時間:2022-02-23 00:20:32
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隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展,居民和各類企業(yè)對供電質(zhì)量和可靠性的要求日益提高,從改善電能質(zhì)量和節(jié)約人力方面比較電壓無功優(yōu)化自動控制裝置具有不可比擬的優(yōu)勢,已逐步取代原來通過值班員手動調(diào)節(jié)檔位和投切電容器來調(diào)整電壓的方式,在維系電力系統(tǒng)穩(wěn)定中的作用已充分展示出來。論文參考,自動化。電壓無功優(yōu)化自動控制裝置由大量的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)控制、程序執(zhí)行元件組成,通過一系列自動化技術(shù)將其功能整合在一起,因此,了解電壓無功優(yōu)化自動控制中的自動化原理對于研究電壓無功優(yōu)化自動控制有著十分重要的作用。為此本文著重分析了電壓無功優(yōu)化控制中的自動化技術(shù)。
一、自動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
(一)調(diào)壓方式
無功優(yōu)化控制系統(tǒng)設(shè)計在設(shè)置母線電壓限定范圍后,自動對高峰負荷時段、低谷負荷時段的電壓值進行適當調(diào)整,以保證在合格范圍內(nèi)的電壓滿足逆調(diào)壓方式。論文參考,自動化。當電壓超出額定范圍時,則與同級和上級變電所的電壓進行比較,然后判斷出應(yīng)該調(diào)節(jié)同級還是上級變電所的主變檔位。
(二)調(diào)整策略
電壓無功優(yōu)化自動控制包含兩個方面,分別是電壓優(yōu)化和無功優(yōu)化:
1、電壓優(yōu)化
當母線電壓超上限時,首先下調(diào)主變的檔位,當不能滿足要求時才切除電容器;當母線電壓超下限時,首先投入電容器,當不能滿足要求時再上調(diào)主變檔位,總之要確保電容器最合理的投入。
2、無功優(yōu)化
當系統(tǒng)電壓保持在限定范圍內(nèi)后,通過系統(tǒng)的自動控制,決定各級變電所電容器的先后投入,使得無功功率的流向最平衡,最能提高功率因數(shù)。
二、自動化數(shù)據(jù)采集、計算和傳輸
作為一個自動控制系統(tǒng),全面的數(shù)據(jù)采集是整個控制過程最關(guān)鍵的一部,其采集數(shù)據(jù)的精度和安全直接影響整個系統(tǒng)的精度和安全。論文參考,自動化。一個完善的無功優(yōu)化自動控制系統(tǒng)應(yīng)該能實時自動的從調(diào)度中心、各監(jiān)控站采集電網(wǎng)電壓、功率、主變檔位、電容器運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)并能確保當遙測遙信值不變時不與SCADA系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸,減少系統(tǒng)資源占用。
在采集到實時數(shù)據(jù)后,過往的自動控制系統(tǒng)都是通過“專家系統(tǒng)”對數(shù)學(xué)模型進行簡化和分解,然后利用潮流計算和專家系統(tǒng)等方法進行求解。隨著自動化技術(shù)的高速發(fā)展,自動控制系統(tǒng)能夠突破優(yōu)化計算難于尋找工程解的難題,采用模糊控制的算法,充分考慮諧波,功率因數(shù)擺動,電壓波動和事故閉鎖等因素,通過一系列精密芯片的配合計算出使電網(wǎng)電能損耗最小的變壓器檔位、電容器投入量和電網(wǎng)最優(yōu)運行電壓以供控制部件執(zhí)行。
系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸上使用只與內(nèi)存交互數(shù)據(jù)而不存取硬盤的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫技術(shù),既提高了數(shù)據(jù)的存取速度,又節(jié)省了硬盤使用。為了提高傳輸效率,系統(tǒng)還會根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)的類型和要求的不同,自動采用不同的傳輸協(xié)議:使用TCP/IP協(xié)議傳輸大量的重要數(shù)據(jù),使用UDP協(xié)議傳輸少量的廣播數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)傳輸準確度方面,子站在接受到數(shù)據(jù)后會自動向主站發(fā)送反校信號,以驗證所受數(shù)據(jù)的準確性。
三、系統(tǒng)的自動控制
電壓無功優(yōu)化控制的基本過程如下:首先是主站控制系統(tǒng)進行電壓無功計算,然后把計算得到的各級變電所的功率因數(shù)、電壓的區(qū)域無功定值結(jié)果通過光纖通道傳達至各級變電所的電壓無功控制系統(tǒng)。各級變電所的控制系統(tǒng)周期性的把本站的功率因數(shù)、電壓和接收到的定值結(jié)果比較,以判斷是否越限。
為了保證電網(wǎng)損耗最低,主站的控制系統(tǒng)要不斷跟緊電網(wǎng)運行方式的變化,隨時計算出最新的區(qū)域無功定值結(jié)果并傳達至各級變電所的電壓無功控制系統(tǒng)。由于主站的控制系統(tǒng)計算最初的區(qū)域無功定值時需要一定的時間,這就會造成各級變電所從啟動控制系統(tǒng)至接收到第一個信號間有一個時間段,系統(tǒng)定義這段時間內(nèi)的定值是按照本地系統(tǒng)運行的。論文參考,自動化。
當主站系統(tǒng)遇到特殊情況(如有影響電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)的遙信變位發(fā)生)時,能夠即時撤銷子站控制系統(tǒng)當前正在執(zhí)行的區(qū)域無功定值。子站控制系統(tǒng)即以本地?zé)o功定值運行,待再次受到主站重新計算的定值時才轉(zhuǎn)以新定值運行。論文參考,自動化。子站控制系統(tǒng)實時監(jiān)視主站的定值下傳通道是否正常,通信異常時,立即改為執(zhí)行本地定值,直至通道恢復(fù)正常。論文參考,自動化。
四、系統(tǒng)自動化的安全保證
目前國內(nèi)的一些系統(tǒng)僅僅只做到了一層閉環(huán)控制,安全可靠性根本無法保證。而隨著自動化技術(shù)的發(fā)展,最新的系統(tǒng)則是采用主站和子站同時的雙層實時閉環(huán)反饋控制結(jié)構(gòu)。實驗證明由于采用了雙層實時閉環(huán)反饋控制結(jié)構(gòu),當運行中發(fā)生用戶定義的需要閉鎖的異常事件時,控制系統(tǒng)能夠立即執(zhí)行閉鎖,符合電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和調(diào)度運行特點,適合各種大小電網(wǎng)的安全可靠運行,能更有利地保證提高電網(wǎng)的電能質(zhì)量,其具體的安全策略如下:
自動估算電網(wǎng)電壓,使電容器平穩(wěn)投切,避免出現(xiàn)振蕩;自動估算電壓調(diào)節(jié)后的無功變化量,使主變檔位平穩(wěn)調(diào)整,避免出現(xiàn)振蕩。
當需要調(diào)節(jié)的變電所的主變并聯(lián)運行時,為了避免出現(xiàn)其中一臺主變頻繁調(diào)節(jié)的情況,首先調(diào)節(jié)據(jù)動率較高的那臺主變的檔位。應(yīng)對于主變和電容器出現(xiàn)的異常情況,系統(tǒng)能夠自動減少主變檔位調(diào)整次數(shù),使設(shè)備壽命增加,電網(wǎng)安全得到保證。當遭遇設(shè)備異常時,系統(tǒng)自動閉鎖,而且必須人工手動來解除封鎖。具體的異常情況有:電容器或主變檔位異常變位;系統(tǒng)需要采集的數(shù)據(jù)異常;系統(tǒng)數(shù)據(jù)不刷新。特別的當發(fā)生10kV單相接地時,系統(tǒng)自動閉鎖電容器的投切。為避免采集到的數(shù)據(jù)不準確,系統(tǒng)采用同時判斷遙測數(shù)據(jù)和遙信數(shù)據(jù)的方式,提高了采集數(shù)據(jù)的準度。
五、結(jié)論
本文通過對電壓無功優(yōu)化控制系統(tǒng)的淺要介紹,分析了其包含的自動化技術(shù),從一個側(cè)面反映了我國電力系統(tǒng)自動化科技的發(fā)展,也展現(xiàn)了電力行業(yè)專業(yè)人才的卓越才能。本文對電壓無功優(yōu)化控制系統(tǒng)從設(shè)計思想,系統(tǒng)構(gòu)成方面進行的論述,可作電力專業(yè)的教輔材料,也可供電壓無功優(yōu)化控制裝置設(shè)計和運行參考。
參考文獻
近年來,隨著電網(wǎng)運行水平的提高,各級調(diào)度中心要求更多的信息,以便及時掌握電網(wǎng)及變電站的運行情況,提高變電站的可控性,進而要求更多地采用遠方集中控制、操作、反事故措施等,即采用無人值班的管理模式,以提高勞動生產(chǎn)率,減少人為誤操作的可能,提高運行的可靠性。基于上述原因,變電站自動化由“熱門話題”已轉(zhuǎn)向了實用化階段,電力行業(yè)各有關(guān)部門把變電站自動化做為一項新技術(shù)革新手段應(yīng)用于電力系統(tǒng)運行中來,各大專業(yè)廠家亦把變電站自動化系統(tǒng)的開發(fā)做為重點開發(fā)項目,不斷地完善和改進相應(yīng)地推出各具特色的變電站綜合自動化系統(tǒng),以滿足電力系統(tǒng)中的要求。
變電站綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)能實現(xiàn)的功能
1.微機保護。是對站內(nèi)所有的電氣設(shè)備進行保護,包括線路保護,變壓器保護,母線保護,電容器保護及備自投,低頻減載等安全自動裝置。
2.數(shù)據(jù)采集。包括狀態(tài)數(shù)據(jù),模擬數(shù)據(jù)和脈沖數(shù)據(jù)。
3.事件記錄和故障錄波測距。事件記錄應(yīng)包含保護動作序列記錄,開關(guān)跳臺記錄。其SOE分辨率一般在1~10ms之間,以滿足不同電壓等級對SOE的要求。
變電站故障錄波可根據(jù)需要采用兩種方式實現(xiàn),一是集中式配置專用故障錄波器,并能與監(jiān)控系統(tǒng)通信。另一種是分散型,即由微機保護裝置兼作記錄及測距計算,再將數(shù)字化的波型及測距結(jié)果送監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)存儲和分析。
4.控制和操作閉鎖。操作人員可通過CRT屏幕對斷路器、隔離開關(guān)、變壓器分接頭、電容器組投切進行遠方操作。為了防止系統(tǒng)故障時無法操作被控設(shè)備,在系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)保留人工直接跳合閘手段。
5.周期檢測和同期合閘。該功能可以分為手動和自動兩種方式實現(xiàn)??蛇x擇獨立的同期設(shè)備實現(xiàn),也可以由微機保護軟件模塊實現(xiàn)。
