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论文摘要:本文对机械自动化的产生及在我国的现状做了概述,在此基础上探索了我国机械自动化的发展之路。
引言
机械自动化,主要指在机械制造业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动生产过程,加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展,是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准,不仅影响整个机械制造业的发展,而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。
一、机械自动化的产生
机械自动化技术从上个世纪20年代首先在机械制造冷加工大批量生产过程中开始发展应用,上世纪60年代后为适应市场的需求和变化,为增强机械制造业对市场灵活快速反应的能力,开始建立可变性自动化生产系统,即围绕计算机技术的柔性自动化。它是在制造系统不变或变化较小的情况下,机器设备或生产管理过程通过自动检测、信息处理、分析判断自动地实现预期的操作或某种过程,并能够自动地从制造一种零件转换到制造另一种不同的零件。社会实践证明,这种定义下的制造系统自动化与当代大多数企业的实际不相容。目前,世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外,大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外,需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。
二、我国机械自动化的现状
机械自动化技术从上个世纪20年代开始发展应用以来,已经得到了迅速的发展,特别是近年来计算机的高度集成化,开始采用了计算机集成制造系统,大大加快了机械自动化的发展,但我国仍处于初级操作阶段的自动化。目前,世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外,大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外,我国的产业结构层次低。我国机械制造业目前有11.4万个企业,发展很不平衡,有大量落后于现代水准的产业,大部分企业还比较落后,手工劳动占有相当的比重,我国能独立开发现代机械自动化技术的企业可以说没有;我国机械制造业企业中自动化装备少、水准低,不仅在数量上同世界先进国家有较大差距,而且在品种上、质量上、使用上,同世界先进水准也存在阶段性差距。实现我国机械自动化技术是一个长期的过程,不可能一蹴而就。需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。当前,我国还处在社会主义初级阶段,经济、财力、生产力水准、国民素质等,与世界主要国家的差距是很大的;我国有丰富的劳动力资源,每年城镇新增就业人口达两千多万,且今后每年的就业人数还会增加。机械自动化最大限度地提高劳动生产率,劳动力的过剩和分工的转移就是一个现实问题。
三、我国机械自动化发展之路探索
(一)结合生产实际发展机械自动化技术
先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术,应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产,才能收到良好的技术经济效益和社会经济效益。我国发展机械自动化技术,应结合实际,注重实用,即对国民经济产生实际效益。那种盲目搞自动化、搞自动线的做法,全年生产任务只需1~2个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正,对国民经济不产生显著促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益,而不单纯是速度。国产造型生产线因产品质量差、可靠性低、实用性差,开工率一般仅在50%~60%。而能在生产中长期服役的主力生产线很少,像第一汽车制造厂的01线、第二汽车制造厂的BMD线等具有全年开工业绩的线更是凤毛麟角。这种现象不属偶然或局部,而是带有普遍性。据调查,我国引进的弧焊机器人,完全正常运转、充分发挥效益的只占1/3;另外1/3处于负荷不满或不能完全正常运转状态;还有1/3不能正常使用,直接影响了用户使用更多机器人的信心。(二)发展投资少、见效快的低成本自动化技术
发展低成本自动化技术,潜力大,前景广,投资省,见效快,提高自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果,适合我国现阶段的发展需要和国情。美国麻省理工学院提出的精节生产LP模式,就是以最小的投入,取得最大的产出的具体表现。日本丰田公司采用适时生产JIT、全面质量管理TQC和成组技术GT、弹性作业人数和尊重人性为支柱的精节生产方式,使自动化程度不高的工厂取得了良好的效益。芬兰NOKOAData机工厂的组装车间内拥有一条能制造286、386和486微机的灵活生产线,它并不完全由自动化设备组成,中间穿插着借助计算机指导的人工参与,将高新技术与原有工艺基础巧妙灵活地结合在一起,从而使这种生产线的造价较低,同时却具有柔性制造系统的性能。实际上精节生产本身就意味着从国情和企业实际情况出发,借鉴国外发展机械制造业低成本自动化技术的经验是有益的。我国机械制造业各企业有大量的通用设备,在发展现代机械自动化技术时,若以原有的设备为主,合理调整机床布局,添加少量的数控设备,引入CAD/CAM技术,就能充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性,共同构成一个以人为中心、以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统,为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。
(三)注重配套发展机械自动化技术
现代自动化技术在机械制造中的应用就是在控制理论的指导下,对生产的物流和人的作用进行综合的研究,涉及到机械技术、微电子技术、自动控制理论和计算机技术等。发展机械自动化技术,必须主要地关注电子学、电子计算机技术、零件检测和机床装料自动化,广泛采用程序数控机床,以及研制高效的和可靠的自动化生产线、计算机应用于生产的信息系统和自动化控制系统等。发展应用机械自动化技术,要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作,既要发展主机,也要配套发展自动化元件及控制系统。可编程控制器、微处理机、各种传感器、新型刀具、控制系统及系统软件、电子计算机等,这些都将是今后机械自动化的主要技术基础。
参考文献:
[1]马志平.机械自动化的未来与现状[M].北京:机械工业出版社,2003.5.
(一)、引言及相关背景
自动化在各行各业、各个领域都发挥了其巨大的作用,同时也走入了我们的家庭。随着电子技术的发展,家庭自动化时代的来临,消费电子产品(ConsumerElectronics)已与咨讯(Computer)、通讯(Communication)两项产品的技术结合在一起,成为目前所通称的3C产品,并使家用电子电器产品迈向家庭自动化(HomeAutomation)的方向。
随着全球经济的不断发展,我国的市场经济也飞速发展,人民生活水平不断提高,家庭自动化系统在美国以及国际市场都具有广阔的前景,在中国市场也是快速形成期,这些提高人类生活质量的产品将构成世界范围内后PC时代的新兴IT市场。
(二)、任务描述1、专案背景
项目名称:家庭自动化系统(HomeAutomationSystem,简称HAS)
项目委托单位:XXX智能家居设备公司
软件开发单位:兰州商学院06级计算机科学与技术(1)班软件开发小组
2、目的
本系统要求能够实现家庭住宅中各个设备的自动管理和人工个性管理,该系统能控制、监视和协调家电(如室内外照明、家庭保安系统、家庭环境控制系统、空调、电视机等)。该系统会在相应的时间内各个设备发出相应的指令,完成各个设备的自动化管理。该系统应该是可以适应变化的,因此,必须侦测环境的变化,而且通过识别本系统中的变化来转变,并且所识别出的变化应该在系统中被实现。系统可以是自动适应变化或是手工适应变化。系统控制的任何设备发生异常,必须通过适当的信息来通知用户并进行异常处理。该系统必须有一个数据库,内含所有该系统所控制的设备的信息,包括每一种设备连接到系统的日期,系统用户所的重要动作等信息。
3、运行环境
本系统是设备控制类系统,由主机通过相应的接口部件监听和控制各个硬设备。数据库服务器由SQLServer实现。操作系统:windows2000、windowsxp以上;数据库服务器端软件SQLServer2005。
(三)、功能描述
本系统由“灯光控制”、“保安控制”、“环境控制”、“家电控制”、“用户登录及管理”等各模块组成。
灯光控制:实现对室内外所有灯光的时间周期性控制和用户的直接控制;
保安控制:实现对室内外所有视频监控设备的周期性工作控制及异常处理,和防盗防火设备的控制及异常处理;
环境控制:实现对家庭环境设备(包括花园、阳台、室内温湿度报告)的时间周期性控制以及各设备的异常处理;
家电控制:实现对家庭中各个智慧家用电器的人性化控制及各设备的异常处理;
用户登录及管理模块:实现用户对各个模块中所用设备的时间周期性定义以及对各个设备的直接管理和控制。
二、可行性分析
(一)、可行性研究的前提
家庭是高薪技术的下一个前沿阵地。对家庭中遥控、自动化和娱乐的要求呈上升态势。消费者希望自己的日常生活更简便、更安全。当然,优秀的家庭自动化产品应给具有以下的特性:
(1)、标准化:家庭自动化产品应依照国际上流行的相关协议进行设计,充分保证各厂家产品间的兼容性和相互操作能力。
(2)、开放性:家庭自动化系统应该具有开放的协议,统一的接口。
(3)、模块化:采用模块化的设计可以适应各种场合的需要,保障用户的利益,并允许系统的逐步到位。
(4)、实用性:家庭自动化产品应该切实地为用户提供各种实用化的功能和服务。
(5)、普及化:家庭自动化系统应该面向低成本,高性能的目标设计,住户对价格较为敏感,所以智能住宅采用的技术要较为经济。同时,家庭自动化系统应该能最大程度兼容用户原有的电器设备,保护用户投资。
(6)、简洁易用:好的家庭自动化产品应该简便易用、用户接口友好,并且不需要使用者花上太多的精力就能掌握。
(二)、优越性
在国内家庭自动化是一个较新的概念,虽然越来越多的厂家开始投入到家庭自动化的来发和生产中,但是由于没有统一的标准,尚处于一家一户自行开发的局面。而随着房屋的商品化,从而加强了人们对居家的要求,希望一步到位或者具有开放的协议,统一的接口,这样来保证产品能不断地适应未来发展趋势,而本系统就是基于统一的标准和接口设计的,具有充分的发展潜力。
(三)、基本的数据流图
图1、HAS的基本数据流模型图
图2、HAS的一级数据流模型图
图3、HAS的二级数据流模型图
(四)、经济可行性
1、支出
构建系统时的金费主要有:用户在要购买日常生活中的家电及各种电子产品是花费一定数额的资金,在购买组成系统的一些小型物理器件时会有资金的支出。
2、效益
可以高效,快捷的管理生活家电设施,提高生活的质量。
3、收益、投资比良好、可行。(五)、技术可行性
