导、学生主体、师生互动交流认识不足;对教学大纲的把握、对教学目标的实现认识不足,认为教材、讲义、网上资料师生可以自由使用,殊不知,这是教师不负责任、偷工减料的表现;对课程的规律性与学习能力培养的重要性认识不足,有的教师过分强调讲课面面俱到,“填鸭式”教学方法反而贻误了学生创造思维的训练和培养。为此,提出如下理念。 1)学生的主体性与教师的主导性融合。教师视每次授课为一场表演,既是演员又是导演,学生是观众。这样教师就要在如何演的精彩、如何引人入胜上下功夫,教学过程中教师主导活动和学生主体活动不断融合实现动态转换,随着知识的潜移默化,学生的学习活动自主性逐渐扩大,教师的传教活动制约性逐渐缩小,最后转化为学生能够完全自主学习,真正成为学习的主人。 2)学习的开放性与教学的关键点融合。信息时代提供了众多的知识获取途径,课堂和教师已不再是获得知识的唯一渠道,应该充分利用网络、名师、资料、实验、学科、专业等优质资源环境与学术氛围,把学习的场所从课堂扩展到大型实验室、图书馆、讲坛等。自主研学、拓展训练、思维创造,为学生知识创造和能力建构拓展了更加宽松的环境,这是当前教学模式改革的核心。强化自主性、综合性、设计性实验,重视工程实践、课程设计、项目训练以及大学生生产实习;将学生个体的学习扩展到小组学习、团队学习等合作学习的形式;着力提高各种课外学习活动的覆盖面和参与面,通过研究小组、讨论班、报告会、俱乐部、沙龙、社团等各种载体,让每一个学生都有锻炼施展多方面能力和才华的舞台。教学的关键点是教给学生一种思考问题的思维方法,有些知识问题的具体细节,忘记了可以查书,但思考问题的方式,一旦领悟并加以应用后,具备的是解决更多新问题、领悟更多新知识的能力,这才是教与学的关键。充分利用互联网拓展学生网上学习、教师网上答疑、学生网上作业、教师网上批改的新途径。 3)教学评价的综合性与透明性融合。既然讲课就是表演,演员演得如何观众最有发言权,采取学生匿名网上评议制,对每位授课教师按照统一的评价指标给予教学质量评价,教师可以随时查阅学生评价做到有则改之无则加勉,这种方式有效提高了教师的教研水平。 4)学生成绩评定的多样性与灵滑性融合。采取平时考核(20%)+实验考核(10%)+学期考核(70%)作为学生的最终成绩,这样充分调动了学生学习的自主性与积极性,避免了一考定终生和逃课现象。 2.2 明确精品课程的内涵 精品课程是指具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程,省级精品课《自动控制理论》是由自动化系负责开设的院级平台课,是一门理论性和实践性都很强的课程,理论比较枯燥,难以理解,其特点是概念多、抽象,理论分析和数学计算比重大,在课程讲授过程中,若不注重教学模式的改进,就会让学生感觉似乎在学一门“数学”课,跳不出抽象的理论框架,不知道如何把该课程的理论知识应用于工程实践中,那么,这门课程的讲授就是失败的。在课程教学改革实践中,引入CDIO模式,以小型控制课题为导向,引导学生自觉加深理论学习,依次完成控制系统建模、控制器设计、仿真实现,培养了学生的创新能力、动手能力及课题研究能力,激发了学生的学习兴趣。因此,教师要有目的、有计划、有步骤地结合教学的具体内容对学生进行思维方式的引导、指导和训练,使学生理解并掌握诸如典型化、线性化等处理方法和意义,体会到数学作为一种工具处理工程问题的重要性和趣味性,使学生变被动学为主动学,提高学习积极性,既巩固了知识体系,又树立起工程思想。 3 基于CDIO教育理念的教学改革 探索了CDIO理念下的以研究型学习,以实际的物理对象为背景进行控制系统建模、控制器设计、仿真实现的教学模式,并相应地对教学内容、教学手段、考试方式进行了配套改革。 3.1 教材建设 教材是教学理念的载体,是课程体系改革的核心。为了充分贯彻课程改革建设,发挥团队的特色,自2003年开始狠抓教材建设,相继出版了两部理论教材:《现代控制理论》(中国标准出版社2003)、《自动控制原理》(21世纪高等院校优秀教材,国防工业出版社2004);两部与之配套的书籍:《自动控制理论学习指导》(大连理工大学出版社2004),《自动控制理论实验及综合系统设计》(华中科技大学出版社2008);一部用于指导学生进行计算机辅助设计的《控制系统数字仿真及MAT-LAB语言》(电子工业出版社2009)。形成了理论教学、实验教学、学习指导、CAD实现的系列特色教材,为知识的有效传播奠定了基础。 3.2 良好的开端是成功的关键——绪论的重要性 在绪论中重点介绍自动控制理论的发展史,研究的对象、方法及主要内容,自动控制理论的特点和发展趋势以及在工业生产、航空、航天等领域所起的重要作用。为了增强学生学习该课程的兴趣,课程中利用多媒体技术制作了多个视频资料,包括阿波罗登月、我国的神舟七号载人航天飞行、美国NASA的月球车、国际机器人大赛以及人在大脑支配下的行为过程等,并简要介绍了这些系统中用到的自动控制理论知识、课程的重点及学习方法,学生由此对课程产生了浓厚的兴趣及强烈的求知欲望,促进了学生从“要我学”到“我要学”的转变。 3.3 强化实践教学,提升工程实践能力 围绕工程实践和创新精神培养这一目标,实践教学构建三层体系,突出综合性、设计性、研究性训练,加强课内实验、课程设计、毕业设计等实践环节的有序衔接。提出以学生为主的“活跃课堂、积极实践、学术探讨、项目研究、网络助学”的教学模式,进行了基于“学术探讨、项目研究”的教学改革。将教学分成三个阶段:课堂教学、课程设计、毕业设计。精心设计了一整套与之对应的三级项目体系:以随堂进行的项目为三级项目,促进学生对专业核心课程的学习;以专业课程设计为二级项目,培养学生构建并运用知识模块的能力;以毕业设计为一级项目,培养学生用专业知识开发设计复杂系统和产品的能力。为探索CDIO教学模式,将授课教师从科研项目中提炼出来的基于团队的三级项目与课程实验教学有机融合,让学生在课堂上学习理论知识,课外进行三级项目的研究,使学生自主建立起以确定项目方案、设计和仿真为主要内容的学习体系。三级项目的最后,要求学生以撰写项目报告和制作PPT的形式进行项目研究的汇报,改变了以往以课后习题来巩固学生所学理论知识,类似于“纸上谈兵”的学习方式。结合不同章节内容的特点,教学骨干自行开发了所有课程的多媒体助学课件,如针对根轨迹绘制制作了全动画多媒体课件,受到学生的普遍欢迎。这种教学模式为创新人才成长提供了自主性、研究性、多样性的宽广舞台,促进了学生创新实践能力和综合素质的全面提升。燕山大学学生先后在全国“飞思卡尔杯”智能车大赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、“挑战杯”创业计划大赛以及全国电子设计竞赛等许多重要赛事中均取得了十分优异的成绩。 3.4 加强网络教学平台与资源共享建设 为培养学生自学能力,自行研发了网络综合教学平台,提供了15个子系统供师生使用,形成了一个集教学、学习、实验、设计、考研辅导、信息交流于一体的自动控制原理在线教学的专业网站,实现了教育资源共享。以图文并茂的形式提供丰富动感的教学内容,利于突出重点、突破难点,优化课堂结构,创造良好的网络教学环境,提供教学讲义、教学视频、课后练习测试、同步训练、在线答疑、提交作业、考研专题等多个栏目,为学生提供了丰富的教学资源。 3.5 开展研究型学习 教学中引入的工程实例倒立摆装置是一个复杂的、不稳定的非线性系统,是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台。通过对倒立摆的控制,检验新的控制方法是否有较强的处理非线性和不稳定性问题的能力。同时,其控制方法在军工、航天、机器人和一般工业过程领域中都有着广泛的用途,如机器人行走过程中的平衡控制、火箭发射中的垂直度控制和卫星飞行中的姿态控制等。教学中,将倒立摆作为工程实例贯穿整个课程,在各阶段理论教学后,完成倒立摆的系统建模、分析及控制器设计等,提高学生的工程应用能力及学以致用的信心。 研究型学习分三个阶段:(1)引导学生充分利用图书馆和网络,搜集相关资料;(2)学生分成研究小组,在6周的时间内,跟随课程的学习进度依次完成被控对象的建模和性能分析,并完成控制器的设计,然后用Matlab/Simulink建立控制系统的仿真模型,对系统的控制性能进行仿真分析;(3)要求学生以组为单位撰写研究报告,并以小组的形式进行研究汇报,汇报中要求小组成员全员参加,教师和其他组学生同时对研究情况进行打分评价。通过汇报,不仅可以活跃研究氛围,加强各组学生之间的交流,开阔学生的视野,还可以检验每个学生在课题研究中的参与程度。 最后,可以在一、二、三级倒立摆实验平台上,实现学生自行设计的系统验证。在课堂上,教师们也把工程项目的部分内容作为教学案例介绍给学生,注重知识讲授与项目实践有机结合。在课下,教师们带领学生积极参与科研项目研发或专业竞赛活动,培养了一批专业基础扎实、动手能力强的优秀学生。利用好现有的实验室和实习基地,探索出了一条行之有效的工程教育模式,使学生在实际动手能力、独立创新能力、团队合作能力方面有所提高。 4 结束语 教学实践表明,基于CDIO教育理念的教学模式可以大大提高学生的学习积极性、主动性,促进学生从“要我学”到“我要学”的转变,有利于培养学生的动手能力、综合应用能力和创新能力。学生反映非常喜欢这种教学模式,并提出了很多很好的建议,加强了学生和教师之间的沟通与交流,起到了教学相长的效果。 作为一种工程教育教学模式,CDIO具有先进的理念和很好的借鉴作用。将这种工程教育思想贯穿于自动化专业人才培养方案改革、课程体系建设、师资队伍建设、实践教学建设等各个方面,构建理论与实践相结合,技术与市场相结合的应用型人才培养体系,为国家、地方培养合格的高级专门人才,是教育工作者的不懈追求。
煤矿开采论文:机械自动化技术对煤矿开采的应用 摘要:在我国能源结构中,煤炭资源有这十分重要的地位。伴随煤矿开采技术快速发展,如今的煤矿开采正朝着自动化方向发展。自动化机械开采技术的应用,大大降低了煤矿开采的劳动强度,同时也提高了煤矿开采的安全性和生产效率。本文通过分析我国煤矿自动化机械开采技术,进而对自动化机械开采发展前景提出自己的看法。 关键词:煤矿开采;自动化机械;煤炭资源 当前,机械设备不仅仅可以应用于煤矿开采阶段,还在煤矿勘探、煤炭运输等各个阶段中被广泛使用。现如今,自动化机械的应用已让煤矿生产发展成相对完善的机械自动化生产系统。 1煤矿机械自动化技术概述 所谓机械自动化技术,指的是机械操作机构能够在无人干预的条件下,依据事先设定好的控制程序或指令,让其自动完成工业生产操作的过程。作为先进自动控制技术之一,机械自动化技术在工业生产中代表了全新的生产力。机械自动化生产的发展也标志着工业生产由传统人工操作到机械自动生产的历史阶段,因此,煤矿开采中机械自动化技术拥有良好的发展前景。在煤矿开采的过程中,采取机械自动化技术能够达到连续不间断作业,并且可以对复杂的开采环境以及执行程序按照人的意图作出调整,自动化机械在煤矿开采中的使用不仅降低了人力方面的需求,同时还提高了生产效率和生产能力。 2综合机械自动化技术在煤矿生产中的应用 传统上来看,煤矿掘进作业过程中,通常会一句煤层分布情况及厚度来选择何种掘进技术,其中掘进技术通常包含钻爆、综掘技术等,综掘技术是指利用综合机械自动化技术进行作业,过去煤矿掘进机自动化程度较低,工作环境及状态也通常会被煤矿自身条件所约束,掘进机可以和操作箱、压扣控制、照明灯等系统有机结合起来,在系统整体运作下提升掘进效率,特别在和液压系统配合中达到效率最大化的目标,同时也为生产指明了方向,节约大量时间。煤矿运输是煤矿生产系统的重要环节之一,把煤迅速运输到井上是煤矿生产系统正常运转的重要保障。自动化煤矿机械的采用,使传统的以人工为主的运煤方式大幅改善,进而体现了自动化机械在煤矿运输系统中的巨大优势。例如当前的煤矿运输系统,其通常与采煤系统间有协同关系,和过去的人工运输方式不一样,采取机械自动化技术能够借助电滚筒皮带来实现井下煤炭的运输。伴随煤矿自动化机械智能化水平持续提高,煤矿的生产系统和运输系统彼此的联系将不再依赖人工控制,而是凭借其自身所拥有的信号传感系统及通信系统。在采矿生产中,采煤是其核心过程,大批自动化机械的采用使煤产量大幅提高。部分采煤机械可以按照自身监测系统,有效对煤炭与煤矸石进行区分归类,进一步提高生产质量。当前,采煤机已经由中厚煤层起步,逐步发展到薄煤层、大功率、大采高强力滚筒采煤机,同时也由有链牵引、无链液压牵引方式,渐渐发展到电磁滑差无链电牵引和变频调速无链电牵引,这使发展也使得采煤机的功能更加多元,生产效率也大大提高。除此之外,在自动化采煤机械上,通常会安装安全监测系统,采煤技术人员会以监控系统为依据在生产控制中心就煤矿生产具体情况实时监控,其主要监控内容为:煤层厚度变化、空气含量变化、煤矿内温湿度变化、粉尘含量变化等等。值得一提的是,自动化采煤机械中还包含了通信技术、故障信息诊断技术、计算机控制技术等等。 3机械自动化在煤矿开采中的发展前景 当前,机械自动化的先进理论已经可以和生产有机结合起来,同时现代自动化机械设备也为煤矿企业的发展提供新的机遇。伴随煤矿工程的不断发展,机械自动化技术在煤矿开采中的应用将会拥有更为宽广的空间,下面我们就从以下几点谈一下机械自动化在煤矿开采中的发展前景。第一,实现重点岗位机械自动化工作。这一点源自于煤矿开采的工作性质,在这个过程中不仅要投入大量财力、物力与人力,同时还会经常面临紧急危险事故,煤矿开采也是高危行业之一。所以,机械自动化技术的应用离不开科学的指导,特别是在重点岗位,微小的差错就有造成难以挽回损失的可能性,这就要求我们在源头上做好预防和控制的工作,确保开采工作安全性,使企业长治久安。第二,自动化机械采煤的主要功用就是可以按照事先设计指令来工作,可连续环节的机械作业要求在程序设置与指令的过程中完成好审核及监控工作,进而实现在开采、掘进、运输、提升的各个环节保持连续性,这为生产的效率的提高提供了保障,同时也大大节约人力资源,使采煤过程中产生的损耗减少,为企业创造更多的经济利益。第三,进一步加强机械自动化开采技术与其他先进自动化技术彼此的结合。机械自动化技术在煤矿生产过程中的应用具备良好地发展空间。在新的时期,各项科学技术都飞速发展,我们要把握住历史机遇,融合其它先进技术,使机械自动化开采日趋成熟。 4总结 煤矿自动化机械有这功能强、安全性高的优势,所以自动化机械在煤矿生产中应被大量使用。但是,我国煤矿自动化机械存在很大的发展空间。我们应该通过不断改进,使煤矿自动化机械的环保性能和可操作性不断提高。进而实现煤矿生产集约化管理,是生产人员更容易掌握煤矿自动化机械设备的操作和使用。 作者:杨阳 单位:山东能源临沂矿业集团菏泽煤电公司彭庄煤矿 煤矿开采论文:煤矿开采对生态环境的影响 摘要:我国是一个以煤炭资源为主的能源生产和消耗大国。2015年,世界煤炭产量约80亿吨,我国煤炭产量达37.5亿吨,煤炭消费量为39.65亿吨,占世界煤炭消费量的49.55%。如此大规模的煤炭的开采及消费给生态环境造成了一定的破坏。20世纪90年代以来,能源利用对生态环境破坏及保护成为我国新的关注焦点,为了煤炭行业的可持续发展,彻底解决煤矿开采与生态环境之间的矛盾,是煤炭行业现阶段及未来发展面临的重大问题。本文对煤矿开采与生态环境保护做出分析。 关键词:煤矿开采;生态环境;保护措施 随着我国工业化程度的进程加快,煤炭资源的需求量也将会不断地加大,大规模的开发利用煤炭资源,对我国将会造成日趋严重的环境污染问题,也将会带来了日益突出的环境、民生、社会等问题,环境保护已成为现阶段煤矿建设和生产必不可少的内容。 1.煤矿开采对生态环境的影响 在煤矿在开采中主要引发破坏土地资源、破坏地下水资源、影响大气结构、破坏生态平衡、噪音污染、诱发相关地质灾害等生态环境问题。1.1破坏土地资源在我国煤矿开采过程中90%以上属于井工开采,井工开采往往会造成地表塌陷,在采空区上方形成一个比地下采空区大得多的沉陷区域(如2013年淮南市采煤沉陷区面积约220km2,大约是100个杭州西湖的大小)。露天煤矿在开采过程中将直接造成土地破坏,矸石和剥离物排放压占土地。露天煤矿生产过程中排放的废水、固体废物、煤矸石在地表受降水、地表水淋滤溶液污染地下水,同时造成周围土壤结构恶化,植被被破坏等生态环境问题。截至目前,我国煤矿开采占用和损坏土地约为1.7万km2,还不包括煤矿交通、工业广场等服务于煤矿设施等占用的土地。这些土地因煤炭开采造成塌陷和占用,造成自然地形地貌遭到破坏,并且土地复垦难度很大或者无法复垦。1.2破坏水资源在采煤过程中会严重破坏岩层原始应力,影响岩层结构,造成地下水位下降、区域水资源供给严重不足、地表水渗漏、造成河水断流及大面积树干漏斗,进而破坏了水资源地表。同时煤炭开采过程中要消耗大量水资源,又要产生大量的生产、生活污水,污水没有经过处理就直接排放,渗入地收稿日期:2017-01-05作者简介:许建军(1987-),男,毕业于西安科技大学地质工程专业,助理工程师,现在国投哈密能源开发有限责任公司技术中心从事煤矿地质与项目前期工作。下或地表河流使得大量的洁净水被不同程度地污染。此外,煤矿固体废弃物中的有毒物质通过渗滤作用污染了土壤和水循环系统。1.3影响大气结构煤炭的开采、加工、运输及大量燃煤,造成煤烟和粉尘污染,不仅能改变当地大气成分和结构,也造成了能见度降低,以及有毒有害成分偏高等不良空气状况,对当地的气温、气流、降雨等气候条件产生不同程度的影响,形成酸雨、烟雾等气象灾害。1.4破坏生态平衡煤炭资源开采过程带来了严重的生态环境的破坏,由于煤矿开采中会造成水体、土壤、大气等污染,使当地的环境与生物群之间原有的循环被打破,加之有毒物质的集聚,使得当地生物赖以生存的环境发生改变,致使自然生态环境失衡。1.5噪声污染随着工业化程度的不断的加快,大量先进设备被用于煤炭生产中,煤矿地面及井下机械设备也将越来越多,噪声污染也越来越严重,不仅影响了工作人员的作业环境,而且严重地影响了矿工和当地附件居民的健康,噪声污染虽然没有大气污染、水污染范围光,但是其危害性却是不容我们忽视的。1.6诱发地质环境灾害煤炭开采中,因采矿方法、爆破震动和地震、降水等因素作用下,往往会诱发许多地质环境灾害,将严重威胁煤矿井下设施、井下采矿工人安全和矿区周围居民的人身安全。如矸石山堆积和煤矿开采活动诱发山体滑坡、山崩、地裂缝、地面塌陷等环境地质灾害。 2煤炭开采中的生态环境保护措施 2.1优化矿井开采技术在煤矿设计和开采中,采用工程技术手段预防采矿塌陷,可以采用井下减塌技术,填充地下采空区,增加采空区的支撑,还可以采用条带采矿法和预留煤柱采矿法以减轻地面的塌陷程度。2.2地面塌陷及地裂缝的治理对在煤炭开采沉陷区,且未达到稳沉状态的沉陷区域,采取监测、临时工程及示警等措施,以此来消除安全隐患问题;对于达到稳沉状态的沉陷区域,用削高填低、回填整平、采取防渗处理、植被重建、挖沟排水等综合治理措施。对于地表裂缝的规模和危害程度较小的,采用土石填充并夯实,防渗处理等措施;规模和危害程度较大的,可采取灌浆、填充等措施。2.3减少矿井废气与粉尘污染在煤炭开采过程中只要向大气排放的废气是瓦斯,煤矿开采过程中可以通通风和抽放的方式,抽出煤层中的瓦斯并加以综合利用,可以有效地减少煤矿开采中瓦斯的涌出。同时在煤矿开采中通过粉尘净化、通风除尘、泡沫除尘、声波雾化降低粉尘,来减少矿井废气和粉尘污染。2.4污水处理措施煤矿通过设立专门的排水系统,集中排放酸性水,并在地表拦蓄,使之蒸发、浓缩,而后处理,免除污染。其次可以采用新型水泵对采区分级脱水后的煤泥水进一步进化处理,循环用于采掘,做到煤泥水不上井或者处理后综合、循环利用。2.5煤矸石的综合利用煤矸石不仅占用大量的土地,也对生态环境造成了一系列的影响,煤矸石同样是一种矿产资源,具有高发热量、建筑材料、提取硫黄等功能,把煤矸石化害为利、变废为宝的综合开发利用。2.6噪声污染的处理措施在煤炭开采中合理的布置各种噪声设备,积极推广低音设备,并且保护个人防护,以此来减少噪声污染对人的健康影响,把危害降到最低程度。 3结束语 近些年来,我国迎来了经济高速发展的新时期,煤矿的开采也引发了诸多环境问题,如果不加以控制,将会恶化我国的生态环境。因此,我们必须严肃对待煤炭开采过程中对生态环境污染的问题,并积极寻求有效的解决方法,来实现煤炭开采与生态环境保护的协调发展,实现煤炭行业的可持续发展。 作者:许建军 单位:国投哈密能源开发有限责任公司 煤矿开采论文:煤矿开采液压支架控制系统研究 摘要:近年来,随着煤矿资源的需求逐渐提升,煤矿开采备受关注。现今的煤矿开采早已摆脱传统的开采模式,引入很多专业化、智能化的开采设备,这些设备的应用提升了煤矿开采效率。液压支架电液控制系统是一种新型的采煤设备,对于其系统的研究,能够推动煤矿开采的发展。 关键词:煤矿开采;液压支架;电液控制系统;研究 一般的煤矿开采在实际操作环节中存在着很多问题,施工环节中的问题,增加了煤矿开采的难度,同时也严重影响煤矿企业的经济效益。液压支架电液控制系统在煤矿开采环节中的应用,能够将传统的采煤中所涉及的机械技术、液压技术、计算机技术结合起来,创建出一种特殊化的开采模式,保障煤矿开采的高质量、现代化。 1电液控制系统功能分析 1.1自动控制传统的采煤系统中,人工操作部分占据着主导地位,人工控制方式工作效率比较低,同时受到不同的自然因素、人为因素的影响。电液控制系统的应用,其与传统的采煤系统相比,最为突出的功能就是采煤控制自动化。在自动化控制基础上,能够实现支架顺利安装,降低工作人员的工作压力。该电液控制系统中,自动化控制设备主要包含了PM31控制器、压力传感器、行程传感器等装置,这些装置在该电控系统中的作用不同,但是缺一不可。实现科学化、自动化的采煤,需要这些装置之间相互配合[1]。1.2顺槽控制在采煤井下的作业中,也需要进行施工控制。顺槽控制功能主要体现在井下。在计算机操作下,能够加快各个部件之间的监控与调试。井下自动控制系统与顺槽设备之间相互衔接,对每一个环节的控制作业进行全面的调整,保障各个工艺流程顺利完成。1.3设备控制设备控制功能实际上来源于远程设备控制,由于煤矿开采与其他类型的作业不同,其作用环境十分的恶劣,并且在井下的难以掌握作业情况。设备控制主要借助地面监控主机光纤MODEM与井下中心控制主机通信。在这样的方式下,能够保障设备控制人员不需要下井就能够实现对工作环境设备的控制。远程设备控制在提升采煤效率的基础上,促进了生产线能够流畅运行[2]。 2煤矿开采液压支架电液控制系统硬件分析 2.1输入信号的硬件电路设计在液压支架电液控制系统的硬件设计中,输入信号的硬件电路设计是重点内容。只有输入信号的电路系统功能完好,控制系统才能够在对最短时间内接收到作业信息,并且做出相应反映。在本文中煤矿开采液压支架电液控制系统中,输入信号的电路中,主要包含了急停信号、闭锁信号、接近开关和是保护4种开关量输入信号。这些不同的开关量的功能不同,急停和闭锁主要是由控制器前面板上的按钮进行控制,当按钮按下时,输出0V的低电平。当采煤工作面出现故障时,或者是处于紧急情况时,系统中的急停后者是闭锁将会自动被激活。2.2输出信号的设计在输出信号端的设计中,控制设备CPU输出信号,该信号被传输到电平转换电路上。接下来系统中的上拉电路将会驱动控制电路输出信号,进而电磁先导阀开启。一般情况下,电磁先导阀开始工作时,瞬间电流能够达到160mA,当电流稳定之后,实际电流就会下降到65mA左右,而CPU的实际输出信号高电平则被设置为3.3V。为了保障系统的电磁先导阀组能够实现稳定且可靠的工作,其主控CPU采用电平控制方式[3]。2.3通信接口的硬件设计电液控制系统硬件系统中,通信接口的硬件设计中,采用两种不同的接口形式,分别为SPI和RS485两种。一般情况下,支架控制器内部中,为了保障系统的安全,需要采用SPI通信接口方式。然而在液压支架控制器之间,或者是在支架控制器与端头控制器之间,需要采用RS485通信接口方式,经过实验证明,这两种不同的接口通信方式在实际应用中能够保障电液支架动作控制及时准确。 3煤矿开采液压支架电液控制系统软件分析 3.1输入输出开关量的软件设计在本文所研究的液压支架电液控制系统软件分析中,涉及了四个开关输入信号,分别为:急停、闭锁、接近开关、保护。在C51单片机的中断系统设计中,存在着这样的一个规律,那就是单片机的外部中断系统中断信号的优先级最高,对于信号所做出来的响应速度最快。基于这样的道理,在煤矿开采液压支架电液控制系统软件设计环节中,为了保障系统能够在设备出现故障的第一时间做出反应,在本设计中,也将该四个开关量输入信号分配到外部中断口当中,并且将系统按钮设置在控制器的前面板上。假设系统中出现紧急情况时,操作人员就可以及时按下按钮,控制器发出紧急信号时,那么整个工作面的控制器将会迅速的停止作业[4]。3.2A/D信号转换软件设计以STC12C56系列的单片机为例进行分析,该类型的单片机自带A/D转换、EEPRON功能。一般情况下AD精度位数为10,带有8个通道,在实际的速度转换上比较迅速,都能够实现100kHz以上。在这样性能下的AD,其自带功能比较多,具有系统温度检测、电池电压检测、光线检测以及频谱检测等诸多功能。良好的AD功能能够对实际照明环节中的温度进行检测,通过光敏效应分析出系统温度情况。当温度过高时,能够直接向系统发出警报。在井下作业的视频信息和音频信息被采集到之后,需要根据音频信息和视频信息进行井下环境分析。在井下环境分析中,能够利用井下红外视频影像分析出井下温度,并且从音频信息的数据分析中,得出井下深度、巷道的粗糙程度等。在环境数据采集系统中,放置温度传感器以及多种气体的传感器,经过放大电路,将这些信号AD转换电路中进行信号转换[5]。 4结论 传统的采煤系统中,人工操作部分占据着主导地位,人工控制方式工作效率比较低,同时能够受到不同的自然因素、人为因素的影响。电液控制系统的应用,其与传统的采煤系统相比具有自动控制、顺槽控制、设备控制等功能。在本文中对煤矿开采液压支架电液控制系统的硬件系统和软件系统设计进行研究,分析系统的各个组成部分和具体功能。 作者:李勇勇 单位:西安重装铜川煤矿机械有限公司 煤矿开采论文:煤矿开采之采煤技术分析 摘要:鉴于我国人均煤炭资源占有量少的现状与现阶段经济发展速度不协调,采煤业更加重视煤炭资源的利用率情况,并开始采取各种措施使煤炭资源得到高效开采利用。文章着重分析新形势下煤炭开采技术的改革及其现状,从而有效的促进煤效益的提高,促进煤矿业的全面发展,并推动社会经济的可持续发展。 关键词:煤矿开采;采煤技术;新形势 引言 由于我国人口众多,纵使煤炭资源总量丰富,但人均资源占有量少。而社会主义经济的发展却依赖着以煤炭为主的矿产资源。所以我国的社会主义现代化建设与煤炭工业的发展息息相关。随着当今科技技术的日益革新,采煤技术的发展也是机遇与挑战并存。在新形势下分析煤矿开采中的采煤技术,使其朝着高效、高产、高安全的方向发展,是改善和提高煤炭产业经济效益的重要手段,同时对社会主义经济建设的发展和国民收入的提高起到了重要作用。 1当下采煤技术的背景梗概 总体来说,采煤技术和方法受到多种因素的影响,其中地质构造,煤质条件,煤层的结构、赋存状况、硬度及厚度等是影响采煤技术的理论上的因素[1]。结合当下的国情来看,我国的采煤行业自改革开放以来,由于经济的发展带来的更多高科技和新工艺,使其效率得到大大提高。现阶段长壁采煤方法也得到充分发展而且愈加趋于完善,放顶煤采煤的应用更是使得采煤的效率大大提高。但是对于一些地质构造复杂、地形奇特的地区,开采目前采煤技术的发展还是不够完善,针对这些地区的特定的煤矿开采技术、理念和经验还没有形成。如今的形式不断变化,对煤炭的需求日益增加,因此加强对煤炭技术的研究,不断促进新型采煤技术的发展和进步显得尤为重要。 2新形势下采煤技术探讨分析 2.1优化煤矿开采布置的技术 任何技术的发展都不是脱离现实而独自存在的。当下社会经济不断发展的大背景下科学技术的发展是推动采煤技术发展的核心力量。科学技术是第一生产力,因此优化采煤技术尤其是开采布置中的开采技术就显得尤为重要。为使煤炭的开采效率达到最高,开采布置、开采方法和煤层地质的选择必须达到最优匹配,这种组织性的特征是突破现有发展模式而达到更高层次的新发展模式的关键所在[2]。发展才是硬道理,任何一成不变的固有模式都不可能适应时代的发展,只有不断创新,不断突破现有的采煤技术,使煤矿开采布置中的技术得到不断优化,才能使煤炭开采效益不断提高。理论必定是要联系实践的。要将此技术付诸实践,需注意以下几点:前期的准备工作是必不可少的,需要集中研究单一煤层,根据工作面参数做出采取优化和具体的开拓部署;与煤炭开采密切相关的便是自然环境的保护,不能只为单一开采煤矿发展经济而忽略了开采过程中对环境的保护,而减少污染、降低能耗、保护环境最好的一个方法便是使矸石在井下得到直接处理,尽量避免露于地面;煤炭开采过程中各项工作集中起来既有利于提高开采的效率,也有利于环境的保护。因此集中准备、集中回采技术在煤矿开采中则占十分重要的位置,要避开煤巷,大幅度降低将岩巷的掘进率,做好开拓部署。这些方面的研究都可使集中化开采得到高效高产的发展,使煤炭生产得到系统优化,进而推动整个煤炭产业的优速发展。 2.2采用科学的采煤技术 为使煤矿开采的整个开采过程和开采方式都具有科学性,离不开实地考察分析煤矿的地质条件。不同的地质条件自然是要采用不同的采煤技术,在提高煤矿勘探技术的基础上,因地制宜、实事求是地根据勘探结果制定科学的开采计划,并对其进行相关的分析和评估是实现煤矿既经济又安全开采的重要条件。在此分析探究的基础上使用采场围岩控制技术和放顶煤综采技术等,则可使煤炭开采效率事半功倍。采场围岩控制技术以科学合理和优化高效的优点被应用于近几十年的矿山开采。此项技术也是既有优点,又存在着相应的缺点。一方面,该技术是根据急倾斜、大采高采场矿山压力显现出来的规律而探究出来的,是先进计算机技术与现实实践相结合的产物,可到达煤矿开采活动的目标优化。但是另一反面,由于某些技术、材料、工艺的局限,采场围岩控制技术也有着投入成本过高、工艺程序复杂等问题。放顶煤综采技术则适用于浅埋深、管理条件先进、设备安全可靠的前提下,可以通过提高放煤速度而增加工作面的产量。然而高效的放顶煤综采技术也存在着某些不足。改善控制系统,提高综采技术,优化作业时的各种状态,则可以使放顶煤综采技术得到更好发展。 2.3优化采煤的巷道布置 全面协调可持续是促进社会主义现代化发展的基本要求。当今社会中的新能源和绿色能源都得到大力提倡,因而煤矿开采行业的节能绿色发展,是顺应当今社会可持续发展的总趋势。为适应新形势,绿色能源的开采技术则是优化提高采煤技术重要手段。矸石污染的产生是煤矿开采过程中常见的状况,因此想要做到绿色无污染的开采,就必须利用科学的煤矸石地下处理技术来减少煤矸石污染。首先,要深入研究当地进行煤炭开采地区的地质构造情况,并进行分析总结,从而科学地设计开采巷道[3]。其次,想要提高煤矿开采的集中化水平,减少生产过程中的碳排放量,节省开采时间,就必须将科学有效的开采与巷道的合理布置相结合。最后,根据实地考察而设计科学的巷道布置进行现实的优化测试,使巷道的布置愈加完善。经济发展与环境保护的相结合是实现社会主义现代化建设的重要方式。优化采煤巷道的布置既可以提高开采效率,促进煤炭产业经济发展,又可以减少环境污染,实现绿色发展。 2.4更新采煤装备设施 煤炭资源的高效开采与相关的开采设施是密切相关的。要想高效率的生产,生产工具必然是要科学先进的。因而当今煤炭开采技术发展的一大趋势就是发展大功率、高安全性的薄煤层采煤机、刨煤机。这些新型设备的使用既可以减少煤炭资源的浪费,提高煤矿开采效率,又能缩短采煤时间,增加单位时间内的采煤量,所以我国正致力于研究优于外国的薄煤层采煤机和刨煤机。为提高技术装备的先进程度,对采煤过程中的放煤规律、顶煤破碎规律及可放性的研究也是至关重要的。由于采煤生产过程的系统性,更新采煤设施更可以提高采煤的综合效益。 3结束语 综上所述,当今社会形势下,为适应经济社会的全面协调发展,必须使采煤技术在煤矿开采中朝着更科学、更环保、高效率、高安全的方向发展,使煤矿开采集约化。只有建立安全高效的采煤技术体系,分析研究更科学、更有效的采煤技术,不断提高采煤技术,加强技术研发力度,才能在实现煤矿业可持续发展的同时也减少对环境的破坏,从而促进社会经济发展,推动社会主义现代化建设。 作者:敖成海 单位:富源县煤炭工业局中安分局 煤矿开采论文:微震监测技术对煤矿开采的应用 很多矿区因地质条件复杂,前期地质勘探资料不全等原因,造成了在采空区上方遗留了一部分可采煤层。近年来随着浅部煤炭资源的减少,如何安全、高效的将可回收煤炭资源采出是目前急需解决的问题。近年来,上行开采技术在顶板岩层运动规律和上行开采可行性问题研究上取得了大量成就[1-5],代表性的有刘天泉提出了比值判别法、“三带”判断法,并提出了上行开采可行性必要的层间距公式[6];李鸿昌,钱鸣高利用围岩平衡理论研究了上行开采机理[7];汪理全在分析了导水裂隙带变化和巷道变形规律的基础上,对围岩平衡法进行了修正和简化[8-9]。但这些研究成果主要是针对回采工作位于在采空区的上方情况,当出现上层工作面位于下层采空区外侧时,特别是当上部工作面回从下部实体煤进入到采空区侧的情况时,底板能否保工作面的稳定性,是否会出现整体下沉现象以及覆岩破裂规律和高度就变得极为复杂,因此有必要采用高精度的微震监测技术并结合理论分析对其深入研究,为底板的稳定性、“三带”高度的划分和危险的预测预报提供新的研究方法。 1工作面概况 新疆龟兹煤矿在A603工作面开采后,发现A6-1可采煤层,为了提高煤炭回收率,在A603采空区上方布置A6-103工作面,并且工作面长度远大于下部采空区走向长度。A6-103采面煤层厚度平均5m,与下部A603煤层采空区层间距平均为17m。A6-103可工作面埋深215~210m,工作面长150m,煤层平均倾角2°~13°,采用综放开采技术,割煤2.8m,放顶煤2.2m。A6-103采面顶板以泥质砂岩和炭质泥岩为主,底板以中粗砂岩为主。 2微震监测 2.1微震监测原理 微震监测技术是监测煤岩体在变形破坏过程中产生的微震事件,通过对微震事件的空间定位和能量分析,能够反应出大量关于岩体受力变形破坏以及岩体发生破坏程度的大量信息。微震监测方法是在监控区域布置若干检波器,通过检波器拾取煤岩体破裂而产生的震动波形,通过对接收到波形进行处理分析,从而实现对煤岩结构体的破裂情况进行判断。根据系统监测得到的微震波信息,代入式(1)即可求解方程组,最终得到震源的坐标和发生时刻。 2.2微震监测系统布置 采用煤炭科学技术研究院有限公司(原煤炭科学研究总院)安全分院自主研发的KJ768高精度微震监测系统,对浅埋深综放A6-103工作面顶板运移规律进行了监测和研究。在工作面进入下部临近采空区附近的上下顺槽共布置2个分站,16个检波器分别标号为1~16号,相邻检波器间距为30m。 2.3微震监测系统精度检测 为校验龟兹煤矿井下16个检波器的震动接收效果和定位精度,采用深孔爆破的方法人为产生震源,利用微震监测系统对其能量大小和震位置进行定位。深孔爆破钻孔布置在下顺槽实体煤顶板岩层中,钻孔深度16.3m,角度45°,装药量为5kg。微震监测空间定位结果放炮震源能量为41263.64J,震级为1.48。空间定位结果见表1。空间震源定位能够实现10m以内的定位精度,能够满足采矿工程尺度的精度要求。 2.4微震事件的波形研究 龟兹煤矿的微震监测系统安装以后,由于检波器非常敏感能够监测到10J以上的能量震动,而井下产生的微小振动的原因有很产多,如材料列车的产生的振动,乳化液泵的振动等,通过地面监控主机对井下检波器的波形分析,将波形分为以下5类,井下振动波形分类如图1。 3开切眼上方岩层破裂微震事件分析 3.1微震事件空间位置分析 随着工作面不断向采空区推进,微震事件的发生过程分为3个阶段:第1阶段为距离开启眼距离45m以前,微震事件较少的正常阶段;第2阶段为距离开切眼40~25m时,微震事件迅速增多并主要集中在距离切眼左侧13m左右,不跟随工作面而向前发展的迅速破裂阶段;第3阶段为距离开切眼25m以后,进入采空区侧微震事件迅速减少并主要发生采空区侧的破裂减少阶段。分析第2阶段微震事件主要发生在开切眼附近有以下2方面原因:①应力积聚原因,由于实体煤侧煤岩体结构完整,容易积聚弹性能,采空区侧由于顶板结构整体性遭到破坏,顶板高位岩层产生的大量裂隙,很难形成大尺度的“砌体粱”的结构,不能传递超前采动应力,因此应力在切眼上方岩层积聚,导致煤岩体破裂;②应力叠加原因,由于受到切眼后方实体煤的后方支撑应力和本煤层的超前采动应力叠加的影响,也加剧了煤岩体结构的破坏程度,导致大量的微震事件在此发生。 3.2上覆顶板破坏范围分析计算 由于井下岩层是一种非均质的,结构复杂的组合体,物理力学性质有很大差别。在以往计算覆岩破坏高度时,通常是依据大量的现场实测,将岩层分为坚硬岩层、中硬岩层、和软弱岩层以及风化软弱岩层4类[11],并总结出相应的类型的跨落带和裂隙带的经验公式。A6-103煤层顶板标高平均为1760m,微震事件主要发生在标高1780m以下,说明垮落带高度为20m,垮落带高度是采高的4倍;标高在1800m上方微震事件的数量比较少,最高达到了1870m,说明裂隙带发育高度为70m,裂隙带高度是采高的14倍。将微震数据分析的顶板垮落带和裂隙带高度和理论公式计算结果相比较可知,采用微震监测的“两带”高度与经验公式计算结果差别较小,具有一定的准确性,结果见表2。 3.3微震事件能量分析 为了能够保证A6-103工作面顺利通过下部临近煤层开切眼附近的高应力区,对切眼上方煤岩结构体破裂的微震事件能量进行分析。根据8月3日-8月17日经过切眼期间每日微震能量和结果可以看出,发生的最大震动能量为83509J。从8月3日-8月7日均在20000J以下,从8月8日-8月13日微震能量和迅速增加,8月10日和11日能量和均在达到最大值为140000J以上,这与现场支架阻力持续增长相吻合,说明煤岩体在此期间产生了大量破裂和位移。同时,A6和A6-12层煤之间的岩层在A603切眼附近10m处微震事件较少,说明A6-1煤层底板没有出现较大岩体破裂,岩层整体性完好,不会出现整体下沉现象,能够保证工作面的安全回采。 4结论 1)通过对井下标定炮震源的空间定位,能够得到微震监测系统的定位精度在10m以内,能够满足煤层上覆岩层破裂运动监测要求。2)通过对井下检波器波形分析,将振动波形分为机械振动、强电流干扰、泵站干扰和人为敲击和其他干扰几类5类。3)工作面接近下部临近采空区时,微震事件的空间位置和每日能量和现随着工作面推进出现“正常-快速破裂-破裂减少”3个明显阶段。4)采用微震监测方法测得的垮落带高度是采高的4倍,裂隙带高度是采高的14倍。5)A6-103工作面底板在下部A6-1切眼上方附近的微震事件较少,能保证工作面的安全回采。 作者:季成 孔令海 高凯 单位:煤炭科学技术研究院有限公司 煤炭科学研究总院 煤炭资源高效开采与洁净利用 煤矿开采论文:煤矿开采坚硬顶板技术分析 1注入静态破碎剂弱化坚硬顶板 破碎过程不会产生剧烈震动、噪音、飞石和粉尘、炮烟等有毒有害气体,具有传统爆破技术无法比拟的优势,但目前该方法还处于不成熟的试验阶段,仍具有许多缺点,如破碎剂开始反应的时间,即起点时间不易把握;静态破碎过程需要的时间较长;钻孔尺寸不易把握和易发生喷孔问题等。 2爆破弱化坚硬顶板 爆破弱化是通过钻孔装入炸药瞬间爆炸的方法将一定高度范围内的顶板切断,在重力作用下及时地自然垮落形成矸石垫层充满采空区,减小顶板冒落面积,减弱顶板冒落时的冲击力和冲击波。目前常用的爆破弱化方法有:①循环式浅孔爆破;②步距式深孔爆破;③超前深孔预裂爆破;④地面深孔爆破[5]。目前,国内外在控制坚硬顶板时最常用的方法为超前深孔松动爆破,这种方法不但不影响工作面生产,而且效果较明显。 3工程应用 某矿一工作面开采15号煤层,煤层厚度5.0~8.5m,平均厚度6.3m。直接顶主要为泥岩、砂质泥岩,局部相变为粉砂岩及细粒砂岩,灰黑色,厚层状,厚度5.6~10.5m;老顶为灰色中厚层状石灰岩,致密坚硬,厚度为5.0~7.8m。由于工作面老顶岩层厚度大且致密坚硬,回采过程中不易垮落,易形成大面积悬顶,存在极大的安全隐患。实验室试验结果得出,15号煤层老顶石灰岩吸水率较低,且注水软化周期长,不宜采用;高压注水压裂与顶板注入膨胀剂也仅在试验阶段;爆破弱化在我国煤矿开采初始就已使用,各项措施完善,因此选用爆破弱化方法处理15号煤层顶板。循环式浅孔爆破是在切顶支架处向顶板岩层钻孔并装药爆破,由于切顶支架位于采空区边缘,钻孔与装药工作较困难且严重影响生产;步距式深孔爆破是沿工作面向顶板采空区方向钻孔、装药进行爆破,工序难于实施且与工作面回采工作冲突;地面深孔爆破是在采区顶板对应的地面位置垂直向下钻深孔,钻孔深度和工程量大且钻孔经过地面表土层,孔易变形导致成孔率较低,甚至无法成孔,影响装药质量,可能爆破不到煤层顶板[6]。开切眼内深孔预裂爆破是在开切眼完成后进行施工,在工作面回采之前实施,不会影响工作面正常生产。因此,工作面回采前选择在开切眼内深孔预裂爆破弱化处理该矿15号煤层坚硬顶板。 4顶板预裂爆破效果分析 回采工作面在贯通开切眼后,切眼周围的煤岩体受到的扰动影响小,老顶内部结构完整,属于连续介质。回采期过程中悬顶距离大难垮落的老顶岩层一般具有强度高、厚度大、完整性好等特点,这样的老顶岩梁断裂前的变形量很小,为使分析问题简单可以忽略不计;老顶受到上覆岩层的载荷分布广泛且应力集中程度低,近似看作均布载荷。回采前老顶岩梁的力学模型如图1所示。切眼贯通且未实施预裂时,切眼周围实体煤支撑上方顶板,此状态下的老顶岩梁可近似看成固支梁,两端受到周围煤体的力矩约束。固支梁模型受力分析如图2所示。一般情况下,计算和校核老顶极限跨距的依据是老顶极限抗拉强度,当岩梁受到的正应力达到该岩层的抗拉极限时,岩层将在被拉伸断裂。因此两端固支状态下老顶的断裂极限跨距为:式中:h为老顶厚度,m;RT为抗拉强度极限,MPa;q为老顶承受上方载荷,kPa;LT为老顶极限跨距,m。工作面回采前在开切眼顶板上按设计参数布置深入老顶的钻孔,装药爆破预裂老顶岩层可有效解决回采过程中大面积悬顶的问题。深孔预裂后,开切眼顶板内部会产生多条大小不等的裂纹,老顶岩梁一端的力矩约束被解除,形成新的平衡。新平衡状态下的老顶岩梁可简化成一端固支一端简支,力学模型如图3所示。从以上分析看出,相同条件下的两端固支梁比一端固支一端简支梁的极限跨距大,前者约为后者的1.23。初采工作面老顶经深孔预裂处理后,老顶的极限跨距可减小至未处理时的0.82倍,即深孔预裂可有效缩短老顶的极限跨距,同时减小老顶的来压步距和强度。爆破预裂处理后该工作面的平均垮落步距减小了约10m,悬顶面积明显减小。工作面推过以后,没有出现大面积顶板垮落带来的安全隐患,巷道矿压观测正常,瓦斯、CO等气体含量也在正常范围内;瓦斯高抽巷稳定性良好,顶板爆破预裂对该巷道的影响较小。 5结论 (1)通过建立坚硬顶板力学模型,并对其预裂前后断裂步距进行分析计算,得出通过初采前顶板弱化处理,可使坚硬顶板初次断裂步距减少约为同类未经处理顶板的0.82倍。(2)通过开切眼内深孔预裂爆破方法弱化处理该矿15号煤层坚硬顶板工业性试验,爆破预裂处理后该工作面的平均垮落步距减小了约10m,有效防止和减弱了初采时期顶板的大面积来压隐患。 作者:段贤斌单位:太原理工大学矿业工程学院 西山煤电股份公司西铭矿 煤矿开采论文:煤矿开采企业安全生产论文 一、煤矿开采企业安全生产管理体系的运行 煤矿开采安全管理体系的运行,要充分考虑到煤矿开采中的人员安全、环境保护、机械维护、管理工作等问题,从而对煤矿开采的整个过程进行全程优化,合理地利用现有的人力、物力资源,并结合煤矿中的具体环境,让煤矿开采方式达到最佳。同时,煤矿开采企业安全生产管理体系的运行,也离不开政府的监督和指导,只有企业、政府两方面相互配合,才能真正实现煤矿开采的安全管理。 二、构建煤矿开采企业安全生产管理体系的必要措施 (一)保障人身安全的有效措施。为了保证煤矿开采企业中每一位成员的人身安全,一定要强化安全生产观念。企业有责任对所有的员工进行合理、到位的煤矿开采方面的安全思想、安全知识的教育,使企业的职工能够意识到安全生产的重要性,明确企业、政府对安全生产的要求和规定,从根本意识上提高警惕,防止危险事件的发生。要想真正的实现安全管理,仅仅靠提高职工的安全意识是不够的,还要对职工进行安全知识和技能的培训。企业应当建立一个专门的培训部门,对于新职工进行岗前培训,对于老职工进行定期的培训和演练,并且针对不同员工所从事的具体工作的不同、员工的自身素质的差异进行区别性培训,从而有效地提高职工们的整体安全生产能力,做到在生产过程中保障自身和他人的安全。 (二)保障机器安全的有效措施。在煤矿开采中,所使用的一般都是大型的机械设备,这些设备一旦出现问题,不但会影响到煤矿开采的进度,还有可能造成破坏性的后果,为煤矿开采企业带来重大损失。因此,要加强对于机械安全的管理。一是在选用一些煤矿开采设备的时候,要充分考虑煤矿周围的具体环境,考察机械设备能否在这种环境中运行,采用哪种设备更能节约时间和人力。二是在煤矿开采的过程中,要注意设备的更新和维修。要分配专门的机械管理人员,对机械进行检查,一旦发现问题,立即处理,并及时对陈旧的设备进行更新,通过使用先进、安全的设备来保证煤矿开采的顺利进行。 (三)保障环境安全的有效措施。保障环境安全,一般要做到以下几点:第一,要保障矿井及周围环境中的气体环境安全。在煤矿中,往往含有大量的瓦斯,这种气体既是一种清洁高效的能源,也是一种对大气有着极大危害的污染性气体,并且由于其具有毒性和易燃性,就必须在进行煤矿开采时,做好对瓦斯气体的处理,避免其污染环境或造成火灾、爆炸等危险事件。第二,要保障矿井周围土地资源环境安全。在煤矿开采的过程中,难免会对周围的土地造成破坏,在开采完煤矿之后,地表或者地下矿井中将会形成采空区,容易发生坍塌等事故,在煤矿开采的过程中,要注意对采空区进行及时的填充,保护好土地环境。第三,要保障水资源环境安全。在煤矿开采过程中,有可能会导致水资源的流失和污染,也有可能会因处理不当而遭受水灾。因此,要加强对煤矿开采中水资源的管理,保护好水资源,同时,也要避免水文事故的发生。 (四)保障管理安全的有效措施。一是要保障煤矿开采企业的安全管理,就要不断的对管理方式进行创新。在对煤矿开采管理工作进行长期的总结之后,不难看出,管理工作从来不是独立存在的,而是与煤矿开采过程中的人员、环境和机器等各种要素相互影响、相互作用的。因此,在对煤矿开采安全生产进行管理的过程中,就要考虑多个因素对生产过程所带来的影响,从根本上排除危险,为煤矿开采提供一种强有力的管理手段。二是要加强对煤矿开采的监督力度。建立起一个安全监督部门,对煤矿开采中人员的操作、机械设备的安全、对环境的影响以及管理工作进行严格的监督,并将煤矿开采中的各个要素紧密地联系在一起,加强整体性监督,防止在煤矿开采过程中发生意外事故。 三、结语 在我国的煤矿开采生产中,依旧还存在不少的问题,这些问题,都必须通过一种有效的管理手段来解决。煤矿开采安全生产管理体系的构建,有效地解决了我国煤矿开采企业中的安全管理问题。通过对这种管理体系不断地优化,加强对煤矿开采企业中各个部门及开采过程中的各种要素、各个环节的管理,实现煤矿开采的整体安全作业。只有这样,才能够让我国的煤矿开采企业不断地朝着安全、高效、环保的方向发展,实现煤矿开采的经济效益、社会效益和环境效益,为我国煤炭能源的开采发挥更有利的作用。 作者:王孝宾 煤矿开采论文:煤矿开采网络技术论文 一、煤矿开采的经济价值 有关科学家的分析,它在市场上的价值非常的昂高,储量超过一亿吨的煤矿估计值能超过2000亿元。它有着损益。首先从损害上分析:煤矿开采在项目开始实施时,会对环境造成一定的影响,从而引起一些空气质量和自然圈子标值的变化。所以,对于这些指标值的计算,就必须要采用科学的方法。其次,从煤矿开采的收益上分析,经科学家的推论和研究,总结出了一个公式:∑(CI—CO)t(I+r)/1=o,其中t=0.1.2.3….n。CI表示现金流入量,CO表示现金流出量,(CI—CO)t表示项目在第t年的尽现金流量,t=0表示项目开始运行的时间点,n表示项目计算期,其具体计算可通过内插法求,公式为:r=r1+[NPV1(r2-r1)]/[NPV1+NPV2],其中r1表示当净现值为接近于零的正值的折现率,r2表示当净现值为接近于零的负值时的折现率,NPV1表示低折现率时净现值的正值,NPV2表示采用高折现率时净现值的负值,其中r1与r2之间不应超过百分之二。从上面几个公式总结出,煤矿的开采对于现在社会的经济价值能够达到一个前所未有的前景。 二、煤矿开采的安全设施 做任何事情必须考虑的前提因素就是人的安全,所以,在开采煤矿的时候,在安全方面就是尤为重要的。(1)根据《煤炭法》,《矿山安全法》和《煤矿安全监察条例》制定本规程;(2)在中华人民共和国领域从事煤矿生产等活动,必须要遵守以上规程;(3)煤矿企业必须建立并健全各级领导安全生产责任制,法规,规章,规程,标准和技术规范;(4)在开采煤矿使用的机械样品中,必须设置安全机构;(5)煤矿企业必须支持群众安全监督组织等活动,发挥职工群众安全监督作用;(6)煤矿对于作业人员进行安全培训,开采煤矿要实时的注意安全问题,遵守好国家及其企业所制定的安全规章制度,不经培训,不得上岗;(7)煤矿企业在即将开采的时候,要对作业人员再次强调下井时应该注意的细节,人们往往就是不注意一些细节而导致悲剧性的发生。 三、网络技术对于煤矿开采的应用 1.计算机网络的建设与改造当前的网络状态是省级与下属部分企业的广域网,而省辖市网络没有有效的连接进来,网络本身是个大体结构,所以,要应用网络的结构把各省级,各省级所属的下属企业和省辖市网络连接起来,对网络进行省级和优化。可以运用网络计算机解决煤矿开采的安全问题,它可以随时的提供地理位置信息,并且能够全面的进行对地图的缩小,放大,找查,漫游,全图,测距,鹰眼图层设置等常规的地图操作功能,同时,还负责实现各种模拟量,开关量的图形,数据等实时信息的显示。数据库服务器主要存储全部的非地图数据,包括设备数据,环境数据,管理数据等实时信息,同时,数据库服务器还要提供相应的统计,查询等功能的具体数据来源。所有数据在计算机网络保护下不会丢失,而且存储量非常大,找查也方便,也能快速从一个地方传递到另外一个地方。无需人力,稳定快捷,且不会在传送途中丢失。2.计算机的分区管理计算机可以实现内外网逻辑隔离的同时,满足外界通过身份验证访问内部网络的业务需要,从管理的角度可以将煤矿安全监控网络化分为两个部分。3.计算机对煤矿工资的便捷分配从经济的角度出发,开采煤矿需要大量的机械工具和作业人员,进而使其需要一个较大资金量的流程,如果认为会比较的繁琐,计算机不仅仅能够快速的计算出每一位作业人员和机械设备所需要的资金,还能够准确无误的保存在计算机的硬盘上面,方面快捷的查询流出的资金和资金的分配量的大小,更能够为其他工作人员解决他们对于资金上的疑问,避免一些不必要的麻烦。4.计算机对煤矿结构的客观分析由于地理条件和一些外界条件的限制,煤矿开采必须在一个稳定而又安全的基础上才能够进行作业。通过网络技术的提升,能够准确无误的查询哪些地方有煤矿,哪些地方能够开采到优质的煤矿,煤矿地区周边环境的影响大小,煤矿开采需要深入在地面下,所以,必须对于其中土壤和石层进行准确的判断,计算出其中承重能力的大小,抗震动幅度的大小等安全因素。5.计算机对煤矿开采地质工程的管理开采煤矿的准备十分的复杂,对于煤矿开采要知道地理性质:大陆按照高层特征,可以分为高山,丘陵,平原,高原,盆地和洼地等地形单元,其中,低于海波1000m的平原,丘陵,盆地面积最大,陆地部分最主要的地形特征是由一系列呈弧形或线形展布的山系。其中,海波在500-1000m的成为低山,1000-3500m的成为中山,大于3500m的成为高山。陆地上还有被山系所分隔,表面稍有起伏,内部相对较差,一般不超过数十米的平原和高原,他们面积较广。海拔高程在600m以上,表面较为平坦或略有起伏的广阔地区成为高原。此外尚有四周为山系或高原限制的低地,因其外形似盆而成为盆地,介于山地和平原之间的高低不平,连绵不断的低矮浑圆的小山丘地称为丘陵。大陆上有众多的河流组成的水系和湖泊,是地球表面的重要特征。通过计算机网络能准确的探测煤矿的地理位置及其开采工程措施:矿井地质结构按其规模的大小对生产的影响程度,可分为大,中,小三种类型。大型构造是指决定井田边界的大型断层,这类结构在勘探阶段通过计算机网络技术查明;中性构造是指分布在井田范围内,影响水平,采取划分和巷道布置的次一级构造,它对煤矿生产影响极大,是矿井地质工作的重点;小型构造是指那些在巷道或工作面中比较容易查明全貌的更次一级断层。大,中,小三种类型地质构造之间存在着密切关联,大型构造控制中,小型构造,小型构造反映大中型构造。因此,在工作中应该把大,中,小型构造的研究有机地结合起来。计算机网络技术能准确的分析底层表层,中层,底层的结构,不需用大量的劳力去一层层的翻出,只需计算机和专业的一些勘探地质设备的结合就能探测出哪些地质能开采煤矿。有些地质存在着断层,而断层对开采煤矿有影响;响砖眼的爆破效果:当岩石中节理发育时,炮眼方向如与主要节理组平行,会在爆破的时候沿裂缝面漏气,爆破效果大大降低:影响开采效率;在回采高变质和地变质煤层时,根据节理面的方向和发育程度,合理布置回采工作面,可以提高生产效率;影响顶板控制方法:煤层顶板岩石节理发育时,工作面顶板支护一般不能用顶柱,应该采用顶梁,并且顶梁不能平行主要裂缝组方向,应与主要裂缝组有一定的交角,以防止顶板沿裂缝面冒落。这些负面的影响就可以通过计算机网络技术提前控制好,并能准确的度好尺寸,能精确到0.00毫米。 四、总结 综上所述,通过本人对煤矿采集在计算机网络方面的应用上的一些简单讨论和煤矿采集的安全措施,使人们知道了煤矿的开采需要地质条件的允许,煤矿开采有着很大的风险,所以,在开采煤矿的时候,要充分的做好准备。通过网络技术来探测煤矿采集的地质条件,通过计算机网络技术来提前拟定一个施工工程技术,通过网络计算机技术来做好必要的安全措施,让煤矿的开采更具有经济价值和更多的资金流入。随着网络不断的发展,煤矿在网络计算机方面会有更高更亮的发展前途。网络的普遍性和科学性,改善了许多人们的生活观,现在网络技术可以达到在无人的条件下也能让机械工具正常运转,在开采煤矿个机械工具中,网络技术可以让作业员们更轻松,做事情也能达到事半功倍的效果。网络技术造福人类,推进整个国家的发展。由于本人的知识水平有限,因此,本文如有不到之处,还望不吝指正。 作者:李晓丽 单位:中煤科工集团常州研究院有限公司 煤矿开采论文:无线电通信对煤矿开采影响 无线通信技术早期应用于社会通信行业,主要是为了满足用户之间的通信需要,保证信息传递的稳定进行。与传统的有线通信相比,无线通信技术不仅摆脱了传输电缆的约束,在通信范围上也有了很大的扩展,实现了远距离的信息传输功能。煤矿开采是我国国民经济中的主要产业,在开采阶段必须要构建综合性的通信功能,这样才能实现矿井内外的持续通信。 1煤矿开采的现状和不足 (1)煤矿开采存在安全问题。近几年来,各地关于煤矿开采的事故报道层出不穷,让群众对于煤矿开采的安全措施产生很大的质疑。众所周知,煤矿开采事故产生的主要原因包括瓦斯泄露、缺氧、明火爆炸、漏电漏水等,既造成了严重的人身伤亡,也带来了巨大的经济损失。除了人为管理的疏忽,科学技术的滞后也是造成连续不断事故产生的主要原因之一,因为很多事故正是由于矿井通讯设备的不完善,不能够在第一时间接收信息及时进行援助,导致矿工被困,缺氧而亡。对于煤矿开采这种高危作业,保持密切有效的联系是保证工程顺利和人身安全的必要措施。 (2)煤矿开采存在环境问题。煤矿作为不可再生能源,其开采和利用有一定的条件和限制,包括它的开采环境和开采深度等。不合理的开采很容易导致地表下沉,产生房屋塌陷、渗水,植被破坏荒芜等环境问题,严重影响附近居民的生活和生产,给经济和环境带来不可估量的损失。因此,依靠科学技术来判断矿产的开采可行性、确定采留比例、衡量环境破坏率是实现煤矿开采合理有效的重要保障。 (3)煤矿开采存在监督问题。煤矿开采不仅要考虑到开采的技术和方法,还要实时监控矿井的风向、瓦斯体积分数、电力设备和顶板承受能力,而现在大多数煤矿对于安全措施的监督仅仅局限于人为提醒和巡视,容易造成疏漏和不精准的判断。煤矿企业在开采资源过程中,将重点局限于煤矿资源的产量质量,并没有做好相关技术的调控运用,导致整个开采过程因缺乏监督体制而出现质量问题,破坏了原先设计的煤矿生产模式。 2无线通信技术用于煤矿开采的优势 (1)提高工作效率,降低生产成本。随着无线电通信的发展和普及,其成本也大大降低,煤矿开采中使用无线电通信也相应地节省了资金,减少投资,降低生产成本[1]。另一方面,无线通信技术的使用可以使操作简单化、方便化,通过创建标准的通信模式传递信息(如图1)。能够在最短的时间内完成工作任务,提高工作效率,获得较高的利润,真正实现低投入、高收入的经济发展目标。(2)提高运作安全,保障人身安全。煤矿开采中无线通信技术的使用其最大的优势就是提高了采矿工作的安全性;能够保证工作现场和外界密切的联系,能够在第一时间互通有无,保障工人的人身安全。 (3)提高领导效率,优化企业管理。无线通信技术的使用在一定程度上可以实现非现场操控,领导在办公室就可以通过网络掌握工作进度,了解工作状况,及时进行派遣和指挥[2]。应用无线通信技术,煤矿企业可以加强多方面的生产管理及引导,加快提高了领导层次的管理水平,真正实现管理一体化,帮助煤矿企业在生产期间创造更大的经济效益。 (4)保障作业质量,实现绿色环保。煤矿开采中应用无线通信技术可以方便管理和加强联络;应用传感器技术可以准确探测到矿井内的瓦斯体积分数;利用类似波导的物质进行探测,可以避免矿井内因金属而产生的导电和绳索冗长等带来的不便。从安全角度考虑,无线通信技术推广之后,煤矿开采作业能够处于一个相对安全稳定的生产环节。 3无线通信技术存在的不足和改进措施 (1)操作不规范,技术不纯熟。由于从事煤矿开采的工人通常都是年龄较大、文化程度较低的中年人,对于从人工作业到机械作业的转变需要一定的适应阶段和学习过程,而他们对于电脑技术的操作学习接受能力比较慢,学习不全面,也可能导致操作失误和延缓工期。因此要对工作人员进行系统、全面的电脑技术培训,保证无线电通新设备的顺畅使用。在操作过程中必须要实施有效的操作流程,从各个角度考虑通信设备的持续运行。 (2)技术发展不完善,通信技术有限制。无线通信技术的发展虽然越发成熟,覆盖面越来越广泛,但依然存在着局限性,受到通讯距离、发射功率和工控环境、天气等各种因素的影响,无线信号会受到不同程度的干扰,从而影响到煤矿开采的进度和管理。鉴于此处,一方面要求国家和政府积极支持和鼓励无线通信技术的开发和研究,促进无线通信技术的发展;另一方面,煤矿开采要依据工程的实际情况选择合适先进的通信技术和工具,尽量保证通信质量。 (3)人工无线监控相配合,实现双管齐下。实时监控对于煤矿开采具有举足轻重的作用,无线通信技术的使用可以使监控管理更方便,但是也不是万无一失,不能够面面俱到,一旦出现网络故障,监控中断很容易造成信息的滞留和错误。因此,要把人为监控和无线监控两者结合起来,添漏补缺,保证信息的及时性和有效性[3]。通过对无线通信设备运行的实时监测,可以及时发现通信设备的故障问题,创造良好的无线通信规划技术。 4煤矿开采技术的革新趋势 (1)自动操控技术。煤矿企业可以利用计算机创建自动化操控技术,如:美国煤矿开采利用计算机具备的数据采集、处理、决策、贮存、传输、通讯、管理等功能,对煤矿开采设备智能化控制[4]。一些倡导环境保护的国家煤矿生产时,利用自动操控技术配备了相应的洗煤工艺,对原始煤矿资源进行全面筛选,选择适合生产需求的控制技术。 (2)导向钻井技术。煤矿开采前期需要进行一系列的测量工作,早期传统的方法是有线测量,增加了煤矿开采区域的勘测难度。导向钻井技术中引进了无线测量的方法,同时实现了数据信息的无线传输,随钻测量及导向钻井技术是煤矿行业技术改革的代表。 (3)智能开采技术。目前,发达国家使用智能开采技术实现了井下智能生产,且利用计算机网络实现数据的自动化传输,一般传输速率达104bps,105bps和106bps[5]。智能开采的核心技术在于分布式传感器,把传感器与微处理器组合起来,在通过传输线缆把井下数据传输给钻井上控制中心,其信息传递流程如图2所示。 (4)数据挖掘技术。数据挖掘是计算机信息自动处理中常用的技术,其能够将煤矿企业数据库资源综合调配运行,根据产量分析的情况指导现实生产。煤矿企业在生产期间创建了诸多生产模式,不仅方便了企业的油井开采作业,对油井产量分析起到了辅助作用。 5结论 总之,无线通信技术作为新世纪科学发展技术的结晶,其成本低廉、使用方便、覆盖范围广阔等优势决定了其在重工业领域发展的必然趋势。作为煤矿企业,在实际生产作业期间要控制好各个环节的生产,同时采用先进的通信技术辅助作业;要结合煤矿开采的具体情况,充分利用无线通信技术的发展优势,最终实现煤矿开采高效、经济、可持续发展的目标。 煤矿开采论文:煤矿开采中地质构造的重要性 摘要: 煤矿开采在促进社会经济发展中起到至关重要的作用。尤其是煤炭作为我国目前现代化经济建设的主要能源,在社会经济发展中占据关键地位。随着我国对于能源需求量的增加,煤炭资源在日益迅速的减少。在我国分布的各个大中小型煤矿是其开采和运输的主要场所。因此,勘察和研究煤矿区地质构造是十分必要的。文章首先探讨了地质构造与煤矿开采之间的关系,并从煤矿矿井地质构造和煤矿矿井地质构造的预测两个方面剖析了地质构造在煤矿开采中的重要性。 关键词: 煤矿开采;地质构造;重要性分析 煤炭作为促进社会经济发展的一种重要的不可再生资源,在促进经济和社会发展中发挥着重要的作用。然而,随着人类对煤矿开采年限的增加,煤矿资源在日益迅速的减少。同时,煤炭的开采也严重受到地质构造的影响。影响煤矿开采的地质构造主要包括断层,岩浆岩侵入体等。 1地质构造与煤矿开采之间的关系 1.1矿井水灾与地质构造之间的关系 随着开采的不断进行,煤矿地质构造的变化是导致矿井水灾事故发生的关键。因此,加强对矿井地质构造分析,并进行科学的预测,提前部署和落实相应的应急措施,是提高煤矿安全开采和回采的关键,对于延长矿井的生产年限也是关键的。同时,这对于日益枯竭的煤矿资源,剩余储备量受水威胁严重的煤矿区来说显得更为重要。煤矿采煤工作地质构造主要包括不良封闭钻孔,岩浆岩侵入体等。目前,我国很多的煤矿地质灾害性水灾都是因为这些地质构造。因此,研究分析导致煤矿矿井发生的原因,尤其是弄清楚由于各种不同地质构造而导致的矿井出水,掌握矿井出水的原因和规律,做到防患于未然。 (1)在矿井水灾发生的位置,发生的位点主要在矿井掘进巷道的迎头,发生的原因主要是在掘进过程中对于掘进前方地质构造的未知,容易造成不同来源的水突然进入到矿井。 (2)采煤工作层面夹水的发生,主要是由于在采煤的回采过程中遇到工作层面内部的地质构造和顶底板采煤发生晃动而诱导的导水破裂带疏导不畅通而引起的不同水源夹入煤矿矿井。 1.2地质构造和煤矿瓦斯事故的关系 煤矿开采中,必须要时刻关注和重视可能出现的任何瓦斯爆炸事故,并有预警和相应的防护急救措施。现在已经证实了,煤矿中瓦斯事故的发生和地质构造被不同程度的破坏有着密切的关系。煤矿地质构造的观察和研究显示,煤矿地质构造的不同分级、分区和分带是导致煤矿中瓦斯事故发生不均匀和不均衡的关键。 1.3煤矿采煤导致的沉陷 采煤沉陷是目前我国煤矿开采区存在的最大的安全隐患之一。如果在实际生产中不能有效的对采煤而导致的沉陷进行有效的管理和控制,则很难保证煤矿开采过程中,对工作人员人身安全的保证,很难保证采矿工作有序和有效的进行,甚至是造成大规模的人员伤亡,对社会经济和社会安定也造成不同程度的影响。煤矿地质构造是导致在煤矿开采中发生采煤沉陷事故发生的根本原因之一,煤矿开采中遇到的不同地质构造,其岩石的组成成分、硬度和强度等存在很大的差异。因此,导致在开采过程中发生沉陷的几率也不同。针对不同地质构造不同可能引起的采煤沉陷,可以采取相应的措施。首先,煤炭开采区的管理工作者和技术管理人员对煤矿开采区的实地情况进行系统和科学的勘察,获取相应的数据,并整理和分析;其次,根据勘察和分析结果,在开采过程尽可能避开相对容易发生采煤沉陷的区域;最后,在开采开始和开采过程中逐渐制定一套或是多套科学和详细、合理的煤炭开采计划和开采形式。 2煤矿矿井地质构造分析 煤矿矿井的地质构造是控制煤炭形态、体态等的重要地质因素,地质构造作用通过改变和影响煤矿煤层瓦斯、岩浆等活动,进而来间接的影响着煤矿开采的安全和正常运转。虽然,伴随着采煤技术工艺和采煤设备的不断进步和更新,矿井生产的安全性对于地质构造的了解程度和预测精准度提出了更为苛刻的要求。因此,研究煤矿地质构造在煤矿开采中是极为重要和关键的,在煤田地质勘查、煤矿矿井建设和煤矿开采等不同阶段中也是起着关键的支撑作用。同时,地质构造也是构建我国社会主义现代化安全和高效矿井地质保障系统的核心内容。针对矿井地质构造分析,最为常见的两种方式是地质评价和综合探测。前者是从地质角度出发,使用多种学科、多种方式方法对煤矿矿井地质构造的发展规律和复杂程度进行客观的评价。后者则是在地质评价的基础上,利用矿井内可以用于长期开采的矿区,通过进一步的分析,例如物探和钻探等手段相互配合,查明矿区内具体的地质构造,规模和性质等对煤层的破坏程度,继而指导工作层面进行合理划分。上面两种方式是探明煤矿地质构造的重要途径,主要的目的是为了能够准确了解和掌握煤矿矿井开采范围内的地质构造分布规律。在明确这些地质构造后,还需要明确如何才能最大限度地降低由于地质构造对煤炭开采造成的影响,进而确定生产可以安全和顺利进行。实践证明,在相同地质条件下,科学管理和娴熟技术操作的矿井,会获得良好的经济效益,特别是在机械化的煤矿开采过程中,对于地质构造的科学分析和处理显得更为关键。 3煤矿矿井地质构造的预测 由于煤矿地质构造对煤矿的安全生产会产生严重的威胁,因此,矿区必须要做好对煤矿矿井地质构造的预测和分析。要想能够准确的预报和预测未开采区的地质构造,不仅仅要有充足的第一手资料,还需要利用各种手段进行综合分析,进而才能做出正确和科学的判断,获得较为准确的预测结果,降低生产成本和生产过程中存在的风险,提高经济效益。通过对煤矿矿井中收集的大量的原始数据,进行综合分析,和一些科学小试验,通过地质小构造的微量变化等来预测采矿区地质构造,可以获取更为准确的结果。煤矿矿井地质构造的预测方式,常用的有两种:首先,地质方式,即利用罗盘和放大镜,计算机软件等工具,对矿井下地质进行观测,进而揭示矿井的地质构造规律。再通过几何作图,地质规律等参数处理来科学的预测和评价地质构造。其次,物探方法,即利用计算机软件处理获得的数据,通过计算机成像和数字解译来解释煤矿地质构造的方法。 4结束语 随着煤矿开采技术的不断更新,对于地质构造的分析要求更加准确和及时。这就需要人们从不同的角度出发,寻求和探索更为有效的分析和评价煤矿地质构造方法。由于地质构造在煤矿开采中发挥着关键的作用,就要求我们必须重视对于地质构造的研究。从建设现代化安全、高产的煤矿出发,注重对煤矿地质构造的分析,更有针对性地解决问题,提高生产安全性和经济效益。 作者:刘涛 单位:重庆天府矿业有限责任公司磨心坡煤矿 煤矿开采论文:煤矿绿色开采的实践 《中国煤炭工业杂志》2015年第四期 一、科学组织小块段开采,使资源回收率明显提升 1.坚持完善管理制度。龙东煤矿出台了《采区收缩及小块段回采考核管理办法》等管理制度,规范了小块段开采程序。一是确定“以小面主采、大面配采”的开采实施方案;二是加强小块段安全管理,制定专项措施,强化现场落实,确保安全回采;三是加强生产准备工作,超前准备接续工作面、掘进头,集中专业化队伍进行生产准备,发挥专业队伍优势;四是加强管理和考核,在大屯公司率先制定《综采工作面拆除安装工作标准》,纳入作业规程,人人学习掌握,严格检查验收,提高工作面拆除安装质量,缩短了工时。 2.严格优化设计方案。一是优化开采方案,选择科学合理的巷道布置方式,从设计入手,合理设计巷道断面,保证生产需要;二是优化支护参数,在设计过程中,根据不同的地质条件选择合理的煤柱留设宽度,选择合理的巷道支护参数,回采前分析、标记出巷道应力集中区,并在回采过程中进行重点监测,及时加强支护,并选择合理的两道支护方式,确保巷道的支护强度;三是优化施工工艺,在小块段回采中,龙东煤矿摸索出了一套工作面过老巷的回采技术方案,并出台了相应的技术管理规定,根据老巷不同的层位确定修护加固方案。 3.多措并举提高资源回收率。龙东煤矿根据工作面煤厚和层位情况,采取机头三台支架正常上网等不同方式,重点加强过渡支架段的放煤管理,尽可能将顶煤完全放净;通过加强出口端头支护、在巷道内安装3台支架、在支架前方进行退锚、剪网等不同方法,使老塘及时垮落,尽可能减少端头支架顶煤损失;除在中部槽正常安装放煤置放器以外,通过在简易机尾后面增加放煤置放器的方法,使巷道内支架放煤能正常回收到溜子里,减少煤炭资源丢失。 二、大力开展无尘化矿井建设,井下作业环境显著改善 1.建立健全管理机构。龙东煤矿首先成立了以矿长为组长的综合防尘工作领导小组,高度重视无尘化矿井建设的组织领导工作,明确矿领导及业务科室管理职责;矿每月以图表形式下发矿井综合防尘工作计划。其次从制度建设入手,制订了《无尘化矿井建设实施方案》《无尘化矿井建设实施进度表》,明确时间节点、实施步骤及建设目标。第三是落实责任,按照“谁作业谁管理”原则,制定了《综合防尘责任区域划分及消尘管理制度》,对综合防尘工作分片包干,实行挂牌管理。 2.注重源头治理。龙东煤矿在井口进风口安装高压微振动喷雾,下井口安装净化水幕和捕尘帘,主要进风大巷安装自动净化水幕,采区进风巷和工作面进风顺槽安装自动净化水幕,产尘矿车全部使用防尘罩,进入工作面前的空气实施连续净化;在供水系统上应用软化水处理装置、反冲式过滤器和生态抑尘剂及添加装置,以提高供水质量,确保喷雾效果。 3.严格过程控制。综掘工作面产尘量大、粉尘治理难度大,是生产过程除尘降尘的难点和重点。龙东煤矿建立以KCG-180D干式除尘风机为主除尘设备,配套使用综掘机外喷雾加压、附壁风筒、煤层短臂静压注水、转载点自动喷雾装置、红外线自动喷雾装置、压风呼吸器、捕尘网和粉尘自动在线装置的综合粉尘治理体系。 4.强化现场落实。龙东煤矿在采掘工作面推行综合防尘交接班和任务单制度,坚持现场防尘管理实现“四个做到”:做到开工前必须认真检查综合防尘设施设备的完好情况;做到在生产过程中必须正常使用综合防尘设施设备;做到在交接班时必须对所有作业地点进行粉尘冲洗清扫;做到必须采取个体防护措施。坚持“三不生产”原则:防尘设施设备不完好不生产;防尘设施设备不正常使用不准生产;不实行综合防尘交接班制度不准生产;对皮带、溜子、变电所、炸药库等机房要地,坚持每班至少冲洗、清扫一次,其他地点按照矿管理规定实施定期冲洗,保证综合防尘措施覆盖井下所有区域。 5.推广先进装备。龙东煤矿实施降尘理念的转变,由湿式除尘向干式除尘转变,推广应用干式除尘器,不用水、无污染,免交排污费,每个圆班节约用水10立方米,全年节约用水3000多立方米,平均除尘效率提高22.2%。采取深孔高压注水,提高了原始煤层含水率;在综采工作面推广应用架间智能喷雾系统,并与采煤机联动,实现了截煤、移架喷雾自动化;在综掘机上安装使用KCG-180D干式除尘器、附壁风筒及外喷雾加压泵,提高了喷雾效果及降尘效率,达到净化风流的目的。 三、积极开展材料回收修复利用,旧材料得到充分利用 1.坚持事先算赢。实行成本倒算,细化指标管理,根据全年的利润计划,倒推全年的目标成本,然后根据各单位实际情况,把成本目标分解到每个成本项目,最后落实到各职能部门,确保压力层层传递。实行全过程跟踪管理,加强事前、事中、事后成本的分析、监控和总结,建立与成本同步运行的成本监控和信息反馈系统,实施对生产经营过程各环节的日常成本控制,对成本异常情况,随时分析出现异常的原因,以针对性的措施保证成本目标的实现,确保及时发现问题及时进行有效控制。严格成本指标的考核,坚持目标成本控制指标与工资资金挂钩,明确责任,严格考核,完不成考核指标的逐级扣罚当月的工资及奖金。 2.严格回收复用。龙东煤矿对井下材料实行回收、修复、领取、使用流程管理,做到每个工作面都设有回收复用台账,井下采掘工作面回收材料全部井下周转,杜绝材料使用上的跑冒滴漏。严格回收复用品种。矿下达回收复用计划,明确材料回收的范围和品种,大到轨道、皮带、电缆、钢轨,小到托盘、锚杆、电缆挂钩,做到回收品种细、回收数量多,交旧领新明细从原来83种材料提高到103种。2014年,龙东煤矿吨煤平均煤价比2013年底下降128元,人员比2013年减少290人,全年实现盈利2641.71万元,原煤制造成本实际完成390元/吨,通过旧材料回收复用,吨煤成本比计划降低了45.66元。 四、实施绿色开采的几点体会 1.实施绿色开采是减少环境污染的有效途径。龙东煤矿坚持“来自于地下,再还原地下”的绿色循环经济发展理念,不断加快科技创新和新技术研发,顺利实现了矿井绿色开采的目的,解决了矿井开采带来的地面沉降和矸石占地、污染问题。 2.实施绿色开采是提高煤矿安全生产的有效保障。龙东煤矿实施矸石充填技术,减少了提升和运输环节,免去了员工维护设备、设施,杜绝了运输和提升事故发生;实施小块段开采,规范了开采方式,严格按设计施工,杜绝了盲目施工和随意施工,确保了安全生产;实施无尘化矿井建设,使工作环境和现场明显改善,杜绝了煤尘二次飞扬,为职工安全生产创造了条件;实施旧材料回收,直接将旧材料才井下复用,免去了斜巷运输、搬运环节,保障了安全生产。 3.实施绿色开采是提高煤矿生产效率有效手段。龙东煤矿自主创新、研发制造抛矸机,直接将矸石抛到废旧巷道内,简化了生产工序、减少了用人、运输和提升环节,每月节约电费48.4万元,不仅实现了绿色开采,而且使掘进效率在原有基础上提高了20%。 4.实施绿色开采是增强矿井发展后劲的一项长期工作。龙东煤矿将在西翼推行沿空留巷技术,2015年预计减少掘进巷道1300米,不仅能节约材料、人工成本费用500多万元,而且能有效确保矿井正常生产接续。 作者:宋忠应 单位:中煤集团大屯公司龙东煤矿矿长 煤矿开采论文:煤矿开采的机电一体化论文 (一)机电一体化技术在采煤机中的应用和发展。 机电一体化技术在采煤机的应用的典型实例之一就是电牵引采煤机。相比于传统的液压牵引采煤机,其具备的优势和特点如下所述:(1)牵引特性好。采煤机在前进过程中提供牵引力,同时,在采煤机下滑过程中可实现发电制动;(2)能适应大倾角煤层开采的需要。电牵引采煤机的牵引功率较大,而且牵引电动机轴端安装了制动器,从而不依靠其他的防滑装置和措施就可以防止机器在停机时下滑,可用于倾角为40—50°的煤层开采;(3)运行可靠性高,使用寿命长;(4)反应灵敏,动态特性良好。电控系统可以根据采煤机的工作状态调整各种参数,以防采煤机超数运行,控制可靠方便;(5)重量小,结构简单,能量转换效率高;(6)能轻易实现遥控,牵引实现无级调速;(7)电牵引采煤机有着先进的全中文显示界面,可以提供操作步骤的提示,实时显示截割电机的功率和温度、采煤机的牵引给定速度等工作参数,使得易于操作,工作效率高;(8)相较于液压牵引采煤机,电牵引采煤机的节能降耗特性好,在环保方面具有优势。近年来,通过我国机电一体化技术的不断提高,电牵引采煤机正逐步走向成熟,为推动我国煤矿企业的整体生产技术的进步起到了积极作用。 (二)机电一体化技术在提升机中的应用和发展。 当前,煤矿生产过程中机电一体化和自动化水平最高的设备就是全数字化交流提升机,提升机的内部和外部结构都实现了大幅的简化。以内装式提升机为例,其在结构式将驱动和滚筒两大结构合为一体,较好地体现了机械、电子、计算机和自动控制等各个技术环节的综合应用水平,使得设备安全高效;全数字化交流提升机高度适当可靠,采取总线方式,简化电气安装的工作;全数字化提升机具有完整的诊断设施,可以实现自我诊断,还能进行重复性故障寻址和部分便捷的通信功能;设备硬件在兼容性方面较为完善,可以进行软件控制,如完成软启动和瞬时加速的改变。在九五计划期间,我国就已经研制成功了具有自主知识产权的全数字化提升机,而且完全实现国产化,核心部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统。由于其性能先进、操作简单、工作可靠性和准确性高,很符合当代煤矿生产的发展需求,目前已成为了各煤矿企业的首选机型。 (三)机电一体化技术在带式输送机中的应用和发展。 目前,现代化综合机械化采煤一般带式输送机作为主要运输方式。带式输送机的特点是长距离连续输送、输送量很大、运行效率和可靠性高和易于实现自动化,已成为我们煤矿井下的主要运输原煤的设备。因此,将机电一体化技术运用到带式输送机已成为八五计划期间实施的日产百万吨煤综采设备项目之后的研究热点之一。近年来,我国在带式输送机核心上都有了很大提高,也研发出了新的产品。目前,我国普遍采用行星齿轮减速器、调速型液力耦合器等驱动系统,特别是机电一体化的CST可控软启动装置,可以使得两条皮带运输机由一台或几台CST驱动,它具有平滑起动运送大惯性载荷的特点,解决了带式输送机长距离、大运量驱动难题,但是,由于动态分析、启动延迟等技术的限制,我国带式输送机一般为3点驱动,限制了输送机的长度和运量。而且,输送机的在线监控功能、可靠性、灵活性和寿命较发达国家相比存在一定差距,还需要进行深入的研究。 (四)机电一体化在煤矿开采领域其他装置系统中的应用和发展。 煤矿开采过程中,最为常见的支护设备就是液压支架,其稳定性和可靠性决定着煤矿开采的效率和安全。并且随着机电一体化技术的不断的发展,液压支架逐步转变为由电液控制。乳化液泵站的液体流量大、压力高,且已成为支护设备液体的主要来源。并且其可以根据支护设备实际用液量对进行供液量的自动调节。液压控制与计算杌技术的结合,可以实现设备成组的自动移架或定压双向邻架,从而避免对顶板及支架产生过大的冲击载荷。近年来,TCK钢丝绳损伤定量检测系统以其监测精确度高、稳定性和可靠性强,适用范围广,使用方便的特点,可以进行钢丝绳的损伤检测,不但效率高,而且减小了事故发生的概率。上个世纪80年代以来,我国通过对国外先进的煤矿安全生产监控技术的研究,并且根据我国国情,利用机电一体化技术研制出了较为先进的、具有较高智能化水平的煤矿安全生产监控系统。从近年来煤矿生产的应用来看,其在煤炭开采的安全管理方面的作用至关重要。结语:综上所述,机电一体化技术在我国煤矿开采领域的科学合理应用和广泛推广,有效地提高了煤矿企业的生产效益和安全保障,对减轻煤矿工人的劳动强度,具有重要的现实意义和发展潜力。因此,将机电一体化技术与传统的煤矿机械设备进行有机结合,坚持以人为本的原则,不断深化这项技术在煤矿开采领域的研究,对于我国煤炭工业的良性发展具有深远的意义。 作者:赵铁军单位:中国平煤神马集团梨园矿 煤矿开采论文:合盛煤矿开采水环境论文 1合盛矿井开采对水环境的影响分析 1.1含水层破坏情况在采煤过程中,由于矿井水的疏排,会对地下水位造成下降影响,形成以开采水平为基准的地下水位降落面,进而形成以采区为中心,含水层影响半径为半径的降落漏斗。由于合盛煤矿开采煤层位于山西组石灰岩岩溶裂隙含水层内,煤矿开采过程中矿井水疏排直接影响石炭—二叠系碎屑岩裂隙含水层。而煤矿开采后会在顶板岩层形成一定高度的冒落带、裂缝带和缓慢下沉带,所形成的导水裂缝带高度波及到煤层上部含水层时,就成为含水层对矿井充水的通道。依据井田内钻孔资料,按照有关计算煤层导水裂缝发育高度公式。2#、4#煤层顶板属中硬顶板,开采形成的最大导水裂缝带高度分别为37.71m、52.43m,考虑到两煤层间距为10m,且2#、4#煤主要充水含水层为其上覆砂岩裂隙含水层,根据开采煤层所在地层位置,以及煤层顶板发生垮落,2#、4#煤层形成的导水裂缝带均能沟通其含水层(或上一层可采煤层开采形成的采空区积水),对煤层上覆的太原组K2~K5灰岩含水层以及山西组的K7、K8砂岩含水层进行破坏,见表2。但正常情况下本井田开采导水裂缝带不会直通地表。 1.2地表破坏情况为进一步分析开采后对煤层顶板的影响,根据采煤塌陷区土地破坏性等级划分表分析可知:1)2#煤开采后,井田大部分面积地表将受到重度—极轻度破坏,但是在井田的西南角,地表将受到重度破坏。2)4#煤开采后,井田内东北及东南角地表受到极轻微的破坏,其它地段地表将受到重度—极轻度破坏,但在井田西南角地表有受到重度破坏。采煤引起地表塌陷将改变地表的形态和河道的坡度,对河道周围的汇水条件造成一定程度的影响,同时由于沉陷盆地的边缘有地表裂缝产生,会引起地表水下渗,因此,地表沉陷除了对井田内河流汇水条件有影响外,还将会影响地表水资源量。 2矿井开采防治水措施 1)井田及周边煤矿采空区均有积水,对合盛矿井的开采有很大的威胁,在开采时一定要加强“探放水”工作,遇有顶板淋水、渗水增加、煤层“出汗”、巷道涌水量增加等突水预兆时应立即停止采掘,撤离人员,并向调度室等管理部门汇报。2)在开采断层、陷落柱附近煤层时,一定要注意构造导水,坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则,钻进时发现煤岩松软,片帮、来压或钻眼中水压、水量突然增大,顶钻等异常时,必须停止钻进,且不得拔出钻杆,立即向有关领导汇报,以杜绝突发的水灾事故的发生。3)经常了解周边矿井的采掘动向,做好周边矿井采空区范围的调查工作,相邻矿井之间矿界处应留有足够的矿界保安煤柱,严禁越界开采,防止发生连锁透水事故。定期维护好各型水泵的排水管路、阀门及排水用的配电设备,保证井下水流及时畅通地排出地面,在雨季前组织全面检修,并对全部主排水泵进行联合排水试验,定期清理井底水仓、水沟的淤泥。4)据煤矿开采对奥陶系灰岩岩溶水含水层的影响分析,在对断层等合理留设安全煤柱后,煤矿开采不会破坏奥灰水,对区域奥灰水水量影响很小。因此正常的煤矿开采对井田及周边村庄供水基本没有影响。 3结论及建议 1)坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则,在F1断层附近一带禁止采煤,可以保护郭庄泉域岩溶地下水不受破坏。2)矿井应查清井田内带压开采条件,禁止采用降压排水进行采煤。制定带压开采条件下,防治奥灰水突水的应急预案。3)全井田范围共有多个村庄,由于矿坑排水将破坏井田内大部分水资源量,为了防止采煤对当地居民的正常生活造成影响,应及时解决当地居民的正常生活用水。4)应强化地下水监测工作,建立地下水动态观测系统,制定防水治水措施,确保矿井安全生产。 作者:王飞单位:保利能源控股有限公司山西保利合盛煤业有限公司 煤矿开采论文: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。
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。
机械工程与自动化论文:机械工程与自动化的关系探讨 [摘 要]在我们国家,机械工程和自动化学科的研究主要是研究的机电产品的设计与自造和控制的学科。伴随着我们国家的该科开放的进行,同时还有国内外的经济的交流不断频繁,这样同国际的交流也就变得越来容易。在中国,有着广泛的土地和廉价的劳动了,国内外的许多制造业工厂都来中国进行投资建厂,工业发展之后如雨后春笋纷纷建立起来,这就带动了我们国家的机械制造和自动化的发展,怎样很好的协调之间的关系,为了探讨两者的关系,在实践中吧机械工程和自动化进行有机的结合起来,这样就能很好的促进我们国家的经济发展。 [摘 要]机械工程;自动化;机械制造 在进行机械制造的过程中,总会遇到与自动化相关的内容,是因为接卸工程和自动化是具有内在关系的两个学科,在这个过程中,机械工程涉及到很多的领域,像是各种各样的领域中都会遇到机械制造,机械制造业为我们国家的农业、工业和交通运输业、能源开采等各行各业都会用到机械技术的支持,只有很好的机械技术,才能为了各行各业的发展提供优良的技术支持,同时还会使各行业的工作效率得到十足的发展,不断提高工作效率,推进我们国家的经济发展。自动化是通过更改传统的技术理念,进行机械技术代替传统的手工技术,通过依靠先进的技术手段,用机器代替手工进行工作,这样不仅节省了大量的人力,同时还会提高了生产效率和安全生产。通过将机械工程和自动化技术进行相互的结合,对提高劳动的生产效率,保障安全的生产提供了强有力的支持,同时在一些高危职业上有很强的积极意义。 1 机械工程与自动化的内涵 1.1 机械工程的内涵 在中国,要用到很多的机械制造工程,只有通过一些机械的制造才能进行一些工作。机械工程是一个与社会各行各业都有着很多联系的一个学科,通过进行相互的联系进行机械的制造。在进行机械设备的生产过程中,依据各种不同的功能进行划分很多的机械。像是各种粉碎性的机械、动力性的机械,原材料的搬运和交通运输机械设备。在这些设备中,都是与机械工程紧密相关的设备。同时按照其他的情况进行分类的话,比如进行服务的门类进行分类的情况,可以分为农业的机械、工业的机械制造和交通运输的机械。在进行机械制造和研发设计,同时使用的过程中需要到不同的阶段,在这个过程中,机械工程会分成若干个相互哦诶和和连接的不同体系。像是机械的研发和制造,同时还要伴随着维修工作的进行,在此过程汇总,各学科进行彼此补充和交叉重叠,形成了相互渗透和促进的科学群进行发展,形成了一个相互交叉发展的科学体系。随着我们国家经济的发展,机械工程的作用越来越重要,变成了支持国名经济发展的基础性行业,同时伴随着科学技术的迅猛发展,机械工程技术会朝着更加成熟的方向进行发展。相信在不久的将来,我们国家的机械工程会得到很好的发展与进步。 1.2 自动化的内涵 所谓的自动化就是指的是在进行生产过程中,依靠各种各样的机械记性设定程序或者预先各种各样的指令,让机械进行自动完成一份工作,同时在这个过程中所要要道很少的人力进行人为的干预工作。在进行工作的时候,自动化产生的目的就是在进行简化日益复杂的机械操作过程中,像是各样的现代汽车的制造和轮船的制造过程中,都会用到自动化进行简化操作。现代化的技术和产品的研发过程中使用自动化学科,通过对自动化学科的不断完善,加之在进行电子学和应用数学等学科的交叉进行工作,都会通过自动化进行。在自动化的应用中,很多企业的生产过程都是从原料的采购和生产加工过程中,都会实现了半自动和全自动化的进行,自动化技术广泛应用到社会生产的各个层面,不仅仅在各样的制造业上,同时还涵盖了科研和国防军工业等领域,推动了我们国家的经济的快速的发展。 2 机械工程和自动化的关系 现如今伴随着我们国家经济的快速发展,对生产效率提出了更为高效的要求,这就使得机械工程的自动化技术之间的关系变得越来密切。在进行机械生产领域进行自动化的过程,会使得机械工业的生产和技术会向着机械自动化的方向进行发展。同时还会向着机械自动化生产程序的发展中进行迈进。在国外会通过对自动化程序进行设置,会进行一套生产单元标准,通过这个过程进行提高生产工艺的水平,在设计的结构上实现自动化进行安装,促进集成化和自动化的建立和发展。通过这个技术的发展,可以进行自动化发展模式的大量推进,这样就会节约大量的劳动力,使自动化技术进行生产,提高了工程质量和节约资金,提高资源的利用率。 3 发展机械工程与自动化关系的方法 在现代社会的不断发展和进步中,特别是电子计算机的发展,就使得电子技术和机械工程进行很好的结合开来,现代电脑的使用就为了机械自动化发展提供了强有力的技术支持。虽然这个成为了一个发展趋势,但是我们国家的机械工程和自动化技术在机电一体化过程中,存在了很多的落后型,这样就会影响了机械工程生产的质量。为了实现机械工程和自动化的有效结合过程,需要到各类的优质软件和硬件的相互结合和发展。特别是在软件发展层面,要想实现生产无人化、自动化,首先应该推进集成化综合软件和分级计算机操控系统的综合发展。 在巩固机械工程和自动化关系, 促进两者和谐发展的过程中我们应该坚持科学发展策 略, 重视理论研究, 全面探究现代控 制理论与系统工程在机械工程领域的实际应用 。同时还要加强重点关键技术的研究工作,充分结合现代化发展过程中对机械自动化发展的要求,探究现代电子计算机操控技术等的相关技术的发展,除此之外,还要探究各种多用途的自动化装置的使用,开发各类计算机操控系统的使用等工作的进行。 结束语 在进行机械制造时候,要协同机械工程的发展,机械工程行业既是服务部门也是生产部门,同时还是我们国家国民经济的一项支柱产业,各类机械制造业的发展需要不断提高自身的技术的革新过程,提升自己的核心竞争力,同时还要不断提升自己产品的技术含量,将机械工程和自动化相互进行结合,有利于技术发挥出应有的优势,这样就会大量节省人员的工作量,提升自己的质量和生产效率,适应世代的发展。为我们国家的经济发展起到应有的推动作用。 机械工程与自动化论文:浅析机械工程自动化技术的相关问题与措施 摘 要:本文结合自身工作经验,针对机械工程自动化技术的一些问题进行阐述,并提出了相应的措施,望同行参考指正。 关键词:机械工程;自动化技术;问题;措施 1 自动化技术在机械工程中应用的重要意义 1.1 自动化技术本身是一种高新技术,融入到机械工程当中能够使企业的生产工艺发生很大的变化,可提高企业生产的整体运行效率。 1.2 在机械工程中,生产加工是重要的操作环节,而自动化技术主要就是给生产加工提供便捷,给企业带来更多的经济效益。 1.3 增强企业的市场竞争力。在机械工程中,应用自动化技术调控整个生产流程,能够很好地保证生产成本和质量,从而在很大程度上缩短生产周期。目前,自动化技术在机械工程中的应用已经取得了明显的效果,随着社会的不断进步,其必然会普及到各行各业当中。 2机械工程自动化技术的现状及问题 2.1 机械工程自动化技术的现状 我国的机械自动化在自动化技术方面,还处于单子自动化、刚性自动化阶段。而工业发达国家自动化技术方面普遍实现了智能化、柔性化和集成化;在机械自动化的生产管理方面,我国的大多数企业依然采用传统的管理模式,而工业发达国家已经实现了计算机管理,并且在工业组织与管理生产模式方面不断进行着创新和升级;在人才管理方面,没有好的、适宜的人才管理机制,理论人才过多,不够全面性;在机械设计方面,我国还没有做到及时更新,设计水平也没有很大的提升;在工艺水平方面,我国的数控加工技术还多停留在精细加工等初级阶段,在复合加工手段的采用上尚未真正掌握,仍处于追赶阶段。 2.2 机械工程自动化技术存在的问题 自动化技术在我国的机械工程中存在着一些问题,例如缺乏相关技术人才,自动化技术相对落后,自动化技术的应用范围不够宽广等等。人才是发展进步的关键,我国大多数人只有知识理论而没有实践经验技术,对人才的管理培养不够合理、全面。要结合理论和实践经验,不断研究创新,才能提高实际自动化技术。自动化技术的进步将会大大推动我国现代机械制造产业的发展和进步,但是我国的自动化技术尤其是数控系统是传统的封闭式体系结构,必须提高水平,改变落后的状况我国的自动化技术应用的领域还不够广泛,缺乏自动化技术的科研投入和制定自动化技术的管理策略。 3 改善机械工程自动化技术的措施 3.1 注重高科技人才培养促进发展 通过自动化的道路发展来促进我国机械工程的发展,因此这就需要按照相应的机械自动化方向来实施教学提升,将人才发展放在第一位,培养一批具有时代特色的创新型人才,从基础教育做起,国家出台相应的政策,积极鼓励学校培养自动化科技人才,不论是才技术理论还是从实践上都应该对其进行加强。从发展的角度为我国企业输送合理的人才,通过教育制度的改革以及国家政策的支持,势必能够获得良好的成功,为我国机械工程自动化的发展打下人才基础。 3.2 合理运用机械自动化技术分析 根据目前我国的机械生产技术的发展,我国仍然是处在了自动化发展的初级阶段,因此在当前情况下,正在全面的发展科技信息技术,对于自动化技术的使用显得非常合理,在使用过程中要考虑到发展的需求,以及自动化工艺的成熟度,以此来加强对整体自动化技术的管理。对于自动化技术的使用,要从现实出发,考虑其使用的可行性和安全性,而且在使用过程中要注重对机械工程设备,工艺操作的程序进行合理的配置,以此来实现自动化的合理执行,否则一旦使用不当那么就会产生严重的后果。 3.3 提升自主创新能力,创造自主知识产权。 我国消化吸收国外柔性制造系统(Pseudo-FMS),是要确保必要的生产柔性的前提下,优化人机界面,不过分追求自动化,尽可能建立较为完善的信息系统,充分发展计算机管理的效益。系统中先进的自动化装备和普通设备并存,系统的某些环节允许人工干预。我国目前在消化呼吸、融会贯通国际上有用的自动化技术理论的基础上,要努力做到从我国机械制造业的实际情况出发,发展创新,形成有国情特征的发展自动化技术理论和学说,进行围绕计算机技术的柔性自动化技术的开发研究,以适用为前提,急需什么就解决什么,取得实践经验再推广应用。 3.4 加强与国外的专业交流 中国有一句古话,活到老,学到老。机械工程及自动化方面的人才培养模式也应该是这样。时代是在不断的发展的,社会也是在不断地进步,如果机械工程行业没有跟着时代的发展的发展,跟着社会的进步而进步的话,那么,今天的所谓的机械工程及自动化技术,如果还是停留在原始社会时期的刀耕火种的水平,所制造出来的工具,还是简单的石斧、石具等工具,这是十分荒谬可笑的,因此,就必须要关注机械工程及自动化的科学合理发展。而对机械工程及自动化的人才培养来说,从事机械工程及自动化的相关研究的人员必须时刻关注时展和社会发展的新成果,不仅要继往开来,学习古今中外的优秀经验,更要处在能主动学习的状态下,对最新的科技研究成果有着敏锐的嗅觉,及时学习最新的科学技术水平,促进自身的发展。特别是欧美国家的机械工程自动化技术发展水平向来都是比较先进的。机械工程及自动化的可持续发展,必须要对其进行溯源追踪,把视野放到海外去。早在一千年前,宋朝的大学者朱熹就提出过:“问渠那得清如许,为有源头活水来”。任何一个领域,如果不实行走出去战略,就会如同闻一多笔下的死水一样,毫无生气,只有等着发臭和被人遗忘,根本不可能获得实际的发展。机械工程及自动化也一样,要想得到充分的技术发展,最有效的一个方法是进行行业内部的人员交流,众人拾柴火焰高,集思广益的结果,必然会带来极大的经济效益和社会效益,行业本身也能得到真正的发展。定期进行走出去战略,积极进行交流和互动,整个行业就是源源不断的活水,永远不会流于固步自封与停滞不前。在有着充分条件的高等院校,走出去的战略思想更体现在走出国门,与国际接轨,学习国际上的先进机械工程及自动化水平。 3.5 注重自动化技术的发展趋势及前景 坚持走自动化技术的发展道路,对于机械自动化技术的发展至关重要。目前,机械制造自动化技术的发展向朝着数字化、绿色化与智能化方向发展。数字化是先进制造技术发展的核心,是制造技术、计算机技术、网络技术与现代管理科学交叉作用的共同结果,这将是机械自动化技术发展的必由之路。随着人们对人类与环境之间的关系这一问题认识的逐渐加深,实现人类与环境之间的协调、可持续发展是当代经济发展必须遵循的原则。机械自动化技术的发展也同样要遵循这一原则,实现绿色化发展之路。近20年来,制造系统正在由原来的能量驱动型转变为信息驱动型,这就需要制造系统不但要具备一定的柔性,同时还要表现出一定的智能,实现在对大量复杂信息处理的同时,能够自主进行选择与处理这既是现代科学技术发展的必然结果,也是人类社会进步的重要标志。 4 结束语 机械自动化生产是一个长期的目标,因此在加强自动化生产建设的过程中,要从根本出发来加强整个机械工程自动化的实施,以不断提升我国的机械自动化制造作为其技术发展的目标,将我国的机械工程的自动化生产推向一个新的世界高度。 机械工程与自动化论文:机械工程与自动化中PLC技术的应用 摘 要:PLC即可编程程序控制器(Programmable Logic Controller,PLC),是建立在微型计算机的基础上的工业自动控制装置。PLC以其独特的体积小、应用性高、工作效率高等优势,如今已经被广泛应用在机械制造、食品生产与检测、重工业等多个领域。本文首先对于PLC技术的具体含义以及应用价值进行简单的介绍,然后针对PLC技术在机械工程与自动化的多个具体环境中的工作模式以及作用展开较为详细的分析及阐明,为提升PLC技术对于机械工程与自动化的贡献价值奠定基础。 关键词:机械工程;自动化;PLC技术;介绍;应用 0 引言 工业产值作为世界经济的重要贡献者,推进工业的发展对于世界经济水平的提升以及社会的进步均有重要的意义。伴随着工业化进程的脚步,社会对于机械工程的可控性以及自动化技术的应用价值提出了更高的要求,人们急需一种兼顾实用性、可靠性、灵活性的应用技术来推进机械自动化领域乃至社会各个领域的革新。届时,PLC技术应运而生。 PLC技术是一种将机器或装置的运转与数字运算进行有机结合的控制性器件,是站在传统继电器技术的基础之上糅合互联网、自动化等现代科技形成的创新型技术。在现代社会,PLC技术以及被广泛地应用在各行各业,影响着人们的工作方式以及日常生活。认识PLC技术,了解PLC技术在机械工程与自动化中的实际工作模式,对于我国工业的进步以及生产力的提高有着重要的战略价值。 1 PLC技术的实用价值与优势 时代的发展推动了工业前进的步伐,随着现代社会劳动力成本的节节攀升以及智力资源的日渐珍贵,工业生产上精简人力资源的消耗、扩大机械化程度的趋势已成必然,给机械工程以及自动化技术提出了更高的要求。PLC技术作为现代工业普遍应用的控制型器件,不仅体积小巧、易于安装、具有广泛通用性。而且用户可以通过编写程序轻松实现个性化控制方式,很大程度上提高机械装置以及自动化技术的灵活性以适用性。不仅如此,PLC还有提供多方面强大功能支持,同时兼具高性价比、高可靠性以及低功耗等等优点,已经成为了自动化控制的核心技术,成为了我国构建自动化控制技术自主知识产权、推进机械工程与自动化发展进程的主要操作对象。 PLC技术的应用涉及生产管理、生产监控、顺序控制等方面,多个操作体系的协调与配合需要实现PLC处理器核心与控制设备之间及时沟通。互联网的高速发展为其提供了通讯技术支持,而PLC技术抗干扰能力强、可靠性高的特点则为准确通信提供了安全保障。甚至可以预测,在今后社会发展中,PLC技术将与机器人、CAD共同组成主流基础管理设备体系。接下来将从三个方面具体介绍PLC技术特点: 1.1 操作简单 通用性高 现在,绝大多数PLC均支持程序语言互译,用户无需专门学习某一中语言,仅需运用自己常用语言编写代码后,用器件自带的翻译功能进行语言的转换即可实现对PLC的编程,降低编程语言门槛。并且PLC的安装及调试简单,外部接线较少,促使简化实际操作系统结构,进而缩短系统运行的周期,工作效率得到改善。 除此之外,为了提高PLC实用价值,全球PLC均统一使用国际标准通信协议,给不同厂家生产的PLC之间的互换提供了可能,也给PLC的调试提供了方便,极大程度地提高了PLC产品的通信开放度。 1.2 体积小 能耗少 PLC装置是集成电子线路技术的重要应用体现,安装尺寸通常均在10cm以下,重量更是不足150g,为机电一体化提供了实现基础。同时在实际使用中PLC的消耗功率一般只有个位数,为节省能耗做出了贡献。 1.3 抗干扰能力强 在实际应用中,目前广泛应用于PLC中并且符合国家标准的AS一工总线、 Profibus总线以及Device Net总现场总线与PLC界面之间通常保持良好契合度,为准确通信提供了保障。另外PLC装置采用抗干扰的电路排布与制造工艺,保证在工作过程中抵御电磁、电路的干扰,具有较高的可靠性,为PLC系统之间有效通信的展开提供了有效保障。现在的PLC装置甚至采用了多重抗干扰技术,哪怕是置于极端恶劣环境,它也能够正常工作。 2 PLC技术在机械工程与自动化中的应用 2.1 远程通信控制与系统控制中PLC技术的应用 在现代通用的机械自动化控制系统中,其他继续结构的控制工作通常是由PLC技术实现完成的。不仅如此,随着科技的不断创新与进步,PLC技术还被积极地运用于自动化系统本身,根据指令完成纠正系统逻辑错误以及排查系统故障等工作,为系统的正常运转提供了有力保障。在实际的工业自动化生产过程中,应用PLC技术的自动化系统会对机器操作的每一步骤展开监控,并在步骤完成后根据完成情况返回累积误差值,当累计误差值超过系统设置的误差允许上限时,表示此时设备运转出现异常,同时该自动化系统也会出现逻辑紊乱,无法继续运转。此时PLC控制系统将自动对逻辑发生混乱的原因进行逐一排查,诊断出问题后立马发出报警通知到用户。PLC的高通信开放度为不同系统的PLC提供通信交流的可能。在保证互联网模块以及信息传输界面正常工作的前提之下即可实现PLC控制系统的远程监控。 2.2 逻辑运算中PLC技术的应用 数字运算是PLC技术的重要组成部分。在自动化控制系统中,PLC主要使用数据处理与逻辑运算这两种计算方法。实现诸如数据运算、数据筛选、数据整理以及二进制开关等等功能。运用PLC技术,可以简单高效地完成大量数据的分析、排查、整理,极大地提高了提取结论、对比优化的工作效率。例如现在许多的食品制造企业、电子生产企业甚至交通监管部门,都是运用PLC技术实现对于实时数据的监控。除此之外,PLC还可以充当二进制开关,有效提高软接触点数目,促进自动化系统的优化。 在资源消耗方面,相比较传统继电器,PLC的能耗极低,符合资源节约型社会理念。高机械化系统帮企业节省了人力资源的投入,在劳动力成本激增的今天具有重要价值。在流水线工作模式中,自动化PLC控制系统可以直接运用PLC的二进制开关功能,通过1与0的互变实现由一个工作流程到下一工作流程的转变,避免了另外安装检验装置,简化系统提高工作效率的同时也给企业节省了投入成本。 2.3 生产系统自动化控制中PLC技术的应用 应用PLC技术控制自动化系统指的是系统中的主机、通信、顺序控制、位置控制、参数设置等等工业自动化生产模块均是在PLC技术的控制之下开展工作的。在实际的生产过程中, 用户可以结合企业实际生产环境以及生产的具体需求,根据实际生产过程中具体化的操作对象以及监控对象特点,合理改造PLC控制指令,优化PLV控制模块的组合模式。在尽力减少模块数目以及优化工作结构的条件下,实现对于生产进程的多元化有效控制以及生产自动化系统的正常运转。 运用PLC控制系统中模拟参数控制模块指的是通过具体指令的输入,使用PLC技术监控生产过程中某变量的变化,若变量达到一定条件PLC则控制相关机器或装置进行一定操作,直至监控变量没有达到条件为止。例如饮水机的热水装置就是通过监测热水槽中的水温,如果水温低于100℃就显示红灯,并控制加热电路正常工作,及时对热水槽里的水进行加热。在这一过程中PLC需要对水温变化进行实时监控,是一个过程化控制。截止到目前为止,世界上绝大多数国家均已实现运用PLC技术完成机械工程和自动化设备的监测与控制,PLC技术的应用不仅推动了工业自动化的发展,还为企业经济效益的提高,乃至社会经济水平的提升做出了重要的贡献。除此之外,PLC技术还被积极地运用在了食品、服务、电子、冶金等轻重工业领域,改变了传统生产制造模式,影响着国民的工作与生活。甚至直到现在,PLC的作用领域与影响力仍在不断高涨。 3 总结 我们的社会已经步入了高速发展的信息化时代,随着工业化进程的推进,机械工程及自动化水平已经成为评估国家工业发展的重要依据,对于衡量国家综合实力以及未来发展趋势有着举足轻重的影响。PLC技术作为机械自动化控制的主要支持,对其进行主动的改良与创新对于工业的发展以及经济社会的进步有着重要的意义。本文以PLC的价值以及优势作为切入点,对于PLC技术在机械工程与自动化中的应用开展探究,为全面推广PLC技术提供了有力支持。 机械工程与自动化论文:机械工程及自动化专业建设与优化探究 摘 要:随着我国社会经济的不断发展,我国对机械工程以及自动化专业的人才需求量逐渐增加,并对中职培养机械工程及自动化专业人才提出了更高的要求,需要中职不断完善教学方法,丰富教学内容,提高教学质量,运用先进的教学手段为社会培养高水平的机械工程及自动化专业人才,让该专业的学生满足企业的要求,进而推动社会的发展。 关键词:机械工程;专业建设;优化探究 随着我国社会经济的不断发展,我国对机械工程以及自动化专业的人才需求量逐渐增加,并对中职培养机械工程及自动化专业人才提出了更高的要求,需要中职不断完善教学方法,丰富教学内容,提高教学质量,运用先进的教学手段为社会培养高水平的机械工程及自动化专业人才,让该专业的学生满足企业的要求,进而推动社会的发展。 1 应用先进的教学模式 企业对机械工程及自动化专业人才要求较高,需要中职学生具有较高的专业能力。因此,中职学校应重视该专业人才的培养,利用先进的教学模式进行课程设置,科学设置课程进度,完善课程内容,不断地加深学生对基础知识的理解,保证学生能够有效地掌握相关理论知识。与此同时,教师进行机械工程以及自动化专业教学时,应重视并培养学生相关知识的应用能力,培养学生的创新能力、思维能力、实践能力,使学生能够有效利用基础知识来解决实际问题。中职学校应用先进的教学模式时,应根据机械工程以及自动化专业特点,科学设置教学课程,将专业课程进行分类。中职学校可根据专业的侧重点不同,设置不同的课程,为社会培养管理型、制造型和设计型等类型的人才。同时,中职学校应重视机械工程以及自动化社会实际应用情况,根据机械工程市场变化情况,对该专业的课程进行调整,分析社会对机械工程以及自动化专业人才要求的重点,研究社会新出现的知识和相关技术,让学生及时掌握该专业知识的应用动态情况,以适应社会的需求。中职学校设置专业课程时,应重视新知识和新技术,并将这些知识融入到教学中,丰富教学内容,保证机械工程以及自动化专业的先进性。 2 建立实践教学系统 机械工程以及自动化专业具有很强的实践性,而建立实践教学系统能够有效培养学生应用专业知识的能力,强化学生的工程意识,使学生的创新能力、技术应用能力得到培养。中职学校培养机械工程以及自动化专业人才时,应科学分配理论课程与实践课程,让学生在牢固掌握专业理论知识的同时具备较强的知识应用能力。建立实践教学系统时,应加大对实验设施和实习项目的投入,加强与企业的沟通与交流,建立实习基地,为实践教学的开展奠定基础。教师进行机械工程以及自动化专业的实践教学时,应重视学生实践能力、创新能力、思维能力等能力的培养,重视与学生之间的互动,掌握学生学习的动态,引导学生自主学习,进而充分发挥实践教学的作用。 3 建立系统性的教学体系 机械工程以及自动化专业知识较多,且社会对该专业人才的实际要求较高,不仅需要该专业人才具有较丰富的理论知识,还需要具备过硬的操作技能。对此,中职学校应根据机械工程以及自动化的市场需求,结合学生的职业发展和国内外该专业的教学经验,建立系统性的教学体系。教师开展机械工程以及自动化教学时,可以在初期将教学重点放在理论知识和基本技能方面,让学生牢固掌握机械工程以及自动化的基础知识,在中、后期,将教学重点放在专业知识的巩固和实际应用方面,提高学生的专业水平,使学生综合应用专业知识的能力得到提高。且中职学校应制定教学目标,科学设置教学大纲,并合理规划教学进度,为机械工程以及自动化专业教学质量的提高奠定基础。 4 建设专业的师资队伍 中职学校培养机械工程以及自动化专业人才时,需要专业水平较高、经验丰富的教师进行教学。因此,中职学校应建设专业的师资队伍,充分发挥机械工程以及自动化教师的专业性,不断提高学校专业教师的素质,优化该专业教师的结构,以推动该专业的发展,为社会培养合格的机械工程以及自动化专业人才。中职学校建设专业的师资队伍时,应根据机械工程以及自动化专业特点和学生的发展需求进行。中职学校应开展各项进修项目,让本校的教师到具备先进知识和技术的单位进行学习,使教师的素质和专业水平均得到提高,且不断提高学校教师的科研、创新能力,为全面提高教学质量打下基础。中职学校应科学建立教师管理制度,重视年轻教师的发展,让教学经验丰富的教师帮助年轻教师,并培养教师不断学习的习惯,使学校教师的整体教学水平不断地得到提升。 5 建设人才培养质量保障体系 中职学校培养机械工程以及自动化专业人才时,应鼓励教师积极完善该专业的教学内容和教学模式,强化教师的服务意识,支持教师积极进行该专业内容的科学研究,提高该专业的技术水平,丰富该专业的教学内容。中职学校应建设人才培养质量保障体系,根据机械工程以及自动化专业的教学特点,结合该专业的市场需求,科学制定教学目标,合理进行课程规划,并设置教学管理制度和教学评价制度,保障机械工程以及自动化专业人才的培养。且中职学校应积极应用实验教学模式,增加机械工程以及自动化实验室建设,为机械工程以及自动化专业的教学质量提供保障。 6 结束语 随着我国社会的不断进步,社会需要机械工程以及自动化专业人才的数量逐渐增多,而中职作为培养机械工程以及自动化专业人才的重要渠道,应根据社会时代的要求培养合格的机械工程以及自动化专业人才。对此,中职学校应根据机械工程以及自动化专业的特点,应用先进的教学模式以完善教学内容,建立实践教学系统以培养学生的实践应用能力,建立系统性的教学体系以改善教学质量,建设专业的师资队伍以提高学校的教学水平,并建设人才培养质量保障体系,为社会培养具有过硬专业能力的机械工程以及自动化专业人才。 机械工程与自动化论文:机械工程与自动化中PLC技术的应用 【摘要】本文首先介绍了PLC的特点,然后介绍了PLC的发展状况,接着介绍了PLC的应用及重要性分析,最后介绍了机械工程中自动化技术的应用分析。 【关键词】机械工程,自动化,PLC技术,应用 一、前言 PLC技术是一种将数字运算与机械操作综合起来使用的控制装置,起源于传统的继电器技术,后来发展成综合计算机技术、网络通信技术以及自动控制技术的自动化控制系统工程。将机械工程与自动化中的PLC结合推动了自动化的发展。 二、PLC的特点 1、PLC灵活性、通用性强 对于PLC技术,当工艺过程进行适当修改时,只需将内部程序作相应的修改即可,外部接线的改动量可以很少,甚至可以不必改动,其灵活性和通用性是继电器控制电路无法比拟的。 2、可靠性高,抗干扰能力强 在PLC控制系统中,大量的开关动作是由无触点的半导体电路来完成的,加之PLC在硬件和软件方面都采取了强有力的措施,使产品具有极高的可靠性和抗干扰能力可以直接安装在工业现场稳定地工作。 三、PLC的发展状况 1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电器控制装置的要求,第二年美国数字公司研制出了第一台编程序控制器,满足了GM公司装配线的要求。随着集成电路技术和计算机技术的发展,现在已有第五代PLC产品了。 20世纪70年代中末期,PLC进入实用化发展阶段,此时的计算机技术已经开始全面引入可编程控制器中。PLC具有了超小型体积、更高的运算速度、更可靠的工业抗干扰设计、PID功能、模拟量运算及极高的性价比。 20世纪80年代初,PLC在一些先进工业国家中获得广泛应用。这个时期PLC发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。此阶段的另外一个特点是世界上生产PLC的国家逐渐增多,产量也持续上升。这标志着PLC技术已步入成熟阶段。 20世纪末期,PLC的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说,这个时期主要发展了大型机和超小型机;从控制能力上来说,出现了特殊功能单元,用于压力、温度、转速、位移等控制场合;从产品的配套能力上来说,生产出了各种通信单元、人机界面单元,这些使得应用PLC的工业控制设备的配套更加容易。目前,PLC在机械制造、石油化工、冶金钢铁、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。 四、PLC的应用及重要性分析 1、PLC技术在生产系统自动化控制中的应用 在自动化生产中,PLC一般通过模拟参数控制模块、位置控制模块、计数模块、主机模块、通信模块和I/O接口模块六个模块进行工业自动化生产控制。在实际工业生产时,PLC技术通过对生产过程的具体了解,根据生产过程中所需要控制的动作以及监控的对象,对PLC系统的控制模块进行合理调整和优化组合,最终以最少的模块和最合理的方式组建出一个功能全面而完善的自动化控制系统,可以保证生产过程的正确运行和对生产中的灵活控制调整。在PLC控制系统运行过程中,模拟参数模块主要功能是对整个生产过程进行监控,并向监控仪表传输控制语句,从而达到改善控制精度的目的,如控制锅炉温度的升降或保温工作,维护热处理的正常进行。 2、PLC技术在控制逻辑运算中的应用 对于自动化控制系统来说,PLC的另一个巨大作用是进行逻辑运算和数据处理,如开关量的控制、数据位处理、数据转换与传输、数据筛查与运算等功能。通过PLC的运算功能,来完成生产数据的处理,如数据采集、数据分析和工作总结,目前大多数食品、冶金以及造纸工业都利用PLC进行数据信息控制;通过PLC进行开关量的控制,可以有效的增加软接触点,提高工业自动化系统的质量,为企业节省大量的人力和物力成本,与传统的继电器相比,具有操作简单,可靠性好,控制迅速和维修方便的特点,目前已经基本代替了大部分继电器的工作。 3、PLC在系统控制和远程通信控制中的应用 在现代自动化控制系统中,PLC技术不仅用于控制其他的继续结构,还用于对自动化系统自身进行控制,也就是说,PLC技术能够对自身系统进行故障排查和逻辑错误纠正,这样的自动化控制系统才能够稳定运行。在实际工业自动化生产中,设备的每一个动作都会有自动化系统控制,同时应用系统的检测装置对执行过程中产生的累积误差进行调整,如果设备的运行状态异常,整个PLC系统的逻辑关系就会穿行混乱,PLC控制系统的就会通过这些混乱的逻辑关系进行故障诊断并报警。在PLC进行不同系统间远程通信控制时,只要保持联网通信模块和信息传输接口的正确性,PLC技术就能进行稳定的远程通信。 五、机械工程中自动化技术的应用分析 1、柔性自动化技术在机械工程中的应用分析 对于柔性自动化技术而言,其主要是随着计算机信息技术的发展而产生的,因而是一种新兴技术,此技术不仅可以实现技术性操作的自动化进行,还可以在明确加工目标的情况下进行智能操作。因此,将柔性自动化技术应用于机械工程中可以实现生产效率的提高,从而实现机械领域的工业化发展目标。如今,柔性技术已经成为机械工程中不可缺少的一部分,其将数控技术为核心,同时结合先进的计算机信息化设备、信息科技技术及现代机械生产技术三个方面,推动了机械制造工业的不断发展和进步。由此可知,柔性自动化技术在机械工程中的应用,对于整个工业发展而言具有相当深远的意义,不仅能够实现生产数量及其生产效率的大幅提高,减轻劳动人员的工作强度,还大大提高了生产的质量,实现了生产成本的大幅降低以及产品效益的不断扩大。由此可见,柔性技术在机械制造行业的应用具有全球化趋势。 2、集成自动化技术在机械工程中的应用分析 集成自动化技术主要指的是对目前现有信息技术不断进行改进,以确保机械制造过程更为具体化,此外,还负责将机械制造生产过程中相关的各种技术及其生产信息进行高效集成,以实现机械生产的不断扩大,最终实现集成能力的不断增强。正是由于具有如此多的优势,因此,如今集成技术在机械工程中的应用已受到了十分普遍的认可,且在信息集成系统不断发展和完善的过程中,集成自动化技术也得到了不断的发展。集成技术涵盖了众多方面,如数据库集成、质量系统工程以及一些复杂程度较高的工业系统设计。就如今的发展情况而言,集成自动化技术在机械工程领域的应用,无论对于产品研发,还是生产和控制都可以取得相当好的效益。 3、智能自动化技术在机械工程中的应用分析 智能自动化技术指的是通过人工智能技术、神经网络等技术对某过程进行模拟,促使系统能够像人脑一样进行数据的分析或信息的采集,进而实现系统的自动化。此技术在实现机械智能化的同时,还通过集成化技术实现了控制的自动化,因而可以说是一门集智能技术和集成技术于一体的自动化综合技术。此技术在机械工程中的应用有效实现了人工智能技术以及机械制造过程的高效融合,不仅对生产过程的监控十分有利,有效降低了人力资源成本的投入,还实现了生产效率的大幅提高。此外,此技术通过神经网络实现信息的识别,因而使得机械系统运行时具有相对较强的自主适应能力,这对于生产过程中突发事件的快速响应及其解决十分有利。 六、结束语 在工业化、信息化发展迅速的今天,机械工程及自动化的水平已经成为一个国家工业水平的代表,而PLC技术的发展是提高工业生产自动化水平的重要方面。PLC技术应用于机械工程中有利于机械工程的发展。 机械工程与自动化论文:机械工程与自动化的关联 【摘要】本文结合工作实际,从机械工程与自动化技术的概念及特点出发,分析了机械工程与自动化技术之间的关联应用,并就自动化技术在机械工程领域中的未来发展前景进行了展望。 【关键字】机械工程;自动化;关联 一、机械工程与自动化技术概述 1、机械工程与自动化技术的相关概念 机械工程是结合了机械学、动力学、工业控制学等多个学科为一体的综合性工程学科,它以控制技术、计算机技术、通信技术、微处理技术等新型学科技术为理论基础,并结合了实际生产中的相关技术经验与技术理论,以用于研究与解决各种机械设备在开发、设计、制造、安装、使用等多个方面的实际问题。目前,机械工程主要可划分为机械科研、机械设计、机械制造、机械使用等若干个互相衔接且互相配合的分支系统。 而自动化技术则是实现机械产品在制造、安装、使用等多个方面自动化的方法与技术,它以工业生产中各类参数的控制为主要目的,以实现在不需要人工直接干预的情况下,按照预定目标进行机械设备的自动加工、自动测量、自动监控等多种功能。 2、自动化技术在机械工程中的应用特点 目前,自动化技术在机械工程领域中有着广泛的普及与应用,其主要应用特点有: (1)便捷性 在机械工程领域中,对于生产实践中经常遇到的较为复杂的流程优化或系统优化问题,利用传统的计算方法进行解决时,往往面临着处理时间长、计算复杂度高等问题。而通过自动化技术的应用,能借助多种自动化控制系统以及自动化理论,不仅能对相关问题进行优化求解,从而保证了问题解决的方便与便捷,而且能实现机械产品生产流程的自动化,信息处理的自动化,从而极大的提高了生产效率与生产质量。 (2)可靠性与安全性 利用自动化技术的相关程序化语言和逻辑体系,使机械设备在故障诊断、自动化控制以及机械设计等多个方面,都能实现信息的自动化和智能化的采集、分析和处理,从而保证了决策结果的正确与可靠。而且通过其自动监控与自动保护等功能,还能有效避免生产过程中出现的误操作、误指挥等问题,从而避免了安全事故的发生,提高了机械设备在生产和使用过程中的安全性。 (3)经济性 通过自动化技术的有效应用,一方面极大改善了机械工业生产中的劳动条件,通过优化人员配置,实现了人员作业调度的经济性;另一方面,自动化技术还能实现机械设备的自动加工、自动测量、自动监控等多种功能,从而保证了各种机械设备在运行管理上的经济性,实现了降低设备运行损耗、节省能源的目的。 二、机械工程与自动化技术的关联应用 1、机械自动化系统的构成与功能 机械工程与自动化技术最典型的关联应用,即实际生产中所较常采用的机械自动化系统(如下图1所示),它主要由信息控制器、执行器、传感器、信号处理器、D/A单元、A/D单元等部分所组成。 图1 机械自动化系统示意图 如图1所示,机械自动化系统通过人机接口实现指令信息的输入,然后通过信息控制单元和信息处理单元,以实现机械设备生产过程中的状态监控与动作调整,从而使机械设备能始终保持在理想的工作状态。而D/A单元、A/D单元则是作为信息的传输和转换单元,通过将生产中机械设备的电压、电流、压力、速度等模拟量转换为数字量,从而实现对机械设备各种工作参数的有效控制。 2、自动化技术在机械设备状态监控与故障诊断中的关联应用 自动化技术在机械设备状态监控与故障诊断中的关联应用,是综合利用神经网络技术(BP网络、概率网络、径向基网络等)、模糊理论、改进三比值技术、信息融合技术(D-S证据)等多种自动化技术于一体,不仅能改进传统设备监控与故障诊断方法中的缺陷与效率低的问题,而且对于提高和改进监控效率以及故障诊断的准确率都能起到很好的效果。 以机械设备的故障诊断为例,利用自动化技术不仅能获得更多源信息的支持,以提高故障诊断的准确性,而且能同时满足离线诊断与在线诊断的要求,从而保证了故障诊断信息的多层次性与灵敏性。在具体故障诊断过程中,首先通过自动化技术以系统得出和获取机械设备的试验数据、常规检查数据、运行检修数据等,以此作为故障分析的数据源,并通过多项试验项目以判断机械设备是否正常运行;其次,再利用神经网络技术诊断系统模块的故障性质,利用改进三比值技术诊断系统故障的类型,利用模糊理论和信息融合技术进行故障的分析与判断等等;最后,再利用专业的自动化软件,并结合机械设备的系统运行情况与检修情况,以综合得出故障的具体发生部位与性质,并提出相应的故障解决方案。 3、自动化技术在机械设备生产控制中的关联应用 (1)开关量的自动化控制。基于自动化技术的关联应用,能够对各机械设备的开关量进行逻辑化控制,以保证在开关控制上的组合逻辑、延时逻辑以及时序逻辑等问题得到有效解决,从而保证了机械设备在多种运行工作条件的自动化控制需要。 (2)模拟量的自动化控制。由于各种机械设备在运行过程中,其温度、电压、电流、功率等运行参数均为模拟量,其参数值是连续而变化的,难以有效控制与采集。而利用自动化技术,能将模拟量有效转换为数字量,并加以有效的控制,以保证各机械设备运行的连续性与安全性。 三、自动化技术在我国机械工程中的未来发展前景 1、智能化 智能化即是指通过自动化技术中的神经网络技术、模糊理论、专家系统、信息融合技术等来模拟人的大脑,以进行机械生产的自动分析、识别、测量以及控制等活动。 通过智能化的发展,机械自动化系统不仅能具备决策的优化功能,能最大限度的自行解决系统在生产运行过程中所遇到的各种难题,而且还能实现信息间的高度共享与合理配置,在优化工作参数选择、优化质量控制方案、优化加工路线等多个方面都能起到重要的作用。 2、绿色化 机械工业虽然是我国重要的支柱型产业,但同样面临着极大的资源消耗,以及日趋严重的资源浪费和环境污染问题。随着近年来我国对环境控制要求的日益提高,绿色化也将成为自动化技术在机械工程领域中的主要应用与发展方向。 绿色化的核心理念,是将机械设备从产品开发、设计、制造、安装、使用、维护、回收等各个环节纳为一个整体,在设备的整个循环周期内,尽量达到对周围环境影响最小,而资源利用率最高的目的,从而使得企业的经济效益、环境效益与社会效益之间得到优化与协调。 总结: 进入21世纪以来,随着计算机技术、信息技术、微处理技术的发展,以及各类机械自动化系统及自动化理论的研究与进步,自动化技术在机械领域中有着广泛的关联与应用,并逐渐朝着智能化、绿色化、模块化等方向发展。 机械工程与自动化论文:浅谈机械工程自动化技术特点与改善措施 【摘要】随着社会的飞速发展,对机械化工程的需求也逐渐增加,为了能够有效的提高机械化项目的整体水平,必须提高自动化技术在机械工程的使用。所以机械工程单位一定要明确自动化技术的重要性,并制定改善措施。本文首先阐述了自动化技术在机械工程运用中的特点,对机械工程自动化技术的现状问题进行简要分析,并提出了机械工程自动化技术的改善措施。 【关键词】机械自动化技术;特点;现状问题;改善措施 一、自动化技术在机械工程运用中的特点 1、集成自动化技术特点。集成自动化技术是我国主要的机械自动化技术。集成自动化技术是信息技术在原来的基础上进行的一定改进,使得机械工程的全部制造过程可以变得更完善。集成自动化技术最大的特征是将原来的IT技术进行改进,也可以联合自动化和生产相关的信息,进而扩大机械化工程的生产和开发。随着科学技术的进一步发展,集成自动化技术也是一直在不断的发展,所以采用集成自动化技术可以协助企业进一步的提高机械管理程度,进而不断的提高企业的经济效益。 2、使用灵活的自动化技术特点。柔性自动化技术是现在发展先进的技术之一,柔性自动化技术是基于在计算机基础上,所以最显著的特点是能够灵活的使用自动化技术,机械工程生产目标智能化运营管理。因此,采用灵活的自动化技术,能够有效地改善科学和智能的机械工程,进而提升企业的机械化的效率。柔性自动化技术,现在经营范围被广泛使用,并得到了广大企业的信任和认可。 3、智能自动化技术的特点。智能自动化技术是升级版的柔性自动化技术,自动化技术的功能,一定要在网络的基础上创建的,因此,智能自动化技术可以是机械工程仿真与控制的过程。智能技术可以作为机械数据的科学解析,也可以收集数据或信息,所以智能自动化技术,能有效的提升机械效率,不断扩大应用的智能自动化技术的范围。因此自动化技术的功能,最大的特点可以替代人工管理,进而节省了部分的企业的人力资源成本。所以,自动化技术的功能,将成为机械工程的将来发展方向,有必要进一步的加强,以更好地提高生产效率和经济效益,完善智能自动化技术的开发和利用。 二、机械工程自动化技术的现状问题分析 对于自动化技术在机械工程的发展,我国尚处在初级阶段,在机械工程自动化生产经营中,很多企业还是采用传统的管理和经营模式。人才管理,我们的人才管理机制是不实际的,仍采用国外的人才管理方式,并没有形成适合自身的人才格局,主要集中高素质的专业员工队伍,雄厚的理论,但实际的技术低。在技术方面,精密机械加工和其他初级阶段的水平来看,虽然得到广泛应用,但在复合加工仍处于追赶阶段。在机械设计,没有即时有效的将科技成果转化,更多的设计文案设计水平不高。 机械工程自动化技术在我国也有一些问题:缺少实际应用的专业技术人员。在发展进程中,过于强调理论,都忽略了现实培养人才,造成实际机械工程自动化中,技术化程度较低。大多数人只知道理论,但在技术上却没有实践经验,只有不断的研究和创新,以提升实现机械工程自动化技术,但自动化技术仍然是传统封闭式体系结构。对于机械工程自动化应用,技术的实际广度,缺少专业的关注和准确的科研投入,并没有具体的管理策略,以此来发展自动化技术。 三.机械工程自动化技术的改善措施 1、采用先进的机械加工自动化技术。在制造业领域中,与发达国家还存在着一定的差别。没有达到高度自动化程度,计算机集成制造系统的应用并不广泛,基础技术储备不充分,应该尽量消化和吸收国外技术和成熟经验,根据自身的特点,通过技术突破壁垒,达成知识产权。现在在机械加工生产进程中,产生相对大量的部件,并且需要组装,以半自动为主。对于成品应该引入先进的设备,采用先进的机器设备,以实现高度自动化的加工,降低资源浪费,提高良好的经济性。对于单件小批量生产,应提倡成组技术人才,采取数控机床或加工中心的应用程序的正常发展。此外,自动化的应用不是不同的产品在不同行业中的简单复制,应该集重在于差异化和优化。技术信息、新材料等进一步的发展,将为我们带来更广阔的空间,以追赶和发挥的空间。新一代自动化技术在PC和开放式体系结构的发展,驱动装置朝向交流、数字化方向的发展。通信数字网络的发展,自动化系统的控制性能朝着智能化的方向发展。随着推进工业自动化进程,智能化将占据工业生产十分重要的地位。 2、以信息技术改进机械工程自动化技术。以工业自动化为基础,在一定程度上根据信息技术的发展。信息化促进机械工程自动化的发展,体现在工业设计、制造和管理等方面,加速传统产业的发展,调整产业结构的转变,完善制造业的硬实力和软实力。机械工程自动化的发展是不容易的,是经过循序渐进,步步为营,从简单到复杂的进程,在整个进程中,自动化逐渐取代手工操作,这是一个重要的技术开发应用程序性能的做法。我们根据对自动化水平较低的机械工程的实际情况,以发展机械工程自动化技术,有必要引进和学习国外先进的机械制造理论和技术,从教育出发,注重教育部门,根据企业生产和发展的实际需要和市场需求作为根本导向,制定相关的专业技术教育,重视应用科学和技术创新,扩大科技投入,优化自动化产业链。要从实际出发,效率和质量相结合,充分认识到市场经济中信息技术的重要性。 3、重视高技术人才培养。坚持以机械工程自动化技术发展的道路上,我们一定要提高机械自动化教育体系的发展,打破应试教育的限制,完善校企合作,努力培养人才。现在我国的技术人员,尤其是缺少高技能人才,已成为中国经济持续健康发展的瓶颈,造成严重影响。 四、结束语 采用自动化技术能够有效的推动机械工业的发展水平。要立足于机械工程的特点,有针对性的综合自动化技术和学习,以确保机械工程的自动化技术能力的可持续发展。自动化技术对科学技术的需求高,现在我国的机械化工程发展不高,有必要制定一个长远的发展规划,以奠定在机械工程可持续发展基础。 机械工程与自动化论文:有关机械工程与自动化的探究 摘 要:随着中国经济的不断发展,机械自动化技术对中国工业的发展有着极大的影响和推动作用,随着中国加入WTO,重工业产业因为技术与生产力落后的原因,始终没有跟上世界同步水平,导致近年来,中国工业生产水平止步不前,而机械自动技术的产生,可以改变这尴尬的情况,帮助中国工业生产重振雄风,机械工程自动化技术是指在机械制造工业中应用计算机智能自动化生产技术,实现对加工对象的连续自动生产,不断优化自动生产的过程,提高工业生产的效益,加快生产投入物的加工变换,能有效提升生产的流动速度。 关键词:机械工程;自动化;技术 建筑工程作为整个城市化建设工程的重要工程之一,按时、按质、按量地完成建筑工程是相关人员研究的重点课题。除了信息化、计算化等技术的不断深入引用外,机械工程自动化技术也在建筑工程中得到了较为广泛的应用。其中,特别是一些大中型现代化机械设备的应用为建筑工程提供强而有力的帮助,并在工程建设中起到极大的作用。如今,机械自动化技术的研发已取得较大的进步,各种现代化的建筑机械设备大规模使用,成为了现代建筑业的主要生产手段,是建筑生产力的主要体现。 1.机械工程自动化对我国的影响力 中国作为一个发展中的国家,全部的技术都必须建立在一个基本前提上,那就是是否与我国的基本国情相匹配,是否能够带动我国经济、工业的发展,而不会造成严重的后遗症,所以针对这些问题,我们看到,我国的当前的国情是,我国是通过不断消化吸收国外的柔性制造系统完成自身工业发展不断地成熟壮大,这是一个最基本的国情,而需要解决的方法就是,根据国外的先进技术,结合当前的实际情况,研制、开发和推广适合我国国情的技术。 我们国家目前应该在消化吸收、融汇贯通国际上的自动化技术理论的基础上,努力做到从我们国家机械制造业的实际情况出发,发展创新,形成有国情特征的发展自动化技术理论和学说,进行围绕计算机技术的柔性自动化技术开发研究。 针对我国目前的发展的整体情况,相关人士认为应当先发展低成本自动化技术,因为该项技术发展的潜力巨大,前景非常广阔,投资小而且见效迅速,对于目前中国的工业情况而言,是非常实用的技术,有利于提高生产的自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果。 2.机械工程自动化的发展方向 以微电子技术、软件技术、计算机技术以及通信技术为核心而引发的数字化、网络化、综合化、个性化信息技术革命,不仅能深刻地影响着全球的军事、社会、经济和科技的发展,而且也深刻影响着机械自动化的发展趋势。 (1)光机电化方向 机械工程自动化的发展有一个极为重要的发展发展就是光机电化发展方向,因为在这一方向上,我们可以把整个进行有效的组合,在光机电化系统中,整个系统是由传感系统、信息处理系统、动力系统、能源、机械结构等部件组成,最重要系统则是光学感应系统,在机械自动化的发展中,通过引进光学技术,利用光学技术的先天优势,就能有效地改进机械自动化的传感系统、能源系统和信息处理系统。光机电化技术可省过去靠机械传动链连接的各个相关动作部分,改用几台电机分别驱动,或用电力电子器件,或用电子电控装置进行相关动作控制来实现。光机电化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节拍频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式,能以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序。 (2)智能化方向 智能制造是20世纪80年展起来的一门新兴学科,具有很重要的前景,智能制造的涵义,有众多说法,可以认为智能制造是指将专家系统、模糊推理、人工神经网络和遗传基因等人工智能技术应用到控制中,解决多种复杂的决策问题,提高制造系统的水平和实用性,人工智能的作用是要代替熟练工人的技艺,具有学习工程技术人员实践经验和知识的能力,并能在生产实际中长期发挥作用。 (3)全球信息化方向 随着全球信息化的程度不断加深,机械自动化也在往全球信息化方向发展着,据我们所知,在跨国的并购和国际产业转移的过程当中,全球化的另外两个特征:全球采购与配套、全球设计与制造,相应形成。众所周知,经济全球化的快速发展,拉动了信息化和信息技术的全面发展,信息化、信息技术的发展又推动了全球化的进程,如果没有全球的信息网络做为运行环境的支撑,我们根本无法想象,全球的工业、生产制造业是否还能继续维持下去。全世界的制造与设计,由于有了更广阔的信息与网络,不仅得到实现,并且能在24小时不间断地工作,全球采购与配套,只有借助了信息技术才能有效地进行。 3.自动化技术促进机械工程建设快速发展 (1)精密机械 精密机械是高科技制造业的基础,两者互动密切,相辅相成。精密机械工业的推动,可加速高科技产业升级,全面调整经济结构;高科技产业的发展,又可相对扩大对精密机械的市场需求,带动机械成长茁壮。精密机械技术包含了NG工具机,超精密加工技术,纳米加工技术,新精密机械技术等领域。 (2)工具机技术 未来工具机产业将以发展高速切削、硬切削技术为主,而高速切削加工机之主要发展项目应以高速主轴及高速进给技术为主。在进给系统高速化方面,未来线性马达之应用应会普及化,故硬加速协助业者进行高速切削工具机相关技术之研发。 (3)半导体制程设备技术 我国半导体工业在过去十年来蓬勃发展,已为半导体工业相关技术扎根,也带来信息相关产业的进步与发展。而今由于全球通信息产业日正当中,已有多家国内业者投入所需之Ⅲ-Ⅴ族半导体关键高速及高频元件生制造。目前Ⅲ-Ⅴ族半导体晶园厂量产技术尚在萌芽阶段,生产制程与设备尚有很大的改善空间。我国湾砷化镓产业已成型,并且成为全球唯一投入砷化镓晶园代工的地区,依各业者规划的产能计算,不仅可拿下近五成的晶圆制造市场,并有机会延续硅晶圆发展模式,再创另一个半导体产业高峰。 当今科技的进步与市场的需求对于机械工程的建设提出了前所未有的挑战,同时又提供了更广阔的发展空间。正是这种挑战与机遇共存成为了机械工程发展的动力,在自身不断完善发展的同时又从各个学科领域中获得新的启示与技术支持提高改进和创新的能力。只要我们在做好机械自动化技术的相关研究之后,保障并完善机械自动化设备的管理与维护制度,不断探索,不断进取。那么,机械自动化技术一定会在建筑工程发挥更大、更有效的作用,在保障人民生活工作的同时提高社会的安全、舒适度,以及社会经济效益。在广阔的市场需求与人才不断扩充的前提下,我们不仅要加强自身的建设与发展更要积极的向国际最尖端的领域学习借鉴,相信我国的机械工程会引领世界。 机械工程与自动化论文:关于机械工程及自动化专业建设与优化探究 摘要:文章研究了注重师资队伍建设、构建实践教学体系、优化和创新教学模式、完善教学体系以及落实实验和人才培养质量保障体系建设等中职学校机械工程及自动化专业建设与优化内容,以期为机械工程及自动化专业建设与优化提供一些参考,提升机械工程及自动化专业教学质量。 关键词:机械工程以及自动化专业;教学;优化 近年来,随着我国改革开放的不断深入,推动了我国经济和社会的快速发展。目前,我国对机械工程及自动化专业人才的需求量不断增大,为中职学校的机械工程及自动化专业的人才培养提出了新的标准和要求。因此,中职学校应当加强机械工程及自动化专业建设与优化,不断提高机械工程及自动化专业教学质量。 一、注重师资队伍建设 在现代中职学校的机械工程以及自动化专业教学中,教师是培养人才的关键。对于师资队伍建设,改革开放总设计师邓小平同志有着“一个学校能不能为社会主义建设培养合格人才,培育德智体全面发展、有社会主义觉悟的、有文化的劳动者,关键在教师”的论述。因此,中职学校在机械工程及自动化专业建设与优化时,应当注重师资队伍的建设。中职学校在开展机械工程及自动化专业教学过程中,应当充分发挥教师在教学过程中的关键性作用,同时明确中职学校机械工程及自动化专业教学相关要求,注重教师结构的优化,并加强教师师资队伍建设,不断提升师资队伍的整体素质和质量,推动我国中职学校机械工程及自动化专业教学的不断发展,为社会培养更多机械工程及自动化专业性人才。中职学校在进行机械工程及自动化专业师资队伍建设时,应当结合中职学校机械工程及自动化专业的实际情况,对专业的发展需求和教师结构与特点进行仔细分析。一方面,中职学校应当不断提高教师的育人素质和专业技术水平,同时提高教师的创新能力和科研能力,并积极鼓励和支持教师进行进修,不断提高学校的师资力量。另一方面,中职学校应当不断完善教师制度和工作制度,让教学经验丰富的教师充分发挥传、帮、带的作用,指导年轻教师的发展,同时积极鼓励和支持教师树立终身学习的理念,提高中职学校机械工程及自动化专业教师的整体水平。 二、构建实践教学体系 实践教学体系即是在教学过程中以实践教学为目的,不断提高学生的工程意识和实际操作能力,培养学生的技术应用能力和创新能力。目前,面向社会培养更多的实践型人才和应用型人才是各大中职学校机械工程及自动化专业的人才培养目标。中职学校在开展机械工程及自动化专业人才培养时,应当重点突出对学生的实践能力的培养,在教学过程中构建专业理论技术知识与知识应用能力有机结合的实践教学体系,不断提高学生的问题分析能力和解决能力。中职学校在进行实践教学体系构件时,中职学校应当加强师生间的交流和合作,注重研发实习设备和实验设备,为中职学校开展的实践教学提供服务,同时注重校内实践基地的建设,为中职学校培养实践型机械工程及自动化专业人才提供基础保障。此外,中职学校应当加大校企合作力度,为学生提供社会型实践基地,提高学生的实践能力和自主创新能力。 三、优化和创新教学模式 中职学校机械工程及自动化专业对学生的能力要求相对较高,因此,中职学校在开展机械工程及自动化专业教学过程中,应当注重课程的设置和人才培养方案的制定,不断优化和创新教学模式,在确保学生具备扎实的理论知识的基础上,不断培养学生的创新能力和实践能力,为社会培养更多的机械工程及自动化专业性人才。中职学校在进行教学模式的优化和创新时,一方面,应当根据机械工程及自动化专业自身特点,对教学课程进行合理设计。中职学校在设计机械工程及自动化专业相关课程时,应当注重课程群的建设,将专业课程进线管系统分类,以实现“培养大型施工祝艟盼没计、制造与使用管理人才”的中职学校机械工程及自动化专业教学目标。另一方面,中职学校应当注重机械工程及自动化专业课程的动态调整,及时根据市场对机械工程及自动化专业人才的实际需求对教学内容和课程进行调整,使中职学校培养的机械工程及自动化专业人才更加适合社会的需要。此外,中职学校在进行机械工程及自动化专业教学模式的优化和创新时,应当融入当今社会先进的科研项目,及时更新械工程及自动化专业课程教学内容,确保中职学校机械工程及自动化专业课程具备学科前沿性。 四、完善教学体系 中职学校在进行机械工程及自动化专业建设和优化时,应当根据学生发展和社会实际需要,结合中职学校自身的实际发展情况,同时借鉴国内其他中职学校机械工程及自动化专业游戏经验,不断完善教学体系。一方面,中职学校在进行机械工程及自动化专业教学时可以采用分段式宽口径教学方式,在前期注重对学生进行机械工程及自动化基础知识和基本技能的培养,在教学后期根据学生自身发展和社会对机械工程及自动化专业人才的实际需要,对学生进行专业培养。另一方面,学生应当制定中职学校机械工程及自动化专业人才总体培养目标,并围绕制定人才培养目标开展日常的机械工程及自动化专业教学,不断提升中职学校机械工程及自动化专业教学质量。 五、落实实验和人才培养质量保障体系建设 中职学校在机械工程及自动化专业教学过程中,应当对教学服务意识不断进行强化,鼓励和支持教师在机械工程及自动化专业教学内容和方法上的改革和创新,同时倡导机械工程及自动化专业教师积极进行教研教学,不断提升教师的科研水平和教学实力。中职学校在机械工程及自动化专业教学过程中,也应当大力推行产学结合的教学模式,积极开展实验式教学,并加大在专业实验室建设的投入,不断丰富和完善中职学校机械工程及自动化专业实验教学,在提升中职学校机械工程及自动化教学质量的同时,使中职学校机械工程及自动化教学具有专业特色。 中职学校开展机械工程及自动化专业建设优化时,还应当注重人才培养质量保证体系的建设。中职学校应当在现有的教学模式和制度的基础上,制定全方位教学质量管理目标和制度,同时完善机械工程及自动化专业教学评价体系,不断提升中职学校机械工程及自动化专业人才培养质量,为社会培养更多机械工程及自动化专业人才。 六、结束语 随着我国工业化进程的不断加快,社会对机械工程及自动化专业人才的需求量不断增大。因此,中职学校在培养机械工程及自动化专业人才时,应当注重师资队伍建设,构建实践教学体系,优化和创新教学模式,同时完善教学体系,并不断落实科学研究和人才培养质量保障体系建设,加强机械工程及自动化专业建设与优化,使中职学校机械工程及自动化教学根据专业特色,提升机械工程及自动化专业教学质量,为社会培养更多机械工程及自动化专业人才,推动我国机械工程及自动化行业的不断发展。 机械工程与自动化论文:论机械工程与自动化的关联 摘 要:随着科技的进步,机械工程与自动化在实际生活中的应用也逐步的扩大,而其地位也越发显得重要。这两门学科主要的研究也涉及到更广泛的内容,如:电产品的设计、开发、制造和控制。而我国科技不断进步,改革开放也不断深入,与国外的交流也越来越紧密。又因为在本国有这丰富的土地资源和特别多的廉价劳动力,所以外国的许多制造业都选择在我国投资办厂。正因如此,国内的工业加工业也像春天的花朵纷纷的建立起来。这一切,都与机械工程和自动化有着紧密的联系,前者带动了后者的发展,而研究两者之间的联系也日益显得重要,能够在实践中把机械工程与自动化如何紧密的联系起来,如何有机化的结合成了我们的首要任务,因为只有这样,才能更好的促进我国的经济建设和发展。 关键词:机械工程 自动化 关联 一、引言 机械工程与自动化是两个本身就具有内在联系的学科,而机械工程它所涉及的领域相当的广泛,比如:国家农业,国家工业,国家交通运输业,能源开采业等等。机械自动化又同时为这些行业提供非常的大的技术支持,使得它们的工作效率有着显著很的上升,从而从这一方面推动了我们经济发展的步伐。自动化则是在机械工程的基础上用机器的自动化代替人工的智能操控,它依靠的是先进的技术手段,用机器的智能化代替人工操作,大量的人力被节省下来,有效的提高的工作上的生产率和生产安全。所以,把机械工程和自动化有机的相结合将大大的节省人力,提高生产水平,同时也确保了生产的安全性,尤其是在一些高危险行业这一点显得特别重要。 二、机械工程与自动化的内涵 (一)机械工程的内涵 机械工程是一门同社会各项生产事业关系都很紧密的学科,而机械设备又可以多方面的应用与很多不同的生产事业,如果从它的功能上来分的话它包含:粉碎型机械、动力型机械、原材料搬运和交通运输设备等等;而按照服务门类的对象分的话它包含:农业机械、工业机械、交通运输等。机械在研发、设计、制造和使用需要经过几个不同的工作阶段。所以机械工程能够分成许多个小的分支。比如,机械制造,机械研发,机械维修等等,每个学科之间都彼此的相互交融,互相促进的科学发展体系[1]。 (二)自动化的内涵 定义:自动化指的是在生产过程中,依靠在机器上设定的程序或预先发出的指令在机器自动完成工作,能够比较少的实用人力,甚至在工作过程中不需要人力的参与来自动进行生产。简化日益复杂的机械化的操作,是自动化的目的所在。比如:现代轮船、汽车等交通工具都有应用自动化的简化操作。自动化如学科果要完善的话,还需要现代技术和产品的研发,其中更多的是必须要融入电子学和数学学科的知识。在自动化产生以来,在很多企业在生产加工中都实现了半自动化或者全自动化。这门技术广泛的应用于实际生活中的各行各业,甚至连国防事业都有应用,这一学科很大程度上推动了国民经济的快速发展。 三、机械工程与自动化的关联 随着社会的迅猛发展,我们对生产效率的要求也随之节节攀升,由于这一原因,机械化工程和自动化技术之间的关系更加的紧密,更加的密切。要使得机械工业生产产品、生产技术向着自动化的方向发展,而且要将各种各样的机械零件都归入自动化生产的过程中这一目标实现,我们必须得在机械生产领域不断扩大推广。 国外的发达国家,他们对于自己的自动化生产都设置了比较完善的一整套单元体系,以用来提高工业化的生产,同时在设计结构方面能够自动化的组合和安装,以促进集成化、微型化的控制装置模式的建立。微型便利化的自动化操控装置和一体化电动机装置在实际的应用中有着操作便利、性能可靠的优势,这种机械工程的自动化发展模式能够大量的节约了劳动力。而自动化技术在提高工程质量、节约资金和能源、提高国民经济的快速发展、加强自己国家的国防事业等等各个方面都有着重要的作用。我们能够从劳动生产中解放出来,能够从事管理和研究工作,能够是脑力与体力劳动的完美结合,有了它们才有了今天的我们,想想在短短的几十年前,我们从事的什么样的生产,而如今又是什么样的生产,这一切的一切都要归功于机械自动化的发展,一切都要感谢机械工程和自动化的完美结合[2]。 四、发展机械工程与自动化关联的方法 前面我们提到了机械工程和自动化和它们紧密结合的那么多好处,那么我们下面将说说如何发展机械工程与自动化的联系。现代科技迅猛的发展,尤其是计算机技术和现代科技的飞速进步,从而导致微电子技术与机械工程相结合。目前,机电结合已经发展成为自动化机械工程技术的发展趋势。但是我国当今的科技水平和计算机水平和国外比起来还落后很多,所以,在机械工程的自动化过程中跟国外比起来有很多的不足,也因为这样在自动化工程生产产品也会很大方面的影响产品的质量。对于这一情况,我们国家应该加大科技发展的投入,发展更多的创新人才,从而来使得我们国家的机械工程和自动化的完美结合,从而全方位的提高我国的产品质量。 想要事项机械工程与自动化的有效结合,需要各方面的软件和硬件方面的支持,在软件方面尤为重要,这一切与计算机水平息息相关。首先,我们应该先发展集成化综合软件的升级和分级计算机操控系统的全面发展,这样才能实现生产无人化、自动化。在发展机械工程和自动化的关系时,首要任务就是要促进两者之间的和谐发展的过程中我们应该坚持科学发展为首要策略,把理论的研究全面的与系统工程在机械工程领域的实际应用中去。这只是一方面,在另一方面。还要加强重点核心技术的研究,充分的迎合现代化发展对机械工程和自动化的要求,深入的研究目前的电子计算机操控技术、提高微型计算机的应用、和提高与此相关联的固件与硬件软件的技术;深入的研究自动化机械工程中相关联的仿真技术,科学的应用数字化的模拟,精确的应用计算机模拟技术对自动化系统的计算和实验[3]。 五、结束语 无论哪种技术的开发与发展都离不开人,认识这一切的来源,而这一切也都是为人服务。所以,要强化自己的科学技术,计算机水品等等,就必须培养出更多的杰出的人才。机械工程行业既是生产行业同时也是服务行业,是每个国家经济发展必不可少的一项产业支柱,不管哪个国家都在不断给各类机械制技术创新,而我们国家要想赶上国外先进的国家也要从这一方面下手,革新自身的科学技术和机械制造,从而提升自己产品的技术含量。而作为一个企业也一样,把自动化有机的结合在机械工程技术上面,发挥更大的优势,从而更多的节约劳动力,并且提高产品质量用来跟上时展的脚步。为促进我过经济发展起到有力的推动作用。 机械工程与自动化论文:浅议机械工程与自动化中PLC技术的重要性 摘 要:文章对PLC技术进行了简单的阐述,对PLC的通信功能及特点进行了分析,具体说明了PLC在机械工程及自动化发展中的重要性以及PLC技术在机械工程自动化领域的应用现况,为PLC技术在机械工程自动化的广泛应用打下了基础,也为机械工程与自动化的发展提供了支撑。 关键词:PLC技术;机械工程与自动化;应用;分析 1 引言 PLC技术是一种将数字运算与机械操作综合起来使用的控制装置,起源于传统的继电器技术,后来发展成综合计算机技术、网络通信技术以及自动控制技术的自动化控制系统工程。目前,在机械工程及自动化领域中,PLC技术已经得到了广泛的应用,国内各行各业的自动化水平都得到了一定的提高,为国家的发展和人们生活水平的提高提供了技术支撑。本文对PLC技术在机械工程与自动化领域的重要性进行了分析,以供参考。 2 PLC技术及特点 PLC是目前工业领域单台设备自动化控制的典型设备,具有体积小、安装方便、编程容易、可靠性高以及不易受干扰的特点。近年来,PLC技术发展越来越快,软件、硬件以及技术开发也有了较大的进步,功能越来越强大,系统的兼容性和开发性越来越好,使PLC的性价比也越来越高。现在,PLC已经开始广泛应用在机械、化工、电力以及冶金等领域,成为自动化控制的重要支柱之一,大大推动了机械工程与自动化的发展进程。 