6.電壓和無功的就地控制。無功和電壓控制一般采用調(diào)整變壓器分接頭,投切電容器組,電抗器組,同步調(diào)相機等方式實現(xiàn)。操作方式可手動可自動,人工操作可就地控制或遠方控制。無功控制可由專門的無功控制設(shè)備實現(xiàn),也可由監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)保護裝置測量的電壓,無功和變壓器抽頭信號通過專用軟件實現(xiàn)。
7.數(shù)據(jù)處理和記錄。歷史數(shù)據(jù)的形成和存儲是數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容,它包括上一級調(diào)度中心,變電管理和保護專業(yè)要求的數(shù)據(jù)。
8.人機聯(lián)系。
9.系統(tǒng)的自診斷功能。系統(tǒng)內(nèi)各插件應(yīng)具有自診斷功能,自診斷信息也象被采集的數(shù)據(jù)一樣周期性地送往后臺機和遠方調(diào)度中心或操作控制中心。
10.與遠方控制中心的通信。本功能在常規(guī)遠動‘四遙’的基礎(chǔ)上增加了遠方修改整定保護定值、故障錄波與測距信號的遠傳等,其信息量遠大于傳統(tǒng)的遠動系統(tǒng)。
根據(jù)現(xiàn)場的要求,系統(tǒng)應(yīng)具有通信通道的備用及切換功能,保證通信的可靠性,同時應(yīng)具備同多個調(diào)度中心不同方式的通信接口,且各通信口及MO-DEM應(yīng)相互獨立。保護和故障錄波信息可采用獨立的通信與調(diào)度中心連接,通信規(guī)約應(yīng)適應(yīng)調(diào)度中心的要求,符合國標及IEC標準。
變電站綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)具有同調(diào)度中心對時,統(tǒng)一時鐘的功能,還應(yīng)具有當?shù)剡\行維護功能。
11.防火、保安系統(tǒng)。從設(shè)計原則而言,無人值班變電站應(yīng)具有防火、保安措施。
幾個問題的認識及探討
1.變電站自動化的基本概念。變電站自動化是指應(yīng)用自動控制技術(shù)、信息處理和傳輸技術(shù),通過計算機硬軟件系統(tǒng)或自動裝置代替人工進行各種運行作業(yè),提高變電站運行、管理水平的一種自動化系統(tǒng)。變電站自動化的范疇包括綜合自動化技術(shù);變電站綜合自動化是指將二次設(shè)備(包括控制、保護、測量、信號、自動裝置和遠動裝置)利用微機技術(shù)經(jīng)過功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計,對變電站執(zhí)行自動監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng),它是自動化和計算機、通信技術(shù)在變電站領(lǐng)域的綜合應(yīng)用。博士論文,變電站。其具有以下特征:
(1)功能綜合化。是按變電站自動化系統(tǒng)的運行要求,將二次系統(tǒng)的功能綜合考慮,在整個的系統(tǒng)設(shè)計方案指導(dǎo)下,進行優(yōu)化組合設(shè)計,以達到協(xié)調(diào)一致的繼電保護及監(jiān)控系統(tǒng)。博士論文,變電站。博士論文,變電站。“綜合”(INTEGRATED)并非指將變電站所要求的功能以“拼湊”的方式組合,而是指在滿足基本要求的基礎(chǔ)上,達到整個系統(tǒng)性能指標的最優(yōu)化。博士論文,變電站。
(2)系統(tǒng)構(gòu)成的數(shù)字化及模塊化。博士論文,變電站。保護、控制、測量裝置的數(shù)字化(即采用微機實現(xiàn),并具有數(shù)字化通信能力),利于把各功能模塊通過通信網(wǎng)絡(luò)連接起來,便于接口功能模塊的擴充及信息的共享。
(3)操作監(jiān)視屏幕化。當變電站有人值班時,人機聯(lián)系在當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)的后臺機(或主機)上進行,當變電站無人值班時,人機聯(lián)系功能在遠方的調(diào)度中心或操作控制中心的主機或工作站上進行,不管那種方式,操作維護人員面對的都是CRT屏幕,操作的工具都是鍵盤或鼠標。
(4)運行管理智能化。體現(xiàn)在無人值班、人機對話及操作的屏幕化、制表、打印、越限監(jiān)視和系統(tǒng)信息管理、建立實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫、開關(guān)操作及防誤操作閉銷等方面,能夠減輕工作人員的勞動及人無法做到的工作。
2.變電站綜合自動化站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)的建立。變電站內(nèi)傳送或交換的基本信息有:測量及狀態(tài)信息;操作信息;參數(shù)信息。根據(jù)信息傳送的性能要求,大致可分兩類考慮,一類要求實時響應(yīng)較高的信息,如事故的檢出、告警、事件順序記錄和用于保護動作的信息,要求傳送速度較高;另一類是對時間響應(yīng)要求不高的信息,如用于錄波、記錄及故障分析的信息,可允許較長的傳送時間。對于不同的數(shù)據(jù)亦有不同的安全性要求,站內(nèi)通信網(wǎng)聯(lián)系站內(nèi)各個智能單元、后臺監(jiān)控及遠方通信裝置,是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵。
3.實際工程設(shè)計的考慮。為了使實際工程工作可靠,維護方便,擴展靈活,易于用戶操作和管理,在系統(tǒng)不同的層次,需解決不同的問題。
(1)前置智能單元。前置智能單元是系統(tǒng)的基層,執(zhí)行系統(tǒng)最基本的功能,如保護、測量、控制等。我們希望這些基層模塊盡量不受網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的影響,特別是繼電保護裝置,要求在無網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)下能完成保護的基本功能,因此在設(shè)計基層裝置時,盡量采用自成—體的辦法。
為了提高基層功能模塊的質(zhì)量,盡量采用通用化的模塊,因此硬件平臺的模塊化設(shè)計,在基層尤為重要。本著這種思想設(shè)計出有限品種的模塊,拼裝成不同的功能裝置,這對模塊設(shè)計成本的降低、生產(chǎn)的組織等均具有好處。
在實際應(yīng)用中,為了減少基層模塊軟件對工程的依賴性(即工程有關(guān)部分的軟件),一種辦法將與工程有關(guān)的軟件改成系統(tǒng)配置文件存于可擦寫的存儲器內(nèi),另一種辦法是將與工程有關(guān)的(例如通信規(guī)約)軟件用一個獨立的模塊來實現(xiàn)。
(2)網(wǎng)絡(luò)通信層。為了保證網(wǎng)絡(luò)層的完好,應(yīng)該注意對網(wǎng)絡(luò)層的監(jiān)視,這可以從后臺和前置兩個層次來實現(xiàn),在硬件條件比較好的地方,可以采取兩個獨立通訊網(wǎng)絡(luò)工作,或同時工作,或者互為備用。博士論文,變電站。
中圖分類號:G712文獻標識碼:B文章編號:1006-5962(2013)02-0027-02
高職機電一體化專業(yè)課程設(shè)置的培養(yǎng)目標是:面向工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場,電氣控制系統(tǒng)制造公司、機電設(shè)備制造公司、機電設(shè)備、電氣設(shè)備、工控設(shè)備制造公司或公司、科技開發(fā)公司,培養(yǎng)適應(yīng)社會需要,全面發(fā)展,適應(yīng)本專業(yè)相對應(yīng)職業(yè)崗位的高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才,主要崗位群定位是自動化設(shè)備安裝員、自動化設(shè)備調(diào)試員、中高級維修電工等,本專業(yè)有五個主干學(xué)科:電氣工程、電子工程、機械工程、計算機科學(xué)與技術(shù)、控制科學(xué)與工程,都是為了崗位需要設(shè)置的專業(yè)知識。其中《自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》作為一門核心專業(yè)課在第四學(xué)期進行了貫穿和綜合。
1自動化生產(chǎn)線的課程設(shè)置
機電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)能力有:識圖繪圖能力、機電安裝調(diào)試維修能力、電控系統(tǒng)調(diào)試檢修能力、自動線調(diào)試維護能力、機電設(shè)備管理能力及機電產(chǎn)品營銷能力等?!蹲詣踊a(chǎn)線安裝與調(diào)試》前序課程有PLC技術(shù)、傳感器技術(shù)、電機與控制,后序課程有機床維修等。在我們所要實現(xiàn)的教學(xué)目標中知識目標涉及到:機械手工作原理、握機械手控制原理、機械手氣動原理、熟悉安全操作規(guī)程;能力目標有:對已安裝的機械手機械部件進行測量;對機械手的氣路進行基本調(diào)試;根據(jù)故障現(xiàn)象判斷故障部位;檢查分析、找到故障點并分析解決故障;遵守安全操作規(guī)程;素質(zhì)目標有嚴謹?shù)穆殬I(yè)態(tài)度、規(guī)范的操作習(xí)慣、創(chuàng)新精神、團結(jié)協(xié)作精神、自主學(xué)習(xí)精神及溝通能力。
此核心課程以項目驅(qū)動教學(xué)開展課程教學(xué),提升學(xué)生的職業(yè)能力,以具體自動化生產(chǎn)線為載體,融合認知、安裝、調(diào)試和檢測等內(nèi)容,實現(xiàn)教、學(xué)、做、評一體化教學(xué),突出課程的職業(yè)性、實踐性和開放性。以學(xué)生為主體,采取多樣化教學(xué)方法。以自動化設(shè)備改造為工作過程,涉及電路圖分析、電氣圖設(shè)計、程序設(shè)計、設(shè)備組裝、設(shè)備運行調(diào)試、設(shè)備檢測、設(shè)備維護等行動領(lǐng)域,設(shè)置六個學(xué)習(xí)情境:零配件拆裝、傳感器檢測、氣路檢測、異步電機檢測、步進電機檢測、整體檢測調(diào)試,分成20個任務(wù)。
項目一:供料站的安裝,有機械拆裝、氣路拆裝、電器拆裝三個任務(wù);項目二:加工站的安裝,設(shè)計任務(wù)有加工站組裝、光電傳感器檢測、限位傳感器檢測三個任務(wù);項目三:裝配站的安裝,設(shè)計任務(wù)有裝配站組裝、電磁閥檢測、氣缸檢測三個任務(wù);項目四 :分揀站的安裝,設(shè)計任務(wù)有分揀站組裝、傳送帶的檢測、異步電機的檢測、變頻器的檢測四個任務(wù);項目五:輸送站的安裝,設(shè)計任務(wù)有輸送站組裝、光纖傳感器檢測、機械手檢測、步進電機的檢測、溜板檢測四個任務(wù);項目六:整體運行調(diào)試,有PLC控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、程序編寫、綜合調(diào)試三個任務(wù)。
2自動化生產(chǎn)線的教學(xué)方法與評價設(shè)計
2.1教學(xué)方法。