本系统有许多不同的传感器,单片机和输出报警系统以及一些异常的自动处理系统和接入的各种家电设备组成。物理设备在市场上均有售,因此,物理设备上不用多考虑,我们主要实现将不同设备按照一定的结构连接起来,使之能够完成我们的预期目标
(六)、社会因素可行性分析
1、法律因素
申请法律保护或相关保险。
法律可行性是考虑要开发系统是否存在任何侵犯、妨碍和责任问题,用户操作可行性考虑待开发软件的运行方式在用户组织内是否行得通,现行管理制度、人员素质、操作知识是否可行。
由于在本系统中是有合同作为双方合作的基础,所以不会存在任何侵犯、妨碍和责任问题。即使存在了,也可以根据合同进行分析,一定有人会负责任,所以此系统完全可以进行开发。
2、用户使用可行性
本系统面向中高阶层的人们消费,主要用于用户实现对家电的统一管理,进行各种相关操作并对家电的状态进行实时检测。
由以上经济、技术、操作和法律四方面的分析可以看出,本系统的开发时机成熟,从多种角度考虑,都是可行的。
(七)、结论
经过以上经济可行性、技术可行性以及法律因素各个方面的研究分析得出,本系统可行。
三、需求分析
(一)、家庭自动化系统工作流程分析
(1)、在用户登录时进行检查,控制不同的用户使用系统的权限;
(2)、对用户的管理,包括对用户信息的增加、删除和修改;
(3)、对指定时间内的操作记录进行管理,包括查看操作记录、手工删除操作记录、记录一次操作以及对失效的记录进行自动清除;
(4)、查看设备的状态,包括对连接到系统控制中的所有设备的状态以及是否出现异常现象进行查看;
(5)、控制子系统接受主系统发送的信息;以及向主系统发送信息;控制子系统将主系统发送的信息,发送给指定的设备;
(6)、对设备进行监控,包括启动监控设备、停止监控设备、监控设备;
(7)、对系统中的设备进行管理,包括增加设备以及删除己经连接到系统中的设备;
(二)、家庭自动化系统需求分析
1、家庭自动化系统的非功能性需求分析
设计家庭自动化系统的目的是完成对家电产品以及相关设备的管理和控制,达到远程控制和使用家电设备的目的,其最终目的是提高人类的生活质量,因此需要具备良好的性能,满足实际工作的需要是十分必要的。
家庭自动化系统的具体性能目标如下:
(1)、系统的快速反应
家庭自动化系统首先要保证的就是系统的反应速度。在设计与实施中采用先进的网络技术和系统,并在应用软件的选择或编制中尽可能采用先进的技术,最大限度地提高系统的响应速度,以便于快速查询。
(2)、系统良好的可维护行和开放性
系统设计应面向未来的发展,提供各种必要的标准接口,以使用户可以根据需要随时添加必要的设备和系统,扩充系统功能。要充分考虑到家庭自动化的发展趋势以及不断变化。
(3)、充分保证系统的安全性
家庭自动化系统中设备的使用具有安全性要求,因此,必须建立一整套的系统安全保密措施,规定一系列访问系统的不同级别的权限,杜绝非法访问。
(4)、友好的人机界面
系统的用户不可能是专业的计算机技术人员,甚至对计算机了解甚少,所以要提供清晰、友好的系统接口,提高系统的可操作性和人机交互功能,最大限度地方便用户的使用。同时系统应能提供的方便的联机再现帮助功能。
(5)、考虑家庭自动化系统中设备发生变化以后的集成
家庭自动化要实现真正的信息化,必须考虑以后系统的集成问题,这样才能使系统不至于很快的就被淘汰。
2、家庭自动化系统的功能模块分析
家庭自动化系统旨在开发出一个符合人类生活需求的家庭自动化模拟系统,该系统主要分为五个子系统:用户登录子系统,灯光控制子系统,家电控制子系统,环境控制子系统和保安控制子系统。
(三)、数据描述1、静态数据
系统中预存的各种标准数据。
2、动态数据
(1)、输入数据
系统所采集的各个实体设备的信息流。
(2)、输出数据
经过各个子系统处理后的对应到各种设备的具体操作的信息流。
3、数据词典。
数据名称:家庭自动化系统
简述:由系统管理员来负责对连接在系统中的各种家电实施具体动作。
数据条目:
系统管理要求=[用户管理|灯光控制|家电状态监测|环境监测|保安控制]
用户管理=登录+用户信息+用户权限
灯管控制=室内灯光+室外灯光
家电状态监测=接入家电数目+家电功能+家电当前状态
环境监测=温度+湿度+调节
保安控制=门窗监控+视频监控
数据文件={用户管理+灯光控制+家电状态监测+环境监测+保安控制+核心子系统+日常报表|文件}
数据量:2000次/天
峰值:每天18:00—20:00有1000次
图4、HAS的层次方框图
图5、家庭自动化系统的数据流图
四、总体设计
(一)、处理流程
(1)在用户登录时进行检查:控制不同的用户使用系统的权限。
(2)对用户的管理:包括对用户信息的增加、删除和修改。
(3)对指定时间内的操作记录进行管理:包括查看操作记录、手工删除操作记录、记录一次操作以及对失败的操作记录进行自动清除。
(4)查看设备的状态:包括对连接到系统控制器中的所有设备的状态以及是否出现异常现象进行查看。
(5)控制子系统接受主系统发送的信息;以及向子系统设备发送信息;控制子系统将子系统发送的信息发送给指定的设备。
(6)对设备进行监控:包括启动监控设备、停止监控设备、监控设备中。
(7)对系统中的设备进行管理:包括增加新设备以及删除已经连接到系统中的设备。
(二)、总体结构和模块外部设计
在应用系统总体设计中,以Servlets为前端控制器,负责管理用户的登录,以及数据的获取等。以会话Bean实现系统的工作流,将会话Bean作为一个外观,来封装应用程序的业务逻辑,业务逻辑再通过实体Bean组件来操作相关数据,从而形成HAS系统的总体结构体系。
图6、系统总体设计结构
(三)、接口设计1、用户接口
本系统的用户界面如下所示:
SHAPE\*MERGEFORMAT
图7、用户登录界面
2、外部接口
本系统采用基于C/S模式的系统主机和系统终端的结构,接口设备不仅要完成系统主机与各个终端之间的标准化物理连接之外,还要完成数据在系统主机和各个终端之间的传送。故接口采用集成式、标准化的设备来完成,实现其功能。
(四)、数据结构设计
1、数据库三级模式结构
数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由外模式、模式和内模式三级构成。
其中模式也称逻辑模式,是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述,是所有用户的公共数据视图。外模式也称子模式或用户模式,它是数据库用户(包括应用程序员和最终用户)看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述,是数据库用户的数据视图,是与某一应用有关的数据的逻辑表示。内模式也称存储模式,它是数据物理结构和存储结构的描述,是数据在数据库内部的表示方式。数据库的三级模式是对数据的三个抽象级别,它把数据的具体组织留给DBMS管理,使用户能逻辑的抽象的处理数据,而不必关心数据在计算机中的具体表示方式与存储方式。为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系与转换,数据库系统在这三级模式之间提供了两层映像:外模式|模式映像和模式|内模式映像。正式这两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。
影响一个系统性能的主要因素是数据库性能和客户端程序设计,所以进行数据库的设计与整个系统的性能、升级等都息息相关,在数据库设计时,要考虑的主要原则有:
(1)、命名的格式规范:为了便于系统适应不同的数据库,数据库中各种对象的命名应采用大小写敏感的形式。
(2)、索引的使用:合理使用索引,如表的规模不大、表需要频繁更新、以及查询字段不确定时,尽量不用索引。
(3)、数据的一致性和完整性:为了提高系统的响应速度,合理的冗余是必要的,所以设计时,要用有效手段保证数据的一致性和完整性。
(4)、数据库性能的调整。
2、主要表结构
将对象模型映射成数据库模型,也就是向数据表转换。转换方式如下:
(1)、一个对象类可以映射为一个以上的库表,当类间有一对多的关系时,一个表也可以对应多个类。
(2)、关系的映射可能有多种情况,但一般映射为一个表,也可以在对象类表间定义相应的外键。对于条件关系的映射,一个表至少应有三个属性。
(3)、减少表之间的冗余字段。
(4)、映射后的表进行冗余控制调整,使其达到合理的安息范式,一般达到3NF即可。
在映射应用对象时,除关系映射规范化后可能出现一对多的表映射外,大多数应用对象与表对象是一一对应的。可以将规范化处理后,有一个应用对象映射出来的多个表看成一个数据库对象。因此当部分应用需求变更时,首先,系统修改可以不涉及需求不变更的部分,其次,变更部分的修改可以基本上只限于追加或删除程序模块或追加新库表,而基本上不必修改原有程序代码或原有库表定义,从而大大减少了工作量,降低了工作难度。
根据对系统所进行的分析,以及对未来系统的扩展考虑,确定数据库中的主要数据表有以下几个:
表1、用户信息表(user–info)
(五)、运行设计
(1)、系统用户或者一般用户通过登录程序Login登录到HAS系统中。
(2、用户通过菜单(主菜单main;以及用户菜单user;家电设备管理菜单appliance;操作记录日志管理菜单log)选择要执行的操作。
(3)、用户从子系统传送过来的请求,通过服务器端控制程序HASServer进行解析,并且发送到相应的类,并将处理结果返回给主系统。
(六)、出错处理设计
当系统在执行中间发现有异常情况发生或被要求执行异常操作,系统要能自动检测到并进行相应的处理或形成报告返回给用户进行相关处理会恢复操作。
1、出错输出信息
在系统进行完相关解析后形成日志保存,并有提示信息被显示给用户或系统操作员。
2、出错处理对策
(1)、联机事务处理(OLAP)是建立在TCP/IP协议上,有多阶段事务处理响应控制,保证事务处理前后台一致性。
(2)、数据库处理事务失败自动回滚技术,保证数据库表的数据一致性和完整性。
(3)、重要数据的校验检查。
(4)、各个子系统的操作监控,异常情况报告;并提供报表等跟踪记录。
(5)、提供友好的用户界面和帮助信息及配合严格的检查,减少用户出错机会。
五、详细设计
(一)、软件结构
图9、系统用例图
(二)、程序描述
面向对象程序设计的基本思想
(1)、面向对象的由来和发展
对象代表着待处理问题中的一个实体,在处理问题过程中,一个对象可以以某种形式与其他对象通信。从概念上讲,一个对象是既包含数据又包含处理这些数据操作的一个程序单元。类用来描述特性相同或相近的一组对象的结构和行为。该语言还支持类的继承,可将多个类组成为层次结构,进而允许共享结构和行为。
后来出现的Smalltalk语言是第一个比较成功的面向对象语言,对后来面向对象语言的发展产生过重大影响。该语言丰富了Simula中类和对象的概念,信息也更加隐蔽,程序设计就是向对象发送信息。20世纪80年代以后,面向对象的程序设计语言广泛应用于程序设计,并且有许多新的突破。特别是随着操作系统和软件项目日益庞大,人们日益需要一种更高效的开发方式,这更加推动了面向对象语言的发展。
(2)、面向对象的要素
面向对象的系统包含了3个要素:对象、类和继承,这3个要素反映了面向对象的传统观念。面向对象的语言应该支持这3个要素。首先,应该包括对象的概念。对象是状态和操作的封装体,状态是存储操作结果的。满足这一点的语言被认为是基于对象的语言。其次,应该支持类的概念和特征,类是以接口和实现来定义对象行为的样板,对象是由类来创建的。支持对象和类的语言被认为是基于类的语言。最后,应该支持继承,已存在的类具有建立子类的能力,进而建立类的层次。支持上述3个方面的语言称为面向对象的语言。
