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依据国家电网公司关于电能损耗的规定,通过以下几点实现技术管理方案的构建:
(1)设计台区数据格式。
针对低压台区数据格式设计还不完善的地方以及与之相关的工作,进行强化升级和健全。
(2)增加抄表频率。
主要是通过增加抄表频率,得到多组不同期段的数据,作为数据评估的支撑。
(3)收集数据。
包括用电信息、稽查信息、线损信息、客户信息等等,系统在收集到这些信息之后,定期自动生成线损汇总报告。用户用电信息的收集主要靠低压负荷测录仪在用户端进行。
(4)进行数据评估。
通过对线损数据的分析评估,详细掌控线损状况,并形成月度线损评估报告,指导企业工作改进方向。
2技术管理方案实施的对象区分
顺德区是佛山市的一个重要工商业区,区内人口总数多,用电情况复杂,既有农业用电,也有居民、商业、工业用电,存在着高低压用电混杂等诸多情况。在构建低压台区技术管理方案时,要对方案实施的对象进行划分,以居民台区为主,原因是居民数量极为庞大,涉及的面不仅大而且复杂;其次是商业台区,商业台区中的用电商户虽然不是很多,但却是用电大户,是抄表及线损控制的重要对象;还有一类是配套台区。除了各个独立的用电台区外,还有一些特殊的用电台区,里面混杂了居民与商业两种用电形式,或是商业台区与配套台区混合区。分清技术管理方案的实施对象,能够为方案实施提供可靠的数据基础保障。
3技术管理方案实施的步骤
(1)选取试点。
以供电局所辖范围内的典型低压台区作为试点区。之所以选择典型低压台区作为方案实施的试点,主要是为了论证方案实施后低压台区线损数据、抄表数据等是否符合预定目标。典型低压台区应该是包括居民、商业、配套三种台区以及这三种台区的混合区在内的台区。如果选择单一的居民台区作为试点,由于其台区性质与商业台区有很大区别,因此不能作为方案成果的有效论证。
(2)统一数据管理与分析。
对试点台区进行统一的数据管理,通过收集到的电能表数据、抄表员反馈的反窃电信息等,结合统计学知识,对所有数据进行电脑统计分析。
(3)建立分析报表模型。
根据电脑对实际数据的处理结果及理论计算结果,形成有研究意义的分析报表模型,指导供电企业了解当前的线损状况。同时依据该模型,从反窃电、抄表等技术管理角度出发,针对当前存在的线损异常状况提出合理的治理措施。
(4)制定技术管理办法。
根据各试点的工作状况以及线损分析报表模型,研究并制定抄表的各项管理流程、办法,并根据实际工作情况合理配置人力资源,做好对各个台区的线损控制管理工作。
4更好地实施技术管理方案的措施
4.1强化培训和技能考核
供电企业应该在抄表和线损控制技术管理方面对员工多加培训,培训方式可以是上课、考试、专题会、技术讨论会等,如技术讨论会的开展,以某个线损情况作为案例,在会议上由各个班组成员针对问题,探讨、总结处理方法,并汇总成会议纪要。除了各种培训之外,还要对企业员工进行各类有关抄表、线损知识的考核,对于不能掌握技术、知识要领的员工,要严格要求其必须参加相关培训,并在完成考核之后才能上岗。
4.2构建完善的管理责任体系
通过管理责任分层落实制度,对企业的各个领导管理层进行责任的落实,从领导层到基层员工,实现不同层级直接面对上一级管理和考核的目标,并据此构架出线损管理机构组织图,通过该组织构架图,清晰地明确各自的责任、任务以及具体的工作内容。
4.3完善制度保障
可以通过出台线损管理办法、考核办法、业扩工程管理办法等,明确抄表、计量、检测、稽查等几个项目上的线损职责。如线路更换,企业制定了明确的信息变更时的信息传递流程,就能确保台区的客户数据与客户实际情况、现场实际情况一致。
4.4加强业扩报装的流程管理
(1)服务窗口严把审核第一关,严格审核客户业扩报装的上报材料,对于材料不齐全的要做退回处理,并指导其完成材料的收集。
图纸设计完成之后,由供电窗口进行设计图的相关资料的检查,不齐全的做退回处理;相关资料齐全的,则由窗口递交到审图处。
(2)图纸审核。
具体审图在规定时间内完成。审图主要是由审图技术员来完成,按照相关的国家、行业规定对图纸的设计进行审核。不符合相关规定的,予以退回,并给出修订意见;对于通过审核的,该业扩单将继续流程。
(3)工程施工。
所选的施工单位必须符合施工资质要求,同时,必须按照施工设计图进行施工。
(4)中间报验及隐蔽工程报验。
施工中如果存在隐蔽工程,需要告知供电部门进行中间查验。营业窗口在受理客户中间查验时,要认真检查客户中间查验的相关资料是否齐全,有隐蔽工程存在的,需要上报;另外,营业窗口要对隐蔽工程相关资料进行查验,主要查验其上报材料是否符合规定,不符合规定的要做退回处理,并严禁施工;如果齐全,营业窗口将中间查验相关资料通过系统送到审图技术人员处。审图技术人员依据工程性质和工程要求进行现场查验,并记录有关查验结果。查验合格的,该业扩单继续流程;不合格的,用电户将整改到查验合格为止,才能继续下一业扩流程。
(5)竣工报验营业窗口受理客户的相关竣工资料,并检查是否齐全。
如果资料符合要求,营业窗口工作人员会将用电户竣工报验资料传送给验收工作人员进行验收。
(6)竣工验收。
验收工作人员根据用电户的工程竣工报告,打印出工程验收意见书,并到现场进行验收,记录相关验收数据,确定工程是否合格。
(7)资料归档。
竣工验收合格,供电局才能进行合同的签订,不合格的,要监督其至完善方可。竣工验收之后是安装接表流程,最后就是资料归档。
5结语
随着计算机应用技术和网络技术的迅速发展,数控系统的功能极大地提高。由于以太网的前景普遍被看好,各大数控生产商纷纷推出了具有以太网功能的数控系统。在DNC(DistributedNumericalControl)领域也出现了一种新型的数控机床网络型式――基于以太网络的DNC。以太网联接是指将具有以太网功能的加工中心等数控机床以以太网的方式组网,实现单台微机对多台CNC的集中控制,其网络构成结构如图1所示。在这种方式下,DNC软件开发商通常要根据数控生产商提供的开发软件包进行二次开发,具体针对不同的数控系统开发出各自的通讯接口软件。本文介绍的基于以太网的数控机床网络控制系统JCSDNC(Ethernet)是针对FANUC系统开发的,适用于配有FANUC0iB/15i/16i/18i/21i,PowerMatei-D/H系统的机床组网。
构建以太网监控网络对数控系统的要求
机床以太网监控网络要求数控系统在硬件上具有以太网功能,即具有以太网卡或快速以太网卡,在“软件”方面则要求CNC具有内置的以太网函数。其内部通讯处理机制如图2所示。对于内置以太网卡,通讯过程的处理是通过CNC的CPU。这就意味着CNC的运行条件会影响内置以太网卡的通讯,相应地,内置以太网卡的通讯状况也会影响CNC的处理过程。
内置以太网函数的处理优先级低于如下操作:自动循环或手动方式下每个主轴的运动控制。因此,在自动运行期间,通讯速度将会降低。另一方面,由于内置以太网函数的优先级高于CNC的屏幕显示操作、C语言执行器(除高级任务)、宏命令执行器(除执行宏)。在执行内置以太网的通讯时,这些操作将会被延时处理。
