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在當(dāng)前的機(jī)電控制領(lǐng)域,機(jī)電一體化和自動化控制應(yīng)用愈加廣泛,能夠有效發(fā)揮對機(jī)電產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)化,切實(shí)提升生產(chǎn)效率,推動機(jī)電企業(yè)發(fā)展模式的改革,在根本提升行業(yè)智能化水平,促進(jìn)整個經(jīng)濟(jì)和社會的進(jìn)步。為此,機(jī)電企業(yè)需要重視自動化和一體化新的發(fā)展形勢。本文闡述了機(jī)電控制系統(tǒng)和自動化控制技術(shù)的涵義,分析了自動控制技術(shù)在機(jī)電控制系統(tǒng)中的價(jià)值,與當(dāng)前機(jī)電領(lǐng)域發(fā)展實(shí)際相結(jié)合,探討了機(jī)電一體化在機(jī)電控制系統(tǒng)中的應(yīng)用方式,以期實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的持續(xù)、長遠(yuǎn)發(fā)展。
關(guān)鍵詞:
機(jī)電控制系統(tǒng);自動化控制技術(shù);一體化設(shè)計(jì)
0前言
隨著科技的不斷進(jìn)步,自動化控制技術(shù)應(yīng)用更加廣泛,在整個社會發(fā)展中必不可少。借助自動化生產(chǎn)控制技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)規(guī)模的合理擴(kuò)大,技術(shù)先進(jìn)性突出。生產(chǎn)力的提升對機(jī)電制造業(yè)提出了了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求,需要滿足多層次機(jī)電標(biāo)準(zhǔn),借助自動化控制系統(tǒng),切實(shí)提升生產(chǎn)效率。因此,機(jī)電一體化發(fā)展迅速,在整個行業(yè)發(fā)展中意義重大。
1對機(jī)電控制系統(tǒng)和自動化控制技術(shù)涵義的闡述
1.1對機(jī)電控制系統(tǒng)涵義的分析
對于機(jī)電控制系統(tǒng),主要是借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)程序的設(shè)置,實(shí)現(xiàn)對裝備的遠(yuǎn)程控制,達(dá)到對生產(chǎn)過程的掌握,其主要特征是自動化、智能化和高效化。立足機(jī)電控制系統(tǒng)自身的性質(zhì),自動化是其突出的特點(diǎn),與通信領(lǐng)域的能力進(jìn)行結(jié)合,達(dá)到對整個過程的全面監(jiān)控,同時,強(qiáng)化對細(xì)節(jié)的檢測,及時解決生產(chǎn)中的問題。立足機(jī)電工作人員,其智能化的特點(diǎn)能夠有效降低工作壓力,減少人工失誤,一旦遇到機(jī)械生產(chǎn)環(huán)境威脅,能夠借助智能機(jī)電控制系統(tǒng)對人的操作的替代,有力維護(hù)工作人員的安全。立足機(jī)電行業(yè)自身,在機(jī)電控制系統(tǒng)的應(yīng)用下,整個行業(yè)更具整體性,能夠高效地提升生產(chǎn)效率,綜合控制能力得以增強(qiáng)。
1.2對自動化控制技術(shù)的闡述
自動化控制技術(shù)依賴的是控制裝置和控制器,先行進(jìn)行生產(chǎn)程序的設(shè)定,在無需人力協(xié)助的情況下,遵守生產(chǎn)規(guī)程,與人力控制相比,其優(yōu)勢十分明顯,如借助硬盤驅(qū)動,能夠?qū)崿F(xiàn)伺服系統(tǒng)的精準(zhǔn)定位,即使運(yùn)行環(huán)境比較復(fù)雜,也能實(shí)現(xiàn)較為穩(wěn)定的工作狀態(tài)。
2自動控制技術(shù)在機(jī)電控制系統(tǒng)中應(yīng)用途徑的分析
2.1對自動控制技術(shù)在機(jī)電控制裝備中應(yīng)用的介紹
對于自動控制而言,其核心和關(guān)鍵性的內(nèi)容就是裝備和控制器,簡言之,就是如果需要進(jìn)行裝備運(yùn)轉(zhuǎn)速度的記錄,借助控制器測試就能夠?qū)崿F(xiàn)。很多機(jī)電企業(yè)都關(guān)注新型自動控制技術(shù)的應(yīng)用,例如,PLC技術(shù)。將控制器置于機(jī)電控制裝備中,能夠?qū)崿F(xiàn)整個生產(chǎn)系統(tǒng)的有效合成,在生產(chǎn)監(jiān)控中,能夠有效、快速地發(fā)現(xiàn)問題所在,防止出現(xiàn)較大程度的損失,實(shí)現(xiàn)了對產(chǎn)品的全面優(yōu)化。在整個自動化進(jìn)程中,控制器的作用是實(shí)現(xiàn)了對人工的替代,借助精密儀器,避免誤操作的產(chǎn)生。
2.2對自動控制技術(shù)在機(jī)電微型計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用的介紹
這一應(yīng)用主要是借助控制裝備實(shí)現(xiàn)模型的構(gòu)建,通過微信計(jì)算機(jī),實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)程序的有效控制,其優(yōu)勢十分突出,首先,實(shí)現(xiàn)了對自動控制和機(jī)電規(guī)模管理的調(diào)整和協(xié)調(diào),使得單元性的技術(shù)得到有效結(jié)合,生產(chǎn)價(jià)值巨大,產(chǎn)品科技含量提升,生產(chǎn)時間被顯著縮短,對產(chǎn)品使用壽命也產(chǎn)生了正面影響,給企業(yè)減少了相對一部分投入。立足這些優(yōu)勢,需要研發(fā)人員不斷進(jìn)行新機(jī)電模型的研發(fā),切實(shí)滿足生產(chǎn)需要。其次,立足安全,將自動化融入微型計(jì)算機(jī),對危險(xiǎn)的感知和反應(yīng)能力增強(qiáng),能夠及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)漏洞,有效控制機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài),降低損失。再次,立足機(jī)電一體化,自動化技術(shù)為機(jī)電一體化奠定了技術(shù)基礎(chǔ),主要體現(xiàn)在傳感檢測領(lǐng)域。
3對機(jī)電控制系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)的全面闡述