(三)、功能
本系统由灯光控制、保安控制、环境控制、家电控制、用户登录及管理等各模块组成。
灯光控制:实现对室内外所有灯光的时间周期性控制和用户的直接控制;保安控制:实现对室内外所有视频监控设备的周期性工作控制及异常处理,和防盗防火设备的控制及异常处理;环境控制:实现对家庭环境设备(包括花园、阳台、室内温湿度报告)的时间周期性控制以及各设备的异常处理;家电控制:实现对家庭中各个智慧家用电器的人性化控制及各设备的异常处理;用户登录及管理模块:实现用户对各个模块中所用设备的时间周期性定义以及对各个设备的直接管理和控制。
本系统将采用面向对象程序设计的基本思想编写各个模块的程序,实现其应用的各项功能。
(四)、程序逻辑
图10、用户登录模块程序流程图
图11、灯光控制模块程序流程图
图12、家电控制模块程序流程图
(五)、接口
本系统采用基于C/S模式的系统主机和系统终端的结构,接口设备不仅要完成系统主机与各个终端之间的标准化物理连接之外,还要完成数据在系统主机和各个终端之间的传送。故接口采用集成式、标准化的设备来完成,实现其功能。
(六)、测试要点
本系统的最终实现是将各个信号作用于各个实体,即各个家电设备包括照明灯、空调、洒水喷头、门窗监听器、摄像头等具体设备。所以系统测试时,可模拟具体设备的状态信号,将这些模拟的状态信号作用于本系统中,达到测试的目的。
六、软件测试
(一)、测试计划
1、测试方案
本系统的最终实现是将各个信号作用于各个实体,即各个家电设备包括照明灯、空调、洒水喷头、门窗监听器、摄像头等具体设备。所以系统测试时,可模拟具体设备的状态信号,将这些模拟的状态信号作用于本系统中,达到测试的目的。
2、测试项目
主要对各个控制子系统进行模拟测试,包括灯光控制子系统、家电控制子系统、环境控制子系统和保安控制子系统。
(二)、测试用例
1、输入
输入各种模拟设备所能出项的所有信号量值,查看系统反馈。
2、输出
首先列出对应的输入所预期的系统输出值,再从系统中获取的实际值做比较,分析误差。
3、允许偏差
给出实测结果与预期结果之间允许偏差的范围。
(三)、评价
最终经测试得出本系统良好。
七、总结和展望
(一)、总结
针对目前国内的现状,房屋的商品化,人民的生活水平日益提高,信息化产业深入到各行各业,智能家具的要求越来越高,人民希望生活在一个以住宅为平台、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。本系统就是利用先进的计算机技术将与家居生活有关的各种设备、家电有机地结合在一起,通过统筹管理,让家居生活更加舒适、安全、有效。通过该系统可以模拟对空调等家用设备的控制。
本课题创建一个系统控制的家庭自动化系统HAS。是家庭自动化系统的一个原型。该系统能控制、监控和协调家电(如空调、洒水装置),同时该系统能适应变化的。通过识别出HAS中的变化来转变,而且所识别出的变化应该在系统中被实现。本中系统用自动适应变化和手工适应变化两种方式来实现。对于发生了故障的家电,系统通过适当的信息来通知进行故障处理。
(二)、展望
该系统还存在一系列需要优化和改善的地方,如该系统能实现的家电控制目前仅仅添加了三种家电,而且家庭自动化系统不仅仅要实现对家电和设备的管理,还应该能够和其他系统进行连接。如小区的报警系统等。以及火警的监控等。系统对硬件方面涉及较少,如家居系统的布线等。
希望本系统的进一步开发能使国内企业在生产过程中,缩短研制周期,加快产品上市时间,减小前期投资风险,从而在激烈的市场竞争中取得优势地位。同时希望本系统的开发能起到一个抛砖引玉的作用,在不久的将来,市场上能看到国内厂商生产的优秀的自动化产品。
参考文献
[1]李云洪.《家庭自动化系统的研究与实现》[A].同济大学工程硕士学位论文,2006
[2]张海藩.《软件工程导论》[M].北京:清华大学出版社,2008.2-5
1.1输油管道仪表自动化技术人员的素质较低。为了满足国内外石油市场的发展需求,生产出环境友好型、污染物排放量少的石油产品,石油化工企业需要建立适量生产高价值、高质量的石油产品生产体制。由于石油产品需要进行深度加工,加工程序比较复杂,石油化工企业需要对输油管道仪表自动化技术提出更高、更新的要求,这与现阶段输油管道仪表自动化技术人员的素质不高相悖,极大地影响了石油在储运过程中效率和质量的提高。
1.2输油管道仪表自动化技术单一。目前大多数的石油化工企业多采用单一的仪表自控系统,这使得石油化工企业在进行输油过程中极易形成孤岛式的自动化控制和信息管理格局。随着石油市场竞争的日益激烈和经营规模的不断扩大,为了增强石油化工企业的竞争优势,及时、准确地为丰富石油化工企业的输油管道仪表自动化技术进行决策服务十分重要。否则不能使石油化工的经营决策转变为生产操作成果。此外,输油管道仪表自动化技术的计算机控制系统和信息综合系统的应用开发不能得到有效协调,传统的DCS会使炼油化工企业的输油效率较低。
1.3输油管道仪表自动化技术操作不规范。现代石油化工企业的操作要求越来越高,输油管道仪表自动化技术的管理信息量也越来越大。由于现代炼油化工企业主要采用仪表自动化设备直接控制输油管道的生产装置的运行状态,而技术操作人员在对仪表自动化技术进行操作过程中往往不按照科学的操作规范,尤其是忽视了对输油管道仪表自动化设备的维修工作,使得石油化工企业在进行输油过程中经常出现自动化仪表设备使用寿命短,输油效率低,维修检测输油管道仪表自动化设备的成本高、仪表自动化设备的投入所占的份额越来越大等问题,给石油运输带来了损失性的滞后被动维修,不利于提高石油化工企业的经济效益和社会效益。
2完善仪表自动化技术在输油管道的发展策略
2.1加强对输油管道技术人员的定期培训。为了加强对输油管道技术人员的定期培训工作,石油化工企业应当加强专业知识的宣传和教育工作,对燃气管道技术人员、石油和天然气长输管道技术人员、石油和天然气集输管道技术管理人员和操作人员进行定期考核工作,加强技术操作人员之间的技术交流工作和技术探讨工作。这样不仅有利于提升石油化工行业的经济效益,还有利于提高我国石油化工企业仪表自动化的应用水平,使其适应石油化工工业发展的需要。同时还应当加强与石油化工仪表自控系统技术发展较快的国际石油化工企业的技术交流和合作,尤其要突出发展输油管道仪表自动化技术在先进输油管道控制技术的实用化、仪表数字化和计算机网络技术、信息综合技术等方面的创新。
2.2建立网络化、集成化、智能化的仪表自控系统。随着我国社会主义市场经济的快速发展,为了建立网络化、集成化、智能化的仪表自控系统,石油化工企业必须完善与天然气的生产配合工作,通过相互提供原料与半成品,达到最大化地提高经济效益和社会效益的目的。现阶段,应当摒弃运作结构传统单一的自动化控制技术,推进网络化、智能化、集成化、系统化的新型运作模式,强化自动化仪表的控制技术和数据统计技术,促进石油化工输油管道自动化仪表各项功能的健康、持久、稳定发展。
2.3规范输油管道仪表自动化技术操作流程。为了规范输油管道仪表自动化技术操作流程,提高我国石油化工企业仪表自动化技术的应用水平,尤其要突出发展仪表计算机网络技术数字化、先进控制技术的实用化和计算机信息系统综合化。仪表自动化技术操作人员应当严格遵守仪表技术操作手册的相关规定,尤其是加强仪表维护管理系统、上位机系统和人机操作站的节点控制。仪表自动化技术操作人员还应当加强对现场仪表的工位号、材料、量程、精度、运行状况的记忆和研究,使其能够深入熟悉现场仪表的全部运行情况。
1报警
将供、配电系统中的自动化技术与移动客户端相结合,内嵌手机短消息报警装置,从而能够对供、配电系统的状态进行监控管理,一旦出现问题,能够在第一时间通知运行人员及管理人员,对设备问题及时处理,避免电器设备发生故障。在自动化系统中支持各种综合自动化监控单元通讯接口,实现在线操作,获取断路器及隔离开关的实时状态信息,当状态信息不对应时装置报警。
2全方位数据采集与指令管理
在集控站自动化系统中,各站安装了微机保护、测控一体化设备以及其它的电子设备,采用分层式网络结构实现通信管理机与设备的数据交换,而且该系统配置了数字录音系统,能够对调度指令进行存储、记录、录音以及查询,具有全方位数据采集的特点,具有良好的扩充性与维护性。
3炼油供、配电系统中集控站自动化技术的应用特点
3.1综合操作屏操作直观
采用嵌入式技术支撑的综合操作屏能够将传统的常规控制屏、信号显示屏于一体,从而在同一界面下实现信号显示、遥控以及模拟操作功能,操作人员能够对设备进行有效操作,因为炼油供、配电低通需要频繁的对设备进行操作,采用传统的控制技术需要更多的人力资源。采用集控站自动化技术,能够通过屏幕对配、供电设备进行监视、模拟与操作,在可视的情况下实现遥控控制。
3.2确保操作唯一性
集控站自动化系统的建设能够进行远程控制、后台操作与管理,在运行过程中,一旦进行某项操作,必须禁止其它操作。采用集控站自动化技术,采用电子码钥匙进行控制管理,能够确保操作的唯一性,避免多箱操作引发双系统错误。相比于传统的“五防”逻辑判断的方式实现闭锁,集控站自动化技术能够通过设备状态数据的采集进行逻辑判断,并且采用接点串连闭锁技术,具有遥控、强制性闭锁的功能,能够确保系统安全、稳定地运行,有效杜绝站间防误闭锁、雷击等影响。
3.3预演、操作、告警图像联动
集控站自动化系统能够对遥控操作进行判断,通过模拟或操作现场设备时,从而最大限度地发挥系统功能。采用自动化系统能够对设备进行自动跟踪与定位,提升培训的有效性,当出现告警事件时,系统能够调出相应区域的参数及图像,从而更加直观地了解系统的情况。
4结语
掘进机自动截割可通过实时获取截割头空间位置坐标、自动截割导航和截割轨迹实时调整来完成,并利用数控加工技术、运动控制技术和传感器技术来实现。掘进机在巷道中的工作位置分为对心和偏心两种状态,处于后一种状态时掘进机受到不平衡倾覆力矩影响,振动和噪声都很大,故应采用前一种状态。通过合理设置截割断面参数和切割轨迹参数确保截割头按照预设轨迹完成截割。再利用DSP运动控制器实现闭环控制,以提高系统控制精度。例如截割断面尺寸的确定,首先根据理论截割范围,即以回转台为中心的切削球面在巷道横断面上的投影,也就是一个圆形,只要实际截割范围在该圆形内,掘进机都能在改变工作位置情况下完成一个工作循环的截割。将截割参数存于DSP内,就能确定工作路线及工作循环次数。
2.掘进机自动纠偏技术
掘进机在完成截割落煤、装煤和运煤一个循环,进行下一个自动截割之前要进行自动纠偏操作,使掘进机沿巷道中心线前进。掘进机前行是否满足设计要求,主要通过方向和位置进行判别。判断掘进机方向的元件是三维电子罗盘仪,通过检测掘进机行进方向与地磁正北方向的夹角,即可确定掘进机中性线与巷道设计中心线角度偏差,再利用激光指示仪指向,可控制掘进机沿设计目标前进。判断掘进机中性线与巷道设计中性线位置偏离的执行元件是超声波测距传感器,左面设置2个,右面设置3个。利用超声波回声测距以及精确测量时差就能够测出传感器与目标之间的距离,再通过二轴倾角传感器检测机身与水平面之间的俯仰角以及机身侧倾角控制掘进机沿有利位置前进。利用行走马达、比例电磁阀及PLVC控制单元可调整掘进机行进方向和位置。
3.掘进机煤岩识别技术
煤层和岩石硬度上的差别反映在掘进机截割负荷的差异,具体到截割作业,截割煤层与截割岩层时截割电机的电流、旋转油缸压力、升降油缸压力以致速度等参数都会发生改变,依据同一巷道截割不同层面下煤与岩石的参数值,就可以对煤、岩界面进行判别。截割过程中底板、顶板和两帮可依据这个原则进行识别。例如沿底板截割时,如果截割轨迹在底板以上范围遇到的岩石可判断为夹矸,这种情况下可通过控制电磁比例阀降低进给速度继续截割;而在底板以下范围遇到岩石可判断为底板,可不断抬高截割头进行水平截割尝试,直至发现煤层。
