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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的研究與發展始于上世紀50年代,它是一門綜合性較強的技術學科,也是生產現代化的一種標志,近些年,計算機技術、通信技術、電子技術及嵌入式技術迅猛發展,也促進了電氣自動化技術在各行各業的應用取得了很大的進展。也引發了工程領域的一場技術革命。電氣自動化讓各個行業都走進了現代的、先進的生產方式與管理領域,走入了自動化發展階段。電力系統的發展使對電力的生產、傳輸及計量等提出了更高的要求,因此,將自動化技術應用于電力系統是行業發展的必要,自動化技術也是電力行業的發展中發揮出越來越重要的作用。
二.自動化發展趨勢。
自動控制技術正趨向于智能化、最優化、協調化、適應化、區域化發展。在設計分析上日益要求面對多機系統模型來處理問題。在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論。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用,保證了控制操作的高可靠性。在研究人員的構成上益需要多“兵種”的聯合作戰。
自動化的發展則趨向于:
(1). 由開環監測向閉環控制發展,例如從系統功率總加到AGC(自動發電控制);
(2). 由高電壓等級向低電壓擴展,例如從EMS(能量管理系統)到DMS(配電管理系統);
(3). 由單個元件向部分區域及全系統發展,例如SCADA(監測控制與數據采集)的發展和區域穩定控制的發展;
(4). 由單一功能向多功能、一體化發展,例如變電站綜合自動化的發展;
(5). 裝置性能向數字化、快速化、靈活化發展,例如繼電保護技術的演變;
(6). 追求的目標向最優化、協調化、智能化發展,例如勵磁控制、潮流控制;
(7). 由以提高運行的安全、經濟、效率為完成向管理、服務的自動化擴展,例如管理信息系統在電力系統中的應用。
三.機電自動化中電氣自動化技術應用方向。
1. 電力系統自動化實時仿真系統的應用。
該仿真系統在可提供大量實驗數據的前提下,還可多種電力系統的暫態及穩態實驗同步進行,還能用以協助科研人員測試新裝置,且多種控制裝置都能與其構成閉環系統,從而為靈活輸電系統及研究智能保護的控制策略提供了一流的實驗條件。電力系統數字模擬實時仿真系統的引進,方便了對電力系統負荷動態特性監測、電力系統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境的實驗室。
2. 綜合自動化技術與智能保護的應用。
目前,國內的綜合自動化領域的研究已達到國際先進水平,智能自動化保護技術領域的研究相對處于國際領先水平,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。將國內外最新的人工智能、網絡通信、微機新技術、自適應理論、綜合自動控制理論等應用于電氣自動化保護裝置中,對電力系統自動化保護的新原理進行了研究,可以大大提高電力系統的安全水平,使得新型保護裝置具有智能控制的特點。
3. 電力系統中人工智能的應用。
電力系統及其元件的故障診斷、運行分析、規劃設計等方面將模糊邏輯、專家系統以及進化理論應用到實際研究,并且結合電力工業發展的需要,開展了電力系統智能控制理論與應用的研究,同時也開展了在上述實用軟件研究的基礎上以提高電力系統運行與控制的智能化水平。
4. 電力系統配電網自動化技術。
該技術采用的模型為最新國際標準公共信息模型,輸電網的理論算法采用與配網實際與高級應用軟件相結合,負荷預測時配合應用人工智能灰色神經元算法進行,最后進行潮流計算時采用配網遞歸虛擬流算法。電力系統配電網自動化技術取得了重大技術突破,主要表現在信息配網一體化、高級應用軟件、配網模型、中低壓網絡數字方面,最終,解決了載波正在配電網上應用的路由、衰耗等技術難題,正是因為采用數字信號處理技術,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用。
1. 辦公系統需要實現自動化。
辦公系統主要應用于企事業單位的管理系統等方面,構建企業自動化管理系統需要很多技術的支持,例如計算機技術,通信技術及自動化技術。自動化辦公系統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略是企事業實現現代化辦公的需求與趨勢。企業的辦公系統實現自動化可以基于軟件來實現,也可基于硬件與軟件相結合的方法來實現,但是要注意到系統的開放性,可擴充性及升級的簡易性。現行的辦公系統還要具有良好的兼容性,這樣可以有效的節約系統的資源,還可以節約成本,在實際的辦公自動系統中已經有了很多成功的案例。
2. 辦公自動化的技術平臺。
當前,有代表性的三種主流的辦公自動化技術主要有三種,既LotusDomino/Notes平臺上辦公自動化系統,它也是最早的辦公自動化應用系統;基于Microsoft平臺的辦公自動化系統模式,主要采用WinNT/2000操作系統,以ASP為開發語言提供內容存儲;還有就是基于基于Jsp/Java平臺的辦公系統,其實現原理與上一種技術基本是一樣的,只在是使用的開發語言上略有不同,且其在系統的維護上費用較高。這三種技術平臺在設計與實施辦公自動化系統上有不同的應用領域,也是推動辦公系統自動化進程的主要技術。現在已經演變出更多的技術來實現辦公自動化。
3. 辦公自動化系統的核心功能的實現。
辦公自動化系統的核心功能主要是公文的收文、批閱、流轉與存檔等。但在對公文處理一岙會涉及到公文的流轉,其過程實現是較為復雜的,在開發的過程中也會受到很多方面的制約。其中有公文的查閱權限調協,公文的、修改、刪除等操作,都要在辦公自動化系統中實現,其中的關鍵技術主要有數字簽名技術、傳輸加密技術以及審批身份驗證技術等。辦公自動化系統核心功能的劃分與實現要與客戶的需求分析為依據,其主要原則則是要達到理念優先、技術先進、功能齊全、性能優良、價格合理。這些也是辦公自動化系統發前的前景與方向。
五.電氣自動化在汽車性能設計上的應用。
近些年,我國的經濟取得了很大的發展,但是伴隨著汽車數量的增加與路況復雜程度的不斷提高,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主要借助于計算機技術及控制技術來實現。現在,汽車的競爭已經進入了白熱化的狀態,汽車生產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展的一個重要方向。駕駛者可以在計算機的協助下將駕駛工作逐漸轉移到用自動化技術來實現,通過廠商的大力發展,自動化技術在提升道路利用率,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,收獲了可觀的經濟效益。
六.發展前景。
1. 電氣自動化工程系統的統一化。統一電氣自動化工程系統對電氣自動化產品的設計、測試、開機、維護都有重要意義。能夠把開發系統從運行系統中獨立出來,這對電氣自動化工程控制系統來說,是跨越性的一步,能夠將系統通用化。系統的網絡應該保證現場的設施、監管體系、企業工程的管理數據保持共通。
2. 電氣自動化工程控制系統的市場化。產品想長久的發展,就要深化制造部門的體制改革,還要關注市場化的影響,以便保證產品能夠滿足市場的需要。同時,企業不僅要在技術的開發上投入,還要使零件的配套生產市場化、專業化。產業市場化是產業發展的必然趨勢,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的標準化接口。采用微軟公司的標準化技術后,工程的成本大大降低了,成功地實現了數據資源的共享??紤]到自動化系統策劃方案的重要,當企業進行系統連接時,必須采用微軟操作系統,那么這種情況下辦公室使用的就是 IP 系統,管理系統和自動化控制之間聯系的建立就是通過 PC 系統。程序標準化接口使廠家之間的數據交換有了保證,解決了通訊產生的難題。
4. 電氣自動化工程的生產將更加的安全。安全防范技術的集成化是電氣自動化工程控制系統的一個發展方向,重點就是保證系統的安全。在非安全狀態下,用戶要如何選擇才能實現安全。在分析我國市場的發展特性后,我們應該從最高安全級別開始,逐漸延伸到安全級別低的領域,硬件設備與軟件設備,公共設施層與網絡層,實現對此系統的安全設計的全面研究。
5. 電氣自動化工程控制系統的創新技術。在我國電氣自動化發展計劃的指導之下,隨著市場化的環境,不斷提升電氣自動化工程控制系統的創新能力。并且企業不斷吸收創新技術以提升自身的創新能力,而科研的投入,為電氣自動化的創新提供了更加廣闊的空間,加強政策上的扶持,健全、完善機制對創新都是非常有利的。目前我國企業主要生產一些中低檔次的產品,產品主要服務于中小型的項目,企業應該打開自主創新的新局面,轉換經濟增長模式,逐漸提升創新能力。
電氣自動化可以與地球數字化互相結合。此設想包含了自動化的創新經驗,可以把大量的相關數據整體為坐標,最終成為一個電氣自動化數字地球。將信息全部放入計算機中,與網絡結合,不管人們在什么地方,根據地球地理坐標,便能知道任何地方的數據信息。還可以加強企業與相關院校之間的合作。鼓勵企業到此專業的學校中建立車間,進行技術生產等,建立學習形生產培訓基地。還可以走入企業進行教學。將實踐能力和理論學習結合在一起。此外,還要與現代網絡聯系起來,積極利用已有的科學技術。加強專業培訓,提供研究人員水平等。
七.結束語
電氣自動化技術我國有幾十年的發展歷程,其中經過了多次變革與專業的調整,但是由于其應用范圍廣泛,在社會的各種生產層面都會有所應用,與其他科學技術相結合,也對推動了社會生產力的發展,促進了各個行業的發展。電氣自動化技術與其他科學技術的結合與滲透革新了傳統的方法與理念,必將為我國經濟發展起到了重要的作用。
參考文獻:
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[3] 姜新星 姜浩. 電氣自動化技術在煤炭工業中的應用 [期刊論文] 《機電信息》 -2012年21期.
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[5] 范翔. 試論機電自動化技術及其發展 [期刊論文] 《科技創新與應用》 -2012年10期.
