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【關鍵詞】電力系統;自動化技術;現狀;前景
隨著我國社會經濟技術的快速發展,人們對于供電系統相應的技術要求也越來越高,以滿足自身對于電量的需求。在科學技術及計算機技術迅速發展的條件下,自動化技術在電力系統中得到了積極的推廣和應用,提高了供電企業的工作效率,有效提升了企業的經濟效益。
一、電力系統自動化技術的應用
(一)什么是電力系統的自動化應用
電力系統經常是24小時進行不間斷的工作,它同人們的生活具有十分密切的聯系。因而所有可以保證電力系統能夠正常運轉的新技術,都值得供電企業進行大力的推廣和應用,其中自動化技術特別重要。電力系統最初運用的自動化技術是對電力系統的各項數據進行監控,從而保證期安全。隨著材料技術、信息技術、管理技術的不斷發展,電力系統中自動化技術的應用也日益廣泛。
(二)電力系統自動化技術的工作流程
1、對電力系統綜合自動化來講,基本的流程就是在制定的中心地帶的某些調控中心安裝一些現代化計算機,通過它們向周圍進行網絡系統的輻射,之后圍繞相應的中心的發電廠、變電站之間對相應信息服務和反饋的部分遠方監視的控制裝置進行相應的設置,而且還要進行實時的監控,這樣就會實現一個立體化的網絡覆蓋面,可以有效傳輸相應的指令及信息。
2、相應的中心計算機負責總體調控,相關的監控設備則負責設備操作、記錄事故內容、常規操作的相關自動化和系統異常事故的自動恢復的操作、編制各種類型的報表的相關記錄的處理等等。在這個基礎之上,實現以控制相應的部件為中心,利用計算機之間的結合,加上控制計算機及終端硬件裝置的有機結合,使用各種軟件實現擴大控制范圍和深化自動化程度。
3、電力系統的綜合自動化采用分層控制的相應操作方式,即在調度所、控制所、發電廠、變電站等各組織的分層控制之間,遵循管轄的功能范圍對控制功能進行相應的分擔及綜合協調,從而實現系統的合理經濟性和可靠運行方面的控制系統。
二、電力系統中自動化技術的現狀
中國的電力系統自動化技術的發展史上個世紀50年代開始的,并且一直保持著高速的發展,計算機及網絡技術的迅速發展更是為電力系統自動化技術的發展提供了有力的保障。
(一)電網調度系統的自動化技術
現代化電網調度自動化通常是計算機技術為核心的控制系統。在電網調度的系統當中,信息技術及計算機技術有效實現了對實時信息的收集、計算、分析和系統的操作。現階段電網自動化的調度一般是利用對相應電網運行狀態的有效監控來實現的,通過使用自動控制技術,對相應的電網進行實時的監控,這樣可以保障電網的正常運行,確保居民對用電質量和數量的需求;此外,對電網實行基于電網安全運轉的監控的時候,可以通過自動化的手段進行節能減耗,提高供電效率。
(二)配電網絡系統的自動化技術
在配電網系統當中,計算機也起到了十分重要的作用,主要應用在相應電網改造建設的技術上。隨著電網技術的發展,有效提升了配電系統的網絡化,從而達到了配電的主站、子站、光纖終端所形成的三層結構,這樣就可以進行快速的通信傳輸,自動化系統的功能也具備了更高的性能。
(三)變電系統中的自動化技術
變電系統的自動化技術是利用相應的通信技術、計算機技術、網絡技術對處理二次設備的監控和測量,利用重新組合并優化相應的功能設計,創建一種測量、監視、協調的綜合性的系統,然后搜集那些進行運行的設備及相應的操作情況的信息。
三、電力系統自動化技術的發展前景
就我國目前的情況來講,電力系統自動化技術的發展方向就是全面建立DMS系統,利用這個系統,能夠有效的提高電氣的管理水平,從而適應電力系統自動化技術的發展需要;促使相應的電氣設備的保護方面的控制可以得到優化,減輕大面積的停電故障,從而提高相應供電系統的可靠性;建立科學的電氣事故快速處理的機制,將故障停電的時間降低到最短,也可以有效降低對生產裝置方面的影響;對相應的管理者來講,企業能夠及時掌握整個電力系統的運行狀況及電流的進行;電壓、電量、功率等運行參數,也會對精確計量、電力平衡、負荷監控等等都有一定的影響;可以積極打破現有運行操作和變電值班模式,從而真正做到了無人值守的管理模式,能夠達到減員增效的目的。
數據共享是變電站自動化技術的一個重要特點,把相應的監控及保護功能放在一個裝置當中,可以有效實現相應數據的共享。從SCADA自身來講,它需要的相應數據和繼電保護進行處理的數據是一樣的,因而把分布式類型的變電站SCADA集成到有關的電腦保護當中,這樣監控和保護就能共用一個硬件平臺,從而獲得良好的經濟效益。
結 論
電力系統的發展同人們的生活息息相關,因而相應的供電企業必須不斷更新技術和設備,一方面可以保證滿足人們對于用電的需求,另一方面還可以有效提高供電企業的經濟效益。經過幾十年的發展,我國電力系統的自動化技術取得了良好的發展,相應的管理部門及企業一定要在此基礎上大力推廣和應用新技術,從而促進行業的進步和我國經濟的發展。
參考文獻
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[4]朱大新.電力系統自動化與計算機技術[J].工業控制計算機,2005(18)
【關鍵詞】 火力發電廠 自動化技術 發展前景 熱工自動化
我國自從改革開放以來,經濟發展水平顯著提升,經濟快速發展的同時,用電量急劇增加,這就為火力發電廠建設和發展提出了更高的要求。尤其是在當前科學技術水平快速發展背景下,先進的自動化技術被廣泛應用在火力發電廠中,促使火電廠自動化技術獲得了前所未有的進步和發展。就當前我國火力發電廠自動化技術應用現狀來看,發電機組運行管理和監控保護發生了顯著的變化,創造了更大的經濟效益和安全保障,有助于推動我國火力發電廠長遠發展。由此看來,加強我國火力發電廠自動化技術的發展和前景展望研究是十分有必要的,對于后續理論研究和實踐工作開展具有一定參考價值。
1 火電站的自動化系統
隨著我國經濟的快速發展,科學技術水平顯著提高,我國的動力基地生產制造能力隨之提高,獲得了前所未有的發展前景。為了能夠更好的適應我國經濟發展水平,我國的火電機組經歷了從小容量到大容量,控制保護系統從簡單到更加復雜的過程。早在上個世紀八十年代,我國機械工業部就引進了300MW和600MW的考核機組生產制造技術,并且為熱控系統設計提出了新的分塊控制模式。
1.1 機、爐協調控制系統
機、爐協調控制系統是當前火電站運行的主控系統,單元制機組的鍋爐和汽機之間存在密切的聯系,是不可分割的,由機、爐共同承擔著電網的供電量控制工作,確保風電機組運行壓力穩定。也就是要求由一個統一的協調控制系統,對機、爐進行控制,確保機、爐兩側的變化情況能夠降低到最小值,盡可能的減少兩者相互影響的數值,優化參數控制[1]。
1.2 爐膛安全保護系統
爐膛安全保護系統則是火焰監測和燃燒器管理,通過邏輯聯系實現對系統的壓力保護和吹掃保護等。爐膛安全保護系統可以根據不同的鍋爐爐型以及煤炭種類來確定合理的保護邏輯條件,這種設置主要是為了防止由于邏輯保護條件設置不合理出現預警信號誤報現象的出現,從而影響到鍋爐安全運行出現爆炸事故。這種邏輯連鎖和控制裝置經過不斷的完善和創新,逐漸從最原始的繼電器或者固態元件基礎進一步演化成為可編程的邏輯控制器,應用了更加先進的技術,保證邏輯控制的安全可靠性。相應的編輯軟件則是采用梯形圖編制,主要是為了便于后續修改控制流程[2]。火焰監測正確與否直接影響到后續工作的有序開展,我國上海交通大學追趕國際腳步,采用傳像光纖和CCD開發研究出來智能鍋爐燃燒火焰檢測裝置,能夠有效避免由于煤炭種類的不同引起的燃點變化,從而造成火焰檢測出現誤報現象,有助于更為合理有效的了解到燃燒器火焰情況,還可以借助彩色圖像對燃燒器燃燒情況更加直觀的了解,以此來提升燃燒效率,降低能源損耗。
1.3 汽機電液調節系統
