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数字动画从传统动画发展而来,是对传统动画的审美情趣的一种继承,它革新了传统动画的生产方式,革新了创造工具并拓宽了传统文化的创造思路。动画是一门包含绘画、影视视听语言、运动规律和文化等多方面内容的综合性艺术。数字动画继承了传统文化使用文学剧本的方式,它遵循基本的影视理论,使用镜头语言指导拍摄,而且和传统动画一样使用绘画来进行画面表现。数字动画故事篇的每一个故事都具有很强的故事性,事件的起、承、转、合都按照文学作品的发展规律。传统动画极讲究画面的艺术性,数字动画沿袭了相同的审美情趣,在色彩方面尤为注重。数字动画中的角色运动法也与传统动画相同,设计动作也遵循传统动画所遵循的基本原则,突显明显的效果,动作有缓冲部分、夸大部分、缓入和缓出、弧线运动、跟随效果、挤压拉伸等等。在视听语言运用方面数字动画与传统动画一致,都讲究声音和画面的配合,镜头语言的意义衔接完整等等。数字技术的运用也在传统动画的基础上造就了新的数字审美原则。我国早期动画中运用水墨画的方式,是特殊技术手段产生的代表之一,手工根据手段与介质的不同来创造风格不同的动画画面,利用水墨画创作动画的动画作品也曾在世界上屡获大奖。而数字技术的革新,肯定会给动画制作带来更多的形式和思维发展的转变,数字动画做展现出来的魅力,离不开传统动画的理论支持,也会在传统动画的基础上,开出新的艺术花朵。
二、数字技术在动画艺术中的具体应用
(一)取代了传统的手绘模式
先用绘画的方式把图像画在纸上或者璐璐片上,再将其绘画成连续的多幅画面,用摄影机进行逐帧拍摄,冲洗得到底板后再制作出样片,对样片进行剪辑,这就是传统的手绘动画的制作过程。这项艰辛的劳动更趋近于集体性的制作,投入的人力资源巨大,耗费了工作人员的时间和精力。在数字技术的运用下,计算机承担了动画制作的主要内容,传统的中国画的绘制也可以借助计算机来完成。通常,绘制少量的人物图片后,计算机就能变化出几千个不同的人物表情,一部完整的影视作品,用来拍摄的图片可能需要几十万张,而草图的绘制量更是可以达到几亿张,如果这样一个庞大的任务都需要靠手工来完成,那么所需要的人力和其它资源是难以想象的。数字技术在动画行业的使用和不断深入,大大的缩短了动画艺术创作的时间,把艺术家们从繁重的手功劳动中解放出来。
(二)全方位的数字化转换
计算机的图像处理技术规模化、产业化的发展促进了中国动画产业的飞速发展。利用数字技术将素材记录到计算机中,进行动画剪辑,通过以往的图像数据来提取表现空间的动态对象来生产动画。在制作图片的过程中,剪刀加浆糊的方式被淘汰了,只需简单的鼠标操控和键盘操作就能完成相同的工作内容。硬件和软件的扩展解决了高难度特技制作的难题,通过计算机直接制作完成,而非通过模型和摄影手段来成就特技,这是动画制作技术的一大飞跃。运用数字技术合成的画面,可以满足多种特殊情景的需要,灵活变通,所以独具生命力。
(三)动画创作领域的变化
数字技术改变了动画艺术的制作技术,也丰富和拓展了动画艺术本体。在数字动画出现之前,手绘制作的电视动画和电影动画是动画创作的主要创作领域。数字技术的发展使得动画艺术的创作领域拓展,二维动画、三维动画、Flas、游戏动画和手机动画都相继出现了。动画艺术形式的丰富使得它和各个传播媒体的关系日益密切。1969年到1967年间,贝尔实验室开始尝试二维动画系统。20世纪70年代初期,三维动画出现,到了90年代,Flash也成为了网络动画大家庭的新成员,网络游戏也是网络动画的新样式。媒体的普及引起手机爆发式的增长,未来动画发展的焦点开始聚集在手机动画的发展。
(四)数字二维动画中的无纸动画和半无纸动画
制作流程复杂,工序繁多的二维动画制作过程,使得一般个人和小型公司几乎不能单独完成大型的二维动画制作。数字技术的引进使得二维动画中的无纸技术产生,虽然无纸技术的基本流程类似于传统的二维动画制作,但是它利用计算机软件替代了传统工序中复杂的仪器,节省了昂贵的仪器投入资金,这使动画制作更加方便快捷。半无纸动画是指数字技术引入动画创作的初期,只在局部利用数字技术,而且主要是运用在上色之后的环节。因为数字技术的优势,二维动画创作应用半无纸动画技术后,将描线、上色、原画、动画、设计稿等诸多环节的操作都转移到数字平台来完成,这大大提高了生产效率,节省了生产资金。随着数字技术进一步渗透,全无纸动画形成,全无纸技术不仅只在着色或后期在计算机中完成,而且可以通过专业的软件直接绘制前期的设计稿、原画以及中期的动画等。这样看来,全无纸动画的出现,可以说是全方位采用计算机制作动画形式的出现。
(五)影视作品中三维动画的强大魅力
20世纪90年代后半期,三维动画艺术发展极为迅速,在三维技术的不断普及和运用中,市场上出现了一系列的经典影片,其中《泰坦尼克号》、《哈利波特》、《侏罗纪公园》、《骇客帝国》等都是大家耳熟能详的。三维艺术的创新彻底革新了影视特技、计算机游戏、电视、建筑等行业的专业技术。在影视方面,三维艺术创作的出现,使它在电影、电视节目的后期制作中,逐渐完全取代了传统的光学胶片法,成为了影视后期制作的核心部分。特技制作是后期制作的一个主要内容。早期的影视特技制作,往往是在拍摄过程和洗印阶段中,通过一些简单的手段较粗糙的完成,比如模型制作、特技摄影和光学合成。这样的手段存在着很大的弊端。由于有些时候电影需要拍摄的对象可能在实际生活中并不存在,有些时候电影需要同时拍摄的两个对象无法出现在同一画面中,这些问题是无法通过化妆和模型来完成的,所以直接局限了早期影视作品的发展。而三维动画艺术可以直接合成想要的画面,打破了现实里没有和不能同时存在两个或多个对象的局限性。如《哈利波特》中神奇的魔法,《泰坦尼克号》中沉船的画面,这些都离不开三维动画艺术的功劳。
三、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
现代电子技术、通信工程、计算机网络技术在配电网中的应用,实现了与电力设备的有机结合,将配电网的自动化智能管理和相关工作联系起来,形成了一个巨大的综合性系统工程,从电力行业的角度看,方便了电网管理,完善供电经济性、满足用户的多样性需求等,从用户的角度看,供电质量得到明显提高,电力事故带来的影响和安全隐患显著降低,用电安全性和可靠性增加。
配电自动化主要包括馈线自动化、变电站自动化、配电管理系统等,其中馈线自动化技术主要通过线路运行状态的检测和控制来实现对线路故障的及时发现和隔离、以及负荷转移和及时恢复供电的功能。变电站自动化借助计算机硬件系统等装置,将自动控制技术与信息处理技术应用于变电站的运行、测量和监控过程中,能够更好地实现变电站数据的采集、计算和处理。通过与继电保护信息的交换和自动控制的协调配合来实现其主要功能,是配电自动化的主要内容。配电管理系统中主要应用计算机技术、信息处理技术、通信技术结合相关设备来完成对配电网的运行进行监视、管理和控制。
配网自动化在电网中的应用,保证了供电质量,提高了供电可靠性,是智能电网建设的重要基础之一,目前我国配网自动化系统的建设才刚刚起步,结合市场需求,我国的配电自动化系统将呈现多样化、集成化和智能化特点,分别适用于不同需求的地区和人群,每个部分发挥自己的特点,形成一个高效的应用整体。目前自动化系统中的技术正逐步走向智能化,电子技术在电力系统中的应用更具有广阔的前景。
2电子技术与自动化系统的关系
2.1电力电子技术在电力系统中的应用
在电力系统的发电环节中,电力电子技术可通过改善设备的运行特性来实现对大型发电机的静止励磁控制和发电机的变速恒频励磁等,其调节具有快速高效的特点,还能在一定程度实现节约能源的目的。在输电环节中,主要通过柔流输电技术来完善交流输电或电网运行性能,通过高压直流输电技术实现对孤立系统的供电,简化了供电设备的使用,降低了生产造价。在配电环节中,电力电子技术的应用有效地解决的供电可靠性和供电质量不高的难题,是配电网对电能的控制能适合不同程度的要求,电力电子技术与现代控制技术的结合,使配电系统与用户之间的联系更加密切,提高了国家电网的供给和服务能力。
2.2信息电子技术在自动化系统中的应用
信息电子技术主要应用于电力系统的自动化中的电网调度自动化和变电站自动化中,电网调度自动化的主要功能是对电力生产过程数据的采集和监控、电网运行安全性分析、电能负荷预测等,结合对计算机网络系统和电网调度中心、服务器以及各终端设备的调控来实现自动化运行。能有效解决电能的合理分配问题,同时保证电网调度的安全稳定运行。我国电网调度自动化分为五个等级,分别为国家电网调度、大区电网调度、省级电网调度、地区电网调度和县级电网调度。
3总结
在阿尔油田建有2座阀组间、1座联合站。阀组间工艺包括掺水分配计量、混合液回站计量、压力、温度、可燃气体监测与排风扇联动控制等;联合站工艺包括集油、分离、伴生气处理、掺水、外输、污水处理、注水、消防、加热、天然气发电等工艺流程。原油处理采用密闭处理流程;利用两相分离、三相分离和大罐抽气最大限度的收集天然气,用于加热炉燃烧和天然气发电;污水经过沉降、过滤后注入地下,采用了14台套集成撬装设备,简化了工艺流程。阀组间数据采集:温度、流量、压力、可燃气体和视频等生产数据和图像等的实时采集;排风扇与可燃气体报警联动,实现无人值守。联合站自动化监控[1]:对生产过程进行动态、实时、逼真的显示;能够对监测的结果自动存储入库;能够对异常的情况及时准确的进行报警;并且能够根据需要进行报表打印等功能;在控制方面实现了:回水罐自动补水控制,污水灌液位控制,三相分离器油室、水室、气室的液位、压力自动PID调节控制、注水泵变频控制、电动阀远程开关控制、泵启停控制。从而能够使整个联合站的各设备的运行情况和生产流程,实现远程监测和控制。阿尔联合站监控点约4000余点,接入第三方设备的控制系统14台套。
二、自动化系统设计