中圖分類號: F407.61 文獻標識碼: A
一.引言
自動控制技術正趨向于智能化、最優化、協調化、適應化、區域化發展,在設計分析上日益要求面對多機系統模型來處理問題。在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論。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用,保證了控制操作的高可靠性。在研究人員的構成上益需要多“兵種”的聯合作戰。。電氣自動化讓各個行業都走進了現代的、先進的生產方式與管理領域,走入了自動化發展階段。電力系統的發展使對電力的生產、傳輸及計量等提出了更高的要求,因此,將自動化技術應用于電力系統是行業發展的必要,自動化技術也是電力行業的發展中發揮出越來越重要的作用。
二.變電站綜合自動化研究的主要內容
對110kv及以上電壓等級變電站,以服務于電力系統安全、經濟運行為中心。通過先進的計算機技術、通信技術的應用,為新的保護和控制技術采用提供技術支持,解決過去能解決的變電站監視、控制問題,促進各專業在技術上、管理上配合協調,為電網自動化進一步發展提供基礎,提高變電站安全、可靠和穩定運行水平。如,采集高壓電器設備本身的監視信息,斷路器、變壓器和避雷器等的絕緣和狀態等;采集繼電保護和故障錄波器等裝置完成的各種故障前后瞬態電氣量和狀態量的記錄數據,將這些信息傳送給調度中心,以便為電氣設備的監視和制定檢修計劃、事故分析提供原始數據。對新建變電站取消常規的保護、測量監視、控制屏,全面實現變電站綜合自動化,實現少人值班逐步過渡到無人值班;對老變電站在控制、測量監視等進行技術改造,以達到少人和無人值班的目的。
對35KV及以下電壓等級變電站,以提高供電安全與供電質量,改進和提高用戶服務水平為重點。側重于利用變電站綜合自動化系統,對變電站的二次設備進行全面的改造,取消的保護、測量、監視和控制屏,全面實現變電站綜合自動化,以提高變電站的監視和控制技術水平,改進管理,加強用戶服務,實現變電站無人值班。
1. 變電站綜合自動化要實現:
(1)隨時在線監視電網運行參數、設備運行狀態;自檢、自診斷設備本身的異常運行,發現變電站設備異常變化或裝置內部異常時,立即自動報警并閉鎖相應的出口,以防止事態擴大。
(2)電網出現事故時,快速采樣、判斷、決策,迅速隔離和消除事故,將故障限制在最小范圍。
(3)完成變電站運行參數在線計算、存儲、統計、分析報表和遠傳,保證自動和遙控調整電能質量。
2. 變電站綜合自動化應包括兩個方面:
(1) 橫向綜合:利用計算機手段將不同廠家的設備連在一起,替代或升級老設備。
(2) 縱向綜合:在變電站層這一級,提供信息、優化、綜合處理分析信息和增加新的功能,增加變電站內部和各控制中心間的協調能力。如借用人工智能技術,在控制中心間的協調能力。如借用人工智能技術,在控制中心實現對變電站控制和保護系統進行在線診斷和事件分析,或在變電站當地自動化功能協調之下,完成電網故障后自動恢復。
變電站綜合自動化與一般自動化區別在于:自動化系統是否作為一個整體執行保護、檢測和控制功能。
三.變電站綜合自動化系統的特點
變電站綜合自動化系統具有功能綜合化、系統結構微機化、測量顯示數字化、操作監視屏幕化、運行管理智能化等特征。同傳統變電站二次系統不同的是:各個保護、測控單元既保持相對獨立,(如繼電保護裝置不依賴于通信或其他設備,可自主、可靠地完成保護控制功能,迅速切除和隔離故障),又通過計算機通信的形式,相互交換信息,實現數據共享,協調配合工作,減少了電纜和沒備配置,增加了新的功能,提高了變電站整體運行控制的安全性和可靠性。
1. 功能綜合化。
變電站綜合自動化系統是各技術密集,多種專業技術相互交叉、相互配合的系統。它是建立在計算機硬件和軟件技術、數據通信技術的基礎上發展起來的。它綜合了變電站內除一次設備和交、直流電源以外的全部二次設備。
2. 分級分布式微機化的系統結構。
綜合自動化系統內各子系統和各功能模塊由不同配置的單片機或微型計算機組成,采用分布式結構,通過網絡、總線將微機保護、數據采集、控制等各子系統連接起來,構成一個分級分布式的系統。一個綜合自動化系統可以有十幾個甚至幾十個微處理器同時并行工作,實現各種功能。
3. 測量顯示數字化。
用CRT顯示器上的數字顯示代替了常規指針式儀表,直觀、明了;而打印機打印報表代替了原來的人工抄表,這不僅減輕了值班員的勞動強度,而且提高了測量精度和管理的科學性。
4. 運行管理智能化。
智能化的含義不僅是能實現許多自動化的功能,例如:電壓、無功自動調節,不完全接地系統單相接地自動選線,自動事故判別與事故記錄,事件順序記錄,制表打印,自動報警等,更重要的是能實現故障分析和故障恢復操作智能化,實現自動化系統本身的故障自診斷、自閉鎖和自恢復等功能,這對于提高變電站的運行管理水平和安全可靠性是非常重要的,也是常規的二次系統所無法實現的。
四.發展前景
1. 電氣自動化工程系統的統一化。統一電氣自動化工程系統對電氣自動化產品的設計、測試、開機、維護都有重要意義。
2. 電氣自動化工程控制系統的市場化。產品想長久的發展,就要深化制造部門的體制改革,還要關注市場化的影響,以便保證產品能夠滿足市場的需要。同時,企業不僅要在技術的開發上投入,還要使零件的配套生產市場化、專業化。
3. 電氣自動化控制系統的標準化接口。采用微軟公司的標準化技術后,工程的成本大大降低了,成功地實現了數據資源的共享。
4. 電氣自動化工程的生產將更加的安全。安全防范技術的集成化是電氣自動化工程控制系統的一個發展方向,重點就是保證系統的安全。
5. 電氣自動化工程控制系統的創新技術。在我國電氣自動化發展計劃的指導之下,隨著市場化的環境,不斷提升電氣自動化工程控制系統的創新能力。電氣自動化可以與地球數字化互相結合。
五.結束語
變電站自動化控制是一個多目標、多約束的復雜的非線性控制問題。它受到電壓、無功、 時間、負荷率、負荷電壓靜態特性、運行方式、有載調壓變壓器分接頭檔位和電容器組狀態等多種因素的影響,其控制規律難以用精確的數學模型表達。綜上所述,變電站自動化系統的控制與操作是可靠的,它的成熟和進步還需在變電站的實際運行中不斷得到完善。
參考文獻:
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中圖分類號:TU991.2 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)29-0295-01
隨著經濟社會的發展,人們日常生活和工業對于水資源的需求日益增加,但是我國水資源正處于短缺狀態,為了走向可持續發展觀的道路,滿足人們日益增加的需求,自來水廠的改革迫在眉睫?,F在電氣自動化技術的逐漸成熟,將該技術融入到自來水廠的控制系統中是改革的關鍵。
一、自來水廠電氣自動化控制系統的概述
1.自控系統的組成
自來水廠的各個工藝程序雖然繁多,但是它們每一個環節都是相對獨立的存在,因此相對性的控制系統也要遵循這一特點,將故障的影響降到最低,若是某一環節出現故障,并不會牽連其它環節,其它環節仍可正常工作,將自來水廠的經濟損失降到最低。
自來水廠的工藝環節主要由取水泵房控制系統,送水泵房控制系統,加礬自動控制系統,加氯自動控制系統等多種處理系統共同組成。對其各個工藝的控制系統主要采用PLC+IPC的控制系統的模式。該控制模式采取的多組主站加副站的組合形式,它將全國各個自來水廠作為每一個網點,共同形成網狀結構,有利于水資源的統籌分配管理。在自來水廠的內部控制中每一個環節都設有控制系統,利用先進的通訊技術將自來水廠中水資源的傳輸過程的可靠數據精確的傳遞給監管總部,實現自來水廠的自動化全面監控目標。
自來水廠的自動化控制系統是由各個控制站點共同組成,其中包括中央控制站點,該控制站點是整個控制體系的終端,其功能是對整個控制體系最終呈現的數據分析結果和統籌調節和下達最終命令,也是監控總部,該站點的工作人員將最終結果進行總結分析;配電室控制站點,該站點主要監控自來水廠的電壓穩定工作,對其進行自動調節,使其維持自來水廠的正常工作;取水泵控制站點是負責監控取水泵房內部的工作,并對其進行自動操控,維護取水泵房內部的正常工作;送水泵房站點,濾池控制站點或反應沉淀池控制站點等多種自來水處理環節都設有自動控制站點,并且根據自來水廠的實際控制安排,將其控制站點相結合,盡可能在保證其控制力度的前提下簡化站點的建立,節約投資成本。
2.水廠自動化控制的現狀
我國自來水廠的自動化程度與國際先進自來水廠建設水平有一定的差距,由于對國際上發達國家的經驗學習和政府的支持,我國自來水建設水平正在不斷提高。我國借鑒國外的管理體系和引入先進的自動化設備,結合我國自來水廠的現狀綜合應用于自來水廠的建設,從而提升自來水廠的自動化程度,提高自來水廠的工作效率。
我國各個地區的自來水廠由于受到經濟水平的限制,造成自來水廠的發展不平衡狀態,有些落后地區甚至還處于傳統的管理模式,沒有進入自動化控制系統,嚴重落后于發達城市的自來水廠的自動化水平;我國自動化技術發展十分迅速,但是相較于發電廠或化工廠的自動化程度而言,自動化技術較晚些才進入自來水廠的控制系統中,使之自動化程度并不徹底;我國新建的自來水廠相較于具有年代的自來水廠而言自動化程度更為徹底,舊的自來水廠雖然具有強大的工作經驗,但是其身上背負著傳統觀念和陳舊設備的負擔,對于自動化的改革需要承擔巨大的代價,這些需要時間貫徹落實自動化制度等,這些就是我國自來水廠的發展現狀,與其說是自動化控制的改革,還不如說是半自動化控制系統的改革,我國自來水廠急需自動化水平全面發展,保證全國自來水廠自動化改革的貫徹落實。
二、現代自來水自動化控制系統技術
1.水質檢測自動化技術
自來水廠水質檢測技術是自來水廠輸送自來水質量的有力保證,該技術的完善也是對人們的生命安全負責的表現。自來水廠對于水質量的自動化檢測包括水質PH檢測儀,電流檢測儀,漏氯報警儀等。其中水位監測儀在自來水廠經常被使用,在對水處理的各個環節都有用處,檢測儀是自來水廠自動化的基礎設備之一,檢測儀的形式多種多樣,有超聲波、靜電電容式等多種形式,目前我國正在不斷研發更為優化的先進檢測儀,提升自來水廠輸出的水質質量。
2.水處理控制技術
隨著科學技術的不斷發展,自來水廠的自動化程度不斷加深。水廠內的自動化控制系統的不斷完善,大大提升了水廠內部對水處理能力。人們對于水質的質量要求越來越高,人工的水處理技術已經不能達到人們對于健康飲水的標準,水處理控制技術的自動化可以達到更為復雜嚴格的水質要求,滿足人們日益增長的需求。雖然對于水質要求不斷提升,但是自動化的水處理控制技術仍然以國家標準為依據,沿襲經典的水處理技術標準,有利于全國水質標準的統一。
3.變頻控制技術
水廠由于地區季節的變化和經濟市場的變動,該地區對于水量的需求存在上下波動的現象,而變頻控制技術就是針對這一問題設計的節約資源的新技術。變頻技術是以變頻調整為原理,根據各種檢測儀所提供的數據分析,包括水位、水壓和水量來自動控制取水水泵對于自來水的傳輸量進行調整。該自動控制技術改善了自來水廠的功率因素和工作的標準,從而提升了水質的質量和利用率,從而達到節能的目標。在水資源短缺的狀況下,該技術應該不斷研發,提高水資源的利用率,走可持續發展道路。
4.水廠電氣自動化控制系統的發展趨勢
自來水廠的自動化控制系統,隨著自動化技術的發展不斷加深,未來的自動化系統應該向智能化、網絡化、信息化、一體化等方向發展,擴大自動化系統對水廠的影響程度,促使自來水廠的生產效率不斷提升。智能化的發展方向體現在智能化設備、智能化的控制技術,自動化控制系統具有自身采集數據和傳遞信息的智能化的表現;網絡化的表現為自來水廠的數字化,信息化,遠程監控等多方面;一體化表現為管理、監控、現場控制三個空間的一體化,對我國水資源的統籌規劃和充分利用等。
結束語
綜上所述,我國自來水廠的自動化控制系統發展不全面,存在很多問題需要我們不斷改進和完善。電氣自動化技術的加入是我國水廠改革的重要力量之一,我們應該充分利用自動化技術的優勢,提升水廠的工作效率和水質質量。
參考文獻
[1] 賀惠珍,周孟建.城市自來水廠自動化控制系統的構建及設計[J].電氣傳動自動化.2011(4).