汽機控制系統最初是采用液壓調速系統,但是隨著電器元件和控制設備可靠性的不斷提高,進一步提出采用高壓抗燃油伺服機構,能夠實現對汽機轉速、壓力和電功率的回路控制,做好閥門管理,豐富系統功能。對汽輪發電機組的控制從最初的盤車開始,逐漸從沖轉、暖機、加速、增加負荷直到汽機正常運行,接受電網的調度控制。更為重要的是,在確保電氣機組正常運行的前提下,還應該盡可能的延長機組使用壽命,這樣才能讓機組創造更大的經濟效益[3]。
我國最初的汽機控制同樣是應用液壓控制系統,在逐步發展和完善中,逐漸發展為模擬電調和數字電調,主要是借助模擬控制儀表和電子計算機得以實現,伴隨著科學技術水平的不斷發展,應用更加先進的技術為機組運行提供了更加安全可靠的保障。在上個世紀八十年代以來,我國先后進口了30套300MW的火電機組,采用川電調的控制系統,具備機、爐協調控制功能,機組自啟動功能,運行參數顯示和報警功能等等。國產的早期數字電調系統主要是以計算機技術為基礎,無論是硬件還是軟件配置不具備通用性特點,所以在后續維護和檢修工作開展中存在一系列的困難和阻礙。為了能夠有效解決此類問題,相關數字電調廠商開始不斷優化系統軟件結構,在一定程度上顯著提高了軟件透明度,能夠有效提高產品的應用范圍,同時還可以實現數據信息共享,有助于更為合理的配置系統結構和功能。
1.4 計算機數據采集和處理系統
【關鍵詞】電力行業;熱工自動化;發展前景
1. 當前電力行業熱工自動化技術的發展
隨著世界高科技的飛速發展和我國機組容量的快速提高,電廠熱工自動化技術不斷地從相關學科中吸取最新成果而迅速發展和完善,近幾年更是日新月異,一方面作為機組主要控制系統的DCS,已在控制結構和控制范圍上發生了巨大的變化;另一方面隨著廠級監控和管理信息系統(SIS)、現場總線技術和基于現代控制理論的控制技術的應用,給熱工自動化系統注入了新的活力。
1.1DCS的應用與發展。
火電廠熱工自動化系統的發展變化,在二十世紀給人耳目一新的是DCS的應用,而當今則是DCS的應用范圍和功能的迅速擴展。
1.1.1DCS應用范圍的迅速擴展。
20世紀末,DCS在國內燃煤機組上應用時,其監控功能覆蓋范圍還僅限DAS、MCS、FSSS和SCS四項。即使在2004年的Q/DG1-K401-2004《火力發電廠分散控制系統(DCS)技術規范書》中,DCS應用的主要功能子系統仍然還是以上四項,但實際上近幾年DCS的應用范圍迅速擴展,除了一大批高參數、大容量、不同控制結構的燃煤火電機組的各個控制子系統全面應用外,脫硫系統、脫硝系統、空冷系統、大型循環流化床(CFB)鍋爐等新工藝上都成功應用。可以說只要工藝上能夠實現的系統,DCS都能實現對其進行可靠控制。
1.1.2單元機組控制系統一體化的崛起。
(1)隨著一些電廠將電氣發變組和廠用電系統的控制(ECS)功能納入DCS的SCS控制功能范圍,ETS控制功能改由DCS模件構成,DEH與DCS的軟硬件合二為一,以及一些機組的煙氣濕法脫硫控制直接進入單元機組DCS控制的成功運行,標志著控制系統一體化,在DCS技術的發展推動下而走向成熟。
(2)由于一體化減少了信號間的連接接口以及因接口及線路異常帶來的傳遞過程故障,減少了備品備件的品種和數量,降低了維護的工作量及費用,所以近幾年一體化控制系統在不同容量的新建機組中逐漸得到應用。
(3)控制系統一體化的實現,是電力行業DCS應用功能快速發展的體現。排除人為因素外,控制系統一體化將為越來越多的電廠所采用。
1.1.3DCS結構變化,應用技術得到快速發展。
(1)隨著電子技術的發展,近年來DCS系統在結構上發生變化。過去強調的是控制功能盡可能分散,由此帶來的是使用過多的控制器和接口間連接。但過多的控制器和接口間連接,不一定能提高系統運行可靠性,相反到有可能導致故障停機的概率增加。何況單元機組各個控制系統間的信號聯系千絲萬縷,互相牽連,一對控制器故障就可能導致機組停機,即使沒有直接導致停機,也會影響其它控制器因失去正確的信號而不能正常工作。因此隨著控制器功能與容量的成倍增加、更多安全措施(包括采用安全性控制器)、冗余技術的采用(有的DCS的核心部件CPU,采用2×2冗余方式)以及速度與可靠性的提高,目前DCS正在轉向適度集中,將相互聯系密切的多個控制系統和非常復雜的控制功能集中在一對控制器中,以及上述所說的單元機組采用一體化控制系統,正成為DCS應用技術發展的新方向,這不但減少了故障環節,還因內部信息交換方便和信息傳遞途徑的減少而提高了可靠性。
(2)此外,隨著近幾年DCS應用技術的發展,如采用通用化的硬件平臺,獨立的應用軟件體系,標準化的通訊協議,PLC控制器的融入,FCS功能的實現,一鍵啟動技術的成功應用等,都為DCS增添了新的活力,功能進一步提高,應用范圍更加寬廣。
1.2全廠輔控系統走向集中監控。
(1)一個火電廠有10多個輔助車間,國內過去通常都是由PLC和上位機構成各自的網絡,在各車間控制室內單獨控制,因此得配備大量的運行人員。為了提高設備控制水平和勞動生產率,達到減員增效的目的,隨著DCS技術和網絡通訊功能的提高,目前各個輔助車間的控制已趨向適度集中,整合成一個輔控網(簡稱BOP 即Balance Of Plant的縮寫)方向發展,即將相互獨立的各個輔助系統,利用計算機及網絡技術進行集成,在全廠IT系統上進行運行狀況監控,實現控制少人值班或無人值班。
(2)近幾年新建工程迅速向這個方向發展。如國華浙能寧海電廠一期工程(4×600MW)燃煤機組BOP覆蓋了水、煤、灰等共13個輔助車間子系統的監控,下設水、煤、灰三個監控點,集中監控點設在四機一控室里,打破了傳統的全廠輔助車間運行管理模式,不但比常規減員30%,還提升了全廠運行管理水平。整個輔控網的硬件和軟件的統一,減少了庫存備品備件及日常管理維護費用[1]。由于取消了多個就地控制室,使得基建費用和今后的維護費用都減少。一些老廠的輔助車間也在進行BOP改造。
1.3變頻技術的普及應用與發展。
(1)變頻器作為控制系統的一個重要功率變換部件,以提供高性能變壓變頻可控的交流電源的特點,前些年在火電廠小型電機(如給粉機、凝泵)等控制上的應用,得到了迅猛的發展。由于變頻調速不但在調速范圍和精度,動態響應速度,低速轉動力矩,工作效率,方便使用方面表現出優越性,更重要的是節能效果在經濟及社會效益上產生的顯著效應,因此繼一些中小型電機上普遍應用后,近年來交流變頻調速技術,擴展到一些高壓電機的控制上試用,如送、引風機和給水泵電機轉速的控制等。
(2)因為蘊藏著巨大的節能潛力,可以預見隨著高壓變頻器可靠性的提高、一次性投資降低和對電網的諧波干擾減少,更多機組的風機、水泵上的大電機會走向變頻調速控制,在一段時間內,變頻技術將繼續在火電廠節能工作中,扮演重要角色。
1.4局部系統應用現場總線。
(1)自動化技術的發展,帶來新型自動化儀表的涌現,現場總線系統(FCS)是其中一種,它和DCS緊密結合,是提高控制信號傳輸的準確性、實時性、快速性和機組運行的安全可靠性,解決現場設備的現代化管理,以及降低工程投資等的一項先進的和有效的組合。目前在西方發達國家,現場總線已應用到各個行業,其中電力行業最典型的是德國尼德豪森電廠2×950MW機組的控制系統,采用的就是PROFIBUS現場總線。
(2)我國政府從“九五”起,開始投資支持現場總線的開發,取得階段性成果,HART儀表、FF儀表開始生產。但電廠控制由于其高可靠性的要求,目前缺乏大型示范工程,缺乏現場總線對電廠的設計、安裝、調試、生產和管理等方面影響的研究,因此現場總線在電廠的應用仍處于探討摸索階段,近二年我國有十多個工程應用了現場總線,但都是在局部系統上,其中: 某電廠,在單元機組的開、閉式水系統中的電動門控制采用Profibus DP總線技術,電動執行機構采用原裝進口德國歐瑪公司的一體化智能型產品Puma Matic,帶有雙通道Profibus-DP冗余總線接口作為DP從站掛在總線上。為了提高安全性可靠性,總線光纖、作為總線上的第一類DP主站的AP和相應的光電轉換裝置都采用了冗余結構,這是國內首家在過程控制中采用現場總線技術的火力發電廠。