由以太网方式联接的网络传输速度明显地较串口高,每秒传输速率可以达到10M、100M。并且,由于加工中心的CNC系统内置了一些函数接口,使以太网联接可以实现控制计算机和数控系统的直接通讯。也就是说,在这种方式下不但可以实现通讯数据的快速传输,而且可以在主控计算机端自动获得完全的设备信息、生产信息、远程控制加工中心,为自动化生产创造更完备的条件。
数控机床网络控制系统要更好的适应生产的需要,在传统DNC软件的功能基础上还需具备四个功能模块:NC程序管理模块、现场监控模块、远程监控模块以及基于Internet进行远程访问的数据通信部分。
功能模块
NC程序管理模块
NC程序作为加工过程中重要资源之一,对其进行高效的数据化管理已经成为DNC软件不可缺少的一部分。NC程序的管理根据管理目标对象,分为对程序进行生命周期内的管理和NC程序内部信息管理。
在本模块中对NC程序的整个生命周期进行了严格的管理,从NC程序的生成到消亡都提供一套严格的管理手段。在不同时期,对NC程序的状态可设置为编辑、审核、定型三种,其工作过程如图3所示。程序的最初状态是可以自由编辑的,经过审核後可以开始进行试加工。而程序一旦经试切验证完成后就到达定型状态,不能再进行编辑,直至消亡。
对NC程序的内部属性进行管理主要包括程序号、程序注释、零件图号、所加工的零件号、加工工序号、加工范围、机床、用户信息等进行管理。在本系统中可对程序根据图号、零件名称、工序、机床等进行多种条件的复合查寻,同时对加工程序编辑历程、所用刀具清单、工艺卡片等进行管理。
现场监控模块
现场监控模块是实现远程监控系统的基础。通过五类线或超五类线与具有以太网功能的数控机床直接联接,可以实现控制、监测和对数控机床的诊断。此外,目前市场上有一些软件生产商把只具有串口通讯功能的加工中心以以太网方式甚至是无线方式联接。这两种方式在本质上是区别于以太网联接的,它们只是通过转接口变换了联接方式,将串行数据转变成以太网方式传输,其通讯的瓶颈依然存在于串口通讯。但这种做法可以克服工厂施工条件恶劣、布线不便等问题。
本模块与CNC进行通讯,可以实时采集数控机床的加工状态、联网状态、刀具信息、操作履历,以及对刀具寿命进行管理。并且通过一定的权限确认,可以在线修改各种设备参数和运行参数,从而实现底层设备的完全监控。通过对采集到的工况数据进行处理,可以及时获取加工业绩、机床利用率等生产管理所需要的数据,如图4所示。
远程监控模块
远程监控模块是利用计算机技术和网络技术,提供广域范围内共享资源的平台,并为实时监测监控、故障诊断提供支持。用户可以随时通过网络查询设备运行状态以及设备现场的工况,对生产过程进行实时的远程监控,如图5所示。甚至可以将机床的梯形图传送至远程的控制主机,用梯形图实施机床故障的远程诊断。为保证生产的安全性,梯形图必须用密码保护,以防无关人员修改。
基于Internet的数据通讯模块
由于生产状况的千变万化,生产过程中会出现很多随机的情况,因此不同地点、不同部门的专业人员要对同一设备进行工作,就需要有一个自由交流的平台,通过网络实现信息交互、经验交流,最终实现设备的远程监控。本模块在基于网络技术的基础上,为客户提供了文字交流的平台,如图6所示。
FANUC系统的以太网功能是通过以太网卡或FANUC快速以太网卡遵循TCP/IP协议实现的。网络控制软件要与数控机床进行正常通讯,需进行以下设置:
设置控制计算机侧的TCP/IP协议;
设置CNC侧的以太网卡和内置以太网函数;
物理连接个人计算机和CNC。
JCSDNC(Ethernet)的应用
随着计算机技术的高速发展,传统的制造业开始了根本性变革,各工业发达国家投入巨资,对现代制造技术进行研究开发,提出了全新的制造模式。在现代制造系统中,数控技术是关键技术,它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前,数控技术正在发生根本性变革,由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上,数控系统实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上,综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术,数控系统实现了高速、高精、高效控制,加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数,实现了在线诊断和智能化故障处理;在网络化基础上,CAD/CAM与数控系统集成为一体,机床联网,实现了中央集中控制的群控加工。
长期以来,我国的数控系统为传统的封闭式体系结构,CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定,加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节,整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下,加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数,无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整,更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量,因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见,传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构,限制了CNC向多变量智能化控制发展,已不适应日益复杂的制造过程,因此,对数控技术实行变革势在必行。
2数控技术发展趋势
2.1性能发展方向
(1)高速高精高效化速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统,同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施,机床的高速高精高效化已大大提高。
(2)柔性化包含两方面:数控系统本身的柔性,数控系统采用模块化设计,功能覆盖面大,可裁剪性强,便于满足不同用户的需求;群控系统的柔性,同一群控系统能依据不同生产流程的要求,使物料流和信息流自动进行动态调整,从而最大限度地发挥群控系统的效能。