中圖分類號:TP273 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2016)11(c)-0070-02
自動化控制技術對于現代工業發展起到了重要的推動作用,成為工業發展的基礎條件。而自動化控制則是借助于自動化設備或者裝置來實現操作的,包括機器、儀器以及儀表等裝置,從而代替人工操作[1]。信息技術則是現代化的信息傳輸方式,借助于計算機以及通信設備等來實現信息的快速傳播。在現代化工業生產過程中,綜合運用了自動化控制技術和信息技術,使其成為促進現代工業發展的重要推動力[2]。該論文主要是從研究自動化控制和信息技術綜合運用的角度出發,通過其技術發展探索,從而找出其未來發展趨勢,為技術的進步提供參考性意見。
1 自動化控制與信息技術分析
工業自動化控制技術對工業發展,社會進步都起到了重要作用,成為重要的推動力。分析整個工業發展進程可知,我國的傳統制造業自動化水平較低,對于技術的應用和融合不足,在現代化工業進程中發展較為緩慢;在社會發展變化的影響之下,我國工業也開始運用自動化控制技術,逐步實現了自動化進程。自動化控制技術在國民經濟發展方面做出了較大貢獻,尤其是信號制式改進技術,促進了現代化控制技術和信息化技術的進一步運用。有統計數據表明,工業自動化技術主要應用于現代化的工業設備預測診斷,設備資產管理和操作技術等方面,還具有廣闊的發展空間,需要進一步完善自動化技術的深廣應用。自動化儀表的闡釋,將自動化技術的應用推到了一個新的高度,目前的發展應用水平還較低,需要進一步加強應用[3]。
PLC技術是較為常用的工業自動化控制技術之一,通過編訂程序的方式實現對于電子系統的控制和操作,讓整個工業生產的過程都能夠處于自動化控制當中。這一技術的運作流程是,在編程存儲器內進行邏輯運算,以此實現對用戶進行計數,定時或者計算等方面的操作指令,而操作指令采用的是數字模擬來進行輸入和輸出的,進而實現現代工業控制操作。
另外,還運用到了DCS技g,也可以稱之為集散控制系統,采用網絡通信技術進行過程全面管控,促進現代化控制技術的升級運用。還應當注意的是,這些技術的運用還需要其他現代化高新技術的配合運用,綜合發揮作用才能夠確保自動化控制技術的有效運用,確保工業自動化控制能夠高效、開放運行,實現工業生產的分散控制,集中操作和分級管理以及靈活配置的功能。例如:工業PC,這是一種分布式的系統基礎技術,比原有的PLC,DCS系統更加先進,具有很強的替代性。具體來說,工業PC能夠實現私人定制,提供更具有針對性的服務器模式,兼容客戶機,服務器機,以通信網絡為基礎從而實現管控融合的自動化控制操作。這些技術的推廣應用,促進了現代化工業水平的提升,實現了工業企業內部的資源共享和信息交流,使得信息的作用得到了有效發揮[4]。
信息技術對于工業發展具有重要的推動作用,在現代化社會當中,更是必不可少的技術手段。但是,傳統工業也具有自身的優勢,在某些方面是自動化技術所不能取代的。國家的發展,尤其是工業的發展,代表著一個國家經濟發展的水平,在信息化時代,要充分運用信息化技術的手段來促進工業發展,提升工業的質量和水平,促進傳統工業與現代化技術的融合運用。
2 自動化控制與信息技術的有效結合應用研究
2.1 自動化控制與信息技術的有效結合在工程機械應用分析
(1)高精度GPS系統的應用。這一系統的技術優勢在于高精度,可以精細化到厘米級別,其技術應用基礎是GPS差分技術,并與其他多種技術相結合使用,包括全站儀,多傳感技術,激光以及超聲波等技術,同時,系統中的虛擬儀表又可以幫助實現對于施工工地的信息模擬功能,能夠在施工前提供工地的三維圖形,機器三維坐標等內容。因此,施工工地應用這一系統能夠提高施工效率和精準度,在大型施工現場中的多種機器同時作業過程中成效顯著。這也就帶來了施工管理方面的提升,促進了施工效率的有效提高[5]。
(2)閉路監視系統以及超聲波后障礙探測系統應用。這主要應用于大型工程機械中的系統,主要功能是:保證司機的安全高效作業,其工作原理是:隨時為司機提供音頻和視頻信號,與此同時,微機監控和自動報警集中系統這兩大系統,對于機器的故障處理方面具有明顯效果,主要表現在:縮短維修程序,提高效率。
(3)自動化控制的應用。中央微處理機是進行自動化控制的樞紐,其重要功能主要表現在:一方面,接收司機室中的所有操縱裝置的相關指令信息,這些信息的傳遞是通過電位計以電流的形式來傳送給中央微處理機的;另一方面,微處理機將所接收到的信號又進行了轉發,轉給各自對應的閥,從而利用這些信號來開啟閥。微處理機的功能實現依賴的是既定程序的芯片,通過芯片程序的啟動可以保證泵能夠具有足夠的功率。
2.2 自動化控制與信息技術的有效結合在電氣工程應用
(1)地球數字化技術。地球數字化技術是一種綜合運用的技術類型,表現為電氣自動化工程和信息技術兩大技術的結合,其功能實現途徑是:基于電氣自動化技術,可以實現將地球所有的數據信息都能夠以坐標的形式來呈現,這些信息的精準度非常高,這是基于信息技術來實現海量精準信息的動態多維呈現,最終使得地球通過技術形式轉化為電氣自動化數字的形式。這些信息在集中之后存儲進計算機網絡當中,那么,通過信息的調取和系統運行就可以獲取任何人的精準地理坐標,從而獲取詳細的數據信息內容。
(2)現場總線技術。這一技術的產生背景是,現場總線和以太網主導的計算機網絡技術是電氣自動化工程控制系統基礎應用,在不斷地應用處理過程中,促進了電氣設備的自動化和智能化發展趨勢,從而進一步產生了現場總線技術。因此,這一系統屬于經驗積累性的應用,相當于連接了企業基層設施的通信互聯,促進了上下溝通實現。
2.3 自動化控制與信息技術的有效結合在工業生產控制應用
(1)信息化技術呈現出過程檢測儀表和執行器往數字化,智能化和柔性智能化以及網絡化的發展趨勢。該技術的發展依托于人工智能理論和方法,通過擬人智能功能向固態傳感器以及智能傳送器發出信號,促進其精準化操作。智能閥門定位器由于是由微控制器所控制的,而這種控制器的精準度極高,可以實現的功能有:組態控制參數,線性分程控制和等百分比等特性修正,表現出極強的智能化操作特性。
(2)有很多控制軟件和控制系統都在進一步的完善和強化之中,主要包括:生產執行系統(MEC),供應鏈管理系統(SCM),企業資源計劃系統(ERP),CAD、CAM、CAP等,這些系統和技術的升級都不是單獨進行的,而是與其他系統相連同步升級的。
3 結語
自動化控制與信息技術的有效結合對于工業技術發展有著重要的促進作用,是現代工業發展的必要條件。在未來自動化控制與信息技術的有效結合需要進一步智能化水平,借助大數據和云網絡,提升信息控制能力,從而讓工業自動化獲得新發展。
參考文獻
[1] 趙楊,丁寶峰,杜翠女,等.淺談電氣自動化技術在火力發電中的創新與應用[J].硅谷,2011(3):93-94.
[2] 唐華國.工業自動化控制的現狀和發展趨勢分析[J].才智,2011(23):69.