(3)某電廠的補給水處理系統和廢水系統[2],采用了二層通訊網絡結構的現場總線控制系統,其鏈路設備和主站級網絡采用冗余配置。控制系統人機終端與主控制器之間采用工業以太網通訊,以太網交換機采用ITP形式接口,四臺交換機構成光纖高速路網。現場設備層之間采用Profibus-DP現場總線通訊。主環網采用光纜,分支現場總線通訊選用總線電纜。配置二套冗余的主控制器,分別用于鍋爐補給水系統和廢水系統,且各自有兩條由光電耦合器組成的現場總線環形光纜網構成冗余配置,所有現場儀表和氣動閥門定位器(均采用帶PA總線接口),通過DP/PA耦合器連接到現場總線上。中低壓電器設備(MCC)采用具有現場總線通信接口功能的智能電機控制器。加藥泵的電動機采用帶總線的變頻器。鍋爐補給水的陰陽離子床氣動隔膜閥的電磁控制閥,采用具有總線接口的閥島來控制,閥島與現場總線連接。這是國內在局部過程控制中全面采用現場總線技術的首個火電廠,其應用實踐表明,輔控網全面采用現場總線技術已成熟。
1.5熱工控制優化技術的應用發展。
(1)隨著過程生產領域對控制系統要求的不斷提高,傳統控制方法越來越難以滿足火電廠熱力流程對系統穩定性和性能最優化方面的要求,汽溫超標已經成為制約機組負荷變化響應能力和安全穩定運行的主要障礙之一(燃燒優化主要是鍋爐專業在進行,本文不作討論)。由此基于現代控制理論的一些現代控制系統逐步在火電廠過程控制領域中得到應用。如基于過程模型并在線動態求解優化問題的模型預測控制(簡稱MPC)法、讓自動裝置模擬人工操作的經驗和規律來實現復雜被控對象自動控制的模糊控制法、利用熟練操作員手動成功操作的經驗數據,在常規的串級PID調節系統的基礎上建立基于神經網絡技術的前饋控制作用等,在提高熱工控制系統(尤其是汽溫控制系統)品質過程中取得較好效果。
(2)如某電廠使用的西門子公司PROFI系統,充分使用了基于模型的現代控制理論,其中汽溫控制原理示意圖如圖1所示。
(3) 圖1中,用基于狀態空間算法的狀態觀測器解決汽溫這種大滯后對象的延遲造成的控制滯后,焓值變增益控制器解決蒸汽壓力的變化對溫度控制的影響,基于模型的Smith預估器對導前溫度的變化進行提前控制;通過自學習功能塊實時補償減溫水閥門特性的變化;而對再熱汽溫控制,盡量以煙道擋板作為調節手段,不采用或少采用減溫水作為控制手段,以提高機組效率;在機組協調控制模塊中,采用非最小化形式描述的離散卷積和模型,提高系統的魯棒性;根據控制品質的二次型性能指標連續對預測輸出進行優化計算,實時對模型失配、時變和干擾等引起的不確定性因素進行補償,提高系統的控制效果;PROFI投入后,AGC狀態下以2% Pe /min負荷率變化時的響應時間為57秒,壓力最大偏差0.208MPa,汽包水位變化最高和最低之差為-38.86mm,爐膛負壓變化曲線最高值和最低值差-145Pa,主蒸汽溫度偏差穩態基本控制在2℃以內,動態基本控制在5℃以內。
1.6SIS系統的應用發展。
(1)SIS系統是實現電廠管理信息系統與各種分散控制系統之間數據交換、實時信息共享的橋梁,其功能包括廠級實時數據采集與監視,廠級性能計算與分析。在電網明確調度方式有非直調方式且應用軟件成熟的前提下,可以設置負荷調度分配功能。設備故障診斷功能、壽命管理功能、系統優化功能以及其它功能(根據電廠實際情況確定是否設置)[3]。自從國家電力公司電力規劃總院在2000年提出這一概念和規劃后,至今估計有200家多電廠建立了SIS系統,可謂發展相當迅速。
(2)但是自從SIS系統投運以來,其所起的作用只是數據的采集、存儲、顯示和可打印各類生產報表,能夠真正把SIS的應用功能盡情發揮出來的很少,其面向統計/生產管理的數據分析工具,基于熱經濟性分析的運行優化,以品質經濟性為目標的控制優化,以提高可靠性為目的的設備故障診斷等功能基本多數都未能付緒實施。其原因主要有設計不夠完善,多數SIS廠家并沒有完全吃透專業性極強的后臺程序及算法,使其在生產實際中未能發揮作用,加上與現場生產脫節,因此SIS商所能做的只是利用網絡技術,邊搭建一個基本的SIS 架構邊進行摸索。此外SIS應涵蓋哪些內容沒有統一的標準也緩慢了其功能的應用。
(3)但從大的方向上看,SIS系統的建設符合技術發展的需要和中國電力市場發展的趨勢,將給發電廠特別是大型的現代化發電廠帶來良好的經濟效益。
2. 電力行業熱工自動化系統的未來發展動向及前景
隨著國家法律對環保日益嚴格的要求和計算機網絡技術的進步,未來熱工系統將圍繞 “節能增效,可持續發展”的主題,向智能化、網絡化、透明化,保護、控制、測量和數據通信一體化發展,新的測量控制原理和方法不斷得以應用,將使機組的運行操作和故障處理,象操作普通計算機一樣方便。
2.1單元機組監控智能化是熱工自動化系統發展方向。
(1)單元機組DCS的普及應用,使得機組的監控面貌煥然一新,但是它的監控智能化程度在電力行業卻沒有多大提高。雖然許多智能化的監視、控制軟件在國內化工、冶金行業中都有較好的應用并取得效益,可在我國電力行業直到近幾年才開始有所起步。隨著技術的進步,火電廠單元機組自動化系統的智能化將是一種趨勢,因此未來數年里,實現信息智能化的儀表與軟件將會在火電廠得到發展與應用。
(2)如:儀表智能管理軟件,將對現場智能傳感器進行在線遠程組態和參數設置、對因安裝位置和高靜壓造成的零位飄移進行遠程修正,精度自動進行標定,計算各類誤差, 并生成標定曲線和報告;自動跟蹤并記錄儀表運行過程中綜合的狀態變化,如掉電、高低限報警、取壓管路是否有堵或零位是否有飄移等。
(3)閥門智能管理軟件將對智能化閥門進行在線組態、調試、自動標定和開度階躍測試,判斷閥門閥桿是否卡澀, 閥芯是否有磨損等,通過閥門性能狀況的全面評估,為實現預測性維護提供決策。
(4)重要轉動設備的狀態智能管理軟件將對重要轉動設備的狀態如送風機,引風機,給水泵等,綜合采用基于可靠性的狀態監測多種技術,通過振動、油的分析以及電機診斷,快速分析(是否存在平衡不好,基礎松動, 沖擊負荷,軸承磨損)等現象和識別故障隱患, 在隱患尚未擴展之前發出報警,為停機檢修提供指導和幫助。
(5)智能化報警軟件將對報警信號進行匯類統計、分析和預測,對機組運行趨勢和狀態作出分析、判斷,用以指導運行人員的操作;故障預測、故障診斷以及狀態維修等專用軟件,將在提高機組運行的安全性,最大限度地挖掘機組潛力中發揮作用。單元機組監控智能化將帶來機組檢修方式的轉變,以往定期的、被動式維護將向預測性、主動式為主的維護方式過渡,檢修計劃將根據機組實際狀況安排。
2.2過程控制優化軟件將得到進一步應用。
(1)進一步提高模擬量控制系統的調節范圍和品質指標,是火電廠熱工自動化控制技術研究的一個方向。雖然目前有關自適應、狀態預測、模糊控制及人工神經網絡等技術,在電廠控制系統優化應用的報道有不少,但據筆者了解真正運行效果好的不多。隨著電力行業競爭的加劇,安全、經濟效益方面取得明顯效果、通用性強、安裝調試方便的優化控制專用軟件(尤其是燃燒和蒸汽溫度優化、性能分析軟件、)將會在電廠得到親睞、進一步發展與應用。
(2)目前機組的AGC均為單機方式(由調度直接把負荷指令發給投入AGC的機組)。由于電網負荷變化頻繁,使投入AGC的機組始終處于相應的變負荷狀態,鍋爐的蒸汽壓力和溫度波動幅度大,輔機、閥門、擋板等設備動作頻繁,這種方式對機組和設備的壽命都會產生一定的負面影響。隨著發電成本的提高,發電企業需從各個角度考慮如何切實降低電廠運行成本,延長機組的使用壽命。因此配置全廠負荷分配系統(即電網調度向電廠發一個全廠負荷指令,由電廠的全廠負荷分配系統,以機組的煤耗成本特性為基礎,在機組允許的變化范圍內,經濟合理地選擇安排機組的負荷或變負荷任務,使全廠發電的煤耗成本最低,降低電廠的發電成本)將是發電企業必然的要求,相信不久的將來,單機AGC方式將會向全廠負荷分配方式轉變。