機(jī)電一體化設(shè)計(jì)具有較為廣泛的覆蓋領(lǐng)域,主要體現(xiàn)在機(jī)械、電子等領(lǐng)域,只有不斷強(qiáng)化機(jī)電一體化加工技術(shù),才能實(shí)現(xiàn)對整個機(jī)電控制系統(tǒng)的完善,加快機(jī)電智能化發(fā)展進(jìn)程。機(jī)電一體化的集點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)化、模塊化、智能化和微型化,尤其是模塊特征更加明顯。鑒于制造業(yè)的龐大規(guī)模,類型復(fù)雜,在進(jìn)行機(jī)電一體化產(chǎn)生研發(fā)的時候,要注重模塊化,形成產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),注重新型機(jī)電產(chǎn)品的研發(fā)。微型化的特征主要立足信息技術(shù)的發(fā)展,不受時刻限制,較大程度地提升了機(jī)電一體化的影響力。
3.1對機(jī)電線路中一體化設(shè)計(jì)的分析
這一領(lǐng)域的設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在電子線路方面。傳統(tǒng)的機(jī)電控制中,實(shí)現(xiàn)了線路與裝備的隔離,設(shè)備運(yùn)行中,很難實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品的全面、及時的了解,設(shè)備使用率不高。在應(yīng)用機(jī)電一體化之后,微型計(jì)算機(jī)和控制器作用于系統(tǒng),工作效率提升。在一體化設(shè)計(jì)中,產(chǎn)品質(zhì)量被優(yōu)化,工程流程被簡化,因此,機(jī)電企業(yè)需要重視引進(jìn),對傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行淘汰,發(fā)揮科技的力量,加快模塊經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
3.2對機(jī)械裝置中一體化設(shè)計(jì)的介紹
對于機(jī)電控制而言,系統(tǒng)性突出,能夠?qū)崿F(xiàn)對機(jī)械、控制、生產(chǎn)裝備的有效統(tǒng)籌,加快一體化設(shè)計(jì),因此機(jī)電工程師需要平衡三者之間的關(guān)系,融入一體化設(shè)計(jì)理念。要善于運(yùn)用創(chuàng)造性思維,深入進(jìn)行探討,引進(jìn)機(jī)電人才,重視實(shí)踐活動,營造協(xié)作氛圍,借用科技改變一體化模式,提升綜合實(shí)力。
3.3一體化設(shè)計(jì)在機(jī)電功能模塊中的發(fā)展
這一應(yīng)用主要是指對整個機(jī)電控制系統(tǒng)和自動化控制技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)籌,將各個部分進(jìn)行聯(lián)結(jié),借助控制器實(shí)現(xiàn)對各個部分的控制。模塊一體化設(shè)計(jì)要立足整體,突破單一部分的功能,最大限度地發(fā)揮一體化的優(yōu)勢。要立足企業(yè)實(shí)際,選擇最佳機(jī)電組合,最大限度地實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。
4結(jié)束語
綜上,對于機(jī)電一體化而言,其是在機(jī)電控制系統(tǒng)和自動化控制技術(shù)相互融合的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的,能夠有效實(shí)現(xiàn)對企業(yè)投資和收益的關(guān)系的調(diào)整,切實(shí)提升生產(chǎn)效率,推動智能化發(fā)展速度。因此,對于機(jī)電企業(yè),需要重視研發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品,加大信息使用,發(fā)揮自動化的優(yōu)勢,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)模式的轉(zhuǎn)變,節(jié)約投資,提升人員素質(zhì),強(qiáng)化人才建設(shè),形成機(jī)電一體化的整體營銷戰(zhàn)略,樹立企業(yè)品牌。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】實(shí)訓(xùn)基地 校企合作 人才培養(yǎng) 工學(xué)結(jié)合 職業(yè)能力
基金項(xiàng)目:中央財(cái)政支持的職業(yè)教育實(shí)訓(xùn)基地“自動化綜合控制實(shí)訓(xùn)基地”建設(shè)項(xiàng)目(蘇教財(cái)〔2012〕177號)
高職院校培養(yǎng)具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)、動手能力強(qiáng)、創(chuàng)業(yè)與創(chuàng)新精神的高端技能型專門人才,實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)是關(guān)鍵,因此積極主動融入?yún)^(qū)域地方經(jīng)濟(jì),創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)思路,突出職業(yè)能力培養(yǎng),提升人才培養(yǎng)質(zhì)量是當(dāng)前職業(yè)教育工作的主要內(nèi)容之一。揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院依托電氣自動化技術(shù)專業(yè)建設(shè)優(yōu)勢,進(jìn)行廣泛調(diào)研和詳實(shí)分析,深入開展校企合作,在中央財(cái)政支持的自動化綜合控制職業(yè)教育實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)過程中創(chuàng)新思路、大膽嘗試,取得了較好的建設(shè)成效。本文就該實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)思路、方案等進(jìn)行分析,旨在探索實(shí)踐融日常教學(xué)與技能實(shí)踐、技能培訓(xùn)與技能大賽訓(xùn)練、社會培訓(xùn)與技能鑒定、創(chuàng)新教育與創(chuàng)業(yè)實(shí)踐、系統(tǒng)仿真與生產(chǎn)實(shí)踐、技術(shù)開發(fā)與技術(shù)服務(wù)“六位一體”,具備教、練、培、鑒、研、賽等功能,實(shí)現(xiàn)校企資源共享、區(qū)域資源共享、高校資源共享,充滿企業(yè)文化工作氛圍,積極發(fā)揮引導(dǎo)、輻射和示范作用的實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)發(fā)展模式。
一、實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)必要性分析
揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣自動化技術(shù)專業(yè)作為省級重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)、省級示范院校建設(shè)重點(diǎn)專業(yè)、省級人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)基地實(shí)踐專業(yè)和學(xué)院第一批教學(xué)改革試點(diǎn)專業(yè),不僅沉淀了較好專業(yè)基礎(chǔ),多年來緊緊依托揚(yáng)州及長三角區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展,為揚(yáng)州市和周邊地區(qū)的石油化工、汽車船舶、機(jī)械裝備及“三新一網(wǎng)一書”等產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)了大量的高端技能型專門人才,而且與中石化下屬多個公司、上海大眾汽車有限公司、揚(yáng)州嘉華電氣有限公司、可瑞爾科技(揚(yáng)州)有限公司等長三角地區(qū)的石油化工、汽車制造、電子電氣等大中型企業(yè)建立了深層次的校企合作關(guān)系,為實(shí)訓(xùn)基地項(xiàng)目啟動奠定了良好基礎(chǔ)。項(xiàng)目啟動前期,對實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的必要性進(jìn)行了深入分析。
(一)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求,產(chǎn)業(yè)發(fā)展對自動化技能人才的需求,需要建設(shè)功能完備的實(shí)訓(xùn)基地。近年來,揚(yáng)州及周邊地區(qū)的現(xiàn)代裝備制造業(yè)、石油化工、建筑工程三大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,行業(yè)和區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展為電氣自動化技術(shù)專業(yè)建設(shè)和發(fā)展提供了良好的契機(jī)。隨著企業(yè)自動化程度的不斷提高,人才的需求也在不斷擴(kuò)大,職業(yè)能力的要求也越來越高,因此現(xiàn)有實(shí)踐性教學(xué)任務(wù)開出率和教學(xué)效果也迫切需要得到提升。
(二)訂單培養(yǎng)的要求,提升“訂單式”高端技能人才培養(yǎng)質(zhì)量,需要建設(shè)示范引領(lǐng)的實(shí)訓(xùn)基地。揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院與中國石油化工總公司、上海大眾汽車公司、南京工程公司等國內(nèi)著名企業(yè)簽訂了聯(lián)合辦學(xué)協(xié)議,組建了“中石化班”、“大眾班”、“揚(yáng)農(nóng)班”,將企業(yè)文化、規(guī)章制度、生產(chǎn)工藝、檢驗(yàn)技術(shù)等納入教學(xué)計(jì)劃中,為確保培養(yǎng)符合企業(yè)需求的電氣自動化技術(shù)專業(yè)高水平技能人才,確保學(xué)生成為拔尖技能人才,確保學(xué)生畢業(yè)后能迅速適應(yīng)工作崗位要求,綜合性實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)非常重要。
(三)師資建設(shè)的要求,提升教師教科研水平和對外服務(wù)能力,需要建設(shè)理念新的實(shí)訓(xùn)基地。隨著學(xué)院創(chuàng)建省級示范院校工作的啟動,人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新、教學(xué)改革、專業(yè)建設(shè)、課程建設(shè)、教材建設(shè)、多媒體教學(xué)資源庫建設(shè)、職業(yè)技能培訓(xùn)服務(wù)、職業(yè)技能鑒定、科技項(xiàng)目開發(fā)等工作正在全面開展,要保證人才培養(yǎng)的可持續(xù)發(fā)展,深化校企合作,師資隊(duì)伍的整體教學(xué)與科研能力,對外服務(wù)能力是關(guān)鍵,需要完善的教學(xué)、研發(fā)、技術(shù)服務(wù)平臺,需要緊跟技術(shù)發(fā)展趨勢,理念新的實(shí)訓(xùn)基地。
因此建設(shè)一個理念新、針對性強(qiáng)、滿足現(xiàn)代電氣自動化技能型人才培養(yǎng)需求、職場化氛圍濃厚的自動化綜合控制實(shí)訓(xùn)基地是非常必要的。
二、實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)思路創(chuàng)新
以高端技能型專門人才培養(yǎng)為目標(biāo),基于“校企合作,工學(xué)結(jié)合”,按照“職場化、情境化、生產(chǎn)性”的理念,圍繞“一個核心”,遵循“四個原則”,突出“五類技能”培養(yǎng),打造“六位一體”示范性綜合實(shí)訓(xùn)基地是自動化綜合控制實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)思路。
(一)一個核心:開展校企合作,實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)以“突出重點(diǎn)、滿足需要、資源共享、提高效益”為核心,圍繞電氣自動化技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)等專業(yè)的職業(yè)能力培養(yǎng),依據(jù)企業(yè)職業(yè)崗位要求,突出供配電技術(shù)、PLC控制技術(shù)、DCS控制技術(shù)等實(shí)訓(xùn)設(shè)備建設(shè)重點(diǎn),滿足教學(xué)與科研需要,實(shí)現(xiàn)校企資源共享,提升人才培養(yǎng)質(zhì)量,提高企業(yè)生產(chǎn)效率。
(二)四個原則:實(shí)施“1+1+1專業(yè)導(dǎo)師制”人才培養(yǎng)模式,促進(jìn)學(xué)生個性發(fā)展,基地建設(shè)要遵循統(tǒng)一規(guī)劃、分步實(shí)施,協(xié)調(diào)一致、全面建設(shè),面向崗位、改建結(jié)合,不斷創(chuàng)新、形成特色的四個基本原則,以確保基地建設(shè)質(zhì)量及成效。
(三)五類技能:突出關(guān)鍵崗位職業(yè)技能培養(yǎng),通過三種典型控制技術(shù)形成的綜合實(shí)訓(xùn)基地,培養(yǎng)學(xué)生在工廠供配電、生產(chǎn)過程控制、工藝流程監(jiān)測、工件加工裝配、系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)操作技能,形成完整的專業(yè)知識與技能體系。
(四)六位一體:完善基地功能,按照“生產(chǎn)型、職場化”的理念建成集日常教學(xué)與技能實(shí)踐、技能培訓(xùn)與技能大賽訓(xùn)練、社會培訓(xùn)與技能鑒定、創(chuàng)新教育與創(chuàng)業(yè)實(shí)踐、系統(tǒng)仿真與生產(chǎn)實(shí)踐、技術(shù)開發(fā)與技術(shù)服務(wù)等六位一體的自動化綜合控制實(shí)訓(xùn)基地。