4.掘进机监控技术
掘进作业过程中,通过对施工现场进行实时监控,可及时而准确掌握工作面信息(如孔隙水压力、掘进速度等),再经过计算机模拟,为工作人员作出合理决策创造条件。自动监测一般依靠上位机采集可编程控制器数据,再由组态软件实现监测,其功能包括参数显示、数据存储与处理、屏幕显示等。上位机采用PC机,下位机采用现场从站和PLC控制系统。再利用相关软件实现人机交互、地表沉降量预测等功能。
5.掘锚一体化技术
传统临时支护施工采用“一掘一支”即掘进与支护分开进行的方法,严重影响综掘效率,而且工人劳动强度大,操作安全系数低。掘锚一体化技术就是在掘进机上配套锚护装置,不退机完成顶帮锚杆(锚索)支护。该装置由顶架、升降油缸、伸缩油缸、分流集油阀、换向阀及管路等组成,利用掘进机自身的液压系统,通过液压阀切换到支护油路完成支护操作。支护完成后,再通过液压阀切换到掘进作业油路。支护操作不干扰掘进作业,切换简捷可靠。
6.运输自动化技术
一般在掘进工作面工作室对输送机进行集中控制,由控制器对掘进机状态、带式输送机电机开关、除尘风机开关等信号进行联锁控制,利用多功能终端采集输送机机尾跑偏、堆煤、电机电流、温度、速度等数据,根据设定的控制模式,出现故障时控制器自动作出包括急停、扩音电话通知等控制功能,实现运输自动自动化。
7.通风监控系统
掘进工作面通风安全是煤矿安全生产中的重要环节,为了在地面就能及时准确地了解各工作面的通风状况,并进行实时监控,需要应用自动化控制技术。控制模式有多种,现举一例说明。监控系统分为地面集控中心、智能通风控制子站、终端设备三个层级。地面集控中心作为控制系统的核心,主要负责各工作面通风设备相关监测数据的分析和处理,并实时显示工作面瓦斯浓度分布信息以及通风风量、风速信息。智能通风控制子站由光纤交换机、隔爆光端机、PLC控制器等组成,可以进行数据采集、通信和对通风机进行控制。终端设备用来采集工作面温度、风量、风速、瓦斯浓度以及通风机电压、电流等信息,并根据智能通风控制子站的指令控制通风机开度或电机转速等。
8.自动探水、排水技术
透水事故是重大恶性事故,危害十分严重。在巷道掘进到断层、裂隙、溶洞时可能发生突然大量涌水现象,所以掘前要对可能突水地段进行探测。探测之后,可以掘进一定距离,然后再进行探测和掘进。这个过程对生产效率影响较大,若能自动测距、自动启停作业,对提高掘进效率和作业安全性是有帮助的。在掘进机上安装激光追踪仪,距掘进机一定距离的支架上安装3D传感器,再在控制柜内设置PLC控制系统。根据设定的探水距离和掘进距离,每掘进到设定距离掘进机自动停止作业,探水并重启掘进程序后才能继续下一轮作业。这个技术可能算不上自动化程度很高的技术。下面这个例子可实现无人值守自动排水,其原理是设计由隔爆型液位控制器、电极、低压防爆开关和水泵组成的排水系统。电极用于探测液位,并始终没于水中。当水位达到液位上限后,液位控制器动作,延时后自动启动水泵抽水。同时设置各种保护动作和紧急情况下手动操作功能,防止排干水后电机继续运转而损坏水泵。
9.结语
1.变电站技术的自动化变电站是电力系统中的重要部分,变电站中电气自动化技术的应用,主要是将计算机和通讯技术结合在一起,对数据信息进行集中处理和分析,并重组优化变电站设备和电力系统。这种技术对各个系统的互连配置进行了简化,操作起来更加方面快捷,满足了电网自动化建设的要求,另外数据监控的利用时微机保护功能进一步完善,并且还能有效识别处理系统内单元模块的故障,实现电力系统的安全、稳定运行。
2.配电网技术的自动化配电网技术的自动化技术主要运用在改造城乡的配电网上,目的是进一步实现电网的自动化,解决城乡自动化系统中的问题,促进电网的发展,这样才有利于确保电网运行的平稳安全,提高企业的经济效益。通过运用电气自动化技术能对用户计量表进行数据分析,及时排查出故障,减少切点情况的发生,降低用电量损失。另外,利用系统检测能计算出线路线损,保证线路运行更加通畅。
二、电力工程中电力自动化技术的应用
1.现场总线技术几年来,现场总线技术逐渐兴起,并在电力工程中起着不可或缺的作用。现场总线技术,不仅有利于实现智能自动化装置和控制器之间的连接,还有利于解决电气设备与高级控制系统间的信息传递问题。具体来说,这项技术就是将传感器和监测系统所获得的信息参数传递到计算机上,计算机通过分析数据模型,显示出电网的运行状态以及故障,然后利用布线技术将最终指令传送到控制设备上,进而实现电力系统的控制功能。现场总线技术优势是,利用信息技术就能对电力系统的现场设备进行远程操作,这样就大大降低了管理难度,而且有利于技术人员分析不同渠道的供电数据,以此全面掌握用户的用电需求,制定出行之有效的电力营销策略。
2.主动对象数据库技术作为电力自动化关键技术之一,主动对象数据库技术给软件工程造成了非常大的变革,也影响着软件的开发与利用。在电力工程中,主动对象数据库技术是一种监控技术手段,可以主动对电力系统的运行进行监督控制,以提高供电的可靠性,还有利于降低对信息数据的处理和计算速度,这样处理电力数据的成本也就大大减少了。采用对象技术和触发机制,可以实现对数据库的自动监控,而且信息数据在处理之后能够提高准确率和利用价值,这样相关技术人员就能对数据进行恰当处理,操作使也有了更加准确的数据资料可以参考。目前随着计算机信息技术的更新与发展,数据库技术也得到了更加复杂和全面的功能,更多先进的设备进入电力自动化建设,有利于提升电力系统的自动监视与控制功能,进而满足工业生产和生活的需要。
3.光互连技术在继电和自动控制系统中,光互连技术运用得比较广泛,这种技术主要是利用探测器功率限制电力扇出数,提升电力系统的集成度,并且不存在信道对带宽的限制,有利于实现重构互连,另外光互联技术的干扰性比较强,能使数据传输更加便捷。而电子传输和电子交换技术的运用,不仅有利于拓展互联网络,还能促进编程结构的不断改善,让电力系统的灵活性得到增强。除此之外,光互连技术还具备强大的数据处理能力,可以通过搜集和分析电力系统的数据资料,及时找到出现故障的位置,以提高电力故障的处理效率,尽可能避免因故障带来的不必要损失,这样才能提高电力服务的质量。光互连技术还有非常强的数据处理功能,在技术使用方面更具灵活性,产生的画面也更为清晰,为电力调度人员开展电力调度工作提供了参考标准和依据,因此在电力系统中被广泛运用。
三、结束语
本文主要是针对模具在板材成型加工领域的应用进行了研究,板材成型并不是片面的只是平面板材,常见的薄壁型材例如管装型材都是属于板材加工的范畴的,板材成型具有十分悠久的发展史,它的发展是同各个行业的制造需求紧密结合在一起的,像汽车、航空以及航天等重要的领域会包括着大量的板材加工零部件,这些行业的不断发展促使的板材成型的技术要不断惊醒提升和改进,随着我国经济的不断发展,对汽车行业的产量要求不断提高,对质量的要求同样也是不可或缺的,同时,在航空航天领域也要保持在国际领先的地位,因此,对板材成型的技术需求愈加强烈,这就促使了这一技术不得不向前创新与发展,传统的板材成型技术在很大程度上已经不能够继续满足这些行业的迫切需求,随着计算机技术的迅猛发展,板材成型技术的发展也寻找到了契机,那就是与计算机技术相互融合产生新的技术,模具的自动化技术因此也就应运而生,在板材成型领域也的确取得了巨大的经济效益。
2模具设计自动化发展趋势
CAD/CAM/CAE等技术是随着计算机技术的发展而逐渐出现的,并且在模具设计与制造行业得到了普遍的应用,随着新世纪的到来,各个国家的经济逐渐融为一体,模具行业作为工业的一个基础支撑行业必然会朝着自动化的方向不断发展,这样才能在全球化的工业领域中起到其自身的重要作用,随着各个国家的工业发展联系更加紧密,模具行业不单单只是局限的某个国家,大多数情况下是需要多国外某些行业提供先进的模具产品,这不仅对模具的设计水平、制造质量以及制造效率提出了更高的要求,而且还推动着模具的自动化的进一步向前发展,只有这样才能够适应不断发展的经济。当前,模具的自动化发展趋势主要可以概括为以下几个主要方面,下面分别进行详细的研究。
2.1模具产品发展将大型化、精密化
随着模具自动化技术的不断发展与进步,模具的产品也出现了两个十分重要的发展方向,也就是模具的大型化发展与精密化发展,所谓大型化发展并不是指单个模具的尺寸逐渐变大,而是指将多个零件的模具集中到一个模具上进行生产,也就是一个模具往往会有多个模具腔,这样就可以提高零件的生产效率,模具的精密化与模具的大型化并不是冲突的,它是与零件的微型化有着一定的关系的,模具的精密化主要是为了提高产品的
2.2模具标准件的应用将日渐广泛
模具的自动化发展的主要目的之一就是为了提高模具的制造效率,传统的模具制造行业对于每个新的产品都要单独设计模具然后再去加工,加工过程中还要对模具的质量进行监测,这样大大降低了效率,模具标准件的出现可以使得一部分模具不用再去重新设计,通过将某些模具的组成部分设计成标准化的模块并制定出相应的国家或行业标准,对于模具的自动化发展具有很大的推动作用。
2.3在模具设计制造中将全面推广CAD/CAM/CAE技术
随着计算机技术的出现并应用到模具领域,模具设计的开始出现自动化的发展趋势,各种先进技术包括CAE、CAD、CAM以及CNC都被应用到模具的设计和制造,目前许多的计算机辅助设计的软件在模具的设计过程中可以直接对模具的加工过程生成完成并且可靠的数控加工程序,不仅提高了模具加工的效率,而且提高了模具加工的质量。随着工业的不断发展,CAD/CAM/CAE等相关领域的应用软件成本也开始逐年降低,从而降低了许多中小型企业的门槛,这几项技术作为模具自动化发展技术的里程碑,推动了模具发展质的飞跃。
3模具设计的自动化
模具设计的自动化是一个比较完整的生产模具的过程,通过CAD软件对模具进行设计的周期中,可以不断对所设计的模具进行质量上的改进,找出设计过程中存在的问题并且进行修正,对于实际中应用的模具对其进行信息的完整收集然后将其体现在CAD模型之中,并可以在企业内部进行文件的共享从而几种多名设计人才的智慧对设计的模具进行改进,最后可以生成模具的生产文件,实现整个模具设计到制造的自动化过程。
3.1输入产品模型,生成高质量实体模型
在模具设计与制造的自动化过程中,模具的产品模型输入是最为基础的一个步骤,只有得到十分完整的实体模型才可以保证整个模具设计过程的可靠性,然而当前的状况就是常用的一些造型软件虽然在造型方面具有很好的使用功能,但是在进行数据交互的过程中往往会出现一系列的问题,在进行数据交互过程中最容易出现问题的部分就是曲面部分,很容易出现数据丢失的现象,因此在进行数据交互的过程中就需要对导入的产品模型进行相应的处理过程,处理过程大多数情况是针对的造型公差,当造型间隙相对公差较大的情况下常常采用的造型处理方法有两种,一种方法称为愈合处理,另一种方法是公差处理模型,前一种方法的应用比较受限,并不是所有的情况都可以用该方法进行处理,后一种方法是在实际应用中使用较多并且最终效果也比较好的处理方法,因此常常采用该方法。
3.2完备产品模型
在模具设计与制造的自动化过程中,模具的产品模型的完备是模具厂家需要完成的一个十分重要的步骤,之所以还需要对设计好的模型进行完备是因为许多模型在设计的过程中是不需要将整个模型完整地绘制出来的,有时候仅仅给出模具的一个简单的外观,而内部的结构则需要模具的厂家进行细化,这种情况在汽车行业比较普遍出现,就算设计人员最终给出的产品的模型是完整的,模具厂家也需要完成另一部分工作,那就是将模具进行分离,也就是分为型芯和型腔两个部分,只有这样设计出的模具才能够进行使用,因此,不管设计人员最终给出的产品的模型是不是完整的,该模型都需要进行不得处理,也就是模型的完备。