PLC技术主要包括过程控制、位置控制、生产监控、顺序控制以及生产管理等,而完成这些复杂控制必须解决控制设备与PLC处理器核心之间的通信问题,而通信技术最重要的是保证通信的正确性和稳定性。PLC技术的通信功能是最稳定的,下面对PLC技术进行数据传递或共享的特点进行具体的分析: 2.1 采用国际标准通信协议。PLC的生产厂家为了便于PLC的推广和用户使用的方便,规定使用统一的国际标准通信协议,这样不仅使不同的生产厂家的PLC系列产品的生产互换性大大提高,还极大的方便了用户进行维修,提高了PLC产品的通信开放程度。 2.2 现场总线的接口契合度。大多数PLC生产厂家都生产现场总线,并且在通信领域广泛使用,如目前在PLC中广泛使用并且已经进入国家标准的DeviceNet、Profibus、AS-I总线。这些现场总线与PLC接口的契合度极高,大大保证了通信的稳定性。 2.3 简单化的程序编辑。大多数PLC生产厂家为PLC用户设计了专门的计算机与PLC进行通信的软件,进行程序翻译,减轻了用户的编程工作量,使PLC编程不在受限于专业人员,大大降低了PLC编程的准入门槛。 3 PLC的应用及重要性分析 3.1 PLC技术在生产系统自动化控制中的应用 在自动化生产中,PLC一般通过模拟参数控制模块、位置控制模块、计数模块、主机模块、通信模块和I/O接口模块六个模块进行工业自动化生产控制。在实际工业生产时,PLC技术通过对生产过程的具体了解,根据生产过程中所需要控制的动作以及监控的对象,对PLC系统的控制模块进行合理调整和优化组合,最终以最少的模块和最合理的方式组建出一个功能全面而完善的自动化控制系统,可以保证生产过程的正确运行和对生产中的灵活控制调整。在PLC控制系统运行过程中,模拟参数模块主要功能是对整个生产过程进行监控,并向监控仪表传输控制语句,从而达到改善控制精度的目的,如控制锅炉温度的升降或保温工作,维护热处理的正常进行。 3.2 PLC技术在控制逻辑运算中的应用 对于自动化控制系统来说,PLC的另一个巨大作用是进行逻辑运算和数据处理,如开关量的控制、数据位处理、数据转换与传输、数据筛查与运算等功能。通过PLC的运算功能,来完成生产数据的处理,如数据采集、数据分析和工作总结,目前大多数食品、冶金以及造纸工业都利用PLC进行数据信息控制;通过PLC进行开关量的控制,可以有效的增加软接触点,提高工业自动化系统的质量,为企业节省大量的人力和物力成本,与传统的继电器相比,具有操作简单,可靠性好,控制迅速和维修方便的特点,目前已经基本代替了大部分继电器的工作。 3.3 PLC在系统控制和远程通信控制中的应用 在现代自动化控制系统中,PLC技术不仅用于控制其他的继续结构,还用于对自动化系统自身进行控制,也就是说,PLC技术能够对自身系统进行故障排查和逻辑错误纠正,这样的自动化控制系统才能够稳定运行。在实际工业自动化生产中,设备的每一个动作都会有自动化系统控制,同时应用系统的检测装置对执行过程中产生的累积误差进行调整,如果设备的运行状态异常,整个PLC系统的逻辑关系就会穿行混乱,PLC控制系统的就会通过这些混乱的逻辑关系进行故障诊断并报警。在PLC进行不同系统间远程通信控制时,只要保持联网通信模块和信息传输接口的正确性,PLC技术就能进行稳定的远程通信。 3.4 PLC技术在各个生产领域的重要性 目前,PLC已经成为世界上大多数国家实现机械工程自动化的标准设备,它的应用范围已经覆盖了冶金、化工、交通、娱乐和食品等所有的轻重工业领域,是自动化领域用途最广,也最为重要的控制设备。在2009年,全国的PLC生产件数高达一千五百万件,而2010年的产量达一千八百万件,2011年的最终产品达到了二千三百万件。经统计,这些PLC产品的最终使用的领域如表1所示。 表1 PLC的使用领域分布表 4 结束语 在工业化、信息化发展迅速的今天,机械工程及自动化的水平已经成为一个国家工业水平的代表,而PLC技术的发展是提高工业生产自动化水平的重要方面。本文通过对PLC在各个领域自动化设备中的应用,论述了PLC在机械工程与自动化方面的重要作用,为PLC在自动化控制领域的推广提供了支持。 机械工程与自动化论文:浅谈机械工程与自动化的关系 摘要:科技水平的不断向前发展,工业生产规模的不断扩大,使得机械工程及自动化技术得到了大力发展,本文基于机械工程与自动化技术的概念及其应用,分析了机械工程及自动化技术的关系,并总结了其未来发展策略,机械工程与自动化技术的综合应用提高了生产效率,极大的促进了经济效益和社会效益。 关键字:机械工程;自动化;关系 引言 机械工程自动化,即自动化技术在机械制造过程中广泛推广与应用,已达到更快速的加工原材料的同时实现机械生产过程中的原材料流动速度的加快,进而提高了劳动效率,也使得机械工程自动化技术得到飞速发展。自动化技术的应用不仅促进了机械工程的大力发展,也利于自动连续生产,以达到优化生产效率和简化生产过程的目的。就目前我国整体机械化水平程度来看,自动化水平还处于初级阶段,水平较低。因此我国还需大力发展机械工程自动化技术。 1.机械工程概述 机械制造过程中生产必备基础工具为机械设备,依服务对象划分可分为交通运输、工业设备、农业机械。依功能划分可分为动力机械、粉碎机械、交通运输机械及物料机械,依照工作原理划分可分为热力机械、透平机械、仿生机械及流体机械。依照服务产业划分可分为农业机械、化工机械、矿山机械与纺织机械。机械设备须经过不同的工作性质阶段如研究、开发、设计、制造及应用等阶段,因此,依照工作性质可分为互相衔接配合的几类系统,如机械科研、机械设计、机械制造、维修、运用等。以上各学科的充分融合发展使得机械工程细化为许多学科分支,各学科的交织发展使得各分支相互促进和渗透。现代化技术、科学技术的不断发展及社会化进程的不断深入,使得机械工业对于国民经济的发展越发重要。 2.自动化技术概述 自动化技术即指生产过程中主要依赖预设指令或者程序自动完成相应工作,不依赖或较少依赖人的干预。自动化技术来源于人们简化控制过程及实现机械代替人类来实现简单重复工作的目的,及便利人们日常生活如汽车、飞机的使用。大量机械设备的使用使得控制系统越发复杂,使得单一的手工控制无法实现。应用数学、电子学等方面的发展也促进了自动化技术理论的发展。随着自动化水平的不断提高,传统的单机、局部的生产制造自动化发展为全盘、综合的自动化进程。目前,大部分生产企业的生产过程都实现了半自动化或全自动化,使得生产环境变得高效、高速、优质。这些企业通常采用了许多自动化装置、电子仪表及计算机控制技术,而不是仅采用单机的自动化装置。目前自动化技术已经应用到了科研、生产、国防等各个领域,且其规模不断扩大,自动化技术的广泛应用也极大的促进了我国的经济发展。这些应用如联合钢铁企业的自动化应用(开采矿山、冶炼、选矿、轧制、运输包装及剪裁)。总之,自动化技术目前已经得到并将进一步扩大其应用范围。 3.机械工程与自动化技术的关系及其发展策略 3.1.应用现状我国有关自动化在机械工程的应用方面还很有限,在管理和生产方面还采用传统的方式,人才管理机制模式方面大多数企业也是直接由外国引进,这种管理模式表现在理论性强,人员专业素质高,但实用性不高,因为没有形成适合企业自身与中国国情的人才模式,使得其在本土不适用。从机械设计方面来说,现阶段大多设计部分都是照搬照抄,而且设计水平较为低下,且设计常常不能有效转化为具体科技成果。从工艺技术水平方面来说,目前加工初级阶段如精细加工等已经得到较为广泛的应用,但是复合加工还有待加强。 我国自动化在机械工程方面尽管已经等到了广泛应用,但是仍然存在一些问题:(1)缺乏实用型人才。最近一段应用过程中,企业大多过分重视理论人才和研究的培养,使得在实际工程应用中,技术应用程度低下。(2)实践经验不足。目前我国主要注重理论知识的培养,而实践经验不足,当然在理论知识和实践经验的培养中,应不断培养创新精神,这样才能不断在实际中提高机械自动化技术。在应用方面,我国实际应用的广度和深度都不够,缺乏正确的科研投入与对专业人才的重视及没有形成特有的自动化的管理模式。 3.2.两者之间的关系机械工程与自动化技术中存在非常密切的关系,机械工业采用自动化的生产方式,使得生产技术自动化、机械工业产品得到大力发展。零件的机械加工中引入数控、程控、自动化的生产工艺及工程的思想全面引进系统节省了人力物力及提高了经济效益。自动化机械装置的一体化及微型便利化进程使得生产过程维护方便、可靠性高、设备的自锁功能使得其无需工作人员的监视和维护。机械工程自动化过程中电子计算机技术、各类自动化装置的应用极大的提高了劳动生产率,并且保障了机械工程质量、降低消耗成本、资金的积累,促进了经济的发展。机械工程自动化的引进使人们不需花费大量的精力在复杂、繁重的体力劳动中,也可以一定程度的减轻脑力劳动。所以,自动化技术促进了机械工业的发展,而机械工业也在一定程度上提供了自动化迅速发展的平台。 3.3.发展策略 3.3.1.深化机械工程自动化方面的科学研究。机械工程自动化系统需要大量的优质硬件和软件,因此,应促进分级计算机控制系统和集成化综合软件的全面发展以实现自动化、无人化的生产。在巩固自动化与机械工程之间的关系,促进二者相互促进相互发展的过程中应以注重理论基础研究、坚持科学发展战略,开展新型转换能量技术、装置的研究,新型调速交流技术、理论、新线路、新机电、新器件的研究。优化自动化系统监控检测技术,以提升机械自动化工程中在线检测的精度、可靠性及自动化测试水平、效果。提高自动化机械工程技术中的仿真技术,利用计算机及数字模拟等技术实现大型系统参数及总体结构的设计及实验、以达到选择最佳参数和系统的目的。 3.3.2.努力提升自动化应用水平。机械操作人员主要对生产过程进行技术管理,及管理自动化技术装置、系统中采用的各种计算机等装置。因而相关技术操作人员应该具有相应的操作技术和自动化技术相关理论知识,否则难以保证自动化系统的正常运行,因此应该加强操作人员的培训以提高其自动化应用水平。 4.总结 机械工程与自动化技术的应用都极大的促进了我国工业经济的发展,因此如何理解并处理好二者之间的关系至关重要。机械工程与自动化技术的结合极大的增加了劳动生产率,且便于操作和管理。 机械工程与自动化论文:机械工程及自动化专业建设与优化探索 摘要:针对江西理工大学当前机械工程及自动化专业建设及人才培养中存在的问题,从专业建设的思路、人才培养方案、课程体系、师资队伍、实践与就业保障体系、专业反馈机制和自行考核评估机制、教学内容和教学手段及教学管理等方面探讨本专业的结构优化与人才培养模式,进一步提升教学研究型大学机械工程及自动化专业的人才培养质量。 关键词:人才培养;教学改革;机械工程;专业建设 机械工程及自动化专业是机械工程人才的孵化器,主要培养从事机械工程领域的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理、经营销售等装备制造业领域的高等工程科技人才。[1]针对当前机械类大学生普遍存在的实践应用能力差、科技创新意识薄弱、知识结构单一等缺陷,机械工程及自动化专业应该运用全新的教学理念指导教学改革,明确建设思路与方案,优化专业结构,加大建设力度。[2]本文结合江西理工大学机械工程及自动化专业的建设探讨本专业的结构优化与人才培养模式。 一、当前专业建设和人才培养存在的问题 当前,机械工程及自动化专业在建设方面存在一些问题,严重影响了机械类创新人才的培养和学科专业的进一步发展。主要表现在以下几个方面: (1)学生知识面狭窄,课程内容落后于时代,缺乏反映学科发展前沿的有关新学科、新技术和新思维的知识。不能激发学生思考新问题、探讨新知识的创新欲望。 (2)教学方法呆板,过于重视考试和成绩。缺乏启发式、研究式的学习氛围。高校必须高度重视培养学生的创新精神和创新能力。 (3)重理论、轻实践,重计算推理、轻实验论证,理论脱离实际,不利于培养学生发现问题和解决问题的能力。[3]缺少一种面向未来的精神,过于守成,缺乏创新。 (4)较浅的人文底蕴,大学教育习惯于按专业招生,分专业培养。在培养过程中过于强调专业,忽略了学生在人文、社会和科学方面的教育,不利于学生的多样化和个性化发展,无法适应社会的快速发展。 (5)渐趋职业化。在强调理论联系实际的同时,局部培养过于职业化。在学生培养过程中,应重视学生科学思维、科学方法、科学精神的培养,不仅要让学生学会学习、学会工作,还要使学生学会探索、学会创造,避免将本科生培养成单一的技术工人。 (6)学分与学知识的矛盾。目前学校各专业普遍实施学分制,并且按照宽口径、厚基础的思想进行学分分配,尽管专业教学计划的制定是本着较优的比例进行必修课和选修课的设置,但学生往往在选课过程中由于缺乏系统的指导,抑或是仅仅为了拿学分而盲目选课,造成很多主干专业课没有选而学分已经达到要求的状况出现,不利于学生专业素质的培养。 (7)具有工程背景的教师比例较低。由于教师缺乏工程实践经历,难以引导学生进行理论联系实际能力和创新能力的培养。 二、专业建设与优化的途径 鉴于以上种种不利因素的存在,江西理工大学机械工程及自动化专业在建设过程中不断转变教育观念,进行结构优化,改革教学方法,主要采取以下措施。 1.明确专业建设的思路 作为省级重点学科、省级品牌专业和国家特色专业,江西理工大学机械工程及自动化专业在近期得到了长足发展。 明确提出其建设思路为立足江西,面向市场,面向矿山、冶金行业,把积极加强发展和培养“口径宽、基础厚、能力强、高素质”的机械设计与制造领域的应用型和复合型本科生作为主要培养目标,完善特色培养模式的教学计划和教学大纲;加强师资队伍建设,推动和深化教学改革,改革教学内容、课程体系、教学方法及手段,强调理论和实践的紧密结合,积极探索高级应用型人才的培养规律;进一步加强校企合作,加强校外实习基地的建设,大力加强实验实训基地的建设和专业教材建设;推进科技服务水平和科研水平。 2.继承与拓展已有教学科研成果 在继承传统矿山机械、冶金机械和设备管理专业已有教学和科研成果的前提下,紧跟当前矿山机械、冶金机械和工程机械的最新发展趋势,将本专业向更广更深层次拓展。使本专业成为涵盖矿山机械、冶金机械和工程机械新产品研发、自动控制、设备工况监测与故障诊断、机电液气一体化工程以及矿冶设备可靠性、维修性、安全性的极具行业特色的新型专业。 3.以服务地方、行业经济为导向,制定复合型创新人才培养方案 作为江西省具有矿山、有色、冶金行业背景的机械专业,江西理工大学机械工程及自动化专业理应承担起为地方和行业经济发展服务的重任,找准人才培养与地方需求的最佳结合点,与地方形成互利共赢、互动发展的良好局面,为地方和行业经济发展输送更多的复合型创新机械类工程技术人才。根据地方和行业(矿业工程、有色冶金、钢铁冶金)对机械类人才的需求,确立“以能力培养为主线,宽口径、厚基础、强能力、高素质、重特色”的人才培养模式,使学生在结合矿业工程和有色、冶金工程的生产过程中,学习专业机械设计与制造的技术基础理论和专业知识。 4.以有色、冶金行业的典型工艺和设备优化专业课程体系 创新能力来源于宽厚的基础知识和良好的素质。通过校企联合创建人才培养模式,按照用人单位的“零适应期”要求,共同对专业课程体系进行规划,形成能够满足不同用人要求的专业课程体系,增设专业必修课模块,使每个特色专业方向设有3~5门的特色专业课程。把课程建设作为重点,制定课程建设规划、教学改革方案,全面应用现代教育技术。以精品课程、优质课程、特色课程和双语课程建设为主线,加大投入力度,全面推进课程建设。 5.转变教育观念,大力培养创新型教师 建设开放型、多元化师资队伍,以专业特色和行业背景为要求,制定本专业师资队伍建设规划和青年教师培养计划;同时,采用灵活的用人机制,聘用校外的专家、高级技术人员乃至学术团队作为企方教师,共同参与特色专业的教学工作。 6.建立渐进式、长效性的实践与就业保障体系 积极开展以有色冶金机械、矿业工程机械、钢铁冶金机械为背景的实践教学改革与研究,进一步加强校企合作和校外实习与就业基地建设,并共同规划实践教学的目标、任务以及实施办法,以实习促就业,以就业带动新的实习基地建设,实现专业培养目标与企业用人需求接轨。完善实践教学体系,使实践教学围绕特色专业课程,从专业技术基础课程的实验、实习贯穿到专业课程的实训、课程设计、毕业设计等环节。加强毕业设计环节的管理。实施毕业设计与科研课题和现场课题相结合的方式,使毕业设计面向生产一线,面向工程实际。在校企双方教师共同参与指导下,实现毕业设计现场化、工程化,进一步增强学生的工程实践背景。 7.建立和完善专业反馈机制和自行考核评估机制 经常校正专业建设的正确性。建立反馈机制,定期对生源、就业、社会影响进行评估和调查,及时了解市场、社会动态、时代需求,做到及时进行教学计划和课程体系改革,保证教学和学生培养质量。将校内教学督导制、助教制由校内延伸到企方,由校企双方共同对专业理论教学和实践教学环节进行监督,使专业教学质量的监督与评估更具有实效性。通过对专业教学、科研网络平台的建设,加强学校与合作企业的联系和沟通,使校、企在教学资源、科研资源等方面具有实时性、共享性和开放性。 8.改革教学内容和教学手段 着力改革课堂教学手段,加强教师与学生间的互动,要营造民主、宽松的学术氛围,激发学生独立思考;对学生的评价要以促进和激励学生创新能力的发展为主导。合理使用多媒体,加强多媒体教学手段的研究,提高多媒体课件的制作质量,使传统教学手段与多媒体教学形成互补,出台课前、课中与课后保证教学质量的有关规定。进一步重视教育资源的开发利用。对本专业各门课程的教学内容进行优化组合,避免重复讲授,提高授课和学习效果,并对实验条件和实验内容、实验手段进行系统的改造,通过优化组合、改造、整合和更新实验,使之成为综合性、设计性、开发性和开放性的实验;为本专业学生在实验、课程设计、毕业设计中进行专业技能、实际动手能力、计算机应用能力和创新能力的培养创造条件。加强网络化教学、科研信息平台的建设。设置自学型课程、讨论型课程、工程设计型课程、创业训练课程等,使课堂教学形式由单一的传授知识向互动交流、研究型、开发型教学形式转变。 9.加强教学管理 全面贯彻实施学校教学质量建设体系、专业建设实施方案、学科建设规划、课程建设实施方案、实验教学改革实施方案;进一步加强教学督导制、助教制,形成本学科的教学特色。把发挥教师主导作用与发挥学生主体作用结合起来,促进学生主动参与教学过程,充分调动其学习的积极性和主动性,全面提高课堂教学效果。 10.加强学生思想与学业的引导 为学生配备学业导师和思想导师,对学生的思想问题进行疏通,学业问题进行引导。在学生选课、科技创作、课外活动等方面进行充分的引导,避免出现学分与知识的矛盾。鼓励学生主动开阔视野,加强人文、社会和科学方面的教育。加强校园文化建设,精心设计、着力构建适合大学生成才的校园文化环境和学术氛围。 三、结束语 机械工程及自动化专业在建设过程中,始终坚持以培养矿业工程、有色冶金、钢铁冶金机械类高级技术人才为目标,以加强教学能力建设为重点,以改革人才培养模式为核心,将本专业建设成为办学理念先进、教学条件优越、理论与实践结合紧密,在有色、冶金行业及江西地区起到引领辐射作用的示范性机械类专业。目前,江西理工大学机械工程及自动化专业已包含工程机械、机械电子、机械制造及其自动化、模具设计与制造和冶金机械五个本科专业方向,在机械设计及理论、机械电子工程、机械制造及其自动化、车辆工程四个硕士点招收研究生,已建设成为江西省“十一五”重点学科,江西省品牌专业,并获批为国家第三批高等学校特色专业和江西省“十二五”重点学科。 机械工程与自动化论文:机械工程与自动化中PLC技术的应用分析 摘要:随着社会的不断进步以及经济的快速发展,我国的机械制造行业也得到了较快的发展,进而就对机械工程中的设备自动化技术提出了更高的要求。而不断的将PLC技术应用在机械工程的自动化过程中,对于有效的提高机械工程自动化的工作效率以及有效的推动自动化控制和提高自动化生产的重要技术力量都具有至关重要的作用。因此,我们应加强研究与分析机械工程与自踊中PLC技术的应用,进而不断的将PLC技术运用在机械工程的自动化过程中,从而不断的提高机械工程的自动化工作效率。 关键词:机械工程;自动化技术;PLC技术;应用分析 PLC技术主要是一种综合使用机械操作与数字运算的一种控制装置。因此,PLC技术就具有一定的体积小、应用性高以及工作效率高等优势。而不断的将PLC技术运用在机械工程的自动化过程中对于有效的解决传统机电控制系统的构造复杂、可靠性差以及能耗高等问题具有至关重要的作用。因此,我们应不断的将PLC技术运用在机械工程的自动化中,进而有效的促进机械工程行业的快速稳定发展。本文就针对机械工程与自动化中PLC技术的应用展开具体的分析与讨论。 一、PLC技术的特点 通过对PLC技术特点的认识与了解,我们可更高效的将PLC技术运用在机械工程的自动化技术中,进而有效的实现机械工程的自动化性能。下面,就针对PLC技术的特点展开具体的分析与讨论。 (一)使用国际标准通信协议 使用国际标准通信协议是PLC技术所具备的主要特点。其中,相应的PLC生产商为了有效的保证PLC技术的推广和用户使用到的便利性,就有效的使用了国际标准的通信协议,进而就在一定程度上有效的增加了人们使用的便利性。此外,不断的在PLC技术中使用国际标准通信协议,还能在一定程度上增加市场的流通性,从而不仅能够有效的方便人们对设备的维修与保养,而且还有效的提高了PLC设备的使用效率。 PLC技术生产厂商为了有效的减轻用户的使用难度,就在一定程度上简化了PLC技术的程序算法,以此有效的提高了人们的使用效率。此外,PLC技术的生产商还专门设计了连接计算机与PLC设备之间的通信软件,进而不仅在一定程度上降低了技术人员的使用要求,而且还在一定程度上提高了PLC技术设备的使用性能。 (三)现场总线的接口契合度 现场总线的接口契合度的质量在一定程度上影响着PLC技术的使用质量。其中,多数的生产商都可生产出一定的现场总线,并且不断的将其运用在通信领域中,以此来有效的提高PLC设备的使用效率。 二、PLC技术在生产自动化控制中的应用 随着机械工程行业的不断快速稳定发展,PLC技术在生产自动化控制中的应用也越来越广泛,进而就在一定程度上有效的实现了机械设的自动化生产,从而也就提高了机械设备的运行效率。下面,就针对PLC技术在生产自动化控制中的运用展开具体的分析与讨论。 在机械工程的生产自动化控制过程中,PLC设备主要是通过模拟参数控制模块、位置控制模块等六个模块来有效的达到工业生产的自动化目的,进而不断的提高机械设备的自动化性能。此外,在将PLC技术运用在机械工程的自动化生产中,还应不断的对机械工程的生产过程进行细致的调查,进而有效的对相应的控制对象进行调查,以此来了解相应自动化设备的使用性能,进而不断的提高机械设备的使用效率,以此来有效的保证机械工程生产过程的高效运行。 其中,当PLC技术运用在相应的机械工程的自动化中,其中的模拟参数模块就能有效的对整个生产流程进行监控,以此来有效的了解整个生产流程的运行情况,从而有效的促进机械工程的自动化技术获得更高的控制精度。而PLC技术对整个机械工程自动化过程的控制主要包括:对锅炉温度的控制等。通过对锅炉温度的控制,可有效的保证温度处于一个稳定值,进而有效的促进控制热处理过程的正常运行。此外,我们还可有效的将PLC技术运用在饮水机中,以此来有效的实现饮水机的自动控温目的。 此外,随着科技技术的不断创新以及机械制造行业的不断发展,PLC技术在机械工程自动化过程中的应用也越来越广泛,进而就在一定程度上有效达到了生产自动化控制的目的,从而也就有效的提高了精密仪器的生产精度,从而也就有效的促进了我国机械制造行业的长期稳定发展。 三、PLC技术在控制逻辑运算中的运用 PLC技术在机械工程的自动化过程中的应用,还可看成为一个二进制开关,进而通过相应的逻辑运算来有效的对机械工程的生产过程进行精确的控制,进而不断的提高机械工程的自动化控制水平。此外,不断的将PLC技术运用在机械工程的自动化生产过程中,还可有效的通过控制相关开关量的大小以及数据位的处理等,来达到逻辑运算的控制目的,进而不断的提高机械设备的工作效率。此外,由于PLC技术中的逻辑运算功能具有收集生产数据的特性。因此,PLC技术主要用于食品的加工、金属的冶炼以及造纸加工等行业中,进而有效的达到生产自动化控制的目的,从而提高生产的效率。 四、PLC在系统控制和远程通信控制中的应用 PLC技术不仅可以应用在控制逻辑运算中,而且还可应用在系统的控制和远程的通信控制中,进而不断的达到生产自动化控制的目的。其中,PLC技术在机械工程自动化中的应用,可有效的检查出系统自身所出现的问题,进而及时的采取相应的解决措施,以此来有效的实现对设备故障点的检修与保护,从而不断的促进系统的正常运行。此外,PLC技术还可及时的感知故障的发生情况,进而通过一定的逻辑运算功能,来有效的对系统所出现的故障问题进行报警,从而促进机械设备的正常运转,以此来有效的提高设备的运行效率。 五、总结 随着机械制造行业的快速稳定发展,不断的研究与分析机械工程自动化中的PLC技术的应用,对于不断的提高机械设备的运行性能以及有效的实现设备自动化生产的目的都具有至关重要的作用。因此,我们应首先认识与了解PLC技术的应用,进而认识到PLC技术在生产自动化控制中、控制逻辑运算中以及系统控制和远程通信控制中的应用,进而不断的促进PLC技术在机械工程自动化过程中的应用,以此来有效的提高设备的运行性能,从而有效的实现自动化生产的目的,以此来有效的促进我国机械制造行业的长期稳定发展。 机械工程与自动化论文:自动化技术在机械工程中的应用与发展 【关键词】自动化技术 机械工程 发展 随着自动化技术的发展,在国内外都受到广泛关注,提高了对其应用和发展重视程度。而自动化技术在机械工程中的应用在减少经济投入、改进生产技术、提高劳动生产率等方面发挥着巨大作用。但是我国的自动化技术在机械工程中还处于起步阶段,发展还不很稳定。因此将自动化技术高效的应用到机械行业中去是机械领域发展的首要任务,促进我国机械自动化水平的提高和国际竞争力的增强。 1 自动化技术在机械工程中的应用 在社会生产中将自动化技术应用到机械工程中去,在提高产品生产率、降低产品生产成本、缩短产品生产周期、提高企业的经济效益方面发挥着重大重要。而自动化技术在机械工程中的应用主要体现在以下四方面。 1.1 装配系统 机械工程中应用自动化的装配系统对机械行业各方面的提升都有很大帮助。自动化的装配系统是一种将不规则形状的零部件按照一定的技术标准,采取搬运、调试、组合、检验等手段,将其组合在一起形成一件完成的产品的过程。确保机械产品质量的重要环节就是装配工作,应用自动化的装配系统代替了传统依靠人力的技能去操作的复杂工作程序,在节省人力消耗的同时增强了产品的质量和产品的生产效率,是机械工程中一项重要的应用。 1.2 加工系统 在机械工程中应用自动化的加工系统将从多方面提升机械制造工作效率,自动化的加工系统能够自动的进行加工循环工作,另外还能够自动的进行工件的装卸工作。自动化的这种加工系统在某种程度上取代了工人的体力劳动,减少了机械生产中由于人为因素而导致的操作失误的事件发生的几率,有效的保证了产品的质量和产量。 1.3 物流供输系统 自动化的物流供输系统在机械工程中非常重要,是不可缺少的组成部分。它能够将制造系统中所需要的成品或原料运送到相应的指定地点,使产品运输更加简便快捷,自动化物流供输系统主要表现形式有自动输送系统和单机自动装置等,促进了机械工程的进步。 1.4 信息流 自动化的信息流在机械工程中的应用主要包括产品数据管理系统、计算机辅助设计、计算机辅助工艺设计和计算机辅助制造等,产品数据管理系统主要是指在设计生产过程中对其产生的数据和信息加以管理的系统。计算机辅助设计是设计人员采用计算机的图形设备进行机械设计工作的技术。计算机辅助工艺设计主要起中枢纽带作用,优化工艺设计的质量,提高设计工作效率,并使其标准化程度加深。计算机辅助制造主要指在生产过程中采用计算机技术,提高产品生产率。 2 自动化技术在机械工程中的发展前景 自动化技术在机械工程中的发展要以企业生产的实际需要为原则,如若违背了这一原则,会使我国的机械的自动化应用发展产生偏离,与科技发展脱轨,不能够为社会创造更多的经济效益。只有结合我国国情和实际发展情况对自动化技术加以有效利用,才可以实现机械自动化效益最大化,增大国民经济效益。 2.1 结合企业实际情况引进自动化技术 在将自动化应用到机械工程时要考虑企业自身的实际情况,根据其实际生产情况进行引进,防止出现自动化技术引进与实际需求想脱离的现象,还要充分考虑企业的经济实力,在企业具有良好经济承受能下时再加以引进,确保自动化技术为企业带来经济效益。另外我国自动化技术应用虽有一定成效,但仍处于初级阶段,发展投资少、见效快的自动化技术还是符合大多数企业的实际情况,只有集合企业实际发展情况,已实用为发展的原则,自动化技术才能有效的促进企业的发展,提高企业的经济效益。通过发展实用性强和适合企业的自动化技术,为我国自动化技术奠定坚实的基础,将企业现有的机械设备有效加以利用、改造,在此基础上对自动化技术不断熟悉,实现机械的自动化技能。 2.2 结合国情引进自动化技术 自动化技术具有很多优势,将其应用到机械工程中去是时展的必然趋势。在实际应用中要充分考虑我国的国情,不能以下完全实现机械的自动化,要逐渐的经历一个过程,一步一步的有规律的进行。有计划的从简单的机械开始应用,然后到复杂的机械全面实现自动化,建立一套健全的机械自动化应用体系。在我国改革开放之后,和其他先进国家相比,机械自动化技术水平还是相对比较落后的,发展过程也不是很顺利,因此需要我们不断积累经验,从我国实际国情出发,同时借鉴发达国家的技术和制定符合我过自动化发展的方案。根据时间实际生产需要引进相关设备。在引进发达国家的先进技术时要取其精华、去其糟粕,不能全盘接收,不断学习发展。实现我国机械的自动化全面应用,实现生产过程全自动化的目标。 2.3 为自动化技术发展奠定坚实基础 发展机械的自动化需要做好其基础建设,加强自动化应用的基础工作和推广工作。不仅要发展主机的应用,还要配套发展零部件和控制系统。自动化应用到机械中的关键就是生产大量自动化水平高和性能优的机电产品。自动化实际生产过程中,在系统的质量耐性和结构等方面都对其有着重大影响,依靠相关产品的技术更新,实现机械与自动化技术结合的良好发展。而其信息的交换、运算和判断等都要与计算机信息处理技术相结合应用,自动化的发展离不开相关的技术打下的坚实基础,只有在良好的技术基础上才能有效的实现自动化技术的优势,将其应用到机械工程中实现机械行业的快速发展。 3 结论 机械行业的发展对于我国综合国力的提升具有重要作用,因此我们要加强对机械行业的发展,使其与科学技术发展同步,逐渐引入新科技,实现其自动化。将自动化技术结合我国实际国情应用到机械工程中去,将二者完美结合,健康的走上高效、高能技术之路。
城市轨道交通篇1 轨道交通作为城市公共交通的重要基础设施,具备快捷、环保、准时等优点,日益受到社会各界青睐,逐渐发展成为城市公共交通的中坚力量。城市轨道交通可持续发展是对我国城市传统发展模式反思后的理性回归,是由单一的交通产业延伸至经济、社会、环保统筹发展的新思路。 1城市轨道交通现状 近年来,我国城市轨道交通的发展已进入稳定时期。从交通运输部公布的去年城市轨道交通的运营数据,2021年全国的轨道交通线路新增的有35条,共增加了运营里程1100多公里,比2020年新增长了15%,截至2020年末中国城市轨道交通运营里程数TOP10城市见图1。由于我国城市轨道交通的快速发展,极大地方便了广大人民群众出行需要,对调整城市交通组织格局、减少大中城市拥堵问题和推动社会经济发展等重要领域的意义将更加突出。《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》指出,要建立现代城市交通体系,打造轨道上的都市圈。实现多层次、多维度的轨道交通网络,实现多种交通形式的融合衔接和发展。按照设定的目标,到2025年,已列入我国的城市轨道交通建设规划中的总里程将超过10000km。 2面临的主要问题 2.1线网整体规划问题 近年来,鉴于我国大部分城市的总体规划仍需进一步完善,使得轨道交通线网的规划缺乏上位规划的依据,与城市总体规划的相互衔接并不顺畅。同时,也因为政府管理体制的约束,导致了城市轨道交通建设与其他交通方式建设之间的衔接性不足,这在一定程度上也是对城市交通资源的一种浪费。对线网的整体性规划、重要节点考虑不全面,与其他交通方式的衔接不足,各线路间衔接困难,对共用设施的重复性建设,与通用设备间不能互联互通,不能实现资源的共享。调整随意,稳定性和权威性缺乏的问题凸显[1]。 2.2资金问题 城市轨道交通的工程投资较大,运行成本高,且具有建设回收期较长,盈利能力差等特点。由于轨道交通的建设投资大部分依靠政府的财政补贴,尚不能建立健全的轨道交通建设投资融资、监管和使用等制度。融资方式也显得较为单一,建设的资金难以得到充分的保证。我国城市轨道交通所采用的投融资方法基本都是“贷款+政府投资”,而这种融资的方式也必然会造成城市轨道交通项目具有较高的资产负债运营的特征。如何解决资金的来源和运营资金的平衡问题,是轨道交通可持续发展的关键所在。 2.3城市轨道交通与土地利用问题 我国城市轨道交通的发展状况和发达国家相比还处在初级阶段,目的也只是为了缓解城市交通问题,大部分的线网规划都是从满足客流的需求出发。这也形成了以下两种情况:一是部分地区城市轨道交通规划和土地开发利用缺乏互动,各行其是。从而导致轨道交通和沿线土地利用之间在规划建设管理环节上存在脱节。二是尽管不少城市已经注意到了轨道交通建设与城市规划相互作用的重要性,并已对轨道交通沿线的土地发展和使用情况做出了相应的统筹考虑,但由于我国城市建设与城市规划的成熟度、思路、方法,及其预期的长远性往往赶不上城市交通的发展速度与经济社会发展的增长速度。另外,我国城市轨道交通规划有时效性较长的特征,在工程建设的所处不同阶段,许多变数的动态因子都会影响城市轨道交通沿途用地的状况,但是由于目前城市轨道交通沿途土地规划,都是在工程建设阶段采取一次性的静态规划模式,并没有随外部环境而灵活调整,而这种传统的规划方法也最终使得目前在我国许多城市的轨道交通线路周边土地计划要按照实际情况进行持续调整,这样导致了当地政府应对投资者投资方向变化时处于一种被动状态,对推动城市轨道交通更加迅速发展和科学发展规划产生了消极的作用。轨道交通的沿线土地会因为线路的通车运营而迅速增值,为沿线用地开发的房地产商提供了巨大的土地收益,而政府却只是承担了建设投资者的角色,因此很难获得沿线土地增值的收益,这也将导致从沿线用地开发中所获取的土地增值收益无法合理返还到城市轨道交通建设的发展中去,从而导致城市轨道交通建设投入比例和收益失衡。 3城市轨道交通可持续发展的必要性 伴随城市经济发展的突飞猛进,城市范围也在逐渐的扩大,人口密集程度也日益变大,城市轨道交通逐渐得到人们的青睐,因此城市轨道交通的可持续发展问题也越来越引起了人们的关注,对城市基础设施建设来说,城市轨道交通工程的重要意义也不言而喻,可持续发展是社会、经济、能源、环境等多方面协同发展的结果,可持续发展策略对于城市轨道交通工程具有重大的、深远的意义,推动城市轨道交通的可持续发展,能够有效地减少交通拥堵问题,这也从根本上保证了城市的可持续发展[2]。 4城市轨道交通可持续发展的策略及建议 4.1线网规模与城市交通规划目标相匹配 城市轨道交通线网规模应当与城市建设用地布局相协调,与城市规划的发展总体设计基本目标相符,与经济水平相匹配,以满足城市内日益增长的公共交通需要,并改善公共交通服务能力,完善城市功能。因为公共交通需求与交通供给相互之间是一种动态的均衡过程,线网规模能否真实科学合理,最后就应该放在城市整体交通模型中进行需求与供给相互之间的动态检验。确定城市轨道交通线网的合理规模时,要以国家城市交通整体规划战略为基础,综合研究大中城市的人口、土地、就业等资源分配特点,以及大中城市主要客流集散地与规划客流聚集地点相互的空间结构关系,从综合分析城市用地结构出发,研究并制定大中城市轨道交通线路网的基本构成形式,并使其有效支持国家城市交通总体规划与快速发展战略,以提高对城市核心地区的服务辐射能力,带动和推动城市交通多中心小组团架构的实现,完善城区内客运中心和交通枢纽间的有效衔接,提高大中城市轨道交通的客流引导强度,提高城市居民的公共交通可达性[3]。 4.2资金保障措施 (1)推进PPP模式我国政府部门必须通过更多样化的投融资方式,缓解城市轨道交通的大量融资需求。在最新的国家预算体系和政策新规下,目前我国政府部门与社会资本合作的PPP(Public-Private-Partnership)模式,已经成为我国城市轨道交通多元化投资的最主要的模式。在PPP模式的助力下,近年来我国城市轨道交通投资规模在不断增长。2020年,我国城市轨道交通项目投资总额将再创历史新高,达6200多亿元,同比增加5.5%,见图2。十三五期间,我国累积实现建设投资26200多亿元,比十二五时期所实现工程投资总额翻了一倍多。十三五时期,我国城市轨道交通每年的总工程投资达到了5255.7亿。而PPP模式在未来一段时间内,也会持续发挥着积极的作用。 (2)采用多元化经营模式和资源科学利用在保证售票收入平稳增长的情况下,轨道交通将充分运用客流量资源开展差异化运营,打造多样化的广告传播媒体渠道,扩大广告收入,按照旅客需要在车站空余位置安装自助售卖机、银行自助柜机,设立零售商铺,吸引品牌商店入驻,增加收入来源。开拓经营资源,发展“轨道+物业”模式,轨道交通为沿线土地、房地产、商业带来了升值空间,将升值的大部分价值回归到轨道交通本身,形成外溢经济价值的内部化,是保障轨道交通可持续发展的重要手段。因此要开发经营资源,在轨道交通规划设计时期,应同时对沿线的物业业态进行整体规划,力争实现同时施工、同步经营,通过物业发展,形成稳定的现金流,反哺轨道交通的建设及运营。 4.3土地资源利用的TOD发展模式 城市在进行设计时,往往需要对城市地上的自然资源和地下开发空间加以综合考量。而通过合理的设计与规划,不但能够使城市上的地面发展空间进行有效的开发利用,同时对城市地下的发展资源也能够发挥其作用,从而缓解了当前城市空间开发紧张的情况。在规划设计时,往往需要对地铁车站的地下商业街区、上盖建筑物、周边停车场及其他方面的附属建筑等加以优先发展,并进行了立体式的研究与设计工作。以公交为主导的城市发展方式TOD(Transit-OrientedDevelop-ment)是城市可持续发展的一个理想方式。本质上讲TOD是改变单纯功能的用地开发方式为更富有弹性的、空间综合的用地发展形式,改善人居品质,在建筑中突出可步行的空间,包括提供公共空间和社区中心的服务,见图3。这是一个在高铁、轻轨等高速线路和车站周边开展的用地发展方案,并带动城市的合理有序发展,最后形成布局合理、空间综合、富有个性化的城市形态[3]。 4.4选择合理的系统制式 目前,城市轨道交通的制式主要包括地铁、轻轨、单轨、有轨电车、磁浮、自动导向、市域快轨等。国内系统制式发展不均衡,地铁占比过大。据不完全统计,在全球轨道交通制式中,地铁占比为33%,而国内截至2020年底,地铁制式占78%,国内在建和规划线路中地铁制式仍占大比例。在选择线路制式针对城市轨道交通的客流特征、线网关系、运营需求等方面需要充分探讨和研究,充分体现对城市交通建设的保障和推动功能。多层次城轨应协调发展,发挥不同交通方式在各自功能和服务范围上的优势,强化多系统、制式协调互补与顺畅衔接,使线网具备一体化融合替代功能。 4.5敷设方式与系统制式相协调 国内轨道交通线路的敷设方式以地下居多,地上区间敷设占比为31.9%,线路的敷设方案也随城市发展而变化明显,近郊型线路与市域型线路地上长度总体呈下降趋势。敷设方式显著影响车站能耗水平。车站动照能耗受线路敷设方式的影响最大,以上海为例,轨道交通地下车站的平均动照能耗是地上线路车站的3.39倍,地上线路区间及车站能减少环控设施设备及照明用能,有效降低后期运维成本[4]。 5结语 发展轨道交通能够有效解决城市交通拥堵问题,但其本身还存在着能否可持续发展的难题,随着轨道交通的快速发展,也必须妥善地处理好线网规划、运营、资源等各种难题,以推动轨道交通的可持续性发展。 作者:李太民 单位:辽宁省交通规划设计院有限责任公司 城市轨道交通篇2 0引言 目前的城市中心区发展已逐渐成熟,用地资源紧张,沿线制约性控制点多,城市中心区设置环线对线路设计要求较高。以广州地铁11号线为例,其自2012年7月获得国家发改委批复后,至今设计历程将近10年。本文结合客流特点、轨道交通线网规划调整、大型市政工程、配线形式等方面分析广州地铁11号线设计特点,为国内中心城区新建环线项目提供参考。 1环线概况 目前世界轨道交通线网规模较大的城市中大部分设置了环线。国内城市轨道交通运营超过100km或以上的共计22座城市,超过200km的共计15座城市,而超过200km的城市设置环线占比超过53%[1]。随着线网规模的增大,采用环线缓解中心城区内部交通拥挤和客流压力是非常必要的。其中,西安、广州、武汉等城市的环线正在建设中,长沙、南宁、福州等城市的规划线网中均规划了环线。 2广州地铁11号线概况 广州地铁11号线起于新滘东路,途经琶洲会展中心、广州火车站、芳村、海珠湿地公园,之后沿新滘路闭合形成环线。线路串联广州市天河区、白云区、越秀区、荔湾区和海珠区,并与广州运营地铁1、2、3、5、6、8、18、21号线,在建10、12、13、14、22号线,规划19、23、24、25、26号线,佛山5、11号线及广佛线换乘。线路全长44.2km,采用地下敷设方式,共设32座车站,换乘站24座,平均站间距1.381km。设置车辆段1座,位于黄埔涌南侧,利用原赤沙车辆段及其西侧地块进行扩建[2]。 3线路设计与实践 广州地铁11号线至目前土建工程已累计完成超过70%,32座车站中,2座已开通,14座已经封顶,其余进行土建施工;32个区间中,1个已建开通,12个已贯通,17个进行土建施工,其余进行施工前期准备,车站和区间土建方案已稳定。本文重点从以下方面分析线路设计与实践。 3.1全线客流量大,换乘客流大,优化线路设计,提高换乘效率 广州地铁11号线远期全日客流量达253.7万人次,日客运强度达5.87万人次/km,客运强度高,远期高峰小时最大断面为5.48万人次[3]。其中,全线32个站中有24个换乘站,占全线比例的75%,远期早高峰换乘站集散量占全线客流约75.2%以上,以换乘客流为主。线路设计过程中,需与换乘线路相协调,换乘需简便、高效。对于与近期规划线路换乘的,考虑同步设计、同步实施,以同台换乘和叠线换乘为主,如天河公园站、彩虹桥站等。对于与既有运营、在建线路换乘的,站台尽量靠近既有车站,如江泰路、大塘等,方案见图1。 3.2设计边界条件复杂,结合大型工程同步优化线路设计 广州地铁11号线在设计过程中受琶洲枢纽、广州火车站枢纽、如意坊放射线项目等大型工程制约,设计边界条件复杂。如与城际广佛环线、穗莞深琶洲支线同步优化设计;优化如意坊站位与如意坊放射线项目同步设计、同步施工,方案见图2。 3.3线路设计历程长,涉及多轮线网规划调整,及时优化线路设计 广州地铁11号线为广州市城市轨道交通第二期建设规划的一条线路,设计过程中涉及《广州市城市轨道交通第三期建设规划》《广州市轨道网规划(2018—2035年)》以及《佛山市城市轨道交通线网规划修编》的规划调整。线路结合线网调整及时优化线位、站位,提升了换乘站的服务水平。如石榴岗站通过调整站位与18号线换乘、石围塘站通过调整站位提高与佛山5号线换乘效率等,方案见图3。 3.4平面设计小曲线半径多,但未采用困难地段的小曲线半径 右线设置84个曲线,占全长比例的49.8%。其中,曲线半径小于450m的有22个,占曲线全长比例为44.0%;左线设置86个曲线,占全长比例为50.4%。其中曲线半径小于450m的有22个,占曲线全长比例为44.3%。经过优化线路设计,全线仅1处采用半径小于350m的曲线,位于云台花园站至大金钟站区间。其线路受军队用地的限制,曲线半径左线经过从300m、301m、302m、305m、310m、312m、315m、320m和350m,右线经过从310m、316m、320m和350m进行了多方案比选,选取左线采用R=310m,右线采用R=316m的曲线避让军区,方案见图4。 3.5车站规模大,换乘站多,多处缓和曲线侵入站台 线路采用8辆编组A型车设计,站台长度为186m,全线24座换乘站。其中与既有线路换乘车站有14座。线路受既有车站、站台长度和区间的制约,有2座车站为曲线车站,12座车站曲线侵入站台。其中平面曲线有18.3m长度侵入如意坊站的站台,有效站台范围内最大超高为26.8mm。根据《地铁设计规范》(GB50157—2013)7.2.3条款[4],如意坊站的轨道超高,大于规范中15mm的要求。结合有效站台范围内的线路最小半径、超高取值的两个主要控制因素,以及线路、轨道、限界、站台门及车站土建等专业分析研究后,如意坊站的站台范围超高值最大为26.8mm是可行的,且满足相关舒适度指标的要求,方案见图5。 3.6利用配线,设置小型停车场,提高收发车效率 广州地铁11号线全长44.2km,设置1座车辆段。根据《城市轨道交通线网规划标准》(GB/T50546—2018)的要求,当普线车辆段至线路另一端终点距离超过20km,宜增设停车场[5]。而11号线位于城市中心区,用地紧张,沿线无条件增设停车场。为方便运营组织,提高收发车效率,在车辆段对角线位置的流花路站和云台花园站分别设置2线4列位、1线2列位的停车线,方案见图6。 3.7优化线路和配线设计,减少工程实施难度 原云台花园站配线位于道路正下方,为2线4列位,采用双连拱大断面暗挖隧道。受地质因素影响,原设计方案施工风险大,从而配线调整为1线2列位,位于道路南侧地块内,主要采用盾构法,而道岔区采用矿山法施工,方案见图7。停车线与正线间距为7.5~8.0m,采用盾构法施工,隧道净距为1.5~2.0m。其工序为先实施停车线,再实施左、右线正线盾构。 (1)停车线盾构掘进完成后,在正线盾构掘进前对停车线盾构隧道四周通过洞内注浆的方式加固处理,以防止正线盾构掘进对停车线成型隧道造成扰动。 (2)盾构隧道加固范围为侧壁2~3m,盾构隧道加固长度为三线隧道净距1.5~3m范围。 (3)正线掘进过程中盾构机前后10m范围内,停车线隧道洞内设移动式型钢环支撑体系对隧道进行同步防护。 3.8车站高差较大、埋深大,优化纵向设计,减少运营耗能 线路21处下穿高架桥、21处与既有地铁线路交叉及多栋高层建筑,线路埋深大。而纵断面设计既要考虑工程可实施性,也要考虑牵引能耗问题。在设计过程中,线路纵断面设计有以下特点。 3.8.1相邻两个车站高差较大,单向坡比类似V形坡节能彩虹桥站至中山八站区间线路为避让沿线房屋桩基以及与既有5号线换乘的关系,中山八站为地下五层站,轨面埋深约36.1m,与彩虹桥站轨面高差为14.1m。区间结合纵断面控制点进行方案比选,方案见图8、表1。从方案比选表分析,该区间采用单向坡较节能,且减少1个区间泵房。3.8.2带配线端头区间,缓V形坡比陡V形坡更节能沙涌站与鹤洞东站轨面高差为3.5m,区间纵向无重大控制点,但鹤洞东站设置一处单渡线。该区间纵断面图设计主要考虑运输能耗问题,方案见图9、表2。从方案比选表分析,该区间采用缓V形坡,比较节能,且减少1个区间联络通道。 4结论 本工程为城市中心城区轨道交通环线,位于城市老城区,沿线重要控制点多,设计历程长,在设计过程中存在各种问题。本文根据设计过程中发现的问题,对设计提出以下建议,为城市轨道交通环线设计提供参考: (1)城市轨道交通环线具有分散向心客流和缓解中心区客流压力的作用,换乘客流量大。线路设计过程中应考虑既有、近期和远期线路换乘关系,优化换乘方式,提高换乘效率。 (2)环线主要位于城市中心城区,线路设计过程中应及时关注沿重要枢纽改造、大型市政工程等规划,在建设时序基本一致的情况下,建议考虑同步设计、同步实施。 (3)在站台板边缘与车门处地板的间隙宽度、站台门与车辆的间隙宽度在满足《地铁设计规范》(GB50157—2013)的条件下,为提高速度,凸型站台侧的曲线超高可考虑设计为大于15mm。 (4)城市中心城区用地紧张,停车场占地规模大,建议在车辆段对角线附近设置多线多列位的停车线,利用配线设置小型停车场,提高收发车效率。 作者:黄定贵 单位:广州地铁设计研究院股份有限公司 城市轨道交通篇3 在城市轨道交通的实际构建过程中,会存在诸多差异性的环境,同时也会存在诸多差异性的影响因素。城市轨道交通在实际构建过程当中,其现代化规范化以及安全化的运行需要由城市轨道交通信号系统予以有效的建设,相关系统在城市轨道交通系统的构建过程中,属于不可对其忽视的重要环节。而在当前技术的不断发展背景之下,该系统在实际发展过程当中正逐步地向自动化控制的模式进行综合性的发展,在具体运行过程中,会对整体信号灯开展更为细致的研究及分析,然后需要将其传送到各类指定的位置之中,而轨道交通的技术在具体系统构建过程中,使得整体系统所具有的经济效益得到有效的满足,同时各类系统在应用过程当中得到了较为广泛的应用,使得城市轨道交通所具有的安全性大幅度的提升。 1对城市轨道交通信号系统及发展以及应用的实际情况进行分析 在城市轨道交通的发展过程中,基于信息通信技术对列车进行综合控制,并且对自动控制系统进行应用的国家是加拿大。在20世纪80年代,相应的技术在温哥华进行应用,基于通信的列车控制系统,在实际应用过程当中取得了较为优异的运行效果,随系统在应用过程当中能够对整体列车进行连续性的控制,其精准定位性大幅度的提升,在实际应用过程中,通过对目标距离进行有效的确定,进一步使列车的监测距离得以缩短,在应用过程当中,其实际电路能够独立于具体的轨道之中,由此能够更为安全的开展实际城市轨道的综合控制工作。在相应的工作开展过程中,会有由车辆以及轨道房所具有的处理器完成实际的系统控制。而自此之后,通信列车控制系统在各个国家的城市轨道交通运营中得到了综合性的应用,在实际应用过程中,该系统具有诸多特点,此类设备在构建过程中会应用自动化程度相对较高的系统。在轨道旁边所需要安置的设备相对较少,同时更加安全可靠,确保整体列车获得自动控制。我国在发展过程中,城市轨道交通的实际建设也是该系统予以应用,由于该系统的应用与传统系统进行比较相对可靠,在此系统应用中,本文对当前城市轨道交通系统在实际构建过程中相应的系统内容进行详细的分析,希望能够为我国城市轨道交通信号控制系统的构建提供一定程度的参考,随着各类技术的进一步发展,城市轨道交通信号控制系统就信号控制系统构建而言取得了一定程度的突破,所以对城市轨道交通的专用性的控制系统予以研制。其中,列车运行自动控制系统便得以产生于该系统,在具体运行过程中又会将其细分为自动监控系统以及自动运营系统与自动防护系统,3个子系统在实际构建过程当中会予以相互工作,由此使得整体城市轨道交通的信息控制工作予以有效地完成,以下便对各个系统进行更加细致的研究及分析。 2对城市轨道列车控制的ATC系统进行分析 2.1对固定闭塞方式的ATC系统进行分析 依照系统的实际名称可以得知,固定闭塞模式的ATC系统就通常而言会应用相对固定的方法及手段,对闭塞分区所具有的大小进行确定。在具体工作过程中,需要对线路的具体情况以及轨道列车及自身所具有的特点与运行过程当中所具有的速度进行综合性的考量。而此系统在具体使用过程中,会应用闭塞分区出口检查的方式,对登记系统的运营进行综合性的控制,其主要的原理在于实际轨道列车运行时,在其列车出口的速度,如若彼此区断的出口速度相对较高,则系统在实际的应用过程中,将会对整体列车进行减速处理。而在此背景下,需要确保一段列车可以获得安全运行距离,而此距离的实际长度会借助闭塞分区进行综合性的完成。 2.2对准移动闭塞方式的ATC系统进行分析 就通常而言,此方式为ATS系统。ATS系统多数会应用数字、音频、无绝缘的轨道电路,由此显示轨道列车运行状况,是检测所具有的重要纽带。在上述文中所提到的固闭塞测试ATC系统与此种系统比较该系统在应用过程当中,在信息传输角度会更加具备优势,同时能够承载的信息量相对较高,在具体运行过程中,编码器会使用信息传输系统的相关功能,并对相应的轨道开展具体的命令,对其最高限速以及实际的目标距离等诸多内容进行有效的呈现。开展实际加工之后,会依照具体数字绘制整体运行速度的综合曲线,由此在一定程度上也能使得轨道列车及运行所具有的可靠与安全性。对于提升其中信息传输系统,在具体运行过程中需要定期对实际系统所处的设备开展有效的维护。由此能够确保其得到有效的运营质量提升。 2.3基于移动闭塞模式的ATC系统 该系统在实际应用过程中,会通过扩频电台以及裂缝波导管等诸多模式,对相应的数据开展综合性的传输。此传输与传统的传送模式具有的主要差别在于实际应用过程中,是轨道列车至地面以及地面至轨道列车所具有的双向传输模式,通过对该种方式进行应用,也能够确保每一轨道列车及位置信息以及相应的数据信息能够充分的向地面设备中进行综合性的传输。而由此也能够较为精确的对城市轨道交通列车所具有的限速开展有效的计算,使得整体城市轨道交通在运行过程当中,能够在安全的情况之下予以运行。此外,需要充分的应用各类新型的移动闭塞系统,使得城市轨道交通在实际发展过程中所具有的完善度得以提升,进一步的使相应的技术得到发展。 3对城市轨道交通色灯信号控制系统进行详细的分析 3.1对作业模式进行分析 色灯信号控制系统其实际的作业模式,在构建过程当中可将其细化为以下各类内容。依照其实际的执行优先顺序可将其划分为以下内容。 (1)为开机模式。系统在实际开机完成相应的初始程序之后,会进一步进入到开机模式之内,相应的交通动态将维持3s处于全红的实际状态。如果系统其连线正常,则能够立即与实际的控制中心开展有效的连线,在自己的工作中会要求中心对系统的执行参数进行传输。 (2)全红模式,在实际开机后,如若整体控制面缓的全红开关被调整到全红位置时,则系统并会呈现出全红模式。整体轨道动态会立即向全红状态进行转变,直至整体全红开关关闭或者整体系统处于重新开机状态,则会予以结束。 (3)闪光模式,控制面板中所具有的闪光开关上拨到实际的闪光位置时,整体系统便会呈现出闪光模式。城市轨道动态会变为闪光模式,相应的黄灯以及红灯会进行每秒一次的闪烁交替。 (4)就面板而言,如果将其手动开关语音打开,系统电会进入至实际的手动模式。由于此时正在执行的灯态之中,若要对其动态进行改变,则需要进一步的应用手动的按钮,每次按压将会致使相应的动态顺序进行转变。 (5)锁定模式。控制器在具体的应用过程中,可经由实际的轨道触控速度以及相应的中心连线控制要求,对实际锁定模式模式作业进行执行锁定模式作业。在实际构建过程中,主要可以将其细分为铁路连锁、中心锁定以及子机连锁、特勤锁定。 3.2对系统备份进行分析 如若色灯信号控制系统在实际构建过程当中能够处于较为良好的状态,其自身能够实现与实际中心建立较为优异的连线功能,同时在实际构建过程中,能够为系统的运营提供相关的中心连线的综合控制服务。如若控制器在具体运营过程当中,处于正常的使用状态,就会为实际系统提供一定程度的多层次的备份服务。每一层次在构建过程中所具有的情况均具备着差异性特征,因此备份说明在构建过程当中也会存在一定程度的差异。但就大体而言,会具备一定程度的相似性。 (1)控制中心会连接失效,由此是指相应的控制器已经能够进行相应的单独工作,同时依照相关的规定,对实质的操作流程进行执行。 (2)断电半秒之内相应的控制器即便处于断电状态之下,仍然不能够进行正常的工作。 (3)单元故障,而相应的故障主要代表色灯驱动单元在实际构建过程中,对整体信号运作的备份工作予以负责。同时,需要进一步的提供整体系统所存在故障之前所具有的执行时制。 (4)基本的时制异常问题。而在此情况下,色灯控制环节在进行核查中。如若存在着线形灯质正确并不正确的情况,则需要对之前所预先设置的电路实质进行有效的应用。 3.3对连线服务进行分析 城市轨道交通联系方式在构建过程当中可以依照具体的需求细化为有线以及相应的无线的通信模式,在此过程当中可以单独增加通信系统,在实际设计以及相应的规划时,需要充分的对城市轨道交通及通讯协定中所存在的内容,以更为全面的方式进行掌握。由此能够满足实际色灯信号监控连线所具备的标准及要求,以满足具体而言,需要在实际的控制系统运行时提供一定程度的功能支撑,第一需要进行信息控制工作,经过控制中心传递到实际的控制器之上,在具体传输过程中,主要的信息包含整体系统的对时信息。而在此过程当中,需要对实际的系统进行有效的对时控制,由此能够充分的对吊车的目标予以实现。其次为回报信息,色灯控制器的具体运行时刻,进一步的回报部分信息的具体内容,其一为要求式回报,其二为周期式回报,其三为立即回报。 4对系统功能进行分析 4.1对列车自动监控子系统进行分析 (1)车站设备在一定程度上能够进一步的采集轨旁以及车载APP系统所具有的轨道占用状态以及相应的进度状态,列车的实际运行状态与整体信号设备所存在的故障控制与监督的各类列车运行的基础信息。 (2)依照联锁表以及相应的列车位置计划运行图,自动生成整体记录控制的实际命令,并且传送到整体车站所具有的连锁设备,设置相应的列车进入,并且控制整体列车站的停站时间。 (3)整体列车计划以及实际的运行图所做的比较,以及整体计算机辅助调整的综合功能,能够进一步依照列车运行过程中所具有的综合偏离情况自动生成整体调整计划,使得调控人员能够获得相应的参考,并且以此为基础调整列车的停站时间,控制其发车时间。 4.2对列车自动防御子系统进行详细的分析 APP系统在实际构建过程中会由地面的设备以及车载设备予以构成,会使得列车能够在安全速度之下得以运行,如果列车在运行过程中超出一定程度的速度,则将对其进行有效的制动。具体而言所可以形成的功能可从以下几个角度进行分析。第一,自动且连续的对整体列车的实际位置开展综合性的检测,并且像列车发动相对必要的线路速度以及距离等诸多信息。如果保持最大安全速度。提供整体列车的实际速度保护。遇超速时会提供正常制动以及相应的紧急制动,确保前行以及后续列车车间所具有的安全间距得以保障。满足正向列车在行驶过程中。所涉及的行车间隔以及实际的折返间隔,对反向运行列车进行更为细致的APP防护。第二,能够进一步确保整体列车所具有的进入正确性以及列车所具有的运行安全性,保障同一路径之上普通列车所具有的安全距离,由此防止出现列车侧面冲撞的问题。 5结语 城市轨道交通信号系统的具体应用过程中,其自身所具有的复杂性相对较高,在具体的应用过程中所涉及的科学知识领域相对较多。由此,在实际设计以及应用的过程当中,会对相应的技术提出较为突出的现实要求。在近几年的发展过程中,我国经济以及相应的科学技术得到了一定程度的发展。由此,诸多先进技术在实际发展过程中,也在系统之内得到了综合性的应用,该系统在具体使用过程当中,就其稳定性而言会进一步的提升。整体信息系统在具体城市轨道交通系统中所具有的作用需要予以重视。由此确保城市轨道交通在运行过程当中能够获得更为正常且健康的发展。 作者:孙雨彤 单位:江苏中车数字科技有限公司
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。
变电站论文:浅谈变电站自动化系统 摘 要:科学技术的不断发展,变电站自动化系统取代传统的变电站二次系统,已成为电力系统的发展趋势。本文阐述了变电站自动化系统的特点和设计原则,并提出了发展方向。 关键词:变电站 自动化 1、变电站自动化系统的特点 完整的变电站自动化系统除在各控制保护单元保留紧急手动操作跳、合闸的手段外,其余的全部控制、监视、测量和报警功能均可通过计算机监控系统来完成。变电站无需另设远动设备,监控系统完全满足遥信、遥测、遥控、遥调的功能以及无人值班之需要。从系统设计的角度来看有以下特点: (1)分布式设计。系统采用模块化、分布式开放结构,各控制保护功能均分布在开关柜或尽量靠近开关的控制保护柜上的控制保护单元,所有的控制、保护、测量、报警等信号均在就地单元内处理成数据信号后经光纤总线传输至主控室的监控计算机,各就地单元相互独立,不相互影响。 (2)集中式设计。系统采用模块化、集中式立柜结构,各控制保护功能均集中在专用的采集、控制保护柜,所有的控制、保护、测量、报警等信号均在采集、控制保护柜内处理成数据信号后经光纤总线传输至主控室的监控计算机。 (3)简单可靠。由于用多功能继电器替代了传统的继电器,可大大简化二次接线。分布式设计在开关柜与主控室之间接线;而集中式设计的接线也仅限于开关柜与主控室之间,其特点是开关柜内接线简单,其余接线在采集、控制保护柜内部完成。 (4)可扩展性。系统设计可考虑用户今后变电站规模及功能扩充的需要。 (5)兼容性好。系统由标准化之软硬件组成,并配有标准的串行通讯接口以及就地的I/O接口,用户可按照自己的需要灵活配置,系统软件也能容易适应计算机技术的急速发展。 2、变电站自动化系统的设计原则 (1)变电站自动化系统作为电网调度自动化的一个子系统,应服从电网调度自动化的总体设计,其配置、功能包括设备的布置应满足电网安全、优质、经济运行以及信息分层传输、资源共享的原则。 (2)分散式系统的功能配置宜采用下放的原则,凡可以在间隔层就完成的功能如保护、备用电源自投、电压控制等,无须通过网络和上位机去完成。220kV枢纽站及220kV电压等级以上的变电站,其网络层和站级层宜采用双重化、冗余配置,以提高系统可靠性。 (3)按我国的实际情况,目前变电站还不大可能完全无人值守,即使是无人值守,也有一个现场维护、调试和应急处理的问题,因此设计时应考虑远方与就地控制操作并存的模式。同样,保护单元亦应具有远方、就地投切和在线修改整定值的功能,以远方为主,就地为铺,并应从设计、制造上保证同一时间只允许其中一种控制方式有效。 (4)站内自动化及无人值班站的接入系统设计应从技术上保证站内自动化系统的硬件接口满足国际标准。系统的支撑软件符合ISO开放系统规定,系统的各类数据、通信规约及网络协议的定义、格式、编程、地址等与相应的电网调度自动化系统保持一致,以适应电力工业信息化的发展要求。 (5)要积极而慎重地推行保护、测量、控制一体化设计,确保保护功能的相对独立性和动作可靠性。分布式系统的SOE分辨率通过保护单元来实现。保护、测量、控制原则上可合用电压互感器(TV),对电量计费、功率总加等有精度要求的量可接量测电流互感器(TA),供监测用的量可合用保护TA。 (6)变电站自动化系统设计中应优先采用交流采样技术,减轻TA,TV的负载,提高测量精度。同时可取消光字牌屏和中央信号屏,简化控制屏,由计算机承担信号监视功能,使任一信息做到一次采集、多次使用,提高信息的实时性、可靠性,节约占地空间,减少屏柜,二次电缆和设计、安装、维护工作量。 (7)目前无论国内还是国外的分散式变电站自动化系统各部件之间的联系大部分采用串行口通信方式(RS232C,RS422,RS485总线等),其通信速率和资源共享程度均受到限制,故建议采用局域网(LAN)通信方式,尤其是平等(peer to peer)网络,如总线型网(介质共享型),即网上每个节点都可与网上其他节点直接通信,例CSC-2000型采用的Lon Works网,DISA-2,DISA-3型采用的CANnet(control area network)网等。 (8)变电站内存在强大的电磁场干扰。从抗电磁干扰角度考虑,在选择通信介质时可优先采用光纤通信方式,这一点对分散式变电站自动化系统尤为适用。例LSA678,DISA-2,DISA-3型等均采用了光纤通信方式。但鉴于光纤安装、维护复杂及费用相对较高,因此配电站宜以电缆为通信介质。 3、变电站自动化的发展方向 (1)馈线自动化。变电站自动化的发展,使供电可靠性有了很大的提高,但是要进一步缩短故障停电时间,很大一部分取决于馈线自动化的发展。馈线自动化必须在馈电线路上装设电动开关,配置馈线终端设备FTU,对一些分支线路,还应装设故障指示器,并利用通信系统,向系统提供馈线运行数据和状态,执行系统下达的馈线开关遥控操作命令非线性负载。电动机直接起动,不平衡负载,焊接设备以及家用电器设备增多,降低了电压质量。电压质量对现代电子设备及计算机系统影响极大。为此,提出系统应对电压进行连续测量和质量分析,噪声越限告警,同时要根据实际需要选择不同的无功补偿方式。 (2)集成化、智能化和综合化。变电站自动化系统作为一个庞大、复杂的、综合性很高的系统性工程,包含众多的设备和子系统,个功能、子系统之间存在着不同程度的关联,其本身及其所用技术又处于不断发展之中,对任一家制造商而言,根本不可能包揽一切。在馈线自动化方面显着降低了建设、运行和维护的综合成本,为提高供电可靠性,创造了有力的条件。故障定位和自动恢复送电可以明显地缩短停电时间。有效的解决这一问题,必须以数字式继电保护、馈线自动化和DMS系统为基础。对于故障定位,国外有人提出使用三种技术综合处理:故障距离计算法、线路故障指示器法以及不同线路区间故障概率统计法,这些信息结合在一起进行模糊逻辑处理。 4、结语 随着科学技术的不断发展,计算机已渗透到了世界每个角落。电力系统也不可避免地进入了微机控制时代,变电站自动化系统取代传统的变电站二次系统,已成为当前电力系统发展的趋势。 变电站论文:试论变电站综合自动化改造工程实践 论 文 摘 要:最近几年,国家电网正处于变电站综合自动化改造工程的密集阶段,结合阜阳供电公司在变电站综自改造工作中继电保护专业的经验和体会,同大家一起探讨,同时提出继电保护专业在改造工程中应注意的一些问题及采取的措施。 关 键 词:继电保护;自动化改造;安全运行 近年来,随着电网改造的深入开展,大量的变电站综合自动化改造工程(以下简称“综自改造”)的工作正在进行中。变电站的综自改造与继电保护及二次回路的改造关系密切,它主要表现在信号的传送方面。对于老变电站来说,就是把一次设备的信息状态通过二次回路和继电保护装置传递到网络监控后台机上,以达到减少运行人员对现场设备操作和巡视次数的目的。 一、变电站综合自动化改造工程概述 综自改造工程是一项复杂的工作。对于老变电站的改造来说,它牵扯到对用户的停电、运行人员的操作、一次专业设备改造的工作和二次专业技术改造的工作。为了保障对用户的可靠供电,电力生产者有义务对停电时间进行严格地规划和控制。应提前对要进行综自改造的变电站进行现场勘查工作,做好“三措一案”(组织措施、技术措施、安全措施和施工方案)后,对于需要停电的工作,就要制定停电计划并报上级生产部门审批,然后在规定的时间内向运行方式部门提交停电申请,提前在规定的时间内通知用户,并且与上级主管部门及相关专业进行沟通,确保施工过程中各专业工种之间的衔接配合,以最大化地缩短工期,减少停电时间,及时为用户供应优质的电能。 综自改造工程是一个需要多专业班组相互配合的复杂工作,以阜阳供电公司(以下简称“我公司”)为例,运行人员属运行工区管辖;一次人员由修试所管辖,又分属变压器、开关、试验和油化专业;二次专业人员由计量所和调度所管辖,在变电站的综自改造二次回路中,表计由计量专业负责,计量回路以外的二次回路由调度所负责,而调度所又分为保护专业、自动化专业和通信专业。众多的专业人员在同一个工作中同时出现,安全问题就成为了综自改造工程的关键所在。 二、做好变电站综合自动化改造工程的途径和方法 结合笔者作为继电保护工作者20年的工作经验和体会,主要从保证人身安全、确保继电保护装置安全运行的设备安全和杜绝继电保护“三误”发生的角度论述如何做好变电站综自改造工程工作。 1.防治人身触电,确保工作人员的人身安全 在综自改造工程施工开始前,为了确保工作人员的人身安全,必须按照《继电保护及安全自动装置现场保安规定》的要求做好开工前的各项准备工作,办理相关手续,制定具有可操作性的“标准化作业指导书”和符合实际的“现场操作票”,具备经过审核符合实际的施工图纸,工程施工所必需的设备、材料、施工风险分析,等确保人身安全和设备安全的措施。 工作负责人是现场工作的第一责任人。进入变电站实施变电站综自改造工程后,确保人身安全,就要充分履行工作负责人的安全职责。工作负责人在开工前应做好以下几点工作。 (1)开工前“三交待”:交待工作任务要清楚明了;交待安全措施要具体详尽;交待技术要求要全面细致。 (2)接受任务“三明确”:工作任务明确,安全措施明确,操作步骤明确。 (3)严格执行现场工作“八不准”,即精神不振不能工作、应办工作票而未办工作票不准工作、应停电不停电不准工作、应验电接地不验电接地不准工作、不经许可不准工作、安全距离不够不准工作、无人监护不准工作、安全措施不明确不准工作。 (4)要求对工作班成员进行“三查”,即查着装是否符合要求,查精神状态是否良好,查使用的安全工器具是否符合要求。 (5)工作许可人许可工作后,工作负责人要陪同工作许可人到现场再一次确认工作票所列安全措施是否符合现场实际和施工安全后,方可对工作班进行工作安全交底。待交待完现场工作任务、工作地点、人员分工、带电部位、现场安全措施和注意事项后,确保每一个工作班成员均已知晓并签字确认后方可对许可其工作。在施工过程中不准凭经验工作,不得擅自扩大工作范围和随意变更安全措施,必须改变安全措施或扩大工作范围的要重新办理工作票并重新履行许可手续。 为了确保施工过程中的人身安全,必须要有工作负责人在现场监护。但也不能完全依赖工作负责人对工作班成员的监护,现场施工地点分散、工作班组混乱、人员分散,工作负责人不可能监护到每一名工作班成员,因此分工作负责人在综自改造工作中是必不可少的。由各个专业设立本专业的工作小组负责人(为了有效区分工作负责人与分工作负责人,我公司的工作负责人穿印有“工作负责人”的红马甲,分工作负责人穿印有“专责监护人”的红马甲),该小组负责人对自己的专业工作任务和人员进行监护,工作人员之间互相提醒,以保证工作安全,由此达到人人有人监护的目的。 2.确保继电保护装置安全运行的设备安全 综自改造施工往往时间短、任务重,小组之间的配合工作一定要做好,合理地安排工作顺序是笔者总结出的重要经验。在我公司,工作许可手续完成后,首先由修试人员进行一次设备的改造工作,同时保护及计量人员分别到保护室和端子箱拆除的需要拆除二次回路接线,自动化人员进行后台调试,保护及计量拆除的二次线工作结束后,立即组织人员敷设电缆,大约修试所进行的一次设备工作结束,二次电缆基本敷设完成。一次人员撤离现场后,由二次人员在开关端子箱和保护室同时进行二次电缆工作,三个小组同时工作,互相配合,电缆头制作、对线工作完成后,三个小组又分开,各自完成所属专业的接线工作。最后进行调试和做传动工作。在做继电保护装置调试的过程中,自动化专业小组联系运行人员核对保护装置上传到后台的信号与保护装置发出的信号、集控站收到的信号是否一致,若不一致则再次更正。 为了保证在保护装置调试过程中不发生微机保护装置设备的损坏事故,结合笔者工作的实际经验,主要应做到以下几点。 (1)试验前应仔细阅读试验大纲及有关说明书 。 (2)尽量少拔插装置模件,不触摸模件电路,不带电插拔模件。 (3)使用的电烙铁、示波器必须与屏柜可靠接地。 (4)试验前应检查屏柜及装置在运输中是否有明显的损伤或螺丝松动。特别是CT回路的螺丝及连片,不允许出现丝毫松动的情况。 (5)校对程序校验码及程序形成时间。 (6)试验前对照说明书,检查装置的CPU插件、电源插件、出口插件上的跳线是否正确。 (7)试验前检查插件是否插紧。 (8)试验前检查装置规约设置是否与后台相匹配。 3.杜绝继电保护“三误”的发生 通过以上各点的严格执行,保护装置本身基本上不会发生人为原因造成的设备损坏事故,但是这还不能保证继电保护“三误”不发生。要杜绝继电保护“三误”,还必须从以下几个方面做好工作。 (1)防误传动:严禁使用短接出口接点的方法来传动保护装置,以防止不小心跑错位置而误动运行设备。插拔继电器和插件,应先断电,防止继电器和插件插错位置,严防继电保护“三误”事故的发生。 (2)防其它保护误动作:保护装置上电试验前,应检查接线是否正确,校验功能、出口压板是否正常。对交流回路加电流、电压时,要注意把外回路断开,防止反充电或引起其它保护装置误动。 (3)防误整定:因为试验的需要而修改定值,一定要牢记在调试工作结束时务必改回原定值。工作终结前会同运行人员对定值核对,确认无误,并打印、双方签名并交运行人员存档。 (4)防短路、短路和接地:在保护装置试验完毕后,将打开的二次回路、连片按照继电保护安全票和措施票进行逐项恢复,并要求第二人进行核对,保证其正确性,防止出现开路、短路、断路等可能影响安全运行的事故发生。 三、确保设备安全运行的具体措施 在变电站综自改造工作调试试验结束后,人身安全得到了保障,继电保护装置不会发生人为原因的设备事故。继电保护“三误”得到有效控制后,还应保证改造后的设备安全运行,工作人员还要进一步做一些工作,确保改造设备安全运行。 带负荷测向量工作在改造工作完成后,是必不可少的一道工作程序,电力设备投运后,必须进行保护的带负荷测向量检查,通过向量图分析交流回路接线,确认正确后,方可将保护投入运行。例如,笔者在进行110kV东平变电站综自改造时,由于10kV高压室内设备改造成保护测控装置与开关柜一体工作,承包给安装公司施工,在#1主变低压侧141开关改造结束后,#1主变保护投入运行前进行带负荷测向量的工作中发现,#1主变低压侧差动保护回路和低压侧后备保护回路中电流回路的向量为反极性,给保护设备的正确动作带来了隐患,因此保护班人员及时采取措施,将电流回路的极性及时调整回路,保证设备的安全稳定运行。 对设备运行后发现的缺陷和异常要及时消除;不能解决的,在经过分析后,在不影响运行的前提下,需要报请上级部门并做好记录向运行人员进行交底,运行中重点巡视,并尽快消除组织消缺验收时发现的缺陷和异常。例如,2004年我公司110kV阜南变综字改造工程中需要将原先为电磁型的变压器保护更换为南锐继保公司的RCS-9000型微机变压器保护。改造工作结束后,进行带负荷侧向量工作时,发现高压侧电流为反相序。阜南变是一座单电源终端变电站,由于历史原因,整个变电站都处在反相序的特殊电力系统下运行,由于很难把110kV进线线路和35kV、10kV出线全部停运,把反相序调整为正相序电力系统下运行。由于RCS-9000型微机主变保护是按照正相序电力系统进行设计的保护装置,可能造成保护装置的误动或拒动。在征得生产部门领导(总工程师)同意的前提下,将主变保护的定值11点钟接线方式强制改为1点钟接线方式,加强巡检力度,待条件允许后再将反向序调整为正相序,此项工作终于在220kV白果变投入运行后,于2009年7月完成。现在反相序已调整为正相序,为阜南变主变保护正常运行创造了合格的运行条件。工程中的反事故措施要严格按国家电网十八条反措的要求执行。 公用电压互感器的二次回路只允许在控制室内有一点接地,为保证接地可靠,各电压互感器的中性线不得接有可能断开的开关或熔断器。已在控制室一点接地的电压互感器二次线圈,宜在开关场将二次线圈中性点经放电间隙或氧化锌阀片接地,其击穿电压峰值应大于30·Imax伏(Imax为电网接地故障时通过变电站的可能最大接地电流有效值,单位为kA)。应定期检查放电间隙或氧化锌阀片,防止造成电压二次回路多点接地的现 变电站论文:变电站监控系统的发展及微机监控系统的应用 摘要:文章主要介绍了变电站监控系统不同发展阶段的特点。着重介绍了计算机技术在监控系统中的应用。关键词:监控系统 遥测 遥信 遥控 微机监控系统 一、 变电站监控系统的发展 变电站是企业的动力心脏,其监控系统的发展经历了几个不同阶段。 在早期,变电站没有办法及时地了解和监视各个车间或线路的运行情况,更谈不上对各个车间和线路进行直接控制。全厂供电系统的设备运行情况,各个生产车间,各条线路的电流,电压,功率等情况调度中心都不能及时掌握,调度员和各个车间的联系主要是电话,每天由各车间值班人员定时打电话向调度员报告本车间的电流,电压,功率等数据,调度员需根据情况汇总,分析,花费很长时间才能掌握全厂供电系统运行状态的有限信息。严格说来,这些信息已经属于“历史”了。调度员只能根据事前通过大量人工手算得到的各种系统运行方式,结合这些有限的“历史”性信息,加上个人的经验,选择某种运行方式,再用电话通知各个车间值班人员进行调整控制。一旦发生事故,也不能及时了解事故现场情况,及时进行事故处理。需要较长的时间,才能恢复正常运行。显然,这种落后的状况直接影响企业的安全运行。 监控系统的第二个发展阶段,是远动技术的采用。安装于各个车间的远动装置,采集各车间的负荷情况,各线路电流,电压,功率等实时数据,以及各开关的实时状态,然后通过控制电缆传给调度中心并直接显示在调度台的仪表和模拟屏上。调度员可以随时看到这些运行参数和全系统运行方式,还可以立刻“看到”开关等设备的事故跳闸(模拟屏上相应的图形闪光)。调度中心可以有效地对全厂供电系统的运行状态进行实时的监控。调度员还可以在调度中心直接对某些开关进行投入和切除的操作。这种布线逻辑式的装置的采用,使变电站的监控系统可以实现遥测,遥信,遥控的功能。 监控系统的第三个发展阶段,是电子计算机在工业控制系统中的应用。现代企业生产规模越来越大,对电能质量及供电可靠性的要求越来越高,由于能源紧张,人们对系统运行的经济性也越来越重视。全面解决这些问题,就需要对大量数据进行复杂的分析和计算。监控系统需要装备类似人的“大脑”的设备,这就是电子计算机。 二、 微机监控系统的应用 该系统采用先进的WINDOWS98及WINDOWS NT窗口管理平台。系统软件提供良好的人机交互界面,操作简单易用,几乎所有的功能只需使用鼠标移动或单击即可完成。系统信息量大,主机采用一机双屏方式。系统配置灵活。作为分散型控制系能统的性,该系统是开放式的,可以实现在线编辑。在不退出实时系统的情况下,用户可编辑,修改,建立各种实时数据,图表报表,并可随时打印或实时观察所修改的内容。遥信各开关的状态,事故信号,电能脉冲的计量的等。可对任意一条线路的负荷进行控制和分析。系统设有事件浏览和系统日志功能,主要将整点数据存盘记录,对系统内发生的故障事件进行分类存档,对各项操作记录在案。画面管理功能由专人进行对模拟图、报表、操作票,数据显示的定义和生成。全厂的供电系统图,平面图以及各种操作票,管理图表均可在系统内生成并随时打印输出。该系统可对关键设备的负荷情况进行监控以便对设备运行情况和工艺执行进行分析。 三、 结束语 企业变电站安装微机监控系统后,可以利用计算机对变电站的各种动态参量加以组织分析,再以数据,图表,色彩及音响等形式形象直观地呈现在值班人员面前。借助于该系统,值班人员能提前发现事故隐患,作到防患于未然。万一发生事故也能迅速找出事故原因,及时处理缩短停电时间减少经济损失。还可对有限的电力资源合理分配使用,为科学管理,经济调度提供理论依据和现代化手段。 变电站论文:变电站继电保护系统中信息管理技术的应用 摘 要 以调度监控计算机网络系统的数据源为中心的继电保护信息管理系统,通过数据仓库技术集成各类继电保护二次系统信息数据源,使用方法库支持各个不同等级客户的分别应用,利用 intranet 实施数据交换,并且开放 MIS 的数据接口。可实现“三遥”数据的实时分析处理,各部门的信息交流,二次设备图形、试验的管理和事故、缺陷记录、运行状况的分析。该系统实用性强,可靠性高,具有开放性和先进性。 随着微机保护装置的应用普及,继电保护二次系统的自动化水平得到不断提高。许多当前由人工处理的模拟信息转化为大量的数字信息,而技术管理人员也有许多用计算机实现的资料和试验记录文档。信息的数字化使得我们可以将不同的数据源有机地结合起来,形成一个专业化的计算机应用系统。通过综合分析数据,对设备实际运行状况加强了解,消灭故障隐患,进一步保障系统安全运行。 1 继电保护信息管理系统的实现 1.1 信息数据源的分布 二次系统所具备的信息来源可大致分为3部分: a)由变电站微机保护装置经 RTU 发送至调度端的实时运行数据; b)继电保护管理端(生技部门和继电保护班组)所存放的设备管理资料、各类试验记录和运行制度等; c)其他系统中需要了解继电保护数据或可以提供继电保护有关数据和参考资料的数据源接口。 1.2 系统结构 怎样有效地将信息数据源联系起来,而对于各级用户都能予以充分利用呢?我们可以考虑以调度监控计算机网络系统的数据源为中心,建立图1系统。 通过数据仓库技术集成各类数据源,使用方法库来支持各个不同等级客户的分别应用,利用网络功能实施数据交换,并且开放 MIS 的数据接口,基本实现对二次保护数据资源的充分利用。 1.3 系统方法与功能 1.3.1 数据仓库和方法库 a)数据仓库是比传统的关系数据库更高一级的数据组织形式,它不仅支持海量数据的处理,而且对于动态存储、应用程序接口、非结构化数据等方面都具有更强的性能。 b)方法库是封装了一系列分析处理方法的规则库,也是应用程序软件功能的集中表现,可通过设置各用户权限来限制其对数据仓库的查询和读、写操作,维护数据的完整性,同时也限定了客户的应用范围。 1.3.2 软件应用功能 a)“三遥”数据的实时分析处理:各类二次信息的查询,和以前定检、定试记录的比较,动作时间和次数的统计,故障、事故等报警事件的指示和响应等。 b)二次设备试验的记录管理、定试预告、定值单管理、材料管理等。主要由继电保护班组人员填写,其他部门共享查询。 c)二次设备图形管理系统具备 GIS 功能,支持图形和数据库相连,直接在图形上查询参数。 d)二次设备事故、缺陷记录分析,各保护装置运行状况分析。主要是继电保护技术专责完成,其他部门共享查询。 e)设立一次设备参数接口。如电流、电压、功率因素和高压设备试验记录等,配合一次主接线图查询,可作为二次系统的辅助分析数据来源。 f)可使用电子函件和新闻公告板方便各部门间的信息交流。 1.3.3 软件开发工具 采用 Microsoft(微软)公司系列工具软件进行开发,在实用性和兼容性上都可以体现应用的先进性及广泛性。 1.3.4 系统建立模式 随着 Internet 的广泛应用,信息资源的利用已成为企业发展的巨大动力。我们在建设继电保护信息管理系统时,也必须充分考虑这一点,要向大的外部空间提供可用的信息数据,也要从外部世界汲取各种综合信息,故考虑采用 intranet 模式。 2 系统特点 2.1 实用性强 针对生产运行中的实际问题,解决了二次部分各类数据源的共享和使用,特别对于继电保护技术工作人员,可以更有效地进行系统分析和数据统计工作,提高保护运行水平。 2.2 可靠性高 易于维护和升级。由于采用数据仓库和方法库。整个信息管理系统运行可靠性不再分散于各级用户之间,而集中于网络中心数据库和规则库,任一客户工作站的突然损坏,也不影响整个系统其他部分的工作性能,而且恢复非常简单。对于软件开发人员而言,升级换代只限于方法库的改变,快捷方便。 2.3 开放性和先进性 数据仓库技术使得数据源的来源更加广泛,使用更加方便,易于和 MIS 等系统接口。系统的构造结合了 Internet/intranet 模式,具有良好的应用前景。 3 结束语 现在各个发供电企业的 MIS 系统建设已普遍考虑采用 Internet/intranet 模式,因此在建设企业内各个专业子信息系统时也应采用这种模式,以统一系统的规划及数据的流动,使企业能充分利用各种信息资源推动自身的发展 。 作者:广州电力工业局 陈菁 变电站论文:变电站改造工程存在问题及对策 摘要:为了保证变电站改造的顺利进行以及改造期间变电站安全运行,笔者具体分析了改造前、改造过程中和改造后期的验收出现的问题,并对如何控制上述问题提出了相应的对策。 关键词:变电站改造;问题分析;控制对策 随着用电量的加大以及近年来科技的发展和电网运行的需要,变电站设备改造工程势在必行。但改造过程中运行操作工作量大、方式多变、现场施工面多、施工人员交叉作业等存在很多问题。针对上述情况,为保证变电站改造的顺利进行,现将改造过程中可能出现的危险点分析如下,并就改造工程存在的问题提出相应对策。 1变电站改造前期的问题分析及对策 在变电站改造过程前,要做好改造人员的技术培训,掌握过硬的本领,同时改造人员的思想状态也很重要。这些准备做得妥当与否,直接决定着整个改造工作的进程和质量。 ①工作人员安全意识薄弱问题。有的工作人员认为改造工程比较轻松,就是循环作业,从而在思想上麻痹大意,事实上,在改造过程中不小心谨慎,极容易出现纰漏。要让工作人员意识到改造操作比较频繁,工期长,人员劳动量大,同时,重复同一类型的操作极容易导致人员思想麻痹,造成工作人员安全意识淡薄。 针对这种情况要做好宣传发动,从思想上高度重视。要进教育工作人员千万不能思想麻痹,安全意识要放在首位。工作之前,我们要让工作人员明确整个工作的目的、意义、任务和总体目标,充分认识到此项工作的重要性、复杂性和危险性动员全体人员牢固树立“安全第一”的思想,从自身出发,依照工作实际,认真分析工作过程中容易导致人员思想麻痹、松懈的不安全因素。真正做到防患于未然。 ②改造现场危险分析不足问题。对于改造现场,通常都是作业面多、人员散乱、车辆多、旧设备拆除、新设备安装、二次回路交叉接线等,存在很多危险性,对这些情况,如果分析不够到位,很容易有危险出现,从而影响整个改造过程,同时又可能带来不必要的损失。改造现场危险要素主要有: 机构箱门、端子箱、万用钥匙使用、电缆进出口经常打开,易进水及小动物;管理不善;接地线螺丝松动;现场施工电源使用不规范等情况。另外改造现场工作面复杂,工作人员任务不同,措施变化频繁,工作人员对改造站现场的措施、工作进展及运行情况不能熟练掌握,对现场危险因素不能及时控制等都存在危险性。 针对以上现象,要全面分析现场改造过程中存在的风险因素,并有针对性的制定完善的确保安全措施,并提前做好改造过程中的现场危险分析和应急预案。结合改造现场工作性质和系统方式变化参照变电站典型危险分析档案,全面了解,提前预测,并制定好相应的安全措施来防范。以全力保障改造工程的顺利进行,并将工作前所有的技术组织措施以及相应的控制措施,认真写入《变电站改造工程风险措施专题卡》和《倒闸操作风险分析与控制措施卡》中。 ③改造物资、安全用具等准备不充足、不完善问题。关于安全用具的准备如果不充分、不完善的隐患也很多,例如:绝缘手套不合格则容易触电,给改造工作人员人身危害造成影响;物资和用具准备不充分,则影响工作进度,无法保证停、送电的及时性、有效性;物资和用具不合格,则容易导致操作过程中隐患重重,如验电器不合格,在验电时不能正确判断设备是否无压,而无法保证挂地线时的安全等。这些都是因为准备不充分和不完善造成的隐患问题。 针对这种情况,我们就要提前做好改造物资和安全用具的准备工作,要精细到位,工具设施类准备充分完善,做好所有物资和用具的全面检查。如安全工器具要合格、充分;备品备件充足;接地线完好等。并要求派专人负责检查、完善,填写记录并签名。做到个人负责制,哪个过程出问题,就有负责人员承担责任。 ④新设备投运与培训不同步,工作人员未能及时熟练掌握新设备运行管理问题。随着科技的发展,变电站的新设备也在不断更新和更换,工作人员对新上设备的工作原理、操作要领的掌握以及异常情况的处理方面有些欠缺,不能在较短的时间内熟练掌握新设备的运行与维护。这都与工作人员没有进行岗前培训十分不开的,其问题的严重性不言而喻。 为了避免上述现象发生,就要加强工作人员的岗前培训,提高工作人员的业务素质和技能水平。随着新设备投人运行,对工作人员在业务技能方面提出了更高的要求,因此我们更要加强实践培训,使工作人员在时间较短的情况下,尽快掌握新设备的原理、运行维护和管理,保障新投入设备安全、可靠运行。 2改造过程中问题控制 在改造中工作人员万不可麻痹大意,为了保证吧问题消灭在萌芽状态,就要确保做到以下几点:①工器具的使用管理制度要明确。使用前要进行全面检查,确保万无一失。②万用钥匙使用要有严格的审批制度。按手续启用万用钥匙,加强监护,用后及时封存;操作过程如出现问题在未查明原因前,未经许可,不得随意解除运行。③现场看板管理制度要严格。当日看板上明示的问题要有专人负责。④风险处要有专人监护。各风险点都有人监护,如有问题,马上制止。⑤改造现场安全措施要到位。室内、外高压设备要完善,主控室内的安全措施要齐全,检修区与运行区责任明确,警示牌醒目,安全通道畅通,便于检修人员的工作质量。⑥制定齐全的监督检查制度。在进行大的改造时,管理人员提前到站,开好准备会、开展安全风险分析,审核“两票”,站队长提前组织好现场各项工作及措施,监督检查到位等。及时发现问题,做到“抓大不放小”。⑦违章处罚要加大。下大力度查违章,具体查作业性违章、查管理性、指挥性和装置性违章。重点查:新设备验收、传动试验是否有人监护、万用钥匙的使用是否符合规定、交接班制度是否准时、运行人员是否明确操作任务、检修后的设备状态是否恢复到原始状态”等。 3改造后期的验收问题 验收的重要之处就看检修工作完成质量。为了保证送电过程顺利,同时不会影响到人身安全,这就要我们在验收是工作细致考虑周全,试验合格。这就我们要求务必做好以下几项工作。 首先,设备验收质量要严格。设备验收要做到明确分工、责任到人,要根据工作内容及性质,明确验收项目和验收重点,发现问题及时提出,马上处理。 其次,设备送电前的检查要细致。要精确的检查开关、刀闸的状态,送电范围内(站内控制)的接地线全部拆除,并存放归位,接地刀闸全部拉开并经闭锁;检查各压板、插件、开关投切位置正确;检查模拟屏元件位置应与实际设备位置相符;检查检修记录等是否合格、保护定值是否交代,并与调度核对正确,作好记录。 最后,设备送电后要加强巡视。由当值值班负责人负责组织对设备运行情况进行巡查,做好记录。如出现问题却没有发现并按相关流程处理,将追究值班人员的责任。 总之,在变电站改造过程中,必须认真贯彻“安全第一,预防为主”的方针,做好危险因素的分析,制订严格的预防和控制措施,要不断总结经验、完善制度、加强管理,确保在改造期间变电站安全运行。 变电站论文:管窥变电站通信设备抗干扰措施 1变电站的主电磁干扰源 研究发现变电站一次回路处于暂态时期时必然会产生电磁干扰,这和呈开放状态的耦合途径有着重要关系,而一次回路到二次回路的过程也是产生干扰的因素之一。二次回路中要用到大量的控制或检测仪表,包括用于通信和继电保护的设备,从本质上来分析它们都具有弱电性,所以在抗干扰过程中难以形成有效的屏障。对电磁波的防范工作不到位会直接导致二次回路设备的非正常运行状态,一旦超过设备极限还会造成绝缘击穿损坏的严重后果,这种永久性的故障无法修复。为此我们详细分析了变电站主要出现的电磁干扰源以及其本质特征,为防干扰工作做好基础铺垫。 1.1谐波的干扰 高次谐波电流受变压器铁芯本身非线性特征的影响而产生电源电压波形畸变的现象,继而在电容耦合的帮助下接近二次设备并加大感应电流和电压的数值干扰,一旦超过二次设备的最大承受值即会发生损坏的结果。 1.2开关操作引起的干扰 开关操作引起的干扰巨大,当变电站微机综合自动化系统出现短路故障时断路器必然要通过跳闸动作来避免重大隐患的发生,而本身开关动触头和静触头断开的瞬间会引起电弧重燃的现象,这个过程的高频振荡电流和脉冲电压将达到很高数值。干扰的产生来源于高脉冲电压、振荡电流和脉冲量、开关量的重合,微机监控系统的两项参数也将处于同频段状态,此时正常运行的二次系统将得不到很好的保护,甚至对用于传递数字逻辑信号的计算机和微机也会产生重大的干扰,直接影响到信号传播和信息接收工作。 1.3雷击干扰 雷电对变电站的干扰和损害难以避免,当雷电产生的巨大电流经过接地点开始接触电网时电位会迅速飙升,此时二次回路接地点距离大电流入地点的距离至关重要,过短的距离会使得二次回路接地点电位随之同向升高,这种现象会直接导致二次回路过程中共模干扰的结果,电压的异常升高是发生二次设备绝缘击穿的主要因素。 2干扰耦合方式 依据耦合原理划分变电站电磁干扰类型,主要包括辐射耦合、电容耦合两种,还有常见的电感性耦合和电导耦合方式。通常来说电导耦合是单一电路干扰电流引起的,借助公共线路来操作阻抗流行为,继而对另一电路产生耦合作用;辐射耦合方式是在一次系统产生电磁干扰中衍生出来的,干扰对象是二次系统。变电站设备内部电路出现分布电容,所以当干扰电压发生微小变化时都会作用于分布电容,最终达到电磁波传导干扰的目的。电感耦合受众最广,只要依靠导线微小电流变化就能对旁边导线产生作用,使其发生感应电压干扰的情况,实际上在很多突发事件过程中只要一次回路电流发生了异常变化,此时感应电压也会随之变化,附近的一次系统必然会受到不良影响。二次回路的耦合方式和干扰源之间有着密切、复杂的关系,而多类耦合方式共同存在且互相干扰的现象并不罕见,在耦合方式的引导下研究消除干扰的方法有利于控制不同干扰源的负面作用。 3变电站的电磁干扰的抑制措施 3.1抑制二次干扰的措施 多类电磁干扰源的存在必然会影响二次回路的正常运行,而通过利用电磁兼容性来抑制二次干扰十分关键。一般来说互感器和二次交流回路的连接为耦合电容侵入设备内部提供了良好的条件,而采取滤波措施的第一步是用并联方式处理非线性电阻元件和滤波电容器,使其形成浪涌吸收器,对抑制差模和供模干扰有一定作用。对通信线路采取滤波措施也能很好的阻止电磁波的进攻。科学的接地方式既能将外部电磁阻挡在外,又能阻止变电站电子电气设备内部电磁波外泄,保持足够的距离来避免雷击感应电压作用于二次回路接入点的现象。 3.2计算机等弱电通信设备的抗干扰措施 变电站内部对电力系统的要求极高,各类通信设备、计算机、电子设备的使用导致了电磁交错传播的现象,而带电设备本身即是干扰源也是被干扰对象,承载了电流的导线会向四周发射电磁波。从设备的按照和使用问题处理解决抗干扰问题是必然趋势,对发挥核心作用的通信机房进行屏蔽处理,这一步是应对空中辐射耦合方式的重要环节。通常情况下使用不间断电源和直流开关电源也能很好的抑制交流干扰信号的作用。采取正确、有效的接地方式也是保护计算机等弱点通信设备的重要方法,例如分开接地和多点节点方式,都是分解感应电位的良好途径,或者采用公用接地或单点接地模型,降低电磁波击穿绝缘设备的概率。 变电站论文:变电站无人值班运行管理模式及意义 摘要:随着电网的不断扩建和飞速发展,变电站不断投入运行,从而出现了运行人员数量不足的问题,实行集中监控,实施集约化管理,是解决这一突出问题的有效办法。同时,通过设备改造和完善,提高设备健康水平和运行可靠性,提高企业管理水平;依靠技术进步提高劳动生产率,实现减人增效。 关键词:变电站 安全 可靠性 增效 1 背景及意义 变电站实现无人值班和远方监控是变电站自动化技术发展和电网的不断扩建的必然趋势。无人值班变电站借助远动技术、通信技术、网络技术和监控技术由远方调度(监控)中心值班取代现场值班,变电站内一切操作和控制均有远方控制中心来实现。在集控站建立集控自动化系统,运行人员集中在集控站或由调度人员在调控中心对各受控站进行遥信、遥控、巡控、维护和事故处理等。 国外一些发达国家已在各种电压等级的变电站(35kV~750kV)实现了无人值班。美国绝大部分220kV变电站为无人值班;法国变电站内的所有信息全部集中在225kV变电站的RTU,通过RTU传到调度中心,变电站全部实现无人值守。日本97%的变电站为无人值班,275kV或以下电压等级的变电站均为无人值班,只有275kV枢纽变电站和超高压(500kV)变电站有人值班。 变电站无人值班的技术经济效益是非常明显的,集中体现在提高了电网运行可靠性,进一步保障了系统安全,减少了人员的误操作,减少了大量的运行值班人员,提高了劳动生产率,降低了成本,带动了企业科技进步。 2 衡水供电公司无人值守变电站的实施 衡水供电公司经过2006年和2007年变电站无人值班综合自动化改造,分别对220kV、110kV变电站进行了RTU改造,建设通信光缆,建设和改造通信设备,改造开关、CT、线路、主变、线路保护、直流充电装置、蓄电池组、五防装置,直流分环改造,安装变电站遥视系统等建设与改造,在220kV衡水、前铺、安平、景县、杨村站建立了5个中心,全区50座无人值班站分别接入相应监控中心;07年2月6日通过省公司组织验收,并开始集中监控—无人值班管理模式的试运行,历时7个月,转入正式运行。 无人值班改造工程汇集多专业、涉及面广、分布性强,是一个系统工程。 3 运行管理工作 3.1 无人值班变电站运行管理的过渡 根据衡水供电公司实际情况,值班方式采用监控和操作合一的方式,后改为操作队,监控工作由工区成立监控中心进行监控。操作队设置站长、副站长、技术员各一名,值班人员实行三值运转模式。 对110KV县局代管站,公司采用了“分段实施,平稳过渡”的措施。第一阶段:监控中心成立后,县局值班员留守至6月底,参与大型和事故紧急情况下的操作;第二阶段:监控中心运行稳定后,代管站值班员撤离,变电站雇佣保安公司人员看守。第三阶段:成立操作中心,只负责变电站的倒闸操作和日常维护等工作。监控工作由监控中心进行变电站设备运行监控。 3.2 无人值班变电站规章制度的制定 变电运行模式调整过程中,各级人员严格贯彻“精心谋划,稳步实施”的原则,确保变电运行工作的安全稳定局面和变电站无人值班工作的有效开展。 为了做到运行模式改变后各项工作管理标准规范,有章可循,公司成立了制度编写小组,由公司主管生产的副总任组长。建立一个高标准的、科学、规范、可行的制度体系,保证中心的安全稳定运行;公司修订了《变电站标准化管理规范》;运行工区把省公司、国网公司有关规程、制度、文件整理分类,编辑了《制度规程汇编》、《文件汇编》等4个分册,编写了《变电运行工区标准化管理规范》;各操作中心制订了自己的《操作中心管理规范》、《操作中心现场运行规程》和所辖无人值班站的《现场运行规程》等制度规程。内容涉及运行管理的方方面面,规范了新运行模式下的工作方法和职工行为,很好的保障了变电运行各项工作的安全、有序、规范开展。 3.3 积极调整观念,搞好岗位培训 ①监控和操作中心成立初期,多数职工还没能树立工区管理意识,谋划工作局限于一个监控中心站,造成监控中心工作一时的被动。对此工区指导各监控中心,利用一个月的时间,突击抓调整职工意识和开展岗位培训工作,取得了立竿见影的效果,监控中心运行管理变被动为主动,逐步走向正规。②运行工区为了满足监控和操作中心有关综自、自动化等知识的培训需求,及时购买发放了几十种相关书籍,并先后送84人次参加公司和省公司举办的综自培训班,同时还邀请厂家人员进行现场讲解、答疑,取得了很好的效果。 3.4 加强监控和操作中心管理,保证安全生产 为了保证监控和操作中心安全生产,在挑选高素质人员担任监控中心工作的基础上,不断强化业务培训,提高运行人员业务水平;每周设立一次大讲堂,休班人员到工区交流学习现场操作经验等。同时为保证监控中心各项工作和公司、工区工作紧密结合,协调一致,公司将视频会议系统,办公自动化系统都延伸到操作中心。上级的各项精神和要求都能在第一时间精准的传达到操作中心。 以上诸多措施的实行,有力保障了监控中心的安全运行。 4 集中监控—无人值守运行模式体会 4.1 领导重视是搞好监控中心工作的关键 模式确立初期,公司领导高度重视,班子成员先后到五个中心进行深入调研,了解基层存在的问题。引导值班员转变观念,树立正确工作目标;为职工排忧解难,鼓舞了职工工作干劲,稳定了职工思想。 4.2 减少运行人员数量,提高人力资源利用率 变电站集中监控、无人值班改造完成后,运行人员数量由过去的296人减少到现在的114人,约减少了61%,依靠科技进步提高了劳动生产 率和人力资源利用率,实现了减人增效的目标。 4.3 推进电网科技进步,提升公司驾御电网的能力 随着监控中心的成立和无人值班改造工作的不断推进,老旧设备逐步改造和完善,提高了设备健康水平和运行可靠性;监控中心大量的采用了先进的计算机网络通信技术,实现了110-220千伏变电站“遥测、遥信、遥控、遥调、遥视”。电网科技含量和系统通讯自动化程度得到提高,运行工作实现了远程化管理,提升了公司驾驭电网的能力。 4.4 创新运行管理体制,解除安全生产隐患 因变电运行人员不足,其中有三分之二的变电站实行双代管,值班员由县局派驻,专业管理由工区负责。造成多方管理,执行标准不一,给安全生产带来极大隐患。集中监控—无人值班运行模式的建立,改革创新了公司变电运行管理体制,理顺了管理关系。创出了科技创新、电网管理的新路子,彻底解除了由于体制问题带来的安全生产隐患。 至今衡水供电公司所有70座变电站实现了无人值班运行管理,中心相关规章制度制定齐全,查阅方便;图纸、资料和运行记录等按站放置,使用方便;值班员生活设施到位齐全。 无人值守变电站集中监控的的运行模式,开创了衡水电网变电站远程控制、无人值守的新篇章,促进了电网管理现代化发展,是河北省电力公司和衡水供电公司加快科技进步、提高电网科技含量、提升运行管理水平的重要体现。无人值守变电站采用先进的自动化系统和信息技术,运行工作实现了远程化,集约化管理。标志着衡水供电公司变电运行管理模式迎来了一个全新的转变。 作者简介: 武蒙,女,河北省衡水市人,生于1981年6月,电力工程技术助理工程师,变电运行技师,就职于河北省衡水市供电公司营销部。 孙勇强,男,河北省衡水市人,生于1980年3月,电力工程技术助理工程师,变电运行技师,就职于河北省衡水市供电公司人力资源部。 牛佳庆,男,内蒙古乌兰察布市人,生于1983年6月,电力工程技术助理工程师,变电运行高级工,就职于河北省衡水市供电公司变电运行工区。 变电站论文:论变电站综合自动化改造工程实践 论文摘要:最近几年,国家电网正处于变电站综合自动化改造工程的密集阶段,结合阜阳供电公司在变电站综自改造工作中继电保护专业的经验和体会,同大家一起探讨,同时提出继电保护专业在改造工程中应注意的一些问题及采取的措施。 论文关键词:继电保护;自动化改造;安全运行 近年来,随着电网改造的深入开展,大量的变电站综合自动化改造工程(以下简称“综自改造”)的工作正在进行中。变电站的综自改造与继电保护及二次回路的改造关系密切,它主要表现在信号的传送方面。对于老变电站来说,就是把一次设备的信息状态通过二次回路和继电保护装置传递到网络监控后台机上,以达到减少运行人员对现场设备操作和巡视次数的目的。 一、变电站综合自动化改造工程概述 综自改造工程是一项复杂的工作。对于老变电站的改造来说,它牵扯到对用户的停电、运行人员的操作、一次专业设备改造的工作和二次专业技术改造的工作。为了保障对用户的可靠供电,电力生产者有义务对停电时间进行严格地规划和控制。应提前对要进行综自改造的变电站进行现场勘查工作,做好“三措一案”(组织措施、技术措施、安全措施和施工方案)后,对于需要停电的工作,就要制定停电计划并报上级生产部门审批,然后在规定的时间内向运行方式部门提交停电申请,提前在规定的时间内通知用户,并且与上级主管部门及相关专业进行沟通,确保施工过程中各专业工种之间的衔接配合,以最大化地缩短工期,减少停电时间,及时为用户供应优质的电能。 综自改造工程是一个需要多专业班组相互配合的复杂工作,以阜阳供电公司(以下简称“我公司”)为例,运行人员属运行工区管辖;一次人员由修试所管辖,又分属变压器、开关、试验和油化专业;二次专业人员由计量所和调度所管辖,在变电站的综自改造二次回路中,表计由计量专业负责,计量回路以外的二次回路由调度所负责,而调度所又分为保护专业、自动化专业和通信专业。众多的专业人员在同一个工作中同时出现,安全问题就成为了综自改造工程的关键所在。 二、做好变电站综合自动化改造工程的途径和方法 结合笔者作为继电保护工作者20年的工作经验和体会,主要从保证人身安全、确保继电保护装置安全运行的设备安全和杜绝继电保护“三误”发生的角度论述如何做好变电站综自改造工程工作。 1.防治人身触电,确保工作人员的人身安全 在综自改造工程施工开始前,为了确保工作人员的人身安全,必须按照《继电保护及安全自动装置现场保安规定》的要求做好开工前的各项准备工作,办理相关手续,制定具有可操作性的“标准化作业指导书”和符合实际的“现场操作票”,具备经过审核符合实际的施工图纸,工程施工所必需的设备、材料、施工风险分析,等确保人身安全和设备安全的措施。 工作负责人是现场工作的第一责任人。进入变电站实施变电站综自改造工程后,确保人身安全,就要充分履行工作负责人的安全职责。工作负责人在开工前应做好以下几点工作。 (1)开工前“三交待”:交待工作任务要清楚明了;交待安全措施要具体详尽;交待技术要求要全面细致。 (2)接受任务“三明确”:工作任务明确,安全措施明确,操作步骤明确。 (3)严格执行现场工作“八不准”,即精神不振不能工作、应办工作票而未办工作票不准工作、应停电不停电不准工作、应验电接地不验电接地不准工作、不经许可不准工作、安全距离不够不准工作、无人监护不准工作、安全措施不明确不准工作。 (4)要求对工作班成员进行“三查”,即查着装是否符合要求,查精神状态是否良好,查使用的安全工器具是否符合要求。 (5)工作许可人许可工作后,工作负责人要陪同工作许可人到现场再一次确认工作票所列安全措施是否符合现场实际和施工安全后,方可对工作班进行工作安全交底。待交待完现场工作任务、工作地点、人员分工、带电部位、现场安全措施和注意事项后,确保每一个工作班成员均已知晓并签字确认后方可对许可其工作。在施工过程中不准凭经验工作,不得擅自扩大工作范围和随意变更安全措施,必须改变安全措施或扩大工作范围的要重新办理工作票并重新履行许可手续。 为了确保施工过程中的人身安全,必须要有工作负责人在现场监护。但也不能完全依赖工作负责人对工作班成员的监护,现场施工地点分散、工作班组混乱、人员分散,工作负责人不可能监护到每一名工作班成员,因此分工作负责人在综自改造工作中是必不可少的。由各个专业设立本专业的工作小组负责人(为了有效区分工作负责人与分工作负责人,我公司的工作负责人穿印有“工作负责人”的红马甲,分工作负责人穿印有“专责监护人”的红马甲),该小组负责人对自己的专业工作任务和人员进行监护,工作人员之间互相提醒,以保证工作安全,由此达到人人有人监护的目的。 2.确保继电保护装置安全运行的设备安全 综自改造施工往往时间短、任务重,小组之间的配合工作一定要做好,合理地安排工作顺序是笔者总结出的重要经验。在我公司,工作许可手续完成后,首先由修试人员进行一次设备的改造工作,同时保护及计量人员分别到保护室和端子箱拆除的需要拆除二次回路接线,自动化人员进行后台调试,保护及计量拆除的二次线工作结束后,立即组织人员敷设电缆,大约修试所进行的一次设备工作结束,二次电缆基本敷设完成。一次人员撤离现场后,由二次人员在开关端子箱和保护室同时进行二次电缆工作,三个小组同时工作,互相配合,电缆头制作、对线工作完成后,三个小组又分开,各自完成所属专业的接线工作。最后进行调试和做传动工作。在做继电保护装置调试的过程中,自动化专业小组联系运行人员核对保护装置上传到后台的信号与保护装置发出的信号、集控站收到的信号是否一致,若不一致则再次更正。 为了保证在保护装置调试过 程中不发生微机保护装置设备的损坏事故,结合笔者工作的实际经验,主要应做到以下几点。 (1)试验前应仔细阅读试验大纲及有关说明书。 (2)尽量少拔插装置模件,不触摸模件电路,不带电插拔模件。 (3)使用的电烙铁、示波器必须与屏柜可靠接地。 (4)试验前应检查屏柜及装置在运输中是否有明显的损伤或螺丝松动。特别是CT回路的螺丝及连片,不允许出现丝毫松动的情况。 (5)校对程序校验码及程序形成时间。 (6)试验前对照说明书,检查装置的CPU插件、电源插件、出口插件上的跳线是否正确。 (7)试验前检查插件是否插紧。 (8)试验前检查装置规约设置是否与后台相匹配。 3.杜绝继电保护“三误”的发生 通过以上各点的严格执行,保护装置本身基本上不会发生人为原因造成的设备损坏事故,但是这还不能保证继电保护“三误”不发生。要杜绝继电保护“三误”,还必须从以下几个方面做好工作。 (1)防误传动:严禁使用短接出口接点的方法来传动保护装置,以防止不小心跑错位置而误动运行设备。插拔继电器和插件,应先断电,防止继电器和插件插错位置,严防继电保护“三误”事故的发生。 (2)防其它保护误动作:保护装置上电试验前,应检查接线是否正确,校验功能、出口压板是否正常。对交流回路加电流、电压时,要注意把外回路断开,防止反充电或引起其它保护装置误动。 (3)防误整定:因为试验的需要而修改定值,一定要牢记在调试工作结束时务必改回原定值。工作终结前会同运行人员对定值核对,确认无误,并打印、双方签名并交运行人员存档。 (4)防短路、短路和接地:在保护装置试验完毕后,将打开的二次回路、连片按照继电保护安全票和措施票进行逐项恢复,并要求第二人进行核对,保证其正确性,防止出现开路、短路、断路等可能影响安全运行的事故发生。 三、确保设备安全运行的具体措施 在变电站综自改造工作调试试验结束后,人身安全得到了保障,继电保护装置不会发生人为原因的设备事故。继电保护“三误”得到有效控制后,还应保证改造后的设备安全运行,工作人员还要进一步做一些工作,确保改造设备安全运行。 带负荷测向量工作在改造工作完成后,是必不可少的一道工作程序,电力设备投运后,必须进行保护的带负荷测向量检查,通过向量图分析交流回路接线,确认正确后,方可将保护投入运行。例如,笔者在进行110kV东平变电站综自改造时,由于10kV高压室内设备改造成保护测控装置与开关柜一体工作,承包给安装公司施工,在#1主变低压侧141开关改造结束后,#1主变保护投入运行前进行带负荷测向量的工作中发现,#1主变低压侧差动保护回路和低压侧后备保护回路中电流回路的向量为反极性,给保护设备的正确动作带来了隐患,因此保护班人员及时采取措施,将电流回路的极性及时调整回路,保证设备的安全稳定运行。 对设备运行后发现的缺陷和异常要及时消除;不能解决的,在经过分析后,在不影响运行的前提下,需要报请上级部门并做好记录向运行人员进行交底,运行中重点巡视,并尽快消除组织消缺验收时发现的缺陷和异常。例如,2004年我公司110kV阜南变综字改造工程中需要将原先为电磁型的变压器保护更换为南锐继保公司的RCS-9000型微机变压器保护。改造工作结束后,进行带负荷侧向量工作时,发现高压侧电流为反相序。阜南变是一座单电源终端变电站,由于历史原因,整个变电站都处在反相序的特殊电力系统下运行,由于很难把110kV进线线路和35kV、10kV出线全部停运,把反相序调整为正相序电力系统下运行。由于RCS-9000型微机主变保护是按照正相序电力系统进行设计的保护装置,可能造成保护装置的误动或拒动。在征得生产部门领导(总工程师)同意的前提下,将主变保护的定值11点钟接线方式强制改为1点钟接线方式,加强巡检力度,待条件允许后再将反向序调整为正相序,此项工作终于在220kV白果变投入运行后,于2009年7月完成。现在反相序已调整为正相序,为阜南变主变保护正常运行创造了合格的运行条件。工程中的反事故措施要严格按国家电网十八条反措的要求执行。 公用电压互感器的二次回路只允许在控制室内有一点接地,为保证接地可靠,各电压互感器的中性线不得接有可能断开的开关或熔断器。已在控制室一点接地的电压互感器二次线圈,宜在开关场将二次线圈中性点经放电间隙或氧化锌阀片接地,其击穿电压峰值应大于30·Imax伏(Imax为电网接地故障时通过变电站的可能最大接地电流有效值,单位为kA)。应定期检查放电间隙或氧化锌阀片,防止造成电压二次回路多点接地的现象。 变电站论文:变电站综合自动化装置教学培训工作分析 论文关键词:变电站综合自动化;装置;硬件结构;插件;培训 论文摘要:本文说明了各种变电站综合自动化装置的硬件具有相同的典型结构,讨论了模拟量的输入/输出回路,开关量输入及输出电路,微型机系统和变电站综合自动化算法,人机对话、、通信和电源插件,操作回路等各部分培训的内容、作用和培训方法,并具体介绍了测控装置。 在变电站综合自动化培训教学中,学员要熟悉变压器、线路、电容器等设备的保护装置、测控装置、保护测控装置及各种自动控制装置。若在每个具体装置中都全面介绍装置的结构和工作原理,不但重复太多,浪费时间,而且也不容易全面深人地介绍清楚,且不利于学员理解掌握。因此在培训中,都要对各种装置的共性部分进行统一介绍,即介绍装置的基本结构、原理与接线。下面就装置部分教学培训工作进行IV"结,与大家分享。 一、装置的典型硬件结构 装置部分教学培训中,首先要把装置的典型硬件结构弄清楚。成套的综合自动化系统中微机保护系统、监控系统、自动控制系统等装置都是由若干模块组成的,它们的硬件结构都是大同小异,所不同的是软件及硬件模块化的组合与数量不同。一个变电站综合自动化系统中各种子系统的典型硬件结构主要包括模拟量输人/输出回路、开关量输人/输出回路、微机系统、人机对话接口回路、通信回路和电源,如图1所示。 装置采用统一硬件平台,变电站综合自动化装置硬件采用整体面板、国际标准机箱。装置强弱电彻底分离,CPU板采用印刷板、表面装贴技术,提高了装置的可靠性。可自检和互检,同时减少各部分的关联性。通信接口方式选择灵活,与变电站自动化系统配合,可实现远方定值修改和切换、事件记录及录波数据上传、压板遥控投退和遥测、遥信、遥控跳合闸。可通过变电站监控系统对保护装置所具有的功能实施全遥控操作。装置采用统一软件平台,缩短了产品的研发周期,延长了产品的市场生命周期,从“作坊生产阶段”进人到“大规模生产阶段”。装置采用统一数据库处理,在设计装置功能模块时提炼不同功能应用信息的共性,建立一个统一的应用功能数据机构模块,包含每种功能所需的一切信息,形成功能程序的统一的开发平台,降低了功能模块程序开发的难度,提高了功能模块程序的可靠性。 二、模拟量的输入/输出回路 1.模拟量的输入电路 变电站综合自动化系统采集的一次设备的电流、电压、有功功率、无功功率、温度等都是属于模拟量,由于微机只能识别数字量,故模拟信号必须转换成数字信号才能输人到微机中进行处理。典型的模拟量输人电路的结构框图如图2所示,主要包括电压形成电路、低通滤波电路、采样电路、多路转换开关及A/D变换芯片五部执电压形成电路除了起电量变换作用外,另一个重要作用是将一次设备的电流互感器TA、电压互感器TV的二次回路与微机A/D转换系统完全隔离,提高抗干扰能力。通过低通滤波器与采样定理、采样保持器、模拟量多路转换开关、模/数变换(A/D)的详细讲解,使学员熟悉模拟量输人电路如何隔离、规范输入电压及完成模/数变换、与CPU接口,完成数据采集任务。 为了使学员更好地理解和掌握培训内容,讲变换器时向学员展示变换器插件实物,讲清楚变换器的输人信号和输出信号。讲解低通滤波时也将实物插件展示给学员,理论联系实际,可取得很好的培训效果。 2模拟量输出电路 培训中简要说明模拟量输出电路的组成、数/模(D/A)转换器工作原理。模拟量输出电路的作用是把微型机系统输出的数字量转换成模拟量输出,该任务主要由数/模(D/A)变换器来完成。由于D/A转换器需要一定的转换时间,在转换期间,输人待转换的数字量应该保持不变,而微型机系统输出 的数据在数据总线上稳定的时间很短,因此在微机系统与D/A换器间必须用锁存器来保持数字量的稳定,经过D/A转换器得到的模拟信号一般要经过低通滤波器,使其输出波形平滑,同时为了能驱动受控设备,可以采用功率放大器作为模拟量输出的驱动电践 D/A转换器的作用是将二进制的数字量转换为相应的模拟量,其主要部件是电阻开关网络和集成运算放大器。 三、开关量输入及输出电路 开关量输人、输出电路是非常重要的教学内容。学员只有明白了断路器、变压器分接头的位置状态是如何被采集和输出后才能更好地工作。 在变电站综合自动化系统的数据采集中,除模拟信号外,还有大量的以二进制数字变化为特点的信号,如隔离开关、断路器的状态,按钮、普通的开关、刀闸、断路器的触点以及人机联系的功能键的状态等,称为开关量。 1.开关量输入电路 开关量输入电路的基本功能就是将变电站内需要的状态信号引人微机系统,如断路器状态、继电保护信号等。开关量输人电路由消抖滤波电路、信号调节电路、控制逻辑电路、驱动电路、地址译码电路、隔离电路等组成。培训中讲清消抖滤波电路与信号调节电路、电隔离技术的应用、驱动控制与端口地址译码问题,特别是要了解简单的开关量输人电路。开关量信号都是成组并行输人(出)微机系统的,每组一般为微机系统的字节,即8, 16或32位,对于断路器、隔离开关等开关量的状态,体现在开关量信号的每一位上,如断路器的分、合两种工作状态,可用0, 1表示。简单的开关量输人电路包括断路器和隔离开关的辅助触点、跳合闸位置继电器触点、有载调压变压器的分接头位置等输入、外部装置闭锁重合闸触点输人、装置上连接片位置输入等回路。 2开关量输出回路 开关量输出电路主要是将CPU送出的数字信号或数据进行显示、控制或调节,如断路器跳闸命令和屏幕显示、报警信号等。开关量输出电路与输人电路基本一样。简单的开关量输出主要包括保护的跳闸出口以及本地和中央信号等,一般都采用并行接口的输出来控制有触点继电器(干簧或密封小中间继电器)的方法,但为提高抗干扰能力,最好也经过一级光电隔离。 四、微型机系统和变电站综合自动化算法 微型机系统的CPU是由一片大规模集成电路芯片制成,不仅能进行算法逻辑运算,还能执行各种控制功能。配备一定容量的存储器、输人/输出设备的接口电路及系统总线。计算机监控系统都应具有数据采集和输出控制部分,这两个部分构成了基本测控单元的主要内容。数字信号处理器(DSP)是一种经过优化后用于处理实时信号的微控制器。 在变电站综合自动化系统中,计算机对采样值进行分析、计算得到所需的电流、电压的有效值和相位以及有功功率、无功功率等量,或者算出它们的序分量,或者线路和元件的视在阻抗,或者某次谐波的大小和相位等,并根据这些参数的计算结果以及定值,通过比较判断决定装置的动作行为,而完成上述分析计算和比较判断以实现各种预期功能的方法就称为变电站综合自动化系统算法。其主要任务是如何从包含有噪声分量的输入信号中快速、准确地计算出所需的各种电气量参数。培训中要说明研究算法的目的主要是提高运算的精确度和提高运算的速度。算法的运算速度将影响自动化装置检测量的检测和自动化装置的动作速度。变电站综合自动化系统中保护和监控对算法有不同要求。 五、人机对话、通信和电源插件 1.人机时话 人机对话的主要内容有显示画面与数据(包括时间、日期);单线图的状态、潮流信息;报警画面与提示信息;事件顺序记录。事故记录;趋势记录;装置工况状态显示;保护整定值;控制系统的配置显示,包括退出运行的装置的显示以及信号流程图表;值班记录;控制系统的设定显示等。主要介绍人机对话微型机系统的硬件原理、键盘响应电路、屏幕(液晶)显示电路、打印机的接口电路、多机通信和巡检开关、人机对话插件等。重点讲清人机界面操作和命令菜单使用说明。 2.通信插件 通信插件承担着装置的管理和通信任务,是承接装置与夕卜界通信及交换信息的管理插件,如与面板、PC调试软件、监控后台、工程师站、远动、打印机等的联系,根据保护的配置组织上送遥测、遥信、SOE、事件报文和录波信息等。通信插件可根据需要设置有Lan网口、以太网口、RS485口和RS232口,满足不同监控和远动系统的要求。另外,还设置有GPS对时功能,可满足网络对时和脉冲对时方式的要求。 3.电源插件 每个装置均有一个独立的开关电源,向其他插件供电,此开关电源与插件面板构成电源插件(又叫电源模件)。培训中要重点说明输出电压的作用。输出电压十SV为CPU及其外围芯片提供工作电源;15V为模拟输人回路运放提供工作电源;+24V为开出、开人回路提供电源。 六、操作回路 培训中分两个方面介绍操作回路。一是介绍断路器操作回路的原理框图,让学员明白操作回路的基本原理;二是让学员看懂实际的操作回路。 1断路器操作回路的原理框图 首先介绍断路器操作回路总体上分为合闸回路和跳闸回路两大部分,介绍合闸回路和跳闸回路的工作过程。手动操作时可选择遥控操作或就地操作。当就地/遥控选择开关打至遥控”位置时在后台机上手动遥控操作;当就地/遥控选择开关打至“就地”位置时工作人员在装置上就地操作断路器。然后介绍自动操作时保护接点通过连接压板直接接人控制电源进行断路器操作,并介绍防跳回路的作用和原理。最后介绍位置信号、控制回路断线和事故信号。 2.断路器操作回路实例 断路器操作回路的原理框图与实际操作回路还有一些距离,为了学员更好地工作,还需要讲解断路器实例操作回路,如南瑞继保电气有限公司RSC-941A型装置操作回路和南自IOKV线路保护测控柜断路器操作回路。 七、测控装置 测控装置用于各种电压等级的变电站中,综合考虑变电站对数据采集、处理的要求,以微机技术实现数据采集、控制、信号等功能。采用现场测控网络与安装于控制室的中心设备连接,依靠变电站自动化系统的间隔测控单元实现全变电站的监控。装置完全按照间隔单元实现测量、记录、监视、控制等功能,能够满足各种电压等级的变电站综合自动化系统的要求。 1.测控装置硬件结构与功能 测控装置主要由交流变换插件、CPU插件、显示面板、通讯插件、开入开出插件、电源插件等模块构成。测控装置功能有开关量变位遥信;电压、电流的模拟量输入;断路器遥控分合,空接点输出,出口动作保持时间可程序设定;脉冲累加单元,空接点开入;遥控事件记录及事件SOE;支持行业标准通讯接口。 2.PSR650系列数字式综合测控装置 PSR650系列数字式综合测控装置适用于各电压等级变电站等测量控制领域,实现四遥及同期合闸等自动功能。 PSR650系列数字式综合测控装置为19英寸机箱装置配置,2一3块交流采集模件(AC),共采集12路电流、12路电压、1块直流温度采集模件(DC, TDC)可选,共12路采集、2块数字量采集模件(DI),共40路采集(包括脉冲量采集);2块智能控制模件(OUT),共20路开接点输出;CPU模件、POWER模件各一块。该装置插件图如图3所示。 PSR652数字式综合测控单元面板由液晶显示屏、二级管指示灶复归按钮和键盘等四部分组成。PSR 650系列数字式综合测控装置的键盘操作和液晶显示界面采用对话框结合菜单式操作方式。 八、总结 培训过程中从一般到特殊,再由特殊到一般。先讲授一般装置的原理与组成,再讲一个具体的测控装置的组成、原理、特点、功能。针对受训人员所在的工作环境、所使用的设备及上述电路的实物插件,拍一些相关实物图片放在课件里,让学员摸得着、看得见,以便更好地实施培训。培训的目的是为了实现知识更新,知识更新包含两个内容:理论学习和实践技能学习。“读书是学习,使用也是学习,而且是更重要的学习。”“精通的目的全在于应用。”培训更是体现在应用中。职工培训注重实际及相关技能的培养是职工培训与传统学校教育最大的不同之处,也是职工培训的特性所在。培训内容的安排、培训过程的实施、培训方式的设计等都应充分体现这一理念。学习内容不是固定不变,而是根据公司的实际情况作相应的变化,即从标准模式到量身定做,直接使用实际案例,案例分析要与当前的业务相结合。在教学形式上,强调业务导向、结果导向和日常工作导向,现场培训采用团队学习、专题讨论等方式,很好地促进了技能的传播,使员工具有多种技能。 几年的培训实践表明,要做好培训,培训师的学习力要强,要不断更新知识和观念,在课程中充实新的理论和案例,理论联系实际,培训方法多样,案例教学效果会更好。通过培训使员工的理论水平和实践技能综合素质得到提升,从而进一步提升企业竟争力。 变电站论文:变电站综合自动化系统存在的问题 摘要: 近年来,随着“两网”改造的深入和电网运行水平的提高,大量采用远方集中监视、控制等变电站综合自动化系统,既提高了劳动生产率,又减少了人为误操作的可能。采用变电站综合自动化技术是计算机和通信技术应用的方向,也是电网发展的趋势,但同样也不可避免地带来了一些问题,如变电站综合自动化系统的技术标准问题,以及运行和检修的管理体制等问题。基于运行经验,该文介绍了变电站综合自动化系统,从技术、管理、人员素质等方面阐述了当前变电站综合自动化系统实际应用中存在的若干问题,并针对这些问题提出了一些建议。 关键词: 变电站综合自动化系统;站内监控功能;通信规约;设备选型 变电站综合自动化系统自20世纪90年代以来,一直是我国电力行业中的热点之一。它既是电力建设的需要也是市场的需要,我国每年变电站的数量以3%~5%的速度增长,每年有千百座新建变电站投入运行;同时根据电网的要求,每年又有不少变电站进行技术改造,以提高自动化水平。近几年来我国变电站综合自动化技术,无论从国外引进的,还是国内自行开发研制的系统,在技术和数量上都有显著的发展。 但工程实际当中,部分变电站综合自动化系统功能还不能充分发挥出来,存在问题较多,缺陷率很高,不能实现真正的无人值班。 1 变电站综合自动化系统的现状及其存在的问题 1.1 技术标准问题 目前变电站综合自动化系统的设计还没有统一标准,因此标准问题(其中包括技术标准、自动化系统模式、管理标准等问题)是当前迫切需要解决的问题。 1.1.1 生产厂家的问题 目前在变电站综合自动化系统选型当中存在着如所选系统功能不够全面,产品质量不过关,系统性能指标达不到要求等情况,主要有以下问题: •由于变电站综合自动化设备的生产厂家过分重视经济利益,用户又过分追求技术含量,而不重视产品的性能及实用性,因而一批技术含量虽较高,但产品并不过关,甚至结构、可靠性很差的所谓高技术产品不断被使用。厂家只要有人买就生产,改进的积极性不高,甚至有些产品生产过程中缺乏起码的质量保证措施,有些外购部件更是缺乏管理,因而导致部分投产的变电站问题较多; •有些厂家就某产品只搞技术鉴定,没搞产品鉴定; •另外,生产厂家对变电站综合自动化系统的功能、作用、结构及各项技术性能指标宣传和介绍不够,导致电力企业内部专业人员对系统认识不透彻,造成设计漏洞较多。 1.1.2 不同产品的接口问题 接口是综合自动化系统中非常重要而又长期以来未得到妥善解决的问题之一,包括RTU、保护、小电流接地装置、故障录波、无功装置等与通信控制器、通信控制器与主站、通信控制器与模拟盘等设备之间的通信。这些不同厂家的产品要在数据接口方面沟通,需花费软件人员很大精力去协调数据格式、通信规约等问题。当不同厂家的产品、种类很多时,问题会很严重。 如果所有厂家的自动化产品的数据接口遵循统一的、开放的数据接口标准,则上述问题可得到圆满解决,用户可以根据各种产品的特点进行选择,以满足自身的使用要求。 1.1.3 抗干扰问题 关于变电站综合自动化系统的抗干扰问题,亦即所谓的电磁兼容问题,是一个非常重要然而却常常被忽视的方面。传统上的变电站综合自动化设备出厂时抗干扰试验手段相当原始,仅仅做一些开关、电焊机、风扇、手提电话等定性实验,到现场后往往也只加上开合断路器的试验,一直没有一个定量的指标,这是一个极大的隐患。 变电站综合自动化系统的抗干扰措施是保证综合自动化系统可靠和稳定运行的基础,选择时应注意, 合格的自动化产品,除满足一般检验项目外,主要还应通过高低温试验、耐湿热试验、雷电冲击电压试验、动模试验,而且还要重点通过四项电磁兼容试验,分别是:1 MHz脉冲干扰试验、静电放电干扰试验、辐射电磁场干扰试验、快速瞬变干扰试验。 1.1.4 传输规约和传输网络的选择问题 变电站和调度中心之间的传输规约。目前国内各个地方情况不统一,变电站和调度中心之间的信息传输采用各种形式的规约,如部颁CDT、SC-1801、DNP3.0等。 1995年IEC为了在兼容的设备之间达到互换的目的,颁布了IEC 60870-5-101传输规约,为了使我国尽快采用远动传输的国际标准,1997年原电力部颁布了国际101规约的国内版本DL/T 634-1997,并在1998年的桂林会议上进行了。该规约为调度端和站端之间的信息传输制定了标准,今后站端变电站综合自动化设备与远方调度传输协议应采用101规约。 站内局域网的通信规约。目前许多生产厂家各自为政,造成不同厂家设备通信连接的困难和以后维护的隐患。 1997年IEC颁布了IEC 60870-5-103规约,国家经贸委在1999年颁布了国际103规约的国内版本DL/T 667-1999,并在2000年的南昌会议上进行了,103规约为继电保护和间隔层(IED)设备与变电站层设备间 的数据通信传输规定了标准,今后变电站综合自动化系统站内协议要求采用103规约。 电力系统的电能计量传输规约。对于电能计量采集传输系统,IEC在1996年颁布的IEC 60870-5-102标准,即我国电力行业标准DL/T 719-2000,是我们在实施变电站电能计量系统时需要遵守的。 上述的三个标准即常说的101、102、103协议,运用于三层参考模型(EPA)即物理层、链路层、应用层结构之上,是相当一段时间里指导变电站综合自动化技术发展的三个重要标准。这些国际标准是按照非平衡式和平衡式传输远动信息的需要制定的,完全能满足电力系统中各种网络拓扑结构,将得到广泛应用。 IECTC57即将制定无缝远动通信体系结构,具有应用开放和网络开放统一的传输协议 IEC 61850。该协议将是变电站(RTU或者变电站综合自动化系统)到控制中心的唯一通信协议,也是变电站综合自动化系统,甚至控制中心的唯一的通信协议。目前各个公司使用的标准尚不统一,系统互联和互操作性差,因此,在变电站综合自动化系统建设和设备选型上应考虑传输规约问题,即在变电站和控制中心之间应使用101规约,在变电站内部应使用103规约,电能量计量计费系统应使用102规约。新的国际标准IEC 61850颁布之后,变电站综合自动化系统从过程层到控制中心将使用统一的通信协议。 1.1.5 开放性问题 变电站综合自动化系统应能实现不同厂家生产的设备的互操作性(互换性);系统应能包容变电站自动化技术新的发展要求;还必须考虑和支持变电站运行功能的要求。而现有的变电站综合自动化系统却不能满足这样的要求,各厂家的设备之间接口困难,甚至不能连接,从而造成各厂家各自为政,重复开发,浪费了大量的财力物力。 另外,各种屏体及设备的组织方式不尽相同,给维护和管理带来许多问题。 在我们现有的综合自动化设备中,厂家数量较多,各厂不同系列的产品造成产品型号复杂,备品备件难以实现,设备运行率低的问题。 1.2 组织模式选择的问题 变电站综合自动化系统实现的方案随着变电站的规模、复杂性、变电站在电力系统的重要地位、所要求的可靠性以及变电层和过程层总线的数据流率的不同而变化。如果一个变电站综合自动化系统模式选择合适的话,不仅可以节省投资、节约材料,而且由于系统功能全、质量高、其可靠性高、可信度大,更便于运行操作。因此,把好变电站综合自动化系统的选择关,意义十分重大。 目前应用较广泛的变电站综合自动化系统的结构形式主要有集中式、分散与集中相结合和全分散式三种类型。现将三种结构形式的特点简述如下。 集中式:集中式结构的变电站综合自动化系统是指采用不同档次的计算机,扩展其外围接口电路,集中采集变电站的模拟量、开关量和数字量等信息,集中进行计算与处理,分别完成微机控制、微机保护和一些自动控制等功能。这种系统结构紧凑、体积小、可减少占地面积、造价低,适用于对35 kV或规模较小的变电站,但运行可靠性较差,组态不灵活。 分散与集中相结合:分散与集中相结合的变电站综合自动化系统是将配电线路的保护和测控单元分散安装在开关柜内,而高压线路和主变压器保护装置等采用集中组屏的系统结构。此结构形式较常用,它有如下特点: •10~35 kV 馈线保护采用分散式结构,就地安装,可节约控制电缆,通过现场总线与保护管理机交换信息。 •高压线路保护和变压器保护采用集中组屏结构,保护屏安装在控制室或保护室中,同样通过现场总线与保护管理机通信,使这些重要的保护装置处于比较好的工作环境,对可靠性较为有利。 •其他自动装置中,如备用电源自投控制装置和电压、无功综合控制装置采用集中组屏结构,安装于控制室或保护室中。 全分散式:全分散式的变电站综合自动化系统是以一次主设备如开关、变压器、母线等为安装单位,将控制、I/O、闭锁、保护等单元分散,就地安装在一次主设备屏(柜)上。站控单元通过串行口与各一次设备相连,并与管理机和远方调度中心通信。它有如下特点: •简化了变电站二次部分的配置,大大缩小了控制室的面积。 •减少了施工和设备安装工程量。由于安装在开关柜的保护和测控单元在开关柜出厂前已由厂家安装和调试完毕,再加上铺设电缆的数量大大减少,因此现场施工、安装和调试的工期随之缩短。 •简化了变电站二次设备之间的互连线,节省了大量连接电缆。 •全分散式结构可靠性高,组态灵活,检修方便,且抗干扰能力强,可靠性高。 上述三种变电站综合自动化系统的推出,虽有时间先后,但并不存在前后替代的情况,变电站结构形式的选择应根据各种系统特点和变电站的实际情况,予以选配。如以RTU为基础的变电站综合自动化系统可用于已建变电站的自动化改造,而分散式变电站综合自动化系统,更适用于新建变电站。 由于微处理器和通信技术的迅猛发展,变电站综合自动化系统的技术水平有了很大的提高,结构体系不断完善,全分散式自动化系统的出现为变电站综合自动化系统的选型提供了一个更广阔的选择余地。伴随着变电站综合自动化系统应用的增多,无论是新建、扩建或技改工程,其综合自动化系统的选型都应该严格执行有关选型规定,力求做到选型规范化。经选用的变电站自动化系统不仅要技术先进、功能齐全、性能价格比高,系统的可扩展性和适用性好,而且要求生产厂家具有相当技术实力,有一定运行业绩和完整的质量保证体系、完善的售后服务体系。 1.3 电力管理体制与变电站综合自动化系统关系问题 变电站综合自动化系统的建设,使得继电保护、远动、计量、变电运行等各专业相互渗透,传统的技术分工、专业管理已经不能适应变电站综合自动化技术的发展,变电站远动与保护专业虽然有明确的专业设备划分,但其内部联系已经成为不可分割的整体,一旦有设备缺陷均需要两个专业同时到达现场检查分析,有时会发生推诿责任的情况,造成极大的人力资源浪费,而且两专业衔接部分的许多缺陷问题成为“两不管地带”,不利于开展工作。 在专业管理上,变电站综合自动化设备的运行、检修、检测,尤其是远动系统的实时性、遥测精度、遥信变位响应速度、信号复归和事故总信号等问题仍需要规范和加强;对传动实验及通道联测的实现、软件资料备份等问题提出了新的课题内容。 1.4 运行维护人员水平不高的问题 解决好现行的变电站综合自动化系统管理体制和技术标准等问题的同时,还要培养出一批高素质的专业队伍。 目前,变电站综合自动化系统绝大部分设备的维护依靠厂家,在专业管理上几乎没有专业队伍,出了设备缺陷即通知相应的厂家来处理,从而造成缺陷处理不及时等一系列问题。 要想维护、管理好变电站综合自动化系统,首先要成立一只专业化的队伍,培养出一批能跨学科的复合型人才,加宽相关专业之间的了解和学习。 其次,变电站综合自动化专业的划分应尽快明确,杜绝各基层单位“谁都管但谁都不管”的现象。变电站综合自动化专业的明确,对于加强电网管理水平,防止电网事故具有重大意义。 2 结束语 近年来,通信技术和计算机技术的迅猛发展,给变电站综合自动化技术水平的提高注入了新的活力,变电站综合自动化技术正在朝着网络化、综合智能化、多媒体化的方向发展。 鉴于变电站综合自动化系统当前还缺乏一个统一的国家标准,这就需要与之相关的各岗位的电力工作者 在实际操作过程中不断总结经验,找到其规律性,不能因循守旧,而应根据具体情况,遵循科学、严谨的工作原则,用发展的眼光来进行变电站综合自动化系统的建设,以保证电网安全、经济、优质地运行。 变电站论文:变电站综合自动化通信网络的设计与实现 摘 要: 本文论述了一种变电站综合自动化系统通信网络的设计。该通信系统具有信息传送效率高,安全、可靠性好,可扩展性强的特点。通信软件应用RTOS开发平台,采用先进的、标准的和成熟的通信网络技术,充分考虑网络的开放性、可扩充性等相关问题,并已成功应用于多家变电站。 关键词: 变电站综合自动化 通信网 接口 实时多任务操作系统 0. 引言 变电站是输配电系统中的重要环节,是电网的主要监控点。近年来,随着我国经济高速发展,电压等级和电网复杂程度也大大的提高。传统变电站一次设备和二次设备已无法满足降低变电站造价和提高变电站安全与经济运行水平这两方面的要求。 而现在变电站所采用的综合自动化技术是将站内继电保护,监控系统,信号采集,远动系统等结合为一个整体,使硬件资源共享,用不同的模式软件来实现常规设备的各种功能。用局域网来代替电缆,用主动模式来代替常规设备的被动模式。具有可靠、安全、便于维护等特点。 分散分层分布式是变电站综合自动化系统的发展方向,这就对通信的可靠性提出了更高的要求,选择一个可靠、高效的网络结构,是解决问题关键。90年代中期,国内外曾掀起一场“现场总线热”,但是由于技术上的原因以及采用设备总线时信息量大且传输较慢的特点,造成了现场总线存在多种标准,阻碍了其发展。以太网经过若干年的发展,技术上日臻成熟。随着嵌入式以太网微处理器的发展,以太网已十分便利的应用于变电站综合自动化系统。以太网具有高速、可靠、安全、灵活的特点,使其在变电站综合自动化系统中有广阔的应用前景。 1. 变电站通信系统结构 系统结构示意图如图1所示。 从图上可以看出: 1)管理和控制一体化局域网将无可争议地选用以太网。 2)间隔级控制总线在FF-H2总线尚未成熟的情况下,工业级以太网和Profibus MMS(Manufacturing Messageing Specification制造厂信息规范)将是一个比较好的选择。 3)可编程逻辑控制器PLC被发展成PCC(Programable computer controller),即用智能模块实现逻辑及自动控制功能,它比常规的PLC具有可交流采样、通讯组态方便等优点。 2. 变电站综合自动化系统通信网的基本设计原则 通信在变电站综合自动化占有重要的地位。其内容包括当地采集控制单元与变电站监控管理层之间的通信,变电站当地与远方调度中心之间的通信。系统通讯网架的设计是十分关键的,本文从以下方面考虑变电自动化系统通信网的设计: 1)电力系统的连续性和重要性,通讯网的可靠性是第一位的。 2)系统通讯网应能使通讯负荷合理分配,保证不出现“瓶颈”现象,保证通讯负荷不过载,应采用分层分布式通讯结构。此外应对站内通讯网的信息性能合理划分,根据数据的特征是要求实时的,还是没有实时性要求以及实时性指标的高低进行处理。另外系统通信网设计应满足组合灵活,可扩展性好,维修调试方便的要求。 3)应尽量采用国际标准的通信接口,技术上设计原则是兼容目前各种标准的通信接口,并考虑系统升级的方便。 4)应考虑针对不同类型的变电所的实际情况和具体特点,系统通信网络的拓扑结构是 灵活多样的且具有延续性。 5)系统通信网络应采用符合国际标准的通信协议和通信规约。 6)对于通信媒介的选用,设计原则是在技术要求上支持采用光纤,但实际工程中也考虑以屏蔽电缆为主要的通信媒介。 7)为加速产品的开发,保持对用户持续的软件支持,对用户提出的建议及要求的快速响应,就要求摆脱小作坊式的软件开发模式,使软件开发从“小作坊阶段”进入“大生产阶段”, 采用先进的通信处理器软件开发平台实时多任务操作系统RTOS并开发应用与其之上的通信软件平台。 3. 通信网的软硬件安装 3.1.硬件的选择 为了保证通信网的可靠性,通信网构成芯片必须保证在工业级以上,以满足湿度、温度和电磁干扰等环境要求。通讯CPU采用摩托罗拉公司或西门子公司的工控级芯片,通讯介质选择屏蔽电缆或光纤。 3.2. 接口程序 采用国际标准的通信接口,技术上设计原则是兼容目前各种标准的通信接口,并考虑系统升级的方便。装置通信CPU除保留标准的RS232/485口用于系统调试维护外,其它各种接口采用插板式结构,设计支持以下三类共七种方式:标准RS485接口,考虑双绞线总线型和光纤星型耦合型;标准 Profibus FMS 接口,考虑双绞线总线型、光纤环网、光纤冗余双环网;标准Ethernet ,考虑双绞线星型和光纤星型(通信管理单元考虑以上两种类型的双冗余配置)。 3.3. 通信协议和通信规约 系统通信网络应采用符合国际标准的通信协议和通信规约,应建立符合变电站综合自动化系统结构的计算机间的网络通讯,根据变电站自动化系统的实际要求,在保证可靠性及功能要求的基础上,尽量注意开放性及可扩充性,并且所选择的网络应具有一定的技术先进性和通用性,尽量靠国际标准。长期以来,不同的变电站监控系统采用不同的通信协议和通信规约,如何实现不同系统的互连和信息共享成为一个棘手的问题,应采用规范化、符合国际标准的通信协议和规约。为此在系统中选用了应用于RS485网络的IEC61870-5-103规约、应用于Profibus 的MMS行规以及应用于TCP/IP上的MMS行规。它们都具有可靠性、可互操作性、安全性、灵活性等特点。 4.通信软件的设计与实现 通信软件的设计涉及到多种设备的配合问题,本文只以DF3003变电站综合自动化系统的通信网络为例,介绍变电站综合自动化系统通信软件设计与运行原理。 4.1. 软件功能与运行原理 在DF3003变电站综合自动化系统中,采用二级分层分布式网络。针对110KV中压变电站的要求,我们可采取图2所示的组网方式。后台与主站都是一种监控系统,其主要功能为监视各智能单元的运行状态,并能对各智能单元进行控制。而监控系统为完成其主要功能所需要的各种数据都是由通讯转换器DF3211或保护管理单元DF3210来提供的。因此,从数据流控制的角度来看,通讯程序主要完成智能单元运行状态信息的上报和监控系统控制信息的下发两种功能。智能单元的运行状态信息一般包括遥测数据、遥信数据、电度数据、突发数据等。监控系统的控制信息则包括遥控命令、对时命令、查询命令等。本文中的变电自动化系统通讯程序所要完成的数据结构与函数过程如图3所示。 4.2. 软件开发平台——RTOS 随着应用的复杂化,对控制精度、智能化程度的要求越来越高,一个微处理器往往要同时完成很多任务。体现在变电站自动化通信产品中,由于信息采集量越来越大,信息交换越来越频繁,简单地用单一任务来轮询,往往造成通信的“瓶颈”现象,如保护和测量设备采集到的实时信息无法及时向上传递。多任务编程的特点是:程序在功能上以任务的形式存在, 各个任务之间相对独立,可通过操作系统提供的资源,进行任务间的信息交换和相互控制,可通过优先级、时间片来控制各任务执行的顺序。多任务编程的特点打破了传统软件顺序执行的框架,便于程序的系统开发、调试及维护。实时多任务操作系统RTOS(Real Time Operating System)是面向21世纪嵌入式设计的基础和标准开发平台。高性能软件开发平台可以使嵌入式软件程序的开发进入规模化和产业化生产。有了高性能开发平台,可以极大的提高软件开发的效率,RTOS体现了一种新的系统设计思想和一个开放的软件框架,在此基础上,可以设计一种更为通用的通用软件平台,软件工程师可以在不大量变动系统其他任务的情况下增加或删除一个通信规约;一个大项目开发的过程中,可以有多个工程师同时进行系统的软件开发,各个人之间只要制订好规程和协议即可,既缩短了开发时间,又降低了最终通信软件产品对于具体某个人的依赖性。 4.3. 与因特网结合 通信管理单元提供内置的WEB-SERVER,可动态向外部系统数据,这部分可采用在RTOS之上外购WEB—SERVER模块来开发完成,更为方便的是,在设置各种系统参数和浏览现场实时数据时,只需要一个标准的浏览器软件,如Microsoft 的IE即可。 5. 改进的网架结构 当变电综合自动化系统中的通信可靠性要求进一步提高时,可采用图4所示的网架结构。即对通信管理单元和通道实行主备切换的模式,但这种模式对通信管理单元和通信切换器的要求较高。在这种模式下,当通信管理单元损坏或通道故障时均得到切换,因此这种模式更可靠、更安全。 6.结论 本文所述的变电站综合自动化通信系统采用代表国际技术发展潮流,先进的、标准的和成熟的通信网络技术。采用双网网络,双机热备用,光纤双环冗余自愈系统,采用国际标准通信规约协议,充分考虑网络的开放性、可扩充性及工程化的相关问题。本通信系统具有速度快,可靠性高,可扩展性强等特点,已经成功的应用于多家变电站。 变电站论文:变电站综合自动化系统的几点理解及认识 摘要:本文讨论了变电站综合自动化有关的技术要求和基本的功能配置,结合我国变电站自动化的研究及应用现状,对其在工程应用中存在的问题进行了探讨,并提出相应的理解及认识。 关键词:变电站,综合自动化,功能,智能单元 1. 引言 近年来,随着电网运行水平的提高,各级调度中心要求更多的信息,以便及时掌握电网及变电站的运行情况,提高变电站的可控性,进而要求更多地采用远方集中控制,操作,反事故措施等,即采用无人值班的管理模式,以提高劳动生产率,减少人为误操作的可能,提高运行的可靠性。另一方面,当代计算机技术,通讯技术等先进技术手段的应用,已改变了传统二次设备的模式,为简化系统,信息共享,减少电缆,减少占地面积,降低造价等方面已改变了变电站运行的面貌。基于上述原因,变电站自动化由“热门话题”已转向了实用化阶段,电力行业各有关部门把变电站自动化做为一项新技术革新手段应用于电力系统运行中来,各大专业厂家亦把变电站自动化系统的开发做为重点开发项目,不断地完善和改进相应地推出各具特色的变电站综合自动化系统,以满足电力系统中的要求。 国外从80年代初开始进行研究开发,到目前为止,各大电力设备公司都陆续地推出系列化的产品。如ABB,SIEMENS,HARRIS等公司,90年代以来,世界各国新建变电站大部分采用了全数字化的二次设备;相应地采用了变电站自动化技术;我国开展变电站综合自动化的研究及开发相比世界发达国家较晚,但随着数字化保护设备的成熟及广泛应用,调度自动化系统的成熟应用,变电站自动化系统已被电力系统用户接受使用,但在电力部门使用过程中大致有两方面的原则:一是中低压变电站采用自动化系统,以便更好地实施无人值班,达到减人增效的目的;二是对高压变电站(220kV及以上)的建设和设计来说,是要求用先进的控制方式,解决各专业在技术上分散、自成系统,重复投资,甚至影响运行可靠性。并且在实际的工程中尚存在以下主要问题: (1)功能重复,表现在计量,远动和当地监测系统所用的变送器各自设置,加大了CT,PT负载,投资增加,并且还造成数据测量的不一致性;远动装置和微机监测系统一个受制于调度所,一个是服务于当地监测,没有做到资源共享,增加了投资且使现场造成复杂性,影响系统的可靠性; (2) 缺乏系统化设计 而是以一种”拼凑”功能的方式构成系统,致使 整个系统的性能指标不高,部分功能及系统指标无法实现。 (3)对变电站综合自动化系统的工程设计缺乏规范性的要求,尤其是系统的各部分接口的通信规约,如涉及到不同厂家的产品,则问题更多,从而导致各系统的联调时间长,对将来的维护及运行都带来了极大的不便,进而影响了变电站自动化系统的投入率。 2. 变电站综合自动化系统应能实现的功能 2.1 微机保护:是对站内所有的电气设备进行保护,包括线路保护,变压器保护,母线保护,电容器保护及备自投,低频减载等安全自动装置。各类保护应具有下列功能: 1).故障记录 2).存储多套定值 3).显示和当地修改定值 4).与监控系统通信。根据监控系统命令发送故障信息,动作序列。当前整定值及自诊断信号。接收监控系统选择或修改定值,校对时钟等命令。通信应采用标准规约。 2.2 数据采集 包括状态数据,模拟数据和脉冲数据 1).状态量采集 状态量包括:断路器状态,隔离开关状态,变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号等。目前这些信号大部分采用光电隔离方式输入系统,也可通过通信方式获得。 保护动作信号则采用串行口(RS-232或RS485)或计算机局域网通过通信方式获得。 2).模拟量采集 常规变电站采集的典型模拟量包括:各段母线电压,线路电压,电流和功率值。馈线电流,电压和功率值,频率,相位等。此外还有变压器油温,变电站室温等非电量的采集。 模拟量采集精度应能满足SCADA系统的需要。 3).脉冲量 脉冲量主要是脉冲电度表的输出脉冲,也采用光电隔离方式与系统连接,内部用计数器统计脉冲个数,实现电能测量。 2.3 事件记录和故障录波测距 事件记录应包含保护动作序列记录,开关跳合记录。其SOE分辨率一般在1~10ms之间,以满足不同电压等级对SOE的要求。 变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现,一是集中式配置专用故障录波器,并能与监控系统通信。另一种是分散型,即由微机保护装置兼作记录及测距计算,再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。 2.4 控制和操作闭锁 操作人员可通过CRT屏幕对断路器,隔离开关,变压器分接头,电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备,在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。操作闭锁应具有以下内容: 1).电脑五防及闭锁系统 2).根据实时状态信息,自动实现断路器,刀闸的操作闭锁功能。 3).操作出口应具有同时操作闭锁功能 4).操作出口应具有跳合闭锁功能 2.5 同期检测和同期合闸 该功能可以分为手动和自动两种方式实现。可选择独立的同期设备实现,也可以由微机保护软件模块实现。 2.6 电压和无功的就地控制 无功和电压控制一般采用调整变压器分接头,投切电容器组,电抗器组,同步调相机等方式实现。操作方式可手动可自动,人工操作可就地控制或远方控制。 无功控制可由专门的无功控制设备实现,也可由监控系统根据保护装置测量的电压,无功和变压器抽头信号通过专用软件实现。 2.7 数据处理和记录 历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容,它包括上一级调度中心,变电管理和保护专业要求的数据,主要有: 1).断路器动作次数 2).断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数 3).输电线路的有功、无功,变压器的有功、无功、母线电压定时记录 的最大,最小值及其时间。 4).独立负荷有功、无功,每天的峰谷值及其时间 5).控制操作及修改整定值的记录 根据需要,该功能可在变电站当地全部实现,也可在远动操作中心或调度中心实现。 2.8 人机联系 2.9 系统的自诊断功能:系统内各插件应具有自诊断功能,自诊断信息也象被采集的数据一样周期性地送往后台机和远方调度中心或操作控制中心。 2.10与远方控制中心的通信 本功能在常规远动‘四遥’的基础上增加了远方修改整定保护定值、故障录波与测距信号的远传等,其信息量远大于传统的远动系统。 根据现场的要求,系统应具有通信通道的备用及切换功能,保证通信的可靠性,同时应具备同多个调度中心不同方式的通信接口,且各通信口及MODEM应相互独立。保护和故障录波信息可采用独立的通信与调度中心连接,通信规约应适应调度中心的要求,符合国标及IEC标准。 变电站综合自动化系统应具有同调度中心对时,统一时钟的功能,还应具有当地运行维护功能。 2.11 防火、保安系统。从设计原则而言,无人值班变电站应具有防火、保安措施。 3.变电站综合自动化的结构及模式 3.1 目前从国内、外变电站综合自动化的开展情况而言,大致存在以下几种结构: 1).分布式系统结构 按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备,将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。这里所谈的‘分布’是按变电站资源物理上的分布(未强调地理分布),强调的是从计算机的角度来研究分布问题的。这是一种较为理想的结构,要做到完全分布式结构,在可扩展性、通用性及开放性方面都具有较强的优势,然而在实际的工程应用及技术实现上就会遇到许多目前难以解决的问题,如在分散安装布置时,恶劣运行环境、抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上存在的问题等等,就目前技术而言还不够十分成熟,一味地追求完全分布式结构,忽略工程实用性是不必要的。 2).集中式系统结构 系统的硬件装置、数据处理均集中配置,采用由前置机和后台机构成的集控式结构,由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能,后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。目前国内许多的厂家尚属于这种结构方式,这种结构有以下不足:前置管理机任务繁重、引线多,是一个信息‘瓶颈’,降低了整个系统的可靠性,即在前置机故障情况下,将失去当地及远方的所有信息及功能,另外仍不能从工程设计角度上节约开支,仍需铺设电缆,并且扩展一些自动化需求的功能较难。在此值得一提的是这种结构形成的原由,变电站二次产品早期开发过程是按保护、测量、控制和通信部分分类、独立开发,没有从整个系统设计的指导思想下进行,随着技术的进步及电力系统自动化的要求,在进行变电站自动化工程的设计时,大多采用的是按功能‘拼凑’的方式开展,从而导致系统的性能指标下降以及出现许多无法解决的工程问题。 3).分层分布式结构 按变电站的控制层次和对象设置全站控制级(站级)和就地单元控制级(段级)的二层式分布控制系统结构。 站级系统大致包括站控系统(SCS)、站监视系统(SMS)、站工程师工作台(EWS)及同调度中心的通信系统(RTU): 站控系统(SCS):应具有快速的信息响应能力及相应的信息处理分析功能,完成站内的运行管理及控制(包括就地及远方控制管理两种方式),例如事件记录、开关控制及SCADA的数据收集功能。 站监视系统(SMS):应对站内所有运行设备进行监测,为站控系统提供运行状态及异常信息,即提供全面的运行信息功能,如扰动记录、站内设备运行状态、二次设备投入/退出状态及设备的额定参数等。 站工程师工作台(EWS):可对站内设备进行状态检查、参数整定、调试检验等功能,也可以用便携机进行就地及远端的维护工作。 上面是按大致功能基本分块,硬件可根据功能及信息特征在一台站控计算机中实现,也可以两台双备用,也可以按功能分别布置,但应能够共享数据信息,具有多任务时实处理功能。 段级在横向按站内一次设备(变压器或线路等)面向对象的分布式配置,在功能分配上,本着尽量下放的原则,即凡是可以在本间隔就地完成的功能决不依赖通讯网,特殊功能例外,如分散式录波及小电流接地选线等功能的实现。 这种结构相比集中式处理的系统具有以下明显的优点: (1)可靠性提高,任一部分设备故障只影响局部,即将‘危险’分散,当站级系统或网络故障,只影响到监控部分,而最重要的保护、控制功能在段级仍可继续运行;段级的任一智能单元损坏不应导致全站的通信中断,比如长期霸占全站的通信网络。 (2) 可扩展性和开放性较高,利于工程的设计及应用。 (3) 站内二次设备所需的电缆大大减少,节约投资也简化了调试维护。 3.2 基本的模式 1).基本配置: (1) 集中处理集中布置:将集控式屏、台都集中布置在主控制室。 (2) 分布处理集中布置:将分布式单功能设备集中组屏仍集中布置在主控制室。 (3) 分布处理分散布置:将分布式单功能设备布置在一次设备的机柜内或采用就地就近组屏分散设置的方式。 2).基本模式: (1) 对于新建变电站的自动化系统的设计方式: A.对于容量较大、设备进出线回路数较多、供电地位重要且投资较好的变电站,可采用分层分布式结构的双机备用系统,辅之相应的保护、测量、控制及监测功能,并完成远方RTU的功能。 B.对于容量较小,主接线简单,供电连续性要求不高的变电站,宜取消常规的配置及前置机,采用单机系统,完成保护、测量、控制等功能的管理,并完成远方RTU的功能。 (2) 对于扩建及改造现有的按常规二次系统设计的自动化系统设计方式: A.改造项目可采用新配置的具有三遥(或四遥)功能的RTU,完成对老站保护动作信息、设备运行状态及部分功能的测量,并对原有的常规二次设备进行必要的改造或RTU增加数据采集板,使之能与增设的自动化设备构成整体。 B.当扩建项目的范围较大,用户对自动化的要求较高,投资又允许时,通常采用自动化系统方案。 4. 几个问题的认识及探讨 4.1 变电站自动化的基本概念 变电站自动化是指应用自动控制技术、信息处理和传输技术,通过计算机硬软件系统或自动装置代替人工进行各种运行作业,提高变电站运行、管理水平的一种自动化系统。变电站自动化的范畴包括综合自动化技术;变电站综合自动化是指将二次设备(包括控制、保护、测量、信号、自动装置和远动装置)利用微机技术经过功能的重新组合和优化设计,对变电站执行自动监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统,它是自动化和计算机、通信技术在变电站领域的综合应用。其具有以下特征: 1).功能综合化:是按变电站自动化系统的运行要求,将二次系统的功能综合考虑,在整个的系统设计方案指导下,进行优化组合设计,以达到协调一致的继电保护及监控系统。‘综合’(INTEGRATED)并非指将变电站所要求的功能以‘拼凑’的方式组合,而是指在满足基本要求的基础上,达到整个系统性能指标的最优化。表现在: (1) 简化变电站二次设备的硬件配置,尽量避免重复设计。如远动装置和微机监测系统功能的重复设置,没有达到信息共享。 (2) 简化变电站各二次设备之间的互联线,节省控制电缆,减少PT、CT的负载。力争克服以前计量、远动和当地监测系统所用的变送器各自设置,不仅增加投资而且还造成数据测量的不一致性。 (3) 保护模块相对独立,网络及监测系统的故障不应影响保护功能的正常工作;对于110kV及以上电压等级变电站,由于其重要程度,应考虑保护、测量系统分开设置;而对于110kV以下低压变电站,就目前的技术应用水平及工程应用角度而言,可以考虑将保护与测控功能合为一体的智能单元,这样不但利于运行管理及工程组合,而且降低投资成本。 (4) 减少安装施工和维护的工作量,减少总占地面积,降低总造价或运行费用。 (5) 提高运行的可靠性和经济性,保证电能质量。 (6) 有利于全系统的安全、稳定控制。 2).系统构成的数字化及模块化:保护、控制、测量装置的数字化(即采用微机实现,并具有数字化通信能力),利于把各功能模块通过通信网络连接起来,便于接口功能模块的扩充及信息的共享。另外方便模块的组态,适应工程的集中式、分布分散式和分布式结构集中式组屏等方式。 3).操作监视屏幕化:当变电站有人值班时,人机联系在当地监控系统的后台机(或主机)上进行,当变电站无人值班时,人机联系功能在远方的调度中心或操作控制中心的主机或工作站上进行,不管那种方式,操作维护人员面对的都是CRT屏幕,操作的工具都是键盘或鼠标。 4).运行管理智能化:体现在无人值班、人机对话及操作的屏幕化、制表、打印、越限监视和系统信息管理、建立实时数据库和历史数据库、开关操作及防误操作闭锁等方面,能够减轻工作人员的劳动及人无法做到的工作。 4.2 变电站综合自动化站内通信网络的建立 变电站内传送或交换的基本信息有:测量及状态信息;操作信息;参数信息。根据信息传送的性能要求,大致可分两类考虑,一类要求实时响应较高的信息,如事故的检出、告警、事件顺序记录和用于保护动作的信息,要求传送速度较高;另一类是对时间响应要求不高的信息,如用于录波、记录及故障分析的信息,可允许较长的传送时间。对于不同的数据亦有不同的安全性要求,站内通信网联系站内各个智能单元、后台监控及远方通信装置,是整个系统的关键,根据实际系统结构及工程实际需要,大致按以下原则考虑: 1).电力生产的连续性和重要性,通信网的可靠性应放在第一位.一方面应具有较强的抗干扰能力,以满足温度、湿度和电磁干扰等环境要求,另一方面应考虑备用措施。 2).站内通信网应根据通信负荷的特点合理分配,保证不出现‘瓶颈’现象,通讯负荷不过载,对于大型变电站考虑100~256个负载节点,一般中小型变电站考虑不超过60~100个负载节点。通讯距离设计考虑不超过1kM.。 3).站内通信网应满足组合灵活、可扩展性好、具有较好的开放性以及调试维修方便的要求。宜采用总线形网络。 4).通信媒介的选用原则是尽量采用光纤,考虑到工程的经济性,仍可采用电缆作为主要的通信媒介,但电缆接口一般设有隔离变压器,以抑制共模干扰. 5).站内通信网的协议及规约应尽量符合国家及国际标准. 6).站内通信网的站级通信网由于处于较佳的运行环境,其信息流较大(分布式集中布置),故可采用高速网;段级通信网根据实际工程需要,并且可能处于运行环境比较恶劣(分布式分散布置),因实际的信息量不是很大,可考虑慢速网(如现场总线或485通信方式)的环境。 4.3 实际工程设计的考虑 为了使实际工程工作可靠,维护方便,扩展灵活,易于用户操作和管理,在系统不同的层次,需解决不同的问题。 1).前置智能单元 前置智能单元是系统的基层,执行系统最基本的功能,如保护、测量、控制等。我们希望这些基层模块尽量不受网络状态的影响,特别是继电保护装置,要求在无网络的状态下能完成保护的基本功能,因此在设计基层装置时,尽量采用自成一体的办法。 为了提高基层功能模块的质量,尽量采用通用化的模块,因此硬件平台的模块化设计,在基层尤为重要。本着这种思想设计出有限品种的模块,拼装成不同的功能装置,这对模块设计成本的降低、生产的组织等均具有好处。 在实际应用中,为了减少基层模块软件对工程的依赖性(即工程有关部分的软件),一种办法将与工程有关的软件改成系统配置文件存于可擦写的存储器内,另一种办法是将与工程有关的(例如通信规约)软件用一个独立的模块来实现。 2).网络通信层 为了保证网络层的完好,应该注意对网络层的监视,这可以从后台和前置两个层次来实现,在硬件条件比较好的地方,可以采取两个独立通讯网络工作,或同时工作,或者互为备用。 3).后台监控 后台监控的操作、管理、维护是系统中用户最关心的问题,为了减少用户对厂家的依赖,在后台软件的设计中特别要注意人机界面的友善性,操作要方便、易学、易懂,功能的开放性,当系统中功能模块的增加和减少或具有不同通信协议规约的设备加入,后台监控系统应能方便的增加及删除,操作也简单明了,不至于遇到上述问题时要修改后台软件。 变电站论文:变电站综合自动化系统的应用 摘要:科学技术的不断发展,变电站综合自动化系统取代传统的变电站二次系统,已成为电力系统的发展趋势。本文就变电站综合自动化系统的概念,在工业项目中的应用进行了阐述。 关键词:变电站 综合自动化系统 应用 随着科学技术的不断发展,计算机已渗透到了世界每个角落。电力系统也不可避免地进入了微机控制时代,变电站综合自动化系统取代传统的变电站二次系统,已成为当前电力系统发展的趋势。 1 变电站综合自动化系统的概念 变电站综合自动化系统以其简单可靠、可扩展性强、兼容性好等特点逐步为国内用户所接受,并在一些大型变电站监控项目中获得成功的应用。 1.1 系统概念 1.1.1系统设计思想 完整的变电站综合自动化系统除在各控制保护单元保留紧急手动操作跳、合闸的手段外,其余的全部控制、监视、测量和报警功能均可通过计算机监控系统来完成。变电站无需另设远动设备,监控系统完全满足遥信、遥测、遥控、遥调的功能以及无人值班之需要。从系统设计的角度来看有以下特点: (1)分布式设计。 系统采用模块化、分布式开放结构,各控制保护功能均分布在开关柜或尽量靠近开关的控制保护柜上的控制保护单元,所有的控制、保护、测量、报警等信号均在就地单元内处理成数据信号后经光纤总线传输至主控室的监控计算机,各就地单元相互独立,不相互影响。 (2)集中式设计。 系统采用模块化、集中式立柜结构,各控制保护功能均集中在专用的采集、控制保护柜,所有的控制、保护、测量、报警等信号均在采集、控制保护柜内处理成数据信号后经光纤总线传输至主控室的监控计算机。 (3)简单可靠。 由于用多功能继电器替代了传统的继电器,可大大简化二次接线。分布式设计在开关柜与主控室之间接线;而集中式设计的接线也仅限于开关柜与主控室之间,其特点是开关柜内接线简单,其余接线在采集、控制保护柜内部完成。 (4)可扩展性。 系统设计可考虑用户今后变电站规模及功能扩充的需要。 (5)兼容性好。 系统由标准化之软硬件组成,并配有标准的串行通讯接口以及就地的I/O接口,用户可按照自己的需要灵活配置,系统软件也能容易适应计算机技术的急速发展。 1.1.2系统规范 采用目前最为流行的工业标准软件,UNIX操作系统,X窗口人机接口及TCP/IP网络通讯规约。为满足开放系统之要求,系统设计一般采用:可携性软件设计——容许硬件技术发展后之软件转换;标准计算机产品——容许整个系统高度兼容性能。 1.2 系统功能 系统与用户之间的交互界面为视窗图形化显示,利用鼠标控制所有功能键等标准方式,使操作人员能直观地进行各种操作。一般来说,系统应用程序菜单为树状结构,用户利用菜单可以容易到达各个控制画面,每个菜单的功能键上均有文字说明用途以及可以到达哪一个画面,每个画面都有报警显示。 所有系统之原始数据均为实时采集。 系统应用程序的每一项功能均能按用户要求及系统设计而改编,以符合实际需要,并可随变电站的扩建或运行需要而灵活地进行扩充和修改。一般情况下系统可按以下基本功能配置:(1)系统配置状况;(2)变电站单线图;(3)报警表;(4)事件表;(5)遥控修改继电器整定值;(6)操作闭锁;(7)电量报表;(8)趋势图。 1.2.1变电站单线图 单线图可显示变电站系统接线上各控制对象的运行状态并动态更新,例如: (1)馈线开关之状态,开关的状态可用颜色区别。 (2)开关的操作由鼠标选择对应之开关或刀闸。 (3)每路馈线之测量值可在同一画面上显示。 (4)继电器整定值可修改。 1.2.2数据采集、处理 采集有关信息,如开关量、测量量、外部输入讯号等数据,传至监控系统作实时处理,更新数据库及显示画面,为系统实现其他功能提供必需的运行信息。 1.2.3运行监视 系统的运行状况可通过文字、表格、图像、声音或光等方式为值班人员及时提供变电所安全监控所必需的全部信息。 (1)报警。 按系统实际需要,用户可以指定在某些事件发生时或保护动作时自动发出报警,如一般可设置在以下情况发出报警:开关量突变(如保护跳闸动作);断路器位置错位;模拟量超过整定值;变压器保护动作(如瓦斯、温度)。 模拟量之越限值可在线修改。每个报警均有时间、报警信息及确认状态显示。 (2)事件。 系统中所有动作事件,如继电保护动作,断路器、隔离开关、接地刀闸的操作等。均可自动打印及存入系统硬盘记忆,如设置对以下情况的事件进行记录:所有报警信息;操作人员确认有关报警;开关的操作;继电器动作和状态信息;系统通讯状况。 每个事件均有时间及有关信息文字说明,并可自动打印记录。 1.2.4调整继电器整定值 可通过系统主机或集中控制柜修改各继电器的保护功能和整定值。所有遥改功能均为在线方式,修改完成后的定值将直接传回对应的继电器储存。 1.2.5操作闭锁 系统对所有操作对象均可设定闭锁功能,以防止操作人员误操作。 1.2.6模拟量采集及报表产生 采集的数据储存於系统硬盘作为编辑报表的基础。按变电站实际输入的信号,可制作出不同的报表:有功电量日、月、年报表;馈线电流日、月、年报表。 1.2.7趋势图 趋势图提供操作人员快速及直观的数据统计,趋势图可分为图形式或表格式两种。 2 变电站综合自动化系统在工业项目中的应用 2.1 国产化变电站综合自动化系统运用现状 国产化的变电站综合自动化系统在我院设计中用得并不多,其主要原因如下:(1)由于甲方、设计院对传统的继电器控制保护系统有长期的运行、设计和维护经验,故一般认为老系统的可靠性高;(2)国产化的变电站综合自动化系统目前在国内尚未普及,仅在个别地区供电部门的大力推荐下,在当地的一些变电站中开始尝试这一新技术;(3)进口的变电站综合自动化系统价格昂贵,只有部分大型新建的并由外资贷款的工程,由于外方对技术水平的要求,全套引进这部分的技术及设备;(4)目前操作人员的素质不高,对新系统缺乏了解。由于以上一些原因制约了变电站综合自动化系统在变电站的发展和运用。 2.2 变电站微机保护装置系统应用实例 在我院一个35kV变电所改造工程中,成功地将国产的变电站微机保护装置系统运用于终端变电站。施工图设计初期采用的是传统的电磁式继电器保护,并设置了信号屏。 2.2.1微机保护系统与传统保护系统的比较 传统的保护系统与微机保护装置系统的主要区别,在于用微机控制的多功能继电器替代了传统的电磁式继电器,并取消了传统的信号屏等装置,相应的信号都输入至计算机。为便于集中控制,采用集中式设计——将所有的控制保护单元集中布置,整个变电站二次系统结构非常简单清晰,所有设备由微机保护屏、微机采集屏、交直流屏和监控系统组成。屏柜的数量较传统的设计方式大量减少。由于各种微机装置均采用网络通讯方式与当地的监控系统进行通讯而不是传统的接点输出到信号控制屏,因此二次接线大量减少。同时由于采用了技术先进的当地监控系统来取代占地多、操作陈旧的模拟控制屏,使得所有的操作更加安全、可靠、方便。 2.2.2微机保护的系统配置及监控系统 系统保护由下列装置组成: (1)线路保护装置。 (2)主变保护装置——可完成变压器的主、后备保护。 (3)综合保护装置。 (4)线路保护装置。 (5)电容器保护装置。 (6)备用电源自投装置。 (7)小电流接地检测装置。 (8)综合数据采集装置。 (9)监控系统的基本功能——数据采集、控制操作、画面制作、监视显示、事故处理、制表与打印。 2.2.3设计微机保护系统时应注意的问题 (1)由于控制和保护单元都是采用微机装置,故一些必要的开关量和模拟量应从开关柜引至微机采集、保护屏。根据控制和保护要求的不同,输入的量也不同。 (2)开关柜与微机装置之间的端子接线较简单,大量的二次接线在微机采集控制单元和保护单元内部端子连接。 (3)传统的继电保护整定计算结果不能直接输入到计算机,须转换为计算机整定值。 该变电所投产运行后,除开始操作人员对微机系统不熟悉原因使用过控制保护单元的紧急手动按钮外,基本上都在微机装置和监控计算机上操作,整个系统运行良好。 3 结束语 变电站微机自动化系统目前运用得还不够广泛,但在先进技术不断发展的今天,变电站自动化系统以其系统化、标准化和面向未来的概念正逐步取代了繁琐而复杂的传统控制保护系统。