三、實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)內(nèi)容設(shè)計(jì)
實(shí)訓(xùn)基地以綜合控制為目標(biāo),包含了自動化的核心控制技術(shù),主要有供配電控制技術(shù)、可編程控制技術(shù)(PLC)、集散控制技術(shù)(DCS),因此整個實(shí)訓(xùn)基地主要由供配電控制、生產(chǎn)線控制、生產(chǎn)工藝控制三個控制室和綜合中心組成。其框架結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)如圖1所示。
圖1 自動化綜合控制實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)框圖
(一)供配電控制室:對變配電系統(tǒng)進(jìn)行操作控制,主要包括變電站的送電與停電操作、斷路器就地及遠(yuǎn)方自動分合閘、倒閘操作等,可完成變配室值班電工技能培訓(xùn),中、高級維修電工職業(yè)技能鑒定。通過監(jiān)控系統(tǒng)及模擬屏可實(shí)時監(jiān)控操作過程。
(二)生產(chǎn)線控制室:以典型生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試為技能點(diǎn),完成供料單元、加工單元、裝配單元、分揀單元、輸送單元等的安裝,通過可編程控制技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)控制功能設(shè)計(jì)、調(diào)試與維護(hù),可進(jìn)行“自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試”技能大賽培訓(xùn)等,監(jiān)控生產(chǎn)線全過程。
(三)生產(chǎn)工藝控制室:以典型的工藝流程為控制對象,根據(jù)不同的工藝要求,通過先進(jìn)的DCS技術(shù)實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目組態(tài),調(diào)試與運(yùn)行維護(hù),可進(jìn)行化工儀表自動化技能大賽培訓(xùn),職工技能培訓(xùn)與化工儀表維修工職業(yè)技能鑒定,可實(shí)時監(jiān)控生產(chǎn)工藝全過程。
(四)綜合控制中心:將三個分控制室的監(jiān)控系統(tǒng),通過先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信手段等接入控制中心的總監(jiān)控系統(tǒng),通過供配電模擬屏、生產(chǎn)線監(jiān)控屏、生產(chǎn)工藝流程監(jiān)控屏實(shí)現(xiàn)對每個控制室工作的實(shí)時監(jiān)控。
通過自動化綜合控制實(shí)訓(xùn)基地建設(shè),對工業(yè)生產(chǎn)工藝(過程)即可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)的供配電設(shè)計(jì)與操作、生產(chǎn)線安裝與調(diào)試、工藝流程控制與運(yùn)行調(diào)試,而且也可實(shí)現(xiàn)從電能配與變、過程控制、流程監(jiān)控、工件(產(chǎn)品)裝配、系統(tǒng)調(diào)試與運(yùn)行維護(hù)等一體化功能,集中了電氣控制、自動化控制的核心專業(yè)知識和技術(shù),將有效提升學(xué)生綜合專業(yè)能力,提升學(xué)生的就業(yè)競爭力。
四、實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)成效總結(jié)
(一)基地投運(yùn)后,實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量提升。不僅已成為了電氣自動化技術(shù)專業(yè)(群)的理實(shí)一體化專業(yè)課程教學(xué)的主要基地,同時是學(xué)生進(jìn)行“化工儀表自動化”、“自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試”、“維修電工”等職業(yè)技能培訓(xùn)的主要基地,是學(xué)生獲取中、高級維修電工,儀表維修工等職業(yè)資格證書的鑒定基地,更是學(xué)生進(jìn)行科技作品設(shè)計(jì)、開展大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目、畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要場所,對學(xué)生的職業(yè)技能培養(yǎng)有著至關(guān)重要的作用,不僅每年可承接電氣自動化專業(yè)(群)300多人次的技能實(shí)訓(xùn),且可承擔(dān)本校其它電類、化工類專業(yè)近600多人次的技能培訓(xùn);學(xué)生榮獲2013年全國職業(yè)院校化工儀表自動化技能大賽團(tuán)體一等獎,主持建設(shè)多項(xiàng)省級大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目等成績,就業(yè)競爭力顯著提升,為行業(yè)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)了一批深受用人單位歡迎的高素質(zhì)技能型應(yīng)用人才。
(二)基地投運(yùn)后,社會服務(wù)效果突出。由于系統(tǒng)裝置的工業(yè)化、職場化氛圍濃厚、生產(chǎn)線的真設(shè)備與真產(chǎn)品、過程控制的真系統(tǒng)與高仿真裝置,完全符合化工、電氣、電子等企業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況,已成為企業(yè)職工職業(yè)技能的培訓(xùn)基地,投運(yùn)使用以來,DCS系統(tǒng)先后完成了DCS應(yīng)用技術(shù)工程師培訓(xùn)、江蘇揚(yáng)農(nóng)化工集團(tuán)有限公司和江蘇泰興中等職業(yè)學(xué)校全國化工儀表自動化技能大賽培訓(xùn)等工作,與企業(yè)開展橫向課題合作和申請專利多項(xiàng)等,提高了對外服務(wù)能力,促進(jìn)了企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。今后基于師資隊(duì)伍及先進(jìn)設(shè)備,將為更多專業(yè)的學(xué)生、更廣泛的制造業(yè)行業(yè)的企業(yè)提供更多的職業(yè)技能培訓(xùn)。