3.3产生模具
在模具设计与制造的自动化过程中,模具的产生是在产品模型完备以后需要进行的下一个步骤,在模具的产生过程又可以细化为两个部分,一部分就是型芯和型腔的产生,这是模具的主要部分,另一部分就是模架等附件,又可以称之为模具的辅助部分,很多模具设计的人员希望通过实体造型的CAD应用软件来完成这项工作,然后在实际操作中往往是不能够完成的,这是因为模具产生设计过程中应用到最多的就是曲面造型这一功能,而这些现有的应用软件往往很难达到使用的要求。
3.4加工准备
模具加工前的准备是在模具设计与制造的自动化过程最后一个关键步骤,这一步骤同样十分关键,它既涉及到模具的设计,也涉及到模具的制造,整个模具的生产过程并不是单一的切削就可以完成的,有时候还需要特殊的加工方式来进行配合,最常见的就是放电加工,对于需要切削加工的表面需要选择对应的刀具来进行加工,而对于需要放电加工的表面就比较复杂,首先需要对放电加工的部分设计对应的电极模型,这一步骤有时候会占据整个模具设计的大部分时间,而电极模型的设计原理就是对需要进行加工的部分进行求逆的过程。
3.5板材成型模具设计
自动化的模具设计时可以遵循上面阐述的四个步骤,此外还需要得到一些材料的特性参数、与模具相关的边界条件以及速度均方差的计算方法等等。其中,vi是考察截面上i节点处的流动速度,v是所有考察节点的平均速度,n是考察节点总数。
4结论
1.提高自动化专业本科毕业设计质量的若干对策
2.自动化专业毕业实习模式的实践与探索
3.电气工程及其自动化专业毕业设计研究
4.略论高职自动化专业毕业设计的改革
5.电气工程及其自动化专业毕业设计选题的探讨
6.农业机械化及其自动化专业本科毕业设计改革探索
7.基于项目导向的自动化专业毕业设计模式研究——以钦州学院为例
8.提高电气工程及自动化专业毕业设计质量探讨
9.提高自动化专业毕业设计质量的研究与实践
10.应用型本科机械设计制造及其自动化专业毕业设计选题研究
11.新形势下自动化专业毕业设计的研究与实践
12.探索提高热工自动化专业毕业设计教学质量
13.MATLAB在电力系统自动化学生毕业设计中的应用初探
14.基于ASP及VBA技术实现毕业论文格式规范自动化
15.自动化专业毕业设计模式探讨
16.机械设计制造及其自动化专业毕业设计的改进措施探索
17.提高电气工程自动化专业毕业设计质量的方法
18.关于电气工程及其自动化专业毕业设计大纲的探讨
19.高职自动化专业学生毕业实践的探讨
20.应用型本科自动化专业毕业设计运行机制的创新研究与实践
21.仿真技术在自动化专业毕业设计教学环节中的应用
22.应用型本科院校自动化专业毕业设计(论文)的探索与实践——以太原工业学院自动化专业为例
23.提高自动化专业毕业设计质量的方法研究
24.浅淡电气自动化专业高职毕业没计
25.机械设计制造及其自动化专业毕业设计的改进措施探索
26.利用网络资源与计算机仿真技术突出创新能力的培养——电气自动化专业毕业设计教学改革的实践
27.试论技工院校电气自动化专业高技班开展毕业设计
28.对自动化专业毕业设计的经验总结与思考
29.如何做好应用型本科院校自动化专业的毕业设计
30.农机化及其自动化专业毕业论文与科研结合效果探讨
31.自动化专业本科毕业设计现状分析与新模式探索
32.工科毕业设计新模式的探索与实践——以华北电力大学自动化系为例
33.谈电力系统及其自动化专业的毕业实习与设计
34.机械设计制造及其自动化专业毕业设计的改进措施探究
35.高校自动化专业毕业实习的探讨
36.基于就业能力提升的自动化专业毕业实习教学改进
37.提高工科自动化专业本科毕业设计(论文)质量的实践与探索
38.地方农业院校机械类专业本科毕业设计教学探析——以农业机械化及其自动化专业为例
39.高职电气自动化专业毕业设计指导方法探索与实践
40.高职机械制造与自动化专业毕业设计模式改革与实践
41.机械设计制造及其自动化专业毕业设计改革探讨
42.电力系统厂站及调度自动化综述
43.微生物自动化分析仪的毕业实习带教初探
44.电气自动化技术专业卓越技师毕业设计作品化改革与实践——以山东劳动职业技术学院为例
45.自动化和建环专业联合开展毕业设计的教学改革实践
46.基于工作过程的电气自动化专业毕业设计教学模式探讨
47.提高工科高校学生毕业设计质量的改革与探索——以自动化专业为例
48.CAD技术在电气工程及其自动化专业毕业设计中的应用
49.浅谈自动化专业本科生毕业设计(论文)指导规范化
50.机械设计制造及其自动化专业毕业设计成绩评定质量的研究——以常州工学院为案例
51.机械设计制造及自动化专业毕业设计的实践及思考
52.工程教育专业认证背景下培养目标和毕业要求的制定——以广东石油化工学院电气工程及其自动化专业为例
53.电气工程与自动化专业毕业设计改革的探索与实践
54.电力系统及其自动化专业实习与毕业设计环节改革探析
55.电气工程及其自动化专业毕业设计选题的探索与实践
56.提高电气工程及其自动化专业毕业设计质量的研究与实践
57.基于CDIO的电气工程及其自动化专业毕业设计改革探索
58.不变与应变——自动化专业毕业设计的再思考
59.电力系统及其自动化专业毕业实习教学模式探讨
60.自动化仪表专业毕业设计的改革实践
61.MATLAB在自动化专业毕业设计中的应用
62.高职高专电气自动化专业毕业设计方案研究
63.高职焊接技术及自动化专业毕业设计存在的问题与对策
64.以实际生产工艺过程作为自动化专业毕业设计题目的思考
65.电力系统及其自动化专业毕业设计改革的探讨
66.毕业设计与毕业分配挂钩新的教学模式 记92届电气自动化专业毕业设计
67.工企自动化专业毕业设计指导工作的研究
68.谈中专自动化专业的毕业设计
69.自动化专业新形势下毕业设计过程与质量研究
70.电气工程及其自动化专业毕业设计中的问题及改进措施
71.电气工程及其自动化专业毕业实习改革探索
72.电子束离子束专业结合毕业实践研制用于生产自动化仪表零件的电子束焊机
73.机械设计制造及其自动化专业毕业实习的改革
74.机械设计制造及自动化专业毕业设计模式的教学改革
75.毕业设计过程中学风因素及治学方略研究——以机械设计制造及其自动化专业为例
76.本科毕业设计过程中学生创新能力培养的实践和思考
77.工业自动化专业毕业设计注重能力培养的实践
78.高职电类专业毕业设计选题探讨
79.本科毕业设计过程管理平台的设计与实践
80.基于学科平台开展本科毕业实习的改革与实践
81.实验室自动化系统应用对检验医学本科生实习的影响与对策
82.加强实践教学,提高本科生毕业设计能力
83.毕业设计过程中如何培养独立学院学生的创新能力
84.“变电站综合自动化”教学实践
85.医院药房自动化管理系统应用进展
86.人工与自动化双分拣区系统品项分配优化
87.机械自动化技术的应用研究
88.基于配电网自动化的多Agent技术在含分布式电源的配电网继电保护中的研究
89.基于不同接线模式的馈线自动化实现方式
90.自动化炒青绿茶生产线的设计与应用
91.薄煤层综采工作面自动化技术综述
92.馈线自动化自适应快速保护控制方案
93.滚筒采煤机自动化与智能化控制技术发展及应用
94.国外图书馆自动化系统市场发展状况研究
95.正念训练的去自动化效应:Stroop和前瞻记忆任务证据
96.电力自动化技术的新发展
97.软件测试自动化技术应用研究
98.基于数据驱动的软件自动化测试框架
99.省级气象计量检定业务自动化系统
100.办公自动化系统的应用
101.压力容器焊接自动化技术的现状与发展
102.薄煤层综采自动化配套装备开采技术
103.电气自动化控制设备可靠性探究
104.自动化装配设备的总体设计
105.配电自动化
106.探讨220kV变电站综合自动化系统的应用
107.机械制造及其自动化的发展趋势分析
108.电气自动化控制设备可靠性探究
109.从国内外建设经验探讨广州配电自动化建设模式
110.槟榔包装的自动化生产线设计
111.我院基于整体设计的自动化药房建设
112.配电自动化实用化关键技术及其进展
113.云计算环境下图书馆自动化系统发展探索
114.电气自动化技术在电力系统中的运用浅谈
115.基于CAN总线的船舶自动化系统研究与设计
116.基于SMART准则的配电自动化建设效果评价体系研究
117.基于Android的自动化测试的设计与实现
118.电气自动化在电气工程中的应用
119.自动化综采工作面概念探讨
120.任务复杂度对自动化意识的影响
121.探析智能型机械自动化应用趋势
122.自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用
123.软件自动化测试概述及应用工具分析
124.试论化工自动化控制的发展趋势
125.基于IEC61850国际标准的配电自动化系统应用研究
126.远动控制技术在电力系统自动化中的应用
127.智能配电网馈线自动化发展及展望
128.图书馆自动化开源系统的市场可行性研究
129.国内石油钻机自动化技术现状与建议
130.变电站综合自动化系统的选型
131.IEC61850在高级配网自动化中的应用
132.机械自动化技术的应用与发展前景的探索
133.智能电网发展的机制及其对电网自动化技术的影响
134.变电站自动化技术的未来发展(一)——电力市场与协调型自动化
【关键词】:机械自动化 发展 技术 发展
目录
摘要......................................................1
1 如何发展机械制造自动化技术..............................4
1.1实用机械自动化技术.....................................4
1.2低成本机械自动化技术...................................4
1.3现代机械自动化技术.....................................5
1.4配套发展机械自动化技术..................................6
2 机械制造技术的特点......................................7
2.1机械制造技术是一个系统工...............................7
2.2机械制造技术是一个综合性技术...........................7
2.3机械制造技术是市场竞争要素的统一体.....................7
2.4机械制造技术是一个世界性技术...........................8
3 机械自动化在我国的特点及作用............................8
3.1机械自动化的特点.......................................8
3.2机械自动化的作用.......................................8
4 机械自动化的产生........................................9
5 机械自动化的现状........................................9
5.1管理方面...............................................9
5.2设计方面..............................................10