2.1结构设计。阿尔油田的自动化建设,以联合站为中控室为监控中心,以单井、阀组间和联合站等各个生产单元为节点,构成一个二级SCADA自动化监控管理系统。各生产单元采用远程终端单元(RTU)或PLC等检控装置,实现数据的自动采集和控制,并通过无线和有线方式实现数据通讯[2],自动化系统结构如图3。抽油机井生产现场的示功图、压力、温度等监控仪表,全部采用433MHz短距离无线通讯技术,实现信号的无线传输,最大限度减少了对草原的破挖。单井与监控中心采用McWell无线宽带通讯系统,McWiLL是一种基于全IP移动宽带无线接入系统,能提供超大容量的移动宽带数据和移动语音业务,可以为油田单井的视频监控和数据采集提供无线宽带接入方式[3]。解决了偏远地区的数据、图像和语音的通讯问题。
2.2监控中心。根据油田的规模,在阿尔联合站建设属于站场一级的监控中心,按照《油气田地面工程数字化建设规定(试行)》的要求,应具有以下功能:(1)对站内与所辖井、站(厂)、管道的工艺参数进行数据采集、处理。动态工艺流程显示;报警、事件管理及报表的自动生成打印;(2)实时和历史数据的存储、归档、管理以及趋势图显示;(3)PID控制、批量控制、逻辑控制和紧急停车;(4)单井计量管理;(5)站场可燃(有毒)气体、火灾报警和安全状况监视;(6)经通信接口与第三方的监控系统或智能设备交换信息;(7)为上一级计算机控制系统提供有关数据并接受其调度指令。
2.3软件系统设计。对照监控中心所具有的功能要求,油田生产自动化系统的上位机软件主要由组态软件、实时数据库和应用软件等构成。2.3.1组态软件。采用美国Wonderware公司的Intouch人机组态软件包。是实现人机界面生成最快捷和最容易的一款软件,充分利用其提供的各种绘图工具和动画连接技术,使图形、文字等与现场的数据相关联,创建以窗口为界面的工艺流程动态显示[4],实际显示画面如图42.3.2实时数据库系统。采用美国Wonderware公司的InSQLServer实时数据库系统。可实现实时数据的秒级存储,对后期工艺过程进行优化控制和在线分析,及时调整工艺参数和大数据分析,打下良好基础。2.3.3示功图量油软件系统。在采集的地面示功图时,同步对电参量(电流、功率等)进行采集,实现油井产液量计量、系统效率的自动计算、油井工况诊断、优化决策、数据网络查询等功能。
三、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
1.1变电站综合自动化的特点
在电网中,变电站是非常重要的组成部分,主要是传输和分配电能,并且进行监测、控制和管理。变电站综合自动化系统具有的特征包括这些方面,首先是功能综合化,指的是结合变电站自动化系统的运行要求,综合考虑二次系统的功能,优化组合设计,以便促使继电保护和监控系统达到统一。其次是构成模块化,模块化和数字化保护、控制和测量装置,这样就可以利用通信网络来连接各个功能模块,以便有效的共享信息。再次是运行管理智能化,变电站综合自动化的实现,可以促使无人值班、人机对话得到实现,并且操作屏幕化、制表、打印以及越限监视等功能也可以实现,对实时数据库和历史数据库进行构建。
1.2变电站综合自动化系统的功能
在电网自动系统中,非常重要的一个组成部分就是变电站自动化,需要实现的功能有很多;对电网故障进行检测,以便对故障部分尽快隔离;对变电站运行实时信息进行采集,监视、计量和控制变电站运行情况;对一次设备状态数据进行采集,以便更好的维护一次设备;促使当地后备控制和紧急控制得到实现。主要有这些表现,在微机保护方面,保护站内所有的电气设备,如母线保护、变压器保护、电容器保护以及其他的安全自动装置,如低频减载、设备自投等等。其次是数据采集,在状态量方面,断路器状态、隔离开关状态以及变压器分接头信号等都属于这个方面的内容;各段的母线电压、线路电压以及电流和功率值等则属于模拟量;脉冲电度表的输出脉冲是脉冲量,促使电能测量得到实现。
1.3变电站综合自动化的结构模式
变电站综合自动化包括诸多的结构模式,如分布式系统结构、集中式系统结构、分层分布式结构等等,在对其选择的时候,需要将需要和发展规划给充分纳入考虑范围。其中,集中处理集中布置主要是在主控制室内集中布置集控式屏、台等,分布处理集中布置是在主控制室集中布置分布式单功能设备集中组屏;分布处理分散布置则是在一次设备的机柜内布置分布式单功能设备,或者是将就地就近组屏分散布置的方式给应用过来。对于部分变电站,有着较大的容量和较多的设备进出线回路数,有着较为重要的供电地位,那么就可以将分层分布式结构的双机备用系统给应用过来,将相应的辅助功能给应用过来,如保护、测量和控制及监测等,并且远方的RTU功能也可以得到实现。对于新建的变电站,如果容量不大,有着较为简单的主接线,没有较高的供电连续性要求,那么就可以将常规的配置及前置机给取消掉,将单机系统给应用过来,促使保护、测量以及控制等功能的管理得到实现。
2变电站综合自动化的应用
为了促使工程能够可靠的工作,维护和扩展比较的灵活方便,用户可以便利的进行操作和管理,通常将变电站综合自动化系统划分为三个组成部分,分别是基层、网络通信层和监视管理层。前置智能单元为系统的基层,主要是对系统最基本的功能进行执行,比如保护、测量和控制等等,为了促使网络状态不会影响到基层模块,特别是继电保护装置不受影响,需要保证保护的基本功能能够在无网络状态下完成,在研发设计基层装置的时候,尽量将自成一体的方法给应用过来。网络通信层主要是对系统后台和基本单元进行连接,为了促使网络通信可靠性得到提升,在监视网络层的时候,主要从后台和前置两个方面实现,如果有足够的条件,可以将两个独立通讯网络工作给应用过来,同时或者备用都是不错的选择。另外,因为不同数据对于安全性有着不同的要求,那么就需要结合具体情况,划分等级,这样通信的可靠性方可以得到保证。在系统中,用户最为关心的问题就是后台监控的操作、管理和维护,要求后台软件具有友好的人机界面,可以便利的进行操作;另外,功能要开放,以便能够促使未来可以较好的扩展。
3结语
1.1地形测量与测绘技术的概念和用处
伴随着我国社会经济的不断进步,各级部门对于在发展过程中,土地资源、环境问题、能源方面都有了很高的要求,与此同时,人们的生活水平也在不断的提高,对于建筑的舒适和生活质量的要求更加的提升,地形测量和测绘技术在现实生活中起到了很关键地作用。这将对于人们对影响土地资源利用方面的一些因素,有了可靠的数据资料去证明。作为一种工程设计和实施的参考,能够有效保证工程施工的顺利进行。同时,对于一些地形、地貌很偏僻的地方,也可以通过该系统获得真实的数据,这是人为不能进行测定的。
1.2地形测量和测绘技术的发展现状
以前,我们要想了解一片区域或者是地形的特征,就必须不怕艰难险阻,通过实地手动进行测量,才能实现,现代社会,伴随着科学技术的不断进步,在地形测量中,注入了先进的科学技术,采用优良地科学技术分析仪器,很有效地就完成了测量。而且数据更加地精确。人们也逐渐开始将自动化与地形测量相结合进行研究了[1]。
2.地形测量与测绘自动化技术
现代计算机技术的发展,网络技术的应用,随之而来的就是在测量仪器方面的技术改革,这些已经引起了在测绘自动化方向的发展。3S技术即GPS全球定位系统、GIS地理信息系统、RS遥感这三大技术,是集成技术的核心。
2.1GPS技术
GPS(GlobalPositioningSystem)是大家所熟知的全球定位系统,这个系统是美国在20世纪研制成功的,现在已经全面建成了导航卫星系统,可以用来测量时间和距离,能够在海、陆、空进行全方位实时进行系统的定位和导航。具有高精度、全天候、高效率、多功能的一种测绘工具。与其他的地面测定系统比较,它拥有很多优良的性能:功能多、保密性能极强、抗干扰性能优良,应用的范围及其广泛。具有观察的时间短的特点,在操作方面简单,容易操作,易学,精度准确。特别是在水上定位,定位的精度可以达到厘米级的水准。随后的GPSRTK技术,则是一种更加新型的测量系统,能够准确地测量定点的位置,体现实时动态的效果。
2.2GIS技术
采用现代计算机图形技术和数据库的相关的知识理论,来对地理空间资料进行数据处理,其内部蕴含了地理学、测量学、几何学和数据库的相关知识,将这些综合在一起,提高了其综合性能,最后利用计算机很直观地进行展示。GIS的特点主要是具有公共的地理定位的基础,有多维的结构特点,实行的是数字化技术,蕴含了丰富的信息资源。对于现代的地理信息系统是一项新的进步。现在,GIS地理信息一定会准化、多维化、系统集成化和智能化的方向迈进。在工程建设、矿区开采以及其他的一些工程项目中,适当地运用此技术,能够安全有效地开陈满河北省煤田地质局第四地质队河北张家口075100展工作。
2.3RS技术
遥感RS技术是从20世纪60年代开始的,这项技术的特点是它不回直接接触要研究的对象,而是通过一种电磁波的反射、或者是辐射来对数据的传输和处理,获取数据信息的一种方式。在这个遥感技术中主要涉及摄影、陆地、卫星、航空、航天摄影测量等技术内容。同上文中的GPS技术差不多,RS技术的发展也是主要运用到了航空技术当中,这项先进的技术主要是采用人造地球卫星上所搭载的相关技术设备,从很远地地方对地球表面的物体进行发射相关的信号,这个信号有短波的红外线、可见光、电磁波谱等,该系统对此进行接收、识别、处理和判断,从而实现对目标物体的数据进行测绘。通过红外线或者是可见光,都可以很有效地完成对所测区域真实地地貌。与此同时,也能够对这个地区的土地中的成分进行测定,提供大量的信息[2]。
3.地形测量与测绘技术自动化应用时所存在的问题
3.1使用这些技术时,资费较高
先进的仪器设备的使用,带来了科技地飞速发展,但是,同时也有个问题值得关注,那就是资金的问题,引入新的技术时需要花费钱的,不是免费获得的,国家对于一部分的使用是由政府部门承担一部分,但是,剩下的这部分资金,则是需要单位自己出资的。因此,很多规模不大的小型测绘企业,为了减少单位的开支,基本上不会使用这么昂贵的仪器设备。这样他们的测量准确度依然是停留在了以往的状态,并没有获取到真实、可靠的数据信息。非常不利于测绘自动化技术的有效进步。
3.2自动化地形测量测绘技术有待提高