浅谈卫星通信技术:卫星通信技术航标遥测遥控系统应用 摘要: 为解决现行航标遥测遥控系统运行使用中的通信问题,实现对离岸较远、移动数据信号无法覆盖区域航标的运行状态进行实时监控,设计基于北斗卫星短报文通信方式架设的航标遥测遥控硬件结构和软件控制系统,提升沿海航标维护管理能力。 关键词: 港口;北斗卫星;航标;遥测遥控 0引言 近年来,随着我国海运规模不断扩大,海上通航安全的重要性日益凸显,对航海保障工作也提出了更高的要求。随着物联网技术的高速发展,航标遥测遥控系统在航标管理维护工作中发挥着重要的作用。目前,北方海区航标遥测遥控系统已在近海海域得到广泛使用,可以实现港域航标的有效管理。这些监测系统多采用GPS(全球定位系统)和GPRS/GSM(通信分组无线服务/蜂窝无线通信)技术实现对航标的精确定位及信息传输,但是受到GPRS信号覆盖范围小的限制,尤其是渤海湾内沿海港口大部分为人工疏浚航道,航槽狭长且离岸距离远,无法实现对远离陆地航标设施的遥测遥控。《北海航海保障中心发展战略(2013—2020)》中明确提出“到2020年,全面建成布局科学合理、功能配套完善、装备先进适用、运转协调规范、应急响应及时、服务可靠高效的综合航海保障体系,基本实现航海保障现代化,形成沿海全时域、多维化的综合保障能力,满足船舶航行安全和经济社会发展需要”的战略目标。因此,进一步提升航标管理维护效率,推进卫星导航应用,构建从远海到近岸层级递进的立体助航网络,成为航标管理单位的重点工作之一。 1航标遥测遥控系统发展现状 航标遥测遥控技术是“数字航标”建设的核心技术之一。航标遥测遥控系统的建设对于转变传统航标管理模式,提高航标管理质量,提升航标社会公共服务能力,都具有十分重要的意义。航标遥测遥控主要应用于航标灯器的监控、供电设备的自动控制和航标工作状态报警等方面。可采用的监测、控制设备包括遥控终端(RTU)、可编程控制器(PLC)等,可实现数据通信的设备包括数传电台、蜂窝电话(NMT)、卫星通信、无线通信和有线电话等。欧美航运大国在20世纪90年代初利用电子和通信技术建立航标遥测遥控系统,为航运业提供了高效服务。我国于2000年开始航标遥测遥控系统的研究工作,目前处于研究的初级阶段,许多技术问题尚未解决,尤其是北方海区渤海湾沿海人工疏浚航道中离岸较远航标遥测遥控数据通信问题成为遥测遥控系统推广使用的瓶颈,例如:天津港25万吨级航道里程22+000以东、黄骅港综合港区20万吨级航道里程20+000以东和渤海湾中部部分孤立危险物灯浮标等,遥测遥控终端无法依靠传统移动通信技术实现数据传输。 2北斗卫星通信技术的应用前景 我国自主研发的北斗卫星通信系统(BeidouNavigationSatelliteSystem)是一个分阶段演进的卫星系统,提供定位、集团用户管理和精密授时服务,不仅可以提供精确定位、导航和授时,还具有双向短报文通信功能,其卫星信号已实现我国全部和亚太大部分地区的无缝覆盖,可以实现GPRS信号覆盖不到区域的数据传输,完全满足航标遥测遥控系统对偏远航标的远程测控管理需求。[1] 3设计原理 利用北斗卫星通信系统实现的航标遥测遥控系统同其他遥测遥控系统设计原理类似,均由航标运行信息监控平台和航标遥测遥控终端组成。终端上安装的信息检测装置可以检测航标灯的工作状况,将采集的终端数据及指令执行结果封装后,通过北斗卫星通信模块发送到北斗卫星网络中,网络将数据转发到北斗MQ服务器,北斗MQ服务器解码信息后将数据发送到MQSocket数据服务器,经过信息过滤,数据被保存到数据库中,数据处理服务器会定期检测收到的航标终端返回信息,并对数据进行有效性处理,再将数据保存到数据库中,以供应用服务器调用整合,并将最终结果展示给终端用户。用户也可通过基于应用服务器提供的Web界面,对指定航标终端发送遥测遥控数据,指令通过数据处理服务器过滤编码后保存于数据库中,MQSocket数据服务器实时监控数据库中待发送指令,发现新的指令后MQSocket数据服务器将遥测遥控数据重新封装,并通过指定端口发送到北斗MQ服务器,北斗MQ服务器将信息转发到北斗卫星通信网络中,数据到达航标终端后,航标终端解码并执行相关指令。[2] 4系统设计方案 4.1系统架构 航标遥测遥控系统具有复杂的系统功能,包含高带宽接入、高性能的软/硬件平台、网络平台和安全可靠机房环境等一系列软硬件措施,涉及网络与系统管理、服务器系统、数据存储体系、应用软件及自动检测与控制等多方面的技术。[3]利用北斗卫星通信技术的航标遥测遥控系统采用SAN架构为核心的互联方式。 4.2通信网关子系统 4.2.1与航标终端数据通信 通过北斗卫星通信网络与航标终端进行交互,接收航标终端上报数据信息,并依据系统定义的数据传输通信协议验证信息有效性(由于可能接收到不完整的信息,必须对信息进行拆包、组包操作,保证传递给应用程序的信息完整可靠),并将监控端下发的各种指令实时传递给航标终端。 4.2.2与应用程序通信 系统在接收针对航标终端的遥测遥控信息时,首先将信息缓存在北斗通信服务器收发缓存队列中,系统提供应用程序的通信接口,通过该接口将航标终端上传的完整信息传递给后台应用程序,并将遥控的相关信息传递到北斗服务器发送队列中,通过北斗网络发送到相应的航标终端。 4.2.3与Web服务程序通信 提供与Web程序人机交互界面接口,可以接收Web程序下发给航标终端的信息和航标终端的反馈信息,并选择相应的通道直观地展示给用户。 4.3系统结构 系统中北斗通信模块主要负责与北斗通信系统进行信息转换,提取北斗通信系统接收的航标终端信息,将Web服务接口发送的遥控指令放入北斗通信系统所对应的通道队列待发送。 5结语 随着北斗二代导航系统进入实际应用阶段,研究和应用基于北斗二代通信技术的航标遥测遥控终端设备将被提到各航标管理单位的计划日程。基于北斗卫星通信的航标遥控遥测单元的设计可以有效丰富航道安全监测信息的传输途径,对于远离海岸航标的智能化管理和信息采集具有重要意义。 作者:吕英龙 王剑 单位:北海航海保障中心天津航标处 浅谈卫星通信技术:卫星通信技术发展应用 摘要: 本文介绍了卫星通信的基本概念及相关技术,重点介绍卫星通信技术在中海油应用领域上的发展以及小站卫星通信方式的应用。 关键词: 卫星通信;海上石油卫星;VSAT;自动跟踪 1引言 20世纪90年代初,从中海油开始建立第一个卫星端站至今,已经有超过20年的卫星通信技术应用。目前,已经形成了以湛江、天津、深圳、上海这4个中心站点为核心的网状网络,且已经具备了链路相互备份功能。 2卫星通信在中海油的发展 2.1TES卫星系统 TES(TelephonyEarthStation)是基于卫星的全数字话音和数据通信的网状网,它在多个地球站之间提供网状连接,支持系统内任意地点远端站之间的电话、同步、异步数据通信,TES系统在中海油的应用主要用于话音与数据传输。运用的是C波段卫星的频分多址方式FDMA实现与地面站间的通信,使用四相相移键控QPSK或二相相移键控BPSK调制方式,信道编码采用编码效率为1/2或3/4的前向纠错FEC。TES是中海油海上平台初期使用的一种主要的卫星通信方式,主要承载的业务为话音业务,所使用的卫星资源前期以亚洲3号卫星为主,后来转至鑫诺1号卫星。 2.2VSAT卫星系统 VSAT卫星通信系统的地面部分由中枢站、远端站和网络控制单元组成,中枢站的作用是汇集卫星来的数据然后向各个远端站分发数据,远端站是卫星通信网络的主体,VSAT卫星通信网就是由许多的远端站组成的,一般远端站直接安装于用户处,与用户的终端设备连接。VSAT卫星通信系统是中海油海上平台主要的卫星通信应用方式。此系统的特点是天线口径小、灵活性强、可靠性高、使用方便及小站可直接装在用户端等特点,利用VSAT用户数据终端搭配复用器使用,可同时承载话音业务和数据业务。VSAT卫星系统主要配合Netperformer系列复用器使用,Netperformer系列复用器使用了信元中继cellrelay技术,将语音流和数据流分割为特定的信元cells,然后将不同业务类型的信元cells复用到单一的物理或逻辑链接上,根据对时延的敏感程度不同对业务进行分类,并赋予不同的传输优先级,能有效保证话音业务质量,为中海油的海上平台及移动船舶提供稳定的话音及数据业务。目前中海油主要使用的是中星10号的卫星的转发器来承载卫星话音及数据业务。 2.3STARWIRE卫星网管系统 STARWIRE系统在网管NCS的支持下可提供PAMA,DAMA等业务,使用了先进的PCMA载波叠加专利技术,能有效的节省卫星转发器带宽。主要由NCS网管系统、ST用户终端、卫星三部分组成。STARWIRE卫星网管系统是第三代按需分配的卫星通信系统,终端设备内置路由功能,直接支持先进的IP网络互联业务。NCS网管通过控制信道监控ST的工作,ST之间通过控制信道FOW/ROW建立业务信道。中海油下属的4个中心站点通过STARWIRE网管系统能够有效管理所属辖区内的卫星小站。相对于早期卫星通信技术应用,NCS系统能够更加有效的对小站进行管理,节省卫星资源带宽。 2.4SKYEDGEⅡ卫星网管系统 SKYEDGEⅡ卫星网管系统是一个双向卫星通信系统,由两个方向的传输构成:入境基于DVB-RCS标准,采用MF-TDMA技术对资源进行预约分配减少数据碰撞;出境基于DVB-S2标准,支持CCM及ACM工作模式,可用于单播和组播数据、VoIP、ABIS等业务数据。系统主要由卫星主站、卫星/转发器、远端站三部分组成。SKYEDGEⅡ支持三种基本网络拓扑结构星型、网状、多星状。SKYEDGEⅡ卫星网管系统是目前中海油主要使用的卫星通信系统,利用此网管系统,将中海油的4个海上卫星中心站进行整合,形成了统一的大网管系统,对各中心站点进行链路互备,形成一个完整的多功能卫星网管系统。 3卫星通信技术在中海油的应用形式 3.1海事卫星A/C/F站的应用 海事卫星共有4颗卫星覆盖全球海洋,它们分别是大西洋西区、大西洋东区、印度洋区、太平洋区。海事卫星A站于2007年底正式停止运营,中海油海上船舶与移动式钻井平台目前以C站、F站为主要的应用。 3.2固定天线式的卫星通信应用 固定天线式卫星通信主要应用在中海油海上固定式采油平台、自升式钻井平台以及陆地端站上,是一种常规的卫星通信应用。固定式采油平台及自升式钻井平台主要以3.7米C波段的卫星天线为主,Ku波段卫星天线为辅。卫星中心站使用的是大口径卫星天线来承载卫星通信业务。固定天线式在中海油是最早的卫星通信应用,也是中海油目前最成熟的卫星通信应用,中海油内曾使用直径为12米的卫星天线作为卫星的主站使用。 3.3半自动跟踪天线式的卫星通信应用 半自动跟踪天线主要应用于中海油自升式钻井平台,天线以C波段的半自动跟踪天线为主。由于工作环境需求,自升式钻井平台需要经常更换钻井位置,期间钻井平台需要拖航至新的目的地,使用固定式卫星天线则需要经常性地对天线的方位及俯仰进行调整,且拖航期间无法使用。采用半自动跟踪天线可以在拖航期间自动寻星,主要缺点是无法360度旋转,实现不了全自动跟踪,有时需要人工进行干预。 3.4自动跟踪天线式的卫星通信应用 自动跟踪天线C波段主要以美国的SEATEL的97型全自动跟踪天线以及西安盘古通信技术有限公司的全自动跟踪天线为主;Ku波段主要以SEATEL的4006自动跟踪天线以及国内的一些动中通天线为主。中海油海上半潜式钻井平台一般以C波段的自动跟踪为主要的卫星通信,南海9号钻井平台所使用的自动跟踪天线卫星系统经过测试能够提供4Mb/s以上的链路带宽。Ku波段的自动跟踪天线主要应用与海上的移动船舶,包括拖轮及勘探船,这些移动船舶受限于天线的安装场地要求,而且对链路带宽要求不大,Ku波段的自动跟踪天线的应用非常适合在这类环境使用。 4结束语 卫星通信技术在中海油海上平台及移动船舶上有着超过20年的应用,从早期的TES小站的话音应用,到现在的多功能SKYEDGEⅡ网管系统的多业务综合应用,中海油在卫星通信应用方面已经覆盖了C,L,Ku等波段。随着中海油向深海发展,卫星通信技术将在中海油海上勘探、开发、生产方面发挥着重要的作用。 作者:施建衡 单位:中海油信息科技有限公司 浅谈卫星通信技术:卫星通信技术发展研究 摘要: 随着卫星通信技术的不断发展,卫星通信系统不仅为航天技术提供了强有力的科学支持,还因其具有频带宽、覆盖面大、容量大等优势,还被应用到了很多其他的领域之中,并起到了非常好的效果。所以文章对卫星通信技术的发展进程和应用实例进行分析和研究,希望卫星通信技术未来能得到更大的发展。 关键词: 卫星信息技术;发展趋向;应用研究 0引言 卫星通信系统是地球站与航天器之间或者地球站与地球站之间所建立的,通过信号的转发而进行的无线电通信方式,一般情况下包括卫星移动通信、卫星中继通信、卫星固定通信与卫星直接广播四个方式。 1卫星通信技术的发展 1.1卫星通信系统的网络发展 卫星通信系统的实现是由网络的形式进行服务的,它在现代的发展中一般可以分为两类,第一类的组成方式是多星形式的卫星通信网络;第二类的组成方式是单星形式的卫星通信网络。其中卫星通信网拓扑结构的发展十分迅速,因此以单星的组成方式为例,来对具体的发展情况进行介绍。通过结构图我们可以发现,最早使用的结构为星状网的结构,然后经过了网状网、网状与形状混合网、地面通信链路与卫星通信链路的混合网,由此可以看出,在单星组成的卫星通信网拓扑结构已经得到了很大的进步[1]。多星组成卫星通信网络可以提供国际移动式通信的业务的海事卫星系统和国际固定通信业务中的国际卫星系统两种。这两种系统分布在全球所有的辅助地面线路和地球站之中,这些系统之间还建立了比较全面的星间链路。 1.2卫星通信线路频段的发展 卫星通信线路频段的发展中最早所利用的商用通信卫星通信频段就是C频段,通过技术的发展,向上扩展到Ku、X和Ka频段之后,又向下扩展到L、S、VHF和UHF频段[2]。在以后的发展中还会拓宽到V频段或者其他更高的频段,另外,还有可能会利用激光的形式。卫星通信馈电线路是指卫星间通信线路、上行站、关口站与中心站。由此可见,当线路的频率提升的时候,可用带宽就会变大,传输容量会随之提高,这一方式比较容易适用在多媒体通信进而高速率数据传输之中,如果频率增加,波束宽度不变,天线尺寸如果变小,那么它的重量也会越轻。通过铱星卫星移动通信系统就,能够将地球上的任意两点形成同心,实现的方式是利用星间的线路。 1.3卫星通信体制的发展 卫星的通信体制在近年来也得到了比较快速的发展。体制的改变就是卫星通信系统的工作方式发生了一定程度的进步和改变。例如卫星通信中所使用的信源编码方式、信号传输方式、信号交换方式、基带信号传输方式、基带信号多路复用方式、信号调制方式、差错控制的方式、多址方式、交换方式、信道方式和信号处理方式等等,这个结构呈现一种比较复杂的模式,所以用户会有很多种的选择方式。基带信号多路复用方式中分为:时分多路复用和频分多路复用两种方式,基带信号传输方式中分为:多路单载波与多路单载波。通过对卫星通信体制工作方式的具体介绍,可以分析出卫星通信体制具有很强的先进性,它在进行通信的过程中可以有效的节省射频信号的功率和带宽,还能够有效的提升信号传输的可靠性和质量。所以经过不断的更新和变化,如今的卫星通信体制的标准主要是产品的生产商和卫星运营商所指定的具体标准,而行业标准与国家标准还比较模糊,在生产的标准上没有一个完全统一的标准,所以在这种情况下,可以对国外比较先进的调制和编码技术进行借鉴,有效的改善编码的调制,让微信通信的技术适应更多种的实际工作模式。在这一目标上,近年来的尝试也得到了一定的发展成果,例如互联网的接入、交互电视、VoIP业务和高清晰度电视等等,其中DVB-S2通信体制的结构就有效地使用了比较先进的编码等技术方式。 1.4卫星通信中星座和轨道的发展 在卫星通信轨道的发展中最早是使用单星的静止轨道进行工作的,随着技术的不断发展,微信通信的轨道已经从静止的轨道变为多种轨道的卫星工作,并在工作中组成星座的形式。所以在目前的卫星通信轨道为大椭圆轨道、静止轨道和低轨道三种并存。其中大椭圆轨道在组网的过程中的卫星系统主要是由三颗天狼星组成,并对全时区域进行了覆盖。这一组网的轨道形成了美国移动的广播系统。而静止轨道分为三类,分别为多星共位组网区域覆盖工作、单行独立组网区域覆盖工作和多星异位组网全球覆盖工作。 1.5卫星通信中的卫星天线波束的覆盖发展 在卫星天线波束的覆盖发展上,最早是使用静止的卫星通信电线,后来经过发展而变为单重频率复用单椭圆波束覆盖、多重频率复用单椭圆波束覆盖、多椭圆波束覆盖,截止到现阶段,已经发展为更加多重的覆盖方式。一般情况下,会按照不同的实际情况使用波束的覆盖方式,最近出现一种新型的覆盖方式为蜂窝状多点波束覆盖方式,这种方式可以有效的利用波点来对天线增益进行提高,用户所使用的终端也更小了,从而达到了多次使用的目的。 2卫星通信技术的应用 2.1卫星通信技术中转发器的应用 卫星通信技术中转发器的使用可以实现信号的变频和放大。最早在卫星通信中的转发器是透明的,包括一次变频和两次变频的转发器。这种透明的转发器具有很强的实用性,所以在目前依然使用。经过一段时间的发展,有一部分的卫星通信使用了处理转发器的设备,从而对卫星收到的信号进行解调制与调制等步骤,还将其进行进一步的加工和处理,就能够让卫星通信的过程更加顺畅。处理转发器还分为空间交换转发器和信息处理成转发器,同时还有两种转发器相结合的处理转发器。在这之中,空间交换转发器在应用的时候是将接收到的多波束信号进行交换处理的方式,处理的时候一般都使用基带交换矩阵网络的方式和微波交换矩阵的网络。另外,信息处理转发器应用的时候,首先要将上行频率信号进行接收,再将接收到的进行解调,对处理后的信号进行编码识别、再生、帧结构重新排列等工作,处理完成之后再将这些信号传输到地球站当中。转发器在卫星通信中应用的功能很多,例如对信号进行再生与解调就能够有效的减少信号中的噪音,从而有效的提升卫星通信信号传输中的质量标准;对转发器的上下链路分别进行设计,并对接收到的信号进行解调的工作,就能够让上下链路具有不一样的多址方式和调制体制,从而有效的减少了地面设备的复杂性和传输的要求;在转发器进行信号的处理的时候,通过星上处理方式就可以实现用户线路的频率、信道、功率与波束的动态分配,才能够更有效的利用卫星的资源。 2.2卫星通信平台的应用 卫星通信平台是卫星通信技术应用中的重要形式,它在运行的时候一般时通过静止轨道卫星平台和低轨道卫星平台两种,其中静止轨道卫星平台要比低轨道卫星平台更大。近年来卫星的发射质量越来越趋于稳定,其发展趋势正在朝着高处理技术、大容量和高G/T的方向发展。静止轨道卫星平台也在技术的发展过程中越来越趋于稳定,例如罗拉公司所开发的LS卫星平台。 2.3通信地球站的运行 通信地球站已经开始越来越趋向于便携式的发展方式了,最早的地球站是重量大尺寸大的固定区域,但是经过技术的发展,重量和尺寸都逐渐的减小,如今最小的地球站已经变为一种手持终端的形式,所以卫星通信技术的应用已经在智能化、人性化的优势上取得了非常多的成果。 2.4卫星通信技术未来的应用趋势 除了用户终端的变化,卫星通信技术的其他方面也得到了长足的发展。电视节目的直播就可以不通过地面中转的方式,进行实时的传输。广播电视业务也已经实习前了单向到双向的转变,卫星固定通信业务双向通信与卫星直接广播业务单项通信之间的特性区别已经越来越迷糊,而且技术的发展也让卫星移动通信、卫星直接广播和卫星固定通信等业务都向着更加多元化的方向不断发展。 3结语 综上所述,随着卫星技术的不断发展和进步,未来会利用其的功能会越来越多,其发展的功能也会越来越趋于完备化。目前卫星通信的发展空间还很大,需要相关的人员对技术进行不断的优化和完善,让卫星通信技术为人类的生活提供更多的便捷。 作者:李会青 单位:国家新闻出版广电总局四九一台 浅谈卫星通信技术:卫星通信新技术的网络教育 一、基于地面的网络教育问题及卫星解决方法 1、卫星通信技术概述 (1)基于IP的卫星通信 IP(InternetProtocol),为互联网络协议。所谓基于IP,是指数据通信能透明地遵循IP通信协议。过去的VSAT卫星通信不能直接支持IP通信协议,而今天的VSAT能够很好地支持,且与地面IP通信几乎相同。人们也称其为卫星数字通信。 (2)DVB-S 标准卫星通信需要制定传输信道编码和调制标准。欧洲制定的卫星数字信号广播(DigitalVideoBroad-cast-bySatellite,DVB-S)标准,已被国际上大多数国家采用,我国也于1999年制订了《GB/T17700-1999卫星电视广播信道编码和调制标准》,与DVB-S标准兼容。 2、具有回传功能的卫星通信技术 该技术出现时间较晚,还未普及,特点是能够实现教师端和学生端的互动,具有如下两种方式: (1)卫星小站直接回传。如欧洲标准的DVB-RCS,能够直接通过小的卫星天线将数据传回。 (2)通过地面网回传。将基于DVB-S标准的VSAT通信系统和地面互联网通信系统相结合,形成环路网络。本文中卫星通信新技术特指该技术(后文简称新技术)。 3、基于卫星通信新技术的网络教育优劣分析 传统卫星通信技术的优势:①通信距离不受地面距离和地形影响且覆盖面宽,这一特点适合我国地面通信不发达的偏远地区;②以广播方式工作,点对多点,使用者越多越便宜;③基于IP的卫星广播可传输以文件形式保存的多媒体课件,这一点是传统广播电视做不到的,容易和基于TCP/IP协议的软件联合使用,便于教学软件的使用和二次开发。传统卫星通信技术的劣势:①卫星带宽费用高,需要达到一定的教学点数,才能实现和地面网费用的平衡;②只负责发送教学内容,教师和学生间没有互动,学生无法向老师提出问题,教师无法获知学生的学习情况,导致教学效果无法跟踪,教学质量得不到保障。而新技术在解决地面互联网多媒体数据传输路由限制的同时,也解决了卫星双向通信费用较高的问题,符合绝大多数应用上行数据量少(请求信息为主)、下行数据量多(是海量信息或长时间的流媒体)的实际需求。这种方式避免了地面网的劣势,减少了卫星带宽的占用。 二、基于卫星通信新技术的网络教育应用模式 新技术有效弥补了原有卫星网络教育的不足,主教育/课件制作室里老师上课或者播放课件,能够通过互联网送到卫星主站,由卫星发送广播到各个接收站,接收站再把接收到的视音频或课件通过电化教育系统传到到各个学生面前。如果老师提问,学生端可以回答,回答内容通过电化系统连接互联网发回给老师;学生如果有问题,可通过电化系统连接互联网向老师发出提问申请,老师对于各个接收站的学生端可分别准许他们提问(这样避免了多个接收站同时提问造成的麻烦),然后学生的视音频或文件便可传给老师。这就形成了老师向学生传递的内容通过卫星,学生向老师传递的内容通过互联网的一个完整的环形结构,圆满完成了教学闭环。该结构适应了老师端发送内容较多、发至各个学生端的内容一致,而学生端反馈内容较少、因人而异的需求。如果引入一些即时课堂出题回答软件,老师拿出题目,学生作答,学生则能够实现与老师类似面对面的交流。 三、基于卫星通信新技术的网络教育系统组成 基于卫星通信新技术的网络教育系统主要由以下5部分组成: (1)主教室/课件制作室。在一个多媒体课堂的授课过程中,将授课信息,包括授课教案、老师讲解的视音频信息等通过摄像头和视频采集卡实时采集下来,同步合并生成课件,然后将录制好的课件进行剪辑和审核,最后加密。 (2)互联网。包括专线、ADSL、拨号等多种方式,负责传送教学内容和学生返回信息。 (3)卫星广播站。卫星广播站通过地面网络接收内容,并通过通信机打包成卫星信号传输上星。 (4)卫星接收端。卫星接收端由室外天线、变频器、馈线、室内卫星数据接收卡/接收盒、计算机等组成,卫星数据接收卡/接收盒安装在计算机上使用。卫星接收端从卫星信道接收广播站发出的信号,并还原成原始的教学内容。 (5)辅助教学单元。辅助教学单元为显示设备、麦克风、扬声器等,与卫星接收端的计算机联合完成教学活动。 四、基于卫星通信新技术的网络教育系统配置 1、硬件平台 (1)主教室/课件制作室(授课端)。主要包括计算机、摄像头(带同步录音)、视频采集卡及其配套的多媒体教室。 (2)播出内容服务器单元(授课端)和卫星广播站。主要包括网络设备、地面宽带网络接口。 (3)卫星终端(学生端)。包括接收天线等室外设备、卫星接收卡或接收盒、计算机等。 (4)辅助教学单元(客户端)。按用户教学需要配备单机、局域网、计算机教室、投影仪、打印机、音响设备等。 2、软件平台 (1)教学内容制作系统(授课端)。包括视音频压缩软件、课件制作软件、加密软件等。 (2)课堂教学系统(授课端)。由以下模块组成:支持TCP协议或UDP协议的教学软件、卫星信号接收卡/接收盒驱动程序、接收程序(含设定卫星接收参数、调频道、测试信号强度和质量的界面、条件接收PID识别)、解密程序等。 (3)多媒体电子教室软件(客户端)。提供了教师进行计算机辅助教学的平台,能够方便地利用多媒体课件提高教学质量。该软件只有在客户安装了计算机教室时才需要配备。 作者:顾捷 单位:南京中网卫星通信股份有限公司 浅谈卫星通信技术:卫星通信系统发展以及关键技术分析 在通信进入了高速传播、大容量宽带和多媒体个性化的移动时代,卫星通信成为了无线通信中最特殊的通信方式之一。但是建立在无线电微波通信系统基础上的卫星通信系统依然存在着一些技术上的开发问题和应用难点,需要在通信技术上找到关键的突破点。 1卫星通信系统的基本概念 卫星通信系统是一种把卫星作为信号中继站来接受和转发多个地面站之间微波信号的通信系统。一个完整的卫星通信系统是由卫星端、地面端和用户端这三个部分组成的。在地球上空作业的卫星端在微波通信的传递过程中起的是中转站的作用。包含了星载设备和卫星母体的卫星星体在空中接收地面站的电磁波,放大之后再发送到另一个地面站。设立在地表之上的多个地面站是连接卫星系统和地面公众网的固定接口和传送点,由地面卫星控制中心、跟踪站、遥测站和指令站等部门构成。人们连接网络的用户端通过地面站传送出入卫星系统的微波信号,形成庞杂而宽泛的通信链接。卫星通信系统的覆盖范围很广,在卫星信号覆盖区域内的任意地点都能够顺利进行通信,不会因为距离的变化而影响通讯信号的好坏。卫星通信的电磁波主要在大气层以外的区域传播,微波传递的性质较为稳定。所以卫星通信的工作频带宽,通信质量好。即使部分在大气层内部传播的电波会受到天气的影响,也仍然是一种信号稳定性和通讯可靠性很高的通信系统。但是,运行在高空轨道上的卫星在同时进行双向传输时,传递速率会延迟到秒级,电磁波的精确度也会有所下降,用于语音通话时会出现明显的中断现象。卫星在高空上的位置是按照预定轨迹运行的,因此,卫星始终处于一种运动状态,然而卫星通信系统中的线路连接都是无线链路,管理微波接收和微波传递的控制系统相当复杂,不易操纵和操作。 2卫星通信系统的发展现状 2.1成本和需求之间的矛盾 现代的大众通信集中体现为宽带互联网和移动通信。卫星通信在宽带领域中不及光纤宽带便利迅捷,在移动领域中也没有地面蜂窝移动系统的性价比优势。在移动的长途通信费大幅下降的情况下,卫星长途通信的转发器费用却没有任何变化,大大提高了卫星通信系统的运行成本。这种成本高需求低的矛盾是卫星通信系统面临的最大尴尬。 2.2宽带IP的传输和实现问题 中国当前的宽带IP卫星系统基本上都采用的是ATM的传输技术。这种技术的性能支持卫星通信系统相关的指标要求,实现起来却很困难。在卫星ATM需要分层实现的说法上有两种不同的观点就是否改变现有卫星协议结构的问题展开着激烈的争论。含有ATM交换机的子网移动性管理因为过于复杂,至今也还没有找到解决的方案。 2.3数据传递的速度和效率问题 信息时代最需要的就是传递信息的快捷方式。建立在频分复用和码分复用技术基础上的传统传递方式已经满足不了卫星通信日益增长的用户需求。虽然随后又研发出了分组交换技术,但长距离传输延时的问题还需要更加有效的技术和措施来降低传输延时对实时数据的影响。 3卫星通信系统的关键技术 3.1数据压缩技术 数据压缩不仅可以节约传输时间和存储空间,还能提高通信的便捷性和频带的利用率。数据压缩技术在处理数据的专业领域里已经发展得相当成熟了。不管是静态的数据压缩还是动态的数据压缩都可以为卫星通信系统在时间、频带和能量上带来相对较高的传输效率。例如ISO对静态图像压缩编码的标准和CCOTT的H.26标准,以及MPEG62设计中的同步交互性和多媒体等技术都成为广泛应用于多媒体压缩的公认标准。 3.2多媒体准信息同步技术 卫星通信系统传输中所使用的多媒体准信息同步技术大致可以分为连续同步和时间驱动同步这两类。在卫星的多媒体通信中,可以选用缓冲法、反馈法或者时间戳法来实现多媒体准信息的精确同步。目前开发出来的同步技术有建立在近似同步时钟基础上的“多业务流同步协议”和以时间因果同步为特色,支持分布式协议的“多信息流会话协议”。 3.3智能卫星天线系统 要成功传输多媒体信息,对通信系统的带宽要求是2500MHz及以上。降雨等天气因素和地面吸收电磁波等客观的影响因素都会导致卫星ATM网络产生较为严重的突发错误。为了完成多波束覆盖的范围最大化,研究智能高性能天线的技术开发和具体应用是十分必要的。例如,卫星通信系统可以在平时采用多波束快速跳变系统,在需要完成跟踪和同频复用的低轨道系统中采用蜂窝式天线,在星上和同步轨道系统中采用相控阵列天线。 3.4卫星激光通信技术 卫星通信对传输速率的要求很高,就目前来说,卫星通信系统的载波都是电磁性的微波。但微波天线能够接受和传递的微波数量是有限的,这就需要激光通信的辅助甚至替换。激光通信技术可以在减轻卫星密度重量和体积大小的同时增大卫星的通信量,提高卫星通信的保密性、可靠性和传输速率。而且卫星通信的激光传输之间是不会相互干扰和影响的,是卫星通信在未来的主要发展趋势。 4结束语 和其它通信系统相比,卫星通信系统多具有的特点和优势是不可比拟的。但同时也存在着一些缺陷和不足。发展至今,卫星通信的成本问题、宽带IP问题和数据速率问题是最主要也是最紧要的问题难点。要想解决这些问题和难点,就要完善和开发卫星通信系统的关键技术,实现卫星通信质量和效率的有效提高。
电气设计论文:住宅电气设计中的一些体会 摘要: 随着《住宅设计规范》的实施,和广大设计人员的不断努力,住宅供电系统日渐合理,供电容量充足,用电安全可靠。但每当一幢新楼交付使用,用户入住装修时,总能见到对原有电气设施改、拆,甚至干脆废弃不用,造成巨大的人力,财物浪费。 关键词: 住宅 电气设计 供电系统 随着《住宅设计规范》的实施,和广大设计人员的不断努力,住宅供电系统日渐合理,供电容量充足,用电安全可靠。但每当一幢新楼交付使用,用户入住装修时,总能见到对原有电气设施改、拆,甚至干脆废弃不用,造成巨大的人力,财物浪费。细加分析用户主要改变的是,供电末端设施的位置和数量,并非供电系统本身。 电气设施的布置要求,是由住宅的布局,现阶段室内布置的方式,以及拥有的家电数量决定的,当然也有地域、年龄、职业的差异。具体到室内某一部分是由其功能所决定的,下面就室内几大功能区常见布置,电气设施设计谈一些个人的体会: 一、卧室卧室是人休息的地方是室内最重要的场所。卧室的家具主要有:床、床头柜、衣柜等。电气设计包括:照明、电源插座和电话、电视插座,设计时应该注意的是:灯具应设在除去衣柜位置的中央,否则家具一就位灯位就显偏了;灯具宜采用组合式吸顶安装(由于室内净高一般在2.6以下)双联开关控制,供不同使用功能选用不同照度。 电源插座应避开衣柜和床头位置,在两则墙上安装,距地0.4米为宜。电话插座设于床与床头柜之间,电视插座设于相对的墙面上,与电源插座平行安装。卧室空间较小宜采用窗式空调,空调插座应设于避开衣柜一侧窗户旁墙面上高度宜为2米。 二、起居室起居室是家人聚集,招待客人的场所。主要家具包括:沙发,茶几,桌椅等。电气设计包括:照明,各种插座,室内配电箱等。 一般起居室两面为墙,一面为窗。电视一般布置在较短的一面墙中部,沙发依较长一面墙布置,电话机布置在沙发转角的小茶几上。这样电视插座就应设在较短一面墙中部,电话插座应在沙发转角茶几旁的墙上,电源插座也布置相应的位置即可,高度0.4米为宜。 起居室应采用组合式灯具,设计时应考虑采用多联开关,灯具宜设于沙发合围的中央上方。 起居室根据其面积大小可采用窗式或柜式空调,在外窗附近的某一墙面上设一组插座,底边距地2米,以便为窗式空调提供电源,并在此插座垂直下方距地0.4米处设一组插座,以备将来使用柜式空调。 户内配电箱可安装在入户门附近的墙上,此箱仅在检修或故障时使用,故可安装在较高位置,考虑到住宅层高级结构梁的影响,此箱底边距地2米暗装比较合适。 三、厨房厨房内的用电设备比较多有:微波炉,电饭煲,冰箱,抽油烟机等。因此在厨房内应布置足够多的电源插座。 新装修的厨房一般做一排厨柜和吊柜,厨柜高度约为0.7米,厚0.5米,吊柜在其上方底边距地为1.6米,厚度为0.3~0.4米。电源插座宜设在厨柜与吊柜之间的墙面上,距地高度宜为1.5米设两组以上。抽油烟机一般嵌于吊框内安装,其插座宜设于吊柜内侧墙上,高度2米左右为宜。冰箱插座宜设于厨房角部。 厨房灯具设于房间中央采用吊线罩灯,普通跷板开关门外控制。 四、卫生间卫生间的电气设计一般包括:顶灯、镜前壁灯、排气扇,近一段时间按摩浴缸,暖风机,浴霸等较大负荷设备也逐渐进入卫生间。 镜前壁灯设于洗面盆高度1.8米,顶灯设于卫生间中央采用防潮型吸顶安装,排气扇设于风道口旁高2-2.4米,在室外墙上设多联开关控制。在洗面盆旁侧墙上设带隔离变压器的剃须插座距地高度1.5米。一般卫生间不考虑按摩浴缸,当需设置时,建议其供电回路设置现场隔离开关,隔离开关可配小开关盒暗设于卫生间就近外墙上,安装时再引出接线。另外,热水器,排气扇不宜直接用插座供电,可用暗盆出线预留1米左右长的导线,在安装时接入电器;卫生间的取得设备容量一般为800~1500W,可将零线引入设于室外的开关盒内,供二次装修时明管敷线,引入吊顶供电,设计时考虑其负荷。若洗衣机也放在卫生间,采用防溅插座距地1.5米供电。 这里注意的是,卫生间特别是带有洗浴功能的卫生间,属潮湿地区它的用电安全非常重要,设计时要注意:开关是人常要触措的设备,而其内部断开的又是相线不宜设于室内;插座安装要严格遵守规范划定的区域供电要求。 总之,电气设计师应与建筑师相配合,并了解室内布置,装饰的现状与趋势,熟悉家电拥有现状,努力做到设计能用、够用、好用,使用户满意。 电气设计论文:体育场馆电气设计 摘要:随着计算机技术、控制技术、网络技术以及大屏幕显示技术的发展,体育场馆的变配电系统、体育照明系统的智能化与常规的设计方式有着显著的不同。从各个系统出发,结合国际上先进的设计思想和设计方法,将体育场馆建设成既体现高科技含量、又完全满足实际需求的现代化体育场馆。 关键词:体育场馆 照明系统 智能化 奥运 2002年中国奥运组委会开始对体育场馆设计进行国际招标,根据奥申委在申办2008年奥运会时的承诺,要将2008年奥运会办成人文奥运、科技奥运和绿色奥运,这是可持续发展的战略思想,也符合全中国人民的心愿。如何规划设计奥运体育场馆,在体育场馆的设计中体现科技奥运的宗旨,这是2008年奥运会场馆建设中必须始终如一贯彻的基本方针。 近几年来,全国各省市为举办全国运动会、各省市运动会也投资兴建设体育场馆。但如何设计好体育场馆、如何将现代科技运用到体育场馆中来,使体育场馆的建设跟上时代科技进步的步伐,是摆在我们面前的重要任务。 自上世纪90年代开始,许多国家的体育场馆的建设逐渐发生了重大的转变,从过去的片面追求大规模向规模适中、功能多样、设备先进、安全舒适和节能、环保的方向发展。设备先进则充分体现在科学技术的发展与进步,尤其是信息技术的应用,使体育场馆朝着信息化、智能化方向发展。在注重这些高科技应用的基础上,充分体现着以人为本,使高科技更好地服务于社会,更加注重与环境的协调,充分体现节能与环保。2000年悉尼奥运会已给世人留下了深刻的印象。以下就体育场馆设计中,有关电气设计谈谈自己的想法: 随着计算机技术、现代控制技术、通信网络技术的飞跃发展,在建筑领域出现了智能建筑,它具有非常鲜明的信息社会的时代特征,也是人类社会进步、生产力发展的必然需求,对于改造提升传统产业和改善人们的生活水平起到了积极作用,为人们提供了更为安全、舒适、方便、高效的工作与生活环境。我国国民经济的快速持续发展,综合国力的增强与城市信息化建设的推进,为智能建筑的发展提供了保障,智能建筑的建成,从另一方面来看,又起到了节约能源、降低能耗、保护环境的目的。 上述技术的发展,也为我国建设智能化体育场馆,顺利举办奥运会提供了技术保障。 1 智能化变配电系统 现代体育场馆中的系统和设施,对供配电系统可靠性的要求越来越高,有许多系统在运动会期间是绝对不允许出现供电故障。因此首先应对体育场馆的用电负荷进行分级,不同等级的用电负荷,其供配电系统是有所区别。除消防设备用电属于一级负荷之外,根据《供配电系统设计规范》GB 50052-95 第2.0.1条 电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度进行分级,并应符合下列规定: 一、负荷下列情况之一时,应为一级负荷: 1.中断供电将造成人身伤亡时。 2.中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。…… 3.中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。例如:重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要负荷。 第2.0.2条 一级负荷的供电电源应符合下列规定: 一、一级负荷应由两个电源供电;当一个电源发生故障时,另一个电源不应同时受到损坏。二、一级负荷中特别重要的负荷,除由两个电源供电外,尚应增设应急电源,并严禁将其它负荷接入应急供电系统。 在《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92负荷分级及供电要求中: 3.1.1.1 一级负荷 (1)中断供电将造成人身伤亡者。 (2)中断供电将造成重大政治影响者。 (3)中断供电将造成重大经济损失者。 (4)中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。 对于某些特等建筑,如重要的交通枢纽、重要的通信枢纽、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的会堂、国家级大型体育中心,以及经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等的一级负荷,为特别重要负荷。 在该规范表3.1.2 常用重要电力负荷级别中,省、自治区、直辖市及以上体育馆、体育场中的计时记分用电子计算机系统电源、比赛厅(场)、主席台、贵宾室、接待室及广场照明,电声、广播及电视转播,新闻摄影电源均属一级负荷。并且对于计时记分用电子计算机系统电源为特别重要负荷。 3.1.3 一级负荷的电子计算机,其机房及已记录的媒体存放间的应急照明亦为一级负荷。 3.1.4 当在主体建筑中有一级负荷时,与其有关的主要通道照明为一级负荷。 因此,在进行体育场馆变配电系统设计时,应严格按照供电级别对用电负荷加以周密的考虑。并根据实际要求设置应急电源。 《体育建筑设计规范》送审稿10.3.1 体育建筑电力负荷应根据体育建筑的使用要求,区别对待,并应符合下列要求: 1.甲级以上的体育设施电力负荷为一级,国家级大型体育中心为特别重要负荷; 2.以上系指体育场、体育馆、游泳馆的比赛厅(场)、主席台、贵宾室、接待室、广场照明、计算机房、电话机房、广播机房、电台和电视转播、新闻摄影电源及紧急照明灯用电设备; 3.体育建筑的电气消防用电设备负荷等级应为该工程最高负荷等级; 4.一、二项中非比赛使用的电气设备及体育建筑使用要求为乙等的用电设备为二级。 体育场馆的变配电系统,除少数地区外,基本上都是10KV及以下的系统。目前多数还是采用传统的变配电系统,在这种系统中,所有高低压柜上配有大量的模拟指针仪表,柜内主回路的二次接线回路中,配有大量的继电器。高压侧以手动操作为主,低压侧则根据工程情况,实现部分自动(如联络开关),部分手动。这不仅给操作维护带来不便,而且对稍微复杂的控制实现起来也不方便,需增设一定数量的继电器等。一般来说,节点越多,出现的故障机率就越大。为了适应新技术的发展,在一些智能建筑中对变配电系统采用了以建筑设备自控系统的直接数字控制器(DDC)进行监测,随着断路器技术的发展,国内外一些厂家生产出了智能型断路器,从而进一步减少了在开关柜中安装CT等传感器,而且可以直接从这些断路器的接线端子上,根据需要引出相应的一些参数等。总之这些技术的发展,其目的就是朝着变配电系统的自动化方向发展。但是我们必须看到,在这些系统中,无论是采用智能开关,还是采用建筑设备自控系统的直接数字控制器,系统仅仅是朝着智能化方向迈出了一步,对于真正的变配电系统智能化还有相当的差距。尤其是采用DDC控制器的系统,一般仅仅是对系统的几个参数进行监测,根本无法达到自动化的目的。这种系统所采集的信息不全,数量有限,大量的参数和数据、故障和故障记录采集不上来,而仅限于电压、电流、断路器的开关状态等。另外每家从事建筑设备自动控制的承包商所采用的控制器,除少数采用开放型技术和产品外,一般均是自己的通信协议,与其它厂家产品之间互操作性差,协议转换困难。而且对于承担这些系统的建筑设备自控系统的承包商,绝大多数时从事自动控制的人员,对于变配电系统的工艺了解不深,因而很难做出符合要求的系统。 近几年,国内外一些公司,对于智能化变配电系统进行了广泛深入的研究,开发研制出了一系列用于变配电系统自动化的产品和设备,这些产品均是基于现场总线技术。现场总线是自动控制领域中一种互连通信网络,它是实现现场设备数字化通信的一种现场层网络通信技术。它具有协议简单,并具备开放性,容错能力强,实时性好,安全、成本低、适于频繁交换等特点。采用现场总线技术,可以快速、简单、低成本实现变配电系统的自动化。智能化变配电系统一般由计算机、通信网络、智能化开关和控制设备组成。它是由通信网络将变配电系统中带有通信接口的开关和控制设备连接起来,并与计算机相连,由工作人员在计算机上进行智能化管理和操作,从而实现集中数据采集和处理,集中进行监控,真正达到变配电系统的遥测、遥调、遥控和遥信。 但目前国内外采用的现场总线有许多种,例如:MODBUS、PROFIBUS、FF、CANBUS、CONTROL NET、INCOM、LONWORKS、INTERBUS、ETHERNET等,国际上已出台了IEC61158所推荐的8种总线标准,但仍未建立起国际统一的标准。随着通信技术的发展,自动化技术的提高,用户对变配电系统的可靠性和灵活性要求提高,在市场上将会出现多种类型的产品。这就造成了在一项工程中,可能会用到数种总线技术的产品。值得欣慰的是,针对这种多总线技术,现有大量的技术人员正从事于将多种总线技术用于一项工程的变配电系统的技术。采用通用型的现场总线、协议控制器,通过软硬件的方法,共同对现场总线协议进行处理,解决智能化变配电系统中多总线的兼容问题。 采用智能化变配电系统,对于系统的操作,可通过编制程序,对系统的各种操作进行预先设定,并以图形或表格的形式进行显示,非常直观、有效。对于信号的采集,一方面是信号的种类可根据实际情况的需要进行采集,尤其是一些直接关系到系统变化趋势的信息,系统能不断采集和分析,提前给出必要的提示或警告,便于系统安全可靠运行。智能化变配电系统可对每个回路上的断路器状态、柜内及母线温度、操作机构的机械性能、绝缘水平等进行检测,为系统运行的测量、保护、控制等提供必要的依据,并对发生故障的部分进行录波、故障记录,为故障分析提供可靠的数据。智能化变配电系统采用计算机技术、数据处理技术、控制技术、传感技术、通信网络技术、电力电子技术等,取代传统的二次回路,具有接线简单、性能可靠、易于维护的优点。尤其是对于具有数个变配电室的体育场馆而言,各变配电室的系统均具有通信接口,为实现变配电系统自动化和减少工作人员,提高工作效率提供了保证。 智能型变配电系统的产品,目前国内外有许多厂家均有成熟、实用的技术和产品,这些产品为标准的模块化结构,采用微电子技术,集成度高、体积小、功能全、便于各种功能的集成。而且这些设备布线简单、易于维护,给用户带来方便。例如施耐德电气公司的Powerlogic系统采用Modbus,能专业化地满足电能管理的要求,主要体现在对电能成本、电能质量、供电连续性三方面,这正是我们对于体育场馆供电系统中重点需要考虑的问题。对于供电成本,主要方面是在于减少损耗,系统可以识别主要的耗电源、在内部进行成本分配,让用户对成本有更直观的了解,利用多站点集合的优势,在降低成本方面,可随时查看能源消耗模式,控制用电高峰。对于电能质量,该系统可以对供配电系统进行谐波分析,电压波动探测,扰动探测,中性线电流监控。例如配电系统中的谐波,他导致设备运行效率降低,缩短设备的使用寿命,加大了容量,增大了系统的损耗。严重时,将会导致一些设备运行不正常,尤其是对于体育场馆中的弱电系统的电子设备。在保证供电系统供电连续性方面,该系统可以帮助用户分析和控制配电系统,从而提高供电的可靠性。该系统通过一个图形互动界面,将收集到的测量数据集中起来,并将其格式化,它可以提前发现问题,并加以解决,从而避免设备出现故障以及由此而引起的停电。当出现故障时,要迅速判断故障点以及故障原因往往是困难的,从而延误了及时恢复供电的可能性,而Powerlogic系统可以及时诊断出问题所在,给维护人员提供有效的信息,保证了即使出现故障,也比传统的供电系统能尽快消除故障,恢复供电。 2 场馆照明 现代的体育场馆建设,向规模适中、功能多样方向发展。因此,体育场馆的照明设计,往往不是仅仅考虑单一功能,而是要考虑多功能的应用。在一个城市,奥运会仅举办一次,但随着全民体育健身运动的兴起,这些场馆还要在漫长的时间内为人们提供各种服务。2000年悉尼奥运会、2002年韩、日世界杯有些场馆的照明,均是进行了综合功能考虑后而设计的,而且是利用现代科技,利用计算机进行照明控制,达到采用简单操作而实现不同功能和使用条件下的体育照明。 体育场馆的照明,根据不同体育竞赛的要求,对不同项目、功能的竞赛,有其照度值等各方面的要求,如水平照度和垂直照度、对观众和运动员的眩光指数、显色指数等。对于体育场地的照明方式,主要有四塔式、多塔式、光带式、混合式等,不管采用何种方式,对于场地的照明效果应满足不同功能的需求。而对于体育馆内的照明,其方式有满天星式、灯桥式、混合式等等。从智能照明的角度来看,不管体育场馆的何种照明,应本着有利于运动员技术水平的发挥,有利于裁判员的正确判断,有利于观众各方位的观看效果,有利于现代电视转播。照明一定要满足体育竞赛工艺的要求,并实现照明的现代化管理,节约能源,改变光空间,创造光变化,并应在设计中做到安装简便,适应性强,系统安全可靠。 长期以来,CIE的标准和我国的标准是指导我国体育照明基本的指导性文件,在上述标准的基础上,不断提出更新的、更切合实际需求的实用性标准。这些标准通过实际工程被应用到体育场馆照明系统的实现过程当中。 值得提出的是,随着彩色电视技术的发展,HDTV(高清晰度数字电视)转播已正式进入了国际体育比赛(尤其是足球赛)的技术范畴。而CIE到目前为止,还没有相关的标准出台,在这种情况下,FIFA(国际足联)制定了《足球场照明推荐值》,并将HDTV转播所需的光环境正式纳入其中。按照这样的要求,赛场在主摄像机方向的垂直照度应在2000Lx以上。 目前国内新建体育场的照度水平,一般水平照度都至少在1600Lx以上,垂直照度则多在1400Lx以上。这样的要求对现有的彩电转播来讲是足够了,但还不能完全满足HDTV转播的要求。HDTV转播已成功地应用于悉尼奥运会和韩日世界杯足球赛,我国目前也在大力推广这一技术,在2008年奥运会上采用HDTV转播(与普通彩电转播并存)可以说是势在必行,因此对于我国的奥运赛场和其他一些大型的、常用于国际比赛的体育场来说,采用FIFA的《足球场照明推荐值》作为照度指标的标准是非常值得考虑的。 由于体育场馆的功能和结构特点不同,创造基本光环境的手段和方法有所不同。并不是所有体育场馆的光环境越亮越好,对于举办国际赛事可能性很小的一些体育场馆,照度水平设置在满足一般彩色电视转播这个层次上足够了,而对于经常举办国际赛事和大型活动的大型体育场馆,为满足HDTV转播的需要,而将照度水平设计很高,这主要不是考虑现场观众的感受,而更多地是考虑到广大电视观众的感受。所以照明系统在充分满足比赛和活动自身需要的同时,更多地是为电视转播系统提供最好的光环境。 场地照明灯具是体育照明系统的核心,选择是否恰当非常重要。如何在众多的、各具特色的专业产品中选择最适合自己需要的灯具,则是一个较为复杂的问题。灯具的光学性能、电气性能、使用寿命、可靠性以及性能价格比,是最基本的衡量指标。 一旦确定选用的灯具,照度计算是场地照明设计最基本、最直接、最有力的设计效果的依据。照度计算书包括所采用灯具的型号、数量、布置方式、投射角度、瞄准点以及最终的合成结果。通常体育场馆照明均分成多级,在照度计算时,应对各级照度度给出水平照度、垂直照度、对应的均匀度、眩光指数等一系列数据。当这些数据均满足上面提到的基本光环境的要求时,则认为该设计基本符合要求。照度计算除了用于确定照度值外,同时成为灯具安装调试的指导性文件。 在灯具布置时,应注意对于不同功能的场馆,其照明灯具的布置是有严格的规定,设计人员一定要清楚这些规定。有时对于多功能的体育场馆,为了满足不同功能情况下的使用,须分别设置一些灯具,以满足实际需求。 从计算书中得出的计算结果,仅仅是一种理想的情况。要获得真正实际效果,需要在现场经过反复的调试。照明设计与现场实际之间存在着互动的调整,这是很正常的事情。当现场条件不允许将所有环节都做到最完美时,需要设计人员做出决定。所以说,照明的计算和实施,不但要依靠高素质的设计人员,而且还必须要有专业的施工力量来支持。如飞利浦、松下、希优等专业公司,由此可以看出,这实际是对照明设计和产品提供商综合实力的全面考验。 对于大型的体育场照明,采用通常的“窄光束型”或更窄的“投光型”灯具,往往很难达到满意的整体光环境的效果。而以“窄光束型”或“投光型”灯具为主体,辅以其他配光的灯具(一般应为同种光源)的方式,则能获得令人满意的照明效果。这样做的好处在于不但能保证场地大部分区域的光环境达到要求,而且对于个别特殊区域和观察角度,也能给出周到的关照,从而使体育场馆的整体光分布更趋于合理,照明效果更好。体育场馆的照明节能,首先是在满足基本功能要求的前提下进行节能。因此,需要在设计阶段,认真研究实际需求和选择高光效的灯具。一方面控制好眩光,另一方面尽最大努力减少光的溢散,合理决定分级照明的效果,从而达到节能的目的。 体育场馆照明控制系统,作为整个工程照明系统的一个重要组成部分,不但要有效实现各级开关灯方案,而且还要具备安全保障功能。各级功率配比、与供配电设计的配合、防止频闪、控制界面的反馈等都是必须仔细考虑的问题。做到在控制台上可实现分组控制和集中控制,并具备声光报警功能。 智能控制是目前体育照明的一个发展方向。另一方面要提供一定程度的灵活组合的预留以针对特殊情况时调整。这种需求是采用传统控制方式所难以达到的。 智能照明从目前技术发展来看,主要采用分布式集散控制方式。它是以计算机通信网络为平台组成的系统,将复杂的系统设计分层次进行,各层负责其须承担的任务。层次之间采用模块化设计方法,并提供层间接口的组合通道。以图形化界面监视整个照明系统的工作状态,包括各种控制器状态,供电回路状态。系统可对每个回路和各组灯具进行遥控,根据计算机程序的设定,分成多种场景,进行分门别类的控制。并根据各组灯具点燃时间进行统计,便于进行维护的提醒和管理,确保在竞赛过程种,各灯具始终处于良好的工作状态。采用计算机进行体育场馆的照明控制,能够对整个照明系统的工作状态进行实时监控,对每个回路、每个灯具的状态、故障进行监视,并能方便地进行各种照明场景模式的变换和更改,便于日常工作管理,减轻工作强度,确保照明的效果。智能照明控制系统采用模块化结构,能对灯具起到全面的保护控制和状态参数检测,这是采用常规控制方式所不能达到的。它采用软启动和软关断技术,限制电网电压浪涌,提高了灯具的使用寿命。 体育场馆的照明,除满足各类功能性的竞赛照明外,还需要综合考虑场馆的观众席照明以及应急照明,这是在体育场馆照明设计中一项重要工作。体育场馆人员密集,观众的安全至关重要。绝对不能由于照明的失误,而引起观众的骚乱,出现不必要的、人为的事故。智能照明系统能对场馆中应急照明自启动,确保场地内的安全。 对于多功能的体育场馆,其照明系统的控制也是一个复杂的系统。采用智能控制系统,不仅能提升照明系统的控制功能,而且还可以很方便地与整个体育场馆建筑设备综合管理系统连接,向上层系统提供照明系统实时状态和历史资料信息,同时也可接收来自上层管理系统的场景模式照明控制指令,实现统一的、综合的管理和控制。 电气设计论文:民用建筑中电梯的电气设计 论文关键词:电梯;主开关;照明;插座;配线 论文摘要:电梯的电气控制设备由制造厂成套供应,电气控制设备的电源进线及控制和配电出线由安装单位配套。电气设计只需为下列用电设备提供电源、选配断路器和配电线路。 1 概述 电梯电气控制设备由制造厂成套供应,电气控制设备的电源进线及控制和配电出线由安装单位配套。电气设计只需为下列用电设备提供电源、选配断路器和配电线路。 电梯主电源;轿厢、机房和滑轮间的照明和通风;轿顶和底坑的电源插座;机房和滑轮间的电源插座;电梯井道的照明;报警装置。 2 配电设计 2.1电梯的负荷分级和供电要求,应与建筑的重要性和对电梯可靠性的要求相一致,并符合国家标准《供配电系统设计规范》的规定。高层建筑和重要公建的电梯为二级,重要的为一级;一般载货电梯、医用电梯为三级,重要的为二级;多层住宅和普通公建的电梯为三级。高层建筑中的消防电梯,应符合国家标准《高层民用建筑设计防火规范》的规定。 2.2电梯的供电,宜从变压器低压出口(或低压配电屏)处分开自成供电系统。 一级负荷电梯的供电电源应有两个电源,供电采用两个电源送至最末一级配电装置处,并自动切换,为一级负荷供电的回路应专用,不应接入其它级别的负荷; 二级负荷电梯的供电电源宜有两个电源(或两个回路),供电可采用两个回路送至最末一级配电装置处,并自动切换。当变电系统低压侧为单母线分段且母联断路器采用自动投入方式时,可采用线路可靠独立出线的单回路供电。亦可由应急母线或区域双电源自动互投配电装置出线的、可靠的单回路供电。 消防电梯的供电,应采用两个电源(或两个回路)送至最末一级配电装置处,并自动切换。 三级负荷电梯的供电,宜采用专用回路供电。 2.3 每台电梯应装设单独的隔离电器和保护装置,并设置在机房内便于操作和维修的地点,应能从机房入口处方便、迅速地接近。如果机房为几台电梯共用,各台电梯的隔离电器应易于识别。隔离电器应具有切断电梯正常使用情况下最大电流的能力但不应切断下列设备的供电:轿厢、机房和滑轮间的照明和通风;轿顶和底坑的电源插座;机房和滑轮间的电源插座; 电梯井道的照明;报警装置。 上述照明、通风装置和插座的电源,可以从电梯的主电源开关前取得,由机房内电源配电箱(柜)供电或单设照明配电箱,或另引照明供电回路并单设照明配电箱。 2.4 主开关选择 电梯电源设备的馈电开关宜采用低压断路器。低压断路器的额定电流应根据持续负荷电流和拖动电动机的起动电流来确定。过电流保护装置的负载-时间特性应设备负载-时间特性曲线相配合。 2.5 照明、通风装置和插座的供电回路,根据设备所在部位和工作特点划分,至少应分为两个供电回路并分别设置隔离电器和保护装置: 轿厢用电设备(照明、通风、插座和报警装置)供电回路和保护断路器(如同机房中有几台电梯驱动主机,每个轿厢均应设置一个),此断路器应设置在相应的主开关旁。 机房、井道和底坑用电设备(照明、通风和插座)供电回路和保护断路器,此断路器应设置在机房内,靠近其入口处。 3 电气照明、通风装置和插座设置及控制 3.1 电梯井道照明 封闭式电梯井道应设置永久性的电气照明,在维护修理期间,即使门全部关上,井道亦能被照亮。井道最高和最低点 0.5米以内,各装设一盏灯,中间最大每间隔7m设一盏灯,照度应不小于50lx,分别在机房和底坑设置一控制开关。 3.2 电梯机房照明和电源插座 机房应设有固定式电气照明,地板表面上照度应不小于 200lx。在机房内靠近入口(或几个入口)的适当高度处设有一个开关,以便进入时能控制机房照明。机房内应设置一个或多个电源插座。 3.3 轿厢照明和电源插座 轿厢应装备永久性的电气照明,控制装置上的照度应不小于 50lx,轿厢地面上的照度宜不小于50lx。如果照明是白炽灯,至少要有两只并联的灯泡。 要有可自动再充电的紧急电源,在正常照明电源被中断的情况下,它能至少供 1W灯泡用电1h。在正常照明电源一旦发生故障情况下,应自动接通照明电源。轿顶应设置一个或多个电源插座。 3.4 底坑插座 底坑距底 0.5m处应设置一个电源插座。插座需有防护措施和有一定的防水能力,宜至少达到 IP21。 4 线路敷设 4.1 线缆选择 选择电梯供电导线时,应按电动机铭牌电流及其相应的工作制确定,导线的连续工作载流量应不小于计算电流,线路较长时,还应校验其电压损失(直流电梯电源电压波动范围应不大于± 3%,交流电梯±5%)。 4.2配线选型 根据不同用途,配线可选用导线、硬电缆和软电缆,应有不同的保护方式和敷设方式. 5 防灾及报警装置 5.1消防电梯和平时兼作普通电梯的消防电梯,在撤离层靠近层门的候梯处增设消防专用开关及优先呼梯开关,供火灾时消防队员使用。 5.2为使乘客在需要时能有效地向轿厢外求援,应在轿厢内装设乘客易于识别和触及的报警装置。该装置应采用警铃,对讲系统,外部电话或类似形式的装置。 5.3超高层建筑和级别高的公建,在防灾控制中心宜设置电梯运行状态指示盘。 5.4消防电梯轿厢内应设消防专用固定电话,根据需要可以设闭路监视摄像机。 6 防雷等电位联结 二类防雷建筑物超过 45m和三类防雷建筑物超过60m的建筑,应采取防雷等电位连接措施,电梯导轨的底端和顶端分别与防雷装置连接(接闪器、引下线、接地装置和其它连接导体等)。 7 电梯机房、井道和轿厢中电器装置的间接接触保护 7.1低压配电系统零线和接地线应始终分开。 7.2整个电梯装置的金属件,应采取等电位联结措施。接地支线应分别接至接地干线接线柱上,不得互相连接后再接地。 在各个底坑和各机房均设置等电位连接端子盒,并与防雷装置连接。端子盒分别单独用接地线接至等电位联结端子板,以便于检查和维护。采用铜芯导体,芯线截面不得小于 6mm2,当兼用作防雷等电位联结时,采用铜芯导体,芯线截面不得小于16mm2。 轿厢接地线如利用电缆芯线时,不得少于两根,采用铜芯导体,每根芯线截面不得小于 2.5mm2。 7.3 电位连接、保护接地及电梯控制计算机工作接地与建筑内其它功能的接地共用接地装置。 8 参考图 根据工程的具体情况,在符合国家标准的前提下,设计时可有多种组合方式,配电回路也可适当增减 电气设计论文:卫生间电气设计探讨 摘要:随着人们的居住水平提高,越来越多的电气进入卫生间,而由于在装璜中随意改动已有电气线路,忽视了电气整体安全,带来安全隐患,本文简要介绍卫生间电气安全方面问题。 关键词:电气设计 等电位联结 卫生间 今天,随着人们的住房面积不断扩大,生活质量逐步提高,卫生间承载的功能越来越多,各类电器进入了卫生间给用电安全带来了隐患。卫生间的电气设计要给予高度重视。以下是我的一些设计体会。 一、 电气设备、插座、开关布置 1. 顶灯、浴霸、排气扇都安装在吊顶内。吸顶灯应为防潮灯具。 2. 镜前灯设置与镜子上方,尽量不要使用金属外壳的灯具。 3. 镜下应设置电须刀、电吹风和烘手器等插座。 4. 电热水器插座、洗衣机插座应带开关和面板,安装高度为1.8米。 5. 卫生是潮湿环境,用湿手操作电源开关有一定的危险性,因此电源开关可装在卫生间外面的门旁墙上。若装在卫生间内,应采用拉线开关或防水开关。 二、 线路敷设 1. 所有插座回路都应采用漏电保护开关 2. 卫生间的配管应为暗配,吊顶内则为明配。为达到双重绝缘,提高用电安全,保护管应该用塑料管。 3. 卫生间内应配置电话出线盒。 4. 浴霸的电源线应直接从住户配电箱内引来,用3根2.5mm2的铜芯导线。浴霸用一只开关控制普通照明,用一只或两只开关控制红外灯。 三、 等电位联结 局部等电位联结为用电安全所必需,它对建筑物防雷和电子信息设备的防雷以及其干扰也是必不可少的,而它的实施不过是几根用于联结的导线的连接,花费不多,维护管理也很简单,安全效果却十分明显,因此发达国家对诸如商业、科研等高层建筑物的每一楼层都做一次局部等电位联结,收到了很好的效果。 局部等电位联结在一些电击危险特别大的场所也得到了广泛的应用。例如在浴室、游泳池等特别潮湿的场所内,人体皮肤完全湿透,人体阻抗大幅度下降,金属管道、结构等种种原因传导来的十几伏的不高的电压就可使人体通过大于心室纤维性颤动电 流阈值而电击致死。这种电气事故是不能靠装用漏电保护器、隔离变压器等保护电器来防范的,因为这种使人致死的电压是沿非电的金属管道传导的。唯一的防范措施是在此电击危险特别大的局部场所作局部等电位联结。这样做后,无论从哪一金属管道、结构或PE线导入了不正常电压,由于等电位联结的作用,该场所内所有导电部分的电位都同时升高到同一电位水平,不出现电位差,电击事故自然无由发生。电气人员必须理解这种场所的电气危险性和实施局部等电位联结的重要性,以有效维护人的生命安全。 GB50096—1999《住宅设计规范》6.5.2规定:住宅供电系统应采用TT、TN—c—s或TN—s接地制式,并进行总等电位联结;卫生间宜作局部等电位联结。 在规范的条文说明中对此条作如下说明:洗浴时人体皮肤潮湿,阻抗下降,沿金属管道传导来的较小电压即可引起电击伤亡事故,在卫生间内作“局部等电位联结”可使卫生间处于同一电位,防止出现危险的接触电压。人体触及带电体时会受到电击,电击电流的大小由接触电压和人体阻抗所决定。我国对安全电压作如下规定:在状况1(干燥或湿润的区域、干燥的皮肤、高电阻地面)下为50V;状况2(潮湿的区域、潮湿的皮肤、低电阻地面)下为24V;状况3指当人浸入水中时,皮肤电阻和水电阻可忽略不计,此时的安全电压IEC未作规定,但在编制说明中提出:“例如不超过12V”。在状况1或状况2下,人体触及电源的 N线是没有危险的.此时的N线和PE线之间的电压即使超过15V(通常可达10V左右)也没有危险。但在状况3的情况下,人触及N线也存在电击死亡的可能性。例如某电气设备的N线碰壳,此时该电气设备仍能正常工作,因此难以发现N线碰壳。若该电气设备的外壳与浴室水管相碰,人在浴缸内洗澡,浴缸的排水管处于地电位,进水管和N线的电位相同,两者的电位差远大于2.5V,甚至超过12V,此时人坐在浴缸里触及进水管,就有生命危险。如果把卫生间内所有金属体联成一体,就不存在电位差,从而避免电击的可能。 局部等电位联结的做法在图纸中是不画的,可参照建设部的97SD567“等电位联结安装”标准设计图册施工。具体做法如下:在卫生间内将各种金属管道、结构件(包括混凝土楼板中的钢筋)以及进入卫生间内的视线,用不小于4mm2的铜芯线,通过等电位联结端子箱互相连通。等电位联结导线在地板或墙内暗敷时要穿塑料管保护,其目的是更换导线方便。等电位联结范围内的金属管道等金属体与等电位联结箱内的端子排之间的电阻不应大于5。卫生间内的金属管道的连接处一般不需加跨接线,若发现导通不良时,应作跨接。当卫生间内的水管是塑料管或包塑金属管时,等电位跨接线可接在自来水龙头上;采用金属水管时,跨接线直接接在水管上。卫生间内的污水管因与进水管之间是不通的,因此污水管也要作等电位联结,可接在地漏的管子上。 四、 等电位联结设计安装中一些具体问题 (1)、现时有些管道系统以塑料管代替金属管,对这种管道作等电位联结时应如何处理。 作等电位联结的目的是防范人体同时触及带不同电位的可导电部分时可能发生的电击事故。塑料管不是可导电物质,它不传导电位,在作等电位联结时不需对它作联结,但对金属管道系统中的小段塑料管需作跨接。 (2)、金属管道的连接处裹有黄蘼或聚乙烯薄膜,要加跨接线否。 否。除自来水管的水表处需作跨接外,其他连接处不需跨接。因管道在作丝扣连接时,这些包裹材料的绝缘作用已被破坏,连接处仍然导电。但施工完毕后必须对管 道全长进行一次导通性的测试(详见后文),如发现某一连接处不导电或接触电阻过大,应在该处加作跨接线。 (3)、在一等电位联结系统内是否要对同一种管道重复作多次联结。 只要管道全长导电良好,对一种管道只需在干管上作一次联结,也可用一根联结线兼联相邻的不同管道。 (4)、如一建筑物有多回电源进线,是否每回进线都需作一次总等电位联结。 每回电源进线都需做各自的总等电位联结,所有总等电位联结系统之间必须就近互相联通,使全建筑物电气装置处于同一电位水平上。 (5) 总等电位的接地母排和局部等电位联结的等电位联结端子板之间要否连通。 因这两者间并非一配电系统内上级和下级配电箱之间的关系,等电位联结的作用只是使人体伸臂范围(2.5m)内所接触的电位相等或接近而已 (6)、浴室内本无PE线,其局部等电位联结是否需要与室外的PE线进行联结。 否。浴室内最忌出现不同电位,因不大的电位差就可能引起电击事故,而PE线可能因别处的故障而带电位,自浴室外引进无关的 PE线对防电击并无必要,反而引狼入室,增加一个引入不同电位的渠道。 (7)、 如何确认等电位联结的有效性 只要等电位联结的诸连接处电气上导通就可认为它是有效的。因它只传递电位而不传送电流,不存在连接处发热和增大电压降等问题。对它的连接处接触电阻的要求也不高,一个管道系统和其联结线的总电阻不大于3Ω即为合格。IEC标准对检测此管道电阻的要求是检测电源(交流或直流)的空载电压为4V至24V,检测电流不小于0.2A。现时已有符合此要求的检测联结线和PE线的导通性和阻抗值的仪器供应,其操作比较方便。也可在现场按图4组装来进行检测。检测前先用欧姆表测出接线的电阻值RW,然后如图示接通检测线路。检测时,先将开关S置于断开位置,记下电压表读数U1,然后闭合开关S,调节可变电阻器R使电流表显示大于0.2A的合适值,记下电压表和电流表的读数U2和I以及可变电阻器的电阻值R,可得出如下关系式: U1=I(R+RW+RP)=U2+I(RW+RP), 略加推导可得将测得值代入此式即可获得该管道和其联结线的总电阻值 (8)中性线、PE线、PEN线、联结线性能上的区别何在。 中性线(Neutral Conductor)是回路的带电导体,它正常时通过单相电流、三相不平衡电流和某些谐波电流,这些电流引起的电压降使它正常对地可带几伏电压。 PE线(Protective Conductor)通常指一回路中用于设备接地的导线,但它不是回路的带电导体,除微量的泄漏电流外(三相回路中为三相泄漏电流的失量和)它正常不传送电流,只在设备发生接地故障时传送故障电流并带故障电压。 PEN线指兼有PE线和中性线作用的回路导线。 联结线(Bonding Conductor)不在回路内,不是回路导体,它基本上不传送电流(包括故障电流),只传导电位,使建筑物内可导电部分电位相等或接近。它不似PE线那样紧靠相线敷设,故障电流通过它返回电源的回路电抗远大于PE线,所以它虽然在电路上与PE线是并联的,但故障电流在其上的分流极小,因此它的截面比PE线小许多。 等电位联结也是“连接”(connection),但此连接有只传送电位不传送电流的特点和含义,IEC标准给它取名另一术语“bonding”,译为“联结”,以与一般的“连接”一词相区别。等电位联结线(equipotential bonding conductor)常简称联结线(bonding conductor)。 (9)、上述不同用途的导线对颜色标志有何要求。 IEC标准规定凡用于安全保护目的的各类导线,包括联结线、PE线、PEN线以及接地极的引入线,其全长一概以黄绿相间的颜色标志作为国际通用的颜色标志(PEN线需在导线的首端另加浅兰色标志),以便于这些线路的正确施工和管理。我国施工验收规范也按此作了同样规定。但我国有些施工人员贪图省事,不加区分, 往往采用同一颜色的导线,因此常常接错线路,招致许多不应有的事故。例如PE线和中性线常因颜色相同而接错,使PE线流过中性线的电流,导致带防火漏电保护的电源进线断路器一合闸即跳开,人们误以为是因正常泄漏电流过大而 拆除断路器,其后果是听任接地电弧火灾频频发生,这是我国成为电气火灾多发国家的一个重要原因。 由于我国等电位联结的实施尚在起步阶段,等电位联结用的金具,端子板尚无定型产品供应,建筑材料(如金属门、窗框)设备(如浴盆)和一些铸铁管也尚未配置等电位联结端子,给施工带来诸不便,也影响连接的美观,需在现场克服。希望有关制造商能抓住这一商机及时开发出满足等电位联结的各种标准产品。 电气设计论文:小康住宅的电气设计技术 摘要:本文首先阐述了对小康住宅电气设计技术提出的新概念与新要求。电气安全最受人们的重视和关注,包括防人身电击技术、防电气火灾技术、电涌防护技术、电气检修安全技术和保安技术等。介绍了 适合于住宅小区的安全可靠的配电系统。讨论了小康住宅智能化的发展方向,在对住宅信息化、智能 化和综合布线系统研究的基础上,分析了住宅小区智能化系统方案。 关键词:住宅 电气安全 防人身电击 防电气火灾 电涌保护 智能建筑 综合布线系统 作为人类生存基本需求之一的住宅,已逐步从解困、安居型向小康型发展,实施文明居住。为此,对小康住宅的电气设计提出了新的概念。文明居住的内涵不仅仅只要求居住方便、舒适乃至华丽。现代化的文明居住区对过去没有实施,或者实施甚微的电气安全及住宅信息化、智能化提出了要求。因此,建筑电气设计内容必须更新、发展。 随着社会的进步、经济的高速发展,我们的生活方式发生了很大变化,对居住要求也有新的变更和企求。 一、安全 生活水平的提高、生活方式的变化及家庭形式多样化,使得人们对安全保障的要求愈来愈烈。这种高度安全性的要求主要体现在防盗、防犯方面,这是最为直观的安全,也最为人们所重视及关注。然而,不为多数人知晓的电气安全更是与人们的生命财产密切相关的。 1、防人身电击技术 在自动切断供电的保护措施中,采用TN或TT接地制式对低压配电系统的安全起到了一定的作用,同时也存在许多不足和缺陷。 漏电保护电器(RCD)作为实用的防电击措施之一,已为广大电气设计者、管理者及使用者所接受,并付诸实践。 RCD的应用大幅度地提高了安全用电水平,成为防触电事故的有效措施之一,然而,RCD在使用中也存在局限性。例如:RCD无法对因种种原因引起PE线(PEN线)电位升高进行检测。因为RCD所检测的仅只L1、L2、L3相线及N线导体中是否有剩余电流,而无法检测出具有保护功能 PE线是否带剩余电流。 RCD的这种不足是可以通过等电位联结保护措施来弥补的。1996年6月1日开始实 施的国际《低压配电设计规范》GB50054-95的第四章第四节明确规定,采用接地故障保护时,应实施总等电位联结。按规范规定,当采用低压断路器、熔断等保护电器实施自动切断供电时,应在建筑物内实施总等电位联结。等电位联结的目的不在于缩短保护电器的动作时间,而是降低接触电压值,某些情况下有可能将接触电压降到安全值以下。在正常条件下,安全电压值为50V。等电位联结有总等电位联结(又称主等电位联结)和局部等电位联结(又称辅助等电位联结)。 2、防电气火灾技术 近年来,电气火灾不断增加,已居火灾起因首位,电气设备或线路故障起火是十分常见的起火原因。 电气故障主要是带电导体之间的短路和带电导体与“地”之间的短路。这是所说的“地”是泛指与地有联系的设备外壳、金属管道及构架等外露可导电部分的短路,通常将前者称为短路,后者叫做接地故障。 接地故障虽也表现为短路形式,但它在短路电流值、故障后果和保护措施上与相间短路均不相同。 带电导体产、发生短路时,由于短路电流大,可令保护电器设备自动切断供电,防止电气火灾的发生。而接地故障却因短路电流小,特别是电弧性接地故障,无法令保护电器设备动作,它不仅能导致人身电击,也能引起电气火灾。通常电弧性接地故障起火的危险性及发生的几率大于一般的相间短路。 能引燃起火的电弧电流在500mA以上,IECTC64认为RCD是防范电气火灾的措施之一,但保护装置的IΔn 500mA。 在设计中,我们将防电气火灾的RCD保护设备设在进线处。在选择RCD的IΔn时,未选用其上限值,最佳的保护作用是IΔn 300mA。其动作时间为0.25S(据厂家提供的资料,跳闸时间误差为±20%,即t=0.25s时,跳闸区间为0.3~0.2s)。当电源总箱供电范围内任一处发生能引燃起火的接地故障时,进线处的RCD都能及时切断电源的,从而避免电气火灾的发生。 这里需要注意的是:干线上和支线上的RCD之IΔn配合。一般来说,漏电开关的额定漏电不动作电流IΔn0为额定漏电动作电流IΔn的50%。多个分支线的额定漏电不动作电流之和ΣIΔn0如果大于干线上RCD的50%IΔn,就会使干线上的RCD误动作。 据有关资料介绍,在一些发达国家,要求建筑物电源总进线上设置IΔn≤500mA的RCD,否则,当地的供电公司不予供电。 3、电涌防护技术 为了保护建筑物免遭雷电袭击,设计了由避雷带(针、网)、引下线和接地装置组成的外部防雷系统。 然而,雷电电涌可通过室外线路入侵建筑物内的设备,造成毁坏。同时建筑物内部投切过电压亦可造成设备的损伤,这些都是外部防雷系统无法保护的。 防止上述用电设备绝缘被击的主要措施是装设电涌防护器,如过电压保护器、放电间隙、避雷器等。当雷电电涌或内部过电压值大于电涌防护器的动作特性时,均能在瞬间使电涌防护器动作,并通过等电位装置,形成等电位。 也就是说,防范雷电电涌及过电压的措施,是在最短时间内(纳秒级)令其释入电路上产生的大量脉冲能量,通过等电位装置将其泄放至大地,从而降低设备各接口间的电位差,保护用电设备。 在电子时代的今天,住宅内设置的敏感电子设备数量和规模不断增大,而这些设备的工作电压却在不断下降,因此它们受到电涌的袭击而损坏的可能性就大大增加。其后果可能使整个系统运作中断,造成经济损失。 4、电气检修安全技术 住宅小区的低压配电系统,不论采用TN或TT制式,其PEN线或N线由于通过负荷电流、不平衡电流、三次谐波电流等等,令其带电位,对地呈现电压。正常工作时,这种电压视情况为几伏乃至十余伏。当然,不可能大过或等于安全电压50V。 如果正常工作时的PEN线或N线的对地电压等于或大于50V,那么设备端子电压则等于或小于120V,这种电压不能令设备正常运转的 ΔUPEN≥50V时设备不能工作然而,例如变配电所因某种原因发生故障,令PEN线或N线电位升高,此时,其对地电压大于安全电压,甚至高达百余伏,这种电压对设备及人体是十分危险的,并且会传至建筑物的进户处。 进户处的电源的总开关若为三级,检修是不会断开N线(请注意,PEN线是不能断开的),如果在N线电位升高时,人员正在检修或安装,由于没有电气隔离措施,这时危险电压会令检修人员发生触电伤亡事故。将电源的总开关选为四级,实施了电气隔离,即将所有带电导体断开,因而就避免上述事故的发生。 需要说明的是,PEN线是PE线与N线合二为一的线路,规范是严禁将其断开的。TN-C-S系统的PNE线在进户配电箱处分成N线及PE线,接入四极总开关的是三根相线及N线。对于TN-C系统而言,不允许装四极开关,在小区的配电系统中,不推荐使用TN-C系统。 在住户用的小配电箱中,进线开关多是选用微型断路器。目前市场上供应的合格MCR,其爬电距离、空气间隙等参数均能满足隔离电器的要求,因此常将其当作隔离电器使用,忽略了隔离电器对“明显断开点”的要求。 目前,某些断路器已有触头状态显示窗,即用红、绿两色分别表示触头是处于分于分断还是合闸的状态,应该说这种有明显断开点的断路器才是符合隔离电器的要求。 5、保安技术 对多层住宅而言,安全系统是进户处设置一道常锁的大门,住户只有使用钥匙方可进出。来访者则要通过设置在大门上的对讲盘和住户取得联系,方可进入。 对于高层住宅,是在入口的门厅处设置常锁大门,住户与来访者的进入程序同多层住宅,但增加了住户与高层管理人员间的对讲。 随着闭路电视技术引入对讲安全系统,住户对来访者的语言及容貌有准确的识别,从而提高了安全程度,这就是可视对讲安全系统。它是在前种系统的基础上增设了一个影像传输通道,在大门的对讲盘上装有摄像头,以观察来访者。 在设计中,可以将视频信号经调制后送入CATV或有线电视前端,住户可以打开电视机在专用频道上观察来访者的相貌,这种系统虽然投资较低,但有公开个人隐私之隙及诸多不便。 另一种则是视频信号直接通过专用同轴电缆送至住户装有显像管的对讲机。这种可视对讲系统是用微型电脑控制的,是目前较为先进的内线控制系统,它具有对讲、密码与开锁,与门卫、管理中心通话功能,还可配合其他周边设备实施可靠的家住安全保护。 用于家住安全保护的设备还有红外探测器、玻璃破碎探测器等,除了业主明确要求设计此类防盗保护设备外,在设计中,一般未设置。 二、安全可靠的配电系统 住宅小区的面积通常是几万平方米至十几万平方米,区内常设置一个或几个小区用低压变配电所(室)。 为节约面积,常将小区的低压变配电所设在住宅的首层、架空层或地下层,由于低压配电系统的工作接地与保护接地无法做到电气上分离且互不影响,所以低压变配电系统只能设计为TN-S式。不选择TN-C-S式的原因是因为PEN线中的工作电流会令PEN带电位,对地呈现电压,不利于安全,还有可能对一些敏感的家用电器产生干扰。 对于不设置变配电所的独立建筑物,其低压配电系统最好能采用TT接地制式。对于同一变压器供电的TN系统,不论是TN-S、TN-C或TN-C-S系统,其PE线或PREN线是连通的,当任一处发生接地故障时,故障电压会沿PE线或PEN传至其他未发生故障处,可能会引起新的电气故障,而TT系统的PE保护线是从各建筑物的接地装置引出的,彼此不会连通,因此某栋建筑物发生接地故障不会殃及其他建筑物,避免了TN系统“窜”电位的缺点。 小区各建筑物采用TT系统时,从低压配电所引出的线路为L1、L2、L3及N线四芯电缆,其配电线路接地故障保护动作特性是: RAIa ≤ 50V 式中 RA——外露可导电部分的接地电阻和PE线电阻(Ω) Ia——保证保护电器切断电路的动作电流(A) RA的值易为用户掌握,因而能较易地确定Ia的值。 以往较少采用TT系统的原因是多方面的,其中一个原因是在用电负荷趋大时,要满足RAIa≤50V,则RA应很低,而实际工程又很难满足低接地电阻的要求。自从优质的漏电保护设备问世后,这一难题得到解决,例如,在进户箱设置IΔn=300mA的漏电断路器作为过流保护和防电气火灾的电源开关,此时Ia=0.3A,则RA=50/0.3=166.7Ω,这种接地电阻的要求是极易满足的。 值得一提的是,小区内的小高层、高层建筑日渐增多,按消防规范要求,其内应设置加压风机、消防电梯等消防设备,此时仍选用漏电断路器是不合适的,应改设断路器及漏电继电器的组合。当发生接地故障时,引至小区监控中心的漏电继电器输出接点动作,发生故障报警,但不会令电源开关跳闸。 小区内也有设计TN(TN-S或TN-C-S)配电系统,这种系统的配电线路发生接地故障时,应满足: ZsIa≤V0 式中Zs——接地故障回路的阻抗(Ω) Ia——保证保护电器在规定的时间内自动切断故障回路的电流(A) V0——相线对地电压(V) 由于Zs较难确定,因此也难以正确整定Ia。 另外,由于PE(PEN)线是连通的,查找接地故障的原因、地点也比较难,这可能是许多供电公司不在公用电网中采用TN系统的原因之一。 一般来说,TN系统的保护灵敏度是能满足要求的,但发生电弧性接地故障时,其灵敏度就不能满足要求,因此也要求总电源开关具有漏电的保护功能。 三、合理的配电系统 按深圳供电局推荐,新开发小区一般住宅的安装容量为6kW/户,住户进户开关选32A或40A,其进户线截面不小于6mm2铜芯绝缘线,通常设计为BV-3×10mm2。室内的配线不小于2.5mm2。电度表选用与微机抄表系统接口的宽负荷表10(40)A。 在电子时代的今日,很难估计会出现什么新的家用电器产品,特别是厨房用电设备。为适应这种难以预料的发展,除了在厨房设置较以往多一些的插座外,其供电回路的容量也适当放大,可视住宅面积大小,其配电线路选为:BV-3×4mm2。 对于面积较大的高级住宅,其安装容量按家用电器的设置累计而成,通常大于10kW。单身公寓面积虽小,但“五脏俱全”,其用电量约为3~4kW/户。 在生活水平日渐提高的今日,提高用电可靠性、缩小停电范围也应给予足够的重视。在有些设计中,应给予厨房用电一个专用回路,其上设置IΔn=30mA的漏电断路器;客厅、餐厅及卧室用插座则由另一回路供电,其上亦设IΔn=30mA的漏电断路器;照明、空调用回路不设置RCD,原因是它们可视为固定安装设备(不含插头、床头灯等,)不会像电吹风、电熨斗这些时常要拔出插入的设备,使人们有发生间接接触触电事故的可能。如果照明、空调配电线路发生漏电,当漏电电流达到300mA时,则电流总开关跳闸,防止电气火灾发生的可能。 四、住宅智能化 由于科学技术的不断发展,目前对智能建筑尚无统一的定义。一般来说,多认为智能建筑是在建筑平台上由三大系统构成,即建筑设备自动化系统(BA)、通信自动化系统(CA)及办公自动化系统(OA),也就是俗称的3A系统。 小康住宅智能化,令其在跨世纪以后的相当长一个时间段内能保持其技术先进性。 在构思住宅小区智能化系统方案时,不拘泥不同的定义及各种提法,而是从智能建筑本质出发,充分考虑业主各种需求,以求小区智能化系统的设计结构上优秀、技术上先进,有扩展的可能,且经济合理。 住宅小区用户繁多,各用户对智能建筑功能的要求各不相同,着重点差异较大,对网络系统的需求、构架要求亦不相同,因此,在用户要求不明的情况下,不宜先行设计CA系统的网络机房及相关设备,避免给业主造成投资过大及浪费。 然而,为了不久的将来顺利实施CA、OA系统,现今合理设计综合布线系统是十分必要的。综合布线系统犹如人体内的神经系统,是实施CA、OA系统的基础条件。 通常是根据住宅小区的平面图及各住户对语音点、数据点设置的要求进行综合布线,并通过对管理区子系统的确定,以及主干光纤以及大对数电缆对各个管理区的连接,使住宅小区成为智能化、网络化的小区。 对一般的住户是设计两个语音点、一个数据点,大面积的住户还需酌情增加。在工作区内语音及数控点全部采用五类信息模块安装及采用五类线敷设,以达到高速信息的传输,并能够保证语音及数据点的通用性和互换性。 为了能使将来的数据系统达到100M以太网,因而采用光纤作为主干,选用六芯多模光纤。对于语音信息则采用大对数电缆进行连接。 每个管理区子系统配电室内设有配线架,利用跳线与设备进行连接。采用光纤连接盒进行主干光纤与各个管理区的设备进行连接。 小区设有中央监控中心,可以将机房设备间子系统的主设备设在监控中心内,其与每个管理区子系统间通过光纤及大对数电缆以星形拓补的方式进行连接,实现100Mb/s速率的传输,从而保证每个管理区的信息能在高的速率下进行工作。 新开发的住宅小区的建筑物日趋大型且多功能,服务项目也日渐增多,其使用的机电设备品种名目繁多,分布甚广,管理工作已非人力所能应付,因此采用自动控制技术及计算机技术已成为小区管理的重要手段之一。可以肯定地说,用计算机技术对各类项目进行控制及管理已成为必然。这种管理方法及前述各类电气设计技术的实施将使建筑物成为名副其实的现代化建筑物。 住宅小区设计的楼宇自动化控制系统可以对小区的送排风及排烟系统、变配电系统、给排水系统、绿化喷灌系统、公共照明系统、住户紧急救助系统、保安巡逻系统、周边红外报警系统及停车场收费系统等进行有效的控制管理,可以对小区的设备进行可靠的操作控制,具有动态监视、监控、报警检测、表格管理及打印,历史数据存储等特点,即时、准确地得到设备运行、故障、维修信息,提高管理信息,提高小区设备易操作性,也提高经济及社会效益。 电气设计论文:关于建筑电气设计施工中与结构相关若干问题的讨论 摘要:本文针对建筑电气设计施工中与结构相关的若干问题进行讨论,提出设计施工中应当注意的问题及解决方法,供设计、施工者借鉴。 关键词:建筑电气 结构 防雷 在工程设计中,很多设计师都存在这样一种认识:建筑电气专业所涉及到的管线管径小、数量少、敷设简单,以及防雷接地措施要求不高等,所以电气专业与结构专业的配合往往被忽视,其实不然。随着现代电子产业的发展和大规模智能化建筑的兴起,建筑电气设计中所涉及的各类管线将越来越多,对防雷、防电磁脉冲等保护措施的要求也越来越高,因此作为设备设计中的一部分,建筑电气设计与其他专业特别是与结构专业之间的协调、配合应该得到相应的重视。基于这一点,本文将分几个方面对电气设计、施工中与结构相关的若干问题加以讨论。 一、利用建筑中的结构钢筋进行防雷与接地 在《建筑防雷设计规范》(GB50057-94)中,多次提到在防雷设计时,应优先利用建筑本身的结构钢筋或钢结构等自然金属,作为防雷装置的一部分,使得在保证安全可靠性的前提下能兼顾经济性。因此,如何利用建筑物的金属导体是防雷设计中的重要问题。 1、屋面结构与接闪器 现代建筑艺术除了追求立面上丰富多彩的线条外,对建筑物顶部造型也力求变化。由于新颖的薄壳、双曲面网架等大量运用, 屋面已经不能再简单的分为平屋面和坡屋面, 这给防雷设计带来一定难度。在设计中除了应按《建筑防雷设计规范》(GB50057-94)中附录二要求的在屋顶外沿和突出部位等易受雷击处设置避雷带外,直接将屋面结构钢筋作为避雷网的一部分也非常必要。 出于防水抗裂考虑,屋面结构一般采用现浇混凝土板,其钢筋由上部钢筋和下部钢筋组成,配筋较密,连接点较多,并且板钢筋均与梁钢筋绑扎连接形成通路。突出屋面的塔楼、楼梯间等也均通过钢筋混凝土柱或构造柱与下层结构相连。因此, 当利用建筑本身的钢筋作为接闪器时,在结构钢筋连接的关键部位如柱内钢筋与梁钢筋绑扎点处进行焊接,即可满足形成电气通路的要求,也就是GB50057-94第3.3.5条条文说明中指出的:“在雷电流流过的路径上,有一些并联的绑扎点时,就会是安全的”。该条文说明同时指出:“利用屋顶钢筋作为接闪器其前提是允许屋顶遭雷击时混凝土会有一些碎片脱开及一小块防水,保温层破坏”。这对屋面结构损害不大,不会影响到建筑物安全。 还有一些值得注意的是,突出屋面的金属物如金属架、广告牌、旗杆、太阳能热水器、冷水塔、航空障碍灯等,除了其尺寸应符合GB50057-94第4.4.1条及4.1.2条规定外,由于上述金属物通常通过膨胀螺栓固定在屋面板上,或固定于素混凝土基础上,故需通过可靠的电气连接使其形成电气通路。突出屋面的非金属物,按GB50057-94第3.3.2条规定应安装接闪器并与屋面防雷装置连接。 2、利用混凝土柱、墙主筋作为防雷引下线 不同结构形式的各类建筑中均设有一定数量的钢筋混凝土柱,如在砌体结构中设置的构造柱,在混凝土结构中设置的框架柱、剪力墙等,柱中钢筋直径按《建筑物抗震设计规范》GB50011-2001第7.3.2条规定砖混结构中构造柱纵向钢筋最小为4φ12,在框架结构中框架柱配筋通常采用Φ14以上螺纹钢筋均可满足GB50057-94中第3.3.5及4.2.1条要求。柱中钢筋的连接形式通常采用绑扎连接、焊接和机械连接,按照《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》(GB50169-92)规定,避雷引下线的连接为搭接焊接,搭接长度为圆钢直径的6倍,因此,不允许用螺纹钢代替圆钢作搭接钢筋。另外,作为引下线的主钢筋在土建中如果是采用对头碰焊的(在工程中常用的焊接形式有闪光对焊和电渣压力焊,均属于对头碰焊),应在碰焊处按规范补焊搭接圆钢。 3、利用基础地梁作为接地装置 建筑物地基的形式可分为无筋扩展基础、扩展基础、柱下条形基础、筏形、箱形基础、桩基础以及复合地基。按GB50057-94第3.2.4条、第3.3.5条、第3.4.3条、第4.4.3条规定,接地装置应在地面50cm以下,第4.3.5条还规定:防直击雷的人工接地体距建筑物出入口或人行道不应小于3m,当小于3m时水平接地体局部埋深不应小于1m或采取绝缘保护措施。建筑物基础埋深通常由基础自身高度、地面下预埋管线高度及防冻防腐蚀深度等因素决定,一般均大于0.5m。但是在如图1所示的砌体结构中,墙下条形基础由于建筑防水要求,基础圈梁通常设置于标高-0.060处,以代替防潮层, 因此不能作为接地装置。而柱下条形基础及筏形、箱形基础在基础底面设有肋梁,柱下独立基础及各种类型的桩基础均设有基础拉梁或承台梁,以上都可满足作为基础接地体装置的要求。 二、电气管线的预埋与结构布置 电气管线的敷设方式分明敷和暗敷两种。明敷是将管线安装于墙壁、顶棚的表面,对结构影响不大,而暗敷则完全不同。暗敷中,电气管线的预埋是建筑安装工程中的重要部分。电气预埋管线的特点是根数多,平面布置复杂,特别是在墙体中的垂直预埋管线和在楼板中的水平预埋管线由于削弱了结构构件截面,对结构构成一定影响,下面将从几个方面加以讨论 1、垂直预埋管线在结构墙体中的敷设 当垂直预埋管线埋设于在钢筋混凝土柱或者钢筋混凝土剪力墙中时,敷设方法相对简单,仅需将线路套管改为钢管,并与结构钢筋绑扎固定,防止在浇筑振捣混凝土时偏位。由于电气管线直径较小,对混凝土墙、柱影响不大,可根据需要灵活布置。但是,当管线垂直埋设于砌体墙体中时,埋设方式相对复杂,这也是电气安装工程与土建工程矛盾较多的地方。结构墙体的形式主要有砌体结构中的承重墙及混凝土结构中的非承重填充墙,下面就这两种情况分开讨论 (1)在砌体结构承重墙上的埋设 砌体结构包括砖砌体、混凝土砌块砌体、石砌体等。首先,在砌体结构中不允许开设水平及斜向通槽,水平预埋管线通常埋设于每层圈梁中。埋入墙体的垂直预埋管以前均直接在墙体上剔槽敷设,但是这种做法会对结构墙体造成损伤,特别是当并列埋设的管线较多时,对整个墙段的承载能力都有影响。按《砌体结构设计规范》(GB50003-2001)中第6.2.14条“不应在截面长边小于500mm的承重墙体、独立柱内埋设管线;不宜在墙体中穿行暗线或预留、开凿沟槽,无法避免时应采取必要的措施或按削弱后的截面验算墙体的承载力”。目前可行的方法是在砌筑砖墙时留下120深凹口,宽度可按并列管线数量采用一砖或半砖,待管线预埋后采用C20细石混凝土填实。 当采用空心砖或混凝土空心砌块时,也有一种方法是利用砌体中的孔洞埋设管线,按GB50003-2001中第6.2.14条注“对受力较小或未灌孔的砌块砌体,允许在墙体的竖向孔洞中设置管线”。但实际上常用的KP1型多孔砖孔径约20mm,DM1型多孔砖孔径约18mm,都较小,而且砌块较重,组砌时要求灰缝错开,故此方法施工不便。 当墙体为半砖墙时,按照规范,在半砖墙内不准暗敷管线,如不可避免,则采用局部加设混凝土构造柱的形式,将管线埋设于柱内。 (2)在混凝土结构填充墙上的预埋 混凝土结构中的填充墙仅承担墙体本身的自重,常用的有加气混凝土砌块、粉煤灰混凝土空心砌块等,此类材料的特点是强度低,自重轻,即使发生破坏对主体结构也无影响。因此,在填充墙上的预埋仅仅需要考虑抗裂、隔声等因素,在填充墙上开槽不宜超过墙体厚度的一半。 2. 水平预埋管线在结构楼板中的埋设 结构上楼盖主要有预制装配式楼盖、现浇混凝土楼盖以及无梁楼盖、肋形板楼盖、叠合板楼盖等,由于前两种形式较为常见,这里仅针预制装配式和现浇混凝土楼盖两种形式加以讨论。 (1)水平预埋管在预制装配式楼盖中的埋设 预制装配式楼盖包括预制双向预应力大楼板和预制预应力空心板,通常使用的是预应力混凝土空心板。虽然按板的受力钢筋种类分有冷拔低碳钢丝、冷轧带肋钢筋等区别,但板的截面形式及受力钢筋排布形式基本相同。在预制板楼盖中布置管线需要预先向结构专业了解预制板的布置方式使管线沿预制板中圆孔或板缝布置。需要注意的是,在圆孔中布置管线时,引出凿孔要避开板受力主筋位置。常见圆孔板的截面及受力主筋位置如图3所示。当管线沿板缝布置时,由于通常板缝宽度为20-30mm,预埋管线会导致灌缝难以密实,可与结构专业商量采取40-50mm板缝,在板缝中附加一根φ12钢筋加以解决。 (2)水平预埋管线在现浇混凝土楼盖中的埋设 随着混凝土材料变化和施工技术的进步,现浇混凝土楼盖成本逐步降低,施工工艺逐步简化,运用范围越来越广泛。电气管线在现浇板中的平面布置方式较为灵活,但应注意不宜将管线在现浇板内交叉,也不可并排布置,同时按《全国民用建筑工程设计技术措施》电气部分第5.1.9条中指出:敷设在钢筋混凝土现浇楼板内的电线管最大外径不宜超过板厚的1/3。这是由于现浇板的板厚一般为80-150mm,管线对混凝土截面的削弱比较大,而且通长的管线会在混凝土板内造成薄弱带,处理不慎就会引起混凝土板开裂,或留下工程隐患。 在现浇板中敷设的水平预埋管也应采取预防机械损伤措施,埋设于现浇板内的管线弯曲半径不小于管外径的10倍。 三、结束语 以上这些只是笔者在实际的设计、施工中的几点思考,希望能为广大读者提供参考借鉴之用。当然,在实际工程中,还有很多值得注意的地方。我们应该在完成本专业设计的同时,注意与其它专业的配合与协作。 电气设计论文:民用建筑中电梯的电气设计 论文关键词:电梯;主开关;照明;插座;配线 论文摘要:电梯的电气控制设备由制造厂成套供应,电气控制设备的电源进线及控制和配电出线由安装单位配套。电气设计只需为下列用电设备提供电源、选配断路器和配电线路。 1 概述 电梯电气控制设备由制造厂成套供应,电气控制设备的电源进线及控制和配电出线由安装单位配套。电气设计只需为下列用电设备提供电源、选配断路器和配电线路。 电梯主电源;轿厢、机房和滑轮间的照明和通风;轿顶和底坑的电源插座;机房和滑轮间的电源插座;电梯井道的照明;报警装置。 2 配电设计 2.1电梯的负荷分级和供电要求,应与建筑的重要性和对电梯可靠性的要求相一致,并符合国家标准《供配电系统设计规范》的规定。高层建筑和重要公建的电梯为二级,重要的为一级;一般载货电梯、医用电梯为三级,重要的为二级;多层住宅和普通公建的电梯为三级。高层建筑中的消防电梯,应符合国家标准《高层民用建筑设计防火规范》的规定。 2.2电梯的供电,宜从变压器低压出口(或低压配电屏)处分开自成供电系统。 一级负荷电梯的供电电源应有两个电源,供电采用两个电源送至最末一级配电装置处,并自动切换,为一级负荷供电的回路应专用,不应接入其它级别的负荷; 二级负荷电梯的供电电源宜有两个电源(或两个回路),供电可采用两个回路送至最末一级配电装置处,并自动切换。当变电系统低压侧为单母线分段且母联断路器采用自动投入方式时,可采用线路可靠独立出线的单回路供电。亦可由应急母线或区域双电源自动互投配电装置出线的、可靠的单回路供电。 消防电梯的供电,应采用两个电源(或两个回路)送至最末一级配电装置处,并自动切换。 三级负荷电梯的供电,宜采用专用回路供电。 2.3 每台电梯应装设单独的隔离电器和保护装置,并设置在机房内便于操作和维修的地点,应能从机房入口处方便、迅速地接近。如果机房为几台电梯共用,各台电梯的隔离电器应易于识别。隔离电器应具有切断电梯正常使用情况下最大电流的能力但不应切断下列设备的供电:轿厢、机房和滑轮间的照明和通风;轿顶和底坑的电源插座;机房和滑轮间的电源插座; 电梯井道的照明;报警装置。 上述照明、通风装置和插座的电源,可以从电梯的主电源开关前取得,由机房内电源配电箱(柜)供电或单设照明配电箱,或另引照明供电回路并单设照明配电箱。 2.4 主开关选择 电梯电源设备的馈电开关宜采用低压断路器。低压断路器的额定电流应根据持续负荷电流和拖动电动机的起动电流来确定。过电流保护装置的负载-时间特性应设备负载-时间特性曲线相配合。 2.5 照明、通风装置和插座的供电回路,根据设备所在部位和工作特点划分,至少应分为两个供电回路并分别设置隔离电器和保护装置: 轿厢用电设备(照明、通风、插座和报警装置)供电回路和保护断路器(如同机房中有几台电梯驱动主机,每个轿厢均应设置一个),此断路器应设置在相应的主开关旁。 机房、井道和底坑用电设备(照明、通风和插座)供电回路和保护断路器,此断路器应设置在机房内,靠近其入口处。 3 电气照明、通风装置和插座设置及控制 3.1 电梯井道照明 封闭式电梯井道应设置永久性的电气照明,在维护修理期间,即使门全部关上,井道亦能被照亮。井道最高和最低点 0.5米以内,各装设一盏灯,中间最大每间隔7m设一盏灯,照度应不小于50lx,分别在机房和底坑设置一控制开关。 3.2 电梯机房照明和电源插座 机房应设有固定式电气照明,地板表面上照度应不小于 200lx。在机房内靠近入口(或几个入口)的适当高度处设有一个开关,以便进入时能控制机房照明。机房内应设置一个或多个电源插座。 3.3 轿厢照明和电源插座 轿厢应装备永久性的电气照明,控制装置上的照度应不小于 50lx,轿厢地面上的照度宜不小于50lx。如果照明是白炽灯,至少要有两只并联的灯泡。 要有可自动再充电的紧急电源,在正常照明电源被中断的情况下,它能至少供 1W灯泡用电1h。在正常照明电源一旦发生故障情况下,应自动接通照明电源。轿顶应设置一个或多个电源插座。 3.4 底坑插座 底坑距底 0.5m处应设置一个电源插座。插座需有防护措施和有一定的防水能力,宜至少达到 IP21。 4 线路敷设 4.1 线缆选择 选择电梯供电导线时,应按电动机铭牌电流及其相应的工作制确定,导线的连续工作载流量应不小于计算电流,线路较长时,还应校验其电压损失(直流电梯电源电压波动范围应不大于± 3%,交流电梯±5%)。 4.2配线选型 根据不同用途,配线可选用导线、硬电缆和软电缆,应有不同的保护方式和敷设方式. 5 防灾及报警装置 5.1消防电梯和平时兼作普通电梯的消防电梯,在撤离层靠近层门的候梯处增设消防专用开关及优先呼梯开关,供火灾时消防队员使用。 5.2为使乘客在需要时能有效地向轿厢外求援,应在轿厢内装设乘客易于识别和触及的报警装置。该装置应采用警铃,对讲系统,外部电话或类似形式的装置。 5.3超高层建筑和级别高的公建,在防灾控制中心宜设置电梯运行状态指示盘。 5.4消防电梯轿厢内应设消防专用固定电话,根据需要可以设闭路监视摄像机。 6 防雷等电位联结 二类防雷建筑物超过 45m和三类防雷建筑物超过60m的建筑,应采取防雷等电位连接措施,电梯导轨的底端和顶端分别与防雷装置连接(接闪器、引下线、接地装置和其它连接导体等)。 7 电梯机房、井道和轿厢中电器装置的间接接触保护 7.1低压配电系统零线和接地线应始终分开。 7.2整个电梯装置的金属件,应采取等电位联结措施。接地支线应分别接至接地干线接线柱上,不得互相连接后再接地。 在各个底坑和各机房均设置等电位连接端子盒,并与防雷装置连接。端子盒分别单独用接地线接至等电位联结端子板,以便于检查和维护。采用铜芯导体,芯线截面不得小于 6mm2,当兼用作防雷等电位联结时,采用铜芯导体,芯线截面不得小于16mm2。 轿厢接地线如利用电缆芯线时,不得少于两根,采用铜芯导体,每根芯线截面不得小于 2.5mm2。 7.3 电位连接、保护接地及电梯控制计算机工作接地与建筑内其它功能的接地共用接地装置。 电气设计论文:建筑电气设计实习周记 建筑电气设计实习的进行能使学生通过实践磨练意志、发展个性、锻炼能力。下面是小编推荐给大家的建筑电气设计实习周记,希望能带给大家帮助。 建筑电气设计实习周记(一) 务做好生产实习的准备工作!首先了解了一下公司的基本情况以及经营范围,并且参观了公司。并且见到许多电源、变压器及互感器、电器成套装置、大开关电器、塑壳开关、控制仪表、线缆及敷设、用电设备等西多实际的东西。 现场指导教师先大致的向我介绍了一下这些电气设备及器件的功能等,说以后再慢慢学会去深入的了解它们和使用它们!指导老师说,让我在实习的这几天,多掌握电力系统的基本知识,电力负荷计算及无功功率补偿,三相短路分析、计算及效应,变配电所及其一次系统,电气设备的选择与校验,电力线路,供配电系统的继电保护,变电所二次回路及自动装置,电气安全、防雷和接地,电气照明,供配电系统的运行和管理等。在学习知识的同时,理论联系实际,以得到更加深入的学习! 建筑电气设计实习周记(二) 本周是实习的第一周,本周最主要的任务就是认识去好哈的使用和了解电源,原以为,电源是个很简单的东西,就是提供电源嘛!但是远不是我想的那么简单。比如说,今天指导老师向我介绍了三项应急电源(EPS)。称为Emergency(紧急)Power(电力)Supply(供给),是当今重要建筑物中为了电力保障和消防安全而采用的一种应急电源。它主要由输入输出单元、充电模块、电池组、逆变器、监控器、输出切换装置等部分组成。其原理为:在市电正常时,由市电经过输出切换装置给重要负荷供电,同时充电器为蓄电池进行充电或浮充;当市电断电后或电压超出供电范围,控制器启动逆变器,同时输出切换装置将市电供电状态立即切换到逆变器供电,为负荷设备提供应急供电;当市电恢复时,应急电源将恢复为市电供电。 真的没想到,一个电源,竟然会有这么多知识在里面。 建筑电气设计实习周记(三) 本周最主要的任务是学习和认识变压器。 现场指导老师主要向我介绍了怎样判别电源变压器参数:电源变压器标称功率、电压、电流等参数的标记,日久会脱落或消失。有的市售变压器根本不标注任何参数。这给使用带来极大不便。下面介绍无标记电源变压器参数的判别方法,此方法对选购电源变压器也有参考价值。 1、从外形识别常用电源变压器的铁芯有E形和C形两种。E形铁芯变压器呈壳式结构(铁芯包裹线圈),采用D41、D42优质硅钢片作铁芯,应用广泛。C形铁芯变压器用冷轧硅钢带作铁芯,磁漏小,体积小,呈芯式结构(线圈包裹铁芯)。 2、从绕组引出端子数识别电源变压器常见的有两个绕组,即一个初级和一个次级绕组,因此有四个引出端。 3、从硅钢片的叠片方式识别E形电源变压器的硅钢片是交插入的,E片和I片间不留空气隙,整个铁芯严丝合缝。音频输入、输出变压器的E片和I片之间留有一定的空气隙,这是区别电源和音频变压器的最直观方法。至于C形变压器,一般都是电源变压器。 建筑电气设计实习周记(四) 本周我在之前已经初步了解的情况下,较为深入地学习了互感器的相关知识。 互感器(instrument transformer)是按比例变换电压或电流的设备。其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压(100V)或标准小电流(5A或10A,均指额定值),以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统,以保证人身和 设备的安全。按比例变换电压或电流的设备。互感器分为电压互感器和电流互感器两大类,其主要作用有:将一次系统的电压、电流信息准确地传递到二次侧相关设备;将一次系统的高电压、大电流变换为二次侧的低电压(标准值)、小电流(标准值),使测量、计量仪表和继电器等装置标准化、小型化,并降低了对二次设备的绝缘要求;将二次侧设备以及二次系统与一次系统高压设备在电气方面很好地隔离,从而保证了二次设备和人身的安全。 建筑电气设计实习周记(五) 有了前几周的工作经验,在本周所完成的工作比预期要好的多,所以接下来的工作就会轻松一些了。现在我工作已经有一段时间了,对自己的工作也有了一定的了解。 本周是我实习以来第一次值夜班,带着我值夜班的是一个老师傅,技术特别精,人也特别的和蔼,对我也非常的照顾,因为晚上值夜班就师傅我们两个人,经过几个夜班的沟通,师傅不仅教我了不少的专业知识和技术,让我懂得更多的是在社会上也养才有立足之地,怎样才能在残酷的竞争中不被淘汰。夜班相对来说是比较轻松的。没有啥活,只是处理紧急的故障,必须得保持设备的正常运行,前两个夜班我非常的幸运,设备没有出现一个故障,后两个夜班活就比较多,比如摇测电机绝缘,处理一些设备无法正常启动,师傅教会了我不少图纸,一些简单的故障看着图纸也能处理了,通过值夜班让我学到了不少的技术,让我受益匪浅。 建筑电气设计实习周记(六) 在实习的过程中,自己学到了许多原先在课本上学不到的东西,而且我也深深地体会到了学校与社会的不同,也触摸到了市场跳动的脉搏。如果说在象牙塔是看市场,还是比较感性的话,那么当你身临企业,直接接触到企业的生产与销售的话,就会变得理性很多。 因为在市场的竞争受市场竞争规则的约束,从采购、生产到销售都与市场有着千丝万缕的联系,如何规避风险,如何开拓市场,如何保证企业的生存发展,这一切的一切都是那么的现实。于是理性的判断就显得重要了。在企业的实习过程中,我发现了自己看问题的角度,思考问题的方式也逐渐开拓,这与实践密不可分,在实践过程中,我又一次感受充实,感受成长。为自己和他人的工作创建一个和谐的氛围,又是那么的重要,于是也就更能体会在企业中人和万事兴的要义。 建筑电气设计实习周记(七) 在这过去的一个多月的时间里,我每时每刻都在告诫自己,我在公司里的表现不仅代表的是我个人的形象,还关乎着学校的声誉,所以我在各方面严格要求自己,我虚心向师傅们请教的态度得到了公司的认可。 回顾一个多月以来所经历的点点滴滴,发觉实习真的是一种经历,只有亲身体验过之后,才能切身体会到其中滋味。我知道了课本上学的知识都是最基本的知识,不管现实情况怎样变化,抓住了最基本的就能以不便应万变。通过实习,我学到了很多在大学生活里所学不到的知识。 比如,如何与同事,与领导相处。人际关系是刚踏入社会的大学生需要学习的重要一课,在实习时,我经常会留心周围的同事是如何相处的,也尽量虚心请教,与同事们相处,不但可以放松神经,也学了不少为人之道。 电气设计论文:对建筑电气设计中消防设计的探讨 摘要:近年来,随着社会经济的飞速发展,建筑行业也得到了较大的发展,建筑的功能和工艺要求也越来越高,其中电气设计的消防设计是建筑设计中最为重要的部分之一,因为建筑电气消防设计不仅关系着后期工程的可实施性和建筑资源的合理利用,而且决定着居民生命和财产的安全性,所以,在建筑电气设计中的消防设计必须依据相关规范,进行严谨的设计,满足相关工艺要求。本文首先阐明了建筑电气设计中消防设计的重要性,然后对对建筑电气设计中消防设计进行了深入的探讨。 关键词:建筑 电气设计 消防设计 1引言 目前,在社会经济发展的推动下,我国建筑行业的发展已经进入了一个新的阶段,随着建筑功能性要求的日益提高,出现了如民用建筑、办公楼、公共建筑等不同类型的建筑,相应的建筑设计和施工工艺要求也越老越高。建筑电气设计中的消防设计可以说是建筑设计中比较重要的一个环节,对于现代的建筑是至关重要的一步,需要相关设计人员进行深入的探讨和研究。在建筑电气设计中,消防系统的设计要根据居住型建筑、办公型建筑以及公共建筑等不同建筑类型的消防系统的实用情况、安全要求、重要性和可能出现消防事故的几率等因素进行全面的考虑,并且要因地制宜,无论是对建筑电气的消防设计还是施工工艺都要严格要求,全面分析,并及时采取相应的措施解决消防设计及施工过程中出现的问题。建筑电气的消防设计主要分为火灾自动报警系统的设计和消防配电的设计,电气消防设计依据的相关规定规范主要有《建筑设计防火规范》和《火灾自动报警系统设计规范》等,是否严格的按照规范进行设计是消防设计是否合格的重要检验标准。建筑电气设计中的消防设计是否合理和完善直接决定着建筑发生消防事故时能否及时、有效、有序的进行解决,能否在最大程度上保证相关人员的生命及财产安全等,因此在对建筑电气设计中的消防设计进行探讨时,不仅要明确消防设计在建筑电气设计中的的重要性,而且要深入挖掘其中的问题,严格要求设计和施工过程,确保建筑消防系统的有效性和运作能力。 2为何要强化建筑电气设计中的消防设计 近年来,随着我国社会主义的经济的飞速发展,社会各个行业也得到了很大程度的发展,其中,建筑行业的进步与发展是最为显著的,但是,随着城市的土地资源利用的局限性,建筑的用地需求却越来越大,所以,大部分建筑群如居住型建筑、办公型建筑以及公用建筑等都向着更高、更密集的形式发展。经济的发展同时带动了人民生活水平的提高,也越来越注重建筑的装修。在人们的生活中家用电器逐渐增多,其中也不乏贵重电器如电脑、冰箱、空调以及一些空调及室外设备等,再加上建筑安装的广告牌、玻璃幕墙、相关的信号灯以及节日时悬挂的彩灯等,在加重建筑群用电负荷的同时由于这些装修材料以及装修方式的复杂多样性,致使建筑物的火灾事故发生的可能性增大,存在极大的安全隐患。如果有火灾发生,火势难以被立刻控制,只是建筑高层的居民无法安全快速的疏散,不仅加大了消防人员援救的难度,而且为人民的生命及财产安全带来了巨大的损失。如果是在火势严重,情况紧急时,消防人员难以仅凭自己的力量去进行援救工作,不止会耽误救援的最佳时机,导致人们生民财产的安全受到威胁,而且还会因为消防工作的延误和低效而造成难以估计的经济损失,甚至影响到整个社会的安定和和谐。所以,建筑电气设计中消防设计作为构成建筑消防安全的重要环节,其重要性是显而易见的,因此,在建筑电气的消防系统设计过程中要严格按照国家的相关标准和规范,保证建筑物电气设计的消防设计的可靠性和安全性,以及施工的准确性。还要建筑消防设计人员加强自身的消防设计的法律法规意识,明确建筑电气设计中消防设计的重要性,以及消防设计之于人民财产安全和社会经济发展的重要意义。 3建筑电气设计中消防设计的要点与工艺要求 建筑电气的消防设计主要分为火灾自动报警系统的设计和消防配电的设计,电气消防设计依据的相关规定规范主要有《建筑设计防火规范》和《火灾自动报警系统设计规范》等。 3.1火灾自动报警系统的设计 建筑的火灾自动报警系统的设计要严格按照《火灾自动报警系统设计规范》 等相关规范和标准。建筑电气的消防设计中火灾自动报警系统的电源的设计与施工要严格根据一级供电负荷以及二级供电负荷的 工艺要求,安装两个以上(包括两个)的电源来供电,保证消防控制室可与其进行自动切换。一般建筑火灾自动报警系统以 ups 电源作为其crt 显示器与消防通讯设备的电源,同时还要安装直流电源作为备用电源。建筑火灾自动报警系统要在欠压和超压时有报警功能,并保证电源的标准性和规范性。 3.2消防配电系统的设计 建筑消防过程中要是可避免出现电源停止供电的现象,但是,一旦出现这种情况就要保证启动相关的配电系统,使其能在最短的时间内令消防设备恢复正常的工作。通常情况下消防配电系统中应急发电装置的功率做大能达到供电负荷的一半,为保证电机组的持续正常工作,及时为消防系统供电,一般要采用分批启动消防设备的方式。与此同时,在建筑电气消防设计和施工过程中,在对不属于消防系统电源的断开时要使用低压断路器的分励脱扣器,然而,因为低压断路器的型号各异,同时其分励线圈在进行分励脱扣时所需提供的电流和框架电流也在一定程度上存在着差异,所以需要通过在配电室的主配电箱上或是低压出线开关上实施消防系统电源的断开,如此一来,既能保证联动系统操作方便和电源的选择性断开,又保证了消防配电系统的安全性和可靠性。 3.3确定建筑的供电负荷 设计建筑消防系统的前提就是先确定建筑的供电负荷等级。建筑供电负荷等级的确定要严格根据《建筑防火设计规范》 等相关标准和规范。在等级确定的过程中要特别注意供电负荷的电源使用情况,对于一级供电负荷要有最少两个供电电源,如果其中一个电源出现供电故障,要保证另一个电源的供电不会受到任何影响;对于二级供电负荷主要是要保证供电的持续不断,当电力变压器发生故障或是供电线路出现故障时要使供电及时恢复。 4总结 总而言之,消防设计在建筑电气设计中是一项非常重要的设计工作,需要严格的设计规范和很高的工艺要求,还要相关的设计人员、施工人员具有很强的技术能力和全面的消防知识。建筑的消防设计直接关系着建筑的功能性的体现和使用过程中的安全可靠性,同时建筑电气设计中消防设计也是值得我们深入探究的领域。 电气设计论文:浅谈住宅楼电气设计 摘 要:随着人民生活水平的提高和 科学 技术的 发展 ,住宅楼电气的设计建设也应跟上时代的步伐。简述 现代 住宅楼电设计中应注意的几个问题。 关键词:住宅;电气设计;方向 随着我国社会 经济 的发展,人民生活水平的极大提高,各类家用电器逐渐增多,特别是空调、大荧屏彩电等大功率电器进入普通家庭,使住宅设计由原来纯照明向多功能的方向发展。 1 住宅用电负荷的预测 住宅面积分为三类:小型住宅60m2以下,中型住宅60~100m2,大型住宅100m2以上。一般小型住宅照明用电负荷500w,娱乐用电(包括电视机、音响、电脑等)负荷950w,厨房用电(包括电饭煲、电热开水器等)负荷3500w,卫生间用电(洗衣机、排气扇)负荷1170w,空调用电负荷2250w,综合上述各类用电负荷共8370w,中型住宅乘1.3系数10881w,大型住宅乘2.6系数21762w。根据统计调查,一般住宅用电负荷的高峰期是夏天晚饭后的时间,这时用电负荷有:电视、电冰箱、电热开水器、消毒碗柜、电脑、空调,共有住宅用电负荷的40%,查设计手册得需要系数0.4~0.6,所以根据实际情况,我们设计时取0.4系数便可以,则小型住宅负荷 计算 取3.5kw,中型住宅负荷计算取4.5kw,大型住宅负荷计算取8.5kw即可。 2 住宅的电源与配电系统 一般住宅供电由小区变配电所引入,应采用三相四线(tn-c系统),经重复接地后进入单元总电表开关箱,改成三相五线制(tn-s系统)后再放射到各用户,配电箱中应有短路、过载、漏电保护,断路器应选用能同时切断相线——中性线的断路器。住宅用电负荷计量应采用一户一表制,建议将单元总开关及分户电能表集中设置以便管理。户内配电系统:随着家用电器的增多,为避免电气线路过载和降低谐波电压的影响,户内配电系统应采用多回路形式,至少应设照明回路、一般插座回路和空调回路,如实际需要也可将厨房和淋浴室设为单独回路。此外考虑到家庭办公和信息化的发展,还应增加一条专用回路。 3 导线及电器设备的选择 室内外导线及电器设备的选择合理与否,直接关系到住宅用电的安全及经济效益,因而必须在工程设计中合理选用导线和有关电器设备。 3.1导线的选择 导线的选择主要是确定导线的型号和规格,其原则是既能保证配电的质量与安全又能节省材料,做到既经济又合理。其中导线型号应按使用工作电压及敷设环境来选择;导线的规格(导线截面)可按下列要求进行选择: (1)有足够的机械强度。为防止出现断线事故,导线必须有足够的机械强度,一般照明回路计算电流较小时(<10a),其导线都应按机械强度选择。 (2)能确保导线安全运行。选择导线时应保证其安全电流大于长期最大负载电流,同时应注意以下几点: a.在选择进户线及干线截面时应留有适当余量; b.单相制中的中性线应与相线截面相同; c.三相四线制中的中性线载流量不应小于线路中的最大不平衡负荷电流。用于接中性线保护的中性线,其电导不应小于该线路相线电导的50%,气体放电灯的照明线路因受三次谐波电流的影响,其中性线截面应按最大一相电流选用。 (3)能确保电压质量。对于住宅建筑来说,电源引入端至负荷末端的线路电压损失不应大于2.5%,如线路电压损失值大于规定电压损失允许值,应加大导线截面以保证线路的电压质量。 总之,在选择导线时要考虑实际使用及未来发展需要,适当留有余量,减少电压损失,保证导线使用的安全可靠和经济有效。 3.2电器设备的选择 电器设备主要指电源配电箱、电表、控制开关、漏电保护开关及电源插座等。电器设备的选择合理与否直接影响工程的质量。选用时应根据住宅的负荷情况、安装要求、使用环境、设备的工作电压和工作电流等合理选择电器设备的型号规格,注意设备的容量等级宁大勿小,但又要避免选得过大造成浪费,一般来说在计算工作电流的基础上选大一级即可。为确保其质量,应选用符合国际电工委员会iec标准和国内gb、jb有关行业标准,并具有产品质量认可证书的电器产品。总之,电器设备的选择尽可能做到安全可靠和经济合理。 4 防雷与接地 4.1防雷内容与措施 防雷内容一般可分为:防直击雷,防感应雷及防高电位入侵三个内容。就防直击雷而言,一般是在屋面易受雷击部位安装接闪器,然后通过引下线与接地电阻很小的接地装置可靠连接,安装时要注意屋面突出的金属部件与避雷针、带、网应全部可靠连接。目前一般利用屋面板钢筋作为避雷网,柱主钢筋作为引下线,基础钢筋作为接地装置,这是较为实用经济的作法。为了防止感应雷和高电位入侵的危害,可在电缆进出户处将绝缘子的铁脚支架可靠接地,同时安装避雷器或其它型式的过电压保护器。此外要强调进行等电位联结,也就是在设计施工中要把建筑物内、附近的所有金属物用电气的方法连接起来使整座建筑物空间成为一个良好的等电位体,这样能有效地降低建筑物内部和附近不同金属部件间的电位差,从而避免内部的设备被高电位反击和人被雷击的事故。 4.2安全接地的形式与要求 在住宅电气设计建设中为确保电器设备和人身安全务必做好用电系统的安全接地。目前我国的住宅配电系统方式一般有三种:tt、tn-c-s和tn-s系统,在进行设计施工时可根据实际情况选择接地系统。以下着重谈谈住宅配电系统中的保护接地。 在中性点不接地的低压供电系统中,电气设备必须保护接地,接地电阻r≤4ω。在中性点直接接地的低压供电系统中既可采用保护接地,也可采用保护接中性线。为确保接中性线保护系统的安全可靠,必须将中性线干线或支线的终端再次接地,这称为重复接地。重复接地有以下作用:增大流过线路保护装置的电流使其加速动作,从而减轻或避免事故的发生;设置重复接地后可降低漏电设备的对地电压,减少触电的危险程度。为确保接中性线保护的安全可靠,按规定必须做到以下几点:(1)重复接地的接地电阻必须小于10ω;(2)保护接中性线的其电导不得小于线路中相线电导的一半;(3)在任何情况下,同一供电系统中不可一部分电气设备采用“保护接地”,另一部份采用“保护接中性线”;(4)用于接中性线保护的中性线不能安装带熔丝的开关或熔断器。 此外,随着家用电器的增多及智能化的 发展 ,应作好防静电接地和屏蔽接地工作。 5 消防系统 大型 现代 住宅中由于电气设备越多就越容易发生火灾,因此应安装完善的消防系统。大型现代住宅在电气消防方面应做到以下几点: (1)供电电源应采用两路方式,一路为市电电源,另一路为应急电源; (2)有应急照明系统; (3)应用手动响鸣火警警报系统,如可能,可加装火灾自动报警系统; (4)开关和导线应选用符合防火规范的开关和阻燃型的电线电缆。 6 智能化发展 在 科学 技术日新月异的今天,随着微机自动检测及控制技术、 计算 机 网络 技术、通讯技术的发展,楼宇智能化的实现已成为可能。未来的住宅楼应有一个由检测单元、执行单元、数据采集单元、控制单元和微机组成的智能监控系统,由该系统对楼宇内的设备运行、电气故障、火灾、盗情等进行集中监控。再设置综合布线系统,将一定区域内的楼宇按星型拓朴结构建成小区局域网,进而所有局域网连接,同时与公安、消防、电讯、广播住宅管理等部门连网从而建成城市住宅管理信息网络,实现住宅的全天候、全方位监控和管理。 综上所述,随着人民生活水平的提高和科学技术的发展,住宅楼电气的设计建设也应跟上时代的步伐。在保证安全可靠、 经济 实用的基础上引入高科技技术,使人们的生活更美好。 电气设计论文:工业建筑工程电气设计分析 摘要: 建筑工程的用途比较广泛,可以在不同的用途内进行使用,不同的用途就有不一样的使用功能,除了在主体强度等建筑因素当中体现,电气设计的不同还可以体现。所以,为了实现不同工业建筑工程的功能性质,还要对电气系统进行差异化设计。这是针对工业建筑而言的,来使工程的电气系统能够正常的使用,体现出它的功能用途。 关键词: 工业;建筑工程;电气设计 引言: 电气工程是工业建筑项目当中重要的组成部分,我们要将工业建筑的电气设计与其他的电气设计区别开来的,我们要明白工业建筑电气设计的要求,明白在工业建筑当中的地位。下面就通过实际操作的工业建筑电气工程,分别可以从电气设计的过程、特点和工业建筑电气在设计过程中应该注意的问题来进行阐述。 一、电气设计在工业建筑工程的流程的特点 电气设计一般的步骤:方案的设计、初步设计、深度设计、施工图设计,以上的流程是相对于普通的建筑工程而言的。工业建筑工程电气设计与普通的建筑设计流程是一模一样的,但是工业建筑工程电气设计需要注意在工业投产的需求。 1、工业建筑工程电气设计的设计方案 在方案的设计上必须要符合工业工艺生产的要求,必须在这个前提下确定设计的方向。因此,在这个阶段,我们首先要对工业建筑要求的电气设计方向进行确定,然后提出计划新建的工业工程所需要的电气系统的类别,在对计划新建的电气系统当中需要匹配的变压系统和配电系统、照明等级等系统。这就是与其他普通建筑的电气设计区别于开来的特点,在其他方面,我们要更多的考虑到工业建筑工程所需要的电源电压、照明等级等,其次需要对工业设备的负荷进行选择载体回路方式和选择匹配的导体。 2、工业建筑工程电气的初步设计 我们要对工业建筑工程进行大概的设计,就是我们所说的初步设计的大概含义。在初步设计阶段,要对工业建筑的电气进行专业化的设计,在设计当中必须包括工业建筑电气项目的进行设计的说明书、设计的图纸、主要电气设备明细和建筑电气计划书。这就好与普通的电气设计进行区分开来,设计的说明书当中还要明确的标注工业设备的用电分配,在设计的图纸中要进行明确的标注,因为设备的使用是工业建筑特点之一,所以还要针对设备要做好电气计划书 3、工业建筑工程电气的施工图设计 在电气工程中需要对施工进行设计,要对在电气施工中,常常会遇到一些无法预计的问题,需要在工程中及时的进行修改,需要保障完工之后的成果与设计图上保持一致,避免维修时找不到问题的所在,因此我们还要对单独使用时出现的问题进行考虑,将施工方式结合起来,对设计图纸中出现的问题进行修改,在施工中能满足施工的要求,方便以后对施工进行维修和维护 二、工业建筑工程电气设计中常见的问题 在我们的电气设计当中,会存在各种各样的问题,设备和器件都没有安装的要求和明确的尺寸和数据参考。例如,在工业建筑电气设计中对配电箱的选择,需要设计人员在工业当中使用的配电箱与住宅的配电箱区别开来,避免造成配电箱功率的浪费。 1、设计的深度不够 设计深度对电气的设计尤其重要,设计的深度不够的话,会影响到电气的使用。如果工作人员在对电气设计时,没有进行仔细的进行设计的化,尤其是一些小的细节方面没有标注清楚,会造成工作人员在安装的时候不能按照图纸里面的设计进行安装,从而导致与设计图纸不符合,会对项目在电气工程当中的建设造成严重的影响,导致项目不能按照原来的计划进行。比如,按照规定在电力设计当中要对电气设备的型号、名称、规格参数及数量都要在设计中明确的标注出来,但是设计人员只有时忽略了在设计图中没有将规格、数量标注出来。在采购的时候,往往容易造成设备采购错误,在安装的时候容易出现错误。 2、相关专业的设计工作衔接不利 每个项目工程当中都设计到很多的专业,每个部门中都有相关专业的人员参与到工程项目当中,都有专门的工作人员进行负责。在每一项工程当中专业的人员相较于就显的比较的多,而且在工作上进行相关联的工作就容易出现问题,不能进行密切的配合。例如,在建筑的设计当中,将避雷针等装置以钢筋作为载体作为建筑的一部分,所以在电气设计当中,都要在设计图纸上进行标注清楚。在设计当中要明确,将避雷针的设计属于电气设计的范围内,要在设计图纸上面标注清楚,在施工当中,施工的人员要按照图纸来进行施工,如果没有将避雷针与建筑的钢筋进行连接,而导致项目的返工。 3、将工业建筑设计与普通电气系统的区别 工业建筑设计与普通的电气系统是由很大的区别的。例如,在工业建筑当中一般采用的是低层的建筑,建筑的高度与其他的相比都比较的高,建筑面积较大,电力的负荷也比较大。在工业建筑当中会大规模的接触到动力设备配电线路、明敷设线路等问题,所以我们要将工业建筑的工程规模、消防等级和工艺流程的特点认识清楚,方便在设计中提供相应的依据。因此在工业建筑电气设计当中有很多问题需要注意的。 结语 通过上面的分析,可以对工业建筑工程的电气设计有了初步的认识,了解了电气设计中的注意事项。 作者:张贵军 单位:瓦房店轴承集团有限责任公司 电气设计论文:多功能建筑工程电气设计探讨 摘要: 对高层建筑中电气设计开展形式进行详细的探讨,促进管理计划更高效完成,减少电气系统运行使用发生故障的几率。 关键词: 高层建筑;多功能;电气设计 1供电系统的设计探讨 1.1负荷分级确定。 在对高层建筑的电气系统进行设计时,供电阶段要根据用电器的使用需求来进行,这样的环境中供电任务才能更高效进行。负荷等级划分可以参照设备的使用说明书来进行,与设备的运行使用需求量也有很大的关系。基于负荷分级基础上开展的电气设计更具有安全性,能够在基层更高效的落实应用。加强消防设施中有关于设备运行安全性的检验,对设备后续使用也有很大的帮助。 1.2供电电源的选择。 供电电源要满足高层建筑的整体使用需求,并且在现场也要进行运行安全性检验,计算总的荷载是否与系统运行功率保持一致。电源部分在设计时要安装继电保护装置,这样当用电系统的运行出现异常时会自动断开保护设备安全性。电源选择是设计的重点部分,也是后续电气设备安装的依据。 1.3应急电源的选择。 应急电源是高层建筑电气中消防设施的重要组成部分,要在普通照明系统损坏后快速导通,设计标准要达到消防安全管理规定,使用独立与常规电源的发电设备,高层建筑投入使用后,常规电源故障会自动切换到应急电源,保障高层电气设备能够得到稳定的电能供应。导通时间要控制在10秒中以内,通常是以柴油为原料来发电的,日常静止断开时要定期对设备安全情况进行检验。应急电源安装位置的通风情况要达到标准,并远离依然物品。柴油发电机组设置在地下一层汽车库入口旁,通风方式为自然进风,机械排风。在柴油发电机房内设置储油间,其日用油箱储存量为1200L的燃油量。 1.4配电方案。 采用两路10kV市电电源(双重电源)作为常用电源,并满足当任何一路电源发生故障时,另一路电源仍能满足全部一级及二级负荷。自设柴油发电机组作为应急电源,在地下一层设置10/0.4kV变配电所。 1.5变压器容量和台数的确定。 变压器容量和台数要根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合确定,本工程选用包封线圈式干式变压器SCB10并带金属保护外壳。变压器容量为2×1000+2×800kVA,每台变压器的负载率大约为80%。 1.6供配电系统的运行方式。 低压系统的供电分为三大部分:主楼及地下室二级负荷由4#变压器供电;主楼及地下室一级负荷由3#变压器供电,1#、2#变压器给空调负荷供电;应急负荷由柴油发电机供电。 2低压配电和照明系统设计探讨 2.1低压配电系统。 配电系统的设计,采用组合的方法来进行,高层建筑电气系统供应方式比较复杂,结合不同楼层的实际方法来进行,低压系统的设计中稳压模块是很重要的。要保障所传输的电流处于恒定状态,并且不存在电流干扰。计算出电流产生到完成传输所需要的时间,进行有针对性的调查研究,并针对导通时间不合理的设备进行调查分析,探讨更有效的优化方法,提升设备运行使用安全性,以免设备使用期间出现不合理的现象。由于高层建筑内部较为复杂,一旦发生火灾在第一时间如果不能够出去,将直接导致内部人员的伤亡,所以为了避免在逃生过程中由于电源中断而造成的损伤,在公共区域设计醒目的疏散撤离标志是十分重要的,并且在设计中为了防止应急电路受楼梯垮塌受损,配置应急灯独立电源也是十分必要的。 2.2低压配电电缆。 电缆部分的设计安装,要考虑安全保护系统功能是否能够实现,绝缘层也要完整,一旦损坏绝缘与防火性能都会丧失,不利于电缆设备安全使用。所通过的电流一旦超出了安全范围,也很容易会引发火灾事故,因电缆温度升高而引起的,不利于使用安全,因此在电气系统中电缆设计与安装是十分重要的工作。在进行高层建筑物以及内部重要设施的防火处理过程中,应该采用阻燃低烟无卤交联乙烯绝缘电力电缆等相关的配电设备,并通过建立一种火灾自动报警系统对建筑的内部进行良好的保护,在进行消防设备的供电干线与分支干线的设计过程中应该采用一种矿物绝缘的电缆;只有保证相关线路的敷设保护措施达到了防火的要求,才能够采用有机绝缘耐火类的电脑,在进行应急照明配电主干线以及相关的分值低压电缆的敷设过程中一般应该采用一种有机绝缘的耐火电缆。在进行普通供电设备的低压供电电缆的选择过程中依旧应该选择一种无卤低烟阻燃的交联聚乙烯电缆。 2.3照明系统。 在照明系统的设计过程中一般安装的地点是非常的多的,最为主要的几个地点包括了变配电所、水房、值班室等相关的控制中枢部门以及一些具有大量人群聚集的地点。应急照明系统以及在发生事故过程中使用的疏散指示系统采用的全部都是双电源末端切换的一种控制方式,在疏散指示灯的内部为了提高其实际的应用价值,一般在里面都配备了镍镉电池。一旦在发生事故的过程中,正常的供电电源不能够为相关的设备继续供电,那么就必须使用设备内部的电源进行电力的供应,在备用照明以及疏散照明灯的系统设计过程中,一般对其使用的实践对进行了规定,在一般性质的平面疏散区域的内部大多数采用的供电实践都应该在三十分钟以上,在专用的消防区域一般的供电实践最长将会达到三个小时以上,一边消防工作、救援工作、逃生环节能够得到充足的时间。 3注重设计中接地形式的采用 高层建筑多功能建筑工程中对电器的接地设计也是十分重视的,在进行接地形式以及相关安全保护措施的安装过程中应该选用专业的电器设计安装人员进行实地的操作,虽然系统的选择是一项比较复杂的过程,但是工作人员只要在选择的过程中能够细致、谨慎的对当地的环境、用户的需求等相关的状况进行探查就可以制定合理的方案。通过以上分析,在进行建筑物内部供电的设计时,接地系统在整个施工过程中是十分重要的,他安装的成功与否直接与整个高层建筑物内部的供电可靠性、安全性产生了直接的影响。在建筑的内部由于大量的设备使用直流接地、交流工作,所以在进行安装保护的过程中还应该重视防雷接地的相关技术措施的应用。面对建筑内部由于安装了大型计算机、消防等相关的电子工作时而导致静电问题的发生,进而对内部电磁波的产生产生影响,导致精密仪器不能够正常的工作,所以在进行高层建筑内部电气接地设计的过程中,还应该充分的考虑防静电的技术措施以及相应的屏蔽接地的要求,然后采用屏蔽技术手段进行处理。 4做好电气设计中的防雷工作 对于大面积公共建筑这些属于二、三类的防雷建筑工程,综合分析该地区的气候状况,以一年为单位计算雷雨次数并预计建筑物念雷击次数,然后根据数据进行必要的防雷措施。只有采用科学有效地防雷措施才是建筑电力系统防雷工作的关键所在。因此在进行建筑物防雷设计时要严格按国内有关的电气设计规范对于一些民用建筑以及大型商业建筑的主要防雷措施进行细致分析以及对户外架空线路进行必要的防雷措施,并且建筑设计单位也要格外重视采取防雷改进措施的必要性,也只有建筑单位正确的实施了防雷技术,才能有效地确保防雷工作的可靠性。 作者:刘征 单位:黑龙江省创业农场建设科