5.3制造工艺方面..........................................10
5.4自动化技术方面........................................10
6 机械自动化的发展历程...................................10
7 机械自动化的发展趋势和方向.............................11
7.1机械自动化的发展趋势---农业自动化.....................11
7.2我国机械制造技术的发展方向............................11
结论.....................................................14
致谢.....................................................15
参考文献.................................................16
1 如何发展机械制造自动化技术
首先先介绍机械自动化技术的应用与发展是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。就如何发展机械制造自动化技术从四方面进行阐述。
机械自动化, 主要指在机械制造业中应用自动化技术, 实现加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动生产过程, 加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展, 是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准, 不仅影响整个机械制造业的发展, 而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。
如何发展我国的机械自动化技术, 应实事求是, 一切从我国的具体国情出发, 做好各项基础工作, 走中国的机械自动化技术发展之路。
1.1 实用机械自动化技术
结合生产实际, 注重实用发展机械自动化技术。先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术, 应以企业的生 产和发展的实际需要及具体条件为导向。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产, 才能收到良好的技术经 济效益和社会经济效益。我国发展机械自动化技术, 应结合实际, 注重实用, 即对国民经济产生实际效益。那种盲目搞自动化、 自动线的做法, 全年生产任务只需1~2 个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正, 对国民经济不产生显着促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益, 而不单纯的是速度。
1.2 低成本机械自动化技术
关键字:归档,恢复,带库,存储池,策略域,层次存储管理
1.引言:
带库是理论上的无限量存储,适用于大容量视频数据的存储,在视音频服务器基础之上增加带库存储是一种更加高效安全的方式。
2.系统优势分析:
2.1可靠性:视频节目以数字的形式存储,不会象传统的录象带存储方式那样因为天长日久而有损失或失真;同时采用的多级故障自恢复技术,可以保证任一个服务器坏了,均可以用其余的视音频服务器把丢失的数据毫无损失的恢复出来,保证安全播出。
2.2效率:带库读出的数据通过SCSI通道进入带库管理系统,并行地按20MB/S存入缓冲区,然后通过DataMover把并行数据转换成串行的16OMb/S,再通过数据分配器,分别到100Mb/S自适应网络通道上进入视音频服务器。此种方式的速度是普通方式的3-20倍,若用12Mb/S播出方式,可达3-10倍的素材归档和恢复速度。
2.3跨平台:HDTV,SDI的MPEG-2的压缩数据流或DVB、ATSC的数据流均可按规定的格式正确地解读,装载到视音频服务器上用于播出。带库仅仅是存储数据,从带库至视频服务器的数据流通道并不改造数据。在我们早期准备的过程中发现不管是普通的VCD文件还是DVD文件,异或是MPG格式,均可正常播放,但是在传送的过程中,不可以对视频文件进行压缩,否则文件会丢失或由于另一种策略导致文件增大许多,不能达到预期的效果。
2.4管理策略:多种管理策略以保证存储的安全与有效,比如层次存储管理是把归档池,备份池,空间管理池,磁盘池按一定的层次进行存储,如果某个存储池空间不够,那么文件将直接存储到它的下一个层次存储池,这样就避免当某个存储池由于空间不足而造成的文件丢失或损坏。策略域管理,它定义归档/备份文件的保存时间,当再次归档/备份时是否将原来的文件覆盖,存储的目的地是哪一个存储池,存储过程中文件可否更改,归档/备份文件与哪种管理类相联系,当存储池中所存储的文件占用已达到总容量的多少才将文件转移到带库中。这些都是策略域规定好的,并不需要人手动执行,非常高效方便。
2.5网络化播出:充分利用现有的互联网络的优势,通过网络把素材完全共享,让一个客户端上载的素材供多个用户使用,这样的系统也会易于扩充。在网络上传输速度每秒可达1.5MB,感觉就象使用本地机器一样。通过网络存储管理服务,提供自动的,中心预定的,策略管理的备份,归档及空间管理。这样不仅可以提高工作人员效率,减少人力物力,保证节目的播出效果,还可对节目进行安全有效的管理。
3.系统实现方案:
此套系统是在视音频服务器的基础上增加了带库服务器,还有相关的数据库服务器。
3.1软件平台:服务器端是:WindowsNTServer4.0,SybaseSystem11,TivoliStorageManager。工作站端是:WindowsNTWorkstation,SybaseSystem11,VisualC++6.0,Delphi4.0,Infopower4.0。
3.2硬件平台框架图:
3.2.1主备服务器
它是网络中心数据库。由众多的数据模型组成。为了保证高可靠性,采用了双机热备份方式。主备机运行时互相实时检测。任何一台服务器出现故障时,可完成自动检测,自动切换,再线修复。
3.2.2主备播出机
为了保证高可靠性,每个播出频道均采用主备播出机同步播出控制。主备播出机在未进行播出前,它与服务器网络相连,可以服务器中调出播出表单,也可在播出机上现做播出单,一旦主备播出机开播,播出站自动与网络断开,网络中的任何异常均不会影响播出控制的正常进行。
3.3.3.准备站
可有多台准备站。它主要完成以下几项任务:视音频服务器和档案库中的素材是大量的。可达几万或十几万条索引素材库管理维护,如何维护管理,方便使用极为重要。准备站中有专门的素材库管理,提供了素材的编辑、检索、预览等功能,更好的管理资产,最大限度的发挥投资效益。或把带库中的素材根据播出需求上载到视音频服务器中,用于准备播出。
4.软件包功能模块举例:数据上载软件包(VTR驱动、素材信息入库)
5.软件界面介绍:界面一,素材之间进行交换,使用两个视音频服务器可以减少素材的多次上载,提高空间利用率。界面二,素材归档,把目前不需要的视频素材传送到带库中,等到将来需要的时候再重新上载。归档过程如下,文档管理系统接受自动播出系统的归档命令后,首先在视频服务器中查找要归档的文件,并作好归档准备;向数字中心存储带库查询空间,并检索是否有重复的归档文件;建立读写DMA处理;归档处理。完毕后,向自动播出控制系统返回应答信号。界面三是素材恢复,把在带库中存在而视频服务器上目前没有的素材送回视音频服务器恢复数据过程与归档动作序列是类似的,区别在于数据的方向是从数据中心存储带库进入文档管理系统缓冲区,再从该缓冲区进入视音频服务器。事实上,归档与恢复过程可并行同时进行。
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align=center>素材间交流界面
素材归档界面
素材恢复界面
6.结束语:为了提高播出效率,自动化控制,网络化播出是未来发展的趋势,它不仅在可靠性上,而且在中心控制、数据共享、多频道播出、使用便捷等众多方面均比单机自动播出控制具有绝对优势。网络化自动播出控制系统,它可同时兼容模拟和数字的播控系统。国内北京有线电视台已经采用它,在国外大中电视台已得到广泛应用,也必将在国内逐步普及。
参考书目:
[1]刘松海著《VisualC++编程指南》国防工业出版社出版社1998.10
[2]IBMCorp著《TivoliStorageManagerOnlineInformation》IBMCorp2000.7
[3]国家广播电视总局《有线电视数字技术教程》有线电视技术杂志社2000.6
[4]夏云著《现代计算机网络技术与应用》科学出版社1998.11
[5]MarcoCantu著王辉译《Delphi高级开发指南》电子工业出版社1998.8
[6]Microsoft著希望图书创作室译《MicrosoftSQLServer6.5程序员指南》科学出版社1997.10
[7]微软公司著希望图书创作室译《MicrosoftWindowsNT4.0核心技术》宇航出版社1998.1
[8]董隽著《Delphi4使用与开发指南》人民邮电出版社1998.11
论文摘要:文章要介绍的是变电站综合自动化系统的发展趋势和重要性,提出了变电站综合自动化基本概念,并对系统结构、通讯方式和能实现的基本功能及变电站自动化的发展前景进行分析。
一、概述
电网是一个不可分割的整体,对整个电网的一、二次设备信息进行综合利用,对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。变电站综合自动化是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平,降低运行维护成本,提高经济效益,向用户提供高质量电能服务的一项措施。随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高科技的飞速发展,一方面综合自动化系统取代或更新传统的变电站二次系统,已经成为必然趋势。另一方面,保护本身也需要自检查、故障录波、事件记录、运行监视和控制管理等更强健的功能。发展和完善变电站综合自动化系统,是电力系统发展的新的趋势。
二、系统结构
目前从国内、外变电站综合自动化的开展情况而言,大致存在以下几种结构:
(一)分布式系统结构
按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备,将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。系统结构的最大特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。分布式模式一般按功能设计,采用主从CPU系统工作方式,多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力,解决了CPU运算处理的瓶颈问题。各功能模块(通常是多个CPU)之间采用网络技术或串行方式实现数据通信,选用具有优先级的网络系统较好地解决了数据传输的瓶颈问题,提高了系统的实时性。分布式结构方便系统扩展和维护,局部故障不影响其他模块正常运行。该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构,较多地使用于中、低压变电站。分布式变电站综合自动化系统自问世以来,显示出强大的生命力。目前,还存在在抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上的问题等。