根据前面的叙述,目前,GPS、RS等技术在地形的测量与测绘过程中发挥着很重要的优势作用。虽然有着很多的优势,但是,在其实施的时候,总是会受到一些外界因素的影响,比如说,气候对它的影响,还有就是环境对它的影响,这都是很关键的因素。因此,这样测出的数据很有可能与真实的情况,差别很大。所以,在以后的工作中,要及时地找寻出GPS、RS技术中的一些相关问题,和解决的方法,提升自动化测量技术的准确度。
3.3地形测量与测绘技术人员职业技能的培养和素质的提升
现代科技更新地很快,对于这部分测绘人员,要不及时进行相关技术的培训,他们的那点知识根本在实际工作中,无法实施。所以,要不断加强对他们的文化程度的提高,同时,也要多参加一些新技术培训会,多学习新的技术,为自己的工作多努力。同时,也要多关注一些技术方面的网站,多进入网站学习新的技术和资源,丰富自己的阅历。
4.测绘自动化技术的未来发展方向
现代计算机信息技术的不断发展,以及随之发展的网络技术,迎来了我国自动化和智能化的发展。在测绘技术自动化方面,3S技术及集成技术自动化、数字化技术和数据库的使用,现在出现的三维可视化技术和人工智能的进入,这些都使得测绘自动化技术加剧了。
4.13G技术及集成技术的进一步发展
在测绘方面多普及3G技术,改掉技术中遇到的一些问题,将3G技术中的集成技术进行改变,提高它的准确性,使其应用范围更加地宽泛。我国的数字摄影测量系统主要是在GPS、GIS、RS和3S集成技术中进行使用的,这种集成技术可以将数码摄影测量引入进来,更加使得测绘技术趋于自动化和数字化。数字化和智能化是未来数字摄影测量发展的主要方向,因为随着科技的高速发展,势必带来在这个方面的技术变化,智能化的手段的使用,使得测绘技术不需要员工亲自过去,便能获取信息资料。
4.2测绘软件及数据库的开发与更新
加强数字地形测绘软件研发、测绘软件使系统更加高效、灵活、功能齐全,使测绘的软件技术在地形测量中扮演了非常主要的角色。完美的信息数据库进行有效地更新,将测量数据直接转换为数据库的信息,在查询数据方面,非常便利,通过数据共享,实现全球的数据,及时进行数据更新,同时扩大空间信息系统的动态管理,实现科学管理,标准化、信息化的测量数据,测绘数据传输网络,多样化、社会化,测绘技术实现了自动化,实时数字化。在具体的实际应用中,显示出了独特的功能,使得我们的测绘技术与日俱增,带来了新的时代,进入了一个有高新技术作为基础的电子信息化的时代。这是我们所需要的测绘状态,在这里,人们可以很轻松地进行测绘,无论是高难度的、偏远应关注节点的设置、搭接的宽度,铺膜后膜的状态等内容。第六,焊接前做好焊道的清理工作。复合土工膜的防渗结构的设计在膜面上下一般包括各一层保护层,而焊机在行走过程中有可能造成保护层沙土或粘土粘接在膜面上,大风天气下造成膜面不干净等等都可能造成焊接强度的降低,因此一般焊接时都应安排专人负责焊接膜面的清理,保持膜面的干净整洁。最后做好焊接质量的检验,发现问题及时处理。复合土工膜焊接工序的检验作为确定焊接质量的关键工作应认真组织,发现问题及时标记并按时处理,避免问题的遗漏或缺失。
主要是用作配电网的改造,其广阔的覆盖范围和迅速的传播速度使配电效率得到大幅度提升。计算机技术在发电、配电、变电、输电等环节起到十分重要的作用,形成了主站、子站、光纤终端组成的网络系统,这种合理化的格局,能够有效提升传输速度。(3)变电系统能使高负荷供电站运行更加稳定,自动化技术主要通过现代通信技术、信号处理和计算机技术实现对设备的检测,实现功能的优化和重组,有效控制电力系统的安全运行。
2计算机远动控制技术的应用分析
计算机远动控制技术的应用主要是通过遥测、遥信、遥控以及遥调等功能实现的,计算机远动控制技术是电力系统自动化技术中的核心技术,其在电力系统运行中发挥着重要的作用,尤其是在电力系统中的数据采集、通信传输以及信道编译码等环节中占据着重要的地位。其中,计算机远动控制技术的工作原理如图1所示。2.1远动控制技术中的数据采集技术远动控制技术中的数据采集技术主要有A/D技术和变送器技术等,其处理的信号多数为0~5V的TTL电平信号,而在电力系统自动化技术中,多数采用大功率参数,为了实现采用远动控制技术处理电力系统中的信号,只有通过变送器将大功率参数转变为TTL电平信号,从而达到遥信信息的编码和遥测信息的采集任务。其中在电力系统中,其遥信信息需要经过采集遥信对象的状态,将采集到的描述遥信对象状态的二进制位编进具体的遥信码中这2个途径进行传送,然后再通过数字多路开关将电力系统各路的遥信状态输出到接口电路中,最后通过接口电路将遥信信息送入到CPU系统中进行处理,从而实现遥信信息编码。2.2信道编译码技术分析在计算机远动控制技术中的信道编译码技术主要有编码、译码以及信息传输协议(规约)等。在电力系统自动化控制中,想要实现采用远动控制技术进行信息采集,则必须通过通信信道传输到调控中心才能使用。因此在电力系统自动化控制中,为了进一步保证传送的信息具有非常好的抗干扰能力,必须要对信息进行信道编译码,其中数字传输系统模型如图2所示。在上述电力系统自动化系统中,通过采用远动控制进行数字传输中,其干扰是不可避免的,而通过信道编译码能够有效克服通道中的干扰,其中,信道编译码的方法主要采用线性分组码中的循环码进行编译码。2.3循环式数据传送规约远动控制技术在变电站、电厂以及调度中心的数据通信应用中,首先需要在信道编译码前,预先设定通信方式和数据格式,也就是通信信息传输协议(规约),以保证电力系统中数据通信的可行性。另外,在电力系统远动控制技术中,其数据传输主要是以帧结构的形式进行传输的,其中重要的遥测信息主要安排在A帧,次要遥测信息安排在B帧,一般遥测信息安排在C帧。通过采用帧格式进行包装后,电力系统中的数据就能够有效按照规约进行传送,从而实现信道全部编译工作,实现对电力系统的全方位监控。
3电力系统自动化技术的发展及建议
对于电力系统自动化的发展方向,应从以下几点出发:(1)兼顾提高经济效益和改善自动化服务水平,我们追求的自动化技术应向着更优化、更具实效性、更加智能化、区域覆盖更广的方向前进。(2)加强电力自动化系统的设备稳定性,有效保障其安全运行,尽量减少大面积停电,建立一系列行之有效的处理机制,将停电损失降到最低。(3)开拓电力系统自动化的数字化之路,使数据更加全面,数字更加精准,力求节省更多时间和人力。(4)随着科技的不断进步,各种先进设备相继出现,对电力企业的工作人员提出了更高的要求,加强电力企业人员的技能培训和技术队伍建设,注重对新技术高素质人才的引进和吸收,培养全面发展的技术人才,鼓励员工以先进的理论知识和丰富的实践武装自身,投入更多精力到电力自动化的发展中去,推进电力自动化的发展进程。(5)在全球能源危机的严峻形势下,正是挑战电气自动化进程的关键时期,要以可持续的发展观,改善传统的管理模式,从整体化逐步转变为分布式、集约化的运营模式,实现能源利用的最大化、功耗的最小化、资金节约化。
4结语
1.1现场总线与网络技术及公共直流母线技术的兴起
1.1.1现场总线及网络技术的普及和应用现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统,其主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器和执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。目前世界上存在着大约40余种现场总线,如法国的FIP,英国的ERA,德国西门子公司的Profibus,挪威的FINT,Echelon公司的LONWorks,PhenixContact公司的InterBus,RoberBosch公司的CAN,Rosemounr公司的HART,CarloGavazzi公司的Dupline,丹麦ProcessData公司的P-net,PeterHans公司的F-Mux,以及ASI(ActraturSensorInterface),Modbus,SDS,Arcnet,国际标准组织-基金会现场总线FF:FieldBusFoundation,WorldFIP,BitBus,美国的DeviceNet与ControlNet等等。现场总线技术改变了整个工业控制过程的系统结构,使仪表信号(4~20mA)过渡到全数字通讯信号。这个改变对于造纸传动自动化是颠覆性的,使整个控制系统结构和方式进入到了一个信息化和智能化的崭新阶段。
1.1.2人机界面取代按钮和操作器由人机交互式操作屏全面取代传统的按钮操作,也彻底改变了造纸传动工业现场。操作屏不仅可以任意设置按钮的功能和数量,还可以实时监视系统的各个运行状态以及参数等。在系统结构方面,目前普遍采用双端口网络系统,其中一个端口用于传动系统及各个执行单元,另一个用于操作屏进行数据传输,提高抗干扰能力。操作屏的使用,使用户节省了大量的现场电缆的铺设以及操作台的安装,节约了自然资源和工作量。目前由于自然资源的价格上涨,显示操作屏的价格下降,在一次成本投入上已经十分相近,如果考虑辅助传动控制的按钮连线,操作屏的投入成本更具优势。
1.2公共直流母线的推广和应用