(1)講授法:講解項目任務(wù),傳授項目任務(wù)相關(guān)的知識點,針對學(xué)生實施過程中出現(xiàn)的不足進行知識點的說明。
(2)現(xiàn)場教學(xué)法:在符合生產(chǎn)要求的工作環(huán)境中進行操作技能和維修應(yīng)用能力實踐,提高職業(yè)氛圍,在工作過程中提升學(xué)生的職業(yè)道德、職業(yè)素養(yǎng)和崗位適應(yīng)能力。
(3)任務(wù)驅(qū)動法:將教學(xué)過程融入項目任務(wù)中,讓學(xué)生自主討論分析實施,學(xué)生在工作過程中得到知識。
(4)小組討論法:學(xué)生每六~八人為一個小組,小組討論分析,討論解決,分工協(xié)作完成項目任務(wù)。
六步教學(xué)實施:明確任務(wù)、討論分析、制定方案、檢測故障、檢驗效果、總結(jié)分析。老師交代目標,注意觀察和記錄小組對現(xiàn)象分析情況,解答學(xué)生提出的問題,對跟主題分析偏離太遠的小組予以引導(dǎo),讓學(xué)生自行摸索,在后期對學(xué)生可能會引起事故或損壞設(shè)備和工具的異常操作給予糾正,最后老師組織小組進行故障排除工作匯報,互評,并對每組進行考核評價,再引導(dǎo)學(xué)生自行總結(jié)。
2.2評價設(shè)計。
課程采用過程考核與期終考核相結(jié)合、企業(yè)考核與校內(nèi)項目考核相結(jié)合、教師考核與學(xué)生考核相結(jié)合的多元化考核方式,利于理論聯(lián)系實際,有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)新和思考,更督促他們到實際中去發(fā)現(xiàn)和改進,去尋找合適自己的項目和課題。
課程考核為:校內(nèi)項目,企業(yè),綜合實訓(xùn)三大類。當堂課的考核有:教師考核、小組互評、小組自評;教師考核內(nèi)容為五項:任務(wù)分析情況,實施方案制定,任務(wù)完成質(zhì)量、分工協(xié)作精神、故障檢測手段、安全操作規(guī)范、小組總結(jié)。
和很多專業(yè)課一樣,多種教學(xué)方法和全面的評價方案,有效保證了教學(xué)效果。
3相關(guān)課教學(xué)
3.1電機與電氣控制的教學(xué)。
本課程以發(fā)電機為主題,以工作任務(wù)為導(dǎo)向,以工廠實用型電氣控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試與維護情景教學(xué)為主線貫穿全課程,用實物進行直觀性教學(xué),使學(xué)生感性認識強,理性認識夠。
典型的教學(xué)任務(wù)有三相異步電動機全壓啟動、三相異步電動機長動控制、三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制、三相異步電動機延時啟動控制(或三相異步電動機Y-降壓啟動)、機械手控制等。
課程特色是學(xué)生充分利用所學(xué)知識、網(wǎng)絡(luò)資源、閑瑕時間作為期三個月的“繼電控制課程設(shè)計”。任務(wù)書要求能夠根據(jù)功能要求選擇個元器件的類型及其型號;了解個元器件的工作原理和使用方法;把各元器件連接起來實現(xiàn)本課程設(shè)計的要求。設(shè)計內(nèi)容和要求:兩臺電動機都存在重載啟動的可能,任何一級傳送帶停止工作時,其他傳送帶都必須停止工作,控制線路有必要的保護環(huán)節(jié),有故障報警裝置。課程設(shè)計書要有課題介紹、題目、摘要、總體方案設(shè)計、設(shè)計目的、控制要求、設(shè)計要求、 硬件選型、主電路原理圖的設(shè)計、 控制電路原理圖的設(shè)計、重載保護電路設(shè)計、欠壓保護電路設(shè)計、總結(jié)。
3.2PLC教學(xué)。
PLC是可編程序邏輯控制器(Programmable Logic Controller)的簡稱,早期是一種開關(guān)邏輯控制裝置,隨著計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展,其控制核心采用微處理器,功能有了極大擴展,除了最廣泛的取代傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制的開關(guān)量邏輯控制外,還有過程控制,數(shù)據(jù)處理,通信聯(lián)網(wǎng)與顯示打印,PLC接口采用光電隔離,實現(xiàn)了PLC的內(nèi)部電路與外部電路的電氣隔離,減小了電磁干擾。
PLC有5種編程語言:
(1)順序功能圖(SFC)。
順序功能圖常用來編制順序控制類程序,包含步、動作、轉(zhuǎn)換三個要素。順序功能編程法是將一個復(fù)雜的控制過程分解為小的工作狀態(tài),這些狀態(tài)按順序連接組合成整體的控制程序。
(2)梯形圖(LD)。
梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式,是在常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎(chǔ)上簡化了符號演變而來的,形象、直觀、實用,電氣技術(shù)人員容易接受,要求用帶CRT屏幕顯示的圖形編程器才能輸入圖形符號,是目前用得最多的一種PLC編程語言。
(3)功能塊圖(FBD)。
功能圖編程語言是用邏輯功能符號組成的功能塊來表達命令的圖形語言,與數(shù)字電路中的邏輯圖一樣,極易表現(xiàn)條件與結(jié)果之間的邏輯功能。
(4)指令表(IL)。
采用經(jīng)濟便攜的編程器將程序輸入到可編程控制器就用指令表,使用的指令語句類似微機中的匯編語言。指令表程序較難閱讀,其中的邏輯關(guān)系很難一眼看出,所以在設(shè)計時一般使用梯形圖語言。如果使用手持式編程器,必須將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表后再寫入PLC,在用戶程序存儲器中,指令按步序號順序排列。
(5)結(jié)構(gòu)文本(ST)是文字語言。
編程語言的學(xué)習(xí)是PLC教學(xué)的一項重要內(nèi)容,中間加以不同的應(yīng)用實例:順序控制電路、常閉觸點輸入信號的處理,使用多個定時器接力定時的時序控制電路、三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路、鉆床刀架運動控制系統(tǒng)的設(shè)計,LED數(shù)碼管顯示設(shè)計,還經(jīng)常根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計梯形圖。
增加的學(xué)習(xí)情境還常有如下任務(wù):洗手間的沖水清洗控制、進庫物品的統(tǒng)計、競賽搶答器裝置設(shè)計、彩燈或噴泉PLC控制;尋找數(shù)組最大值并求和運算、電熱水爐溫度控制等。
3.3單片機。
單片微型計算機就是將CPU、RAM、ROM、定時/計數(shù)器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片上的微型計算機。用于示波器、報警系統(tǒng)、移動電話、彩電等日常方面,在智能儀器儀表、工業(yè)控制、家用電器、計算機網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域、醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域、工商,金融,科研、教育,國防航空航天等領(lǐng)域也都有廣泛應(yīng)用。
數(shù)據(jù)大都在單片機內(nèi)部傳送,運行速度快,抗干擾能力強,可靠性高,微型單片化集成了如看門狗、AD/DA等更多的其它資源。教學(xué)內(nèi)容以80C51為核心講授單片機的的引腳、存儲器組織結(jié)構(gòu)、典型語句,以實例應(yīng)用為線索:單燈受控閃爍、P1口外接8只LED發(fā)光二極管模擬彩燈、單片機做加、減、乘、除運算等項目。各子任務(wù)都作硬件電路及工作原理分析、主程序流程圖設(shè)計、源程序的編輯、編譯、下載、單片機的I/O接口分配及連接。
教學(xué)采用ISP-4單片機實驗開發(fā)板,可以完成大量的單片機學(xué)習(xí)、開發(fā)實驗,對學(xué)習(xí)單片機有極大的幫助。該板采用在線可編程的AT89S51單片機,有程序下載功能,可將編輯、編譯、調(diào)試好的單片機代碼下載到AT89S51單片機中。
3.4變頻器技術(shù)及應(yīng)用。
變頻技術(shù)讓學(xué)生熟練掌握各種電力電子器件的工作原理、主要參數(shù)、驅(qū)動電路與保護技術(shù);掌握交-直-交變頻器、交-交變頻器、諧振型變頻的工作原理和應(yīng)用范圍;掌握脈寬調(diào)制控制、矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等先進技術(shù);了解變頻器與感應(yīng)電動機組成變頻調(diào)速系統(tǒng)、變頻器與雙饋電機組成調(diào)速系統(tǒng)、變頻器與同步電動機組成變頻調(diào)速系統(tǒng),掌握電力電子電機系統(tǒng)的組成、工作原理、控制方法、運行特性等,是強電應(yīng)用和現(xiàn)代技術(shù)推廣的有力體現(xiàn)。
3.5傳感器與自動檢測技術(shù)。
傳感器技術(shù)代替人的感觀,在各種環(huán)境下應(yīng)用,檢測技術(shù)是一套有效的反應(yīng)體系,包括信息的獲得、測量方法、信號的變換、處理和顯示、誤差的分析以及干擾的抑制、可靠性問題等。因此掌握常用傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)、性能,并能正確選用,了解傳感器的基本概念和自動檢測系統(tǒng)的組成,對常用檢測系統(tǒng)有相應(yīng)的分析與維護能力。對工業(yè)生產(chǎn)過程中主要工藝參數(shù)的測量能提出合理的檢測方案,能正確選用傳感器及測量轉(zhuǎn)換電路組成實用檢測系統(tǒng)的初步能力。
教學(xué)過程進行小論文制作,讓學(xué)生提高計算機應(yīng)用水平,使學(xué)生從文字處理水平提高到辦公處理水平。對分節(jié)、目錄、文獻標識作嚴格要求。題目如數(shù)字顯示電子稱、基于霍爾傳感器的轉(zhuǎn)速表、單片機電子秤研究、光纖測溫儀、煙霧報警器、小車尋跡設(shè)計、電熨斗自動恒溫系統(tǒng)、電渦流探傷、電感測厚儀等。
4畢業(yè)論文指導(dǎo)分析
畢業(yè)論文專業(yè)聯(lián)系實際,通常小型自動化系統(tǒng)以單片機為主,大型自動化生產(chǎn)線以PLC為主,系統(tǒng)運行動力離不開電機,觀察離不開傳感器,調(diào)速可用變頻器,綜合所學(xué),學(xué)生的論文涉及廣泛,有效教學(xué)可對應(yīng)從如下方面?zhèn)戎刂笇?dǎo)。
4.1立意選題。
根據(jù)實際和研究方向做好側(cè)重和體現(xiàn),如“觸摸屏控制的堿液配置系統(tǒng)”和“兩種液體混合裝置的PLC控制系統(tǒng)”的系統(tǒng)性和方向性,“車庫自動門的PLC自動控制”和“測速雷達信號處理系統(tǒng)”的檢測指標要求等。
4.2材料整合。
在任務(wù)要求明確的基礎(chǔ)上,首先確定相關(guān)技術(shù)指標,對應(yīng)查找并列出論文結(jié)構(gòu),一份畢業(yè)論文至少含有三到五門課的內(nèi)容,對應(yīng)于研究方向進行相應(yīng)編排和取舍。