煤矿应急系统论文:浅谈煤矿井下应急广播系统 【摘 要】文章简单明了的介绍了应急广播系统的总体概要、系统组成、系统的功能特点。详细的阐述了应急广播系统在煤矿井下安全生产中的重要性和必要性。 【关键词】应急广播;矿井;安全 1、引言 近一个时期以来,在煤矿安全事故频发的客观条件下,国家安监总局了煤矿井下避险“六大系统”的建设规范和建设时间表,规定时间内未完成“六大系统”建设的煤矿将被关停。[1]为保证煤矿企业遭遇突发性事件时,能以最简捷、最快的途径通知井下作业人员,并指导相关人员紧急疏散或采取相应安全措施,做到及时并有效的应急救援,通过结合语音广播现状与发展方向,采用数字技术、单片机编解码技术、高级软件编程技术等开发了数字化可寻址矿用智能应急救援语音系统。该系统集安全播报、调度指挥、安全监测、公共语音为一体,是新一代的数字化语音系统。矿用智能应急救援语音系统结合煤矿安全生产的需要,以安全监测监控、综合自动化系统原始数据为依据,以各种应急预案为基础,开发出智能语音告警及应急救援模块。日常可以进行安全宣传、教育,在指定区域播放安全规章、安全措施、注意事项等,增强职工安全意识。还可共享安全监控系统有关数据,经过定制,当出现瓦斯超限、风机不能正常工作等情况时,自动在特定区域发出安全告警,指挥相关人员撤离或采取必要的措施。如果检测到安全监控系统告警,井下出现重大安全事故时,可以根据事先设定程序,调动相关应急预案,指挥现场人员撤离;也可以人工调用应急预案语音材料,播放给指定区域,并可以通过麦克风,直接指挥有关人员撤离。根据需要,可以播放背景音乐。 结合数字视频技术,可以实时观察工况直观图像,做到数据、语音、视频的真正联动。 2、系统结构组成 矿用无线通信系统由井上设备和井下设备两部分组成。 2.1 井上设备 井上设备由语音通讯服务器、数字中继网关、管理调度电脑、核心交换机、井上基站等组成。 2.1.1语音通讯服务器。主机服务器,为系统提供各种网络和应用程序等服务。实现井上井下通讯一体化、有线无线一体化、调度通讯行政通讯一体化,用户井上、井下漫游。 2.1.2数字中继网关。数字语音网关一侧连接传统程控交换机,一侧与IP网连接,实现IP网与PSTN的互连互通,将IP网络与固定电话网络、移动网络结合,从而实现对于公网、专网有线、无线用户的综合指挥调度。 2.1.3管理调度电脑 2.1.4核心交换机。将井下光纤网络设备、语音服务器、数字中继网关、管理调度电脑、井上基站等设备接入到统一网络中实现数据传输。 2.1.5井上基站。满足语音通讯的同时还能够为井上管理办公提供无线上网、中短途数据传输等应用提供服务。 2.2 井下设备 井下设备主要由矿用本安型交换机、矿用本安型无线基站、矿用隔爆兼本安直流稳压电源、矿用本安型手机等组成。 2.2.1矿用本安型交换机。连接井下工业以太网环网。 2.2.2矿用本安型无线基站。基站是整个系统无线信号接入点,实现与终端的数据交互。基站采用WIFI通信技术,能够大大提高无线通信的安全性和扩展性。基站连接可采用光缆、网线、电缆方式,可根据实际环境进行配置。 2.2.3矿用隔爆兼本安直流稳压电源。电源采用三路交流电源输入(AC127V、AC380V、AC660V) ,提供稳定的DC 输出,输出电压为12V、24V,提供给基站和交换机工作。采用不间断供电设计,后备电池可保证井下断电后设备仍能工作不低于2小时。 2.2.4矿用本安型手机。系统语音终端,采用矿用本安设计,轻便小巧,便于携带。 3、系统功能特点 多路广播功能:系统可以实现多套节目同时传输。 音源种类丰富:音源种类丰富,可以是麦克风、话筒、DVD/VCD等传统音响设备,也可以是电脑、MP3等现代数字设备;同时,系统内置FM调频收音机,接收当地公共电台广播节目。[2]当使用电脑进行播放时,可以播放电脑支持的全部数字语音文件,另外可支持网络播放,矿领导可在本办公室内通过电脑对井下广播讲话。 可分区功能:可自动或手动进行按区域或逻辑分组广播、分区域广播(如办公区、井下候车室、食堂),做到单独控制,如单独对办公区播放通知;也可进行全矿广播。 远程控制功能:可以通过计算机进行单台音箱的开停控制,界面友好,操作方便,真正实现了可寻址到点控制。 与安全监控、综合自动化系统有机融合:共享安全监控、综合自动化系统有关数据,经过定制,当出现瓦斯超限、风机不能正常工作等情况时,系统自动在特定区域发出安全告警,指挥相关人员采取必要的措施。 结合应急预案,进行自动或人工应急救援:当系统监测到安全监控系统告警,井下出现重大安全事故时,可以根据事先设定程序,调动相关应急预案,指挥现场人员撤离;也可以人工调用应急预案语音,播放给指定区域;还可以通过麦克风,直接指挥有关人员撤离。 开关量输入:硬件上支持4路开关量信息输入,配合矿业现场其他设备,进行语音告警提示,避免事故的发生。可根据需要设置启动警报点附近的音箱或全部音箱。 传输距离长:可以采用全光缆方式传输,抗冲击、无干扰、高保真、传输距离可以达到60公里,特别适合煤矿井下恶劣环境。 高品质的语音:专业的语音芯片设计,独特的机械、工艺设计,做到声音洪亮,不失真,改变了过去煤矿井下扩音电话音质差的根本问题。 较高的稳定性与可靠性:采用RF弱信号传输方式,极大地提高了系统的可靠性,系统传输网络中无功率信号,单只音箱的故障不影响系统工作,整机在没有信号的情况下自动处于关闭状态,待有启动信号或接收到开机指令后音箱自动启动,无需人员的控制。[3] 传输方式可通过工业以太网:目前煤矿井下工业以太网越来越普及,本系统支持在工业以太网传输,避免了重复布线,节约资源。 数字视频联动:可以和数字视频系统相结合,达到数据、语音、视频联动。 4、小结 随着科技的发展和生产力水平的不断提高,越来越多的高科技产品和技术相继应用到原本生产力水平低下、生产技术粗矿的煤矿生产中来,为煤矿生产这个昔日多数人眼中的低水平行业增添了新的活力。本文所介绍的应急广播系统就是这其中的一个代表,它最重要的特点就是能够在危险发生的第一时间将信息传递到井下的每一个角落,从而更大程度的保证每一个矿工的生命安全。 煤矿应急系统论文:煤矿应急强排系统配电及控制设计体会 摘要:矿井透水事故是危害面最大、影响时间最长的矿难事故。为体现以人为本的精神,增加透水情况下人员逃生的机会,国家有关部门极为重视,把以抢险救灾事后处理改变为以事先预防治理的策略。潜水泵对于一定流量范围的突水事故可有效控制,为避免淹井或延缓淹井争取时间,保证人员安全撤离和设备拆除;由于该系统采用地面控制,即使排水泵房被淹,潜水泵也能正常运行,为淹井后抢险救灾赢得时间。鉴于潜水泵应急强排系统的诸多优点,矿井在现有排水能力的基础上,增设潜水泵应急强排系统是十分必要的。 关键字:潜水泵;应急强排系统;配电及控制 0、前言 矿井透水事故是危害面最大、影响时间最长的矿难事故。为体现以人为本的精神,增加透水情况下人员逃生的机会,国家有关部门极为重视,把以抢险救灾事后处理改变为以事先预防治理的策略。 国家安全生产监督管理总局颁布2009年12月1日起施行的《煤矿防治水规定》第一百一十八条规定:受水威胁严重的矿井,应当实现井下泵房无人值守和地面远程监控,推广使用地面操控的潜水泵排水系统;《煤矿安全规程》(2011版)第二百七十三条 水文地质条件复杂或有突水淹井危险的矿井,应当在井底车场周围设置防水闸门或在正常排水系统基础上另外安设具有独立供电系统且排水能力不小于最大涌水量的潜水泵。 1、增设潜水泵应急强排系统的必要性 目前常用的防突措施主要为设置防水闸门和建设潜水泵应急强排系统。防水闸门与潜水泵应急强排系统特点如下: 防水闸门是为预防矿井突然涌水造成淹井而安设的闸门。砌筑在通往水灾威胁地区巷道的总汇合处、井底车场和井下水泵房。防水闸门笨重,开启与关闭不方便,虽可利用液压系统进行远程操纵,但防水闸门安装处带压一般较大,大压力等级的防水闸门设置难度大且关闭非常困难,很难保证关闭质量和把握关闭时间,尤其在人员没有安全撤出之前,不能关闭。关闭闸门后,人员及设备不能出入,且水对被淹没区域内设备和巷道影响较大,恢复生产难度较大。防水闸门建成后,可能会对巷道通风、电缆布置,轨道运输、皮带运输存在一定影响;特别需考虑安装地段的通风系统的风流调解,防止在关闭防水闸门后,造成该段巷道通风不畅或盲巷,出现新的隐患问题。另外,防水闸门在地压较大矿井不适用。 防水闸门是带压开采矿井中常用的防治水安全措施,主要作用在一个“堵”字。防水闸门为被动堵水,而潜水泵为主动排水,变被动为主动,有利于矿井的防治水工作。而潜水泵对于一定流量范围的突水事故可有效控制,为避免淹井或延缓淹井争取时间,保证人员安全撤离和设备拆除;由于该系统采用地面控制,即使排水泵房被淹,潜水泵也能正常运行,为淹井后抢险救灾赢得时间。 鉴于潜水泵应急强排系统的诸多优点,矿井在现有排水能力的基础上,增设潜水泵应急强排系统是十分必要的。 2、潜水泵应急强排系统的组成 1)系统的组成 一般情况下,将多级泵和电动机采用固定连接方式组成一体潜水电泵,安装在吸罩内。被输送液体由吸罩吸入经过电动机表面进入泵的吸水口,通过多级叶轮传送,经出水口、逆止阀或多功能阀、电动阀和扬水管排出。当采用水泵控制自动化时,选用电动闸阀或电液动闸阀。目前已有隔爆矿用潜水电动液控闸阀为潜水泵的自动控制提供了保证。地面或井下控制系统实现多种监控。 综上所述,潜水电泵、阀门、管路、配电及控制装置等组成潜水电泵排水系统。 2)潜水电泵安装方式 潜水电泵安装方式可分为立式、卧(斜)式两大类。 立式安装方式:潜水电泵悬吊在矿井水仓内,水仓的深度应大于潜水电泵的整体高度。优点是受力方式合理,运行寿命长,维修时可以整体取出。缺点是对起重设备要求较高,对水仓内的支撑大梁要求较高,排水井一次性投资大。 卧(斜)式安装方式:安装灵活,随着水位和水源位置的变化,机组的位置可很快的做出调整,缩短排水时间。优点是对起重设备要求不高,对水仓内的支撑大梁要求不高。 3)隔爆矿用潜水电动液控闸阀 隔爆矿用潜水电动液控闸阀是潜水泵应急强排系统的一个关键部件,其可靠性是潜水泵的自动控制的保证。传统闸阀存在以下问题:可靠性差、控制复杂、故障率高、遇见突水现象电动闸阀打不开,不能长时间在水下工作。隔爆矿用潜水电动液控闸阀克服了以上缺点,选配防爆潜水电机作为动力源,采用高压液压缸执行装置作为闸阀的开启和关闭装置,可使闸阀长时间在水下使用。该潜水电液闸阀能在地面或井下控制闸阀的开启,能有效控制闸阀的开关速度和关闭力。具有手动、电动液控两种操作方式。 3、潜水泵应急强排系统的配电及控制 《煤矿防治水规定》中推广使用地面操控的潜水泵排水系统,在条件具备时,采用地面控制,即配电及控制设备放置于地面,动力及控制电缆直接下井接至潜水泵电机及其辅助设备或传感器上(根据现场实际情况,采用沿井筒敷设或沿电缆钻孔敷设)。只有在受条件限制时(配电能力、工农关系等),才采用井下适当位置控制,潜水泵配电室位置应置于高于潜水泵的安装位置,且留出足够的储水余量,使其不致淹至潜水泵配电室位置,而影响潜水泵的工作。 1)地面配电系统 在地面合适位置设应急强排配电室,两回10kV(6kV)电源分别引自矿井35kV(110kV、220kV)变电站10kV(6kV)不同母线段,两回~380/220V电源引自场地动照网。应急强排配电室内设KYN28A-12型高压开关柜,采用高压开关设备或软启动装置分别向井下潜水泵供电。 潜水电泵可以全压(直接)起动,也可降压起动。原则上,在全压起动条件满足时,要采用全压起动,因为全压起动是最简单、最可靠、最经济的起动方式。但全压起动起动电流大,在配电母线上引起的电压下降大。 当全压起动条件不满足时,可考虑采用降压起动方式。降压起动的方式有:电抗器降压起动、自耦变压器降压起动、软起动(可控硅固态软起动、水电阻软起动)、星三角降压起动。目前多采用固态软起动,优点是可提供平滑无极的加速和可控制的减速,起动时避免过冲,停车时避免水锤现象。 2)井下配电系统 从井下变配电所引两回~660V低压电源,采用阀门电控装置分别向电动阀门供电。变配电所及阀门电控装置安装位置应高于电动阀门的安装位置。目前设计的电动阀门在正常情况下一般是常开的,在检修时关闭。 3)控制系统 地面潜水泵配电室内设应急排水泵站控制装置,完成信号传输、监测和应急排水泵站设备控制等功能。由低压配电装置、智能控制器、检测传感器及信号控制电缆等部分组成。具有“自动”、“手动”和“检修”三种工作方式,特殊情况下可以退出自动化运行,转为地面手动操作,确保潜水泵可靠起动;具有远程启动、停止、复位和测试功能;并实时显示系统监测的所有信息具备完善的报警功能,对所有被测参数超限、保护动作及设备运行状态改变进行声、光报警;能够通过工业以太网向上一级计算机管理信息系统传送生产数据和图形信息。另外可以增加工业电视系统,通信系统等为应急强排系统提供声像信息。 4、设计过程中还应考虑的问题 1)影响电动机起动有线路压降、配电母线压降、电动机端子压降等的几个因素。 《GB/T 12325-2008电能质量供电电压偏差》中规定:35kV及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10%;20kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%;3.3 220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%、-10%。 《GB 50055-2011 通用用电设备配电设计规范》中规定:电动机起动时,其端子电压应能保证机械要求的起动转矩,且在配电系统中引起的电压波动不应妨碍其他用电设备的工作。 交流电动机起动时,配电母线上的电压应符合下列规定:配电母线上接有照明或其他对电压波动较敏感的负荷,电动机频繁起动时,不宜低于额定电压的90%;电动机不频繁起动,不宜低于额定电压的85%。配电母线上未接照明或其他对电压波动较敏感的负荷,不应低于额定电压的80%;配电母线上未接其他用电设备时,可按保证电动机起动转矩的条件决定;对于低压电动机,尚应保证接触器线圈的电压不低于释放电压。关于压降的计算这里不再赘述。 2)控制信号的传输 对于控制信号能否在长的距离工况下稳定工作,一直困扰着设计人员,于是与太原博世通机电液工程有限公司合作,针对长距离(1—2km)信号传输及水下潜水闸阀控制做了一系列试验。 (1)长距离PT100温度传感器信号衰减试验结论:三线制传输的信号与实际的温度差值恒定,利用软件可消除误差;四线制传输的信号衰减很小。 (2)长距离接近开关信号衰减试验(加直流24V电源)结论:信号衰减不大,能够驱动中间继电器,并使PLC能够得到反馈信号。 (3)信号长距离控制潜水闸阀水下动作试验(动力电压660V,控制电压24V)结论:很好的实现了长距离远程起动电机和长距离信号传输控制。 以上试验证明,2km以内潜水泵相关控制及监测信号的传输可满足地面自动控制的要求。若超过2km的信号传输,没有相应的试验或应用实例,建议采用井下加隔爆PLC分站的方式进行信号传输。 5结束语 我公司开展潜水泵应急强排系统在同行业领先,目前设计完成的有单侯矿井、东欢坨矿井、梧桐庄矿井、宣东矿二号井、九龙矿等,另李雅庄、曹村、干河、庞庞塔、马营等矿处在设计阶段。以上设计除东欢坨矿井、曹村矿为井下控制外,其他均为地面控制。以开滦单候矿井为例,原设计采用防水闸门,后经过专家论证改为潜水泵应急强排系统后,避免了一次重大淹井事故。 潜水泵应急强排系统是一个综合性的课题,涉及技术、管理、使用等许多方面。从国家国家安全生产监督管理总局颁布《煤矿防治水规定》到许多煤业集团逐步增设应急强排系统充分体现国家到地方对矿井消除透水事故隐患的重视程度及执行力度。充分体现以人为本的精神,把以抢险救灾事后处理改变为以事先预防治理。 煤矿应急系统论文:煤矿电动机应急调速系统探究 摘要: 针对变频器发生故障时很难在较短时间内恢复正常运行的问题,设计了煤矿电动机应急调速系统。该系统采用应急变频装置替代故障的原始变频器来控制电动机:当原始变频器发生故障时,PLC主控单元根据电动机和变频器的故障状态实时控制应急变频装置;当应急变频装置的输出达到电动机的运行条件时,切换装置立即动作,从而实现应急变频装置对电动机转速的稳定控制。仿真结果表明,该系统在原始变频器故障的情况下能够快速接入应急变频装置,具有较好的调速性能。 关键词: 电动机;应急调速;应急变频装置 0引言 随着计算机和电力电子技术的迅速发展,采用变频器控制的电动机调速系统逐渐代替了传统的电动机调速系统。基于电力电子技术的变频器调速控制系统具有快速、稳定的特点,在工业应用中得到了普及,成为主流的调速设备[1-4]。但是,变频器的主电路是由电力电子开关器件组成,当发生故障时很难在较短的时间内恢复正常运行,所以一旦故障就会导致电动机非正常运行,影响煤矿生产系统的正常运行。针对这一问题,本文设计了一种煤矿电动机应急调速系统。该系统由应急变频装置、PLC主控单元和切换装置等组成,PLC主控单元根据电动机和变频器的故障状态,采用模糊PID算法实时控制应急变频装置的输出[7-8],一旦应急变频装置的输出达到电动机运行条件,切换装置立即动作,从而实现应急变频装置对电动机的稳定控制。 1系统结构及工作原理 煤矿电动机应急调速系统结构如图1所示,其中应急变频装置参数与原始变频器控制参数相同。PLC主控单元采集并处理电动机和原始变频器的运行信息,用于判断是否出现故障,一旦检测到原始变频器发生故障,即对切换装置和应急变频装置实施控制。切换装置根据PLC主控单元的信号,将应急变频装置与故障变频器进行切换。应急变频装置在PLC的指令下立即启动,并根据PLC的输入信号来控制输出频率,从而控制电动机转速。煤矿电动机应急调速系统工作原理如图2所示。若电动机在原始变频器故障后处于转动状态,则切换系统中的锁相环同步控制器。当锁相环同步控制器检测到应急变频装置与电动机同频同相时,将应急变频装置与电动机的接触器闭合,从而实现应急变频装置对电动机转速的稳定控制;若电动机在原始变频器故障后处于停止状态,则采用应急变频装置重新启动电动机。 2系统硬件设计 2.1应急变频装置 应急变频装置为交-直-交结构,其电路结构如图3所示。该装置主要由主电路和控制电路组成,其中主电路包括整流器、直流侧滤波器、逆变器。整流器用于将三相交流信号转换成直流信号,直流侧滤波器用于吸收整流侧和逆变侧的脉动电压,逆变器则用于将直流信号转换成交流信号。控制电路由转速检测电路、运算电路、驱动电路和保护电路等组成。检测电路主要用于检测系统的电压、频率等信息。运算电路主要负责处理反馈信号,得到输出信号的参考值。驱动电路用于控制开关器件的通断。保护电路用于保护变频器和电动机。 3系统软件设计 要使煤矿电动机应急调速系统快速、稳定地投入运行,应急变频装置必须具有较快的启动速度,以便及时代替原故障变频器。 3.1主程序 煤矿电动机应急调速系统主程序流程如图6所示。当PLC主控单元检测到原变频器发生故障时,实时启动应急变频装置。应急变频装置导入原变频器的参数和工作频率参数,然后将模糊PID子程序导入其控制系统。 3.2PLC主控单元切换程序 PLC主控单元切换程序流程如图7所示。首先判断原变频器故障后电动机是否停机,若电动机处于停机状态,则切换程序重新启动电动机;若电动机没有停机,在故障变频器停止工作后,延时2s,启动应急变频装置并封锁其输出,通过锁相环同步控制器检测应急变频装置相位和频率是否与电动机一致,一旦检测到同频同相,则切换程序通过控制接触开关控制电动机继续工作。 4仿真验证 为验证煤矿电动机应急变频调速系统的快速响应能力,在Matlab/Simulink环境下建立系统模型,如图8所示。具体参数如下:额定功率PN=200kW,额定电压UN=380V,频率f=50Hz,定子电感L=20mH,定子电阻R=0.03Ω,转子电感Lr=19mH,转子电阻Rr=0.026Ω,转动惯量J=2.56kg•m2,直流电压Udc=900V,电磁常数T=0.016。原变频器在0.5s时发生故障情况下的电动机输出电流i和转速n曲线如图9所示。从图9可看出,原变频器故障前,电动机的电流和转速都处于稳定运行状态;发生故障时,电动机电流降为0,转速也逐渐下降,直至电动机处于停机状态。以图9所示的电动机停机状态为例,在该状态下投入应急变频装置后的电动机输出电流和转速曲线如图10所示。从图10可看出,应急变频装置开始时处于封锁状态,电动机处于停机状态,输出电流为0;0.5s时开始启动电动机并接入应急变频装置,电动机转速缓慢上升,直至达到额定转速;电动机输出电流由开始较大的启动电流过渡到稳定运行状态下的电流,说明煤矿电动机应急变频调速系统具有快速响应能力。 5结语 介绍了一种煤矿电动机应急调速系统的整体设计,在Matlab/Simulink平台对系统可行性进行了验证。仿真结果表明,该系统在原始变频器故障的情况下,能够快速接入应急变频装置,具有较好的调速性能。 作者:阮文韬 单位:成都纺织高等专科学校电气信息工程学院 煤矿应急系统论文:煤矿突发事件应急预案中对通信系统的思考 摘要: 煤炭是我国最为重要的能源资源之一,但属于高危行业,安全生产是矿井的头等大事,受到了国家的高度重视,信息化技术的广泛应用为灾害预警起到了一定作用。尽管如此,矿井突发事件偶有发生。近年来,国家对应急管理工作的工作力度在逐年加大,通信保障在煤矿应急管理工作中有着重要的地位,且对它的要求也越来越高。文章对煤矿突发事件应急预案中通讯系统保障机制进行探讨。 关键词: 事件 应急预案 通信系统 预警 保障 0引言 煤炭是我国最为重要的能源资源之一,煤炭生产的安全事关重大。矿山救护是矿山生产的重要组成部分,由于人员移动频繁、话务量集中、又由于煤矿井下复杂的、特殊的工作环境,固定电话及公众移动电话在救护调度中往往显得无能为力。通讯不畅严重影响了矿山安全救护工作。 近年来,国家对应急管理工作的工作力度在逐年加大,而应急通信保障也是应急预案的重要组成部分,应急通信平台服务于应急指挥和应急救援,因此,通信保障在应急管理工作中有着重要的地位,且对它的要求也越来越高。煤矿生产及其环境的特殊性,决定了煤矿生产对通信畅通、方便、灵活性和可靠性的要求比地面要高,井下通信的实施较地面难度要大得多,且煤矿灾害频发,发展应急通信是当务之急。建立起统一指挥、反应灵敏、协调有序、运转高效的应急通信保障机制迫在眉睫。 1通信现状 目前,矿井的地面大都有固话基站,有互联网及内部局域网;有直通上级部门的无线电台;井下工作地点都装有有线调度电话,直通矿生产调度室;在国家安全生产监督管理总局要求下,矿井也都安装了人员定位监测系统,而该系统大部分是不能直接与地面进行通话的,只有和小灵通一起y梆才能实现通话,但由于价格昂贵,还不能得到普及。另外,现部分矿井正在做矿井监控或矿井自动化建设,井下工业环网已在推广使用,信息化技术的广泛应用为灾害预警起到了一定作用。但当井下一旦发生突发事件时,会造成整个盘区甚至全井下停电,这些系统将全部瘫痪,只能获取停电瞬间前的信息。 由于煤矿井下是一个复杂的、特别的工作环境,井下的通信不同于地面上现有的通信。电磁波在巷道中传播信号衰减严重,整机功耗受到易燃易爆环境的制约,且价格昂贵,因此,无线通信在煤矿井下的普及应用还存在困难。目前,在救灾过程中只有小范围的无线对讲机在使用,与地面调度指挥系统难以形成一个高效的有机整体。 2通信系统的重要性 “安全为天,预防为主”是煤矿安全生产的主线,一份的预防胜过百倍的努力,早期的预防可杜绝许多事故的发生,可避免人民生命与国家财产的遭受损失,所以,一直以来国家对煤矿的安全投入了相当大人力、物力和财力,使得煤矿安全状况全面提升。 随着信息化技术的发展,煤矿自动化程度也在不断提高,各种监测监控系统正在投入使用或功能正在完善,无线通讯系统也正在发展,这些为灾害的预警提供了多种有效的手段。尽管如此,矿井突发事件偶有发生。如何迅速组建有效的救灾应急指挥系统,最大限度减少事件造成的损失,保障职工人身安全,通讯系统起着极为重要的作用,保证通信系统畅通、高效为救灾争取时间是必不可少的重要手段。由于通讯系统的传输方式多种,不是某个企业能够单独完成或所拥有的,要在国家与政府的支持和协调下,在当地通信公司的配合下,成立矿井突发事件通讯应急指挥机构有着重要的意义。 3通讯应急指挥机构职责 3.1 全体人员要在思想上充分认识通讯系统在抢险过程中的重要性,积极组织抢险抢修队伍;并且对所有人员要进行操作、维修的培训,熟练其通讯系统的基本原理和使用技能。 3.2 救灾的设备、材料备件、抢修工具各项细节落实到人,定期查看和测试,不能有损坏或失效,不得擅自挪做它用,抢险救灾后及时补充。 3.3 督促并检查各基站的设备及线路,发现问题及时处理,确保通讯网络系统运行状态正常。 3.4 负责组织定期对相关人员开展预案演练,可通过开展联合演练等方式,促进各单位的协调配合、职责落实和能力提升。确保人员在抢险救灾时头脑清醒、技术熟练。 3.5 配合矿方做好预警工作,如:利用人员定位监测系统的双向通讯功能,在紧急情况下向发射卡发送人员撤离信息;负责督促对各种预警系统的功能完善与系统升级;利用井下防爆对讲机实现井上下通讯(正常情况井下重要地点已放置的防爆对讲机);做好人员的避灾演练工作,提高实战能力。 3.6 在政府的支持下,负责建立起一套空中与地面相结合、有线与无线相结合、固定与机动相结合、公众网与专用网相结合的立体应急通信保障体系,并进行强化管理。 3.7 当矿井发生紧急情况时,在指挥部的组织下通知相关人员立刻到达指定地点,在指挥部的统一指挥下进入预案状态,快速到达事故现场,确保矿井的通讯高效畅通,为事故救援争取时间。 煤矿应急系统论文:煤矿井下应急无线通信系统的建立研究 摘 要:从当前实践来看,国内煤矿井下系统中的救援设备比较落后、不齐全,而且应急通信技术、系统比较落后,工具设备布设不合理,以致于煤矿井下安全事故频发。其中,信息通信受阻,是造成救援不利、威胁井下人员生命安全的主要影响因素之一,如果不及时采取有效的措施予以防治,则会严重影响煤矿建设事业的可持续发展。本文将对当前煤矿井下应急通信技术及其现状进行分析,并在此基础上就如何建立切实可行的煤矿井下应急无线通信系统,谈一下自己的观点和认识,仅供参考。 近年来,随着社会经济的快速发展和煤矿开采技术的不断进步,煤矿井下开采强度、深度等均有所增加,生产安全问题相伴而生。据调查发现,煤矿井下安全事故防治、救援工作中,最为关键的就是要保持通信畅通,以便于及时地联系、准确地找到受困者的位置。 一、煤矿井下应急通信系统及其技术现状 从当前煤矿井下的情况来看,无线应急通信技术多应用在井下事故问题出现时及时掌握现场情况,为井下人员营救准备了条件。同时,该系统和技术与地面救援系统、指挥中心相连接,形成一个临时性的无线通信路线和网络系统。实践中为了能够有效避免发生二次事故,一旦发生矿井事故,则供电系统就会完全切断电力系统。在该种情况下,煤矿井下救援过程中,难以使用原井下通信系统保持联络。当救援人员下井后获得信息以后,难以给地面人员、指挥中心保持联系。在该种情况下,地上救援时,工作人员难以获得井下的现状信息资料,或者不及时或者不准确,不利于及时救援。井下救援过程中,无法有效了解相关信息,而且救援人员可能会置身于险境。煤矿井下通信系统,关系着井上、井下人员的安全和联系畅通行,保持井下应急系统通信畅通,意义重大。实践证明,切实可靠的应急通信系统,能够在救援过程中起到非常好的应用效果,既可以提高救援效率,又可以减少人员伤亡和财产损失。 当前国内煤矿井下作业实践中,井下应急通信以有线通信为主,虽然部分设备配备了先进的井下无线通信装置,但因系统不配套等而难以发挥其作用。对于传统的煤矿井下应急通信系统而言,其中有线通信主要采用的是调度电话及联络系统。从应用实践来看,该系统属于无源传输,在发生井下事故以后,即便没有电源供电,也可保持正常通信,而且通话质量能够有所保障。实践中,因上述通信模式和手段实际布设成本较其他模式下的布设方案经济成本要高一些,加之井下环境特别的复杂,很难全面把握,而且容易出现变动,所以所用的话机可能无法覆盖整个巷道。一旦发生故障,则造成井下通信出现严重的中断现象。有线通信系统作为一种矿井应急通信系统,虽然可靠、灵活,但是存在着一些安全隐患问题,难以有效满足客观需求。 随着科技水平的不断提高,目前国内已经逐步引入无线通信系统,虽然技术水平较之于以往有所提高,但是依然存在一些问题或瑕疵。比如,通信过程中容量相对较小一些,而且部分区域的通信受限以及通信距离短和对基站具有较强的依赖性等,甚至无法支持煤矿井下救援任务。针对这些问题,本文基于目前已有的、相对比较成熟的无线Mesh网络系统和技术手段,将其引入到井下用于应急救援通信,并重新设计了新的无线应急通信体系,以此来有效满足煤矿井下作业和应急救援通信需求。 二、煤矿井下应急无线通信系统构建策略 基于以上分析,笔者认为在当前煤矿井下作业和应急救援通信系统建设过程中,应当从以下几个方面着手。 (一)煤矿井下应急无线通信系统基本需求 对于煤矿井下应急无线通信系统而言,其与地面系统之间存在着较大的差异,具体体现在如下方面: 1.通信环境复杂性 煤矿巷道多存在着一些转角,这就导致无线信号传播受阻,会出现各种类型的信号强度影响因素,比如反射、多径衰落以及折射等。 2.线行受限分析 井下巷道一般采用封闭式,在有限空间范围内,内部分支、弯道和上下坡位置,会出现巷道内景复杂多变等现象,如不及时采取措施应对,则可能会形成非视距信号通信场景。 3.环境恶劣 当发生煤矿井下事故时,可能会产生易爆、燃气体,而且量比较大;同时,还可以出现渗水现象,对巷道结构造成破坏。基于此,在应急通信系统设计过程中,应当有强扩展性以及鲁棒性,以便于能够有效适应特殊的场景需求。 4.无电源供电 井下事故发生以后,就会将原供电系统切断,整个系统中的所有需电设备均无法正常运行,甚至可能会造成供电设备损坏。由此可见,在现代无线通信系统建设过程中,应当解决好自我安全供电问题。煤矿井下应急救援通信系统的使用环境、场景等都非常的特殊,要求系统质量更高。根据实况,我们结合已掌握的情况,建立切实可靠的煤矿井下应急救援通信系统,其必须满足以下要求。 第一,系统载频不宜过低。因煤矿井下信号通道所处的环境比较复杂和特殊,如果系统载频过低,则收发信号过程中可能更加依赖于感应线路来实现传输之目的。 第二,多跳结构以及自组织。煤矿井下空间有较多的转折,通信信号受阻概率也非常大,无线应急救援通信系统应当有多跳结构,基于中介转发来放大信号,以确保点对点的通信良好性。在此过程中,还应当设计自组织性,以便于形成网络,并与煤矿井下部署。 第三,体积小、能耗低。煤矿井下救援设备,应当在井下空间内优化布设,而且要严格控制体积,方便携带。整个通信系统的能耗不能太大,可自行解决安全供电问题,确保能够在井下持续供电。 (二)优化设计系统架构 基于上文对煤矿井下应急通信系统的建设需求分析,以下将对Mesh网络系统应用基础上的应急通信系统架构进行设计。 从整体架构来看,该系统采用了分级无线网络模式,具体由MC以及MR组成。实践中,如果出现了煤矿井事故或者人员受到了威胁,则救援人员只需携带MC和MR进入受难井下巷道,即可展开及时搜救工作。不同的MR之间连接以后,又形成了一个骨干网络系统,此时搜救人员可携带MC,只需与其中一个MR正常连接,即可与地面保持正常通信。对于不同的MC而言,彼此之间的相互通信可基于MR实现转发之目的,由此便建立起一套比较完整的应急通信系统。 (三)优化设计系统硬件 1.器件优选 从功能层面来讲,MR主要用于信号转发及其放大等,对于硬件设备而言,其主要包括控制器、电源模块、存储器件以及无线通信模块和外围电路等。 第一,维控制器。维控制器对整个通信系统、性能等会产生较大的影响,基于对芯片性能可以有效满足利用场景的考虑,具有一定的运算、逻辑判断等能力,确保外部接口更加的丰富,本文选用的是S3C2440A型芯片,令其作为MR之MCU,实际上是一种精简指令集处理设备,缓存16K、主频400MHz,并且可实现操作系统的正常运行。 第二,无线模块。对于无线模块来讲,其主要功能是数据信息接收以及发送,无线通信芯片采用nRF24L01,在ISM频段集成的数据链路协议非常完整,而且速度能够达到2Mbps,只需简单的进行外围电路布设即可利用。 2.硬件架构 元器件选定以后,再优化设计硬件整体架构,对于MR整体架构而言,模块核心是MCU,通过无线收发模块、总线等进行通信、传输命令和数据。较之于MR而言,MC架构有相似之处,只是增加了一些语音通话功能,在整体架构上二者均可利用。 3.接口电路 第一,对存储单元接口进行电路优化设计。本文所研究的通信系统存储单元,主要利用了FLASH以及SDRAM存储器。对于SDRAM而言,主要作为系统内存应用,其频率与总线之间保持一致,能够有效进行快速擦写。然而,实践中应当不断进行刷新,以确保数据的客观有效性。对于FLASH而言,其作为非易失性存储设备,掉电以后数据信息也不丢失,而且能够随意擦写,一般作为固态存储装置,可存储代码以及相关信息数据。 第二,优化设计电源电路。该系统中的无线网卡需供电电源5V,存储器电源3.3V,MCU电源需1.3V。实践中,为了确保电压的统一需求,供电采用5V电源,利用芯片对电压处理以后,电压3.3V。 结语 煤矿井下应急通信系统得以广泛地应用和发展。本文结合井下实际情况和需求,将无线Mesh网络系统和技术设备引入井下,并且设计了Mesh网络应用基础上的井下应急通信系统,其成本非常的低,而且部署也比较灵活,有利于提高煤矿井下应急救援效率的提高。 煤矿应急系统论文:煤矿应急管理与救援指挥信息系统开发 摘 要:煤矿应急管理与救援指挥管理系统是一套集指挥调度、灾害演示、预警预测、快速反应、恢复重建、应急保障和监督管理于一体的应急救援指挥平台。同时,系统将信息管理与GIS平台相结合,实现了重大危险源、重要工作地点的可视化监测监控。系统在信息管理、风险分析、决策支持、协调指挥等方面为集团公司提供了一套应急管理与救援指挥整体解决方案。 关键词:应急管理 救援指挥 信息管理 系统开发 1 开发背景 近年来,我国煤炭行业的发展十分迅速,但煤矿安全问题并没有得到根本解决,重特大事故时有发生,煤矿安全生产事故造成大量人员死亡和巨大财产损失。伤亡事故的主要原因是缺少高效、协调、统一的应急救援和救援指挥管理机制。在此背景下,为进一步提高企业日常安全管理和应急救援水平,特研发了该系统。 2 国内外研究现状 2.1 国外相关产品及技术现状 发达国家普遍重视信息管理、风险分析、决策支持和协调指挥等应急管理技术在煤矿应急救援中的研究与应用。美国在“9.11”事件以后,在全国范围内加快建立综合性、一体化的突发公共事件处理方案,提供全国突发事件的预防、准备、响应和恢复的标准与规范,并从2005年开始要求各州、部族和地方政府都采用NIMS来处理突发事件。德国内政部门在2001年着手建立了“危机预防信息系统”,构造了一个联邦和地方政府的事件响应和公众信息网络,为突发公共事件的救援提供信息服务。英国RobshawL教授提出用信息技术来提高采掘工作面的活力能力。他利用信息技术建立一个煤矿信息系统,该系统给企业经理提供了关于煤矿采掘工作面性能的及时、准确地信息。 2.2 国内相关产品及技术现状 北京大学毛善君教授带领团队开发的矿山地理信息系统平台LongRuan GIS,已经在我国大部分煤矿使用。LongRuan GIS作为完全从底层开发的地理信息系统,引领了我国矿山地理信息系统发展方向[1];重庆大学程平等研究设计了煤矿应急救援指挥通信平台[2],中国矿业大学(北京)刘金城设计了煤矿瓦斯爆炸事故应急辅助决策系统[3],为我国煤矿的应急救援管理工作做出了贡献。 3 系统功能 (1)应急救援管理系统可快速、准确地为决策者提供救援预案,以辅助决策者对事故救援作出决策,为救援工作节省宝贵时间。 (2)应急救援指挥系统按照扁平化、准确性、以人为本等五大原则,分为应急值守、应急救援和事故管理。应急值守实现在三维模型上动态监控安全、人员定位数据,发现危险,及时报警,启动应急救援程序。事故管理实现对灾害事故的汇总管理。 (3)监测监控系统可实现实时在线的检测监控数据展示、在线查看和危险指标报警,为灾害预警提供决策依据。其人员定位功能更能在救援活动中起到关键的作用。 (4)应急救援保障系统可完成救援人员、物资的综合管理,实现优化配置、综合利用、全面部署的战略规划。 4 系统开发的目标 (1)通过预先设计的综合应急预案,迅速组织救援队伍,利用一切可以利用的力量,在灾害事故发生后迅速控制其发展,并努力使灾害损失将至最低。 (2)通过研究煤矿应急管理与救援指挥信息系统,实现对煤矿工作人员提供安全全方位服务,使煤矿能及时更新安全信息,降低安全管理成本,在发生事故时能及时作出反应,并采取相关措施,提高事故的救援效率,有效减少事故损失。 (3)煤矿应急管理与救援指挥信息系统借助GIS平台,利用基于复杂地质条件下三维地质模型建模技术[4],实现对井下工作环境的三维展示,在灾害发生时,可直观显示井下实际条件,为决策者对事故救援作出决策提供依据。 (4)应用计算机信息技术建立煤矿应急管理与救援指挥信息系统,可有效提高煤矿企业的信息获取能力、快速反应能力、组织协调能力、决策指挥能力、防灾减灾能力。 5 技术路线及研究方法 (1)整体技术实施路线包括:需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、系统实施、系统运行与维护等阶段。 (2)前端开发工具用C#来实现,后端数据库管理工具使用SQL Sreverse2008来实现,数据库系统采用的借口,使煤矿应急管理与救援指挥信息系统具有异构多源数据访问的能力。 (3)建立煤矿应急救援指挥与管理信息平台,把监测监控预警子系统与应急救援指挥系统有机结合起来,实现煤矿救援的安全、快速、高效和有序,最大限度减少事故发生所造成的人身伤害和财产损失。 (4)根据系统详细设计编码并调试所有的功能模块,并利用实际资料检验程序的正确性与容错性。在调试程序过程中,与相关专业技术人员密切配合,检验功能模块的实用性,并及时加以修改。 6 主要创新点 (1)建立了煤矿井下监测专用软件平台,完成了煤矿安全监测监控数据的分析和处理,实现了系统与监测设备及其他软件系统信息共享。 (2)基于Longruan 3DGIS平台,实现了避灾路线的与救灾路线的可变化。 (3)系统对应急预案在数据库进行拆分,实现了和应急救援流程的无缝集成,实现了应急救援程序的可视化。 (4)把矿山应急救援支护管理数字化,把大多数煤矿依托的纸质预案和传统通信手段提升到应用信息化平台,实现了狂三应急救援指挥的高效、科学和智能化管理。 (5)建立了基于GIS的三维可视化集成数据平台,实现危险源三维动态数据的显示及三维可视化救援与值守。当灾害发生时,能在根据实际情况建立的巷道、硐室、工作面等三维模型上动态地生成事故报告,并启动应急救援预案,同时还可以根据灾害发生的类型,自动生成最短的救灾路线,在三维模型上动态地显示,为救援工作提供建设性建议。 7 社会效益分析 矿山应急救援指挥管理是矿山安全生产工作的重要组成部分,全面做好矿山安全生产应急管理工作,尽可能避免和减少矿山事故造成的伤亡和损失,是坚持“以人为本”、贯彻社会主义和谐社会的具体体现。是维护社会稳定人民群众根本利益的需要,对预防和应对矿山突发安全生产事件,减少矿山突发事件造成的损失,具有重要意义。同时本系统有助于煤矿的日常管理,提高决策者的决策能力,增强管理人员的安全知识,强化人员的安全生产意识,提高人员应急反应和逃生能力。煤矿应急管理与救援指挥信息系统的应用,能够在煤矿应急管理和应急响应能力方面提供一种新型的信息化、智能化平台。 煤矿应急系统论文:姚桥煤矿井下应急数字广播系统的研究及应用 [摘 要]本文简述了姚桥煤矿井下应急数字广播系统的实现、区域划分、设点数量及救灾功能,详细分析了系统具体技术要求及系统设计原则,在实践应用中取得了较好经济效益和社会效益。 [关键词]广播系统;设计原则;技术要求;系统功能 1.概况 姚桥煤矿井下应急数字广播系统(以下简称广播系统)以井下工业以太环网作为数据传输平台,使用光纤或通信电缆连接主、副音箱等设备,实现应急数字广播。该系统覆盖区域总计安装应急数字广播作业地点50处,主要分布在3个采煤工作面上、下两巷,8个掘进工作面,6个人行车场,大泵房,运输调度室,猴车上、下人位置,主要变电所及轨道甩道口处。该系统以各种应急预案为基础,具有智能语音告警及应急救援功能,日常在指定区域可以播放背景音乐、播放安全宣传教育音频。当井下出现重大安全事故时,可以根据事先设定程序,调动相关应急预案,指挥现场人员撤离;可以人工调用应急预案语音材料,播放给指定区域,也可以地面调度室终端设备实现直接喊话,直接指挥有关人员撤离。 2.设计原则 广播系统的建设是煤矿信息化建设的重要设施,是煤炭安全生产管理体系的重要组成部分,必须从网络信息体系建设的全局考虑,将系统建设成一个高起点,易于扩充、升级、管理和使用的广播通信系统。主要设计原则包括: 高可靠性:稳定可靠运行是矿用应急通信保障系统建设目标的关键,保证在系统设计中选用高可靠性的产品设备,充分考虑冗余、容错和备份能力,同时合理设计系统架构,最大限度地支持系统的可靠运行。 安全性:煤炭系统作为国家的基础能源系统,设计中必须考虑防止内部及外部非法访问的措施,保证系统数据的安全传输。因此需要制订统一的系统安全策略,整体考虑系统平台的安全性。 网络可扩展性:根据未来业务的增长和变化,网络可以平滑地扩充和升级,最大程度地减少对网络架构和现有设备的调整。 可实施性:本次工程将充分分析现有的工业以太环网及既有的调度通信系统环境,充分考虑网络的可实施性。 技术先进性:在保证满足基本业务应用的同时,又要体现网络的先进性。在网络设计中要把先进的技术与现有的成熟技术和标准结合起来,充分考虑到网络应用的现状和未来发展趋势。 高性能:骨干通信节点的性能是整个网络良好运行的基础,在设计中必须保障设备的高吞吐能力,保证各类型信息的高质量传输,使系统成为煤炭安全生产管理的重要辅助设施。 经济性:在充分利用现有资源的情况下,最大限度地降低系统的总体投资,有计划、有步骤地实施,在保证网络整体性能的前提下,充分整合矿区现有的各类型通信广播系统。 开放性:相关产品的选择要以先进性和适用性为基础。广播系统采用通讯协议应为国际通用协议,并免费向用户开放通信协议,使该系统能与综合自动化系统融合。系统具备二次开发接口,满足维护、开发应用软件的需求。 3. 广播系统具体技术要求 3.1 广播系统的总体技术要求 广播系统以井下工业以太环网作为数据传输平台,上、下人行车场、各甩道口和无人值守猴车(处于静止状态)等主要巷道可使用光纤或通信电缆连接主、副音箱等设备,实现应急数字广播。系统应满足井下采掘工作面使用通信电缆通信的需要,且数据传输距离不小于2000米。系统建成后应达到井下应急广播的需要,声音清晰、无杂音、单个音箱声音单方向覆盖范围不小于150米。 广播系统应实现双向通信功能,井下人员听到音箱声音后可以通过该系统实现与矿调度的信息传递。 采掘工作面应满足2种方式广播:即可采用环网实现应急数字广播,也可采用现有调度电话通过网络传输实现应急通信或广播。 3.2 广播系统的覆盖区域要求 广播系统总共设计安装应急数字广播作业地点53处,主要分布在3个采煤工作面上、下两巷,8个掘进工作面,人行车场,猴车上、下人位置、避灾硐室,主要变电所及轨道甩道口处。 3.3 广播系统的架构要求 ⑴. 广播系统主要设备包括系统管理软件及应急广播服务器、信号传输部分、矿用本安型音箱等。由地面和井下两部分组成:地面部分由麦克风、应急广播服务器、应急广播客户端、中继网关通信设备及相关附件组成。井下部分由矿用隔爆本安型主、副音箱、矿用隔爆兼本安型电源及相关附件组成。 ⑵. 以井下工业环网作为系统的传输通道,易于系统的建设。 3.4 广播系统的管理软件要求 广播系统可以实现向线路通话,播放音频文件等功能,也可以接收井下线路的声音并将通话声音保存。同时可根据不同的需要设置权限部署在不同的服务器上。 整合现有的语音通信系统,统一界面,统一管理。 调度室直接对扩播、调度电话各点进行紧急呼叫或广播各分机点、在线状态显示。 一键通紧急广播(通过设置好的语音报警源直接传输到井下话站音响)。 丰富灵活的软件接口,支持定制开发。 支持软件远程操作运行环境:支持WINXP、WIN7、WIN 2003、 WIN 2008操作系统。 同时具有与人员定位系统、安全监控系统的相互联动的功能。 3.5 广播系统的环境要求 ⑴.安装地点:大屯煤电姚桥煤矿 ⑵.海拔高度:地面不大于1000m,井下不小于 -1000m。 ⑶.安装环境:煤炭矿山工业环境。 ⑷.环境温度:地面-18℃~45℃,井下2℃~40℃。 ⑸.环境湿度:井底约95%,井口60%~85%。 ⑹.耐震能力:按8度烈度设防。 ⑺.运行方式:24小时连续工作制。 3.6 广播系统的主要材料设备如下表 4. 广播系统的功能 4.1 支持双重调度管理功能 通过广播系统可组成全矿区广播通信管理系统:当发现井下某个地点有异常情况,通过公司总调度室,即可实现各煤矿的调度通话,也可通过公司局域网访问应急数字广播系统对煤矿井下某个工作面直接讲话或播音,从而真正实现公司总调度室和矿调度室双重调度管理功能。 4.2 设备状态显示及故障检测功能 广播系统设备都可显示具体工作状态,便于工作人员及时发现处理。由于终端为网络或通信设备,具备灵活的IP地址或电话号码设置,因此通过管理软件可以通过编程来控制设备的IP或电话号码,以达到控制音箱及实时显示工作状态的效果。 4.3 广播系统呼叫功能 当井上管理人员要通过广播系统通知井下工作人员时,在调度室操作台上输入井下矿用隔爆兼本安型音箱的IP编码或电话号码,系统自动接通井下矿用隔爆兼本安型音箱。 4.4 双向通信功能 调度中心可以通过操作台或访问应急广播服务器对井下音箱进行讲话,井下人员也可以通过井下设备终端与矿调度进行对话。 4.5 广播分区不受限制 根据矿区广播系统需要,可以对矿区广播进行无限制分区,使得使用效率最大化。 4.6 音箱音量任意控制 根据井下区域不同,在调度室可以任意控制网络音箱的音量大小。每个音箱具有单独调节音量功能,并且可以任意选择各个网络音箱播放的不同背景音乐和宣传语音广播等内容。 4.7 远程广播系统管理 广播系统实现了真正意义上的无人职守,能够通过广播系统软件实现对整个系统设备进行远程管理与监控。可以通过计算机发送语音对井下进行应急广播。界面友好,操作方便,真正实现了可寻址到点控制。 5. 结语 姚桥煤矿广播系统实现了真正意义上的无人职守,能够通过系统软件实现对整个系统设备进行远程管理与监控。可以通过计算机发送语音对井下进行应急广播。界面清晰,操作方便,真正实现了寻址到点控制。通过本系统可组成全矿区广播通信管理,当发现井下某个地点有异常情况,通过公司总调度室,即可实现各煤矿的调度通话,也可通过公司局域网访问应急数字广播系统对煤矿井下某个工作面直接讲话或播音,从而真正实现公司总调度室和矿调度室双重调度管理功能。经过姚桥煤矿井下的实际应用取得了较好经济效益和社会效益。 煤矿应急系统论文:建立煤矿事故应急救援系统的分析研究 摘 要:随着世界生产安全不断重视,尤其是对生产一线的工作者生命安全的不断重视并且国家安全生产政策的不断提出,但事故发生不断并且高频,面对突然煤矿事故尤其是大型事故,怎样有效的处理紧急问题至关重要。本文主要建立煤矿事故应急系统,通过各种软件建立效果分析,并且构建该系统框架图,该系统的建立为煤矿事故救援提供了最优处理方案。 关键词:煤矿;事故;比较;系统 1 建立煤矿事故应急救援系统的意义 加强对煤矿事故应急救援工作的领导,保证事故应急响应及时、抢救迅速有效,提高应急预案的启动速度、执行效率以及执行的准确程度,提高管理的现代化、智能化、系统化水平,尽最大可能减少和降低事故发生时所造成的人身伤害和财产损失,建立一套煤矿事故应急救援预案管理信息系统具有十分重要的意义。为了贯彻执行国务院《关于加强安全生产工作的决定》、《中华人民共和国安全生产法》、《煤矿安全生产条例》等法律法规。一方面,自我国煤炭资源得到很好地发展,矿井年生产力的不断提高,相应人员的配备比以前更多,尤其在社会高速发展经济的社会背景下,提高矿井各项工作效率也是至关重要;另一方面,在一旦发生重特大安全事故时,事故应急信息系统能提供完善的应急救援程序,促进煤矿重特大事故的防范工作,提高煤矿有效应对各种突发事件的能力,能做到处变不惊加强各部门的联动与配合,充分调动生产单位应急救援的各种资源,临危不惧,从而使救援工作有条不紊地开展,损失降到最低。 2 建立煤矿事故应急救援系统存在的问题 建立煤矿事故应急救援系统,不但要投入大量的人力、物力和财力,还需要配备多学科人才,包括矿产资源学、采矿学、应用化学、地质学、岩土工程学、环境学、材料学、工程力学、安全科学、计算机、流体力学、管理学、系统学等;另外,煤矿事故应急救援系统是一门集采矿学与现代管理技术系统的交叉学科,需要大批的复合型人才,但是在煤矿开采领域,这样的人才是很稀缺的,随着国发〔2010〕30文件的,安全生产,但煤矿事故在我国高发,保护劳动者生命安全很有必要建立煤矿事故应急救援系统。 3 建立煤矿事故应急救援系统的步骤 建立煤矿事故应急救援系统的主要功能是加强对煤矿事故救援的领导,保证事故应急响应及时、抢救迅速有效,提高应急启动速度、执行效率以及执行的准确程度,提高管理的现代化、智能化、系统化水平,尽最大可能减少和降低事故发生时所造成的人身伤害和财产损失。 3.1 收集整理数据、网络设计 在建立煤矿事故应急救援系统之前,就要对该煤矿的人员信息(年龄、工作经验、应变能力和专业研究深度等)、地理位置、交通要道、设备、本地管理协调机构等信息的综合评价和掌握。这些数据对后面本矿建立煤矿事故应急救援系统有着很重要的意义。 实现组织、成员及其职责的管理,实现用户管理,完善的用户管理机制,可以对用户设定密码安全认证与操作权限,拥有相关权限的人员才可以进入系统,高级别的用户可以抢夺低级别的用户的控制权,确保控制唯一性;拥有权限的用户可以方便地对系统配置进行查询和修改,并进行系统维护工作。可进行系统设置、数据整理、备份、恢复等功能。调查本矿所有机构设置,对于管理职能重叠、人员配备不足、人员分管工作不明进行整顿,综合建立煤矿事故应急救援系统。 3.2 建立数据库、录入数据 数据库的选择对煤矿事故应急救援系统的建立有很大的影响。现在一般可以应用Excel、Access、Microsoft office Infopath、Visual Basic、Visual C++、Visual J++、Visual InterDev、Visual SourceSafe 、FoxPro等软件开发数据库,Excel、Access、Microsoft office Infopath 软件建立数据库前期工作量少,所建数据库直观明确,但是随着数据的膨胀,后面查询会带来工作量增加。考虑到软件普遍、易操作、效率高、快速等特点,采用Visual FoxPro 建立煤矿事故应急救援系统整体性强、层次分明、较高的处理速度、利于后面的开发。 该系统基础信息管理模块用于危险源数据库、法律法规数据库、典型事故案例数据库、应急救援器材设备数据库及其他应急救援数据库的数据输入、编辑和输出。 数据库的设计决定着该系统的性能的高低甚至成败,所以在设计数据库时,按照事故类型进行数据库设计,事故类型分为瓦斯、地质水文、煤尘爆炸、煤与瓦斯突出和通风安全,分类的优势在于事故发生时,按照事故类型进行数据查询,找到处理事故的最佳人员配置和管理结果,把事故的生命和经济损失减到最低。 3.3 数据查询及事故汇报子系统的嵌入 该数据库主要是通过该矿的具体情况(地理位置、交通条件、本矿地质条件等因素)建立的,通过矿上事故处理各领域专家综合考虑然后建立的事故应急救援处理方案,在进行事故类别查询,得到最优事故处理方案。例如,当本矿出现水淹井事故,在该系统查询栏里面输入地质水文,系统查询处理水害事故的最优方案,查询结果里面出现处理水害专家,也及相应的人员、设备配备,还有先前该类事故经验和教训。同时还有出现事故汇报流程,做到事情紧急情况下,有条不紊的运行。 4 结束语 煤矿事故应急救援系统是随着经济增长特别是对以人为本的理念深入人心,有关法律法规和经济体制的不断健全的结果,是一个经济、安全生产的综合项目的研究。同时这个也是一个不断更新的动态项目,将随着新技术、新理念、新型经济的发展而不断进步,为安全生产提供了一个崭新的、高效的、更深层次的稳定系统。但同时也要注意该系统为事故发生提供了很优化的救援方案,与实际发生事故时,系统内部各块能否真正得到顺利,还要定期进行实际演练,各单位达到最佳磨合状况。 煤矿应急系统论文:地理信息系统在煤矿灾害应急救援中的应用浅析 摘要:在煤矿灾害发生过程中,根据地理信息系统的特点及优势,将其应用于应急救援中,可以极大地提高救援效率,最大限度的降低人员、财产的损失。 关键词:煤矿灾害 应急救援系统 地理信息系统 一、引言 随着煤矿开采深度的加深,地质条件也将会愈加的复杂,各种事故会严重威胁着矿工的生命安全和煤炭生产的正常进行。通过建立生产安全事故应急救援预案,可以控制矿山发展并尽可能排除事故及矿井灾害,保护现场人员及场外人员的安全,将矿井灾害对人员、财产造成的损失降低到最小程度。 地理信息系统(GIS)是一种基于计算机的工具,它可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析。GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作(例如查询和统计分析等)集成在一起,从而使大量抽象、枯燥的数据变得生动、直观和易于理解,提高工作效率和管理工作的科学性和准确性。 二、地理信息系统的特点及优势 地理信息系统是以地理空间和动态的地理信息为地理研究和地理决策服务的信息系统,已被广泛用于资源管理、城市规划、应急救援等各个领域。地理信息系统的主要特点和优势有: 1、标准的信息存储、查询功能。GIS可以将各种不同的数据转化成利于计算机存储的内部格式。GIS不但包括各种要素分布的空间位置,也包括其实体特征的属性数据,同时还有明显的时序特征,而且空间数据和属性数据之间是一种密切的对应关系,空间信息和属性信息形成一个有机的整体。通过检索空间数据可查询相应属性信息;通过检索属性数据也可以查询相应的空间信息。避免了图形与相应的属性数据分离的现象,给企业资源的全面管理带来了极大的方便。从图形学的角度来看,GIS实质上是一种便于计算机处理和网络传输的数字化地图或图纸,可以方便地对空间数据进行输入、编辑、显示、查询、空间分析和输出打印,也可以利用三维动态仿真技术对各种要素实现仿真模拟,构造一个符合实际的模拟空间,展现各种地物之间复杂的时空关系。 2、便捷的的数据管理功能。一些数据库和应用系统公司,如Oracle,Microsoft和SAS等,已扩展了其产品容纳空间数据管理功能。另一方面,许多GIS软件也包含空间数据库引擎数据模型,借助这一模型可将空间数据加入到关系数据库管理系统中。这样使得大规模的GIS系统与空间数据技术一体化成为可能,便于各种系统的集成和信息共享。 3、优秀的空间分析功能。空间分析是地理信息系统最主要的特色。GIS系统可以利用其空间数据库和属性数据库,结合高效的算法进行空间分析。如对距离某一事故地点一定范围内各种空间要素的搜索,并对相关信息进行统计分析,为事故处理提供所需要的信息和应急预案等。这种空间分析的功能是其他信息管理系统无法实现的。 三、煤矿灾害应急救援地理信息系统模块功能设计 根据系统需求分析和开发目标,煤矿灾害应急救援系统应主要包括以下几个模块: 1、信息管理模块。该模块主要由矿井相关的各种基础信息数据库和地物属性分布组成。基础信息包括矿井基本情况数据库、井下主要设备信息数据库、安全设备数据库、地质条件数据库、主要灾害信息数据库以及实时的采掘工作面分布等。它具有实时维护、更新和管理煤矿基础信息所需的基本功能。? 2、应急预案模块。主要包括矿井灾害应急预案、应急救援队伍、救灾设备数据库、救灾专家数据库以及国家级矿山救援基地分布等内容。在矿井灾害应急预案中可以查询到通用的应急救援预案,如国家局制定的矿山重特大生产安全事故应急预案,也可以查询到针对本矿井实际的自行制定的应急预案内容。它具有维护和管理整个矿井灾害应急救援的基本功能。 3、灾害处理模块。囊括了矿井灾害从预测预报到控制处理的一般方法,主要包括矿井灾害预测方法、矿井灾害控制方法、矿井灾害处理方法。同时还提供了矿升灾害案例库这一功能,方便查找相关的矿井灾害案例,以期达到学习借鉴的目的。 4、法律法规模块。此模块提供了矿井生产适用的各项法律法规和部门规章制度,包括国家级及省级煤矿安全规程。能够按照目录、索引和关键字进行查询、打印,同时预留了扩展接口,用户可以随实际变化增减法律法规条文,有效地减少了检索规章制度文件的时间,为领导者做出正确的决策提供法律依据。 四、煤矿灾害应急救援地理信息系统的实现与应用 矿井灾害救援制约因素多、情况复杂多变,与其他行业的抢险救灾工作相比,具备更强的技术性、时效性和更大的危险性,要求反应迅速、判断准确、应变及时、措施有力,一旦事故发生,需要多支救援队伍密切配合、集中指挥展开救援工作。 建立矿井应急救援系统的目的:一是发生事故后控制危险源,避免事故扩大,在可能的情况下予以消除;二是尽可能减少事故所造成的人员和财产损失。因此,矿井灾害应急救援系统不仅要包括危险源空间布局、矿井环境状况、关键设施状况、应急救援力量等实体空间,而且还应涉及社会经济领域的非实体因素,如人员分布、财产分布等。?矿井应急救援作为一个动态运行的过程,其复杂的灾害生成机制需要强有力的信息分析工具的支持。地理信息系统是解决这一问题的有力工具。 本系统主要利用GIS开发软件,将煤矿生产工作范围内的电子地图、属性数据以及统计数据相结合,构成地理信息系统平台,通过此平台,实现生产工作范围内井下巷道、采掘工作面和各种机械、安全设备数据及其他数据的全面整合,达到数据统一管理和资源共享。同时在此基础上提供灾害预测、控制和应对方案,提高管理工作的科学性、规范性,以及灾害处理工作的及时性、准确性。 五、结束语 该系统可以实现对矿井基本情况、主要灾害信息、危险源分布及救灾力量等信息的查询、图形编辑、属性更新,确定特定灾害的影响范围,大致预测灾害损失。在灾害应急响应与快速救援指挥中显示最佳避灾路线,调度与管理抗灾力量,对应急预案数据库进行决策支持和数据更新,从而方便生产单位在灾害发生时及时启动相应的应急预案,辅助领导全面掌握灾情并进行救灾指挥决策,将灾害损失降到最低限度。 煤矿应急系统论文:煤矿应急通信保障系统的研究与应用 摘 要 由于科技的发展和国家的重视,煤矿事故的发生率在近几年来已经有所下降。然而由于煤矿工作的环境复杂,目前我国仍然无法避免煤矿事故的发生。所以,事故发生后的应急通信保障和人员救助成了国家的关注重点。由于煤矿应急通信保障系统对于挽救旷工生命工作有着重要的影响,本文通过了解煤矿应急通信保障系统的研究现状和存在的问题,提出了煤矿应急通信保障系统未来的研究方向的同时,也对煤矿应急通信保障系统的未来应用做出了概括。 关键词 煤矿事故;煤矿应急通信保障系统;研究 煤炭的开采是我国重要能源的主要来源,但是煤矿事故的发生使得人民的生命财产受到了威胁。煤矿应急通信保障系统为事故救援提供了有力的技术支持,也对安抚被困人员情绪起到了巨大的作用。然而该通信保障系统受困于现代技术的发展,仍然存在着诸多不足,给煤矿事故的救援带来了一定困难。 1 煤矿应急通信保障系统的研究现状 当一场煤矿事故发生后,井下通信的中断会导致救援部队无法确定井下情况,因此无法完成制定人员救援的措施,严重影响了救援时间。而目前的煤矿应急通信保障系统为了适应井下的复杂环境,存在着设备小、布设快速、可移动、简单操作等优点,使得井下的通信系统灵活性较高。 目前矿井的主要通信方式有中频感应通信、VHF泄漏通信、矿井蜂窝无线通信以及短距离无线通信网络等。矿井应急通信保障系统属于有线和无线技术为一体的信息设备,需要建立有线、无线相结合的通信保障系统。目前我国煤矿应急通信保障系统的主要功能是:在事故发生后,通信设备可以保证井下人员与救援人员的联络,使得救援人员可以根据通信数据对受困人员进行定位,采取相应的救援措施。因此有线技术和无线技术的发展对于煤矿应急通信保障系统的发展有着重要的意义[1]。 2 煤矿应急通信保障系统的存在问题与研究方向 1)煤矿应急通信保障系统的存在问题。 一方面就目前的煤矿应急通信的几种主要通信方式来说,其中的中频感应通信利用专用的感应线和无线电波传输信息,其系统的稳定性较差。而VHF泄漏通信系统利用无线电辐射泄漏原理实现通信,但是有布线的局限性且费用较高。矿井蜂窝式无线通信系统虽然在救援时较为可靠,但是其初期规划较麻烦,并且设备较为昂贵。短距离无线通信系统是利用现在的WIFI网络技术的通信系统,支持多媒体的通信,且拥有成本较低、部署灵活等特点。但是由于目前该技术发展的较晚,所以还没有被广泛的应用。另一方面,我国的煤矿应急通信保障系统的应急求救信息处理的自动化程度较低,求救信息的处理仍然以人对计算机的使用为主。即使安装了应急自动化报警装置,也由于信息系统的通信平台功能缺乏而无法实现信息的共享,无法使应急通信系统及时发挥其作用。再者,由于井下事故发生的比较突然,人员受困的地点往往有多处,在进行一个地点人员救援时,如果不能及时同步的将救援消息传达,可能导致其他地点的人员伤亡。但是由于目前的井下作业员的通信设备有限,通信同步的问题仍然没有得到解决。最后,目前在事故发生后被困人员的数量统计仍然是以现场调查的方法为主,根本无法让全部矿工的安全得到保障。 2)煤矿应急通信保障系统的研究方向。 基于煤矿应急通信保障系统的研究现状和存在问题,可以对煤矿应急通信保障系统的研究方向做一个大致的总结。一是大力发展煤矿应急信息系统的有线无线技术,降低煤矿通信系统的建设成本,保证先进技术在全国多处矿井的普及。二是建立多个煤矿应急信息系统,防止某处煤矿应急信息系统失灵的状况发生。三是利用现代信息技术创立一个集求救、通信、指挥、调度为一体的信息系统,通过高度智能化的系统提高救援的效率。四是通过增设扩音设备或增添多处的通讯线路和设备,保证矿下每处位置都能及时收听到救援的相关信息。五是完善煤矿应急通信系统,增添矿下监控的系统环节,可以实时的掌握井下人员的数量及分布等情况。总之,完善煤矿应急通信系统,不断的确立煤矿应急通信保障系统新的研究方向,是保证我国人民生命财产安全任重而道远的的任务[2]。 3 煤矿应急通信保障系统的未来应用 随着科技的发展,煤矿应急通信保障系统也会越加完善,在煤矿事故的应用上也会实现更多的功能。监控系统的完善首先可以使煤矿应急通信保障系统在事故发生前掌握矿下人员的位置信息及人数和活动情况。而在矿难发生时高智能化的系统可以通过对求救信号的捕捉,及时做出应急措施,通过广播等通讯措施对矿下其他区域人员做出疏散警告,防止更多人员受困。同时高智能化的系统将求救信号通过网络共享给救援部队,并将之前掌握的人员数据提交给赶来救援的队伍,便于救援部队及时部署救援计划。在救援部队赶到后就可以利用煤矿应急通信保障系统的多途径的通信设备联络到每一个井下的受困人员,掌握井下的基本情况。在执行救援措施时又可以通过这些有线和无线的通信设备对其他等待救援的人员做出安排。如此,通过煤矿应急通信保障系统的不断研究和完善,可以给煤矿救援提供更大的贡献,完成煤矿应急通信保障系统的使命[3]。 4 结论 煤矿应急通信保障系统的研究是完善其应用效果的重要方法。只有做好对煤矿应急通信保障系统现状的了解,掌握其存在的问题,才能确定煤矿应急通信保障系统的研究方向,完成对其各方面的研究。总之,做好煤矿应急通信保障系统的研究,才能提高煤矿应急通信保障系统的应用效果,为保障我国人民的生命财产安全做出一份贡献。 煤矿应急系统论文:基于GIS的煤矿事故应急救援信息管理系统开发与应用 [摘 要] 煤矿井下救援工作因为其特殊的行业特点和自身特色,目前已有的其他部门、行业、以及其他国家的救援系统无法直接应用。本文根据对象分析法, 结合了GIS信息化技术对煤矿井下区域性救援进行了分析,认为分析井下区域性救援系统信息化设计的关键在于对煤矿井下GIS救援的表达,应用数据分析技术,最后GIS救援系统数据模型,利用煤炭井下区域性救援及分布联系建立了井下信息可视化系统。 [关键词] GIS; 煤矿; 事故应急救援; 信息管理系统 1 GIS技术应用在煤矿领域的意义 随着电子技术和无线通信技术的高速发展,软/硬件开发工具的不断更新,GIS 技术获得了飞速发展。从最早的单点定位和相对定位,发展到现在的差分定位和广域差分定位;从原先的数据后处理到现在的实时数据处理;从单 GIS 接收机时展到现在的多星座 GNSS 接收机时代。另外,GIS 技术在民用领域的发展更加快速,如汽车导航,大坝、桥梁、高层建筑变形救援,灾害救援及各种工程施工中的定位服务。如今,GIS产业已发展为一项全球化、规模化和大众化产业,因此,大力开展对 GIS 应用技术的研究,对经济建设和军事建设具有十分重要的战略意义。 从上世纪 90 年代 GIS 产品引进我国后经过 20 年的研究和发展,我国卫星导航产业取得了长足的进步,从 2005 到 2010 年上半年就创造了超过 1000 亿元的产值。近年来,卫星导航产业的迅猛发展受到我国高度的重视,在国家 “十二五”规划中,卫星导航被列入重点发展的战略性新兴产业之一,国家将在政策、法规、资金上大力支撑发展有自主知识产权的卫星导航技术,而这些政策上的优势将为卫星导航产业发展创造巨大的空间,也成为促进中国卫星导航产业跨越式发展的主要动力。 GIS 接收机是 GIS 系统的重要组成部分,是用户实现定位、测速和授时功能的核心部分。GIS 信号救援作为接收机内基带信号处理的第一个环节,是跟踪、导航电文提取和定位解算等后续处理过程的基础和前提。GIS 接收机的一些重要性能指标与救援算法的性能有关,如 TTFF 和接收机的灵敏度。因此研究性能优越的救援处理技术对于开发高性能 GIS 接收机具有十分重要的意义,本课题正是基于此展开对煤矿区域 GIS 信号救援信息管理系统中的设计与研究。 2 GIS技术在煤矿事故应急救援信息管理系统中的应用 在智能化救援模式下利用GIS救援系统技术和双缓存技术可建立救援系统实用模型。 2.1 几何数据模型设计 简单来说,系统工作原理就是通过开关进入每个手机分配一个IP地址,并存储在GIS中的数据,在管理软件中自动注册到的无线信号覆盖区域。在GIS救援系统系统中的煤,不仅要生产数据管理的固有特性,分布的各种数据整理清楚之间的层次关系。因此,生产管理系统模型包括两个属性信息,还包括空间格局信息。根据前面的介绍我们知道,由于GIS救援系统技术系统中各地物设备都是根据点、线、面的几何集合构成,对象较为复杂,因此有必要对复杂地物类的属性特征和几何特征作出详细的分类与定义。通常我们都可以将具备集合特征的数据分类为层次数据与几何数据。层次数据可以带有属性,是把各采集到的图形按照各自的特征、需求归类分层,最终得到的结果,同时也是属性与图形的关键结合点。几何数据则是对地物形状大小、空间位置及其拓扑关系进行描述表达的基础数据。 2.2 属性数据模型设计 GIS救援系统信息属性同图形信息关系极其密切。实体对象与图层信息都拥有单向的属性数据。这里首先介绍属性数据与客观数据间的联系。基本属性数据一般可以分成公共属性、独享属性、共名或共值属性、可否传播属性、传值属性和传名属性,共计八种类型。本文简要概括了煤炭管理系统中属性特征模型的逻辑结构,因为各数据间存在着各式各样的映射关系,如需要提取某种设备状态信息的时候,我们可以进行分层查找,并根据确定的地理位置,最终获得该的属性信息与图形信息,一举找到和该相关的所有信息,很好地满足了GIS救援系统技术系统的快捷性和简便性。注册后的手持机即可正常通话,并将其调制打包后通过矿用网络交换机送到地面管理主机,呼叫目标手持机接收信号后经过振铃提示并调制成语音给与持机者,完成一次多媒体通话。 2.3 系统交互组件设计 所谓的业务交互的组件,即能够维护和更新信息查询的功能组件,该组件可根据生产设施,设备和管理的运行时间,和其他类型的财产及时的警告信息,设备信息的变化可以更新和维护数据。相关参数,业务交互组件还具有一个设置管理系统GIS维护系统,权限管理和维护功能。缓存管理模块可以用于存储服务器访问的地理空间数据检索,空间数据缓存在客户端,消除和更新缓存数据。在使用矢量栅格混合地图服务,空间数据环境的严格划分,并实施管理层,并用矢量网格划分方式存储数据,这是因为空间数据格式存储在系统端口缓存的关键作用。高速缓存管理模块可以结合地图显示模块,用户操作人员应在第一时间的要求,经过筛选的几何形状,端口缓存的属性数据,筛选有效的数据提供给管理员。 2.4 服务器端口设计 GIS技术下的煤矿安全生产管理系统,不但和桌面应用程序结合应用功能特性极强,而且拥有易传播、传播范围广泛、交互性强且反应敏捷等优点,同时优化了Web程序交互能力差的功能,通过信息索引客户端,可以获取地图、报表、属性等数据的相应索引号,然后进行请求、缓存操作等。比如在安全操作触及到与原显示区相关范围内时,缓存中已存数据即刻可以提取使用,使用同时还可以把下次要用的数据一并存储。因此,我们可以有效地克服系统运行的缺陷显示速度太慢。在服务器端建立一个缓冲区,大的存储数据,提高运作效率,增强服务器GIS性能。 2.5 GIS应急救援的构成与优化 在解决GIS问题的过程中应用GIS应急救援技术的主要步骤包括:根据GIS的问题组织学习样本,根据样本来构造与训练GIS应急救援,进行GIS应急救援测试。本节将使用上述算法的改进,GIS计算机系统的煤矿救援的研究和分析。具有较大的离散性的样本数据,并进入了GIS的监测数据也有较大的离散性。基于网络将函数作为传递函数,输出范围为0-1,归一化的数据。通过仿真试验,运用MATLAB软件、GIS监视器来确定隐层节点数和获得优秀的GIS。设定允许误差限度,用改进型的GIS应急救援算来研究三层GIS应急救援结构和学习样本的网络节点数、算法和结构对学习速度的影响,最终达到优化效果。在一些煤矿工程质量观中的不安全因素在中国计算机技术的应用,是在通风救援系统的远程检测,很好的解决这些问题,它不仅有很好的工程操作,校准程序使用的测试数据,对采矿作业质量指导;也可以事故风险预测,采取一系列预先采取措施,为施工安全管理提供信息,事故率降低到最低限度,确保煤矿安全生产的稳定性。 2.6 GIS应急救援的诊断结果测试 建立良好的预测一直是GIS救援与数据的研究,以及是否与经验值的协议;在采用一套新的数据测试,是否符合照顾的规范化;另一组样本数据测试GIS救援,验证其有效性的奇怪的数据处理。如果诊断实验或输出误差很小,满足规范的要求,然后显示GIS显示器可以正确的执行,与实际的可用性。煤炭领域的人员和并发,结合相关的要求,提出了利用煤的综合质量作为衡量指标,采用改进算法训练GIS煤炭铁路计算机救援系统进行救援和基于综合判断仿真。 3 应用效果 3.1 实现导线点的计算、绘图、制表一体化 救援系统自动化技术在煤矿,除了三维形状的模拟,它还可以根据救援数据,坐标,导线点的高程和自主计算的实现,计算快速准确,并可直接对高自动标记的屋顶,并将标记存储在GIS中的数据,避免人体必需的转录错误。最后结果表的输出线,表格的格式规范,信息的完整性,并可以直接打印导线点的计算、绘图、制表一体化。 3.2 实现图形数据和数据线救援的有效管理 分段地图管理不仅简单快速,而且通过数据更新维护,形成线名称检索目录和管理方法,煤矿综合自动化救援,大大提高了工作效率。 3.3 自动救援 通过原始数据的输入,可以有效地反映电力系统的真实状态,它模拟了煤矿救援系统的整个过程,在建模计算每个节点的相对位置,在实际的结构和关系,并在基础和方向的道路上标记线,绘制简单的固定环境的轮廓,提高了煤矿综合自动化救援的工作效率。 3.4 可视化界面 系统的可视化界面,可操作性强,救援人员没有特殊的学习或培训,操作很简单。 4 结语 GIS技术作为一种煤矿事故应急救援的新方法,以新的救援方式应用在中国煤炭安全生产中,智能化救援应用接口远程计算机服务技术为基础的视频救援,救援对煤炭救援三维可视化的每个阶段的实施,了解各个节点在现实环境救援中的相对位置和相互关系,它有利于我的中国煤炭行业的技术经济效益,也将为煤炭安全生产做一个很好的借鉴和指导意义。 煤矿应急系统论文:WIFI技术下的煤矿井下应急救援无线通信系统设计分析 【摘要】煤炭安全生产中,基于WIFI无线网络通信技术使其必备安全装备,在一定程度上填补了我国无线网络发展的空白。基于WIFI网络系统将新技术提供给煤矿应急救援工作,有助于灾后紧急救援工作顺利进行,对伤亡人员的减少具有重要意义。基于WIFI技术可靠而先进,同时具备综合性功能,具有鲜明特色,而且在煤矿市场上竞争能力非常强。本文就对其系统的设计进行研究。 【关键词】WiFi技术;煤矿井下应急救援;无线通信系统 一、引言 一直以来,国内煤矿井下应急救援技术的发展速度非常快,一旦煤矿法发生意外事故,必须全部切断井下煤矿电力供应,无法正常使用煤矿个通讯设备,以对二次事故的发生进行避免。此外,煤矿灾害区环境和条件具有一定的复杂性和恶劣性,因此也就导致在事故发生时,救护队员不能技术和地面救灾指挥部、井下救护基地,取得及时有效的联系,无法对煤矿事故现场情况有一个具体的了解,也就对救援指挥工作造成影响。 二、煤矿井下应急救援灾害事故分析 在煤矿安全生产工作中,应急救援煤矿灾害事故是其重要组成部分。在发生事故后,紧急救援就成为一项降低损失、减少事故伤亡人数的重要举措。我国煤矿安全生产监管局所提供的资料显示,2010年山西王家岭煤矿透水事故中,救援人员进行长达10个小时的抢救,获救100多名煤矿工作人员。2009年山西屯兰煤矿瓦斯爆炸,因为抢救及时,所以多人获救。我国煤矿安全监察局在近些年将煤矿井下应急救援提上关键议事日程,并先后建立了安全生产应急救援办公室、矿山救援指挥部、煤矿事故急救基地、煤矿医疗急救中心以及煤矿急救研究所等煤矿应急救援与安全生产研究和执行体系。 在发生煤矿灾害事故后,救援人员一定要深入井下,并且直面矿井中危险环境,尤其是矿井中环境比较模糊的状况下,这就更加剧了救护工作人员的工作,严重威胁着救护者的生命及安全。因此,为提高煤矿救护者生命安全性,避免发生救护工作者伤亡事故,在具体救护工作中,让救护工作人员更加便捷的获取煤矿灾害环境及其个体体征参数等非常有必要,能够帮助救护队员与地面指挥人员采取针对性救护措施,保证安全救援工作顺利进行。 总之,我国煤矿紧急救援工作依旧存在通信信息不畅及救援设备落后等问题,无法与煤矿整体救援需要相适应。现代化信息技术的广泛应用,同样是改善与加强煤矿安全的有效措施。因此,煤矿信息化技术的推广与应用,煤矿应急救援安全检测与通讯指挥系统的研发刻不容缓。无线通信技术一方面直接关系着我国煤矿健康发展,另一方面也是我国和谐社会得以构建的保障与前提。 三、WiFi技术下的煤矿井下应急救援无线通信系统设计 所谓WiFi,其实就是一种现代化短距离无线网络传输技术,可以在一定范围内接入互联网的无线电信号,也属于一种无线相容认证。WiFi其实是由WECA(无线以太网相容联盟)宣传的业界术语。在迅猛发展的无线通信技术中,尤其是相继出现的IEEE802,11g,IEEE802.11A等标准,WiFi逐渐成为IEEE802.11标准系统称谓。其应急救援无线通信系统的主要组成部分,也就是其无线通信信道,通过计算机上的WIFI链路中心节点FFD1,就可以把救援人员的控制命令进行发送,直接发送到小车上的RFD采集终端。借助于WIFI技术的自组网功能,其新投放的节点会在其2个节点通信距离大于通信范围之后,直接在WIFI网络中加入,并成为其中间路由节点,通常对其通信链路产生延伸作用,对其正常运行提供有效保证。之后会继续将一些其他节点进行投放,在对其链路进行建立过程中,其救援前端的各种参数也会通过采集终端进行传送,救援中心就可以依照这些参数,对其具体的救援工作进行合理的安排。 (一)煤矿急救通信结构 在煤矿井下发生灾害的时候,就需要立即将井下电力供应全部切断,其灾害现场环境具有一定的复杂性,所以,就结构而言,救援通信系统的构建主要包括井下指挥中心、无线救援通信系统以及地面指挥中心3部分。具体救援系统结构见图1,个人终端、井下指挥中心与中继台共同组成煤矿井下无线救援通信系统。就无线网络通信技术而言,煤矿急救通信结构属于无线与有线通信共同结合的紧急救援系统。因为煤矿井下有着非常特殊的巷道结构,在具有局限性空间中进行无线信号的传输,所传输的距离接近地面。所以在进行个人终端设计时,通过功放模块的增加来加大无线网络传输距离。此外,在井下指挥中心与个人终端间,依照现场需要,添置中继台。 (二)井下个人终端设计 在煤矿井下,语音模块、环境参数采集模块、图像采集模块、液晶显示模块、WiFi模块、键盘输入模块、MCU处理模块以及无线功放模块等共同组成个人终端硬件。而且在国际国内市场中图像采集模块、语音模块、液晶显示模块以及键盘输入模块等都部件都比较成熟,无需独立性研究与开发;我院已研发出环境参数采集模块,而且在设计时,不必对MCU进行单独性使用。 WIFi模块以串口方式对煤矿井下环境采集参数信息进行读取,采用G-SPI,即SPI方式与凸显采集、语音模块进行通信。采用GPIO中的IO接口与液晶显示模块、键盘输入模块进行连接,采用RX、TX管脚与无线功放模块进行连接。具体设计图如图2所示。 (三)中继台设计 在井下指挥中心与个人终端之间进行中继通道的构建是中继台的主要作用,使其通信距离得以延长,中继台通过双WIFI芯片,定向天线与双功放方案,通过定向天线能够使其通信距离得以延长。具体中继台设计图如图3所示。 (四)监测监控系统设计 煤矿井下所采用的传感器,例如CH4、O2、温度以及CO等,其目前所采用的全部都是频率信号输出,通常是在200~1000Hz,其系统均需要先把各种传感器全部都接入到监控分站,随后通过监控分站向地面中心站进行传送,其不但会对设备成本进行增加,同时在其数据传输过程中,如果距离超过2KM,就会受到电磁干扰,增加系统的不稳定因素。所以说在其传感器之中加上WIFI模块,将之中的数据在WIFI网络中进行接入,这样其数据就可以采用WIFI的形式进行发送,同时也能够通过光纤环网进行发送。 (五)移动数字视频设计 目前在煤矿井下其监控系统即为在特定位置所安装的摄像仪,那么针对这一情况,如果是采用WIFI方式则可以对其有效性进行切实提高。比如说胶带巡检摄像仪的应用,就必须要借助于移动视频视频进行实现。其视频图像传输无线化对传统同轴电缆、光纤图像监视受限制等等进行了突破,其灵活性以及便利性更高。其中WIFI宽带最高能够达到300Mbit/s,其在高码流、高宽带以及高画质的音视频中非常适用,同时还具有超强的抗干扰和抗衰落能力,其可以对视频传输链路进行有效满足。 四、结语 在WIFI技术的煤矿井下应急救援无线通信系统中,采用此设计方案,能够保证通信距离在5KM。而且此系统在目前依旧处于安标送审状态。基于WIFI技术可用于各类型的煤矿井下灾害救援工作。研究与开发煤矿安全监控始终受到国家鼓励与支持,我国煤矿安全生产标准与规程中明确提出煤矿一定要有充足安全装备。所以,基于WIFI技术必会得到政府的鼓励与支持。 煤矿应急系统论文:煤矿井下语音应急广播系统的设计与实现 摘要:根据煤矿救灾应急的实际需要,提出了一种新型井下语音应急广播系统的设计方案,详细介绍该系统的设计原理、结构、主要功能和软硬件设计,重点阐述了系统发送端与接收端两个子系统实现的关键技术。运行结果表明,该系统稳定、可靠,音频播放流畅,能够满足矿井现场的实际需要。 关键词:煤矿;矿井安全;数字广播系统;网络广播;工业以太网 随着能源需求的不断增大,国家增加了煤炭的开采量;与此同时,煤矿事故突发概率也随之增加。煤矿井下多发水、火、瓦斯、冲击地压等突发事故,危害性大,易造成人员伤害和财产损失。其中, 一些煤矿的井下通信设备的不完善是影响事故营救的主要因素。通常,当井下发生重大事故时,需要相关人员进行紧急撤离,显然这时候需要在第一时间通报到井下全部人员;而现有的调度电话往往很难做到这一点,因而会造成部分需要撤离人员收不到应急通知,延误救灾脱险的时机,或是因为得不到正确的撤离、避险的指挥引导而发生意外。为确保矿井突发灾害情况下,井下人员在第一时间内实现撤离,从而最大限度降低人员和财税损失,研发一套适用于现场实际情况,实用、便捷的煤矿井下语音应急广播系统成为了十分紧迫的任务。在本系统中,通过广播发送端和接受端,利用井下工业以太网作为传播介质,实现了井下语音广播终端实现了双工音频服务;系统以标准IP 包的形式传送音频数据,可以较好地利用以太网解决语音信号远距离传输难题,并在此基础上实现了广播和双向通话功能。 1 系统设计原理与目标 由于煤矿井下环境潮湿,噪音较大;同时,区域分布广,环境安全要求特殊,传统的广播技术难以满足矿井要求。因此,煤矿井下语音应急扩播系统基于数字IP网络广播系统的设计原理进行构建与设计[1-2]。数字IP网络广播系统,是基于 TCP/IP 协议的公共广播系统,采用 IP 局域网或 Internet 广域网作为数据传输平台。该系统具有以下特点:网络好,可实现Internet传输;音质好,系统支持音频码率8Kbps-320Kbps自适应,支持全部MP3格式文件的播放;稳定性好,系统支持TCP、IP、UDP网络协议,支持组播接收音频数据。 在数字IP网络广播系统中,是将经数字化的音频信号,在数字状态下进行压缩、编码、打包等处理。在本系统中,将模拟音频信号经过采集、量化、编码、压缩后形成的MP3格式的数字音频文件,以数据包形式按照自定义的MP3_Phone传输协议将音频文件通过工业以太网传送到井下语音广播终端,然后在广播终端进行D/A转换成还原成音频信号,经放大后驱动喇叭工作。 本系统的总体设计目标为: 1) 分区广播:可以同时对单点、多点或全部区域进行广播。 2) 全体广播:可以对所有终端进行广播。 3) 定时广播:可以按作息时间定制广播节目,定时播放。 4) 应急广播:拿起麦克风即可广播。 5) 宣传广播:可以播放背景音乐、领导讲话、语音宣传等。 2 系统设计方案 本系统基于TCP/IP、UDP协议,通过矿井的工业以太网在井上和井下之间传递数字音频数据,实现数字网络广播功能。系统主要由IP网络广播控制工控机、井下广播终端、井下广播音箱、光缆、电缆等组成。煤矿井下语音应急广播系统的整体结构如图1所示。同时,系统严格按照国家煤矿安全标准进行的安全技术设计,完全符合井下使用的设备防爆本安安全要求。 该系统采用C/S结构,煤矿井下语音应急广播系统的主要组成部分如下: 1)IP网络广播控制工控机,是本系统的核心,包含工控主机、基于ARM架构的语音采集终端、广播话筒、警告接口等。在工控机上上,安装自主开发的服务器软件,可以对各个广播终端实现应急广播、实时广播、宣传广播、定时广播、分区广播、双向对讲等功能实施管理与控制。通过语音采集终端对音频数据进行采集,对将传输到井下各广播终端的音频流数据,按照自定义的MP3_Phone传输协议进行数字音频数据的打包处理。 2)井下广播终端,主要包括矿用本安型广播通信主机和矿用本安型广播分站两部分,此两部分设备同样基于ARM架构进行设计。矿用本安型广播通信主机可安装至井下工作面、大巷、迎头等高危地区,对广播控制工控机发送来的音频信号进行解析处理、解码并播放,并可对井下的异常情况进行报警,还可通过广播终端实现双向对讲功能,将该区域异常情况向控制室实现即时汇报。矿用本安型广播分站可安装至井下工作面、大巷等高危区域沿线,对广播通信主机解析处理后的音频信号进行广播,还可通过广播分站进行紧急呼叫,可实现和控制室的双向对讲功能,将该区域情况即时汇报。 3 关键技术及实现 煤矿井下语音应急广播系统由3个子系统所组成,分别是广播发送端子系统、以太网传输子系统和广播接收端子系统[3]。其中,以太网传输子系统主要是指支持TCP/IP、UDP协议的矿井以太网网络。在此,传输子系统不作为系统研究的重点,重点讨论的是广播发送端子系统和广播接收端子系统两方面。广播发送端子系统主要负责语音数据的采集、压缩及实时发送,而广播接收端子系统则主要负责语音数据的接收、解压缩以及广播。 3.1 广播发送端子系统设计 广播发送端子系统主要由IP网络广播控制工控机和ARM语音采集终端构成,发送终端与接受终端的硬件与软件结构基本相似。其主要任务包括语音数据的采集与压缩,以及以利用UDP协议组播方式发送经压缩的语音数据。要实现实时语音组播的功能,就必须使上述的3个任务并发执行。为了实现此目的,在系统实现的过程中,需采用边采集、边压缩、边发送的并发执行方式。具体而言,一边通过ARM语音采集终端对下一个时间片的语音数据进行采集,形成N + 1块数据块;同时,广播控制工控机开始对上一个时间片的语音数据进行压缩,并把压缩后的数据,所形成N块数据块,以组播方式发送至矿井工业以太网上。在此,将每一个时间片采样的数据划分为一个数据块,则可以用图2来描述发送端子系统的工作流程。 3.2 接收端子系统设计 接受端的硬件CPU采用LuminaryMicro公司Cortex-M3内核的LM3S8962,内部集成10/100M以太网接口和SD/MMC读卡接口,语音的编码与解码芯片采用AMBE1000+CSP1027,MP3文件的解码采用VS1003芯片,接受端的软件架构采用国内RT-Thread开源的实时操作系统。与发送端子系统的工作任务相对应,接收端子系统并发处理过程中的工作任务同样包括3个任务,一是从以矿井太网络上接收数据,二是对接收得到的数据进行解压缩操作,最后是把已解压缩后的语音数据进行广播。其工作流程如下所述,每接收到一个数据包之后就拆包和解码,然后播放声音,从而形成一个完整的首尾相衔接流水式过程,实现多任务并发处理,可解决系统传输的间隙时间,避免播放过程中的卡音、停顿、卡死等现象的出现。接收端子系统的工作流程如图3所示。 3.3 MP3_Phone传输协议 在本系统中,通过Socket的数据传输方式,实现发送端和接收端之间的物理连接,基于UDP协议进行数据传输。Socket处于网络协议的传输层。Socket 传输具有以下的优点: 传输数据为字节级,传输数据可自定义;传输数据时间短,性能高;适合于客户端和服务器端之间的信息实时交互;可以加密,以提高数据传输的安全性。 为了合理、有序协调发送端和接收端的Socket传输,在系统中,自定义了MP3_Phone传输协议,用于传送音频数据块。该传输协议的格式如表1所示,其中,数据块第1至4个字节为数据块的帧头校验位;音频数据块为传输的音频数据;数据块第8005和8806个字节为数据块的帧尾校验位。 4 结束语 煤矿井下语音应急广播系统利用井下工业以太网作为传播介质,实现了发送端与井下广播终端长距离的双工音频服务和双向通话功能。系统在突发事故发生时,起到指引遇险的井下人员及时撤离避险的作用;同时,通过宣传广播、播放音乐的方式,在日常生产管理、舒缓井下人员情绪方面发挥了重要作用。工业现场应用表明:系统数据传输距离长、音频播放流畅、安全稳定性强。
浅谈土木工程的信息化建设:试析土木工程的信息化建设 摘要:随着国民经济的快速发展和城市化进程的不断加快,我国的基础设施和各种建筑也在不断的增加,土木工程作为我国社会经济的重要组成部分,同时也是经济建设的最大产业队伍,在新的经济形势下土木工程担负着重要责任,这就要求它必须把握住时展的趋势,也就是进行土木工程的信息化建设,从而利用新的技术促进现代土木工程的发展,以便使现代化土木工程更好的为人类社会创造崭新的物质环境。 关键词:土木工程;信息化;建设;发展 引言 土木工程信息化指的是通过利用计算机、现代通信、网络、数据库技术等先进技术,不断对土木工程的施工技术、工艺及设备等加以改造和更新,推动土木工程的各项管理得到不断的完善,从而有效的让土木工程的各项施工技术及方法等到效率上的提高,减少生产成本。土木工程信息化建设对企业的管理方式的改革具有深远作用,在很大程度上推动施工团队的重组,以及进一步优化施工工艺和流程。土木工程信息化建设可以有效的促进土木工程向市场化的发展发展,它的实现离不开信息产业和电子商务的支撑,通过先进的信息化手段促进土木工程的高效率生产,从而提高土木工程企业的经济效益,进而更好的为人类社会创造崭新的物资环境。 一、建设土木工程设计和控制信息系统 信息技术主要是通过计算机、现代通信、网络等高新技术集合而成的。现代建筑设计师可以通过利用应用信息技术和设备,充分的将自己所要表达的设计理念及建筑美学展现出来,能够大胆的进行具有创造性的构思,不受时间和空间的限制,创造出完美的现代作品,以此来突破传统创作方式中的一些条件限制,达到创作的新境界。如以计算机为基础的三维协同设计模型,通过利用新的设计手段和方法,改变了传统设计中以平面设计的方式,将其转变成了一种新的模型设计,而这种模式设计通过利用现代通信技术和数据库技术,使其达到了一种共享的集体化工作模式,建筑设计师在对同一模型进行设计时,能尽可能的降低对多余的条件确认和传递,使各种信息资源得到最大的共享。在整个工程建筑管理当中都会涉及到这些信息资源,通过计算机系统自动产生所需的图形图像,这就让设计者能够将重点放在设计方案的优化方面,确保设计过程更加直观形象。 当前大多数工业项目的模型过程通常都采用了可视化技术,如实体建模,让整个设计过程的效果更加直观形象,并且很容易进行修稿;通过利用可视化进行设计的校审,确定了校审的准确化和生动化,同时还能够实现设计之间的深度交叉;通过利用可视化进行进度的审核,通过将相关的模型设计与数据库之间进行连接,并从中获得相关信息来进行可视化的表现以及对项目管理中的各种状态进行分析。信息化技术将会对土木工程的各种设计技术和施工技术进行全面的改革,使其应用领域不断增广,应用程度也将不断加深,使建筑工业化水平不断增高,给建筑设计师带来无限的创造空间。 二、建立土木工程标准和企业管理的信息系统 如今信息技术在各个行业都得到了广泛的应用,并在行业技术中发挥着不可替代的重要作用。在土木工程中能够科学合理、有效的利用信息技术,以此来推动土木工程的快速发展,这就要求建立与土木工程相关的标准化管理系统,便于检索查询管理有关标准,及时修编标准,从而实现信息化管理的全面提高。土木工程涉及到的范围非常广且结构复杂,如土木工程道路建筑、运河建筑、装饰装修业,房屋建筑、以及设备半成品、勘查设计业等,而这些行业又由众多的企业共同组成,从而形成了一个数量多且结构复杂的行业信息集合,也就使得信息量在不断的增加。只有建立一套完整的行业管理体系和稳定的运行机制,才能够实现各项工作的顺利进行,促进该行业的快速发展。而传统的信息处理手段和管理方式已经不能够满足时代的发展要求。 通过信息建设可以实现土木工程管理系统的数字化,使其有效的减少了时间和空间上各项管理,同时能够更加精确的掌握工程项目各项技术,由于土木工程的快速发展使得相关信息在不断增加,而这些信息不仅繁琐且复杂,信息建设的完成可以实现项目的数字化。通过进行工程数字化的建设,使土木工程管理得到了进一步的发展,其中包括了工程设计的电脑化、工程融资渠道的多样化、工程策划的优化选择等。通过利用信息化技术实现了工程管理的数字化、动态化,为整个工程项目管理提供了高效的方法和手段。 三、建立土木工程基于互联网的企业商务贸易信息系统 互联用的应用在土木工程中进行逐步的深入,它不仅为其提供必要的信息服务,并且好能够对项目的各种设计、技术、组织及管理等方案进行科学合理的比较,从而实现资源的优化配置和高效管理,这样能够在很大程度上加强土木工程企业的管理能力和决策能力。利用互联网进行快速化的交流和信息之间的通信,确保建筑项目和各个单位进行实时的信息交流,以便及时的处理招投标过程中对各种信息的不对称问题,并能够使信息更加透明化,公开化,使网上招投标的各项业务的进行更加规范化,从而促进工作效率的提高,减少成本。 通过开展电子商务,可以拓宽建筑材料、设备等采购渠道,并且能够实时且深入的对各种材料的质量、价格、以及使用方式等各方面进行认识和把握。通过网上交易的方式可以在很大程度上提高工作效率、减少交易过程中产生的不必要成本,并且还能保证买卖双方在合作经营中起着主导作用。可以在一定程度上遏制市场中的不正当竞争行为和诚信失缺行为,促进土木工程在市场中的健康发展。 总结: 土木工程企业要想提高自身的核心竞争力,实现企业的健康可持续发展,土木工程就必须进行信息化建设,只有通过利用先进的信息技术作为发展的支撑,不断提高工作效率,降低生产成本,才能实现与国际接轨,快速推动土木工程的健康发展,并不断的为人类社会创造暂新的物质环境。 浅谈土木工程的信息化建设:关于土木工程的信息化建设探析 【摘 要】随着我国社会经济的发展,我国建筑工程行业的发展速度也在不断提高,同时,信息化时代的到来给我国建筑工程行业的信息化发展提出了更高的要求。市场竞争的内容已然不单单是建筑工程质量的竞争,其还包括基本的建筑工程信息、施工管理等内容的竞争,因此,土木工程进行信息化建设就成为了一种必然选择,那么,在我国当前技术水平条件下,该如何科学合理的进行土木工程的信息化建设就成为了很多建筑工程企业所关心的问题。 【关键词】土木工程;信息化;建设方式 当今全球经济发展都进入到了信息化发展模式,尤其是在一些发达国家,对信息化建设的力度和速度都有所提升,作为发展中国家要想提高自身的竞争力就必须要积极开展信息化建设,在我国建筑工程行业中也是一样,想在世界经济舞台上占有一席之地就需要其积极开展土木工程的信息化建设。 一、土木工程信息化建设简介 信息化建设是我国市场主体发展的方向之一,不同行业的信息化建设都有自己的特点,所以说,对于土木工程行业来说,其信息化建设也具有自己的含义和特点。首先,信息化建设基本内涵。土木工程行业的信息化建设可以从两个角度来分析,一方面是从技术角度来看,主要是指“在全国乃至全球范围内以土木工程信息技术资源的开发利用为核心,以网络技术、通信技术等高科技手段为依托的一种新技术扩散的过程。”这种方式就能够实现土木工程相关信息共享,相互之间可以随时随地进行技术和问题的交流沟通。而从行业的影响效果角度来看,信息化是指“一个利用信息技术对土木工程建设与管理水平整体提升的过程,它涵盖了政府监管、企业管理、教育培训、勘测、设计、施工、监理、质量监督等多个领域。”从这个角度来说,土木工程信息化的建设能够有效的解决我国建筑工程行业所表现出来的问题,即技术资源少与实际工程建筑面大之间的矛盾,这种矛盾的解决不但能提高我国建筑工程行业的建筑效率,最重要的是其能够提高建筑工程施工质量,用先进的技术作为工程施工的有力支持。 对于土木工程行业来说,其信息化是具有自身特点的,特点一,知识经济性比较鲜明。土木工程行业本身就是对知识技术要求较高的行业,所以,在发展过程中,其最核心的要素就是土木工程行业相关的信息技术。同时,信息化建设的主要载体是计算机网络技术,表现形式为土木工程信息资源的生产和应用。特点二,土木工程信息化的建设具有“实时性、远程性、互动性”,也就是说,在信息化条件下,土木工程行业内的任何信息在任何时间地点之内都可以为工程建设提供技术上的服务,其完全打破了传统信息分享上的时间与空间限制。特点三,表现形式智能化。这是适应当今经济发展形式而出现的一种特征,其也是对人们思想和行为产生很大影响的特点,土木工程信息建设只有实现了智能化才能够真正发挥土木工程信息建设的真正效用,是信息功能得以发挥的基础。通过以上分析,我们看到,土木工程的信息化建是社会发展的必然选择,是我国经济可持续发展的客观要求。 二、当前土木工程信息化建设目标 土木工程信息化建设的中心目标就是实现信息共享,推动建筑工程行业的整体发展。而从细节上来看,土木工程信息化建设目标可以分为以下几项。 首先,积极利用先进的网络技术,改变原有的信息共享模式,从而实现对土木工程信息的共享,推动行业产业结构的升级,最终目的建设出新型的信息化产业结构。其次,积极应用远程软件,开展网络办公,实施信息公开,为我国政府的相关监管工作建立一个公开透明的体系,进而推动我国政府管理部门监督管理水平和工作效率的提高,最终的目的就是要建立一个健康的建筑工程行业市场,为建筑工程行业的发展提供一个稳定的发展环境。最后,利用信息化中的先进技术信息提高自身的建筑水平,进而提升综合竞争力,为我国企业走向国际提供新的平台支持,让建筑工程行业成为我国经济发展中的中流砥柱,同时,在建筑工程企业自身发展的同时,还能够带动相关产业的发展,起到一个良好的带动作用。 三、土木工程信息化建设的有效方式 通过以上内容的分析中我们不难判断出,在我国,开展土木工程信息化建设是非常有必要的,因此,为了保证土木工程的信息化建设质量,我们需要采用有效的方式进行土木工程信息化建设。 1.建设工程设计与施工信息系统 信息技术就是信息处理、通信等先进技术的集成体,因此,在进行工程设计时相关的建筑美学观念、技术理念等内容都可以直观的表达出来。在这种情况下,设计师的设计思路会更加灵活,创作的激情也相对较高,同时,设计师所创作的作品还可以不断利用信息平台上的技术进行优化升级,比如,当前比较长使用的“三维协同设计模型”就是一种先进设计技术的体现,这种模型能够把平面的设计内容转变为立体的设计效果,给人以直观的视觉冲击。在信息化工作系统之下,不但可以实现设计效果的升级,而且还可以跨越时间和空间进行多专业协同设计,不同专业的设计结果都可以通过一个模型进行整合,这样就减少了一些不必要的沟通障碍。 在土木工程施工过程中开展并应用信息化建设,很多高难度的施工项目都可以低难度完成。例如,在进行高层建筑时,建筑体的垂直度控制难度就相对较大,而利用这种信息化系统能够较轻松的进行垂直度控制,除此之外,在土木工程信息系统之下,“大体积混凝土施工质量控制;预拌混凝土的上料自动控制;采用同步提升技术进行大型构件和设备的整体吊装和安装控制、整体模具的爬升和大型脚手架的提升控制”等一般条件下难以控制的问题都可以降低控制难度。 2.建设工程标准与工程管理信息系统 信息系统在土木工程行业中的功能得以发挥,需要相关的规章制度以及管理标准作为依据。因此,需要积极进行相关标准的制定,并随时检查标准的执行效果。“应用现代信息技术建立高效的行业管理、工程项目管理、企业管理方面的信息挂历系统,可以方便有效地对行业的有关情况进行统计分析”,信息系统就会对这样的分析结果做出判断,并根据判断的结果重新选择和编制自身的发展战略。就当前情况来看,工程标准与工程管理信息系统的建立已然为国内外建筑工程行业做出了重要贡献,其应用现代数字技术,对行业内的工程标准和管理信息进行收集和对比。同时对于工程的项目管理而言,信息系统能够把纷繁复杂的管理内容整理集中起来,提高工程项目管理工作效率。 3.建立工程贸易信息系统 在该系统中需要包括以下几方面的内容即“工程项目方案优选、施工招投标、材料设备采购、人才招聘”等,同时,该信息系统建设过程中应该积极利用互联网技术,对于工程方案选择而言,互联网技术的应用能够节省相互之间信息交流的时间,提高了工作效率。对于招投标工作而言,招标单位和投标方额可以通过网络直接进行信息沟通,这样的方式就能够避免相互之间信息不对称所造成的误会,提高了招投标工作的公开化、公正性,最重要的是信息系统的应用能够降低工作成本,提高工作效益。从材料选择来看,借助于互联网就能够大致掌握材料供应商的大致内容,为材料初选提供信息基础,同时,在网上进行材料选购工作效率高,交易成本相对较低。而网上招聘已然成为了当期各个单位招聘的主要方式,所以,无论是从哪个角度来看,工程贸易信息系统的建设够会为建筑工程企业带来实际效用。 四、结束语: 土木工程信息化建设已经成为了我国建筑工程行业发展所不可缺少的内容,因此,本文主要从三个角度提出了信息化建设的主要方式,即建设工程设计与施工信息系统;建设工程标准与工程管理信息系统;建立工程贸易信息系统,还望对实际建设工作有所帮助。 浅谈土木工程的信息化建设:土木工程信息化建设研究 摘要:土木工程中自动化技术的推广应用,无论是细节还是整体,对整个行业的发展都具有重要作用。它将带来设计技术、施工技术的全面革新发展,其应用的领域也将会愈加广泛、应用程度将日益加深,促进工业化在建筑行业中的深入发展。本文探讨了土木工程信息化建设的策略。 关键词:土木工程;信息化;建设;策略 随着经济的发展,土木工程作为对人类发展进程有重大影响的产业之一,已逐步成为了一项国家支柱性产业,同时,也成为人们生产生活所不可或缺的行业。目前,直接从事土木工程相关行业的人员大约在4 000万以上,然而,由于各种原因,该行业的整体发展水平并不高,因此,实施土木工程信息化战略是突破产业发展的迫切需要。 一、土木工程信息化的深刻内涵 “土木工程信息化”简单地说就是充分利用计算机和网络技术,在虚拟空间中实现对土木工程建设全过程的管理、监控和实施。在这个涉及领域众多、架构极为庞大的虚拟管理系统中,利用高速发展的网络技术,在全国各行业、各部门内实现工程建设管理与技术信息的交互共享,土木工程的建设、管理、设计、施工、监理、质量监督等部门、企业可在网络上实现招投标、工程管理、设计施工、监理审图、质量监督等工作;工程从业人员个人则可以以在线查询、在线交流等形式随时、随地、互动、能动地通过网络获取数据信息、技术支持和完整的问题解决方案,使他们能够像专家一样得心应手地解决工程问题。可以说,“土木工程信息化系统”既是一个建设管理系统,又是一个“专家系统”。这种双面性使参建各部门和具体的建设管理人员、技术人员有机结合在一起,提升了信息管理的时效性、科学性、透明度,将极大提高工作效率和工作水平,使整个土木工程行业的工作模式发生革命性的变化,并最终形成土木工程信息化这一新产业。 二、土木工程信息化的意义 建设土木工程信息化,是我国土木工程建设实际的现实需求,也是土木工程未来发展的战略任务,具有深远的意义。从国家发展战略上看,土木工程信息化是整体提高土木工程行业建设科技水平的有力手段,并将形成土木工程信息化这样一个新产业,土木工程信息化是提升我国综合国力、实现富国富民理想的一大支柱;从政府管理的角度看,建设领域信息化是政府改革和建立高效、透明管理机制的催化剂从土木工程从业人员个体的角度看,土木工程信息化可极大提高他们的工作水平和工作效率,深刻影响其工作形式和思维方式,使土木工程管理与技术人员与时俱进,在信息时代更好地发挥创造力,用自己的聪明才智为国家建设做出贡献;从土木工程企业的角度看,土木工程信息化可提高企业的装备水平,提升企业的综合竞争力,加速企业在宏观及微观上管理模式的创新,并极大提高企业的工作效率。 二、土木工程信息化建设的策略 1、建立土木工程管理的信息系统 信息技术是一项各行业普遍适用的高新技术,必须与行业技术有机结合方能发挥作用。为使信息技术在土木工程施工中规范、有序、健康、高效地向前推进,须准确高效地制定土木工程技术应用标准和标准化管理信息系统,及时修编标准,便于检索查询和管理有关标准,随时随地选用标准和对标准的执行进行检查验收,从而有效地推进标准化管理。信息技术给实体的数字化、时间的缩短、空间的缩小,对实体本质的把握更为科学,工程项目的单件性、时代性、环境性、多要素性决定了项目信息的大规模性、变动性、多门类性,信息技术使工程成为数字工程。而数字工程的建立,使工程管理进入新阶段,包括项目融资拓宽渠道、项目策划优选优化、项目设计电脑化,项目施工管理中运筹学在工期控制上的应用,多因素分析在质量控制上的应用,动态进行投资分析等。信息化使工程管理档案化、数字化、动态化,为工程的策划和融资、设计、施工、运行和维修等全过程的管理提供便利的条件、全新方法和手段。 2、建立土木工程基于互联网的方案优选、施工招投标、材料设备采购、人才招聘的企业商务贸易信息系统 目前互联网技术正大大深入土木工程的技术方面。通过了互联网的信息的服务,可以让建筑商和材料商有个良好的信息沟通,降低企业的成本。更加科学的选择生产资料,提高企业的利润。同时互联网使工程变成了透明,同时又为设计方案、施工组织方案、技术措施方案的有效性进行比较,将大大提高企业的决策能力和水平。也使得网上的招标的工程更加阳光,有序健康发展。提高企业的效率。降低企业的成本。是招标投标更加得到公平、公正、公开。电子商务的采购对建筑材料,设备器材,人力资源都是一个更宽阔,更广的领域。更好的采购设备。提高企业的效益,对双方都是一个良好的合作平台。提高了双方的工作效率。这也给双方的交易也提高了一个良好的监督平台。土木工程的信息化是社会发表的一个必然趋势。是土木工程信息化得到健康科学有序的发展。土木工程的信息化,既包括建筑管理的信息化也包括建筑技术开发的信息化,建筑管理的信息化应在3 个层次上展开,即在土木工程行业管理信息化、工程项目管理信息化、土木工程企业管理信息化。 3、构建企业管理、行业管理及工程管理的信息系统 现代化的信息技术是人们日常工作及生活均无法脱离的,只有与相关技术理念结合起来,才能够将相关作用的发挥不断的加以完善,改进前进力度,实现有序规范的模式,加强土木工程信息化建设内容的有机整合,并且将信息系统管理实现对土木工程而言是至关重要的。因此,应当加强管理及查询的整合力度,重视土木工程项目的验收及检查,将检查和审核的结果纳入到信息化管理系统中,并且采取信息化的管控手段。信息技术往往会涉及到广泛的内容,而要想将土木工程信息化建设的内容予以整合,那么就需要将各方面的管理加强,妥善的进行分析,实现决策的优化,以便于提高信息化管理水平。在编制项目计划方面,合同签订及工程招标的各个阶段均需要考核承包商的编制,并且将详细周全的细则加以实施,全面剖析土木工程的施工工序及施工内容;在项目跟踪过程上,需要将目标的针对性进一步完善,加强施工合理性,整合内外因素,改善施工力度及内部需求;在项目的优化、控制及分析上,软件项目的管理者应当按照跟踪所提供的信息,应用网络技术对既定目标进分析,对纠偏对策进行研究,采取有针对性的纠偏措施。 综上所述,随着信息技术的迅速发展,提高信息化应用水平,实现和国际接轨,建设工程企业进行信息化建设必能不断地总结经验,同时,建工软件集合企业管理与项目管理于一体,并涉及财务管理、人力资源管理等,使得日常管理能够有序地进行,大幅度地提高管理水平和综合效益,促使土木工程企业从粗放型向集约型转变。 浅谈土木工程的信息化建设:土木工程的信息化建设 【摘 要】二十一世纪是一个信息社会,已成为世界共识。信息时代最突出的标志就是人类构建了一个与现实世界相对应的虚拟的信息世界,其本质特征就是以互联网为生产工具,知识与信息成为生产力要素的最重要的组成部分。土木工程信息技术的发展是一个信息技术在土木工程中应用逐步深入并融和的过程。我国土木工程行业整体发展水平仍比较低,处于粗放型的工作模式,土木工程信息化建设更是任重道远。作为一个新的学科和新兴产业,土木工程信息化的研究在我国有着重要意义。 【关键词】土木工程;信息化;建设 引言 我国土木工程也同样存在信息化建设问题。随着经济持续稳定增长,城市化进程加快,以青藏铁路、南水北调、西气东输、西电东送等为代表的一大批西部大开发和国家能源交通原材料基础设施项目,以北京奥运工程为代表的各大中城市的基础设施项目,还有量大面广的城乡住宅建设项目正处在建设高潮之中,再加上我国已加入WT0,进入宽领域、多层次、全方位对外开放的新格局,实施迎接经济全球化挑战的大战略,土木工程作为国民经济的支柱产业,在这重要的发展机遇中肩负重任,必须把握住大课题,即土木工程的信息化建设,实现更高层次的技术创新和素质提升。土木工程的信息化是用计算机、通信、自动控制等信息汇集处理高新技术对传统土木工程技术手段及施工方式进行改造与提升,促进土木工程技术及施工手段不断完善,使其更加科学、合理,有效地提高效率,降低成本; 实现土木工程的信息化将引起土木工程企业管理方式的深刻革命,必然推动企业团队的重组及施工流程的优化,促使企业管理理念和手段的革新; 土木工程的信息化是土木工程市场发展的高级阶段,必定融入现代物流业、电子商务业和信息产业,从而实现土木工程的高效益、高效率。 一、土木工程信息化的发展现状 1、土木工程信息化发展的三个阶段 1.科学计算阶段 这一阶段信息技术从无到有得到初步发展,并且在运算速度的提高和成本的下降方面取得了较大的突破,开始在各行各业得到应用.这时, 它在土木工程中的应用主要是通过依照一定算法的计算程序和计算机辅助绘图来提高效率和计算精度。 2.专业软件阶段 科学技术的迅猛发展,让土木工程信息技术进一步发展到专业软件阶段。这一阶段土木工程信息技术不仅仅是提高效率或者求解以前不能计算的问题。在硬件方面,根据/ 摩尔定律,每18个月芯片的运算能力增加一倍,或相同性能情况下价格下降一半. 同时, 计算机市场上发生的一个巨大变革是个人电脑( PC) 替代了/ 主机+ 终端0模式, 成为市场的主流。目前在全国范围内已经实现了无纸化绘图,在不久的将来也必将实现无纸化设计,并带来信息化施工。 3、仿真系统阶段。从20 世纪50年代末开始,以数学规划为代表的最优化方法取得了长足进展.利用计算机和最优化方法,可以在较短的时间内求得一个在给定条件下的优良工程方案.此外, 仿真系统通过将可视化技术与三维动画图形图像显示相结合, 使之能生动、 直观而又逼真的展现土木工程各个施工阶段的三维动态场景。进行此项研究有助于建立全面而高效的工程管理系统,对工程进行总体模拟,进而在宏观上加强对整体工程的综合评价与控制.仿真技术的实质是一种数值模拟技术, 特别适用于一些难以用常规实验模拟解决的问题,如大型破坏试验三峡库区地质体实时滑坡仿真预报等。 2、发展现状 目前土木工程研究的对象主要集中在以下几个方面: 首先是高层建筑的发展进入了一个崭新的阶段, 随着新材料、 新结构、 新工艺、 新施工方法的出现, 特别是自动化程度的不断提高, 人类更有可能从事更大规模的土木工程修建, 高层建筑不仅在数量上越来越多, 而且在高度上也越来越高。中国上海的浦东金茂大厦和上海金融中心高度已经排列在世界前列, 标志着我国在高层建筑方面的水平已经达到世界较前进水平。目前世界上最大的地下街是日本东京八重洲地下街, 建筑面积70km2,最深的地下街是莫斯科切尔坦沃住宅小区地下商业街,深度在100 米左右,我国也已有约20 个城市进行了地铁系统的规划和具体实施阶段, 先后提出了 25 项地铁和轻轨项目, 同时地下空间技术也得到了飞速的发展和提高。目前我国城市地下工程建设主要施工方法有明挖法、 暗挖法、盖挖法、 盾构法、 沉管法、 冻结法及注浆法等, 这些技术已经达到了国际先进水平, 这也为地下空间开发提供了宝贵的经验。 二、信息化建设在土木工程中的运用发展 土木工程信息化技术的建设与发展,其内涵主要包括以下几方面的内容: (1)土木工程专业信息网络的建设发展。它是土木工程实现信息化建设的关键。土木工程专业信息网络既可以远程为工程提供信息,又可以为土木工程信息的传播提供媒介。 (2)土木工程信息的接收终端。其主要由手持式终端、以及台式终端两种不同形式,其中,手持式终端是未来发展的方向,因为具有方便携带的特点,使工程人员利用它与工程信息网能够随时随地的交换信息,从而获得技术方面的支持。 (3)土木工程信息网络的传输标准。其一,它保证了土木工程信息能够与中国电讯移动通讯的网络实现兼容;其二,它保证了不同的土木工程信息网络之间、不同信息网络与接收终端之间可以顺利地相互交换信息。 (4)土木工程的信息集成与交互系统。土木工程的信息集成与交互系统是由一系列的大型程序所组成,其主要依照土木工程信息网络的传统标准来开发,是对土木工程信息进行整合和传播的虚拟平台。通过这个平台,不同的土木工程信息制造商能够方便准备地为工程界提供出各种符合标准的不同信息,并通过该平台实现信息的传输。 三、土木工程的信息化建设须致力建设三大系统。 (1)控制信息系统。信息技术是计算机、通信、控制及信息处理等技术的集成。应用信息技术系统及设备,现代建筑师可以充分直观地展示新时代的设计理念和建筑美学,可以尽情地表达大胆的创意和神奇的构思,超越时间和空间,塑造并优化创作成果,使其创作成果达到传统创作方式无法比拟的新境界。这些信息资源将贯穿于工程项目管理的全过程(设计、采购和施工),图形由计算机系统自动产生,使得设计人员可以将主要精力投入到优化设计方案上,设计过程更为直观形象。 (2)企业管理的信息系统。一个大型复杂的工程项目的管理实际上就是利用能够控制的资源(人力、机具、材料、资金、工期)在一定的条件下对一个既定目标(进度、质量、费用)进行科学的计划和以更多的定量数据做深入动态分析,对于工程实施有效地调整控制,以尽可能小的投入,获得最大的效益。工程项目的管理必须依靠整套先进的管理理念 (3)企业商务贸易信息系统。利用项目管理信息平台、电子邮件、视频会议系统三种体系,为项目提供了一种先进的现代化信息传递和交换手段,使项目信息共享更及时、更灵活、更广泛,并具备了实施异地交互讨论的环境,参与项目的人员在世界范围内的任何地方都可以方便的查看项目管理信息,总部管理人员也可以同时访问其他地方项目管理信息,随时了解项目总体情况,通过这个数据库把公司本部、公司分部、施工现场、分包商等紧密地联系在一起,创造了一个异地协同工作的环境,并可实施异地指挥和控制。 浅谈土木工程的信息化建设:分析土木工程的信息化建设 摘要:随着我国土木工程事业的发展,信息化建设已经成为一种趋势。深刻了解土木工程信息化的内涵和重要性,提出如何系统建立信息化进程,是促进我国建筑事业更快更有效发展的要求。 关键词:土木工程;信息化;建设 互联网的引入和其技术的飞速发展,为我国各行各业的生产管理方面向信息化发展提供了契机。所谓的信息化建设,就是指品牌利用现代信息技术,来支撑品牌管理的手段和过程,包括了企业规模,企业在电话通讯、网站、电子商务方面的投入情况,在客户资源管理、质量管理体系方面的建设成就等。因此,和其他行业一样,奔向信息化建设,我国土木工程行业也不例外。 一、土木工程信息化内涵 土木工程的信息化,就是指利用计算机、各种通信设备和自动化设备等可进行信息汇集处理的高新技术,对传统土木工程技术手段及施工方式进行改造与提升,促进其不断完善,使之变得更加科学、合理,从而有效地提高效率,降低成本。进一步说,是通过利用计算机和网络技术,在虚拟空间中实现对土木工程建设全过程的管理、监控和实施。在这个涉及领域众多、架构极为庞大的虚拟管理系统中,利用高速发展的网络技术,有助于全国各行业、各部门内实现工程建设管理与技术信息的交流共享。通过信息化的建设,将更为方便地使土木工程的建设、管理、设计、施工、监理、质量监督等部门、企业,在网络上实现招投标、工程管理、设计施工、监理审图、质量监督等工作的具体开展,大大方便作业人员在线查询、在线交流,随时随地互动,通过网络获取数据信息和技术支持,能完整获得问题的解决方案,从而快速地解决工程遇到的问题。 土木工程信息化系统可以说是一个功能极为强大和方便的信息化系统。它既是一个建设管理系统,又是一个技术开发和运用的系统。这使参加建设的各部门和具体的建设管理人员、技术人员有机结合在一起,并提升了信息管理的时效性、科学性、透明度,故而将极大提高工作效率和工作水平,使整个土木工程行业的工作模式发生革命性的变化,并最终形成土木工程信息化这一新产业。 总之,实现土木工程的信息化将引起土木工程企业技术开发和综合管理方式的深刻革命,必然推动企业团队的重组及施工流程的优化,促使企业管理理念和手段的革新。笔者认为,土木工程的信息化是土木工程市场发展的高级阶段,融入了现代物流业、电子商务业和信息产业,从而实现土木工程的高效益、高效率的运作。 二、土木工程信息化优点 1.通过建设土木工程信息化系统,建筑设计师可以把新时代的设计理念和建筑美学,充分地直观地展现出来,还可以尽情地表达大胆的创意和神奇的构思,超越时间和空间的限制,塑造并优化创作成果,使其创作成果达到传统创作方式无法比拟的新境界。 2.通过建设土木工程信息化系统,以可视化技术为基础的智能化设计环境上,在三维模型的基础上,充分利用可视化面向对象的软件开发技术,以专家库、知识库为支撑,研究新的设计管理和设计模式,构造一个更易于操作 具备智能化的设计环境。比如,实体建模,使设计过程更为直观有效并易于修改;可视化的设计校审,使校审更为形象,并可与设计深度交叉。 3.通过建设土木工程信息化系统,在施工中推广应用自动化控制技术,可有效地完成用传统控制方式难以实现的高难度施工项目。例如高层建筑的垂直度的控制,大体积混凝土的施工质量控制,预拌混凝土的上料自动控制等等。土木工程信息化技术将全面革新设计技术和施工技术,其应用领域将越来越广、应用程度将越来越深、建筑工业化水平将越来越高。 4.信息技术给土木工程以实体的数字化,让时间缩短,空间缩小,对实体本质的把握更为科学。 三、土木工程的信息化建设 1.总体规划 木工程信息化建设的关键是管理者首先要构建土木工程信息化框架,打破传统观念,只有观念改变了,思想转变了,才能带动整个行业的改变。首先,要对土木信息技术的发展内容有整体把握,包括四个方面:一是土木工程信息网络的发展,它一方面是土木信息的远程提供者,另一方面也是土木信息的传播媒介,这是整个土木工程信息化建设的核心;二是土木工程信息接收终端,包括台式终端和手持式终端两种形式,但手持式终端是发展方向,其基本功能是工程人员可通过它随时与土木工程信息网进行信息交换,获取技术支持;三是土木工程信息的网络传输标准,一方面保证土木工程信息可与中国电讯移动通讯网络相兼容,另一方面是保证不同土木工程信息网之间、信息网与接收终端之间能够顺畅地进行信息交换;四是信息土木集成与交互系统,信息土木集成与交互系统由一系列大型程序组成,是按照土木工程信息的网络传输标准开发的能进行土木工程信息整合、传播的软件平台,不同的土木信息制造商通过该平台可以准确、方便地向工程界提供合乎标准的各类信息,同时使信息通过该平台进行传输。其次,土木信息学科的建设和土木工程信息化产业的发展。土木信息学科是将传统土木工程与现代信息技术相结合而形成的一个边缘交叉学科,任务是在土木信息技术发展的基础上,整合社会资源,进行学科建设,从技术、政治、经济、法制等角度对土木工程信息化进行全方位研究,为土木工程信息化的建设提供学科支撑,并培养大量专业人才。土木信息技术的广泛应用必将引起整个土木工程产业结构的重新调整与资源的重新整合,有效解决制约土木工程发展的若干矛盾,使粗放型的产业结构得以整体优化,并最终形成土木工程信息化这一新的产业。再次,整合社会力量,合理配置社会资源,在政策和体制上推动土木工程信息化这一新产业的形成。国家提出的原则是“统筹规划、国家主导、统一标准、联合建设、互联互通、资源共享”,对土木工程信息化建设来讲也是如此。 2.建设主要信息系统 (1)目前,方案优选、施工招投、材料采购的企业商务贸易信息系统正通过网络在逐步深入建筑业,信息服务越来越广泛。同时,设计方案、施工组织方案、技术措施方案和种种合作方案都可以有效进行比较和高效优化,大大地提高企业决策能力和水平。通过电子邮件、互联网传递,加强建筑项目和承建商、材料供应商的信息沟通,有效克服招投标过程中的信息不对称状态。同时又增强透明度,推进公开化,网上招投相当规模业务的开展,将会更加规范市场的行为,提高工作效率,降低工作成本,使招投标的竞争在更广的范围和更高的层次上进行。 (2)为使信息技术在土木工程施工中规范、有序、健康、高效地向前推进,必须准确高效地制订土木工程技术应用标准和标准化管理信息系统,及时修编标准,便于检索查询和管理有关标准,随时随地选用标准和对标准的执行进行检查验收,从而有效地推进标准化理。土工程行业涉及的门类很多,例如土木工程、房屋工程、设备管线安装业、装饰装修业,以及相关的房地产业、勘察设计业、设备半成品、钢结构加工业等,包含的企业众多,构成了一个庞大而复杂的行业信息集合,其信息量非常大。没有一个规范有效的行业管理体系和高效的运作机制,将难以保证这个行业的各项工作健康、有序、高效地发展,传统的管理方式及信息处理手段难以实现这一目标。应用现代信息技术建立高效的行业管理、工程项目管理、企业管理方面的信息管理系统,可以方便有效地对行业的有关情况进行统计分析,为制定合理的产业发展政策、产业技术政策、产业发展规划和发展战略提供了全新的条件与可能。 结束语 上文通过对土木工程信息化内涵和重要性的论述,提出了如何系统建立土木工程信息化系统的方法,希望今后能加快土木工程信息化进程,更有效方便地推动我国建筑行业的发展。
电子信息技术的应用特征研究:电子信息技术结合计算机技术的应用 摘 要 现阶段,计算机技术被广泛的应用与各个领域当中,电子信息技术已经逐渐成为较为重要的技术,对推动各个行业的快速发展具有一定的作用,并且进一步促进了我国经济的整体发展。在对电子信息技术不断运用的过程中,计算机技术与仿真技术、智能技术等相互配合,不断的推动了科学技术的发展,并对人们的生活方式与生活习惯产生了一定的积极影响。 【关键词】电子信息技术 计算机技术 应用探究 电子信息技术在不断的运用过程中,逐渐提升了我国人们的生活质量,并且推动人们开始进入信息技术发展时代。在经济全球化的大背景之下,国际局势与社会形势为电子信息技术的发展提供了全新的平台。科学技术在现阶段国家竞争力中占据着较为重要的角色,电子信息技术的整体发展对社会经济的发展以及国家的进步具有重要的作用。本文针对电子信息技术发展中存在的诸多问题进行深入探究,并对电子信息技术结合计算机技术应用进行相应分析。 1 电子信息技术发展中存在的诸多问题 现阶段,信息技术的发展对社会的变革起着较为重要的作用,基于电子信息技术在我国的应用起步相对较为落后,到最后电子信息技术在进行实际的应用过程中存在一定的滞后因素,并存在着诸多的问题。 1.1 缺少专业技术人才 现阶段,我国仍然属于发展中国家,经济发展相对较为缓慢,并且与一些发达国家相比较,我国较为专业性的技术人员相对较为稀少,就一定的层面而言,我国人口基数大,经济发展滞后,因此教育投入资金相对较少,导致专业人才的培养存在一定的不足之处。近几年,虽然教育部门不断提出人才培养战略,但是培养出来的人才类型仍然较为单一,复合型技术应用人才较少。因此现阶段一些信息技术的应用都是西方国家领先,这一发展现状对我国电子信息技术的发展产生较为严重的影响,复合型人才的欠缺也限制了电子信息技术的进步。 1.2 外界环境不够优越 现阶段我国电子信息技术产业在产业环境的发展中主要面临着以下几点问题: 1.2.1 市场环境因素 由于市场因素的限制,电子信息科学技术的发展在市场的发展中面临着新的挑战,就宏观角度而言,市场竞争机制发展不健全造成现阶段电子信息科学技术的产业发展现状仍然较为恶略,市场竞争中往往存在着诸多的不良现象,例如一些企业为了获取更多的市场份额与发展机会,开始运用一些劣质手段参与市场竞争。 1.2.2 电子信息技术的发展与现阶段我国法律法规存在直接的联系,例如保护知识产权的相关法律制度等 但是由于现阶段我国知识产权中关于电子信息技术的知识产权相对不够完善,尤其在对新型技术的保护以及维护方面仍然存在一定的不足,因此电子信息技术的发展相对落后。 2 电子信息技术结合计算机技术的有效应用 2.1 在自动化以及集成化方面的运用 计算机技术在集成制造的背景之下,电子信息技术充分的将现代化技术、原材料以及材料等集合起来,进一步强化了技术的应用与提高,并在一定程度上推动了企业的整体发展以及创造收益。集成电路制造主要以电子信息技术的应用为前提条件,集成电路经过规模较大的集成电路发展阶段进一步实现了产业结构升级。现阶段,科学技术的快速发展进一步强化了数控系统的整体集成度以及发展速度,LED平板显示技术的高效发展进一步强化了显示器的整体性能。对先进化封装技术以及互联技术的应用,能够不断的将安全性问题以及效率低的问题进一步消除。在将电子信息技术与计算机技术进行有效整合以后,进一步实现了集成化的发展,并强化了机械自动化的整体发展水平。 2.2 应用于多媒体化以及智能化方面 根据现阶段的发展趋势来看,我国电子信息技术的发展不断的朝向多媒体化方向与智能化方向发展。目前绝大多数的网络计算机技术等模式已经逐渐向这一方向靠拢,并且在一定程度上预示着电子信息技术也在朝向这一方向发展。多媒体技术的广泛应用,进一步改变着人们的生活,就教育领域而言,从城市学校到乡村学校,普遍上实行了多媒体教学模式,并且多媒体在医疗行业与企业领域中也得到广泛运用。 计算机技术的实际应用范畴相对较为广泛,主要包括计算技术、计算机硬件技术以及计算机网络技术等。现阶段与计算机相关的技术已经较为先进化,但是仍然存在着一定的问题。人们的物质生活水平不断的提升,对生活便捷性进一步提出新的要求,因此人们对智能化设备的应用越来越热衷。就宏观角度而言,一些西方的发达国家在智能化的应用中已经逐渐取得了一定的成绩。 2.3 全球化中的有效应用 电子信息技术在不断的应用发展过程中,各个企业之间不断的强化交流与沟通,技术如何创新、产品的升级设计以及销售合作等已经成为至关重要的热门话题。由于一些发达国家对信息技术的应用相对较早,发展速度较快,因此现阶段一些技术相对较高的产业多属于发达国家,技术落后仍然停留在发展中国家与地区。电子信息技术作为一种共享型技术,其发展趋势已经随着经济的发展实现全球化,但是基于各个国家之间的发展仍然存在一定的差距,例如经济发展不平衡等,因此仍然需要各国之间强化合作理念,推动电子信息技术的快速发展。 3 结束语 电子信息技术的快速发展是经过历史的不断变革以及几代人的不断努力得来的,因此在日新月异的社会发展中仍然面临着巨大的挑战。只有不断的总结经验,进一步发展电子信息技术,才能进一步推动社会的不断变革,并促进各个生产领域的进步。在计算机网络盛行的时代背景之下,应不断的汲取各种科学技术的优势,将计算机技术以及电子信息技术有效结合,推动社会整体的不断发展。 电子信息技术的应用特征研究:电子信息技术的应用特点 摘 要随着科学技术的不断完善,电子信息技术在国家建设、社会进步中发挥着重要的作用,在各个领域中的应用都非常广泛,已经普及到了人民群众日常生活的方方面面。像是通信制造领域、信息服务领域、网络管理领域等,都离不开电子信息技术的支持。由此可见,加强对电子信息技术的研究对于高中生来说是非常必要的。本文以高中生的视角对电子信息技术的发展现状进行分析,明确电子信息技术的应用特点以及未来的发展趋势。 【关键词】电子信息技术 应用特点 发展趋势 21世纪是电子信息的时代,人们日常生活的方方面面都离不开电子信息技术的支持,电子信息技术在各项领域中都占据着主导的地位,对于国家建设、社会进步都有很大的促进作用。基于电子信息技术的基础上,人们对信息的获取和利用都更加的便利,能够最大限度的发挥出信息资源的作用,能够有效提升人们的生活品质,在一定程度上改变了人们的生活方式,促进人们的生活、工作、学习各个方面的发展。 1 电子信息技术的发展现状 目前,电子信息技术在各个领域中的应用都非常广泛,而且在使用的过程中不会受到时间、空间的限制,可以说是在全国范围内都受到了高度的重视。20世纪90年代,西方发达国家就已经提出了与信息基础设施建设相关的计划,很多国家都深刻认识到了信息资源在国家建设中的重要性,纷纷走上了一条寻找促进信息基础设施建设的道路。到了21世纪,电子信息技术开始迅速崛起,在各个国家各个领域中都开始普及,中国同样追赶着这股热潮,将电子信息技术作为重要产业进行建设。 目前,我国在电子信息技术方面也做出了进一步的研究与完善,但是由于技术水平有限,对于电子信息技术的研究始终与西方发达国家有一定的距离,在实际应用的过程中也存在诸多问题,经常会受到很多客观因素的限制。从整体上看,我国电子信息技术还处于快速发展的阶段,必须要结合现代化的新思想和新理念进行电子信息技术的完善与更新,在不断的实践中进行突破,推动电子信息技术在我国的可持续发展。 2 电子信息技术的应用特点 2.1 智能化与自动化 目前,现代企业在发展过程中都追求智能化和自动化的发展,在网络构建、技术设计的过程中,都希望向智能化和自动化的方向靠拢,电子信息技术的发展也不例外,对于提高信息资源的利用率有很大的帮助。而且,电子信息技术的智能化和自动化还能够为信息资源提供更加有效的保护,在充分利用信息资源的同时,还能够对信息资源进行保护。在一定时间范围内,电子信息技术获取信息的速度占据着绝对的优势,为人们获取信息资源提供了更多的便利。 2.2 数字化与网络化 底只与网络化在电子信息技术中的应用是非常广泛的,利用光纤通信、无线通信等先进的科学技术对网络数字结构进行综合整理,从根本上提高电子信息技术的各方面使用性能,对于促进电子信息技术的发展有着积极的影响。另外,数字化和网络化还能够有效对信息资源进行保存和收集,为信息资源的安全性提供基本保障。 2.3 高效化 随着科学技术的不断完善,电子信息技术在使用过程中也结合了现代化的新技术,将信息处理技术、计算机技术以及其他高新技术的高度融合,对于提升电子信息技术的运行效率有很大的帮助。除此之外,电子信息技术在使用的过程中还具备信息资源传输速度快、使用更加便利等方面的特征,为人们的日常生活提供了更加优质的服务。其中,比较明显的案例就是智能手机的使用,智能手机使人与人之间的沟通与交流更加的便利,给人们提供了更多新颖的生活方式。 3 电子信息技术的发展趋势 3.1 光电子将成为电子信息技术的核心 光子学在光电子学和电子学中都有所涉猎,而光电子学和电子学又是电子信息技术中的重要组成部分,因此,有关专家预测,光电子将成为未来电子信息技术的核心,在未来电子信息技术的建设进程中发挥着关键的作用。另外,从现阶段我国市场经济的发展形势和实际需求来看,光电子技术一定会成为未来电子信息技术的核心力量,在促进电子信息技术领域发展的同时,还能够推动其他领域的经济建设。 3.2 微电子技术向系统集成化的方向发展 硬件产品的体积是电子信息技术发展中一个比较主要的问题,因此电子信息技术未来的发展趋势势必要解决这一问题。目前,集成电路在各个领域中的应用越来越广泛,尤其是在电子信息技术中更是发挥着重要的作用。电子信息技术未来也应该沿着系统集成化的方向发展,推动电子信息技术的智能化和数字化,电子信息技术在实际生活中的应用也会更加的完善。 3.3 电子信息技术的综合化发展 近几年来,电子信息技术已经成为计算机中的一部分,并且逐渐向智能化、数字化的方向发展。但是,单凭这些因素还是无法最大限度的将电子信息技术的效果充分的发挥出来,还需要在此基础之上实现电子信息技术的综合化发展。在无线通信技术的基础上,利用卫星和光纤的传输技术实现电子信息的高速传输,能够随时随地接收到电子信息,完善了电子信息技术的实时接收功能。目前,4G网络在电子信息领域已经得到了普及,对于电子信息技术来说是又一次重大的变革,对于提升电子信息技术传输速度,加快业务办理速度与能力有很大的帮助。 4 结论 综上分析可知,电子信息技术的发展已经成为我国提升核心竞争力,推动社会进步的重要手段,在各个领域中都受到了高度的重视,并且其未来的发展空间还非常的广阔。电子信息技术是服务于人类的,因此其发展趋势与人们的日常生活是息息相关的,研究人员必须要了解电子信息技术的应用特点,明确电子信息技术未来的发展方向,积极对现代高中生进行有关的素质教育,将与电子信息技术相关的内容应用于实际生活中的方方面面,从而创造更高的社会价值和经济价值。 (指导教师:孙红光) 电子信息技术的应用特征研究:工程管理中计算机电子信息技术的应用探究 摘 要:随着信息时代的到来,计算机电子信息技术在社会各个领域中扮演着重要的角色,尤其是在工程管理中发挥着重要的作用。本文基于计算机电子信息技术的特点出发,分析信息技术对工程管理的影响,进一步探讨计算机电子信息技术在工程管理中的实际应用,仅供相关人员参考。 关键词:工程管理;计算机电子信息技术;特点;应用 计算机电子信息技术逐渐渗透于社会群体生活与工作的各个方面,在为社会群体提供极大便利的同时,在工程管理中也得到广泛应用。工程管理的复杂度较高,单纯依靠人力资源进行管理无法取得理想的管理效果,不仅无法有效提高管理效率,甚至造成时间和人力资源的浪费。而将计算机电子信息技术合理应用于工程管理中,能够满足工程管理的综合要求,促进管理效率的不断提升,因此加大力度探讨计算机电子信息技术在工程管理中的应用,具有一定现实意义。 1 计算机电子信息技术的特点 1.1共享性 由于计算机电子信息技术的核心是数据库系统,换言之,数据库是该技术能够在各个领域内有效运用的关键之所在。大量的应用实践表明,该技术可以显著提升数据查询、统计以及审核等工作效率,并且能够实现数据组合条件的查询等功能,这为其共享机制的实现打下了坚实的基础,它的应用领域也随之进一步拓宽。 1.2准确性 在运用计算机电子信息技术的过程中完全是凭借计算机程序软件进行操作的,从而有效防止了人为因素导致各种错误情况发生的可能。在实际应用中发现,该技术凭借模拟仿真可以为统计数据提供所需的信息,这不但能够进一步提升其在各个领域中的应用效率,而且还能使决策的科学化水平显著提高。 1.3智能化 从目前的总体情况上看,计算机电子信息技术已经逐步朝着智能化的方向发展,该技术具备拟人的思维,能够对相关的信息进行逻辑分析以及综合处理,整个过程都是由计算机自动完成,不需要借助人工操作,这不但避免了各种错误的发生,而且还提高了工作效率。 2 信息技术对工程项目管理的影响 信息技术是目前发展速度最快、带动面最广的科学技术领域之一,它的出现改变了人们的工作和生活方式,计算机电子信息技术也成为推动社会发展的主流技术。信息技术的在工程管理中的运用,使管理工作发生了很多改变,其不但改变了工程建设行业的机制和体制。同时,还改变了其组织模式、管理思想和方法。正是因为信息技术的运用,使得工程管理出现了很多新的变化,工程项目管理正逐步朝着网络化、数字化的方向发展。 3 计算机电子信息技术在工程管理中的应用 工程管理过程中,计算机电子信息技术属于一种工具,具有良好的应用价值,有助于促进工程管理水平的不断提升。计算机电子信息技术的出现和合理利用,转变了以往手工绘图的方式,促进了软件绘图的顺利实现,使得工程设计更为便捷、高效,简化了图纸设计环节,使得工程管理效率明显提升,对于工程项目综合效益的维护也具有重要意义。计算机电子信息技术在工程管理中的应用,主要体现在以下几方面: 3.1项目系统管理的应用 就工程管理的具体情况来看,计算机电子信息技术在项目系统管理中发挥着重要的作用。工程建设企业中项目投资、进度以及计划等都是项目经理的主要职责,通过对计算机电子信息系统的合理应用,使得工程项目管理中信息查阅更为便捷高效,并且能够通过关键技术法等方式及时将技术报告整理出来,合理挑选并实施可行性高的项目,及时向资源分配情况向技术人员传输,针对其中的问题及时加以调整,从而推进整个工程项目建设的有序开展。由此可知,计算机电子信息技术在项目系统管理中的应用,促进了工程项目精细化管理目标的顺利实现,便于加强工程成本控制,协调工程参建各方关系,从整体上提高工程管理水平。 3.2物资系统管理中的应用 在工程管理过程中,物资管理有效性是影响工程管理整体效果的重要因素,其中材料质量把关以及储存管理是物资系统管理中的重要内容。物资系统管理中对计算机电子信息技术的应用,应当结合工程管理整体情况开展综合分析,模拟分析物资材料性能,预测出库存量,并对库存物资材料进行合理分类和规范存储。基于计算C电子信息技术的基础上,物资搜索功能得以不断完善,使得物资系统管理效率明显提升,为物资的合理利用打下良好的基础。 基于互联网能够在全球范围内查找材料及相关信息,并通过计算机电子信息技术的合理应用,提高工程管理中物资相关信息分析的精准性和可靠性,从而为工程项目决策提供可靠依据。工程项目建设中往往涉及大量的物资和材料,部分材料无法在当地获得,需要从外地购入,因而物资系统管理难度较大。而计算机电子信息技术的合理应用,为材料供应商与工程建设方之间的沟通提供便利,有效节约了工程时间,实现了人力物力资源的优化配置,全面提高了工程管理质量和效率。 3.3管理系统的应用 在工程项目施工过程中,通常都是根据预先编制好的流程图进行,放避免各种意外情况的发生,相关人员每天都需要写工作报告,并对报告进行分析。由于工程施工中涉及的内容较多,从而使得报告中的数据信息也比较多,加之报告形式不统一,从而导致了项目流程无法固化,致使经常会出现各种错误。而基于计算机电子信息技术的工程系统能够替代人员对相关数据信息进行收集和整理,并对报表与报告进行固化,由此便可形成节点明确的固有流程。此外,系统还可以对相关数据进行智能分辨,有效防止了错项或是漏项等情况的发生。 3.4 RDF与维护技术的应用 3.4.1 RDF 元数据是语义网当中的一种新形式,而RDF技术则具有对数据信息进行深层次判断的功能,故此可将之应用与元数据当中。如,RDF Schema其主要作用是对相关数据的结构进行明确划分,以此来找出数据之间所存在的逻辑关系,这样便能使文件资料的查询与搜索给更加简单、方便。当工程项目的管理人员需要查找相关数据信息时,可以直接利用RDF技术来完成。 3.4.2维护 就语义网而言,它是一种能够对语义进行判断的智能网络,为了确保该网络的正常使用,需要有相应的维护计划,这样才能使系统处于稳定运行状态。企业可以按照相关的操作规程,设计一种带有自动维护功能的语义网结构,在具体设计中,可以选用目前较为流行的分层式结构,当其中某一层的信息出现异常时,便会及时发出报警,这样操作人员便可在最短的时间内进行处理。 4 结束语 总而言之,工程管理具有一定复杂性,对管理水平以及管理方式都有着严格的要求。为全面提高工程项目建设质量,保证工程管理的有效性,应当坚持与时俱进,对计算机电子信息技术加以科学化利用,对工程项目各环节进行优化管理,通过各部门之间的协调配合,促进管理工作的语序开展,并基于计算机电子信息技术实现数据共享,从而维护工程项目建设的综合效益。 电子信息技术的应用特征研究:电子信息技术的应用特点与发展趋势 摘 要 文章首先对电子信息技术在各个领域中的应用及特点进行了简要分析,在此基础上展望了电子信息技术未来的发展方向。期望通过本文的研究能够对促进电子信息技术的推广应用和持续发展有所帮助。 【关键词】电子信息技术 应用 发展 1 电子信息技术在各个领域中的应用及特点分析 所谓的电子信息技术具体是指采用电子技术对相关的信息进行处理,该技术是一门综合性科学,主要包括计算机、通信、传感以及信息等先进技术。我国的通信产业在近年来获得快速发展,相关的技术日趋完善,各类新型的通信设备随之大量涌现,其功能也变得越来越完善,性能更加稳定。与此同时,电子信息技术在通信领域中的应用,使得通信设备呈现出了小型化和智能化的发展趋势,尤其是在电子信息技术大范围推广应用的情况下,通信变得更加方便、快捷,效率更高。下面重点对该技术在我国一些重要领域中的应用及特点进行分析。 1.1 工程建设领域 近年来,我国的城市化建设进程不断加快,各类工程建设项目随之增多,部分工程的规模较大,如果仍然以传统的方式进行管理,不但影响因素较多,而且效率也不是很高。而电子信息技术的出现及其在工程建O领域中的应用,给项目管理提供了极大的便利。该技术在工程项目中的应用具体体现在网络通信平台的搭建上,以工程造价控制为例,借助该技术可以搭建一个网络信息传输平台,通过该平台能够对与工程造价有关的信息资料进行及时获取,同时,还可以利用管理信息系统及办公自动化系统对工程造价进行监控,由此能大幅度提升工程项目造价控制的效性和及时性。对于绝大多数工程建设项目而言,工程量计算都是非常重要的环节,是工程预决算的关键,工程量计算软件的应用,除了可以使整个计算过程的周期缩短之外,还能大幅度降低计算差错,从而确保计算结果的准确性和可靠性。公路项目作为工程建设的组成部分之一,其重要性不言而喻,电子信息技术在此类项目中的应用,能够对数量大、种类多的信息进行梳理,并对数据进行实时更新,这样不但可以为公路项目的有序开展提供保障,而且还能使公路项目的现代化管理水平大幅度提升。由此可见,电子信息技术在工程建设领域中的应用,有助于促进该领域的持续发展。 1.2 航空领域 电子信息技术在我国航空领域中的应用,推动了航空航天事业的发展,从目前的情况上看,该技术在航空领域中多被应用于高精尖技术的研发层面。航空领域作为我国科教兴国战略的领域之一,其具有至关重要的作用,为持续推进该领域的发展,国家专门开辟了电子信息工程技术类项目,主要包含的内容有相关软件开发、数据信息处理、微波遥感等等。除此之外,电子信息技术在航天系统的研发中也获得了应用,如我国自主研发的某型号洲际弹道导弹便应用了先进的电子信息技术;同时该技术在我国自主研发的北斗卫星导航系统中也获得了应用,由此使得导航系统运行的精准度得到进一步提升,覆盖范围随之扩大,基本能够覆盖整个亚太地区。航空领域是国家实力强大与否的象征,为持续不断地推进我国航空事业的发展,使相关技术都能达到国际领先水平,应当逐步加大对电子信息技术的研究力度,从而使其能够更好地为我国航空发展服务。 1.3 农业领域 我国是一个农业大国,在农业生产过程中,相关的农机设备是不可或缺的重要物质基础,电子信息技术在农业机械设备中的广泛应用,为农机自动化、智能化、网络化的发展提供了技术支撑。以农用机械中的拖拉机为例,在其内部系统中加入电子控制单元可以使系统具备处理相关信息的能力,通过标准接口,还能与其它系统进行联网,在局域网内能够对拖拉机的操作进行自动控制,这为农业生产作业提供了极大的便利。此外,在农机驾驶室内应用智能化的显示终端并借助光纤组建数据通信网络,再将电子控制单元与总线接口进行连接,能够使信息在不同系统中进行交换,这有助于提高农机管理水平。 2 电子信息技术未来的发展趋势 随着电子信息技术的应用领域不断拓宽,对其各个方面提出了更高的要求,在未来一段时期,电子信息技术应当朝着如下方向发展:一是光电子技术,该技术是电子与光子技术相结合的产物,它是一项新型的技术,可在很多电子设备中进行应用,如平板电脑、摄像机、打印机等等,该技术以CCD器件作为核心装置,它的图像传感器的信息获取与输出方式如图1所示。 激光技术是光电子技术的主要发展趋势之一,该技术的未来的发展空间非常广阔,可在军事、医疗等诸多领域进行应用,除了可以确保技术应用的安全性之外,还能使意外的发生几率大幅度降低。不仅如此,光显示技术在家用电器中的应用,可以使家电设备的智能化控制水平获得显著提升。故此,未来应当将光电子技术作为电子信息技术的主流发展方向,业内的专家学者应加大对该方面的研究力度,从而使该技术不断完善。其二,电子信息技术向集成化与高效化的方向发展已经成为一个必然的趋势,如纳米技术在电子产品制造中的应用,可以提高产品性能和质量,又如光纤技术的应用,可提升数据传输速度等等。相信在不久的将来,电子信息技术将会在更多的领域中得到越来越广泛的应用。 3 结论 综上所述,电子信息技术在工程建设、农业、航空等领域中的应用,推动了这些领域的发展,在未来一段时期,业内的专家学者应当加大对该技术的研究力度,除了对现有的电子信息技术进行改进和完善之外,还应开发一些新的技术,从而使其能够更好地为相关领域服务。 作者单位 沈阳理工大学 辽宁省沈阳市 110159