1.2.1公共直流母线与交流母线的区别与特点公共直流母线系统的应用在造纸传动自动化技术领域具有标志性作用。所谓公共直流母线,简单地说就是将变频器的交直交内部结构,变为交直交外部系统结构。图1和图2是公共直流母线和交流母线的原理结构图,以说明两者的区别。从图中可以看出,交流母线变频器是各个变频器分别与交流电网连接,各自工作是独立的;而公共直流母线结构则是有一个总的进线整流单元,通过直流向各个逆变器单元供电。这种结构上的变化,导致其工作方式和效果不同。从相关资料和研究分析可以归纳这两者的主要区别和特点如下:(1)由于烘缸等大惯性负载的存在,在交流母线系统中往往会出现过压跳闸等情况。但在公共直流母线系统中,因为能量可以通过直流母线在所有电机之间互相流动,从而解决因为负载波动引起的跳闸,很好地克服多电机间电动状态和发电状态之间的矛盾。(2)通过集中整流,可以使公共直流母线电压在技术手段上做得更加可靠,降低故障率。但是事物总是利弊相伴,集中整流尽管可以通过技术手段提高可靠性,但毕竟是一个单机运行,一旦整流单元故障,也会造成整个系统停机。而交流母线系统,由于每台变频器都是独立的,因此,一台故障不影响整个生产线的运行,排除故障相对简单。(3)关于节能和降低成本。由于在技术上明显复杂,如果不采用特殊手段,公共直流母线的价格目前高于交流母线的价格。关于节能的观点,目前尚没有理论和实验数据证明这一说法。(4)关于谐波抑制问题。变频器的谐波主要来源于高频开关的脉冲电流,使电网的电流波形失真,导致大量谐波产生。从统计学的角度看,当采用公共直流母线后,母线上的电流是多台变频器不规则的脉冲电流叠加,各个变频器的电容相当于并联,理论上比交流母线电流波形好,谐波影响会得到改善。但由于整流单元的集中,对变压器的影响比交流母线要大,特别是普通六脉波系统,会在电网侧产生很大的5次谐波,甚至达到干扰其他用电设备的程度。因此,当功率超过2000kW时,建议采用12脉波整流单元,这样可以有效减小谢波干扰的影响。而交流母线系统,由于没有集中大功率整流,因此5次谐波的影响要小。关于回馈制动问题。由于纸机传动是一种长期稳速运行的系统,是否考虑增加回馈制动单元,应当根据系统的总投资、运行车速及停机的要求综合考虑。一种说法是通过能量回馈可以节省能源,但实际上纸机正常生产后是很少需要紧急停车的,因此用相当增加一套整流系统的代价来解决回馈能量的回收问题值得权衡利弊。当车速1000m/min以上时,为使惯性部分尽快停下来,适当增加一定功率的能耗制动,也是一个不错的选择。
1.2.2公共直流母线实现方案及运行维护成本分析目前在ABB、AB和西门子公司的标准产品系列中,都有标准的直流母线系统。除AB系统在直流母线产品和交流母线产品中差别不大以外,其他两家公司的直流母线系统都比交流母线系统价格要高。特别是整流逆变单元,比国产产品价格要高出数倍。因此,目前普遍解决方案是在不带逆变回馈单元时较多采用的是国产整流单元,配以上述公司的逆变器或变频器,这已经在国内许多造纸生产线上使用。当然如果系统投资资金充足,客户要求,采用更高性能的PWM整流逆变系统,既可以实现整流回馈,又可以降低谐波影响。现将可能的方案介绍如下:(1)可控硅整流逆变回馈供电系统。这种系统是目前各大公司主推的系统,造价较高,具有能量回馈能力,谐波影响根据功率大小、6脉波和12脉波而不同。(2)国产整流单元,配逆变器加能耗制动公共直流母线系统。这种系统经济性较好,性能与整流回馈相同,谐波影响与上一方案相同。(3)国产整流单元,配变频器加能耗制动公共直流母线系统。这种方案是国内的系统集成商,在激烈竞争下采用的一种降低成本的方案。这种方案适合于当变频器价格低于逆变器价格时,具有一定竞争力,但如果与逆变器价格相当,则与方案(2)相同。(4)局部直流母线方案,其是在交流母线系统的基础上,为了解决惯性负载的过电压跳闸问题或针对某些负荷分配点需要能耗制动的情况下而采取的方案。整个系统仍然是交流母线即通常的变频器系统方案,但是将惯性负载传动点的变频器外接制动单元的端子通过一定的技术手段相互连接,在相连接的变频器之间形成公共直流母线。其性能和工作特点与集中整流直流母线相当,只不过集中整流由分散整流代替。特点是简单、低成本,但系统接线复杂,给系统的可靠性和维护带来不便,在小系统中应用比较适合。总之,从目前来看,公共直流母线、网络通讯和操作屏等现代信息技术已经成为纸机传动自动化的发展趋势;以AB公司等为代表的工业以太网技术以及远程监控和服务等将成为下一步技术发展的大方向,甚至无线网络和远程调试等在今后的发展中都是可能的;对纸机传动自动化来说,还有优化设计、程序化的安装和调试,以及精准的故障诊断与维护等问题。
2现代纸机传动自动化系统的组成与设计特点
2.1现代纸机装备的最新技术动向从2014CIPTE国际造纸技术报告会获悉,以芬兰维美德公司、德国福伊特公司为代表的纸机装备制造商,分别从各种不同的角度为纸机装备的发展提出了多种解决方案。其中,优化概念模块化纸机实际上是在整个系统中,将不同纸机的各个部分部件,用统一的设计和规划方案,尤其是连接部分、通用部件的标准方面,如同组装模块一样,可以批量生产适合各种不同纸机的产品部件。在需要的时候,可以迅速地通过模块组装和连接形成不同的造纸机生产线,这就是优化和模块化的核心所在。在纸机装备的模块化和优化设计的推动下,纸机传动自动化其实也正在朝着这个方向发展和变化。无论是从软件设计还是硬件结构,国外的大公司以及国内的一些企业已经在不同程度上实施并推进这一方法的实现。所谓面向对象的设计方法和解决方案,实际上是从软件工程的开发角度,来设计和构建电气传动系统的软件和硬件系统,从而最大限度地减少重复性工作和最大限度地降低制造和设备采购成本,提高工作效率,降低系统的故障率和增加可靠性。
2.2硬件模块化、通用化设计根据模块化的设计思想和标准化的系统目标,ABB和西门子的大功率变频器就是一个典型的实例。在ABB的大功率变频器设计中即采用了模块化的设计,一台大功率变频器可以由若干个硬件功率模块组成。当某个模块故障时,可以在不停机的状态下降低功率继续使用,直至更换新的模块以后恢复原功率运行。西门子S120变频器系统则在模块化方面体现更加彻底,不但主回路模块化,连控制回路也一起模块化了。在新的系统中变频器本身就组成了一个小型分布式控制系统,控制中心管理着变频器的各个主回路模块,每个模块仅相当于一个功率单元。如果说ABB变频器是变频器并联运行的话,西门子变频器就是一个小型集散控制系统。控制单元独立于功率单元,一台控制器可以管理多个功率单元。这种硬件结构的设计使模块化达到了电力电子装置的最新高度。除此之外,在诸如电控柜、操作台以及辅助传动的控制回路设计方面,模块化的设计也体现了面向对象的特征。将一台电控柜从柜体设计到安装板以及柜内的每一个部件和回路,统统按照对象描述和封装模块的思想进行设计。在硬件的选择上尽可能做到对于整个公司的硬件系统要求做到模块化设计,即凡是运转方式、功率等级基本一致的对象,采用一样的模块加以控制,同时在对比较重要的控制单元的柜体设计中,凡是控制模块在条件许可的情况下再增加一块备用的控制模块(与厂家协调),这样当某个受控对象的控制回路出现故障时,抽出故障模块,换上备用模块,系统先恢复运行再维修故障模块。在整个系统的硬件设计中,类的设计即每一种抽屉状模块的设计中,系统面向对象所必须具备的封装及数据隐藏得以着重体现。在这里,我们强调的是每个受控对象(独立的用电负载)不仅仅要有一个实实在在的硬件类与之对应,在PLC程序中也会存在一个相对应软件类与硬件类对应,这样,每一个受控的实体对象都在控制系统对这两个相互依存的类对象的调用中,实现工艺的要求。而在此时面对纸机装备的优化概念模块化处理中,对于相对应的控制系统,我们也应该有同等的要求。在面向对象的硬件系统设计中,最大的特点就是控制回路的模块化,使其在强电回路封装的基础上继续封装控制回路,从而使得系统具有以下特点:(1)尽管模块受到被控对象功率的不同、运行方式的差异导致具体电路上的差别,但在外观上尽量标准化,使得除了模块之外,柜体也可柔性化设计;(2)从元器件到模块,应尽量体现出最大程度的通用与互换性;(3)模块的接口尽量简单,互换时简单方便;(4)模块设计应尽量使得可靠性足够高。在面向对象的硬件系统设计中,我们可以做到:(1)大大简化系统构建及设计过程的难度;(2)形成柔性化的控制系统;(3)更加利于专业化分工;(4)更有利于系统未来的扩容和改造。在这里,我们以最为常见的电动机控制回路的设计来详细说明面向对象的硬件系统如何实现:首先分析普通电机(对象)的特性:(1)电机直接启动,自由停止;(2)无反接制动及能耗制动的需求;(3)电机内无报警装置,提供额外异常信号指示;(4)短时间的电机堵转等异常情况在热保护等手段作用之前,不会给电机带来伤害。下面以一个简单的电机控制系统为例,说明我们在硬件设计时采用的方法,如图3、图4。我们将一个普通的电机作为对象,对它进行分析,从而得到控制要求,利用面向对象技术,将跟它有关系的操作封装在一个结构系统,使得在一张图纸上可以看到它的全部信息,并且全部模块化设计,利用端子接线。对于图4,我们可以在它的基础上,针对具体的工控要求,很快进行修改而不破坏其内部封装,改造成适用于变频和软启等硬件设计,几乎没有什么太大的变化,这一现象,体现面向对象中继承的思想。同样的设计完全可以在电控柜和操作台上实现,从而将我们的关注点完全放在这样一个个对象上,而不是一个庞大系统的每一个细节,可以极大地节省设计时间,简化设计步骤。而对于相同或者差异不大的对象或者项目,完全可以很方便的完成,而不用再担心改动错误。因为在封装对象的时候,我们投入了极大的精力,使得每一个对象里面的每个元件都有跟随作用。如果封装后有错误,是无法通过测试的。这首先保证了自己所使用的“元件”是无误的,而不像面向过程中每一步都没有电气属性,改动完之后不知道是否正确的尴尬局面。目前,对于整个造纸机传动自动化来讲,我们往往对于辅助传动的着力点过少,从现在这个行业的故障率来讲,目前应该将辅助传动控制与主传动进行一体化设计。对此,我们还是针对于每一个项目进行具体设计,因为辅助传动在各自的分布可能要求不一致,系统之间又没有具体的联系,还是采用面向过程的设计思路,简单方便、可靠性高。