自動化控制技術對于現代工業發展起到了重要的推動作用,成為工業發展的基礎條件。而自動化控制則是借助于自動化設備或者裝置來實現操作的,包括機器、儀器以及儀表等裝置,從而代替人工操作[1]。信息技術則是現代化的信息傳輸方式,借助于計算機以及通信設備等來實現信息的快速傳播。在現代化工業生產過程中,綜合運用了自動化控制技術和信息技術,使其成為促進現代工業發展的重要推動力[2]。該論文主要是從研究自動化控制和信息技術綜合運用的角度出發,通過其技術發展探索,從而找出其未來發展趨勢,為技術的進步提供參考性意見。
1自動化控制與信息技術分析
工業自動化控制技術對工業發展,社會進步都起到了重要作用,成為重要的推動力。分析整個工業發展進程可知,我國的傳統制造業自動化水平較低,對于技術的應用和融合不足,在現代化工業進程中發展較為緩慢;在社會發展變化的影響之下,我國工業也開始運用自動化控制技術,逐步實現了自動化進程。自動化控制技術在國民經濟發展方面做出了較大貢獻,尤其是信號制式改進技術,促進了現代化控制技術和信息化技術的進一步運用。有統計數據表明,工業自動化技術主要應用于現代化的工業設備預測診斷,設備資產管理和操作技術等方面,還具有廣闊的發展空間,需要進一步完善自動化技術的深廣應用。自動化儀表的闡釋,將自動化技術的應用推到了一個新的高度,目前的發展應用水平還較低,需要進一步加強應用[3]。PLC技術是較為常用的工業自動化控制技術之一,通過編訂程序的方式實現對于電子系統的控制和操作,讓整個工業生產的過程都能夠處于自動化控制當中。這一技術的運作流程是,在編程存儲器內進行邏輯運算,以此實現對用戶進行計數,定時或者計算等方面的操作指令,而操作指令采用的是數字模擬來進行輸入和輸出的,進而實現現代工業控制操作。另外,還運用到了DCS技術,也可以稱之為集散控制系統,采用網絡通信技術進行過程全面管控,促進現代化控制技術的升級運用。還應當注意的是,這些技術的運用還需要其他現代化高新技術的配合運用,綜合發揮作用才能夠確保自動化控制技術的有效運用,確保工業自動化控制能夠高效、開放運行,實現工業生產的分散控制,集中操作和分級管理以及靈活配置的功能。例如:工業PC,這是一種分布式的系統基礎技術,比原有的PLC,DCS系統更加先進,具有很強的替代性。具體來說,工業PC能夠實現私人定制,提供更具有針對性的服務器模式,兼容客戶機,服務器機,以通信網絡為基礎從而實現管控融合的自動化控制操作。這些技術的推廣應用,促進了現代化工業水平的提升,實現了工業企業內部的資源共享和信息交流,使得信息的作用得到了有效發揮[4]。信息技術對于工業發展具有重要的推動作用,在現代化社會當中,更是必不可少的技術手段。但是,傳統工業也具有自身的優勢,在某些方面是自動化技術所不能取代的。國家的發展,尤其是工業的發展,代表著一個國家經濟發展的水平,在信息化時代,要充分運用信息化技術的手段來促進工業發展,提升工業的質量和水平,促進傳統工業與現代化技術的融合運用。
2自動化控制與信息技術的有效結合應用研究
2.1自動化控制與信息技術的有效結合在工程機械應用分析
(1)高精度GPS系統的應用。這一系統的技術優勢在于高精度,可以精細化到厘米級別,其技術應用基礎是GPS差分技術,并與其他多種技術相結合使用,包括全站儀,多傳感技術,激光以及超聲波等技術,同時,系統中的虛擬儀表又可以幫助實現對于施工工地的信息模擬功能,能夠在施工前提供工地的三維圖形,機器三維坐標等內容。因此,施工工地應用這一系統能夠提高施工效率和精準度,在大型施工現場中的多種機器同時作業過程中成效顯著。這也就帶來了施工管理方面的提升,促進了施工效率的有效提高[5]。(2)閉路監視系統以及超聲波后障礙探測系統應用。這主要應用于大型工程機械中的系統,主要功能是:保證司機的安全高效作業,其工作原理是:隨時為司機提供音頻和視頻信號,與此同時,微機監控和自動報警集中系統這兩大系統,對于機器的故障處理方面具有明顯效果,主要表現在:縮短維修程序,提高效率。(3)自動化控制的應用。中央微處理機是進行自動化控制的樞紐,其重要功能主要表現在:一方面,接收司機室中的所有操縱裝置的相關指令信息,這些信息的傳遞是通過電位計以電流的形式來傳送給中央微處理機的;另一方面,微處理機將所接收到的信號又進行了轉發,轉給各自對應的閥,從而利用這些信號來開啟閥。微處理機的功能實現依賴的是既定程序的芯片,通過芯片程序的啟動可以保證泵能夠具有足夠的功率。
2.2自動化控制與信息技術的有效結合在電氣工程應用
(1)地球數字化技術。地球數字化技術是一種綜合運用的技術類型,表現為電氣自動化工程和信息技術兩大技術的結合,其功能實現途徑是:基于電氣自動化技術,可以實現將地球所有的數據信息都能夠以坐標的形式來呈現,這些信息的精準度非常高,這是基于信息技術來實現海量精準信息的動態多維呈現,最終使得地球通過技術形式轉化為電氣自動化數字的形式。這些信息在集中之后存儲進計算機網絡當中,那么,通過信息的調取和系統運行就可以獲取任何人的精準地理坐標,從而獲取詳細的數據信息內容。(2)現場總線技術。這一技術的產生背景是,現場總線和以太網主導的計算機網絡技術是電氣自動化工程控制系統基礎應用,在不斷地應用處理過程中,促進了電氣設備的自動化和智能化發展趨勢,從而進一步產生了現場總線技術。因此,這一系統屬于經驗積累性的應用,相當于連接了企業基層設施的通信互聯,促進了上下溝通實現。
2.3自動化控制與信息技術的有效結合在工業生產控制應用
(1)信息化技術呈現出過程檢測儀表和執行器往數字化,智能化和柔性智能化以及網絡化的發展趨勢。該技術的發展依托于人工智能理論和方法,通過擬人智能功能向固態傳感器以及智能傳送器發出信號,促進其精準化操作。智能閥門定位器由于是由微控制器所控制的,而這種控制器的精準度極高,可以實現的功能有:組態控制參數,線性分程控制和等百分比等特性修正,表現出極強的智能化操作特性。(2)有很多控制軟件和控制系統都在進一步的完善和強化之中,主要包括:生產執行系統(MEC),供應鏈管理系統(SCM),企業資源計劃系統(ERP),CAD、CAM、CAP等,這些系統和技術的升級都不是單獨進行的,而是與其他系統相連同步升級的。
3結語
自動化控制與信息技術的有效結合對于工業技術發展有著重要的促進作用,是現代工業發展的必要條件。在未來自動化控制與信息技術的有效結合需要進一步智能化水平,借助大數據和云網絡,提升信息控制能力,從而讓工業自動化獲得新發展。
參考文獻
[1]趙楊,丁寶峰,杜翠女,等.淺談電氣自動化技術在火力發電中的創新與應用[J].硅谷,2011(3):93-94.
[2]唐華國.工業自動化控制的現狀和發展趨勢分析[J].才智,2011(23):69.
[3]王曉光,王厲,厲勵.石油化學工業信息化和自動化控制技術的現狀及發展[J].河南化工,2004(3):1-4.