(三)基地投運(yùn)后,示范引領(lǐng)作用增強(qiáng)。本實(shí)訓(xùn)基地運(yùn)行以來,學(xué)校電氣類相關(guān)專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)條件得到了很大改善,電氣自動化技術(shù)、生產(chǎn)過程自動化技術(shù)等專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量向校企無縫化對接的步伐更加深入邁進(jìn),進(jìn)一步滿足了上海大眾、中石化金陵石化公司、江蘇曙光光電有限責(zé)任公司、南京工程公司等現(xiàn)代化大型企業(yè)生產(chǎn)一線自動化人才的需求,不僅為專業(yè)建設(shè)和教學(xué)改革提供了值得借鑒的成功經(jīng)驗(yàn),更是一個立足揚(yáng)州,輻射全省的特色化的高職教育實(shí)訓(xùn)基地,其社會和經(jīng)濟(jì)效益非常顯著,為全省電氣自動化及相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)高端技能型專門人才開創(chuàng)了有效路徑,起到了示范和引領(lǐng)作用。
參考文獻(xiàn):
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1 配電自動化的概念,功能與分類
1.1 配電自動化概述。目前,我國的配電網(wǎng)建設(shè)還比較落后,自動化程度比較低,大多數(shù)都是樹狀的結(jié)構(gòu)形式,電壓質(zhì)量不高,不僅可靠性得不到有效的保障,還存在很大程度的電力損耗,為了進(jìn)一步提升我國供電系統(tǒng)的質(zhì)量,我國在近年來不斷加強(qiáng)國家配電網(wǎng)的建設(shè)工作,大力實(shí)話城市網(wǎng)及農(nóng)網(wǎng)的改造工程。
目前,對于配電自動化,還沒有一個得到得夠大眾認(rèn)可,概括性極其全面的定義,大部分還是依靠于現(xiàn)代信息技術(shù),不斷提升配電系統(tǒng)的管理工作,促進(jìn)本電系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行,降低不必要的電能損耗,在電力系統(tǒng)信息系統(tǒng)當(dāng)中,信息的采集與收納,信息的有效傳遞,信息的分類存儲以及信息的高效利用四個方面工作相互獨(dú)立相互影響,在實(shí)際工作當(dāng)中,應(yīng)分步驟地從橫向與縱向等各個角度出發(fā),不斷修改及完善電力系統(tǒng)的建設(shè)工作。
1.2 配電自動化及管理系統(tǒng)的主要功能:(1)配電自動化及管理系統(tǒng)的主站。配電自動化及管理系統(tǒng)主站是整個配電自動化及管理系統(tǒng)的監(jiān)控。(2)配電自動化及管理系統(tǒng)的中心站。在特大城市的配電自動化及管理系統(tǒng)中可設(shè)中心站,是下改主站經(jīng)加工處理后的信息匯集,管理中心。主要負(fù)責(zé)全局重要信息的監(jiān)視與管理,特大城市電力部門可根據(jù)各自實(shí)際情況,確定本局配電自動化及管理系統(tǒng)中是否設(shè)置中心站。(3)配電自動化及管理系統(tǒng)子站.配電自動化及管理系統(tǒng)了站是分布主站功能.優(yōu)化信息傳輸,清晰系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次,方便通信系統(tǒng)組網(wǎng)而設(shè)置的中間層,實(shí)現(xiàn)所轄范圍內(nèi)的信息匯集,處理以及故障處理,通信監(jiān)視等功能。(4)配電自動化及管理系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端,配電自動化及管理系統(tǒng)遠(yuǎn)方終是用于中低壓電網(wǎng)的各種遠(yuǎn)方監(jiān)測,控制單元的總稱。
1.3 電力系統(tǒng)自動化的類型分布
(1)系統(tǒng)調(diào)度自動化。(2)變電站自化。(3)配電網(wǎng)自動化。
2 配電系統(tǒng)自化的具體內(nèi)容
2.1 實(shí)現(xiàn)饋電線路的自動化,使配電系統(tǒng)中饋電線路檢測,控制和故障診斷與處理過程自動化進(jìn)行,它有效地幫助配電系統(tǒng)完成系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的檢測,通過遙控和遙信完成配電系統(tǒng)的智能控制,可以智能的診斷配電系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障,對出現(xiàn)的問題進(jìn)行遠(yuǎn)程隔離,轉(zhuǎn)移和恢復(fù)等相應(yīng)的智能處理。
2.2 配電系統(tǒng)管理的自動化。通過配電系統(tǒng)的自動控制,將信息采集,處理和傳輸,將相關(guān)的配電信息輸入監(jiān)控中心,通過相應(yīng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和智能分析系統(tǒng)對反饋信息進(jìn)行分析處理,來時先對整個配電系統(tǒng)的檢測,監(jiān)控和操作,這個自動化的管理過程重要借助現(xiàn)代通訊技術(shù)和智能計(jì)算機(jī)技術(shù)的信息傳遞和分析能力,實(shí)現(xiàn)變電站配電系統(tǒng)管理的智能化。
2.3 變電站自動化。變電站自動化指應(yīng)用自動控制技術(shù)和信息處理與傳輸技術(shù),通過計(jì)算機(jī)硬軟件系統(tǒng)或自動裝置代替人工對變電站進(jìn)行監(jiān)控,測量和運(yùn)行操作的一種自動化系統(tǒng),變電站自動化以信號數(shù)字化和計(jì)算機(jī)通信技術(shù)為標(biāo)志,進(jìn)入傳統(tǒng)的變電站二次設(shè)備領(lǐng)域,使變電站運(yùn)行發(fā)生了巨大的變化,取得了顯著的效益。
3 配網(wǎng)自動化的要求
配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是一個設(shè)備多,分工明確,配合緊密的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),一般可要求其具備以下特下:(1)可靠性高,即具有可靠的電源點(diǎn),具有可靠的配電網(wǎng)網(wǎng)架,規(guī)劃,布局,線路,具有可靠的設(shè)備,具有可靠的通信系統(tǒng),通信介質(zhì),設(shè)備等,具有可靠的主站,子站系統(tǒng),計(jì)算機(jī)硬件,軟件,網(wǎng)絡(luò)等。(2)安全性高,即設(shè)備的安全性,數(shù)據(jù)的安全性。(3)實(shí)時性高。有些數(shù)據(jù)的實(shí)時性要求高,必須要在第一時間內(nèi)送到控制中心。(4)操縱性好。操縱方法簡單實(shí)用,避免對安全運(yùn)行帶來影響,避免停電。(5)經(jīng)濟(jì)性好。由于配網(wǎng)自動化系統(tǒng)面廣,量大,在進(jìn)行改造時需要選擇性價(jià)比好的產(chǎn)品。
4 配電自動化管理