2.3软件模块化、通用化设计在国外,1999年Benitez等人提出面向对象方法在PLC程序设计应用中的必然性。2010年ChiacchioP.等人提出IEC61131标准中的PLC程序设计方法已无法满足自动化系统的发展需求,提出面向对象的编程方法。AdnanSalihbegović等人也提出将软件工程方法运用到工业自动化控制中。在国内,2000年陈娟等人将面向对象方法运用到粮食储运自动化系统中,讨论了类的抽象和封装的实现。2009年张逸群等人将面向对象方法运用到煤炭输送机控制系统的PLC程序设计中,阐述了基于STEP7的面向对象程序设计方法。2009年12月,祝瓛冰出版了《面向对象的现代工业控制系统的实用设计技术》一书,更是取得突破性技术,使得面向对象的方法更加实用于PLC程序设计。综上所述,在国内外研究中面向对象方法已经在工业控制中崭露头角。但在此时,纸机传动自动化软件设计还是处于传统的阶段,对于此次当代纸机装备制造商提出的优化概念模块化纸机,为了提高工业效率的适应性,还是难以满足,所以我们将面向对象方法引入纸机传动自动化行业,在硬件上加以强类封装,同时相对于每一个硬件类,都有一个相对应的软件类。这样对于一个控制系统的对象,我们只要通过接口,操作硬件类与软件类相互联系,就可以很好地完成控制任务。下面以普通电机为例,介绍其每个环节的做法:(1)建立需求分析表,如表1。其作用就是以控制系统对此类目标的需求,对未来对象所执行的任务进行反向递推,将需求层层细化。(2)建立变量表,如表2。这个需要好好琢磨,以至于反复修改。(3)编制类的梯形图,测试修改,反复多次。这样,所有编程均基于所述接口,对于每一个具体的工程对象,仅仅只需要修改相对应的外部变量,而不需要在所封装的程序内部做修改。当然这个过程是循环往复的,它需要我们有足够的测试对象以及测试次数,但这一点,相对于以往工程项目毫无头绪的修改,导致的出错率还是可以接受的。
3现代纸机传动系统常见技术问题分析与处理方法
纸机在运行中,由于机械、电气紧密联系,相互配合,因而故障出现时,往往会导致很难确定是何原因。作为电气技术人员,在对所管设备充分了解后,理应对于其工作原理以及设计思想有所了解,最后依据现象做出分析判断,区分故障,从而解决问题。在造纸生产中,不可避免地会出现一些类似操作失灵、频繁断纸等表面现象,操作人员往往第一时间会认为是出现了电气故障。此时,作为电气工程师则必须首先对故障现象进行仔细分析,完整描述,准确判断。要做到一看、二想、三检验,即:一看就是先看准问题的部位和现象,进行细致分析和准确描述,分清问题所在。二想就是对于问题表现的现象,要冷静思考、综合判断,特别是结合公共和电气参数的记录值,对现象的产生原因做出判断,防止误判。三检验就是在可能情况下,通过一些参数的人为变化,检验和核对问题的原因,最终确定问题的原因和处理方法。下面通过对几种常见问题的分析和判断,以说明问题的处理方法。
3.1速度不稳、断纸、引纸困难这类问题在早期的新纸机调试和二手机开机过程以及更换产品品种时较易发生。由于目前机械和传动设备都已经设计比较完善,操作人员也已经比较熟练。在设备和工艺以及电气之间发生问题梳理不清的情况已经减少。但是,从电气技术原理的角度分析问题的根源和找出解决办法仍然是电气工程师应当具备的基本能力。面对速度不稳、断纸这样的现象,往往会伴随着工艺和机械设备等相互交织的问题。有经验的车间主任、班组长可以很快判断问题的原因所在。以下通过电气传动的参数数据分析来说明逻辑分析方法:(1)仔细观察上位机记录的转速和转矩变化曲线,在反应的断纸点观察是否有速度的突变和转矩突变以及突变的方向和规律。这一点非常重要,传动参数的记录数据,特别是实时数据对分析判断至关重要。(2)基本分析和判断:如果在断纸附近速度曲线变化不明显,而转矩或电流在断纸附近显著波动,通常可以认为调速系统是正常的。可以不予理会关于速度波动的说法,这是因为如果速度没有明显变化而转矩或电流有明显波动,则恰恰说明调速系统是正常的。在双闭环系统中,速度反馈是外环,电流或转矩是内环。内环的响应要远远大于外环,因此正是电流的波动才抑制了或抵消了速度的波动,是正常的响应。(3)反之如果先有速度的变化,不论是缓慢变化还是突变,之后才是电流的变化,那么可以怀疑调速系统或在设备的某些部位存在问题。可能的问题有:编码器或速度反馈干扰或不稳定,引起速度波动;可以进一步观察速度反馈系统或电机和编码器的连接部位,进行必要的检修和加固,对导线连线以及屏蔽等进行检查和再次接线;如果电气系统检查无误,则可以怀疑设备或安装存在的可能问题。在某厂的系统中曾经发现过施胶部在施胶过程中主传动点速度缓慢变化的情况,后经检查发现是由于主从控制的安装不当引起,当胶辊在受热后形变较大时,会发生直径增加的情况因而导致线速度缓慢增加。引起不稳定或张力增加而出现断纸,更改主从配置后问题得以解决。(4)另外,在压榨部也会出现莫名其妙断纸的现象。在观察电气记录后如果没有发现问题,则可以提醒操作人员注意真空度和湿纸的干度,真空度的变化也会引起纸的强度变化。同时,应当充分注意速度环PID参数整定要合适。举例说明,如图5。此为卷取部换卷时的曲线记录。从曲线上看,当换卷时从三烘到卷取的纸幅所承受的拉力减小,从而导致三烘部的负荷加大,引起速度下降,在速度闭环系统的控制下,变频器进行了自动调节,但是此过程持续时间较长,从而可以明显看到三烘之前的纸幅下垂现象。从图5(上)明显还可以看出,速度控制的调节时间太长,速度下跌较大,因此需要增大速度环的比例系数,缩短积分时间。从图5(下)明显可以看到,同样在进行换卷时,速度有波动,但是速度下跌较小,而且调节过程的时间明显缩短,纸幅变化量不大。总之,应对速度不稳问题,一定要以记录数据为依据,然后再根据工艺过程分析问题的根源所在。电气工程师不但应当能够发现自身系统的问题,更要能够分析和判断出其他方面的问题,才能是合格的工程师。
3.2负荷分配控制方案及存在问题对策在网部和压榨部以及施胶部等,都存在负荷分配的控制问题。早期直流系统中负荷分配控制是由模拟的转矩电流分配器来完成的,现代纸机由于采用了通讯控制方式,这种分配关系由模拟变为数字,但基本的控制原理是相同的。本文所要阐述的是在负荷分配控制中针对不同情况的控制策略选择问题,这也是本人及其团队多年来研究和实践的总结,现分几个问题介绍如下:(1)刚性负荷分配控制的稳定性问题通常情况下压榨部、网部、施胶部等各部分的负荷分配问题,都可以定义为刚性连接的负荷分配控制问题。所谓刚性连接就是指两个连接的电动机之间没有速度误差,例如压榨部,上下辊之间在正常时是不可能有速度偏差的,否则纸页就会产生质量问题,网部和施胶部都可以做类似的解释。在这种负荷分配控制中,普遍采用的方案是用转矩或电流叠加进行分配,其中一台作为主传动,另一台作为辅传动。通过转矩电流的比例分配,满足协调所需的工艺控制要求。但是,这种方案是否存在稳定性问题呢?长期以来一直没有理论的证明和分析,陕西科技大学2013届研究生张洪涛在参考相关资料的基础上,将速度反馈微差注入的方法引入到负荷分配控制的稳定性仿真分析中,在理论上证明了刚性连接情况下采用转矩或电流进行负荷分配控制是稳定的。现将这一原理仿真模型进行说明。图6中编号1代表的是速度给定,编号2和3是负载和负载扰动的加载点。模型中刚性耦合的模拟是通过求取两者的速差,然后再乘以刚性系数去叠加到各电流调节器的输出上,从而代表由于速差而引起的转矩传递。主传动点的速度给定直接乘以一个补偿系数作为从传动点的速度给定,此补偿系数一般大于1,目的是为了使从传动点的速度调节器饱和。将主传动点的电流反馈和主传动点的转速调节取最小运算,目的是为了使主传动点的电流反馈值对从传动点的电流给定值起到一个限幅的作用,也即从传动点跟随主传动点的电流反馈,从而模拟转矩控制的效果。仿真波形如图7所示。由仿真波形可以看出,速度的稳定性较高而且从点电流在整个过程当中都仅仅跟随主点电流,保证主从出力相同。在25s时在标号2处添加一个负载扰动信号,此时转速变化很小,而电流的波动相对转速要大,但在不到2s时间内又稳定下来,且主从电流一致。从仿真波形来看,用转矩控制的负荷分配方式对刚性耦合的负载进行控制,系统始终是稳定的。(2)柔性耦合的负荷分配控制的稳定性问题图8是柔性耦合负荷分配控制系统中基于速度控制的仿真模型,其中主从传动点都处于速度控制模式,通过比较主从点的电流反馈值,然后求差,再乘以柔性补偿系数叠加到从点的速度给定上,从而微调从点电流,使得从点的电流值跟随主点电流的目的。在柔性耦合的负荷分配控制中,同样先采用主从传动点都处于速度控制模式进行仿真分析。在速度控制模式下通过比较主从点的电流反馈值,然后求差,再乘以柔性补偿系数叠加到从点的速度给定上,从而微调从点电流,使得从点的电流值跟随主点电流。模拟柔性耦合机械上的连接还是通过求速差,再乘刚性系数去叠加到各电流调节器的输出上。和刚性耦合中不同的是,当在主点加负载扰动时,其对从点转矩的影响需要经过一定的延时,所以在此还是通过求速差,再乘刚性系数去叠加到各电流调节器的输出上。在此模型中,添加了一个延时模块,其延时取决于实际转矩的传递时间。仿真时,在编号2处加负载扰动,而延时环节则加在去主点电流环的一侧,此时代表当从点负载发生波动时,其到主点转矩的传递需要经过一定的延时。仿真波形如图9所示。从仿真波形可以看出,当从点加负载扰动时,主从点转速的波动仍然很小,电流波动相对较大,但在短暂调整后又趋于平稳,从点的电流跟随性良好,说明主从点负载均衡,达到了负荷分配的目的。从上面仿真结果来看,对柔性耦合的负载采用速度控制的负荷分配方式是稳定的。图10是柔性连接的转矩控制方式仿真模型,模型中柔性耦合的模拟与刚性连接相同,均采用求取速度反馈差值的办法,用差值乘以刚性系数后叠加到各电流调节器的输出上,代表由于速差而引起的转矩传递。主传动点的速度给定直接乘以一个补偿系数作为从传动点的速度给定,此补偿系数一般大于1,目的是为了使从传动点的速度调节器饱和,从而形成转矩控制的方式。将主传动点的电流反馈和主传动点的转速调节取最小运算,目的是为了使主传动点的电流反馈值对从传动点的电流给定值起到一个限幅的作用,也即从传动点跟随主传动点的电流反馈,从而模拟转矩负荷分配控制的效果。与刚性连接不同的是增加一个延时环节,图10是将主扰动的影响经过延时后叠加到从点上。由图11仿真波形我们发现,当柔性耦合的负载采用总线通讯转矩控制的负荷分配方式时,主从点的转速与转矩都发生了振荡的现象。而前面采用总线通讯速度控制方式时,主从点的速度与转矩都能经过短暂的调节趋于稳定,且从点的电流和主点的电流基本相等。这也说明了柔性耦合的负载当采用转矩控制的负荷分配方式时是不稳定的,此跟实际调试当中遇到的现象完全吻合。总之,对于负荷分配控制系统而言,正常情况下我们都可以看作是刚性连接的系统。因此,无论是速度控制方式还是转矩控制方式,系统本身都是稳定的。但是如果具有延迟特性的负荷分配控制系统,由于转矩和速度之间增加了反馈延迟,就会造成不稳定现象。典型的例子如高速卫生纸机的负荷分配控制系统,在网部和大缸之间由10m以上的毛布进行连接,毛布的弹性作用会导致转矩和速度的延迟。这时如果采用转速控制的负荷分配方案则是稳定的,反之如果采用通常的转矩负荷分配控制方案则极有可能会造成系统不稳定,理论研究和实践都证明了这一点。