(3)SIS系統將結合生產實際進行二次開發,促進自身應用技術走向成熟,在確保火電廠安全、環保、高效益及深化信息化技術應用中發揮作用。
2.3現場總線與DCS相互依存發展。
未來一段時間里,現場總線將與DCS、PLC相互依存發展,現場總線借助于DCS和PLC平臺發展自身的應用空間,DCS和PLC則借助于現場總線完善自身的功能。
2.3.1現場總線與DCS的關系。
現場總線作為一個完整的現場總線控制系統,目前還難以迅速應用到整個電廠中,而DCS雖然是電廠目前在線運行機組的主流控制系統,但由于其檢測和執行等現場儀表信號仍采用模擬量信號,無法滿足工程師站上對現場儀表進行診斷、維護和管理的要求,限制了控制過程視野,因此DCS通過容入通信協議國際標準化的現場總線和適合現場總線連接的智能化儀表、閥門,并將自身的輸出驅動功能分離移到現場或由現場智能驅動器代替,功能簡單且相對集中的控制系統下放到采用FCS控制和處理功能的現場智能儀表中,然后由少量的幾根同軸電纜(或光纜)和緊急停爐停機控制用電纜,通過全數字化通信與控制室連接。將有助于降低電廠造價,提高自身的可靠性,拓寬各自的功能,推動各自的發展。除新建電廠將會更多的采用現場總線的智能設備外,也會成為運行多年的機組下一步的改造計劃。
2.3.2現場總線與PLC的關系。
(1)現場總線在電廠的應用將借助于PLC,這不但因為PLC已廣泛應用于電廠輔助設備的控制,將現場總線技術和產品溶合到PLC系統中,成為PLC系統中的一部分或者成為PLC系統的延伸部分,在輔助設備的控制中將直接明顯地體現其經濟效益。還因為現場總線和PLC的制造商間關系密切,如、ProfiBus等本身就是由PLC的主要生產供貨商支持開發。
(2)由于電廠現場的環境惡劣,溫度高、灰塵多、濕度變化大,因此現場總線在電廠應用,首先要解決的是自身質量。
2.4輔助車間(系統)集控將得到全面推廣。
隨著發電廠對減員增效的要求和運行人員整體素質的提高,輔助車間(系統)通過輔控網集控將會得到進一步全面推廣。但在實施過程中,目前要解決好以下問題:
(1)輔控系統I/O點數量大,各輔助車間物理位置分散,存在遠距離通信、信號衰減和網絡干擾問題,因此監控系統主干通信網宜采用多模光纜以確保通信信號的可靠性。
(2)各輔助控制系統采用不同的控制設備,控制系統的通信接口協議不同,甚至不同的物理接口,因此須解決網絡通信協議的轉換問題,選型時應事先規定好各系統間的接口連接協議。
(3)各個輔助車間的控制系統為不同的廠商供貨,由于使用的軟件不同,其操作員站的人機界面很有可能不一致。因此選型時應注意上位機軟件,設計統一的人機界面,采用統一的風格及操作方式,以便方便各系統畫面接入BOP網絡。
輔助車間集控系統能否實現設計目標,除了自身的技術以外,很大程度上取決于輔助系統本身的自動投入情況。因此高可靠性的執行機構、動作靈活可靠的限位開關、智能化的變送器將會得到應用。
2.5單元機組監控系統的物理配置趨向集中布置。
過去一個集控室的概念,通常為一臺單元機組獨用或為二臺機組合用,電子室分成若干個小型的電子設備間,分別布置在鍋爐、汽輪機房或其它主設備附近。其優點是節省了電纜。但隨著機組容量的提高、計算機技術的發展和管理水平的深化,近幾年集控室的概念擴大,出現了全廠單元機組集中于一個控制室,單元機組的電子設備間集中,現場一般的監視信號大量采用遠程I/O柜的配置方式趨勢。
2.6APS技術應用。
(1)APS是機組級順序控制系統的代名詞。在機組啟動中,僅需按下一個啟動控制鍵,整個機組就將按照設計的先后順序、規定的時間和各控制子系統的工作情況,自動啟停過程中的相關設備,協調機爐電各系統的控制,在少量人工干預甚至完全不用人工干預的情況下,自動地完成整臺機組的啟停。但由于設備自身的可控性和可用率不滿足自動化要求,加上一些工藝和技術上還存在問題,需要深入地分析研究和改進,所以目前燃煤機組實施APS系統的還不多見。
(2)由于APS系統的實質是電廠運行規程的程序化,其優勢在于可以大大減輕運行人員的工作強度,避免人為操作中的各種不穩定因素,縮短機組啟停時間。作為提高生產效率和機組整體自動化水平,增強在電力企業的市場競爭能力行之有效的方法,將會成為未來機組控制發展的方向之一,引導設計、控制系統廠商和電廠人員更多地去深入研究,設計和完善功能,并付緒實施。
2.7無線測量技術應用。
無線測量技術能監視和控制運行過程中發生的更多情況,獲得關鍵的工藝信息,整合進入DCS。除節省大量安裝成本以外,還將推動基本過程和自動化技術的改善。如供熱、供油和煤計量,酸堿、污水區域測量等,都可能通過無線測量技術實現遠程監控。
2.8提高熱工自動化系統可靠性研究將深入。
由于熱控系統硬軟件的性能與質量、控制邏輯的完善性和合理性、保護信號的取信方式和配置、保護連鎖信號的定值和延遲時間設置,以及熱控人員的檢修和維護水平方面,都還存在一些不足之處,由此使得熱控保護系統誤動作引起機組跳閘事件還時有發生。在電力生產企業面臨安全考核風險增加和市場競爭加劇的環境下,本著電力生產“安全第一,預防為主”的方針,以及效益優先原則,從提高熱工自動化系統的可靠性著手,深入開展技術研究,是熱工自動化系統近期的一項急需進行的工作。提高熱工自動化系統的可靠性技術研究工作,包括控制軟硬件的合理配置,采集信號的可靠性、干擾信號的抑制,控制邏輯的優化、控制系統故障應急預案的完善等。隨著機組控制可靠性要求的提高,重要控制子系統的硬件配置中,將會采用安全型控制器、安全型PLC系統或者它們的整合,保護采集信號將會更多的采用三選二判斷邏輯。獨立的測量裝置需要設計干擾信號抑制功能。此外基建機組一味以最低價中標的招標模式也應得到扭轉(最低價中標,迫使廠商通過減少配置來降低投標價,導致控制系統可靠性下降)。
2.9火電廠機組檢修運行維護方式將改變。
(1)隨著電力市場的競爭,發電企業將趨向集約化經營和管理結構扁平化,為提高經濟效益,發電企業在多發電,以提高機組利用小時的同時,將會通過減少生產人員的配備,密切與外包檢修企業之間的聯系,讓專業檢修隊伍取替本廠檢修隊伍的方式來提高勞動生產率。因此檢修維修工作社會化將是一種趨勢。此外DCS的一體化及其向各功能領域滲透,提高電廠整體協調和信息化、自動化水平的同時,也將會使電廠原專業間及專業內的分工重新調整,比如熱工與電氣二次回路的專業劃分打通。為了降低成本,電廠不再保持大批的檢修維修人員,因此檢修維護方式也將因此而改變,比如讓生產廠家和公司承擔DCS和相關設備的檢修工作。
[關鍵詞]機械自動化技術;應用發展;策略
中圖分類號:TH16 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)01-0262-01
前言:機械自動化技術以其高效的生產效率和較低的出錯率成為我國加工型產業和農業生產中必備的應用選擇。機械自動化技術的發展提高了我國機械制造業水平的進步速度和農業產業化的發展速度,對提高我國的整體經濟水平有著突出的貢獻。現階段,我國的機械自動化技術發展水平較之發達國家相比,應用領域和技術水平都比較落后。由此,研究我國機械自動化技術的發展前景和提高應用效率,是制造產業和農業發展的必然需求,也是提高我國機械自動化技術的技術水平和應用前景的要求。
一、我國機械自動化技術應用的現狀分析
隨著我國改革開放的進一步深入發展,經濟水平的提高對于技術的應用有了更高的需求。大量外資企業的入駐使得相關的機械自動化技術順利引入國內。自20世紀70年代以來,我國的加工型產業、機械制造產業的機械自動化技術水平飛速發展,無論是機械自動化產品的生產還是機械自動化技術的應用都得到了很大程度的提高。但現階段我國的機械自動化技術應用中仍存在諸多問題[1]。