4.3技術(shù)處理。
所搜集圖片的背景往往有水印,要去掉,圖片按要求進行不同方向的剪切。圖表里的文字應(yīng)是五號或小五,注意表格標題要單獨標出等等格式要求。流程圖、梯形圖的設(shè)計與表現(xiàn)。
多種教學(xué)方法和理論聯(lián)系實際教出具有學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的學(xué)生,系統(tǒng)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用創(chuàng)造練就出具有競爭力的學(xué)生,專業(yè)課的有效教學(xué)和畢業(yè)論文的順利設(shè)計將顯示本專業(yè)沉甸甸的含金量。
參考文獻
[1]呂景全.《自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》,中國鐵道出版社,2010年7月
[2]馬玉春.《電機與電氣控制》,北京交通大學(xué)出版社,2011年1月
中圖分類號: TM712 文獻標識碼: A 文章編號:
一.引言
我國對電氣自動化技術(shù)的研究與發(fā)展始于上世紀50年代,它是一門綜合性較強的技術(shù)學(xué)科,也是生產(chǎn)現(xiàn)代化的一種標志,近些年,計算機技術(shù)、通信技術(shù)、電子技術(shù)及嵌入式技術(shù)迅猛發(fā)展,也促進了電氣自動化技術(shù)在各行各業(yè)的應(yīng)用取得了很大的進展。也引發(fā)了工程領(lǐng)域的一場技術(shù)革命。電氣自動化讓各個行業(yè)都走進了現(xiàn)代的、先進的生產(chǎn)方式與管理領(lǐng)域,走入了自動化發(fā)展階段。電力系統(tǒng)的發(fā)展使對電力的生產(chǎn)、傳輸及計量等提出了更高的要求,因此,將自動化技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)是行業(yè)發(fā)展的必要,自動化技術(shù)也是電力行業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮出越來越重要的作用。
二.自動化發(fā)展趨勢。
自動控制技術(shù)正趨向于智能化、最優(yōu)化、協(xié)調(diào)化、適應(yīng)化、區(qū)域化發(fā)展。在設(shè)計分析上日益要求面對多機系統(tǒng)模型來處理問題。在理論工具上越來越多地借助于現(xiàn)代控制理論。在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應(yīng)用,保證了控制操作的高可靠性。在研究人員的構(gòu)成上益需要多“兵種”的聯(lián)合作戰(zhàn)。
自動化的發(fā)展則趨向于:
(1). 由開環(huán)監(jiān)測向閉環(huán)控制發(fā)展,例如從系統(tǒng)功率總加到AGC(自動發(fā)電控制);
(2). 由高電壓等級向低電壓擴展,例如從EMS(能量管理系統(tǒng))到DMS(配電管理系統(tǒng));
(3). 由單個元件向部分區(qū)域及全系統(tǒng)發(fā)展,例如SCADA(監(jiān)測控制與數(shù)據(jù)采集)的發(fā)展和區(qū)域穩(wěn)定控制的發(fā)展;
(4). 由單一功能向多功能、一體化發(fā)展,例如變電站綜合自動化的發(fā)展;
(5). 裝置性能向數(shù)字化、快速化、靈活化發(fā)展,例如繼電保護技術(shù)的演變;
(6). 追求的目標向最優(yōu)化、協(xié)調(diào)化、智能化發(fā)展,例如勵磁控制、潮流控制;
(7). 由以提高運行的安全、經(jīng)濟、效率為完成向管理、服務(wù)的自動化擴展,例如管理信息系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。
三.機電自動化中電氣自動化技術(shù)應(yīng)用方向。
1. 電力系統(tǒng)自動化實時仿真系統(tǒng)的應(yīng)用。
該仿真系統(tǒng)在可提供大量實驗數(shù)據(jù)的前提下,還可多種電力系統(tǒng)的暫態(tài)及穩(wěn)態(tài)實驗同步進行,還能用以協(xié)助科研人員測試新裝置,且多種控制裝置都能與其構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng),從而為靈活輸電系統(tǒng)及研究智能保護的控制策略提供了一流的實驗條件。電力系統(tǒng)數(shù)字模擬實時仿真系統(tǒng)的引進,方便了對電力系統(tǒng)負荷動態(tài)特性監(jiān)測、電力系統(tǒng)實時仿真建模等方面進行深入研究,從而建成具備混合實時仿真環(huán)境的實驗室。
2. 綜合自動化技術(shù)與智能保護的應(yīng)用。
目前,國內(nèi)的綜合自動化領(lǐng)域的研究已達到國際先進水平,智能自動化保護技術(shù)領(lǐng)域的研究相對處于國際領(lǐng)先水平,研制的分層式綜合自動化裝置能夠適用于各種電壓等級電站。將國內(nèi)外最新的人工智能、網(wǎng)絡(luò)通信、微機新技術(shù)、自適應(yīng)理論、綜合自動控制理論等應(yīng)用于電氣自動化保護裝置中,對電力系統(tǒng)自動化保護的新原理進行了研究,可以大大提高電力系統(tǒng)的安全水平,使得新型保護裝置具有智能控制的特點。
3. 電力系統(tǒng)中人工智能的應(yīng)用。
電力系統(tǒng)及其元件的故障診斷、運行分析、規(guī)劃設(shè)計等方面將模糊邏輯、專家系統(tǒng)以及進化理論應(yīng)用到實際研究,并且結(jié)合電力工業(yè)發(fā)展的需要,開展了電力系統(tǒng)智能控制理論與應(yīng)用的研究,同時也開展了在上述實用軟件研究的基礎(chǔ)上以提高電力系統(tǒng)運行與控制的智能化水平。
4. 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化技術(shù)。
該技術(shù)采用的模型為最新國際標準公共信息模型,輸電網(wǎng)的理論算法采用與配網(wǎng)實際與高級應(yīng)用軟件相結(jié)合,負荷預(yù)測時配合應(yīng)用人工智能灰色神經(jīng)元算法進行,最后進行潮流計算時采用配網(wǎng)遞歸虛擬流算法。電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化技術(shù)取得了重大技術(shù)突破,主要表現(xiàn)在信息配網(wǎng)一體化、高級應(yīng)用軟件、配網(wǎng)模型、中低壓網(wǎng)絡(luò)數(shù)字方面,最終,解決了載波正在配電網(wǎng)上應(yīng)用的路由、衰耗等技術(shù)難題,正是因為采用數(shù)字信號處理技術(shù),才得以提高了載波接收靈敏度。
四.電氣自動化在辦公自動化中的應(yīng)用。
1. 辦公系統(tǒng)需要實現(xiàn)自動化。
辦公系統(tǒng)主要應(yīng)用于企事業(yè)單位的管理系統(tǒng)等方面,構(gòu)建企業(yè)自動化管理系統(tǒng)需要很多技術(shù)的支持,例如計算機技術(shù),通信技術(shù)及自動化技術(shù)。自動化辦公系統(tǒng)是提高工作效率與管理效率的有效方法,因此,實施辦公自動化信息戰(zhàn)略是企事業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化辦公的需求與趨勢。企業(yè)的辦公系統(tǒng)實現(xiàn)自動化可以基于軟件來實現(xiàn),也可基于硬件與軟件相結(jié)合的方法來實現(xiàn),但是要注意到系統(tǒng)的開放性,可擴充性及升級的簡易性?,F(xiàn)行的辦公系統(tǒng)還要具有良好的兼容性,這樣可以有效的節(jié)約系統(tǒng)的資源,還可以節(jié)約成本,在實際的辦公自動系統(tǒng)中已經(jīng)有了很多成功的案例。
2. 辦公自動化的技術(shù)平臺。
當前,有代表性的三種主流的辦公自動化技術(shù)主要有三種,既LotusDomino/Notes平臺上辦公自動化系統(tǒng),它也是最早的辦公自動化應(yīng)用系統(tǒng);基于Microsoft平臺的辦公自動化系統(tǒng)模式,主要采用WinNT/2000操作系統(tǒng),以ASP為開發(fā)語言提供內(nèi)容存儲;還有就是基于基于Jsp/Java平臺的辦公系統(tǒng),其實現(xiàn)原理與上一種技術(shù)基本是一樣的,只在是使用的開發(fā)語言上略有不同,且其在系統(tǒng)的維護上費用較高。這三種技術(shù)平臺在設(shè)計與實施辦公自動化系統(tǒng)上有不同的應(yīng)用領(lǐng)域,也是推動辦公系統(tǒng)自動化進程的主要技術(shù)。現(xiàn)在已經(jīng)演變出更多的技術(shù)來實現(xiàn)辦公自動化。
3. 辦公自動化系統(tǒng)的核心功能的實現(xiàn)。
辦公自動化系統(tǒng)的核心功能主要是公文的收文、批閱、流轉(zhuǎn)與存檔等。但在對公文處理一岙會涉及到公文的流轉(zhuǎn),其過程實現(xiàn)是較為復(fù)雜的,在開發(fā)的過程中也會受到很多方面的制約。其中有公文的查閱權(quán)限調(diào)協(xié),公文的、修改、刪除等操作,都要在辦公自動化系統(tǒng)中實現(xiàn),其中的關(guān)鍵技術(shù)主要有數(shù)字簽名技術(shù)、傳輸加密技術(shù)以及審批身份驗證技術(shù)等。辦公自動化系統(tǒng)核心功能的劃分與實現(xiàn)要與客戶的需求分析為依據(jù),其主要原則則是要達到理念優(yōu)先、技術(shù)先進、功能齊全、性能優(yōu)良、價格合理。這些也是辦公自動化系統(tǒng)發(fā)前的前景與方向。
五.電氣自動化在汽車性能設(shè)計上的應(yīng)用。
近些年,我國的經(jīng)濟取得了很大的發(fā)展,但是伴隨著汽車數(shù)量的增加與路況復(fù)雜程度的不斷提高,駕駛的難度也越來越高,并且開始逐漸融入人類的能力范疇。當前,汽車駕駛自動化的實現(xiàn)主要借助于計算機技術(shù)及控制技術(shù)來實現(xiàn)?,F(xiàn)在,汽車的競爭已經(jīng)進入了白熱化的狀態(tài),汽車生產(chǎn)廠家都下大力氣在汽車性能的提升上,其中自動化就是它發(fā)展的一個重要方向。駕駛者可以在計算機的協(xié)助下將駕駛工作逐漸轉(zhuǎn)移到用自動化技術(shù)來實現(xiàn),通過廠商的大力發(fā)展,自動化技術(shù)在提升道路利用率,降低車輛的制造成本及燃油消耗方面都取得了進展與突破,收獲了可觀的經(jīng)濟效益。
六.發(fā)展前景。
1. 電氣自動化工程系統(tǒng)的統(tǒng)一化。統(tǒng)一電氣自動化工程系統(tǒng)對電氣自動化產(chǎn)品的設(shè)計、測試、開機、維護都有重要意義。能夠把開發(fā)系統(tǒng)從運行系統(tǒng)中獨立出來,這對電氣自動化工程控制系統(tǒng)來說,是跨越性的一步,能夠?qū)⑾到y(tǒng)通用化。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該保證現(xiàn)場的設(shè)施、監(jiān)管體系、企業(yè)工程的管理數(shù)據(jù)保持共通。