3.3高速纸机传动系统的特点目前针对高速纸机,在控制精度要求上有一种流行的观点,是高速纸机要求的控制精度更高或者变频器的性能要更好等等。究竟纸机进入高速以后,在传动技术要求和控制精度等问题上与普通纸机传动有什么区别和不同?在这个问题上,由于资料和信息都不甚充分,在此针对传动系统的基本原理和高低速的区别提出以下几点看法:(1)从控制系统特征看,纸机的速度指标是线速度,而电机的指标是转速,因此我们应把电机和纸机分开来看。对于纸机侧,只关注线速度多少;对于电机侧,则关注的是转速。因此同样的转速,可以工作在1000m/min,也可以工作在500m/min,所以控制性能和精度要求没有本质的差别。(2)由于高速纸机速度高、惯量大,所以在动态特性指标上应当有更高的要求。比如转矩的响应应当更快,速度环的闭环指标应当注重与超调量尽可能小等等。这些指标对于任何速度的要求都是一样的,但是对于高速纸机而言,应当更注重调试的质量和性能。(3)静态或稳态速度精度问题,稳态下对速度精度的要求是由纸张特性决定的。纸机在高速和低速条件下工作时,相同控制精度下对纸张的形变量是一致的。根据胡克定律:F=K×Δv×t,对于高速纸机而言,运行在高速和低速情况下,对于同一控制精度,速差相对而言是一样的,因此得出结论是控制系统的稳态精度与车速无关。(4)变频器的频率分辨率和速度闭环精度没有直接的联系。只要闭环稳态精度在0.1%以上,则高速纸机控制系统对变频器没有特殊的要求。但是由于控制原理不同,在变频器的不同品牌中,转矩控制特性不同,即动态响应不同。这一点对系统的影响需要考虑。总之,对于高速纸机而言,由于动态响应的要求较高,所以变频器的选择应当以矢量控制型和直接转矩控制型为主,且要求转矩控制最好是独立的,能够形成转矩闭环。
1.1先进控制
1.1.1先进控制的特点在化工的生产当中,往往生产过程较为复杂多样,这样就很难的建立起数学模型。一旦没有完善的数学模型,就会导致预测和推断的失误。与传统的控制技术相比,先进的控制技术能够更加的抓准将要预测和推断的难点。
1.1.2先进控制的应用
先进控制的应用在当今的自动化技术当中得到过广泛的应用,与传统的技术水平相比,现如今的技术手段不仅仅应用到了信息化技术手段,还应用到了很多数学模型之类的知识。因为只有建立了完善的数学模型,才能够对采集到的变量进行精确的统计和计算。再加上信息化的先进技术,这些是保障先进控制应用的有效技术手段之一。
1.2现场总线
1.2.1现场总线的特点
现场总线具有将所有的线路连接起来的功能,现场总线将所有的自动化系统和只能现场设备进行了连接,使得这些智能化设备能够听从统一的号令,这种管理方式既能够节省大量的人力和物力,还能够在很大程度上使得系统的管理变得更具有自动化和智能化。线路总线基于计算机网络自动化技术,使得系统的单回路调节器、现场变送器、现场执行器、可编程序控制器等设备能够与总线进行连接,进而对化工生产当中的一些设备进行更好的控制和调整。
1.2.2现场总线控制系统
现场总线系统能够在化工生产和电气自动化的生产当中保证成本的最低化和投资以及安装费用的最低化,这些费用对于任何一个商家来说都是应当精打细算的,只有注重每一个细节,才能够使得企业不断的变得强大起来。现场总线的控制还能够减少工人的工作量,在保证质量的情况下增加了工作的效率。
2化工生产中电气自动化技术的发展趋势
化工生产中电气自动化技术的发展趋势已经越来越趋向于国际化,因为我国目前的电气化发展已经采用了很多先进的科学技术和技巧,现代化的科学技术与先进的技术是完全分不开的,其中以电子信息技术为最主要的技术手段。现如今在这个二十一世纪当中,更多的事业都趋向于信息化和国际化。自从研发出了电气自动化技术在化工厂当中的应用,对于提高信息系统的处理能力就有着很高的要求,然而信息系统的运行和应用又完全离不开网络技术。通过电气自动化的运行和应用可以加快我国现有工业的发展,从节约资源入手,尽最大的可能去降低生产的成本和费用,保证少成本就可以获得更多的经济效益。能够合理并且高效的应用现代化信息技术是缩短我国与其他国家之间差距的一个保障之一,只有促进全国的经济发展才能够让更多的百姓拥有现代化的生活。
3结语
随着人工智能的发展,智能化技术被应用到电气工程及其自动化中,主要用于控制器以及机器的智能化。智能化技术的应用可以通过故障诊断、智能控制、优化设计、PLD技术这几方面来描述。
1.1故障诊断
电气工程设备的工作时间长,难免会发生故障,由于电气设施故障的非线性、复杂性及不确定性,一旦发生故障,往往需要大量的时间排查故障,效率低、准确率低。而智能化技术能够有效解决这一问题。在故障发生前,一般仪器会出现一些人们很难发现的预兆,通过实时监测仪器状态,在出现异常时及时报警并提示故障位置,在故障真正发生前避免故障,能够在极大程度上减少维修时间。电气工程中常常通过分析变压器中渗漏油分解出来的气体进行故障诊断,确定故障发生的范围,并通过各种手段逐步缩小范围,从而确定故障位置并提示派遣人员及时检修。同时,智能化装置可以记录故障问题,为以后的故障诊断提供参考,使故障诊断更加安全可靠。
1.2智能控制
智能控制能够在很大程度上实现电气工程及其自动化的控制过程自动化,实现无人化管理和远程管理,提高管理的高效性。尤其对于一些高危险、高难度的工作,如高压控制,智能控制是必不可少的。相对于传统的控制器,智能控制器的灵活性更好,更易调节。传统的控制器在设置时需要精确考虑控制对象的动态方程,而实际涉及到的控制环境往往很复杂,存在很多不确定因素。但是智能控制不存在这方面问题,因为其在设计时并不涉及控制对象的模型。并且智能化控制器可以根据对响应数据(如鲁棒性变化、响应时间、下降时间)的分析随时调整系统,调整后智能控制器的性能会大大提高,调整的过程并不需要专业人士在场,这样就减少了大量的人力。以风力发电厂智能化升压站系统为例。智能化升压站系统通过对过程层和间隔层设备升级,将一些模拟量和开关量数字化,有效运用光纤设备,实现间隔层和过程层的通信。站控层由系统主机、工作站、VQC等设备组成,是全站监控、管理、调度中心。系统通过智能化控制,自动完成信息的采集、测量、控制、保护等功能,相比于传统的升压站系统在效率、有效性等方面有很大的提高。
1.3优化设计
电气设备的设计工作相当繁琐,需要综合运用成套设备、电路、电机与电气、电磁场、变压器等学科的知识,并结合过去的设计经验。传统的设计方式根据经验和实验,手工完成设计,方案的达标率非常低,修改难度大,成本高,产品的开发周期也很长。应用智能化技术能够有效提高设计产品的质量,缩短开发周期。智能化技术在这方面的应用主要有专家系统和遗传算法。其中,专家系统依据该领域的专家提供的知识经验,建立数据库,在决策前模拟专家决策过程,做出合理决策,该技术比较前沿,目前尚处于研发阶段,尚未得到大量应用。遗传算法是一种借鉴进化论的随机化搜索方法,被广泛运用于信号处理、组合优化、自适应控制等领域,在电气设计产品的优化上性能优越。
1.4PLC技术
PLC(可编程逻辑控制器)具有高可靠性和抗干扰能力,广泛应用于自动控制领域。在一些大型的电力企业的辅助系统中,PLC已经代替了一般的继电控制器。PLC技术使用内存,用程序方式存储控制逻辑,并用半导体电路实现。PLC技术的应用实现了供电系统的自动切换,用软继电器取代了实物器件,使供电系统更加安全可靠。并且,它能使用复杂的工作环境,具有良好的发挥性能,稳定性强。
2.智能化技术在电气工程及其自动化中的应用前景
2.1优势分析
智能化技术在电气工程及其自动化中相比于传统的控制系统有巨大优势。传统的自动控制系统需要建立控制模型,运用数学方法分析,建立动态方程,但由于系统的复杂性,在实际应用中往往会出现无法预料的问题,很难达到预期的效果。智能化系统可以从根本避免不可控因素,提高工作的效率。智能化技术可以实时监控系统,通过监测响应时间、下降时间等对系统进行实时调节,使系统性能大大提高。因此,智能化系统比传统的控制器更能适应实际工作环境。另外,智能化技术拥有很强的一致性。在输入不同的数据时具有同样可靠的估计能力,有广泛的适用性。
2.2性能方向
速度、精度及效率是电气工程及其自动化的关键指标。在电力系统中采用智能高速处理器芯片,同时采用交流数字伺服系统,能够改善电力系统的动态特性和静态特性,提高系统的速度、精度和效率。柔性化柔性化主要包括群控系统和数控系统这两个方面。对于群控系系统,必须按照生产流程的具体要求设计系统,使系统能够发挥最大的作用,完成信息流和物料流的动态调控。对于数控系统,其强大的可裁剪性和覆盖面可以满足客户的具体要求。
2.3功能方向
在功能方向上,主要包括设计用户图形界面、可视化计算、多媒体技术方面的发展。目前的操作系统一般都采用图形界面,具有良好的人机交互性。在智能化系统中采用图形化界面,通过窗口和菜单实现编程、图像显示、图像模拟、仿真等功能,能够降低操作者的门槛,方便非专业人士操作。通过可视化技术,信息的表达不再是呆板的文字和数据。将数据转化成图表,能方便操作者分析数据,也可以高效地处理和解释数据。同时,采用无图纸设计、虚拟样机技术等技术,将可视化和虚拟环境相结合,能够更加有效地提高产品质量、缩短产品开发周期。多媒体技术一般是将声音、文字、图像、视频等融合在一起传输,如果将多媒体技术应用于智能化系统,可以更加综合化、智能化地处理信息,能带来很大的经济效益。
2.4体系结构