电力系统工程论文:全过程设备管理在电力系统工程建设应用 本文主要阐述了设备全过程管理的管理理念,结合大港油田电力系统工程建设实际,探讨如何在工程项目建设中开展设备的管理工作,控制工程的投资、进度、质量,最终实现工程顺利竣工,设备平稳可靠运行。 设备全过程管理是综合设备工程学和过程管理理论提出的一种新的设备管理方法。其基本的思想就是:把设备管理范围扩展到包括设备的研究、设计、制造、购置、安装调试、使用、维修、改造,一直到报废为止的全过程,在这个过程中的每个环节都是必不可少的,每一个环节的问题都会引起整个过程的连锁反应。其基本的目的是通过全过程管理从整体上保证和提高设备的可靠性、维修性和经济性。工程建设阶段,是设备全过程管理的初始阶段,主要涵盖了设备的研究、设计、制造、购置、安装调试等管理环节,是设备管理的基础。而电力系统工程建设,具有设备投资大,协调管理难度大的特点。因此开展好设备管理工作,实现设备的全过程管理不但可以控制工程的投资、进度、质量,也有利于项目建设后的设备日常管理工作。 一、项目立项论证阶段 在工程建设的立项论证阶段,设备管理部门应该超前介入,及时掌握项目的整体进度和物资设备需求情况,与项目建设部门、设计单位加强沟通与交流,提出合理的设备采购方案。 目前,中石油物资采购已经实行了物资的集中采购,集中采购率已经达到了80%,尤其是电力系统设备,绝大部分都实行了定商定价的集中采购方式。以变电站建设为例,变压器、开关柜、综自装置等主要设备技术比较成熟,均已经实行了定商定价,明确了设备的厂家、价格,设备管理部门可以组织建设部门、设计部门可以根据工程实际情况,提出明确的技术要求,与设备厂家进行沟通,确定设备的规格型号。对于集中采购范围外的设备,如电网安全监控系统、在线监控装置等零星设备,设备管理部门应与建设单位、设计单位积极协调,组织编制设备的技术规格书,为设备下一阶段的采购提供技术支持。 二、设备采购实施阶段 在设备的采购阶段,设备管理部门首先应督促建设部门申请设备编码,及时上报设备需求计划及推荐设备供应单位。目前,按照油田公司的采购程序,设备购置审批固定在每月的25-30日,因此当月不能及时审批,只能延迟到下一个月,最终影响设备的采购时间。物资需求计划上报后,设备管理部门应积极与油田公司相关处室、物资供销公司等部门联系,督促设备购置计划的审批,并根据设备采购的金额、技术要求编制合理的采购方案。目前油田公司主要有电子商务、谈判、招标三种物资采购方式。 (一)电子商务采购方式 电子商务采购方式比较简单,变压器、电缆等设备物资主要采用这种方式,由物资供销公司通过中石油的电子商务平台,直接按照网上的设备、物资价格,提交设备采购订单,供需双方进行现场确定就可以确认采购行为。 (二)谈判采购方式 对于采用谈判或未招标方式的设备采购,设备管理部门应及时了解市场信息,通过查阅以前的历史交易记录,分析原材料价格走势,与类似厂家进行电话咨询等方式,掌握设备的基本情况,以便于在谈判过程中掌握主动权,对设备当前的市场价格、生产周期进行摸底,同时与项目建设单位进行沟通,根据工程预算和工期要求确定合理的市场价格和供货周期。特别在设备的具体谈判过程中,通过谈判记录书面形式明确设备的技术要求、设备的交货时间、付款方式、执行标准。 (三)招标采购方式 对于通过招标方式采购的设备,设备管理部门根据工程实际情况划分标段,组织编制招标文件、评分标准,设定设备限价、标底,并组织建设部门、技术部门进行审核,同时应按照油田公司招投标管理程序,办理招投标审批,评委抽取等相关事宜。在完成招标后,督促物资供销公司与中标单位签订供销合同,按照合同约定履行预付款支付等手续,保证设备的正常生产。 三、设备的监造阶段 设备管理部门应该重视设备的监造环节,对于电力系统如变压器、开关柜等关键设备,应该组织专业技术人员实行入场监造,一方面利用入场监造的机会,见证隐蔽生产环节、电气试验的过程,保证设备的质量。另一方面,督促设备的生产进度,确保生产厂家在约定的时间及时送货,保证电力工程的整体进度。 四、设备验收阶段 设备验收按验收阶段划分为设备到场验收,工程调试验收、工程移交验收等。验收人员应由工程建设部门、设备管理部门、设备使用单位、设备供应商组成,验收前验收人员应熟悉设备的基本情况,按照相关的设备验收标准和合同约定开展设备验收工作。 设备验收按工作内容分为设备本体验收和资料验收,电力系统设备验收应特别关注资料验收,注意收集设备的合格证、出场实验报告、装箱清单、说明书等文字资料,并由专人负责收集存档,以便于后期的设备操作维护和电气试验比对。 五、结束语 以上就是我对电力系统工程建设中设备管理的几点经验,从现阶段来看,油田公司逐渐加大电力系统的投资力度,多个LNG变电站、西三变电站工程项目陆续开工建设,实行全过程设备管理将有助于更好地控制工程的投资、进度、质量,也有利于项目建设后的设备日常管理工作。 电力系统工程论文:电力系统工程项目管理模式 为了实现电力系统的安全运行与电力企业的可持续发展,电力企业一般进行大修技改工程,并有着一定的管理系统。本文以电力系统大修技改工程项目管理模式为切入点,分析电力系统大修技改的重要性,探究现阶段管理现状,切实提出大修技改工程项目管理模式创新措施,分析具体应用。 一、电力系统大修技改重要性分析 所谓的电力系统大修技改是指电力设备的累计运行时间较长,自身损耗较大,为了确保电力设备的正常使用及使用安全问题,就要对电力设备进行大修。在大修过程中将电力设备、装置等进行技术改造,优化电力设备的质量与使用性能。对于电力企业来说,电力系统运行维护与电力设备的置备都是主要开销之一。通常来讲,当电力设备使用达到一定的期限时,还保持着良好的性能,为了使得电力设备继续服务于电力企业,继续发挥价值,通常选择大修技改,将相关电力设备进行改造,在优化质量与性能同时,大大增加了使用寿命。所以,大修技改可以提高电力系统运行的稳定性与可靠性。不仅如此,大修技改还是电力企业发展的必然需求。加大对电力系统的大修与技改的项目管理,可以确保电力企业中资产健康有效的进行,进而实现经济效益最大化,推动电力企业的可持续发展。故而,电力系统的大修技改对于电力企业来说至关重要,不仅确保着电力系统的安全运行,还为电力企业可持续发展做出贡献。 二、电力系统大修技改项目工程管理现状分析 随着电力企业的不断发展,电力系统大修技改项目工程管理水平也在不断的提高,也有着一定的管理效果,但尽管如此,在电力系统大修技改项目工程管理过程中,还是存在着很多问题,影响着工程项目的科学管理,也在一定程度上阻碍着电力系统大修技改项目工程的进一步发展。以下是对电力系统大修技改项目工程管理现状的具体分析。1管理缺乏制度约束。一些电力企业在电力系统大修技改工程项目管理方面还没有确立相关制度,使得项目工程的管理工作缺乏制度为依据,更缺少制度的约束,使得项目工程的管理工作具有较强的随意性,很多电力企业都是出现问题之后再进行维护管理并没有做到预防问题发生或者及时排除隐患等。直接导致了管理不规范、管理不全面、监管力度不到位等问题。2管理缺乏规范性。管理不规范是影响电力系统大修技改项目工程的进一步发展的重要因素之一。管理模式模糊、管理部门的职责不明确、管理流程不规范等,均为管理缺乏规范性的具体体现。由于大修技改工程在间隔时间相对于企业项目来说较长,所以电力企业对大修技改工程并没有给予足够的重视,在项目管理人力资源设置方面,人数较少,且负责统筹大修技改工程的报批、招标、结算等职能管理工作,而工程项目的申报、过程管理及施工现场管理等各项具体工作则是由生产单位组织落实,如此一来,管理具有一定的分散性,并未形成专门的机构开展系统性管理,在管理方面就有着很多欠缺,不够规范。3管理缺乏全面性。现阶段的电力系统大修技改项目工程管理主要缺乏全面性,电力企业对大修技改工程不够重视、大修技改人员的专业素质水平较低、遗漏大修技改具体项目等都是管理缺乏全面性的重要体现。另外,工程立项、物资采购、结算、资产登记、图纸资料等各项工作虽各有管理系统,但无法相互关联形成大修技改工程全过程管理的技术手段,应对突发事件的处理能力低,已无法适应不断提升大修技改工程项目管理水平的要求。4管理力度不到位。尽管电力企业对于电力系统大修技改工程项目进行管理,但管理的力度不到位也影响着大修技改工程的进一步发展。尤其是项目现场管理力度不够,造成工程管理中出现诸多相互推委、工作断层、现场失控等现象,使得工程项目的监理工作流于形式,成为合法办理工程结算的一项手续。不利于大修技改工程顺遂进行,进而影响大修技改质量,也失去了大修技改本身对电力系统的意义。 三、探究创新电力系统大修技改工程 项目管理模式相关措施综合电力系统大修技改项目工程管理现状来看,大修技改工程项目管理中还有着很大的改进空间,我们可以对大修技改工程项目管理模式进行创新,更好的服务于大修技改工程,使得大修技改工程项目最大限度的发挥其作用。以下是具体措施分析。1建立健全管理制度。前文已述,健全的电力系统大修技改工程项目管理制度可以确保管理工作的正常有效开展,不仅如此,在建立健全管理制度的同时还需要相关管理人员自觉遵守并加大管理力度,切实确保电力系统大修技改工程项目管理发挥应有的作用。2明确责任。按不同实施阶段、不同工作内容将工程项目管理任务分解给业主项目部每位成员,明确管理工作各项权利和义务,调动生产专责、生产班长和相关人员参与管理项目积极性。3加强施工现场的安全管理。大修技改工程均在已投入运行变电站、配电设施、输电线路上开展,具有规模小、点多面广、大修技改设备通常还与在运行设备有着多种物理或逻辑上联系、安全隐患多等特点,施工中稍有不慎便会造成人身、设备及电网事故。运行单位生产班组技术人员对设备和施工现场熟识,是开展施工现场安全技术监督最恰当的技术力量,因此,生产班组是大修技改工程施工现场管理人员的储备库,安排生产班组技术人员参与施工现场安全技术监督是破解大修技改工程安全隐患难题,确保工程质量和人身、设备、电网安全的最为有效措施。结语综上所述,电力系统的大修技改工程项目对于电力系统的安全运行来说至关重要,所以对大修技改工程项目管理对于电力企业来说也十分的重要,在实际的管理过程中,要建立健全的管理制度,明确责任,加强施工现场的安全管理等,切实确保大修技改工程项目发挥最大的效果。 作者:肖晓慧 单位:广东电网有限责任公司惠州博罗供电局 电力系统工程论文:电力系统工程建设研讨 摘要:在电力系统的建设中,建设者必须运用有效的管理策略和方法对工程建筑的过程进行监控和管理,使得电力工程建设顺利完成。电力工程不同于其他的工程,在难度和专业的要求上更为苛刻,因此电力工程建设管理中涉及到的问题一直是人们值得深入探究的课题。近年来,我国电力系统工程建设取得了巨大的成就,但很多管理细节仍存在问题,严重的阻碍了我国电力产业的发展。 关键词:电力系统;工程建设;管理 随着我国经济实力的整体提升,电力工程也随之迎来了建设的高峰,在电力系统的建设中,建设者必须运用有效的管理策略和方法对工程建筑的过程进行监控和管理,使得电力工程建设顺利完成,在管理的过程中要重点关注质量、进度、安全、及成本问题,尤其质量安全更不容忽视。目前我国电力工程建设的管理相对落后,缺少理论的支持和实践的验证,随着经济时代的到来,电力建设工程管理中的问题在逐步的放大,严重制约了我国电力产业的发展。在电力建设中造价投资管理、建设项目的审核等问题有待解决,本文对目前我国电力建设工程管理中存在的问题和优化管理策略进行了浅析。 1我国电力系统工程建设管理中存在的问题 电力工程建设管理是从建设之前开始的,要基本对工程的了解做出合理的资金预算,保证工期的同时要更加注重安全和质量问题,尽可能的避免存在的一切风险。我国的电力工程建管理设初始始于上世纪50年代,自历史记载以来,我国的电力工程建设管理沿袭了前苏联的管理模式,直到80年代初,我国才逐步的形成了自己的管理模式,经过几十年的发展我国在电力工程建设管理工作上取得了实质性的飞越,但相比西方国家仍有很大的差距。我国目前电力工程建设管理上仍存在较多问题: 1.1缺乏资金预算体制 由于资金是一切管理的基本,因此应当引起建造者们的足够重视,精准的资金预算可以帮助企业实现终极目标,保证协调好各部门之间的工作职能,做到专款专用,同时可以提升资金的利用率,有效的保障了电力施工的顺利进行。但是目前在我国电力建设管理中对资金预算的管理做的还不够,没有清楚的规划项目从开始到完成需要的整体资金,经常是“先建设,后算账”的方式开始电力工程建设,同时由于资金的混乱使用、挪用专用资金的现象频繁出现,严重影响了工程的进度和质量,使工程无法按预期的计划完成。除此之外很多建设单位由于资金不足临时改变建设设计或偷工减料给电力的使用增加了安全隐患。 1.2缺乏风险意识 电力系统工程建筑不同于其他行业的建设,要将安全从始至终的贯彻到底,做好每个环节的安全评估和预测对工程整体的进展有重要意义。由于电力建设的多环节性导致了风险存在也是多环节的,任何环节存在的风险都可导致整体电力系统工程建设的失败。我国很多电力建设承包商缺乏基本的安全管理意识,风险意识是识别风险、规避风险的前提,因此缺乏风险意识导致了电力工程建设中存在诸多的安全隐患,除此之外建设者缺乏风险评估系统,没有理论支撑单凭个人经验对风险预估,严重的增加了电力工程建设行业的风险。 1.3质量管理相对缺乏 在电力产业高速建设和发展的今天,切莫忽视最重要的质量问题,质量是生命线,对于电力工程建设更是如此。但是目前很多电力建设商没有认识到质量问题的严重性,对质量的把控不够严格。缺少工程建设质量管理系统也是安全事故频频出现的主要原因,由于电力工程建设涉及到多个部门和企业,质量掌控难度较大,因此,要在工程建设过程中加强管理,严格要求建造的质量[1]。 2优化管理的具体对 优化电力工程建设管理对我国整体经济的提升和人们生活水平的提高有着重要的意义。针对上述存在的问题作出如下的有效措施: 2.1完善工程建质量的管理体系 构建完善的工程质量管理体系主要包括完善组织结构、建立专业的质量检查部门两个部分,首先要在组织结构上配备充足的人员,进行科学合理的人员管理结构设计,各个部门人员比例要协调,严格要求施工人员的专业技能,保证工程有序进行,最大程度上提高工程的质量。除此之外打造专业的质量检测队伍,加强工程实施期间的质量。影响质量的因素包括:人为失误、材料廉价、机械落后、施工工艺欠佳、资金短缺、方案不合理等,所以要想严格要求工程质量就要在工程的前期有精准的预算和规划,在工程实施期间要严格要求物料和施工工艺,必要时可临时调整施工方案,工程结束后还要做好验收工作,检验质量是否达到预期标准,是否能承受实际的压力,施工团队要做好以上三阶段的质量检测,保证安全生产。 2.2做好预算 预算是电力工程建造中重要的环节,精准的财政预算可以全面的把控工程建造的细节问题,重视预算不仅是管理制度的策略,更是一种管理思想,资金预算是电力工程建建设管理的核心,它是企业一起切运行的基本,因此精准的预算对电力工程建设后期的工作有着重要的意义。电力工程建设之前要做出精准的预算,合理的分配资金,做到转款专用,切忌私自挪用建设资金,建设单位要做好预算管理,加强对员工的约束力,提高资金的使用效率,保证工程建设的顺利完成。电力工程建设周期较长,在期间耗费的人力物力较多,因此预算显得更为重要,建设单位要加强预算管理,从而避免建设过程中出现的其他问题,保证工程建设的质量和完成期限。 2.3合理规划风险 风险管理是电力工程建设中不可忽视的问题,影响电力工程建设风险因素是多种多样的。因此我们要从经济风险、环境风险、管理风险等角度出发,首先要提升承建商的安全意识,对风险要做出客观的预测,要建立专业的风险评估团队和完善的评估系统,不再依靠个人的经验预测风险的大小。合理的规避风险可以解决工程期间存在大多数问题,在施工中,要做好风险管理工作,将可以预见的风险隐患一一杜绝,除此之外在施工结束后要做好质量检测,对于发现的质量问题要及时的处理,降低因质量问题发生危险发的可能性[2]。 3总结 综上所述,电力工程建设是多环节的复杂工作,其设计的行业部门较多,存在的问题也是多方面的,所以要从多方面入手加强管理,重视工程建设初期的预算管理,合理的分配资金,做到专款专用,除此之外最重要的是做好质量监测和风险的评估,保证在规定日期内顺利完成。 作者:姜淑琴 单位:内蒙古电力(集团)有限责任公司锡林郭勒电业局阿巴嘎供电分局 电力系统工程论文:变频器在电力系统工程应用中的干扰及解决方法 摘 要:随着科学技术的高速发展、变频器以其具有调速范围广、调速精度高、控制的多源化、节能、可靠性高等优势,被越来越广泛的应用到工业生产和生活中。然而,变频器的大量使用,人们在享受这些优越感带来效益和实惠的同时,变频器还存在一个不可忽视的问题,变频器的干扰,变频器的干扰由自生产生,不加以优化和控制会对其它电器设备的运行造成影响,甚至会对整个电网造成污染。因此,如何有效的解决变频器干扰问题是值得我们去思考和讨论。 关键词:变频器 电力系统 干扰 1、变频器概述 变频器主要由三相桥式整流、滤波、逆变系统、监测系统、中央控制系统微处理单元等组成的。 变频器的主要部件为三相桥式整流、滤波、逆变系统、监测系统、中央控制系统微处理单元。在具体的控制过程中,采取了分层控制的方式,既提高了控制系统的控制效果,同时也简化了控制流程,使整个控制流程能够得到有效的优化,在具体的控制效果上满足了实际需要。所以,了解并掌握变频器的工作原理,对做好变频器的应用和提高变频器的应用效果具有重要作用。 伴随着科学技术的不断发展,变频器调速技术作为集成自动控制和电力电子参数的技术模型,具有非常重要的应用价值。不仅能实现节能要求,也能利用软启动等方式,减少设备运行过程中的机械冲击,一定程度上延长电机的使用寿命。正是基于此,在工业领域中设置应用模型,能在提高干扰问题处理效果的基础上,提升经济效益,进一步降低劳动强度,建立更加具有针对性的管控措施。 2、变频器的主要干扰源 变频器包括整流电路和逆变电路,输入的交流电经过整流电路和平波回路,转换成直流电压,再通过逆变器把直流电压变换成不同宽度的脉冲电压(称为脉宽调制电压,PWM)。用这个PWM电压驱动电机,就可以起到调整电机力矩和速度的目的。这种工作原理导致以下三种电磁干扰: 2.1谐波干扰 整流电路会产生谐波电流,这种谐波电流在供电系统的阻抗上产生电压降,导致电压波型发生畸变,这种畸变的电压对于许多电子设备形成干扰,常见的电压畸变是正弦波的顶部变平。谐波电流一定时,电压畸变在弱电源的情况下更加严重,这种干扰的特征是会对使用同一个电网的设备形成干扰,而与设备与变频器之间的距离无关; 2.2射频传导发射干扰 由于负载电压为脉冲状,因此变频器从电网吸取电流也是脉冲状,这种脉冲电流中包含了大量的高l成分,形成射频干扰,这种干扰的特征是会对使用同一个电网的设备形成干扰,而与设备与变频器之间的距离无关; 2.3射频辐射干扰 射频辐射干扰来自变频器的输入电缆和输出电缆。在上述的射频传导发射干扰的情形中,变频器的输入输出电缆上有射频干扰电流时,由于电缆相当于天线,必然会产生电磁波辐射,产生辐射干扰。变频器输出电缆上传输的PWM电压,同样包含丰富的高频的成分,会产生电磁波辐射,形成辐射干扰。 根据电磁学的基本原理,形成电磁干扰必须具备三要素:电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统。为防止干扰,可采用硬件抗干扰和软件抗干扰。其中,硬件抗干扰是最基本和最重要的抗干扰措施,一般从抗和放两方面入手来抑制干扰,其总体原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的耦合通道、降低系统干扰信号的敏感性。具体措施在工程上可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法。 3、抗电磁干扰的有效对策 3.1采用软件抗干扰措施 具体来讲就是通过变频器的人机界面下调变频器的载波频率,把该值调低到一个适当的范围。如果这个方法不能奏效,那么只能采取下面的硬件抗干扰措施。 3.2进行正确的接地 通过现场的具体调研我们可以看到,现场的接地情况是不甚理想的。而正确的接地既可以是系统有效地抑制外来干扰,又能降低设备本身对外界的干扰,是解决变频器干扰最有效的措施。具体来讲就是做到以下几点: (1)变频器的主回路端子PE(E、G)必须接地,该接地可以和该变频器所带的电机共地,但不能与其它的设备共地,必须单独打接地桩,且该接地点应该尽量远离弱电设备的接地点。 (2)其它机电设备的地线中,保护接地和工作接地应分开单独设接地极,并最后汇入配电柜的电气接地点。控制信号的屏蔽地和主电路导线的屏蔽地也应分开单独设接地极,并最后汇入配电柜的电气接地点。 3.3屏蔽干扰源 屏蔽干扰源是抑制干扰的很有效的方法。通常变频器本身用铁壳屏蔽,可以不让其电磁干扰泄露,但变频器的输出线最好用钢管屏蔽,特别是以外部信号(从控制器上输出4~20mA信号)控制变频器时,要求该控制信号线尽可能短(一般为20m以内),且必须采用屏蔽双绞线,并与主电路线(AC380)及控制线(AC220V)完全分离。此外,系统中的电子敏感设备线路也要求采用屏蔽双绞线,特别是压力信号。且系统中所有的信号线决不能和主电路线及控制线放于同一配管或线槽内。为使屏蔽有效,屏蔽层必须可靠接地。 3.4合理的布线 具体方法有: (1)设备的电源线和信号线应尽量远离变频器的输入输出线。 (2)其它设备的电源线和信号线应避免和变频器的输入输出线平行。 如果采取了以上的办法之后还是不能够奏效,那么继续以下办法: 3.5干扰的隔离 所谓干扰的隔离,是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来,使他们不发生电的联系。通常是在电源和控制器及变送器等放大器电路之间在电源线上采用隔离变压器以免传导干扰,电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。 3.6在系统线路中设置滤波器 设备滤波器的作用是为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源和电动机。为减少电磁噪声和损耗,在变频器输出侧可设置输出滤波器;为减少对电源干扰,可在变频器输入侧设置输入滤波器。若线路中有敏感电子设备如控制器和变送器等,可在该设备的电源线上设置电源噪声滤波器以免传导干扰。 3.7采用电抗器 在变频器的输入电流中频率较低的谐波成分(5次谐波、7次谐波、11次谐波、13次谐波等)所占的比重是很高的,它们除了可能干扰其它设备的正常运行之外,还因为它们消耗了大量的无功功率,使线路的功率因素大为下降。在输入电路内串入电抗器是抑制较低谐波电流的有效方法。根据接线位置的不同,主要有以下两种: (1)交流电抗器:串联在电源与变频器的输入侧之间。其主要功能有: a、通过抑制谐波电流,将功率因素提高至(0.75-0.85); b、削弱输入电路中的浪涌电流对变频器的冲击; c、削弱电源电压不平衡的影响。 (2)直流电抗器:串联在整流桥和滤波电容器之间。它的功能比较单一,就是削弱输入电流中的高次谐波成分。但在提高功率因素方面比交流电抗器有效,可达0.95,并具有结构简单、体积小等优点。 4、结语 在今后变频器应用过程中,针对变频器在运行中出现的干扰问题不断引进新技术,进一步开发和完善功能,增强抗干扰能力,更好地应用于电力系统以及其他工业工程建设中。 电力系统工程论文:电力系统工程建设管理策略研讨 摘 要:在电力系统的建设中,建设者必须运用有效的管理策略和方法对工程建筑的过程进行监控和管理,使得电力工程建设顺利完成。电力工程不同于其他的工程,在难度和专业的要求上更为苛刻,因此电力工程建设管理中涉及到的问题一直是人们值得深入探究的课题。近年来,我国电力系统工程建设取得了巨大的成就,但很多管理细节仍存在问题,严重的阻碍了我国电力产业的发展。 关键词:电力系统;工程建设;管理 0 前言 随着我国经济实力的整体提升,电力工程也随之迎来了建设的高峰,在电力系统的建设中,建设者必须运用有效的管理策略和方法对工程建筑的过程进行监控和管理,使得电力工程建设顺利完成,在管理的过程中要重点关注质量、进度、安全、及成本问题,尤其质量安全更不容忽视。目前我国电力工程建设的管理相对落后,缺少理论的支持和实践的验证,随着经济时代的到来,电力建设工程管理中的问题在逐步的放大,严重制约了我国电力产业的发展。在电力建设中造价投资管理、建设项目的审核等问题有待解决,本文对目前我国电力建设工程管理中存在的问题和优化管理策略进行了浅析。 1 我国电力系统工程建设管理中存在的问题 电力工程建设管理是从建设之前开始的,要基本对工程的了解做出合理的资金预算,保证工期的同时要更加注重安全和质量问题,尽可能的避免存在的一切风险。我国的电力工程建管理设初始始于上世纪50年代,自历史记载以来,我国的电力工程建设管理沿袭了前苏联的管理模式,直到80年代初,我国才逐步的形成了自己的管理模式,经过几十年的发展我国在电力工程建设管理工作上取得了实质性的飞越,但相比西方国家仍有很大的差距。我国目前电力工程建设管理上仍存在较多问题: 1.1 缺乏资金预算体制 由于资金是一切管理的基本,因此应当引起建造者们的足够重视,精准的资金预算可以帮助企业实现终极目标,保证协调好各部门之间的工作职能,做到专款专用,同时可以提升资金的利用率,有效的保障了电力施工的顺利进行。但是目前在我国电力建设管理中对资金预算的管理做的还不够,没有清楚的规划项目从开始到完成需要的整体资金,经常是“先建设,后算账”的方式开始电力工程建设,同时由于资金的混乱使用、挪用专用资金的现象频繁出现,严重影响了工程的进度和质量,使工程无法按预期的计划完成。除此之外很多建设单位由于资金不足临时改变建设设计或偷工减料给电力的使用增加了安全隐患。 1.2 缺乏风险意识 电力系统工程建筑不同于其他行业的建设,要将安全从始至终的贯彻到底,做好每个环节的安全评估和预测对工程整体的进展有重要意义。由于电力建设的多环节性导致了风险存在也是多环节的,任何环节存在的风险都可导致整体电力系统工程建设的失败。我国很多电力建设承包商缺乏基本的安全管理意识,风险意识是识别风险、规避风险的前提,因此缺乏风险意识导致了电力工程建设中存在诸多的安全隐患,除此之外建设者缺乏风险评估系统,没有理论支撑单凭个人经验对风险A估,严重的增加了电力工程建设行业的风险。 1.3 质量管理相对缺乏 在电力产业高速建设和发展的今天,切莫忽视最重要的质量问题,质量是生命线,对于电力工程建设更是如此。但是目前很多电力建设商没有认识到质量问题的严重性,对质量的把控不够严格。缺少工程建设质量管理系统也是安全事故频频出现的主要原因,由于电力工程建设涉及到多个部门和企业,质量掌控难度较大,因此,要在工程建设过程中加强管理,严格要求建造的质量[1]。 2 优化管理的具体对策 优化电力工程建设管理对我国整体经济的提升和人们生活水平的提高有着重要的意义。针对上述存在的问题作出如下的有效措施: 2.1 完善工程建质量的管理体系 构建完善的工程质量管理体系主要包括完善组织结构、建立专业的质量检查部门两个部分,首先要在组织结构上配备充足的人员,进行科学合理的人员管理结构设计,各个部门人员比例要协调,严格要求施工人员的专业技能,保证工程有序进行,最大程度上提高工程的质量。除此之外打造专业的质量检测队伍,加强工程实施期间的质量。影响质量的因素包括:人为失误、材料廉价、机械落后、施工工艺欠佳、资金短缺、方案不合理等,所以要想严格要求工程质量就要在工程的前期有精准的预算和规划,在工程实施期间要严格要求物料和施工工艺,必要时可临时调整施工方案,工程结束后还要做好验收工作,检验质量是否达到预期标准,是否能承受实际的压力,施工团队要做好以上三阶段的质量检测,保证安全生产。 2.2 做好预算 预算是电力工程建造中重要的环节,精准的财政预算可以全面的把控工程建造的细节问题,重视预算不仅是管理制度的策略,更是一种管理思想,资金预算是电力工程建建设管理的核心,它是企业一起切运行的基本,因此精准的预算对电力工程建设后期的工作有着重要的意义。电力工程建设之前要做出精准的预算,合理的分配资金,做到转款专用,切忌私自挪用建设资金,建设单位要做好预算管理,加强对员工的约束力,提高资金的使用效率,保证工程建设的顺利完成。电力工程建设周期较长,在期间耗费的人力物力较多,因此预算显得更为重要,建设单位要加强预算管理,从而避免建设过程中出现的其他问题,保证工程建设的质量和完成期限。 2.3 合理规划风险 风险管理是电力工程建设中不可忽视的问题,影响电力工程建设风险因素是多种多样的。因此我们要从经济风险、环境风险、管理风险等角度出发,首先要提升承建商的安全意识,对风险要做出客观的预测,要建立专业的风险评估团队和完善的评估系统,不再依靠个人的经验预测风险的大小。合理的规避风险可以解决工程期间存在大多数问题,在施工中,要做好风险管理工作,将可以预见的风险隐患一一杜绝,除此之外在施工结束后要做好质量检测,对于发现的质量问题要及时的处理,降低因质量问题发生危险发的可能性。 3 总结 综上所述,电力工程建设是多环节的复杂工作,其设计的行业部门较多,存在的问题也是多方面的,所以要从多方面入手加强管理,重视工程建设初期的预算管理,合理的分配资金,做到专款专用,除此之外最重要的是做好质量监测和风险的评估,保证在规定日期内顺利完成。 电力系统工程论文:论电力系统工程造价管理与质量控制 无论是何种工程都需要做好相应的造价管理与质量控制工作,才能够有效的推动工程的发展和建设。电力系统工程也不例外。电力系统工程在近年来发展迅速,这就使得电力企业市场竞争逐渐加剧,要想使得电力企业能够在激烈的市场竞争中占有一席之地,就需要针对电力企业的系统工程进行造价方面的管理,并且做好相应的电力产品质量控制工作,这样才可以使得电力企业在市场中实现长远可持续的发展。下面本文就针对电力系统工程造价管理与质量控制进行深入的研究。 一、造价管理 1、“价值工程”的运用 工程建设最终的目的就是体现价值,价值工程也由此而来。价值工程可以说是有一种技术分析方式,其具有科学性和系统性。价值工程以建设单位的意愿为基准,以提高工程价值为目标,集合各方的经验智慧,有组织的进行建设活动,细致的对工程造价进行分析和总结。工程的内在价值越大,则说明工程的功能越全面。这就是工程造价管理的标准。 2、对工程项目实行限额设计 在电力系统工程造价的控制上,需要合理的针对电力基建工程实行限额设计,严格的依照已制定的项目计划中对建设所需要投入的资金进行估算和基本的设计,然后在估算设计的基础上,对控制技术以及施工图纸等进行合理的设计。另外,要对工程量进行合理的配置,将投资进行份额处理,切实的将投资金额以及工程量落实到实处,使得设计人员能够根据工程量以及限定金额的要求来进行设计工作。相关的设计人员一定要在充分的保证电力系统工程实际应用效应的基础上,合理对投资额进行设计和分配,严禁出现随意变更的情况,使得总投资额可以保持在限定的范围内。做到了这一点,就能够使得投资额得到充分的应用,无论是在管理上还是在控制上,都具有合理性。同时,将总投资额控制在合理的范围内,还能够使得有关各方面的设计都能够得到良好的控制和管理。 严格的依据设计的步骤来对投资额进行分配,使得投资额与工程量之间可以实现竖向的交叉,并依据工程量来对投资额实行控制。在每一个设计阶段上,都要针对投资进行单元的横向控制和管理。然而,限额设计也不是一味的要将造价进行降低处理,而是要在保障使用性的基础上,对造价尽可能的降低,实现设计的最优化,保障经济和设计相统一。有效的将经济与设计结合在一起,利用较少的投资来赢得较大的经济效益,以保障工程项目限额设计的合理性,从而进一步做好相应的造价管理工作。 二、工程质量控制 1、影响电力工程施工质量的主要因素 1.1人是电力系统工程项目建设的主体 人员的综合素质对工程施工的质量有着一定的影响。人员的技术水平和素质水平对于各阶段的工程施工都有着直接或者间接的影响。因此,要想要提高电力工程施工的质量,就要提高施工人员的素质,培养施工人员的技术能力。 1.2材料质量是工程质量的基础 在电力工程施工中,材料是施工的基础,材料的质量直接决定了工程质量的标准。材料质量不过关,那么工程质量就不合格。而且电力工程的施工规模大,所用的材料也多,材料如果出现问题,那么对整个工程的施工都会有影响。因此,要想提高工程质量,保证施工的顺利进行,就要选用高标准的材料,保证材料的质量。对工程施工中的材料进行严格的把控,确保材料符合检测标准。 1.3施工方案是实现工程建设的关键 在电力系统工程进行建设之前,一定要选择好相应的施工方案,如果施工方案制定存在问题或者是施工方案选择不合理,那么就会直接影响到施工开展的进度,也会使得电力系统工程的建设质量受到影响。因此,要在对施工方案进行控制的过程中,充分的考虑到技术、工艺以及操作等各个方面的因素,在经济效益的基础上,采用先进的工艺,运用得当的措施,从而使得电力系统工程的建设质量可以得到有效的提高,在一定程度上加快施工的速度,降低施工的成本。 2、提高电力工程施工质量的管理措施 2.1加强领导,落实责任制 充分结合市场发展的需求,针对所构建的电力系统工程质量管理制度进行完善,使得相关的质量管理制度可以凸显出电力企业的优势。将责任落实到实处,对单位的领导以及管理人员的职责进行合理的而划分,使得人人都能够明确自己的责任,从而使得责任制能够切实有效的实行,人人都充分发挥自己应尽的职能,同时对电力系统工程施工质量进行合理的监督和控制,以提升电力系统工程的施工质量。 2.2建设一支优秀的施工人员队伍 目前的生产规模相对来说都比较大,要想能够使得生产可以顺利的完成,就需要依靠群众的力量。这也就决定了在工程施工的过程中,施工人员所起到的影响作用最为关键。施工人员如果综合素质不高,那么就会严重影响到工程施工的整体质量。因此,要合理的构建施工团队,保障施工团队中的各个施工人员都具备较强的管理能力,并且掌握相应的操作技术,同时,还要对其进行综合的培训,使得施工人员的综合素质能够得到有效的提升。在培训中,重点要适当施工人员能够具备较强的质量意识,并且能够具备一定的技术素养,这样才能够使得电力系统工程的施工质量得到有效的管理和控制。 2.3制定监理细则,明确监理目标 针对监控以及管理的相关细则进行详细的制定,有效的把控各个阶段的施工质量,做好相应的质量检查以及鉴定工作,要使得施工人员能够清楚的了解到其在施工质量控制中所扮演的角色,从而能够积极的参与到工程监理中,并且能够积极的配合,在工作上进行协调,以求能够进一步的保障工程施工的质量。另外,针对电力系统工程进行建设的过程中,还要构建相应的质量保障制度,依据该制度来对电力系统工程建设质量进行控制,并使得相关的质检工作可以顺利的开展,以确保电力系统工程施工质量管理和控制的合理性。 三、结语 综上所述,针对电力系统工程建设中的造价管理来说,需要从限额设计以及价值工程三个方面入手进行分析。在电力系统工程建设的过程中,很多的因素都会对电力系统工程的建设质量产生影响,人、材料、施工方案均是影响电力系统工程的主要因素。有效的控制这三个因素,并对这三个因素做好相应的管理,就可以有效的提高电力系统工程的建设质量,同时,建立健全的工程管理标准体系以及质量控制制度,就能够使得工程造价有效的降低,使得电力系统工程的建设能够顺利进行。 电力系统工程论文:论电力系统工程造价管理与质量控制 摘 要:造价管理和质量控制是电力系统工程中最重要的部分,其贯穿电力系统工程的始终。随着我国电力工程的造价不断的上涨,对电力系统工程造价的管理就显得尤为重要。造价管理和质量控制决定了一个电力企业是否能够在激烈的市场竞争中站稳脚。本文就电力系统工程造价管理与质量控制进行了简要论述,仅供参考。 关键词:电力系统工程;造价管理;质量控制 工程造价管理一方面是对建设工程投资费用的管理,一方面是对工程价格的管理。工程造价计价依据的管理和工程造价专业队伍建设的管理都是为这两种管理服务的,这是企业在市场竞争中必不可少的条件,但是电力企业想要在激烈的市场竞争中生存和发展,仅仅是靠造价管理是不够的。任何企业在竞争中都少不了产品,如果产品的质量不过硬,那么企业也终将在市场竞争中被淘汰。因此,要加强对电力系统工程的质量控制,只有这样才能保证电力企业在市场竞争中处于不败之地。 1 造价管理 现在,越来越多的电力企业将经济与技术紧密联系起来,采用设计服务经济,经济体现设计的经营理念,将公司的设计方案经济化,以提高设计的内在价值。而要想做好这一点,就要对于企业的各项设计方案进行创新,尤其是工程造价管理,只有控制好电力企业的工程造价,才能够从根本上达到设计的经济化效益。 1.1 “价值工程”的运用 工程建设最终的目的就是体现价值,价值工程也由此而来。价值工程可以说是有一种技术分析方式,其具有科学性和系统性。价值工程以建设单位的意愿为基准,以提高工程价值为目标,集合各方的经验智慧,有组织的进行建设活动,细致的对工程造价进行分析和总结。工程的内在价值越大,则说明工程的功能越全面。这就是工程造价管理的标准。 在电力系统工程的设计中,各个部门和各个项目都要运用到价值工程的内在原则,将已经设计好的方案进行对比比较,从功能和造价两方面入手,充分的将功能和造价两者结合,以期使工程造价的管理更具规范性和实用性。而功能和造价的关系包括四个方面:第一,工程的功能越高则造价可能就越低;第二,1.2当工程的功能不变时,工程造价也可能会降低;第三,工程的辅助工程在一定范围内降低时,则工程造价会大幅度的降低;第四,工程造价在一定的范围内提高造价时,则会使得工程的使用功能大大提升。 1.2 对工程项目实行限额设计 电力基建工程推行限额设计,就是要按照批准的可行性研究报告中的投资估算控制初步设计,按照批准的初步设计概算控制技术设计和施工图设计。同时运用投资分解和工程量控制的方法将投资额分专业下达到设计人员。各专业人员在保证使用功能的前提下,按分配的投资额设计,严格控制不合理的变更,保证总投资额不被突破。这样就实现了对投资额的控制和管理,也同时实现了对设计规模、设计标准、工程量及概预算指标等各个方面的控制。按照设计程序进行投资额和工程量分解形成纵向控制,各设计阶段把投资分解具体到单元和专业形成横向控制。但是,限额设计也并不是单纯追求降低造价,而应该是保证设计的科学性,在保证使用功能的前提下,优化设计,促使技术与经济紧密结合,通过技术经济比较、经济分析和效果评价,力求以最少的投资,创造出最大的效益。 1.3 推广采用标准计划 电力系统工程的设计标准要趋向通用设计标准,这样能够有效保障工程设计技术的质量,使得电力系统工程的经济价值得到更好的提高。通用设计标准集合了大量实践工程项目设计的经验,是衡量工程项目设计的标尺。其符合我国现阶段科学技术的发展水平,保证了设计技术的质量,能够有效的缩短工期,节约成本,从而降低了工程造价。 2 工程质量控制 2.1 影响电力工程施工质量的主要因素 电力工程在施工过程中,其质量的要求会受到各方面因素的影响,这些因素包括以下几方面: 2.1.1 人是电力工程项目建设的主体,对于工程项目的实施有着重要的作用。其人员的综合素质也对工程施工的质量有着一定的影响。施工人员能够直接接触到工程项目建设的各个阶段,人员的技术水平和素质水平对于各阶段的工程施工都有着直接或者间接的影响。因此,要想要提高电力工程施工的质量,首先就要提高施工人员的素质,培养施工人员的技术能力。高素质的人才和高技术的手段是生产高质量产品的最有效保证。 2.1.2 材料质量是工程质量的基础。在电力工程施工中,材料是施工的基础,材料的质量直接决定了工程质量的标准。材料质量不过关,那么工程质量就不合格。而且电力工程的施工规模大,所用的材料也多,材料如果出现问题,那么对整个工程的施工都会有影响。因此,要想提高工程质量,保证施工的顺利进行,就要选用高标准的材料,保证材料的质量。对工程施工中的材料进行严格的把控,确保材料符合检测标准。 2.1.3 施工方法是实现工程建设的重要手段,施工方案的正确与否,是直接影响工程项目进度、质量、投资三大目标控制能否顺利实现的关键。施工单位在制定施工方案时,必须结合工程实际,从技术、组织、管理、工艺、操作、经济等方面进行全面分析,综合考虑,力求做到经济合理,工艺先进,措施得力,操作方便,有利于提高质量,加快进度,降低成本。 2.2 提高电力工程施工质量的管理措施 2.2.1 加强领导,落实责任制。必须建立健全适应市场需求且能发挥企业优势的质量管理体系和各项管理制度。全面落实责任制,明确单位领导、项目负责人、工程技术人员和具体工作人员责任,层层落实责任制,并加强监督和检查。 2.2.2 建设一支优秀的施工人员队伍。现代化的大生产必须依赖于群体的力量才能完成。工程质量的形成受到所有参加工程项目施工的人员的影响也是最大的。对管理技术人员、施工操作人员培训,以提高他们素质。这既要提高施工人员的质量意识,更要提高其技术素质。 2.2.3 制定监理细则,明确监理目标。制定监理细则,对掌握各部位、各工序、各阶段工程质量标准、质量检查、质量评定和验收程序等都作详细规定,使施工企业和工地所有人员都知道在质量控制中做什么、怎么做、以及怎样去评价做的效果,也便于相互工作协调和各工序的衔接。同时建立质量保证体系,包括质检机构、质检制度、质检人员的素质,并明确各级质检人员的权限和责任等。 结束语 电力工程造价管理和质量控制是一项技术性、专业性很强的工作,它贯穿于电力工程招投标、设计、施工及竣工结算各阶段对工程质量和企业效益密切相关。所以,努力建立一套行之有效、可操作性强的工程造价管理标准体系具有重要的意义。大量的实践有力的证明强化项目在工程各个阶段的管理与控制方能将工程造价有效地降低。 电力系统工程论文:探讨目前电力系统工程中110kV电气相关设备的安装方法 摘要:电气设备安装工艺直接影响着电力供应质量和设备工作效率。本工程主供电系统容量为110kV,30MVA。110kV进线电压在经过气体绝缘的开关设备送至110kV/10V主变压器后,经变压器开关柜馈电于电气室。气体绝缘的开关设备与110kV变压器是该工程安装的重点,其安装效果影响着电力工程运营,文章分析了气体绝缘的开关设备和110kV变压器的安装工艺、注意事项,可供同行参考。 关键词:电力系统工程;110kV;设备安装;安装办法 一、 气体绝缘的开关设备安装 气体绝缘的开关设备即为GIS。在进线侧绝缘灭弧介质选择中,选用SF6,而不用油断路器,因为SF6具有断流能力强、绝缘性能好、灭弧速度快、无爆炸危险、可频繁操作、检修周期长等特点,这适应了高压系统断路器发展要求。该系统正常电压为110kV,额定电压为145kV,额定电流为1250A,短时额定电流为31.5kA,3s,频率为50HZ,浪涌脉冲承受电压峰值为650kV。DS、CB、ES都采用电气操作。 CB、CHD、PT、LA等部件都是该设备中主要的组成部分,以为一些单体形状不规则、部件比较重,在安装到GIS室中不便于吊车作业,给安装造成极大困难。另外,在安装过程中,要注意保持部件整洁和干燥。 其具体工艺如下: 1、 安装前检查和准备 安装工作要与施工建筑工作相配合,检查CB基础预埋工字钢,保证其高于混凝土地面10mm。 安装前的准备工作。其一,准备好电源、设备,做好清洁工作,保证工作室无灰尘进入;在安装开始时再拆包,防止拆包过早造成设备长时间暴露在空气中。其二,在无吊车作业的情况下,搭设脚手架和工作平台,利用滚杠和倒链进行吊装工作。 2、 主体安装措施 CB安装:将吊车放置到门口,按照CB规划的安装位置与形状,摆放好滚杠,合理选择出吊点,并使用吊车把CB旋转到滚杠上,同时CB位置进行检查,确保GIS室和所安装变压器室的隔墙及预留洞中心在一条线上。 GIS及气体至油套管的安装:用倒链及脚手架将GIS吊至待安装位置,打开放置于套管与变压器连接处的罩盖,用蘸有酒精的白布,对套管及连接处进行清洁处理后,用塑料将其包裹,以防止灰尘落上。GIS支架就位时,先要把三相套管连接于GIS上,再连接到变压器;检查三相套管位置,要求其距离地面2030m,在确定位置后,固定GIS以及其支架。 CHD的安装:按照安装图纸要求进行定位,清洁CB的气密法兰面,在安装时,将各气体室连接处的临时保护盖打开,防止灰尘进入;将密封胶涂抹在气体密封圈上;按照规定连接触头,保证触头连接深度符合要求。 3、 空压管道的安装 首先要用球状白布将管道清理干净,要求清理两次,且保证每次使用白布清洁;依据安装位置,进行煨管和切管。 4、 测量工作 按照厂家规范要求,进行主电路的电阻测量。要求通100A直流电流,采用电压降压法,测量电阻值必须小于工厂试验数据的1.2倍。 5、 检验工作 检查SF6泄漏情况:利用泄露检测仪,对法兰片和管道连接处进行仔细检查,若发现问题,及时处理。 检验吸湿剂:要检查吸湿剂的绝缘子状况,壳体内部的杂质存在状况,螺母与螺栓的连接状况以及导体表面的状况。发现异常问题要及时更换吸湿剂,在更换时,要求一次性更换,不得中断,更换湿度必须低于80%。 检查空气泄漏情况:必须要按照所设计的管线图,对阀门开合状态进行调整,还必须确保空压机在所规定的压力范围中运行,其泄漏量低于规定值。 6、 外壳接地和基础处理 检测GIS壳体接地端与接地线之间的距离;对预埋工字钢进行除锈处理。 7、其他工作 依照管线布置图,设置SF6气体管道,将管子吹干后,将HITALuBE280黄油涂抹在管道法兰的密封圈上,拧紧法兰上的螺栓;根据安装位置,固定检测仪表,修整穿墙母排气室支架。 二、 110kV变压器安装 总变压器为110kV/10V、30MVA,YNdI1绕组,57.5t重。其具体安装措施有: 1、 基础检查 根据安装图纸,检查混凝土基础及其基础中心,保证各方面符合图纸尺寸要求。 2、 变压器部件安装 安装主油枕:主油枕1.4t,其最高点达到变压器底座5.2m处,而变压器室门高6m,这就造成安装困难。经过反复测量,决定采用8t汽车吊。因此汽车吊的活动拨杆较短,故可靠近变压器室;用一个2t的倒链替代一个吊钩,这利于扩大吊装高度。 安装HVN,LV套管和N.G.S:HVN为浪涌吸收器,可防止因雷电或是电路中过电压形成的瞬时高压电。LV是低压侧套管,在于10kV母线桥相连接时,要注意瓷绝缘保护,避免产生瓷绝缘损坏,采用白布以及酒精进行清洁处理。 N.G.S即为中性线接地系统,安装过程中,保证其接地开关动作灵活,避免出现卡阻现象。 安装散热片:按照安装实际,选定冷却风扇的位置,紧紧固定连接螺栓。 安装OLTC:根据安装图纸安装有载切换装置油箱。 3、 变压器主体安装 变压器较重,为3.3t,安装现场无法展开吊车吊装作业,加之,变压器室内无起吊设备,因此必须在变压器室外搭设平台。变压器主体与GIS连接过程中,采用10mm钢板铺垫室内的排油坑,建立基础平台,保证基础齐平;利用80t承载量的吊车,把变压器放到滚杠上,使用1.5t的板胡慢慢拖拉,直到主体到位。就位之后,采用四个千斤顶将变压器的主体顶起,对中心位置与套管中心进行调整,确保二者处于一条直线,再对HV套管进行安装,进而完成了连接。之后就用膨胀螺栓将主体固定起来,将接地现在相应的接地端进行压接,最终完成接地工作。 4、 抽真空 抽真空具体措施有:其一,在抽真空工作中,使用6000L/h的真空泵,要求其持续72小时作业,若因客观原因如停电,造成运转停止,则要及时关闭截止阀,当电源回复后,进行继续作业,操作顺序为先打开真空泵,再打开截止阀。其二,110kV变压器要求真空泵为0.08MPa,抽真空时,将连通阀打开,避免主油枕和OLTC质检产生过大压力差而造成主油枕损坏。 5、 油过滤和循环 保持整个滤油过程温度在70度左右,加工注油孔法兰,油经过油管进入滤油泵。 6、 结论: 其一,在进行3次循环后,采用60kV绝缘油测试仪测验变压器绝缘强度,经过5此测验,获得其强度值均大于56kV,说明绝缘程度良好。对耐压强度、变压器油微水等试验,以工厂试验结果为准,在安装现场不进行试验。其二,对散热片冷风扇、OLTC驱动部分进行检验,以有效保障设备正常运行。其三,在10kV母线桥导管和10kV开关柜连接后进行检验,并实验母线桥的工频交流耐压状况。 结语: 110kV变压器与气体绝缘的开关设备安装是该电力工程电气部分的主要工作。安装过程中,需要电工、钳工、吊车司机等采用精湛的技术,按照一定的规范进行作业,并要协调各安装程序、施工单位之间的关系,协同解决安装过程中遇到的问题,只有如此,才能保证安装工作顺利进行。 电力系统工程论文:电力系统工程中IT运行自动化的技术应用 【摘 要】IT技术是计算机领域的重要组成部分,对于电力系统的安全稳定运行具有重要的作用。本文重点对IT自动化技术的现状、特点、主要应用技术以及智能电网自动化技术、发展趋势进行分析,以供参考。 【关键词】电力系统;IT自动化;应用;发展 前言 电力系统通常由发电、输电、变电和配电这几个部分组成,各部分都与计算机技术有紧密的关系。通过计算机技术的应用提高了电力系统的自动化运行水平,为电力系统安全稳定提供了基础。 1 电力系统工程IT运行自动化技术的发展现状 伴随着我国经济水平的不断提高,对于我国电力行业的发展水平进行衡量主要运用信息化和自动化指标进行衡量。近年来,我国在不断的加大电力系统工程建设中IT的投资金额,例如在2009年,我国电力行业的IT投资金额约为144亿,和2008年相比,增长了10%。从某种意义上说,IT技术已经逐渐深入到了电力系统工程建设中的各个环节,促进电力系统工程朝信息化、自动化方向发展。在电力系统工程建设的过程中,主要在电网调度自动化、变电站自动化、计量计费自动化、配网自动化以及电力市场自动化等方面运用了IT运行自动化技术。 2 电力自动化技术特点 电力自动化技术是一种集合了电子技术、信息处理技术和网络通信技术等的综合技术,在社会的经济发展中发挥了重要的作用。在电力系统工程的应用中主要体现在:实现发电厂和电力系统调度的自动化;自动更新电力系统运行信息;自动处理电力系统运行过程中出现的一些简单故障;保证电力系统工程的管理可以按照一定的程序自动运行等。总结这些不同的作用,在电力系统工程中应用电力自动化技术可以实现对电力系统运行状况的实时监控和管理,保证电力系统运行的安全性和稳定性。在科学技术的不断进步中,电力自动化技术也会不断地发展,可以为电力系统工程提供更好的技术条件。 3 常见的电力IT自动化技术 3.1 数据库技术的应用 在电力系统工程应用电力自动化技术的过程中,还有一项应用比较广泛的技术,就是数据库技术的应用。在电缆系统工程中应用数据库技术,对于电力自动化技术的开发和发展都有着一定的促进作用,具有重要的意义。相对于传统的信息数据库,电力自动化数据库更加重视对电力系统运行过程中技术和功能方面的支持,符合我国不断增加的电力能源需求。所以,电力系统工程中应用电力自动化数据库技术得到了强大的认可,电力自动化数据库技术在电力系统工程中得到了广泛的应用。在电力系统工程中,对电力自动化数据库技术的应用,主要是主动对象的信息数据库,应用自动化系统的监控性能,获取监控对象的全部信息,并且合理地进行使用,缩短电力系统运行过程中获取信息的时间。 3.2 自动化的电力补偿技术 以前传统的无功和低压补偿技术是利用单一的信号以及三相电容器相互补充。通常这种补偿的方式对于那些主要采用电线负荷的用户,可能会出现三相负荷不平衡的情况,甚至会出现欠补或过补的情况,并且这种补偿技术并没有分析和考虑电压的平衡问题,甚者通常没有配电检测的功能。而智能无功补偿技术是采用动态补偿和固定补偿相结合、三相共同补偿和分相补偿相结合、稳态的补偿和迅速的补偿相互配合的方式,它克服了传统技术单一固定补偿的不足,能够很好地适应负载的变化。而且运用先进的投切的开关、对电压进行科学的限制等技术模式,进而达到对电容器的智能控制,提高补偿的精确度,并且具有缺相保护的作用。 4 智能电网技术自动化的特点以及在计算机技术中的应用 4.1 智能电网技术自动化的特点 智能电网技术,指的是以物理电网作为基础,通过运用现代的通讯技术、计算机技术、控制技术、传感测量技术以及信息技术等,所构成的一种新型电网。其对整个电力系统工程进行智能控制,主要包括电力系统的发展、输电、变电、配电、调度以及电力用户等内容。其中的调度自动化系统、稳定控制系统、柔性交流输电以及变电站自动化系统等均与计算机技术有十分密切的关系。其不仅将计算机技术的高效率进行发挥,而且还保证了控制系统的稳定性、变电站以及调度系统的自动化。虽然智能电网建设的目标、重点不同,但是其受到环境、电能质量、安全以及市场等因素的影响,具有自愈性、兼容性、继承性、高效性、协调性以及优质性的特点。其中,兼容性指的是智能电网能够很好的满足适应式发电站与微电网的接入,能够有效的提高需求侧的管理水平,满足不同用户的电力需求;协调性指的是能够实现电力批发与零售市场之间的衔接,增强系统的安全性;自愈性指的是如果受到电网外部或者内部的损害时,不需要运用人工干预的方式,进而有效的保证电网信息的安全性,提高其抵抗病毒的能力,确保电网的安全、稳定运行。 4.2 智能电网技术自动化在计算机技术中的应用 智能电网自动化技术主要包括网络拓扑、新型传感技术、测量技术、信息管理系统、智能调度技术、分布式能源接入技术以及通信技术等。在对智能电网自动化技术进行建设的过程中,主要以计算机技术为主,以具有双向性、实时性、可靠性特点的网络通信技术为辅。 (1)通信系统:智能电网的建设需要运用高速性、双向性、实时性以及继承性的通信系统,如果没有通信系统,那么将不能满足智能电网建设的要求。只有在构建通信系统后,智能电网才能对数据信息进行获得、控制和保护。通信系统与电网的互相结合,构成了通信网络,并使智能电网具备应该具有的功能。智能电网在和高速、双向、集成、实时的通信系统相结合后,逐渐形成具有实时获取信息、实现电力交换互动以及动态性的基础设施。建立通信系统,对于提高供电的安全可靠性、提高电网资产利用率以及提升电网的应用价值具有十分重要的作用。 (2)网络拓扑:构建具有坚强性和灵活性的电网结构,是促进智能电网未来发展的重要基础。我国通过建设特高压联网工程、直流联网工程以及点对网送点工程,能够有效的改善能源分布不平衡的现象,并对各级的电网规划工作进行优化。随着电网规模的逐渐扩大,电网自身的安全性问题越来越多,需要与计算机网络技术相结合的系统能够有效的解决电网结构出现的各种突发事件。 (3)信息管理系统:信息管理系统主要具备信息的采集处理、分析、显示、信息安全以及集成信息等功能,因此,智能电网中需要运用信息管理系统。对信息进行采集和处理,主要包括对分布式的数据信息进行采集、处理;构建实时的数据信息采集系统;对信息资源进行动态共享以及对采集、处理过的信息进行分析等内容。进行信息集成工作,能够将智能电网构建的信息系统的纵向产业链转变为电网信息集成的横向电网信息集成。信息显示系统能够给智能电网的不同用户提供个性化、可视化的界面;信息安全系统能够有效的保证智能电网利益主体的经济效益。 5 电能自动化技术的发展趋势 伴随着人民生活水平的不断提高,用户对供电系统的稳定性和可靠性要求越来越高,但是由于电力企业每个部门的资源管理不统一,各个体系之间的信息不共享,致使在供电过程中的马虎情况不断出现。所以,在电力自动化进程中,要对电力各部门的资源进行整理,逐渐改变这种情况。将原来分散、成果单一的电力自动化系统转变为信息共享体系,使数据和配电体系、监测控制体系、办理体系、高级的应用软件包、通信体系的集合和馈线自动化整合成一个体系完善、信息共享、平台开放、方便和高效的信息体系。 6 结束语 综上所述,随着计算机技术的发展,其在生产生活中的应用日益广泛,计算机技术在电力系统中的应用也更加广泛,所发挥的作用也越来越大。 电力系统工程论文:控制电力系统工程造价的措施探究 【摘 要】工程造价的管理和控制要贯穿于项目建设的各个阶段。在立项决策阶段、设计阶段、建设项目招投标阶段和建设实施阶段,采用科学的计算方法和符合工程实际的计价依据,合理地确定投资估算、设计概算、施工图预算、承包合同价、结算价及竣工决算等,把建设工程的造价控制在批准的造价限额以内,并随时修正发生的偏差,力求在各个建设项目中能合理地使用人力、物力、财力,保证项目建设目标的实现,取得较好的投资效益和社会效益。同时,提高造价行业的管理水平,加强对造价师的监管,也是提高工程造价管理不可忽视的工作。 【关键词】电力系统;工程造价;工程量清单;企业定额;项目决策;企业效益;招投标机制 0 引言 近几年,我国电力行业发展迅速,煤电、水电、风电、生物发电等各种发电技术齐头并进,电力建设市场的管理体制和运行机制正在逐步完善,电力工程施工已经融入了有形建筑市场,市场竞争日趋激烈,电力施工企业须通过招投标来获取施工任务。同时,随着今后电力需求趋于饱和,电力投资规模和速度都会大幅度下降,大多数电力施工企业都会不同程度面临任务不足、负担沉重的困境。 1 项目决策阶段是工程造价管理的开始 在项目的投资决策阶段,项目的经济决策和各项技术,对项目投资以及项目建成以后的经济效益有着决定性的影响,是项目投资控制的一个很重要的阶段。具体来讲,在项目决策阶段中, 新建的一个项目在项目建议书批准以后,工程造价咨询机构应根据国民经济长期发展规划、地区经济发展和各行业经济发展规划的基本要求,对拟建的项目在技术上是否先进适用,经济上是否合理、有利,在社会上能否创造效益,资金落实情况等方面都进行全面、充分的调查、分析和论证,搞好可行性研究,为决策者决定项目提供可靠的依据。投资决策阶段工程造价对建设工程全过程工程造价具有纵揽全局的决定性影响。建设项目的可行性研究及投资决策是产生工程造价的源头。合理确定造价是评估建设项目、开展后续工作的关键。 2 项目设计阶段是工程造价管理的关键 项目设计阶段的设计费支出只占工程总投资的 1%以下,但对工程造价的影响却占 75%以上,且往往容易被忽视。因此,工程造价咨询机构应将设计阶段的造价管理作为全过程造价管理的重点来抓。项目初步设计概算有一定的准确性并达到国家或行业规定的深度,是有效控制工程造价的前提。抓住设计阶段这个关键点,对工程造价的控制可以取得事半功倍的效果。设计阶段的造价控制,是造价的源头控制,也是最根本、最重要的控制。 3 项目招投标阶段是工程造价管理的重要组成部分 接受业主委托编制实物工程量清单(或工程标底)和一系列相关文件,标底的编审工作是招投标管理的核心工作,因为标底是确定工程承包合同价的基础,只有有了科学的标底,才能正确地判断投标报价的合理性和可靠性,才能在定标时做出正确的决策,严格执行工程招投标的管理规定,把握标价的合理性和竞争性。评标、定标中把造价执业者以及造价编制依据的合法性作为评判定标价是否合法有效的依据,保证标价的科学合理,为有形建筑市场的投标报价、标底的编制提供社会服务,创造公平竞争的环境。 4 项目实施阶段是工程造价管理的里程碑 工程实施阶段是建筑产品形成阶段,对建设项目全过程造价管理来说也是最难、最复杂的阶段。此阶段除伴随施工的时间推移发生的其它建设费用外,大量的投资资金通过施工这一环节不断“物化”,最终形成固定资产,实现项目投资。为了控制造价,首先,在施工阶段一定要严格执行国家规定的招投标制度,认真审查施工单位编制的工程项目网络图,做好施工单位设计方案的论证工作,在技术上、经济上进行分析对比,选出最合理方案;其次,要严禁通过设计变更扩大建设规模,对必要的设计变更,必须进行工程量及造价增减分析,对涉及到费用增减的设计变更,必须经设计单位代表、建设单位现场代表、监理工程师共同签字,而且应尽量在该工程内容未完成前确认变更,以减少设计变更造成的损失;最后,在施工过程中,建设或管理单位要加强现场施工管理,督促施工方按图施工,严格控制材料代用、随意增加工程量及各种预算外费用。 5 竣工结算阶段是工程造价管理的终点站 该阶段应认真审核工程预结算,剔除其中通过多计工程量、高套定额、高取费用、不切合实际的签证、不合理的技术措施等增加的费用:对工程量的审核应根据施工承包合同要求,对施工过程出现的设计变更、现场签证进行审核,不能多算也不能不按规则计算;在要求施工单位报送相应的工程计算式和材料用量明细表的同时,建设单位也要编制一份完整的结算书和材料明细表,比照审核才能做到客观、公正、合理、准确;要注意审核项目的单价、分项的正确性,结合现场的实际情况进行分析计算;应根据所掌握的材料价格信息,着重审查是否有抬高材料价格的现象。应加强合同管理和执行,实行合同逐项审查制度,使工程造价通过具有法律约束力的合同得以确认和控制,不论是建设单位还是施工单位的审核人员,都应该坚持按合同办事和实事求是的原则,对施工预算外的费用严格控制,对于未按要求完成的工作量及未按规定执行的施工签证一律核减费用,把好未按合同条款履行的违约审核处理关。 6 提高造价行业的管理水平,加强对造价师的监管 6.1 提高造价师的素质,加强对造价师的监管力度 要严格造价师的准入制度,参加造价师考试的人员应有较丰富的专业知识和必要的专业工作经验;考试的内容要包含专业知识、法律、经济管理、计算机等各个方面;要加强造价师的职业培训,防止职业培训流于形式;要加强对造价师工作的监管力度,在防止泄露商业秘密的前期下,努力推行造价报告公示制度。另外还必须要提高造价师的职业道德素养,避免出现由于职业道德感差引起的不利影响。 6.2 造价人员要全程参与,实事求是地做好造价控制工作 造价人员要全程参与项目建设的各个阶段,特别是在决策阶段,造价专业人员要参与决策,防止盲目决策;电力项目建设相关企业以及企业中与造价有关的部门都要参与工程造价管理。工程造价人员认真学习、了解各部门的工作流程,防止在造价管理过程中存在各种不合理的问题。造价人员对各部门提供的信息也要进行核实和论证,坚持原则,实事求是地做好造价控制工作。 6.3 关注市场信息,注重科技进步 编制工程造价时,要随时关注市场信息,了解主要原材料的价格与市场的波动,确保工程造价与市场行情不发生较大差异。要有超前意识和创新思维,要关注新技术、新材料的发展情况,将造价工作与科技进步相结合,尽量使效益显著的新技术、新成果能融入到项目建设中。 6.4 加强造价监管力度,严格执行已确定的造价预算 建设单位要严格内部审计程序,确保工程造价控制在限定目标内。要维护造价监管部门和监管人员的权力,明确监管部门的职责,不断提高监管部门相关人员的管理水平,加大监管力度,对于已经明确的工程造价,没有经过规定的程序不能变更。 7 结束语 总之,市场经济要求电力企业必须尽快增强自己的竞争力,要尽快适应市场,每个电力企业首要考虑的问题是加强工程造价管理,在分析目前国家电力行业定额的基础上,正确把握电力工程造价的发展趋势,提高投标报价的技巧和水平,最终适应在国家宏观调控下由市场确定电力工程价格的管理体制,保证企业足够的利润空间。 电力系统工程论文:电力系统工程技术及自动化应用推广 摘要:随着国民经济的快速增长,电力系统中电气综合自动化技术在变电领域已得到了普遍应用和发展,功能技术水平也已日臻完善。本文介绍了电气自动化控制系统的监控方式和应用,以及阐述了综合自动化技术的发展趋势。 关键词:电力系统 电气自动化 监控 信息化、自动化已成为衡量电力行业发展水平的重要指标。在电力行业中,工业化的典型标志就是电力自动化,包括了调度自动化、变电站及保护自动化、配网自动化、计量计费自动化、电力市场自动化等电力工业的各个环节。 1 电气自动化控制系统 1.1 集中监控方式 这种监控方式优点是运行维护方便,控制站的防护要求不高,系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理,处理器的任务相当繁重,处理速度受到影响。 1.2 远程监控方式 最早研发的自动化系统主要是远程控制装置,主要采用模拟电路,由电话继电器、电子管等分立元件组成。这一阶段的自动控制系统不涉及软件。主要由硬件来完成数据收集和判断,无法完成自动控制和远程调解。它们对提高变电站的自动化水平,保证系统安全运行,发挥了一定的作用,但是由于这些装置,相互之间独立运行,没有故障诊断能力,在运行中若自身出现故障,不能提供告警信息,有的甚至会影响电网安全。 1.3 现场总线监控方式 现场总线监控方式使系统设计更加有针对性,对于不同的间隔可以有不同的功能,这样可以根据间隔的情况进行设计。 采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外,还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I/0卡件、模拟量变送器等,而且智能设备就地安装,与监控系统通过通信线连接,可以节省大量控制电缆,节约很多投资和安装维护工作量,从而降低成本。另外,各装置的功能相对独立,装置之间仅通过网络连接,网络组态灵活,使整个系统的可靠性大大提高,任一装置故障仅影响相应的元件,不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。 2 综合自动化监控系统应用 2.1 集中模式 集中模式也就是传统的硬接线方式,将强电信号转变为弱电信号,采用空接点方式和4mA~20mA标准直流信号,通过电缆硬接线将电气模拟量和开关量信号一对一接至DCS的I/O模件柜,进入DCS进行组态,实现对电气设备的监控。电气量的采集集中组屏,便于管理,设备运行环境好;硬接线方式成熟,响应速度快。缺点主要有:电缆数量大,电缆安装工程量大,长距离电缆引进的干扰也可能影响DCS的可靠性;DCS系统按“点”收费,不仅投资大,而且只有重要的电气量才能进入DCS,系统监测的电气信息不完整;所有信息量均要集中汇总至DCS系统,风险集中,影响系统可靠性;由于DCS调试一般是最后进行,采用集中模式通常难以满足倒送厂用电的要求;没有独立的电气监控主站系统,无法完成较复杂的电气运行管理工作,不能实现电气的“综合自动化”。 2.2 分层分布式模式 分层分布式模式从逻辑上将ECS划分为三层,即站级监控层、通信层和间隔层(间隔单元)。间隔层由终端保护测控单元组成,利用面向电气一次回路或电气间隔的方法进行设计,将测控单元和保护单元就地分布安装在各个开关柜或其他一次设备附近。网络层由通信管理机、光纤或电缆网络构成,利用现场总线技术,实现数据汇总、规约转换、转送数据和传控制命令的功能。站级监控层通过通信网络,对间隔层进行管理和交换信息。间隔层测控终端就地安装,减少占用面积,各装置功能独立,组态灵活,可靠性高。模拟量采用交流采样,节省二次电缆,降低了成本,抗干扰能力增强,系统采集的数据精度大大提高。系统采集的数据量提高,监控信息完整,能实现在远方对保护定值的修改及信号复归,运行维护方便。分布式结构方便系统扩展和维护,局部故障不影响其他模块(部件)正常运行。设置独立的电气监控主站,便于分步调试和投运,满足倒送电的要求。同时有利于厂用电系统的运行、维护和检修。 3 综合自动化技术发展趋势 3.1 保护、控制、测量一体化 鉴于目前的运行体制、人员配备、专业分工,我国的自动化系统主要采用站内监控采集数据而保护相对独立的模式,以提供较清晰的事故分析和处理的界面。但是从技术合理性、减少设备重复配置、简化维护工作量以及发展趋势等方面考虑,将保护与控制、测量结合在一起会更有优势。 3.2 国际标准的应用 近年来,IED电力自动化方面有了广泛应用。为了实现不同厂家 IED设备的信息共享和互操作性,使厂站电气综合自动化系统成为开发系统,国际电工委员会制定了IEC61850国际标准。为了与国际接轨,国内已经开始了基于IEC61850标准的电气综合自动化系统的产品研发,相信这将是未来自动化系统的一个发展方向。 3.3 以太网技术的兴起 随着电力系统的发展,综合自动化系统需要传输的数据越来越多,对通讯的实时性要求越来越高,以速度快、传输数据量大为特点的以太网满足了这一要求。以太网最典型的应用形式是 Ethernet+TCP/IP。未来的发展应该是在继承了以太网技术的基础上,结合工业过程应用,产生新一代以以太网为核心的现场总线技术。 4 结语 自动化技术在电力系统中的应用越来越广泛而深入,这也使电网管理方式产生翻天覆地的变化。新技术、新理论的应用使一些概念不断被更新和修正,传统的技术界线逐渐模糊,各种原来看似不相关联的技术会彼此融合和渗透,这些推动着电力自动化系统的不断发展和变化。 电力系统工程论文:电力系统工程中IT运行自动化的技术应用 摘要:随着我国经济水平的不断提高,提高了我国电力系统的发展水平。在电力系统工程的建设过程中,越来越多的运用IT自动化技术。IT运行自动化技术作为计算机技术应用领域中的重要组成部分,对于促进电力系统的安全、稳定、快速发展具有十分重要的作用。在计算机发展的过程中,只要出现新技术或者新成果,均会应用在电力系统工程的自动化建设中,电力系统工程的自动化与计算机技术的发展水平有十分紧密的关系。因此,该文针对电力系统工程中IT运行自动化的技术应用进行详细的分析。 关键词:电力系统工程;IT运行自动化;技术;应用 随着我国计算机技术水平的不断提高,带动了我国电力行业的快速发展。在电力行业中,越来越普遍的使用先进的计算机技术,在给电力行业带来发展机遇的同时,还带来了一定的挑战。计算机信息化水平的高低对于电力系统工程建设步伐的快慢具有一定的决定作用。由于电力系统工程的建设主要由发电、输电、变电、配电以及用电等各个方面共同组成,其各个方面与计算机技术有十分密切的关系。例如电力系统中各个级别的电网调度控制中心构建的计算机系统和变电站构建的计算机监控系统等,均与计算机技术有十分密切的关系。该文通过对电力系统工程中IT自动化技术的应用进行研究。 1 电力系统工程IT运行自动化技术的发展现状 伴随着我国经济水平的不断提高,对于我国电力行业的发展水平进行衡量主要运用信息化和自动化指标进行衡量。近年来,我国在不断的加大电力系统工程建设中IT的投资金额,例如在2009年,我国电力行业的IT投资金额约为144亿,和2008年相比,增长了10%。从某种意义上说,IT技术已经逐渐深入到了电力系统工程建设中的各个环节,促进电力系统工程朝信息化、自动化方向发展。在电力系统工程建设的过程中,主要在电网调度自动化、变电站自动化、计量计费自动化、配网自动化以及电力市场自动化等方面运用了IT运行自动化技术。 2 电网调度的自动化 所谓电网调度自动化,指的是对各种信息进行集中处理的一种自动化系统,在以计算机技术为核心的电力系统工程中占据着重要的地位,其通过对各个变电站与发电厂实时电网运行的信息进行设置,运用信道传输的方式,将其传输扫电网调度中心的主站系统中,以便让电网调度工作人员使用。电网调度自动化作为电力系统工程自动化中的重要组成部分,对于电力系统工程的快速、安全、稳定发展具有十分重要的作用。在我国,电网调度自动化主要分为五个级别,按照从高到低的顺序分别是国家电网调度、大区电网调度、省级电网调度、地区电网调度以及县级电网调度。 不管在哪个级别的电网调度自动化,其均与计算机技术有十分密切的关系。电网调度自动化主要由电网调度控制中心运用的计算机网络系统、服务器、打印设备、调度发电厂、工作站、大屏蔽显示器、变电站终端设备、电力系统专用广域网下级的电网调度控制中心以及测量控制等多种装置构成。在计算机环境下,这些装置互相结合,构成自动化电网调度控制系统。其具备实时采集数据、监控电网安全稳定运行、对电力系统运行状态进行估计以及对电力负荷进行预测等功能。 在五种不同的电网调度自动化中,县级电网调度控制中心设备是最小的,对电网设备要求最低,主要运用普通的PC机作为工作站或者服务器。和大区调度电网与省级电网相比,地区电网调度的调度范围与功能比较小,只对某个具体的城市进行电网调度工作。对于国家调度电网和大区调度电网来说,其运用最大规模的计算机设备和容量最大的计算机服务器和网络设备,运用最先进、最高端的计算机技术。总之,不同级别的电网调度自动化,均离不开计算机技术。 3 变电站的自动化 电力系统工程建设的重要环节是为了实现发电厂和电力用户的联系,为了实现这个目的,需要实现变电站的自动化。在没有运用计算机技术时,主要运用人工监视、人工电话操作的方式,实现发电厂与用户之间的联系,这种方式严重影响了工作效率,给变电站的监控功能产生一定的影响。实现变电站的自动化后,有效的提高了工作效率,增加变电站的监控功能,提高了变电站的安全运行水平。变电站在使用计算机技术后,逐渐朝网络化、数字化和集成化的方向发展,广泛使用计算机电缆或者光纤技术。变电站实现自动化,不仅能够完成变电站的运行操作任务,而且还能够实现电力企业的现代化。 4 智能电网技术自动化的特点以及在计算机技术中的应用 4.1 智能电网技术自动化的特点 智能电网技术,指的是以物理电网作为基础,通过运用现代的通讯技术、计算机技术、控制技术、传感测量技术以及信息技术等,所构成的一种新型电网。其对整个电力系统工程进行智能控制,主要包括电力系统的发展、输电、变电、配电、调度以及电力用户等内容。其中的调度自动化系统、稳定控制系统、柔性交流输电以及变电站自动化系统等均与计算机技术有十分密切的关系。其不仅将计算机技术的高效率进行发挥,而且还保证了控制系统的稳定性、变电站以及调度系统的自动化。虽然智能电网建设的目标、重点不同,但是其受到环境、电能质量、安全以及市场等因素的影响,具有自愈性、兼容性、继承性、高效性、协调性以及优质性的特点。其中,兼容性指的是智能电网能够很好的满足适应式发电站与微电网的接入,能够有效的提高需求侧的管理水平,满足不同用户的电力需求;协调性指的是能够实现电力批发与零售市场之间的衔接,增强系统的安全性;自愈性指的是如果受到电网外部或者内部的损害时,不需要运用人工干预的方式,进而有效的保证电网信息的安全性,提高其抵抗病毒的能力,确保电网的安全、稳定运行。 4.2 智能电网技术自动化在计算机技术中的应用 智能电网自动化技术主要包括网络拓扑、新型传感技术、测量技术、信息管理系统、智能调度技术、分布式能源接入技术以及通信技术等。在对智能电网自动化技术进行建设的过程中,主要以计算机技术为主,以具有双向性、实时性、可靠性特点的网络通信技术为辅。 1)通信系统:智能电网的建设需要运用高速性、双向性、实时性以及继承性的通信系统,如果没有通信系统,那么将不能满足智能电网建设的要求。只有在构建通信系统后,智能电网才能对数据信息进行获得、控制和保护。通信系统与电网的互相结合,构成了通信网络,并使智能电网具备应该具有的功能。智能电网在和高速、双向、集成、实时的通信系统相结合后,逐渐形成具有实时获取信息、实现电力交换互动以及动态性的基础设施。建立通信系统,对于提高供电的安全可靠性、提高电网资产利用率以及提升电网的应用价值具有十分重要的作用。 2)网络拓扑:构建具有坚强性和灵活性的电网结构,是促进智能电网未来发展的重要基础。我国通过建设特高压联网工程、直流联网工程以及点对网送点工程,能够有效的改善能源分布不平衡的现象,并对各级的电网规划工作进行优化。随着电网规模的逐渐扩大,电网自身的安全性问题越来越多,需要与计算机网络技术相结合的系统能够有效的解决电网结构出现的各种突发事件。 3)信息管理系统:信息管理系统主要具备信息的采集处理、分析、显示、信息安全以及集成信息等功能,因此,智能电网中需要运用信息管理系统。对信息进行采集和处理,主要包括对分布式的数据信息进行采集、处理;构建实时的数据信息采集系统;对信息资源进行动态共享以及对采集、处理过的信息进行分析等内容。进行信息集成工作,能够将智能电网构建的信息系统的纵向产业链转变为电网信息集成的横向电网信息集成。信息显示系统能够给智能电网的不同用户提供个性化、可视化的界面;信息安全系统能够有效的保证智能电网利益主体的经济效益。 5 结束语 总之,随着计算机技术水平的不断提高,其在现代生活中得到了越来越广泛的应用。在电力系统工程的建设过程中,计算机技术已经逐渐融入到了电力系统工程自动化建设的各个环节,并获得了一定的发展。该文针对电网调度的自动化、变电站的自动化以及智能电网的自动化进行详细的分析,旨在能够有效的提高电力系统工程中IT运行自动化的技术水平。 电力系统工程论文:浅议电力系统工程造价控制 摘要:随着我国经济的不断发展, 电力建设也在快速发展,投资项目的增多,各种各样的投资还在不断地扩大, 原材料价格上涨,建设规模的变化,电力工程的总造价和单位造价也在不断提高。如何合理确定和控制工程造价,使工程造价的增长控制在一定范围内,已成为当前一个重要问题。 关键词: 电力系统 工程 造价控制 前言 企业想要提升自身的竞争力和综合水平,需要做多方面的努力,而实施有效的造价控制,则是重中之重。电力系统工程造价,指的是在某一项电力建设工程当中,所需要的全部的工程费用,也就是该项目有计划地进行固定资产再生以及形成铺底流动基金的一次性费用合计。电力工程造价控制,是贯穿于整个项目的全部过程阶段当中,在项目的投资决策阶段、项目的设计阶段、施工阶段以及竣工的验收阶段当中,都需要进行有效的造价控制和管理,进行全面的控制,以求及时发现问题并且及时改正优化。在电力系统的建设当中,造价的控制将直接关系到企业的经济效益,如何很好地分析现今的主要形势,通过具体的方案提高工作效率、降低工程成本,并且改善服务、逐步地优化资源配置,将对电力系统造价控制起到至关重要的作用和意义,而这也正是电力企业需要进行深入思考的重要问题。 一、设计阶段的成本控制设计阶段的造价控制要综合考虑技术、经济两个要素, 既要考虑技术先进性、安全可靠性, 也要考虑经济合理性, 从根本上有效控制造价。 1推行设计招标制度 目前设计人员在设计时只负技术责任, 不负经济责任, 推行设计招标, 引入竞争机制, 迫使竞争者对建设项目的有关规模、功能方案、设备选型和投资控制等方面做出全面地分析、比较, 用最经济合理的方案参加竞赛。 2 积极推行电力工程限额设计, 有效控制造价推行限额设计是项目法人责任制的一个主要部分, 也是控制工程造价的有效手段, 要想控制造价, 必须大力推行电力工程限额设计。要做好项目投资估算, 项目投资估算是初步设计概算的限额。项目投资估算准确程度直接决定了限额能否实施的主要因素, 因此在项目投资估算阶段, 一定要深入现场, 做好勘查工作。另外, 也要注意估算模型的应用, 考虑国家宏观政策等因素。 初步设计概算是施工图预算的限额。施工图设计阶段, 要根据初步设计概算进行限额设计, 主要应该控制预算工程量。 3增加设计深度, 实行设计考核 如果设计阶段, 没有很好的勘查现场, 没有结合地区实际情况, 往往会造成施工阶段设计变更满天飞, 这是增加工程造价的不确定因素, 也给工程造价控制带来一定的难度。因此, 一方面在配合设计做好现场勘查的同时, 应该对设计实施考核, 在签订设计合同时, 必须规定, 如果变更金额超出施工合同一定比例的, 则扣除一定的设计费, 如果在合同约束的范围内, 要给予奖励。 二、工程建设阶段的成本控制 工程建设阶段是资金投入的最大阶段, 也是资金控制风险最大的阶段, 一方面加强实际成本控制, 另外也要加强隐形成本的控制。 1 加强工程招投标工作。必须按照电力程序做好招投标工作, 招投标工作必须本着三公原则进行, 在评标办法制定上, 也要采取比较科学的方法, 避免选到施工力量差的队伍, 虽然节约了现阶段的资金, 但隐形成本十分巨大。 2抓好合同管理, 减少工程索赔。在施工阶段成本控制的关键是对工程变更实行有效控制。避免施工单位“低价中标, 索赔赢利”。一方面要严格合同管理, 按合同办事; 另外, 要做到事前把关, 主动监控。 3严格审核工程变更, 加强现场工程量签证的监督和管理。要减少设计变更, 首先应严禁通过设计变更擅自扩大建设规模, 提高设计标准, 增加建设内容; 其次, 及时核算有关设计变更的造价,对于有问题或者费用偏高的项目可重新考虑, 进行多方案比较, 不能一味求快, 而应求精。对于现场工程量签证, 必须要四方签证,而且务必是实现量化。 4物资采购阶段的成本控制 材料是工程造价的主要组成部分之一, 它对工程造价的影响巨大, 合理的材料价格是控制工程造价的基础。 (1) 推行阳光采购, 减少中间环节, 保证质量。要认真做好设备的选型, 充分听取设计、建设、调试等各方意见。另外, 要严格按照招投标办法实施, 推行阳光采购, 保证材料质量和送货进度等。 (2) 从技术措施上展开项目投资的有效控制。对主要施工技术方案做好论证的基础上, 广泛应用新材料、新工艺、新办法等等,选用新工艺、新材料, 是提高劳动生产率和缩短工期的有力保证。 5加强概算预算阶段成本控制。概算预算阶段的成本控制主要是提高概预算人员的素质, 避免工程量计算错误或者计算程序错误、对施工不熟悉等因素产生造价计算产生偏差, 造成成本的增加。工程概预算人员不但要熟悉概预算知识, 而且要熟悉工程建设全工程。 6加强资金使用阶段成本控制。资金使用阶段的控制主要是按照合同合理拨付资金, 避免由于资金拨付产生的违约金。另外, 要做好年度财务决算和竣工决算。 结算阶段造价控制 1在结算阶段当中,相关的工程工期都存在有工期较短、任务较重等特点,在设计概算等方面,也存在有深度不够等因素,容易在实施的过程之中发生较大程度的工程量变。施工的企业在投标报价之时采用概算中标,在施工阶段当中就容易产生较大的量变。所以,针对以上的这些问题,就需要施工的企业进行合理的施工组织,将节约成本的观念和意识贯彻到每一个工作的细节当中,在管理上要突出效益。 2施工过程之中还需要经营管理的相关员工和技术人员以及机械材料人员等相互配合和了解,将经济管理作为工作的核心内容,切实地节约工程成本,控制造价。在当前,施工企业往往都在这些方面有所欠缺,经营管理方面存在有诸多的问题,其中的重要环节都处于脱节的状态。同时材料、机械等各自为政,没有有效的联系和相互之间必要的了解,这也就造成了极大的成本流失,对于造价控制的影响可想而知。所以,需要正视其中存在的问题,提出合理的改善解决方案,真正意义上达到造价控制的要求和规范,从实际的角度出发,保证企业的经济效益最大化。 现如今,分包队伍普遍存在有技术力量差、人员素质较低、鉴证过于草率以及对计划的额定内容不熟悉等缺陷,而这些方面的问题都有可能会造成人工费用的流失,造价的加大。在实际的操作当中,材料人员的订货量一定要根据实际的要求来进行控制,订货量要进行及时的反映,特殊材料的价格要得到相关部门单位的认可,以此来保证预算调整能够得到有效的控制。 最后一个方面,工程造价的资料整理,其主要内容包括有工程实施当中产生的一系列相关的现场记录、使用的材料记录、单价结算依据以及结算资料价格信息等,工程造价资料是造价分析结算当中的重要依据,对于业主而言,需要对其中不同类型的造价资料进行统一的整理,并且进行分类保存,以此来作为企业内部造价分析控制管理的重要依据。 结束语 电力工业是资金密集型产业, 电力工程建设是一项复杂的系统工程, 如何在确保建设工期和工程质量的前提下,合理控制工程造价,是电力基本建设一个永恒的主题。近年来,电力工程造价上涨较快,资金筹措难度很大, 工程造价水平已成为影响电力建设健康发展的关键,因此,控制工程造价的问题显得尤为突出。现在, 新开工的电力建设项目都实行项目法人责任制,由项目法人对电力工程项目的立项策划、资金筹措、建设实施、生产经营、贷款偿还和资产保值增值实行全过程负责, 并承担相应的风险责任。项目法人只有加强项目在各个阶段的管理,才能有效地控制和降低工程造价。
计算机技术在农机管理篇1 随着我国农业生产的技术水平不断提升,农业机械的使用量不断增多,为保证农业机械化生产的有序进行,提升农机管理的工作能力十分重要。现阶段,计算机技术已经应用到社会生产的各个领域,将计算机技术与农机管理工作有效融合,有利于农机管理工作方式、流程和实际职能的优化。 1计算机技术在农机管理中的应用 1.1在管理工作中的应用 利用计算机技术能够有效整合农机管理各个部门之间的业务内容、工作量,实现同性质的类似工作采用合并流程的方式进行实施,显著提高农机管理的工作效率。同时可引入规范的农机管理办公软件,将各个部门的工作任务、农机实时信息、农业生产运行情况、生产事故问题等内容通过待办事项的形式直观体现在工作人员面前。管理人员可以通过计算机软件或相应的手机端APP实现便捷的联系,加强了部门之间的协作能力,使农机管理工作向着高效化和集成化发展。 1.2在生产决策中的应用 随着农业生产形式的不断优化,我国现阶段的农业生产已经由传统的落后局面向着大面积连片的高效经营模式转变。利用计算机技术结合信息技术有效获取农业机械数量、机型占比、地区生产条件、作物品种、经营规模的数据信息,利用计算机技术帮助机械化生产进行管理,并指导生产经营单位合理优化生产模式与经营方向,确保我国农业生产的总体格局。 1.3在农机档案管理中的应用 计算机技术的引入,使农机档案管理摆脱了传统的人工记录模式,使档案信息的查阅和相关信息的处理变得更为便捷,计算机技术能够在信息技术的支持下及时获取农机装备的使用年限、保养情况、年检情况、补贴项目工作情况、事故记录情况等信息,便于对农机车辆的管理,也能够更方便的查询与联系农机购买者,规范农机的年检及牌照、驾驶证发放考核等工作,对于老旧农机也能实现及时报废,避免影响生产质量和安全问题的发生。 1.4在农机事故处理中的应用 对于农机事故的处理,普通的事故问题能够通过工作人员上传肇事农机信息及主要事故责任人信息实现快速处理的效果,而对于肇事逃逸等复杂案件,也可利用计算机技术结合目击者描述的车牌号、农机特征等信息快速找到责任方,增加执法工作的效率和破案率。 1.5在农机维修管理中的应用 通过将农机维修站点的信息录入计算机系统,能够方便的对农机维修企业进行规范化管理,在系统中便捷查询执照信息、维修人员组成、维修人员资质,对于维修质量不达标或年检不合格的维修点,及时予以停业整顿。 2计算机技术对农机管理的积极影响 2.1显著提高了农机管理的准确性与便捷性 计算机技术的引入使农机管理相关信息的收集与录入工作变得更加精准,且农机信息经长期工作更为完整,计算机系统及辅助工作软件能够及时、准确地提供和反馈有关信息,有利于农机管理人员和领导者做出准确的决策与科学部署。且在农机管理实施过程中,相关信息的检索与查询变得更为便捷,对于农机事故处理能快速查找类似事故处理方式,对于农机年检能及时调取农机信息,整体的管理流程更为顺利且高效。 2.2使管理工作变得更为细化和科学 利用计算机技术进行管理,农机信息和驾驶员信息能够形成网络化的数据链,管理部门对于各地区的农机保有量、驾驶人员变动情况、检审情况,能够便捷的实现调取与统计,使农机管理工作的覆盖范围更广,不同部门之间能够有条不紊的实施工作,且办公系统使各部门的工作更为直观,在信息高速传递和资源共享的支持下,管理工作人员与农民的联系更为紧密,工作的开展也更为科学。 2.3有利于提高农民科学使用农机的积极性 通过计算机技术的引进,农机管理人员对于每家每户的农机信息和家庭信息都能在第一时间提取并了解,使管理人员在管理工作中与农民的沟通更加容易,且免去了很多事先了解情况的过程,容易提升农机管理人员在农村地区的形象和地位,农民更容易了解科学使用农机的必要性,良好管理工作有利于提升农民对管理工作的重视程度,无形中规范了农机使用的整体环境。总而言之,农机管理部门应在做好本职工作的同时,积极地与新技术和新思维相结合,探索信息化、高技术化的工作新模式,通过计算机、网络技术、信息技术的融入,努力提升整体的工作能力,使农机管理工作更加符合行业需求,也更符合农民的期望,确保农机管理工作有效推动我国农业机械化的快速发展。 作者:沈宇 单位:集贤县农村机械化服务中心 计算机技术在农机管理篇2 如今,国内的农业生产技术发展水平不断提升,农业机械设备的使用数量也不断增加,为了保障农业机械生产的有序开展,对农业机械管理体系的有效性进行提高就显得非常有必要。计算机技术已在不同领域中得到普遍的应用,将计算机与农业机械管理体系融合,可以一定程度上促进农业机械管理效率的提升和流程的简洁化,给其实际应用带来更多的便利。 1农业机械概述 1.1农业机械的制造 在传统形式的农业机械设计与制造的过程中,大多是工作人员结合经验开展相关工作,制造工艺的科学技术含量相对较低,所制作出的机械设备也较粗糙和简陋,在实践生产活动中也存在很多的问题。如今,科学技术水平不断提升,在设计农业机械的过程中,需要充分发挥计算机技术的作用,满足当下不断变更的机械设计要求,同时彰显计算机技术的优势。除此之外,计算机技术的应用可以帮助工作人员将农业机械设计数据控制在一定范围内,提升制造的精度。借助计算机体系软件设计和制造机械零部件,能量化处理设计的依据,修正与模拟机械设备,为农业生产活动的顺利有序进行奠定基础[1]。 1.2农业机械的维修 在设计和制造农业机械的过程中,需要积极应用科学信息技术,进一步提升其科技性和科学性。在运用信息科学技术的过程中,也可能出现一些故障,故障类型与频次的增加也是信息技术体系优势无法充分彰显的阻碍,使得农业机械器具维修难度增加。相关工作人员需要对此予以高度重视,不断优化传统的工艺技术,借助信息科学技术对现有体系进行完善和创新,确定设备的故障原因,在最短的时间内抢修设备,这有助于节约人力、物力,能够在保障工作品质的基础上提升工作的实际效率[2]。此外,GPS定位体系也能够被运用在农田开沟的过程中,实现直线控制设备的效果。 1.3农业机械功能的实现 农业机械逐渐从单一朝着复杂和精细的方向发展,这促使农业生产系统便利程度得以有效提升,从定量的角度上合理控制播种量。此外,借助计算机的精准计算功能可以避免很多因人工操作而导致的问题。相信随着计算机技术的深入运用,我国农业体系将会实现进一步的发展。 1.4农业机械作业品质的监控 传统意义上的机械设备作业品质监控工作指的是在完成农业机械工作之后,借助人工对农业工作进行检测及质量监测。比如,对漏播率、播种的密度与脱粒效果等展开质量监控,这些都是在农业机械作业后再开展的抽样检测工作,可以分析农业机械设备作业品质,但是无法实时监控农业机械的作业状况。计算机技术的应用使不同时刻的农业机械作业状况能够被实时监测,同时能够借助人工干预或者是自动调节的方式,调整与管理农业机械,在发现问题之后及时干预维修。在规模比较大的田块中进行开沟操作时,能够应用计算机技术确定田块两端的A、B两个端点,借助GPS技术对拖拉机的方向和路线进行实时调整,从而解决直线开沟的问题。如今,大部分农场借助物联网技术对部分区域的实际作业状况进行了监控,同时能够及时发现相关问题并解决。 1.5农业机械的信息管理 信息管理工作包括收集与分析农业机械信息,还包括对其内部信息的反馈与存储等,需要借助计算机管理体系对其进行管理。如今,功能更为强大、覆盖率高同时层次深的农业机械计算机管理体系已经受到了农业机械单位以及相关部门的高度重视与关注。在农业机械管理工作体系中,计算机技术的创新既是机遇也是挑战,可以为农业现代化、机械化的发展创造广阔的空间,具有良好的发展前景。 2农业机械管理水平的提升途径 2.1国民经济的信息化 在新的时代背景下,国民经济体系信息化水平的提升是不同行业落实现代化举措的关键所在。同时,需用合理的措施对不同具有服务性质的组织予以政策的扶持和鼓励,使农业机械信息化网络得以被创建出来。虽然如今计算机技术在农业机械管理过程中得到了一定的应用,信息化建设体系的成果逐渐凸显,但是其整体水平依然有待提升。如何深入地在农业机械管理过程中应用计算机技术值得被进一步关注,以提升农业体系的现代化水平,使农业机械管理信息化水平进一步提高[3]。 2.2农业机械信息网络体系的创建 农业机械信息网络体系的创建与不同等级政府以及国家的投入存在直接的联系。首先,需要站在政策的角度上进一步加大在农业机械信息化建设方面的投资,借助多样化形式与渠道筹集农业机械信息化建设的资金。其次,不同等级的领导人员需要进一步强化信息化的农业机械管理意识。在农业机械管理体系中,农业机械信息网络的创建是非常关键的途径。最后,需要统一规划,设立信息网络系统,使信息联网体系得以有效落实,待到条件成熟之后拓广农业机械信息网络的范围[4]。创建中心数据库体系,就能够联合农业机械信息机构,解决如今的信息体系横向联系不足的问题,采集国内外机械信息与关键技术,从而有效满足农业机械体系的要求。 2.3垦区农业机械信息网的创建 如今,在创建垦区农业机械信息网的过程中,需要面对的首要问题便是信息品质不高、共享性相对较差、内容有所重复。农业机械数据库体系并不只是为单机服务,农业机械信息网络体系并未形成。因此,农业机械信息资源体系需要进一步提升信息品质,激发信息的潜在价值,使数据库的内容能够满足不同类型农业机械户的需求。除此之外,还需要解决信息标准化等问题,提升系统的兼容性,共享信息资源。农业机械体系信息化建设需将硬件建设与软件开发两个方面作为切入点,为技术与实力水平比较高的系统提供必要的支持,使系统的规模与技术水平能够得到进一步的提升,提高软件体系的开发水平,合理规划软件工程,稳定软件体系的环境。 2.4计算机技术人才的引进与培养 为了进一步提升农业机械信息化水平,需要使现代化的农业机械管理能力水平得到进一步的提升,人才是整个农业机械信息网络体系的关键环节。在应用该体系的过程中,素质水平比较高的创新性人才与专业能力强的队伍是关键保障。因此,需要加强对信息化人才的培养。对此,可以在大专院校中专门开设农业机械信息化专业,加强农业机械人员信息技术水平的再提升,强化农业机械设备的管理,使工作人员的专业优势能够被充分发挥出来;还需要加强对与现代化农业体系发展需求相适应的新型农业机械户进行培育,使其能够借助信息技术提升经济效益。 3计算机技术在农业机械管理中应用的积极影响 随着计算机技术的深入使用,管理体系也需要积极创新。比如,农业机械管理准确与便利程度的提高、管理工作细化、农民积极运用农业机械设备设施,使得计算机技术能够在农业机械管理体系中发挥出巨大的作用。 3.1提升农业机械管理准确与便捷性 计算机技术的引进能够使农业机械管理体系中的信息收集以及录入等相关工作内容变得更加精准与有效,同时农业机械信息逐渐朝着更加完善的方向发展,计算机技术与辅助性质的软件能够及时收集与反馈相关信息,这有助于相关农业机械管理工作人员与领导人员做出更为准确与科学的决策与部署。在进行农业机械管理工作的过程中,信息检索与查询过程的便捷性得到提升,能够有效处理农业机械事故,快速调取农业机械年检等相关农业机械信息,使管理工作的流程变得更加有序与高效。 3.2细化科学管理工作 在农业机械管理体系中,计算机技术的运用能够使农业机械信息与相关操作人员的信息之间逐渐形成网络化程度更高的数据链条,管理部门能够调取并且统计不同区域内农业机械设备的质量、操作人员变动的情况、检验与审核的情况等,一定程度上能够使农业机械管理工作覆盖范畴得到进一步扩大,部门体系内部工作能够有序地开展,同时办公体系能凸显出部门工作的直观性。随着信息传递速度的优化,资源信息共享水平得到提升,管理人员与农民之间的联系越发紧密,从而不断提升农业机械管理工作的科学水平。 3.3提升农民使用农业机械的积极性 计算机技术的引入使农业机械管理体系得到进一步优化,农业机械体系管理工作人员能够在第一时间对相关农业机械信息及与其对应的家庭信息进行提炼与了解,使管理工作人员与农民进行沟通的过程更为顺利,免去了解农民应用农业机械情况的流程,让农民能够对科学应用农业机械设备体系的必要性进行深入的了解。另外,优质的管理工作也能够使农民对农业机械管理体系予以更高的重视程度,从而提升农民使用农业机械的积极性。 4结束语 农业机械管理部门人员在完成本职工作的基础上,需要在新时代背景下积极地促进新技术与思维的有效融合,探索出信息化与技术水平更高的创新工作模式,借助计算机与信息技术的有效融合,进一步提升自身的工作能力水平,使得农业机械管理工作能够与行业未来的发展需求更加相符,与农民预期相符,促使农业机械管理体系能够进一步提升国内农业体系的机械化水平,为农业体系的全面发展提供保障。 作者:张姝 单位:阜新高等专科学校 计算机技术在农机管理篇3 0引言 随着我国总体科技水平的快速提升,传统的机械相关行业正快速向自动化和智能化转型,大量的智能生产加工设备、汽车、医疗器械与现代化的计算机技术实现融合,使机械装备的工作精度、使用便捷性、工作合理性明显提升。相对而言,农业机械的自动化与智能化的发展缓慢,在我国,受到农业机械使用环境和使用群体的限制,农机企业开发的产品更倾向于人工驾驶的机械类产品,农机产品与计算机、数字控制等先进技术结合仍不充分,与智能加工、汽车等行业相比相差甚远。与发达国家的农机技术相比,我国农机技术的现代化程度已明显不足,尽管近年来农业机械的普及率不断上升,但平均技术水平不足成为制约农机化生产的新短板,如何在“增量的同时提质”是农机行业发展必须要思考的问题。 1农机与计算机技术相融合的必要性 1.1计算机技术是农机自动控制的核心 现代化的农业机械要向更加智能的方向发展,在提高电气化成度的同时离不开计算机技术的控制功能,自动化农机很多功能实现离不开计算机技术的支持,例如各个零部件的转速、位置、功能是否正常,在自动控制过程是需要计算机的系统和运算能力进行保证的,利用计算机处理复杂农机设备参数和故障监测相对于传统的人工监测更加高效精准,有利于农机自动控制功能更好的实现。 1.2计算机技术是替代人工决策的关键 现代的计算机技术具有良好的逻辑判断能力,其能够利用农业机械的功能、作业状态、农田信息等代替人工进行生产决策,例如对不同功能农机进行工序安排、提高农业生产效率,或应用于生产过程中辅助驾驶人员进行决策,给出决策建议,降低农机驾驶员的劳动强度[1]。 1.3计算机技术能突破传统生产模式制约 计算机结合大数据技术能够全面改变农业生产模式,计算机应用于农机化生产的方方面面后,能够实现利用计算机管理全部的农机产品,并将农业生产与农作物长势、病虫害、气候变化等众多数据相结合,提高生产实施的科学性。 1.4计算机技术是功能扩展的基础 从计算机技术的应用来看,其能够与大部分现代化技术良好融合,例如电气技术、通信技术、网络技术、卫星定位技术等,计算机技术在农业机械上的广泛应用为未来农业机械的功能进一步扩展提供了可能。 2计算机技术在农业机械中的应用 2.1卫星定位与导航 卫星定位与导航是现阶段农机合理化作业以及未来农机发展的必要功能之一,其能够实现对农机位置的高精度定位。在定位功能实现的过程中,需要通过计算机系统统计农机上装备的卫星定位终端与所搜索到的卫星之间的位置数据关系,并利用运算初步定位,再通过与农机附近田地的卫星基站进行位置纠偏运算,能够实现对农机位置的精准定位。在精准定位功能的基础上,为进一步提高农机行驶的合理性,导航技术广泛应用到了农机化生产中,计算机技术能够利用卫星定位数据与农田边界信息进行农田作业路线的规划,可指导驾驶员进行精确的行驶,并根据地理信息系统的数据规避障碍物和不良地形,驾驶员通过导航屏幕的指引能够实现高精度的农机驾驶操作(图1),有效避免行驶路线偏离和行驶路线重复问题[2]。 2.2视觉识别及数据获取 在农业机械上安装视觉设备的目的是使农机能够模拟人的双眼,从而提高对环境的认识能力。视觉识别看似是增加了一个或多个摄像头,但摄像头仅为视觉图像的获取装备,要实现视觉识别的功能,必须依靠计算机技术对获取的图像数据进行复杂的处理。在进行视觉识别的过程中,摄像头在获取图像信息后将其传输到计算机系统中进行处理,计算机需要完成以下的工作任务,一是对图片进行色彩处理,根据不同的RGB选项生成多个图形;二是去除图形中的非重要元素;三是识别图片中的关键信息;四是确定识别目标并将其定位和凸显;五是验证目标的有效性,并生成空间坐标数据;六是将识别的信息进行输出或存储,用于指导农机作业。基于计算机技术的视觉识别能显著提高农机田间形式的避障能力,并有利于同步获取田间信息。图2为约翰迪尔研制的番茄采摘机器人,其利用视觉识别技术实现对番茄的定位[3]。 2.3智能农机的开发 农业机械未来发展的大趋势是智能化,而实现智能化的要求是农机的无人监管作业,要求农机不仅能实现农业作业的自动化,还需要实现自主管理、生产决策等功能。随着农机智能化相关研究与产品开发的深入,农机技术与电气、通信、视觉、卫星定位、遥感等众多技术相整合,而连接一切技术的控制与运算核心就是计算机技术。利用计算机技术,农业机械在强大的运算支持下能实现自主驾驶、环境识别、内部感知等全部功能,并能将各个功能的相关信息与数据进行结合,使农业机械配备的智能功能成为一个整体,实现农机的高度智能化作业。图3为日本研发的农用智能行驶平台,其利用计算机技术控制该设备的全部功能,实现了全程的无人化行驶与动作执行。 2.4智慧温室大棚开发 近年来,我国温室大棚实现了技术上的全面升级,温室大棚的智能化程度得到了显著提升。现代化的智慧大棚是先进技术的集合体,其利用计算机进行大部分功能的集中统一管理。在计算机的控制下,一方面,能够对大棚内部的温度、湿度、光照、肥力、病虫害等数据进行统计,另一方面,更够通过对数据的分析处理做出决策,指导自动控制设备执行遮阳、增湿、灌溉、施肥、药物喷施等大棚生产任务(图4)[4]。计算机技术的应用,促进了智慧大棚的无人化生产,帮助生产管理人员降低劳动量,同时,利用人机交互功能,管理人员还能便捷地更改大棚的相关数据,计算机能及时修正相关控制参数,并采用新修改的方案执行控制。 3计算机技术在农机设计制造的应用 3.1CAD图纸设计 CAD是现代机械设计的一次重大变革,其实现了利用计算机开展机械产品的图纸设计,相对于传统的人工绘制图纸,利用计算机绘制的图纸具有易于复制、查询、保存、修改等优势,尤其对于农业机械的设计与开发过程而言,需经过多年周期反复的试验、改造、优化,CAD图纸的高效率优势得到进一步凸显。以现阶段应用最多的AutodeskCAD软件为例,其不仅能够实现计算机的常规绘图,还配套有多种数据库,能够实现中国标准、国际标准等多种零件的直接调取,显著提升工作效率,且AutodeskCAD能够实现自动面积计算、公差智能标注、辅助力学计算等功能,其生成的平面图纸可直接用于部分平面零件的数控加工,有利于提升生产便捷性[5]。 3.2三维模型化设计 对于复杂的中大型农机装备,其结构复杂,零部件众多,常规的二维图纸设计开发,常出现生产制造后错误多,安装、使用过程零部件间配合不合理等问题,且很多平面图纸设计完成后很难实现机具效果的直观展示,需等到样机制造完成后方能进行整机的检查与错误调整,常造成生产制造中的材料浪费和成本提高。计算机三维设计软件的应用有效解决了农机产品设计过程直观性不强的问题。利用现阶段应用广泛的三维机械设计软件,如SolidWorks、PRO/E等,能够实现单独零件建模后的预装配,并在装配过程中解决设计中存在的配合不当、结构不合理、零部件运转干涉等问题,空间展示更加直观合理,便于设计成果的汇报、讨论与优化。同时,三维图形能够快速生成平面图纸,并实现三维图形与图纸的直接关联,零部件修改和技术升级时只需修改三维图结构即可实现平面图纸的联动修改,工作效率得到大幅提升。三维建模软件在农业机械设计中的应用,有效加速了产品的开发过程,有利于先进技术产品快速投入市场。 3.3设计过程的仿真分析 仿真分析是在农业机械三维建模的基础上实现了新功能,利用ANSYS、ADAMS等计算机软件将三维模型导入后,能够对零部件进行材料、受理等多项参数设计,利用计算机强大的运算能力进行机械结构的强度、刚性、受力状态、运动状态、塑性变形等进行数据分析,并生成直观的数据图。设计人员可利用仿真分析的结果进行设计优化。与传统的人工受力计算和试验验证相比,计算机软件仿真分析节省了大量的人力物力,能有效减少设计过程中选材不合理、零部件强度不足或零部件尺寸设计过大等问题,能实现在生产加工前对农机产品关键零件的进一步验证,及时发现和改正设计的不足之处,提高农机产品的可靠性[6]。 3.4虚拟制造与工艺优化 在农业机械生产加工的过程中,传统的农机数控制造过程通过试制零件完成生产工艺的优化,此过程常产生大量废品,造成了材料浪费和生产加工时间的延长。利用计算机软件对数控加工过程进行模拟,能便捷地验证加工过程程序编制的正确性,并在此过程中进行加工工艺的修正,有利于提高试制零件的成功率,缩短生产制造周期,节约生产材料与成本,并提升加工制造的质量。 4结语 综上所述,计算机技术能够对农业机械的功能及产品开发制造的过程产生积极的提升作用,尤其在自动化与智能化的新时代,农机企业应当做到与时俱进,积极转变传统的产品开发、设计、制造理念,将计算机技术应用到设计、制造及农产品的功能升级上,利用现代化的计算机技术全面提升农机企业的产品竞争力,实现国产农机技术智能化升级。 参考文献: [1]刘正波.计算机智能化技术在农业机械中的应用[J].电子技术与软件工程,2021(14):117-118. [2]姜宇.计算机技术与农业机械现代化的关系[J].化纤与纺织技术,2021,50(7):101-102. [3]阳敏辉.计算机视觉技术在农业机械中应用的研究[J].农业技术与装备,2019(8):23+25. [4]知乎.智能温室系统介绍[EB/OL].[2020-10-10.]. [5]梁秀娟,嵇海旭.农业机械设计中数字化设计技术的应用研究[J].中国设备工程,2021(16):242-243. [6]刘馥,于文强.计算机辅助技术在农业机械设计中的应用[J].南方农机,2020,51(24):42+50-51. 作者:姜旭鹏 单位:黑龙江省农业机械工程科学研究院
电子信息科学与技术专业论文:对电子信息科学与技术专业发展前景的探讨 摘 要:电子行业的飞速发展、信息技术的迅速应用,使以它们为代表的“知识经济”大潮席卷全球,成为当今世界经济增长的主要推动力量。 关键词:发展;前景探讨;电子技术 如今我们身处的这个信息时代,当然不能缺少信息科学与技术这方面的人才,而电子信息科学与技术的专业前景是不错的。展望未来,电子产业(包括方兴未艾的光电子专业)还将继续站在世界技术发展的最前沿,一如既往的带动全球经济的发展。 一、本专业的主要研究方向和未来发展 电子信息科学与技术专业,主要从事以下领域的研究:通信与广播电视、厘米波与毫米波技术、传感与自控、雷达技术、电磁场与微波技术、数字信号处理技术、超导电子学、超大规模集成电路及集成电路系统的研究、微电子技术、电子离子光学与计算机辅助设计、信息显示、光电子技术和真空微电子学、传感技术与应用系统等方向。 专业基础课程为高等数学、线性代数、计算机编程语言、英语、电路分析、模拟电路、数字电路等。 专业主干课程为电路分析基础、模拟电路、数字电路、高频电路、计算机语言与程序设计、数据结构、微机原理与应用、单片机原理与应用、信号与系统、数字信号处理、电磁场理论、数字图像处理、信息论基础等。 我国信息产业部部长吴基传曾经在“信息技术与微电子产业发展研讨会”上表示,未来10年是我国发展微电子产业的关键时期,国家将微电子产业作为重中之重,优先扶植发展。而大力发展以电子信息技术为先导的高科技产业及用高新技术改造传统产业无疑是国家加速结构重组进程的重要手段。现在电子信息产业对GDP的贡献也逐步提高,邮电业产值占GDP的比重,就由1994年的1.10%上升到1998年的3.03%。电子信息产业已经逐渐成为我国最大的产业,成为推动国民经济成长的主要动力。 麻省理工学院是世界上最早开设电子信息学专业的学校,并且一直与世界最新科技发展保持同步,取得了许多科技成果,培养出了许多著名人士,例如我国搜狐的总裁张朝阳就是从麻省理工学院毕业的。我国最早开设本专业的是清华大学,并且也取得了一系列的成果。我国电子信息科学与技术专业1999年招生34342人,占招生人数的2.24%,并且每年的招生人数还在不断增加。 二、本专业在国防及国民经济中的应用 毋庸置疑的是,信息技术无论是在国防还是国民经济中都起着相当大的作用。据我比较了解的通讯行业和信息产业来说,人们常用一日千里来形容。 在通讯行业中,十几年前手机还是人们炫耀的资本,计算机还是不为人们所熟识的陌生物,但是今天,手机和计算机已越来越多地走入寻常百姓的家庭,渐渐地成为人们生活的必需品。这期间,微电子技术、数字信号处理技术、模拟电路、以及集成电路系统等都得到了很大的发展。十年信息技术的飞速发展,不光令人们诧异,更让人们看到未来的希望,下一个十年会是什么样,没有任何人可以精确地做出预测,因为发展的速度大大超出人们的想象。 而信息产业可谓是国家鼎力支持的一个产业,几年前部委改革时就单独成立了一个信息产业部,而且信息产业部的地位一步一步地在提高,这当然不是国家行政干预的结果,而是政府积极适应市场的一种行为。国家已经预见到信息产业的高速发展,而且预见到信息产业在未来经济地位中重要作用,所以国家积极调整政策,以顺应这种发展的趋势。国家对信息产业的大力扶持可以说就是对电子信息科学与技术毕业生的最大鼓励与帮助,一个很简单的道理,市场做大了,信息产业对人才的需求自然也就增多了。虽然从根本上来说是市场自发运作的结果,但国家宏观政策的引导也是功不可没。对于高速发展的信息产业来说,人才可说是必不可少的润滑剂;同样的,迅速扩大的信息产业市场也为越来越多的毕业生提供了广阔的就业市场。 毕业后从事任何与电子信息通信领域相关的工作,就业前景广阔,社会需求量大,可以成为: 通信系统设计工程师――各种有线及无线通信系统的研究、设计、开发、管理与维护工作。 电路设计工程师――各种电子电路、设备及系统的研究、设计、开发、管理与维护工作。 计算机开发人员――计算机应用领域的软硬件开发。 信息技术已是经济发展的牵动力量,而在关系到一国生死存亡的军事领域,电子工业更是扮演着举足轻重的角色。现代战争越来越向高技术、信息化的方向发展,电子战已经成为杀伤敌人的一种强大手段。任何国家都不想在全球的信息战中处于被动挨打的地位,包括我国在内的世界上比较有“实力”的国家,对于信息技术的投入都非常大,即便是非常“烧钱”的电子信息科学与技术专业,国家也不惜重金投入,以期在新时代经济及战略争夺中居于主动地位。下面我就谈谈本专业在当代军事高技术中的应用。 当代军事高技术主要可分为六大类:信息技术、新材料技术、航天技术、生物技术、新能源技术和海洋技术。电子信息科学与技术主要在信息技术中发挥着巨大的作用。例如军用微电子技术,其核心是集成电路技术,是使电子元器件及由它组成的电子设备微型化的技术。随着微电子技术发展水平的不断提高,做出的集成电路芯片也越来越小,集成度和性能越来越高,这使军用电子设备水平不断提高,更加小巧,灵活和精确。除此之外,由于在各种现代武器系统中,雷达仍是信息获取和精确制导领域中最重要的装备。特别是在广大的作战地域内,及时、准确、全面地获取各种目标信息,雷达的作用是不可取代的。破坏了雷达工作,也就破坏了整个武器系统的重要信息来源,很可能使其成为“聋子”、“瞎子”,这对于取得军事的优势,无疑是非常重要的。海湾战争中,以美国为首的多国部队凭借高科技的优势,从战争开始前数周到战争结束,对伊军整个地区进行了连续不断的电子侦察和强大的电子干扰,不仅使伊军所有的雷达都无法正常工作,通信中断,指挥失灵,甚至成为各种反辐射武器直接攻击的靶源,损失惨重。这场战争仅持续两个月,双方的人员损失分别为百余人比数十万人,开创了世界军事史上的奇迹,也充分展示了现代高科技战争的威力。 想要学好本专业,关键还是在于自己。虽然早就有人说电子信息科学与技术专业不好学,课程又多又累。但是无论是什么专业,当你投入所有的心思与精力去学时,你就一定能学好。职I学校的学习环境与高中的学习环境并不一样,面对各种诱惑,必须具有自制力与自觉性,才能在职业学校中学到你真正想要的。 电子信息科学与技术专业论文:电子信息科学与技术专业校企合作办学教学改革的探索 摘 要:该文介绍电子信息科学与技术专业校企合作办学将从三个方面进行教学改革,课程体系改革、教学内容改革和教学方法改革,以提升人才培养的创新精神与实践创造能力。 关键词:教学改革 实践 创新 课程体系 该校电子信息科学与技术专业是校企合作办学的专业,传统的教学模式已不能满足人才培养模式的需求。因此我们在课程体系改革、教学内容改革和教学方法改革等诸多方面尝试课程教学改革和实践模式的创新。 1 课程体系改革与创新模式 电子信息科学与技术从专业特点和专业培养目标上,建立了一系列互相联系又相对独立的课程,即基础理论课程、实践技能课程及创新实验课程。 1.1 建立新的学科课程体系,完善人才培养方案 根据电子信息科学与技术专业的人才培养目标设置了学科基础课程模块和专业课程模块两个课程体系。学科基础课程模块主要是必修的基A类课程,比如电路分析、模拟电路、数字电路等。专业课程模块涉及专业类别的基础课程、专业实践课程和专业任选课程。创新培养方案,力主培养学生的职业技能和创新思想,紧跟社会发展步伐和企业发展需求,创新设置课程内容,合理分配课程与课时,做到基础课程新颖。专业基础与专业课程实用创新,把重点放在培养学生技能训练和创新能力上,从而建立能提升学生实践能力和创新能力为主的新课程体系。加大了实践教学课程在教学中所占比例,制订完善的实践教学环节及合理的教学计划,加强理论教学与实践教学的结合,强化理论联系实践的教学理念。 1.2 合理安排课程结构比例,提升学生实践创新能力 根据专业特色、需求设置调整课程,整合、更新教学内容,修订教学大纲,实现校、企融合,让学校的教师更多的参加企业的培训,同时让企业的人员更多地参与到教学中。增加教学活动形式、提升教师队伍素质,全面提高教学质量。将实践教学列入教学计划,一并纳入教学大纲。实践教学可分为校内实践和校外实践,校内可开展综合课程实践教育活动和专业综合设计课程训练,校外实行校企合作,走进企业开展与专业知识相结合的社会实践课程。校内所讲授的基本专业知识和基础实践知识,为学生的基本专业技能应用和专业素养的提升打下坚实的基础。 1.3 科学构建实践教学体系,合理安排教学内容,提升综合实践能力 理论教学和实践教学二者是紧密联系,相辅相成的。按照电子信息科学与技术专业人才培养的要求,精心设计课程体系,以提高学生的基本能力、专业能力、综合应用能力。形成创新思想与技能融会于实践教学内容中,即实现了基础实践课程、专业实践课程、综合设计实践课程的融会贯通,也培养出了人才。让创新和实践能力贯穿于整个教学实践过程中,使教学与实践相结合,从而激发出学生的学习兴趣爱好,扩展了视野。 2 全面改革教学形式与创新教育模式 新课程体系改革围绕知识服务企业、服务社会经济建设发展需求,通过以校企合作办学培养人才这一目标,走出一条专业基础知识结合企业科技实践的互融互通式发展道路。根据电子信息科学与技术专业人才培养目标的要求,通过全面改革教学内容与推动创新教学课程体系,构建完成理论课程教学体系与实践课程教学体系,创新教育教学方式方法,着力提升学生电子信息科学与技术专业理论联系实际的应用能力和突出的实践创新能力,建立起一整套科学合理的教育教学模式。为进一步发挥学生的创新精神和实践应用能力搭建了平台,针对创新教学内容的修订与改革要结合新的教学模式,内容要紧紧跟随时代的步伐,要有前沿性,结合企业实际应用等新的专业知识;改革创新教材内容,纳入最新的电子信息类教学科研成果,武装学生头脑,培养新时代人才以满足现今企业的需求;理论课程的实验实训课时增加,很多课程都是在机房授课,通过边讲授边动手操作使理论和实践融会贯通,并在课堂上完成一些小项目,同时我们会在每学期的最后2~3周时间进行某几门课程实训,主要是企业方面的训练,以激发学生的学习动力。另外,该专业的学生最后将近一年半的时间完全在企业完成,在企业的老师的指导下,完成一些大的课程项目及毕业设计,为走上工作岗位奠定了基础。 3 全力做好教学方法改革与创新模式 电子信息科学与技术专业课程体系改革与创新教学内容,要发挥出电子信息科学与技术专业的优势,突出专业特色,从而达到优化课程配置提升实验技能,强化教学过程中的创新意识与实践能力,拓宽教学渠道,融合专业特色;实现厚基础、宽思想、创新融会专业特色与提升实践能力结合的理论与实践相融合的创新型、高素质、应用型人才培养目标;新课程体系专业理论基础与知识构架安排更加科学合理,学生的创新思维与实践应用能力明显提高。 现行部分课程教学课时紧张,教学模式单一,课堂教学是以教师为中心的理论灌输的教学模式使学生在课堂上处于被动状态,严重阻碍学生创新意识的发展与解决问题的能力。因此,发挥学生主体作用,实行现代教学模式迫在眉睫。现代教学模式充分应用多媒体课件和现代教学技术手段,把课堂的理论知识形象化、具体化,同时插入一些小动画使学生理解接受更容易。除此之外,也应重视课堂外的教学工作改革和完善。教师课前要精心准备,课后精心布置与批阅作业;改革完善考试考核的方法;采用双测评双优秀的考评模式,对教师的教学过程与教学效果进行系统的考核评价模式,对学生的基础知识与实践应用并重的系统型考核评价模式。教学方法的改革与创新,既达到了提高教师的教学质量和教学水平的目的,也更好地培养了学生的创新精神和实践能力。 4 结语 通过上述教学方法的改革增强了学生实际动手能力和创新意识。通过电子信息科学与技术专业校企合作办学的特点,提高教育教学质量,培养更多更好的实践与创新能力强的高素质人才。 电子信息科学与技术专业论文:探讨电子信息科学与技术专业实验教学实践 摘 要:在当前社会快速发展的影响下,电子信息技术专业的人才需求量在不断的增多,随着社会发展越来越快,对于人才的需求在呈不断上升的趋势,其中电子产业的迅速发展和不断扩大对于电子技术人才提出了更加专业的要求。高校对于电子信息科学技术专业人才的培养上也出现了缓慢落后的现象,因为没有适合当前社会所需要的新型的教学模式,传统的教学模式不能适应当前社会的发展需求,所以高校对于电子信息科学与技术专业的教学改革也是势在必行的。本文就电子信息科学与技术专业的实验教学实践进行了分析。 关键词:电子信息;科学与技术;实验;教学实践 一直以来,实验教学都作为一种辅助教学出现在课堂上,实验教学属于课堂教学的一种,但是实验的实践结果对于课堂教学的成效来看并没有多大的意义。作为高校的技术学科,电系信息科学与技术融入了很多专业的知识内容,学好这门专业不仅能够提高学生的理论知识,更多的是实践的经验,所以对于这门学科来说,实验教学是非常重要的。实验教学不仅能够帮助学生更好地掌握专业知识,还能使学生的思维能力和观察力得到很大的提高,全面综合的培养了学生的学习能力和实践能力。随着教学改革的不断深入,电子信息科学与技术专业的实验教学实践已经成为了重要的教学改革目标。 一、规划教学课程,设置有特色的课程群 传统的教学模式对于学生来说都是比较单一和乏味的,这对学生对待学习的态度有很大的影响。所以教学计划的课程需要教师能够重新细心的规划,在保证围绕基础知识的前提下进行课程的调整,建立起能够让学生提高学习兴趣和学习能力的特色课程群。再进行设置课程的过程中,教师需要确保学生能够对基础知识进行牢固的掌握,还要与其他专业之间做好联系,让学生在学习本专业的同时还能够学习其他广泛的专业知识,这对于学生毕业以后适应社会发展来看是极其重要的。在课程设置的过程中,要确定专业的发展方向,并且能够很好地把握,不能把发展方向跑偏。当前的电子信息科学与技术专业的课程群主要有数字信号处理、基础实验平台和电子系统设计、嵌入式教学等。 二、教学内容和教学模式的改革 因为电子信息科学与技术专业主要是对技术应用型人才的培养,所以在进行人才培养过程中,要注重的是学生在电子技术应用方面的实践能力,不要侧重于理论知识的培养,要注重实践能力。所以在教学内容的改革上主要就是教师能够从自身的教育方式来进行改变,教学的主要内容是基础知识配合相关的实验教学来提高提高学生的实践能力,教师在设置实验的时候要考虑到实验的内容要贴近于实际工程,这样才能够提升学生的学习积极经和创新能力。对于专业课程学时短和内容多的情况,教师需要根据相关的课程群进行教学内容上的调整,教小学生在学习过程中感受到的压力。教学的内容和模式的主要改革就是轻理论、重实践。 三、建设校内外的实践实验活动 当前社会的发展使电子技术信息的发展也变得迅速起来,在发展的同时,研究的方向也出现了多样化,。学校有必要组织学生定期的开展校内外的实验活动,给学生提供实验平台来提高学生的实践能力。在校内可以组织与教学内容相关的实验室,在进行规划的配置过程中,要考虑教学和专业的发展方向,满足学生的发展需求,建设实验室的主要目的就是进行实验室开放教学,可以让学生在课余时间和休息时间能够自主的进行试验。学生进行自主实验要在选好实验项目之后必须要通过教师的审核才能进入实验室进行实验,设计实验的过程必须要在教师的指导下进行,这样既能保证了学生对基础知识的掌握,又能在很大程度上提高学生的思考、创新、和实践的能力。 在校外,学校可以与企业联手共同建立实验和实习的基地来培养学生的实践能力,这种通过校外的形式来建立的实习基地能让教师和学生对于以后从业的要求有着基本的了解,对于以后从业的内容和技术要求都有一些掌握,对于一些实际问题也能够进行了解和思考。通过校外的形式建立的实习基地还能为学生毕业以后的就业提供了帮助,学生可以通过实习更好的掌握专业知识,拓宽自己的专业视野;而企业还能根据自身的需要来选择所需要的人才。 四、用学分制的教学模式建设教学的师资队伍 在电子信息科学与技术专业的教学过程中,还可以采用学分制的方法来制定专业培养的教学方案,这样能使学生有更广泛的空间来进行教师和课程的选择,这样的教学方案还能对教师的师资队伍来说起到了改革的效果,教师对于学分制的教学模式能够对自身的教育思维进行调整和改变,这样才能适应新的教学模式。通过学分制的专业培养方案,教师不仅能够及时的更新自身的知识结构体系,还能及时的拓宽自己的专业领域,还能用心的去开设更高水平的选修课程,让学生来进行选择,突出自己的优势,增强自身的竞争力。学分制的专业培养方案对于教师和学生来说成效都是很大的。 学分值的专业培养方案对教学的管理采用导师制的方式,导师的具体工作内容需要涉及到学生的生活各个方面,学生的学习、生活、心理都是需要导师去负责关注的。这对于教师来说是很大的挑战与要求,这不仅需要教师能够在自己的专业上进行科研精修,还需要教师对学生有足够的耐心和无私奉献的精神。学分制还要采用教师聘任制的方式来促使教师能够对自身的教学方式、手段进行改进,提高自身的专业水平。 电子信息科学与技术专业论文:电子信息科学与技术专业(车联网工程方向)导论课程教学研究和实践 摘要:本文对电子信息科学与技术专业(车联网工程方向)的导论课程----《车联网导论》教学进行了研究和实践,主要包括课程内容和考核方法的设计,如何通过本门课程把前后知识贯穿起来,并阐述了在课程教学中对学生综合素质的培B。通过4年的教学实施,取得了较好效果,使我校电子信息科学与技术专业(车联网工程方向)新生较全面地了解该专业,并培养了学生的综合素质。 关键词:车联网工程;导论课程;整体设计;综合素质 随着物联网产业的兴起、移动互联网业务的拓展、云计算等计算模式的应用、泛在服务的推广,物联网被麦肯锡全球研究院(MGI)在2013年5月的预测报告中认为是12项颠覆性技术之一[1]。车联网是典型的物联网,涉及汽车业、通信业和信息业三大战略性新兴产业,因此车联网的发展,必然会带动全新的产业链的建立和快速成型。 湖北汽车工业学院(以下简称“我校”)位于湖北省十堰市,该市因车而建、因车而兴,不仅是东风汽车公司的发源地,而且拥有国家级汽车关键零部件产业基地和国家商用车零部件高新技术产业化基地,汽车工业在十堰市国民经济中处于主导地位[2]。因此,在我校专业建设规划中,学校依据自身的发展定位和人才培养目标,充分发挥大工程背景优势,紧密围绕“汽车产业链”,优化专业结构,拓宽专业面,按照“调整结构,突出特色,发挥优势,注重内涵,提高质量”的专业建设与发展路径,分层次、分类别的开展专业建设,并提出要围绕“汽车产业链”积极培育汽车产业发展和地方经济建设急需的新专业,如:新材料、新能源汽车、车联网等国家战略性新兴产业相关专业或专业方向。 因此,我校结合当前车联网发展的大趋势和在科研、教研中积累的科研和教学资源,设置了电子信息科学与技术专业(车联网工程方向)。在车联网专业方向的综合改革过程中,需要面对的一个重要课题是如何对新生进行专业教育,激发学生对本专业方向的兴趣,进而为后续学习奠定良好的基础。导论课程将承担这一任务[3]。《车联网导论》课程首次对2011级学生开课。在课程的教学过程中,借鉴了国外大学的教学方法,注重学生自主学习能力的培养,经过4年的教学过程,取得了较好的效果。 一、《车联网导论》课程整体设计 (一)内容和方法并重 《车联网导论》课程是本专业方向学生接触到的第一门具有专业内容的课程,教学内容的设计十分重要。不仅要能够全面概括本专业方向所涉及到的大学四年的教学内容,而且要能够清楚地说明大学四年的教学课程之间的关系,让学生对本专业方向的专业相关课程有一个有机整体的概念。 因此,设计本课程的目的和内容是“车联网是能够对车用信息进行采集、识别、传输、融合和利用的一种物联网,能够实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理,被认为是最容易形成系统标准、最具备产业潜力的物联网应用。本课程从车联网的感知层、传输层、支撑层和应用层这四层分别进行阐述,使电子信息科学与技术(车联网工程)专业学生对车联网的基本概念、技术框架、应用范围具有初步认识,为后续相关课程的学习打下基础。” 好的教学方法能够对教学起到锦上添花的作用。在本门课程中,对学生的考核方法是“课程报告(60%)+课堂汇报(40%)。”这个考核方法要求学生在课后发挥主观能动性,查阅资料,针对一个主题,以正式的科技文献的形式完成相应课程报告,同时,还要以PPT演示的方式对课程报告进行汇报。这对学生来说,不仅具有很大的挑战性,而且具有很强的趣味性。挑战性体现在,学生刚刚从高中被动式学习向大学的主动式学习转变,课程考核要求学生从查、思、写、讲等多个方面全面挑战自己以前的学习方法;趣味性体现在,学生以团队的形式完成考核,不仅能够在合作中找到乐趣,而且能够在PPT汇报过程中,体验评价他人和自我对比的乐趣。 (二)前后知识贯穿 《车联网导论》课程的一个重要内容是要清楚地说明本专业方向的专业相关课程之间的关系[3]。为了能够组织教学课程关系,本课程在感知层、传输层、支撑层和应用层等四层的车联网分层基础上,通过把专业相关课程和车联网体系结构各层进行分学期的对应,使学生能够清楚地了解未来所学专业相关课程在车联网中处于什么位置。专业相关课程与某层的分学期对应关系如下图所示,其中,左图分类课程中红色字体的课程表示该课程与车联网直接相关。 另外,本门课程在大一上学期开设,同期,学生正在学习《计算机操作基础》课程,其中包括Word和PowerPoint等内容。本门课程要求学生用Word软件完成课程汇报,用PowerPoint软件完成课堂汇报的演示文稿。这不仅锻炼了学生对所学知识的应用能力,而且让学生体会到学有所用的成就感。 二、培养综合素质 在《车联网导论》课程的教学过程中,还对学生的综合素质进行了培养。这种培养主要表现在三个方面。 一是对学生文献检索和科技写作能力的培养。由于课程考核要求学生以正式的科技文献的形式完成相应课程报告,因此,不仅需要学生在课外查阅大量资料,而且需要学生对科技写作进行实践。文献检索能力的培养过程以中国知网CNKI中的文献检索为例,给学生演示了如何从学校主页找到图书馆主页,进而一步步找到所需要的数据库并进行关键字检索。尽管演示很简单,但是学生了解了文献检索的基本过程,为学生后续的文献检索工作打下了基础。在科技写作能力的培养过程中,以“湖北汽车工业学院学报”为例,给学生演示了如何查找期刊主页,进而一步步找到所需要的投稿模版和论文撰写要求。这里面涉及到的内容包括论文格式、论文组织方式、参考文献,以及摘要、引言、结论等各个部分的撰写要求等。同样地,尽管演示很简单,但是学生了解了科技写作的基本要求,为学生未来的毕业论文以及科技资料撰写打下了基础。特别令人欣喜的是,通过任务式的教导方法,学生对文献检索和科技写作的目的有了深刻的认识,不仅能够找到所需要的参考文献,而且撰写了在形式和内容上都颇为专业的课程报告。 二是对学生表达能力的培养。由于本门课程还要求学生以10分钟PPT演示的方式对课程报告进行汇报,因此,学生还要准备正式的课堂汇报。这不仅要求学生能够清楚地表达课程报告内容,而且在汇报内容组织、课堂过程、仪态等方面都要做精心的设计。虽然部分学生是第一次以这样的形式完成课程考核,但是都认真对待,顺利完成了课堂汇报。每一届学生的都能够带来惊喜,例如,有的学生充分利用图文并茂、视频穿插的设计,使得汇报内容丰富多彩;有的学生进行课堂互动,活跃课堂气氛;有的学生语言幽默,结合当前时事和网络语言,提升学习兴趣。教师对每一组同学的课堂汇报都要即时点评,包括PPT的内容和形式、学生的表达能力和课堂组织等;这里需要特别注意的是,点评要突出优点,使得学生增强自信,但同时也不能回避缺点,但是要注意语言表达,不能挫伤学生的积极性。另外,还有一个附加效果是在最初设计课程教学时所没有想到的,即学生对站在三尺讲台的教师课堂教学有了直接和深刻的感受,即这并不是一件随意可以完成的事情,只有在课前做好充分的准备才能够真正上好一堂课。 三是对学生团队精神的培养。本门课程要求学生分组完成课堂汇报和课程报告,学生可以自由组合。在任务分配过程中,学生也需要自己选择主事人,分配各个任务。只有大家分工合作才能够出色地完成课程考核要求。在学生提交课程报告时,需要注明本组成员的分工,在考核成绩上,会根据分工给予考虑。从对2011级学生开设本门课程开始,学生基本都属于90后,大部分都是独生子女。通过本门课程的小组任务,学生们理解了团队精神的重要性。 三、课程教学效果 尽管《车联网导论》只有16个学时的授课时间,但是课程信息量大,同时尽可能地对学生的综合素质进行培养,取得了较好的效果,如图2所示。 四、结束语 《车联网导论》课程是我校电子信息科学与技术专业(车联网工程方向)新生进行初步专业教育的重要课程。本文对该课程的课程教学进行了研究和实践,主要包括课程内容和考核方法的设计,如何通^本门课程把前后知识贯穿起来,并阐述了在课程教学中对学生综合素质的培养,特别强调了学生课堂汇报的有益效果。通过上述方法,课程教学取得了较好的效果;未来还需要在学生自我评价方面进行改进和探索。 电子信息科学与技术专业论文:电子信息科学与技术重点专业建设 [摘要]随着经济的快速发展,电子信息科学与技术在社会各行各业得到了广泛应用,高校对电子信息科学与技术人才的培养成为了教育事业发展的重要组成部分,必须对其展开深入研究。本文首先分析了现阶段电子信息科学与技术重点专业建设存在的问题,同时也给出了针对性的建议,希望通过本文的研究能够对电子信息科学与技术专业的建设与发展提供一定的参考意见。 [关键词]电子信息科学与技术 专业建设 建议 随着知识经济时代的来临,社会对电子信息科学与技术人才的需求更加广泛,各行各业的发展与创新都离不开电子信息人才的参与,因此高校加强对电子信息科学与技术专业的重点建设已经成为了现阶段高校教育改革的重要部分。但现阶段,国内许多高校在专业建设过程中仍然存在较多问题,不仅无法较好的实现教学目标,同时也在一定程度上给我国电子信息科学与技术学科的建设与发展带来了不利影响,因此必须针对这一专业建设展开深入研究。 一、电子信息科学与技术重点专业建设存在的问题 1.1专业口径太过宽泛 电子信息科学与技术在国内仍然属于新兴学科,在高校教学中仍然出现于建设阶段,许多高校在开设这门学科时并没有进行细致的课程设置研究工作,因此往往出现该专业的课程设置存在专业口径太过宽泛的不足。现阶段电子信息科学与技术专业的课程设置无法体现其专业特色,许多高校为了提高学生就业率因此刻意忽略了对其专业性课程的深入培养,这就使得学生在毕业时与同类电子专业学生没有明显的专业特色,最终在市场中无法获得专业优势。 1.2师资力量相对不足 由于大部分高校的电子信息科学与技术专业的开设时间较短,因此不仅在课程设置上存在许多问题,师资队伍的建设也存在较多不足。师资力量相对不足已经成为了限制电子信息科学与技术专业发展的重要因素,部分高校缺乏足够的专业教师,因此往往安排相关专业教师进行代课,这对于专业发展以及教学质量的提升都有着极大的不利影响。同时,部分高校聘请的专业教师多为刚毕业的研究生,虽然其专业对口,但缺乏足够的教学经验与工作经验,因此无法给学生提供高水平的专业教学。 1.3实践教学较为薄弱 电子信息科学与技术专业是一门较为重视实践教学的专业,但在大部分高校的专业建设过程中,却往往忽略了这一问题,最终造成其专业实践教学较为薄弱,学生实践水平无法满足岗位需求。很多高校在开设这一课程使认识到了实践教学的重要性,但却没能在课程建设中安排丰富、高质量的实践教学,大部分的实践课程内容单一、验证性强,而无法真正提高学生的自主创新能力,因此最终无法真正实现实践课程的教学目标。 二、促进电子信息科学与技术重点专业建设的建议 1、加强专业建设。为了改进高校电子信息科学与技术课程设计中的专业口径太过宽泛问题,高校必须给予充分的重视,并采取有效措施加强其专业建设。首选,高校需要对这门专业的教学内容展开全面、深入的研究,划定其专业教学中的重要特色课程,并对其展开教学内容与教学方法的重点研究,如计算机、电路与系统等专业内容;其次,高校还应该以就业为导向,全面了解市场中对该类人才的专业技能需求,以此为依据展开教学内容的设置。 2、提升师资力量。首先,各高校必须重视对这一专业师资队伍的招聘与培养工作,通过外部招聘以及内部培养的方式提高教师的专业素质与职业素质;其次,教师也应该重视对自身水平的提升,通过不断的学习与培训,不仅提高自身专业水平,同时还应提高其教学水平;同时,高校还应重视对教学队伍结构的调整,定期对团队进行考核,最大可能的挖掘教师的潜能,通过对教师队伍结构的改进与发展,最终有效提高整个师资团队的教学水平。 3、强化实践教学。在强化专业实践教学时,高校可以采取与企业合作的方式,建立校外的学生实习基地,与企业形成良性循环,学生通过在企业的学习实践提高了其实践能力,同时高校也能够为企业提供更符合岗位需求的专业人才。同时,高校也应该为电子信息科学与技术专业的学生提供良好的实践教学环境,通过鼓励学生参与相关的竞赛、社团活动以及科技创新等,最终达到培养学生创新意识、提高学生实践能力的教学目标。 三、结论 随着社会的不断发展,企业对于电子信息科学与技术人才的需求不断攀升,这就要求高校必须能够加强对这类人才的专业培养,从而为企业提供具有较高综合素质的技术人才。本文首先探究了电子信息科学与技术专业建设中存在的问题,指出了高校在专业建设过程中存在的专业口径泰国宽泛、师资力量相对不足以及实践教学较为薄弱的问题,并针对这些问题给出了具体的发展建议,认为高校通过加强专业建设、提升师资力量以及强化实践教学能够有效提升电子信息专业的教学水平,从而更好地促进这一学科的专业化发展。 电子信息科学与技术专业论文:电子信息科学与技术专业建设与改革研究与实践 摘要:本文在分析电子信息科学与技术专业建设现状及存在问题的基础上,以培养新时期的创新型人才为导向,结合该专业的学科特点,在培养目标和培养要求改进、课程体系改革、教学内容改革、教材选用和建设、教学方法和手段改革、师资队伍建设、教学质量监控体系建设、实践教学改革等方面对该专业的建设与改革进行了研究和实践,达到了有效提升该专业学生的竞争力之目的。 关键词:电子信息科学与技术专业;培养模式改革;教学资源建设 一、引言 我校电子信息科学与技术专业自设立以来,招生情况和就业情况较好。但人才的培养数量和专业方向结构都与社会实际需求存在着一定差距。为了适应我国电子信息产业发展的要求,满足经济社会发展对创新型、应用型、实用型的复合人才的迫切需要,加快培养造就高层次科技研发人才和产业技术人才,对电子信息科学与技术专业的建设与改革进行了研究。 二、专业建设与改革措施 1.改进培养目标和培养要求。在广泛调研本专业建设现状和企业需求的基础上,建立了符合学校定位和本专业人才培养定位的、适应社会经济发展需要的培养目标和培养要求如下: 培养目标:培养掌握人文社会科学知识、数学与自然科学知识以及电子信息科学与技术领域的专业知识,具备信息处理软件设计和信息处理硬件设计能力,能在电子信息科学与技术相关领域和行政部门从事科学研究、教学、科技开发、产品设计、生产技术或管理工作的电子信息科学与技术高级应用型人才。 2.课程体系改革。基于本专业的培养目标,对现有课程体系进行改进,对培养目标的达成以及知识、能力和素质要求提供强有力的支持。具体措施包括:(1)删除与专业培养目标相关性小的课程,适当减少部分对本专业而言过多的课程学时,新开设有利于专业培养目标的课程或实践,增加与本专业相关性大的课程学时。(2)在课程组织上,对所有专业课程进行整体规划,突出每门课程的重点和难点,强调课程的关联性,避免课程之间内容的重复,形成了信息处理理论、信息处理软件设计和信息处理硬件设计三个课程群。(3)制定完善的、符合课程教学目标的教学大纲、教案和课程教学计划,人才培养方案的制订围绕学校的人才培养目标,注重学生知识、能力、素质协调发展[1]。 3.教学内容改革。(1)删减陈旧过时的教学内容,加强课程内容的整合,注重知识的科学性、先进性和适用性,积极将当今科学技术的发展和本学科领域的最新科技成果引入课程教学,更新和完善课程教学内容。(2)稳步推进双语教学。在“数据库原理与应用”课程继续采用双语教学的同时,在“信号与系统”课程的合作办学班教学中采用了双语教学。 4.教材选用和建设。选用适合本系人才培养目标和学生实际、教学实际需要的近年出版的国家规划教材、教育部各专业指导委员会推荐的教材、获得国家、省部级奖励的优秀教材和国外高水平原版教材。同时,鼓励有造诣的教师编写具有学校和专业特色和人才培养目标需要的质量较高的教材。 5.教学方法和手段改革。(1)重视学生在教学活动中的主体地位,充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性。根据不同的教学目标、教学内容、教学对象,因材施教,采用特色鲜明、效果显著的教学方法,如启发式、讨论式、案例分析式等生动活泼的教学方法,重视培养学生学习能力、实践能力和创新能力,使学生的知识、素质和能力得到全面协调的发展。(2)改变学生被动式学习方式,建立了适应本专业的比较完整的自主研究式学习环境,并着重在专业基础课和专业课中开展研究性学习,鼓励学生参与科技创新项目和教师的研究项目,提前进入研究式的学习之中。(3)积极利用现代教育技术、网络技术组织教学。鼓励教师科学合理使用多种媒体进行教学,例如利用视频、动画等技术将枯燥的过程可视化,以取得最佳教学效果。同时加强网络课程资源的建设,实现优质教学资源的共享。 6.师资队伍建设。(1)提高整体师资力量在专业建设中具有十分重要的意义[2]。为此本专业积极引进高学历和高职称教师,充分发挥高层次人才在教学、科研和产学研用等方面的领军作用。(2)挖掘中青年教师的潜力,兼顾当前使用和长远培养,逐步形成符合应用型创新人才培养要求的教师梯队。鼓励、支持和督促本专业教师通过短期培训或以访问学者的方式,到国外进行学习,提升教学科研水平。(3)鼓励本专业教师到企业、研究机构以及校内外实验室,实习、实训基地进行工程实践训练,培养科研和动手操作能力,着力培养实践教学能力较强的中青年骨干教师。(4)加大对教师队伍尤其是青年教师的培训和培养力度,建立健全师资培养、培训机制。实行导师帮带制度,帮助、引导青年教师积极探索教学规律,进行专业研究,尽快提高教学能力。支持青年教师参加各种专业活动、参与专业课题研究,鼓励青年教师提高科研能力。(5)鼓励本专业教师积极开展教学研究活动,在推进教师间开展经验交流的同时,鼓励教学改革研究,重点支持与课程建设关系密切的,在教学内容、课程体系、教学方法、教学手段和考试方式等方面开展的改革与研究项目;同时注重教改研究成果的实践和应用,使先进的教学经验和教改成果及时融入课程建设当中。 7.教学质量监控体系建设。为了最大发挥本专业的特色,培养出新型专业人才,必须做到专业计划设置的合理性与教学管理的协调一致[3]。(1)根据课程建设目标,对重点建设课程按校级优秀课的标准规范教学。(2)加强对考试考核环节的管理和改革。加强课程试题库建设,推进教考分离;改进考核方式、方法,促使课程考核更加科学;注重对学生能力和素质的考核。(3)按照学院的课程评估体系,对本系重要课程进行评估。 8.实践教学改革。根据本专业的培养目标和培养特色,为了提高学生的就业竞争力,在实践教学方面进行了如下改革:(1)合理制定实践教学方案,科学构建并不断完善实践教学体系。实践教学体系应当重视理论与实践相结合,培养学生良好的实践能力和创新能力。切实加强实验、实习、毕业设计(论文)等实践性教学环节,不断增大综合性、设计性实验项目的数量。(2)采用以导师制为切入点培养学生自主研究的实践教学模式、以学生参与老师的科研项目等多种教学手段培养和提高学生的创新意识和创新思维,满足学生的多样化需求,并注重学生的个性差异实行不同的教学方法和评价方式。(3)开展实践教学方法和手段改革。在实践教学环节中应用项目教学法,即在教师的指导下,以小组工作方式,由学生自己按照实际工作的完整程序,进行信息收集、方案设计、项目实施、成果展示及最终评价等过程。让学生在完成项目过程中了解整个项目的开发过程,锻炼操作能力,培养独立思考、协同合作的品质,同时重点培养学生的创新精神。(4)加强实验室和实习基地建设。加大投入力度,借助中央财政支持地方高校发展专项资金、“十三五”综合投资规划项目资金、天津市“重中之重”等经费,不断充实完善DSP实验室和信号与系统实验室。 三、改革实施成果与总结 本项目的研究成果使得学生更加系统地掌握了本专业领域必需的较宽的技术基础理论,并提高了专业领域的实验能力和工程实践能力。本专业毕业生人才培养质量得到稳步提高,学生参加全国电子设计竞赛、全国大学生数学建模大赛等各类学科竞赛均取得了优秀的成绩,考研和就业率也大幅提高。 电子信息科学与技术专业论文:职教师资电子信息科学与技术专业数字化资源开发研究 摘 要:新型交叉融合型职业教育专业数字化资源包的开发涉及专业定位、特色设计、技术实现与共享策略等问题。文章以构建电子信息科学与技术专业的数字化资源库设计为例。数字化资源主要是通过开发数字化资源库和数字化教学资源两部分。前者是搭建数字化资源平台,后者是填充电子信息科学与技术专业的教学资源。职教师资本科电子信息科学与技术专业的学生培养不再受时间空间的限制。通过完善激励制度,提高教师参与度,打造跨校数字化资源访问平台,建立数字化资源持续更新机制,实现数字化资源的共享。 关键词:电子信息科学与技术专业;职教师资培养;数字化资源;特色设计;共建共享 一、开发背景 当前,我国职业学校教师主要存在教育教学水平不够高、机制保障不尽完善等问题。职教师资队伍的逐步完善是突破职业教育发展重要环节,教师的数量、素质、结构及管理是职业教育改革发展的需要。[1]利用先进的信息技术,开发一套适合本专业的数字化资源库;培养中出现的主要问题在于培养目标不到位、三性整合不够、课程内容与教学方法有待提高、实习实训基地不足、教材未体现职业教育特色。基于此,在技术变革教育的大背景下,采用大数据、云计算、移动通信手机APP等新一代信息技术促进本科教育培养,大力提倡教育信息化创新发展,利用新一代信息技术增强数字化教育,进而提出对职教师资电子信息科学与技术专业进行智慧教育。[2] 二、开发内容 面向职教师资培养单位,数字化教学资源严格按照教育部数字化教学资源开发编制委员会的相关要求,主要开发的数字化教学资源有媒体素材、教学案例、文献资料、试题库、教学课件、教学视频、常见问题答疑、拓展资源。其中,教学案例是由各种媒体元素组合表现的有教学意义的代表性现象,让学生可以了解到教学案例;拓展资源算是数字化教学资源开发的一个亮点。目前,全国共有231所高校开设电子信息科学与技术专业,开设主要集中在综合性大学和工科类大学。培养的学生具备较强的工科素养,而缺乏教师教育相关技能核心能力的培养。拓展资源的开发就是为了弥补本专业学生对教师教育能力的欠缺而产生的,拓展资源中会补充国家、省级师资培养基地每年培训年轻教师的一手资料、教师信息化大赛的相关材料等一系列用于提高青年教师技能的辅助性材料。 三、开发的重要性 传统的教学方法已经不再适应教育信息化发展的需求。教育信息化是促进新世纪教育改革的手段,搭建职教师资电子信息科学与技术专业的数字化资源,以数字化资源协同共创与管理系统、数字化教学资源库为载体,以达到创新教学方法、设置个性化学习、提高学生学习自主化的目的。建设数字化资源不仅是提高职教师资电子信息科学与技术专业的教学改革,更是对整个专业培养模式进行了新技术革新。数字化资源具有开放性、交互性、虚拟仿真、资源共享、资源更新等特征,对职教师资电子信息科学与技术专业培养合格的职教师资有重大意义。[3] 四、设计构架 1.“经验之塔”理论 美国教育家戴尔(E・Dale)于1946年在《教学中的视听方法》一书中提及“经验之塔”理论。它将人们获得知识和技能的经验按照抽象程度分为三类,即直接或做的经验、替代或观察的经验和抽象经验。[4]职教师资本科电子信息科学与技术专业的数字化资源主要是位于“塔腰”的位置,就是如何把电子信息科学与技术专业繁杂而庞大的工程知识突破时空的限制,灵活简单地传递给学生,以解决教学中具体的经验和抽象经验之间严重脱节的问题,弥补学生缺乏工程实践经验带来的学习困难的问题。 2.“共建共享”的和谐观 数字化资源的开发,大大提高了职教师资电子信息科学与技术专业学生的培养质量。学生的学习时间空间都得到了大面积的改善。单个培养单位建立的数字化资源库是整合自身的数字化资源,只有培养单位与培养单位之间进行数字化资源共建共享,才能达到互相监督、互相使用的和谐现象。培养单位在开发本专业的数字化资源中,应与同样开设电子信息科学与技术专业的高校联合,组建数字化资源研发团队,共同协作、共同研究,充分发挥每个组员的优势,对专业教学资源的开发共享是非常有帮助的。数字化资源共享是培养单位之间、教师之间、学生之间的共赢结果。 五、特色设计 1.搭建专业数字化资源管理系统平台 (1)建立多主体的用户角色频道 用户角色主要分为两类,以单位性质分为企业、高校、中等职业学校,以主体身份分为教师、学生、管理员。多个主体的共同参与,满足了职教师资电子信息科学与技术专业的培养要求。根据教师、管理者和学生的用户角色,面对三者的资源输入端、载体、资源输出端之间的关系,教师和学生之间具有良好的交互学习的作用。“教师、学生和管理者”多频道呈现,有效地支撑了教师专业知识和能力的资源输出和专业数字化资源的应用;学生利用数字化资源改变了以往的学习习惯,顺应教育信息化开展了在线学习等新的学习方式;管理者可以通过后台流量数据监控动态监测学生学习的效果以及数字化资源的使用情况。 (2)创建在线网络课程 职教师资电子信息科学与技术专业的在线网络课程上课方式具有灵活性和实效性的特征。面向职教师资培养课程改革需求,电子教案中的章节、模块、单元等组织元素,在每个细化的部分会具体说明以何种形式开展组织活动和向适应的教学法进行配合教学。配套视频有教师上课视频的实录、实训软件、设备的使用说明、实训课视频以及学生讲课视频等多样化视频资源。此外,还包括习题研讨、辩论、作业提交、测试、投票、主题探究等学习活动。在线网络课程使用灵活便携,支持教师和学生在多个平台中观看学习专业教学资源,包括Windows桌面平台、Andriod移动终端等电脑平台和移动终端设备。 (3)生成职业资格试题库 建立职业资格试题库一方面是专业资格考试的最新消息,对资格考试分类,让学生考取相关资格证书,避免盲目考证;另一方面通过职业资格试题库的在线考试功能,可以实时动态监督自己学习的效果,并建立错题集以便查缺补漏。每门资格证考试科目都是固定的,职业资格试题库只要收录历年的考试试题,并分配给专业教师进行详细讲解真题,对本专业学生进行辅助教学,提高资格证书的通过率。 (4)搭建交互性学习论坛 学习论坛主要由教师和管理员共同监管。管理员的职责是查看24小时内的问题,而教师只负责自己问题答疑反馈。如学生问题解答较为复杂,可以临时答疑,解决问题。学习论坛中会整理出常见问题解答,普遍性的问题就不再需要教师一一解答。学生可以搜索问题看是否有关联度接近的问题,以便迁移理解。交互性的学习论坛不但可以快速完整地解答学生对专业知识的困惑,也可以提高教师的工作效率。 (5)形成专业虚拟教研组 高校教师的评比是以科研、教学、论文等多项指标进行的。虚拟教研组的形成,不再局限教师必须同一时间段、同一地方开会,只要确定好开会时间同时在线。通过一个网上虚拟环境,发起谈话、视频以及文字交流。虚拟教研组单元下会划分子单元,如会议通知、会议文件、教研进展、教研成果等具体的子单元。子单元让教师对专业教研活动可以合理分配时间、积极备课,避免了高校教师因为任务重而敷衍备课的现象存在。 2.建设专业数字化资源库 本专业主要是开发了《电子信息科学与技术专业教学法》、《物联网传感技术及应用》、《控制工程工作坊》、《基于Proteus8.0的单片机系统设计与应用》、《数字信号与处理》、《现代通信原理》6本主干课教材。对教学案例、教学视频、实训项目、技能竞赛、拓展资源的开发进行详细说明。 (1)教学案例 从1952年至今,我国共有231所高校开设电子信息科学与技术专业,但面向职业学校教师培养的却寥寥无几。电子信息科学与技术专业教学法教材的开设可以让学生在校期间对不同教学法进行理解,同时对章节放置的教学案例进行真实环境下的虚拟仿真练习。在每个教学法章节都添加了两个中等职业学校学生学习的两个真实案例。如任务驱动教学法中放置的是“Y-降压启动线路故障检修”和“十秒倒计时器的制作”,每个教学案例都是按照教学设计、实施过程、问题讨论三个部分设计的。教学案例环节的设置让学生在学习过程中,不断加深中等职业学校学生学习难易程度的把控,并对相应的教学法可以达到熟练运用的程度。 (2)教学视频 以往的教学视频基本上是教师一个人的独角戏,偶尔有学生参与互动。在控制工程工作坊教材中的视频录制中添加了学生习题讲解的视频录制。电子信息科学与技术专业的学生主要是授予理学学位或工学学位。可见,专业课难度较大,部分学生反映教师的讲授方法让学生不易理解吸收难点。但是,对传统教学的突破,学生通过自己的方式理解本章节习题的主要知识点覆盖,让学生自我备课讲授习题和教师、同学分享,提高了学习的热情和能力,促使教师教学的自我反思。 (3)实训项目 从专业基础课到专业方向课都存在大量的实训课程,大部分时间在实验室。但高校实训课主要使用电烙铁、电阻、芯片等简单的电子元器件进行安装、调试。学校引进大量的电子集成设备,学生只要通过简单的引线,按照实训指导书进行操作得出数据,完成实习报告即可。不管是前者的焊接工作还是后者的简单操作都不能使专业实操能力得到提高。在编写现代原理通信这本书时,每编写一章节的理论知识必配备相应的实训项目。在数字化教学资源库中提供相应软件、设备的虚拟仿真环境,让学生的实训操作不再局限于时间、空间以及设备陈旧等问题上。 (4)技能竞赛 电子信息科学与技术专业属于电子信息类,全国每年都有面向电子信息科学与技术专业的大学生电子、软件类大赛。此外,培养单位积极鼓励本科生在校期间申请学生课题立项,对热爱动手操作的学生进行相应的物质帮助。《基于Proteus8.0的单片机系统设计与应用》这本教材,就是结合当前电子信息科学与技术专业主流技术,通过软件仿真,在虚拟环境下进行操作,完成项目实物需求。 (5)拓展资源 拓展资源的开发对电子信息科学与技术专业学生的培养是非常有利的。拓展资源一共分为三部分――文件、讲座、视频。文件多涉及中等职业学校教师教育部分的发展要求,如中等职业学校教师标准,让学生对中等职业学校教师进行清晰的定位和理解。讲座多是教育领域中电子信息产业领头人发表的最新讲座的PPT,拓宽学生对专业前沿技术的了解把控。视频主要是培养单位组织的教学信息化大赛、全国中等职业学校学生技能大赛、国培、省培的影音录像。文件、讲座、视频三者的有机结合,对学生的培养提供了丰富且宝贵的教学资源,更让学生对职教师资培养有了更清晰的梳理和定位。 六、共享策略 1.完善激励制度,加大教师参与度 高校中电子信息科学与技术专业数字化资源的开发主体是专业教师,大部分数字化资源建设工作主要是依托财政经费支持,一旦教师课题项目结题,数字化资源建设工作基本就停止不前了。主要问题在于数字化资源开发教师激励制度不够完善,教师之间存在水平差异。数字化资源的开发对专业的发展起着关键性作用,为了提高教师数字化资源开发的积极性,学校应对教师进修给以合理的激励奖励,让教师一方面可以完成课题项目任务,另一方面学校专业发展需求方面对教师的专业能力给予肯定,避免教师出现职业倦怠感。[5]同时,教师专业水平不同,而数字化资源又是以教师团队开发为主,势必会出现教师付出不均现象。教师付出少的一方出现了“搭便车”现象,造成资源创作方的教师对资源创作利益分配不满,进而出现了能力强的教师职业热情度降低的现象。因此,在数字化资源实际开发过程中,需要对教师能力合理定位,分工明确,学校完善对数字化资源开发的激励制度,提高教师的职业幸福感。 2.打造跨校数字化资源访问平台,提高资源利用率 电子信息科学与技术专业的数字化资源库一旦建立,若只让本校教师学生使用,就不能达到电子信息科学与技术专业校际数字化资源共享的目的。当前校际数字化资源共享不但要考虑学校层次、资源质量层次差异因素,还需要考虑校与校如何资源共享并签署资源共享协议。[6]引进“资源跨库检索”或“校际资源交换平台”,提高数字化资源共享度,避免数字化资源重复开发等问题,实现高校或区域性质上数字化资源的交互。跨库检索系统的最大优势在于把分散在不同资源库中的信息检索出来并按照逻辑顺序排列,其中应用到XML和JSP技术。把跨库的检索系统引入到数字化资源库中就可以实现对不同数字化资源库优质资源的检索,提高数字化资源的共享率。还可以起到校际数字化资源版权保护的作用。 3.建立数字化资源持续更新机制,促进资源库可持续发展 数字化资源的开发是循序渐进的工作,然而,数字化资源的开发往往被资源维护与更新所制约着。