4.1 信息管理。信息管理是配電自動化系統(tǒng)的基本功能,信息被連續(xù)地采集更新。信息系統(tǒng)的基本構(gòu)成是一個不斷更新,緊緊跟蹤配電系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)庫,必須是配電系統(tǒng)的一個完整而準(zhǔn)確的記錄,配電調(diào)度員或任何一項(xiàng)自動化功能都能夠方便地存取數(shù)據(jù),要隨著配電系統(tǒng)的擴(kuò)充加以修改,住處管理是連續(xù)進(jìn)行的動態(tài)過程,信息存入,檢索和處理隨時都在進(jìn)行著,對用于控制的信息,其精度和實(shí)時性要求很高。
4.2 安全管理。安全管理的目的是使配電系統(tǒng)發(fā)生故障后所造成的影響最小,當(dāng)發(fā)生永久性的故障時,首先要辯識并隔離故障線路段,重新構(gòu)建配電系統(tǒng),使非故障性能在最短的時間內(nèi)恢復(fù)供電,典型的運(yùn)行方式是由變電站通過多條放射狀饋電線對用戶供電,當(dāng)負(fù)荷密度很大時,大多數(shù)饋電線將互連起來,以使用戶有備用的供電途徑。
4.3 加快電網(wǎng)改造。按照電網(wǎng)的規(guī)劃,優(yōu)先安排增加電網(wǎng)傳輸容量,提高電網(wǎng)安全和供電質(zhì)量的項(xiàng)目,優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu),滿足合理的變壓器容載比的要求,城市配電網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu),提高互供能力,積極采用配電自動化技術(shù),實(shí)施環(huán)網(wǎng)供電,饋線自動化,縮短故障隔離時間,縮小停電范圍。
關(guān)鍵詞:電力調(diào)度自動化;一體化技術(shù);應(yīng)用
受我國經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展的影響,在信息技術(shù)的大背景下,電力行業(yè)的發(fā)展也要結(jié)合先進(jìn)的技術(shù),以此促進(jìn)電力調(diào)動自動化的發(fā)展。一體化技術(shù)體現(xiàn)了遙調(diào)、遙測的功能,在其運(yùn)用的過程中,對于電力調(diào)度自動化的發(fā)展也具有十分重要的意義。與此同時,受電力調(diào)度自動化發(fā)展的影響,其發(fā)展系統(tǒng)也逐漸得到了完善,使一體化技術(shù)的應(yīng)用也更加廣泛,并且加強(qiáng)了對電力調(diào)度自動化的調(diào)控,也保證了其運(yùn)行的安全性。然而在現(xiàn)階段,電力調(diào)度自動化在其發(fā)展的過程中,需要結(jié)合一體化技術(shù),以此推動電力調(diào)度自動化的智能性發(fā)展,所以,如何在電力調(diào)度自動化中應(yīng)用一體化技術(shù),仍然是相關(guān)操作人員進(jìn)行思考的問題之一。為此,文章中針對一體化技術(shù)在電力調(diào)度自動化中的應(yīng)用,對其應(yīng)用措施進(jìn)行了分析。
1 電力調(diào)度平臺一體化的應(yīng)用
因?yàn)樾畔⒉僮黧w系的類型與硬件的配置不相同。所以在基層硬件操作體系方面,數(shù)據(jù)也具有一定的差異性。為此,在電力調(diào)度體系方面,建立中間媒介實(shí)現(xiàn)有效的分配,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的運(yùn)行,是其中最為有效的處理方法[1]。在這個過程中,操作人員一般會選擇OORBA或是OMG作為中間件,以此提升信息之間的交換頻率。為了保證其中間件能夠具備有效的擴(kuò)展技能,操作人員需要減小該操作體系與電腦系統(tǒng)之間的差異性,所以,一體化技術(shù)的應(yīng)用便十分重要。一體化技術(shù)應(yīng)用于電力調(diào)度的接口中,對電網(wǎng)控制體系的平臺具有十分重要的作用。因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)中所蘊(yùn)含的中間件具備一定的特殊性,所以在選用中間件時,需要將其中存在的差異性減小,讓其能夠應(yīng)用于各個系統(tǒng)中,并且實(shí)現(xiàn)不同硬件的相互連接與作用。在中間件發(fā)展的過程中,一體化技術(shù)的應(yīng)用也為電力調(diào)度的平臺提供了豐富的發(fā)展空間,同時由之前較為單一的體系轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜的體系,在其擴(kuò)展的過程中,并不會對其操作平臺的運(yùn)行造成影響,在其完善的同時,可以完成其他體系的擴(kuò)展。在電腦操作體系與硬件內(nèi)部,電力操作系統(tǒng)要具備一定的時效性以及可靠性。在選擇計(jì)算機(jī)時,X64與X86計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有較高的性價(jià)比,另外,系統(tǒng)也可以支持X64與X86的操作系統(tǒng),選擇更加多元化的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng),以此為電力調(diào)度自動化的運(yùn)行提供更加多元化的發(fā)展空間。利用中間件技術(shù),可以通過不同的操作系統(tǒng)以及硬件組建不同形式的軟件數(shù)據(jù)包,也就是中間件平臺。
2 電力調(diào)度功能一體化的應(yīng)用
在電力調(diào)度系統(tǒng)運(yùn)行的過程中,現(xiàn)階段的調(diào)度功能一體化得到了飛速的提升,然而在社會發(fā)展的環(huán)境大背景下,電力調(diào)度的發(fā)展也逐漸結(jié)合了智能技術(shù)――一體化技術(shù),使電力調(diào)度自動化的運(yùn)行不僅具備傳統(tǒng)的應(yīng)用功能,還實(shí)現(xiàn)了圖形操作以及數(shù)據(jù)庫升級功能,并且也實(shí)現(xiàn)了電力調(diào)度的信息技術(shù)發(fā)展。為了實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度功能一體化的應(yīng)用,操作人員需要保證中間件的正確運(yùn)用,同時選擇具備靈活性的節(jié)點(diǎn)機(jī)設(shè)設(shè)施,以此實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本的作用,進(jìn)而提升配置效率[2]。然而在其中仍然需注意,進(jìn)行電力調(diào)度的實(shí)際運(yùn)行過程中,所使用的操作頁面應(yīng)用軟件與服務(wù)模式要同時運(yùn)行,以此才能保證實(shí)現(xiàn)人機(jī)合一效果。服務(wù)模式不同,所選擇的管理方式也不同,進(jìn)而使各項(xiàng)功能均能夠發(fā)揮其作用。在電力調(diào)度系統(tǒng)中,中間件的應(yīng)用是應(yīng)用模塊的主要內(nèi)容,在中間件的基礎(chǔ)上,才能夠保證電力調(diào)度的有效運(yùn)行。