首先,我國的機械自動化技術起步晚,起點低。我國的機械自動化技術雖然從引進到應用再到自主研發都取得了長足的進步,但與發達國家及國際先進的機械自動化技術相比,仍處于落后的局面,急需自主研發和創新發展的推動使我國機械自動化技術的應用水平得以提高。其次,傳統的生產模式不利于我國機械自動化技術的應用與發展。現階段我國加工型產業中,中小企業是一支大軍,占很大比重,這部分中小企業不愿意或者沒有能力引進機械自動化技術,依舊采用傳統的手工作業的生產方式,給機械自動化技術在我國的應用及推廣帶來阻礙。最后,我國的機械自動化理念水平低,管理思想和技術進步缺少積極動力。在我國,機械自動化技術的理念還沒有得到廣泛的推廣,加之生產管理的理念落后,使得本就水平不高的機械自動化技術更是難以進步發展[2]。
由此可以看出,我國的機械自動化技術的應用與發展還有很長的路要走。不能急于求成,要穩步的提高技術水平,學習技術精髓,創新技術應用,這樣才能真正的實現我國機械自動化生產的目標。
二、我國機械自動化技術應用的領域分析
我國的機械自動化技術從大體上來看主要是工業生產上的應用和農業生產中的應用,其中工業生產中的應用是主要的應用領域,所占比重較大。
1、工業生產領域的機械自動化技術應用
隨著機械自動化技術的發展進步,在工業生產領域的機械自動化技術應用得到了長足的發展,這些機械自動化技術包括生產自動化、裝配輸送自動化、信息化的自動生產流程、高標準的自動化檢測等。例如:機械自動化生產線。在自動化的生產流水線中,從原材料的添加,到個技術工序的處理,再到最后的完結工序及質量檢測工序等都由專業的自動化技術及機械完成,較為突出的例子為自動化食品加工生產線,只要提供充足的原材,生產線就會從加工到生產再到包裝裝箱等一次完成,只要做好最后的質量抽檢工作就能滿足食用需求[3]。
2、農業生產領域的機械自動化技術應用
在農業生產領域的機械自動化技術應用中,主要以大型的播種、收割機為代表,同時涵蓋了農作物大棚種植的自動化管理、溫度、灌溉的自動化調節等細化應用。典型的代表為我國東北的農業主產區,廣闊的東北平原上各類型的大型自動化器械完成了從播種到撒藥到收割90%以上的生產作業,使得農業生產的效率和規模大大提高,創造了巨大的經濟價值同時節約了人工成本。同時精細的農業機械化技術應用也得以大力開展,例如:蔬菜種植大棚。棚內采用機械自動化的技術,能夠通過自動化的技術進行實時的溫度、濕度調節,及時灌溉,自動化的遮陽及保溫幕布能夠保證充足的采光和棚內的溫度適宜,保證棚內作物的高產豐收,保證農民經濟效益。
我國的機械自動戶技術除了在工業和農業中廣泛應用外,在服務型的第三產業等也開始了應用。如物流運輸中的自動整理裝配,能夠有效的提高工作的效率,同時保證物品的安全[4]。
三、我國機械自動化技術應用與發展的有效策略
我國的機械自動化技術應用前景良好,應用領域待開發區域較多,因此,要從機械自動化技術的應用理念上進行重視,提高機械自動化技術的應用范圍,加強機械自動化技術的自主創新,在應用的過程中注意綠色環保的應用理念,使我過機械自動化技術的應用領域和規模得以高質量的提升。
1、提升理念,全面應用機械自動化技術
要推動我國機械自動化技術的應用與發展,首先從理念上就要進行革新。破除舊的傳統理念,充分認識機械自動化技術對生產、管理、人工成本節約等方面的重要作用,積極開展自動化技術的應用。同時機械自動化技術的應用應該是全面的,不能片面的強調工業和農業生產中的應用,應在社會各行各業、各個領域進行機械自動化技術的應用,這樣才能全面的節約生產成本,提高生產收益,創造更高的社會價值。
2、保證機械自動化技術應用的適用和價值
我國機械自動化技術的應用要根據實際情況進行分析,保證機械自動化技術的應用與實際生產需求相適應。不能盲目的進行自動化技術的引用和設備的引進,避免不符合實際需求的浪費,節約社會資源。只有科學合理的應用機械自動化技術進行生產,才能保證機械自動化對價值創造的提升[5]。
3、加強自主創新自動化技術應用
自主創新是我國近年來各行各業發展的熱門,也是推動社會進步的根本保證。我國的機械自動化技術應用領域要根據我國產業的現狀和需求進行自主創新,保證自動化機械的核心技術不斷更新完善,縮小技術領域與發達國家的差距,提高自動化機械的技術含量,為我國的實際生產需求提供適用性強的自動化機械及技術。
4、注意應用的綠色環保,保證可持續發展
近年來,綠色環保的意識已經得到廣泛的認識和認可。機械自動化技術的研發與應用過程中,應注意這一方面的要求。保證機械自動化應用的綠色環保,不因生產加工的機械自動化給自然環境和人為環境造成壓力和破壞,實現經濟社會的可持續發展。
結論:總之,以一名高中生的角度分析,現階段我國的機械自動化技術應用前景良好,帶開發的領域較多。在我國機械自動化技術的應用發展中,要積極的進行自主創新,掌握核心技術,同時要全面的開展機械自動化技術應用,提高生產的效率,降低社會成本,節約社會資源,使機械自動化應用成為推動我國經濟發展和社會進步的重要力量。
參考文獻:
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【摘要】電氣工程及其自動化技術的發展對當今科學技術的發展有著巨大的影響,因此,電氣工程及其自動化技術發展和前景非常值得我們研究。目前,電氣工程自動化技術在我國已經得到了廣泛的應用,是我國較為先進的技術之一,代表了我國電氣工程行業的發展水平。本文就電氣工程自動化技術的應用做一下簡要的闡述,并淺析其發展前景。
【關鍵詞】電氣工程;自動化技術;應用;發展前景
在新世紀社會的快速發展下,不但經濟發展得到了促進,科學技術也得到了快速的提升。在上世紀40年代末期,我國開始接觸電氣工程自動化技術,到現在這項技術在我國已經趨于成熟并且不斷的在突破,已經完全達到了現代化水平。電氣工程自動化技術不但能夠節省時間和人力,還能夠提高工作效率。因此,隨著我國的綜合國力的不斷增強,在未來的發展中,它一定會擁有非常廣闊的發展前景,推動我國各領域的發展。
一、電氣工程自動化技術的應用
(一)應用在電網調度
傳統的電網檢測工作是基于繼電器實現的,其工作繁瑣又枯燥,這樣的方式不但在人力和時間上造成了極大的壓力,同時還存在著極大的不確定性。但是隨著自動化技術的不斷發展,應用在電網調度中,不但提高了靈敏度,還大大提高了工作的效率,節省了很多時間和人力。在電網調度中,能應用電氣工程自動化技術的地方有很多,調度中心的顯示屏、打印機、計算機網絡以及工作站都可以應用,它能夠及時的發現電網中出現的異常狀況,分析電力的運行情況,同時啟用解決程序來避免出現安全隱患,形成了一個非常完善的信息系統,對電網進行有效的監督和控制。
(二)應用在電氣工程管理
傳統的方式中,在對電氣工程進行管理時,需要利用壓力儀表,或者是對溫度的觀察來開展管理工作的。但隨著電氣工程自動化的發展,高科技的自動化設備已經完全取代了這種傳統方式,可以在短時間內對流量、溫度、壓力等數據進行準確的采集,還能夠對其進行統計分析,大大縮短了工作時間,減少了人力物力,從而節省了成本投入,推動了電氣工程管理的進一步發展。
(三)應用在發電廠分散控制系統
在發電廠分散控制系統中應用自動化技術實現了遠程控制,能夠將信號的傳輸、數據的處理、任務的執行等通過自動化設備來實現,然后快速的進行數據的整理和分析,對整個生產過程進行監督和維護,在解放了人力的同時推進了發電廠現代化進程的發展。
(四)應用在日常生活
除了在電力控制方面,自動化技術在日常生活中也被廣泛使用,例如我們日常交通中所乘坐的地鐵、輕軌以及磁懸浮列車,都應用了自動化技術。除此之外,在工業的生產中,自動化技術控制著很多大型工業設備的運行,還有供電供暖系統、自動報警系統、銀行自動取款機等。可以看出,電氣自動化技術與我們的日常生活息息相關,而且日后會被應用的越來越廣泛。
二、電氣工程自動化技術的發展前景
(一)與計算機技術充分結合