(3)工艺复合性和多轴化以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工,正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后,通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施,完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴,西门子880系统控制轴数可达24轴。
(4)实时智能化早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境,其作用是如何调度任务,以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天,实时系统和人工智能相互结合,人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展,而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展,由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域,实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展:自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统,在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能,在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制,使数控系统的控制性能大大提高,从而达到最佳控制的目的。
2.2功能发展方向
(1)用户界面图形化用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同,因而开发用户界面的工作量极大,用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用,人们可以通过窗口和菜单进行操作,便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。
(2)科学计算可视化科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据,使信息交流不再局限于用文字和语言表达,而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合,进一步拓宽了应用领域,如无图纸设计、虚拟样机技术等,这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域,可视化技术可用于CAD/CAM,如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。
(3)插补和补偿方式多样化多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补(非均匀有理B样条插补)、样条插补(A、B、C样条)、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。
(4)内装高性能PLC数控系统内装高性能PLC控制模块,可直接用梯形图或高级语言编程,具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实例,用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改,从而方便地建立自己的应用程序。
(5)多媒体技术应用多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体,使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域,应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化,在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。
2.3体系结构的发展
(1)集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片,可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用FPD平板显示技术,可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点,可实现超大尺寸显示,成为和CRT抗衡的新兴显示技术,是21世纪显示技术的主流。应用先进封装和互连技术,将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格,改进性能,减小组件尺寸,提高系统的可靠性。
(2)模块化硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求,将基本模块,如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块,作成标准的系列化产品,通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减,构成不同档次的数控系统。
(3)网络化机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网,可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行,不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。
(4)通用型开放式闭环控制模式采用通用计算机组成总线式、模块化、开放式、嵌入式体系结构,便于裁剪、扩展和升级,可组成不同档次、不同类型、不同集成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型单机封闭式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个具有多变量控制和加工工艺综合作用的复杂过程,包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因素,因此,要实现加工过程的多目标优化,必须采用多变量的闭环控制,在实时加工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式,易于将计算机实时智能技术、网络技术、多媒体技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体,构成严密的制造过程闭环控制体系,从而实现集成化、智能化、网络化。
3智能化新一代PCNC数控系统