3 電力調(diào)度接口一體化的應(yīng)用
利用不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行電力調(diào)度系統(tǒng)的訪問,能夠以此實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)的調(diào)控,同時利用較為范圍的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)信息同步化處理。選擇不同的電力調(diào)度接口,可以對系統(tǒng)中的訪問數(shù)據(jù)與內(nèi)容進(jìn)行記錄,如此一來可以為相關(guān)設(shè)備的訪問提供便利,并且加強(qiáng)電力調(diào)度系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性,提升電力調(diào)度系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性[3]。在訪問的過程中,客戶可以根據(jù)個人意愿選擇服務(wù)器接口,所以在進(jìn)行相關(guān)信息查詢時,也可以根據(jù)個人意愿選擇所要查詢的內(nèi)容。為此,組建電力調(diào)度系統(tǒng)接口公開性是構(gòu)成電力調(diào)度工作的主要內(nèi)容,以此才能推動電力調(diào)度自動化的發(fā)展,使其能夠?qū)崿F(xiàn)智能化發(fā)展,盡快實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度接口一體化的發(fā)展道路,在此基礎(chǔ)上推動我國電力調(diào)度自動化技術(shù)的不斷發(fā)展。
4 結(jié)束語
綜上所述,受我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響,電力資源在人們的生活中應(yīng)用愈發(fā)廣泛,為了實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度自動化的智能化發(fā)展,在其中應(yīng)用一體化技術(shù)已經(jīng)成為必然性手段。為此,文章中針對一體化技術(shù)在電力調(diào)度自動化中的應(yīng)用,從電力調(diào)度平臺一體化、電力調(diào)度功能一體化、電力調(diào)度接口一體化三個方面對其應(yīng)用實(shí)踐策略進(jìn)行了闡述,希望通過文章的分析,能夠加強(qiáng)一體化技術(shù)的應(yīng)用技術(shù),提高電力調(diào)度自動化的運(yùn)行質(zhì)量,并在此基礎(chǔ)上推動我國電力行業(yè)的不斷發(fā)展。
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關(guān)鍵詞 電壓合格率;調(diào)壓調(diào)荷;AVC;恢復(fù)算法;快速控制;參數(shù)優(yōu)化
中圖分類號:TM714 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-7597(2013)21-0136-01
當(dāng)前在電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)已具備“五遙”的基礎(chǔ)上,縣局所轄的110、35千伏變電站大多已實(shí)現(xiàn)無人值守,其相應(yīng)的日常操作(如:調(diào)壓、調(diào)荷、事故處理的單一操作等)轉(zhuǎn)由調(diào)度運(yùn)行人員通過遙控及遙調(diào)方式進(jìn)行。結(jié)合調(diào)控一體化建設(shè)的思路以上職能轉(zhuǎn)移將對正常調(diào)度業(yè)務(wù)開展造成嚴(yán)重沖擊,其中因調(diào)荷調(diào)壓進(jìn)行的遠(yuǎn)方操作將占到全部遠(yuǎn)方操作的90%以上甚至更高。在工作實(shí)踐中,既要保證A類電壓合格率滿足要求,又要將調(diào)度值班員從繁重的調(diào)壓調(diào)荷工作中解脫出來。
以新鄭電網(wǎng)為例,研究針對的實(shí)際特點(diǎn)抽取典型日做過統(tǒng)計(jì):新鄭擁有110 kV變電站10座、35 kV變電站7座,35 kV及以上主變33臺,集中補(bǔ)償電容器35個間隔(42組)。據(jù)統(tǒng)計(jì),為滿足A類電壓合格率不低于99.14%(綜合不低于98.89%),省網(wǎng)關(guān)口功率因數(shù)不低于0.9的要求,每臺變壓器日操作次數(shù)最少不低于6次,每組電容器不低于2次,綜合日操作次數(shù)(不含事故處理)將不少于280次,假設(shè)每次遠(yuǎn)方操作需3分鐘,當(dāng)值調(diào)度用于遠(yuǎn)方操作的時間將達(dá)840分鐘(長達(dá)14小時),若考慮事故處理的單項(xiàng)操作,遠(yuǎn)方操作所需的時間將更多,在實(shí)際工作中將嚴(yán)重干擾調(diào)度日常管理工作。
1 技術(shù)點(diǎn)分析
實(shí)施過程為:由調(diào)度自動化系統(tǒng)對網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的電壓、無功實(shí)時情況進(jìn)行采集,轉(zhuǎn)發(fā)AVC系統(tǒng)進(jìn)行處理分析,并根據(jù)接收AVC系統(tǒng)的操作指令通過遙控和遙調(diào)指令來進(jìn)行遠(yuǎn)方操作,實(shí)現(xiàn)無功就地平衡、電壓自動調(diào)整。由AVC系統(tǒng)處理根據(jù)采集自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算,按照電網(wǎng)正常時采用逐次逼近、小容量調(diào)整,電壓異?;螂妷壕o急波動時,采用快速恢復(fù)算法和最優(yōu)化方案解決的途徑,從而使得電壓波動時及時恢復(fù)正常,保證電網(wǎng)安全運(yùn)行和無功優(yōu)化的持續(xù)投入。上下限的電壓波動,需考慮設(shè)備的上下級關(guān)系,當(dāng)無功潮流不合理的時候,結(jié)合省網(wǎng)關(guān)口力率和系統(tǒng)電壓的情況,進(jìn)行綜合考慮。以全電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為優(yōu)化目標(biāo),兼顧安全性指標(biāo),對全網(wǎng)無功流動進(jìn)行優(yōu)化分析,得出最優(yōu)控制策略,從而發(fā)出操作指令,最終由調(diào)度自動化系統(tǒng)來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
2 無功技術(shù)的流轉(zhuǎn)化