在這個信息化時代,無論任何設備和產品,都要盡量達到智能化,才能夠符合社會發展的需求。電氣自動化設備是一種集智能化和集成化于一體的設備,與互聯網之間有著密不可分的關系,將電氣工程自踴技術與計算機技術充分的融合起來,不但能夠對數據進行實時的監控、處理和分析,還為企業節省了相當一部分人力和物力,從而提高了企業的經濟效益,與計算機技術的充分結合也會使這項技術獲得更大的發展空間。
(二)從低頻向高頻發展
隨著社會的不斷發展和科技的不斷進步,出現了越來越多的先進設備,在現代工業的發展過程中,我國的工業技術也處于世界較為領先的水平,原有的設備難以滿足現代工業的需求,而且人們所追求的也不僅僅是先進那么簡單,更加具有環保觀念。因此,從傳統的低頻率發展為高頻率,可以使我國的工業不受負荷過重的影響,無論在什么程度的負荷情況下,都能夠順暢的運轉。
(三)設備更加智能化
在工業發展中,實施設備智能化能夠更方便的作業,這種技術使高低壓設備和其他輔助裝置能夠與計算機網絡進行連接,然后實現對設備的控制。現如今這種智能化技術已經在發展當中,也已經出現了一些智能化的設備,因此,在今后電氣工程自動化技術的發展中,一定要重視設備智能化的發展,加大力度輔助推行,使我國電氣工程自動化技術在未來實現全部的智能化。
(四)人員更加專業化
在電氣工程自動化技術的不斷發展下,對于工作人員的專業程度要求也就越來越高,雖然傳統的工業中對工作人員并沒有很高要求,但是隨著自動化技術的不斷發展,對工作人員的信息化、技術化都提出了很高的要求。不但要對工作人員的自身素質有要求,還要對其不斷的進行培訓,使其對電氣自動化設備從本質上有所了解,而且有必要讓技術人員親臨現場熟悉設備,能夠對設備有更深入的了解。電氣自動化不但是一門專業性較強的技術,也是一門綜合性較強的技術,因此,對工作人員的培養,提高其專業程度是十分必要的。
在科學技術的不斷創新和發展背景下,信息化的管理和控制系統已經應用在很多的電氣自動化工程中,實現了對電氣自動化的實時控制和管理,更大的發揮出了工業化設備的價值。現代工程技術已經漸漸進入了全控制的信息化時代,對我國的工業發展意義重大。
三、結束語
現如今,電力工程自動化技術雖然已經是一門先進的技術,改變了原來的工業化生產和人們的生活,大大提升了工作效率和人們的生活質量。但是此技術依然有待發展的空間。在當前社會發展中,創新科技才是第一生產力,所以在未來的發展中,電氣工程自動化技術勢必有著更加廣闊的發展前景,能夠為工業提供更大的生產力,更加方便人們的生活,保證科技的發展與進步,在不斷探索中進行改進和完善,從而推動社會和人類的發展。
參考文獻:
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【關鍵詞】機械工程;自動化;發展前景
1引言
自動化技術在機械工程中的應用取得了良好的實施效果,對于機械工程行業的發展而言能夠促進其自身的發展,但是從目前形勢分析,機械工程自動化技術的應用還處于初級階段,還存在諸多需要完善的地方,從而推進機械工程能夠實現長久發展。本文中針對機械工程及其自動化發展現狀,全面剖析了其自身的發展前景,通過本次研究為之后的研究奠定良好的基礎。
2機械工程及其自動化發展的重要性
機械工程及其自動化對我國經濟發展能夠起到良好的促進作用,這其中培養創新型人才也是非常關鍵的要素,使其能夠具有一定的創新能力。而對于企業發展而言,其最大的競爭優勢就是人才的競爭,只有具備高素質的人才,才能推動機械工程自動化技術取得更好的使用效果。而企業需要加強對人才展開培訓,并且在實踐中積累經驗,提升他們的業務素質,更好的服務于機械工程行業。隨著世界經濟一體化的趨勢不斷加強,我國逐漸與國際市場接軌,因而機械工程自動化技術的提升是非常重要的元素,這能夠提升我國整體實力。而發展機械工程目的非常明確,就是優化生產產品,借助先進的科技技術,從而創造出更多高質量產品,這樣能夠滿足廣大人們實際需求。創新與優化機械工程自動化技術,將在最大限度上提升我國國際競爭力。基于知識時代背景前提下,科技創新是最大發展動力,提升機械工程自動化水平是促使其提升自身生產力的直接動力,并且有利于我國企業在世界經濟中占據一席之地,從根本上促使其經濟及社會效益得到改善。
3機械工程及其自動化發展現狀
從當前情況分析,機械工程及其自動化發展還處于初級階段,基本上是以單自動化為主,同時處于剛性自動化時期,而西方發達國家相較于我國而言發展速度相對較快,他們基本上已經實現柔性化、集成化及智能化。而針對我國大部分機械工程來說,他們的管理模式相對比較落后,發達國家基本上都是以計算機全程監控模式,不僅如此,他們還在機械管理、工業組織,乃至機械生產模式等方面不斷創新。而針對我國機械工程及其自動化發展來說,這其中還存在諸多的發展弊端,從而制約其進一步發展。根據研究分析可知,制約因素包含以下方面因素:技術人員匱乏、自動化技術有待于提升、管理水平較低以及資金等問題,這些因素直接導致機械工程及其自動化發展面臨嚴峻的考驗,在未來發展過程中需要從以下方面著手展開研究。
4機械工程及其自動化發展前景
4.1強化技術的實用性
機械工程及其自動化對我國經濟發展能夠起到良好的促進作用,因而強化其發展是當前經濟發展非常重要的環節。針對機械工程自動化發展中顯現出的問題予以高度重視,并從未來發展角度具體闡述自動化發展需要完善的方面。從發展角度分析,機械工程自動化應用具有極強的實用性,是為了從根本上解決實際問題,所以在組織生產及技術方面時需要考慮到其自身的實用價值,同時還需要兼顧企業生產需求,還有技術需求,從而促進企業自身的生產效率能夠得以大幅度提升。因而從整體角度分析,機械工程自動化發展未來主要是以實用性為主。
4.2增強綠色環保
機械工程自動化發展過程中除了要彰顯實用性特征之外,還需要重視綠色環保問題,這主要是因為機械工程在實際應用過程中會造成一定的環境的污染,因而這也是值得關注的問題之一。現階段機械工程自動化發展速度不斷遞增,促使企業生產效率得以大幅度提升,雖然其自身創造了很多經濟價值,但是不可否認的是也造成了一定的負面影響,這其中比較嚴重的當屬環境污染問題,這對于經濟的可持續發展是非常不利的因素,因而必須要引起足夠的重視。所以從長遠經濟利益分析,機械工程自動化技術發展過程中要避免資源的浪費情況出現,并且要保障環境不會遭受破壞,并且需要始終貫徹綠色環保理念,創建綠色家園。
4.3彰顯技術的經濟性
自動化技術對機械工程的發展而言是非常有利的因素,這使得當前工作效率及效能能夠得到最大限度的改善,并且優化企業生產效益值,因而發展自動化技術對機械工程來說是非常必要的。然而相較于西方發達國家,我國機械工程自動化水平相對較低,發展模式也比較落后,最關鍵的是應用范圍相對較小,這對于我國企業的長遠發展來說是非常不利的因素。針對上述發展弊端必須引起足夠的重視,在發展過程中,企業必須要不斷完善自身的技術水平,提升企業生產效率,優化其自身的經濟效益,從而推進機械工程及其自動化技術能夠發揮自身的最大功效。而針對企業來說,在提升其經濟效益的同時,也能最大限度推動我國經濟效益的長久發展。
5結語
總體來說,機械工程及其自動化發展對我國經濟而言具有極大的促進作用,也在某種程度上帶動機械工程行業的快速發展,但是從目前形勢分析,我國機械工程自動化技術發展還存在諸多限制因素,從而導致企業發展受阻,文章簡要闡述了當前機械工程及其自動化發展的現狀,并針對于此展望其未來發展前景,優化技術發展水平。
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關鍵詞:材料成型及控制;自動化技術;應用