前言
機電自動化是現代科學技術迅猛發展的必然結果,是人類向著自動化方向發展的基礎,是人類社會從事生產生活的的關鍵環節,在人類社會不斷朝著自動化發展中起著至關重要的作用。機電自動化不但能夠提高生產力,促進生產迅猛發展,更在很大程度上方便了人們的生活。
一、機電自動化系統的優點和效益
1、使用安全性和可靠性提高
機電自動化產品一般都具有自動監視,報警,自動診斷,自動保護等功能,降低了故障率,提高了設備的使用安全性,并使產品壽命得到延長。
2、具有復合功能,適用面廣
機電自動化產品一般具有自動化控制,自動補償,自動校驗,自動調節,自動保護和智能化多種功能,能應用于不同的場合和不同領域,滿足用戶需求,應變能力較強。
3、生產能力和工作質量提高
機電自動化產品大都具有信息自動處理和自動控制功能,其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高,通過自動化控制系統可精確的保證機械的執行機構按照設計的要求完成預定的動作,使之不受機械操作者主觀因素的影響,從而實現最佳操作,保證佳的工作質量和較高的產品合格率。同時,由于機電自動化產品實現了工作自動化,所以生產力大大提高。
二、機電自動化技術的主要應用領域
機電自動化技術和產品的應用范圍非常廣泛,涉及到生產過程的所有領域,因此,機電自動化產品的種類很多,而且在不斷增加。按照機電自動化產品的功能,可以將其分為下述幾類。
1. 信息控制類,主要產品包括傳真機、磁盤存儲器、磁帶錄像機、錄音機、復印機等。這類產品的主要特點是執行機構的動作由所接收的信息類信號來控制。除此之外,機電自動化產品還可根據機電技術的結合程度分為功能附加型、功能替代型和機電融合型三類
2.設備類,主要產品包括電火花加工機床、線切割機、超聲波加工機以及激光測量儀等。這類產品的特點是執行機構為電子裝置。
3.機電結合類,主要產品包括自動探傷機、形狀自動識別裝置、CT掃描診斷機以及自動售貨機等。這類產品的特點是執行機構為電子裝置和機械裝置的有機結合。
4.電液伺服類,主要產品為機電液一體化的伺服裝置, 如電子伺服萬能試驗機。這類產品的特點是執行機構為液壓驅動的機械裝置,控制機構是接受電信號的液壓伺服閥。
5. 數控類,主要產品包括數控機床、機器人、發動機控制系統以及全自動洗衣機等。這類產品的特點是執行機構為機械裝置。
機電自動化產品的功能是通過其內部各組成部分功能的協調和綜合來共同實現的。從其結構來看,機電自動化產品具有自動化、智能化和多功能的特性,而實現這種多功能一般需要機電自動化產品具備五種內部功能,即主功能、動力功能、檢測功能、控制功能和執行功能,而實現這些功能的各個組成部分及其技術就構成了機電自動化產品的總體或系統。
三、機電自動化技術的發展趨勢
機電自動化是多學科交義的一種學科,它集光學、計算機、信息等學科,它在歷史的長河中不斷發展,不斷的進步,并且促進了技術的不斷發展,機電自動化的進步可以歸結以下個方面:
1、綠色化
現代工業的發展給人們生活帶來巨大的變化。物質豐富,生活舒適,然而資源減少,生態環境受到了嚴重的影響。此時,人們倡導保護白然,回歸白然。綠色產品概念在這種情況下出現了,所以,綠色化漸漸成為時代的主題。綠色產品在其設計、制造等一系列過程中,環境和人類的要求不斷的增加,對生態資源要求高,利用率卻不斷增加。有效的設計綠色機電化產品,具有未來遠大的前景。機電自動化產品的綠色化主要凸顯在使用時不污染生態環境,報廢后能回收利用。
2、自動化
自動化是動態化的,前瞻未來機電自動化技術,更加注重產品和人的人性結合,機電自
動化技術的人格化有兩個方面:一是如何給自動化實現更加人的一些功能,顯得越來越重要,特別像家用機器人,更加凸顯出人機一體化技術:二是模仿生物機理,研制出各種機電自動化技術產品。其實,很多機電自動化技術產品都是在動物的靈感下研制出來的
3、電氣自動化控制系統的標準化接口。采用微軟公司的標準化技術后,工程的成本大大降低了,成功地實現了數據資源的共享??紤]到自動化系統策劃方案的重要,當企業進行系統連接時,必須采用微軟操作系統,那么這種情況下辦公室使用的就是 IP 系統,管理系統和自動化控制之間聯系的建立就是通過 PC 系統。程序標準化接口使廠家之間的數據交換有了保證,解決了通訊產生的難題。
4、 智能化進入
21世紀,智能化成為機電自動化的一個重要方向,人工智能越來越受到人們的重視,人機智能化成為一個重要的應用之一,所謂智能化是對機器行為等一切理論基礎上的,運用人工智能,計算機,動力學等學科,使她逐漸成為自動化產品的智能,但是要完全和人一樣的智能是不可能的,從多個方面考慮,高性能,速度的微處理器使自動化技術產品賦了低級職能,都是完全可以實現的。
5、電氣自動化工程控制系統的創新技術。在我國電氣自動化發展計劃的指導之下,隨著市場化的環境,不斷提升電氣自動化工程控制系統的創新能力。并且企業不斷吸收創新技術以提升自身的創新能力,而科研的投入,為電氣自動化的創新提供了更加廣闊的空間,加強政策上的扶持,健全、完善機制對創新都是非常有利的。目前我國企業主要生產一些中低檔次的產品,產品主要服務于中小型的項目,企業應該打開自主創新的新局面,轉換經濟增長模式,逐漸提升創新能力。
電氣自動化可以與地球數字化互相結合。此設想包含了自動化的創新經驗,可以把大量的相關數據整體為坐標,最終成為一個電氣自動化數字地球。將信息全部放入計算機中,與網絡結合,不管人們在什么地方,根據地球地理坐標,便能知道任何地方的數據信息。還可以加強企業與相關院校之間的合作。鼓勵企業到此專業的學校中建立車間,進行技術生產等,建立學習形生產培訓基地。還可以走入企業進行教學。將實踐能力和理論學習結合在一起。此外,還要與現代網絡聯系起來,積極利用已有的科學技術。加強專業培訓,提供研究人員水平等。
四、結束語
由此可見,作為多門科學技術發展的結晶成果,機電自動化代表著社會的生產力已經發展到了一個必然的全新階段,各個行業的發展將極大地有賴于該項技術的推動,傳統的理念和方法得到了變革創新,其重要性肯定會在我國今后的經濟發展中得到越來越多的體現。
【參考文獻】
[1]金孜,孫啟成,任明.辦公自動化的應用管理[J].東北水利水電,2007,(8):2-3.
中圖分類號:F407.6 文獻標識碼:A 文章編號:
隨著世界能源的大規模使用及其不合理的浪費,能源的短缺越來越引起發達和發展中國家的普遍關注。其中,電力能源的耗費和電力設計也引起了人們的高度重視。人們在追求智能樓宇、博物館建筑、住宅樓和校園建筑的舒適、安逸、安全和人性化的同時,也開始注重電氣自動化工程的節能設計,既要做到合理、達到用戶使用需求,又要兼顧到節能設計。
1電氣工程設計原則
1.1優化供配電設計。促進電能合理利用
在做電氣工程設計時首先考慮的是適用性,就是要能為電氣設備的運行提供必要的動力:為在建筑物內創造良好的人工環境提供必要的能源;應該滿足用電設備對于負荷容量、電能質量與供電可靠性的要求;應能保證電氣設備對于控制方式的要求,從而使電氣設備的使用功能得到充分的發揮。做到供電系統高效、靈活、穩定、易控、多樣、便捷、暢通。其次考慮的是安全性,電氣線路應有足夠的絕緣距離、絕緣強度、負荷能力、熱穩定與動穩定的裕度;確保供電、配電與用電設各的安全運行:有可靠的防雷裝置:防雷擊技術措施;在特殊功能的場合下還應有防靜電、防浪涌的技術措施;按建筑物的重要性與火災潛在危險程度設置相應必要的技術措施。在滿足電氣工程的實用性和安全性的基礎上,利用先進的技術,優化供配電設計。促進電能合理利用。
1.2提高設備運行效率。減少電能的直接或間接損耗
在滿足建筑物對使用功能的要求和確保安全的前提下,盡可能減少建設投資,最大限度的減少電能與各種資源的消耗。選用節能設備、均衡負荷、補償無功、減少線路損耗、降低運行與維護費用,提高電源的綜合利用率,提高設備運行效率、減少電能的間接或直接損耗。
1.3合理調整負荷。
選取合理的設計系數,提高負荷率和設備利用率在滿足建筑物對使用功能的要求和確保安全的前提下,設計時盡可能提高電能質量、合理調整負荷、選取合理的設計系數、在特殊用電的情況下選擇合理的節能措施,提高負荷率和設備利用率節約電能。
2電氣自動化節能技術
在進行電氣自動化的技能設計時,主要就是希望能夠通過一些可靠的新技術和新思路來保證設備的安全運行和成本的有效控制。在實際的設計與施工過程中,可以從多個角度多個方面來實現,下文中分類簡述之。
2.1減少電能傳輸的損耗
電路線路上必然會存在電阻,因此只要有電流通過線路就會產生有功功率能耗,對于這樣一種形式的能量損失,我們就需要根據其能耗的機理來進行設計處理,考慮到線路上的電流是不允許改變的,因此就只能夠在線路的電阻上做文章,也就是說,只要能夠在不影響線路正常運行的狀況下減小線路上的電阻,就能夠有效的起到節能的作用。我們更進一步的來探討,與線路電阻有關的是線路自身的電導、線路截面和線路的長度,相應的節能方式也就可以分為三個大類:一是選用電導率比較小的金屬材質來作為線路的輸電導線;二是盡可能的減少線路的長度,這一點可以通過線路少走彎路、不走回頭路來實現;三是適當的增大導線截面的面積。
2.2無功補償
在電氣自動化系統中,無功功率占有供配電設備的很大一部分容量,因此增大了線路的損耗,從而造成電網的電壓下降,從而大幅度影響到電能質量和電網的經濟運行。因此,為了實現無功就地平衡,減少損耗,可以選用恰當的無功補償設備,這樣也能夠有效提高社會和經濟的雙重效益。具體而言,對無功補償設備有以下幾點要求:一是在使用電容器補償時,電容器容量的確定應該根據具體參數,如目標功率因數、配電電壓的容量、負荷等等,通過對這些參數的計算來確定;二是為了達到良好的補償效果,應該采用集調節平滑、跟蹤準確、適應面廣等優點為一體的模糊投切方式,因為以前的補償電容組中電容器的分擔方式、投切開關的方式、按編碼配置的方式、按比例分配的方式等,都不能達到現在我們想要的補償效果;三是最好選擇無功功率作為投切參數物理量,以有效防止投切振蕩、無功倒送等情況的發生。此外,無功補償裝置最好就地安裝,實行就地補償,這樣才能使線路上的無功傳輸減少,達到節能的目的。