通过集成化、模块化、网络化实现智能化技术在体系结构方面的发展和完善。可以使用高集成度的处理器、大规模集成电路FPGA、CPLD等提高软硬件运行速度。器件的高度集成化能够提高电路密度,减小器件体积,更加方便安装和使用。将智能化技术模块化,各模块之间通过接口通信,这样有助于技术的标准化和集成,也可以运用模块的增减将智能化产品分级别销售。将智能化系统联网使得人们能够对系统进行远程监控,随时掌握系统状况,使电气工程的控制不受地域限制。也可以实现在一台设备上控制其他设备,进行编程等操作。对于较小的电力系统,远程控制能够节约电缆的增加数,材料以及安装费用,并且可靠性高、灵活性强;但是在通讯量大的系统中远程控制会比较困难。
3.结语
需要进行温度及其压力的控制,这也需要进行原材料的应用,这就需要进行原料量的控制。在生产过程中,针对原料进行实时的测量监控,进行浮力式测量方式的应用,做好被测物的接触工作,保证仪表的良好英语。这需要做好测量方式的优化工作,做好物料仪表的分类,比如进行浮力、电容、重锤等的形式应用。进行高精度的雷达式等的测量方式的应用,从而做好精度的控制。在数据的整体测量过程中,我们需要进行化工生产方案的优化,这涉及到温度、压力、流量等的分析工作,做好化工参数的测量工作,实现其整体应用环节的优化。这就需要进行化工生产的流量及其流速的分析,保证流速及其流量的分析,进行积算仪的应用,进行一定时间内的流量计算,针对流量的不同测量条件进行分析,针对其条件的分析进行不同方式的应用,进行大口径的流量的控制。在流量测量应用中,我们需要进行速度法、直接法、推导法等的协调,做好现代化生产自动化的应用工作,满足生产过程的需要,提升产品的整体质量,做好生产过程中的温度、压力、流量、液位等的控制工作,提升其应用效益。
2化工仪器仪表化工自动化技术的应用
2.1这就需要仪表具备可编程的功能。通过对计算机软件的应用,进行大量硬件逻辑电路的取代,从而实现硬件的软化,在电路控制过程中,需要针对接口芯片的位控特性进行分析,进行不同功能的控制。这就需要进行软件的编程,可以进行软件仪器仪表的置入,进行硬件结构的简化,保证常规逻辑电路的取代。这也需要仪表具备良好的记忆能力,在以往的仪表应用中,我们需要进行组合逻辑电路及其时序电路的应用,保证该状态信息的分析,进行微机的仪表引入,保证随机存储器的应用工作,进行前一状态信息的记忆工作,保证记忆的保存,进行多种状态信息的记忆,做好重现及其相关的处理工作。如果仪表具备了计算的功能,就说明自动化仪表已经具备计算机的一部分的能力,从而满足工作计算的需要,能够保证工作的良好精度。在自动化仪表的应用过程中,其计算形式是多样化的。
2.2仪表如果具备数据处理的功能,就能够有效进行测量的线性化处理,进行自检自校、工程值转换及其抗干扰问题的分析,这就需要进行微处理器及其软件的应用,保证这些软件的良好处理,从而进行硬件负担的降低,从而进行了处理功能的优化,满足了日常工作检索、优化等需要。整体来说,仪表具备比较复杂的控制功能,进行自动化的应用,从而满足了设备自动化的工作需要。比如在气相仪器的应用过程中,通过对该仪器的应用,可以进行复杂化学混合物的分析,进行色层分离方法的应用,保证样品的化学成分含量的分析。随着时代的发展,电子信息技术体系不断的健全,从而满足常规仪表的发展需要,通过对新型数字仪表、程序控制器等的应用,实现企业的不同工作实际及其需求的满足,更有利于提升当下自动化工作的效益。气动仪表、电动仪表、模拟仪表、数字仪表以及各种智能化仪表,计算机等都在进行使用,形成了气电结合、模数共存、取长补短,协同发展的局面。它们构成的各种自动化控制系统极大地推动着我们的现代化建设事业。整体来说化工生产过程中自动化涉及的层面是非常广泛的,其综合性非常的强,其需要进行自动控制学科仪器的应用,进行计算机学科理论的应用,进行化学工程学科的有效服务,从而满足实际工作的要求,提升现代化化学工程的应用效益,提升现代社会的经济发展效益。这需要相关人员意识到这个观点,现代化工工艺及设备与自动化装置已经构成了有机的整体,使仪表实现高速、高效、多功能、高机动灵活等性能,使化工生产自动化水平不断提高。
3结论
在新型的电力自动化系统中,多了一部分以往所没有的结构——应用服务器,处于三者正中间的位置。处于中间件的应用服务器在这一结构中,在对前置机的数据进行接纳的同时自动备份,历史数据的存在为数据访问中逻辑规则的实现开辟了路径而电力工作站的功能借助逻辑规则以及数据库得以实现。同时不能忽视的是DCOM是实现应用服务器和电力工作站通讯功能的基底,ADO则是应用服务器和数据库服务器实现通讯的依据。在这一模型的基础上,还有两个很大的优势。第一个就是使得软件自身的可扩充性得到了进一步的增加和推动,假如数据发生了相关的逻辑规则的变化,不需要改动其他,只需要将对应的中间件(应用服务器)就可以了,这个时候对于电力前端也不必担心,影响是微小的。第二个优势则是在安全性能上的保障,因为前后客户端没有直接的数据往来,而是通过应用服务器进行,这样以来便使得一些不安全因素得以避免。
2计算机技术在电力系统中的实现
2.1系统的应用服务器
在上文中所提及到的三层C/S结构,所添加的中间件的部位是最为重要的部分。这里将对中间件进行一个较为详尽的解释。这一部位具有强大的通信功能,同时自身的可扩展性可以得到极高的展现。由此使得客户机与服务器之间、服务器相互之间的数据传输稳定进行,实现两者群体之间的通信进行。结合在上文中所提到的功能的实现问题,可以知道,应用程序服务器在发挥本身程序功能的同时,又承担着DCOM服务器的角色。
2.2实时数据的获取和保存
应用程序服务器是承接实时数据的纽带。说到实时数据这里就要有所区分,实时数据是分为未处理的和已处理的两个部分,前者是存在于前置机中,后者则是具体的计算之后呈现的。这里需要提及到的是WinSock编程。当操作电力自动化时,内部存在一个存盘线程,位于后台部位,只要不是有系统出现暂停或者是退出的问题,就会一直运行。
2.3系统的应用逻辑
在文中我们所采用的三层C/S结构,应用逻辑是需要被定义在应用服务器端的,这样就可以达到所有用户共享这一资源的目的,假设遇到事物逻辑变化,则只需对服务器中的应用逻辑进行一定的更改即可。这样就使得客户端在运行和使用过程中减少了很多不必要的问题。
3计算机技术应用于电力系统自动化的价值和意义
当今社会的发展速度加快,对于电力的性能要求也进一步提高。将计算机技术应用与电力系统自动化的过程中,可以有效提升相关电力部门的管理水平和工作效率,自动化和智能化的优势得到很好的展现。另一方面则是在安全性方面更加有保障,由于计算机技术本身的自动化优势,可以将许多风险性事件的危险度降到最低,电力系统在自动化加强的同时,对电力使用的安全性能方面也有显著加强,使得安全性有效提高。计算机技术于电力系统自动化的应用过程中产生了极大的积极效益,促进了社会整体的进步与发展。
4结语
所谓的电力系统自动化指的是以计算机技术为支撑,将先进的计算机技术融入于电力系统之中,进而实现电力系统的智能化运作。立足于电力系统这一整体,其主要是由三大部分构成的:配电网、电力调度以及变电站。将整个电力系统设备相连接,就形成了电力网络,而这一网络的管理与控制工作都是由相应的电力人员来完成的。在实际开展工作的过程中,为了确保实现对电力资源的优化配置,实现对电力网络运行程序的有效管理,以在提高供电安全性的基础上,降低成本投入,提高电力企业的经济效益,就需要在电力网络中融入相应的监控与保护装置,而为了实现对测量与保护装置的有效检测,确保其能够在电力系统运行中充分的发挥自身的作用,就需要实现电力系统自动化。在实施电力系统自动化的过程中,测量装置的加入能够以计算机技术为支撑来实现对应用与操作程序的实时监测,并实现对相应监测数据的实时分析与处理,进而实现电力的合理分配以全面提高电力资源的使用效率,通过资源的优化配置来提高自身的经济效益与社会效益;而保护装置的融入则能够实现对异常数据的实施监测与分析,进而能够第一时间发现安全隐患的存在,便于相应人员及时采取措施来降低风险。因此,电力系统自动化的实现对于电力企业来讲有着深远的意义与影响,实现计算机技术与电力系统的整合,能够在提高电力企业管理质量与效率的基础上,实现稳定、安全供电。
2计算机与电力系统融合的优势作用
要想确保电力系统的稳定、安全运行,就需要实现对系统各个部分运行情况的有效监管,而在传统的电力系统管理工作中,以上各环节工作的开展都是依赖人工来完成的,进而难免因各种误差等因素的存在而影响到电力系统的正常运转。而随着计算机技术的不断发展,计算机技术被广泛的应用于各行业之中,其在电力系统中的应用充分的体现出了自动化对于电力系统的重要性。将计算机技术应用到电网系统中,能够实现各环节的自动化处理,进而以计算机的智能化来取代人工,有效的提高了电力系统的工作效率,这对于电力系统整体服务质量的提升来讲有着极大的影响作用。以计算机技术为媒介来实现电力系统的自动化,能够在提高各项检测数据准确度的基础上,实现对部分数据信息的自动化处理,进而在降低工作人员压力与负担的基础上,确保了电力系统的稳定运行。
3计算机技术在电力系统自动化中的具体应用
3.1计算机技术在配电网系统自动化中的应用
随着科学技术的发展,电网的整体改造进入智能化阶段,也就是通过计算机技术的应用来实现配电的进一步智能化。当前,配电系统主要是由主站、子站以及终端这三部分构成,通过计算机技术的融入能够实现三部分之间的有效沟通,进而实现了信息资源的高度共享。而信息资源的共享能够为配电系统实现高效运行奠定基础。
3.2计算机技术在电网调度系统中的应用
计算机技术与电网调度系统的整合能够将原有系统的各终端放在同一界面之上,通过电力系统的局域网来实现对电网运行状态的检测与检修,而在实现电力调度的过程中,相关的检测需要通过计算机系统的评估来实现,在运行的过程中同样处于计算机系统的监测之下。因此,一旦电网调度系统在运行的过程中出现任何故障,工作人员都能够通过自动化的监管平台及时发现症结所在,进而采取有效的措施来解决问题,确保电网调度系统的正常运行,在保障正常供电的基础上,有效的提高了电网调度工作的质量与效率。我国电网调度共分为五个等级,其中县镇级别的电网对于调度的智能化要求比较低,而国家电网则对调度的智能化水准要求较高,其各项监管工作的开展都需要通过计算机技术下的监管平台来实现,进而才能更好的保证国家电力系统的稳健运行。