目前,材料成型機控制技術受到了各國的高度重視,由于其自身具備的獨特優點,對于基礎的安全穩定性有著重要的影響,常常被應用于船舶建造以及建筑工程項目建設中,擁有非常好的發展前景。而自動化技術在材料成型及控制技術中的應用,使得越來越多的企業生產逐漸向自動化轉型,減少了不必要的人力和資金的投入,大大提高了生產效率,為企業帶來可觀的經濟效益。因此,本文就以材料成型及控制與自動化技術為重點,對自動化技術在材料成型及控制技術中的應用進行分析,總結出一些自身的看法與建議,僅供參考。
1 材料成型及控制的現狀及發展前景
我國目前的材料成型及控制技術水平仍處于滯后階段,研發的空間還很大,還需要進一步優化材料成型及控制技術。一般情況下,由于材料成型及控制是一個比較復雜的過程,具備耗時長、能源消耗量大、操作起來比較困難的特點,從很大程度上會對自然環境造成了一定的污染。因此,這一問題也是目前我國材料成型機控制技術所面臨的巨大挑戰。然而,隨著自動技術在材料成型及控制技術中的應用,為材料成型及控制技術提供了有效的發展平臺,使現代材料成型及控制中實現了自動化,通過利用計算機技術,加快了材料成型的時間,徹底解決了耗時的問題,還能大大減少能源的過度浪費,從而提高了材料成型的生產效率。與此同時,產品的生產過程會變得更加的節能環保,這也促使材料成型及控制技術逐漸向低碳、綠色的方向而轉型。因此,我們可以看出,材料成型及控制的發展前景是無法估測的,勢必會成為日后市場發展中的主力軍。
2 自動化技術在材料成型及控制技術中的應用
通常情況下,材料成型及控制技術主要由鑄造技術、焊接技術以及鍛壓技術三部分所組成。因此,本文就具體歸納了自動化技術在這三個技術中的應用:
2.1 自動化技術在鑄造技術中的應用
首先,我們先詳細介紹一下自動化技術在鑄造技術中的應用,所謂的鑄造技術是指能夠將液態的金屬通過鑄造過程,使其逐漸凝固成型的一種技術,這種技術對于材料成型及控制以及鑄件的完整性、平滑度有著很高的要求。然而,對于鑄件的尺寸、材質以及形狀并不中重視。其實,很早以前,我國古代就應經存在鑄造技術了,人們將一些成型的金屬物質放入到高溫容器內,使其融化成液態形狀,通過利用鑄造技術將融化后的液態金屬注入到鑄模中,直到液態金屬徹底冷卻成型夠,就會顯現出不同的物品。然而。由于當時受到各方面條件因素的制約,鑄造技術尚不成熟,使得我國鑄造技術并沒有取得較大的提升。然而,隨著社會體制的不斷變化,科學技術發展腳步越來越快,鑄造技術中也逐漸融合了更多先進的自動化技術,使得鑄造行業逐步實現了自動化的發展目標。目前我國很多大型的鑄造工程都實施了自動化控制管理,打破以往傳統的人工鑄造工藝,從而不斷加強和提高我國鑄造技術的快速發展。
2.2 自動化技術在焊接技術中的應用
焊接技術就是通過加壓、加熱的辦法使得熱塑性材料多個表面連接成一個整體的技術手段。焊接技術是為了滿足工業生產的需要而產生的。傳統的焊接技術主要包括熔焊、固相焊以及釬焊這三種。現代隨著技術的不斷進步,焊接技術的概念已經不僅僅停留在材料連接上了。新的焊接技術已經發展到了生物組織連接、高分子材料連接等領域。焊接技術的自動化是焊接技術發展的必然趨勢。近年來隨著計算機技術以及自動化技術的不斷發展,焊接技術在一定程度上已經實現了自動化。比如在焊接的控制過程中加入自動化裝置可以實現對于機械設備的自行檢測,調節還有加工。焊接技術實現自動化是以微波機控電源為基礎的,并在原來焊接機器人的基礎上加入了柔性焊接,最終建成了集成化的系統。焊接技術的自動化在很大程度上降低了勞動力的投入力度,增加了工作效率,為企業創造了可觀的經濟效益。
在焊接設備中發展應用微機自動化控制技術,如數控焊接電源、智能焊機、全自動專用焊機和柔性焊接機器人工作站。微機控制系統在各種自動焊接與切割設備中的作用不僅是控制各項焊接參數,而且必須能夠自動協調成套焊接設備各組成部分的動作,實現無人操作,即實現焊接生產數控化、自動化與智能化。微機控制焊接電源已成為自動化專用焊機的主體和智能焊接設備的基礎。如微機控制的晶閘管弧焊電源、晶體管弧焊電源、逆變弧焊電源、多功能弧焊電源、脈沖弧焊電源等。微機控制的IGBT式逆變焊接電源,是實現智能化控制的理想設備。數控式的專用焊機大多為自動TIG焊機、自動TIG焊接機床等。在焊接生產中經常需要根據焊件特點設計與制造自動化的焊接工藝裝備,如焊接機床、焊接中心、焊接生產線等自制的成套焊接設備,大多可采用通用的焊接電源,并由一個可編程的微機控制系統將其統一協調成一個整體。
2.3 自動化技術在鍛壓技術上的應用
鍛壓技術是實現材料的塑性成形以及控制的過程。鍛壓成型的好壞受材料自身性質以及外部作用力的影響。鍛壓技術主要應用在產品的大批量生產過程中。
鍛壓過程主要是通過鍛壓工具對材料施加一定的壓力實現的。以前的鍛壓設備比較落后,自動化程度地。隨著機械、檢測以及電子等技術在鍛壓技術中的應用,鍛壓技術逐步地實現了自動化、智能化。新的鍛壓機械不僅可以實現自動換模,而且生產的產品的精確度也提高了,相應的機械的噪聲也降低了很多。
結束語
綜上所述,可以得知,自動化技術已經逐漸滲入到各行各業中,并未企業的生存和發展發揮著重要的作用,而自動化技術在材料成型及控制技術的應用,間接加快了材料成型及控制的發展步伐,使得企業生產過程變得更加環保節能,對自然環境起到了有效的保護。通過自動化技術在鑄造技術、焊接技術以及鍛壓技術中的應用,我們可以大致看出,任何形式的材料成型及控制過程都離不開自動化技術,這三項技術只有加強做好自動化工作,才能促進自身的發展與進步。因此,企業要加大對自動化技術的應用,早日實現企業生產自動化的目標,增強企業整體的綜合實力。
參考文獻
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【關鍵詞】機械自動化;煤礦機械;應用
1前言
煤礦機械制造中對機械自動化技術的應用,就能將生產效率得到有效提升,通過此次對機械自動化的應用理論研究,對機械制造產業的發展就有著促進意義。
2機械自動化技術概念及組成要素分析
2.1機械自動化技術概念分析
所謂的機械自動化技術,是機械設備運行中無需人工操作而自動化運行的技術,機械自動化技術對整個機械制造產業的發展都有著促進作用,這一技術在實際的應用作用和應用范圍,也已經愈來愈廣泛。并在不斷的發展中,機械自動化技術也有了優化升級,在機械制造的工作效率提升方面就有了更大的促進[1]。
2.2機械自動化的主要組成要素分析
在機械自動化組成要素中,程序單元是比較重要的內容,這是在編程基礎上對機械系統運行價值支持的組件。其中在作用單位方面是程序單元控制的,其主要的作用就是對系統的運轉進行控制的,作用單元可說是命令執行者。還有傳感單元,這一單元是對相關數據的收集,然后將數據傳遞給其他單元,從而促進系統正常化運轉[2]。除此之外就是制定以及控制單元,前者是對系統的其它命令進行調控的,后者則是對整個自動化系統的安全保障的單元,起到調節的作用。
3機械自動化技術的實際應用及發展前景探究
3.1機械自動化技術的應用探究
機械自動化技術的應用過程中,能夠從多方面得以體現。采煤中開采量處在增加狀態,對厚煤進行運輸中,一些企業就采用這一自動化技術應用方式,在監控的作用發揮上比較顯著。在當前的計算機網絡技術的迅速發展下,系統化以及綜合化的發展模式也得到了廣泛運用,作用也得到了有效發揮。煤炭生產運輸兩者是重要的組合部分,在生產力上如果很高,在運輸效率上比較低,這就會造成整體的生產效率低下,煤礦的采掘自動化的實現,就很好的解決的這一問題。在當前的PLC技術的應用下,就能夠將自動化運輸系統的運用作用充分體現。在煤礦機械制造中機械自動化技術的應用中,能夠將安全監控的自動化目標得以有效實現。這樣就能在監測整個生產變化情況方面得到充分保證,從而在整個安全事故得到有效的控制。我國的煤礦安全監控系統的相關配套傳感器在種類上比較少,自動化的目標實現是保障生產效率提升的關鍵。在先進技術的支持下,這一目標的實現已經成為可能,并且在相關配套的傳感器在今后也會愈來愈豐富,從而在自動化的效率上就能得到有效提升[3]。對機械自動化的應用水平進行提升,要能通過作業空間的增大以及將陳舊的設備及時性淘汰,在機械設備的檢修維護工作方面要高效的完成。并要能及時性的將機械設備的管理工作得到有效完善,這些工作的有效開展,對機械自動化水平的提升都有著積極作用。機械自動化技術在煤礦機械制造中的應用作用發揮愈來愈重要,所以要充分的重視機械自動化技術的進一步升級。