2.3使用有源濾波器
為了有效避免與電網聯結電氣設備的誤動作,就必須消除諧波,而消除諧波最有效的方法就是使用有源濾波器。誤動作主要是由于電氣設備數量的增加,產生的諧波越來越多,又由于這些諧波電流在電網阻抗上產生的電壓與基波電壓重疊,就會引起電壓的畸變,從而造成電氣設備產生誤動作。概括起來,有源濾波器主要以下特性:具有優異的動態性能;反應快;能使功率范圍更寬大等,能使無功補償達到更好的效果。一般情況下,采用有源濾波器對產生的諧波進行過濾,在電氣設備誤操作之前就能夠將其阻止,使電氣設備的運行更加有效率,從而達到節能的目的。
2.4選擇電壓等級
電壓等級的合理配置同樣能夠起到較好的節能效果,一方面是處理好高壓和低壓配電的電壓等級選擇,另一方面就是在進行供電電壓的確定時,需要綜合性的考慮多方面的影響因素來進行,包括用電設備的性質、設計的前景規劃、電網的發展計劃以及供電回路的數量等。
2.5供配電系統的設計
通過供配電系統的合理設計來實現節能無疑是最為直接也最為有效的方式之一,具體來說可以從以下三個方面來著手進行:一是盡可能的減少配電的級別,這樣能夠有效的提高供配電系統的穩定性和可靠性;二是要要結合實際的用電狀況來對供配電的狀況進行確定,盡可能的保證變壓器處于負荷的中心位置,這樣就能夠最大程度的降低供電半徑,從而實現電力節能,并且,這樣一種節能方式還能夠一定程度上提高供電的質量。
2.6提高自然功率因數
自然功率因數就是在沒有配備無功補償裝置的供配電系統中有功功率與無功功率的比值。用電設備根據其性質可以分為直流、電感和電容三大類,而在實際的應用中通常這三種性質的電器都會同時存在,這時候系統中就會因為感性和容性電器的存在而產生一部分無功功率,我們所需要做的就是通過系統自身超前的無功引入將其抵消掉。從這樣一種狀況中我們就可以看到,提高功率因數的好處就在于能夠在保證負荷有功功率不發生任何變化的情況下降低無功功率來實現線損降低的目的。在實際的設計過程中,實現功率因數降低的方式有兩種:一是直接采用功率因數較高的同步電動機,二是采用電容器來實現補償。
2.7照明節能
在電氣自動化的節能設計中,還可以通過照明節能來實現,具體來說同樣是有兩種方式,一種就是直接利用高效光源,傳統的白熾燈雖然簡單便宜,但是其發光的效率比較低;另一種就是充分的利用自然光,這就需要對構筑物的門窗進行擴大,或者是對建筑物或者是構筑物選擇一個較好的朝向。
3結束語
社會還在不斷的發展,電氣系統也隨著社會的發展在不斷的進步,而對于電氣自動化中的節能技術而占也正處于發展階段?,F在的節能技術能夠達到節能的效果,而今后研究的節能技術將會朝著更好的方向發展。而現在要做好電氣自動化的節能設計則應該從導線的選擇到最后安裝的完成都應該做到最好,并且還要讓節能技術在電氣系統中發揮到最好的效果。
參考文獻:
0引言
隨著信息技術的發展,網絡技術與通信技術都與信息技術相結合,特別是智能化技術的運用,使電氣自動化控制實現了智能化運行。特別是目前的企業中普遍使用了自動化技術,使電氣工程的運行效率有所提高,而且運行質量明顯改善。實施了智能化管理,電氣自動化控制工作效率有所提高,不僅確保企業運營的穩定,而且還可以發揮智能遠程控制的作用,保證了生產安全。智能化技術使得電氣自動化控制功能得以充分發揮,使得電氣設備處于良性的運行狀態。
1目前電氣工程自動化控制技術的應用情況
中國電氣工程自動化控制所發揮的作用是有目共睹的,很多企業都采用這種控制方式,可以提高自動化控制質量,控制效率也得以提高[1]。設備的自動化運行是目前的技術發展趨勢,而且隨著自動化技術的不斷升級,自動化控制作用的充分發揮,使得產品的性能得以充分發揮。中國的電子工程發展中,自動化技術起到了引領作用,多年的發展進程中,電氣工程自動化技術適應應用領域的需求不斷地升級,也使得該技術應用越來越得廣泛。從目前的電氣自動化工程的應用情況來看,廣泛應用的系統包括分布式控制系統(distributedcontrolsystem),簡稱“DCS”、IE語言系統、WindowsNT系統,電氣自動化控制系統以及自動控制系統[2]。這些系統處于自動化運行狀態,其中,電氣自動化控制系統為集中控制,自動控制系統為信息集成化控制。分布式控制系統的優點是具有良好的擴充性,而且具有實時性。但是,運行分布式控制系統,所使用的是傳統的儀表設備。要保證系統安全穩定地運行,就需要重視后期的運維工作,即便如此,也會由于技術維護不到位而導致系統運行故障,特別是設備的維修難度比較高,就更增加了系統運行故障的發生率。IE語言系統是可視化的語音控制系統。該系統的運行中,如果語言有多個,就需要對語言按照順序排列。通過操作“上移”“下移”按鈕,就可以對語言有效排雷。在對語言編碼進行選擇的過程中,要參考網頁內容,讓瀏覽器自動選取需要的語言以及字元集。在具體點操作中,首先是開啟InternetExplorer瀏覽網頁,之后在網頁上點擊鼠標的右鍵,就可以彈出列表,點擊其中的“編碼”項,之后點擊“自動選擇”[3]。如果通過“自動選擇”不能夠自己所需要的語言編碼,就可以采用將手動的方式進行操作,就可以按照自己的要求調整語言編碼。具體的操作方式是,在網頁上按一下鼠標右鍵,選擇“[編碼”,用手動操作的方式選擇相應的語言編碼。如果在選項中沒有自己所需要的編碼,就可以點擊“其他”,選擇語言編碼。WindowsNT是可視化的控制系統,可以使得電氣工程設備運行中進行可視化操作。WindowsNT(WindowsNewTechnology),是可以進行PC操作的系統,主要是用于計算機網絡操作、網絡服務器等等。WindowsNT與通信服務集成。微軟公司給予原有的系統開發了“新技術”,此即為“NewTechnology”,即為“NT”。所謂的“NT”還有另一個解釋,就是指模擬器“N10”,即“N-Ten”。WindowsNT在電氣工程中的應用,可以通過可視化操作起到了智能控制的作用。WindowsNT的操作是非常容易的,而且具有集成化的特點,可以實施一體化操作。當進入到后期的技術維護階段的時候,也是非常容易的。集中控制下的自動控制系統在運行中,不僅運行的速度非常慢,而且所有的運行都是在遠程監控下運行的,這樣就會導致主機的運行空間減小了,自動控制系統所具備的性能也會受到影響。這就必然會導致系統在運行中可靠性比較低,很容易產生故障[4]。信息集成化的電氣自動化控制系統在運行中,是通過操作可視化的瀏覽器進行操作信息的,這樣就可以及時地了解系統運行情況,對于故障發生點以及故障的原因都能夠及時掌握。對于信息處理的過程中,系統還可以在運行的過程中對信息進行整理,還可以對信息進行智能化分析,提高信息的準確率。
2電氣工程自動化控制應用智能化技術所具備的特點
2.1智能化技術可以實現無人化超控
智能化技術的優勢在于,任何情況下都能夠得到認可。在對電氣工程自動化控制系統的調節中,所調節的是魯棒性(Robustness)、下降的時間和系統響應的時間。通過對各項參數的調整,就可以將自動化控制工作調整到自己所需要的狀態[5]。智能化技術環境下,電氣設備得到調節,就可以實行自我控制的作用,由此,實現無人化操作控制,人力成本得以降低。
2.2智能化技術并不需要控制模型
智能化技術的優勢在于,使得自動化控制器的安全系數有所提高,面對復雜的動態方程,不會產生難以控制的現象。與傳統的控制模型相比,自動化控制器應用智能化技術,工作效率都會有所提高,而且還能夠對未來的運行情況作出預測。
2.3使用智能化技術對于不同數據的處理存在著一致性
智能化技術對于不同數據的處理,所使用的是智能化控制器,無論是輸入任何的的數據,都可以做出準確的評估。即便是一些數據不屬于是常用數據,通過運行智能化控制器也會獲得準確的結果,而且還可以自動啟動評估功能。智能化控制器的控制對象具有較強的變更性,對于控制對象就會產生不同的控制效果,要實現全面控制是難以實現的,所以,需要對該技術進一步完善。
3電氣工程自動化控制中智能化技術的應用
3.1診斷電氣工程自動化控制中所存在的問題解決
電氣工程系統運行中,如果存在故障,就需要進行診斷。如果采用傳統的診斷方式,就是通過人工操作來完成的。這種診斷方法不僅診斷的準確率不高,而且很難得到正確的病因[6]。但是,這種技術對于專業技術人員的技術要求是非常高的。如果電氣工程自動化設備存在問題,特別是在數據上存在誤差,就必然會對電氣工程自動化控制的效果產生不良影響,但是這種失誤是難以避免的。人工診斷的效率必然會很低,導致故障不能夠及時發現,更是難以查找到故障原因,所以,對于故障難以及時處理,必然是后果非常嚴重。將智能化技術應用于電氣工程自動化控制中,可以對系統進行智能化管理,而且還可以遠程控制和監督,通過實時跟蹤進行檢測診斷,由此可以避免系統運行中存在潛在的問題。
3.2應用智能化技術對電氣工程的設計進行優化
電氣工程的設計中,如果采用傳統的技術,就會導致不斷地重復勞動,設計人員還要對設計方案進行改良,還要通過實驗試驗。很多時候,一些設計中所存在的問題,設計人員還沒有考慮到,如果涉及應用中出現了問題,要將問題的原因查找出來也是非常難的,導致很多的問題都不能夠在有效的時間內解決。通常從事設計工作的人員要具有非常高的專業水準,不僅要精通專業知識,還要懂得相關的業務知識,對于理論知識的應用能力是非常強的。將智能化技術應用于電氣工程自動化控制中,就會使得原有的工作狀態發生了改變。設計工作通過運行設計軟件就可以完成,而且所有的設計信息都可以在網絡平臺上傳遞,由此提高了設計效率,而且設計的精準性也有所提高。由于設計軟件都有修改功能,可以在保存原圖的情況下進行修改,就可以節省大量的設計時間,而且設計樣式也更為豐富了。
3.3整個的電氣工程對采用智能技術控制