部分电子信息科学与技术专业的相关数字化资源相当陈旧,不能适应现有专业学生培养的资源要求,由于后续工作的停滞,导致了大量电子信息科学与技术专业数字化资源成为摆设。因此,开发者在开发过程中需要有一定的专业前瞻性,根据专业发展实际需要、当前最前沿的科研成果以及未来有可能成为主流的技术,进行数字化资源更新。从知识管理的角度看,数字化教学资源应呈现动态变更、持续发展、具有活力的景象,增加使用者参与进度,共同完善。持续更新,保持“海量资源”的价值和可持续发展。 结束语 电子信息科学与技术专业数字资源库的开发,可以很好地解决高校教学资源不足的现状,更是适应教育信息化发展的必然趋势。通过数字化教学平台的构架以及数字化教学资源的开发,可以解决我国职教师资电子信息科学与技术专业本科层次对中等职业学校教师培养不足的问题。数字化资源的开发可以加强校与校资源共享、协同合作,是适应新一代信息技术发展的最直接的方式。 电子信息科学与技术专业论文:电子信息科学与技术专业核心课程体系改革与研究 [摘 要]核心课程体系建设是高校人才培养方案的核心内容,是培养目标和培养规格的最直接体现。针对皖西学院“具有创新精神和实践能力的应用型高级专门人才”这一培养目标,近年来,我们对电子信息科学与技术专业的核心课程的构成、教学大纲、实践课程的设置进行了不断地探索和改进,形成了以核心课程为基本原理及方法论的专业及实践课程体系,完善了专业培养方案。 [关键词]专业核心课程体系 应用型人才 电子信息与科学技术 核心课程体系建设是高校人才培养方案的核心内容,是培养目标和培养规格的最直接体现。针对我校的具体情况和区域经济发展需求的最新形势,皖西学院电子信息科学与技术专业从2009级本科生开始,对培养方案进行了认真修订与完善,特别加强了该专业核心课程体系建设,逐步建立了与专业培养目标相适应的培养方案。 一、专业核心课程构成 根据我院师资、教学实验条件和原有相关专业情况,我们将电子信息与科学技术专业划分为通讯技术和自动控制两个主要专业方向,相应课程包括移动通信、光纤通信、微波技术、电机拖动控制、PLC、电力电子等课程,目的在于使学生能够掌握电子信息科学与技术专业在某一领域的基本应用,便于毕业生就业。同时还设置了多门专业选修课程,鼓励学生跨方向选修,便于学生拓宽就业面。经过五年的努力,逐步形成了既具有应用型本科院校内涵与特色,又可与国内外研究型高校教学体系接轨的较为完整的电子信息与科学专业的课程体系(如图1)。我们根据电信专业方向的划分,在电信专业培养方案设置了信号与系统(4学分)、数字信号处理(3.5学分)、自动控制原理(3学分)、电磁场与电磁波(3.5学分)、通信原理(4学分)5门专业核心课程,共18个学分。在前期的课程建设中,相关教师倾注了大量心血,完成了合格课程的建设。但这五门课程中每门课程的教学都由某一个教师独立完成,没有作为课程体系来实施教学,这样就存在因为内容之间相互交叉而造成重复教学的问题,也存在与专业课、方向课和专业基础课教学脱节的问题。可见,核心课程体系建设是目前实现应用性人才培养目标的重要任务。[1] [2] 二、电子信息与科学技术专业核心课程体系构成指导原则 电子信息与科学技术专业核心课程的建设不单单是这5门课程的建设,而是为了构建完整的课程体系和知识体系,满足该专业人才培养目标的的需要。这5门核心课程的设置是为了把学生引导到电子技术、信号处理、通信及自动控制等领域需要具备的主要专业知识及方法论上面来。针对以往电子信息与科学技术专业课程设置存在的课程结构横向协同性与纵向衔接性结合不紧密、综合性和创新性实践教学环节相对薄弱等问题,从培养学生综合分析能力和创新能力出发,以电信专业核心课程建设为主线,考虑核心课程的内在联系和协同共建关系,构建电信专业核心课程体系框架,并通过课程教学内容、实践环节、教材建设、教学方法与教学手段改革、考试方法改革等进行研究和实践,以实现学生综合素质提高和创新能力的培养。 三、专业核心课程建设标准 (一)修订教学大纲,选用规划教材 核心课程教材建设是课程体系建设的一个重点,目前选用的核心课程教材多为国家级规划教材,内容新颖,但核心课程之间的联系,核心课程和相关课程之间的联系我们以前梳理得并不仔细,教师之间缺乏这方面的研讨。对于教学内容的改革,不但要注意不同课程之间的内容衔接,还要避免不同课程之间内容的重复,同时要积极将新理论和新技术引入教学,更新陈旧内容。为此,近两年来,我们教研室对核心课程教学大纲进行修订,删除大纲中冗余、重叠的知识点,再根据培养方案的设置,增加专业课程学习中用得比较多的知识点的课时数,依据教学大纲对这几门课程的电子教案内容进行修改。[3] [4] (二)形成讲座、教学、实验三位一体的教学模式 根据电子信息类专业技术应用型人才的专业培养要求,我们组织核心课程教学团队教师深入相关电子、通信类企业调研,深入了解行业技术现状,对5门核心课程制定新的课程标准。我们将教学重点内容着眼于基本原理、基本方法,同时也邀请行业专家做相关应用领域的专题讲座,以此来拓宽学生的知识面,使学生将所学内容与生产实践结合起来。同时要求每位专业核心课程教师为学生做两个课时的报告,报告内容着重于该课程知识体系的现状及发展,通过几届学生教学实践,这一做法收到很好的教学效果。我们根据新课程标准融入电子信息类专业人才所需要的关键能力,同时结合皖西学院以应用型人才为培养目标的定位进行课程综合化及教学模式改革,突出应用型人才的培养,实验教学采用任务书式实验模式,并按照任务驱动、项目导向等方式改革实验教学内容,形成了讲座、教学、实验三位一体的教学模式,并且每门核心课程有充分的实验课程支撑。 四、专业核心课程对所培养学生专业素养贡献度分析 该5门专业核心课程设置兼顾了我院电子信息科技技术专业开设的两个专业方向,除了信号与系统和数字信号处理之外,我们选择了通信原理、电磁场与电磁波和自动控制原理作为专业核心课程。通信原理课程是通信方向专业的基础课程。自动控制原理是自动控制方向的专业核心课程。这门课程的开设不仅仅是为了完善控制方向的课程体系,而且是为了电信专业毕业生以后考控制类方面的研究生打下基础。另外,因为控制方向和通信技术方向专业课程都需要具备一定的工程电磁场方面的知识,所以我们将电磁场与电磁波作为一门专业核心课程。这几门专业核心课程内容是互相渗透、紧密联系的,是电信专业所有专业方向课程的基础。 五、专业核心课程与实践课程体系关联度分析 建立从行业需求引入专业核心课程的机制,增加专业核心课程的实验教学比重,适时地将行业中最需要、最前沿的知识和技能引入到专业核心课程实践教学体系之中,能保证专业核心课程体系与实践课程同步,提高实践课程的建设层次。通过调整课程体系设置,加大实践课程比重,增加综合、设计型项目比重,我们把绝大多数实验从课内实验改为独立实验,让实验项目更加体现多门专业课程的综合,让专业核心课程内容充分融入这些实验课程中,以提高学生理论水平和理论联系实际能力。电子信息科学技术专业总共开设6个专业实验,每个专业实验20个学分,每门专业实验都体现了专业核心课程与其他专业课程的融合。如专业实验一就融合了信号与系统、自动控制原理、电子线路三门课程,实验电路由学生自己来设计。通过实验课程的开设,既能使学生将信号与系统、自动控制抽象的理论与实际联系起来,又能够加强学生对理论的理解。 六、专业核心课程教学方法与考试改革的探索与尝试 (一)试点核心课程双语教学 双语教学有助于课程教学与国际接轨,有助于提高学生专业英语水平。我们以自动控制这门课程试点双语教学,试行前两届,没有太注重学生英语水平和主观意愿,所有学生都选择双语教学,这样一来部分学生学习效果并不是十分理想。最近几届自动控制双语教学实行学生自主选择机制,对同一门课程同时开设双语和正常中文教学,充分保证学生的学习积极性,收到了很好的效果。 (二)建立核心课程试卷库 对于5门专业核心课程,逐步建立课程试卷库,包括评分标准、答案。每门试卷库由20套试卷组成,考试的时候随机抽取。 电子信息科学与技术专业论文:探讨电子信息科学与技术专业实验教学实践 【摘 要】随着社会的不断发展,因此对于人才的需求也呈现出递增的趋势,高校高素质人才的培养方式应始终与社会的发展相适应,而其中电子产业的快速壮大对于技术性人才的实际操作能力提出了更高的要求。当前各高校基本存在着课程优化滞后性的特点,因此为正确处理人才培养和社会需求的脱节现状,对于培养方案的技术专业教学改革已箭在弦上。以下笔者将结合自身多年实践工作经验,并通过本文,针对电子信息科学与技术专业实验教学实践进行阐述。 【关键词】电子信息 科学与技术 实验教学 长期以来,传统实验教学被认为是课堂教学的一种补充与辅助,隶属于课堂教学的一部分,其教学效果不尽人意。电子信息科学与技术是一门融入多专业的交叉学科,也是一个集理论和实践于一身的专业,所以实验教学占有至关重要的地位。建立科学合理的实验教学体系,一方面可以使学生接受到较为系统的技能训练,掌握更全面的知识、方法与技能,另一方面还能够培养学生敏锐的观察力、严谨的思维能力、理论联系实际分析及解决问题的能力,尤其是和科学技术发展相适应的综合能力。伴随着教学改革的日渐深入以及课程建设的广泛开展,电子信息科学与技术专业实验教学实践已成为一项至关重要的研究课题。 一、整合课程设置,建立具有特色的课程群 为解决传统教学模式中学生知识结构单一以及综合设计能弱等诸多问题,应重新规划教学计划内的有关课程,把课堂教学、实验教学和专业实习当中的结合部分,在确保知识体系完整性的前提下进行了调整,建立起促进学生协调发展、学习内容互相衔接,且具有明显特色的课程群。在设置课程的过程中,应确保学生拥有扎实的基础,加强和其它专业课之间的衔接与联系,使学生具有更加广泛的专业知识,从而更好的适应社会的需要。与此同时,还应当重视专业发展方向的把握,应用现代科学技术丰富实验教学。可以确立的课程群主要有“数字信号处理”、“基础实验平台”、“电子系统设计”以及“物联网嵌入式系统”等等。 二、改革教学内容和教学模式 考虑到技术应用型人才培养的定位,该专业培养目标并非是理论研究能力,而偏重于学生电子技术应用方面工程实践能力的培养。所以,在教学内容方面不应浪费更多时间来讲授原理性知识,而应重视以信息技术应用为背景,运用电子设计工具来设计系统软硬件,测试其原理、步骤及具体方法,做到循序渐进,由浅到深,并配合相关实验器材进行教学实践活动,从而使教学内容更加贴近于工程实际。这样能够更好地激发出学生积极性,并提升学生的研发能力以及创新能力。 此外,对于专业课程学时短、内容多的现状,应围绕着课程群适当调整教学内容。例如,“嵌入式系统”课程是一门具有很强理论性和实践性的课程,很多先修课程的知识点都涵盖于其中,在实际教学中,可以把“嵌入式系统”的有关内容在先修课程教学内容中重点进行讲解,这样能够减小学生学习过程中的压力。 三、建设校内外硬件实验及实习平台 电子技术的迅速发展,研究方向呈现多元化,校内的实验室建设应考虑教学和专业发展来进行规划、配置。学校可投入一定实验经费、建立起综合实验室,以利于优化组合实验设备,提高仪器设备的利用率,满足学生不同层次的需要。实验室开放教学模式主要是利用学生课余、双休日和节假日等时间进行自主实验。学生主要通过申请立项,在教师审核之后方可进入实验室,在教师的指导下完成设计实验。这样能培养出学生勤于思考、积极动手、敢于创新的实践精神。 同时,校企共同建立实验、实习基地也是一种培养学生实践能力的途径。通过以校外形式建立实习基地,使师生深刻理解本专业对于从业人员的具体要求,并了解到未来工作主要从事的内容、技术规范;了解生产设施实际运行状况以及调试维护等实际问题,这些问题都是校园学习无法获得的,这便拓展了学生的专业视野。通过校企共建实习基地,为企业和学生提供了良好的互动平台,企业当前所需懂理论、懂实践、适应能力强的人才,学校方面可通过推荐的形式,及时且准确地将学生个人情况反馈给企业,企业根据自身需要选择所需人才。 四、通过学分制建设教学师资队伍 实际教育教学过程中,可采用弹性学分制的专业培养方案,使学生拥有广泛的空间来选择自己感兴趣的教室及课程,这样也将在教师方面引入竞争,所以教师面对这样的形势,应及时转变教育思维模式、不断更新自身知识结构体系、拓宽自己的专业领域,并开设更多具有高水平的选修课程以供学生选择。在教学实践中,教师应积极探索适应弹性学分制要求的教学模式以及教学策略,以此增强自身的竞争力水平。 在学分制下,教学管理采用了导师制,负责学生学习、生活全过程的指导以及心理咨询,并涉及到学生在校生活的每一方面。这对教师来说无疑是提出了更高的要求,一方面要求教师精于本专业的教学科研,另一方面还要有极强的责任感以及无私风险的伟大精神。在学分制基础上,还应制定严格的考核管理办法,采用教师岗位动态聘任制,通过教师间以及学生的评价,促使教师积极改进教学方式、手段,以此提高自身的专业水平和科研能力。 结语: 总而言之,构建电子信息科学与技术专业实验教学体系是一项需要不断改进的系统工程,在实验教学中,应高度重视课程理论及课程实践的优化整合,把工程实践背景及其项目开发过程引进实验教学的每一环节当中,集中体现工程实践能力培养这一特色。学生在这样的教学环境中学习,将具有更强的竞争适应性,这种人才也正是国民经济以及国防建设发展所迫切需要的。 电子信息科学与技术专业论文:论电子信息科学与技术专业的发展 电子信息化的浪潮正在席卷全球,经济的全球化水平依托于信息化的发展。依靠信息化带动工业的发展是我国目前的战略,每年国家在电子通讯基础设施上都会投入大量的资金。信息化的发展得到了大力的支持。同时,从总体上看,计算机、电子信息和通信工程专业的毕业生就业行情相比其他专业要好许多。但是,随着近几年各高校的不断扩招以及电子信息技术的深入发展,应届毕业生的就业形势开始严峻,与此同时企业也在为找不到合适的毕业生而发愁。造成这种情况的其中一个原因我认为是目前我们的高校在电子信息科学与技术专业的课程建设上存在一定的问题。构建科学合理的专业教学体系,已经成为培养高素质、高水平的创新性应用性人才所面临的重大课题之一。 1.电子信息科学与技术专业存在的问题 1.1 专业口径宽,特色不鲜明 要形成一个专业,至少要具备两方面的条件,第一是对特定科学问题的研究,第二要具备特定的理论基础。电子信息科学与技术是研究信息的获取、存储、传输、检侧、控制和加工处理的技术科学,是一门知识密集、发展和更新十分迅速而且具有很强工程应用背景的技术科学[1]。目前主要课程英语、数学等基础课,力学、电磁学、量子力学、热学、固体物理等物理类课程,电路分析、数字图像处理、模电、高频等电子类课程和程序设计语言、微机原理、单片机、多媒体、数据结构等计算机类课程。知识面涉及的非常宽,是多学科课程的组合,没有形成自己的专业特色和基础理论体系。与信息工程甚至计算机应用专业相差不大。 1.2 缺乏雄厚的师资力量 目前国内许多综合性大学、工程院校以及部分师范类院校开设了电子信息科学与技术专业或相关的专业,但是它们几乎都属于非师范类专业,目的是为了培养电子信息技术的专业应用型人才,满足企业、公司和事业单位的要求。因此,现在大多数院校这个专业的教师是从大学毕业的硕士或者博士研究生,他们既没有系统的教育背景又缺乏教学实践。造成了师资队伍的结构不合理。同时电子信息专业发展迅速,新技术、新器件层出不穷,因此着力培养一批动手能力强、理论知识广并且进行过系统的电子信息专业教育的合格教师,使电子信息科学与技术专业适应社会的需要尤其重要。 1.3 对实践教学的重视不够 虽然大部分院校都开设了实验实践教学,但是它只是理论教学的附属品,未能形成完整独立的体系,不少实践课程流于形式。首先是实践的内容单一,实验课程中演示性、验证性的内容居多,学生只是开电源、观察现象、做记录即可。研究型和设计性的内容少,而且在教学实践中一般教师为主,学生只是被动的接受,缺乏对学生创造性思维的激发。其次实践教学基地功能单一,不能有效发挥作用。大多数的实践教学基地只是用于学生的专业实习或毕业实习,难以在培养创新型人才上发挥作用,与企业合作进行实践教学的则少之又少。因此,对实践教学体系进行优化与设计也是培养应用性人才的实际需要。 2.加强电子信息科学与技术专业的建设 2.1 准确定位,建立专业特色 要提高学生就业时的竞争力,就要制定合理的目标,在重多院校中找出自己的特色,创造自己的品牌。如农业院校可以将农业与电子信息技术结合起来,发挥在实际中的应用效果。这样专业才能办活。电子信息科学发展迅速,因此要不断改革和更新教学内容和课程体系。尽量压缩必修课程,加大选修课程的设置,增加学生的自我发展空间。同时选修课的内容要根据当前的新信息、新技术不断更新。增加实践教学课程,提高学生的学习兴趣,使学生主动投入到学习中去,使学生真正掌握几门使用的技术和方法,走出校门后就能马上投入到实际工作中去。 2.2加强实验教学,培养应用型人才 通过已有的实验平台,建立包括基础实验、综合性设计实验和重点课程设计的实验课程体系。加强的动手实践能力和创新能力。仪表、仪器的使用极其电子工艺,这是基本的技能实验,一定要为后续试验打牢基础。验证性的实验如EWB、System View是指用实验验证课程的基本理论,通过教师的课堂讲解和学生的课外方针等形式加深对理论的认识和理解。综合型实验则是为了培养学生运用所学的理论知识解决现实问题的能力,如利用学到的数字电子技术理论设计一个数字闹钟,利用所学的高频电子技术知识制作调频对讲机等,或者通过实验让学生将各个课程之间综合起来,如采用EDA技术、单片机来设计制作一个温度控制体统等[2]。设计性实验主要是为了培养学生的独立思考能力,设计能力和创新能力。让学生从实际需要出发,根据所学知识搜集相关资料,针对一个实际应用问题进行设计,如报警装置、道路交通指示灯等,老师稍作讲解后,由学生自己确定方案并进行论证,电路的设计电路板控制程序的编写等由同学们自己分工合作,出现问题自己搜集资料解决,老师只是起到进行必要技术指导和点评的作用。这样充分调动了学生实验的积极性使学生在学习中变被动为主动。通过这些不同形式的实验,真正给了学生创造的机会,也是学生的学习更贴近了现代工程技术。 2.3 加强与企业的合作 校企合作是未来技术类专业教学的发展趋势[3]。定期聘请电子信息专业的专家和工程技术人员到学校进行授课,使学生了解企业对于人才的需要以及最新的行业动态。同时与有关的企业建立校外实习基地。通过学生在企业内的实际学习增长学生的见识同时拓宽了视野,了解声场管理等业务,增强对社会的认识,学到在课堂上学不到的知识。 2.4 鼓励大家参加各种社团活动和竞赛. 通过鼓励大家参加各种学科竞赛、相关社团和科技创作,可以提高大家的实践能力。这些科技活动主要包括专题的电子设计和制作、电器维修活动等课余科技活动,还包括学术活动,主要是在学生中选拔实践能力强的参加老师的科研课题,在学生中形成良好的科研风气;另外举行科技创业大赛,成立电子产品设计与制作团队,对外承接电子信息技术的设计任务。这都将对学生专业技能的提高起到极大地帮助作用。 3.结论 学校教学是培养电子信息科学与技术专业人才的重要场所,只有发挥专业优势,突出专业特色,通过科学合理的专业改革适应现代电子信息技术的发展要求,才能培养出社会和企业单位所需要的应用型技术人才,为我国电子信息技术的进一步发展奠定基础。 电子信息科学与技术专业论文:电子信息科学与技术专业课程体系改革探索 摘要:本文分析了目前高校电子信息科学与技术专业课程体系的现状,针对存在的问题,对该专业进行了课程体系的改革,构建了新型课程体系模式,通过近五年的实践,取得了良好的办学效果。 关键词:课程体系;改革;探索 1 引 言 电子信息技术是当今信息科学发展的前沿,是衡量一个国家现代化水平和综合国力的重要标志,是我国今后20年高科技发展的重点。目前,随着我国在电子信息技术理论上研究的快速发展,电子信息技术的各个领域急需大量的高层次应用型工程技术人员。所以,全国各个高校纷纷增设电子信息专业,同时对电子信息专业的课程体系进行改革与实践,但仍然存在以下问题: (1)对电子信息科学与技术专业课程体系的研究不全面,没有建立合理的课程体系。 (2)现有专业理论课程体系过于注重知识的完整性,缺乏机动灵活性;如社会对人才培养目标的要求发生改变时,课程体系只有重新建立才能适应人才培养要求。如果在构建新课程体系时设置多个能力模块,在能力培养目标改变时,只要进行专业模块的合理组合,就能满足人才能力培养的需要。 (3)实践课程体系中各种能力训练比较独立,不利于培养具有综合实践能力的人才。 2 课程体系改革措施 新课程体系以培养学生职业能力为核心,注重实践技能教学,全面提升学生的就业竞争能力。 (1)优化电子信息科学与技术专业培养方案 通过大量的社会调查分析,明确社会对电子信息科学与技术专业毕业生的理论知识、职业技能、实践动手能力的要求,绘制能力矩阵图,建立培养所需职业能力的课程理论、实践教学模块,针对性地设置相应的课程(以职教师资为例,如表1所示),尽量使学校的培养目标与社会需求一致。 (2)构建合理的电子科学与技术专业课程体系 国内大多数高校电子信息科学与技术专业课程体系是根据本学科知识体系的特点制定,过分强调学科、专业知识的系统性、完整性,不利于学生职业能力的培养。新课程体系主要依据培养方案制定的能力培养要求建立课程模块,设置相应的教学课程,框图如图1。 根据电子信息科学与技术专业特点,结合社会对电子信息人才的能力需求,将专业课程内容整合,设置成各种专业能力模块,实行模块化教学;在各种能力模块内,实行教学内容优化,避免各课程内容重复教学,突出教学重点,强化专业知识的横向联系;各种能力模块具有较强的衔接性、独立性、整合性等特征,在人才培养过程中可以根据能力培养目标进行各种有机组合;实际教学中,可以根据需要在能力模块中溶入新技术、新工艺,淘汰已经过时的教学内容。 (3)构建高效的实践教学课程体系 根据专业人才培养目标和培养规格,按实验技能培养与职业资格培训相结合构建“一体化、分层次、开放式”的专业实验教学体系。“一体化”指实验技能培养与职业资格培训的同一化;“分层次”指实验(实训)课程由基本技能训练型、综合设计型和研究创新型三个类型层次的实验项目组成;“开放式”指实验课程要具有一定数量的实验项目供学生自主选择,实现实验开放教学,框架如图2所示。 根据上图构建由两类课程、三类层次、四种性质、三个阶段组成的实验(实训)课程新体系。 1)两类课程:必修课和选修课。必修实验课保证学生的基本培养规格与培养质量,选修实验课鼓励学生个性发展。 2)三类设置层次:第一层次:基本技能训练型实验。简称基本型实验,指以强化学生基本实验能力或职业技能训练,培养学生自我获取知识的能力、独立实验能力或从业技能、启迪学生创新意识为目标的实验。第二层次,综合设计型实验。指以提高学生综合运用实验技能或职业技能分析、解决问题的能力,培养学生创新精神为目标的实验。第三层次,研究创新型实验。指以培养学生科学研究的思维方法、科学研究的能力和创新意识为目标的实验。 3)四种项目性质:第一种是验证性实验项目。使学生获得基本实验技术技能训练,培养应用型人才的基本操作实验技能。第二种是设计性实验项目,接触本学科研究工作思路,开发学生的探索精神和创新能力。第三种综合性实验项目,使学生初步接触本学科研究方法。第四种是研究性实验项目,为拔尖人才成长提供科研训练平台。在这类实验中,学生运用实验手段与方法,进行综合分析,研究与探索,培养学生独立研究能力与创新能力。 4)三个培养阶段:第一阶段,大一至大二重点培养学生的基本操作、基本技能和创新意识。实验内容以基础单元操作实验为主。第二阶段,大二至大三重点培养学生的实验技巧和创新思维,辅之以分析问题、解决问题能力的初步训练,基本技能和综合设计实验技能训练并重。第三阶段,大三至大四重点培养学生综合运用理论知识与实验技能解决实际问题的能力和创新能力,以综合性设计实验为主。 3 结论 长江师范学院和重庆工贸职业技术学院按照上述思路对电子信息科学与技术专业的课程教学体系进行了多次改革探索,学生的职业能力得到了大幅度提升,毕业生的就业质量良好,得到了社会的高度认同。 电子信息科学与技术专业论文:电子信息科学与技术专业课程体系改革与实践 摘要:从学校的特色与培养目标定位出发,结合我校电子信息科学与技术专业的自身特点,提出了适应新的就业形势的课程体系建设的整体设计方案。从近几年毕业生的就业去向分析,电子信息科学与技术专业课程体系改革,对于人才的培养起了积极作用。 关键词:电子信息科学与技术;课程体系;改革与实践 一、引言 自1999年高等院校扩招以来,全国高校毕业生的人数逐年增加。2002年毕业生人数为145万人,到2008年增加到559万人。高校毕业生人数的剧增,导致毕业生的就业压力增大,特别是2008年金融危机暴发,就业市场的激烈竞争给毕业生、家长和各高校带来了更大的压力。为适应就业市场对人才的需要,各高校都在进行各种形式的人才培养模式或课程体系改革与探索。湖北工业大学电子信息科学与技术专业是2003年成立的新专业。由于是新办专业,在教学计划、课程设置等方面存在不足。虽然在随后的几年中,对一些专业课程的学时、开课时间进行了一些调整,但整个课程体系还是不够完整。2006年在学校教务处和理学院领导的大力支持下,对国内一些高校的课程设置进行了充分调研,从我校的培养目标定位和我校的实际情况出发,拟定了电子信息科学与技术专业培养计划,完成了新的专业课程设置。从本专业5届毕业生的考研率和就业率来看,课程体系改革对本专业学生的考研和就业起了积极作用。 二、课程体系改革的必要性 近年来,我国电子信息产业发展十分迅速,电子信息产业已成为我国经济的支柱产业。电子信息产品不断更新,技术不断进步,这就要求电子信息人才要及时更新自己的专业知识。为此,国家人事部、信息产业部,于2006年联合发出了关于印发《信息专业技术人才知识更新工程(“653工程”)实施办法》的通知,目的在于及时更新各类信息专业技术人才专业知识,提高创新能力。高校作为我国经济建设人才的培养基地,理应及时调整人才培养方案,合理设置专业课程,以顺应我国经济建发展的要求。另一方面,我校电子信息科学与技术专业是2003年成立的新专业,在专业开办之初,存在师资力量不足、实验设备缺乏等问题,这就势必导致在课程设置方面存在一些问题。我校电子信息科学与技术专业课程体系存在的不足是:(1)学科基础平台课程学时偏少。(2)专业实验课时不足。(3)专业课程之间衔接不够。(4)开设的专业课程数量过多。为保证人才培养质量,更好地为我国经济建服务,修订专业培养计划,适当调整专业课程设置,进一步完善的课程体系是十分必要的。 三、课程体系的改革的思路及具体措施 1.课程体系的改革的思路。人才培养方案是高等学校人才培养的纲领性文件,是实现人才培养目标和基本规格要求的设计蓝图和实施方案,是落实教学计划、组织实施教学过程的重要依据。人才培养方案的制订应以国家经济发展和社会需要为导向,围绕学校的人才培养目标,从学校和专业的实际情况出发,注重学生知识、能力、素质协调发展。湖北工业大学是一所以工科为主,文、理、经、管、法等多学科协调发展的省属重点多学科性大学,学校的人才培养目标是:为湖北地方经济发展培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高、具有创新精神的应用型人才。围绕学校的人才培养目标,依据学校教务处关于本科人才培养方案的原则意见,形成了此次课程体系改革的总体思路:(1)加强学科基础课程教学;(2)加强实践教学环节;(3)注重知识内容的系统性与先进性;(4)注重应用能力和创新意识的培养。 2.课程体系改革的具体措施。2006年在学校教务处和理学院领导的大力支持下,从学校的培养目标定位和学科分布的实际情况出发,按照课程体系改革的总体思路,并依据湖北工业大学课程体系结构框架(见表1),修订了电子信息科学与技术专业课程设置。 此次修订主要对原课程设置进行了以下几方面调整。(1)取消了几门课程。按学校规定本科阶段课内学时2500学时,本着“以有限的课程覆盖日益增长的知识面,不求全、细,重在精、新”的原则,取消了与专业方向关联程度不高的课程:软件工程、数据库概论。取消了与大学物理内容有重复的课程:热力学与统计物理、量子力学。(2)增加了几门学科基础课和专业基础课的学时。为打好学生的专业基础,增加了电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统等专业基础课程的学时。(3)增加了专业实验课的学时。为了提高学生的实际动手能力、实验研究能力,培养学生的创新意识,增加了电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、单片机原理与应用等课程的实验学时。(4)适当地将课程前移。按照我校的本科培养专业人才培养方案的原则意见,学生在第八学期只安排毕业设计和毕业论文的教学任务,第七学期有部分学生要为考研做准备,也有部分学生开始找工作,所以很难有太多的精力用在第七学期安排的课程上,导致这学期的课程教学效果不理想。考虑到这方面的问题,新计划将二门课程前移。(5)理顺了课程的先后顺序。在我校电子信息科学与技术专业开办之初,由于培养计划尚不完善,在执行过程中,对课程的设置有所调整,导致部分学修课程与后续课程的先后顺序颠倒,课程之间的衔接不够。此次修订基本理顺了课程的先后顺序。 四、课程体系改革取得的成效 我校电子信息科学与技术专业培养计划修订完成后,从2005级开始按新培养计划进行教学。任课教师和学生们普遍认为:新培养计划从我校的目标定位和我校的实际情况出发,加强学科基础课程教学,加强了实践教学环节,注重学生应用能力和创新意识的培养,较好地解决了原培养计划中的绝大部分问题。目前,我校电子信息科学与技术专业按新培养计划已培养了2009~2011三届毕业生。这三届毕业生考研和就业的总体情况明显好于2007~2008届毕业生。由于就业情况与当年的就业环境有很大关系,不好进行对比。因此仅以我校电子信息科学与技术专业历届毕业生的考研情况(见表2)进行对比。从表2中可以看出:2009~2011届毕业生考取硕士研究生的比例和毕业生考取211学校的比例明显高于2007~2008届。可见本次课程体系改革对我校电子信息科学与技术专业教学质量的提高和学生的考研、就业都起了积极作用。 湖北工业大学电子信息科学与技术专业自2003年开始招生以来,已有五届毕业生。其中2009~2011届毕业生是按修订后的培养计划进行教学的,而2009~2011届毕业生考取硕士研究生的比例和毕业生考取211学校的比例明显高于前两届,这说明新的培养计划对我校电子信息科学与技术专业教学质量的提高起到了积极的作用,由此证明笔者对课程体系的改革是比较成功的。然而,随着科学技术的不断进步,知识的不断更新,专业课程体系与专业培养计划也应及时更新。因此,课程体系改革是一项长期的工作,只有将科学技术进步的最新成果及时地融入到专业教学中,才能为我国的经济建设培养出更多更好的专业技术人才。
机电一体化数控技术篇1 1机电一体化数控技术概述 目前,在煤矿开采中机电一体化数控技术的应用十分广泛,并且发挥着十分重要的作用。机电一体化数控技术属于电子技术、液压技术以及机械技术的结合体,在煤矿机械操作中能够实现各项性能的优化,包括经济型、可靠性、稳定性、实用性以及安全性等。并且也使机械的安装、拆除的速度提升,为机械维修提供了充分的技术支持,使煤矿机械的工作效率得大幅度提升,使煤矿机械的使用寿命得以延长。此外,目前煤矿机械中以微电子技术为核心的现代化控制系统也有着十分广泛的应用,其中电子控制技术在煤矿的实时监控、机械故障诊断以及警报方面显得尤为突出。随着社会经济与科学技术的不断进步,煤矿企业对煤矿机械设备的性能与功能提出了越来越高的要求,煤矿机械中电子控制技术的应用越来越广泛,也使得煤矿机械的结构越来越复杂。煤矿通风、提升、供电、排水等性能在很大程度上与煤矿机械的自动化程度与安全性能有关,而电子控制系统与电气工程质量则是决定煤矿自动化程度与安全性能的关键因素。其中电子控制系统在煤矿生产中占据着十分重要的地位。随着煤矿企业的不断发展,其对自动化程度的要求越来越高,这就必然复杂化电子控制系统,同时也使得其在煤矿系统中得到越来越广泛的应用。如此一来,煤矿生产工作人员的相关机械操作就必须具备一定的水平,能够熟练操作这些煤矿机械设备。所以,加强煤矿生产工作人员队伍建设以及设备管理就有着十分重要的意义。现代煤矿生产显然不能只借助简单的机械技术与液压技术来实现的。目前,煤矿机械性能相比于以前都有了更高的要求,主要包括自动化程度、施工效率、施工质量、操作精度、安全性能、稳定性、经济性以及故障报警与自我诊断等。这就要求电力控制技术必须得到充足的发展,并对机电一体化数控技术的应用进行强化,进而提高煤矿生产效率,增加煤矿企业经济效益,促进煤矿企业的发展。 2机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用 2.1机电一体化数控技术在综合方面的应用 煤矿综合采矿中机电一体化数控技术的应用主要是通过电牵引采煤机来实现。有的电牵引采煤机的功率较大,在牵引性能方面要强于液压牵引,对于大倾角的煤层中的开采比较使用,同时其具有简单的结构,操作难度不高,灵敏性高,维护管理也相对简单方便,因此在煤矿机械中得到了较为广泛的应用。 2.2机电一体化数控技术在煤矿提升与运输中的应用 作为煤矿生产的重要环节,煤矿提升与运输的工作效率在很大程度上决定了煤矿的生产效率,而机电一体化数控技术的应用在煤矿提升、运输方面就体现在矿井提升机与带式输送机上。其中机电一体化数控技术使矿井提升机得以全数字提升,使机械设备的结构简化,并连接了滚筒与驱动,使设备运行的安全性与稳定性得以大幅度提升。带式输送机是现阶段煤矿运输的主要设备,其具有较强的可靠性、较高的自动化程度、较大的输送量,并且在长距离输送方面具有一定的适用性。 2.3机电一体化数控技术在煤矿安全生产中的应用 在煤矿安全生产中,机电一体化数控技术主要体现在监控系统的开发与完善。监控系统在煤矿安全生产中占据着十分重要的地位,监控系统的应用是避免煤矿安全事故的有效手段。煤矿矿井对监控系统提出了很高的要求,系统必须持续连通,能够随时与工作人员取得联系,进而为井下作业人员的生命安全提供强有力的保障。矿井监控系统中机电一体化数控技术的应用,能够连接系统主机内的数据库,通过网络将其连接位同步模式,并经过专用通信接口实现监控,同时将软管软件技术结合当一起,利用专业软件,整理与分析获得的数据,使多项功能得以实现,例如上传、检索、图形显示、打印等等。这是促进矿井监控系统发展的重要技术手段,对于煤矿生产的安全性有着非常重的作用。 2.4机电一体化数控技术在其他方面的应用 煤矿安全生产中井下支架设备发挥着十分重要的作用,而支架设备中机电一体化数控技术的广泛应用使其得到了进一步的完善与改进。通过计算机技术与液压技术的结合,使成组自动移架和定压双向临架得以实现,使支架与模板和顶板碰撞的情况得以有效避免。此外,机电一体化数控技术在掘进机中的应用也比较广泛。现阶段有的掘进机的电气部分采用的电气系统主要有矿用隔爆兼本质安全型开关箱、矿用本质安全型操作箱、矿用隔爆型压扣控制按钮、矿用隔爆型电铃、掘进机用隔爆型三相异步动机、隔爆照明灯、GJC4低浓度甲烷传感器等组成。 3对机电一体化技术在煤矿机械中应用的思考 机电一体化设备在体积、性能、维护管理等多方面都有着显著的优势,并且机电一体化设备有着一套完整的程序,对操作的要求不高,实现了自动化控制。这些优点使得机电一体化设备在煤矿生产中得到了十分广泛的应用,并且应用范围越来越大。目前,我国煤矿企业的发展前景十分良好,在未来必然对煤矿机械设备提出更高的要求,煤矿机械机电一体化技术的应用必然得到充足的发展空间,该项技术不仅为工作人员的工作提供了方便,同时在保证质量的情况下使煤矿整个生产过程的速度加快,提高了煤矿生产的工作效率,为煤矿企业带来了客观的经济效益。但是机电一体化技术的种种优点并不能掩盖其存在的缺陷。首先我国机电一体化技术的起步较晚,发展不过20年,在有些方面不可避免的存在一定的不足,需要采取相应的措施来弥补。具体介绍如下:①应基于原有的优越性能开发新的功能,确保机电一体化产品满足社会发展的需求,并以此促进社会的发展;②加强技术投入,大力研发新技术,并学习与引进先进技术并投入煤矿机电机械中的使用;③加强煤矿工作人员队伍建设,提高煤矿机械操作人员的整体水平,为其定期开展培训工作,提高操作人员的技术水平。目前,随着我国社会经济的迅猛发展,人们的生活水平能够越来越高,经济发展与国家建设也离不开大量的资源,因此针对这一情况,就必须提高煤矿生产效率,加大机电一体化技术的应用与开发,确保其在煤矿生产中的应用越来越广。 4结语 综上所述,目前机电一体化技术在我国煤矿生产中得到了十分广泛的应用,其中机电一体化数控技术也是如此,与其他技术相比,该技术在各个方面都这又十分明显的优势,在煤矿机械中的应用使煤矿机械的各方面性能指标都得以提升,对于煤矿生产效率与质量的提高有着十分的意义。然而该技术仍然存在一定的不足,因此必须对其展开深入的研究,细致分析其存在的缺陷,并提出相应对策,使机电一体化技术得以完善并投入到煤矿生产中使用,进一步提高煤矿生产的工作效率,为煤矿企业带来更好的经济效益,促进煤矿企业的发展。 作者:张磊 单位:同煤集团忻州窑矿综采三队 机电一体化数控技术篇2 1.对机电一体化数控技术内涵进行概括 机电一体化数控技术运用到当前的煤矿机械设计中,可有效地实现机械性能的完善与提升。而在该技术支持下的煤矿机械已经发展至机械操作监控与故障诊断等功能实现,也能更加便捷快速地进行设备安装与拆除,方便机械应用过程中的维修操作。这样不仅会延长煤矿机械的操作寿命,同时还能有效的保证机械运行的效率提升。而就煤矿机械所执行的通风、供电等多种工作而言,自动化程度也能有效的保证设备操作的安全性。而当前保证设备自动化程度提升的关键点为电子控制系统应用,该系统在当前已被广泛应用于煤矿生产过程中。而随着煤矿行业的发展与科学技术的进步,将来的煤矿机械应用势必会实现更高的自动化程度。而在机械设备复杂程度提升的同时,也对机械操作人员的技术应用水平提出了要求,积极实现操作人员技术培训与研究人员的研发支持是十分重要的。 2.该技术在煤矿机械中的应用实践分析 2.1该技术在煤矿机械综合方面的应用 该技术在煤矿机械综合方面的应用,主要是利用电牵引技术来进行煤矿机械设计,即电牵引采煤机。该煤矿机械在实际应用中的功率较大,所具备的牵引能力要比传统的液压牵引方式更优。该煤矿机械被广泛应用于存在着大倾角的煤层的煤矿开采工作中。另外,该类型的机械在实际应用中操作简便,结构更为精简,具有较高的灵敏度。操作人员在后期的机械维护与保养工作中也能降低工作压力。所以,在该技术支持下实现的煤矿机械在当前煤矿开采中被广泛的应用。 2.2该技术在采煤提升与煤炭运输机械中的应用 采煤提升和煤炭运输都是煤矿开采工作中的重要内容,保证该操作环节的顺利开展,对于提高煤矿开采工作效率有着重要作用。该技术在采煤提升与煤炭运输机械中的应用,主要以现代化的矿井提升机和带式输送机来进行阐述。前者机械在实际应用过程中已经实现了全数字提升,机械本身的结构十分精简,同时还直接和滚筒驱动进行串联,这样的做法主要是为使该机械在实际运用过程中的安全稳定性能得到保证。而后者已经成为当前采煤运输操作中的首要应用设备,在实际应用中不仅具有安全可靠性,相比传统运输工具还能实现更大数量的煤炭同时运输。并且在该技术的应用深入下,还实现了较长距离的输送发展。 2.3该技术在煤矿设备安全生产中的应用 保证煤矿开采工作的安全性是十分重要的,而该技术在安全生产中的应用主要表现在监控系统的建立与应用,其主要是为了有效地防止煤矿开采过程中的安全事故发生。尤其是在煤矿的矿井范围内,监控系统的应用水平要求较高,在实际开采过程中始终需保证系统的连接,方便和采矿人员进行及时联系,从而保证煤矿开采工作的安全稳定。而该技术在监控系统中有着重要的应用作用,可实现系统主机数据库的相互连接,并运用现代网络技术连接通信接口,最终实现生产监控。而该技术还能与软件技术相结合,有效的就监控数据进行收集和处理,进而满足数据上传、数据查询以及打印等多种机械功能需求。 2.4该技术在煤矿机械其他方面的应用 在煤矿开采过程中,井下支架是重要的应用设备,在该设备中引进该技术实现了设备功能的优化。其主要表现在计算机和液压技术在该设备中的应用实现了井下支架的自动移位,这样可有效地避免传统支架在应用过程中和磨板进行抵触碰撞的现象。而该技术在煤矿掘进机中的引进主要是在机械电气部分进行应用,当前已实现其在开关箱、操作箱以及控制按钮等多项电器系统内的零件中,实现了掘进机施工效率和安全性的全面提升。 3.该技术在煤矿机械中的应用水平提升措施探讨 随着煤矿需求量的逐渐增加,未来的煤矿开采行业势必会对煤矿机械提出更加严格的应用和功能要求,实现该技术在机械设备中的应用推广和研究是当前乃至之后的重要发展方向。而相关研究人员可从以下几方面来实现该技术在煤矿机械中的应用水平优化。其一,在保证现有性能的基础上,实现全新的技术应用功能研发,使得相关机械在该技术的支持下逐渐满足未来煤矿生产的需求。其二,煤矿企业应当加大技术与资金投入,组建专门的研发小组进行新技术开发,并加大对技术研究的资金成本投入,为研发人员的技术研发工作的实现提供平台保证和支持。同时,还应当积极就国内外的先进技术应用进行思考和引进。其三,注重对煤矿机械操作人员的培养,这主要可从开展技术研讨会议和教育工作来进行实现,切实提高操作人员的设备应用水平。并制定严格的技术人员考核制度,定期就操作人员的技术应用水平和职业道德规范等进行考察与总结,采用相应的奖惩制度对操作人员进行约束。总体来说,我国经济与社会在不断发展过程中,煤矿资源的应用量也将会不断提升。面对这一现状,加强煤矿生产效率的提升就成为当前重要的技术研究方向。而煤矿机械作为开采支持技术,加强机电一体化技术在其中的应用推广是十分必要的。 4.结语 在当前的煤矿机械设计中,机电一体化技术已经实现了较为广泛的应用,并发挥了重要的应用价值,相比传统的煤矿机械具有更多的优势。所以,为实现企业竞争力的提升,各煤矿开采行业应当重视该技术在采矿机械中的应用。首先需要明确该技术的实际内容和优势,并就当前该技术的应用程序与应用实践进行学习与掌握。在实际应用过程中积极总结技术应用经验,不断实现技术的研究创新。 作者:余波 单位:重庆川九建设有限责任公司 机电一体化数控技术篇3 我国有着广阔的国土面积,煤炭资源也非常丰富,在各地均有分布,在推动国家经济发展上发挥着重要作用。在时代发展与进步过程中,煤炭资源开采难度也越来越大,对传统开采方式来说已经显得落后,不能保证开采的精度。对此要将机电一体化数控技术应用到煤矿机械中,提升煤矿机械的性能,从而更好应对各种复杂的地质环境,并大大降低工人工作强度,促使煤矿生产朝着专业化与科技化方向发展。 1机电一体化数控技术概述 机电一体化是电子机械工程学中的重要组成部分,涵盖了自动控制、机械技术等学科,对机电一体化技术来说,由各学科交叉与融合发展而成。在互联网与计算机等技术快速发展的今天,煤矿机械中也应用了很多现代化技术,提升了机械生产的效率,如通过引入微电子技术,可以实时监督与控制煤矿,并进行故障诊断等。[1]煤矿生产过程比较复杂,要求有良好的通风与供电条件,这就凸显了电子控制系统的重要性,关系着煤矿生产自动化水平的提升。随着煤矿现代化发展速度的加快,在煤矿生产中除了要应用机械与液压技术以外,还要引进机电一体化数控技术,确保煤矿生产效率进一步得到提升,从而获得更大的经济效益。 2机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用 2.1在线监控、自动报警和故障诊断 对在线监控来说,主要在机电一体化技术支持下,能够让煤矿作业得到有效监控与管理,构成部分有电动机、供油设备和传动系统等。监控系统可以从设备状态出发,在发现有异常现象以后可以自动报警,并将设备具体位置发送给管理人员,以达到警示的作用。这样就极大减轻了工作人员工作量,煤矿设备日常维护效率也变得更高,管理人员通过及时采取解决措施,可以最大限度减少经济损失。此外,还可以对煤矿设备进行有效的故障诊断,将故障原因查找出来以后,通过采取一定解决方法,确保不影响正常的煤矿生产。 2.2在煤矿机械综合采矿中的应用 在煤矿综合作业中应用机电一体化,通常为选择电牵引采煤机,这是机械技术与数字控制技术有效结合的典型例子。电牵引采煤机在近年来的发展中已经越来越完善,相比于其他牵引方式,这项技术显得更具科学性与先进性,如具备更加强大的数控能力。利用电力能够大幅度提升牵引功率,可以满足大倾角作业要求,也保证了作业的速度。此外将该技术应用到综合采矿上,其优势也体现在很多方面,如灵敏度更高,演唱了机械设备的使用年限。在煤矿机械中应用机电一体化技术以后,可以有效实现工作效率的提升,并对煤矿机械的快速发展创造了良好的条件。 2.3在提升煤矿运输能力上的应用 提升煤矿运输的稳定性与安全性,能够确保煤矿作业有效进行,在煤矿作业效率得到保障以后,整个采矿工程才能顺利推进。在煤矿运输上应用机电一体化数控技术以后,通常反映在煤矿提升设备与带式传输设备等方面,对矿井提升设备来说,可以让煤矿作业效率得到提升,满足煤矿作业的提升要求。[2]现在通过实现内装式提升设备的一体化,也是这项技术的优势之一,不仅可以充分简化设备结构,也连接了滚筒和驱动,大大提升了机械设备的安全性。对带式传输设备来说,在现阶段煤矿作业中应用比较多,自动化水平也很高,能够保证煤矿开采的稳定、高效进行,让煤矿作业效率的提升有了可靠的技术支持。 2.4提升安全生产水平 一直以来煤矿生产都将安全放在首位,通过应用监控系统可以有效监督与控制煤矿生产各个环节情况,能够及时发现存在的安全隐患,通过采取有效解决措施,避免出现不必要的安全事故,提升了煤矿生产的安全性。通常情况下煤矿生产对监控系统有着很高的要求,不仅要求系统能够始终维持在正常运行状态,还要确保与人的联络保持通畅,从而才能避免出现安全事故。对此可以应用机电一体化数控技术,并和数据库进行充分的整合,在应用局域网实施同步模式和专用的通信结构,可以提升监督与控制的效果,将整个煤矿生产中形成的信息有效收集起来。通过应用专业计算机软件整理和分析数据信息,形成分析图表后将设备运行状态直观、全面的反映出来,有利于修复薄弱环节,达到优化煤矿开采工作环境的目的。 2.5提升设备精细化水平 当前市场经常越来越激烈,煤矿企业要想顺利脱颖而出,应该高度重视管理工作,实行精细化管理方法,这是煤矿今后发展的主流趋势。机械设备在煤矿生产中占据着重要的地位,直接关系着煤矿企业的经济效益,但是现阶段很多煤矿企业生产设备比较老旧,对此需要及时应用机电一体化数控技术,让机械生产设备得到精细化管理,保证企业经济效益获得提升。在实际煤矿开采过程中,对运输设备进行精细化管理,将里程碑、反光警示标识等设置在各巷道内,并加强对运输设备的保养。在应用数控技术以后,能够定期检查与维护煤矿运输设备,只要出现问题可以第一时间解决,让煤矿生产工作得以顺利进行。 3结语 总之,机电一体化数控技术有着高效、稳定和安全等优势,通过将其应用到煤矿机械中,可以保证综采效果实现提升,让煤矿生产更具效率。同时还要将机电一体化数控技术与运输系统相集合,从而让运输系统得到有效的优化,让煤矿生产每个环节能够实现有效的衔接。煤矿企业只有充分发挥出机电一体化数控技术的作用,才能实现经济效益的不断增长,满足社会各界对煤炭资源的需求,也推动国民经济的快速、稳定发展。 参考文献: [1]张坚祥.机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用分析[J].科技创新与应用,2017,(29):156-158. [2]庞岩.研究机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用[J].科技展望,2016,(30):131. [3]蒋尊涛.机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用[J].建材与装饰,2016,(02):221-222. 作者:王斌 张娜 单位:太原矿机电气科技有限公司 山西省邮电建设工程有限公司
机电工程专业论文:浅论高职院校机电工程技术专业人才培养模式改革 论文关键词:就业导向 职业能力 阶梯式 多元目标模式 课程体系 论文摘要:在认真调研、分析机电工程技术专业人才培养模式改革的制造业背景、行业背景和学校背景的基础上,阐述了机电工程技术专业人才培养模式改革的目标、指导思想、基本思路和主要措施。并提出根据学生的能力不同建立以就业导向和职业能力为中心的阶梯式的“多元目标模式”。 一、机电工程技术专业人才培养模式改革的背景和培养目标 (一)机电工程技术专业人才培养模式改革的背景 1、制造业背景 制造技术是使原材料成为产品的一系列技术的总称。自从人类社会进入工业化社会以后,制造业一直是国民经济的支柱产业,制造技术水平的高低已成为衡量一个国家经济实力和科技发展水平的重要标志之一。 入世以来,世界许多发达国家纷纷将其制造业向中国转移,我国正在逐渐成为“世界制造业基地”,制造业的发展推动了机电工程技术进步和机电一体化产品的不断开发,从而推动了与此相关的教育服务的改革与发展。 2、行业背景 要发展国民经济,提高生产力水平,就必须发展装备工业,而装备工业的主要产品是机电一体化的产品,其核心代表是数控机床产业,要发展生产力,提高国家经济竞争力,必须优先发展数控机床产业。 据调查,抚顺挖掘机制造公司、韩国独资企业“双龙公司”、6409厂、三环机械制造总厂、煤矿电机厂、铝轮毂厂、减速机厂、抚顺机械厂、石油机械厂、星阳公司等都引进了机电设备及数控加工没备,需要相当数量高层次的机电设备及数控机床安装、调试、操作、编程、维护人员及车间管理人员。同时生产机电产品的厂家也需要懂机电技术的营销人员。 最近几年,机电专业毕业生年年供不应求,据2002至2003年就业统计,机电专业毕业生的供需比为1:3。为此,发展与先进制造业相关的高等职业技术教育,培养与之相适应的生产一线机电专业人才是当务之急,也是高职院校义不容辞的责任。 3、学校背景 抚顺职业技术学院有二十多年普通人学专科机械类专业办学历史,现已发展为包括“机械制造工艺及设备”、“数控应用技术”、“机电工程技术”、“机电一体化”等一系列专业群。1999年以来,针对制造业对机电及数控人才的迫切需要,我校机械类专业主要围绕数控应用技术及产品安装、调试、维护专业方向进行人才培养,并于2000年独立设置了高职机电工程技术专业。 (二)业务规格与专业特点 l、业务规格 以服务为宗旨、以就业为导向、以培养职业应用能力为主线,设计学生的知识、能力、素质结构,使学生具有基础理论知识适度、技术应用能力强、知识面较宽、素质高等特点。 根据学生能力及爱好的不同,建立以就业导向和职业能力为中心的阶梯式的“多元目标模式”。一级:具有熟练的autocad绘图能力,考取autocad认证证书;二级:熟练的电工电子方面的知识和技能,考取维修电工中级职业技能证书;三级:常用传动件的设计及典型零件的工艺规程编制,熟练使用caxa电子工艺图表;四级:能够熟练掌握手工编程及熟练应用一款cad,cam软件(caxa、pro/e、mastercam)和数控仿真软件,考取数控工艺员证书,五级:熟练操作至少一种数控机床(车铣或加工中心),考取数控车(铣或加工中心)中高级职业技能证书;六级:熟悉机床电气控制、plc数控技术、机械工程检测技术、微机和单片机控制及接口技术知识,具有简单机电设备安装、调试、维修的能力,考取机电设备维修工中级职业技能证书。不同能力的学生可以达到不同级别,达到其中任意一个即可实现就业。 2、专业特,最 理论教学和实践教学相结合,以强化就业导向的职业能力和综合能力培养为特色,加强职业应用能力的培养。 二、人才培养模式改革指导思想和目标 (一)人才培养模式改革的指导思想 以就业为导向,培养面向生产、建设、管理、服务第一线需要的“下得去、留得住、用得上”,实践能力强、具有良好职业道德的机电行业高等技术应用性人才。同时使学生们具备一定的可持续发展能力。 (二)人才培养模式改革的目标 以就业导向和职业能力为目的,以人才培养模式改革和创新为主题,形成培养高职人才的新模式一是在培养内容上,做到“知识与技能相结合”,使学生知识够用,技能过硬。二是从培养方式上,做到“讲授与实训相结合”。三是从培养主体上,做到“学校与企业相结合”,校企联合,共同培养人才 三、人才培养模式改革基本思路和措施 (一)人才培养模式改革的基本思路 以为辽宁及东北老工业基地的机械制造业培养高等技术应用型人才为根本任务,以机电工程技术应用岗位人才必备的能力和基本素质为主线,构建课程的知能结构,重组课程体系:突出理论知识在实践中的应用和实际能力的培养,以技能和能力培养为重点,坚持常规技术训练与先进技术训练相结合,坚持数控机床单机训练和局域网条件下综合训练相结合,创建具有现代水平的训练教学基地,构建具有特色的理论教学和实践教学新体系。 (二)人才培养模式改革的主要措施是: 1、加强教学软、硬件的建设 围绕提高教学质量这一主题,加强教学工作的领导和管理,建立一套较为完善的教学文件,加大教学资源与教学设施投入,改善实验、实习设施。 2、重组课程体系,制定合理的教学计划 理论以“必需、够用”为度,突出“适用性”和“针对性”,不强调理论的系统性,侧重于基本理论对实践的指导和应用。专业核心课程:autocad、机械设计基础、机械制造技术、数控原理与编程、cad/cam(caxa、pro/e或mastercam)软件应用、机床电气控制与plc等。 3、实践环节突出四个特性 一是基础实践教学环节的普及性。对于金工实习,在传统教学基础上,立足专业方面,这样在实际操作中,以车工、钳工、铣工、焊接等工种的操作为基础,紧紧围绕机电工程技术专业实施,特别在普通车、铣床与简易数控机床操作上多下功夫。 二是专业基础实训的严格性。专业基础实训学习量大,范围广,学生掌握程度直接影响对专业的认识。这一环节掌握好,可以提高学生对专业的学习兴趣。我们开设autocad实训、电工电子课程实训、机械设计基础课程设计等。 三是专业实训的必备性。我们建设了cad/cam实验室和数控实训基地,装备了先进的计算机和正版cad/cam软件以及10台先进的数控机床,利用正版的数控加工系统仿真模拟软件实施教学,之后再到机床上真刀实枪的进行操作。把工厂中典型零件的制造工艺、常用数控机床操作、编程的内容整合成“典型零件的工艺制订”、“数控机床编程”等实训项目,保证学生能熟练掌握数控机床的操作,学会常规典型零件的数控编程,基本了解数控机床的常见故障及排除方法。 四是毕业实习环节的针对性。毕业实习环节教学,主要针对学生面向社会需求,学生尽管是同一专业,但实际工作中会有不同的选择,因而毕业环节就应该体现这一点,以所学专业为主,结合自己情况完成毕业环节,尽量以普通机床的经济型数控改造为主,但考虑就业导向,有意拓宽,如在企业中流行的cad/cam软件的运用(autocad、caxa制造工程师等)、现代车间及班组的管理、机电设备的营销、机电设备的设计、开发等,做到真题真做。 4、加快实习实训基地建设,充分发挥实习实训基地的作用 加快实验实训基地建设,为专业建设打下了坚实的物质基础。现有实验室8个、专业机房1个,已建成数控加工实训基地,第一期购置两台生产型数控车床,华中的数控铣和数控车床各三台以及方正系统的电火花、线切割各一台,并已陆续开始使用,使学生职业技能的培养有了基本保证。 专业机房全天对全系学生开放,通过科学地管理,学生的知识面不断扩展,实际动手能力逐渐增强,自身的务实创新能力显著提高。 校外实习基地的建设本着“先求合作、后求发展”原则,已与沈阳金杯汽车培训中心、市煤矿电机厂、市机械厂、双龙公司等多家不同性质、地域、行业企业签订了校企合作协议,建立稳固校外顶岗实训基地。充分发挥实训基地的作用:校内基地打基础,以数控加工操作技能为主,并进行数控设备编程与操作实训,故障诊断与维护实训等。校外实习基地主要针对机电设备、数控机床的装配、调试、验收等环节。使学生开阔眼界,增长见识。 5、课堂教学与现场教学相结合 对数控机床的结构、机械设计等内容,采用多媒体等现代教学手段,辅以现场教学的方法,增强学生的感性认识,以提高学生的学习积极性。 6、技能证书与毕业证结合 实行双证书或多证书教育。课程实训与职业技能培训相结合,对学生进行数控机床操作等方面的职业技能培训。在完成课程教学的基础上,考取美国autodesk公司颁发的autocad二级认证、国家劳动部颁发的数控工艺员证书及职业技能等级证书等等。 7、加强师资队伍的建设,以“双师素质”教师培养“双证书”学生 根据高职高专院校建设“双师型”教师队伍的要求和教学工作的实际需要,注重教师“双素质”能力的培养;采用自身培养与送到国家指定的师资培训基地等地相结合的方法,使多数教师到企业进行实践,经过近两年的努力,已有3名教师获教育部颁发的“双师素质”证书,有8名教师具备劳动部门认定的考评员资格,有2名教师考取了加工中心国家职业技能鉴定高级工证书,还有4名教师专程到华中数控接受为期两周的培训;专业教师双师型素质合格率已达到80%,三年内将达到100%;现已基本实现双师素质教师培养双证书学生。 8、毕业实践与就业环节相结合 改革毕业设计原有的限于纸面的图纸设计、毕业论文的形式,将毕业环节变为毕业实践、毕业设计和毕业制作,使其内容多样化、形式多样化、过程多样化,逐步转为对职业技能培训更有促进的、机电一体化产品或控制器的实体制造与制作。在实体制作与加工中,培养综合运用单片机、plc控制技术的能力,培养数控设备的故障诊断与维护能力,培养机电产品cad/cam技术应用能力。 学生到企业顶岗实习,为学生就业和企业招聘人才提供了双赢的机会,一方面学生获得了就业机会,另一方面缺少现代化人才的企业也招聘到了就了自己所需要的人才,对学校则初步实现了后期订单教育。 9、教材建设与规划 专业理论课:以教育部规划的高职高专教材为主,自编部分教材,无论选何种教材,都要以制定的课程教学大纲为教学依据。积极参加各类教材编写,其中主编了《机械设计基础》等教材。 实习、实训课:以实习、实训大纲为指导,自编实习、实训指导书,明确实训项目、实习任务,实习、实训方式,实习、实训效果和成绩评定方法。实习、实训内容以操作技能的训练为主,突出训练过程和操作效果。根据新技术出现的实际情况,实习、实训指导书应定期修订。 拟自编教材有:《机械制图》、《机械工程基础》、《单片机及接口技术实训教程》、《可编程控制器实训教程》、《数控编程及加工实训教程》、《电火花型腔加工及线切割加工教程》、{(cda/cam软件应用实训教程》等。 大力推进电子教案、多媒体课件、音像制品等立体化教材的建设;现已做出机械制图、autocda 2000、工程力学、机械设计基础、机械制造基础、数控原理与编程、caxa制造工程师、mstercma等课程的多媒体课件。 10、注重文化素质和职业道德的培养. 从2000级开始,将音乐欣赏和美术欣赏作为本专业的选修课,以陶冶情操,提高学生文化素质;通过学生的演讲、爱国教育等,培养学生勤奋、踏实、朴素的工作作风,培养学生职业道德。 四、通过人才培养模式改革,体现高职特色 根据学生能力及爱好的不同,建立以就业导向的职业能力为中心的阶梯式“多元目标模式”,坚持多证书毕业。 置受教育者于集机械、电子、信息、系统、和管理为一体的现代工程背景下,坚持常规技术训练与先进技术训练相结合,坚持数控机床单机训练和局域网条件下综合训练相结合。 大幅度增加实践教学的比重,加大教学设施的投入,注重校内实训基地的建设。 淡化理论教学与实践教学的界限,采用交叉培训的方式,建设“双师型”教师队伍,以“双素质”教师培养双证书学生。 能力培养强调应用性、技能培训强调适用性,理论教学强调针对性,教学管理强调可操作性,教学文件强调规范性。 本专业的人才培养模式体现出以“就业”为导向,突出用科学规律去解决实际问题的能力,这种能力是以操作技能为中心的各种能力综合,是适应社会需要的职业能力。以就业导向的职业能力为中心的本专业课程设置,特点是讲求实用、实效,目标是本专业毕业生具备阶梯式就业导向的职业能力及较强的技术再现能力。保证不同层次和不同能力的学生毕业后100%就业,且工作时适应期短或没有适应期。真正实现“零距离“就业。 机电工程专业论文:机电工程专业中变速器的维修与保养 1.变速器 在汽车,拖拉机,机床等机器的运转以及牵引力装置上我们都会使用到变速器,我们常见的变速器主要可以分成两种类型,一种是由齿轮和轴杠杆组成的手动变速器,此类变速器主要是依靠不同的齿轮组合产生变速变距;而另外一种则是由液力变扭器,行星齿轮以及液压操作系统组成的自动变速器,该类型的变速器主要是依靠液力传递以及齿轮组合的方式来达到变数变距。通过了解变速传动机构和操纵机构共同组成了一个完整的变速器,有需要情况下,有时候还需要加装动力输出器才能形成一个完整的变速器,故此由变速器的构成得知,变速器的运动方式可以按两种类型划分,一种是按传动比变化方式以及按操纵方式。 2.使用变速器应该注意的问题 与传统的变速器相比,在机电工程专业中变速器的使用过程首先需要做到熟悉与了解整个变速器设备的运作,以及变速器系统的组成,工作原理等可能在机电工程专业变速器的使用过程中可能面临的问题以及涉及到的基础信息。变速器在汽车中的使用最为广泛,故此以汽车变数器为例子,详细解读机电工程专业中变速器使用过程中应该注意的问题,与实际操作中应该注意到的几个细节问题:(1)只有排挡杆置于P、N位置时,方可起动发动机,在点火开关打开状态下,若想移出这两个挡位,必须先踏下制动踏板,同时按下手柄按钮,才可将排挡杆移入其他挡位。(2)P挡可作为手制动的辅助制动器,但不可替代手制动器。(3)车辆被牵引时排挡杆须置于N位置,牵引时车速不可超过50Km/h,牵引距离也不能超过50Km,若需牵引更长的距离,需将驱动车轮升离地面。(4)若自动变速器的控制单元因电气故障而导致其进入应急状态,此时只有3、1、R挡可以工作,不要认为尚有挡位可用,就不去修理,应及时查明故障并排除,否则会损坏自动变速器内的多片离合器。 3.机电工程专业中变速器的维修与保养 机电工程专业中变速器使用上的操作不当或是没有及时的保养维修都会导致变速器出现故障,机电工程的生产生活上带来不便。变速器在运转过程中,发动机转速突然提升,会感觉到像是发动机动力输出突然中断,或是变速器在工作中发出异响,特别是在变速器的前部响声特别明显的情况,都能够判断在机电工程专业变速器的使用可能发生了故障,为了避免发生意外或是影响机电工程专业的生产,需要及时对变速器进行维修。若想确保在机电工程专业中变速器能有较长的使用寿命,在平时使用过程中还需要及时的保养,特别是自动变速器的使用,在自动变速器的使用过程中如果没有严格的遵守维修保养规程,缺乏及时的检查和日常保养习惯,不仅会加速变速器的损伤和故障的形成,甚至还会扩大故障后果的危害性,所以预防性保养习惯对于机电工程专业中变速器的使用十分重要且相当必要,良好的保养习惯不仅能让变速器能有较长的使用寿命,还能降低其故障的发生。以下是关于机电工程中变速器维修保养的关键要素:(1)定期对变速器中的润滑油进行检测与更换。(2)注意油面高度,可在机器预热的时候查看,具体查看有无漏油,变速器内的油既不能过多也不能亏损,亏损有可能会烧坏变速器,过多则会引起变速器过热。(3)注意保养换油。如汽车的变速器,每家汽车生产企业生产的轿车品牌不同,变速器的换油周期也不相同,注意所使用的变速器品牌,留意使用说明书,到期必须更换。在某些汽车公司中还规定了,对变速器没有及时进行保养换油,会将汽车进入应急模式,出现锁三挡的情况。(4)定期检查变速器油的颜色,正常的变速器油应该是无味、半透明,红或黄色,如果发现变速箱油发黑或有焦糊味,必须马上更换。如今在社会上机电工程专业变速器对汽车行业中的发展起到了至关重要的影响,故此对于机电工程专业中变速器的维护与保养的具体措施也引起了汽车行业与社会大众的广泛关注,做好机电工程专业中变速器的维修与保养,对变速器中所存在的故障问题详细的进行分析,寻求合理有效的解决方法,只要能做到及时准确的知道到问题,才能有针对性的处理好变速器的故障,才能不断的提高机电工程专业中变速器的维护水平,不断的促进机电行业的发展。 作者:蔡连松 单位:江苏华浩送变电工程有限公司 机电工程专业论文:浅析机电工程专业中变速器的维修与保养 【摘 要】随着社会经济与科学技术的进步,机电工程专业的得到不断的发展,变速器在汽车机件的应用也日渐成熟,给予了汽车行业极大的推进力。特别是自动变速器在汽车中的使用,促进了自动挡车辆研发的进步,因为自动挡在操作上相对于手动挡更加简便,在社会上的受欢迎程度也越来越高。探讨机电工程专业中变速器的维修与保养,为变速器未来能拥有更广阔与坚实的市场打下扎实的基础。 【关键词】机电工程专业;变速器;维修;保养 机电工程专业中变速器的工艺虽然得到了较大的发展,但人们对于机电工程专业中变速器使用过程中应该注意的保养知识与故障维修方面的认识和了解都非常有限。在现今这个汽车行业发展日新月异的时代中,汽车自动档的普遍以及已经渐渐的深入到整个汽车行业,被广泛的应用到人们对汽车使用的日常生活中了,飞速发展的时代里它给人们可谓带来了诸多便利,而变速器的维修以及保养液成为了人们需要关注的问题。 1.变速器 在汽车,拖拉机,机床等机器的运转以及牵引力装置上我们都会使用到变速器,我们常见的变速器主要可以分成两种类型,一种是由齿轮和轴杠杆组成的手动变速器,此类变速器主要是依靠不同的齿轮组合产生变速变距;而另外一种则是由液力变扭器,行星齿轮以及液压操作系统组成的自动变速器,该类型的变速器主要是依靠液力传递以及齿轮组合的方式来达到变数变距。通过了解变速传动机构和操纵机构共同组成了一个完整的变速器,有需要情况下,有时候还需要加装动力输出器才能形成一个完整的变速器,故此由变速器的构成得知,变速器的运动方式可以按两种类型划分,一种是按传动比变化方式以及按操纵方式。 2.使用变速器应该注意的问题 与传统的变速器相比,在机电工程专业中变速器的使用过程首先需要做到熟悉与了解整个变速器设备的运作,以及变速器系统的组成,工作原理等可能在机电工程专业变速器的使用过程中可能面临的问题以及涉及到的基础信息。变速器在汽车中的使用最为广泛,故此以汽车变数器为例子,详细解读机电工程专业中变速器使用过程中应该注意的问题,与实际操作中应该注意到的几个细节问题: (1)只有排挡杆置于P、N位置时,方可起动发动机,在点火开关打开状态下,若想移出这两个挡位,必须先踏下制动踏板,同时按下手柄按钮,才可将排挡杆移入其他挡位。 (2)P挡可作为手制动的辅助制动器,但不可替代手制动器。 (3)车辆被牵引时排挡杆须置于N位置,牵引时车速不可超过50Km/h,牵引距离也不能超过50Km,若需牵引更长的距离,需将驱动车轮升离地面。 (4)若自动变速器的控制单元因电气故障而导致其进入应急状态,此时只有3、1、R挡可以工作,不要认为尚有挡位可用,就不去修理,应及时查明故障并排除,否则会损坏自动变速器内的多片离合器。 3.机电工程专业中变速器的维修与保养 机电工程专业中变速器使用上的操作不当或是没有及时的保养维修都会导致变速器出现故障,机电工程的生产生活上带来不便。变速器在运转过程中,发动机转速突然提升,会感觉到像是发动机动力输出突然中断,或是变速器在工作中发出异响,特别是在变速器的前部响声特别明显的情况,都能够判断在机电工程专业变速器的使用可能发生了故障,为了避免发生意外或是影响机电工程专业的生产,需要及时对变速器进行维修。若想确保在机电工程专业中变速器能有较长的使用寿命,在平时使用过程中还需要及时的保养,特别是自动变速器的使用,在自动变速器的使用过程中如果没有严格的遵守维修保养规程,缺乏及时的检查和日常保养习惯,不仅会加速变速器的损伤和故障的形成,甚至还会扩大故障后果的危害性,所以预防性保养习惯对于机电工程专业中变速器的使用十分重要且相当必要,良好的保养习惯不仅能让变速器能有较长的使用寿命,还能降低其故障的发生。以下是关于机电工程中变速器维修保养的关键要素: (1)定期对变速器中的润滑油进行检测与更换。 (2)注意油面高度,可在机器预热的时候查看,具体查看有无漏油,变速器内的油既不能过多也不能亏损,亏损有可能会烧坏变速器,过多则会引起变速器过热。 (3)注意保养换油。如汽车的变速器,每家汽车生产企业生产的轿车品牌不同,变速器的换油周期也不相同,注意所使用的变速器品牌,留意使用说明书,到期必须更换。在某些汽车公司中还规定了,对变速器没有及时进行保养换油,会将汽车进入应急模式,出现锁三挡的情况。 (4)定期检查变速器油的颜色,正常的变速器油应该是无味、半透明,红或黄色,如果发现变速箱油发黑或有焦糊味,必须马上更换。 如今在社会上机电工程专业变速器对汽车行业中的发展起到了至关重要的影响,故此对于机电工程专业中变速器的维护与保养的具体措施也引起了汽车行业与社会大众的广泛关注,做好机电工程专业中变速器的维修与保养,对变速器中所存在的故障问题详细的进行分析,寻求合理有效的解决方法,只要能做到及时准确的知道到问题,才能有针对性的处理好变速器的故障,才能不断的提高机电工程专业中变速器的维护水平,不断的促进机电行业的发展。 机电工程专业论文:基于开放性实验平台培养机电工程专业学生的实践创新能力 摘要:以上海交通大学机电工程专业课程《机电控制技术》为例,探讨了如何基于开放性实验平台,培养学生的实践创新能力。主要介绍了开放性实验平台的构成、方案设计、实验效果的评估等。实验实施的效果表明这种开放性实验方式可以激发学生的创造力、激励学生学习的主动性、培养学生分析问题和解决问题的能力。 关键词:开放式;实验平台;创新 一、引言 如何培养大学生的创新能力是建设创新型国家对我国高等教育提出的新要求。开放式创新实践教学是培养学生创新能力的重要手段。开放式创新实践教学指在实验教学中所有实验资源向学生开放,实验性质由验证型向设计型、综合型过渡。学生作为实验的主体,自拟实验方案、查阅文献和参考资料,提出设计思路和实验步骤。学生根据个人的实验基础、专业特点选择相应的实验项目,给学生最多的主动权、最大的开放性。国内很多高校都开展了开放性实验的研究,例如哈尔滨工程大学针对模拟电子技术实验课程,开展了开放自主实验教学模式的探索与实践,其全开放模式拓宽了实验的时空概念,能够最大限度地利用实验室资源。中国矿业大学针对土木工程专业对开放式实验室建设提出了建议。北京大学化学基础实验教学中心以物理化学实验课程为例,对开放式实验教学模式的管理工作方法进行了探索和实践。南京工业大学分析了新媒体背景下通过开放式实验培养学生创新能力的对策。本文以机电控制专业为背景,以上海交通大学《机电控制技术》教学内容为基础,介绍了机械电子工程专业基于开放式实验平台,开展创新实践教学的研究工作,探讨开放性创新实验平台的搭建、实验方案设计等,研究开放性创新实验效果的有效评估方法。 二、面向机电控制学科的开放性创新实验平台 创新实验方案的设计要求让学生建立起系统设计的思想,从创新的角度出发,按照系统功能选择部件,进行接口设计、数据调试、结果评价、使整个控制系统的方案实现过程接近于工程实践。 1.开放性创新实验平台的搭建。针对《机电控制技术》课程,让学生完整地了解测量与控制的原理和方法,使学生对各个控制部件、测量部件、控制系统有感性的认识,通过自己设计方案、自己动手搭建硬件,自己编写软件等方式,学会分析问题和解决问题。《机电控制技术》开放性创新实验平台主要包括三大部分:硬件平台主要是指实验所需的各种器件,例如各种控制对象、传感器、控制器件,各种接口器件以及实验过程中要用到的各种工具器件。软件工具平台包括各种编程软件、设计用工具软件、控制软件、检测软件等。例如C语言,PLC编程软件及组态软件等。信息平台包括创新实验课程指导网站,将实验中所用的各种器件和工具的说明书、实验软件的学习文档、实验要求等相关文档放在网站上,充分利用网络资源的共享优势,开创引导式、启迪式的自学模式。 2.开放性创新实验方案的设计。开放性创新实验方案的设计需要考虑到如下几个方面:①开放性。这种开放性要求实验在时间、内容、设备上的全开放。时间上的开放性是指学生只要在允许的时间之内,都可以随时来实验室进行实验。内容的开放性是指在完成实验目标的要求下,允许学生对实验内容进行选择。设备的开放性是指允许学生对实验设备进行选择组合来完成自己的实验目的。在课程中一个具体的控制问题可以描述为:传感器测量控制对象的信息,利用一定的控制方法,通过控制器件实现对象的控制。开放性实验平台提供了多种配置,学生可以自由选择、自由组合,并且可以比较各种方法的优缺点。例如:不同的控制对象:电水壶、AVG小车、吹风机等。不同的传感器:可配置温度传感器、速度传感器、力传感器等。不同的控制器件:低压电器、可编程逻辑控制器、单片机、数字信号处理器、嵌入式控制器。②层次性。在实验目标制定、实验硬件的配置和实验结果考核方面要有一定的层次性。难易不同的目标和不同的硬件配置可以体现实验的复杂程度,同时也是对学生不同能力的衡量。举例来说,同样选择控制水温,学生还可以选择不同的控制器,选择单片机硬件稍简单些,选择PLC的话就稍复杂一些。在控制方法上也可以有所不同,如果只是简单的开关控制,程序就比较简单,如果选择PID或者其他方法程序就复杂一些。这种不同的组合搭配设计大大增加了学生实验操作的柔性,也激发了学生进行比较、探索的能力。③课内实验和课外学习的结合。开放性创新实验并不是一次完成的,学生在实验过程中会遇到很多问题,一次实验后,学生会带着问题重新回去查阅资料,寻求解决之道,为下一次实验做好准备。④注重创新能力的培养。学生通过自己组织实验平台,构思实验方案,进行详细的实验设计和不断的修正,最终实现实验目标。这一过程中要注重鼓励学生的求异思维,鼓励学生的新想法,新思路,培养其创新的能力。 3.开放性创新实验效果的评估。开放性实验效果的评估,要摈弃普通实验根据实验数据的误差大小,实验曲线的吻合程度等进行打分的方法,需要对学生参与实验的积极性、实验方案设计的合理和创新性、实验结果等进行综合的考量。以水温控制为例,为了兼顾一般性,又能突出某些优秀学生的创造能力,可采取递阶打分的形式,例如对于水温控制问题,如果控制水温在60℃不变,按照控制水温偏差大小可给予基本分数,在此基础上,学生可选择增加难度,控制水温在40℃至70℃之间做周期不变正弦变化,根据控制温度跟踪误差进行加分。继续增加难度,控制水温在之间40℃至70℃做变周期的正弦变化,根据温度跟踪误差进行加分。 三、开放性创新实验的实施效果 该实验平台在上海交通大学机械与动力工程学院本科2009级以后进行了初步的试点,目前已经完成三届,每年参与该平台的实验人数大约在300名左右。学生在实验过程中表现出了很大的积极性。每次实验后,课程组都对实验效果进行了调查和问卷,并要求学生将对实验的建议和意见写入报告或问卷中,以期得到学生积极的反馈。有同学在实验心得中提到:“这是第一次只有实验器材的情况下,独立设计实验,没有完整方案,甚至没有接线图,一切都靠自己摸索前进,但这种挑战同时也磨练了我们的自学能力和动手能力……”。根据调查问卷的统计结果,该平台得到了学生的肯定,大约88.36%的学生认为该实验平台对创新能力的培养有帮助,有91.48%的同学对这种新颖的实验方式给予了很高的评价,推荐该课程的比例达到了98.75%。 四、结论 开放式创新实验在实验内容、实验设备、实验方式方法、实验时间和实验难度等方面体现了充分的自主性,也体现了以“学生”为本的实验设计精神,对于培养学生的实践能力、创新能力、分析问题和解决问题的能力方面具有非常重要的作用。开放式实验教学是一种新生事物,其发展过程处于方兴未艾阶段,目前仍有各种问题,例如验室的管理、实验效果的评估等,还需要不断探索与研究。 机电工程专业论文:机电工程专业中变速器的维修与保养论述 【摘要】在电控产品开发中,电控系统硬件开发技术较为成熟,开发的核心与难点是控制 系统软件。成熟的控制软件是提高车辆性能和控制功能实现的主要因素,因此电控系统控制策略的开发是电控产品开发的主要内容。变速器控制策略的开发,首先需要深入了解控制对象――机电工程专业性能,再者还要分析因素的影响,使开发的电控系统具有较强的作用。 【关键词】机电工程专业;变速器;维修与保养 前言 机电工程专业中变速器的应用极为广泛。最早出现的汽车变速器是机械式手动变速器,也称手动变速器。它通过驾驶员用手拨动变速杆,改变变速器内的齿轮啮合位置,改变传动比,从而实现车辆变速的目的。由于它是有级排挡固定轴式齿轮变速器,所以以其效率高、成本低、生产工艺成熟而获得了广泛的应用,但由于手动变速器在换档时必须踩下离合器,所以存在着换挡动力中断的问题,而且存在驾驶员的操作水平对汽车行驶性能影响较大以及驾驶员工作强度大等缺点,所以随着汽车技术的发展,人们对自动变速的需求日益迫切。随着无级变速传动技术的发展,相比有级变速器,无级变速器的自身优势日益明显。 1液力机械式自动变速器技术 液力变矩器闭锁点的控制问题,存在单参数控制,双参数控制两类。单参数控制包括涡轮转速控制、车速控制、挡位控制。采用涡轮转速控制方式需设定闭锁一解锁转速差以避免频繁的闭锁与解锁车速控制,挡位控制这两种控制方式都属于高挡闭锁控制,避免低挡范围内的频繁闭锁。双参数控制包括以泵轮和涡轮转速为参数的控制方式、涡轮转速和节气门开度为参数的控制方式、车速和节气门开度为参数的控制方式。泵轮和涡轮转速的控制方式可以在不同节气门开度下都有合理的闭锁点涡轮转速和节气门开度控制,也可以在不同节气门开度下得到合理的闭锁点并且结构上易实现车速与节气门开度控制,这种控制方式在高挡闭锁,而在抵挡不闭锁,为轿车常用控制方式。针对传动系统工作工况的复杂性及其非线性,模糊控制技术在液力变矩器的闭锁研究中得以应用。如针对自动变速器在坡道行驶中的换挡循环,转弯时的频繁换挡等对行驶环境不适应出现的问题,建立了一种基于行驶环境识别的多模式汽车自动换挡系统。利用通常自动变速器上的传感器信号,自动识别汽车的当前行驶环境,提高了自动变速器的整体性能。从动力源方面进行控制,通过减小节气门、点火滞后或停止向部分汽缸供油等方法,反馈控制发动机,自适应地降低转矩,从而可控制自动变速器的输入转矩和输出转矩,并可将输入转矩与输出转矩控制在最佳值上,以实现平稳换挡。利用电子换挡控制系统控制锁止电磁阀减小锁止离合器的接合冲击。 2机械式自动变速器技术 机械式自动变速器以其传递效率高、易于制造等优点在自动变速器研究领域中占有重要的位置。它是在传统固定轴式变速器的基础上,应用电子技术和自动变速理论,通过电子控制单元,控制液压执行系统来实现离合器的分离与接合、选换挡操作以及发动机节气门的调节,实现起步、换挡的自动操纵。电子控制单元根据反映驾驶员意图的节气门开度信号、制动踏板信号,反映汽车行驶状态的发动机转速、输入轴转速、车速、挡位信号,依据预设的最佳换挡规律和最佳离合器接合规律,借助于相应的执行机构对车辆的发动机、离合器、变速器进行联合操纵,可以达到大大减轻驾驶员的劳动强度,提高了车辆行驶的安全性、动力性和经济性。真正意义上的产品最早应追溯到年,日本五十铃公司首先在轿车上使用一型全自动机械变速器,该自动变速器利用神经网络技术进行挡位最佳决策,控制参数为预测载荷、驾驶员意图、车速、节气门开度。实验表明该智能换挡系统明显减少了不必要的换挡次数,并提高了燃料经济性和降低了排放。并且把自动防抱死和自动巡航和进行系统集合控制,以提高控制系统可靠性和系统的性能价格比。年日野公司也推出计算机辅助变速排挡系统,随后,美国福特公司、法国的雷诺公司、意大利的菲亚特公司等,都相继开发出了电控机械式自动变速器,在美国和西欧已进入商品化阶段。德国最近新开发研制的具有或挡的,它突破了传统机电液接合的模式,采用了机电气的接合方式,通过电气控制无离合器踏板的干式离合器实现车辆的起步,而换挡过程无需分离离合器。 3无级变速器技术 在汽车自动变速器中,无级变速器因其可产生连续变化的速比,实现发动机与动力传动系统的最佳匹配,并且能够简化操作,减轻驾驶员劳动强度,提高行车安全性,提高驾驶的平顺和舒适性,改善排放,成为汽车自动变速领域的一个重要分支。无级变速器按作用方式的不同和传动形式的差异,可分为机械式、液压式、电气式,机械式无级变速器使用最广泛。在摩擦传动的无级变速系统中还包括链式无级变速器,它采用的金属链类似自行车的链条,它由部分组成内联接片、压板连接片和连接它们的浮动销,销相互滚动,使链条在弯曲时摩擦力小,且具柔性,传动链条位于两对锥形齿轮盘之间,这两对齿轮盘中,各有一个可以轴向运动,这样链带可向外或向内运动,运行线路可以变化,相应的转矩、速比也可以变化,这类变速器技术要求高,一个主要原因是为了防止转数过高或出现打滑现象,作为安全保障,变速箱中要有很高的液压压力,这样整个系统的作用效果就会降低,油耗也就升高。在该变速箱上安装了机械液压转矩感应器,可以直接而快速的作用于压力,避免了可能发生的链带脱落,或是在冰面行驶时突然出现的转矩过高。该变速器还有一个与众不同之处,传动压力和改变速比是分别独立控制的,通过这种双活塞原理,可以避免造成不必要的有效作用损失,另外还能直接改变速比,迅速调节锥形齿轮盘。 4 变速器的维修保养 4.1事后维修保养方式 这种情况是在设备发生故障后才去进行维修,使出现故障的设备恢复正常功能的一种维修方式,事后维修方式有时也称为故障维修,由于该维修方式的维修时机无法控制,当设备零部件发生故障时会造成停机。因此这种情况大多造成不便。 4.2定期预防性维修保养方式 根据经验及设备故障统计数据,规定每隔一段确定的时间对设备进行一次计划性的维修,而在规定时间前发生的故障,则进行事后维修保养。定期预防维修大大减少了发生故障的可能性,更为安全可靠。 4.3视情维修保养方式 通过定期或不定期检测得到设备的状态,并以此来确定维修时机。视情维修保养是基于大量的设备故障不会瞬时发生,而需要发展一段时间,即设备的功能故障在发生前有一定的故障征兆表现,当这些故障征兆出现的时候,才对设备进行维修。这种维修方式是多数人采用的,也是最贴近实际情况的一种。这种维修的最大特点是从设备的故障后果危害出发,尽可能避免或减轻故障后果,从而改变了过去根据设备故障的技术特性对故障本身进行预防的观念。对日常生活中出现的故障极方便处理。 结语 现在国外自动变速器台架测试技术己比较成熟,可以对自动变速器的一些特性进行检测。将汽车理论、自动控制理论、微电子技术、计算机控制技术、传感器技术和信息处理技术等应用于机电一体化产品的研究中,取得一定的成效。 机电工程专业论文:机电工程专业五门电类技术基础研究 [摘 要]随着机电工程在社会建设中占取越来越重要的地位,我国逐渐增加机电工程研究力度,根据我国的基本国情增加电工基础、电子技术、微机技术、自动控制工程基础、传感器原理与应用五门电类技术基础。本篇论文主要针对五门电类专业技术基础研究的原则、内容和发展趋势三方面进行探讨。 [关键词]电机工程专业 电类技术 随着社会的发展,各类电机工程技术逐渐深入到人们的生活与工作中,因此对于五门电类技术基础的研究尤为重要,为我国各类企业的发展打下坚实基础。我们主要根据我国社会发展的需求来制定五门电类技术基础研究的原则、内容和今后的发展方向,从而增加其研究的可实操性,真正促进我国机电工程的发展。 一、五门电类技术基础研究的概述 1.研究原则 我国机电工程专业技术基础在近几年来对其大力研究取得显著的成就,但是相对西方的研究进度较为落后。我国大型电类企业的先进技术大部分仍是引进日本和德国等先进国家的电类技术。其研究成果仍需要进一步提升,为我国电类企业的发展做出贡献,针对从事各门电类的岗位所需改进的内容作为研究重点,从而不断提升在职人员的工作能力,建立对五门电类企业发展有用的研究体系。 2.研究内容 我国对于机电工程专业五门电类技术基础主要研究的内容包括以下几个方面:一方面是对于五门电类技术基础相应的理论知识网的不断更新和完善,为其基础技术研究打下坚实的基础。例如五门电类技术基础相应的机械制图、电工基础、电机与变压器、PLC、电工基础和电子技术等基础知识体系的不断完善,并且增加其基础知识的实践性;另一方面是不断提升五门电类技术基础相应岗位的实操的能力。例如对于五门电类基础技术相应岗位的涉及到的机电设备和控制设备的识别、设计、调整、维修、操作、编写、安装和改造等方面的能力。 二、五门电类技术基础的研究方向 随着我国经济体制的不断变化,相应的五门电类技术基础的研究体系也应该进行改变,从而使其研究的成果更加适应当今社会对电类企业的发展,也更容易应用到电类企业的实际岗位中,从而促进电类企业的进一步发展。 1.智能化 智能化是当今社会研究的主要发展趋势,根据企业中的设备我们可以发现,电气自动化逐渐代替人工操作,机电智能化的机器人逐渐代替自动化设备,这一现象证明其智能化成为五门电类技术基础研究的最终方向。机电的智能化主要指的是在电气自动化的基础上,加入人工智能化、运算技术、模糊学、心理学混沌动力学等新型的研究领域,从而模仿人工的智能化,使机电设备具有与人一样的辨别、决策和处理的能力,从而促进机械设备的高智能运转,提高企业的工作效率和控制能力。 2.模块化 机电工程对于模块化的研究可以很大程度的减少资源设备的浪费,对于统一各机电类企业的机械设备的各类接口的标准化由于产品功能的复杂性和多样化存在一定的难度,制定标准化规格,一方面有利于机电设备的开发也有利于各类新产品的推行和扩大生产规模。新标准化制度的建立,必然要对之前的设备进行改进甚至是报废,这必然是一笔不小的费用,因此可以先选择大型的电类企业实施标准化,逐渐将标准化贯彻实施,为机电企业的发展创建良好的发展环境。 3.电子网络化 21世纪是计算机网络技术迅速发展的时代,网络技术不仅仅为人们提供更为便捷的生活,还为各大电类企业的发展起到推动的作用。网络可以打破空间和国际上的局限,使世界各地的电类企业连成一线,也是我国了解国际上的电类企业发展信息的途径之一,促使全球的电类企业在合作中竞争、相互促进,实现双赢的局面;同时也可以利用网络上的优势推行新产品;还有网络技术也实现远程监控和实时监控的目标,也是机电一体化的基础技术等多方面的优势。因此网络化是机电工程企业的发展趋势。 4.微型化 微型化是当今机电设备逐渐向微型化发展,国外发达国家早已意识到微型化的优势,并将其称之为微电子机械系统。微型化主要指的是一平方厘米的机电设备,并且逐渐向微米和纳米级发展。微型化机电设备的体积小、耗能小、便于安装和运动快捷等多方面的优势,深受各大机电企业的欢迎。微机技术的研究还涉及到光刻技术和蚀刻技术,促进微机技术更加精确。 5.绿色化 机电工程在迅猛发展的同时,也为我国环境造成一定的负担,若是要对污染的环境治理需要花费几倍甚至十几倍的代价,严重的环境破坏已经威胁到人们的生存,因此我国机电企业意识到绿色化发展的重要性,即在保证生态环境的前提下发展机电工程。绿色化的发展道路主要是从两方面来进行,一方面是对机电工程制造的污染液体、固体进行物理或化学的处理,使其达到污染排放的标准;另一方面是从根本上杜绝污染液体或固体产生,从而使其排放液达到标准。绿色产品在从设计、制造、运转和销毁等阶段减少污染物产生的同时,也要提升各阶段的资源利用率,并且可以对其回收利用再生产。绿色化的技术开发也是可持续发展道路的实现途径之一。 6.系统化 机电工程的系统化主要体现在机电工程建立完善的体系结构方面。系统的结构并不是一成不变,可以根据当今社会机电发展变化而变化,具有很强的灵活性。该系统需要增加对多个子系统的调控能力,除此之外还需要强大的通讯技术作为支持;另一方面体现在人格化方面,机电系统化越来越重视人与机械设备的配合,首先是设计期间逐渐增加机械设备的智能化,即机器人的设计理念,增加人与机器的融合度,其次是从自然界的生物寻找灵感,寻求自然界的规律,促进机电人格化的程度。 结束语 综上所述,随着机电工程专业越来越受到人们的重视,其五门电类基础的研究也不断走向科学化的发展道路,五门电类技术基础是机电工程专业的主要组成部分,其研究的方向决定机电工程的发展趋势,借鉴西方的发展经验,在建立完善的理论体系的基础上根据社会的发展和人们的需求决定机电工程智能化、模块化、网络化、微型化、绿色化和系统化的发展方向,从而提升机电工程的工作效率和经济效益,并建立其可持续发展的道路,促进其更好更快的发展。 机电工程专业论文:高职高专机电工程专业教学体系改革之我见 摘 要 近二十年来,在中央及各级政府的大力倡导和支持下,我国的高职高专教育事业有了很大的发展,新增加了一批学校,扩大了招生规模,粗看起来人气较旺,发展的势头不错。但是,从高职高专教育的全局来看,潜在的问题还很多,不可盲目乐观。本文只就一个学校能解决的问题,发表一些意见,与同行商榷。 关键词 高职高专 机电工程 教学体系 改革 1根据地方经济发展准确定位适时调整专业 专业是社会需求与学校教育结合的一个接口,是学校教学工作能否主动、灵活地适应社会需求的一条纽带。既然高职高专培养出的学生是“服务地方,面向基层,应用性的技术人才”。那么就应该放下“高等”的架子,眼睛向下,面向市场,主动进入市场。调查了解各行各业人才类别的需求情况,在广泛获取信息基础上,确定学校设置的专业和招生的数量。一定不能等待观望,坐失良机。 2制订长短结合、模块结构、有超前性和可操作性的教学计划 专业培养计划〔或教学计划)是人才培养工作的总体设计和初稿蓝图。过去我们高专采用的计划,多是本科院校教学计划的压缩和修补,处处体现出学科型的模式,计划经济的烙印。如今是经济转型时期,要求高职高专的教学计划,按服务领域(或岗位群)来确定学生的知识、能力与素质结构,以培养技术应用能力和基本素质为主线,以应用性和实践性为基本特征来构建教学体系。学生应在具有必备的基础理论和专门知识的基础上,重点掌握从事本专业领域实际工作的基本知识和技能,养成良好的职业道德。 3加速校内实训基地建设努力推动产学结合进程 实训教学是学生加深对所学知识的理解和运用,又是培养能力、提高素质、突出专科特色的重要环节。例如有的高职高专学校电气专业的实训教学,自成体系,独立设置。除时数占到总学时的1/2外,按“基本技能训练,专业技术训练和综合技术训练”三个层次组织教学,而基本的技能训练立足校内完成。具体讲:第一学年主要在校内做电工、金工和微机操作的基本技能实训。如:安排三周的金工实习,两周的电工实训,一周的微机操作和考级。第二学年安排在校内、外做电气技术的专业实训。如:安排三周在校外做电机修理和电控柜的组装、调试。安排三周在校内做模电数电的专题实验和课程设计。第三学年进行综合的贴近生产的技术实训。第六学期不再上理论课,主要进行实训。采用的方法是:部分学生可在校内进行单片机控制,PLC控制的电梯实训,也可以用ERFAT自动控制系统装置进行交、直流全数字传动控制技术和模拟仿真的实训:部分学生可以到签约单位或赴与系签有产学合同的企业顶岗劳动,参加技改项目,时间三个月,毕业前用一个月时间做毕业论文或毕业设计。 4构建工学结合的人才培养模式,促进与产学研结合相适应的人才培养模式改革 (1)以校内、校外实习实训基地为载体,采用“产学结合”“工学交替”的教学模式,构建“五合一”的教学模式。构建“校内与校外合一、车间与教室合一、教学与生产合一、仿真与实操合一、作业与产品合一”的具有高职特色的“五合一”教学模式。学校从企业聘请技术人员到学校辅导学生,把企业的产品拿到学校生产:学校把学生送到企业,按企业员工要求生产企业的产品,为学生提供真实的职业环境,建立生产性实训环节,使学生的操作技能和职业素质得到提高,增强了学生的实践生产能力。 (2)以就业为导向,进一步拓展“订单式”的培养模式继续加大与已建立“订单式”培养知名企业的合作力度,建立长期订单培养合作关系。积极与企业开展订单培养合作,为区域经济建设输送优秀高素质技能人才。 (3)突出职业技能培养,全面实行“一体化”教学模式。在职业岗位能力需求的基础上,突出职业技能培养,全面实行“一体化”教学模式,将相关职业资格证书的要求融入教学过程中,推行“双证书”制度,使学生具备相应的专业岗位直接上岗能力。 总之,全面贯彻党的教育方针和教育部有关高等职业教育文件精神,遵循“重在内涵建设、重在改革创新、重在服务社会”的指导思想,把提高教学质量作为重中之重。以服务区域经济发展为目的,以提升专业办学水平和能力为核心,完善与规范专业教育教学标准体系,创新人才培养模式,推进教育教学改革,构建基于工作过程系统化的专业课程体系,走提升内涵建设发展之路,带动专业群教学质量和办学水平的全面提高,提升专业建设的整体水平,提高人才培养的质量、效益和人才竞争力,为区域产业发展提供高技能人才支持围绕产业经济发展,依托产业办专业,办好专业促产业:依托企业建专业,建好专业为企业。以专业建设为龙头,以课程建设为核心,通过实训基地、教学团队等条件建设,深化工学结合人才培养模式改革,增强社会服务能力。重点构建基于工作过程系统化导向的课程体系、建好专业生产性的实训基地、打造专兼结合的双师结构型专业教学团队、形成“共享型”专业教学资源库,建设具有高职教育教学特色的机电专业。 机电工程专业论文:浅谈机电工程EPC总承包项目仪表专业施工技术管理 摘要:按机电工程EPC总承包工程项目施工管理的总体要求,为确保项目建设总体目标的顺利实现, 通过对仪表工程施工过程中遇到的问题, 探讨其关键点以及项目执行过程中采取的必要方法, 介绍了项目前期准备阶段、施工阶段及调试阶段仪表专业施工技术管理工作的理论总结。 关键词:机电工程EPC总承包工程项目;仪表施工;项目前期准备阶段;项目施工阶段;施工准备阶段;施工阶段;施工收尾阶段;项目调试阶段 1、前言 在机电工程EPC总承包工程项目建设过程中,仪表施工是项目建设的关键之一。仪表施工要在整个机电工程EPC总承包工程项目进入中期后才开始进行, 其施工质量直接影响到生产过程的准确性及安全性。就整个EPC项目建设而言,仪表专业工程量占的比例较小,建设期短。机电工程EPC总承包工程项目总体进度控制中,仪表专业不会出现在项目管理的关键路径上, 如果关键路径的工期压缩或延期均会直接影响到仪表专业的有效施工时间。因此,有效合理进行机电工程EPC总承包工程项目的仪表施工管理是必要的,也是相当重要的。 2、浅谈机电工程EPC总承包工程项目中仪表安装工程施工技术管理 2.1 项目前期准备阶段 2.1.1确定项目所需人员、工作范围及工作量 (1)项目中标后, 首先确定项目所需人员, 通过总进度控制要求, 了解到主项目的施工进展和关键时间节点, 如相关设备和物资到场时间、上道工序完工时间、主项目完工和移交时间等。 (2)确认采用的项目管理模式, 并在材料采购和施工上要分清专业界面。本阶段还应做好设计图纸的收集和审图工作, 对于条款不清晰的内容, 应及时进行书面确认, 做好设计交底工作并形成备忘录。 2.1.2确认项目内容和编制施工程序文件 (1)要根据施工资料、最终合同文本, 结合当地法律法规进行项目的准备工作, 明确业主最终需求目标。根据以往工程经验对新项目进行对比和分析, 列出异同点和潜在工作量, 根据项目所在国家和当地的验收规范, 对现有施工能力和项目潜在风险进行评估。 (2)准备施工组织设计和相关程序文件的编制。其中, 施工组织设计和程序文件的编写的内容要全面, 能体现项目施工的特点和质量控制手段, 要考虑到施工过程中可能出现的主要技术难点及相应解决办法。根据项目施工要求, 程序文件主要有: 施工组织设计、HSE 管理、仪表校验程序、仪表安装程序、自控系统与仪表联调程序文件、仪表专业试运程序以及相应的支持附表等, 文件的数量和涉及的内容可根据业主的项目管理要求确定。本阶段形成的相关资料和程序文件是指导仪表项目施工的主要依据。 2.2 项目施工阶段 机电工程EPC总承包工程项目中的仪表施工, 包括准备阶段、施工阶段及收尾阶段。在机电工程EPC总承包工程项目建设中, 仪表的施工界面一般要涉及电气、电信、消防、土建、 工艺、机械, 以及自控专业 ( DCS等系统) 等。 2.2.1施工准备阶段 (1)鉴于仪表专业的施工界面复杂, 在施工准备阶段要重视图纸文件中涉及与本专业有关的信息。仪表专业工程量相对较小, 主专业在布置时更多考虑自身专业的需求, 在施工高峰开始前, 仪表专业的技术人员要特别注意与其他专业的相互关系。发现问题必须尽快与业主和设计人员进行正式的书面沟通, 以便减少损失。 (2)技术人员要根据物资的介质、用途、危险等级和存放要求, 对领出的物料进行合理的分类保管和存放。要根据设计要求, 对自购和业主的成套、成橇物资进行到货验收, 重要物资设备的开箱和接收要有三方在场共同签证并形成记录, 仪表工程师应妥善保管相关记录和资料。 (3)上述检查结束后, 技术人员要对所有仪器仪表的量程及精度进行校验, 并根据设计要求对仪表设备进行零点迁移和量程调定, 人员不具备校验资格时, 设备的校验可转交当地合法计量机构完成。每台仪器仪表的校验过程都要形成单独的校验记录, 出具校验合格证, 并注明校验合格的有效期以备竣工资料归档使用。 (4)除了要做好仪表专业的预制预埋等工作外,技术人员还要结合其他相关专业的时间节点, 分析和制定有效的作业计划表, 且要明确特殊地段的作业方式和设备需求, 以及施工阶段出现的新界面等变更情况, 并将相关要求传达到各施工班组, 各班组长应针对各段的实际情况做好开工前的准备工作。 2.2.2施工阶段 (1)仪表专业施工时界面多, 有时需要两个以上的上道工序完成后才能进行施工, 所以仪表专业的施工多数情况下是采用灵活的交叉作业。 (2)仪表工程师应将施工过程中发现的问题及时与设计人员进行沟通, 并对设计变更和补充文件做好存档以备后查。同时, 仪表技术员应对在施工中可适当调整的内容做好记录, 如电缆或桥架的走向, 远传设备的选址变更等, 并在竣工图纸和竣工文件上作相应的变更。 (3)除了要做好 QHSE 工作以外, 对于施工时形成的记录、变更、文件及相关资源的证书要及时保存好。施工资料的编制, 文件和相关工程信息的签证, 目的是列出施工关键质量控制点和工作量, 需要业主和监理 ( 有时也需要项目第三方 ) 的监督验收和签字, 只有在业主和监理以及利益相关方的签字认可后, 仪表专业在施工阶段的工作质量和内容才基本被确认, 也是请领进度款及结算时必需附带的材料。相关文件资料的编制、报批、变更、签证等工作也是重要的。 2.2.3施工收尾阶段 施工收尾阶段, 结合项目进程, 做好“三查四定”工作, 完善仪器仪表专业的相关工作后, 要做到工完、料清、场净、无错漏。对于备品备件、未移交区域内的材料和设备均要妥善安置, 由专人看管。对施工记录、质量评定和竣工图存档管理要及时准确。 2.3 项目调试阶段 开车前的调试和试运是机电工程EPC总承包工程项目的关键, 更是对各专业以及项目工程的施工质量、数量和设备功能的完整性检验。在试运及开车过程中, 仪表专业必须配合相关专业做好调试工作, 其中最为重要的是与系统承包商的信号交接, 以及机械动作的验证工作。试车过程中, 仪表专业在完成对设备及管道的跑、冒、滴、漏、坏等必要的检查后, 将进入三级调试阶段: 仪器仪表设备的单体调试、端子内调试即I/O测试、 DCS 等系统整体联合调试以及最后验收和移交。 (1)仪表和成套设备的单体调试, 主要针对仪表专业自身软件和硬件施工质量的全面检查, 检查内容有设备安装方式、位置、施工质量、数量;仪表电缆接线质量及方式; 仪表电缆信号线、电源线的校对;跨接电缆接线的质量、方式及信号线和电源线的回路校对;单体设备报警点、触发点设置要正确。本阶段为无源检查阶段, 主要检查仪表端子接线回路和硬件功能为主, 重点检查电缆不要有虚接、漏项、连接错误、损坏等情况, 并在完成单体硬件调试后, 将完成测试的相关资料提交业主和监理签证。 (2)端子内调试即I/O测试, 主要在仪表单体调试结束并通过安装检车合格的基础上, 结合系统承包商提供的 PLC、RTU、 SIS、 ESD、 FCU 、CIU等控制机柜的相关资料,配合系统承包商,进行端子内输入输出测试。 (3)对 DCS 等系统的整体联合调试, 应该在完成单体设备调试检查和端子内调试即I/O测试, 仪表专业方可配合系统承包商, 对整个工程中的控制设备的功能、命令发送及接收、报警与 ESD 连锁触发等情况做全面联合远程控制操作。 3、结束语 在机电工程EPC总承包工程施工管理过程中,主要包括设计、施工及试运行3个部分。无论怎样理想的设计,如果没有相应水平的施工和施工管理去实现它,也达不到设计的预期目的。施工过程中, 仪表专业安装工作的质量是各种受控设备和仪器精确动作、可靠运行的前提, 也是仪表施工管理过程的关键。面对工程施工中的困难,施工中多采用比较成熟有针对性的工程系统管理软件(如电气仪表管理软件等),以便对工程进行更加有效的管理,使工程管理水平得到不断提高,实现项目总目标。 机电工程专业论文:浅析高速公路机电工程专业化维护模式 【摘 要】随着我国社会经济的不断发展,公路基础设施的建设也不断取得辉煌的成就,作为我国交通运输的主要形式之一,高速公路的维护问题是非常重要的。随着信息化时代的到来,高速公路机电工程专业化维护模式对于高速公路的正常运营有着显著的促进作用,本文将高速公路机电工程专业化维护的现状进行阐述,并且重点分析通信、收费和交通三大子系统的新技术应用与发展方向,提出对机电工程专业化维护进行完善的对策,保证高速公路实现高速、安全、舒适功能的必要组成部分,也是保障高速公路正常运营的必要手段。 【关键词】高速公路;机电工程;通信;监控;收费;维护 信息化技术的应用,机电工程在高速公路运营中的作用越来越大,其运行情况直接影响着高速公路的运营水平。因此对高速公路机电工程进行专业化维护是非常关键的,对于高速公路机电设备的维护和管理对于高速公路的运营尤为重要。 1.高速公路机电工程的现状 高速公路机电工程主要包括以监控、收费和通信三大子系统为核心的一系列机电设施,对于高速公路的高速、安全舒适功能有着决定性影响,高速公路机电工程的主要特征如下:其涉及领域广、技术含量高、专业性强;并且除了三大系统外还包含众多系统,路线长,所需要维护的面积大,建设规模大,投资额巨大;并且存在维护环境恶劣,维护难度大的特点。 我国目前高速公路机电工程的维护模式是自行维护与专业化维护并存,以自行维护为主的模式,但是自行维护存在许多问题,首先自行维护需要人力资源较为庞大的维护队伍,需要配备多个专业的人才;其次,投资额较大,需要配备足够的维护机具、车辆和仪器仪表,每年的维护费用得不到良好的控制。 相对于自行维护,专业化维护的优势体现为,能够确保系统有效运行,通过借助专业技术对机电系统的故障予以预防,并且能够准确及时的排除故障;由于机电工程具有专业性的预防体系,可以将事故风险降至最低;更加科学的管理,使得维护更加正规化,保障维护工作的质量;对于运营成本的控制非常有效,专业化维护从资源配备、车辆、机具和检测仪器等设备上,都能减轻资金投入压力。 2.高速公路机电工程专业化维护模式的概述 高速公路机电工程专业维护的基本原则是减少成本、提高水平和服务质量。作为一项长期而持续的工作,专业化维护在确保机电系统短期内的稳定运行的基础上,要着眼于提高高速公路的运营效益和社会效益。目前高速公路机电工程专业化维护模式存在以下问题:首先,没有建立健全有效的监管机构,应该根据路段的实际情况制定维护管理考核细则,要求专业维护单位订立服务承诺。其次,需要健全和完善维护管理制度。机电工程本身是一个系统工程,而机电工程的维护也是一个系统工程,管理制度是基础、是前提。新通车项目,维护工作基础薄弱,需在今后的维护工作中尽快加强管理制度的健全和完善,可以从机制上保证维护工作的及时与到位。 2.1通信系统的不足 SDH是我国现阶段公路工程主要采用的通信系统,作为一种将多型业务融入一个软件系统的传输平台,对于PDH通信系统有着很大的改善。但是这种通信系统仍然是一种多软件堆砌而成的,缺乏规范性、系统性,并且网络构成复杂的通信系统。而且因为存在着传输平台不能独立适用的缺点,需要很多附加设备,导致了管理和维护难度的加大。在实践中,标准的SDH是针对电信公用网设计的,标准SDH提供的业务接入一般为E1、E2、E3等接口,不直接提供视频、低速数据和LAN接口。 2.2收费系统的不足 当前我国高速公路收费系统一般采用四级收费体制,包括收费车道、收费站、营运收费中心和收费结算中心,各级站点以计算机设备为基础,这些计算机设备通过以太网交换机连成网络,该体系的运行是以收费车道收集数据开始,通过连接网络传输给收费站,收费站再将数据传输给收费结算中心和运营中心,收费结算中心根据数据进行计算,得出应收款项,再将应收款项传输进收费计算中心的数据库。人工半自动封闭式联网收费系统仍然拜托不了人为因素的干扰,需要许多人工操作来解决问题,并且无法实现真正的畅通无阻,而且在管理上增加了机构设置和人员配置,加大了运营费用,对于舞弊现象没有有效的遏制。 2.3监控系统的问题 国内高速公路监控系统主要是以主线控制为核心的体系,其控制对象是高速公路上的交通流,方式主要包括定时控制和交通感应式控制两种。其控制内容主要是可变速度和驾驶员信息两方面。主线控制的主要作用在于对高速公路的交通运行情况、设备工作状态、道路情况等进行监视和控制。 高速公路联网监控发展趋势是,由路段监控到全省监控再到立体监控,最后发展为智能监控。随着监控系统的安装与调试主要包括两个成分,监控中心和外场设备。监控中心由计算机系统、闭路电视监控系统和摄影设备等组成,采用局域网结构,其工作原理在于外场设备检测外部信息,将信息通过通信系统传输回监控中心进行分析处理,再将结果反馈给外场设备。 3.高速公路机电工程专业化维护 对于高速公路机电工程的专业化维护,除了要按照相关规定进行检修之外,还应该对一些问题加以重视。 3.1专业化管理的基本原则 专业化管理应该确立基本的原则,对其管理进行指导,主要包括以下三点:减少维修成本、提高维护水平、提高高速公路服务质量。 3.2确立维护目标 高速公路机电系统专业化维护应该明确自身的目标,主要可以分为短期和远期目标。短期目标主要是指对于运营管理效益和社会效益要重点提高,降低运营成本,实现多个子系统的资源共享。而远期目标是指在坚持短期目标的前提下,实现高速公路机电系统整体的专业化、规范化和制度化管理。 3.3完善监管机制 对于高速公路机电工程专业化维护,建立行之有效的监管机制是必不可少的,对于各个路段,要严格按照实际情况制定管理考核细则,对于各维护单位要落实责任。机电设备主管部门应该与其他子系统部门联合成立监督小组,对于机电工程进行日常维护,进行制定定期考核和不定期考核,开通相关的意见反映渠道,并且将考核机制与奖惩机制联系起来,根据可靠的机制来杜绝维护上的漏洞。 3.4建立维护管理制度 高速公路机电工程作为一个相对完备的系统工程,对于其维护需要相应的系统工程进行管理,因此应该建立和完善维护管理制度。因为随着信息化和自动化技术不断深入,对于公路机电工程的设备维护是相当重要的,在维护工作中尽快加强管理制度的健全和完善,从机制上保证维护工作的及时与到位。 3.5总结经验 高速公路机电工程是一项长期而复杂的工作,不可能一蹴而就形成非常完备的管理体系,因此应该善于总结经验,不断的对维护工作进行完善和改进。因此,高速公路业主应该根据本路段的实际情况,对运营管理中的实际问题进行总结,对系统维护单位提出具体的机电系统维护、维修要求和考核标准,并与系统维护单位进行充分和全面的沟通。同时制定《高速公路机电系统维护考核办法和实施细则》,并责成系统维护单位遵照执行,确保各子系统的正常运行和顺利开展。 4.结语 高速公路机电工程的维护与发展对于我国高速公路的效益有着重要影响,本文对高速公路机电工程的三大子系统的现状和发展趋势进行分析,希望能从中总结出对于高速公路机电工程专业化维护有利的经验,促进我国高速公路的健康持续发展。 机电工程专业论文:机电工程专业课堂教学问题及对策 摘要:机电工程专业是以机械、电子技术为主体的综合性学科,是各专业技术院校培养应用性人才的重点学科。随着近年来我国经济社会的加速发展,各个行业和领域对于机电工程专业人才素质的要求越来越高,这对于机电工程专业教学工作来说是一项全新的考验。对于各专业院校来说,如何利用课堂教学形式提高机电工程专业教学水平,培养更多的优秀技能人才,是我们必须要认真研究和解决的问题。 关键词:机电工程 课堂教学 机电工程专业是以机械、电子技术等为主体的综合性学科。由于机电工程专业涉及的理论具有极强的理论性和应用性,已经成为各技术类专业院校培养应用型人才和开展素质教育所开设的重要专业。随着近年来我国经济社会的加速发展,社会各个行业和领域对于机电工程专业人才综合素质的要求越来越高,对于各职业院校来说,如何有效地提高学科课堂教学工作水平,适应社会发展的实际需要,是一个值得认真研究和总结的问题。 从现阶段国内职业教育工作发展的实践来看,机电工程专业学科教学主要采取的是课堂理论教学与学科实训教学相结合的形式进行,其中课堂教学占据了大部分的学时,是机电工程专业教学的主要形式。笔者认为,这种教学模式固然对于提高学生的理论知识水平具有一定的促进作用,但是其弊端和不足之处同样十分明显。 一、当前国内职业院校机电工程专业课堂教学主要特点 笔者认为,当前国内职业院校机电工程专业课堂教学活动主要体现出如下特点,即课堂教学注重理论知识的传授。笔者查阅了一些职业院校机电工程专业的学科教学计划和教学安排,从中发现了一个显著的特点,即课堂教学形式所占的比例达到了学科总学时的60%以上,且大部分课堂教学都以专业基础知识为主。例如机械原理、电工原理、工程学[1]等专业理论课教学受到了各职业院校的普遍重视,而专业知识水平的考核也将相关理论知识掌握情况作为主要指标。 二、现阶段中专机电工程专业课堂教学工作中存在的突出性问题 笔者认为,现阶段中专院校机电工程专业课堂教学工作中主要存在以下几方面突出的问题。 1.课堂理论教学总体水平不高。从现阶段国内中专机电工程专业课堂教学总体情况来看,大部分学校都面临着课堂教学水平不高的突出性问题。受到学科自身特点的影响,教师的授课内容相对比较抽象,容易导致学生在学习过程中产生畏难情绪。一方面,课堂理论教学本身占据了大部分学科专业教学的教学时长,成为学科教学的主要形式。另一方面受到课堂教学水平较低的影响,导致了学生实践能力和理论应用能力较差,从而在根本上影响到学科教学水平的提升和学科建设的健康发展。 2.机电工程专业教学模式和教材选择有单一化的趋势。与绝大部分学校开展的课堂教学形式一样,中专机电工程专业的课堂教学工作同样存在着教学模式单一化的问题,大部分教师都采取单向度的授课模式,理论授课方式过多地体现出灌输的特点,没有顾及学生的认知特点和实际需要。与此同时,专业教学教材的选择也有单一化的趋势。现阶段许多职业院校机电工程专业在教材的选择上具有单一化的趋势,专业教材长期没有更换,许多最新的知识成果没有通过教学体现出来。 3.课堂理论教学与实训教学环节严重脱节。从现阶段国内许多中专学校的机电工程专业教学实践来看,大部分学校的理论课堂教学与实训课教学存在着严重脱节的现象,具体体现在理论教学与实训教学在教学模式、教材选择等方面不够统一,往往是课堂教学的授课内容与同阶段实训教学内容不相符合。此外,由于课堂教学过多地强调理论性和专业化,因此造成了学生往往过分注重理论知识的学习,而忽略了对理论转化为实践能力的培养,而这无疑违背了机电工程专业学科发展的基本规律。 4.课堂教学水平考核手段不科学。现阶段国内绝大部分中专学校机电工程专业都采取笔试的方式考核学生对于专业理论知识的掌握水平。但是从考核效果来看,这种考核模式不够科学合理,是传统应试教育模式遗留下的产物,与素质教育改革的要求严重背离。此外,这种教学考核模式也不能完全代表学生掌握学科专业知识的真实水平,仅仅能够作为一项参考指标,并不能代替实训能力考核等考核环节所发挥出的应有作用。 三、对于解决当前中专机电工程专业课堂教学工作中存在问题的对策和建议 笔者认为,为了有效地解决现阶段中专机电工程专业课堂教学工作中存在的若干突出性问题,应当采取以下几方面措施。 1.要在课堂教学活动中广泛采用兴趣教学法。兴趣教学法是近年来我国中高等教育阶段各专业院校普遍采取的一种教学方式,是素质教育改革的直观化体现。兴趣教学法以学生为主体,尊重学生在教学活动中的主体地位,注重通过激发学生学习兴趣等方式提高教学质量。在兴趣教学法的理论体系之中,教师与学生的地位是平等的,学生在教学活动中要具备充分的话语权,与此同时,教师在教学活动中更多地需要发挥引领和启发的作用,帮助学生就教学内容进行主动思考,做到理论知识与实践技能的融会贯通。对于中专机电工程专业课堂教学工作来说,运用兴趣教学法就是要求教师通过对教学内容进行归纳和分析,找到学生的兴趣切入点和结合点,并对现有单向度的课堂教学模式进行优化,提高学生的学习主动性和参与意识。例如教师可以就某项专业理论知识教学进行课前布置、课上组织讨论、演示、小组学习等方式,紧密结合该理论的实际应用活动,从根本上提高学生的学习兴趣。 2.要注重提高课堂理论教学的应用性和实践性。中专学校以培养高技能的实践应用型人才为主要目标,特别是机电工程专业本身又具有极强的应用性,因此各中专学校必须要从提高机电工程专业课堂教学的应用性和实践性入手,一方面加强理论教学内容和实训教学内容的结合力度,保持同步性和一致性,另一方面则要对理论教学的内容进行合理选择,保留一批符合专业理论发展规律和社会需要的理论知识作为教学重点,同时摒弃一批应用能力较差、不符合学科发展实际需要的教学内容。
石油化工工业论文:智能工业及石油化工技术变革论述 摘要:本文针对智能工业与石油化工技术的变革进行了具体的研究,首先阐述了石油与化工的现状,提出了智能工业为目标的变革措施,从空间维度和分布式应用两方面对技术框架进步进行了论述,最后提出了在工艺过程中无线化和无人化的实际应用。 关键词:智能工业;石油化工;技术变革 石油化工工业的转型是当前的一个重要趋势,主要因为石油石化工业受到新能源革命和页岩气技术以及化学反应工程新变化的影响。有关碳链变化的工业是石油化工工业的本质,石油化工就是对新物质和新应用进行创造和发展,石油化工技术的变革真正开启了新能源材料、新结构和功能材料的时代。 1石油与石化工的现状 将原油和天然气从陆地或海洋的油井中进行提取,然后利用各种方法将其运输到炼油厂。之后炼油厂通过各种物理和化学变化对原油和天然气进行处理。蒸馏是整个工业处理过程的核心[1]。CDU和VDU是蒸馏的两个进程,其中将有价值的馏分和汽油从原油原料中提取出来是CDU的主要目的。炼油厂裂解的原料就是石化行业应用的材料:天然气的组成部分就是提取出的石脑油和丁烷。更轻和更宝贵的部分是通过对重油分子进行裂解得到的。蒸汽裂解和催化裂解是两种分解的过程。当前全球提出的100%新能源计划是最大的挑战,石油化工工业传统的框架将会被全电动和太阳能汽车所改变,因此石化可能会被新能源全面代替,新能源将会成为能源新的提供者者,而将在非传统能源方面集中石油化工的主要产品,如经过创新的有机高分子材料。 2技术框架的进步 2.1空间维度的进步 目前从空间上来说。石油化工行业要从人类居住的核心区迁移到非适合人口生活的边缘区域,这是石油化工行业发展的一个重要趋势[2]。同时海上或陆地上的油井要从传统获取原油过度到对原油产品进行制造的方向。石油化工技术进步最直观的反应就是微型化的石化工业生产的过程,这个生产过程也是与地球表面的分布具有联系。反应过程空间尺寸的缩小受到纳米技术对催化反应贡献的影响,这也从侧面说明石化企业要从技术上对自己的工业空间进行重新设计。新石油石化工业空间的形态就是垂直工厂,当前的油井都是将陆地或者海洋内部的原油向陆地表面和海平面上进行提升,但是在未来要在陆地内部和海洋底部直接实验整合石油反应过程的目标,因此石油工厂发展的基本方向在地球表面上是不应该出现的。根据当前的开采技术相应的油气资源乐意在页岩层上进行获取,但是未来相应物质成份的转化可以直接在地下进行。其本质就是将转化与获取的过程融合在一起。 2.2分布式的应用 石油石化工业趋管线化是改变当前油气管线在地球表面遍布的一种必然趋势。所谓的管线就是支撑流体力学服务的系统,如果转化物质的过程在产油区本地进行,则会大大降低对管线的依赖程度[3]。从保护环境的方面来说,输油管线也是一种重要的潜在污染源,所以管线化的实现也是在一定程度上进行环境的保护。 3工艺过程的无线化和无人化 工业自动化技术发展基础结构的主要代表形式就是工业无线化,无人工厂和机器人服务真正意义上的实现都是由无线化来完成的。本文主要是对无线网络如何覆盖全工艺的过程以及普及无线应用如何用创新的商业模式进行促进这两方面进行重点研究。无线网线技术的演进速度对无线网络服务外包有着决定性的影响,这并不是用简单的投资回报问题就可以说明的[4]。传统工业企业自身无法实现运营无线工业网的主要原因是传统工业企业的本质是在有线通讯的基础上进行建立的,其在管理理念和应用创新方面没有积累有关无线化工艺过程的知识,对于处理无线化所产生的数据的能力也不具备。在传统的概念中就存在无人工厂,但是随着智能工业框架的发展对于当前各种技术挑战带来的需求无人工厂的本身已经无法使其得到满足,主要是因为在传统的概念中无人工厂主要是工业过程完成以后预置管理流和过程控制流的总称。但是在智能工业的框架中,需要对面向定制和迅速响应服务的系统进行建立,传统的无人工厂模式对于这种实时的影响过程难以使其实现。在无人工厂模式为未来的发展过程中,其管理平台的策略主要是利用模块化的功能来实现的,其不同工艺过程的安排和实施的共线或则制造平台化主要多是利用人工智能来实现的。 4结语 综上所述,随着我国经济和技术的发展,对新能源的利用越来越重视,而石油化工传统的框架将会受到新能源利用的巨大冲击,因此石油化工的技术框架也要进行变革和进步,如对纳米技术进行利用、对垂直工厂进行建造以及分布式的应用等,另外随着我国技术的不断进步石油化工的工业过程也会逐渐实现无线化和无人化,而且当前的石油石化工业对环境也会造成巨大的压力,这些都加快了石油石化工技术框架的转型,因此石油石化工技术的发展在一定程度上也是由环境决定的。 作者:赵云 单位:中国石油抚顺石化公司北天集团生产部 石油化工工业论文:石油化工企业工业用火安全技术措施初探 摘要 : 在石油石化企业中,设备及流程管网的安装维修、技改更换,都需要进行工业用火作业施工。笔者结合工作实践,阐述了切断与隔离、拆卸与遮盖、置换与清洗、清理与清除、监测监控等 工业动火“五项安全技术措施”。 关键词:工业用火安全生产技术措施 石油石化企业工业用火(又称工业动火)是指使用气焊、电焊、铝焊、塑料焊、喷灯、电钻、砂轮等工具,在易燃易爆危险区域内作业和维修油气容器、管线、设备及盛装过易燃易爆物品的容器设备,能直接和间接产生明火及火花的施工。在石油石化企业中,设备及流程管网的安装维修、技改更换,都需要进行工业动火施工,而且经常是一边生产,一边用火,稍有不慎很容易发生火灾爆炸事故。因此,保证动火安全就成了石油化工企业的首要监控目标。 根据工作实践,笔者就陆上石油化工企业而论,认为确保安全用火作业施工,在制定动火方案时,应从以下五个方面采取安全技术措施。 1 切断与隔离 在对设备实施动火检修之前,必须使其与运行系统可靠隔离。在法兰上装设盲板或隔离是使检修设备和运行系统隔离的最保险的方法,应注意以下安全事项: 1.1 首先必须将需要用火的部位与整体断开。如将动火的设备、管道及其附件和相关联的运行系统整体断开,关闭闸门,拆掉相联的管线,并加好盲板或堵头。[1]应特别注意,不能用简单的关闭阀门代替隔绝。盲板除必须保持不渗不漏外,还应保证能承受管路的工作压力,避免受压破裂。盲板的强度应按平封头的强度标准计算。有条件的工艺设备在盲板前应加放空管或压力表,并派专人监管和挂牌警示。 1.2 如果用火部位与相临危险装置很近,应在动火作业区四面加筑防火墙或防屏障。[2]这样做的目的,一方面,隔绝了易燃易爆的物料和介质气体进入用火作业施工点;一方面在用电焊作业时防止电流进入主体危险装置。 1.3在管道与容器连接的部位进行用火作业时,通常采用绝缘螺栓将管道法兰与容器法兰之间加绝缘盲板临时固定,以隔离管道与容器法兰之间的电焊杂散电流的通道。 1.4在采用电焊用火作业中,实行防护接地措施是非常必要的。防护接地是为防止被用火的设备、设施及管道、容器因电焊机杂散电流引起火灾而设置的专用接地线,其接地电阻应小于10Ω。施工现场电气线路布局与要求应符合GBJ50257的要求。通过接地线将杂散电流引入大地。 2 拆卸与遮盖 2.1在易燃易爆危险区域内,应严格限制用火。但在确需用火作业的情况下,凡能拆下来的设备、设施、管线及其附件应从主体上拆下来,拆卸(安装)时应采用防爆工具作业。与主体危险装置隔离后,移到非用火区域安全地方预制用火,用火后及时熄火清理场地,再将预制好的设备、设施、管线及其附件安装回原处。[3] 2.2 对于用火作业点(处)相邻的非密闭的设备槽、取样口、罐口、放空排放口等处,凡是用火作业施工中所产生的电火花能溅及的地方,包括容易被人忽视的排污沟、地下井口、集油池等,都要进行密闭封堵遮盖。同时还要注意来自周边处于上风向30米产生易燃易爆的气体生产场所的影响。 3 置换与清洗 为保证检修动火和罐区作业的安全,检修动火前要对设备内的易燃易爆、有毒气体进行置换、吹扫;对积附在器壁上的易燃易爆、有毒介质的残渣、油垢或沉积物要进行认真的清理,必须时要人工刮铲、热水煮洗等,对酸碱等腐蚀性液体及经过酸洗、碱洗过的设备应进行中和处理。 3.1 对于盛装过易燃易爆介质的管线、容器、储罐等,在用火作业前必须进行严格的隋性介质置换,将原有的易燃易爆介质排出,消除管线、容器、储罐内形成爆炸性混合物的条件,置换出的易燃、有毒气体应排至安全场所。 3.2 在拆离的设备、管道及其附件内积有易燃易爆物料、污垢或残渣时,应严格按规定和要求进行蒸汽蒸煮、吹扫等方法清除,同时还应对现场积有的易燃易爆物料、污垢或残渣及时清除并强制通风降低可燃气体的浓度,待可燃气体浓度检测合格后方可用火作业。 3.3清洗置换后在进入容器设备前30min必须采样分析,严格控制可燃气体、有毒有害气体浓度及氧含量在安全指标范围内,分析合格后才允许进入容器设备内作业。如在容器设备内作业时间长,至少每个2 h分析一次或中断作业超过1小时分析一次,如发现超标,应立即停止作业,并迅速撤出人员。 3.4动火前应对动火现场周围环境或动火设备内的易燃气体进行分析。动火分析不宜过草,一般应在动火前半小时内进行。如果动火作业间断半小时以上,应重新分析。动火分析合格的标准是:爆炸下限≥10%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量≤1%为合格;爆炸下限<10%且≥4%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量≤0.5%为合格;爆炸下限>1%且<4%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量≤0.2%为合格;爆炸下限≤1%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量应控制在爆炸下限的20%以下;富氧设备的管道、容器及附近的氧含量≤22%为合格;其它设备、管道、容器内部动火作业氧含量19~22%为合格。 4. 申请程序与审批 4.1 石油工业用火实行工业用火申请报告书制度是安全用火的重要保障。按照《石油工业动火安全规程》SYT 5858―2004的要求,用火单位(生产管理单位)与施工单位首先就用火部位、施工作业内容共同进行危害识别、现场技术交底。[4]根据交底,施工单位的技术、安全人员编制用火作业技术(安全)措施组织方案(此方案也可分为技术、安全两个不同的方案)。方案应详细说明动火作业范围、确定危害和风险、作业(或交叉)施工技术安全防范措施及应急预案。编制的方案应先报请施工单位有关部门负责人审核后,再呈报生产管理单位审批。 4.2石油工业用火申请报告书(许可证)的填写必须按照统一的格式要求规范填写,其内容应根据编制方案中用火部位,用火级别、安全措施、用火人、监护人及用火负责人等相关要求后,逐级申请与审批。 4.3 用火作业申请报告书(许可证)只在签发的一个场所、一个作业班次有效。 5监督与管理 5.1 实施用火作业前,监督人员严格按照申请报告书(许可证)填写的内容逐项确认(在确认中增加补充措施),各项措施满足安全用火条件,用火人、监督人全部到位后方可用火作业。 5.2 动火作业申请报告书(许可证)只限一处用火(用火地点),实行一处、一证(动火作业申请报告书)、一人(用火监护人),禁止用一张动火作业申请报告书(许可证)多处用火。 5.3 工业动火申请报告书(许可证)有效时间为一个作业周期。如果中国石化《用火作业安全管理规定》要求,油田、销售企业的有效时间不超过5天,炼化企业一级、特级有效时间不超过8小时,二级有效时间不超过3天,三有效时间不超过5天。如在用火作业规定的有效时间(或交接班)不能完成,作业前应重新按程序填写申办动火作业申请报告书(许可证),或在交接班时重新确认,进行技术交底,并由接班相应人员签字后方可持续有效。 5.4在油气集中的场所进行多处用火时,相连通的各个用火部位不应同时进行。上一处用火部位的施工作业完成后,方可进行下一个部位的施工作业。 5.5生产单位和施工单位应指定用火作业监督人和监护人,负责用火现场的协调和管理,并检查和确认用火措施的落实,用火作业人员应遵守生产单位的用火作业安全制度。执行“申请报告书(许可证)没有批准不动火,防火监护人不在现场不用火,防火措施不落实不用火”的原则。 5.6 施工过程中,要定时对危险部位有关数据进行检测,并填写记录。对前后检测数据进行对比监控,出现异常波动时,应立即停止用火作业,并及时找出原因,在问题排除后,再进行检测,在检测数据达到安全要求时,再开始用火作业。实践证明,用火现场监护人高度的责任心和配合先进检测设备的应用,是保证工业用火施工安全的有效措施。 6结论 在用火项目确定以后,在制定和采取必要的安全技术措施之后,并不能完全保证用火施工万无一失。特别是(特)大型用火施工,涉及生产、设计、工程、安全、消防等多个部门,技术复杂,组织难度大,危险程度高。因此,各职能部门必须提前组织召开用火施工协调会议,对用火施工的措施、方案进行研究,综合制定出用火施工的安全措施和事故应急预案。在用火施工时,做到组织、措施、教育、监控、预案“五落实”,实现全员、全方位、全过程的控制,才能确保用火施工优质、安全、高效的完成。 石油化工工业论文:石油化工工业自动化仪表及系统 [摘 要]石油化工工业在国民经济的发展中有重要作用,是我国的支柱产业部门之一。现代自动化仪表的智能化技术及系统改善了仪表本身的性能,影响了控制网络的体系结构,其适应性越来越强,功能也越来越丰富.本文主要阐述了石油化工工业自动化仪表及系统。 [关键词]石油化工业自动化仪表及系统 1 石油化工工业 石油化工工业是由化学工业发展而来,石油化工指以石油和天然气为原料,生产石油产品和石油化工产品的加工工业。石油产品主要包括各种燃料油和润滑油以及液化石油气、石油焦碳、石蜡、沥青等。生产这些产品的加工过程常被称为石油炼制。石油化工产品以炼油过程提供的原料油进一步化学加工获得。生产石油化工产品的第一步是对原料油和气(如丙烷、汽油、柴油等)进行裂解,生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯为代表的基本化工原料。第二步是以基本化工原料生产多种有机化工原料(约200种)及合成材料(塑料、合成纤维、合成橡胶)。这两步产品的生产属于石油化工的范围。有机化工原料继续加工可制得更多品种的化工产品,习惯上不属于石油化工的范围。 2 石油化工自动化 石油化工自动化也分炼化自动化、油气田自动化、海上平台自动化及输油、气管线自动化等分支。从20 世纪60 年代起,我国在引进、消化、吸收基础上,已经形成了石化工业和创新体系。2006年9 月投产的茂名年产100 万吨乙烯工程,新建裂解装置国产化率达到了 87.8%。目前我国在裂解技术、有机原料生产技术和聚合技术三大领域均有了一批自己的专利技术。炼油厂的燃料产品中,压缩天然气(CNG)和液化石油气(LPG)等气体燃料将成为21 世纪汽车的主导能源,加上天然气原料增加因素,对于炼化工业的工艺会有一定影响。由于节能、环保、有效利用资源的要求,石化技术正出现新的突破,即出现第二代石化技术。 3 自动化仪表及系统 3.1 自动化仪表 自动化仪表主要有压力仪表、温度仪表、物位仪表和流量仪表四种。 ①压力仪表压力范围为负压到 300MPa(高压聚乙烯反应器)压力传感器、变送器和特种压力仪表采用多种原理,而且可用于脉动介质、高温介质、腐蚀介质、粘稠状、粉状、易结晶介质的压力测量,精度可达 0.1 级。 ②温度仪表石化现场设备介质温度一般都需要指示控制,温度范围为-200℃到 +1800℃.大多数采用接触式测量.在现场指示的水银玻璃温度计多被双金属温度计取代,最常用的是热电阻、热电偶。 ③物位仪表在石化行业一般以液位测量为主,由于测量过程与被测物料特性关系密切,物料仪表没有通用产品,按测量方式分为直读式、浮力式、辐射式、电接触式、电容式、静压式、超声波式、重垂式、激光式、音叉式、磁致伸缩式、矩阵涡流式等。 ④流量仪表如今所说的流量,不是一般的流速,是单位时间内流经有效截面的流体的体积和质量,另外还需要求知管道中一段时间内流过的累积流体的体积和质量(流量积算仪)。 3.2 其他仪表 3.2.1 分析仪和在线过程分析仪 从工艺上看,生产过程中对温度、压力、流量、液位等工艺参数的保证,只是间接保证最终产品或中间产品的质量合格,所以对过程中物料成分的直接分析和对最终产品的成分分析是非常重要的。又从环境保护的角度看,排放的物质也是要分析和在线监测的。多变量控制已在炼油,石化行业开始进入生产阶段,它以DCS为基础,可以是独立的,也可以是一个软件包,它与多变量动态过程模型辨识技术,软测量技术有关,多采用测控与PID串级控制相结合方式等。 目前在炼油厂中,对于分析仪器和在线过程分析仪的需求很旺盛,分析仪器的高科技含量,特别是对多学科配合要求高等,使得近年来分析仪器的科研和应用投入力量大,主要有液相色谱、气相色谱、质谱、紫外及红外光谱、核磁、电镜、原子吸收及等离子发射光谱、电化学等分析仪器。 3.2.2 执行器 由执行机构和调节机构联动构成。石化行业经常使用的是气动执行器,少数液动执行器,其中气动薄膜调节阀又是最常用的,另有少数气动活塞、气动长行程执行机构。调节机构(阀)由阀体、阀芯、阀座、上阀盖等构成,其中阀芯有平板、柱塞、开口3种类型。按阀体结构分调节阀的产品有直通单座、直通双座、三通型、隔膜型、软管阀、阀体分离阀、凸轮挠曲阀、超高压阀、球阀、笼形阀等。 3.3 控制和安全系统 ①常规控制石化工业自动化的连续控制、批量控制、顺序控制的基本控制策略没变。其中主要为连续控制,或称反馈控制、回路控制,仍然以 PID 调节为基础,功能块之间连接可以是多重串接、选择性连接、并联连接,自动补偿、自动跟踪、无扰切换,多配方自动改变参数或功能块连接方式。它能在保持系统稳定的基础上满足复杂参数的计算、综合指标的显示和监控,从而帮助操作人员实现回路操作、单元操作应付多种燃料变化、原料变化,实现生产指标、节能指标,保证环保运行,完成大型装置的开、停车、一般故障处理及一般连锁保护。但石化行业目前的主流控制策略仍是适应多回路控制站的功能块复杂组态能力的控制策略。 ②智能控制和优化在现代控制论的推动下,各种智能化算法应运而生,其中除智能 PID 控制器外,多变量预测控制已在炼油、石化行业开始进入生产实践阶段。 ③人机界面目前石化企业正在由一个装置一个控制室逐步过渡成数个装置一个控制室,而且最终是以 CRT 或 LCD 屏幕显示为主,辅以少数显示仪表和指示灯,以鼠标、键盘操作为主,辅以触摸屏及少数旋钮和按钮,工业电视摄像头摄取的画面也由专用屏幕逐步纳入 DCS 操作站的屏幕。 ④安全仪表系统石化装置由于大型化、连续化及工艺过程复杂、易燃、易爆、对环境保护要求高等原因,安全性要求日益提高,由 DCS 等设备完成安全连锁保护的方法,在某些企业已经不能满足要求,所以紧急停车系统(ESD)等为 DCS 之外的单独设备。此外还有火灾和可燃气体监测系统(FGS)、转动设备管理系统(MMS);特别是压缩机组综合控制系统(ITCC,因其防喘振而特殊)等。现在自动化仪表行业兴起的基于 IEC61508 和 IEC61511 的安全仪表系统(SIS),正是为了进一步满足石化企业的需求而开发的。它是在安全总概念下,不同于3C强制安全认证、Security保安等的Function Safety 功能安全。SIS 是专门的工程解决方案,它连续在线运行,当侦测任何不安全过程事件时,能够立即采取行动,以减轻可能造成的损失。功能安全还应结合风险度、安全指标、安全完整性等级(SIL)等,正确选用 SIS(或直接称 ESD)系统。 结语 近几年来,我国在自动化仪表的发展取得了巨大进步.现代自动化仪表的智能化技术及系统改善了仪表本身的性能,影响了控制网络的体系结构,其适应性越来越强,功能也越来越丰富。 石油化工工业论文:石油化工工业废水处理工艺研究 摘要:石油化工产业是促进我国国民经济发展的重要行业,需对其工业废水的特点进行分析,并研究其废水处理工艺。 关键词:石油化工工业;废水;特点;处理工艺 前言 石油是人类得以进步和发展的动力,是人类目前普遍使用的一种资源,与石油有关的化工产品涉及人类日常生活的方方面面。但是,在化工厂的石油加工过程中,会产生大量的废水,而且,在油田的开采的时候,原油中所含的水量也是废水产生的一个主要途径。据有关统计,我国目前的油田的综合含水率达到80%左右,有些油田甚至超过了80%。现在人类生存的环境越来越差,受各种污染的影响越来越严重,特别是水污染问题越来越突出,成为人类额待解决的生存问题。 一、石油化工工业废水的特点 1、废水中污染物组分复杂 石油炼制、石油化工、石油化纤、化肥及合成橡胶生产过程中产生的废水,除含有油、硫、酚、知脐),COD,氨氮、SS酸、碱、盐等外,还含有各种有机物及有机化学产品,如醉、醚、酮、醛、烃类、有机酸、油剂、高分子聚合物(聚酷、纤维、塑料、橡胶)和无机物等。当生产不正常或开停工及检修刻间,排放的废水中的污染物含量变化范围更大,往往造成冲击性负荷。 2、废水处理难度大 石油化工废水中的主要污染物,一般可概括为烃类、烃类化合物及可溶性有机和无机组分。其中可溶性无机组分主要是硫化氢、氨化合物及微量重金属;可溶解的有机组分,大多数能被生物降解,也有少部分难以被生物降解或不能被生物降解,如原油、汽油、丙烯等。 随着油田开采期的延长,尤其是油田开发的中后期,原油含水虽越来越高,但无水开采期则越来越短,目前我国大部分油田原油综合含水率己达80%,有的甚至达到90%,每年采油废水的产生量约为4.1亿t,成为主要的含油污水源。含油污水中的石油类主要由浮油、分散油、乳化油、胶体济解物质和悬浮固体等组成。含油废水中的浮油是以一个连续相的形式浮于水而,这类污染物一般可通过机械或物理的方法去除。油品在水中的溶解度非常低,通常只有毫克每升。去除水中的溶解油需要根据其化学性质决定其处理方法。 二、石油化工工业废水处理工艺分析 1、物理处理方法 (1)隔油 在进行生物处理之前,我们一般会先对石油化工废水进行隔油处理,这是因为好氧生物在活性污泥颗粒或生物膜的阻隔下会影响其活性,因为石油废水中存在大量的油污,这些油污会降低生物处理方法的效果。利用隔油法处理废水的时候,一把是在隔油池进行,在隔油池中,还可以对废水中较大的颗粒物进行初步沉淀,是隔油池兼具除沉池的功能,达到一池多用的效果。 (2)吸附 由于固体物质具有表面多空的特殊构造,而这些密布的空洞能够吸附废水中所含的污染物,从而达到去除杂质、净化水质的目的。在日常生活中我们就已经用到用活性炭除污,而活性炭也是处理石油化工废水常用的吸附剂,在实际操作中,常常结合絮凝、臭氧氧化等技术配合使用。活性炭等一些吸附物质可以去除废水中的臭味和色度,但是我们之前就已经说到,这种方法的成本相对较高,而且容易出现污染转移,造成二度污染。 (3)高压电场法 此种方式是在电场力的作用之下对油粒产生排斥或吸引作用,让微细油粒能在运动的过程中相互碰撞结合,让微细油粒可以聚结成大的油粒而浮在水面,从而使油水分层的目的能够达到。 (4)膜分离 此种技术的方式包括:纳滤、反渗透、超滤、微滤等方式,但不管哪一种有方式,都可以把废水中的色度和臭味去除,同时把微生物、多种离子和有机物去除,使出水的水质能够可靠稳定。 2、化学处理方法 (1)絮凝 石化废水处理过程的重要的絮凝,即通过对水加药絮凝剂胶体粒子在水损害的稳态,胶粒相互碰撞和聚集,形成絮状物质的分离。絮凝可以用来处理炼油废水浊度、颜色、有机污染物、浮游生物和藻类污染物成分等。在特定的操作,通常和空气浮动或絮凝沉淀技术结合,作为生化处理的预处理。目前,微生物絮凝剂,利用生物技术的污水处理,与其他絮凝剂相比具有许多优点,如,易于生物降解,适用范围、热稳定、效率高、无二次污染,因此广泛的应用前景。 (2)光催化氧化 光催化氧化过程,能有效地将光辐射和O2、过氧化氢和抗氧化剂组合,以实现污水的目的,所以称为光催化氧化。一些以太阳光为光源,二氧化钛,二氧化钛/Pt,氧化锌作为催化剂,用这种方法处理含有21种有机污染物的水,得到最终的产品是二氧化碳,不产生二次污染。有些人拿铁+和过氧化氢作为氧化剂,铁离子和紫外线光之间的协同效应,使过氧化氢分解产生羟基速度大大加快,因此氧化效率提高,该方法在许多国家仍处于研究阶段。 (3)臭氧氧化法 臭氧氧化法有其独特的优点:这种方法氧化时不产生污泥和二次污染。然而,它的运作和投资成本高,以及处理废水流量不宜太大。臭氧氧化,一些废水有机物完全氧化为水和二氧化碳,和大多数成氧化中间产物。臭氧氧化和生物活性炭吸附耦合技术用于深度处理,在氧化有机物质分解为氧气和臭氧快速活性炭床在富氧条件下,得到再生,提高使用周期;同时活性炭表面需氧微生物活性增强,降解的有机吸附能力。能有效去除有机物,有机发色团的结构,改变加强能力的脱色活性炭。强大的LiSong与臭氧-活性炭工艺深度处理炼油废水,COD、氨氮、挥发酚、石油平均去除率为82.6%、93.4%、99.5%、94.3%,主要的指标,地表水Ⅳ类水质标准。 (4)湿式氧化法 湿式氧化法分为催化湿式氧化(CWO)和湿式空气氧化(WAO)。WAO是利用空气中的分子氧在高温高压条件下进行液相氧化的工艺过程,该技术是有效控制环境污染物的良好途径,特别适宜于有毒有害污染物或高浓度难降解有机污染物的处理。CWO是将有机物在高温、高压及催化剂存在条件下,氧化分解为CO2、H2O和N2等无毒无害物质的过程,它反应时间更短、转化效率更高,但pH、催化剂活性对反应影响较大。 3、生化法 (1)高效好氧生物反应器 高效好氧生物反应器(HCR)融合了高速射流曝气、物相强化传递和紊流剪切等技术,具有深井曝气和污泥流化床的特点,是第三代生物反应器。已有学者利用其进行处理石油化工废水的中试研究,结果表明,HCR启动速度快,氧的利用率高,抗冲击负荷能力强,去除效果稳定可靠,BOD去除率可达75%-85%。 (2)膜生物反应器 膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物处理技术接合而发展的一种新型的污水处理装置,广泛用于中水回用和工业废水处理。樊耀波等以MBR装置处理石油化工废水,试验表明,BOD、SS和浊度去除率达到98%,COD去除率达91%,石油类、氨氮和磷等的处理效果也优于常规二级污水处理,且稳定性好,泥负荷较大,剩余污泥量少。 (3)生物接触氧化 生物接触氧化是在生物滤池的基础上发展起来的一种生物膜法,它兼有生物滤池和活性污泥法的特点,负荷变化适应性强,不会发生污泥膨胀现象,污泥产量少,占地面积小,处理方式灵活,便于操作管理;但负荷不易过高,要有防堵塞的冲洗措施,大量产生后生动物(如轮虫类),容易造成生物膜瞬时大块脱落,影响出水水质。 结束语 石油化工工业废水处理工艺是非常复杂的,在处理的过程中,要运用科学的技术和方法,这样才能起到保护我们的身边环境免受到污染和破坏的效果,从而保证人们的身心健康。 石油化工工业论文:浅谈石油化工业的现状及发展趋势 摘要:本文介绍了国际和国内石油化行业的运行情况,分析了我国石油化工业发展过程存在问题,并预测了我国石油化工业的发展趋势。 关键词:石油化工业;运行情况;问题;趋势 一、国际石油化工产业运行情况 2009年.在全球性经济衰退的环境下。西欧、北美及日本等发达国家的化工产业在2008年的基础上进一步衰退。不计医药化学品在内。2009年欧洲的化学品产量同比下降约12%.美国下降9.4%。预计2010年欧洲和美国化工品产量将分别增长5%和3%.但仍难达到经济衰退前的水平。要完全从衰退中走出来还需要更长的时间。 二、我国石油化工产业运行情况 “十二五”期间。我国经济发展正处在工业化中期向工业化后期转变的过渡时期。随着我国工业化的阶段性变化,主要是传统产业比重下降,而高端和新型产业将得到较快发展。在这个转型时期,石油化工业全行业结构调整需进一步加快.以适应国内相关工业产业升级对化工产品提出的更高需求。 2010年我国石油和化学工业经济运行取得了显著成效,实现了“十一五”丰硕而圆满的结局。与2009年同期相比,2010年石油化工业的全年总产值达到8.88万亿元,同比增长34.1%;实现利润6900亿元,同比增长36%;累计对外投资总额为11525亿元,同比增长13.8%;累计实现进出口额4588亿美元,同比增长40.3%,其中进口额为3245亿美元,同比增长42.3%,出口额1343亿美元,同比增长35.7%。总体来看,我国石油化工业在2010年保持了高速的增长态势。 三、石油化工业发展存在的主要问题 (一)产能结构性过剩矛盾更加突出 “十一五”期间,石油化工业大多数产品产能大幅增长,产品供给由“整体短缺”转变为:结构性过剩“。 传统大宗石化产品的总产能明显超过国内市场需求,装置开工负荷较低,资源浪费严重。2010年,我国甲醇平均开工率不足45%,尿素平均开工率不足75%,烧碱平均开工率约为72%,聚氯乙烯平均开工率仅为54%。 高端石油化工产品严重短缺,进口依赖程度很高,部分高科技产品尚处于空白。2010年,我国进口合成树脂3069万吨,进口合成纤维单体1439万吨,均创历史新高;化工产品贸易逆差达433.82亿美元,其中合成树脂占89.9%。 (二)资源短缺仍是制约石化行业发展的主要因素 我国原油资源短缺.人均占有储量只有世界平均水平的11%.并且产量难以在短期内大幅提升。随着国内经济的快速发展。我国原油缺口逐年扩大,2009年我国石油缺口高达2.1亿t,预计2015年将进一步达到2.62亿t,原油进口依存度达到55%,同时还将面临着国际原油价格巨幅波动的影响。原油资源的短缺。不仅对我国石化产业的发展产生重大制约,而且是关乎国家能源安全以及社会稳定的重大问题。 (三)节能减排任务更加艰巨 石油和化学工业是能源消耗和污染物排放大户,能耗和污染物排放均居工业部门前列。2009年全国石油和化学工业综合能源消费量为3.84亿吨标准煤,占工业能源总消费量的17.4%,位居所有工业部门的第二位。2009年全国化学原料及化学品制造业的化学需氧量排放量为60.21万吨、氨氮13.16万吨、二氧化硫130.15万吨、氮氧化物41.98万吨、烟尘78.81万吨。 我国政府向国际社会做出承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放降低40%~45%。国家“十二五”规划纲要也对节能减排提出了更加严格的约束性指标,石油和化工行业节能减排工作任重道远。 四、石油化工业发展趋势预测 (一)《十二五规划》中的行业相关政策 2010年10月18日,中国共产党第十七届中央委员会第五次全体会议集体通过了《关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》。《建议》的第四部分为“发展现代产业体系,提高产业核心竞争力”。其中对加强现代能源产业和综合运输体系建设提出要求:“推动能源生产和利用方式变革,构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系,……完善油气管网,扩大油气战略储备……”。 2011年3月,全国两会上具体公布《我国国民经济和社会发展十二五规划纲要》,《纲要》在第九章、第十一章对如何促进石油化工业发展提出了更具体的措施。 (二)相关子行业的发展预测 预计“十二五” 期间我国原油进口量仍保持增长,原油资源不足仍然是制约国内炼油行业发展的主要原因,从获得资源的条件和布局优化的需要角度分析,临港和石油化工产业薄弱地区会有更多发展机会。炼油能力的增加将以原有企业的改造为主,尤其是与乙烯的发展结合建设世界级炼化一体化的基地,新建炼油装置将受到严格控制。将来会更侧重特色油品的生产,具有特色的各类催化裂解技术的广泛应用将使部分地炼企业生产出更多的化工原料,新建以重油加工生产油品的装置将受到限制。预计到“十二五” 末期我国原油加工能力将达到4.8亿~5亿吨。 (三)下游产业快速发展 “十二五” 期间,我国有机原料的规模将加大,新技术应用增加;目前缺口较大的苯乙烯单体、ABS树脂、PTA和乙二醇等装置能力均有增加;特种合成橡胶的发展有较大突破;塑料改性和塑料合金将上一个新台阶。目前供求矛盾较为突出的品种主要有合纤单体(精对苯二甲酸、乙二醇、己内酰胺和丙烯腈)等,上述大部分产品每年仍有较大数量进口,国内市场满足率在50%~ 70% 。值得注意的是,石油化工产业目前处在快速发展阶段,原料优化、工艺技术进步趋势加快,很多有机原料产品都处于优胜劣汰的竞争状态中。有缺口的产品发展将面临更多的机会,供求平衡的产品仍需通过结构调整和技术进步保持竞争优势。 石油化工工业论文:石油化工工业废水处理工艺研究 【摘要】介绍化学法、物理法和生物法在石油化工高浓度有机污水处理中的应用状况和最新进展,评述各种处理方法的适用条件和处理效果。在加快发展石油化工工业的过程中,必须高度重视污染防治工作,这对石油化工工业可持续发展具有十分重要的意义。 【关键词】石油化工工业废水处理工艺 中图分类号:P618.13 文献标识码:A 文章编号: 石油化工是以石油为原料,以裂解、精炼、分馏、重整和合成等工艺为主的一系列有机物加工过程,生产中产生的废水成分复杂、水质水量波动大、污染物浓度高且难降解,污染物多为生物难降解有毒有害的有机物,对环境污染严重。随着水资源的日益紧张和人们环境保护意识的加强,石油化工废水的处理技术逐渐成为研究的热点,新的处理技术和工艺不断涌现,主要分为物化法、化学法和生化法。 一、物化法 1、隔油 石油化工废水中含有较多的浮油,会吸附在活性污泥颗粒或生物膜的表面,使好氧生物难以获得氧气而影响活性,对生物处理带来不利影响。一般采用隔油池去除,隔油池同时兼作初沉池,去除粗颗粒等可沉淀物质,减轻后续处理絮凝剂的用量。耿士锁经过研究对比,认为斜板隔油池比普通平流隔油池去除效果好。吕炳南等对大连新港含油废水处理工艺进行改造,将平流隔油贮水池的前部1/4改建为预曝气斜管隔油池,拆除原斜板隔油池,经改造后的隔油池处理,废水含油量从200-350mg/L降至10-15mg/L。 2、气浮 气浮是利用高度分散的微小气泡作为载体粘附废水中的悬浮物,使其随气泡浮升到水面而加以分离,分离的对象为石化油以及疏水性细微固体悬浮物。在石油化工废水处理中,气浮常放隔油、絮凝之后,有广泛的应用。 陈卫玮将涡凹气浮(CAF)系统置于隔油池后处理石化含油废水,进水含油约200mg/L,出水含油低于10mg/L,去除率达95%;若原水未经隔油处理,COD和油的去除率显得不稳定。新疆克拉玛依石油化工厂用CAF处理石化废水,系统运行良好,能有效去除悬浮物、乳化油和COD等污染物,尤其能有效去除硫化物,解决了传统工艺的难题。 3、吸附 吸附是利用固体物质的多孔性,使废水中的污染物附着在其表面而去除的方法。常用吸附剂为活性炭,可有效去除废水色度、臭味和COD等,但处理成本较高,且容易造成二次污染。在石油化工废水处理中,吸附常与臭氧氧化或絮凝联用。 4、膜分离 膜分离是利用功能膜作为分离介质,实现液体或气体高度分离纯化的现代高新技术,主要包括反渗透、纳滤、超滤和微滤,能有效脱除废水的色度、臭味,去除多种离子、有机物和微生物,膜分离过程和现存的分离过程相比,在液体纯化、浓缩、分离领域有其独特的优势,膜分离过程大多无相变,在常温下操作,设备和流程简单,出水水质稳定可靠,且占地面积小,运行操作完全自动化,被称为“21世纪的水处理技术”,但是需要投资大,污水处理量小。 二、化学法 1、絮凝 石化污水处理的重要过程之一是絮凝,即通过向水中投加絮凝剂破坏水中胶体颗粒的稳态,胶粒之间的相互碰撞和聚集,形成易于从水中分离的絮状物质。通过该过程,炼油废水中的浊度、色度、有机污染物、浮游生物和藻类等可被去除。絮凝通常与气浮或者沉淀等工艺联用,作为生化处理的预处理。微生物絮凝剂是一种利用生物技术获得的新型水处理剂,同其它絮凝剂相比,具有许多优点,包括易生物降解、适用范围广、热稳定性强、高效和无二次污染等,因此应用前景广阔。 