2. 電氣自動化工程控制系統(tǒng)的市場化。產(chǎn)品想長久的發(fā)展,就要深化制造部門的體制改革,還要關(guān)注市場化的影響,以便保證產(chǎn)品能夠滿足市場的需要。同時,企業(yè)不僅要在技術(shù)的開發(fā)上投入,還要使零件的配套生產(chǎn)市場化、專業(yè)化。產(chǎn)業(yè)市場化是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢,這對提升資源配置效率有著顯著的促進作用。
3. 電氣自動化控制系統(tǒng)的標準化接口。采用微軟公司的標準化技術(shù)后,工程的成本大大降低了,成功地實現(xiàn)了數(shù)據(jù)資源的共享??紤]到自動化系統(tǒng)策劃方案的重要,當企業(yè)進行系統(tǒng)連接時,必須采用微軟操作系統(tǒng),那么這種情況下辦公室使用的就是 IP 系統(tǒng),管理系統(tǒng)和自動化控制之間聯(lián)系的建立就是通過 PC 系統(tǒng)。程序標準化接口使廠家之間的數(shù)據(jù)交換有了保證,解決了通訊產(chǎn)生的難題。
4. 電氣自動化工程的生產(chǎn)將更加的安全。安全防范技術(shù)的集成化是電氣自動化工程控制系統(tǒng)的一個發(fā)展方向,重點就是保證系統(tǒng)的安全。在非安全狀態(tài)下,用戶要如何選擇才能實現(xiàn)安全。在分析我國市場的發(fā)展特性后,我們應(yīng)該從最高安全級別開始,逐漸延伸到安全級別低的領(lǐng)域,硬件設(shè)備與軟件設(shè)備,公共設(shè)施層與網(wǎng)絡(luò)層,實現(xiàn)對此系統(tǒng)的安全設(shè)計的全面研究。
5. 電氣自動化工程控制系統(tǒng)的創(chuàng)新技術(shù)。在我國電氣自動化發(fā)展計劃的指導(dǎo)之下,隨著市場化的環(huán)境,不斷提升電氣自動化工程控制系統(tǒng)的創(chuàng)新能力。并且企業(yè)不斷吸收創(chuàng)新技術(shù)以提升自身的創(chuàng)新能力,而科研的投入,為電氣自動化的創(chuàng)新提供了更加廣闊的空間,加強政策上的扶持,健全、完善機制對創(chuàng)新都是非常有利的。目前我國企業(yè)主要生產(chǎn)一些中低檔次的產(chǎn)品,產(chǎn)品主要服務(wù)于中小型的項目,企業(yè)應(yīng)該打開自主創(chuàng)新的新局面,轉(zhuǎn)換經(jīng)濟增長模式,逐漸提升創(chuàng)新能力。
電氣自動化可以與地球數(shù)字化互相結(jié)合。此設(shè)想包含了自動化的創(chuàng)新經(jīng)驗,可以把大量的相關(guān)數(shù)據(jù)整體為坐標,最終成為一個電氣自動化數(shù)字地球。將信息全部放入計算機中,與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合,不管人們在什么地方,根據(jù)地球地理坐標,便能知道任何地方的數(shù)據(jù)信息。還可以加強企業(yè)與相關(guān)院校之間的合作。鼓勵企業(yè)到此專業(yè)的學(xué)校中建立車間,進行技術(shù)生產(chǎn)等,建立學(xué)習(xí)形生產(chǎn)培訓(xùn)基地。還可以走入企業(yè)進行教學(xué)。將實踐能力和理論學(xué)習(xí)結(jié)合在一起。此外,還要與現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來,積極利用已有的科學(xué)技術(shù)。加強專業(yè)培訓(xùn),提供研究人員水平等。
七.結(jié)束語
電氣自動化技術(shù)我國有幾十年的發(fā)展歷程,其中經(jīng)過了多次變革與專業(yè)的調(diào)整,但是由于其應(yīng)用范圍廣泛,在社會的各種生產(chǎn)層面都會有所應(yīng)用,與其他科學(xué)技術(shù)相結(jié)合,也對推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展,促進了各個行業(yè)的發(fā)展。電氣自動化技術(shù)與其他科學(xué)技術(shù)的結(jié)合與滲透革新了傳統(tǒng)的方法與理念,必將為我國經(jīng)濟發(fā)展起到了重要的作用。
參考文獻:
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經(jīng)過幾十年的發(fā)展,變電站自動化技術(shù)已經(jīng)達到了一定的水平,在我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造與建設(shè)中不僅中低壓變電站采用了自動化技術(shù)實現(xiàn)無人值班,而且在220kV及以上的超高壓變電站建設(shè)中也大量采用自動化新技術(shù),從而大大提高了電網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)代化水平,增強了輸配電和電網(wǎng)調(diào)度的可能性,降低了變電站建設(shè)的總造價,這已經(jīng)成為不爭的事實。然而,技術(shù)的發(fā)展是沒有止境的,隨著智能化開關(guān)、光電式電流電壓互感器、一次運行設(shè)備在線狀態(tài)檢測、變電站運行操作培訓(xùn)仿真等技術(shù)日趨成熟,以及計算機高速網(wǎng)絡(luò)在實時系統(tǒng)中的開發(fā)應(yīng)用,勢必對已有
的變電站自動化技術(shù)產(chǎn)生深刻的影響,全數(shù)字化的變電站自動化系統(tǒng)即將出現(xiàn)。
一數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)的特點
(1)智能化的一次設(shè)備
通常一次設(shè)備被檢測的信號回路和被控制的操作驅(qū)動回路采用微處理器和光電技術(shù)設(shè)計,簡化了常規(guī)機電式繼電器及控制回路的結(jié)構(gòu),數(shù)字程控器及數(shù)字公共信號網(wǎng)絡(luò)取代傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接。換言之,變電站二次回路中常規(guī)的繼電器及其邏輯回路被可編程序代替,常規(guī)的強電模擬信號和控制電纜被光電數(shù)字和光纖代替。
(2)網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備
變電站內(nèi)常規(guī)的二次設(shè)備,如繼電保護裝置、防誤閉鎖裝置、測量控制裝置、遠動裝置、故障錄波裝置、電壓無功控制、同期操作裝置以及正在發(fā)展中的在線狀態(tài)檢測裝置等全部基于標準化、模塊化的微處理機設(shè)計制造,設(shè)備之間的連接全部采用高速的網(wǎng)絡(luò)通信,二次設(shè)備不再出現(xiàn)常規(guī)功能裝置重復(fù)的I/O現(xiàn)場接口,通過網(wǎng)絡(luò)真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、資源其享,常規(guī)的功能裝置在這里變成了邏輯的功能模塊。
(3)自動化的運行管理系統(tǒng)
變電站運行管理自動化系統(tǒng)應(yīng)包括電力生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計無紙化;數(shù)據(jù)信息分層、分流交換自動化;變電站運行發(fā)生故障時能即時提供故障分析報告,指出故障原因,提出故障處理意見;系統(tǒng)能自動發(fā)出變電站設(shè)備檢修報告,即常規(guī)的變電站設(shè)備“定期檢修”改變?yōu)椤盃顟B(tài)檢修”。
二數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
在變電站自動化領(lǐng)域中,智能化電氣的發(fā)展,特別是智能開關(guān)、光電式互感器機電一體化設(shè)備的出現(xiàn),變電站自動化技術(shù)進入了數(shù)字化的新階段。在高壓和超高壓變電站中,保護裝置、測控裝置、故障錄波及其他自動裝置的I/O單元,如A/D變換、光隔離器件、控制操作回路等將割列出來作為智能化一次設(shè)備的一部分。反言之,智能化一次設(shè)備的數(shù)字化傳感器、數(shù)字化控制回路代替了常規(guī)繼電保護裝置、測控等裝置的I/O部分;而在中低壓變電站則將保護、監(jiān)控裝置小型化、緊湊化,完整地安裝在開關(guān)柜上,實現(xiàn)了變電站機電一體化設(shè)計。
數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在物理上可分為兩類,即智能化的一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備;在邏輯結(jié)構(gòu)上可分為三個層次,根據(jù)IEC6185A通信協(xié)議草案定義,這三個層次分別稱為“過程層”、“間隔層”、“站控層”。
過程層是一次設(shè)備與二次設(shè)備的結(jié)合面,或者說過程層是指智能化電氣設(shè)備的智能化部分。過程層的主要功能分三類:(1)電力運行實時的電氣量檢測;(2)運行設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)檢測;(3)操作控制執(zhí)行與驅(qū)動。間隔層設(shè)備的主要功能是:(1)匯總本間隔過程層實時數(shù)據(jù)信息;(2)實施對一次設(shè)備保護控制功能;(3)實施本間隔操作閉鎖功能;(4)實施操作同期及其他控制功能;(5)對數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計運算及控制命令的發(fā)出具有優(yōu)先級別的控制;(6)承上啟下的通信功能,即同時高速完成與過程層及站控層的網(wǎng)絡(luò)通信功能。必要時,上下網(wǎng)絡(luò)接口具備雙口全雙工方式,以提高信息通道的冗余度,保證網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。
站控層的主要任務(wù)是:(1)通過兩級高速網(wǎng)絡(luò)匯總?cè)镜膶崟r數(shù)據(jù)信息,不斷刷新實時數(shù)據(jù)庫,按時登錄歷史數(shù)據(jù)庫;(2)按既定規(guī)約將有關(guān)數(shù)據(jù)信息送向調(diào)度或控制中心;(3)接收調(diào)度或控制中心有關(guān)控制命令并轉(zhuǎn)間隔層、過程層執(zhí)行;(4)具有在線可編程的全站操作閉鎖控制功能;(5)具有(或備有)站內(nèi)當?shù)乇O(jiān)控,人機聯(lián)系功能,如顯示、操作、打印、報警,甚至圖像,聲音等多媒體功能;(6)具有對間隔層、過程層諸設(shè)備的在線維護、在線組態(tài),在線修改參數(shù)的功能;(7)具有(或備有)變電站故障自動分析和操作培訓(xùn)功能。