(二)集中式系统结构
集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其I/O接口,集中采集变电站的模拟量和数量等信息,集中进行计算和处理,分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能,后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。目前国内许多的厂家尚属于这种结构方式,这种结构有以下不足:
前置管理机任务繁重、引线多,降低了整个系统的可靠性,若前置机故障,将失去当地及远方的所有信息及功能。
软件复杂,修改工作量大,系统调试烦琐。
组态不灵活,对不同主接线或规模不同的变电站,软、硬件都必须另行设计,工作量大并且扩展一些自动化需求的功能较难。
(三)分层分布式结构
按变电站的控制层次和对象设置全站控制级——变电站层(站级测控单元)和就地单元控制级——间隔层(间隔单元)的二层式分布控制系统结构。也可分为三层,即变电站层、通信层和间隔层。
这种结构相比集中式处理的系统具有以下明显的优点:
可靠性提高,任一部分设备故障只影响局部,即将“危险”分散,当站级系统或网络故障,只影响到监控部分,而最重要的保护、控制功能在段级仍可继续运行;段级的任一智能单元损坏不应导致全站的通信中断,比如长期霸占全站的通信网络。
可扩展性和开放性较高,利于工程的设计及应用。站内二次设备所需的电缆大大减少,节约投资也简化了调试维护。
三、常见通讯方式
目前国内常采用以太网通讯方式,在以太网出现之前,无论RS-232C、EIA-422/485都无法避免通信系统繁琐、通讯速度缓慢的缺陷。现场总线的应用部分地缓解了便电站自动化系统对通信的需求,但在系统容量较大时依然显得捉襟见肘,以太网的应用,使通讯问题迎刃而解。常见的通讯方式有:
双以太网、双监控机模式,主要是用于220-500kV变,在实现上可以是双控机+双服务器方式,支撑光/电以太网;单以太网,双/单监控机模式;双LON网,双监控机模式;单LON网,双/单监控机模式。
四、变电站自动化系统应能实现的功能
微机保护:是对站内所有的电气设备进行保护,包括线路保护,变压器保护,母线保护,电容器保护及备自投,低频减载等安全自动装置。各类保护应具有下列功能:故障记录;存储多套定值;显示和当地修改定值;与监控系统通信。根据监控系统命令发送故障信息,动作序列。当前整定值及自诊断信号。接收监控系统选择或修改定值,校对时钟等命令。通信应采用标准规约。
数据采集及处理功能:包括状态数据,模拟数据和脉冲数据
状态量采集。状态量包括:断路器状态,隔离开关状态,变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号、事故跳闸总信号、预告信号等。目前这些信号大部分采用光电隔离方式输入系统,也可通过通信方式获得。模拟量采集。常规变电站采集的典型模拟量包括:各段母线电压、线路电压,电流和有功、无功功率值。馈线电流,电压和有功、无功功率值。
事件记录和故障录波测距。事件记录应包含保护动作序列记录,开关跳合记录。
变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现,一是集中式配置专用故障录波器,并能与监控系统通信。另一种是分散型,即由微机保护装置兼作记录及测距计算,再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。
控制和操作功能。操作人员可通过后台机屏幕对断路器,隔离开关,变压器分接头,电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备,在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。
防误闭锁功能。系统的自诊断功能
系统内各插件应具有自诊断功能,并把数据送往后台机和远方调度中心。对装置本身实时自检功能,方便维护与维修,可对其各部分采用查询标准输入检测等方法实时检查,能快速发现装置内部的故障及缺陷,并给出提示,指出故障位置。
数据处理和记录。历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容,它包括上一级调度中心,变电管理和保护专业要求的数据,主要有:
断路器动作次数;断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数;输电线路的有功、无功,变压器的有功、无功、母线电压定时记录的最大,最小值及其时间;独立负荷有功、无功,每天的峰谷值及其时间;控制操作及修改整定值的记录。
根据需要,该功能可在变电站当地全部实现,也可在远动操作中心或调度中心实现。
人机联系系统的自诊断功能。系统内各插件应具有自诊断功能,自诊、断信息也像被采集的数据一样周期性地送往后台机和远方调度中心或操作控制中心与远方控制中心的通信。
本功能在常规远动“四遥”的基础上增加了远方修改整定保护定值、故障录波与测距信号的远传等,其信息量远大于传统的远动系统。还应具有同调度中心对时,统一时钟的功能和当地运行维护功能。
论文摘要:文章要介绍的是变电站综合自动化系统的发展趋势和重要性,提出了变电站综合自动化基本概念,并对系统结构、通讯方式和能实现的基本功能及变电站自动化的发展前景进行分析。
一、概述
电网是一个不可分割的整体,对整个电网的一、二次设备信息进行综合利用,对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。变电站综合自动化是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平,降低运行维护成本,提高经济效益,向用户提供高质量电能服务的一项措施。随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高科技的飞速发展,一方面综合自动化系统取代或更新传统的变电站二次系统,已经成为必然趋势。另一方面,保护本身也需要自检查、故障录波、事件记录、运行监视和控制管理等更强健的功能。发展和完善变电站综合自动化系统,是电力系统发展的新的趋势。
二、系统结构
目前从国内、外变电站综合自动化的开展情况而言,大致存在以下几种结构:
(一)分布式系统结构
按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备,将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。系统结构的最大特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。分布式模式一般按功能设计,采用主从CPU系统工作方式,多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力,解决了CPU运算处理的瓶颈问题。各功能模块(通常是多个CPU)之间采用网络技术或串行方式实现数据通信,选用具有优先级的网络系统较好地解决了数据传输的瓶颈问题,提高了系统的实时性。分布式结构方便系统扩展和维护,局部故障不影响其他模块正常运行。该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构,较多地使用于中、低压变电站。分布式变电站综合自动化系统自问世以来,显示出强大的生命力。目前,还存在在抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上的问题等。
(二)集中式系统结构
集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其I/O接口,集中采集变电站的模拟量和数量等信息,集中进行计算和处理,分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能,后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。目前国内许多的厂家尚属于这种结构方式,这种结构有以下不足:
前置管理机任务繁重、引线多,降低了整个系统的可靠性,若前置机故障,将失去当地及远方的所有信息及功能。
软件复杂,修改工作量大,系统调试烦琐。
组态不灵活,对不同主接线或规模不同的变电站,软、硬件都必须另行设计,工作量大并且扩展一些自动化需求的功能较难。
(三)分层分布式结构
按变电站的控制层次和对象设置全站控制级——变电站层(站级测控单元)和就地单元控制级——间隔层(间隔单元)的二层式分布控制系统结构。也可分为三层,即变电站层、通信层和间隔层。
这种结构相比集中式处理的系统具有以下明显的优点:
可靠性提高,任一部分设备故障只影响局部,即将“危险”分散,当站级系统或网络故障,只影响到监控部分,而最重要的保护、控制功能在段级仍可继续运行;段级的任一智能单元损坏不应导致全站的通信中断,比如长期霸占全站的通信网络。
可扩展性和开放性较高,利于工程的设计及应用。站内二次设备所需的电缆大大减少,节约投资也简化了调试维护。
三、常见通讯方式
目前国内常采用以太网通讯方式,在以太网出现之前,无论RS-232C、EIA-422/485都无法避免通信系统繁琐、通讯速度缓慢的缺陷。现场总线的应用部分地缓解了便电站自动化系统对通信的需求,但在系统容量较大时依然显得捉襟见肘,以太网的应用,使通讯问题迎刃而解。常见的通讯方式有:
双以太网、双监控机模式,主要是用于220-500kV变,在实现上可以是双控机+双服务器方式,支撑光/电以太网;单以太网,双/单监控机模式;双LON网,双监控机模式;单LON网,双/单监控机模式。
四、变电站自动化系统应能实现的功能
微机保护:是对站内所有的电气设备进行保护,包括线路保护,变压器保护,母线保护,电容器保护及备自投,低频减载等安全自动装置。各类保护应具有下列功能:故障记录;存储多套定值;显示和当地修改定值;与监控系统通信。根据监控系统命令发送故障信息,动作序列。当前整定值及自诊断信号。接收监控系统选择或修改定值,校对时钟等命令。通信应采用标准规约。
数据采集及处理功能:包括状态数据,模拟数据和脉冲数据
状态量采集。状态量包括:断路器状态,隔离开关状态,变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号、事故跳闸总信号、预告信号等。目前这些信号大部分采用光电隔离方式输入系统,也可通过通信方式获得。
模拟量采集。常规变电站采集的典型模拟量包括:各段母线电压、线路电压,电流和有功、无功功率值。馈线电流,电压和有功、无功功率值。
事件记录和故障录波测距。事件记录应包含保护动作序列记录,开关跳合记录。
变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现,一是集中式配置专用故障录波器,并能与监控系统通信。另一种是分散型,即由微机保护装置兼作记录及测距计算,再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。