電氣工程控制系統的運行中,有很多的環節都處于控制之中。要實現控制的系統化和集成化,就要采用智能技術。智能化技術主要運行的是專家系統控制對電氣工程進行控制,使得自動化運行效率更高。另外還會采用神經網絡控制和模糊控制,可以對電氣工程實施多層次控制、神經網絡控制不僅層次結構多,還可以運行反向學習算法,特別是其子系統中,通過判斷系統參數,對參數進行調控,就可以判斷轉子的速度。正是由于神經網絡控制的優勢性能,才能夠對運行識別模式,使得信息的處理更為及時準確。
4結束語
綜上所述,科學技術的發展進程中,信息技術起到了重要的推動作用。電氣自動化控制中,信息技術發揮著重要的作用,特別是智能化技術的應用,實現了自動化控制的智能化運行。目前的電氣自動化控制設備得以廣泛應用,主要是智能技術發揮著遠程監督控制的作用,可以提高電氣工程自動化控制效率設備的應用價值,電氣工程自動化控制所具備的價值都充分發揮出來。
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在我國,電氣自動化監控系統已經逐漸變為現在技術和設備更為成熟的監控系統了。隨著科技的革新,電氣自動化監控系統也開始向著更為科學化、更為系統化、更加安全可靠、更利于操作的方向發展了。不過,凡事都具有兩面性,在電氣自動化監控系統被應用于各個領域,為相關工作人員帶來便捷的同時,也對相關工作帶來了一定程度的沖擊。因此,筆者認為,為了今后更有效、更科學地使用電氣自動化監控系統,認清電氣自動化監控系統,明確其使用過程中產生的問題,并對其未來的發展趨勢進行合理的推斷是極為重要和必要的。
1 電氣自動化監控系統的概述
電氣自動化監控系統,主要是對在工作中的電氣自動化的相關設備及操作進行實時的監控,以達到及時發現工作中問題、有效解決問題并進行相關的數據記錄的目的,這不僅僅提高了工作的效率,還為以后的電氣自動化的工作人員提供了寶貴的資料。
現在,經濟全球化的趨勢越來越嚴峻,中國的大部分企業,無論是傳統企業,還是新興企業都陸續開始將電氣自動化監控系統引入到企業日常的工作當中。不可否認,電氣自動化監控系統及其相關技術的引入,極大的滿足了當今市場的需求,在增加了企業的經濟效益、促進了企業的綜合發展的同時,也為中國經濟的飛速發展做出了巨大的貢獻,為中國更好、更快地打開國際市場創造了極為有利的先決條件。
2 電氣自動化系統的重要性
2.1 提高了工作中突發事件的處理效率
在企業、工廠的日常工作中,通過對優化的電氣自動化監控系統的使用,可以實現對當地工作數據信息進行實時的采集、分析與處理等等。例如 :工作時,在現場發生了突發事件或是沒有預知的事故,電氣自動化監控系統會自動進行當時數據信息的采集,并通過監控系統進行科學、合理的事故分析,將實時發生的事故數據信息進行保存,使得工作人員可以及早地發現問題的所在,有效地防止了更大事故的發生,更為今后工作的調研提供了科學、準確的數據信息。此外,電氣自動化監控系統還可以對數據信息進行及時的更新,使相關工作人員對工廠的具體情況更為了解,對于工廠內部存在的一些極為細小的問題,或是工作人員不容易發現的故障,通過電氣自動化監控系統的良好都可以及時發現。這樣一來,對事故發生后的處理有了推進作用,從而從根本上提高了員工工作的效率,加大了員工工作的安全系數。
2.2 提高了工作的準確度
傳統的工作方式,主要是通過人進行的。在人工的處理過程中,不論工作人員的技術水平有多高,工作態度有多認真,都難保不會在日常的工作當中,有注意不到或是解決不了的問題。但是,利用機器并使用電氣自動化監控系統,就可以通過互聯網技術,對問題進行及時的分析與解決。此外,人不同于機器,是會有情緒起伏的,也會有身體不適的時候,在上述這些情況出現時,工作的質量與效率就很容易受到不同程度的影響。而通過電氣自動化監控系統的使用,可以有效地避免上述現象的發生,機器和系統是不會有情緒波動的。因此可以避免由情緒變化引發的問題。雖然,機器也會出現損壞,系統也會存在漏洞,但是可以通過機器的維修與換代,系統的定期維護與修補,進行及時的解決。而人一旦生病,其無法工作的期限則是不能夠估測的。即使員工帶病上崗,其工作效率也會大打折扣。
3 電氣自動化監控系統存在的問題
通過上述的論述,筆者介紹了電氣自動化監控系統的優勢所在,下面筆者就具體談談在電氣自動化監控系統的實際應用中存在的問題。
3.1 網絡問題給監控系統造成的影響
電氣自動化監控系統,在很大程度上依賴電子計算機和互聯網。通過大量的調查研究,筆者發現,在現今的使用電氣自動化監控系統的絕大多數企業當中,其使用的電子計算機設備基本上是能夠滿足電氣自動化監控系統的要求的。但是,在具體的應用過程中,其網絡速度給實際工作帶來了很多麻煩。例如 :在使用電氣自動化監控系統時,由于該地區的網絡速度
過慢,使得電氣自動化監控系統的數據信息無法進行及時的采集與更新,在很大程度上影響了電氣自動化監控系統分析問題、解決問題的能力。網絡速度的緩慢,不僅僅給電氣自動化監控系統在傳輸數據上帶來了困難,在數據信息的保存上也有不小的影響。在現實的工作當中,由于網絡速度的緩慢,數據信息的丟失與錯誤保存的情況也是時有發生的。這種現象的存在,對日后的工作埋下了安全隱患。
3.2 周圍的環境問題給監控系統帶來的影響
在經濟全球化的大趨勢下,我國為了實現經濟的快速發展,政府大力支持與扶持工業的發展工業的飛速發展,雖然為企業和國家帶來了巨大的經濟效益,但是對于環境的危害也不小近幾年來,我國環境問題的日益加深,不單單給人們日常的生活帶來了巨大的危害,對電氣自動化監控系統的正常使用也帶來了不可磨滅的影響。這其中,最為嚴重的就是電磁影響。目前,在我國,電氣自動化監控系統得到了廣泛的應用。因此,其對電量的需求也在逐漸增加。在員工使用電氣自動化監控系統進行工作的時候,會由于日益加重的電磁污染而使得所使用的電氣設備受到電磁的干擾,從而對電氣自動化監控系統工作的準確度產生了影響。
4 電氣自動化監控系統的發展趨勢
4.1 增加模擬情形的分析
目前的電氣自動化監控系統,是根據工作現場數據信息的采集,進行分析與解決的,屬于發現問題、解決問題的階段。這雖然能夠提高工作的質量與效率,但是沒有從根源上減少工作中出現事故的概率。筆者認為,隨著現今科學技術的飛速發展與更新,電氣自動化監控系統也會發生不同程度的升級。在模擬情形分析這方面,電氣自動化監控系統還是比較欠缺的。因此,未來電氣自動化監控系統將會向模擬情形分析這一塊發展。實現根據當時、當地實際情況的分析,做出模擬情形的設計與分析,從根本上抑制事故的發生,減工作中存在的安全隱患,從而降低企業的事故率,提升企業的整體形象。
4.2 加強技術創新,引進優秀人才
現在,雖然電氣自動化監控系統正在使用較為先進的網絡技術手段,但是由于企業員工的技術能力、素質等客觀原因的限制,電氣自動化監控系統在技術上仍有很大的上升空間。因此,未來電氣自動化監控系統一定會朝著技術人才更加優秀,電子技術更加創新的方向發展。引進優秀的技術人才是提升企業形象、加速企業發展的重要舉措之一,是技術創新的必要條件。隨著相關優秀技術人才的引進,技術上的創新是電氣自動化監控系統的必然發展趨勢。只這樣,才會推進企業不斷的發展,才會從技術層面上提升企業的綜合實力,從而增加企業的核心競爭力,使企業在競爭激烈的環境中得以生存與發展。
5 結語
電氣自動化監控系統的使用,降低了企業的資源成本,提高了企業的業務工作質量。這就要求相關人員要對電氣自動化監控系統的管理更為嚴苛,要及時發現問題,解決問題,為企的發展提供更為廣闊的平臺空間。
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中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)37-0047-02
工業自動化技術作為21世紀現代制造領域中最重要的技術之一,其技術水平已成為衡量一個國家國民經濟發展水平和現代化程度的直奔。與發達國家相比,我國工業自動化比例依然不高,普遍缺乏自主創新能力。如何培養出具有創新能力的自動化人才是從事自動化教學的我們需要思考的主要問題,我校圍繞著以下幾個方面進行了自動化專業工程人才培養模式教學的改革。
一、深化教學研究,注重因材施教是改革的基礎
學生是學習的主體,因材施教是人才培養模式教學改革的根本。遼寧科技學院作為一所二本類地方院校,就業范圍主要面向冶金企業的操作、應用崗位。無論是就業單位的需求還是生源定位,都要求我校的自動化教學總體規劃上應輕理論、重實踐,即壓縮理論教學總課時,增加實踐教學課時,重視工程訓練及應用,逐步構建寬基礎、應用型、創新型工程人才培養模式。培養高級人才是理想,但一定要考慮生源情況,因材施教。我校生源質量與名牌重點院校相比是有較大差距的,數學基礎普遍較差,過多過深的自動化控制理論既占用了大量的學時,又增添了學生的學習負擔,造成學生厭學且收效甚微。理論教學強調以應用為目的,夠用、會用即可,要將教學重點轉移到實踐教學及工程訓練中去,讓學生在操作、實踐應用及工程訓練中對理論知識再理解、再學習,并逐漸具備獨立分析、解決生產實踐問題的能力,進而培養學生自學能力、創新能力。
二、改革教學方法,喚醒學生自主學習
教學方法直接影響著學生知識的獲得及合理的知識結構的形成,對學生多樣思維方式的培養起著至關重要的作用。我院自動化專業學生因生源問題,普遍自主學習能力較差,我們推出“思考參與”式課程教學與“引導鼓勵”式創新實踐相結合的教學模式,喚醒學生自主學習。
1.“思考參與”,所謂“思考”是指教師在課堂上對教科書內容融會貫通,并能夠將相關知識相互融合,邊講解、邊提問,引領學生去思考,發現并分析問題,利用多種渠道去解決問題,“思考”是讓學生走進知識,引領他們自主學習;所謂“參與”是學生主動提出問題,參與課堂、參與教學,與老師共同探討,提倡“百花齊放、百家爭鳴”,推崇多種學習思路、多種解決方案,充分調動學生對教學內容的追蹤、再認識。強調培養學生的創新型思維能力。