三數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)選型
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)的命脈,它的可靠性與信息傳輸?shù)目焖傩詻Q定了系統(tǒng)的可用性。常規(guī)變電站自動化系統(tǒng)中單套保護裝置的信息采集與保護算法的運行一般是在同一個CPU控制下進行的,使得同步采樣、A/D轉(zhuǎn)換,運算、輸出控制命令整個流程快速,簡捷,而全數(shù)字化的系統(tǒng)中信息的采樣、保護算法與控制命令的形成是由網(wǎng)絡(luò)上多個CPU協(xié)同完成的,如何控制好采樣的同步和保護命令的快速輸出是一個復(fù)雜問題,其最基本的條件是網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性,關(guān)鍵技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)通信速度的提高和合適的通信協(xié)議的制定。
如果采用通常的現(xiàn)場總線技術(shù)可能不能勝任數(shù)字化變電站自動化的技術(shù)要求。目前以太網(wǎng)(ethernet)異軍突起,已經(jīng)進入工業(yè)自動化過程控制領(lǐng)域,固化OSI七層協(xié)議,速率達到100MHz的嵌入式以太網(wǎng)控制與接口芯片已大量出現(xiàn),數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)的兩級網(wǎng)絡(luò)全部采用100MHz以太網(wǎng)技術(shù)是可行的。
四數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)發(fā)展中的主要問題
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.257
0 引言
滴灌自動化控制在我國發(fā)展依然處于起步階段,滴灌自動化技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了農(nóng)業(yè)灌溉的有效率,也從根源上解決了我國水資源緊缺等問題。與此同時,監(jiān)理控制主要是從工程各方面分段控制,做好技術(shù)準備工作、設(shè)計階段的控制和施工過程的控制,有效保證工程的質(zhì)量,進而提高工程項目的灌溉率[1]。一般來說,滴灌自動化要做好施工質(zhì)量控制工作,從各個方面了解設(shè)備性能,確定施工安裝的技術(shù)要求與方法,并從設(shè)備安裝工程角度明確施工要點,從均勻灌溉角度與節(jié)水灌溉角度加深滴灌自動化控制質(zhì)量的監(jiān)理,才能逐步提升滴灌自動化控制質(zhì)量,更好的服務(wù)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展。然而,如何做好滴灌自動化控制|量的監(jiān)理,論文作了以下簡要概述。
1 滴灌自動化控制質(zhì)量監(jiān)理工作的技術(shù)準備
滴灌自動化控制質(zhì)量監(jiān)理工作的技術(shù)準備,加強專業(yè)技術(shù)能力的儲備、總結(jié)滴灌自動化項目經(jīng)驗、深入分析水力自動化工程特點、加強水利自動化工程控制工作等方面進行。具體體現(xiàn)如下所示:
第一,加強專業(yè)技術(shù)能力的儲備。滴灌自動化工程主要有自動控制、計算機、系統(tǒng)工程、信息技術(shù)以及地理信息等,相對而言滴灌自動化工程包括的專業(yè)比較多??焖侔l(fā)展的自動化技術(shù)產(chǎn)品升級較快,也有更新速度非常快的設(shè)備,需要體現(xiàn)滴灌自動化工程的專業(yè)性與復(fù)合型。
第二,總結(jié)滴灌自動化項目經(jīng)驗,發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。滴灌自動化控制原有設(shè)計不可避免存在各種問題,比如說選擇合適的滴灌帶、確定閥門位置時沒有分析自動化的根本需求,也就增加了自動化成本,降低灌水均勻度,也帶來了滴灌故障一系列問題。然而,自從滴灌應(yīng)用自動化技術(shù)后,從滴灌自動化的需求出發(fā),才降低了系統(tǒng)成本,逐步提高了系統(tǒng)運行可靠性。
第三,深入分析水利自動化工程特點。一般來說,水利自動化工程比較復(fù)雜,相關(guān)人員僅提供方案和一些設(shè)備清單,缺乏詳細施工設(shè)計圖紙,以至于工程項目前期控制作用不突出。監(jiān)理工作進行時需要耗費很多精力規(guī)劃圖紙,做好圖紙會審工作,應(yīng)從設(shè)計交底角度做好結(jié)構(gòu)體系與關(guān)鍵環(huán)節(jié)的控制。滴灌自動化控制質(zhì)量監(jiān)理工作的進行,就要從設(shè)計意圖、設(shè)備選型、施工工藝角度綜合考慮。
第四,水利自動化工程的控制,就要從切實可行的監(jiān)理細則出發(fā),制定合理的監(jiān)理規(guī)劃,從規(guī)范標準和儀器設(shè)備角度做好工程的控制工作。與此同時應(yīng)做好監(jiān)理規(guī)劃工作,加深人們對工程的熟悉與認知,才能有效開展監(jiān)理工作。
因此,滴灌自動化控制質(zhì)量監(jiān)理工作的進行,技術(shù)準備工作必不可少,加強監(jiān)理工作人員的專業(yè)知識技能,應(yīng)從前瞻性的角度總結(jié)滴灌自動化項目經(jīng)驗,應(yīng)分析項目現(xiàn)實情況,做好自動化工程的質(zhì)量控制工作。
2 管網(wǎng)改造設(shè)計階段與自動化設(shè)計階段的控制
滴灌自動化控制的監(jiān)理工作并不是單一的,而是需要從設(shè)計環(huán)節(jié)做起,確定切實可行的設(shè)計方案,進而做好自動化設(shè)計的有效控制。一般來說,滴灌自動化控制質(zhì)量監(jiān)理工作的進行,可從管網(wǎng)改造設(shè)計階段做起,提升灌溉效果,做好自動化設(shè)計控制工作,才能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定進行。
第一,管網(wǎng)改造設(shè)計階段的控制。管網(wǎng)改造時要及時發(fā)現(xiàn)并解決原有設(shè)計的問題,從自動化需求角度選擇滴灌帶、確定閥門數(shù)量和未知。先導(dǎo)式電磁閥打開要借助于水頭壓力的作用,這一過程必然損失了水力,灌溉效果極其不佳。改造官網(wǎng)時要從工程遇到的問題出發(fā),監(jiān)理方、組織專家與建設(shè)方要積極參與考慮,從自動化需求角度出發(fā),進一步降低項目成本,才能保證系統(tǒng)灌水的均勻性,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行性。
第二,自動化設(shè)計階段的控制。確定項目工程地點,由于一些野外大田的氣候條件比較惡劣,晝夜溫差比較大,自動化設(shè)計環(huán)節(jié)需要從網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)與設(shè)備功耗角度出發(fā),與此同時應(yīng)從設(shè)備性能與網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性角度出發(fā),才能做好田間灌溉控制工作。一般來說,田間灌溉控制環(huán)節(jié),主要有現(xiàn)場總線通信方案、有線通信方式、GPRS通信方案與433MHz星型無線網(wǎng)方案等,而方案的確定要根據(jù)實際施工情況確定與之合理的施工方案。
3 施工質(zhì)量控制
做好施工質(zhì)量控制工作,可從監(jiān)理細則角度嚴格審查施工法,做好產(chǎn)品質(zhì)量控制工作,加強工程質(zhì)量檢驗工作。原材料和設(shè)備進入場以后,即使檢查設(shè)備型號、規(guī)格與數(shù)量等,以巡視和跟蹤的方式做好系統(tǒng)測試工作。應(yīng)及時抽查與測試設(shè)備的關(guān)鍵性能指標。質(zhì)量控制環(huán)節(jié),就要做好灌水均勻度測試工作,一般來說,作物的生長情況和灌水均勻度密切相關(guān),一旦損壞了管道的水頭,灌水均勻度也就受到很大的影響。施工方與設(shè)計方就要對任一地塊進行均勻度試驗[2]。這一信號的測試需要從現(xiàn)場情況規(guī)劃設(shè)計信道,并確定規(guī)劃文檔。測試閥控器穩(wěn)定性時,要從閥控器設(shè)備本身的穩(wěn)定性角度出發(fā),測試電磁閥開關(guān)控制的穩(wěn)定性。與此同時應(yīng)做好閥控器功耗測試工作,選用5號干電池實現(xiàn)供電,設(shè)計過程保證灌溉電池的使用量。一旦閥控器穩(wěn)定性高,且功耗性低,系統(tǒng)才會有高質(zhì)量的運行,進而為用戶帶來更大的效益。施工控制環(huán)節(jié)也要做好首部控制器的測試,可從專業(yè)技術(shù)角度出發(fā),采取旁站監(jiān)理的方式全面監(jiān)控測試的結(jié)果。應(yīng)測試監(jiān)控中心軟件,認真核實設(shè)計方案與實施的計劃,一旦開發(fā)完成以后,從審核角度確定測試計劃與測試用例,應(yīng)做好施工方測試記錄準備工作,進一步明確測試分析報告。測試分析報告提交以后,從業(yè)主試運行角度編寫測試用例,并對其進行抽測,確保質(zhì)量。
4 結(jié)語
總而言之,滴灌自動化監(jiān)理控制需從多個角度做起,這就要求監(jiān)理工作人員專業(yè)技術(shù)高超,應(yīng)有更強的專業(yè)能力。滴灌自動化監(jiān)理工作的推進,監(jiān)理工作人員應(yīng)從借鑒學(xué)習(xí)角度及時補充專業(yè)知識,做好自我技術(shù)能力的儲備工作,應(yīng)始終保持認真負責(zé)的態(tài)度,合理使用質(zhì)量控制手段,確保滴灌自動化控制工程的順利完成。
本論文工作所開發(fā)研制的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由嵌入式微處理器、日歷時鐘芯片、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、非易失性存儲器等器件組成。運用最小功耗設(shè)計理論設(shè)計,可以在電池供電的情況下長期采集和記錄數(shù)據(jù),可長時間處于工作狀態(tài)。通過具有報警輸出的日歷時鐘芯片等組成喚醒單元,可在設(shè)定時間開啟電源。上電后,采用單片機控制數(shù)據(jù)采集、存儲以及對時鐘芯片的再設(shè)定等,而數(shù)碼管作為設(shè)定指示和時間、采集到模擬量信號的顯示。
系統(tǒng)通過仿真總線的方式擴展較大容量外部存儲器,可存儲的多次采集時間和采集數(shù)據(jù)。而利用更換存儲器方式,或利用串行口通信方式可將存儲器中的數(shù)據(jù)發(fā)送到便攜式電腦中作進一步處理。
關(guān)鍵字:單片機,低功耗,數(shù)據(jù)采集,定時
摘要 1
Summary 2
第1章 文獻綜述 1
略………
第2章 定時采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計 18
略………