3.2機械自動化技術的發展前景探究
由于機械自動化對資源的實際利用效率能夠得到有效提升,國家在這一方面的支持力度就要能進一步加強,在財政的支持布貼方面要能加強,在技術上的攻關力度要能得到有效加強。要針對性的對煤礦院校的扶持力度進行加強,在煤礦建設的理念以及運作的模式等層面都要能夠結合實際加以優化。不僅如此,要在設備的效率上進行有效優化,將機械設備的安裝以及拆除的效率進行有效提升,加大機械設備的利用效率。通過對機械自動化技術的進一步發展,機械設備的實用價值進一步提升,對機械的制造中,我國在自動化的技術方面還需要加強優化。要能夠將機械自動化技術和實際的制造產業的發展向契合,將技術的適應度得以有效保障。并要能夠對技術的缺陷及時性的彌補,為煤礦機械煤礦制造的產業發展做好基礎工作。受到技術的限制,在機械自動化的成本節約方面還存在著一定的困境,在不斷的技術升級進步下,我國在機械自動化技術的應用成本方面,將會得到進一步的降低。成本的降低基礎下,就能夠在自動化技術的推廣方面更為廣泛化,這樣才能真正的促進煤礦機械制造產業的進一步發展[4]。另外,機械自動化技術的優化下,會和當前的可持續發展理念相契合,最終實現機械自動化的無污染應用。在未來的機械自動化的發展應用上,實現無污染的目標將成為可能,這在當前需要進一步努力的。由于當前我國的煤礦開采過程中,對環境的破壞比較嚴重,主要是受到技術上的制約,而機械自動化技術的優化就能有效解決這一問題,煤礦機械制造中,對環境的破壞是一個亟待解決的問題,隨著技術水平的不斷提升,無污染的制造應用目標相信也會得到有效實現。
4結語
總而言之,對于當前的機械自動化技術的應用,雖然在一定程度上有了積極作用發揮,但和其它的發達國家相比還存在著較大的差距,這就需要結合實際將機械制造自動化技術進一步的得以優化,這樣才能將我國的機械制造產業的發展得到最大程度的推進。此次主要從理論層面對機械自動化水平的應用和發展前景等進行了分析,希望能夠有助于實際的發展。
參考文獻:
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關鍵詞:變電站;自動化技術;應用與發展
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.148
0 引言
隨著社會的進步和經濟的發展,我國人民的生活水平有了很大的提高,對供電工作的要求也越來越高了,所以,供電系統的變電站建設就顯得非常重要了。近年來,科學技術的發展推動了變電站自動化水平的提高,也使供電效率得到了不小的進步,從系統的控制、到智能化的引入,變電站的發展前景將會更加廣闊。本文從變電站的自動化技術著手,分析了自動化的應用現狀和發展前景,闡述了目前自動化技術應用過程中存在的一些問題,希望能為自動化技術的革新帶來一點幫助,從而為我國公民的生活提供更多的便利。
1 變電站自動化技術應用的現狀
(1)變電站管理層應用現狀。目前,我國的變電站管理層在自動化層面上的應用是非常廣泛的,具有很強大的功能。從功能的角度進行劃分,可以分為就地監控、信息管理以及遠程通信,這三個管理系統的應用對于變電站的有序運行至關重要。第一,就地監控功能。主要是通過圖形顯示、報表輸出以及事件記錄、鳴笛報警等方式來對變電站的情況進行實時的監控,并提供人機交互的管理界面,通過界面的操作和控制,可以讓變電站的管理人員全面掌握變電站的運行狀況。第二,信息管理功能。自動化的管理系統可以長期的監控變電站的具體運營情況,并對得到的參數和數據進行保存,通過對信息的管理,可以分析變電站的運行情況,有助于及時發現問題并解決問題。第三,遠程通信功能。以往,在沒有自動化系統的時候,變電站的運行往往是獨立的,所以,如果出現問題,很難及時發現和解決,有了遠程通信的功能,使得變電站真正連接成了一個整體,會使供電更加安全。
(2)變電站通信網絡層應用現狀。變電站的網絡通信主要是通過系統間的交換,實現信息資源的共享,減少配置二次設備,進而確保變電站自動化系統的安全運行與經濟實用。我國變電站內的通信網絡層自動化系統主要有兩種結構形式,分別是雙層網絡結構和單層網絡結構。雙層通信網絡結構即是指間隔層設備在總線的支持下同通信控制單元取得聯系,進而發送給通信控制單元動作指令,使得低一級別的以太網完成所需信息的交換;單層網絡結構的應用取消了控制通信系統,間隔層設備與變電站之間通過一層網聯結。
2 自動化技術在變電站應用中的問題分析
(1)變電站自動化技術先進性、實用性以及可靠性的協調。 我國變電站的自動化建設起步較晚,所以,在理論研究和實踐應用方面還存在一定的問題。自動化技術具有先進性、實用性、和可靠性的特點,但是,其如何有效的協調就成為了重要的問題,目前,我國變電站的自動化技術還處于小規模的應用階段,并沒有大規模的投入使用,所以,我們要進一步的加強研究,做好自動化技術先進性、實用性以及可靠性的協調工作,為以后的大規模投入使用奠定基礎。
(2)變電站內部通信的缺陷分析。變電站內部通信的缺陷又是目前存在的一大問題。我國的自動化技術大多采用的是間隔層、站內通信層以及變電管理層的結構,目前,變電站管理的各個環節對間隔層的重視程度是相對較高的,但是,變電站的內部通訊層卻是存在一定的缺陷。這一類的設備監測缺乏統一的規范和標準,同時,模擬和測試站內通訊也比較困難,導致了站內通訊容易被忽略,嚴重影響了變電站自動化技術的發展。
(3)變電站自動化系統的驗收及校驗問題。變電站自動化系統的驗收和校驗是正是使用之前的一項關鍵工作,只有通過嚴格驗收和校驗工作的系統,才能正常的投入使用。目前,我國的驗收和校驗工作總體還是可以的,一些顯性的問題是可以檢查出來的,但是,一些隱性的問題卻很難通過驗收和校驗來檢測出來,從而對變電站的使用造成了隱患。
3 自動化技術在變電站中的發展前景
(1)由控制集中、功能分散向分布分層網絡的發展。自動化技術在變電站的應用當中具有非常廣闊的前景,結合目前的網絡技術和信息技術,將由控制集中、功能分散的情況,向著分布分層網絡發展,使自動化的管理和運營更加有序。在接下來的發展過程當中,變電站自動化系統的各個模塊將實現更高的獨立性,從而避免相互影響,產生更高的效率,也減少了單個問題對整個系統所造成的影響。
(2)從專用設備到平臺方向發展。我國變電站自動化設備存在設計不統一,標準不一致的情況,這就導致在使用過程中的諸多不便,隨著科學技術的不斷發展,變電站自動化系統也從專用設備向著自動化平臺的方向發展開來,增強了系統的標準性和可維護性。
(3)從傳統控制向綜合智能方向發展。近年來,變電站的自踴系統得到了廣泛的應用,也使我國的供電水平有了很大的提高,在這個背景下,我國對變電站自動化系統的研究投入也更大了。目前,自動化系統的一個重要發展方向就是從傳統的控制,向著綜合智能方向發展。通過將自動化技術和智能化技術的結合,系統可以根據具體的參數和數據,通過智能化的分析,來找到最優的供電模式,同時,如果發生問題,智能系統也可以提供最佳的解決方案。所以,綜合智能的發展方向將是接下來很長一段時間我國變電站自動化系統的發展方向。
4 結束語
變電站的自動化技術的應用與發展,極大的促進了我國供電水平的提高。近年來,我國給予了這項工作極大的重視,將投入大量的資金和精力,進一步促進變電站自動化水平的提高,從而為民生工程的建設提供新的力量。
參考文獻:
[1]胡清根.淺談變電站自動化的應用與發展 [J].城市建設理論研 究(電子版),2012,8(27):32-33.