控制和操作功能。操作人员可通过后台机屏幕对断路器,隔离开关,变压器分接头,电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备,在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。
防误闭锁功能。系统的自诊断功能
系统内各插件应具有自诊断功能,并把数据送往后台机和远方调度中心。对装置本身实时自检功能,方便维护与维修,可对其各部分采用查询标准输入检测等方法实时检查,能快速发现装置内部的故障及缺陷,并给出提示,指出故障位置。
数据处理和记录。历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容,它包括上一级调度中心,变电管理和保护专业要求的数据,主要有:
断路器动作次数;断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数;输电线路的有功、无功,变压器的有功、无功、母线电压定时记录的最大,最小值及其时间;独立负荷有功、无功,每天的峰谷值及其时间;控制操作及修改整定值的记录。
根据需要,该功能可在变电站当地全部实现,也可在远动操作中心或调度中心实现。
人机联系系统的自诊断功能。系统内各插件应具有自诊断功能,自诊、断信息也像被采集的数据一样周期性地送往后台机和远方调度中心或操作控制中心与远方控制中心的通信。
本功能在常规远动“四遥”的基础上增加了远方修改整定保护定值、故障录波与测距信号的远传等,其信息量远大于传统的远动系统。还应具有同调度中心对时,统一时钟的功能和当地运行维护功能。
在一定周期内会反复出现,产生原因是由于设备中某一单一零件产生问题或者是失效而造成。暂时性故障是指自动化通信设备所产生的故障时间短暂,但是会对设备的正常运行造成较大的影响,产生原因是由于零件性能下降或者是接触不良等造成的。
2检修过程的先后顺序
2.1先分析思考,后着手检修
在对自动化通信设备检查的时候,工作人员需要对在脑海中形成相应的检查思路,要有大致的维修方案再经认真研究以后才可以开始维修。通常情况下出现事故时一开始是毫无头绪存在,因而需要技术人员对其进行排查工作,再进行综合整理,根据实际情况和数据结果进行相应的探讨,对于出现的问题要进行具体化分析,尽可能地避免事情出现复杂化,降低维修难度系数。
2.2先外后内
在任何时候随意打开机箱这个操作是不对的,在操作之前肯定要首先给出初步的判断,只有在排除外部设备、连线是否接好的前提下才可以开始对机箱的内部进行检修,从而降低了拆卸工作量[3]。
2.3先机械部分,后电子部分
首先应该对机械元器件进行检修,检验其完整性能,然后再对电子电路的结构和机电的一体化进行检查,这样才能提高检修效率。只能在断电的前提下对电路进行检修,检修之后才可以接通电源。这是最为基本的安全知识,同时也是原则性问题,必须时刻牢记,以免出现安全事故。
3检修方法
3.1直接观察法
直接观察法大体可以分为两种情况:①接电情况下;②不接电情况。我们第一步需要做的是不接电观察,充分利用人体的感觉器官对其进行关键插件进行检查,看是否有零件松动、接触不良、焊铁脱落、元件腐蚀或者是变色变焦、电源出现短路、过流或者是保险丝出现熔断现象。仔细检查机械内外部各个元器件准确无误之后再接通电源,观察机内是否有冒烟、打火或者是声音异常现象,若是出现上述问题即应该立刻将电源关掉,同时也可以对机箱进行敲打,看接触是否存在问题,也可以用手去感知可疑的元器件,判断是否有过热现象,从而根据元器件的温度来辨别出现的问题[4]。
3.2测量法
该方法较为简单直接,我们可以通过对故障现象观察从而判断出故障位置所在,借用测量工具,更进一步的判断出故障出现原因,从而辅助故障被解决。较为常见的测量方法有电压检查法、电阻检查法以及电流检查法。我们常常将测量元器件两端工作电压和正常电压对比看作是电压检查法。电阻检查法则是指对元器件自身电阻值进行测量来判断故障,它能够对检修开路、短路现象和确定故障有明确实效。电流检查法则是用电流表来检查工作电流,该方法较为不便,因而较少使用[5]。
3.3插拔法
①将出现故障的设备和与其连接设备电源的连线拆开,然后在合上故障设备电源开关,若是故障消失,则对连接设备和连接线进行检查看是否存在短路现象,若存在,则对其进行排除;若无,便需要对故障设备本身进行检查。②将故障设备内所存在的插件全拔出,若故障消失,则说明故障出现某个插件板上。若是故障依旧存在则说明设备电源存在故障,需对其进行修检。③找出确切插件板,按照故障现象和性质来诊断出具体破坏的集成块或电子元器件。
3.4试探法
将正常的插件板或者是良好的组件将存在有故障疑点的插件板或者是组件替换掉,该方法称作是试探法。该方法常运用在调试和检修中,若是短时间内未能弄清故障原因,使用该方法可以使得实施方案更为简单、直接,效率高。若是存在严重故障时,比如说烧机现象,但未能明白对象时,该方法不适用。原因在于出现故障的插件板很有可能存在破坏性,能够使得被换上的新插件板被损坏。
4结论
对计算机而言,其各个领域都有多媒体技术的参与,从图形学、通信、算法、并行处理到信息检索、数据与文件结构,都离不开新型多媒体技术。从新型多媒体技术要素出发可以有更多的突破和进展,而主要的技术要素包括以下四个方面。
(1)对数据进行压缩编码。要针对立体声、彩色运动视频画面及三维图形来进行处理,这实现了对多种媒体信息交互处理,让信息实现了数字化处理。在用多媒体技术进行计算机存储和传输时,其要求是十分严格苛刻的。对多媒体进行信息压缩编码可以很大程度满足计算机这一要求,而随着当前科技的发展,多媒体技术也更能够适应个人计算机。
(2)多媒体操作系统。利用新型多媒体技术将多样的信息来进行同步传送。只要有适合的操作系统,就能够与多媒体技术相结合,完成多任务及声面同步控制和管理功能,并多媒体的设备驱动程序与应用程序接口功能,数据压缩和恢复功能。例如对多媒体CAI系统软件其核心就是操作系统,其可以管理硬件、软件资源,并协调多媒体计算机组织运行,增强系统的处理能力,通过对人机接口的提供,让用户更方便地使用,让系统功能得到扩充。
(3)多媒体写作系统。该系统是将多媒体计算机和用户交流形成良好的界面,并让多媒体信息及设备有更为高层次的控制管理活动。该系统还为用户提供了多媒体应用的制作和演示,更为人性化地开发和研制,使得新型多媒体技术走向了更为实用化的道路。
(4)Hyper技术。Hyper起源于hyper-text,这是可以进行浏览和大量文本、图像的翻阅,新型多媒体技术可以让用户进行自由、丰富的信息交流,Hyper是对人大脑思维模式进行联想,并可以进行信息转移,这项技术使得新型多媒体技术信息自动化处理能力得到了大大的增强,其当前也在国际上正在进行hyper-text等标准协议的制定,这也为hyper技术在以后更好地推广和应用奠定了坚实的基础。
2新型多媒体技术在自动化中的应用
新型多媒体技术使得计算机与人的交互界面更为流畅和自然,这也在办公自动化中有着广泛的应用,并代表着人们对舒适、便利的更高追求。其具体的主要应用方式有这样几种。
(1)可视电话的应用。在办公自动化中,可视电话可以将相距较远的人员通过看到对方的形象,并进行语音通话的形式来进行信息的传递。可视电话可以拉近人们的距离,并更有助于办公高效化进行。
(2)多媒体邮件传输。新型多媒体邮件可以让用户随时随地的进行信息的接受和发送。当接受邮件的用户不在线或信息可以被延迟发送,并不要求进行交互传递时,发送者可以对特定的邮件进行建立、编辑和审定,并存入一个邮箱系统中,这样使得接受者读取邮件更方便。
(3)电视会议。电视会议是利用多媒体终端来实现不同地方的用户进行直接和实时的交流,并可以同时获得文字、数据、声音和图表等信息,在虚拟的会议网络中实现面对面交流,并更自由地进行问题的讨论。在新型多媒体技术的应用中实现了更为智能化的自动化办公。
(4)编辑出版。对新型多媒体技术利用其终端进行电子报纸的选定。可以更为方便的获取市面行情和产业界的动态新闻。新型多媒体技术还改变了传统的出版社惯有的书籍编辑,其在进行终端阅览时更为形象生动地展现信息的内容。如与哺乳动物相关的出版物,其可以生动地表现出哺乳动物的事物、生长环境、迁移、繁衍、叫声、外貌等情况。
3结语
1计算机自动化技术在广播发射中的应用
1.1对广播发射实施发射监控技术
计算机自动化技术具有远程监控功能,该功能不仅可以对广播发射机房的运行情况和动态变化进行远距离监控,还能够把所获得的调查信息传出给传送部门进行监管,根据信息进行广播发射发展的未来预测以及总结性分析,根据分析结果相关部门得出可行性解决方案。因此计算机自动化技术的远程监控功能,既可以进行远距离监控,又能够实现近距离操作,从而很大程度上提高了广播发射工作效率,确保了广播发射的安全性和准确性[1]。通过计算机的远程访问功能,可以实现对广播发射机房中设备的定时开关等日常操作,保证需要播出的信号可以顺利传送,操作相对灵活,有效防止了变更时的波动变化。
1.2采集调试广播发射数据信息
在广播发射系统中,计算机自动化技术除了具有远程监控功能之外,还能够满足不同数据信息的实时采集,进而对系统进行测试调试,这里所需要采集的数据信息包括了广播发射整个过程中各个领域的波动信息,并且对信息进行系统的处理,处理完成后的信息以广播发射系统指定格式存储在数据库中,便于描述工作过程中的信息变化情况[2]。当计算机到数据库调用数据信息时,如果检测到异常因素,计算机远程监控系统会向传送部门发送报警信号,并且依据数据信息做出判断及响应,将调试处理结果实时发送到数据传送部门。由于广播发射时会对地面计算机造成不同程度的影响和干扰,因此地面计算机对数据信息的采集调试能力会相应减弱,计算机自动化技术却可以提升对数据信息的处理能力,在广播发射过程中通过实时存储动态信息进行实时监测,当广播发射过程中出现异常信号时,计算机自动化技术会及时采集到异常信息,依据异常信号及时进行调试和处理,将处理异常信号的工作记录和处理结果传送到广播发射传送部门监管人员的计算机上,从而在实时数据出现异常时及时进行处理,将动态记录广播发射工作的整个过程[3]。
1.3提高广播发射安全性
计算机自动化技术可以提高广播发射安全性,当出现广播发射问题时,计算机自动化系统会自动记录下该问题所出现的相关信息[3],能够将数据信息以某种格式进行存储和数据处理,将数据处理结果发送到传送部门工作人员的计算机中,以及时发现状况,及时有效地处理所遇到的问题,把对广播发射的不利影响降到最低程度,从而提升广播发射的安全性。无论是远程监控功能还是信息采集调试功能,都有利于提升广播发射的安全性,此外,计算机自动化技术相关部门还设计了安全维护系统,以保证广播发射工作的安全可靠,一旦广播发射出现故障,监控部门的计算机可以将出现故障的数据信息自行记录处理[4],并且对问题及时反馈,及时将整个记录反映到广播发射监控人员的计算机上,保证了广播发射的连续、可靠和安全。
2计算机自动化技术应用在广播发射中的注意事项
(1)计算机的安全性能。计算机自动化技术在广播发射上的顺利实现是基于计算机自身具有较强的安全稳定性,计算机安全的内涵是维护计算机系统安全,主要包括对计算机软件系统、硬件系统以及网络平台维护,采用可靠的安全防范技术,增强计算机系统的容侵性和安全性,能够有效地抵御外部攻击,避免计算机平台遭到破坏。(2)远程信息的安全性。远程信息的安全隐患主要是黑客蓄意攻击所带来的,蓄意攻击会对用户信息造成严重威胁,破坏计算机网络系统的正常工作。黑客可以制造伪网站,植入病毒、隐藏计算机系统操作指令等,攻击用户计算机成功后,采取远程控制的方式获取用户信息,威胁计算机网络安全。因此,在广播发射领域应用过程中如何利用计算机自动化技术确保远程信息的安全性,是亟需解决的问题[5]。
3评价与展望