2.“引導鼓勵”,是指在實踐教學中,“引導”學生獨立分析、調試并解決實踐操作過程中的各種相關問題,并把啟發式、討論式、分層次、研究式等教學方法貫穿到具體的實踐教學環節;“鼓勵”學生自主開發適當的實踐環節,提出問題,并通過相關實踐獨立解決所提問題;“鼓勵”學生參加各種實踐比賽。從而喚醒學生自主學習。
三、以研促教,推進教學內容的改革是改革的核心
科研是教育發展的基礎和內在動力。以科研促發展已成為現代教育的一個重要標志。
1.以科研促教學,推進教學內容的改革。以教學創新為指導思想,將教師在本領域最新的研究成果融入教學內容中,將教學研究成果轉化成有特色的教材和創新性實驗項目。根據學生技能水平和創新能力培養規律,結合本校教學資源設計創新性實驗環節,同時把專業教師的優秀科研成果轉化成創新性實驗內容,這不僅實現了科研與教學的結合,還有利于教師對學生創新性實驗過程的針對性指導。
2.將本科畢業設計融入到教師科研項目中去,注重產學研結合,突出自動化創新應用特色。自動化專業畢業設計是在校期間最重要的綜合實踐,在畢業設計中,以科研項目和生產應用項目進行真題真做,使學生受到嚴格的工程實踐和科研訓練。
四、豐富完善考試形式是改革的有效措施
學校教育中考試對教與學都有很強的評價、導向、激勵和促進作用。在對多家企業進行的調查問卷中發現,企業對應屆學生的要求越來越高,包括專業能力、職業素養、創新能力等。當然,這需要在課程設置、課堂教學等環節進行多方位的調整,其中考試模式的調整也是關鍵的環節之一。合理的考試模式將有助于激發學習興趣,提高教學效果。以自動化的專業課《PLC原理及應用》為例,應加強上機測試,學生通過實際操作、調試運行,可增強學生獨立分析問題、解決問題的能力,比單一的閉卷筆試更能反映學生的真實水平。同時增強平時考核的比例(50%~70%),將口試、答辯、小論文、設計、實踐操作等納入到平時的考核體系,即豐富和完善了考試形式,又激發了學習積極性和創新性思維。
五、科研實踐是改革的有效途徑
學生的自動化工程應用能力形成的有效途徑就是科研實踐,我們從以下幾方面進行嘗試。
1.教師是學校的科研實踐的引領者。近幾年來,我校組建了多層次的科研團隊,加強中青年教師的科研能力;其次學校每年拿出專門經費資助中青年教師參加科研活動,鼓勵中青年教師積極申報科研課題;最后鼓勵并組織教師積極參與校企合作單位自動化項目研發與系統革新,加強教師自身的工程實踐能力。
2.實驗室開放教學。實驗是學生學以致用的第一步,例如,在《PLC原理及應用》教學中,面對對象的實踐操作是分析問題、解決問題的最好途徑。開放實驗室,學生隨時遇到問題、隨時解決。在鞏固理論知識的基礎上,開發他們的創造思維能力、實際動手能力。
3.積極鼓勵本科生早進課題、早進實驗室、早進團隊。通過本科生參與科研活動,早進課題,使學生從“要我學什么”變成“我要學什么”;對于自動化專業,實驗室是最好的學習場所,當學生學在實驗室時,既提升了學生的實驗研究與使用各類專業儀器設備的技能,又增強了學生的實踐能力與綜合運用所學知識解決問題的能力,培養了創新科研素養與團隊合作精神;邀請企業或共建單位的高級工程技術人員走進課堂、學術報告廳及畢業指導教師崗位,作為特聘教師,傳授第一手的自動化工程實踐專業知識、系統故障及解決辦法、安全操作規程、技術前沿及最新自動化技術成果等。把工程技術人員領進學校,使自動化人才培養面向工程實際,這對學生現代工程設計思想、方法的培養,以及綜合運用多方面的知識解決工程問題的能力的培養起到了強烈的促進作用。
通過遼寧省2013年省級試點專業的教學改革重點資助項目“自動化專業應用型人才培養的改革與實踐”各項措施的實施,通過實踐教學內容的調整完善,豐富的考試模式、科研實踐的穩步落實,使我院自動化專業學生具有更強的創新實踐能力,逐步符合并達到自動化專業創新應用型工程人才培養模式的需要。
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中圖分類號:X701 文章編號:1009-2374(2015)08- DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.
隨著現代科技不斷發展,科學技術的不斷創新進步,對于高校科研實驗室的各項要求也不斷提高,實驗室內溫度、濕度、潔凈度,要求越來越高,特別是對實驗室的排放有害廢氣凈化處理更為重視,應用范圍也越來越廣。許多的科學研究、空氣環境的標準好壞對現代科學的發展,生產技術的進步有著密切的關系,論文就某高??蒲袑嶒炇蚁盗信欧庞泻U氣凈化處理系統進行探討。
1 工程概況
某高??蒲袠浅袚ń虒W科研的實驗)的場所。該建筑設計根據不同樓層和區域功能特點來配置相應實驗室區域,本實驗樓共13層,每層面積約3000m2,分兩大區域實驗室,由兩套排放廢氣凈化處理系統擔任實驗室排風廢氣凈化任務,兩套排放系統安裝在本樓層的天面平臺。這次改造主要針對滯后缺陷控制系統線路,重新設計采用PLC模塊自動控制系統,提高系統運行效能,確保安全運行。
2 實驗室排放廢氣凈化系統改造工程設計
設計流程圖如圖1所示:
3 控制系統的改造工程設計
3.1 系統控制方框流程圖
系統控制方框流程圖如圖2所示:
3.2 控制系統的改造工程設計
我們在制訂改造實驗室排放廢氣凈化系統建設方案中,采取新思路和新的方法,既在原來的設備基礎組合上,以補配置、以排風廢氣凈化系統為主,配以各單元實驗室的排風通風柜輔助設備。
為保證控制達到國家環境標準的要求,我們選擇采用PLC模塊與人機界面自動控制系統,結合網絡遠程監控系統,全天候全區域監控、及時發現問題及時解決,針對高校實驗室各單元,使用排風-通風柜無規律和頻繁啟動的特點,自動控制系統識別實驗室單元使用通風柜時,排風廢氣凈化系統才啟動運行,反之實驗室實驗結束系統也自動結束,達到智能控制,從根本上解決系統故障率高、運行成本高、不節能、操作使用繁瑣等問題,克服了過去傳統的控制原理中存在系統設備安全無保護滯后的缺陷;
3.3 控制原理
采用PLC模塊與人機界面以及二次回路結合的控制系統,編寫完善的運行PLC程序,把PLC控制程序寫入模塊。當各單元實驗室要啟動排風通風柜時,系統會自動識別到各單元操作觸發啟動信號后,根據單元啟動系統順序要求,打開單元排風通風柜電動風閥,系統確認通風電動風閥已經打開后,系統自動啟動單元通風柜排風電機、系統變頻器(主要控制輸出)主排風電機、附塔自吸泵、排放廢氣紫外線燈管以及系統保護系統,其他實驗室單元若使用排風通風柜時,主系統會自動保持運行狀態,直至最后單元使用結束,系統根據關閉順序才會自動關閉。
保護系統會自動識別各單元電動風閥是否有打開或關閉、單元通風柜排風電機、主系統附塔的自吸泵、主變頻器-排風主電機、紫外線燈管、配電系統、等電位系統以及其他設備的運行情況是否正常,模塊系統會自動檢測到某一電氣設施正?;虿徽r,系統會自動采取相應的保護措施后,并在系統人機界面,顯示文字告知故障點,有利于快速解決故障隱患,達到系統安全
運行。
3.4 保護系統原理
保護系統的監控信號,采用電流變送器,安裝在配電單元輸出端,拾起系統設置的信號參數,反饋給PLC模塊程序,由系統程序識別某個單元電氣設備是否執行保護,達到保護目的。
3.5 系統的防雷、電網脈沖電壓、保護接零
采用等電位接法與PLC程序配合進行保護,用電流變送器接入用電零線單元,拾取零線漏電信號反饋到系統程序,根據系統設置的允許漏電電流大小,從而啟動保護指令。
系統采用等電位保護系統和防雷器的配合,可以根本上解決低壓配電網中的脈沖電壓干擾、漏電保護、過負載保護以及防直擊雷、閃電雷、感應雷、電氣設備零線過載保護等,具有針對排放廢氣凈化系統安裝在樓層頂層的特點,使系統設備和用電安全具有可靠防護措施和保護系統。
等電位系統指電源端零線與接地線直接連接,電網端零線與接地線形成等電位,當配電系統在零線和接地線上有任何的高脈沖電壓,等電位保護系統就會根據我們設置的所需保護參數,自動切斷故障配電設備,并配合PLC程序-人機界面,顯示文字報警區域,可以快速自動排查故障區域,不影響其他區域運行,達到保護電氣設備。
等電位保護系統設計原理:系統采用PLC模塊,編寫自動控制程序,在各支路配電支路網電源總零線、總接地線上,安裝低讀數-高靈敏度的電流變送器,拾取等電位電流和電位差的信號,反饋給PLC控制系統程序,自動參數比較后,進行各自指令動作保護。
3.6 遺忘關閉/時間預設功能
利用PLC系統程序的時間指令,把我們所需要的設置時間指令,編寫在各單元的控制回路中,配合運行指令結合,形成預設置的遺忘功能指令,當啟動了單元通風柜運行時,而忘記關閉單元通風柜、系統預設最長運行時間立即啟動計時,各單元實驗室操作啟動通風柜運行所需要時間功能。當某個單元操作忘記關閉通風柜時,系統可事先設置最長使用時間,當時間到了,系統自動會關閉,防止系統長時間不停運行以及不安全
隱患。
預設功能:單元操作可以預設所需要使用時間,這樣可以掌握做實驗的控制時間,有利于實驗的完整性、兼容性。把系統運行提高到較先進的智能控制操作,充分利用系統運行效率,安全穩定、節能。
3.7 網絡遠程監控系統
利用網絡建立PLC控制系統-人機界面的遠程網絡平臺,實現全網絡全天候的監控系統,可以實時遠程監控處理系統運行狀態,及時解決故障,確保系統安全
運行。
3.8 系統變頻器
主要控制排放廢氣凈化系統的主排風機運行的變頻,可以實現排風機的最佳運行效能,變頻器的控制參數,采用電流變送器拾取在各單元實驗室的通風柜排風電機的運行電流的信號參數,由電流變送器拾取信號-反饋PLC系統程序,進行比較后,指令變頻器所需要變頻參數,達到控制變頻節能效果。
4 結語
該科技樓實驗室排放廢氣凈化系統經過兩年多的實際運行,從實際運行效果上看,各個實驗室的排風通風柜使用排放參數、智能控制以及主系統的排放標準、控制系統,在設計要求范圍內,系統安全穩定、節能、效果良好,達到了設計要求,為我國類似高校實驗室的建設提供參考和借鑒。
參考文獻