3.3计算机技术在变电系统中的应用
电力系统在实现供电的过程中,需要经由输电线以及变电站才能够实现对用户的供电。基于传统的变电系统监控条件下,由于没有计算机技术的介入与融合,所有的监管工作都是由人工操作来完成的,此种方式下不仅工作的效率低,也无法实现实时监控,进而也就无法将相应的监控信息第一时间进行反馈,这就降低了整个电力系统的供电质量。而计算机技术与电网变电系统的整合则实现了变电系统的自动化,通过计算机就能够实现对相应信息的实时监控,进而能够确保及时解决变电系统运作过程中所出现的问题。计算机技术与变电系统的整合不仅降低了传统电缆的使用量,同时还实现了二次变电设备的高度信息化与集成化,并通过计算机触摸屏技术实现了对运行资料的归档处理,这就为其管理工作的顺利开展奠定了基础。
4电力系统应用计算机技术过程中所呈现出的问题与解决对策
4.1问题
从当前计算机技术在电力系统中的应用现状看,不可否认的是计算机技术的应用切实提高了电力系统运行的稳定性与安全性,并在降低电力系统人员工作压力的同时,提高了工作的效率与质量,进而提升了电力企业的竞争实力,为电力企业的发展注入了动力与活力。但是,计算机技术在电力系统自动化过程中的应用同样呈现出了一系列的问题,核心问题便是计算机技术的日新月异致使电力系统无法实现与时俱进的更新换代,进而也就无法充分的发挥出计算机技术在电力系统自动化中的作用与价值。具体问题如下:第一,在应用计算机技术的过程中,并没有充分实现对设备运行状态的分析,进而设备运行的可靠性与安全性无法得到全面的保障;第二,在电力系统中,光电互感器的应用能够实现对电流以及电压的有效调解,以确保供电的稳定性,但是,在实际应用的过程中却忽略了如下问题的解决:当光电互感器所承担的电流电压负载逐渐增大时,相应的传输信号就会出现畸形的问题,进而也就无法完全实现对供电系统的稳定;第三,相应的技术人员所具备的能力素质无法满足计算机技术的实际需求,因而有待进一步的加强。
4.2解决对策
4.2.1要积极的吸收与借鉴行业先进的技术经验
随着科学技术的不断发展,计算机技术可谓是日新月异,而要想确保计算机技术在电力系统中的应用能够切实提高电力企业的综合效益,就需要认识到与时俱进更新所使用的计算机技术至关重要,只有将最为先进且成熟的技术应用到电力系统自动化中,才能够实现系统自动化水准的不断提升。而这就要求电力企业的管理层要立足可持续发展的角度,积极吸取同行业的先进经验,并积极的引进国际先进的技术成果,并要加大对所引进成果的研究,进而才能够实现自我的创新与发展。创新是企业发展的动力,只有自身不断加大科研力度,才能够确保以绝对领先的技术优势来提升自身的综合竞争实力,以获得自身的可持续发展。
4.2.2完善管理制度体系以强化对设备的管理
实现电力系统自动化的过程中,计算机与相应设备的管理水准直接关系到了自动化系统的运行成败,因此,这就要求电力企业要结合系统自动化的实际需求与要求,构建完善的管理制度体系,以规范对相应设备的管理行为,确保设备管理工作能够得到有效的落实。同时,电力企业在开展相应管理工作的过程中,要注重对计算机与相关设备的维护,以确保二者都能够处于稳定、安全的运行状态下,并能够通过日常维护工作的开展来及时发现设备所存在的安全隐患,以做到及时发现问题并解决问题,同时还需要建立相应的责任制度体系,落实管理的责任,以确保管理工作能够得到有效的开展与落实。
4.2.3加大对相应技术人员的培训力度
当今时代,人才已成为竞争的焦点所在,电力系统在发展的过程中同样需要人才的有力支撑,在实现电力系统自动化的过程中,只有具备相应专业能力素质高的人才,才能确保电力系统自动化在实现与时俱进更新的基础上,充分发挥出自身的价值。因此,面对当前专业人才缺乏、能力素质偏低的现状,电力企业需要加大对现有人才的培训力度,而这就要求了电力企业要在完善培训内容的基础上,进一步丰富培训渠道,通过学习深造以及技术交流等来实现对技术人员能力素质的进一步提升;与此同时,电力企业还应该严把招聘关,将具备高综合能力素质的人才吸引到企业中,进而不断的壮大自身的实力。
5计算机技术在电力系统自动化中的应用前景
5.1计算机技术在光电互感器中的应用
在电力系统中,光电互感器在输电线路中有着极为重要的作用,其能够实现对输电线路电力与电压的调解,进而确保电流与电压的负荷处于正常的范围内,以在提高测量数据准确度的基础上,降低了输电线路的损耗,提高电力调度系统的整体效益。光电互感技术的发展能够解决传统电磁互感技术下互感器所存在的弊端,实现对输出信号的一体化设计,进而以光电式互感器的高绝缘性与兼容性来确保整个输电线路的安全、高效运行。
5.2计算机技术在智能电网中的应用
所谓的智能电网指的是将计算机技术与电网系统相结合,以实现对电网系统的智能化控制,进而实现对电力系统各环节运行信息的高效监管。智能变电技术的发展使得输变电系统能够实现更为稳定的运转,同时也保证了整合系统的稳定性,因此,如何实现智能电网技术的全面落实已成为当前电网改造过程中的一项重点任务。智能电网功能与作用的发挥需要依赖于计算机技术,具体表现在:要想确保电网能够实现实时通信,就要构建出相应的网络通信平台,从而才能保证相应的数据信息能够及时的反应出来;同时要想确保整个系统的安全、稳定运行,就需要实现对相应数据信息的收集与分析,而智能化的监测平台下能够实现对相应数据的自动化处理,从而明确电力系统的整体运行状况。
5.3视觉技术的应用
计算机技术与电力系统自动化的整合下,相应的计算机视觉技术也将成为电力系统广泛应用的重点。基于计算机视觉技术下,通过对视频技术以及红外成像技术的应用能够将相应的信息以图像的形式呈现出来,并且实现对相应信息的高精度处理。对于电力系统来讲,其运行过程中的信息变化频率较高,如果无法在第一时间内实现对信息的解读,那么就可能因为某些问题的存在而致使电力系统瘫痪,这就会给电力企业带来巨大的经济损失。而将视觉技术应用到电力系统自动化的构建中,能够实现对图像信息的及时、有效解读与识别,进而通过更为直观的分析结果实现对所出现问题的及时、准确判断,确保电力系统整体处于稳定的运行状态下。
6结束语
世界第一台电子计算是在1946年诞生的ENIAC,自此以后。电子计算机由于其优越的性能以及其极快的处理信息的能力得到了迅速的发展,在20世纪60年代到20世纪80年代,一些先进的企业以及政府部门开始配备并使用计算机来协助办公,英特尔处理器以其优越的性价比推动了计算机的普及,在1982年第一台个人计算机的诞生,使计算机的生产成本大大降低,自此以后,计算机在一些较小的企业甚至在一些家庭中得到了应用。计算的发展从诞生到现在虽然仅仅不到70年,但是计算机的发展速度是惊人的,并且计算机技术逐步被应用到社会发展得每个层面,促进了社会的进步,极大的丰富了人们的生活。现今的进算计技术较为成熟,计算机也取得了令人欣慰的成就,计算机的发展正在朝着微型化、网络化、人工智能化、技术多元化方向发展,计算机技术的发展正在逐步适应社会各个部门的专业化需要。计算机操作系统也在逐步的进行更新换代,随着操作系统的更新,计算机的运行速度也在不断的加快,正在适应更多领域的应用需求。
2计算机在办公自动化中的应用
随着计算机技术的发展以及现代办公的需求,计算机技术被用到办公中去,并逐步实现办公自动化,办公自动化充分的使办公需求与计算机技术结合起来,使办公效率明显加快。
2.1办公自动化
我们经常说的办公自动化(OfficeAutomation)指的是办公的内部事务性工作实现自动化处理以及办公信息实现自动化处理的自动化系统,办公自动化系统是计算机技术发展的衍生物。办公人员通过办公自动化系统的硬件、软件以及各种网络通信设备和办公所需要的各种必要设备进行信息的收集、信息的传送、信息的加工、信息的储存等环节,通过这些环节。办公人员就可以根据需求将个人办公系统、公务管理系统、档案管理系统等集成到指定的统一网络中,使之实现信息的共享提升办公效率。我国的自动化办公在电子商务中的应用最为广泛,办公自动化极大的提升了办公效率,计算机技术的发展使办公自动化正在趋向于智能化。
2.2计算机技术在办公自动化中的应用
目前在办公自动化的过程中,计算机技术主要还是体现在图文的处理方面,我们日常处理文字、数据所用的Word、WPS都是用来处理文字、图画的软件,这些软件对文字进行编辑,对文字的版式进行处理,并对编辑内容进行打印等操作,提升了办公效率。计算机在办公方面的应用还体现在数据的处理上,例如Exal等软件可以在很短的时间内对目标数据进行筛选、排序等,实现了办公中数据处理的自动化,办公人员还可以在计算机上设计自己所需要的表格、并根据需求对表格进行修改处理和制表等操作。多媒体技术也在办公自动化过程中得到了应用,多媒体技术可以再办公过程中对图像进行有目的的修改,还可以根据需要发送语音传真,多媒体技术还被应用到综合业务数字网、多功能多媒体应用站中去,使办公更加现代化、高效化。计算机技术在近几年还被广泛应用到了各种会议中去,视频会议就是计算机在办公自动化中的应用,会议的双方虽然不在同一个地点,但是通过计算机技术的处理,可以实现双方的面对面的交流,会议的内容也能应用计算机软件进行相应的汇总、判断决议以及打印会议总结报告等,计算机技术在视频会议中的应用,节省了开会的成本和时间,极大的提升了办公的效率。
2.3如何应对办公自动化过程中的计算机技术
计算机在各个行业中的应用越来越广泛,各行业的办公人员必须不断地提升使用计算机技术的能力以适应计算机技术的发展,从业人员要积极围绕社会以及行业的需求,不断地提升计算机的理论和实践性应用,以满足各行业的自动化办公需求。在企业实现办公自动化过程中,要积极进行计算机办公设备的更新换代以及注重办公人员计算机使用技术的培训,企业要加强与高校或者其他计算机培训机构的合作,使办公人员能够在自动化办公中游刃有余。办公人员也要加强自身的自主学习意识,积极学习一些计算机技术,例如常用的办公软件以及各种操作系统的使用,软件的安装启动以及使用、电子邮件的接收以及发送等基本操作。
3结语