2、氧化法 (1)臭氧氧化法 臭氧氧化时不产生污泥和二次污染,但其运行及投资费用高,且处理的废水流量不宜过大。经臭氧氧化后,废水中的小部分有机物被彻底氧化为水和二氧化碳,而大部分转化为氧化中间产物。一般将臭氧氧化和生物活性炭吸附联用技术用于深度处理,在氧化有机物的同时臭氧迅速分解为氧,使活性炭床处于富氧状态,得到再生,提高其使用周期;同时活性炭表面好氧微生物的活性增强,降解吸附有机物的能力提高。能有效去除有机物,改变有机物生色基团的结构,强化活性炭的脱色能力。 (2)光催化氧化法 该法有效地将光辐射与O2、H2O2等氧化剂结合起来处理污水,因此称为光催化氧化。有人以太阳光为光源,以TiO2、TiO2/Pt、ZnO等为催化剂,用此法处理含有21种有机污染物的水,得到的最终产物都是CO2,不产生二次污染。 (3)湿式氧化法 湿式氧化法分为催化湿式氧化(CWO)和湿式空气氧化(WAO)。WAO是利用空气中的分子氧在高温高压条件下进行液相氧化的工艺过程,该技术是有效控制环境污染物的良好途径,特别适宜于有毒有害污染物或高浓度难降解有机污染物的处理。CWO是将有机物在高温、高压及催化剂存在条件下,氧化分解为CO2、H2O和N2等无毒无害物质的过程,它反应时间更短、转化效率更高,但pH、催化剂活性对反应影响较大。 三、生化法 1、厌氧处理 (1)升流式厌氧污泥床 升流式厌氧污泥床(UASB)反应器内污泥浓度高、有机负荷高、水力停留时间短、运行费用低和操作简便,但反应器启动过程耗时长,对颗粒污泥的培养条件要求严格,常用于高浓度有机废水的处理。凌文华等将其用于己内酰胺生产废水的预处理,COD去除效果好,但出水可生化性并不理想。且在处理过程中,要严格控制反应条件,进水负荷波动控制在15%以内,进水SO4-2应低于1000mg/L,进水pH在5.5-6.5,反应温度在30-38℃。为消除S2-对厌氧污泥产生不利影响,可在进水中加入适量的FeCl3。 (2)厌氧附着膜膨胀床 厌氧附着膜膨胀床(AAFEB)反应器是种新型高效的厌氧消化工艺,其床层在一定的膨胀率(10%-20%)下运行,使反应器内的传质条件得到改善;且载体粒径小,能为微生物的附着生长提供巨大的表面积,使反应器内保持较高的微生物浓度。 (3)厌氧固定膜反应器 厌氧固定膜反应器中装有固定填料,能截留和附着大量的厌氧微生物,在其作用下,进水中的有机物转化为甲烷和二氧化碳等得以去除,具有微生物停留时间长、抗冲击负荷能力强和运行管理方便等优点。 2、好氧处理 (1)序批式间歇活性污泥法 序批式间歇活性污泥法(SBR)工艺流程简单、污染物去除效果好、占地面积小、运行操作灵活及便于自控运行,但不适合处理大量废水,对控制管理要求较高。 (2)高效好氧生物反应器 高效好氧生物反应器(HCR)融合了高速射流曝气、物相强化传递和紊流剪切等技术,具有深井曝气和污泥流化床的特点,是第三代生物反应器。已有学者利用其进行处理石油化工废水的中试研究,结果表明,HCR启动速度快,氧的利用率高,抗冲击负荷能力强,去除效果稳定可靠,BOD去除率可达75%-85%。 (3)生物接触氧化 生物接触氧化是在生物滤池的基础上发展起来的一种生物膜法,它兼有生物滤池和活性污泥法的特点,负荷变化适应性强,不会发生污泥膨胀现象,污泥产量少,占地面积小,处理方式灵活,便于操作管理;但负荷不易过高,要有防堵塞的冲洗措施,大量产生后生动物(如轮虫类),容易造成生物膜瞬时大块脱落,影响出水水质。 (4)膜生物反应器 膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物处理技术接合而发展的一种新型的污水处理装置,广泛用于中水回用和工业废水处理。樊耀波等以MBR装置处理石油化工废水,试验表明,BOD、SS和浊度去除率达到98%,COD去除率达91%,石油类、氨氮和磷等的处理效果也优于常规二级污水处理,且稳定性好,泥负荷较大,剩余污泥量少。 (5)悬浮填料生物反应器 悬浮填料生物反应器是一种新型生物膜反应器,其核心部分是能在反应器中保持悬浮状态特殊填料,反应器操作简便,有良好的通气性、过水性,存在碰撞和切割气泡等作用,可以强化微生物、污染质和溶解氧的传质,提高氧的利用效率,且对曝气、布水没有特殊要求。 结束语 石油化工工业废水处理工艺是非常复杂的,在处理的过程中,要运用科学的技术和方法,这样才能起到保护我们的身边环境免受到污染和破坏的效果,从而保证人们的身心健康。 石油化工工业论文:浅析石油化工业发展及其新技术 摘 要:石油化工是化学工业中的基干工业,在国民经济中占有极重要的地位。当代石油化工技术的发展趋势是:用高新技术提升传统工艺,开发更高效的新型催化剂,发展清洁生产工艺,使石化技术提高到一个新水平,为石油化工业的可持续发展提供有力支撑。本文通过描述现代石化新技术。 关键词:石油化工发展状况、石油化工新技术 一、国内外石油化工业发展状况 由于新工艺的开发、新材料的应用及其高额的利润驱使石油化工行业得到飞速的发展,美国、西欧和日本等工业发达国家构成了世界石化工业的主体。这些国家主要石化产品的生产能力已基本满足了世界市场的需要,石化工业也从高速发展时期转向平缓增长期和波动期。 我国在融入经济全球化的过程中,石油化学工业是最活跃的工业体系之一。经历了40 多年尤其是改革开放以来的迅速发展,石化业在国民经济中的重要支柱地位日益凸现;已经形成了门类比较齐全、具有相当规模、品种大体配套并基本可以满足国民经济、相关工业发展和市场需要的工业体系。随着市场经济的发展,石油化工对农业、汽车工业、建筑业、机械电子行业的影响越来越大。 二、石油化工新技术 1、新型催化剂技术 催化技术的发展可归纳为4类,即渐进式、台阶式、跨越式和新生式。由于新催化材料是新催化剂和新工艺的源泉,因此新催化材料是当今催化科学的前沿,已开展的研究:加氢催化剂、异构化催化剂、聚烯烃催化剂等新品种不断推出。IFP开发的乙苯异构化生产对二甲苯新催化剂,可使对二甲苯产率由一般的88%提高到93%,称为Oparis的新催化剂可转化高达40%的乙苯,并使C8芳烃损失减少到小于2%。 2、轻质烷烃活化技术 21世纪石油化工原料将可能转向以更廉价的天然气类烷烃为主,因而,原料路线由烯烃向烷烃的转移将是新世纪石油化工技术研究开发的重点之一。21世纪可能工业化的烷烃活化技术包括乙烷制醋酸,异丁烷制甲基丙烯酸酯,乙烷催化脱氢制乙烯,以及丙烷制丙烯酸等。 乙烷生产乙烯的醋酸;乙烷直接生产氯乙烯;由丙烷直接生产丙烯腈和由正丁烷直接生产1,4-丁二醇等烷烃活化技术已接近工业化。 3、芳烃抽提技术 加氢裂解和催化重整油中的芳烃的分离是用液抽提和蒸馏进行的。抽提所用SO2、二甘醇、二甲基亚砜和n-甲基吡咯烷酮、n-甲酰基吗啉和环丁砜等都是抽提所使用的溶剂。其中ripp研究出了液抽提再结合环丁砜抽提蒸馏工艺,能够很好地适用于各类原材料。它不仅消耗能量少,而且能够分离的馏分范围广、收率较高。 4、生物技术 生物技术在石油化工行业的应用表现在新有机原料的提供、“三废”的治理及多种精细化学品的生产,主要包括生物催化剂、生物塑料、生物农药、生物化肥、生物石油技术、生物环保和传统生物化工产品等方面。生物化工与传统化工相比,具有反应条件温和、能源节省、选择性好、转化率高、设备费低和环境友好等诸多优点。另外,利用细胞技术和基因工程技术将“可再生能源”纤维素酶解、发酵、脱水制取乙烯的研究一直是科技界热切关注的课题,一旦取得突破,将彻底改变传统的石油化工工艺,引起石化产业一场新的革命。生物技术蕴藏着巨大的生命力,在石油化学工业中的应用更加广泛,也将极大地推动石油化学工业的快速发展。 5、纳米技术 由于纳米粒子表面积大、表面活性中心多,所以在催化剂中加入纳米粒子可以大大提高反应效果、控制反应速度,甚至原来不能进行的反应也能进行。在石油化工工业采用纳米催化材料,可提高反应器的效率,改善产品结构,提高产品附加值、产率和质量。目前已经将铂、银、氧化铝和氧化铁等纳米粉材直接用于高分子聚合物氧化、还原和合成反应的催化剂。如:将普通的铁、钴、镍、钯、铂等金属催化剂制成纳米微粒,可大大改善催化效果;粒径为30 nm的镍催化剂可把加氢和脱氢反应速度提高15 倍;纳米铂黑催化剂可使乙烯的反应温度从600℃降至常温。用纳米催化剂提高催化反应的速度、活性及选择性,这些研究将推动石油化学工业的快速发展。 6、清洁生产技术 对环境友好的清洁生产工艺是21世纪石化技术发展的必然趋势,它包括不用有毒有害原材料,废气、废水、废渣生成少,最终实现“零排放”的环保技术,以及排放废弃物料的有效回收利用,更可以涵括生产产品废弃后(如废弃塑料)的回收利用。 可实现工业应用的环保技术主要是不用光气、硫酸、磷酸、氢氰酸、盐酸、三氯化铝等有毒有害原材料生产石化产品的新技术。用离子交换树脂催化剂替代盐酸生产双酚—A,或用离子交换树脂催化剂替代硫酸生产仲丁醇;用氟化氧化硅/氧化铝催化剂替代氢氰酸生产直链烷基苯;改变原料路线,用异丁烯替代丙酮和氢氟酸为原料,生产甲基丙烯酸甲酯;生产可降解(包括生物降解、光降解)塑料等。 7、高效设备技术 研制开发高效设备是提升石化技术的重要内容。如:可大幅度节能的内部换热型蒸馏塔,连续进行100h以上苯-甲苯体系蒸馏分馏,得到高纯度苯和甲苯,同时节能30%以上。 三、总结 石油化工技术不仅发展为一个国家经济繁荣程度的标志,更关系到千家万户的日常生活。随着国家石油化工业的发展,必须努力增强科技原创力,吸收当代真正最先进的高新科学技术;应用绿色化工技术和可持续发展战略,进一步推动石油化学工业迈上新的台阶。 石油化工工业论文:浅析石油化工业的危险性及其安全措施 摘 要:本文分析了石油化工业的危险性和生产中可能发生的事故及其后果,并提出安全措施。 关键词:石油化工业;危险性;事故;措施 石油化学工业在国民经济建设中占有十分重要的地位,石化产品几乎渗透到国民经济和社会生活的每一个领域。石油化工生产的特点是易燃易爆、有毒、腐蚀性物质多,易形成爆炸性混合物,高温高压设备多,建筑物的孔洞和沟道较多,生产高度密封化、自动化、连续化,工艺复杂,操作要求极其严格,发生事故容易形成连锁性反应等。这些特点决定了石油化工生产所固有的爆炸危险性。 1石油化工业的危险性分析 1.1从原材料和产品的性质看 石油化工生产中涉及物料危险性大,发生火灾、爆炸,群死群伤事故几率高。石油化工生产过程中所使用的原材料、辅助材料半成品和成品绝大多数属易燃、可燃物质,一旦泄漏,易形成爆炸性混合物发生燃烧、爆炸;许多物料是高毒和剧毒物质,极易导致人员伤亡。 1.2从工艺条件看 石油化工生产工艺技术复杂,运行条件苛刻,易出现突发灾难性事故。生产过程需要经历很多物理、化学过程和传质、传热单元操作,一些过程控制条件异常苛刻,如高温、高压,低温、真空等。 1.3从生产方式上讲 石油化工生产装置大型化,生产规模大,连续性强,个别事故影响全局。装置呈大型化和单系列,自动化程度高,只要某一部位、某一环节发生故障或操作失误,就会牵一发而动全身。生产装置的大型化使得单套装置的处理能力不断扩大,如常减压装置能力已达1000万t/a,催化裂化装置能力达到800万t/a,乙烯装置能力达到100万t/a以上。 1.4从设备装置看 石油化工生产的设备大型化、立体化、集团化;管道纵横贯通,装置技术密集,资金密集,一旦发生事故,扑救难度大,损失严重。据有关资料对近年来世界石化行业重大事故进行分析,发现单套装置的事故直接经济损失惊人。 1.5从动力能源上看 石油化工生产具有火源、电源、热源交织使用的特点。这些动力能源如果因设备缺陷、设置不当、管理不当等原因,便可直接成为火灾爆炸事故的引发源。石油化工生产安全管理是企业经营的重要组成部分,它关系到企业经营状况的好坏和企业的整体形象,是企业振兴与发展的一项重要工作。 2 石油化工业的事故特点分析 2.1事故规模化 制取石油化工产品,生产工序多,过程复杂,随着社会对产品品种和数量需求日益增大,迫使石油化工企业向着大型的现代化联合体方向发展,以提高加工深度,综合利用资源,进一步扩大经济效益。其生产具有高度的连续性,不分昼夜,不分节假日,长周期的连续倒班作业。在一个联合企业内部,厂际之间,车间之间,工序之间,管道互通,原料产品互相利用,是一个组织严密,相互依存,高度统一不可分割的有机整体。任何一个厂或一个车间,乃至一道工序发生事故,都会影响到全局。石化生产装置呈大型化和单系列,自动化程度高,只要有某一部位、某一环节发生故障或操作失误,就会牵一发而动全身。石化生产装置正朝大型化发展,单套装置的加工处理能力不断扩大,如常减压装置能力已达1000万t/a,催化裂化装置能力最大为800万t/a,乙烯装置能力将达90万t/a。装置的大型化 将带来系统内危险物料贮存量的上升,增加风险。同时,石化生产过程的连续性强,在一些大型一体化装置区,装置之间相互关联,物料互供关系密切,一个装置的 产品往往是另一装置的原材料,局部的问题往往会影响到全局。 2.2事故严重化 石化装置由于技术复杂、设备制造、安装成本高,装置资本密集,发生事故时损失巨大。由于石化装置资金密集,事故造成的财产损失巨大。据有关资料对1969~2008年世界石化行业重大事故进行统计分析,发现单套装置的事故直接经济损失惊人。如1989年10月美国菲利浦斯石油公司得克萨斯工厂发生爆炸,财产损失高达8.12亿美元;1998年英国西方石油公司北海采油平台事故直接经济损失达3亿美元;2001年巴西海上半潜式采油平台事故损失5亿多美元。 3 石油化工业安全措施 3.1建立健全安全制度体系 企业安全管理是一项综合性管理工作,建立和保持适用的安全管理体系是做好安全工作的关键所在。安全生产直接关系着每一位员工的身心健康、生命财产安全,关系着企业存亡和发展,一个企业如果没有安全保障,就根本不可能在激烈的市场竞争中取胜,企业要走向市场争取理想的经济效益,生产经营就必须以安全为前提。树立安全就是效益的经营理念,在市场经济体制下,企业建立健全安全自我约束、自我检查、自我纠正、自我改进的管理体系,实现科学、规范管理,做到“防微杜渐”,有效预防和遏制事故的发生。 3.2安全工作管理人员的培养 施工企业各项目基层员工的安全文化和技术素质是施工企业建设安全文化的基石,在某种意义上决定着施工企业安全管理的效果,也决定着施工企业的命运。只有提高全体员工的安全文化素质,才能全面提高施工企业的整体素质和安全管理水平。 3.3用电安全技术措施 (1)为了防止线路发生短路和过载,在安装电气线路时应重视导线的类型、截面和绝缘强度的选择,做到防患于未然。在干燥无尘的场所,可选用一般绝缘导线;潮湿的场所,应采用有保护的绝缘导线,如铅皮线、塑料线以及在钢管内或塑料管内敷设的一般绝缘导线;有腐蚀性气体的场所,可采用铅皮线、管子线(钢管涂耐酸漆)、硬塑料管线;高温场所,应采用石棉、瓷珠、瓷管、云母等作为绝缘的耐火电线电缆;可燃粉尘、可燃纤维较多的场所,应采用有保护的绝缘线。 (2)对具有防爆性能的电气工具及通信器材,使用前必须认真检查铭牌上的防爆类别、级别、温度组别,当达不到使用环境可能释放物质的级别、温度组别,或类别不对时,应视为非防爆电气设备。 (3)当生产装置发生事故,工艺异常或生产中必须进行采样、脱水、排放等操作,临时用电容易引起爆炸火灾事故时,用电人员必须绝对听从生产岗位人员的指挥,立即停止用电,在非防爆区进行停送电操作。 石油化工工业论文:石油化工业自动化仪表的运用探究 【摘要】社会在进步,科学技术在不断发展壮大,为各行各业带来了巨大的便利。石油化工业也不例外,近年来自动化仪表在其石油化工业的应用得到了这个行业的普遍信赖。本文对石油化工业常用的几种自动化仪表进行较为详细的介绍并对其自动化仪表的控制方式与策略进行了探究,希望能对本行业的同行起到借鉴参考的作用。 【关键词】石油化工业;自动化仪表;控制方式 随着科学技术的不断发展,我国工业对科学技术的运用越来越广泛,由此使得我国工业产业向着多元化的道路前进。为了确保石油化工业在其生产过程中更为方便快捷准确,近些年来,自动化仪表在石油化工业逐步的兴起。自动化仪表的运用带给石油化工这个行业无疑是生产过程变得更加精密准确,生产出来的产品质量更为合格,大大降低了以往人工操作过程中所产生的各种误差,同时也极大地降低了生产过程的难度。在以后这个行业的发展中,对所生产的产品将会要求越来越严格,因此自动化仪表在石油化工行业的应用将会越来越广泛。对此笔者将对其自动化仪表的构成以及发展趋势、常用仪表、仪表的控制方式进行较为详尽的介绍,希望能对广大同行起到借鉴参考的作用。 1.自动化仪表的分类、组成以及发展趋势 自动化仪表是由一定数量的不同的具有自动化功能的元件所组合起来自动化功能较为完善能够满足人们需要的一种工具器材。自动化仪表一般不单单具有一种功能而是多种功能集一体的仪表器材。一个自动化仪表已经是由多个元件组成的一个完整的系统,而又是多个自动化仪表组合构成的系统中的一个子系统。自动化仪表是一种把输入信号自动的转化成为人类能对其进行识别读取的输出信号的信息化的仪表。 1.1自动化仪表的类别 为了满足石油化工行业不同生产过程的需要,自动化仪表的种类较为繁多,种类多种多样。根据不同的角度,自动化仪表可以分为如下几大类别:根据自动化仪表所需的动力分为气动、液动、电动等三种;根据自动化仪表的组装的方式分为单元组合式、基地式等两种;根据自动化仪表是否与计算器连接由可以分为智能化、非智能化仪表等两种。 1.2 自动化仪表的组成 自动化仪表根据仪表的功能的不同由可以分为记录、指示、模拟、数字显示等四种仪表。记录式的仪表主要是由单点与多点两大类所组成。调解式的仪表主要由单元组合式与基地式两种仪表所组成。由于仪表种类繁多,各种仪表的组成情况大致相同,这里不再一一列举。 1.3 自动化仪表的发展动向 随着科学技术的不断发展,自动化仪表在石油化工业也将不断完善与改进,其中主要的发展动向为;第一,对目标的控制将由以往的靠工艺参数发展为现在的以最优质量为目标的控制;第二,自动化仪表的控制所需要的方法由原来的反馈控制转变为现在的开环控制,由以前的手动控制转变为现在的计算机控制。自动化仪表未来的发展动向必将朝着智能化、人性化、系统化等方向发展。 2.常用自动化仪表的介绍 2.1 温度显示控制仪表 石油化工行业的现场所布置的一些设备或者管道常常需要对其温度进行检测与控制,因此温度显示控制仪表是必不可少的一种自动化控制仪表。普遍的测温仪表主要是靠与其设备或者管道的接触来进行温度的测试的。最常用也是最为常见的现场测温仪表主要为热电偶与热电阻测温仪表。 2.2 压力测试仪表 本行业对现场所布置的设备或者管道内的压力进行测试是必不可少的一环。因为设备或者管道内的压力涉及到安全方面的问题,不容忽视,因此压力测试仪表往往在石油化工行业应用非常的广泛。本行业的压力大部分为高压大概为33MPa左右,因此压力测试仪表的传感器,传输材料,显示表盘均需要特殊材料来进行制作。在压力测试方面最为常用的为液柱式压力测试仪表,弹簧式压力测试仪表两大类。 2.3 流量测试仪表 现场设备或者管道内液体的流量的检测与控制同样是重要的不容忽视的一个环节。因此流量测试仪表在其中所起到的作用是不容忽视的。流量测试仪表的种类与其他测试仪表相比较而言,种类更为丰富多样,可满足不同需要的选择。控制系统的稳定与运行优良的性质主要参照流量这个参数来对其进行必要的考核。流量这个参数在测试的时候与流体的种类以及管道的介质有着本质的联系。因此在进行流量的测试时要选择适合流体介质与管道材质的流量测试仪表。 2.4 执行器 执行器主要是由执行与调节两大机构所组成的。在石油化工行业较为常见的是气动式的执行器,在少数情况下也能见到液动执行器的使用但是这种执行器应用的非常少。最为常用的调节阀为薄膜式的气动调节阀,较为少见的还有气动活塞式的调节阀。其中调节阀的关键技术主要是设计计算,测试的校验等。 3.自动化仪表的控制方法介绍 3.1 系统的普遍的控制方法 石油化工行业自动化仪表系统的控制主要是连续、顺序、批量等三种控制方式。这三种控制方式一直沿用至今,基本没有太大的变化。 3.2 系统的先进控制方法以及系统优化方法 随着控制理论的不断向前发展,传统的控制方法显得已经不能适应行业的发展,因此出现了较为先进的控制方式。比如具有智能化功能的多变量控制器已经投入石油化工行业的生产阶段。这个控制器是一个独立的系统是以DCS为基础进行控制的。随着时间的向前推移,多变量智能化控制器会在石油化工行业应用的越来越普遍。 3.3 安全仪表系统的控制 石油化工行业现场所布置的设备以及管道所组成的系统是非常庞大的,其中系统具有大型化、工艺生产过程较为复杂、在生产过程中对周围的生产环境具有较高质量的要求。因此,面对这样一个庞大的生产系统,安全方面的问题是务必要引起足够的关注的。所以安全仪表系统逐渐在石油化工行业得到了广泛的应用。以往基于DCS的安全控制系统已不能满足行业的需要,因此在DCS的装置之外又增加了ESD等单独控制的设备。 4.结语 石油化工行业要想得到迅速的发展,自动化仪表在系统中的运用是必不可少的。虽然近几年自动化仪表在其石油化工行业的应用得到了发展与改进,为本行业的发展做出了突出贡献。但是仍然需要我们继续不断探索,勇于借鉴国外先进的经验来使我国的石油化工行业得到更为巨大的发展。 石油化工工业论文:数据采集系统在石油化工业的应用 摘要:随着科学的进步,现代的通讯和自动化技术也在迅速的发展。先进的CAN,总线数据采集远程抄表系统在石油化工行业也得到了广泛的应用。本文具体的论述了CAN,总线数据采集远程抄表系统设计的组成原理和应用。 关键词:CAN;数据采集;构成; 1 前言 随着计算机技术、现代通信技术和自动控制技术的迅速发展,智能化企业在许多国家应运而生。自动抄表系统是发展中各个行业自动化控制系统的重要组成部分,是解放生产力的必然途径。因而日益受到关注。 2 远程自动抄表系统的优点 与传统抄表方式相比,智能抄表系统具有方便快捷、节省人力物力、提高工作效率、精确度高等优点。 3 远程自动抄表系统构成 自动抄表系统主要由监视控制仪表(本系统需要采集数据的仪表)、数据采集器、集中器、数据传输通道和后台管理服务器等组成;其中监视控制仪表主要是在传统机械式仪表基础上将转盘适当改造,以便能将其转动圈数被数据采集器采集转化为脉冲数,以达到数据采样的目的;采集器主要完成将电表用电量转换成电脉冲信号以完成数据的采集,同时还具备将采集的数据保存、通过CAN,总线传输给集中器转发给后台管理系统。数据集中器则是通过CAN,总线收集各监视控制仪表上的传输数据,并通过无线GSM网络传送给后台管理服务器系统。 4 数据采集器硬件组成 数据采集器主要包括数据采集回路、数据保存回路以及数据传输CAN,总线节点回路,同时根据其他功能扩展。 采集器采用单片机89C51,其内部有4KB的ROM,128字节的RAM以及32个I/O口。P1口与串行器件24C02和显示、继电器电路连接。其中的显示模块采用串行方式进行通信,分别采用P1.0、P1.1、P1.2模拟时钟信号线和数据信号线。P0口主要用来与CAN总线控制器sJAl000相连,用作数据线。监控电路采用Dsl232芯片,它是看门狗定时器,功能是上电和掉电时给89C51、CAN控制器sJA1000产生复位信号;看门狗对系统进行监控,防止死机不能恢复。因此系统中必须建立不间断供电(电池供电),以便提供实时钟。 5 数据采集系统原理 5.1数据采集回路采用开关型霍尔传感器A44L对加装过小磁铁的监视控制仪表转盘进行将所转的圈数转化为数字信号,传感器A44L集成霍尔开关是由稳压器A、霍尔电势发生器(即硅霍尔片)B、差分放大器C、施密特触发器D和OC门输出E五个基本部分组成。 5.2 CAN总线采用一种串行数据通信协议,它是一种多主总线,数据长度为8个字节,不会占用总线时间过长,从而保证了通信的实时性。CAN协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能,保证了数据通信的可靠性。C AN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码,而代之以对通信数据块进行编码。采用这种方法可使网络内的节点个数在理论上不受限制,因此非常适合远程抄表控制系统。主要由控制器89C51、CAN通信控制器SJAl000、CAN,总线驱动收发器82C250组成,单片机89C51对C A控制器接收到的数据进行读取和数据发送等程序处理,为了增强CAN总线节点的抗干扰能力,SJAl000的TX0和RX0并不直接与82C250的TxD和RXD相连,而是通过高速光耦6N137后与82C250相连,很好地实现了总线上各节点间的电器隔离。82C250的CANH和CANL引脚各自通过一个5欧姆的电阻与CAN,总线相连,起到一定的限流作用,保护82C250免受过流冲击。CANH、CANL与地之间并联了两个30pF的电容,可以滤除总线上的高频干扰并起到一定的防电磁辐射的能力。另外,两根CAN,总线输入端与地之间分别按防雷击管,起到一定的保护作用。 6 数据采集器软件设计 6.1主程序流程 数据采集器在整个系统中有喂狗、计表、时钟校时、CAN,总线数据发送和接收、数据存储与读取以及显示等功能,其中喂狗、计表和数据存储及CAN,总线数据接收分别采用定时终端、计数中断和外部中断实现,CAN,总线数据发送采用查询方式和其他程序功能在主程序中实现。 6.2数据采集程序说明 数据采集是将监视仪表转盘每转一圈转化为一个周期脉冲,单片机将此脉冲累加,从而测得数需要采集的数据。 6.3 CAN,总线数据收发程序说明 6.3.1数据采集器数据传输内容较为简单,发送出去的数据主要包括监视仪表示数(占5个字节),接收到的数据多为命令(1 4个字节),而C AN总线每次数据可传输8个字节,因此每数据传输采用1帧即可完成。本设计采用PeliCAN工作模式(29位表示码),利用查询方式发送数据,利用外部中断0接收数据。 6.3.2数据的发送由CAN控制器根据CAN协议规范自动完成。首先CPU必须将要发送的数据报文传送到CAN控制器发送缓冲器中,并置位命令寄存器中的发送请求标志,程序流程如图5所示。 6.3.3数据接收采用外部中断0接收,CAN控制器接收到一帧数据后,产生中断触发信号,CPU立即响应,将收到的报文接收到字节的接收缓冲器,并置位命令寄存器的释放缓冲区标志RRB。单片机根据接收数据进行命令解析,并做出相应执行。 6.3.4数据集中器设计方案 数据收集器主要起到转发后台管理服务器和各节点间的数据传输功能,CAN,总线控制器模块主要用来向各节点发送或接收相关数据,各节点地址通过程序设置均已被包括在对应报文29位表示码中,数据集中器可以通过广播或点对点向各用户节点发送命令数据。由于用户节点比较多,数据集中上传比较多,因此需要较多的数据接收缓冲区保存,然后通过GsM转发给后台管理服务器完成远程数据交流,因此采用有512字节内存的单片机sTC89C51对C AN控制器和GSM模块进行控制。单片机控制GSM模块在Text模式下接收手机短信,短信的收发是通过向串口以文本模式发送AT指令来实现的,其编码转换格式简单,并有较高的转换速率。 7 数据采集系统的主要维护工作 7.1模件卫生清洁 7.2模件断电退出:因为所有信号的接线直接连接至模件,未采用继电器等隔离,因此有必要拔出。 7.3检查电源使用情况 7.4软件备份,以备不时之需。 8保证数据采集系统稳定运行的措施 8.1完善各项组织和技术措施,为保证数据采集系统稳定运行的措施打基础。 8.2加强运行管理的完善,保证在新思路、新形式下安全生产。 8.3加强业务培训,以适应当前高科技技术的发展。 8.4加强思想教育,认识到安全、经济、准确的重要性。 8.5加强数据采集系统的巡视检查和维护,发现问题及时处理。 9 本行业自动化控制展望 9.1自动化控制系统的普遍应用是行业发展的主流; 9.2现场总线技术是集散控制系统发展方向; 9.3各项管理实现自动控制,实现网络现代化; 结束语 本文主要以监视控制仪表为例介绍了远程抄表数字采集系统数据采集和转发的设计方案。此设计方案在石油化工也的广泛应用也为石油化工业的发展做出了贡献。相信随着信息技术、网络技术、计算机技术、通信技术、显示技术、半导体集成技术、控制技术、表面安装技术及其他高新科学技术的发展,石油化工行业的自动控制系统也将得到长足快速的发展。
物联网技术论文:消防安全管理在物联网技术的信息化应用 【摘要】消防信息化建设是消防安全管理的重要内容,在消防安全管理中,只有通过采用正确、及时的灭火措施,才能最大程度的保障人员的生命财产安全,物联网技术为消防信息化建设提供了新的发展方向。因此,本文通过阐述了物联网技术的定义,联系实际,分析了物联网技术在消防信息化领域中的应用 【关键词】消防安全管理;物联网技术;信息化应用 物联网技术能够实现信息的智能收集与传递,不仅可以降低人为误操作带来的安全隐患,同时也可以提高消防工作效率,阻止火势的蔓延,保障人民群众的生命财产安全,加强消防信息化建设,就要在消防工作中利用物联网实现资源的有效整合与利用。 1物联网技术 物联网技术是在互联网技术之上研发的一种先进的计算机技术,由于我国对物联网技术的研究较早,目前,物联网技术在各行各业中都有着广泛的应用,极大程度的促进了我国现代化建设。物联网技术的技术核心是将网络技术做了延伸和扩展,将移动终端设备与互联网相连接,如全球定位系统、红外感应器、激光扫描仪等,通过移动终端设备实现信息的交换,达到智能监控与管理的目的,运营模式有M2M、SaaS等。物联网以其智能化以及优越性在消防安全管理中有着重要的应用,尤其针对于高层建筑、高铁、地下建筑的消防安全管理有着更大的意义,更大的责任,只有加强消防信息化建设,才能有效的保障社会群众的生命财产安全,物联网在消防信息化中的应用主要表现在感知功能与传输功能上,通过手持机等移动终端设备来实现智能的感知功能,通过无线网络实现信息的传输功能,最终作用于消防系统中,另外,物联网技术还可以应用于消防事业管理,将数据导入到消防档案系统中,实现统一管理与消防的合理调度。 2物联网技术在消防信息化领域中的应用 2.1更新基础数据库 数据是系统的重要组成部分,完善的数据不仅可以帮助系统做出正确、科学的分析,同时也能够提高数据的利用率,但是我国目前的消防信息系统数据过于陈旧,资源利用率不高,在资源共享方面难以提供全面的数据,极大程度的限制了我国消防信息化的进程,因此,将物联网技术应用在消防信息化领域中,能够有效的对数据进行录入与分析,区别于过去数据单独录入存在重复率极高的弊端,物联网能够实现数据的平移,达到资源有效整合的目的,消防信息化领域中,将灭火救援、队伍整改以及后勤保障串联在一起,实现统一管理,利用物联网技术可以将消防指挥中心与客户终端相连,在火灾发生时,能够及时的采取正确的灭火措施,疏散人群,避免造成更大的损失。另外通过为消防人员配置移动终端设备,能够最大程度的提高资源的利用率,促进消防事业的发展。 2.2实现消防车辆智能调度 在灭火过程中,对消防车辆、消防员和灭火药剂的调度有着重要的作用,高效的调度能够帮助消防队员及时的采取灭火措施,在火势尚能控制时降低安全事故的发生几率,保障人民群众的生命财产安全。因此,将物联网技术应用于消防的调度中,通过RFID技术与消防车辆的水泵与发动机相连,能够在灭火过程中,对于消防车的水量以及发动机状态做到实时的了解,便于消防指挥中心的指挥工作,通过物联网技术,将数据进行智能收集与传递,此过程不依赖于人工操作,不仅能够避免在数据收集与传递中的人工误操作,同时也大大节约了沟通的时间,数据可以直接在PDA或消防指挥系统中显示,为消防指挥中心制定出正确的灭火方案赢得了时间。 2.3提高消防工作人员的安全保障 火灾现场情况复杂,尤其是在高层或地下建筑环境中,人员密集,疏散空间狭小,使得消防人员的危险系数增大,特殊的环境也加大了灭火救援的难度,因此,将物联网技术与消防员相连,在消防防护服中安装芯片,如湿度探测器等传感设备将每一名消防员的基本信息通过网络反映到消防指挥系统中,不仅可以使指挥员识别出火灾现场的温度、湿度以及有害气体的浓度,从而及时调整灭火方案,另外移动终端设备还会反映出消防员的身体状况,使指挥员及时下达撤离命令,有效的规避风险,保障消防员的安全。 2.4实现消防设施的动态管理 消防设施主要是指自动化灭火设施、灭火器、消防水源等等。目前我国消防部队尚没有对消防设施采用统一的管理,自动化灭火设施等是阻止火灾蔓延最为有效的途径,尤其在消防救援力量未赶到火灾现场时,自动化灭火设施的合理使用能够最大程度的保障人民群众的生命财产安全。消防水源是灭火救援的基础设施之一,合理的利用可以达到最大的灭火效果,因此,将物联网技术应用到消防信息化领域中,通过在消防设施中安装GPS芯片合一实时了解消防设备的位置,通过安装RFID芯片,能够是实时了解消防设备的使用情况,便于统一管理和调度。 3结语 综上所述,物联网技术在消防信息化领域有着广泛的应用,不仅可以更新基础数据库、实现消防车辆智能调度、提高消防工作人员的安全保障同时也能够实现消防设施的动态管理,不仅最大程度的保障了社会人民群众的生命财产安全,同时也极大促进了我国消防事业的现代化建设。 作者:吴迪 单位:昆明市公安消防支队 物联网技术论文:物联网技术在环境监测中的运用 摘要:详细分析了物联网技术在大气污染、水污染、海洋污染及其他生态环境恶化等环境监测中的作用,着重阐述物联网技术在这些监测中存在的要素不全、技术等级低、监测缺乏统一规划和标准、公众对监测认知程度较低等系列重要问题,并对物联网技术在环境监测中的未来发展前景做出展望。 关键词:环境监测;物联网技术;信息传递 随着改革开放的推进,各种工业不断发展,加剧了对自然资源的需求和生态环境的破坏,人们逐步意识到环境保护的重要性,传统的环境监测是使用人工采取样品进行检测的方式,这种监控方式:(1)无法进行长期的远程实时监控;(2)不能够及时地反应环境变化等信息;(3)由于依靠人力,劳动强度大,这些不足使得传统监测方式无法满足现代监测对于环境的信息化管理要求。随着污染源在线监控系统的开始推广,物联网技术在我国环境监测领域开始了最早的探索和应用,它的出现克服了传统环境监测方法的缺陷,降低了监测成本,也使得环境监测向自动化、信息化、网络化、智能化方向发展,我国目前的环境监测手段还很落后,物联网技术的出现为我国环境监测的发展提供了一个很好的契机,为复杂、多样的环境进行自动实时监测提供了可行的思路和方案。 1物联网 1.1概念 物联网(TheInternetofthings,IOT)是指在互联网的基础上扩展和延伸到物体与物体之间信息交流的一种新型信息技术,物联网的定义是实现物体与物体、人与物体、人与人之间的信息交流。物联网在国内的应用一般是使用定位系统、红外线感应仪、全球定位系统(GPRS)、激光扫描仪和气体感应器等设备间的信息,进行交换和记录,实现检测、定位、监测和扫描的一种信息技术,实现各种设备之间信息的交流,让使用者能够在物联网中得到需要的信息,让监测和管理的信息具有时效性和保证其准确性,达到人工智能化的监控,提高工作效率和生产力,弥补传统工作中的不足。物联网在现代被广泛运用于各个领域中,如医疗健康、道路交通、店铺监控等,它们都体现了物联网的智能化与实用性。随着信息技术、网络技术、自动化技术、芯片技术的不断发展,物联网已经开始应用到生活的各个方面,很多地方的环境监测已经开始广泛使用物联网技术。 1.2组成结构 环境监测物联网主要由采集层、网络层、应用层3大部分组成。其中采集层通过传感器、智能卡、电子标签、识别码、摄像头等感知设备实现环境因子的识别、监测分析等信息的捕获、采集,以达到智能感知的目的;网络层利用无线网、移动网、固定网、互联网、广电网等传输网络实现感知层所采集信息的传输与处理,是整个环境监测物联网的核心组成部分,是将采集层所采集的数据进行大范围的传输与共享,并且实现多方的交互;应用层主要包括环境监测中的特定应用服务以及实现网络层和应用服务间接口和能力调用功能的中间件,用于完成信息的分析处理和决策,以实现环境监测信息的识别、感知、分析和预测,发挥智能作用。 2在环境监测中的应用 2.1大气污染监测 如今我国很多城市存在空气污染现象,空气质量较差,尤其在一些大中城市,由于重工业和城市交通的发展以及人口持续增长,导致了城市大气污染相当严重,其中就有人们熟知的PM2.5。大气污染监测主要包括大气污染物监测、空气质量自动监测和大气降尘监测等几个方面,由于物联网技术所具有的强大沟通等功能,它能够有效地应用到对大气污染监测的整个过程中,如监测空气中可吸入颗粒物的含量,空气中有毒有害物质的含量,甚至能够监测大气中的氧气含量、二氧化碳含量、氮气含量等,可以快速地发现空气中存在的问题,并且通过实时传输功能把监测器上的相关数据传输到气象控制中心,再由气象控制中心传输给电视台新闻中心等告知民众,让民众及时做好自我防护,降低污染的危害,保证身体健康。从中央到地方各级天气气象预报的准确和适时就表明我国在城市空气质量监测的物联网应用上确实已经有一个完善的体系。 2.2水污染监测 当今世界水污染现象已到了相当严重的程度,应当引起全人类的重视。由于物联网技术所具有的自动监测功能也被广泛用于对河流河道水质、水库水质、污水处理质量等监测中。通过传感器监测水体中含有的各种固体污染物含量,各种气体含量,其他有毒有害物质含量;而后将数据传送到中央控制系统,再由那里的计算机自动进行对比分析判断水质好坏情况、水质安全情况并提供两种相应系数,所有的数据都会自动进行储存备案,一旦发现问题或异常情况,计算机还能够自动报警,引起人们的警觉。而且物联网技术具有的“物物相联”的特点使得人也能够对系统进行人工干预,人为地进行实时的监测观察,以便为及时整改服务。 2.3海洋污染监测 我国对于海洋污染监测的物联网系统建设还处于初级阶段,而世界很多国家都很早就对海洋污染监测的物联网系统建设进行着研究,它们的研究成果能够为我们提供借鉴和帮助。海洋污染物联网系统建设能够监测一个国家海洋的水质情况、污染物情况,能够在发生一些人为灾害或者自然灾害时做到及时发现,从而为及时处理争取时间。比如在发生核泄露造成核污染时及时发现污染物是否到达国家的近海,为及时有效的防范争取时间;在发生油船原油泄漏时也能够及时地判断原油泄露产生的污染情况并及时地做出处理,有效控制污染的范围和规模,把损失降到最低。 2.4生态环境监测 生态环境的物联网监测系统尽管是一个较为宽泛的系统概念,但也已经逐步地被接受应用,并发生着作用。一般来说,这样的一个监测系统不仅仅包括前面提及的几个已经投入使用的环境监测系统,它还包括视频监控系统和对生态环境中的植物、动物生存情况的监测等一系列的监控,所有的信息、数据等最终汇集到中央控制系统中,由中央控制系统做出反应发出指令。目前生态环境的物联网监测的应用主要是在一些自然保护区、沙漠绿植研究、生态环境恶化监测中,已经体现出了收集、预报等功能和功效。 3存在的问题 3.1监测要素不全 在关于生态环境的物联网技术系统性监测中,监测的对象其实较为简单,很多监测系统的构成也较为单纯,因而离实际需要还有很大距离。比如只能够对海洋中几种特定的污染物进行监测,对空气中特定的污染物进行监测,监测范围非常有限,因而监测的功效也大受影响,这些与对全球整个生态环境的监测需求是极不匹配的,缺乏完善、全面的整体性环境监测势必制约着环境保护与防治,所以监测要素亟待补充和完善,方能担当重要使命。 3.2监测技术还较为初级 世界上物联网环境监测系统建设其实也并不完善,尤其是我国环境监测中的物联网系统建设还处于较初级的阶段,硬件、软件上都还有很多欠缺的地方需要完善和加强,还有很多课题亟待人们去研究和论证,还有很多未知领域等待我们去认知和开拓;不仅仅是完善传感器、传输器、运算器等硬件;更多的是在软件系统的研究控制上要加大力气,加强技术攻关,努力改变监测技术的初级化制约着监测成效的现状。 3.3监测缺乏统一规划和标准 我国在环境监测的物联网系统建设上起步晚,缺乏相关的经验和技术,逐步在摸索中前进,逐步在积累中提高,迄今还没有一个统一的标准和尺度,整个国家的环境监测物联网系统建设也还缺乏统一规划,有着各自为政的特点,因而显得混乱;甚至同一个地方、不同监测系统每天向公众播报的空气污染物种类、污染程度及等级都不相同,这样的环境监测效果确实不尽人意。因此实行监测的统一规划和标准,有利于提升监测效果。 3.4公众的认知度较低 物联网是一种较为新颖的名词概念,其技术应用在我国尚未得到大范围的推广,而且宣传力度也不够,甚至对于已经应用了一定物联网技术的领域也没有对公众进行宣传,由此可见,物联网技术对于普通公众的关注度还不是很高,有隔膜的。这样一来,关注度低自然导致相应的政策无法进行完善,物联网技术应用便不能有效地扩大范围。虽然公众对于这样一项技术是有着巨大的需求前景,但是市场和生产研发之间出现了巨大脱节,这也与技术的宣传力度不足存在着一定的联系。 4未来发展 4.1加大技术研发的力度 对于相关设备技术的研发、生产,国家要不断加大加强政策支持,同时国家也要加强对相关研发企业、生产企业的政策补贴,在提高物联网相关附属设施质量、性能的同时不断地降低成本价格,让物联网技术能够更好地应用到环境监测中,服务国家,服务社会。 4.2加强环境监测物联网建设规划 必须加强环境监测物联网建设的系统规划,统一监测的标准,统一国家层面的系统建设标准。同时对整个环境监测物联网系统的建设进行统一的规划,杜绝地方性差异,与此同时还要不断进行完善,提高质量和水平。 4.3加大宣传,提高民众对于物联网的认知 必须要通过科学教育频道、有关新闻频道、社会活动以及公共产品展示等方式来提高人们对于物联网技术的认识和了解,增加普通民众对于物联网技术研发的支持,因为物联网技术的研发归根到底要惠及民生幸福。 5结语 物联网技术是新一代信息技术的重要组成部分,随着社会和信息技术的发展,它必然会融入人们日常生活中的方方面面,促进生活的改善和优化,使得人们的生活越来越智能化。尤其对于现代环境监测系统的建设,其建设的物联网监测系统对于节能型社会的发展,新时期环境保护以及国家实行节能减排都有巨大的促进作用,也使得现代经济得到持续、健康、稳定发展。 作者:沈伟 单位:泰州职业技术学院 物联网技术论文:在铁路运输中物联网技术的应用 铁路运输与维护是阻碍铁路发展的巨大隐患之一,运用铁路信息化完全可以这些问题迎刃而解。由此,为了能够适应铁路客运呈现的密度高、客流大的特征,就一定要提高铁路系统运输工作的效率与智能化水平。 一、物联网概述 1.物联网概念 物联网是通过运用物品把它和互联网相结合,从而实施智能化的管理、定位、识别与监控的网络,同时通过激光扫描器、全球定位系统与红外感应器等信息传感设备实现通讯与交换。它的核心是互联网,但是结果却已经扩散到商品之间的互换。 2.物联网的发展历程 在1999年,物联网这个概念第一次被提出。物联网是依靠互联网技术运用无线设备与射频设别技术,从而形成一个能够让全世界的商品在互联网上能够达到实时共享的网路。在2003年,美国的权威杂志《技术评论》表示在未来的生活中物联网将会是改变我们生活习惯的十大技术的第一位。在2005年国际电信联盟就发表了物联网的相关报告,在报告中表示出物联网大时代的到来,在全世界各地的商品都能够通过网上交易平台实现交换。通过依靠互联网技术,物联网也将会成为未来商品交易的主要方式之一。在中国也出现了许多成功运用物联网技术实现人工智能化的典型,例如上海的浦东机场与上海的世博会。 二、物联网关键技术 首先物联网需要运用特定的识别系统对物品的相关属性进行鉴定,其次应该把相关物品的数据信息通过互联网上传的网上,最有通过中央信息处理系统把传输进去的网络信息进行处理与公布,从而实现信息的共享。在当前物联网使用的主要技术包括:智能嵌入、云计算、IPv6、传感技术等。 1.IPv6 因为互联网的不断成熟,互联网的IPv4地址已经达到了顶峰,IPv6必定会在未来取代IPv4。当期IPv4只有32位的地址远远不能够到达当前会联网用户的需求,而孕育而生的IPv6具有128位地址,这样就能够促使世界上的任何一样物品都能够拥有自己的IP。在当前想要快速发展物联网就需要让每一件商品都具有自己的IP地址,因此IPv6的运用必将成为物联网实现迅猛增长的基础。 2.RFID 运用射频识别RFID能够通过无线射频识别出相应的物品信息。射频识别可以识别出很小的物品的相应信息,同时通过对实体的分辨,可以迅速的在没有触摸商品的情况下了解到商品的相关信息。RFID能够大面积的识自动识别商品的相关属性,但是RFID运用的技术也有相应的不同,比如适用领域、技术特点与工作原理都制定出了不同的标准。 3.云计算 云计算被一些专业人士叫做计算资源池,它能够对海量的信息实现快速的处理,它是发展物联网的关键。由于物联网需要随时随地及时的对相关采集的数据进行更新与添加,这样就需要一个能够大量存储信息的平台实现,通过云计算就能够实现海量数据的管理。 4.传感技术 计算机技术、通信技术、传感技术是信息技术的三大核心。传感技术通过传感器、信息的识别与处理对相关物品实现检测与数据录入。同时运用其相关的传感器对一些感官达到信息录入与处理的要求。 5.智能嵌入 把信息处理器嵌于应用系统,运用Internet让整个系统固化。这样就能够节约许多的时间,但能够快速的让信息实现共享。这样就能够让计算机技术与网络技术实现实时同步的进行信息的高速传递。 三、物联网技术在铁路运输中的应用 在铁路运输中实现物联网的全覆盖能够对铁路运输与维护起到高效的作用。它能够在铁路行车调度管理、机车和轮对检修信息管理系统、铁路货运物流信息化系统与智能化检票系统中实现 1.智能化售检票系统 智能化售票系统在中国已经实现了大规模的使用。乘客可以使用自动售票机进行铁路购票。在乘客进站时检票员运用小型识读器识别读取RFID电子标签,以此来识别乘客购买的车票是否与购票信息相符,这样不但能够大大提高铁路人员的工作效率,还能够节省旅客进出车站的时间,从而使车站可以快速运转。 2.铁路机车车辆智能化识别系统 地面独立识别设备、车身或者底部的识别标签、复示设备与数据集中管理这五个部分构成了铁路机车车辆智能化识别系统。地面独立识别设备是由四个部分组成,其设置需要通过各个站点的一系列的处理来实现信息的管理。在货物运输车上安装电子标签就能够迅速的对车辆的相关信息进行识别。这样在物联网时代就能够让货物的信息实现实时的了解与共享。 3.铁路行车调度管理 物联网在铁路行车调度管理中只要是通过对车厢的管理来实现。它能够对铁路的速度检测与信号的升级起到关键的作用。在每一个车厢上安装一个RFID芯片,运用RFID芯片的读写器,不但能够了解到当前铁路运输的速度,还能够检测到当前铁路运输中所出现的安全隐患,从而使相关人员能够及时的排除安全隐患从而使铁路可以安全的到达相应的目的地,防止一些干扰。 4.铁路客运系统 运用物联网,把旅客购票的信息植入到每一张的车票中,同时把读写器安装的客运车厢、候车室、检票口与车站口等地方。当旅客在自动售票机上购买到车票以后进入到进站口就能够自动识别车票信息是否与本人相符,进入到候车大厅以后,收到读写器的识别能够快速分辨出旅客候车地是否正确,以免旅客耽误候车时间。同时还能够及时的对旅客候车的人数进行统计。旅客在登上火车后,也可以通过读写器对某些旅客走错车厢得以及时的纠正,并且对旅客的下一站所达到的信息进行实时传递,一面旅客坐过站的现象出现。在旅客下车以后,系统还可以对相关信息进行处理。 5.机车和轮对检修信息管理系统 运用RFID技术,能够对火车的到达时间与步骤进行精确的统计与计算,进而存储。不但如此,还可以对火车进出车站的次数与相应数据进行快速的采集与录入,这样就可以大大提高列车数据的查询与统计效率,缩减检测工作人员的工作量提高其工作质量与效率。 6.铁路货运物流信息化系统 发展铁路物流,就一定要把集装箱运输实现信息系统化。通过对集装箱信息的采集与统计,对箱号图像识别,这样可以方便摄像头对集装箱对信息的快速读取,从而减少由于天气或集装箱破损的原因导致识别系统出问题的现象的出现。把RFID技术运用到铁路的集装箱上面,不但能够实时了解货物运输情况,还可以减少商品被盗或者破损的情况。同时提高集装箱运输运用的效率得以提高。 四、物联网技术在铁路行业其他业务中的应用及展望 1.物联网在视频监控中的运用 想要达到高质量的要就必须要使用传感器与物联网。比如,能在探头前面连接各种各样的传感器,将激光测距传感器、倾角传感器与云台摄像机连接,利用云台摄像机捕捉画面信息,利用激光测距传感器进行测距。 2.山体滑坡的监控以及提前警报系统 山体滑坡作为一种破坏力极强的地质灾害,它不但可以摧毁大量的铁路基础设施,还可能对铁路运输时对火车上的人员造成极大的伤害,由此看它是一个特别严重的灾害对铁路运输安全是一个极大地隐患。在当前铁路部门可以运用物联网技术,在山体滑坡现象严重的区域安装倾角传感器、液位传感器和前端设备,这样不但能够实时监控这一地区山体情况,还能够对当前的山体的数据进行传输与储存以便于相关人员的分析。同时在发现山体变化的同时及时的发出警告预警,以便于车站人员能够及时的对相应的地质灾害做出反应,进而极大地挽回人员与财产的损失。 五、结束语 物联网技术在我国铁路系统的广泛运用,是当前信息化时代不断进步的必然要求。只有把物联网技术应用到了铁路系统的各个方面才能够提升我国铁路系统的运输效率。目前,我国的物联网在铁路中的使用主要表现在RFID、传感器、数据采集以及二维码等方面,在这些年的运用中能够发现其效果是十分的明显的。互联网的广泛运用,为物联网的发展打下了坚实的基础。未来铁路运输的发展必将会朝着智能化的方向不断的前进,我国铁路系统必将会迎来发展的新契机。 作者:范军 单位:北京铁路局调度所 物联网技术论文:物联网技术单灯控制系统应用 1单灯控制系统组成 莱州市单灯控制系统框图由路灯监控中心、GPRS无线数据通信系统、路灯监控终端和安装于每基路灯灯杆处的单灯控制器组成。该系统利用中国联通烟台有限公司莱州分公司的GPRS网络进行大区组网,将监控中心局域网与联通GPRS核心网络接入平台进行专线链接,为每台监控终端安装移动SIM卡(SIM卡只开启数据传输功能),并且配置监控中心的IP地址后,即可实现监控中心与监控终端的数据传输,达到远程监控的目的。而监控终端通过RS-485接口与单灯集中器连接,采用ISM无线小区组网方式与安装在每基灯杆处的单灯控制器进行通信,并完成与监控中心的通信中转任务。 1.1单灯控制系统组网方式 1.1.1单灯有线方式(电力线载波) 电力线载波通信的发展已有很多年了,它是借助电力线,将高频信号叠加在电力线上进行低速数据传输的技术,广泛应用于自动抄表、智能电网等领域。优点:借助原先路灯电力线进行通信,无需铺设电缆和安装天线,可实现长距离数据通信;网络协议简单;维护方便。缺点:由于路灯线路复杂多变,灯型和阻抗各有不同,单一载波频率很难适应各种线路,通信成功率不到90%;变压器对载波有阻隔作用,电力载波信号只能在一个变压器配电区域使用,无法实现跨越。 1.1.2单灯ISM无线方式(433MHZ) ISM为国际通用的无线频段,433MHz无线网络广泛应用于工业、科学和医学领域,国内在远程抄表、工业控制、电子消费产品和无线传感网中均有成功应用。优点:频率免费使用,穿透性和绕射能力强,传播距离最远可达2000米;发射功率低,接受灵敏度高,稳定可靠;经济适用。缺点:单一的433MHz频点易受干扰,可通过无线模块自身特有的十组频点跳频技术来解决; 1.1.3单灯ISM无线方式(Zigbee) ZigBee是一种无线连接网络,工作在2.4GHz频段,具有最高250kb/s的传输速率,它的传输距离在10-75米的范围内,类似于WIFI技术,多用近距离数据传输。优点:功率低,时延短;协议通用、开放;采用加密算法和避免碰撞机制,安全性高,可切换16个信道。缺点:波长短,只能直线传输,无法绕开障碍物;传输距离短,超过75米需增加中继,可靠性大大降低,中继故障将导致后面链路所有通信中断。 1.2单灯集中器 单灯集中器安装于路灯控制箱处,与监控终端通过RS-485接口对接,主要实现承上启下的作用。一方面,单灯集中器负责集中采集所管辖路段所有路灯的电压、电流、有功、无功、功率因素等参数,向单灯控制器发送开关灯指令;另一方面,单灯集中器与三遥终端进行数据传递,由三遥终端向监控中心实时传输数据。单灯集中器主要技术指标如下:(1)处理器采用Corex-M332位ARM芯片,运行速度快,可靠性高;(2)软件可远程升级;(3)可容纳单灯控制器容量≥256个;(4)内置锂电池,停电后可使用8小时以上;(5)具有自身和单灯控制器参数掉电保存功能;(6)较好的接收灵敏度和抗干扰性能,信道冲突自动检测;(7)单灯集中器自身故障,可根据自带时钟及常闭触点确保路灯正常开关。(8)供电范围:AC220V±20%;(9)工作温度:-40~+70℃;(10)防护等级:IP51;(11)防雷等级4级; 1.3单灯控制器 单灯控制器主要应用于路灯照明,可以实时在线监控每一个灯杆每一盏灯的工作,采用国际上先进的物联网技术,经精心研制而推出的新产品。单灯控制器安装于路灯灯杆底部,防尘、防水设计,达到IP54防护等级,可根据灯杆尺寸和内部空间采用永磁吸附灯杆内壁或内壁悬挂固定。主要技术指标如下:(1)采用军品级MCU处理芯片和电力计量专用芯片,运算速度快,采样数据精度高;(2)采用无线或载波通讯方式与单灯集中器通信,通信距离最远可达2KM;(3)检测回路:2路,可检测电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数;(4)数据采集精度优于1%;(5)采用IP54防护等级,防水、防潮;(6)采用看门口电路、软件优化等方法进行抗干扰设计;(7)可适应高压钠灯、金卤灯、LED灯和节能灯等不同光源;(8)外形尺寸设计小巧,安装方便,采用透明外壳和指示灯,方便现场接线和维护;(9)工作温度:-40~+70℃;防护等级:IP65;(10)输入电压:220±20%VAC;(11)绝缘等级ClassI; 2单灯控制系统主要功能 (1)实现单、双、三头(臂、火)的控制、调光和检测;(2)通过中心站软件或手机APP指令实现片区、街道、间隔和一侧(单、双数)等控制方案,以及主道开灯、辅道开灯、主辅全开、主道调光、辅道调光和主辅调光等控制模式;(3)可实现3路0-10V独立调光输出控制;(4)具有异常开关灯、电压电流超限、灯具故障、灯杆漏电、通信失败等报警功能;(5)可按照周计划、日计划自主独立运行;(6)能够检测各个灯头的电压、电流、有功、无功和功率因素;(7)实现了通过更换通信模块,即可实现433MHZ、Zigbee和电力线载波三种不同得通信方式,确保通信无盲区覆盖。(8)实现白天修灯只开启需要维修的单盏路灯,无需开启整条路段路灯。 3结语 莱州单灯控制系统建成后,只要在监控中心就可掌握全市主要路段每盏路灯的亮灯情况,路灯故障可直接定位,准确及时的维修,大大提高工作效率,同时也为管理者精细化管理奠定了技术基础。另外通过设置各路段每天亮灯方案,隔灯亮、半夜关闭广告灯箱、奇偶日轮换亮灯等方式不仅节约了大量电费还大大延长了灯具的使用寿命。因此该系统的建设获得了很好的社会效益和经济效益。 作者:李宁华 单位:南京理工科技系统有限公司 物联网技术论文:物联网技术铁路运输论文 一、目前物联网技术在铁路运输各方面的应用 近几年来,我国的物联网技术在铁路方面得到了初步的应用,尤其是在设备的客货运输的服务系统以及安全保障系统。各方面的智能化应用给乘客带来了极大的方便,同时也提高了铁路运输的安全以及服务质量。 1.火车票售票和检票的智能化应用 目前,在全球的高速铁路中物联网技术的应用飞速发展,我国的售票和检票系统也已经实现了很高的智能化,给广大乘客取得了很大的便利。而在铁路运输的领域中,所运用的是RFID电子容票,它根据乘客需求,采用自动售票机使得乘客可以自己提取,而且在检票中指定相对应的读写器,解读数据来分析车票是否有效,这给乘客带来了很大的便利,同时也缩短了工作流程。 2.铁路行车时的调度得到有效管理 在铁路行车的调度管理中,物联网的运用能够有效管理火车的各节车厢从而进行铁路速度的监察控制以及信号系统升级改造。它是将电子标签芯片安装在各个车厢里面,这样同时,隔一段距离在铁路的两装上特有的读写器,这样,不仅能够全面掌握全国所有的铁路某个时刻所在的线路位置信息,还能够读出火车的速度,大大的帮助了火车的安全控制、调度以及追踪。 3.铁路上车辆智能化监控识别系统 一般而言,铁路机车车辆智能化识别系统由五个部分所组成,即数据集中管理、复示设备、机车车身底部识别标签、地面自动识别设备(AEI)等,其中,地面自动识别设备包含了防雷设备、天线、读取装置、列车探测装置、远程通信设备、微波射频装置等。将自动识别的仪器装在各种不同的站,通过对国王的车辆分析解读,然后传至信息系统处理,采集包含数量、车次、类型等各种数据的信息,这就实现了车站管理信息的系统对机车进行每个时段的有效跟踪。 4.物联网技术在客运系统的运用 在铁路系统的各个主要地方安装读写器,这样就能识别车票中的芯片,对应相应的乘客。除此之外,这样的系统能够统计等候的乘客人数,如果有乘客不小心进错了检票口,那么就会发出提醒。而且在列车驶出后,这些信息就会自动的传输到下一个车站,而到下一站的时候就会自动提醒,除此之外,乘客下车后系统能对信息写入。 5.物联网在铁路货运物流信息化系统的应用 互联网与现代化技术的迅速发展,人们的生活方式也在潜移默化的改变着。而如今网上购物的便利使得人们购物的方式越来越倾向它,那么货运的稳定、高效成为了人们关注的热点。而相比其他的运输方式而言,铁路有其独特的优势,但是,也经常会出现一些非常重要的漏洞。并且这些情况的发生,不但损失了消费者的利益,同时也给铁路部门带来了许多损失。而将物联网技术的使用,使得在货物上车前就对其进行检测,那么这些信息都能被采集到,组合管理人员能够将货物与单据信息核对。不仅如此,物联网的应用,使得消费者能在网络上看到货物所在地以及到达的时间。 二、物联网技术在铁路运输领域内的未来展望 随着大规模的铁路建设,物联网技术的迅猛发展,铁路运输信息化程度的要求越来越高,那么,基于物联网技术在智能化交通以及现代中的应用,物联网的技术会在一下更多的方面得到更为广泛的应用。 1.物联网应用于站车信息的共享系统 如今铁路的售票系统已经与网络相连,但是车上的补票依旧需要独立的开展,这就导致了车站里面的所留的票以及车上所补的票之间会有所脱节,那么就会有浪费的现象出现。如果利用RFID技术的网络信息共享性,将车站售票系统与车上补票系统联网,车站可以准确掌握无票上车人员的情况,根据实际情况确定车票的预留,车上也可以准确掌握列车预留情况,方便为旅客补票,从而可以充分利用列车资源,同时便于车上进行检票。 2.综合安全预示系统 安装以物联网技术为基础的综合安防预警系统,能够及时有效的感应入侵,包含火灾等各类安全隐患的子系统,实现列车更为安全的运行。 3.仓库管理系统 借助标签我们能使工作人员在不开箱的情况下检查物品,这同时可以防止货物在仓库里面受到损害或者被盗。 三、结语 物联网作为一次技术革命,带动或者是与产业链共同发展,实现了人与物品之间的对话。铁路是我国各方面的重要产业,随着各方面发展的提高以及互联网技术的飞速发展,在不远的将来,铁路交通智能化一定会迎来质的飞跃。 作者:吴鹏单位:内蒙古集通铁路(集团)有限责任公司 物联网技术论文:物联网技术化校园管理论文 1物联网技术在校园教学管理中的应用。 1)提供智能化教学环境。学生时常为找不到自习教室而苦恼,利用物联网技术搭建的信息平台,学生可以通过网络了解到自习室的情况。将摄像头、传感器等设备安装在教室中,并且与教室资源系统连接起来,将实时的学生数量信息传递到资源平台上,学生可以通过进入教学资源系统来查询自习室的占用情况,从而节省了找自习室的时间。 2)智能考勤系统。传统教师点名的考勤方式,浪费了一定的教学时间。使用智能考勤技术,学生上课前通过刷卡进教室,教室的读卡器在接受了学生的刷卡信息后,自动将信息发送到教学管理系统中,并通过计算机将数据更新到考勤数据中去,这样教师就可以通过计算机快速的查询学生的出勤情况,从而节约了教学时间。 3)构建智慧图书馆。智慧图书馆的建设主要为学生借阅图书和学校管理图书提供方便。首先,学校图书馆是供学生查阅资料的场所,外来人员的进入会给图书馆的管理带来了不便,利用RFID标签和学生的一卡通等设备,可实现图书馆安全管理。另外学生借书、还书也依靠一卡通来实现,通过刷卡、扫描图书等方式来实现自助式借书,还书时只需扫描一卡通即可获得书本信息,方便图书的归架。另外,系统在刷卡时能自动识别学生的专业、借阅记录,学生的考试成绩等信息,自动寻找学生的兴趣点,为学生提供推荐服务,方便学生学习。 4)实验室管理。实验室的设备一般造价昂贵,其结构、类别也比较复杂,通过电子标签,对实验设备进行管理,在电子标签上存储设备的信息,通过与网络系统相连接,实现统一控制。学生凭一卡通进出实验室。 2物联网在学生生活方面的应用。 校园生活是智慧校园管理系统中的一项重要内容,校园生活包括学生、教师在校园内消费、住宿、校园安全、车辆管理等方方面面,智慧校园是以智慧技术来实现智慧生活,利用物联网技术来更好的实现智慧校园。具体来谈,有以下几点。 1)消费管理。消费管理是智慧校园的重要组成部分,以物联网技术为核心的消费管理主要包括: ⑴基于RFID技术的一卡通,或有的学校以手机等作为信息存储器,含有学生的基本信息。 ⑵RFID阅读器,即消费场所的刷卡器,读到信息后传至后台的数据库进行查询,读取和扣除金额。 ⑶后台数据库,持卡人的信息统计在数据库中,方便了消费业务的查询。像食堂、商店、浴室等场所的消费管理都可以通过这种方式实现。 2)智能照明控制。利用物联网技术实现智能照明,利用声控装置、加法计数器等设备,根据光线、教室有无人来自动控制照明开关,实现节能效果。 3)校园安防管理。在物联网安防管理平台中,利用射频识别、图像识别、GPS等技术,结合日常监控设备,通过计算机进行信息汇总、处理,适时进行警报或提示,实现校园安防自动化。 作者:张淑坤单位:德州科技职业学院 物联网技术论文:现代农业发展物联网技术问题及建议 摘要:农业物联网是一种新兴农业信息化技术。本文针对物联网技术在我国农业上的具体应用,分析了在应用过程中涉及的数据安全、射频辐射、电子环保、形象工程、国家标准五大问题,并提出了相应的建议和解决方案。 关键词:物联网;射频技术;农业信息化 物联网是当代信息技术发展的又一里程碑,其英文名称是:“TheInternetofthings”。定义可以概括为通过射频识别(RFID)(RFID+互联网)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备,按约定的协议把任何物品与互联网相连,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[1]。物联网技术在农业信息化中的应用步骤是首先各种数据感知设备采集各种农业数据,然后建立数据传输和数据格式转换,最后利用各种网络及现代信息传输渠道如4G网络、zigbee、internet,数据决策中心如“吸星大法”般的实现农业广、深数据全方位的大尺度收集;决策中心再将海量农业数据进行分析、挖掘,然后再发出指令数据控制各种智能化终端完成农业各种操作行为,最大限度的免手工作业,进而实现数字农业高效精准目标。物联网和云计算、大数据往往是密不可分的。近年来,物联网在我国农业相关领域开发应用取得了很大的成绩,在农业生产过程精细管理、农产品质量溯源、农产品物流、农业生态环境监测等各个方面如雨后春笋般地出现了各种基于物联网技术的农业数据处理平台。如辽宁省农科院开发的基于zigbee网络传输的设施农业温湿度物联网控制系统;2012年安徽省被列入国家物联网试验区,主要在农作物“四情”大田监测、农业精细化种植管理、加工车间生产管理、畜禽和水产养殖、农产品质量安全追溯等方面应用到了物联网技术。物联网等信息技术确实在由传统农业到现代农业转变的过程中起到了重要作用,但看到成绩的同时,物联网快速爆发式的应用也呈现出了很多问题。如何应对及解决这些问题,是我国农业物联网能否高效、长期、健全稳定发展的关键。 一、数据安全及建议 从物联网的定义上不难看出,RFID使用数字识别技术。(RadioFrequencyIDentification,简称RFID)射频识别技术,是由电子标签(TAG)也就是所谓的应答器(Transponder)、阅读器(Reader)与及软件平台三部份所组成,通过射频信号进行数据识别,其工作原理非常简单。农业物联网与其他物联网最大的差别是,农业物联网能够较大程度地保证农产品生产过程中的各类生产信息的公开,而且使用农业物联网进行生产的农产品附加值较高[2]。但是,由于前期大量数据录入及处理需要人工操作,那么,问题来了!从数据安全角度,如果射频标签不加密或机密机制不够严谨,在各个工作流程的环节中,标签中的数据很有可能被删除、盗取或被篡改。农产品的各种种植、加工、性状等数据就有可能被其他竞争者所获取并利用,也就形成了标签数据是真的,但和实际产品对不上的尴尬境地。从网络安全角度,从读写器到后台网络传输如zigbee网络传输,不但面临普通网络中的数据安全问题,而且也要面对无线传输数据截获问题。建议:解决这些问题的方案是所有的RFID读写器在读取数据、zigbee传输数据中都要严格应用数据加密验证机制,同时读写器和后段的系统平台数据传输也需要数据加密,必要时可以采用量子网络进行数据传输。参与平台的管理人员也要有高度的数据安全意识,并且要具有高涵养的科研数据保密素质。 二、射频芯片的电磁辐射影响 在物联网中,无论是信息采集设备、还是无线数据传输设备,包括rfid、zigbee、wifi等先进电子设备,都会或多或少的对周围环境产生电磁辐射。当RFID标签和zigebee相关的电子器件被大量使用的时候,操作者就会陷在充满电磁辐射的有一定危险的空间中,如果功率过高,这就可能会损害人类的身体健康。在农业物联网中,电子器件的电磁辐射及材料释放物对空气、水、植物、动物等的影响甚至会超过对人类健康的影响,本来农业物联网是用来代替人工劳动力来提高农业生产效率的,最后可能因为电磁辐射的影响,却大大降低了农产品的品质,甚至是生产了有毒害的农产品,最终食用农产品的人类还是受害者。这样人类就掉入了自己所设计的高科技电子产品之坑。建议设计人员严格按照国家电磁辐射相关标准规定RFID标签使用的频谱和信号功率,其功率及频谱必须对人体的辐射降低到最低,甚至是零辐射;规定其工作模式是被动还是主动以等重要参数。不要盲目追求传输速率,尽量使用保证人类、环境相对安全的低频段,避开高频段和超高频段,把农业物联网的电子设备的电磁辐射降低到最小。 三、物联网电子设备的环保问题 在大规模的农业物联网中,电子标签和相关电子器件必将是大规模应用的产品,大规模的使用所带来的问题就是环境污染即“绿色环保”的问题。针对电气电子设备报废产生的环境问题,2003年1月27日欧洲议会和欧洲理事会电气电子设备报废指令,电气电子设备报废指令旨在将电气电子设备在其生命周期中和成为废品后对环境产生的影响最小化。它鼓励收集、处理、再循环、再利用电气电子设备报废品,并订立标准,规定制造商负责大部分这类活动的费用(制造商责任)个人用户能够返还报废的电气电子设备而勿需缴纳费用此外。强调采用再利用、再循环以及其它各种形式的废物回收手段,以减少废物排放还寻求改善电气电子设备生命周期中所涉及到的所有人员的环境条件[3]。虽然rfid、zigbee等电子器件及芯片是可以多次反复使用的,但也会有生命周期。因此,做好废弃RFID相关电子器件处理与回收利用的工作,既是对本身的道德要求,又是对社会公众及地球大环境负责任。我国在电子设备绿色环保领域还没有成熟的相关法律法规。建议国家尽快建立物联网相关电子设备的废物回收等绿色环保电子设备法律法规,最好由使用方或者制造方负责回收,并且要创建由政府部门监督、由检测机构或RFID标签制造方来处理的体制,采用“谁获得收益谁付出管理”的原则。即产品制造者在得到RFID标签收益同时,也必须要由有义务回收、处理相关的电子垃圾,或者增缴RFID电子标签及其他电子器件垃圾的环保税。可以依据回收工作的质量进行rfid设备商的资质评级,未达到资质评级的要求强制退出政府采购供应。 四、演示形象工程多,产生实际效益的少 虽然我国农业互联网技术应用发展已有多年,但大多数还是处在演示、形象、政绩工程阶段,真正用到农村农业生产实践中的很少,而能够给农业带来实际经济效益和社会效益的少之又少。类似几年前的互联网泡沫经济,短期出现的大量互联网站在互联网泡沫经济的衰退下也都因为不能创造价值而关闭了。同理,目前物联网有些标准还尚未统一,政府部门及相关科研单位及企业各自为战,在设计研发初期都把关键点放在了如何采用最时髦的信息技术和设备,营造最先进的物联网环境,以达到单位报奖、个人政绩提升之目的。至于设备成本、人工使用成本、使用推广对象、是否适合地域实际情况等问题很少考虑。以致重复投资建设研发出来的形形色色的技术平台只能做花瓶鉴赏,不能真正在农村、农民中推广,不能在农业实际生产时投入使用。或者即使投入实际农业生产,相对高昂的平台软硬件费用投资,产生的社会效益及经济效益也会微乎其微,甚至会是负效益。建议政府、科研部门在设计研发物联网平台时应脚踏实地、立足当地实际的三农需求,根据国家的相关标准,开发出当地农业真正能用得上的、用得起的、真正给当地农业带来实际经济效益的物联网平台。即真正用在田间地头的、用在老百姓家里的、让农民看到收益的物联网平台五、农业物联网技术应用缺乏统一标准近年来,我们国家先后建立了中国物联网标准联合工作组、中国通信标准化协会(CCSA)、电子标签标准工作组、传感器网络标准工作组、泛在网技术工作委员会(TC10)。早期成立的这些科研组织通过积极参与制定国际物联网标准化方面的工作,在物联网技术标准化方面奠定了一定的话语权。但是农业是一个特殊的应用行业,其他行业的物联网技术标准往往不能直接应用于农业方面,需要根据农业行业特点重新进行拟定统一技术标准。所以,在物联网技术农业标准方面,各个国家是处于同一起跑线的。建议国家相关部门专门成立农业物联网标准的制定部门,特别对绿色RFID标签的研究与开发相关标准方面,有待建立完善的农业物联网标准体系。各级科研机构不能各自为战,要尽快统一标准。 五、结束语 在信息技术飞速发展的今天,农业物联网的研究与应用已经引起了世界农业科研机构的高度重视,我国国家农科院、各省农科院也认识到了物联网技术应用对农业数字化管理及精准数字农业的重要意义。如果能在实践中解决以上五个相关问题,并充分和云计算、大数据等信息技术相结合,相信随着政府的高度重视,科研机构的前瞻研究,再和农村生产一线的实践相结合,物联网技术在我国农业上的应用就不会停留在虚空的信息化彩壳之上,亦将会给我国数字农业发展带来革命性的改变。 物联网技术论文:物联网技术在电子商务中的应用 物联网是新一代信息技术的重要组成部分,是信息产业发展的第三个浪潮,被列入国家“十二五”规划专题。电子商务这几年虽发展迅猛,但物流配送、产品质量、假货等问题制约了电子商务的发展,因此研究如何应用物联网技术解决这些问题具有重要的现实意义。 一、物联网简介 1、物联网的定义 物联网是指按约定的协议,通过各种信息传感设备,如射频识别(RFID)、光纤传感、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,将任何物品与互联网相连接起来,能实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 2、物联网的典型特征 (1)全面感知:通过装置在各类物体上的电子标签(RFID)、传感器等,实现对物体的全面感知。 (2)可靠传输:通过移动通信网、互联网、传感网等多种方式将感知的信息传送到处理中心。 (3)智能处理:强大的计算能力和数据存储能力,智能处理算法和模型。 3、我国物联网发展现状 我国物联网的发展并不比其他国家落后,我国的物联网研究并没有盲目跟从国外,而是根据国家重大战略以及应用需求,积极开展基础标准体系等方面的研究,近年来,我国物联网在车辆管理、调度以及物流的物品运输、仓储、监测和食品药品溯源等方面得到了广泛的应用,形成了以应用为牵引发展特色,并在标准、技术、产业以及服务和应用等方面,已经接近国际水平。我国物联网产业已进入了“百花齐放”的“应用启动”阶段,多地物联网产业发展重点突出“示范应用”。 二、电子商务发展中存在的问题 1、信息不对称问题 电子商务并不是面对面的交易,而是通过商品的标题、图片、宝贝描述来获取商品的信息,买家对于商品的认知取决于卖家的描述,若卖家不诚信,则造成买家对商品的认知产生偏差,卖家甚至可以利用掌握商品信息的主动权误导买家,如经营商虚假商品信息等,使得市场中出现了一些商品信息不对称的问题,网络消费者实际收到的商品往往和网上的商品介绍相去甚远。 2、物流问题 物流是电子商务的最后一公里,是与消费者直接打交道的最接近的环节,物流服务的好坏直接影响电子商务的效果;但由于我国目前物流发展还较落后,没有形成高效的物流体系,多以第三方配送为主,而第三方的服务质量和水平会影响用户对商品的满意度,目前电子商务中投诉最多的是物流配送服务方面。如:配送速度慢,送错地方,丢失货件,送错商品,货件有损坏等问题。 3、电商产品真假问题始终存在 价廉物不美,电商商品真假难辨,近年来越来多的电子商务平台被假货沦陷,淘宝/天猫(C2C集市卖家及品牌卖家)、当当、小米、国美在线、1号店、唯品会、银泰网、华为、好乐买、凡客诚品为“2014年度十大用户体验最差网络零售商”。2011年央视《焦点访谈》曝光了淘宝网售假问题;2013年3月,调查发现,关于乐蜂网售卖假货的投拆在微博、论坛、BBS上比比皆是;2014年CCTV2《经济半小时》曝光当当网、亚马逊中国等电商售卖的化妆品来自“天照天”批发市场,而当当网方面无法提供能证明是“正品”的凭证。所有这些,说明目前电商售假,是老大难问题,同时也是制约电商发展的重要问题。 三、基于物联网的电子商务发展策略 1、应加强支撑平台的建设,积极推进示范工程 (1)建设原则统一规划、统一标准。着力改变电子商务分散建设各自为战的现状,应尽快制定电子商务标准、物联网编码标准以及数据共享和交换等标准规范,并应统一设计电子商务和物联网总体框架。示范引导、分步实施。鼓励感兴趣、并有条件的企业首先在我国电子商务对物联网应用需求比较迫切的地区和领域,开展物联网应用示范基地,总结运行经验,并逐步扩展应用的区域和领域。依托现有、充分整合。依托现有的电子商务、信息基础设施,充分整合各种相关系统,提高效率,尽量避免重复建设。资源共享、业务协同。强调资源共享,包括设备资源共享、信息资源共享和知识经验的共享,通过物联网整合分散的资源,理顺各单位间的业务流程,形成新技术条件下电子商务新的工作机制,逐步实现企业间、部门间的业务协同。政府引导、市场运作。示范工程的建设需要发挥政府与企业的积极性,实现政府引导,市场运作。 (2)支撑平台的建设应由政府建立相关的《产品防伪和质量追溯管理系统》,使用RFID技术对产品从生产到流通直至到消费者的全部信息数据进行精准化和系统化管理,从而达到对产品实行防伪和追溯管理的目的。质量追溯:系统应对所有产品进行统一编码,综合运用加密通信、GPS、RFID等技术,将产品生产、加工、储存、运输等过程的信息全部写入RFID标签,对写入的环节应严格把关,再利用RFID读写设备读取信息,了解每个产品的信息,从而实现从产品的生产到加工、物流配送直至到最终消费的全过程监控,实现产品可追溯,可追溯系统对产品供应链上的所有环节实施监控,能够实现产品的可追溯和信息透明化。防伪:为每个产品设置一个全球唯一标识,并将标识写入电子标签中,成为产品的一部份,用户可通过电子标签识别器对产品进行真假识别验证。 (3)示范工程的建设应开展应用示范工程,可在物流、农产品、食品等方面的电子商务确立一批应用物联网的示范工程,积极探索“物联网+电子商务”的应用模式,如可先建立智能物流、食品追溯物联网示范工程。示范工程应以政企共建模式为佳,由政府牵头整合资源、进行前期引导支持,后续通过企业市场运作保障工程的可持续发展,并在初期对企业给予税收和资金等方面的政策支持。 2、应用物联网技术解决电商产品信息不对称问题 从产品开始生产起,就在产品中嵌入EPC标签,使每件产品都有自己的身份证,将产品从生产到流通整个过程的信息都记录其中,包括:生产厂商名称、原材料、原材料检验人、原材料检验结果、原材料批次、产品批号、成品质检人、成品质检结果、成品分类、出厂日期、出厂顺序等相关信息,为消费者提供商品的真实信息。消费者在进行网上购物时,不再是由卖家单方介绍产品信息,可主动地通过卖家所提供的产品的电子标签EPC,通过溯源系统查询产品从原材料到成品,然后再到销售的真实信息,从而解决电商产品信息不对称问题,使消费者可真实地辨别商品,了解商品的来源,提高网络消费者的满意度。同时,每件商品都有自己的“身份证”,有利于工商等执法部门的公平快速执法,形成网上商家良性竞争形态。 3、应用物联网技术解决防伪问题 应用RFID技术建立基于物联网的产品防伪系统,在生产时为每个产品设置一个全球唯一标识,并且将标识写入电子标签中,写入后是无法修改、无法仿制的,同时在标签读写过程中利用电子签名技术提升标签的保密性和防伪造性,为方便用户的查询,可应用移动技术将移动终端,如:具有RFID读写功能的PDA、开放了开发环境的智能手机和平板电脑与电子标签、防伪系统结合起来,使用户可直接用智能移动终端对产品进防伪验证,系统将防伪验证结果返回给消费者,同时记录验证信息,若验证不正确,应将信息记录到防伪报警子系统中。 4、应用物联网技术优化物流问题 配送速度慢,送错地方,丢失货件,送错商品,货件有损坏等问题,主要是由于企业和消费者对物流过程不能实时监控所造成的,可通过将电子商务物流与物联网有机结合,解决这些问题。 (1)优化配送运输流程应综合运用RFID、GPS、GIS及速度传感器等技术建立智能物流系统。系统可通过优化配送线路和配送方案,加快物流配送速度;并能实时准确获取车辆所处的地理位置、车辆速度、车内湿度、温度以及物品的相关信息等,并可将车辆的各类参数进行实时动态监测,当出现异常情况时应有自动报警功能,并将这些信息传送到智能物流系统,同时车辆应按监控中心的指令工作。 (2)实时追溯货物的行踪,提高配送质量通过对物品进行统一的编码,并在物品中嵌入EPC标签,通过智能物流系统,消费者、企业、物流公司仅需要在网上查找相关商品的EPC信息,就能够实时获取该商品的所有信息,如:商品的运输路线、车辆目前所处位置、车内温度、物品有无破损等。当商品在物流的某个环节出现问题时,可马上采取措施进行补救。通过对商品实现追踪,减少送错地方、丢失货件、送错商品、货件损坏等问题的发生,有效提高整个物流实时效率。 四、结语 近年来电子商务成为了我国经济发展的新的增长点,而物联网是信息产业发展的第三个浪潮,它们是相辅相成的,将物联网与电子商务有机结合,将会解决电子商务目前存在的很多难题,有助于电子商务健康持续发展。 作者:黄燕勤 单位:梧州学院 物联网技术论文:库存管理中物联网技术应用 现如今,大多数的制造型企业在库存管理上都基本实现了自动化,管理信息系统的应用也推动了企业库存管理的发展,诸如MRP、ERP等,而物联网的发展也极大的改善了库存管理的模型。 一、库存管理中物联网技术的有效应用 1、仓储运作流程的优化。 在企业的仓储运作流程当中,包括有三个阶段:其一是入库;其二是出库;其三是盘点。而验货人员的工作就是根据以上的到货记录与接到订货数量的单子进行具体的比对,再决定是否将货物接收入库;而在出库的管理过程中,一般是应用RFID技术来进行扫码,可以将库存量信息准确的进行更新记录,定位货物库位的信息,有利于货物的分拣便捷;对货物进行盘点的时候,可以应用RFID技术来加快盘点的速度,使得定位更加精确,与传统的人工盘点相比,新型盘点技术可以增加效率,缩短时间,更能够提高盘点的准确性。 2、库存成本的降低。 在企业内部的库存管理时,需要对订货的时间和数量做出准确的管理,还要保证货物的安全问题。物联网技术的应用就可以极大的保证在途物资的动态时时查询和跟踪监测,为后来的入库做好充分的准备,还可以科学的安排接下来的生产以及销售。此外,我们还可以对库存内的产品数量进行了解,在掌握原材料的消耗情况之后,为下次的订货做好准备。因此,物联网的应用能够帮助企业进行库存管理,最大化的降低库存成本,使企业保持最佳的库存持有量,减少库存资金在企业资金中所占的比例,从而提高抵抗市场风险的能力。 3、生产成本的精确计算。 在企业的生产管理过程中,只有通过物联网技术的引进才能够准确的把握产品的生产过程,了解消耗的原材料数量和其他加工的产生的见解成本,对不同批号产品的数量和成本都能够更加准确的进行计算。 4、服务质量的提高。 利用物联网技术还可以帮助客户进行产品动态的查询,还可以对整个企业的库存变动情况进行科学的记录,将库存管理行为透明化,只有有迹可循才能够不断提高客户的满意度。并且,企业还可以对产品生产的来源和加工流程进行了解,包括原材料的始发地信息等等,保证企业在产品生产的过程中出现问题时能够准确的查询到原有,同时,还能够利用物联网技术将库存产品动态进行清晰的定位,配合先进的自动化技术将库存管理过程中的设备运行机械化,包括对堆垛机的控制以及出入库和库内管理的运行,提高了企业内部库存管理的有效性。 二、在库存管理中应用物联网的障碍 1、物流管理应用较少。 现代企业对于库存管理已经不单单在企业的内部使用,在与企业相关的各个供应链当中都得到了广泛的应用,而整个应用的环节设计到多个方面,包括对于海关、工商和税务等。由于在现代社会当中,物联网的应用还处于初始阶段,还没有在整个市场企业中得到重视,因此技术使用范围受到的局限性较大,大多是在企业的内部得到推广,却没有在庞大的供应链中体现物联网技术的优势。 2、物联网技术标准不够统一。 物联网技术所涉及的范围包括:传感网技术;TCP/IP寻址技术;RFID技术,第三项技术的技术性较强,在企业中的使用也比较频繁,由于每个RFID标签都具有唯一性,也就是说其中的识别码是独一无二的,因此使用者可以通过使用感应器来将物品中的RFID标签信息读取出来,比较规范而且还具有信息互用性。但是现阶段,RFID产品在国际上并没有正视的标准,倒是每个厂商的相关产品之间不可互通,无法兼容,导致RFID标签产品只能在特定的厂商中得以应用,不利于库存管理中物联网技术的发展,企业的管理也不够便捷。 3、技术产业化问题。 国内对于物联网技术的研究主体一般都是各大高校或者是相关的科研单位,虽然该技术在许多的领域中都取得了专利,但是技术产业化问题仍然困扰着我们,无法进行大规模的产业化应用,只要在智能交通或者家居等方面使用,对于企业供应链这一庞大的应用群体,物联网技术只处于试验时期,还无法将这项费用较高的新兴技术在企业物流管理中得到广泛的应用。总之,本文探究了库存管理中物联网技术的有效应用,面对信息技术的不断快速发展,物联网技术也将会继续深入的进行研究试验,最终成为物流发展的重要核心支撑点,降低库存成本提高企业运营的效率。 作者:徐小敏 单位:重庆西南医院 物联网技术论文:铁路运输中物联网技术的应用 铁路运输与维护是阻碍铁路发展的巨大隐患之一,运用铁路信息化完全可以这些问题迎刃而解。由此,为了能够适应铁路客运呈现的密度高、客流大的特征,就一定要提高铁路系统运输工作的效率与智能化水平。 一、物联网概述 1.物联网概念 物联网是通过运用物品把它和互联网相结合,从而实施智能化的管理、定位、识别与监控的网络,同时通过激光扫描器、全球定位系统与红外感应器等信息传感设备实现通讯与交换。它的核心是互联网,但是结果却已经扩散到商品之间的互换。 2.物联网的发展历程 在1999年,物联网这个概念第一次被提出。物联网是依靠互联网技术运用无线设备与射频设别技术,从而形成一个能够让全世界的商品在互联网上能够达到实时共享的网路。在2003年,美国的权威杂志《技术评论》表示在未来的生活中物联网将会是改变我们生活习惯的十大技术的第一位。在2005年国际电信联盟就发表了物联网的相关报告,在报告中表示出物联网大时代的到来,在全世界各地的商品都能够通过网上交易平台实现交换。通过依靠互联网技术,物联网也将会成为未来商品交易的主要方式之一。在中国也出现了许多成功运用物联网技术实现人工智能化的典型,例如上海的浦东机场与上海的世博会。 二、物联网关键技术 首先物联网需要运用特定的识别系统对物品的相关属性进行鉴定,其次应该把相关物品的数据信息通过互联网上传的网上,最有通过中央信息处理系统把传输进去的网络信息进行处理与公布,从而实现信息的共享。在当前物联网使用的主要技术包括:智能嵌入、云计算、IPv6、传感技术等。 1.IPv6 因为互联网的不断成熟,互联网的IPv4地址已经达到了顶峰,IPv6必定会在未来取代IPv4。当期IPv4只有32位的地址远远不能够到达当前会联网用户的需求,而孕育而生的IPv6具有128位地址,这样就能够促使世界上的任何一样物品都能够拥有自己的IP。在当前想要快速发展物联网就需要让每一件商品都具有自己的IP地址,因此IPv6的运用必将成为物联网实现迅猛增长的基础。 2.RFID 运用射频识别RFID能够通过无线射频识别出相应的物品信息。射频识别可以识别出很小的物品的相应信息,同时通过对实体的分辨,可以迅速的在没有触摸商品的情况下了解到商品的相关信息。RFID能够大面积的识自动识别商品的相关属性,但是RFID运用的技术也有相应的不同,比如适用领域、技术特点与工作原理都制定出了不同的标准。 3.云计算 云计算被一些专业人士叫做计算资源池,它能够对海量的信息实现快速的处理,它是发展物联网的关键。由于物联网需要随时随地及时的对相关采集的数据进行更新与添加,这样就需要一个能够大量存储信息的平台实现,通过云计算就能够实现海量数据的管理。 4.传感技术 计算机技术、通信技术、传感技术是信息技术的三大核心。传感技术通过传感器、信息的识别与处理对相关物品实现检测与数据录入。同时运用其相关的传感器对一些感官达到信息录入与处理的要求。 5.智能嵌入 把信息处理器嵌于应用系统,运用Internet让整个系统固化。这样就能够节约许多的时间,但能够快速的让信息实现共享。这样就能够让计算机技术与网络技术实现实时同步的进行信息的高速传递。 三、物联网技术在铁路运输中的应用 在铁路运输中实现物联网的全覆盖能够对铁路运输与维护起到高效的作用。它能够在铁路行车调度管理、机车和轮对检修信息管理系统、铁路货运物流信息化系统与智能化检票系统中实现 1.智能化售检票系统 智能化售票系统在中国已经实现了大规模的使用。乘客可以使用自动售票机进行铁路购票。在乘客进站时检票员运用小型识读器识别读取RFID电子标签,以此来识别乘客购买的车票是否与购票信息相符,这样不但能够大大提高铁路人员的工作效率,还能够节省旅客进出车站的时间,从而使车站可以快速运转。 2.铁路机车车辆智能化识别系统 地面独立识别设备、车身或者底部的识别标签、复示设备与数据集中管理这五个部分构成了铁路机车车辆智能化识别系统。地面独立识别设备是由四个部分组成,其设置需要通过各个站点的一系列的处理来实现信息的管理。在货物运输车上安装电子标签就能够迅速的对车辆的相关信息进行识别。这样在物联网时代就能够让货物的信息实现实时的了解与共享。 3.铁路行车调度管理 物联网在铁路行车调度管理中只要是通过对车厢的管理来实现。它能够对铁路的速度检测与信号的升级起到关键的作用。在每一个车厢上安装一个RFID芯片,运用RFID芯片的读写器,不但能够了解到当前铁路运输的速度,还能够检测到当前铁路运输中所出现的安全隐患,从而使相关人员能够及时的排除安全隐患从而使铁路可以安全的到达相应的目的地,防止一些干扰。 4.铁路客运系统 运用物联网,把旅客购票的信息植入到每一张的车票中,同时把读写器安装的客运车厢、候车室、检票口与车站口等地方。当旅客在自动售票机上购买到车票以后进入到进站口就能够自动识别车票信息是否与本人相符,进入到候车大厅以后,收到读写器的识别能够快速分辨出旅客候车地是否正确,以免旅客耽误候车时间。同时还能够及时的对旅客候车的人数进行统计。旅客在登上火车后,也可以通过读写器对某些旅客走错车厢得以及时的纠正,并且对旅客的下一站所达到的信息进行实时传递,一面旅客坐过站的现象出现。在旅客下车以后,系统还可以对相关信息进行处理。 5.机车和轮对检修信息管理系统 运用RFID技术,能够对火车的到达时间与步骤进行精确的统计与计算,进而存储。不但如此,还可以对火车进出车站的次数与相应数据进行快速的采集与录入,这样就可以大大提高列车数据的查询与统计效率,缩减检测工作人员的工作量提高其工作质量与效率。 6.铁路货运物流信息化系统发展 铁路物流,就一定要把集装箱运输实现信息系统化。通过对集装箱信息的采集与统计,对箱号图像识别,这样可以方便摄像头对集装箱对信息的快速读取,从而减少由于天气或集装箱破损的原因导致识别系统出问题的现象的出现。把RFID技术运用到铁路的集装箱上面,不但能够实时了解货物运输情况,还可以减少商品被盗或者破损的情况。同时提高集装箱运输运用的效率得以提高。 四、物联网技术在铁路行业其他业务中的应用及展望 1.物联网在视频监控中的运用 想要达到高质量的要就必须要使用传感器与物联网。比如,能在探头前面连接各种各样的传感器,将激光测距传感器、倾角传感器与云台摄像机连接,利用云台摄像机捕捉画面信息,利用激光测距传感器进行测距。 2.山体滑坡的监控以及提前警报系统 山体滑坡作为一种破坏力极强的地质灾害,它不但可以摧毁大量的铁路基础设施,还可能对铁路运输时对火车上的人员造成极大的伤害,由此看它是一个特别严重的灾害对铁路运输安全是一个极大地隐患。在当前铁路部门可以运用物联网技术,在山体滑坡现象严重的区域安装倾角传感器、液位传感器和前端设备,这样不但能够实时监控这一地区山体情况,还能够对当前的山体的数据进行传输与储存以便于相关人员的分析。同时在发现山体变化的同时及时的发出警告预警,以便于车站人员能够及时的对相应的地质灾害做出反应,进而极大地挽回人员与财产的损失。 五、结束语 物联网技术在我国铁路系统的广泛运用,是当前信息化时代不断进步的必然要求。只有把物联网技术应用到了铁路系统的各个方面才能够提升我国铁路系统的运输效率。目前,我国的物联网在铁路中的使用主要表现在RFID、传感器、数据采集以及二维码等方面,在这些年的运用中能够发现其效果是十分的明显的。互联网的广泛运用,为物联网的发展打下了坚实的基础。未来铁路运输的发展必将会朝着智能化的方向不断的前进,我国铁路系统必将会迎来发展的新契机。 作者:范军 单位:北京铁路局调度所 物联网技术论文:物联网技术在建筑节能中的应用 1建筑节能的方向走势 (1)对于建筑节能最常见的概括是,为了提高建筑中的能源利用率,在建筑使用的过程中,对建筑空调热水器的使用、建筑照明以及各个家用电器工作状况等多方面对其进行一定的合理利用。另外,在建筑使用的能耗方面,空调体统、照明以及动力系统的所占比例较高,对于大型的公共建筑而言,楼宇的自动化系统的运用是最常见的,通过对楼宇自动化和控制网络的数据通讯协议以及欧洲设备安装总线的协议这两种主要的技术采用,保证了楼宇自动化系统的建筑内共机电设施的完好运行。尽管楼宇系统自动化的技术运用比较广泛,但仍然存在一些难点,例如:建筑内电气设备存在布线的成本较高并且安装复杂的问题。并且,楼宇系统自动化的其他方面的难点在于,它不能全面的获取建筑在能耗过程的详细数据,因此,无法让建筑的内耗能系统处于最佳的运行状态。所以,另外一种更低成本、更加低耗拥有较大范围的组网,并且更便于管理的网络通信技术应运而生。 (2)物联网技术的低成本,低耗能,并且能够组建大规模的测控网络等许多方面的使物联网技术为建筑的节能技术带来更好的发展前景。在国外,一些能源研究机构经过科学的系统研究,研究出来根据无线传感器网络技术的照明控制实验室的原型系统。在一些研究报告中可以发现,增加采用基于无线传感器网络技术的控制节点的照明系统中,使其对能源的消耗降低30%左右。另一方面,一些小型的公司,已经研发出一整套以无线传感器为基础的网络的照明控制产品,这些产品,通过照明系统的遥控与自控,从而使照明系统的能耗降低。 (3)建筑的能耗多尺度、细粒度以及对多种运行参数的检测都可以通过对物联技术的运用得以实现,另一方面,根据对一些相关数据的进行分析的基础上,继而形成建筑低能耗的运行系统的最优化。 2物联网技术在生活中的应用 (1)温湿度采集器、空调墙空器以及人员位置的采集器是中央空调的调监控子系统的主要组成部分。温湿度采集器主要通过对区域的温度和湿度进行一定的收集,然后将收集到的数据信息发送给空调墙控器,进而,空调墙空器结合当前温度与之前预备设置的温度进行对比,另一方面,人员位置采集器通过向空调墙提供某篇区域的人员所在信息,让空调控制器通过一定的数据分析合适选择其控制模式,因此,这两方面的正常结合运用,使空调得以正常的运行。 (2)照明控子系统是通过将某片区域的光照检测信息传递给照明墙控器然后通过对该区域的安装的人员位置与光照度的采集,在周围环境光照度的基础上,经过该片区域内照明电器的组合控制照明电器开关对照明亮度进行一定的调节。 (3)为实现对处于正常运行状态中电梯进行一定的数据监测与信息控制,电梯控子系统采用电梯数据采集器以此来知晓电梯在运行过程中的消耗。通过对电梯控子系统的智能优化,从而更好的实现节约能源,降低耗能的最终计划。 (4)电能表数据的采集是一个较为复杂的过程,在实际生活中,为更加方便的解决电表数据的采集和传送,使用为电表加入无线通信模块或者是连接无线数据采集器的方式进行远程电表数据的采集工作,并且逐步建立一个电力抄表的系统。 (5)根据实际生活的需要,对建筑能耗系统的测控中,数据采集节点占绝大部分,数据采集节点有被人们称之为系统中的终端节点。终端节点的作用在于在检测环境温度,电量的数据过程中可以一段时间内周期性的采集所需要的检测数据。另一方面,由于电梯的启动与暂停工作的频繁,因此,可以采用中断方式采集数据,而且终端节点在很大程度上处于一种未工作的状态,从而可以采用电池进行对其的供电。 3建筑节能的控制策略 (1)利用物联网技术对能源以及排放的系统设备进行一定改善与约束是跟据我国能源及排放多方位的整理分析得出的。因此,对建筑各个方面的节能控制成了首要的任务。在建筑的通风与空调节能的分项工程中,对水管、风管的保温层的温差进行一定的自动检测并经过一定的数据分析,另外对房间里每个地方的空调用电进行计算与统计并安装自控装置。 (2)在对空调的采暖系统的冷热源这一分项的节能工作中,进行一定的科学实验。在公共建筑的空调节能过程中,以实验区为例。在实验区的区域内采用四管制空调系统用,冷源为冰蓄冷系统,热源为市政蒸汽。一方面采用全空气空系统,空调系统冷热源采用屋顶式空调机组;另一方面,在教育展示中心设置地源热泵,使建筑物内其余的空调区域运用变冷媒流量多联几种中央空调系统,最后利用技术动态的检测记录,进行分布调控。 (3)在进行对电能检测与控制节能的工程分项中: ①对每个电源的分路进行检测、计量;根据的电路所需容量选择合适的智能电表。 ②对于开关容量超过100A,应配置相应的电流互感器,运用带CT接线进行软计量检测,最后,智能电表和智能数据根据网关可采用“总线式”挂换方式。 (4)在可再生能源分项工程、雨水利用分项工程以及污水处理的分项工程中: ①对太阳能热水系统的智能检测和供回水动态监控,同时也对太阳能光伏发变电监测进行智能的记录与监控。 ②在雨水利用分项过程中,对集水池,管道和泵,以及喷灌系统进行记录控制,使雨水在一定程度上能够被最大化的利用。 ③对污水排放的窖井,调节池和反应池以及污水提升管道,进行一定的动态检测,包括,潜污泵、流量计、管道混合器、pH计泵、加药设备以及计量泵。使污水得以被更好的重新利用或者合理的进行排放。 4结束语 在物联网技术应用过程中,建筑节能是一个热点领域,随着市场的发展,将占据未来物联网市场数据中的主要比例。这一技术的兴起,能很好的降低我国建筑领域对能源的需求,提高产品的质量,从而更好的实现企业效益目标,因此,物联网技术的应用是我国工业建筑节能减排中是一个重要的研究对象。 作者:刘浩伟 单位:山东省电子信息产品检验院 物联网技术论文:现代物联网技术设施农业论文 一、物联网技术在设施农业应用概述 据统计,到二十一世纪第一个十年,我国的设施农业种植面积已经位居世界首位,达到了350万hm2。同时伴随着物联网技术应用推广开来,大范围应用于设施农业,会使应用整个体系更加完善。与此同时,物联网凭借其产出增加、成本降低、高效及智能化等优势被人看作是现代农业智能化实现的重要途径。设施农业是结合动植物的特点分析其最佳的生长条件,同时在有关设备和人力的共同调节下控制环境,使动植物不受季节天气的束缚达到每年均衡生产上市的目的。当现代信息技术发展到某个程度进而衍生出物联网技术,实现了技术上的突破,物联网技术是将传感器技术、人工智能、网络与自动化等综合在一起从而实现的聚合性应用。它涉及的技术领域比较广,因此被认为是信息技术第三次革命性的创新。这种技术拥有巨大的潜力,同时世界各国人们对其充满了期待,我国顺应时代潮流,提出了“感知中国”的战略,其重要性可见一斑。把互联网的快速发展应用到设施农业发展中去,实现农业现代化与信息化的完美结合。在智能监控与分析、数据的传输与采集、自动化调控等互联网信息技术的帮助下对农业的生产过程等进行监控管理,对农业生产实现科学的组织与规范的管理,让动植物能够更好生长生产,实现产出最大化。如今,物联网在设施农业中的应用已经形成一套控制闭环的系统,它的实现首先通过传感器来得到温室环境的各种参数(如温度、湿度、酸碱性等),在把得到的数据通过数据的收发网关来发送到信息的处理中心,同时由它来对得到的信息进一步处理并采用一系列的算法等作出决策,然后再经网关把算出的决策传送到设施农业执行机构,触发执行任务后就可以参考标准对现在的环境作出调整。如此循环往复,实现目标。 二、物联网技术在设施农业中的应用 当前,在种植、养殖、农资、农产品加工、农业信息化推送、农业智能化管理等方面,设施物联网技术都取得了一定的应用与发展。物联网技术的应用,可以让植物生长环境更好,可以全面感知家禽牲畜的生长状态,减少弊病。下面就对其应用具体几个方面进行探讨:一、物联网技术可以对农业情况进行实时监测。在整个物联网技术的研究工作中,其终端技术的应用及研究是工作的重点之一。简单地说,物联网终端与各式各样的作用不同的传感器有着密不可分的联系。在传感器的帮助之下,可以全方位的对农作物实时进行监控,依据监控所得数据进一步采取措施,使农作物在合适的环境下生长。其中传感器的种类大致有温度、光、湿度、pH值、二氧化碳、生物等传感器。使用这一终端对在农业生产中出现的各种问题进行合理适度的调整控制,同时还节约了各类资源,如水与人力等。二、对农作物的病虫害具有防治作用。判定农作物是否发生灾害的关键数据是阈值,当阈值到达一定的界限之后,农作物灾害便随之而来。在以往的种植过程中,人们常常需要花费不少的时间、金钱、精力去应对农作物灾害发生,但是往往得到的效果也不尽如人意,同时大量时间、金钱付诸东流。在设施农业中应用物联网技术,可以借助无线传感器对农田进行大规模的同步监测,同时针对观察情况,科学及时地对发现的情况处理,对农作物的灾害防御有很好的作用。在准确判断灾害情况、范围、程度的同时,还可以面对问题给出最合理的方案。根据情况的不同,在整个过程中还可能会用到GPS定位、GIS等先进技术。 三、物联网在设施农业应用中存在的问题 随着国家对物联网发展事业的重视,物联网产业持续升温,很多与设施农业相关的设备工厂开始在设施农业物联网方面大展拳脚,使得产品种类多种多样。在这个过程中,这些公司也出现了很多的问题。一、产品功能单调、没有特色。再次开发前景受限、价格过高等。这些工厂研发制造水平旗鼓相当,在激烈竞争的同时并没有出现领头羊式的企业。再者由于该技术比较新颖,没有一套公认的、合理的、权威的评价标准。面对这一困境,需要国家进行适度干预,从全局上对该产业进行规划、同时明确发展的方向并根据实际情况制定一些计划。要在新产品的研发与新技术上加倍努力,根据不同的地区情况、人员素质情况研发技术,因地制宜。在发展的同时还出现了技术不协调的问题。二、目前我国的农业生产信息化还没有普及,所以物联网中很多的高新技术并不是完全适用于我国当前的市场,这就导致我国的物联网技术在一些关键的技术上一直停滞不前。但是伴随着传感器在各个不同类型农业的发展,其价格也逐渐走低,该技术取得了一定进步。综合上述两种现象,产生了在一个大的技术系统中各类技术发展不均衡。设施农业的发展离不开物联网技术的支持,虽然目前物联网技术取得一定发展,但是总体上水平较低。要是这个问题走出泥潭,首先是对关键技术(无线传输等)进行攻关,取得突破,再是对已经取得的技术成果(传感器等)进一步巩固完善。三、当前,我国农业物联网产业分布分散,没有统一的组织,没有明确的分工,这使得行业内交流较少。出现了对同一技术重复开发,造成资源大量浪费。这需要各个企业共同努力建设一个权威技术平台,围绕该平台,进行交流探讨,避免一些重复开发、资源浪费问题再次发生。 四、就物联网在设施农业发展中的设想 要想使设施农业实现投资少,环保节约的目的就要大力发展精确农业,这种农业类型以效益作为目标,是一种超前性的农业新技术。这种技术把信息智能化与机电一体化结合起来,并取得一定的应用。精确农业凭借其减少不必要投资,同时加强农业管理水平,既保证能源消耗少,又可以使环境影响小等优势值得被引入我国设施农业。自进入二十一世纪以来,食品安全的问题逐渐凸显。要想使食品安全有保证,农产品的生产、传输、出售等各环节必须严格把关,用传统的方式往往会消耗大量的人力物力,但是设施农业的引入可以缓解这个问题。比如通过物联网技术监控动植物生长,监测动植物生长环境的各个指标,真正保证食品安全,实现绿色无公害。当前,传感器应用和比较广泛,但是随着发展很多农户存在完全自动化管理的要求。这对整个设施农业的发展可以起到很好的领导作用。同时要建设一批专业的技术队伍和技术品台,使企业之间、用户之间、企业用户间有一个良性沟通。 五、结语 物联网的应用可以使设施农业有一个大的飞跃。随着社会发展,人们对新的农业技术要求越来越迫切,同时也提出愈发多的高要求,加之国家对物联网的高度重视,使得物联网发展有着很好的发展前景。面对种种任务,我们才刚刚起步,前路漫漫,需要我们更加努力地进行探索研究。 作者:庞春辉 单位:辽宁机电职业技术学院 物联网技术论文:物联网技术电子商务论文 一、物联网与云计算 谷歌已许可用户在Google的云计算上运行大型并行式的应用程序,并公开其教授云计算程序。在国内,中国移动科学院已完成云计算中心的试验,阿里巴巴下属阿软件建立了国内首个“电子商务云计算中心”,世纪互联推出CloudEx产品线,提供个人及企业进行云备份的数据保障服务。由此可见,中国云计算的产业生态链的构建立正在进行中,云计算将得到飞速的发展,其在电子商务上的发展价值巨大。本文对分析云计算在B2C的发展及困难,通过解决方案来探讨云计算在电子商务中的发展方向。 二、基于云计算与物联网技术的B2C电子商务模式 由于云计算平台的物联网的电子商务运营体系,能够对海量的营销数据进行高性能的分析处理与优化,考虑当前的物联网技术处于初步发展阶段,在建立云计算平台的物联网的电子商务运营体系时,采用如下几个方面的经营模式。 1.在物联网的角度作为切入口,协同传感器生产厂商、通讯营运商,将企业自身的无线传输网络,通过传感节点的方式接入互联网。因此,想升级为电子商务模式的企业,可以将物联网系统架设在云计算的基础设施之上。从而实现运资源的虚拟化与动态分配。 2.可以将大型的B2C的企业作为发展的云平台发展的基础,将云平台的网络几点配置以及资源分配进行优化升级,从而达到B2C电子商务企业的高效应用。将大型的B2C企业进行联合,制定云平台的统一标准。 3.当云计算平台的物联网的电子商务运营体系建立完善时,随着B2C电子商务的业务量不断的增长,要努力提升云平台资源的共享服务以及高性能计算的能力。服务能力的提升是伴随云计算平台的物联网的电子商务良性发展的要素。随着B2C电子商务的规模越来越大,云计算平台的物联网的电子商务运营体系的优势就越明显,盈利效应就越好。 三、总结 本文介绍了云计算与物联网的概念及其应用,深入分析了云计算与物联网技术的商业模式,并且对云计算平台的物联网解决方案作了详尽的阐述与深入的探讨。为云计算和物联网技术的B2C电子商务领域的企业提供了有力的理论依据和一定的实践参考价值。 作者:周本海 单位:沈阳工程学院 物联网技术论文:物联网技术用于设施农业论文 1设施农业物联网技术发展趋势 21世纪是信息化科技飞速发展时期,我国农业正处于这个关键的时期,农业物联网的发展为推动传统产业改造升级提供了巨大的动力,随着互联网技术的成熟和普及,要想使“电脑上种地”的愿望可以实现,就必须加快网络信息化技术发展的步伐,为现代设施农业发展提供必要的基础。 1.1传感器种类繁多,功能相近,将向细化 其发功能的方向发展目前,应用的传感器产品都能够达到对环境监测的目的,并能够形成简单的系统,但是功能不完整,扩展性和升级能力相对较差,性价比不高,没有取得较好的推广效果。无线传感器技术的发展使农业传感器将朝着微型化、低功耗、高可靠性的方向发展,能否降低构建传感器网络的成本,降低传感器的功耗,延长传感器网络的生命周期是传感器网络能否在农业中得到广泛应用的关键。同时,发展可靠性高的更为先进的身份识别技术以及设施与机械化技术的功能定位,引进精准农业技术、智能化技术、物联网技术等高新技术,提高设施农业机械化、自动化、信息化水平。 1.2网络传输管理系统建设滞后,无线通信 技术将获广泛应用设施农业物联网技术需要一个稳定性、经济性和通用性上均衡发展的管理系统或管理平台,设施农业综合管理系统大多还处于试验研究阶段,价格昂贵,真正能够大面积推广的产品还很少。此外,如何提高传感器网络的可靠性也将是研究的重心。现有无线传感器网络空间范围查询处理算法能量消耗较大,且当节点失效时查询处理过程易被中断,无法返回查询结果。wifi技术因其组网灵活、易维护、易拓展和丰富的配套设备等优势将在设施农业中得到更广泛的应用;同时,通过对农作物温室内的温度、湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、二氧化碳浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数进行实时采集,自动控制指定设备。同时在设施现场布置摄像头等监控设备,用户通过电脑或G4手机实时采集视频信号,收集设施内生长环境数据进行分析,从而达到远程控制智能调节指定设备,为作物生长信息实现自动监测、自动控制和智能化管理提供科学依据。 1.3人才匮乏,技术不完善,应用推广范围较小 农业物联网的建设需要国家鼓励和加大对物联网的物资投资和人才投资,给予资金技术支持;需要国家加强农业物联网专门人才的培养,提高他们的创新能力以及应用能力;需要专业的设施农业物联网技术服务。各物联网设备开发企业,围绕这个平台和标准,开发相应的配套产品设备,不再投入大量精力开发基础的软硬件,可以节省人力、物力,增加设施农业物联网技术的产品种类,加快设施农业物联网综合技术的推广应用。 2结语 设施农业物联网技术作为多种学科技术的综合应用,融合了现代的传感技术、自动化、智能化通讯技术、计算机技术以及植物科学等多种技术,通过物联网技术的应用,把所有的技术联系在一起,从而达到对农作物生长进行精细化管理,有效降低农业成本,提高农业生产效率,加强环境保护,促进农业发展的信息化、标准化、智能化。 作者:李娅娜 单位:扬州商务高等职业学院 物联网技术论文:物联网技术资产管理系统设计论文 1物联网与FRID技术介绍 1.1物联网技术 物联网是一项新的技术,是一种物与物,物与人的连接,通过射频识别、红外感应、激光扫描、通信装置等信息传感设备,按照约定的协议,将物体与互联网相连,进行信息的交换与通信,实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络。 1.2FRID技术 射频识别(简称FRID)技术是一种利用射频信号通过交变磁场和电磁场实现非接触式信息传递并通过所传递的信息识别目的的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。通过与物联网技术相结合,能够实现企业资产的定位跟踪与信息的共享。FRID正不断向生产行业的各个方面渗透。FRID在煤炭行业的应用首先是人员定位系统、安全监测系统,然后扩大到资产、物流的各个环节,已显示其在煤炭行业的广阔的应用前景。 2系统需求分析 基于物联网的资产管理系统基本功能应满足公司公司资产的流程管理工作,具体包括资产的录入管理:即采购资产的信息录入、到货信息的补充录入、资产的验收确认、资产信息数据的写入、RFID芯片标签的制作、标签的粘贴与固定;同时实现资产的变动管理:包括资产的转移、维修修和报废管理;资产状态管理:主要是区域内资产分类、资产名称和数量等,而且某个大型设备上安装多个标签可反应一个资产信息,快速盘点资产;资产信息的查询汇总;统计分析报表等功能。要求能够对资产进行全生命周期管理工作,实时掌握设备使用的全过程,从而实现从设备的采购,运行,报废整个过程对资产进行科学合理的管理。是管理工作做到更加精细,精确。 3系统的整体架构设计 资产管理系统的整体架构是按照物联网三层架构的基础上进行设计的,具体包括感知层,网络层,和应用层,感知层采用RFID读写器和RFID标签组成,标签用于记录资产信息,读写器用于读取标签上的信息,实现物联网感知层原始数据的自动采集工作。网络层采用公司的各类可连接的网络连接读写器,在网络机房架设SQLServer2005数据库服务器和应用服务器,将读写器采集到的数据传输到服务器中来完成资产的全程跟踪,实现资产的动态信息化管理。应用层是用户和物联网的接口,是根据公司资产管理流程处理读写器采集到的数据,再将数据显示在用户桌面上,实现资产数据信息的查询、存储、统计与共享工作。 4资产管理系统设计方案 本系统包括资产编码设计、RFID系统设计和资产管理系统设计。 4.1资产编码设计 为了有效控制和管理公司的资产,准确区分公司各类型资产存放状况,将公司资产分为固定资产和其他资产两大类,为了做好编码资产的动态管理,本次资产编码采用RFID植入式芯片无线管理监控,并对编码资产实行门禁系统管理,将公司资产存放位置划分为生活区、工业区、井下、风井工业区四大区域。同时,为了规范资产管理,前期由资产管理部门对所管辖资产进行标签写入、核对及贴签。后期对新增的每一项资产均在验收通过时,写入资产管理系统并现场制做并贴签。 4.2RFID设计 4.2.1RFID标签设计 由于煤矿物资存放的场所不同,体积各异,且井下环境条件恶劣,在对公司物资设备情况进行具体分析后,确定使用超高频860~960MHz,存放公司物资电子标签设计时主要考虑以下内容: 1)防水、防油污、防撕 2)RFID芯片的粘贴或悬挂根据以上要求将RFID标签样式设计为室内标签和室外标签两种,室内标签采用超高频无源RFID标签银行卡大小,封装pvc8.5×5,室外标签采用超高频无源RFID标签,封装pcb,抗金属,规格95×35×10,带外壳,具体根据实际情况分为钢丝栓挂,带胶,带胶且螺丝固定3种类型。 4.2.2RFID读写器设计 RFID读写器是系统的核心设备,通常分为固定式和手持式两种,固定式读写器安装于公司资产存放位置的出入口,用于快速识别资产上绑定的标签出入,进行方便的对资产的管理,并提供报警功能。手持式读写器配合管理人员用于对公司固定资产进行盘点。管理人员拿着手持式读写设备在资产所在区域走一圈,该区域的资产将自动读入手持式读写器,再将读写器连接在互联网上将数据导入资产管理系统中,方便的实现固定资产的盘点工作。 4.3资产管理系统设计 4.3.1系统业务流程 根据公司资产管理的流程分析。管理人员登录到资产管理系统,根据流程图可以看出管理资产的动向和盘点的数据。 4.3.2业务功能设计 根据公司的实际需求,对公司的业务工作流进行分析,设计系统业务功能图。资产管理系统的功能包括资产的新增,领用、借用、处置、调拨等功能。 4.3.3系统开发及运行环境 在项目开发阶段,整个系统开发基于B/S的体系结构,数据统一存放在数据服务器上,采用基于微软的.NET平台VisualStudio2010进行编程,数据库采用SQLServer2005数据库,在客户端运行此系统端无需安装任何软件,通过浏览器就可以访问,在服务器端配置windowsServer2008+IIS(.netFrameWork3.5)即可。 5结束语 张家峁矿业公司基于物联网资产管理系统对未来煤矿行业大规模的物联网发展推广有积极的作用。物联网技术有望成为煤矿行业工业化和信息化融合的切入点。物联网技术的不断发展,使得公司技术创新形态发生着转变,以用户为中心,以人为本的创新形态正在不断的显现,实际应用下的用户体验也是煤矿行业的创新。但物联网的具体应用涉及到信息的采集,传输、处理、控制各个过程,还涉及到研发的各个环节,显然不是单个人后者单个部门能够处理的了的事情,需要在政府部门、企业技人员、和消费者的共同努力下,才可能形成一个良性的物联网发展环境。 作者:韩培强 单位:陕煤集团神木张家峁矿业有限公司
煤矿机电一体化论文:论机电一体化煤矿机械中的应用 [摘要]随着我国的不断进步,各行各业也相继发展起来,各个行业在发展中都应用先进的机电一体化的技术,提高产品的性能、质量,从而获取更多的收益。煤矿企业也相继采用机电一体化的技术,并且在使用中加以改造,实现新的突破。本文就是讨论机电一体化的概念,研究机电一体化在煤矿企业中的应用及发展方向。 [关键词]机电一体化;煤矿机械;应用 机电一体化是集信息技术、电子技术、机械技术于一体的一门学科。随着机电一体化在中国煤矿机械中的广泛运用,不仅提高了企业的综合竞争力,也提高了煤矿企业的生产效率。机电一体化在煤矿中大大的提高了煤矿的产量,增加了我国的经济收入,降低了开采煤矿的成本,同时机电一体化的应用改善了煤矿人的工作方式,减轻他们的压力和工作量。但是,中国的机电一体化与国外还存在一定的差异,对机电一体化的研究还需要很多时间,也需要面临很多的问题。 1机电一体化的概念 机电一体化,从科学的角度来看就是指利用计算机软件对机械进行智能化的管理过程,实现机械的智能化技术。从结构的角度来看,机电一体化具有智能化、多功能化的特点。机电一体化能够针对煤炭机械进行故障检测,也可以对发电系统等等实现动态监控,一旦出现故障能够实现自动报警,实现了企业的自动化管理,也提高了企业的生产效率。 2机电一体化在煤矿机械中的应用价值分析 机电一体化在这个飞速发展的中国来说,是时展的要求。将煤矿事业的工作环境、工作安全性、工作的效率实现信息化是中国煤矿发展的必要要求。在西方国家,这已经实现机电一体化的信息化技术了,并且已经发展成熟起来,在煤矿企业的发展中已经变得无可取代,显著提高了企业管理与技术水平。 2.1机电一体化显著提高企业生产效率 相比较国外的发展,我国的机械化存在很多的问题,在生产效率上一直都是最大的问题,生产效率不提高起来,企业就会落后,最后煤矿事业将走向下坡路。我国的煤矿企业工作环境差、工人的工作时间长、安全问题差,这些问题的存在,严重的影响我国的煤矿企业,阻碍我国煤矿事业的发展。但是,机电一体化的产生,提高了机电一体化的生产效率,降低了企业的生产成本,提高企业的综合实力,在与国内、国外的竞争中,仍然占据优势。 2.2机电一体化提高企业的综合效益 机电一体化的产生及运用,可以提高国家的安全效益和综合效益。传统的煤矿企业的工作环境是粉尘多、阴冷、潮湿的,严重的影响工人的生活环境的身体健康,更直接威胁到工人的生命安全。而在机电一体化的产生之后,企业能够实现优化工作环境,粉尘会大大减少、工人的劳动强度小,大大提高了工作效率,也提高了企业工作环境的安全性。这样一来,工作环境得到改善、安全性能提高,提高了生产效率,员工的收入也相应的得到提高,综合影响但是当地的经济收入,同时带动国家经济的增长。 3煤矿中机电一体化的具体应用 煤炭开采是企业煤矿发展的必然结果,在采煤机与机械煤矿的配合使用下,进一步的提高了煤矿事业的发展,在质量、数量上都得到大大的提高。在现阶段,应用最多的就是电牵引采煤机,在实际的操作中,能够很好的起到牵引的作用,并且在节省电、能源方面有很强的优势。另外,电牵引的工作性能好、效率高、操作简单,具备很强的适应性。提升机也是其中很重要的一个部分,数字化的交流实现高科技、高水平的技术,这种高技术的体现就是在安全性、操作上,提高了企业的生产效率,为企业获取更多的利益。 4机电一体化在煤炭机械中的发展方向 4.1智能化的发展方向 随着社会的进步,人们不仅仅对于生活、物质的要求越来越高,企业也对于智能化发展的要求越来越高。所以对于机电产品的要求就有了新的标准,需要机电产品能够自主的辨别,实现自主决策的目的。在今天的发展中,人工智能已经得到很大的进步,逐步实现智能化的发展,为机电一体化的提高与发展开辟了新的方向。 4.2数字化、网络化的发展方向 互联网技术的开发与应用,实现机电产品的数字化制造,数字化制造可以帮助机电产品进行远程操作、远程监测、修复等等功能,这种远程化的控制帮助人们随时随地享受网络技术带来的优势。数字化的发展还朝着人性化的发展进行,各种机电设备的最终目的就是实现人性化的发展,更好的为人们服务。机电一体化不仅需要完善其功能,也需要在造型上让广大民众满意,符合人们的生活习惯。 5结语 机电一体化是社会进步发展的必然产物,是带动人类社会进步的驱动力、机电一体化在煤矿企业中的发展,带动企业的改革创新,为企业带来更多的收益,也为更多的工人创造更多的收益,实现互赢的状态。机电一体化保障机电的智能化、安全性、操作简便,扩大了机电的应用范围,保障机电设备的有效应用,同时也保障煤矿企业的健康及有序发展。 作者:杨成武 单位:西京学院 煤矿机电一体化论文:论机电一体化在煤矿机械中的应用 摘要:本文以机电一体化在煤矿机械中的应用为研究主题,分别对机电一体化技术概述、煤矿机械中机电一体化应用意义以及我国煤矿机械机电一体化技术的具体应用和未来发展方向进行了分析与阐述。 关键词:机电一体化;煤矿;煤矿机械;应用 机电一体化是基于信息技术、计算机技术、电子通信技术、工程机械技术以及自动化技术不断发展与应用的基础上得以实现。因此,机电一体化是一门综合性、技术性较强的学科,具有功能多样性的特点,在我国众多领域尤其是制造业、工业以及煤矿机械中具有重要应用价值。就我国煤矿机械而言,机电一体化的有效应用,在一定程度上提升了煤炭企业生产与管理的效率与科学水准,加大了煤炭企业的综合竞争优势,是煤矿企业现代化发展的必然趋势。但是,目前由于我国机电一体化技术研究与应用相对较晚,在实践应用中存在一定缺陷,因此对煤矿机械中机电一体化应用的研究具有重要现实意义。 1机电一体化技术概述 机电一体化技术的概念最早起源于1970年前后的日本,是结合应用机械技术与电子技术为一体的综合性技术。随着科学技术的不断发展与应用,机电一体化技术已成为以“微计算机”为主体的微电子技术、信息技术向机械工业渗透与机械电子技术相结合而形成的涵盖自动控制技术、传感测试技术、接口技术、微电子技术、信息技术、机械工业技术特征与功能为一体的综合技术。因此,机电一体化在一定程度上具有功能多样性、集成性、信息化、自动化等特点。基于机电一体化的完善与发展,机电一体化技术在我国煤矿企业中得到了广泛应用,在一定程度上提高了煤矿企业生产环节的安全性、稳定性,促进了煤矿企业机械化与自动化的建设与发展。 2机电一体化在煤矿机械中的应用意义 (1)机电一体化技术的应用是煤炭企业发展的必然需求。随着社会经济一体化进程的深化以及企业组织结构的改革发展,机电一体化技术的应用已成为煤炭企业现代化发展的必然需求,促进了煤矿现代化建设整体结构的优化发展。随着机电一体化技术在国际发展中的不断完善以及我国对其重视程度的提升,在煤矿机械工程中的应用已成为煤矿企业机电一体化技术应用的典型代表。(2)机电一体化技术的应用有利于提高煤矿机械生产效率。目前,在我国煤炭企业生产过程中,虽然已经逐渐实现了机械化生产的全面覆盖,但机械生产仍存在整体水平低下、工人劳动强度大、机械作业环境差、机械生产安全性不高等问题。而实现煤矿机械机电一体化技术的有效应用,如传送机、生产安全监控系统等方面的应用,可有效改善煤样企业煤矿机械工程生产问题,有利于提升企业生产效率,降低企业生产成本,降低企业人力资源的浪费。(3)机电一体化技术的应用有利于煤炭企业的安全生产。机电一体化技术在煤矿安全监督系统、后备保护设备等方面的应用,有效提升了煤炭企业机械生产的安全性,降低了煤炭企业工作环境对员工的影响与伤害,推动了煤炭企业安全生产理念的落实与优化。(4)机电一体化技术的应用有利于煤矿企业综合效益的提升。机电一体化技术在煤矿企业中的广泛应用,有效提升了企业综合效益。例如,煤矿机械机电一体化生产,改善了传统多粉尘、潮湿、暗冷环境下的人工作业;降低了工人的劳动强度,自动化操作提升了机械生产的安全性;改善了企业员工薪资待遇;为煤炭企业地方经济的发展提供了条件,如信息化维修、自动化操作、系统集成等行业得到了建设与发展。 3机电一体化在煤矿机械中的具体应用 (1)煤矿机械安全监控系统中的应用。煤矿开采、运行与管理安全问题已成为煤炭企业关注与思考的重点,近年来,随着社会经济的发展以及科学技术的应用,我国大多数煤炭企业结合自身实际情况,已经安装了煤矿机械安全监控系统,利用机电一体化技术,实现了各安全监控系统与采矿系统、运输系统、动力系统、监管制动系统的连接,进一步实现了系统故障检测与报警的自动化发展,有利于提高设备使用年限,提高维修人员的工作与管理质量,强化煤矿生产安全性。(2)输送机中的应用。输送机是我国煤炭企业生产与运行中较为常用的一种煤矿机械设备,它具有半自动化、长距离连续运输、高机械工作效率、大容量运输等特点,对我国煤炭企业机械化工程建设与发展具有重要促进作用。近年来,随着煤矿机械自动化、信息化、系统化的发展,煤矿机械带式输送机实现了机电一体化技术的有效应用,有效提升了输送机故障定位、安全预警、抗干扰、操作简便等性能。其中可编程型PLC控制器的应用,进一步提升了输送机整体工作性能,实现了不同环境下的长期作业,有效减轻了工作劳动负担,提升了煤矿机械生产效率。(3)采煤机与提升机中的应用。煤矿开采是煤炭企业生产工作中的核心环节也是首要任务,其开采环境多数比较恶劣,工作强度较大。因此,采煤机的应用对煤炭企业煤矿开发具有重要意义。在目前煤炭企业竞争日益加剧、煤炭企业开采事故频发的背景下,采煤机的工作质量与工作效率的提升具有重要研究价值。目前,我国应用最广泛的采煤机主要是电牵引采煤机,基于机电一体化技术的电牵引采煤机相对于传统液压牵引采煤机而言,其牵引作用更强,同时所需要的电能资源更小,操作控制性与工作效率更高,机械设备磨损性较小,是功能性与适用性较高的煤矿机械产品。提升机也是煤炭企业煤矿机械生产过程中,最具有应用价值的机械产品。随着我国煤矿机械机电一体化技术的应用与革新,数字化交直流提升机已成为我国煤矿机械生产中提升机应用的典型代表,并得到广泛的重视与使用。数字化交直流提升机集合了包括电子通讯技术、计算机技术、自动化控制技术等多项新技术与高新科技成果,有效提升了煤矿机械生产的安全性、机械操作的简便性,推动了我国煤炭企业综合效益的提升,强化了煤炭企业生产的安全性。(4)煤矿机械工程在节能减排功能中的应用。随着“可持续发展”、“绿色生产”、“低碳生产”等科学发展观念的提出,我国煤炭企业在生产与管理中进行了改革与创新发展,在煤矿机械生产中,通过利用机电一体化技术的信息编程,有效降低了煤矿机械工程中带式输送机、液压机、烘干机、提升机、传送机对电能资源的消耗,实现了低能耗、高效率产业结构的改革发展,为我国煤炭企业的优化生产创造了有利条件,又提升了企业竞争优势。(5)煤矿机械其他方面的应用。机电一体化在煤矿机械中具有广泛的应用,除上述提到的安全监控系统、输送机、采煤机、提升机等方面的应用外,在计算机技术与液压控制技术融合体系、在除尘机、煤矿机等机械设备自动变速系统,以及挖掘机安全系统中,同样具有发挥着重要作用,用以提升煤炭企业的机械生产质量与生产效率。 4机电一体化在煤矿机械中应用的发展方向 (1)智能化发展方向。基于社会对煤炭企业机械生产的要求以及科学技术的不断创新,机械工程自动化以及机电产品智能化的要求不断提高,从而促进了机电产品的智能化发展。基于计算机机器人技术发展基础上的智能化技术的研发与应用,将进一步实现煤矿机械机电一体化的完善,为煤炭企业机械化的发展提供全新的方向。(2)微型化发展方向。微型化主要是指煤矿机械中机电一体化技术向微观领域以及微计算机方向的发展。机电一体化微型化系统的构建,有利于进一步简化机械操作程序,减少能源消耗,改变系统应用元件体积,强化信息管理。(3)网络化发展方向。互联网技术的应用已成为当今时展的主流趋势,使人们的生活需求与企业生产需求之间产生了密切的联系。在煤矿机械生产中,实现网络化的发展已成为新时期煤炭企业研究与思考的重点,有利于提升企业生产安全性,提高煤炭企业管理与经营效率。(4)人性化发展方向。人文精神以及人文理念的要求是我国企业改革发展的核心内容,在煤矿机械生产中,对于机电产品的应用应在“为人民服务”的基础上,进行不断创新与完善,营造良好的工作环境,提升企业竞争优势。(5)绿色环保发展方向。“绿色生产”、“生态环境保护”已成为我国煤炭企业机械化生产建设的重要内容,其中煤矿周边环境的保护、水资源的再利用以及能源的节约是新时期煤矿机械机电一体化发展的必然需求,具有重要意义。 5结语 总而言之,机电一体化技术在煤矿机械工程中的应用具有重要意义,不仅有效提升了煤炭企业生产、运行与管理的工作效率,也促进了煤矿机械工程自动化与机械化进程的深度发展,提升了企业在市场中竞争的优势。基于经济全球化以及科技的不断发展,为达到国际标准,煤矿机械机电一体化技术将得到进一步的创新发展,智能化、微型化、人性化的发展,将进一步推动煤炭企业安全、稳定与可持续竞争发展的优化。 作者:郎建栋 单位:河南省许平煤业有限公司机电处 煤矿机电一体化论文:煤矿机械机电一体化技术运用 摘要:机电一体化是一门综合学科,它包括机械、电气、信息、计算机等多种先进技术,在当前的各大煤矿企业中应用十分广泛。由于电子技术的迅速发展,传统的煤矿作业模式已不能满足企业发展的要求,而机电一体化这种运作模式可以很大程度上降低企业的生产成本,降低工人的劳动强度,提高生产效率,保障了施工作业的安全性。本文主要介绍机电一体化的技术原理、发展历程和特色优势以及它实践应用意义。 关键词:机电一体化;煤矿机械;应用研究 近年来煤矿工业的产业升级越来越明显,它对于高产、优质和高效的生产技术需求也有了一种新的需求。在生产力水平迫切需要提高的大背景下,机电一体化的出现给煤矿企业带来了希望,成为了当前各大煤矿企业普遍应用的生产运作模式。煤矿工业在传统工业中是一种比较传统和主打的产业,在新产业迅速崛起的今天,若要稳定巩固自身的地位,就要不断改进生产运作模式,不断引入最先进的生产技术和设备,降低工人的劳动强度,提高工作效率和生产质量,进而提高企业的经济效益。 1机电一体化的相关概述 1.1技术原理 机电一体化即通过对电力电子、信息通信、计算机控制等先进技术的整合,同时借鉴微电子技术、智能软件技术的技术精华,实现不同技术形式之间的相互渗透与结合的一种广泛运用于煤矿生产活动中的科技匹配系统。机电一体化代表着煤工业技术中先进生产要素的结晶,以其系统化、智能化、微型化和人性化的诸多优势,广泛应用于煤矿企业的生产领域,并为各大企业带来较为丰厚的效益。实现传统工业优化升级的同时,将先进的机电一体化技术应用于煤矿机械中,还能节能降耗,实现可持续发展的生产目标。 1.2发展历程 我国机电一体化起步较晚,其发展历程大致可以分为3个阶段:第一阶段,上个世纪60年代初,为满足国防建设的需求,在军工企业中科研人员开展了大量的实践研究,进而制造出一系列电子技术与机械系统相结合的技术载体,为机电一体化的研制开发奠定了稳定的基础。第二阶段,上世纪70年代开始,计算机、通信以及控制技术得到了快速发展,逐渐走向成熟,这些外部技术基础推动了机电一体化的进一步发展。第三阶段,起始于20世纪90年代,民用工业在国民经济体系中的地位逐渐增强,在众多科研院校、研究单位和企业的共同研究下,机电一体化技术得到了突飞猛进的发展,尽管与发达国家存在较大差距 1.3特色优势 随着新兴科技产业的蓬勃崛起,科学与技术之间的融合逐渐增强,传统的能源经济的生产模式越发不能满足当前国家崛起的战略需要,因而实现技术体制的改革创新,促成机电一体化体制的构建,既是一种必要性的驱使,也具有得天独厚的特色优势。 2煤矿机械中机电一体化技术的应用分析 2.1机电一体化技术在煤矿安监系统中的应用 煤矿安全生产监控系统是机电一体化技术的集中体现,但在我国起步很晚,1980年以后才逐渐开始在煤矿中得到应用,其原因主要有两个方面,一方面是因为上世纪80年代实现机电一体化的安监系统逐步成熟,开始得到应用,另一方面也是因为国外更为先进的煤矿监控技术很大程度上促进、帮助了我国安全监控技术的发展。安全监控系统的应用在很大程度上降低了煤矿事故的发生,对于煤矿企业的安全生产无疑起到了重要的作用。 2.2机电一体化技术在煤矿运输系统中的应用 随着机电一体化技术的逐步成熟,煤矿企业尝试了在井下运输系统中应用这一技术,如带式运输机。由于带式运输机运输距离长、功率大,机电一体化的应用可以在很大程度上排除安全隐患,其核心技术也在实践中得到了广泛的发展,并能够实现大倾角、长距离的安全运输,相配套的技术和关键元件也得到了产品研发与理论研究。 2.3机电一体化技术在采煤机中的应用 煤矿机械自动化不仅能够提高工作效率,也能大大降低安全隐患,为此,机电一体化的采煤机被逐步研发应用。此类型采煤机采用电牵引,相比传统的液压牵引采煤机动力更强,煤层倾角较大、顶板突然来压导致采煤机下滑时,自身也可以实现制动。同时,机电一体化的采煤机结构上更为简单,整机效率高,可靠性强,在煤矿生产中的应用也越来越广泛。 2.4提升机中的机电一体化技术应用 交直流全数字化提升机代表着煤矿机械中机电一体化技术的最高水平。在内装式提升机上,将驱动与滚筒的机械结构合二为一,总体整合了电力电子、机械、自动控制、通信等相关先进技术。采用总线方式的全数字化提升机不仅大大简化了电器安装,也使其达到了高度可靠的效果。 3机电一体化技术的应用意义 3.1实现了煤矿开采的高效生产 煤矿机械机电一体化技术的应用,在很大程度上提高了矿山开采效率,改变了以往落后的生产方式和作业模式,提升其中的技术操作便捷性和安全性,极大降低了工作人员的劳动强度,同时提升了生产效率和劳动质量,实现了产业升级。 3.2提高了矿山开采的经济效益 煤矿机械中机电一体化技术的成功应用大幅提高了煤炭产量,降低了矿山开采的生产费用,增加了煤炭企业的经济效益,并带动了相关经济产业的快速发展,推动了地方经济的蓬勃发展。 3.3提高了安全的煤矿开采工作环境 良好的开采环境是安全生产的有力保证,随着机电一体化技术的大量推广应用,煤矿机械的效率大大提高的同时,在很大程度上也减少了安全隐患的发生。传统的破、装、运、支、处等生产环节的机械被现代化的设备逐步取代,将采矿工作人员从危险的开采工作中脱出来,降低了发生危险事故的几率,使矿工的人身安全得到了保证,防止了职业病与工伤的发生。 4结语 随着经济的发展和社会的不断进步,煤矿企业在发展中对机电一体化也提出了新的要求,这在一定程度上促进了机电一体化技术的发展和完善。当前的机电一体化技术中已经融入了网络、光纤以及人工智能等新技术,在很大程度上可以提高工作效率以及作业的安全性,确保煤矿企业健康稳定的发展。 作者:丁龙 乔攀 黎坤 单位:六盘水师范学院矿业工程系 煤矿机电一体化论文:煤矿机械机电一体化思考 【摘要】本文简单介绍了什么是机电一体化,然后结合实际情况分析了机电一体化在煤矿机械中的应用意义以及机电一体化在煤矿机械中应用的发展方向。 【关键词】机电一体化;煤矿机械;应用 随着科学技术的进步和现代煤矿对于采矿效率、生产的安全性要求不断提高,我国许多煤矿企业都进行了旧设备更新换代和技术革新,将机电一体化技术运用到煤矿生产过程中去,煤矿生产已经呈现出自动化、智能化趋势。 1什么是机电一体化 从结构层面分析,多功能性、智能化、自动化起机电一体化的显著特征,它是机械设备、信息设备和软件的有机融合,主要依靠科学技术和计算机软件来实现机械设备的信息化、数字化,从而提高机械设备的生产性能和效率。机电一体化在煤矿机械中的广泛应用能够提高我国煤矿企业的科技化水平和生产效率,进而增强企业综合实力。 2机电一体化在煤矿机械中的应用意义 2.1促进煤矿企业生产效率、效益的提高 机电一体化在煤矿机械中的应用顺应了我国经济飞速发展、煤炭企业深化改革的时代要求。就我国煤矿企业的生产现状而言,虽然大部分企业都基本实现了机械生产,但是整体机械化水平不高,这严重制约着企业生产效率的提高。然而,由于机电一体化技术的深入推广,煤矿企业的劳动效率有了显著提高。特别是自动化技术和微处理设备的运用,工人的个人劳动效率得到提高,进而提高企业的总体生产效率。不断提高的产量使得企业的经济利润得到提高,同时,工人收入也随之增加。机电一体化的运用,大大提高了我国经济发展水平。 2.2提高煤矿生产安全性 近年来,煤矿生产安全性已经成为社会热点话题。众所周知,我国传统的煤矿工人大多在多粉尘、阴冷、潮湿的环境下工作,工人的身体健康和生命安全受到严重威胁,而机电一体化的运用大大降低了工人的劳动强度,改善了工作环境,将生产安全事故发生的可能性降到最低,加大了劳动保障,有效的保证了煤矿工人们的生命安全。 3机电一体化在煤矿机械中的应用实例分析 3.1机电一体化技术在采煤机中的运用 作为生产过程中最重要的机械设备之一,采煤机的工作效率直接关系着煤矿的产量、企业的效益。电牵引采煤机作为机电一体化技术在采煤机中运用的一大典型,有效的解决了采煤机移动过程中的阻力问题,当采煤机出现滑动现象时,电牵采煤机可以利用发电制动,在其轴端配备了性能良好的停电功能,这样就能避免生产过程中的滑动现象。 3.2机电一体化技术在安全生产监控监测系统中的运用 从20世纪90年代起,我国就开始了对于安全生产监控监测系统的研究,经过科学家们的不懈努力,我国终于有了自己的一套技术水平较高的监控监测系统,其中包括:我国常州自动化研究所研制的kj95系统、煤科院重庆分院研制的kj90系统等等。在这些监控监测系统的研发过程中都有效的利用了机电一体化技术。 3.3机电一体化技术在带式输送机中的运用 由于自身半自动化水平高、机械效率高、连续输送距离长、输送量大等优点,带式输送机在中国煤矿企业中广泛使用,是原煤输送的主要设备。随着机电一体化的深入运用与不断发展,现在我们已经可以使用设计简单、操作方便、不需要复杂的接口装置与输入输出设备的可编程型PLC控制器,这种控制器具有很强的抗外界干扰能力,即使在比较恶劣的环境中,也能进行长时间的作业。 4机电一体化在煤炭机械中应用的发展趋势 4.1应用更加智能化 人工智能技术不不断发展,神经网络、模糊数学、心理学、混沌力学等领域的研究都取得了丰硕的成果,这为机电一体化水平的提高奠定了基础。并且,我国煤炭生产需求不断在扩大,对于机电产品的智能化要求也不断增加,要求这些产品具有超强的逻辑判断能力、推理能力,甚至可以自主决策,机电产品智能化已经成为时代的需求。 4.2应用更加人性化 机电产品在煤炭设备中的应用也是为了更好的服务于人类的生产活动。更好的服务于人们的生产和生活是机电产品发展永远不变的宗旨。当然,这对机电产品也提出了更高的要求。中国的研发机构需要进一步完善机电产品的性能和结构,同时还要照顾到人们的审美需求,在设备外形、色彩等方面着手,使设备更贴近煤炭生产工人的需求,符合工人的工作习惯,更好的为我们的生产生活服务。 4.3应用更加环保化 改革开放以来,我国经济取得了突飞猛进的发展,与此同时,我们赖以生存的生态环境遭到了极大破坏,环境问题也已经成为社会的一个热点问题。我们社会的发展需要更加环保的技术和产品,这已经成为社会发展的一大趋势。在煤炭行业应用机电一体化技术,使得煤炭生产过程更加符合可持续发展的需求,节约能源,保护环境。产品绿色化、环保化,产品使用寿命结束后,重新进行分解,进而再利用。机电产品环保化,并且将其应用到煤炭机械设备中,是社会发展的大趋势。总之,为了适应经济迅猛发展以及社会的不断进步,对于机电产品的要求也不断提高,当然,这也能促进机电一体化在煤炭机械中的应用不断完善和发展。这样,我国煤炭产业才能不断发展,生产效率、综合实力得到提高,进而实现这一产业的可持续发展。 作者:胡鹏 刘宏 单位:邵阳学院魏源国际学院 煤矿机电一体化论文:煤矿机械中机电一体化技术的应用 摘要: 煤矿机械的机电一体化技术包含了计算机控制、信息、通信以及电力电子等方面的内容。在我国煤矿产业高速发展的今天,机电一体化技术受到了人们的广泛关注。笔者分析了机电一体化技术的大致特点,介绍了其在煤矿机械中的应用,并总结了其在我国的发展趋势。 关键词:应用 煤矿 机电一体化技术 我国的煤矿机械行业不断追求技术革新,在此背景下机电一体化技术进入了人们的视野。机电一体化技术是一门结合了机械、计算机、信息等技术的新兴技术领域。煤矿开采领域的机电一体化技术旨在降低煤矿工人们的劳动强度,在大幅减低煤矿生产成本的同时提高企业的生产效率,并保障矿山开采的安全性。与此同时,机电一体化技术在企业的安全监控生产以及重型设备的维护工作中也起到了重要的作用,从而在一定程度上促进了企业的发展。 1机电一体化技术 1.1机电一体化技术的相关介绍 机电一体化技术在主功能、动力功能以及控制功能的整合工作上有着突出的成绩,同时其引入了另外的先进技术如智能软件与微电子技术。机电一体化技术可以促使计算机、机械、微电子等技术的融合,从而形成最佳的匹配系统。30多年来,我国的机电一体化技术保持着稳定发展的态势,获得了一定的成绩。机电一体化技术产品的重要发展方向是智能化、微型化与系统化。煤矿行业的机电一体化技术的运用,将有利于企业开展节能减排的生产活动,同时也能促使企业提高生产安全性,从而增加企业的生产效益。 1.2机电一体化技术的发展历程 机电一体化的发展史大致可以分为3个阶段 (:1)20世纪60年代之前的时期是机电一体化技术的第一发展阶段,然而彼时的军事原因在很大程度上阻碍了机电一体化技术的发展,在这个阶段中,机电一体化技术发展缓慢,其产品的开发研究能力处于较低的水平 (。2)机电一体化技术的研究工作中的第二阶段是从20世纪70年代开始的,这一阶段可以称作机电一体化技术发展的黄金时期,彼时通信、控制技术以及计算机的高速发展为机电一体化产品提供了强大的技术支持,而在此过程中,大规模集成电路与微型计算机领域的长足进步也促进了机电一体化技术的发展。 (3)在20世纪90年代起,机电一体化技术进入了第三发展阶段。在这一阶段中,机电一体化技术向智能化的方向迈进。微细加工技术以及光学技术进入到机电一体化技术之中,从而产生了一些崭新的机电一体化技术的分支。我国的机电一体化技术经过几十年的发展取得了令人瞩目的成绩,但总体水平仍与国际先进水平有着较大的差距。 1.3在煤矿行业的机电一体化产品 煤矿是我国重要的战略能源,因此,国家给予了煤矿行业足够的重视,机电一体化产品进入到煤矿行业并应用于矿产机械对于我国的煤矿生产有着重要的意义。由于机电一体化产品的应用,供电设备、提升机以及电牵引采煤机等设备已经具备安全报警、图像监控以及自动监控等先进功能。因此,机电一体化技术在煤矿机械中的应用有利于提高矿山开采工作的安全性与效益性。 2机电一体化技术在煤矿企业中的实际应用 2.1机电一体化技术在采煤机上的应用 在煤矿开采工作中,采煤机具有极其重要的作用,而电牵引采煤机的成功研制对于煤炭开采而言有着重要的意义。电牵引采煤机是机电一体化技术在煤矿机械上的典型应用,与传统的人力采煤机相比,电牵引采煤机拥有更大的牵引力,并且电牵引采煤机还具有整机效率高、维修量较少以及可靠性高等优点。 2.2带式输送机上的机电一体化技术 带式传送带在煤炭的运输方面有着重要的作用,我国目前已自主研发了多种类型的带式传送机,并在相关的输送机关键部件的研制工作中取得了突出的成绩,使得国产带式输送机的功能日趋完善,稳定性也得到了大幅的提高。 2.3机电一体化技术在煤矿企业安全生产监控系统上的应用 煤炭生产企业要始终坚持“安全第一,以人为本”的原则,因此,煤矿企业必须要具备功能完善,可靠性高的安全生产监控系统,而先进的机电一体化技术的出现为煤矿企业带来了福音。我国依据自身国情,自主研发了新一代的煤矿安全生产监控系统,其中有KJ90和KJ95系统,这两大系统在促进监控系统智能化与提高煤矿生产可靠性方面有着重要的作用。 2.4机电一体化技术在煤矿提升机上的应用 机电一体化技术在提升机上的应用的最大成果便是交直流全数字化提升机的研发使用。先进的机电一体化技术使得内装式提升机的驱动与滚筒的结构融合在一起,从而达到整合机械、自动控制与通信等技术的目的。目前我国自主研发的全数字化提升机,拥有先进的系统,且可靠性高、性能出色。 3先进的机电一体化技术在煤矿机械中的应用前景 3.1大幅提高煤矿开采的经济效益 经济效益对于煤矿开采工作而言十分重要,如何提高煤矿开采的经济效益是煤矿企业所需重点考虑的问题。而机电一体化技术在煤矿机械中的应用,大幅地增强了煤矿机械的性能,提高了煤矿开采的效率,从而使得煤矿企业获得更加丰厚的经济效益,促进了当地经济的发展[1]。 3.2为煤矿开采创造了更加安全的环境 传统技术条件下的煤矿开采工作主要依靠人工下井进行工作,这使得矿工们的生命财产无法得到有力的保障。而先进的机电一体化技术在煤矿开采行业应用后,大大地提高了煤矿机械的性能,使其在煤矿的提升、采掘以及运输的工作上发挥更加巨大的作用,从而将矿工们从危险的工作环境中解放出来,最大程度上降低矿工们患上职业病如尘肺病的几率,保障了矿工的身体健康[2]。 3.3促使煤矿开采效率的大幅提高 高效率是煤矿开采的追求,高效率的开采工作不仅可以节约资源、降低能耗,还能为煤矿企业带来巨大的经济效益。机电一体化技术在煤矿行业的应用,有效地提高了煤矿机械的性能与工作效率,由于其摒弃了落后的生产模式,因此,降低了煤矿工人们的工作强度,从而促使矿山开采工作的总体效率得到大幅的提高[3]。 3.4加速煤矿企业的改革 传统煤矿企业的生产方式与煤矿开采机械都相对落后,在我国煤矿需求日益增大与煤矿资源短缺的今天,煤矿企业应当积极改革生产方式与提高生产机械的性能。而先进的机电一体化技术在煤矿行业的应用,能给企业带来丰厚的回报,煤矿企业在激烈的市场竞争中必须不断提高创新能力,提高煤炭的利用效率,才能在市场竞争中获得有利地位。机电一体化技术拥有巨大的前景,可以促使煤矿企业积极引进人才,推进改革创新,不断深化机电一体化技术的应用,从而提升自身的竞争力,创造良好的经济效益[4]。总之,当前我国的煤矿机械设备在朝着程序化、信息化以及智能化等方向发展,机电一体化设备因其功率小,可靠性高等特点而被人们广泛应用于矿山开采工作中。机电一体化煤矿机械在降低生产人员的危险与提升煤矿企业的生产效率等方面作出了卓越的贡献。我国的机电一体化设备发展趋势是:增加机械的通信功能;研制多功能煤矿机器人;自主研发煤矿机械的核心配套设施。 4结语 先进的机电一体化技术在煤矿机械上的应用,是我国科技创新的杰出成果,也是中国建设现代化煤矿企业的需要。机电一体化技术有利于完善我国煤矿企业的生产功能,提高其生产效率,保障生产人员的生命财产安全,从而提高企业的经济效益。 作者:王庭国 单位:陕西煤化机电安装有限公司 煤矿机电一体化论文:煤矿机械中机电一体化的应用 【摘要】 本文简单介绍了什么是机电一体化,然后结合实际情况分析了机电一体化在煤矿机械中的应用意义以及机电一体化在煤矿机械中应用的发展方向。 【关键词】机电一体化;煤矿机械;应用 随着科学技术的进步和现代煤矿对于采矿效率、生产的安全性要求不断提高,我国许多煤矿企业都进行了旧设备更新换代和技术革新,将机电一体化技术运用到煤矿生产过程中去,煤矿生产已经呈现出自动化、智能化趋势。 1什么是机电一体化 从结构层面分析,多功能性、智能化、自动化起机电一体化的显著特征,它是机械设备、信息设备和软件的有机融合,主要依靠科学技术和计算机软件来实现机械设备的信息化、数字化,从而提高机械设备的生产性能和效率。机电一体化在煤矿机械中的广泛应用能够提高我国煤矿企业的科技化水平和生产效率,进而增强企业综合实力。 2机电一体化在煤矿机械中的应用意义 2.1促进煤矿企业生产效率、效益的提高 机电一体化在煤矿机械中的应用顺应了我国经济飞速发展、煤炭企业深化改革的时代要求。就我国煤矿企业的生产现状而言,虽然大部分企业都基本实现了机械生产,但是整体机械化水平不高,这严重制约着企业生产效率的提高。然而,由于机电一体化技术的深入推广,煤矿企业的劳动效率有了显著提高。特别是自动化技术和微处理设备的运用,工人的个人劳动效率得到提高,进而提高企业的总体生产效率。不断提高的产量使得企业的经济利润得到提高,同时,工人收入也随之增加。机电一体化的运用,大大提高了我国经济发展水平。 2.2提高煤矿生产安全性 近年来,煤矿生产安全性已经成为社会热点话题。众所周知,我国传统的煤矿工人大多在多粉尘、阴冷、潮湿的环境下工作,工人的身体健康和生命安全受到严重威胁,而机电一体化的运用大大降低了工人的劳动强度,改善了工作环境,将生产安全事故发生的可能性降到最低,加大了劳动保障,有效的保证了煤矿工人们的生命安全。 3机电一体化在煤矿机械中的应用实例分析 3.1机电一体化技术在采煤机中的运用 作为生产过程中最重要的机械设备之一,采煤机的工作效率直接关系着煤矿的产量、企业的效益。电牵引采煤机作为机电一体化技术在采煤机中运用的一大典型,有效的解决了采煤机移动过程中的阻力问题,当采煤机出现滑动现象时,电牵采煤机可以利用发电制动,在其轴端配备了性能良好的停电功能,这样就能避免生产过程中的滑动现象。 3.2机电一体化技术在安全生产监控监测系统中的运用 从20世纪90年代起,我国就开始了对于安全生产监控监测系统的研究,经过科学家们的不懈努力,我国终于有了自己的一套技术水平较高的监控监测系统,其中包括:我国常州自动化研究所研制的kj95系统、煤科院重庆分院研制的kj90系统等等。在这些监控监测系统的研发过程中都有效的利用了机电一体化技术。 3.3机电一体化技术在带式输送机中的运用 由于自身半自动化水平高、机械效率高、连续输送距离长、输送量大等优点,带式输送机在中国煤矿企业中广泛使用,是原煤输送的主要设备。随着机电一体化的深入运用与不断发展,现在我们已经可以使用设计简单、操作方便、不需要复杂的接口装置与输入输出设备的可编程型PLC控制器,这种控制器具有很强的抗外界干扰能力,即使在比较恶劣的环境中,也能进行长时间的作业。 4机电一体化在煤炭机械中应用的发展趋势 4.1应用更加智能化 人工智能技术不不断发展,神经网络、模糊数学、心理学、混沌力学等领域的研究都取得了丰硕的成果,这为机电一体化水平的提高奠定了基础。并且,我国煤炭生产需求不断在扩大,对于机电产品的智能化要求也不断增加,要求这些产品具有超强的逻辑判断能力、推理能力,甚至可以自主决策,机电产品智能化已经成为时代的需求。 4.2应用更加人性化 机电产品在煤炭设备中的应用也是为了更好的服务于人类的生产活动。更好的服务于人们的生产和生活是机电产品发展永远不变的宗旨。当然,这对机电产品也提出了更高的要求。中国的研发机构需要进一步完善机电产品的性能和结构,同时还要照顾到人们的审美需求,在设备外形、色彩等方面着手,使设备更贴近煤炭生产工人的需求,符合工人的工作习惯,更好的为我们的生产生活服务。 4.3应用更加环保化 改革开放以来,我国经济取得了突飞猛进的发展,与此同时,我们赖以生存的生态环境遭到了极大破坏,环境问题也已经成为社会的一个热点问题。我们社会的发展需要更加环保的技术和产品,这已经成为社会发展的一大趋势。在煤炭行业应用机电一体化技术,使得煤炭生产过程更加符合可持续发展的需求,节约能源,保护环境。产品绿色化、环保化,产品使用寿命结束后,重新进行分解,进而再利用。机电产品环保化,并且将其应用到煤炭机械设备中,是社会发展的大趋势。总之,为了适应经济迅猛发展以及社会的不断进步,对于机电产品的要求也不断提高,当然,这也能促进机电一体化在煤炭机械中的应用不断完善和发展。这样,我国煤炭产业才能不断发展,生产效率、综合实力得到提高,进而实现这一产业的可持续发展。 作者:胡鹏 刘宏 单位:邵阳学院魏源国际学院 煤矿机电一体化论文:煤矿机械中机电一体化数控技术的应用 科学技术的进步,在客观上带动了机电一体化数控技术的更新和完善,并且在当前的发展态势下,被广泛应用到了众多的领域中。煤矿开采作为社会经济发展的重要支撑,是社会经济稳定正常运行不可忽视的方面,机电一体化数控技术在煤矿开采企业中的应用,可以大大地提高开采的质量和效率,改进开采的技术和方式,并且在不断的实践探索中,在采煤机故障的诊断以及微机监控等方面也取得了显著的成效,根据机电一体化数控技术的发展状况,它在煤矿机械设备中的应用是具有重要意义的。 