第3章 定時采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計 38
略………
第4章 系統(tǒng)低功耗設(shè)計 48
略………
第5章 定時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用介紹 51
結(jié)論 56
致謝 58
參考文獻 59
附錄1 60(程序)
附錄2 70(數(shù)字儀器)
附錄3 76(Digital Instruments)
(附錄不在論文字數(shù)內(nèi))
:33000多字的本科論文,適合自動化、電信與通信專業(yè)
有中英文摘要、目錄、圖、參考文獻
0.前言
熱工調(diào)試自動化系統(tǒng)應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)要求,其功能不斷增強,應(yīng)用范圍也逐漸擴大,但同時這也使得系統(tǒng)故障率迅速增加。不論系統(tǒng)運行過程中哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,都會使生產(chǎn)造成不可挽回的損失。在此情況下,如何提高熱工調(diào)試自動化系統(tǒng)的可靠性成為了電廠要解決的首要問題。
1.針對熱工調(diào)試自動化系統(tǒng)可靠性研究背景的分析
隨著DCS覆蓋機、電、爐運行參數(shù)的增加,監(jiān)控功能和范圍的不斷擴大以及機組運行特點的改變,熱工調(diào)試自動化設(shè)備已經(jīng)成為決定機組安全經(jīng)濟運行的主導(dǎo)因素。電力生產(chǎn)單位在面臨市場競爭劇烈和安全考核風(fēng)險提高的雙重壓力下,應(yīng)堅持“安全生產(chǎn),預(yù)防為主”的電力生產(chǎn)方針,以企業(yè)的最大利益為優(yōu)先原則,從提高電廠熱工調(diào)試自動化系統(tǒng)的可依靠性入手,保證熱工調(diào)試自動化系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行。然而熱工調(diào)試自動化系統(tǒng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng),稍有不慎便會導(dǎo)致熱工調(diào)試自動化系統(tǒng)處在一個非理想的狀態(tài),而且在受到應(yīng)用環(huán)境、時間等影響后,會產(chǎn)生一定的安全問題。因此如何通過科學(xué)的基礎(chǔ)管理,確保所監(jiān)控的參數(shù)準確、系統(tǒng)運行的可靠性成為了熱工安全生產(chǎn)工作中的首要任務(wù)。
2.與熱工調(diào)試自動化系統(tǒng)可靠性有關(guān)的因素
2.1控制軟硬件不合理以及控制邏輯的漏洞
熱工調(diào)試自動化設(shè)備和控制邏輯的正確與完善,是大機組安全運行的基礎(chǔ)。只有在系統(tǒng)設(shè)計過程中保證高質(zhì)量的軟硬件和合理的邏輯控制才能夠確保熱工調(diào)試自動化系統(tǒng)的可靠性。很多電廠機組跳閘的主要原因就是是控制邏輯的不合理,這嚴重影響著生產(chǎn)的安全性。目前大多數(shù)電廠所采用的機組及邏輯控制系統(tǒng),基本上都是隨各機組的DCS控制系統(tǒng)從國外引進的。雖說其各有特點,但是技術(shù)層面上差異較大,因此必須尋求合理的配備,以保證機組的運行安全和產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。
2.2使有效信號的可靠性降低的干擾信號
抗干擾能力在很大程度上說明了熱工自動化系統(tǒng)的可靠與否,提高抗干擾能力是保障熱工調(diào)試自動化系統(tǒng)可靠性的重要手段。由于電廠的熱工調(diào)試自動化系統(tǒng)所處的環(huán)境較為復(fù)雜,并且存在著大量的干擾,嚴重影響了電工控制系統(tǒng)的測量精度,使控制無法實現(xiàn),嚴重時會造成保護誤動,損壞設(shè)備,甚至致使工廠停產(chǎn)并造成人員傷害。因而必須找到引起干擾的原因,釆取有效措施,提出各種防范對策。
2.3不夠完善的熱工調(diào)試自動化系統(tǒng)故障應(yīng)急預(yù)案和設(shè)備管理制度
各電廠編寫的《熱控故障應(yīng)急處理預(yù)案》內(nèi)容參差不齊,有的內(nèi)容不能滿足故障時的處理需求,起不到指導(dǎo)作用;有的無預(yù)案,多數(shù)是憑著運行和檢修人員的經(jīng)驗處理,結(jié)果發(fā)生了一些本可避免的機組跳閘。同時機組員工的素質(zhì)也對生產(chǎn)有著很重要的影響。例如,有很多機組的跳閘是因為員工的實際操作不當引起的,并不是其向上級反映的設(shè)備功能不好引起的。有的機組出現(xiàn)異常,運行人員操作手忙腳亂,本可以不停機的停了機,本該停機的未停機,從而引發(fā)了一系列生產(chǎn)事故,甚至更嚴重的后果。此外,還有很多發(fā)電廠在采購設(shè)備前,并沒有提前對這些設(shè)備質(zhì)量的好壞進行了解,從而采購了很多不符合生產(chǎn)要求的設(shè)備,大大影響了產(chǎn)品的質(zhì)量和設(shè)備運行的安全。因此電廠必須制定合理的儀表檢驗周期,加強對設(shè)備的管理。
3.提高熱工調(diào)試自動化系統(tǒng)可靠性的方法
3.1控制軟硬件的合理配置和邏輯的優(yōu)化
熱工保護及輔機控制是熱工調(diào)試自動化控制系統(tǒng)安全運行的基礎(chǔ)。而熱控的誤動和機組的跳閘大部分是輔機控制邏輯的不完善和不正確造成的。因此必須減少控制系統(tǒng)軟硬件的低配置,并且加強對控制邏輯系統(tǒng)的完善??刂七壿嫷母倪M應(yīng)進行綜合比較和整體優(yōu)化,充分采用容錯邏輯設(shè)計方法,對運行中容易出現(xiàn)故障的這類設(shè)備,從控制邏輯上進行優(yōu)化和完善,通過預(yù)先設(shè)置的邏輯措施來降低或避免整個控制邏輯的失效,只有這樣才能形成系統(tǒng)性的技術(shù)優(yōu)勢,也便于推廣。
3.2提高采集信號的可靠性、加強對干擾信號的抑制
抗干擾能力是熱工調(diào)試自動化系統(tǒng)的重要措施和手段,直接關(guān)系到系統(tǒng)的可靠性。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的干擾輕則影響測量的準確性和系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性,嚴重時會造成設(shè)備故障或機組跳閘。因此,我們在生產(chǎn)過程中應(yīng)充分認識到抑制干擾信號的重要性,歸納總結(jié)電力生產(chǎn)中實際經(jīng)驗,提出各種防范對策,確保電力機組的安全正常運行。在熱工調(diào)試自動化系統(tǒng)生產(chǎn)中產(chǎn)生的干擾大多數(shù)與工程設(shè)計、現(xiàn)場的安裝設(shè)施和生產(chǎn)維護等因素有關(guān)。針對這幾種影響因素,實際生產(chǎn)中已有多種抑制干擾的方法被總結(jié)了出來,如消除或抑制干擾源、切斷引入干擾途徑、提高設(shè)備本身抗干擾性能等。但就目前而言,抑制干擾、提高熱工調(diào)試自動化系統(tǒng)的可靠性最常采用的方法是接地技術(shù), 它可以提高所采集信號的可靠性。但是這種方法也有弊端,因接地有誤引起的熱工系統(tǒng)異常也時有發(fā)生,而且接地只能抑制干擾的影響,并不能阻止設(shè)備向外放出干擾。在電力事業(yè)迅速發(fā)展的今天,找到抑制干擾的新方法迫在眉睫。
3.3完善熱工調(diào)試自動化系統(tǒng)故障應(yīng)急預(yù)案和設(shè)備管理制度
電廠預(yù)案故障應(yīng)急預(yù)案和設(shè)備管理制度或多或少都有些,但是不完整,不同的電廠之間缺乏交流故無法得到統(tǒng)一。為減少機組的誤停機次數(shù),應(yīng)統(tǒng)一編寫系統(tǒng)故障應(yīng)急處理方案,當生產(chǎn)過程中出現(xiàn)緊急情況時要啟動緊急預(yù)案,保證系統(tǒng)的可靠性和生產(chǎn)的安全,防止出現(xiàn)安全事故,以及提高事故發(fā)生后對事故的處理能力。其次,電廠應(yīng)該具備完善的管理制度,加強對購進設(shè)備的質(zhì)量檢驗,確定合理的檢驗周期,確保設(shè)備安全有效的運行。最后,應(yīng)加強對機組員工的操作培訓(xùn),定期組織員工進行熱工調(diào)試自動控制系統(tǒng)故障應(yīng)急處理演練,加強電廠之間的交流,可定期舉辦交流論壇會,實現(xiàn)各電廠專業(yè)人員的互動,從而更加完善電廠的生產(chǎn)系統(tǒng),有效提高控制系統(tǒng)的可靠性。
4.結(jié)語
提高熱工調(diào)試自動化系統(tǒng)的可靠性,是一個系統(tǒng)工程 ??v觀制約熱工調(diào)試自動化系統(tǒng)可靠性的種種因素,熱工調(diào)試自動化系統(tǒng)的技術(shù)革新亟待進行。本論文只是一個起點,希望能夠引起行業(yè)同仁們的關(guān)注和重視,以期減少電廠所面臨的諸多安全隱患。希望各電力能從提高熱工自動化系統(tǒng)的可靠性著手,開展深入的技術(shù)研究工作,使機組的安全經(jīng)濟地運行。 [科]
【參考文獻】
近年來,計算機技術(shù)得到了十分迅速的發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛,基于數(shù)字理念的新技術(shù)在電力工業(yè)領(lǐng)域中的使用范圍也越來越廣泛,與普通的技術(shù)手段相比而言,數(shù)字技術(shù)的可操作性與可靠性更加的理想,性價比也較高,能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)電氣自動化的智能操作,也可以在一定程度上促進電力工業(yè)的發(fā)展,為了更好的實現(xiàn)工業(yè)電氣的自動化發(fā)展,就需要對數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動化中的應(yīng)用進行分析與創(chuàng)新。
1.數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動化中應(yīng)用的作用
電氣自動化對于國民經(jīng)濟的發(fā)展有著重要的作用,這不僅是科技產(chǎn)業(yè)化的載體,也是科學(xué)技術(shù)物化的重要基礎(chǔ),在科技水平的發(fā)展之下,數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)在電氣工業(yè)自動化領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用,這不僅能夠促進該領(lǐng)域定量化與綜合化的發(fā)展,也能夠提升工業(yè)自動化領(lǐng)域的自動化水平。截止到目前為止,自動化技術(shù)也應(yīng)用在電氣工程、過程控制、科學(xué)計算、經(jīng)濟、信息、人工智能機網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)以及計算機輔助系統(tǒng)之中,從這一層面而言,將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)電氣自動化中能夠?qū)τ嬎銠C系統(tǒng)起到應(yīng)有的輔助作用。