1机电一体化数控技术在煤矿中应用的概况分析 从当前的煤矿开采施工的现状来看,机电一体化数控技术的应用具有重要的作用,它是综合了各种先进的技术,包括液压控制技术、电子技术以及机械技术等的综合,可以极大地提高煤矿机械设备操作的安全性、可靠性和经济性,并且也为后期的维护拆除等各种提供了便利。当前的应用现状,主要是以微处理器和微机为核心的控制装置和电子技术,在很多的煤矿机械设备中都有体现,其中电子技术较为突出,例如煤矿机械设备中故障的报警、自诊以及在线监控等,还包括提升机的PLC系统、采煤机的变频控制系统等的诸多方面,而且随着煤矿开采技术的进一步发展,会对煤矿机械性能有更高的要求,这就使得在煤矿机械的结构构成中,电子控制装置的应用会更加的普遍,维护会更加的专业。在实际的煤矿生产过程中,煤矿机械的经济性和性能的自动化程度是决定着煤矿生产通风、排水以及供电等安全性能的。煤矿电子性能的优劣以及控制系统的质量是否良好是直接影响着机械设备的运行可靠性、动力性和经济性的,然后对其使用寿命、生产效率和施工质量产生深刻影响,作为现代煤矿机械设备重要组成部分的电子控制系统,逐渐成为了现代煤矿机械化水平的重要体现。科学技术的不断发展,在煤矿机械设备中,电子控制系统的地位更加的巩固,随之而来的就是它的结构复杂程度不断加深,那么它的性能作用会更加全面的发挥,这就需要操作人员有专业的技能水平,可以对机械设备有熟练的掌握,能够简单处理一些故障问题,并制定合理的维护保养措施。一般来说,从大量的煤矿机械设备在实际开采中的应用可以看出,煤矿机械设备需要满足以下几方面的性能,首先,具有较高的精度,施工的操作简单,自动化程度高不需要过多的人工投入,并且满足节能降耗的要求,生产效率十分良好,并且实用性强,便于后期的维修管理;其次,要满足使用寿命长、安全系数高以及运行稳定可靠的要求,并且它的制造和使用成本不会过高;第三,负责操作的工作岗位条件好,劳动强度不能过高;最后,可以大大降低停机维修的时间,可以对出现故障的部位及时准确的查出,并且可以对故障进行自诊和自动警报。随着时代的发展,如果仅仅依靠液压技术和机械技术,那是很难满足煤矿机械设备各种性能改进的要求的。因此,就需要积极地发展电子控制技术,提高其普及率和使用率,它是机电一体化数控技术的重要体现,如果可以在煤矿开采机械设备中应用,必然会推动煤矿开采机械设备的又一次更新换代,从性能上产生质的飞跃。 2煤矿机械中机电一体化数控技术的应用分析 2.1煤矿综合采煤中的应用 当前,机电一体化数控技术在煤矿机械设备中应用最为典型的就是电牵引采煤机,它是机电一体化数控技术的有力体现,从它的实际应用来看,在它的牵引特性上,是远远优于液压牵引的,具有无可比拟的先进性,可以很好地应用在大倾角煤层上。它还具有一系列的应用优点,例如反应灵敏、使用周期长、运行效率高、安全可靠、动态性好以及结构简单等等。 2.2煤矿开采运输的提升设备 第一,带式输送机。这是煤矿开采输送环节中重要的运输设备,其自身具有效率高、运行可靠、输送量大,运输距离长等的特点。第二,矿井提升机。它可以轻松的完成全数字化交直流提升工作,特别是对内装式提升机,驱动和滚筒是连接在一起的整体,它是机电一体化数控技术应用的典型设备,它的应用可以大大地简化机械设备的结构。 2.3其他类的煤矿机电一体化装置 从实质上来说,煤矿供电设备是属于其他机电一体化设备范畴的。根据煤矿供电的特点,也就是要满足大功率设备的要求,设备的质量较高,运行安全可靠,因此,就要根据煤矿开采的实际来采取合理的方法以最大程度的减少无功功率的损耗,减少供电系统中的无功电流,进而提高功率的因数,一般来说,常用的方法有两种,即就地补偿和集中补偿。从当前的应用现状来看,使用最为广泛的是微机保护开关,它的网络功能是较为齐全的,对于煤矿开采来说,是十分有益的,值得大力的推广采用。 2.4煤矿安全生产中的应用 除了上述的分析外,机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用还涉及到矿井安全生产监控系统,它是一种十分高效和合理的措施,可以对煤矿管理和安全生产起到积极的维护作用。从实际的煤矿开采工作来看,它所具有的特点就是,首先,它所采用的是Win-dows操作系统,可以接入互联网,实现网络功能,可以促进测控分站智能化水平的提高;其次,根据煤矿开采工作的特点,严格的遵守煤矿开采安全生产的规章章程,要求在一些大中小的煤矿高瓦斯矿井中,特别是瓦斯含量超标的矿井中,必须要安装矿井监测监控系统,对矿井的情况进行实时的监测,便于及早发现异常状况。 3机电一体化数控技术在煤矿机械中应用的建议 由于我国的机电一体化数控技术起步较晚,相对于国外先进技术来说,还存在着很大的差距,加上从当前我国的社会经济发展态势来看,就需要研究人员加大科研力度,增加在机电一体化数控技术上的资金投入,进而在实践中不断的提高我国的机电一体化数控技术水平,使其可以更好的应用在煤矿机械中,提高自动化程度。另外,也可以积极的借鉴国外先进的技术,并依据我国煤矿开采行业的实际状况,把握开采活动的要点,从而制定出一套不仅符合我国煤矿企业发展而且又可以促进机电一体化数控技术进步的发展规划,使其两者可以更好的结合,从而使我国的煤矿开采行业发展前景更为广阔。 4结束语 在当前的煤矿开采行业中,机电一体化数控技术的应用具有重要的现实意义,不仅可以保证煤矿生产的安全可靠,提供煤矿开采的效率和质量,还可以促进机电一体化数控技术的进一步完善。我国的机电一体化数控技术起步较晚,相对国外先进技术来说,还有很大的不足之处,需要技术人员加强研究,并积极借鉴先进经验,从而推动煤矿机械的智能化、自动化发展。 作者:胡剑辉 唐建忠 单位:丰城曲江煤炭开发有限责任公司 煤矿机电一体化论文:煤矿机械中机电一体化技术应用 1关于机电一体化技术 1.1我国机电一体化技术研究历程 从过去几十年的研究历史可以看出,我们可以把机电一体化技术的研究在我国分为四个阶段:上世纪六十年代以前,由于中国的内部问题以及战争,促使煤矿机械和电子技术的集成处理系统,这也体现出我们国家在这个问题上的机电一体化产品发展,在很大程度上是自我发展的水平,这也导致了我国发展自己的技术限制,已开发成功的产品难以获得大范围,导致下一个努力工作得到进一步发展;七十年代初,受到世界飞速的传播与发展,计算机通信控制技术为中国的机电一体化产品的发展提供了良好的外部技术基础。例如,技术的发展和国际大规模集成电路,计算机,研究我国机电一体化技术以外部物质条件。第三阶段始于九十年代初,由于光学技术的渗透,微加工技术,新型机电一体化技术越来越多地开始出现,最后的决定机电一体化技术是向智能化方向发展。 1.2机电一体化技术概述 目前最先进的机电一体化技术功能对比传统机电技术最大的特点是极大地加强了控制系统,以主菜单与机电一体化相结合以及源函数为基础,利用高端智能软件技术和微电子技术,引进多个相互融合、相互渗透的领域,以此新兴机电一体化注入新的活力。但在这一过程中,也可能面临多项技术的简单的、不集中的相加,这也给当前机电一体化增加了不少困难。研究发现,机电一体化技术在信息、计算机、煤矿机械加工、微电子技术等领域中可以寻求到最佳匹配。现在的机电一体化产品的发展是一个系统———智能化和小型化,以此达到煤矿机械加工与机电一体化技术能够共同操作,极大地满足了煤矿安全生产的需求、有效降低劳动紧张程度,并提高最终救援人员的安全度,极大地保护了矿区原生态环境,以此达到降低生产能耗的目的,使机电一体化得到长期有效稳定的发展。 1.3煤矿机械加工中机电一体化产品 伴随着全球资源日益紧缺,各国对能源问题的越来越关注,煤矿作为我国战略资源不可或缺的成员,其开采的重要性可见一斑。如今,伴随着越来越先进的机电一体化产品应用到煤矿机械加工中来,煤矿企业的开采效益越来越高。如今,以计算机控制为主的国产供电设备、提升机、电牵引采煤机、掘进机和输送机等煤矿机械加工都具备了全程监控、自动报警、图景扫描、信息控制等先进功能。这使得在我国的煤矿机械加工管理工作中,机电一体化产品的应用尤为广泛,也确保了煤矿开采工作中的高安全性、高效益性与高技术性。 2煤矿机械产品的机电一体化与生产流程的协同策略 机电一体化策略的主要内容有:其一、关系型产品模型;其二、与关系型产品模型相匹配的产品信息管理系统;其三、以实例推理为基础的智能技术。三方面是机电一体化策略的重要手段。以企业原有产品作为开发对象,开拓思路,对其进行重新改造与设计,充分重视与利用企业可再生的信息资源,提高交货效率及产品质量,节约成本的同时,增加了产品的环保性。企业想要在激烈的市场竞争中立于不败之地,就需要在机电一体化中积极寻求方法。 2.1零件分类及其变型模式 受制作成本限制,一般在定制煤矿机械产品零件事都是批量生产的,所以,首先应保证零件资源特性,其次要考虑不同客户的不同需求,对不同要求的零件进行单独处理。煤矿机械产品一般由标准件、通用件与定制件三类组成零件。机电一体化的模式受不同类型零件的影响其功能会产生差异。需要特别说明的是,在煤矿机械产品的机电一体化阶段,首先应该保证通用件的变型是根据已有实例做出的取代变形模型,当该模型已经不具备重用条件或是达不到变型所需要的条件时,零件变型主模型就必须通过参数化变型得到满足煤矿机械产品定制的需求。 2.2利用AutoCAD软件操作系统作为快速实现机电一体化产品信息的辅助工具 AutoCAD是指计算机的辅助设计,是设计者在设计过程中利用计算机技术或其他辅助设备帮助设计师工作时使用,使用它的画,抬高的过程,可以很简单按照各部分的大小、模式进行绘图,最终依据准确的命令完成煤矿机械的设计。由平面和高程AutoCAD绘制,在图纸中,利用软件充分表述设计者思想意图,并且可以产生三维立体模型,用最直观的方式在最大程度上表现出设计与施工。当然,任何软件都不可能完美无趣,AutoCAD绘制出来的图形同样也会存在一些软件系统难以完善的缺陷。因此,在设计部门经常使用PS图象处理软件。在煤矿机械产品的机电一体化开发中,利用几何数据模型和属性数据模型可建立煤矿机械产品的变型模型。 2.3煤矿机械几何数据模型 目前,在一体化煤矿机械产品中,操作者主要做到两项工作,一是数据化管理产品固有生成属性,二是要分析数据间的关系,此关系主要指层次分布关系。因此,分析机电一体化模型就要将其分为两部分:矿机械生产属性信息及零件图形信息。为了更好地体现零件图形信息,一般可以运用AutoCAD技术细致的体现煤矿机械零件的各个微小细节;相比之下,煤矿机械产品属性产生巨大的信息数据量,它对煤矿机械中各类零件特征进行采集归纳,以此为基础,才能实现生产煤矿机械零件实施信息化操控以及全程监控机电一体化过程等,具体到在几何数据模型中体现机电一体化工作则是由几何图形表示,为了便于从直观上观察数据,在几何数据模型中将通过点、线、面结合的方法展示。通过这些数据可以充分了解矿区环境下的所有煤矿机械产品和零件分别具有的不同属性特征与几何特征。首先,系统下的点线位置表示了几何特征;其次,属性特征则依据不同地物的分属类型进行层次归类。由前文所述可知,研究对象是几何集合构成,组成方式,为了更好地展开研究,我们可以将杂煤矿机械类的属性特征和几何特征分别分类并阐述其定义。一般情况下,具备几何特征的数据可以分为层次数据与几何数据两方面。几何数据是研究煤矿机械形状大小、空间位置及其拓扑关系等方面的基础数据。 2.4煤矿机械属性数据模型 一般情况下,属性特征可以对描述各物体要素特征、形态和分布关系等方面产生直接影响。煤矿机械产品属性与图形信息息息相关。实体对象与图层信息都拥有单向的属性数据。首先对属性数据和客观数据间的联系进行简要介绍。基本属性数据一般可以分成公共属性、独享属性、共名或共值属性、可否传播属性、传值属性和传名属性八种类型。然而如果以分类和层次关系为分类标准,那么又可将各属性数据分做两大类,例如:煤矿机械产品属性数据主要是由各设备的名称编号、赋予原值、生产状态、地理坐标等构成。 3结束语 文章首先介绍了煤矿机械产品的机电一体化要求,然后对机电一体化的参数化模型展开分析,同时根据煤矿机械产品的表达模式的机电一体化分析FlexRIA法。可以是一个很好的产品,传统的煤矿机械性能和实现数据管理通过模型的属性数据,几何数据模型对现有大量煤矿机械产品零件的分布式层次关系进行了总结,体现出系统界面、可视化、可操作性强等优点,极大地促进了中国的煤矿机械产品技术的发展,提高了企业经济效益,同时对煤矿机械产品制造技术与生产流程的协同性具有很好的借鉴和指导意义。 作者:李道敏 单位:三峡电力职业学院 机电与自动化学院 煤矿机电一体化论文:机电一体化在煤矿机械中的应用 1机电一体化的发展现状 20世纪60年代我国开始实际应用机电一体化,到了90年代,随着计算机技术和网络技术的不断发展和成熟,机电一体化开始被广泛使用,并实现了跨越式发展。近几年来,机电一体化技术广泛应用于煤矿企业生产中的各个领域。但我国机电一体化技术与国外先进水平相比还有差距,因此,我们需要重视机电一体化的应用,并加大对机电一体化的研究力度。 2煤矿机械中应用机电一体化的重要意义 2.1有利于安全生产 机电一体化有利于安全生产,煤矿井下作业环境阴冷、潮湿、粉尘多,对工人的身体健康的危害很大,采用机电一体化后,一方面可以减少人工作业,优化作业环境;另一方面,引入机电一体化能够实现信息化自动控制,能够实现机械设备功率实时变化,能够实现除尘机、采煤机、烘干机等机械设备的转速自动变速功能,大大降低机械的磨损。 2.2能够提高作业效率 尽管目前很多企业开始进行机械采矿作业,但机械化水平不高,煤矿工人劳动强度依然很大。使用机电一体化技术后,可以代替大量劳动工人或普通机械设备进行作业,节省人力资源,可以有效提高挖掘效率,降低生产成本。 2.3有利于提高经济效益 机电一体化有利于提高煤矿企业的经济效益,主要是因为:①大大节省了物力、人力,节省了人力成本和其他机械设备使用和维护成本。②煤矿生产实现了自动化作业,劳动生产率得到了提高。③员工的安全状况得到了保障,工作环境得到了改善。 3机电一体化在煤矿机械中的应用 3.1在线监控、故障诊断及自动报警 监控系统在大部分煤矿得到了广泛的安装或使用,监控系统可以有效地监控采矿系统、制动系统、动力系统、液压系统以及运输系统等。若被监控对象发生异常,监控系统可以及时发出警报,监控系统具有强大的优势。1)能够自动诊断系统是否出故障及故障原因。2)可以及时准确地发出警报。3)能够提高设备的使用寿命。4)能够减少维修的成本和时间。5)可以有效提高安全事故责任人的管理水平。 3.2提升机械设备半自动化或自动化程度 煤矿机械设备的自动化或半自动化控制可以大大降低或减少因人为错误操作而导致的安全问题,还可以降低工人的作业难度,有效提升劳动生产率。 3.3应用于节能减排 信息化编程可以将液压机、烘干机、传送机等机器的电能消耗量控制在合理的水平,避免了由于人员操作而造成的货物装载不满或超载的现象,可定量传输原煤,大大降低了电量的消耗,提高了煤矿生产效率,优化了产业能耗结构,达到了节能减排的效果。 4机电一体化在煤矿机械中的发展方向 4.1更加智能化 智能化可以使煤矿开采系统更完善,能够更好地满足煤矿生产中的安全性、经济性等要求。煤矿井下地形复杂,工作条件恶劣,各类安全事故时有发生。虽然人工操作难以避免,但煤矿智能化是一种趋势。 4.2更加微型化 机电一体化更加微型化是指在煤矿机械生产中,机电一体化技术逐渐应用于微型领域。这是因为微型化具有体积偏小、便于操作等优点,它能够为煤炭机械发展提供更高质量的服务。 4.3更加网络化 随着信息时代的到来,网络技术得到了迅速发展,从而把人们的生活生产紧密联系在一起。网络技术应用到煤矿生产中后能够对煤矿生产进行实时监控,能够提升煤矿生产的安全性能。鉴于这些优势,机电一体化在煤矿机械中必然趋于网络化。 4.4更加环保化 现如今,环保提升为国家的重要日程。在煤炭生产中,环保更是成为了一个重要问题。因此,在煤炭开采中,环保问题必须放在首要位置,摒弃传统煤矿开采方式,将废水回收再利用等进行科学、合理的规划,使煤炭生产得到可持续发展,使煤矿生产与地区经济保持协调发展。 5结语 综上所述,机电一体化在煤矿生产中起着举足轻重的作用,在未来几年,机电一体化的使用将会朝着更加智能化、微型化、网络化和环保化方向发展,不断完善煤矿生产技术,给煤矿企业带来更多的经济利益和社会效益。 作者:侯瑞峰 单位:山西汾西矿业集团中兴煤业 煤矿机电一体化论文:机电一体化技术与煤矿机械研究 1机电一体化技术的发展趋势 随着煤矿资源开采难度的加深,机电一体化技术也被广泛地运用到煤矿机械中去。但是,机电一体化技术作为煤矿机械设备的核心技术也并不是一成不变的。当前,许多拥有丰富煤矿资源的国家都在加强对机电一体化技术进行研究,以此来确保煤矿机械能够朝着智能化、信息化、自动化的方向发展,减少煤矿工作中安全事故的发生,提高工作安全,提高工作人员的生命安全,并在此基础上,有效地提高工作效率,使得煤矿的开采能够提升到一个新的层次中去,实现经济效益与安全生产双赢的局面。因此,在今后的机电一体化技术改革创新中,机电一体化技术要提高其通信能力,要加强对危机预警软件的开发研究,研究出新的安全监控系统,提高煤矿机器人工作的智能多样化。 2煤矿机械与机电一体化技术 2.1安全监控技术 煤矿工作是在井下进行,由于井下环境恶劣,存在着许多的不安全因素,对工作人员的安全工作和生命安全带来威胁。机电一体化技术能够及时地对煤矿工作环境中的有毒气体进行监控,并及时地预警给煤矿施工人员,有利于工作人员及时作出防范措施,从源头上来避免有毒气体的泄露给工作人员的生命安全带来隐患。在煤矿机械中运用安全监督技术,能够有效地提高安全监督系统的工作性能,及时地对设备故障进行排查,对设备故障的部位精准到位地运用数据显示出来,并能够自动化地对设备异常进行纠正,对设备故障发出警报,以此来避免因为设备故障耽误了工作的顺利进行,给工作人员的生命安全带来威胁,造成企业巨大的经济损失。 2.2节能损耗技术 煤矿工作进行中,因为煤矿机械设备的性能不高,操作难度比较大,常有资源能源浪费的现象出现。为了提高煤矿工作的工作效率,减少工作运行中能源损耗,就要加强对煤矿工作的管理,还应该要对其相应的设备进行技术革新。采煤机是传统的煤矿工作运行中对资源能源耗费现象比较严重的机器设备之一,传统的采煤机以液压技术来对其工作的开展进行牵引,液压技术具有不稳定性,导致牵引力不足,为了提供充足的牵引力,需要提供大量的能源消耗能量来进行补充,且对设备的损害大,导致能源损耗过大。现在采煤机运用电气一体化技术进行牵引,因为电流具有稳定性,所以能够提供平稳的牵引力,有效地降低设备在工作过程中的磨损程度,减少设备维修的次数,有效地实现了节能损耗,提高了煤矿工作的安全可靠性,提高了煤矿工作的工作效率,促进了企业经济的快速发展。 2.3机械自动化技术 传统的煤矿工作一般都是由人工来进行施工,机械只是起到辅助作用,导致人工的工作强度大,给工作安全和生命安全带来了威胁,不利于提高煤矿工作的工作效率,给煤炭的产量和质量都带来了一定的影响。机电一体化中的机械自动化技术运用到煤矿机械中去,能够有效地实现施工管理以及施工机械化。机械自动化技术的运用,能够使用机器代替人工进行施工,通过对机器人的控制,及时迅速地检测出施工环境的有毒气体,进而确定工作的安全方式。能够有效地减少施工人员工作的强度,提高施工人员工作的安全可靠性,还能够及时地将发现异常现象以图文的方式反馈给管理系统,然后提交到施工管理部门处,通过对异常现象进行分析,技术做好防范措施,有利于提高工作质量,保证工作人员的生命安全。 3结语 随着科学技术水平的提高,煤矿机械也在不断地改革发展,机电一体化技术将会更加广泛地被运用到煤矿工作中,进而有效地提高工作环境的安全可靠性,提高工作人员的生命安全,有效地减少能源损耗,减少设备的维修次数,提高煤矿工作的工作效率,为煤矿企业创造更多的经济财富。 作者:赵大伟 单位:淮北矿业集团公司刘店煤矿综采区 煤矿机电一体化论文:基于机电一体化的煤矿机械论文 一、煤矿机械中机电一体化的特点 1、实现机械生产的自动化和智能化在煤矿机械中应用机电一体化可以实现煤矿机械生产的自动化和智能化,全面提高煤矿机械的运行效率,提高煤矿企业的生产效率。首先,应用机电一体化技术可以实现煤矿机械运行状态监控的智能化。比如,在机械运行过程中,系统可以对电动机和传动系统等的运行状态进行智能监控,一旦发生运行故障,系统能够在第一时间发现并快速确定故障发生位置,发出警示提示工作人员。其次,应用机电一体化技术可以实现机械运行自动化,提升煤矿企业生产效率。比如,应用机电一体化对采煤机进行控制,就可以实现采煤机的自动运行,提升采煤机的采煤速度,提升企业生产效率。 2、降低管理成本,减轻工作人员的工作负担在煤矿机械中应用机电一体化可以实现机械运行的自动化和智能化,如此一来,煤矿企业就可以大大缩减机械运行管理工作人员,降低煤矿企业机械管理成本。除此之外,可以大大降低工作人员的工作负担,在机械运行管理工作中,管理人员不必再亲力亲为,每样工作都需要亲自进行管理方能够解决问题,保证工作效率,工作人员可以直接通过计算机控制程序实现机械管理的远程控制,甚至是无人智能化控制[2]。并且,应用机电一体化技术实现机械运行的自动化和智能化,还能够减少工作人员操作失误的出现,在传统的机械管理工作中,一旦管理人员经验不足或者是专业技术水平有限,在管理工作中就经常会出现工作失误甚至是工作错误问题,保证不了煤矿企业机械的正常运行,影响煤矿企业生产效率。而应用机电一体化技术,则可以有效避免该问题的出现。 二、煤矿机械中的机电一体化分析 1、提高安全生产监控系统的工作效率安全生产监控系统是煤矿企业生产工作体系组成中最重要的一个环节。在煤矿企业的生产过程中,安全生产监控系统能否稳定、高效运行不仅关系到企业生效效率的高低,还直接关系到包括企业机械运行安全以及工人施工安全等在内的企业生产的安全性。因此,在煤矿企业生产过程中,一定要对安全监控系统的运行状态引起足够重视,提升安全生产监控系统的工作效率,保证煤矿企业生产的安全性。我国在煤矿企业安全生产监控系统中应用机电一体化技术的发展时间比较短,所以技术上还存在一定缺陷。目前,机电一体化在安全生产监控系统中的主要应用表现在与X190系统的运用,该系统能够有效提升安全生产监控系统的智能水平,保证安全生产监控系统能够长期稳定、高效运行,进而提升煤矿企业的生产效率。 2、提高采煤机的工作效率煤矿企业的生产主要靠采煤机来实现,因此,提高采煤机的工作效率对提升煤矿企业的生产效率具有极为重要的推动作用。当在煤矿机械中应用机电一体化的理论被提出来之后,首先研究的对象就是在采煤机中应用,所以相对于其他煤矿机械中机电一体化技术的应用而言,采煤机中机电一体化应用技术发展的是最为完善的。机电一体化技术在采煤机中应用的最大体现就在于电牵引采煤机的研制。相对于传统采煤机而言,电牵引采煤机不仅能够实现采煤机的自动化和半智能化,还能够提供更加强大的牵引力,保证采煤机能够在各种复杂煤层中进行采煤工作[3]。并且,电牵引采煤机运行的稳定性也比传统采煤机稳定性强,耐磨损度高,还具有自动检测功能,可以通过定期自动检测对采煤机的状态进行检测,一旦发现故障,可以发出警报并准确指出故障位置,提示工作人员及时进行维修。 3、提高煤矿企业煤炭装载运输工作效率想要综合提高煤矿企业生产效率,除了要提升煤矿企业采煤作业的工作效率,还需要提升煤矿企业采煤工作完成后,煤矿装载运输作业的工作效率,可以说,生产、装载运输作业,就是整个煤矿企业生产工作中最重要的组成部分。而在装载工作中应用机电一体化技术,就可以实现装载运输工作的自动化和智能化,解放人类劳动力,提升科学发展力,进而提高装载运输工作效率。 三、结束语 在煤矿企业中应用机电一体化技术是提升煤矿企业生产效率,推动企业更好、更快发展的最佳选择。虽然,当前我国的机电一体化技术发展时间尚短,技术还不成熟,但已经体现出了其在煤矿机械中应用的巨大价值。因此,煤矿企业一定要重视起机电一体化技术的研制和开发,尽早完善机电一体化技术,更好的提升煤矿企业的工作效率。 作者:王淑文 单位:通化矿业(集团)有限责任公司 煤矿机电一体化论文:谈煤矿机电一体化技术的发展 摘要:作为能源型企业,煤矿企业推广机电一体化技术,可以有效的降低企业生产成本,提高采煤作业质量,实现对资源设备的优化配置。机电一体化技术是现代煤矿企业发展的重要趋势,对解决煤矿领域生产问题有重要价值。 关键词:煤矿;机电一体化;发展 机电一体化技术是以机械技术为基础,实现对现代自动控制技术和计算机信息技术充分整合利用的发展技术。机电一体化技术可以提高煤矿企业的总体经济效益,可以促进煤矿企业的快速发展,实现优化煤矿生产等目标。 1煤矿机电一体化技术简要分析 1.1煤矿机电一体化概念。煤矿机电一体化技术主要通过电气工程和机械工程有机结合,利用计算机设备把信息技术融入到煤矿生产的全过程,从而通过煤矿机械和电力设备的自动化控制,全面提高煤矿生产的效率。煤矿机电一体化技术经历了计算机软件系统发展,微电子设备的成熟,数字信息化时代到来,以及智能化设备的突破等多个准备期,目前已经可以广泛的使用一体化技术对煤矿机电设备进行操作。煤矿机电一体化技术可以充分的运用计算机技术的运算优势,实现对机电设备运行数据信息的全面存储和有效分析,实现信息自动控制目标。机电一体化技术还可以对机电设备的运行情况进行数据分析,在计算机系统上科学的判断机电设备的运行情况和分析潜在的风险。通过机电一体化技术还可以提高生产过程的安全性,可以对生产的细节进行有效的控制。目前机电一体化技术的操作向着简单化的方向发展,有助于提高标准化的机电操作技术的普及,在全面减轻采煤作业负担前提下,极大的提高采煤作业的效率。 1.2煤矿机电一体化特点。现代煤矿机电一体化技术是建立在多种技术综合运用基础上的一体化。现代信息技术已经成为煤矿机电一体化技术的支撑,通过必要的信息数据的收集与判断,可以全面提高煤矿生产过程的控制水平和效率,从而开发出有效的煤矿生产控制系统,解决好煤矿生产管理中的实际问题。首先,清晰的信息化界面支持采煤管理。采煤图形显示系统是当前煤矿机电一体化技术发展的主要特点,通过多个信息页面的显示系统,可以全面准确对采煤段进行监测,可以在操作系统中综合的分析采煤层的作业情况,并且使用相应的管理措施,通过管理技术人员落实好采煤策略,全面提高采煤的效率。其次,智能化的控制系统提高管理效率。通过信息化的采煤控制系统可以对机电一体产品进行有效的运用,可以实现对现有机电设备的自动化控制,从而优化提高机电设备的工作效率。第三,强大的实时通讯功能,机电设备一体化技术是建立在良好的通讯基础上的管理技术,注重通过光纤实现井上井下相联,建立起信息系统与机电设备的数据交换机制,可以实现信息的互换,这样既有利于对机电设备的保护,同时可以实现机电设备的全面控制。 1.3煤矿机电一体化现状。目前煤矿企业已经广泛在推广实施机电一体化技术,着力运用机电一体化的装备设施降低煤矿生产成本,提高煤矿生产效率,解决煤矿生产过程中的实际问题。特别是随着计算机技术的快速发展,煤矿机电一体化已经广泛开展研究信息化技术的普及应用模式,对煤矿运行过程中的数据收集意识日渐提高,注重通过必要的注重信息来支持煤矿机电一体化技术的使用。目前我国煤矿机电一体化设备的使用情况已经较为广泛,但是机电一体化设备的质量相对较低,还存在着机电设备一体化整体配置不足,机电一体化设备配置不均衡,机电一体化技术使用效率低等实际问题。煤矿领域机电一体化技术的推广还需要发展的过程,还需要解决当前煤矿企业盲目跟风投资问题,需要煤矿企业根据自身规模的实际需求,深层次研究机电一体化设备,并且注重引进专业的机电一体化管理人才,实现现有设备的高度利用,这样才能提高煤矿企业机电一体设备的利用效率,发挥出机电一体化技术的作用,为煤矿企业的机电一体化发展打下坚实的基础。机电一体化还应当向着煤矿企业的核心生产环节发展,还需要解决好开采、井下供电和运输等实际问题,从而为提高煤矿开采效率和质量提供更有力的技术支持与帮助。 2煤矿机电一体化的技术应用 2.1在采煤设备中的运用。机电一体化技术可以广泛应用于采备设备当中,在很大程度上降低了人力资源对设备的操作量,极大的减少了人力作业的危险,并且把人为不安全因素降到了更低的程度。通过机电一体化的控制方法,可以把采煤设备的作用充分的发挥出来,可以实现在更恶劣环境下的无人工作业,这对于提高采煤的效率,减少外在环境对采煤操作的影响,同时提高不间断操作的效率,进而降低设备的故障率都有重要的意义。通过一体化技术的广泛使用,还可以减少维修费用,可以使采用设备高效运转。2.2对采煤过程的全监控。通过机电一体化技术可以广泛的收集采煤作业的信息,可以实现对采煤全过程的有效监控,机电一体化技术不仅有效完善的信息收集系统,还可以通过预定的程序对采煤数据信息进行研判,这对于提高对采煤过程中潜在风险的预判有重要的意义。通过一体化的监控管理系统可以及时的发现采煤过程中的问题,并且实现机器设备与人的有效协调,从而提高采煤安全的保障性,同时实现了机电设备硬件与软件的有效协调。 2.3在运输设备中的应用。机电一体化技术还可以广泛的应用于煤炭的运输过程,实现了科学的调配运输资源,对于煤矿运输设备的自动化控制,有效的分配煤矿现有的运载能力有重要的意义。通过一体化技术可以准确的分析每天的采煤量,可以根据采煤量实现现有运输和存储资源的调配,在发挥现有设备作用的基础上,解决好惯性载荷的问题。同时还可以对运载力的故障进行及时的判断修复,这对于不断完善煤矿运输水平,提高煤矿运输的安全性和可靠性有重要的意义,是现代煤矿运输效率的重要保证。 3煤矿机电一体化的管理措施 3.1注重引进先进的管理技术。煤矿机电一体化技术的核心是引进计算机技术,注重通过计算机来引导煤矿机电设备的智能化发展。只有注重引进以计算机为主的先进的机电设备技术,才能不断对机电一体化进行全面更新,从而提高机电一体化与网络的有效结合,借助现代通讯技术提高通讯的可靠性和稳定性,从而达到机电一体化的控制目标。目前我们可以运用机电一体化技术主要用于对开采设备的管理方面,需要通过有效的培训专业技术人来实现煤矿的顺利开采,从而实现对煤矿开采的有效保障和科学管理。 3.2设立专门的机电管理机构。提高煤矿企业机电一体的管理水平,发挥出机电一体化技术在机电管理中的实际作用,必须注重发挥机电技术管理机构的作用,形成完善的机电机构管理体系,注重通过贯彻落实明确的机电管理制度标准,全面提高机电管理工作的积极性,解决当前机电管理工作人员积极性不高的问题,从而保证机电设备的顺利运行,实现提高机电设备管理积极性的目的。也只有通过建立起完善的机电一体化技术的管理机构,才能有效的在煤矿企业内部推广相关管理规定,不断提高机电管理人员的工作能力水平,把先进的设施和技术在煤矿企业内部进行有效的推广。 4煤矿机电一体化的发展方向 4.1智能化。智能化是机电一体化技术发展的主要方向,只有注重推动智能化系统的建设,才能把各种机械电力技术综合应用到煤矿企业发展的全过程,从而增加煤矿机电功能的推广与应用。为了提高机电设备的智能化水平,还应当通过智能化设备加强对井下环境及信息的收集,通过智能化设备实现对机器设备运转情况,井下开采环境数据信息的全面收集和智能判断,在此基础上提高设备操作的有效性,全面降低机电设备运行过程中的风险。 4.2微型化。微型化机电设备管理的重要内容,微型化的机电设备不仅可以提高操作的灵便性,而且可以有效的降低机电设备的维修难度,使机电设备可以深入到煤矿企业环境的各个角落,从而有效的减少因为环境问题阻碍机电设备推广的困难,通过机电一体化技术的微型化的不断发展,可以极大的普及机电一体化技术,从而推动煤矿企业技术革新的深入进行。 4.3系统化。随着煤矿开采企业规模的不断扩大,煤矿开采中应用机电一体化技术的日渐成熟,只有注重实现系统化的技术发展,从体系上关注煤矿企业设备的运行情况,才能在机电管理中把关注的重点转移到实际应用层面,最大限度的避免在运用过程中出现的实际问题,并且发展出效率较高、较为可靠和耐用性好的机电一体化实现,实现软硬件水平的升级。 4.4绿色化。绿色是当前对能源型企业提出的基本要求,只有注重提高机电设备的绿色化水平,才能把机电技术广泛的使用于各个领域,从而不断获得煤矿企业相关方的支持,通过绿色化技术的广泛应用,可以充分的发挥出技术方面的优势,可以把机电一体化技术以最大效率应用于煤矿开发的始终。 作者:陈术 单位:安徽省淮南矿业集团顾桥煤矿 煤矿机电一体化论文:煤矿机电一体化技术的发展与应用 摘要:文章介绍了国内外机电一体化技术的研究现状,并重点阐述了煤矿机电一体化的发展趋势和机电一体化在煤矿中的应用。 关键词:煤矿;机电一体化;发展与应用 1机电一体化技术的研究现状 1.1机电一体化的定义 机电一体化(Mechatronics)是1971年由日本学者在日本杂志《机械设计》中提出的,是由机械技术、电子技术、控制技术、计算机技术、信息技术、光学技术等多学科形成的一门交叉学科,目前已经发展成为部分学校的专门专业。但对于机电一体化的具体内涵和概念学术界并未形成统一的认识。VanBrussel教授认为,机电一体化是跨领域的并行工程,它包括机械、微电子、控制工程和计算机技术等多门学科,而机电一体化的目标就是实现上述多门学科和技术的综合应用。德国Isermann的教授认为机电一体化属于交叉学科的综合领域,机电一体化包含的交叉学科可以分为机械系统和与其相关的控制系统,而其控制系统又包括信息系统、计算机系统等。控制系统主要用于服务机械系统,便于工程师在远程对机械系统进行操控。国内曾庆良等[1]定义机电一体化是一个包含机械、电子电气、信息等功能模块的技术系统,是多学科技术的综合作用,各个功能模块之间存在着密切的交互关系,其中起决定作用的不是某一单独的技术,而是这些技术的联合作用,这些技术的联合作用使系统具有更优秀的性能或实现了新的功能。 1.2机电一体化的设计 目前,国内外学者在机电一体化的设计方面已经进行了大量研究工作,按照研究方向可以将机电一体化设计分为三大类。1)侧重于概念设计过程和相关软件的研究。机电一体化的概念提出后,国外大量学者进行了大量尝试。如德国的R.Iserrmann教授及其团队以机电一体化的控制系统为核心进行了尝试,但缺乏驱动器、传感器和机械部分的融合,难以达到机电一体化的完善设计。JurgenGausemeier教授团队进行以半规则式计算机语言为核心的机电一体化设计,但并未实现理想的机电一体化系统。法国的PSA所进行了以机电一体化模型库为核心的设计,通过模型库的查找和存储简化机电一体化的设计,但并未达到理想效果。英国的Lancaster大学尝试了以键合图理论、方框图为基础的功能模块的混合建模,但主要以机电一体化的控制为主,执行构件部分研究又不够深入。在国内,机电一体化的起步较晚,但经过大量专家学者的不懈努力也取得了丰硕的成果[2]。如上海交通大学的邹慧君教授将机电一体化的主要研究对象转向以实现运动功能为主,并对系统方案设计进行深入研究,实现了较为理想的功能求解模型。山东大学的黄克正团队以功能分析和重构理论为设计基础,提出了机电一体化概念系统的过程模型。华中科技大学的杨家军团队以机械运动方案和传感器设计为研究基础,加之计算机系统的辅助功能,完成了机电一体化系统的设计。2)侧重于开发过程的研究。主要代表是德国工程师协会2004年的VDI2206系统,其设计过程如图1所示,根据用户需求提供系统设计(面向领域的设计),包括机械领域、电气领域和信息领域,在完成系统集成后再通过系统设计的验证,最终得到客户需要的产品。但这种机电一体化的设计仅提供了一个设计思路,缺乏具体的设计过程。3)协同仿真技术。仿真技术在20世纪初期开始应用于其他领域,在20世纪末被引入机电一体化领域,目前国内外学者就机电一体化的机电仿真技术已经开展了大量的研究工作。在国外,VanBrussel和VanBeek开展了协同仿真的参数设计,解决了系统仿真参数的优化问题。荷兰Twente大学的JobVanAmerongen教授及其团队开展了机电一体化模型的仿真工作,实现了多领域机电一体化的仿真研究。在国内,钟掘院士等[3]学者从机电系统耦合及各耦合参数间的关系入手对机电一体化系统进行研究,设计出系统功能优化的物理模型,该课题已经突破早期研究存在的难题,该研究方法在机电一体化系统研究方面十分深入,研究的重点是系统的后期设计。而李伯虎院士和清华大学熊光楞教授在协同仿真方面也开展了大量工作,开出了基于协同仿真技术的复杂产品。 2煤矿机电一体化技术的发展趋势 近年来,全球制造业始终面临着转型升级和可持续发展的挑战。2013年4月,德国开启了“工业4.0”,即第四次工业革命。“工业4.0”主要包括两个主题,即“智能工厂”与“智能生产”。我国机电一体化经过多年的发展和积累,机电一体化取得了巨大进步,但发展并不完善。因此,在2015年5月,我国了“中国制造2025”行动纲领[4]。该纲领提出在2025年之前迈入制造强国行列;在2035年以前,与中等制造强国的水平持平;在2049年,成为世界的制造强国。因此,煤矿机电一体化未来的发展进程必然与“工业4.0时代”和“中国制造2025”行动纲领存在一致性关系,所以笔者认为,未来煤矿机电一体化未来的发展趋势主要有高度自动化、高度智能化、高度网络化。 3机电一体化在煤矿中的应用现状 1970年我国大同矿务局首先试验自行设计的第一套综合机械化采煤系统。到20世纪80年代,随着国际综合机械化采煤技术的发展,我国综合机械化采煤也得到了空前的发展;到90年代中期,采、掘、机、运、通基本完成了机械化,大大提高了采煤效率,减少了煤炭灾害的发生;进入本世纪后,我国矿业机电一体化又有了突破性的进展,完善的安全生产监控系统、大型固定采煤机械等在煤矿投入使用,但仍与世界先进的采煤机电一体化存在差距。 3.1液压支架电液控制系统 相比西方发达国家,我们在液压支架电液控制系统的研究较晚。1995年第一台自主研制的液压支架电液控制系统至今,出现了不同型号的多种电液控制系统液压支架,但实际国产的液压支架电液控制系统在国内煤矿的应用仍不太乐观,目前矿井综采工作面采用的液压支架电液控制系统仍以国外的设备为主,部分软弱顶板支护采用的单体液压支架系统也存在类似的情况。这一方面是由于国产的液压支架电液控制系统未能突破技术瓶颈,而国外的液压支架电液控制系统(以美国和德国为主)具有完善的故障诊断预警装置,可实现液压支架与采煤机、刮板机联动和远程控制。 3.2电牵引采煤机 国内电牵引采煤机的研制工作从20世纪80年代末期开始,经历了近十年的研究才取得了突破性的进展,目前电牵引采煤机也是煤矿机电一体化的重点研究方向。国内比较先进的电牵引采煤机包括山东能源机械集团公司研发的MG150/345-WOK交流电牵引采煤机和太原矿山机器集团有限公司研发的MGTY307/10-1.1D电牵引采煤机。这两种采煤机目前都能实现1.8m以上的薄煤层开采,同时可以完成煤层倾角在25°以下的综合机械化开采工作。我国电牵引采煤机的发展大大加快了我国煤炭机电一体化的发展。但目前煤矿机电一体化(机械化)率约70%,而综采率仅为40%,对比世界国家发达国家超过80%的综采率,仍存在很大的发展空间。目前电牵引采煤机具有的优势有:①牵引特性较好,世界先进的电牵引和液压牵引技术都具有良好的调速特性,但国内的液压牵引系统稳定性不如电牵引系统,因此采用电牵引可以有效地保证电牵引采煤机的牵引特性;②机械传动效率高(>90%);③牵引力可以满足大倾角煤层开采;④工作可靠性高;⑤易于实现微机自动控制;⑥机械传动和结构较简单。 4结语 本文对国内外机电一体技术的研究现状进行了分析,特别指出了煤矿机电一体化技术的发展趋势和目前机电一体化在煤矿中的应用现状。目前在煤矿中机电一体化技术主要应用在液压支架电液控制系统、电牵引采煤机、煤矿安全控制系统等,而随着“工业4.0”时代的开启,以及我国了“中国制造2025”行动纲领,笔者认为未来煤矿机电一体化未来的发展趋势主要有高度自动化、高度智能化、高度网络化。 作者:李乐 单位:潞安集团 司马煤业有限公司 煤矿机电一体化论文:机电一体化技术在煤矿机械的意义 摘要:对机电一体化的意义进行了阐述,并对机电一体化技术在掘进机、采煤机、支护设备、输送机中的应用展开探讨。认为实现煤炭资源开采的机电一体化是提高煤炭资源节能绿色生产的重要途径。 关键词:机电一体化;煤矿机械;煤矿开采 引言 新世纪煤矿机械领域发展的核心技术是机电一体化技术,随着现代社会煤矿资源需求量的日益增长以及环境问题的日益严峻,如何利用现代科学技术,有效提高煤炭产出率,减少回采率,降低对环境和其他资源的影响是关键。煤矿机械的机电一体化技术将电子技术、自动化及电气装备等有效结合在一起,实现煤矿开采、传送的无人化、重型化和智能化,从而实现优化资源、提高资源利用率的目的。 1煤矿机械中机电一体化应用的意义 煤炭资源是我国主要的能源之一,高效开采煤炭资源是促进我国现代化建设的重要方面。在煤矿机械中加强机电一体化技术的应用,提高煤矿机械的智能化和自动化也是我国煤矿机械今后发展的主要方向。机电一体化在煤矿机械中应用的意义主要表现在以下几个方面。1)有利于煤矿作业的安全保障。煤矿开采工作和其他工作相比,所面临的环境更加恶劣和复杂,特别是对于井下作业来说,保障员工安全尤为重要。在煤矿生产过程中,生产机械的正常运行是保障其运作的根本要求,煤矿机械存在的外部环境具有潮湿、粉尘大、易燃气体浓度高等特点,如果无法保障机械的安全运行,则容易发生严重的安全事故。提高煤矿机械的自动化和智能化水平,减少人为操作的几率,能够有效保障工作人员安全以及机械的运行效率,提高机械运行的稳定性,降低机械操作失误率,所以,加强机电一体化技术的应用有利于煤矿作业的安全保障。2)有利于提高劳动生产率。机械代替手工实现自动化生产是提高劳动生产率的主要途径。在煤矿机械中应用机电一体化技术,能够进一步优化劳动生产方式与劳动资源的结构,减轻工作人员工作负担的同时提高煤矿生产的效率,从而提高煤矿企业的经济效益,增加工人的工资收入[1]。 2机电一体化技术在掘进机中的应用 掘进机是目前大多数煤矿生产单位使用的机械设备,其电气部分包含了矿本质安全操作箱、矿用隔爆型电铃、防爆灯、矿用防爆开关箱等,同时结合液压系统实现机械生产功能,从而达到对煤矿自动化开采的目的。其控制系统的任务是保护和控制机械设备的主控制器,而且需要对故障进行检测和信息记忆。并且,具有良好的人机交互界面,能够同时实现显示操作相液晶屏和防爆安全开关箱显示仪表的功能。其中,开关箱与操作箱之间的信息传输应用的是动力载波技术,这种技术只需要利用普通的两芯通讯电缆就可以实现,而且操作简单安全。对于整个电气系统而言,主要体现的特点是设计理念比较先进,显示功能强大,能够实现较好的人机交互功能,而且安装简便,易于操作,安全性能高。主要利用可编程控制器作为关键部分,实现短路故障、三相不平衡故障以及过电压故障的监控,而且也能够实现油泵的检测和保护。同时,它还可以将电机运行状况、电气参数以及故障信息显示出来,以便工作维修人员参考[2]。电气部分的控制由PLC来实现,将PLC和电流互感器、漏电检测装置、电机温度保护装置以及输出信号连接,通过程序的编辑和运行来实现整个电气部分的自动化、智能化控制,同时实现故障的智能性检测、切断以及存储。 3机电一体化技术在采煤机中的应用 采煤机是煤矿生产过程中最为重要的机械部件,其生产效率的高低直接决定了煤矿生产产量的高低,从而影响到煤矿企业的经济效益。目前,我国采煤机中机电一体化应用最为广泛的是电牵引采煤机。它不同于传统的液压牵引采煤机,它的牵引性能、自动化水平以及适应能力更强,有效克服了采煤机在移动时产生的阻力,而且在采煤机下滑过程中,可以通过发电机的发电制动来有效控制下滑速度。并且也能够将下滑时产生的电能反馈回电网,实现能源的高效利用。例如,在煤矿实际开采过程中,随着矿井深度的加深,煤层的倾斜角也会加大,大多数会呈现出40°~50°的倾斜角,这时,采煤机的工作面是倾斜的,就需要良好的制动来对采煤机进行制动。电牵引采煤机轴端设置有良好的停电装置,能够有效避免采煤机才使用过程中的下滑现象。目前,我国采煤机的机电一体化技术应用已非常广泛,而且在此基础上也研发出了许多高性能、高质量的机械设备[3]。 4机电一体化技术在支护设备中的应用 在煤矿采煤实际工作中,大多数的支护设备采用的是液压支架。但是,随着电气化生产技术的提高,电液综合控制的支护设备应用也越来越多。它主要是利用计算机技术和液压控制技术,将二者有机结合起来,形成了定压双向邻架的结构,提高了支架承受顶板所带来的负荷冲击能力。而且,电液控制的支架也比传统支架的移动速度要快,同时,可以实现支架工作状态的有效监测,提高支架的安全性能。液压支护设备需要高压液体装置才能正常进行工作,通常采用的是乳化液泵来提供液压能力。目前,我国生产的智能化乳化液泵站系统分别由自动配液系统和供液系统两部分构成。它具有自动检测邮箱、油位的功能,实现自动配液以及乳化液浓度的自动检测,一旦乳化液浓度不合标准,则会发出警报,并对其进行定时反冲洗,调节其浓度。 5一体化技术在输送机中的应用 在我国煤炭实际生产过程中,进行井下作业时,需要利用带式输送机将井下开采出的煤炭输送到地面上的指定区域内。所以,实现输送机的机电一体化功能也是提高其输送能力与工作效率的重要内容。输送机的电气运行系统以及计算机控制系统必须满足相应的作业要求,能够有效抵制不良环境产生的影响,确保其能够正常运行。首先,电气设备和信号传输设备必须具有良好的抗干扰性能。其次,需要做好绝缘、抗腐蚀性、抗老化的准备。再次,还要具有良好的耐冲击与抗震性能。特别是对于长距离的带式输送机来说,由于传输距离比较长,应该增强设备的故障检测和防护工作,保障其工作的安全性和稳定性。当前,我国研制的输送机主要以可编程控制器为控制核心,而驱动系统则是采用行星齿轮减速器和调速型液力耦合器来实现,不仅有效提高了传输效率,而且能够有效节约电能,提高能源利用率。 6结语 机电一体化技术在煤矿机械中的应用是我国现代化煤矿生产建设的需求,实现煤矿生产智能化、高效化、自动化和安全化,是保障我国煤炭产业高效发展的重要保障。同时,也是优化我国产能结构、提高劳动生产率、提升人们生活水平的重要措施。 作者:王龙 单位:同煤集团地质勘测处机电科 煤矿机电一体化论文:机电一体化技术在煤矿机械的应用 摘要:煤矿企业一直关注的热点问题之一就是将机电一体化技术应用到煤矿机械中,机电一体化是矿山机械中一个重要的研究课题,文章对国内外煤矿机械技术的进展做了简要描述,以煤矿机电技术为代表重点分析了机电一体化技术在煤矿机械中的应用。 关键词:机电一体化技术;煤矿机械;煤矿机电的应用 进入21世纪以来,机电一体化技术取得了巨大进步,在研发方面也不断成成熟。这一技术在煤矿中得到了普遍应有,同时也成为了该领域的重要研究课题。对于煤矿开采的质量和效率要求越来越高。实现这一目标就离不开先进科学技术的应用和先进理论知识的指导。随着产业化和安全要求的不断提高,重型化、智能化和无人化成为煤矿机械发展的方向。机电一体电技术取得巨大进步的同时,也成功将有自动化功能的机器人、微电子技术,成功的应用在了采矿装备中,实现了完美融合,所以这一技术得到了煤矿产业的广泛重视。 1简析国内外煤矿一体化技术研发进展 所谓的煤矿机电一体化就是将机电一体化技术应用在传统的煤矿机械中,从而将其升级改造之后的新的煤矿开采技术。美国和日本是世界上最早研究机电一体化的两个国家,这两个国家将主要的研发方向放在了可以让其适应各种特殊环境的一系列机电机械设备上。这样的机械设备可以有预测任务的功能,同时也可以预测出步骤和结果,事先编写程序就可以自动正常工作。我国在20世纪70年代就在尖端技术上引入机电一体化技术,经过短暂的发展,就开始了对此项技术的研制工作。在此项工作中取得了很大的研究成果,很多大型煤矿企业研发出了功能强大的煤矿开采技术,并且拥有完全的核心技术产权,这为机电一体化技术在我国煤矿机械中的应用奠定了基础。 2目前我国煤矿机电的应用现状 现在我国研究的煤矿机械动力系统主要由急速器和电机,以及运动执行机构三部分组成。这样的机械单元环节多,占用大量的空间,使得整体机械的工作效率低下,因此系统的可靠性低,故障率高。这些状况的出现使人们意识到机电一体化技术不仅仅是将电子科技和机械技术放在一起的简单叠加。只有成功的将其融合在一起,才可以成功的研发出功能齐全,安全性有保障的机电一体化系统。随着工业化的进展人们对于工作效率的要求越来越高,从而让人们发现对于井下回采工作时,面对的回采速度这方面的要求不断增大,因此对于煤矿机械化方面的水平也要求的越来越高。采用掘进设备进行施工大大提高了巷道掘进速度。 2.1机电一体化技术在采煤机中的应用 采煤机较传统的液压牵引机有很多优点,主要体现在以下几方面:(1)牵引稳定性更高,现在动力系统在机械前进过程中有着很大的功能,主要用来提高部分牵引力,同时可以有效增强采煤机在克服阻力方面的能力,同时采煤机在下滑时,还具有制动发电的功能。(2)采煤机电机的轴端装有防止打滑的制动器,使得制动力矩加长,从而保证机械能够在斜度更大的坡上使用,使得机械的适用的作业环境更大。机电技术在此的应用,使得煤矿企业在特殊环境下的作业效率更高,更加安全。(3)由于机械结构与传统的液压牵引不同,电牵引采煤机一般只会在整流子和电刷上产生磨损,这就使得电牵引采煤机故障率低,维护工作也相应减少,大大延长了机械的寿命。(4)电牵引采煤机装配了高灵敏度的传感器,反应速度更快,更加精确,使得采煤机几乎不会出现超负荷工作。 2.2机电一体化技术在采煤机中的功能 维护采矿作业安全和事故预警是采矿工作中必不可少的工作环境。矿山救护机器人能够对煤矿井下的具体情况采取相应的措施。一般具有以下几种功能:(1)对井下被困人员进行定位,还能够测定有毒、可燃气体的风向并对其定量。(2)凭借装配的模拟视觉系统自动避开障碍物。(3)能够及时发出信号,使没有撤离的人员及时撤离。(4)还具备暂存井中,具有观测图像的功能,并将这些图像传输到控制台,能够为救护人员提供可靠的救援信息。 3煤矿机电一体化技术深入分析 3.1煤矿机电一体化技术的结构体系 煤矿机电系统主要由三部分组成,它们分别是控制系统、驱动系统以及操作系统,三部分缺一不可。这其中每一部分都有着十分重要的功能。控制系统的主要功能是控制机器人的运动轨迹。而开环控制和闭环控制两部分则是现在十分常见的两种控制系统。而驱动系统也由三部分组成,主要是驱动力,减速器和传感器。而操作系统则具有控制矿山系统完成十分详细的任何的功能,同时可以通过提供各种各样的命令,让系统可以针对不同的环境面做出相对应的操作,从而保证作业的顺利进行,避免在这过程中出现问题。 3.2煤矿机电系统的价值 这一系统的应用可以帮助广大工人,顺利从不良的环境下成功脱离出来。对于工人的身体安全保障,有着不可深远的意义。煤矿矿井环境十分杂筷,处处充满灰尘和各种各样的有害气体,而且环境潮湿阴暗,而在这种不良的环境下矿工要进行高强度的工作,这对他们健康的影响程度是可想而知的。因此矿山机械设备的研制可以将从事繁重工作的煤矿工人解放出来。而且这种设备可以适应危险的作业环境,能够高效的完成工作。因此只需要根据煤矿的具体情况采取恰当的设备,就能够在各种复杂的环境中进行采矿作业。 4结语 研制煤矿机电设备替代工作人员进行矿山作业,适应各种不良作业环境已经是现在我国煤矿机械行业的主要研究方向。而这一研究主要通过机电设备的引进,从而实现现有煤矿机械的有效升级,从而在一定程度下提高开采量,保障开采出的煤的质量。同时这种先进设备的应用可以帮助广大采矿工人脱离十分有害的环境。而将可能齐全,同时十分安全可靠的控制系统,引进到煤矿机械研究中,是提高机械性能的主要办法。当然这些技术的成功研发,要结合我的实际情况才可以进入,这样才可以保证项目的可能性,同时研究成功后才会有价值。 作者:吴国军 刘彩红 单位:太原理工大学
建设工程信息管理论文:谈建设工程项目信息及信息管理 摘 要:建设项目的信息管理是现代工程管理的重要内容。本文在阐述建设工程项目中的信息基础上,介绍了建设 z4~Oi目信息管理工作的主要内容以及基本环节。 关键词:信息管理信息组织信息传输信息交流 目前我国建筑行业的信息管理工作在该行业基础管理中处于最薄弱的环节,多数建设单位和施工企业项目信息管理的组织和控制基本上仍然沿袭着旧的模式,显然不能适应新形势的要求。 1建设工程项目中的信息 信息运用建设工程项目的信息管理是指在工程实施中对项目信息传输进行组织和控制,合理的组织和控制工程信息的传输,能够方便有效的获取、存储、处理和交流工程项目信息,这对工程项目的实施和管理有着重要的意义。尽管建设工程项目中的信息很多,但它可被大体分为以下几类:(1)反映项目基本情况的信息,主要在各种合同、计划文件、设计文件之中。(2)项目进展中的信息,如实际投资、质量、进度信息等,它主要在项目月报、重大事件报告、质量报告等各种报告之中。(3)各种指令、决策方面的信息。(4)其他信息。如市场情况、气候变化情况、外汇波动、社会动态等。一般说来,建设工程项目中的信息要符合项目管理的需要,切勿造成信息泛滥和信息污染。 日常建设工程项目对信息的基本要求:(1)不同的时间,对不同的事件,信息对不同的建设工程项目管理人员和项目参与者存在差异性。(2)反映实际情况建设工程项目管理是对项目实施的计划、组织、控制、协调。在其中产生和使用的信息,一定要能反映项目的实际情况,这是进行正确、有效管理的前提。(3)及时提供信息如果过时,则会失去它应有的作用和见值。它会使决策失去时机,造成不应有的损失。只有及时地提供信息,管理者才能及时地控制项目的实施过程。(4)简单、便于理解信息要方便使用者了解情况、分析问题,其表达形式应符合人们日常接受信息的习惯。 2建设工程项目信息管理 从建设工程项目信息管理的基本概念中我们不难理解,建设工程项目信息管理是指项目管理者对信息的收集、加工整理、存储、传递与应用等一系列活动的总称。信息管理的目的是通过有序的信息流通,帮助决策者及时、准确地获得相应的信息。所以,为了完成项目信息管理的目的,我们必须做到:(1)了解和掌握信息来源,并对收集的信息进行分类;(2)把握和正确运用信息管理的手段;(3)根据信息流通的不同环节,建立信息管理系统。 2.1建设工程项目信息的收集 2.1.1项目决策阶段信息收集 在建设丁工程项目决策阶段,信息收集应从以下几个方面进行:(1)有关相关市场方面的信息。(2)有关项目资源方面的信息;(3)有关自然环境方面的信息。这些信息的收集目的主要是为帮助业主在工作决策中避免失误,进一步开展调查和投资机会研究,编写可行性报告,进行投资估算和项目经济评价。 2.1.2设计阶段信息收集 在建设工程项目设计阶段,信息收集应从以下几个方面进行:(1)同类项目相关信息:建设规模、结构形式、工艺和设备的选型、地基处理方式和实际效果等;(2)有关拟建项目所在地信息;(3)勘察设计单位相关信息:同类项目完成情况和实际效果、完成该项目的能力、人员和设备投入情况、专业配套能力、质量管理体系完善情况、收费情况、设计文件质量、合同履约情况等。(4)设计进展相关信息:设计进度计划、合同履行情况、不同专业之间设计交接情况、规范和标准的执行情况、设计概算和施工图预算结果对投资的控制、超限额原因等。设计阶段信息收集的范围广泛,不确定因素较多,难度较大,要求信息收集者要有较高的技术水平和一定的相关经验。 2.1.3施工招投标阶段信息收集 在工程项目施工招投标阶段,信息收集应从以下几个方面进行:(1)拟建项目相关信息。如工程地质勘察报告、施工图设计与施工图预算、本工程适用的标准和规范以及有别于其他同类工程的技术要求等。(2)有关建没市场信息。如工程造价的市场变化规律及当地的材料、构件、没备、劳动力差异;当地有关施工招投标的管理规定、管理机构及管理程序;当地施丁招标机构的能力、特点等。(3)施工投标单位相关信息。如施工投标单位的管理水平、施工质量、设备和机具情况、以前承建项目的情况、市场信誉等。在施工招投标阶段,要求信息收集人员要熟悉施工图设计文件和施工图预算,熟悉法律、法规、招投标管理程序和合同示范文本,这样才能为业主决策提供依据。 2.1.4施工阶段信息收集 在工程项目施工阶段,信息收集应从以下几个方面进行;(1)施工准备相关信息:施工项目经理部的组成和人员素质、进场设备的型号和性能、质量保证体系与施工组织设计、分包单位的资质与人员素质;建设场地的准备和施工手续的办理情况:施工图会审和交底记录、施工单位提交的开工报告及实际准备情况;监理规划、监理实施细则等。(2)施工实施相关信息:原材料、构配件、建筑设备等工程物资的进场、检验、加工、保管和使用情况;施工项目经理部的管理程序和规范、规程、标准、施工组织设计、施工合同的执行情况;原材料、地基验槽及处理、工序交接、隐蔽工程检验等资料的记录和管理情况;工程验收与设备试运转情况;工程质量、进度、投资控制措施及其执行情况;工程索赔及其处理情况等。(3)竣工保修相关信息。如监理工作总结及监理过程中各种控制与审批文件、有关质量问题和质量事故处理的相关记录:建筑安装工程和市政基础设施工程的施工资料和竣工图;竣工总结、竣工验收备案表等竣工验收资料;工程保修协议等;在施工阶段,信息的来源较多、较杂,因此,应建立规范的信息管理系统,确定合理的信息流程,建立必要的信息秩序,规范业主、监理单位、施工单位的信息管理行为,按照《建设工程文件归档整理规范》的要求,按照科学的方法,不断完善资料的收集、汇总和归类整理。 2.2工程项目信息的加工、整理 工程项目信息的加工、整理主要是把建设各方得到的信息利用科学的方法进行选择、汇总后,形成不同形式的信息,供给各类管理人员使用。建设工程项目信息的加工、整理要从鉴别开始,对于监理单位,特别是施工单位提供的信息,要从信息采集系统的规范性,采集手段的可靠性等方面入手。进行选择、核对和汇总,对动态信息要更新及时;对于施工中产生的信息,要按照单位工程、分部工程、分项工程的程序紧密联系在在一起,而每一个单位工程、分部工程、分项工程的信息又分为质量、进度和造价三个方面分别组织。 2.3工程项目信息的存储 一般说建设工程项目信息的存储需要建立统一的信息库,各类信息以文件的形式组织在―起,组织的方法可由单位自行拟定,但必须采取科学的方法进行规范。当前,依据我国的实际情况,建设工程项目信息可以按照下列方式组织:(1)按照工程组成进行组织,同一工程按照质量、进度、造价、合同进行分类,各类信息根据具体情况进一步细化。(2)文件名规范化,以定长的字符串作为文件名。(3)建设各方协调统一存储方式,国家技术标准规定有统一的代码时尽量采用统一代码。 工程项目信息管理是工程项目管理的重要环节,在新形势下,我们必须采取科学的方法,保证建设工程项目信息管理做到规范、标准及其完整,提高工作效率及质量,以满足项目发展的需要。根据“施工前预控、施工中监控、施工后可追溯”的思想,使建设工程项目信息能真实的反映项目管理的水平。提高项目管理的深度、力度和速度,为工程项目产生更大的管理效益和社会效益。 建设工程信息管理论文:建设工程的信息管理 摘要:笔者在本文中对信息管理在建设工程当中的重要性进行了阐述,并探讨了建设工程信息管理的方法。 关键词:建设工程 信息管理 重要性 建设工程因具有投资大、周期性长、任务量大、协作单位多等特点,所以管理起来非常的复杂。随着科技的不断发展,建设工程企业为加强企业的管理效率,将信息技术引入到建设工程的管理当中,并得到了广泛的应用。在现代化建设工程的管理工作当中,信息管理贯穿于建设工程的全过程中,成为了衔接建设工程各个阶段和各承建单位之间的纽带,其对于工程文件、档案的基础管理工作,更是决定建设工程文件、档案质量的关键所在。 一、信息管理对建设工程的重要作用 1.信息管理对建设工程企业的作用 优秀的信息管理,对建设工程企业的作用不胜枚举。在本文中笔者仅针对几个方面对其对建设工程企业的重要作用进行分析: ①信息技术发展切实提高了企业各项业务的工作效率,缩短了企业各项活动所需要的时间。企业的计算机信息网络促进了企业各项内部信息交流,同时也扩大了企业的横向交流。随着各部门和各业务环节间信息交流量的不断增加,信息管理的有效应用,不仅优化了业务流程,同时也加快了中小企业专业化进程的发展; ②在企业活动中信息技术的广泛应用,促使了企业的组织结构发生变革。随着信息技术在企业中的广泛应用,实行信息的分散处理和自主管理,成为了信息技术发展的普遍要求,使企业根据其管理目标进行决策,提高了企业应变能力; ③信息网络技术的广泛应用,使企业内部形成了纵横交错的信息管理网,精简了企业的组织结构,使企业的管理效率得到了显著的提高,有效的推动了企业对新型项目管理模式的发展; ④目前,建筑工程企业都开始广泛的使用计算机来进行项目管理的可行性研究,施工阶段的目标管理、财务管理、合同管理、文件管理等方方面面的管理控制等工作,良好的信息管理在不仅能够保证企业的管理效益,更降低了管理工作的成本,使企业的工程项目管理工作变得更加具有系统性,进而提高了企业的效益。 2.信息管理对建设工程项目的作用 工程项目管理,涉及到承建方、质监、设计、监理、材料以及设备供应商等诸多方面的关系协调工作,项目的技术质量、安全管理、合同信息、工程进度以及成本控制等所需要控制和处理的项目内容也纷繁复杂。单向性的信息交流方式使参项目承建方之间缺乏应有的信息沟通,使工程信息的及时获取受到了严重的阻碍,以至于很多项目工程出现了工期延误、成本超支以及质量隐患等情况。 为了加强项目工程承建单位之间的信息沟通和协调发展,充分发挥承建方的效率优势,按时保质的完成工程建设任务,信息技术管理被普遍的引用到工程建设企业当中。在信息化的项目管理模式当中,信息的交流方式不再是传统的单项交流,而是形成了多方交流的网状结构交流方式,让信息交流在满足畅通的条件下,实现了多方交流的信息体系,在这种模式下,各承建方在项目施工过程中可以方便快捷的进行意见交换,进而减少和避免了因沟通不足而造成的工程项目失误和返工情况。 二、建设工程当中信息管理的工作方法 建筑工程信息的收集、整理、加工、分发、检索、存储是一项系统过程。信息管理人员只有运用科学的管理方法和细致耐心的工作,才能得到准确的工程信息,为工程文件及档案的形成创造条件,进而保证工程档案的真实性、准确性、时效性和系统性,使工程档案文件更好的为建设工程服务。 1.建设工程的信息收集 由于建设工程中各个参建部门对于信息的使用角度有所不同,所以信息来源也不尽相同,对信息的处理方法更是大相径庭,使得他们所收集到的信息和数据也是不同的。虽然在信息收集过程中的侧重点各不相同,但是参建各方应统一制定和规范信息数据,并对信息进行统一收集。建设工程中的参建各方应该按照工程不同的设计阶段、招标阶段、决策阶段、保修阶段、施工阶段等时间阶段来对所收集信息进行收集和划分,并保证收集到的信息是准确真实的。 2.建设工程的信息加工、整理 信息加工的主要工作就是把在建筑工程当中所收集到的所有数据和信息进行统一的鉴别、核对、排序、合并和汇总的过程,生成不同形式的信息数据,以供不同部门的管理人员进行使用。为了满足不同部门管理人员对不同信息的需求,信息管理人员应对信息进行分类加工,不同的需求对于信息的加工手段是不同的。由己方收集的信息可靠性相对较高,对于其他参建单位所收集提供的信息,信息管理人员可根据参建单位的人员素质、信息采集的规范性等一切相关条件进行综合考虑,对数据进行核对和选择性的使用,并及时的做好记录。 3.建设工程的信息检索 做好工程信息的分类加工处理后,就需要信息管理部门根据其他部门的不同需要,建立起信息检索系统来对信息进行分发和检索。为了确保信息检索的规范性,信息管理部门应制定出全面而又完善的检索制度,以保证即能使信息使用部门在第一时间对所需信息进行检索和利用,又能够保证其信息不会提供给其他所不需要此信息的部门。为了让信息的使用更加方便和快捷,信息管理部门在进行检索设计的过程中,应实现“关键词”的智能检索模式,以保证信息的使用部门能够及时的对信息加以利用。例外,信息管理部门应根据信息重要程度的不同,来对信息检索的范围进行分级式密码检索管理,进而保证数据信息的机密性。 4.建设工程的信息储存 任何信息数据的储存,都需要一个庞大的数据库来作为后台支持,将数据组织到一起加以利用。参建单位可以根据自身对数据需求的侧重点,来建立起相应的数据库和信息数据的组织方法,但无论构建何种信息数据库来对信息进行储存,都必须要坚持一个原则,即数据信息的规范化。 参建单位在对信息数据进行组织时,可参照如下方法进行:①同一工程可根据工程的投资大小、工程进度以及参建方合同的角度来进行组织分类,各类信息根据具体情况进一步细化处理;②根据不同工程的不同信息来对信息数据的文件储存夹进行命名如;工程类别、开工时间、工程代号等等;③各承建方应协调统一数据储存方式,在国家技术标准出台统一代码后,采取统一代码的管理方式,以方便信息数据的管理。 5.建设工程的信息归档 承建单位,应按照《建设工程文件归档整理规范》的要求对建设工程信息进行收集、整理、加工、检索以及存储管理工作。对需要连续产生的工程信息进行统计和归档过程中,应为此类信息建立起专属的汇总统计表格,以便其信息的统计工作和日后核查。在进行信息归档前,信息管理工作人员,应对信息进行最后核查,及时的发现和改正信息核查中所存在错误和漏洞,进而保证工程信息的完整性。 总结: 总而言之,将信息化管理系统全面引入到建设工程当中,不仅能够使工程建设的管理水平得到有效的提高,更是保证工程建设质量、促进工程建设安全生产和按时完成工程建设的重要手段。信息管理系统的应用实现了企业对工程管理信息的标准化、规范化以及系统化管理,将工程建设信息的采集、提取和应用变得更加快捷和方便。工程建设企业应充分认识到信息化管理对于自身发展的重要作用,从提高企业管理水平出发,根据企业自身特点,建立起一套能够服务于企业工程建设的信息管理系统,为提高企业工程建设的办事效率,降低企业的管理工作负担,提供强有力的保障。 建设工程信息管理论文: 建设工程监理信息管理系统的研究与实现 摘要:随着社会的进步和科技的发展,信息化建设在企业中的地位越来越重要。信息管理已经贯穿于工程监理工作的全方位和全过程。本文分析了工程监理信息管理系统的作用,简要设计了工程监理信息集成管理系统的总体结构,并对工程监理信息管理系统实现关键技术进行了探讨。 关键词:工程监理;信息管理;系统研究;实现 引言 不言而喻,工程监理在建设工程中作用十分显著。虽然我国监理制度存在一定的缺陷,但是瑕不掩瑜,建设工程监理在控制工程质量方面起到不可替代的作用,而建筑工程质量直接关系着国家财产的得失和人民的生命安全。及时掌握准确、完整的信息,可以使监理工程师耳聪目明,卓有成效地完成监理任务。因此,对建设工程监理信息管理进行研究具有很大的必要性。 工程监理的作用 随着科技的不断发展,人们开始追求高效与便捷的工作、生活方式,因此在社会领域的各个角落,人们正通过科学的理论方法在不断完善和实践这种目标。监理信息管理系统就是出于这个目的,即建设监理领域工作需要通过信息技术有效的整合,以便捷、高效的方式逐渐替代传统的监理工作,从而更有效地提高监管水平的基础上,发挥监理在施工的作用。 1.1 工程投资决策科学化的协助工作:建设单位在实行全过程工作监理的,在有了选择性意向投资之后,可以在监理单位的协助下进行评估,这样就可以更好的进行投资决策。 1.2 建设工程参与方行为的规范工作:在项目工程建设中,各参与方光遵守法律、法规、规章和市场准则是不够的,而凭借法律授权的监理企业可有效的进行约束管理,也可以通过有关的工程合同和监理合同对各参与方进行约束管理。 1.3 建设工程质量的有力保证工作:建设工程作为一种使用时间长的特殊产品,控制工程质量是监理企业最核心的目标,只有严格的控制工程质量,才能有效的保证国家和人民的生命财产安全。 二、建设工程监理信息管理总体设计 2.1 系统设计原则 (1)安全可靠性:由于监理工作存在商业机密的特点,要想阻止非法用户的入侵,就需要通过检查用户的权限身份,并让监理信息系统需要提供多级权限保证系统级、数据库级和应用级的安全;另外在监理工作过程中,大量的备份存储和文件数据需要处理,所以信息管理系统必须安全可靠; (2)实用性:由于系统的复杂程度,不同层级的用户对系统的熟练度不同,所以系统的界面应该直观和简单,并且稳定实用; (3)兼容扩展性:由于考虑到错误处理和扩展对信息系统的影响,以及不同平台的兼容,因此将模块进行分离在设计实现时,坚持高度的数据独立性和程序独立性。 2.2 系统体系结构设计 监理信息管理系统采用基于B/S模型的三层体系结构(用户界面层、业务逻辑层和数据库服务层)将整个程序从逻辑上独立划分,将程序中的合法性校验、数据访问、访问控制、业务规则等工作放在中间层处理,再根据业务逻辑的不同队中间层进行划分,从而大大提高了系统的安全独立性,并且极大方便了系统的维护和升级。实际上,系统的三层体系分别代表了应用程序的三种主要功能: (1)数据层:该层包含数据存储以及与它交互的组件、服务,这些组件和服务的功能与中间层在逻辑上相互独立; (2)中间层:该层包含一种或多种组件、服务,这些组件和服务服从业务规则实现应用程序逻辑并完成供程序运行的数据处理,因此中间层主要处理数据并向数据层发送数据; (3)表示层:该层主要实现和用户的数据交互,以及传送用户操作信息至中间层并反馈中间层处理的数据。 2.3 系统体系功能设计 系统采用B/S三层体系结构,在Windows系统上运行,使用标准的TCP/IP 网络协议,用SQL 数据库管理系统,确保业务数据运行在高效、安全和保密的环境;用JSP 开发工具开发,以组件对象的设计思想,使系统结构更具有稳定性、灵活性和可扩展性。 系统功能包括:登陆模块、用户管理模块、工程信息模块、任务分配模块、文档模块、项目分析模块、查询统计模块、设备维护模块。 三、工程监理信息管理系统实现关键技术 利用该工程监理信息集成管理系统,应当对工程建设过程中各方面的信息实时集成管理与监控,以确保工程实施的进度、周期、资金及质量等各方面的质量控制。具体来说,工程监理信息管理可以从以下几个方面实施监理控制: 3.1 质量控制 监理工作最重要的部分就是质量的控制,是由于建设工程的特殊性决定的。控制工程质量的内容较多,包括进场材料、构配件和设备的质量、施工过程分部分项工程质量、工程质量检验评定、工程质量事故的处理和工程质量缺陷等方面。在对建设工程质量进行控制时,涉及到周、月施工质量记录报告;当期施工质量问题、缺陷和处理措施、处理结果情况报告;工程质量评定结果;材料检验情况与结果等工作,因此需要以流程图的形式表述监理质量控制相关工作。 建设工程可以作为一个信息过程来处理任何一道工序,与之对应的没一个过程都包括输出、输入和转换三个步骤。在进行建设工程质量控制时,应采用过程的方法来保证工序的质量,从而最大化的实现监理目标。 3.2 进度控制 监理单位进行进度控制,主要目的是保证工程项目能再计划内完成交付并且安全使用,由于进度具备动态连续的特点,所以监理人员必须要熟悉动态控制,在施工中需要不断检查并且要把现场施工情况与计划进行有效的比较,如果遇到偏差情况必须分析其原因并采取措施进行纠正,对于无法维持原计划工期的情况则通过调整原进度计划来实行。 3.3 投资控制 在建设工程施工阶段,监理单位对投资控制主要是针对计量与支付、变更与索赔等引起的资金变化进行控制。在建设工程施工过程中,控制建设工程的重要手段是审查施工单位的进度款(包括单价、工程量的审核),因此监理工程师必须了解合同文本,尤其是工程项目的基本情况和技术规范的内容。 3.4 合同管理 监理单位合同管理内容有:协助建设单位确定本工程项目合同的起草、结构和与本工程有关的各类合同并参与合同谈判、严格管理合同要求的实现以及处理索赔和合同纠纷事件。在施工中,合同是监理工作的权限来源,监理单位必须对合同进行全过程的管理,将合同变更、补偿、奖励和价差等信息录入计算机信息管理系统,并在计算机信息管理系统中进行变更和总结。 3.5 信息管理 建立监理工程项目的信息管理体系,对工程项目的各类信息进行收集、整理、归档和保存,并在项目工程的各个参建单位之间进行文件传输。 3.6 全面组织协调 通过会议进行协商,以会议或者其他形式来进行组织或协调好各参建方之间的事务关系。 结束语 总之,监理工程师能够在监理工作中实施积极有效的信息管理,有利于项目实施期间监理任务的完成,同时有助于发包人和项目参建各方开发和充分利用工程管理信息资源。信息化的发展己经渗透了社会的各个领域,并发挥着越来越重要的作用。监理行业也不例外,通过信息化不但可以优化资源配置、完善制度和改进工作方式而且可以大幅度的提升监理工作水平从而增强监理企业的综合竞争力。 建设工程信息管理论文:浅析建设工程管理中的信息管理 摘要:随着社会经济的发展和科学技术的进步,现代工程的管理已经进入了信息化管理阶段。本文就建设工程管理中的信息管理进行简单的分析讨论,主要对信息管理的现状进行分析,同时提出了可行的改善措施,可为后续工作借鉴。 关键字:建设工程管理;信息管理;现状;改善措施 一、引言 21世纪是一个阔步迈向信息化的世纪,信息资源成为与物质资源、人力资源并列的三大资源之一,工程信息管理是建设工程管理的一个重要组成部分,及时准确的信息是建设工程各方做出科学决策的前提条件。建设单位对于设计方、施工方、监理方、材料供应方等处于甲方地位,现阶段建设单位在我国工程建设过程中扮演着重要角色,享有诸多事项的最后决策权,这样建设工程的信息管理对于建设单位来说显得尤为重要。 建设单位的建设工程信息管理,其关键是信息集成,即掌握信息来源;其核心是建设数据平台和深度挖掘信息数据。通过信息管理系统把建设工程的勘察、设计咨询、施工采购、资金、质量等各个环节集成起来,整合分析信息资源,为建设单位的决策提供有效地支撑,以达到提高建设质量和效率、降低建设成本的目的。 二、建设工程管理中信息管理的现状 建设工程管理在一定范围内应用了信息管理系统和工具软件,提高了工作效率。如在建筑施工中,较早地利用计算机技术进行各项计算作业和辅助管理工作,如办公自动化系统,招投标系统(工程量计算、投标报价、标书制作、施工平面图设计、造价计算、编制工程进度网络),项目管理系统(项目成本、质量、进度管理、日常信息管理)等。 信息技术的推广应用,不但改善了建筑业的整体形象,提高了建筑业工作效率、技术水平和安全水平,使行业和企业的整体竞争力得到提升,同时,也使得企业的生产成本和工作强度有所下降,工程质量得到保障。但是,总的来讲,目前建筑业应用信息技术提升传统产业的整体水平较低,存在着明显的局限与不足,主要表现在: 1)信息管理的局限性。当前我国的工程企业中,应用计算机主要存在明显的局限性,工程管理部门所使用的软件大多都是单机软件,单机操作仅仅利用了计算机计算速度快的特点,没有形成网络,没有实现信息的共享和自动传递;信息管理技术容易受到各种因素的影响,使得在工程管理中无法充分发挥其良好作用;许多工程企业没有充分利用计算机信息化带来的便利,没有对互联网进行充分的利用,实现网上招标、项目管理、材料采购、信息、信息交换等,不论政府网站还是商业网站,大都以信息为主,缺少工具类网络软件,缺少信息互动;大多数企业没有开展电子商务活动,大多数只是购买相关的软件,没有对软件进行二次开发,造成软件适应性不强。 2)应用范围较窄。工程管理中的计算机信息管理存在着一定的狭窄性,工程项目施工管理主要靠管理人员的经验和处理能力,跟不上当前信息化的管理体制,很不科学。工程管理的信息管理主要集中在项目施工的前期,如招投标、工程造价预算、工程设计及施工组织设计,而在施工过程中的进度、质量、成本控制方面的应用较少。 3)工程管理中信息管理的误区。建筑工程管理存在信息化误区,大部分工程的业主方、设计施工方和监理方以为只要有了计算机和局域网就实现了信息化管理,信息交换依然基于纸介质来进行,并没有因为信息化的推进而改变。信息管理模式必须以信息数字化为主要前提,信息交换必须基于电子介质或网络来进行,并存储在电子介质中。现今情况下的信息管理技术阶段只是为工程管理提供了工具而已,并没有从根本上带来管理工作模式的信息化改变。 4)工程管理中信息管理存在孤立性。当下的计算机软件开发缺乏统筹规划,开发资金不足,选题大多雷同。并且大多属于低水平重复开发工程;管理中的信息管理技术应用虽然在部分企业的现代化信息管理中建立了局域网,运用了项目管理系统,但信息只是在工程施工现场和工程项目经理部内部流动,无法很好的发挥出计算机信息化管理的良好作用,现场管理与企业,甚至是工程项目的其他方根本不能在网上进行互动,过于孤立。 三、建设工程信息管理的改善措施 针对以上提到的工程信息管理现状,如果要想在这个快速发展的信息化时代能保持快速的前进,必须要改善这些现状,使得在工程管理中信息管理能起到应有的作用。 随着我国经济建设的不断发展,各行业投资建设的项目层出不穷,相应的项目管理模式也发生了很大变化,大大加快了向国际通行的工程建设和管理模式靠拢和接轨的步伐,投资方和业主无论是对工程建设的工期要求、工程的质量要求,还是对工程的资金控制等方面,都提出了更高的,甚至是比较苛刻的要求。 通过对建筑工程特点分析,面对日益激烈的市场竞争,只有研究开发建立完整的管理制度,利用信息化手段来加强建筑项目管理,通过系统的广泛使用,才能推动整个建筑行业质量、安全、进度、投资控制水平的提高。只有建立先进、高效的管理系统,才能不断提升企业的管理能力,使企业从容应对市场竞争的挑战。现代企业制度的建立和管理创新,迫切要求建立完善的信息管理系统与之相适应,以提高企业的效益和管理水平。 四、结语 随着建设工程管理的发展,工程管理所面临的信息环境越来越复杂,要处理的信息量越来越大,对工程管理信息的时效性、有效性的要求越来越高,工程信息管理呈现出复杂化专业化的趋势。这些情况都要求人们重视工程信息管理。只有通过科学的工程信息管理,才能让所有工程管理组成员都能够及时获取所需的工程信息,让工程信息资源得到合理地利用,保障工程的目标能成功高效地实现。 建设工程管理是一个复杂的信息管理的过程。建设单位要在项目的策划和实施过程中对项目各种相关信息资源收集、整理,当然完成这个任务需要各参建单位的协助。建设单位作为甲方需要有宽阔的视野来督促各参建单位完善建设工程信息管理。只有这样建设单位才能够最终按时获得一个适用、经济、美观的建筑固定资产的同时获得一整套详实的建设工程信息档案。这份档案对建筑的全寿命周期的使用有重要价值。 建设工程信息管理论文:浅谈建设工程施工信息管理 摘要:工程施工信息作为施工中各项管理工作的基础和依据,涉及到多环节、多渠道、多部门和多专业,为了使管理工作能够正常有序的进行,必须获得相关的及时、准确的信息,并对信息进行科学的管理,实现信息的功能和价值。 关键词:信息管理 建设 工程施工 传统的信息管理工作主要依靠手工或机械式的方法,而这些方法已经无法处理现代社会来源广泛、数量巨大、形式多样的施工信息,当今工程施工信息管理随着计算机、通信和互联网技术的高速发展逐渐走向信息化管理,目前已经取得大量的研究成果并在工程施工实践中广泛应用。 1 工程施工信息管理概述工程施工从原材料采购、施工,到最终工程建设的完成,涉及面广、协助关系复杂,因此时刻会产生大量的数据和信息。工程施工的信息涉及到政府部门、业主、设计单位、施工承包单位、监理单位等各个部门,信息的来源包括工程施工项目内部信息和外部信息,内部信息即工程施工项目各个阶段、各个环节、各参与单位所产生的总信息,如工程概况、设计文件、会议制度、施工成本、进度、质量、目标控制等各个方面的信息。外部信息包括国家相关的政策法规、市场物价指数、新技术、新材料、资金市场变化等信息。同时工程施工信息的形式多样,包括可数字化的数据信息和文档文件、图片、图纸资料等无法完全数字化的信息,如勘察、设计图纸、合同、统计报表、指示、工作检查等。[1] 工程施工信息是施工过程中实施进度、成本、质量和目标控制的基础和依据,没有信息的支持,控制工作就无法正常有序的进行。由于施工活动涉及到多个部门,各部门之间的交流合作需要充分的信息作为支持,利用信息指导工程施工做出科学合理的决策。 工程施工信息管理是为了有效的开发、利用和控制协调施工信息,提高信息的正确性、精确性和实效性,利用现代信息技术进行信息管理的各种活动,如利用感知与识别技术进行信息的获取、通信与存取技术进行信息的传递、计算与智能技术进行信息的认知和再生、控制和显示技术进行信息的执行等,实现施工信息的效用和价值。信息借助各种技术手段经过人工处理具有了其特定的价值和作用,成为信息资源,与企业组织活动中人、财、物等具有实体形式的资源一样,决定着施工企业的正常运转和未来的发展,为了控制工程施工的四大目标,对施工信息的管理具有十分重要的作用。为了实现施工企业信息管理的目标,信息管理首先分解信息管理工作的总目标,找到实现这些目标的方式,制定各项分计划,指导并协调施工活动,实现信息管理的计划职能。其次,信息管理要组建、运做并维护信息系统,为施工企业管理人员提供服务,实现信息管理的组织职能。然后,为了实现施工企业的目标,施工管理人员指导和影响施工所涉及到的所有工作人员,实现其领导职能。最后,为了实施施工企业信息管理工作的计划和实现最终目标,要对工作进行衡量、评估、纠偏等工作从而实现信息管理的控制职能。 2 工程施工管理信息平台工程施工信息的复杂性和重要性对施工企业信息管理的水平提出了更高的要求,计算机、互联网、数据库、地理信息系统等技术的飞速发展促使工程施工信息的管理逐渐走向现代化。下面具体介绍工程施工实践中常用的基于数据库的工程施工管理信息系统、以信息共享与协同工作为基础的项目信息门户和以空间建模与分析为特征的地理信息系统三种信息平台。 2.1 施工管理信息系统 施工管理信息系统(CMIS)是指借助电子计算机技术,收集、存储、传递和处理所需要的施工信息,为施工组织设计、规划和决策提供各种信息服务的计算机辅助管理系统。[2]系统首先要建立其信息源,也称中央数据库,将整理好的基本公共数据如定额依据、资源单价和招标投标信息等和工程施工初始数据如预算数据、网络计划、外部信息、施工实时信息和投标依据等输入中央数据库。然后利用这些数据编制施工预算和施工进度计划,从而实现对施工成本、进度、质量和合同的控制,这四大控制作为系统的四个子系统,与中央数据库之间进行数据的传递和交换,集成和共享收集到的数据。系统的开发经历系统规划、分析、设计和实施四个阶段,每个阶段都有其相应的主要目标和活动。系统的开发设计主要是围绕以下三种功能系统:公共基础系统、维护安全系统和业务职能系统。公共基础系统是为项目的管理人员提供项目共性的信息。维护安全系统是一种辅助系统,它通过各种条件的约束使使系统正常有序的运行并且不断的发展。业务职能系统由工程管理系统、技术质量系统、商务系统、物资系统、安全保卫系统和行政系统六个模块组成,是施工管理信息系统的核心。 2.2 施工项目信息门户 项目信息门户(PIP)是基于互联网技术,在对项目实施过程中参与各方产生的信息和知识进行集中式处理的基础上,以项目为中心对项目信息进行有效的组织和管理,设置个性化的用户界面和用户权限,为项目各参与方在互联网平台上提供一个获取项目信息的安全、高效的信息单一入口和沟通环境。按照项目信息门户的运行模式将其分为以下两种类型:PSWS模式(专用门户)和ASP模式(公用门户)。项目信息门户提供的主要功能有:桌面管理、文档管理、工作流管理、项目通信和讨论、任务管理、网站管理、电子商务、在线录像等。随着当前建设施工项目规模的逐渐扩大,施工过程中的信息数量庞大、信息的类型非常复杂,信息来源广泛、存储分散,并且大型建设项目的实施过程存在大量的不确定因素,导致项目信息处于不断的变化中,信息的应用环境非常复杂,而项目信息门户的引入可以很好的解决上述问题。系统的实施工作采取自主开发和购买商业化信息平台相结合的模式,综合考虑经济、管理、系统实施的目的、方法等因素。实施工作的前期准备阶段应用系统需求分析产品选择,调查项目情况并分析用户需求,组织项目管理知识培训和信息技术培训。实施阶段主要是设计与外部应用程序的接口,采集数据,购置所需设备,分解项目结构、对项目的信息进行分类、收集组织信息、分析组织过程,并组织系统总体的培训和信息共享与交流的知识培训。安装配置阶段主要是软件的安装和配置、硬件的组装和配置、部门的确定、编写系统实施手册和信息管理制度,并组织系统管理和用户操作的培训。试运行与二次开发阶段主要是确定试运行部门、修改和调整系统、编写实施手册,并组织用户操作和工作专题的培训。全面实施阶段主要是软件和硬件设施的运行和维护,监控系统的实施情况,贯彻信息管理制度,并对实施过程中产生的问题进行解答和辅导,最后全面评估和持续改进系统。[3]项目信息门户使得项目信息的沟通方式变为集中的存储和共享,项目信息门户的应用,使信息存储数字化、相对的集中了数据的存储,程序化信息的处理和变换过程,使信息的传输过程电子化和数字化,并使信息的获取更加便捷、提高了信息的透明度,有利于项目信息的检索和查询、提高了数据处理的准确性和数据传输的抗干扰能力,并最终提高功效、降低成本、提高企业的市场竞争力、提高项目的经济和社会效益,所以应该充分重视项目信息门户的建设和实施。 2.3 施工地理信息系统 地理信息系统(GIS)是在计算机软硬件的支持下对各种地理空间信息进行采集、存储、检索、综合分析和可视化表达的信息处理和管理系统,是一种地学空间数据与计算机技术相结合,为地理研究和地理决策提供服务的新型空间信息技术。地理信息系统在多个领域迅速发展并发挥着越来越重要的作用,基于地理信息系统的施工管理系统也得到了广泛重视和应用。[4]施工地理信息系统处理的数据包括建筑物的位置、地下管线的布局等空间地理数据和建筑物的结构类型、管径等空间信息所对应的属性数据。系统具有以下几种功能:数据输入、图层、文字和点样式的管理、查询分析、施工控制和系统维护。建筑施工过程中遇到的许多难题如:建筑物的分布、道路和地下管线的布局等,通过与地理信息系统的结合可以有效、合理并快速的的解决这些问题。例如,利用地理信息系统技术特有的空间分析及可视化表达功能,可以扩展和优化决策支持系统、可视会议等新技术的图形查询和空间信息管理能力,从而实现对施工管理和进度控制的辅助。在建筑施工安全管理方面,地理信息系统技术为施工管理部门提供了一直有力且高效的管理手段,如将管辖区域内的施工项目显示在地图上,定位查询施工项目,对施工现场实施安全监管工作。 建设工程信息管理论文:浅析建设工程造价的信息管理 摘要:建设工程造价的信息管理能有效控制成本,提高经济效益,增强市场竟争力。建筑工程造价信息管理的内容、工程造价资料的分析与使用。建筑工程造价信息管理是以房地产开发和工程项目建设投资为基础的工程造价信息系统,对建设项目进行投资估算和财务评价,对建设项目的投资规模、融资方案、设计水平、承包方式和招标手段等进行控制。工程造价管理人员必须全面了解工程每一过程的造价水平,才能真正对工程造价进行全面、准确的控制和确定。 关键词:建筑工程造价;信息管理 一、建设工程造价信息管理的相关内容 (一)工程造价资料积累 建设工程造价资料积累是工程造价管理的一项重要的基础工作。经过认真挑选、整理、分析的工程造价资料是各类建设项目技术经济特点的反映,也是对不同时期基本建设工作各个环节(设计、施工、管理)技术、经济、管理水平和建设经验教训的综合反映。工程造价资料积累的目的是为了不同的用户都可以使用这些资料来完成各自的工程造价控制的任务[1].工程造价积累,一方面要包括工程建设各阶段的工程造价资料。另一方面要体现建设项目组成的特点,应包括建设项目、单项工程、单位工程的造价资料,也要包括有关新材料、新工艺、新设备、新技术的分部分项工程造价资料。而且这些工程造价资料的积累的内容,不仅要有价,还要有量。 (二)主要设备和主要材料用量的价格管理 设备和材料的支出在整个工程造价中占很大的比例,因此必须存储它们的用量和价格。特别是用量,其与价格相比有相对的稳定性。只要掌握了设备和材料的用量,就可以随时套用最新价格,从而得到对设备和材料支出的最新估计。用这些估计与原价格体系下做出的估计相比较,还可以看出设备和材料支出的变化情况。 二、工程造价资料的分析、使用与资料积累的目的 (一)工程造价资料与使用时积累资料的目的 资料分析可以研究每项工程在建设期间的造价变化,各单位工程在工程造价中所占的比例,各种主要材料的用量及使用情况,各种影响工程造价的因素如何发挥作用。另外工程造价资料的分析可以研究同类工程在造价方面出现差异,以及引起这些差异的原因,找出同类工程所共同反映出的造价规律。对于工程项目主管部门来说,其主要考虑项目的投入及实施情况,因此可以利用工程造价资料进行建设成本分析,得出建设成本上升或下降的额度和比例。 (二)工程造价管理信息系统的作用 工程造价信息系统实质运用计算机,来完成工程造价信息的收集、传输、加工、保存、维护和实用的人机对话系统,它既包括代替人工繁琐工作的各种日常业务处理系统,也包括为管理人员提供有效信息,协助领导者进行决策的决策系统。将计算机用于定额管理是实现现代化的重要和关键一步, 它使定额和估算指标的编制维护贯彻工作更为便利,也有利于进行全国范围的定额集中管理。 用计算机进行价格管理,有利于价格进行宏观上的管理,减少重复收集价格信息的工作有利于对价格的变化做出分析,使造价管理人员及时了解价格变化对工程造价的各种影响;便于对不同地区的造价水平进行比较,以及对价格的变化进行预测。用计算机进行工程造价估计,能够保证造价工作的及时性和准确性,很方便的产生工料分析,每平方米造价等附加信息,能对设计变动和价格变动做出及时的反应,同时为控制工程造价提供基础数据。用计算机进行造价控制可以使建设单位随时监督工程的进度和成本,及时发现存在的问题,施工单位能够按月得到正确可靠的进度和成本信息。及时发现成本的上升以便采取积极的纠偏和防范措施,使甲乙双方能够根据建筑市场行情的变化实现对工程造价的动态控制[2]. (三)对工程成本的分析与核算 在市场信息社会中,能否及时、准确地捕捉到市场价格信息是业主和承包商占有竞争优势和取得赢利的关键。政府定期工程造价资料信息,社会咨询部门也价格指数、成本指数、投入价格指数等造价信息来指导工程项目的估价。我国目前造价信息是由政府建设主管部门来的,这使得建筑产品价格确定中的竞争因素太少,造成遏制竟争,抑制投资者和发包方积极性与创造性的不良后果。 目前为了加快全国统一的价格资料信息网建设,为了弥补定额中价格的不足,各地都定期各种价格信息资料或综合价格指数,这是定额调整的一种方法,但是由于地区性非常明显,而各地之间的价格差异较大,各地区价格将不能适应市场需求。为了打破这种格局,由政府出面,分地区分部门委托有能力的社会工程造价咨询机构,组建全国统一的价格信息网,多渠道收集整理工程造价资料与信息,建立数据库,实现电算化,并实行网络化管理。 这些价格资料的及时准确的收集整理分析,对建设工程成本分析,单位生产能力投资分析,成为编制估算、概算、预算、结算、标底的依据。最重要的是可以用以测定调整系数,编制造价指数,作技术经济分析的基础资料,也可用于研究同类工程造价变化规律。工程造价的有效控制是建立在工程造价的合理确定的基础上的[3].无论是对工程建设项目的投资方、设计方还是承包方来讲,工程造价的合理确定,都是工程造价管理人员所面临的重要课题。特别是随着科学技术的不断进步,新材料、新技术、新工艺、新方案的出现,都要求工程造价管理人员及时掌握相关知识。客观准确地进行估算和计价。工程造价资料作为信息资料的一部分,是工程造价合理确定的有效方法。 三、小结 总之,我国各级工程造价管理手段和管理方法不适应于科学化、信息化管理要求,并且也不适应于“世贸接轨”要求,必须加快建立全国建设工程造价信息网,主要内容包括:建设工程劳务、材料、设备价格信息系统;建设工程造价指标信息系统;以及有关建设工程政策、工程定额、造价工程师和工程造价咨询机构等信息,为政府和社会投资或参与建设项目的各方提供信息服务;同时为我国建设工程逐步以市场形成价格创造条件。 各级工程造价管理部门,应从分析我国各地工程造价管理部门对建设工程造价信息管理理论的探索入手,结合我国工程造价信息管理工作的现状及存在的问题,研究提出工程造价管理部门如何做好建设工程造价信息管理工作。 建设工程信息管理论文:建设工程项目信息管理浅析 摘要: 施工企业信息管理已被高度重视并广泛应用于企业、项目管理中,这种方法提升了以往的传统的企业、项目管理模式,相比之下打破了传统方式一点对点的信息交流弊端,实现了信息集中存储并共享的新局面,更加快捷、方便,能明显的提高施工企业管理的科学性。 关键词: 建设工程项目;信息管理 1、前言 我国从工业发达国家引进项目管理的概念、理论、组织、方法和手段,历时30余年,在工程实践中取得了不少成绩。但是,至今多数业主方和施工方的信息管理水平还相当落后,其落后表现在尚未正确理解信息管理的内涵和意义,以及现行的信息管理的组织、方法和手段基本还停留在传统的方式和模式上。可以说,我国在建设工程项目管理中当前最薄弱的工作领域是信息管理。 2、建设工程项目信息管理的内涵及意义 2.1信息的含义:信息指的是用口头的方式、书面的方式或电子的方式传输(传达、传递)的知识、新闻,或可靠的或不可靠的情报。声音、文字、数字和图像等都是信息表达的形式。建设工程项目的实施需要人力资源和物质资源,应认识到信息也是项目实施的重要资源之一。 2.2信息管理指的是信息传输的合理的组织和控制。施工方在投标过程中、承包合同洽谈过程中、施工准备工作中、施工过程中、验收过程中,以及在保修期工作中形成大量的各种信息。这些信息不但在施工方内部各部门间流转,其中许多信息还必须提供给政府建设主管部门、业主方、设计方、相关的施工合作方和供货方等,还有许多有价值的信息应有序地保存,可供其他项目施工借鉴。上述过程包含了信息传输的过程,由谁(哪个工作岗位或工作部门等)、在何时、向谁(哪个项目主管和参与单位的工作岗位或工作部门等)、以什么方式、提供什么信息等属于信息传输的组织和控制,这就是信息管理的内涵。 2.3、建设工程项目信息管理的意义: 2.3.1、 利用信息管理平台,方便各参建方进行信息共享和协同工作,一方面有助于提高工作效率,另一方面可以提高管理水平; 2.3.2、 可以减轻项目参与人日常管理工作的负担,加快了项目管理系统中的信息反馈速度和系统的反应速度,人们能够及时查询工程进展情况的信息,进而能及时地发现问题,作出决策,最终提高工作效率; 2.3.3、可以有效地利用有限的资源,用尽可能少的费用、尽可能快的速度来保证优良的工程质量,获取项目最大的社会经济效益; 2.3.4、 可以使项目风险管理的能力和水平大为提高。由于现代市场经济的特点,工程建设项目的风险越来越大。现代信息技术使人能够对风险进行有效的、迅速的预测、分析、防范和控制。因为风险管理需要大量的信息,而且要迅速获得这些信息,需要十分复杂的信息处理过程。现代信息管理技术给风险管理提供了很好的方法、手段和工具; 2.3.5、推进国民经济和社会信息化是国家发展战略的重要内容。建设工程项目信息化能够更科学、更方便地进行多种类型的项目管理。 3、建设工程项目信息管理的必要性 据有关国际文献的资料统计:建设工程项目实施过程中存在的诸多问题,其中三分之二与信息交流(信息沟通)的问题有关;建设工程项目10%~33%的费用增加与信息交流存在的问题有关;在大型建设工程项目中,信息交流的问题导致工程变更和工程实施的错误约占工程总成本的3%~5%。 由此可见信息交流对项目实施影响之大。 以上“信息交流(信息沟通)”的问题指的是一方没有及时,或没有将另一方所需要的信息(如所需的信息的内容、针对性的信息和完整的信息),或没有将正确的信息传递给另一方。如设计变更没有及时通知施工方,而导致返工;如业主方没有将施工进度严重拖延的信息及时告知大型设备供货方,而设备供货方仍按原计划将设备运到施工现场,致使大型设备在现场无法存放和妥善保管;如施工已产生了重大质量问题的隐患,而没有及时向有关技术负责人及时汇报等。以上列举的问题都会不同程度地影响项目目标的实现。 4、施工项目相关的信息管理工作内容 4.1、收集并整理相关公共信息。 公共信息包括:法律、法规和部门规章信息市场信息以及自然条件信息。 4.2、收集并整理工程总体信息。 4.3、收集并整理相关施工信息。 4.4、收集并整理相关项目管理信息。 项目管理信息包括:项目管理规划(大纲)信息,项目管理实施规划信息,项目进度控制信息,项目质量控制信息,项目安全控制信息,项目成本控制信息,项目现场管理信息,项目合同管理信息,项目材料管理信息、构配件管理信息,工、器具管理信息,项目人力资源管理信息,项目机械设备管理信息,项目资金管理信息,项目技术管理信息,项目组织协调信息,项目竣工验收信息,项目考核评价信息等。 项目安全控制信息主要包括:安全交底、安全设施验收、安全教育、安全措施、安全处罚、安全事故、安全检查、复查整改记录等。 5、做好建设工程项目信息管理的具体措施 5.1、建立专业化信息管理部门 工程项目管理班子中各个工作部门的管理工作都与信息处理有关,他们也都承担一定的信息管理任务,而信息管理部门则是专门从事信息管理的工作部门,其应负责引导、协调和组织项目管理班子中各个部门的信息处理工作;负责信息处理工作平台建立和运行维护等。 5.2、应建立计算机信息网络动态管理平台 公司应根据项目进展的需要,配备足够的电脑和网络传输设备,配备足够的专业化计算机人才,运用计算机对项目信息要基本实现信息管理自动化。 5.3、编制信息管理手册 施工方、业主方和项目参与其他各方都有各自的信息管理任务,为充分利用和发挥信息资源的价值、提高信息管理的效率以及实现有序的和科学的信息管理,各方都应编制各自的信息管理手册,以规范信息管理工作。信息管理手册描述和定义信息管理的任务、执行者(部门)、每项信息管理任务执行的时间和其工作成果等。在当今信息时代,信息管理手册已成为项目信息管理的核心指导文件,我们应高度重视。 5.4、项目专职信息员设置 为方便系统、及时、准确的搜集和传递信息,各项目应设立专职信息员,负责计算机网络系统的管理、公司局域网的建立维护并配合公司管理体系的文件网络化工作;同时负责公司网络资源的总体管理、安全维护、维修,并建立和维护好公司对外网页的信息更新及跟踪反馈。当然了,对信息员的选择应制定和建立科学的选拔任用、培训激励机制,确保一线信息员的质量和技能水平。 5.5、建立完善的信息、档案管理制度 由专职信息管理员负责项目档案资料的搜集、编目、分类、整理、归档。资料归档管理应按国家档案管理制度执行。 6、结束语 目前全国各地工程建设工程信息管理水平普遍较低,静态资料的完整性、统一性、规范性存在质疑,在每年的全国工程质量大检查中,都暴露出不少问题。动态信息更新不及时,传递存在障碍,两类信息在共享、查询方面等都存在困难。而更新信息管理理念,采用信息化技术来处理、整理和管理信息资料,必将显著提高工程信息资料管理水平和工作效率,大大方便各相关责任主体和监督管理部门对工程管理决策和质量的管理和监督,因而建设工程项目信息管理探究将推动工程项目管理水平及工程质量的提高,具有重要的现实意义,社会效益和经济效益也都非常可观。 建设工程信息管理论文:现代建设工程施工项目的信息管理 【摘要】建筑施工项目的信息管理是通过对各系统工作及数据的管理,使建筑施工项目的信息能方便、有效的获取、存储、存档、处理。本文主要阐述了现代建筑施工项目信息的主要内容、建筑施工项目信息的收集与处理等问题。 【关键词】建设工程;施工项目;信息管理 建筑施工项目的信息管理是通过对各系统工作及数据的管理,使建筑施工项目的信息能方便、有效的获取、存储、存档、处理。信息管理是通过有效的项目信息传输的组织和控制为建筑施工项目管理提供服务。建筑施工项目信息管理对工程建设的实施产生巨大影响。建筑施工项目信息管理可对信息资源充分利用,是项目管理者实施控制的基础,是进行项目决策的依据,是增强施工企业竞争力的有力工具。随着建筑市场竞争日益激烈,信息管理为施工企业的科学发展提供了依据。 1、建筑施工项目信息的主要内容 (1)质量控制信息。主要有国家质量政策及标准、建设项目的建设标准、质量目标分解体系,质量控制流程、工作制度、风险分析和抽样检查的数据等信息。重要及隐蔽工程主要有相关照片和录像等。 (2)建筑工程进度控制信息。主要有施工定额、计划参考数据、施工进度规划、进度目标分解、控制工作程序、控制的风险分析及记录等。 (3)成本控制信息。主要有工程合同价、物价指数、各种估算指标、施工中的支付账单、原材料价格、机械设备台班、人工费用、物资单价及运杂费等。 (4)合同管理信息。合同信息是建设单位与施工单位在招标中签订的合同文件信息,是施工项目实施的重要依据,主要有合同协议书、中标通知书、投标书及附件、合同通用及专用条款、技术规范、图纸等。 (5)风险控制信息。主要有环境要素风险、项目系统结构风险、项目的行为主体出现的风险等。 (6)安全控制信息。主要有:安全责任制、安全组织机构、安全训练、安全管理措施、安全技术措施等。 2、建筑施工项目信息的收集 2.1 建筑工程施工招标阶段信息的收集 (1)投标前基础信息的收集。一是投标邀请书、投标须知、建设单位在招标期内的一切补充通知;二是国家或地方有关技术经济指标、定额、相关法规及规定;三是上级有关部门关于建设项目的批文及有关批示、征用土地和拆迁赔偿的协议文件等,土地使用要求、环保要求等;四是建筑工程地质和水文地质报告、区域图、地形测量图,气象和地震烈度等报告,矿藏资源报告,地下管线等埋藏资料;五是建设单位与供电、电信、交通、消防等部门的协议文件或协调配合方案。 (2)设计文件信息的收集。要收集建筑施工总平面图、建筑物的施工平面图、设备安装图、专项工程施工图各种设备材料明细表、施工图预算等信息。 (3)中标后签订合同阶段信息的收集。中标通知书、合同商洽补充文件、合同双方签署的合同协议书、履约保函、合同条款等等。 2.2 施工阶段信息的收集 (1)施工单位自身信息的收集。一是各种方案、计划。包括进度计划方案、施工方案、施工组织设计、施工技术方案、质量问题处理方案;二是各种板审信息。主要有开工报告、施工组织设计报审表、测量放线报审表、材料报验单、月进度支付表、分包报审表、技术核定报审表、工料价格调整申报表、索赔申报表、竣工报验单、复工申请、各种工程建设项目自检报告、质量问题报告、工程进度调整报告;三是工地日记。主要包括:天气记录,材料进场的品种、规格、数量及现场复检情况,质量、技术、安全交底情况,施工内容、部位,隐蔽验收状况,见证取样状况,参加施工人员的工种、数量及劳动力安排等,使用的机械名称、台班等,工程质量、安全问题处理,建设单位的指令、要求,监理单位指令、要求,上级或政府到现场检查施工生产情况,设计变更、技术经济签证状况,施工进度与计划进度的比较,施工综合评价等。 (2)建设单位信息的收集。建筑工程实施过程中,建设单位作为建设工程的组织者,按照合同相关规定,发表对工程建设各方面的意见、批示和变更,下达指令。如建设单位负责某些材料供应时,要收集建设单位所提供的材料的品种、数量、规格、价格、性能、质量证明、提货方式、地点、供货时间等信息。 (3)监理单位信息的收集。一是监理工程师的指令和要求;二是监理会议,相关会议的资料、解决的问题、形成的文件资料、会议纪要,会议记录、进度、质量、经费支出总结或小结等;三是监理工程师对施工单位报审资料的审批;四是监理文件,包括监理规划、实施细则、措施等。 2.3 工程保修阶段信息的收集 在工程保修阶段,要按合同要求进行各种保修工作,在保修过程中,把保修情况记录在案,包括工程回访记录,问题的具体内容、原因、维修方法,保修及费用。 3、施工项目信息的处理 3.1 施工项目信息处理的要求 建设项目信息处理一定要及时、准确、适用。就是信息传递的速度必须快;真实反映工程实际状况;符合实际需要,具有应用价值;在信息处理时要注意经济效果。 3.2 施工项目信息的处理方式 (1)手工处理方式。信息的输出也主要靠人用电话、信函传输通知、报表和文件。目前相当部分施工项目采取的还是这种方式。 (2)计算机处理方式。计算机处理方式是运用计算机进行数据处理。建筑工程项目管理,对信息的准确性、及时性等信息质量提出了高的要求。做好监理工作中的信息处理,还靠手工处理方式是难以胜任的,要用计算机来完成。运用计算机集中存储工程建设项目相关信息,高速准确处理工程监理需要的信息,快捷、方便地完成各种报表。 3.3 建筑施工项目信息的输出与使用 建筑施工项目信息管理是为更好地使用信息,为项目管理服务。要根据项目管理工作的要求,以各种形式如报表、文字、图形、图像、声音等,输出并提供给各级项目管理人员使用。存储于计算机的信息,通过网络技术,实施信息在各部门、区域、各级管理者中的共享。以这些信息为依据,科学做出判断和决策,使项目管理更加科学。 3.4 施工项目管理信息系统 项目管理信息系统是计算机的项目管理的信息系统,用于项目的目标控制。进行项目管理相关数据的收集、记录、存储、过滤,将数据处理的结果提供给项目管理层。它是项目进展的跟踪和控制系统,也是信息流的跟踪系统。 建设工程信息管理论文:论建设工程信息管理 摘要:本文根据建设工程信息的特性,分三个阶段对工程建设的信息管理进行论述,旨在阐明信息管理的重要性、必要性,并通过对目前信息管理状况的分析,结合工程信息的特性,对建设工程信息管理提出建议。 关键词:建设工程信息、决策、进度控制、质量控制 建设工程信息是在整个建设工程周期内产生的反映和控制工程项目管理活动的所有组织、管理、经济、技术信息,其形式为各种数字、文本、报表、图像等,是项目建设生产的依据和决策的基础,是组织要素之间联系的主要内容,是参建各方开展工作的桥梁。 建设工程信息管理可以分三个阶段:一是建设工程信息资源的采集阶段,对信息进行记录和收集,目的为收集有价值的工程信息资源;二是信息资源的加工阶段,对所收集的信息进行整理、分类、存储和检索,目的是形成可供利用的工程信息资源;三是信息资源的开发利用阶段,就是对已经整理的信息资源进行分析、传递、评价、利用,充分实现工程信息资源的价值,达到信息管理的目标。 一、工程信息资源的采集 在工程项目的建设过程中,信息按来源可分为项目外部信息和项目内部信息。项目外部信息主要包括工程所在地的法律法规、政策、社会治安状况、自然环境、以及同类工程的相关信息,如新技术、新工艺等方面。项目内部信息主要来自业主批准或下发的管理文件、指令及设计文件;在建设过程中业主对各种有关进度、质量、造价、合同等方面的意见和看法。 承包人方面的信息包括:承包单位人员、设备、水、电、气等能源的动态信息;施工期气象的中长期趋势及同期历史数据,每天不同时段的动态信息;工程用原材料、半成品、成品、构配件等工程物资的进场、验收、使用等信息;项目经理部管理程序,质量、进度的控制措施,事故处理制度,施工组织设计及技术方案执行的情况,工序间交接制度,工地文明施工及安全措施等;施工合同执行情况,以及施工中国家和地方规范、规程、标准的应用;施工中发生的工程原始数据;工程索赔相关信息等。 监理形成的信息主要有:监理大纲,监理规划,监理细则,会议纪要,巡视记录,旁站记录,监理工程师的口头和书面指令,计量支付台账,原材料及构配件的抽样平行检测记录及台账,工序、分项、单位工程验收记录等。 二、工程信息的加工 建设工程信息的整理主要是把采集到的信息进行鉴别、选择、核对、合并、排序、更新、计算、汇总,从而生成不同形式的数据和报表,以提供给不同需要的各层次管理人员使用。信息整理是按照一定的科学规则和方法,通过对信息的外在特征和内容特征的描述和序化,实现无序信息向有序信息的转化。在进行信息整理时,首先要从甄别信息开始,一种信息是自己收集的,可靠度较高;而对承包人提供的信息就要从信息采集是否规范、采集手段是否可靠等方面考虑,进行选择、核对以及必要的汇总,对动态的数据及时更新。 其次对信息进行筛选,随着工程建设项目规模的日益大型化,信息量也日渐增多,在不同阶段,不同工程时期,决策者关注的信息内容都不同,如何从中筛选出准确的信息至关重要,按照筛选工作的原则:保障再现性、遵循依存关系、追求经济性,从组织、管理、技术、政策法规四个维度在工程信息资源中筛选出核心信息,使工程项目管理者能够抓住重点信息。筛选解决了信息分类的部分,按建设工程的目标可将信息划分为:投资管理信息、质量管理信息、进度管理信息、合同管理信息。将各种信息按一定的原则和方法进行分类,并建立起一定的分类系统和排列顺序,以便管理和使用信息。对信息进行分类处理后,要建立信息数据的检索并存储。随着计算机应用技术的广泛使用,选择适当的数据库软件对信息进行存储,如foxpro、access和excel等,信息检索与信息存储是不可分割的,信息检索是通过信息存储体系来实现的。 三、工程信息的开发利用 1、传递。对信息进行分类加工后,要及时以规定形式提供给需要使用数据和信息的部门,保证其在第一时间方便地得到所需要的一切信息,并确保不向非相关人员提供任何信息和数据。 2、分析。投资信息的分析是通过分析合同价组成,按照投资目标体系,结合已完工程量、付款申请表及工程量变化表和费用索赔表,对投资信息进行分析。质量信息的分析是按照质量控制流程、制度、方法,对质量抽样检查的数据进行质量控制的风险分析,对质量事故的原因进行分析并形成报告,以便更好地进行质量监理。进度信息的分析是将项目实施情况和计划值或合同目标进行比较,找出差异,对结果进行分析,找出产生差异的原因并在后期工作中加以改进,使项目目标得以切实实现。合同信息分析是合同是一个项目的主灵魂,根据对合同的分析,了解责任方的权利和义务,并对合同变更、执行以及合同索赔进行动态跟踪,以便更好地指导项目建设 。 3、评价。投资评价是审查其是否符合投资的目的,是否偏离投资目标;质量评价是审查是否符合相关政策及规范标准,质量控制是否到位以及对后续质量控制的借鉴;进度评价是审查是否严格按施工总计划进行,及实际偏离计划的差异对总计划的影响;合同评价是审查是否严格按合同相关条款执行,以及合同变更对工程的影响。 4、利用。信息是管理决策的依据,管理决策是否及时准确,主要影响因素之一就是信息提供得是否及时和信息是否充足和可靠。如只有业主得到监理工程师提供的关于承包人按合同要求完成了某一分项或者单位工程的施工信息后,才能做出支付款项的决定。信息还是协调参建各方关系的媒介,是协调各参建单位的关系,信息起着至关重要的作用。只有掌握足够、可靠的信息,才能借助于信息的媒介作用,协调好建设各方的关系,从而更好的促进工程建设。 四、对目前信息管理的建议 目前我国的工程建设日新月异,建设水平和规模有了大幅度的提高,然而信息管理相对滞后。为提高工程信息管理水平,笔者认为应该在以下方面入手: 1、建立先进的工程信息管理模式。充分借鉴国内外先进的管理模式,结合国内实际情况,建立一套行之有效的工程信息管理模式。 2、充分利用计算机进行管理。以行业主管部门为主导,建立相对应的数据库,统一行业资料格式和计算机接口,充分利用计算机的优势,形成全国统一的计算机管理模式。 3、培养工程信息管理人员。不仅要培养出专业工程信息管理人员,同时对参与工程建设的管理、技术人员都要进行相关的培训。 4、建立工程信息管理的规章制度。规定相关人员的信息管理职责,并形成对应的管理网络。最关键的是,从行业主管部门到承包人,要对工程信息管理充分重视,解决目前工程信息管理较为传统的模式向先进管理模式的转化,提高管理水平。 建设工程信息管理论文:浅议通信建设工程信息管理 摘 要:随着我国通信建设行业的发展,本文结合作者工作经验,对通信建设工程的信息管理与执行中的一些问题进行了探讨。供同行参考。 一、通信工程信息产生的对象 通信建设行业的信息主要是结合通信工程本身的特点,主要集中于通信工程的质量、进度、投资、安全、合同、协调以及其它辅助信息,表现形式主要以语言、文字、图像为主,由于通信工程建设主要涉及到各合作方,所以信息产生和传递的对象主要是建设单位(运营商)、监理单位、设计单位、施工单位等相关单位,具体见下面的关系图: 通信工程比较常见的信息表达方式包括:会议、电子邮件、电话、书面文字表达方式等,最常见的内容包括: 1、建设单位的主要信息内容 工程招投标、任务指标、站点派单、敏感站点工程信息、工程例会、考核通报、各类数据报表统计、工程验收等相关信息。 2、设计单位的主要信息内容 设计勘察信息、图纸信息、投资信息、设计会审、设计变更信息等。 3、监理单位的主要信息 现场质量、进度、投资、安全管控措施、数据统计、工程验收信息以及其它相关信息。 4、施工单位的主要信息内容 与客户的沟通协调情况信息、外电报装信息、工程前期准备信息、人员安排信息、工程实施过程中的质量、进度信息、工程完工后的工作量统计信息、工程验收信息等。 二、通信工程信息的特点 1、信息的真实性 保持信息的真实性和准确性,信息在传递过程中有20%的衰减度,做为信息的收集者、传递者、处理者和决策者,一定要拿到第一手的现场资料信息,查阅邮件时一定要查看原始信息,避免信息的多次传递。 2、信息的系统性 信息是连续性、全面性的,在收集、传递、处理工程中的信息时,不能片面的使用信息,要保持信息的完整性。要全面掌握工程的质量、进度、投资、安全方面的信息。 3、信息的时效性 工程中信息是不断产生、动态变化的,我们在收集、传递、处理信息时要保持信息的及时性和连贯性,从而保证信息的有效性,另外,在信息的处理过程中,当天的信息一定要形成闭环。 4、信息的不完全性 由于信息的收集、传递和处理受到时间、空间的局限性以及本身的信息衰减等各方面客观因素影响,信息到达决策者手中时总是不完全的,做为决策者要抓住信息内容的关键,避开局限性做出判断。 5、信息的层次性 由于信息的收集、传递和处理受到时间、空间的局限性以及本身的信息衰减等各方面客观因素影响,信息到达决策者手中时总是不完全的,做为决策者要抓住信息内容的关键,避开局限性做出判断。 a 作业级 主要指施工队层面,如现场人员分工、照图施工等方面信息。 b管理级 项目部层面,如工程例会,人员安排、车辆调度等方面信息。 c决策级 部门以上层面:如招投标信息、重大质量、安全责任事故等。 三、通信工程信息的处理流程 信息的流程如下: 1、信息的收集 1) 工程招投标阶段 a 建设单位:主要以收集工程年度规模、投资以及招标技术评分点以及其它要求,考核指标、工作量分配方法,参选单位信息为主。 b 公司内部:主要以收集公司市场部投标安排,人力资源部对项目部的人员安排信息,施工队的资质、人员、车辆信息为主。 2)工程派单阶段 a 建设单位:主要是了解本次站点分配的基本量、浮动量,以及完工指标;了解本次任务分配中合作单位的信息,重点是选点单位、施工单位信息。 3)物业协调阶段 a 建设单位:主要是了解业主的基本信息,了解机房、传输、无线、室分等配套设施的基本信息,了解选点协调的进度信息。 4)设计勘察阶段 a 建设单位:勘察计划安排(人员、车辆、时间、地点),勘察现场要求,其它配套专业勘察信息。 b 公司内部:设计的信源、覆盖方式,设计指标要求。 5)设计会审阶段 a 设计单位:了解方案设计进度和会审情况,了解该站点的投资金额,网优系统下载确定的设计方案,存档,收集会审纪要、设计批复。 5)工程施工阶段 a 建设单位:对该站点的特殊要求,工程例会通知及会议纪要。 b 施工单位:施工组织计划,安全风险评估报告,收集质量、进度、材料、工作量以及现场存 在问题的信息,按ISO2009要求收集施工现场质量、安全管理文档,按时填写日报、周报、月报。 c 监理单位: 收集现场监理人员工作情况信息,收集各类报表信息,重点收集现场监理安检、质量、进度、投资面的信息和问题。 6)硬件完工阶段 a 建设单位:对该站点的巡检信息。 b 施工单位:该站点工作量表,质量自检报告,剩余材料统计表。 c 监理单位: 现场监理资料,工作量确认表,工程变更申请。 7)测试阶段 a 测试单位:收集测试情况记录。 8)初验阶段 a 建设单位:收集单项合同,准备验收清单,签发初验报告。 b 公司内部:起草单项合同,准备验收清单,准备验收文件,准备验收人员、车辆、仪表安排。 8)转资阶段 a 建设单位:收集转资清单,收集资产条形码。 8)初验阶段 a 建设单位:收集单项合同,准备验收清单,签发初验报告。 b 公司内部:起草单项合同,准备验收清单,准备验收文件,准备验收人员、车辆、仪表安排。 9)转资阶段 a 监理单位:准备终验清单,准备终验文件,准备验收人员、车辆、仪表安排。 b 公司内部:准备终验清单,准备终验文件,准备验收人员、车辆、仪表安排。 c 建设单位: 收集启动会信息 ,收集终验报告,记录现场验收遗留问题。 2、工程建设项目信息的加工 在对收集的信息进行加工之前,要确认信息的来源对象、紧急程度、信息传递的对象、信息的可靠程序、信息的数据内容以及信息传递采用的介质,然后对其进行加工。 a信息的来源对象 按信息来源对象可以分为:建设单位,监理单位,设计单位,选点单位,施工队。 b信息的紧急程度 根据处理时间期限,信息可以分为普通、紧急、非常紧急几种情况。 c 信息的传递对象 信息在加工后,传递给不同的处理层面,如传递给建设单位的、设计单位的、公司内部的、施工单位的,还可以细分为给公司领导层面的、部门经理层面的、项目经理层面的、执行层面的等等。 d 信息来源的可靠程度 信息的来源大概可分为精确、一般、较低几种类型。 e 信息的数据内容 对于通信工程进度信息来讲,大致可以分为进度信息、质量信息、造价信息、安全信息、协调信息以及其它方面的辅助信息等。 f 信息的传递介质 信息传递的介质可分为:电话形式、电子邮件形式、书面形式、面对面对话形式等。 3、信息的传递 信息在进行传递之前,要考虑到信息的使用目的、周期、频率,信息涉及到的范围、保密性,信息传递所使用的介质等情况,信息传递后要给予确认,是否完全、准确、及时到达信息的处理者手中。 4、信息的处理 信息在处理之前首先要对信息的情况内容及要求分析,然后再决定以何种形式对信息内容进行宣贯、执行、处理,完成后还必须对处理情况给予反馈,形成闭循环。 5、信息的检索 通信工程信息种类繁多,需要做存档处理的信息,如日报、周报、设计文件、竣工文件等,需要对文件设置检索,检索的设置可以根据处理权限、方法要求、查找要求进行设置。 a 权限要求:允许检索的范围、检索的等级划分、密码的管理。 b 方法要求: 检索的信息和数据能否及时、快速提供,实现手段。 c 查找要求: 输出形式、能否根据关键字实现智能检索。 检索即要建立信息库分级的管理制度。 6、信息的存档 信息存档要求如下: a 命名方式:类别+工程代号+开工年月,HTJ080206中HT代表合同,J代表监理,08为工程代号,1106代表2011年6月份。 b 存档期限:项目部每月对信息进行一次归档,公司以年度为限进行归档。 c 电子文档要进行备份,书面文档必须是第一手的资料,并有责任人签字。 总之,通信工程的信息量大、涉及面广,处理过程繁琐,以上就是我对通信行业范围内信息的收集与处理过程的一些经验和方法,希望能给大家在实际工作中带来一定的帮助。 建设工程信息管理论文:建设工程项目信息管理教学探索 一、引言 工程项目管理是一个庞大而复杂的系统工程,随着工程规模的日益扩大,专业分包单位的增多,施工项目管理中的信息量会相应大量增加。为了提高信息管理的现代化水平,必须依靠计算机和信息技术;而国内为建筑业培养复合型项目管理人才的教学研究起步较晚,教学方式普遍缺乏创新,教学内容偏重系统理论学习,计算机信息管理技术和项目管理知识的交叉教学内容严重缺失。因此,以建构主义学习理论为教学指导思想,从素质教育入手开展《工程建设信息管理》教学势在必行。 二、实验指导思想 建构主义是一种在认知主义基础上发展起来的独特学习观,构建主义倡导:学习不应被看成是对教师授予知识的被动接受,而是学生以自身已有的知识和经验为基础,主动探索、主动发现和对原有所学知识意义上的建构活动。换言之,基于建构主义的实验教学思想重在倡导学生在依据现实工作需要所创设的一定情境下,借助已学理论知识、实习经验和团队成员(包括教师、小组同学等)的帮助,主动探索、积极交流并相互协作,从而获得崭新知识架构的一系列学习过程。考虑到建设工程项目信息管理特点和当代大学生强烈渴望社会实践的心态,为突破以往局限于课本的教学模式,教学将依据构建主义学习环境中的 “情境”、 “会话(沟通)”、“协作”和“意义构建”四大要素展开设计,把团队合作学习作为教学改革的主要策略。 1、教师引导,营造“情境”。建构主义学习理论把创设情境视为“意义建构”的必要前提,指导教师的首要责任是:根据工程管理专业理论知识与实际建设工作需要,创设目前建筑企业信息化建设与信息管理过程中的各种情境,让学生意识到构建工程项目信息管理系统的急迫性和重要性。 2、借助项目信息门户技术,实现“会话”。“会话”是沟通的实质,协作的前提。实验教学过程中除了教师要随时协调、指导之外,更要求学生自行组建团队,借助项目信息门户技术和所学知识对建设工程项目信息管理活动展开合作,交流彼此观点,通过团队共同努力来实现项目信息协同管理平台构建。 3、学生自主开展“协作”,“意义建构”。学生与周围环境的交互作用在对学习内容的理解上起到了关键作用。在教师的组织和引导下,学生相互讨论和交流,共同建立起学习群体,融入到建设项目信息管理的真实环境中,根据自身构建的认知框架和实践经验来获取新知识。 三、实验平台 工程项目信息管理是指在施工项目实施过程中,对各种数据、表格、图纸、文字、音像资料等与项目相关的信息进行收集、整理、储存、传递与应用的全程管理。丁士昭指出,集成管理信息平台必须具备以下三大核心功能:文档(数据)管理、工作流管理、协同工作。所以,为确保项目信息管理工作顺利进行,首先实验平台应至少满足上述要求;其次应考察实验平台是否适应构建主义下团队合作的教学模式;最后实验平台的各项功能应益于学生在短时间内掌握和实际操作,软件应用程序不能过于复杂。参照上述选取标准,以项目信息门户技术为核心搭建起来的协同管理平台符合本次实验平台要求。 1、项目信息门户技术。自20世纪九十年代末,项目信息门户(简称PIP)技术开始为我国工程项目管理领域所熟悉。项目信息门户是在项目实施全过程中对项目参与各方产生的信息进行集中式存储和管理的基础上,以项目为中心对项目信息进行有效的组织与管理,为项目参与各方在网络平台上提供个性化的用户界面和用户权限设置,为项目各参与方提供项目信息共享、信息交流和协同工作的环境,并为项目参与各方在Internet上提供获取个性化项目信息的单一入口。作为支撑项目管理信息系统的一项核心技术,PIP主要提供项目文档(数据)管理、项目信息交流、项目协同工作及工作流程管理四方面基本功能。 2、SPS实验平台。构建项目信息协同管理平台的综合实验是一个针对信息管理系统设计与应用的实验,它让学生从相对容易掌握的PIP技术应用学起,培养学生协同管理能力。由浅入深开展教学实践活动,让学生逐步掌握建设项目信息管理平台的全过程。 通过比较,由微软公司开发的PIP软件(简称SPS)被选定为此次实验平台。SPS技术是微软公司提供的集文档管理、信息检索与共享和协同工作功能于一身的个性化PIP解决方案,它利用单点登录和企业应用程序集成功能,以及灵活的部署选项和管理工具,将来自不同系统的信息集成到一个智能门户站点中,使得端到端的合作更为容易,实现了个人、团队和信息的无缝整合、组织和搜索。SPS具备共享性、协同性、集成性、灵活性、安全性等多重特点。利用SPS门户网站还能大大减少建筑企业管理费用,因为它无需支付任何使用费。在当前流行的windows2000+officeXP系统环境下,接入互联网的任意一家企业都可以随时从微软公司的官方网站上免费下载SPS软件包。 四、实验意义 在建构主义团队合作的教学方式下,应用SPS技术建设工程项目信息协同管理平台的实验意义在于:深化学生对建设工程项目信息管理知识体系的理解与应用;指导学生熟练应用项目信息门户技术,自主创建项目信息协同管理系统平台,全面了解信息管理流程;提高学生的沟通、组织与协调能力,培养团队协作精神;鼓励学生借助互联网信息交流平台开展广泛而深入的专业探讨。另外,试图通过实践教学活动,为利用项目信息门户技术实现工程项目信息化建设的构想提供可行条件;摒弃传统信息交流的“纸质”媒介,采用网络协作技术建立联机协同管理工作平台,将信息管理流程由过去的单向直线式传播转变为连锁交互式网络传导,提高信息传输准确性与时效性,实现信息资源多方共享,达到降低管理费用的目的。 五、实验内容 实验设计从实用性角度出发,设计内容主要针对的是工程项目信息管理团队内、外的信息沟通与管理活动。首先,以项目管理单元为考核对象,对学生随机分组,根据项目信息门户四大基本功能进行任务分配,这样做是为了保证每位同学都能分配到学习任务,从而有效避免“搭便车”现象;然后,各小组内部自行划分岗位职责,设定权限;接着以案例考核形式,要求学生根据具体工程项目信息,自行拟定项目信息管理平台建设方案;最后,团队自主设计并创建信息协同管理平台,实现项目管理团队协同管理目标,由指导教师对完成情况进行考评。(表1) 六、结论 尽管信息化建设的管理理念已逐步得到国内建筑行业的重视,但有关建设工程项目信息管理的教学研究才刚刚起步。为适应社会需求,提高专业教学质量,改革教学方法,使教学内容与实际更加切合,我们还需要不懈地探索与实践。 1、该实验对学生的专业理论知识掌握程度要求较高。建构主义的教学思想强调学生要在已有的知识体系上探索新知,因而参与实验操作的学生必须具备全面而扎实的工程项目信息管理知识基础。 2、指导教师在编写实验任务计划书时,其内容既要贴近建设工程项目信息管理现状,又要考虑到学生学习的实际接收能力。这要求指导教师充分把握学生的平均认知水平,力图使实验教学深度与教学目标相匹配。 3、受教学时间限制,实验内容仅涉及项目经理制下管理团队内、外部的信息协同管理活动,未扩展至其他应用领域。实际上,工程项目管理包含多个目标控制环节,信息量巨大,不同职能部门都急需实现信息化协同管理,以满足目前行业信息化建设的总体发展需要。 (作者单位:重庆大学建设管理与房地产学院) 建设工程信息管理论文:建设工程造价信息管理与应用实践探微 摘要: 建筑工程的造价信息,能够有效的展示出建筑工程的合理性。对建筑工程造价信息的管理工作,则应该结合计算机技术以及互联网技术的高效发展。本文阐述了工程造价信息的重要性以及工程造价信息的分类,并分析了网络环境下工程造价信息资源的开发、利用和建设,以期促进工程造价信息管理工作的有效开展,为建筑行业的发展提供支持。 关键词: 建筑工程;工程造价信息管理; 应用实践 0 引言 近年来,随着中国经济的不断发展,以及人民生活水平的提高,建筑行业也得到了空前繁荣的发展机遇。 因此人们也加强了对建筑工程造价的重视程度,而在建筑工程造价中,许多工作的开展都依赖于对工程造价信息的掌握。只有建立有效的工程造价信息管理平台,才能为建筑工程造价提供数据支持,并促进建筑行业的不断发展。 1 建筑工程造价信息的概述 1.1 工程造价信息 工程造价对工程承包市场和发包市场具有一定的指示作用以及调节作用。通过工程造价,政府部门可了解到我国当前工程建设市场的现状与动态,并且对工程造价进行一定的预测,而决定了政府的相关政策。而工程造价的制定,则是由许多工程造价信息组合而成。可以说,工程造价信息是工程造价制定、决策、管理、修订、评估、审核等工作的基础。 1.2 分类 工程造价信息可分类为工程造价指数、价格信息、已完工程信息三大类。 ①工程造价指数:包括了建筑项目造价指数、单项工程造价指数、单项价格指数、建筑安装工程造价指数、设备工器具价格指数等。工程造价指数是对原始数据的加工而得,反映了一定时期的价格变化以及对工程造价的影响程度,并作为工程造价的调整依据。②价格信息:包括了建筑材料、装修材料、安装材料等各种材料的价格,以及施工人员、管理人员、技术人员等各种人员的工资,还有施工中相关机械的使用成本等,都属于工程造价信息中的价格信息,价格信息多为初级的数据信息。③已完工程信息:即已经完成的工程中所包含的大量造价信息。已完工程信息能够为在建工程或者拟建工程的造价调整提供参考依据,并且对已完工程信息的对比分析,也可对拟建工程的造价做一定的预测。 1.3 工程造价信息管理 工程造价信息管理即收集、处理、加工、存储、分析、、反馈整个工程造价信息的全部过程。并且,随着计算机技术以及互联网的不断发展,当前的工程造价信息管理也越来越依赖于计算机技术,实现了工程造价信息管理的虚拟化、网络化。甚至,还可以通过互联网进行招标、投标等。另外,通过网络化的工程造价信息管理,也解决了工程造价信息的采集、加工、困难等问题。 2 构建“工程造价信息管理平台”模型 通过先进的计算机技术、信息技术、网络技术、数据通信技术等,构件统一的工程造价信息管理平台。对不同地区的工程造价信息资源进行整合,并实现信息的共享,提高工程造价信息的服务效率,以及降低社会的成本。 2.1 信息查询功能 由于工程造价信息较为复杂和庞大,因此,当需要对某一类或者某一个信息进行查找时,则增加了用户的操作难度。因此在工程造价信息管理平台中,必须采用先进的检索技术,实现有效的信息查询功能。工程造价信息管理平台的信息查询功能必须包括:①查询:为用户提供查询手段,并且支持对不同类型的查询;②描述:将用户的查询以及数据库的内容进行抽象的描述;③匹配:对数据库内容与查询材料的内容进行分析,以确定二者内容是否一致;④提取:将数据库中满足检索条件的内容提取出来;⑤验证:确定检索用户对检索结果的满意度;⑥用户接口:给用户提供检索结果,并让用户自行判断结果是否符合检索条件。 2.2 信息功能 信息功能主要针对于工程造价信息管理平台的内部管理人员,管理人员可将相关的工程造价信息于平台,让其他人能够查询和使用。但在管理人员工程造价信息的过程中,必须对信息进行科学、合理的分类。在文本数据库中,可对不同工程造价信息的工程类型、工程地点、工程起止时间、工程规模等不同的元素进行进行简单的说明并分类储存和管理。而在查询检索的过程中,则能根据相关的分类而查找到目标的工程造价信息。而工程造价的文本信息,就需要人工查询并录入数据库中。也可以通过编写程序的方式进行自动提取文本信息,但在系统提取的文本信息中,存在一定的差异化。 2.3 决策支持功能 通过相关的方法和模型对工程造价信息平台的原始数据进行一定的加工、分析、汇总等,并最终得出一定的工程造价预测信息,而为决策提供一定的数据依据和支持。能够有效的提高决策的合理性、科学性、准确性,进而为建筑工程的顺利开展提供支持。 2.4 平台管理功能 管理人员对工程造价信息管理平台的主要管理功能包括:①数据库维护;②基础数据录入;③平台模型维护;④用户的管理。工程造价信息管理平台必须保证对管理人员的基础功能,才能保障平台信息的完善性,以及平台运行的顺畅。 3 工程造价信息管理平台建设的前提 3.1 建设基础设施 只有把基础设施的软硬件都建设好了,才能更有效地支持工程造价信息的开发以及平台的建设。而要实现工程造价信息的传输和交换,就必须建立工程造价信息网络,工程造价信息网络是基础设施建设的核心内容。所以,就必须建设工程造价信息管理的局域网,并普及计算机工程造价信息管理的应用。 3.2 工程造价信息资源的建设 传统的工程造价信息管理如果内容过多,就会造成管理的吃力,以及使用的不方便,所以非常有必要加强对工程造价信息资源的建设。只有建设工程造价信息的数据库,对工程造价信息进行合理的归档管理,并且进行更丰富的分类,实现数字化管理,才能有效地提高工程造价信息的作用和使用效率。 3.3 应用系统的建设 加大工程造价信息应用的开发力度,促使应用系统能够更加的通用和兼容,以适应政务网与互联网的工程造价信息网站的建设。应用系统建设必须满足文档一体化。 3.4 标准化的建设 在工程造价信息化建设的过程中,必须做到对每一个工程造价信息管理的工作流程都进行规范化、标准化的明确规定。才能对工程造价信息的管理中不容易出现差错,提升了工程造价信息化建设的准确性。 3.5 安全保障体系的建设 在工程造价信息管理中,对安全建设也是非常重要的工作。而在工程造价信息化建设的过程中,工程造价信息的电子化无疑也为工程造价信息的安全提出了更高的要求。因此,安全保障体系的建设也就尤为重要了,安全保障体系建设的内容有:①建立工程造价信息安全保障体系;②完善安全管理机制;③提高对工程造价信息的安全意识。 3.6 人才的建设 工作人员的素质直接决定了工程造价信息化建设的效率和结果,所以提高工程造价信息化建设的人员素质培养是非常重要的。而在人才的建设中包括以下几个方面:①对工程造价信息从业人员培训,使工作人员对新的技术、设备和方法能够熟练的掌握和应用。②普及信息技术的知识,让人们了解到信息技术的重要性。 4 对工程造价信息管理平台建设的相关建议 4.1 健全工程造价信息管理的体系 工程造价信息资源管理平台在为用户提供服务的过程中,应以用户为中心,建立统一的标准。在版面设计、功能定位、需求分析等方面实现标准化管理,以实现对冶金信息资源的共享,以及集中化管理。并且,提高相关工作人员的法律意识,完善相关的法律制度,保障知识产权,以及用户的隐私等。进而为工程造价信息资源管理平台的健康发展提供支持与保障。①明确管理的机制,贯彻执行《电子文件管理暂行办法》。并且持续的完善运行机制,对各部门、各地方的工程造价信息管理进行联动机制的建立,以实现对电子文件的全程监管。②加强对工程造价信息管理平台建设的过程中的调度能力,才能形成各地方、各部门统一的工作体系。③完善相关的制度,对整体工作进行细分,落实到每一个人的身上,才能划分责任制,规范工作的每一个细节。④建立激励机制,促进员工的积极性,进一步推动档案信息化的实施和发展。⑤完善法律法规,保证相关部门的监督和执法。 4.2 工程造价信息数字化和资源共享 ①合理的工作计划,进行有效的监督和检查,才能确保工程造价信息数字化工作的顺利实施与开展;②满足用户需求,并建立完整的数字化目录;③档案信息管理系统统一的构建,以实现信息共享。 4.3 建立数据库 建立统一、完善的工程造价信息资源的数据库,通过数据库实现对工程造价信息资源的集中化管理,不仅能够保证信息的多样性和完整性,还能降低信息管理的成本,促进冶金信息资源的开发与利用。 4.4 开发工程造价信息资源的检索服务 提供便捷式的检索服务,能够有效地提高工程造价信息资源管理工作的效率。开发工程造价信息资源平台的检索服务需要注意以下几点: ①分类清晰:对工程造价信息的文件进行明确的分类,以提升检索的准确性;②检索途径的多元化:包括模糊搜索模式、简单搜索模式、高级搜索模式等,以保证检索结果的全面性;③对工程造价信息资源进行严格的筛选,对不宜公开的信息作加密处理。 4.5 健全技术的支持 ①完善基础建设,加大对技术的投入;②采用外包的方式建设系统,借助专业的技术。 4.6 创新服务 ①工程造价信息的远程查阅,对无需保密的信息,在网站上,以方便人们的查阅;②对资源进行整合,并完善信息资源;③对用户进行身份认证,再对其提供远程查阅的服务。 5 案例 网络环境下工程造价信息资源的开发、利用和建设极大的促进了工程进展,提高了工程信息管理效率(相对以前有23%左右提升),节省了大量人力(相对以前减少5%左右人力)物力资源(相对以前节省2%左右物力资源),为工程早日完工提供了必要的保障。 6 结语 工程造价信息管理,应结合计算机技术与网络技术的发展,建设工程造价信息管理平台。并加强对其的资金投入以及技术支持,才能促进工程造价信息管理工作的有效开展,并提升工程造价信息管理工作的效率。但在现阶段,网络环境下工程造价信息资源的开发、利用和建设等,都还存在着一定的问题及不足。只有建立统一的数据库,以及制定规范化的统一标准。并且开发多元的工程造价信息资源检索服务,提升检阅、查看工程造价信息的便利性,进而使工程造价信息资源能够被更有效的利用,才能为建筑行业的发展提供支持。 建设工程信息管理论文:建设工程检测信息管理系统应用探讨 摘 要:本文通过对某市建设工程检测信息管理系统的建设进行分析及其应用的探讨,说明了系统的功能、特点及其发挥的作用。 关键词:建设工程;检测;信息管理系统;系统应用;探讨 一、引 言 检测是验证和保障建设工程质量的主要方法。近年来,随着检测机构数量的增加及有制形式的改革,建设工程的检测工作质量一直处于一个不正常的情况,检测市场恶性竞争,检测质量无法得到有效保证、违规检测、出具虚假报告等情况时有发生。检测质量的“ 不稳定 ” 为工程质量埋下隐患。因此,采取措施加强检测管理,加大对检测工作质量的监控,改善检测行业现状变得刻不容缓。为了加强检测行业管理,提高检测工作质量,某市建设工程检测行业协会根据行业发展、行业自律的需要和市建交委领导的要求,建立并完善了该市建设工程检测信息管理系统,下面我们简称检测信息管理系统。 二、分析系统建设的背景 在建设工程检测行业推行检测信息管理系统是行业发展的需要和必然趋势。 1、 建设检测信息管理系统是行业诚信建设、提升检测工作质量的需要 检测信息管理系统使用信息化技术,能够对检测过程全方位进行管理与监控:通过检测数据自动采集及自动控制检测,保证数据准确;通过监控数据修改,减少并打击作假;提供防伪报告查询,打击虚假报告。 检测信息系统的应用及实施能够促进在行业内创建公平的竞争环境,为行业诚信建设、提升检测工作质量打下坚实基础。 2、建设检测信息管理系统是服务工程质量监管的需要 由于工程现场隐瞒检测不合格结果,工程质量监督部门难以及时获取工程实际检测信息,这种“信息不对称”常期困扰着工程质量监督部门。检测信息管理系统能够为工程质量监督部门对工程质量进行监管提供重要依据,能够及时、准确的收集检测信息,实现数据共享,便于工程质量监督部门了解工程检测信息,有针对性的开展工程质量监督工作。 3、建设检测信息管理系统是制定行业规划及发展策略的需要 检测行业的发展需要借助信息系统提供全面的检测信息及数据,依据全面、准确的数据分析行业发展规律,预测行业发展趋势,制定行业中长期发展规划。 三、系统建设概况 1、建设目标 该市建设工程检测信息管理系统的建设目标是建成“行业级”的信息管理平台,通过系统规范行业运作,提高检测质量,加强行业监管。经过近10年的建设工作,目前检测信息管理系统已在本市建设工程检测工作中全面应用,并成为检测机构、企业内部实验室日常检测工作及政府主管部门管理工作中不可或缺的重要工具。 2、系统功能示意图 检测信息管理系统使用者包括建设单位、施工单位、监理单位、检测机构等建设工程参与各方,应用范围覆盖了从行业基础数据管理、检测过程自动控制、数据自动采集、检测数据统计分析及费用结算的检测全过程管理。 3、系统特点与作用 检测信息管理系统以信息化技术和手段对检测过程进行全方位管理与监控,有助于规范行业运作,提高检测机构的工作效率及管理能力,加强政府主管部门对行业内的监管力度。主要体现在一下几个方面: (1)项目范围广。不仅包括房屋与市政公共设施建设检测项目,还融入了公路工程、水运工 程、水利工程、民防工程、园林绿化工程等专业的检测项目;不仅包括结构材料、装饰材料、 节能材料、门窗与幕墙、公路材料 、安全标志、园林土壤等材料检测,还包括基坑监测、地基基础 、主体结构、钢结构无损、节能现场、住宅套内质量 、室内环境 、沉降观测等现场检测 。 (2) 融入管理要求,既体现主管部门对行业管理的要求,又体现使用单位对功能的要求,对检测机构而言,检测信息管理系统同时也是其企业的资源管理系统 ( E R P) 。 (3)引入伺服控制技术,实现自动控制检测。检测信息系统实现对伺服试验设备的控制,根据样品特性自动设置加荷速度,实现全自动控制检测,最大限度地减少了人为操作干扰,确保检测结果准确无误。 (4)实现检测样品唯一性标识管理。系统借助R F I D及物联网技术,对检测样品进行唯一性标识,做到样品信息现场与实验室共享,实现了对检测样品的智能化识别、跟踪、监控和管理 。 四、系统建设及应用体会 该市建设工程检测信息管理系统的建设并不是一下就能完成的,而是经历了一个从无到有、不断深入与完善的过程。自2 0 0 3 年以来,系统经过了多次改版,系统功能不断完善,应用范围不断扩展,在行业内的应用也不断深入。回顾 系 统 的 建 设 及 应 用 过 程 , 我 们 认 为要建设一套完整的、满足行业发展需要的建设工程检测信息管理系统,应该做到以下几点 : (1)以统一检测软件为基础 。 统一检测软件是建设检测信息管理系统的前提与基础。如果检测单位自行开发或选择多种检测软件,没有统一的数据结构支持,自动化采集就难以实现,行业内统一应用的检测信息管 理系统也无法进行开发与应用。统一的检测软件不仅仅是检测单位实际运的辅助工具,也是检测监管的一种有效“ 手段 ”。统一的检测软件既要体现用户需求,更要体现主管部门的意志;要求检测机构、企业内部试验室使用统一开发的检测管理软件,这是对检测机构、企业内部试验室的检测行为进行监管的有效途径。 (2)集成化自动采集及自动控制检测。统一的检测软件应该全面“ 接 管 ”检测数据,实现其自动采集及自动控制检测。检测机构获取自动采集数据,不能依靠设备生产企业提供的软件,不能通过中间文件(或数据库)交互数据,应该使用统一的检测软件直接获取自动采集数据,做到数据不落地。 (3) 合同登记与检测软件无缝对接,从检测流程源头进行规范管理。检测信息管理系统将工程项目检测合同纳入系统管理的范围,要求建设单位、检测机构按照规定的流程在系统中对合同进备案登记,并实现合同登记与检测软件功能对接,在实际检测过程中以合同为依据开展检测工作,例如,未经合同登记的工程不能接受委托、检测合同未包括的项目也不能接受委托,从检测流程的源头进行了严格的控制与规范管理 。合同登记与检测软件无缝对接,通过检测软件促进合同登记工作开展,通过合同登记规范检测委托信息的填写,便于单位工程的精确统计 。 (4) 检测信息管理系统的应用与推广离不开工程质量监督部门的支持 。没有工程质量监督部门的参与、支持,系统就达不到应用及行业监管的目的。同时,检测信息管理系统的应用与工程质量监督工作的开展也是相辅相承、相互促进的:一方面,检测信 息管理系统为工程质量监督部门提供详尽的检测信息,工程质量监督部门可以通过该系统及时准确地了解所监督工程的检测状况,获取检测不合格信息并进行及时处理,将工程质量隐患消灭在萌芽状态:另一方面,质量监督部门对检测信息系统的应用也带动了检测单位等工程参与各方应用系统,促进了系统在行业内的推广应用工作。 五、结 语 检测信息管理系统的建设及应用不是短时间内就能完成的,而是需要一个长期的过程,系统的推广应用是检测行业信息化的发展方向与趋势。随着我国科学技术的发展,信息化技术也有了很大的进步,这样就可以帮助我们将不断完善系统功能,这样就可以使系统在行业发展中发挥更大的作用。 建设工程信息管理论文:信息管理在建设工程监理中的运用 摘要:随着社会经济的快速发展,建设工程的监理信息管理的作用也越来越突出,但是,目前信息管理在建设工程监理中应用的时候却存在则会很多的问题,因此,本文就我国监理行业的状况、建设工程监理目标控制和应用策略及工程监理信息管理系统实现关键技术进行分析。 关键词:信息管理;建设工程监理;运用 引言 科学技术不断进步的今天,信息时代也随之而来。监理的信息管理对整个建设工程来说是一项至关重要的内容,该工作的开展是以工程的设计方案、工程的施工进度、投资情况等为基本性材料的。做好信息管理工作不仅能够确保工程监理工作的顺利开展,同时还能够直接的反映出监理的实效,监理信息管理涉及到信息的收集、信息传输、信息贮存、信息加工等各个环节,而对各个环节的管理进行提高对建设施工监理工作有着非常重要的作用。 一、我国监理行业的状况 (一)错误的监理位置定位 现阶段,社会各界对于工程监理的认识有一定的分歧,对于监理应处的位置方面,认为监理属于独立的第三方,也有人认为属于业主方的代表或代表着政府机构。对于中小城市的监理机构而言,根本无法实现独立进行工程管理。当理论和实际存在不协调的习惯时,应选择建设方和施工单位之间的倾向性。若监理机构无法对建设方相依靠实施工作开展时,施工单位则会成为监理方的领导机构,对工程质量的施工计划与认可所听从。作为独立核算的经济实体,以企业的身份出现对原有政府形式的质量监管权所代替,在一些中小城市中对质量监理的意识仍相对薄弱,导致管理人员的身威得以树立。 (二)监理安全责任的扩大化 监理单位对安全生产责任的承担与承担责任的大小成为现阶段存在的主要问题。目前,很多地方对“监理安全细则”、“监理操作规程”进行制定,在不同程度上扩大了监理的责任。只要监理对方案进行审核过又产生问题,则应对监理企业进行严格的行政处罚。在2006年新政策出台之后,又将监理方面所承担的安全责任向刑法中扩大,必定导致监理工程师在对安全方案进行审核时,无限制的要求承包商应对安全系数进行提升,而忽略安全成本,对整个工程项目的正常顺利开展产生影响。 总之,存在的最为关键的问题则是企业先进的管理模式和技术服务与中小城市落后的施工工艺水平和粗俗野蛮的建筑市场的文化氛围之间存在一定差异。 二、建设工程监理目标控制和应用策略 (一)明确施工监理工作意义及重要性 参建各方之所以忽视施工监理的重要性主要是对监理师缺乏认识,对监理人员在项目中所担任的角色认识模糊。项目法人认为自己“雇佣”了监理单位,监理人员应该为自己谋取利益,必须按照自己的要求来工作;施工单位也同样认为施工监理是项目法人的代表,是为项目法人服务的,并不认为施工监理是独立的第三方;政府质量监督部门认为项目工程既然已经有了施工监理,工程质量监督就是监理单位的责任。错误理解为已经有相关单位替代了自己的职责,从而忽视了对工程质量的监督。由于各方对监理单位的错误认识,致使监理人员在协调各方关系时不顺畅,监理人员的决策不能得到有效落实。如果工程项目出现质量问题,这种模糊的责任认知会导致互相推卸责任状况的发生。监理单位是独立的第三方,监理人员的主要任务是协调工程建设中合同双方的权利和义务,在确保工程质量的同时,使参建各方获得合理的回报。监理人员依托工程建设的法律法规和相关项目建设文件,对工程建设进行协调管理,不能取代参建任何一方的职责。 (二)保障监理企业市场主体地位 目前,市场上许多监理服务企业是依附于科研所、高等院校及相关协会而建,这些企事业单位以行政管理的手段控制着企业的运营。监理企业缺乏市场竞争主体和法人实体地位,没有自主经营的权利,不能够自负盈亏,企业支出需由母体审核批复,企业收益全部无偿上缴。这样的企业不能够实现自我积累,很难获得自身发展,始终受母体羁绊而处于浅层次、低水平的局面。国家应该出台相关法律法规,制约企事业单位对其自营企业的控制作用,增强监理企业的独立性,保障其市场主体地位。 (三)投资控制任务 设计阶段监理工程师投资控制的主要工作,包括对建设工程总投资进行论证,确认其可行性;组织设计方案竞赛或设计招标,协助业主确定对投资控制有利的设计方案;伴随着设计各阶段的成果输出制定建设工程投资目标划分系统,为本阶段和后续阶段投资控制提供依据;在保障设计质量的前提下,协助设计单位开展限额设计工作;编制本阶段资金使用计划,并进行付款控制;审查工程概算、预算,在保障建设工程具有安全可靠性、适用性基础上,概算不超沽算,预算不超概算;进行设计挖潜,节约投资;对设计进行技术经济分析、比较、论证,寻求一次性投资少而全寿命经济性好的设计方案等。 三、工程监理信息管理系统实现关键技术 (一)质量控制 监理工作最重要的部分就是质量的控制,是由于建设工程的特殊性决定的。控制工程质量的内容较多,包括进场材料、构配件和设备的质量、施工过程分部分项工程质量、工程质量检验评定、工程质量事故的处理和工程质量缺陷等方面。在对建设工程质量进行控制时,涉及到周、月施工质量记录报告;当期施工质量问题、缺陷和处理措施、处理结果情况报告;工程质量评定结果;材料检验情况与结果等工作,因此需要以流程图的形式表述监理质量控制相关工作。 建设工程可以作为一个信息过程来处理任何一道工序,与之对应的没一个过程都包括输出、输入和转换三个步骤。在进行建设工程质量控制时,应采用过程的方法来保证工序的质量,从而最大化的实现监理目标。 (二)进度控制 监理单位进行进度控制,主要目的是保证工程项目能再计划内完成交付并且安全使用,由于进度具备动态连续的特点,所以监理人员必须要熟悉动态控制,在施工中需要不断检查并且要把现场施工情况与计划进行有效的比较,如果遇到偏差情况必须分析其原因并采取措施进行纠正,对于无法维持原计划工期的情况则通过调整原进度计划来实行。 (三)投资控制 在建设工程施工阶段,监理单位对投资控制主要是针对计量与支付、变更与索赔等引起的资金变化进行控制。在建设工程施工过程中,控制建设工程的重要手段是审查施工单位的进度款(包括单价、工程量的审核),因此监理工程师必须了解合同文本,尤其是工程项目的基本情况和技术规范的内容。 结束语 监理信息管理工作开展的情况中最为重要的是将信息传递到最终开展工作的人手中,也就是将信息传递到监理工程师的手中。现在信息技术的重要性也被更多的监理工程企业认识到,并且也在不断的寻求着能够改善的措施。要想破解信息管理手段落后、信息管理应用不足这两个问题,应该从建立完善信息管理系统的组织架构、开发和引进建设工程信息管理系统软件、建立建设工程信息管理系统的硬件平台三个方面来解决。但是建设工程是比较复杂的,所以保持监理信息管理的有效性,对建设工程的监理工作做到严格的把控,提高整个监理的质量,对监理信息管理工作的改进也应该是不断发展的,随时发现问题随进进行改进。