此外,數(shù)字技術(shù)不僅能夠輔助計算機系統(tǒng)進行檢測與管理,也能夠?qū)I(yè)電氣自動化開展維護,數(shù)字技術(shù)的廣泛應(yīng)用可以減少工業(yè)電氣自動化設(shè)備的使用,也可以顯著的提升其準確率與便捷性,此外,數(shù)字技術(shù)與光纖網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字化互感器的融合也可以顯著的提升自動化應(yīng)用的有效性以及安全性。與普通的技術(shù)相比而言,數(shù)字技術(shù)也具有操作簡單、邏輯能力強的特征,可以更好的對數(shù)據(jù)信息進行識別,這樣便可以減少人力、物力與財力的浪費,也能夠保證工業(yè)電力自動化的持續(xù)性。在具體的操作過程中,操作人員僅僅需要對相關(guān)的指令進行傳達與指示,數(shù)字技術(shù)便可以判別出其中包含的信息,并通過網(wǎng)絡(luò)、光線、微波、電纜等完成信息的傳送過程,這就大幅的提升了系統(tǒng)的工作效率。
2.數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動化中的創(chuàng)新應(yīng)用方式
截止在現(xiàn)階段,數(shù)字技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)電氣自動化中得到廣泛的應(yīng)用,也取得了一定的發(fā)展,但是由于各種因素的影響,數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動化中的應(yīng)用還存在一些不足之處,最為突出的表現(xiàn)就是發(fā)展時間短,未出現(xiàn)標準、統(tǒng)一的規(guī)范,且專業(yè)性的技術(shù)人才數(shù)量較少,這就限制了數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用。此外,我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)雖然得到了完善的發(fā)展,但是其智能化水平也相對降低,這就導(dǎo)致數(shù)字技術(shù)的智能化水平也普遍偏低。在社會的發(fā)展之下,電力行業(yè)對于數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用要求也越來越高,為了滿足電力行業(yè)的發(fā)展,必須要創(chuàng)新數(shù)字技術(shù),就目前的情況來看,數(shù)字技術(shù)的創(chuàng)新方式包括完善程序化操作、智能化安裝以及使用虛端子幾種形式,下面就針對這幾種形式進行深入的介紹。
2.1. 完善程序化操作
完善程序化操作的前提就是調(diào)度命令,為進行調(diào)度命令之前,必須要將審核票據(jù)進行數(shù)字化處理,并設(shè)置好人工操作界面,并以此為基礎(chǔ)設(shè)計開關(guān)與閘刀,并不斷完善整個系統(tǒng)的功能。此外,為了保證提升系統(tǒng)的各項功能可以得到順利的實施,可以先進行模擬工作,保證系統(tǒng)能夠達到默認識別的狀態(tài),這時,即使工作人員不在場,系統(tǒng)也可以實現(xiàn)正常的運作。
2.2. 實施智能化安裝
為了實施智能化安裝,可以廣泛的將光纖技術(shù)利用起來,在連接的過程中,利用間隔層與智能終端實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與控制,以便完成雙重設(shè)計終端的操作,其中一部分能夠?qū)崿F(xiàn)對現(xiàn)場信號的傳達與遙控的保護,另外一部分則需要提升整個系統(tǒng)的可靠性。與此同時,還需要完善工業(yè)電氣自動化程序的接口,設(shè)置好PC自動化平臺,并將此平臺與MES和ERP系統(tǒng)來接連,此外,為了保證數(shù)據(jù)質(zhì)量,一般情況下,通訊標準則使用TCP/IP,這樣就能夠滿足用戶對不同數(shù)據(jù)標準的實際需求。這樣不僅可以提升通訊的智能化效果,也能夠解決平臺自動化的問題??紤]到以上的因素,將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)電氣自動化的過程中,要做好相關(guān)的智能安裝工作,保證整個工業(yè)自動化程序可以得到有序的進行。
2.3.虛端子的使用
虛端子在整個工業(yè)電氣自動化中有著十分重要的作用,因此,在測控裝置與智能終端的信息交換過程中也得到了廣泛的應(yīng)用,虛端子可以對母線、全站線路、主變、開關(guān)來進行控制,也可以將跳合功能開啟,這樣便可以實現(xiàn)不同裝置間的通信,也能夠保護連閉鎖功能與測控遙控裝置間隔層的保護,此外,虛端子也能夠?qū)Χ位芈愤M行管理,這種管理不僅包括對溫度的調(diào)控,也包括對檔位的調(diào)節(jié),這樣即可對非電量信息進行操作。此外,為了將數(shù)字技術(shù)的作用充分的發(fā)揮出來,還應(yīng)該創(chuàng)新數(shù)字化裝置的設(shè)計,以便滿足工業(yè)電氣自動化的發(fā)展需求。此外,在應(yīng)用過程中,還要對虛端子進行相關(guān)的優(yōu)化,以便對智能終端系統(tǒng)進行更好的控制。
2.4. 實現(xiàn)操作理念的程序化
對于數(shù)字化技術(shù)而言,執(zhí)行力有著十分重要的作用,在下達調(diào)度命令之前,還有一些前期工作需要依靠電腦來完成,在進行實際操作時,應(yīng)該設(shè)置好人工預(yù)界面,進行開關(guān)、閘刀設(shè)備的控制,為此,就必須要實現(xiàn)操作理念的程序化,這樣才能夠促進工業(yè)電力自動化的開放化與信息化發(fā)展。
3 .結(jié)語
將數(shù)字技術(shù)與工業(yè)電氣自動化進行有機的結(jié)合便可以完成計算機系統(tǒng)的計算、檢測與管理功能,同時,也能夠減少對企業(yè)內(nèi)部人力、物力和財力的浪費,促進電力工業(yè)的信息化發(fā)展。相信在科技水平的發(fā)展之下,數(shù)字技術(shù)應(yīng)用性能將會得到不斷的提升。
參考文獻:
隨著新的實驗教學(xué)體系的建立和實施,改革實驗室封閉性體制,優(yōu)化實驗室資源,培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才是當前本系生物本科教學(xué)改革的重要研究內(nèi)容與任務(wù)之一。建立多功能的開放實驗室,實現(xiàn)其時間與空間的開放與合理設(shè)置,已經(jīng)迫在眉睫,成為必然的趨勢。
做為一個實驗室管理工作者,在近幾年的實驗管理工作中總結(jié)了部分心得,現(xiàn)就本系實驗室開放中注意的問題,管理模式進行探討,以期為我院實驗室開放工作提供參考。
1、開放實驗室建設(shè)的現(xiàn)狀
開放實驗室的建立是對我院傳統(tǒng)生物實驗教學(xué)模式的全新挑戰(zhàn)。多年來,我院的生物實驗教學(xué)都是采取以學(xué)生班為單位。固定教師,固定時間,固定地點,按部就班地進行,開放實驗室改變了這些固定的概念。實驗指導(dǎo)教師有時面對的是不同專業(yè)、不同年級的學(xué)生,對學(xué)生的組織和與學(xué)生的聯(lián)絡(luò)出現(xiàn)困難,對實驗教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)測方式急需更新等等。此外,在開放實驗教學(xué)中,由于綜合性實驗的方案設(shè)計太大及實驗成功率低等原因,導(dǎo)致有時實驗經(jīng)費嚴重超出預(yù)算。而且由于我院生物實驗中心承擔的實驗教育任務(wù)繁重的現(xiàn)狀,完全開放的條件尚未成熟,只能先在生物實驗樓每層建一個開放實驗室作為試點,再慢慢擴展到整個生物實驗中心。
2、開放實驗宣的自動化管理模式
首先,開放實驗室必須改變現(xiàn)在人工管理的傳統(tǒng)方式,建立自動化的管理模式,以提高工作效率;其次,建立寬松的使用環(huán)境,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實際操作的主動性。開放實驗室的管理不應(yīng)該只針對人和實驗設(shè)備,而更應(yīng)該把實驗活動的信息管理起來,這樣才能更好地滿足實驗室開放的要求。
因此,開放實驗室自動化管理系統(tǒng)必須具備硬件自動化管理系統(tǒng)和軟件網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。而開放實驗室硬件自動化管理系統(tǒng)分為門禁系統(tǒng)和實驗設(shè)備控制系統(tǒng)。其中門禁系統(tǒng)負責(zé)對進出實驗室的人員進行身份的識別以及進出情況的記錄,實驗設(shè)備控制系統(tǒng)負責(zé)為學(xué)生使用儀器設(shè)備所做的記錄。
2,1開放實驗室的硬件自動化管理系統(tǒng)
2,1,1門禁系統(tǒng)的設(shè)計
在我院用于學(xué)生身份識別的方法主要基于射頻識別技術(shù)的射頻卡加密碼的方式,這類方法簡單可靠,應(yīng)用面廣。門禁系統(tǒng)由電腦,讀卡器和自動門組成。當學(xué)生進入開放實驗室時,先到讀卡器處刷卡,由讀卡器將射頻卡卡號讀出,再輸入射頻卡的密碼,室內(nèi)的電腦做出相應(yīng)的記錄,電腦中的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)獲取卡號密碼后完成身份識別和開門動作。這些工作都記人數(shù)據(jù)庫,供管理人員隨時查詢。
2,1,2實驗儀器設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計
考慮到實驗儀器設(shè)備的多樣性,并且絕大多數(shù)實驗儀器設(shè)備在購買時并沒有考慮到實驗室的開放問題,所以只能通過對電源的控制來實現(xiàn)對實驗儀器設(shè)備的控制。這樣,實驗設(shè)備控制系統(tǒng)就變成了一個簡單的開關(guān)電源信號記錄控制系統(tǒng)。當學(xué)生要使用這個儀器,打開電源,電腦自動記錄了該儀器的開機時間,用完后,停掉電源,電腦自動記錄關(guān)機時間。這個系統(tǒng)有利實驗室管理人員在無人管理的情況下對學(xué)生使用儀器情況的了解,對實驗室使用記錄的填寫做相應(yīng)的對照。
2,2開放實驗室的軟件網(wǎng)絡(luò)管理模式
實驗指導(dǎo)老師可以將自己所要上的實驗課設(shè)計成綜合性、研究性實驗,學(xué)生可以不定時的進入開放實驗室完成實驗任務(wù),學(xué)院也可以將生物學(xué)實驗設(shè)為公選課項目,每學(xué)期末向?qū)W院教務(wù)處申報下學(xué)期生物學(xué)實驗的公選課項目,包括項目來源、名稱、指導(dǎo)考核教師、招收對象與人數(shù)、項目的基本內(nèi)容、難點與創(chuàng)新點等,經(jīng)院、系兩級審批獲準后公布到網(wǎng)上,供全院師生瀏覽、選擇。學(xué)生可通過網(wǎng)上預(yù)約的方式與該指導(dǎo)老師取得聯(lián)系。