ON2000系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在縣級供電企業(yè)調(diào)度自動化系統(tǒng)中,AVC技術(shù)能有效實(shí)現(xiàn)與該系統(tǒng)的無縫對接。AVC技術(shù)通過與調(diào)度自動化遙測功能的互通,高效引用電網(wǎng)采集點(diǎn)的典型數(shù)據(jù),如電壓、功率等。此中間需體現(xiàn)兩個條件:一是電壓合格的必備條件;二是電能損耗最少的目標(biāo)化條件,在此條件約束下,通過算法優(yōu)化,提供一套投切調(diào)檔指令,通過自動化主站下發(fā)給各有載調(diào)壓變壓器和電容??刂葡嚓P(guān)變電所主變分接頭調(diào)整和電容器的投切,實(shí)現(xiàn)了無功電壓優(yōu)化運(yùn)行。該系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)版方式運(yùn)行,服務(wù)器位于調(diào)度中心,并有一臺工作站,工作站接受服務(wù)器發(fā)送的各種信息,并將值班人員的操作提交到服務(wù)器,從而值班人員能對其管轄范圍的變電所系統(tǒng)工作的情況全面了解,并對出現(xiàn)異常時控制進(jìn)行人為干預(yù)。
根據(jù)不同階段的工作重點(diǎn),研究把實(shí)施的整個過程分為以下4個階段。
1)安裝調(diào)試階段(數(shù)據(jù)庫建設(shè)、自動化系統(tǒng)聯(lián)調(diào)):在此階段主要進(jìn)行了系統(tǒng)軟件安裝、變電站無功電站無功補(bǔ)償裝置改造,加裝控制裝置使其滿足AVC系統(tǒng)調(diào)整的硬件需求,選取試點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行測試等工作。2)約束參數(shù)優(yōu)化階段:在此階段研究根據(jù)試點(diǎn)區(qū)域測試情況先后對,電壓約束條件、時段約束條件、動作次數(shù)及上下級聯(lián)調(diào)等條件進(jìn)行了約50余次優(yōu)化調(diào)整,在確保A類電壓合格率滿足的情況下減少調(diào)檔次數(shù)約4次/臺天。3)應(yīng)用完善階段:在此階段AVC系統(tǒng)在全網(wǎng)進(jìn)行應(yīng)用,在進(jìn)行完“建議控制”的測試基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了“自動控制”,并通過實(shí)踐測試對電容器動作次數(shù)及時段、變壓器調(diào)檔越限報(bào)警等一系列功能進(jìn)行了完善提高。4)功能提高階段:在實(shí)現(xiàn)主網(wǎng)AVC系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)上新增了配網(wǎng)AVC系統(tǒng)功能,除對主網(wǎng)電壓無功設(shè)備進(jìn)行自動控制外,通過加裝GPRS模塊實(shí)現(xiàn)了配網(wǎng)90余臺自動投切電容器遠(yuǎn)方自動控制功能,并且先后完善了報(bào)表查詢、合格率統(tǒng)計(jì)等其他調(diào)度管理功能。
3 效能分析
通過此項(xiàng)功能在新鄭電網(wǎng)三年運(yùn)行實(shí)踐來看,該系統(tǒng)與調(diào)度自動化系統(tǒng)的無縫配合為提高電壓合格率和減少調(diào)度工作人員工作量方面發(fā)揮了重要作用,但在應(yīng)對突發(fā)事件(如自動化系統(tǒng)異常、數(shù)據(jù)變化頻繁或運(yùn)行方式異常的情況下)仍會出現(xiàn)操作次數(shù)較多、封鎖頻繁和電壓合格率不高等情況需現(xiàn)場監(jiān)控人員加強(qiáng)監(jiān)控及人為干預(yù),彌補(bǔ)以上缺陷??偟膩砜?,系統(tǒng)投運(yùn)后帶來了較大經(jīng)濟(jì)及社會效益,大體有以下7個方面。
1)減輕檢修勞動強(qiáng)度,受到設(shè)備檢修人員的支持,將有載調(diào)壓變壓器分接開關(guān)動作次數(shù)降至原有的一半,進(jìn)而延長設(shè)備壽命。2)對10 kV線路平均電壓合格率進(jìn)行統(tǒng)計(jì),比值上升3%,低壓400 V用戶電壓合格率提高5.13%。3)電網(wǎng)功率因數(shù)提高了0.05,設(shè)備輸電出力提升5%。同比降低網(wǎng)損率0.35個百分點(diǎn),耗能節(jié)約效果明顯。4)10 kV輸電線路功率因數(shù)分別提高了0.82、0.96,電網(wǎng)110 kV輸電干線效率提升15%以上。5)解決單個無功電壓綜合自動控制(又稱VQC)裝置,功能局限于“無功-電壓就地最優(yōu)”,無法實(shí)現(xiàn)“無功-電壓全網(wǎng)最優(yōu)”的弊端。6)極大降低了調(diào)控人員的勞動強(qiáng)度,操作次數(shù)減少90%以上。全自動化無功電壓實(shí)時控制,消除了人為失誤可能。7)由于在縣級電網(wǎng)中,輸配電網(wǎng)在操作上無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時統(tǒng)一,因此輸電網(wǎng)的無功控制和配電網(wǎng)無功控制都只能由就地裝備進(jìn)行,難以實(shí)現(xiàn)聯(lián)合優(yōu)化實(shí)時同步,AVC系統(tǒng)與調(diào)度自動化系統(tǒng)的融合,解決了這一問題,使得無功控制及全網(wǎng)資源得到了最優(yōu)化。
4 結(jié)束語
調(diào)度監(jiān)控職能新增后,變電站已基本實(shí)現(xiàn)無人值守,偏遠(yuǎn)變電站在事故處理或發(fā)生大面積自然災(zāi)害情況時,無人站上屬的基地站不能及時趕到或人手不足拖延事故處理進(jìn)程,而其他基地站無法支援。目前此種情況,調(diào)控—操作職能分開還是合并,利弊需要在具體執(zhí)行中進(jìn)一步總結(jié)。目前運(yùn)行方式專業(yè)重要性愈發(fā)突出,而電網(wǎng)運(yùn)行分析需要調(diào)度自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)支持,而最大負(fù)荷往往出現(xiàn)有假數(shù)(或沖擊值),在同一平臺下方具備探討性。
關(guān)鍵詞 自動化變電站;選型;二次設(shè)計(jì)
中圖分類號T7M63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708(2013)97-0040-02
0引言
變電站是給大用戶提供用電服務(wù),變電站的綜合自動化不僅僅可以使它的運(yùn)行更加的安全可靠,而且還能夠降低維護(hù)的成本,顯著提高經(jīng)濟(jì)效益。但目前的綜自設(shè)備的技術(shù)比較成熟,但個別廠家綜自設(shè)備依然存在問題,需要我們通過設(shè)計(jì)去完善。如果花巨資去購置智能設(shè)備顯然是不經(jīng)濟(jì)的,我們可以把費(fèi)用用來購置一些必要的二次設(shè)備,并加強(qiáng)綜合自動化變電站二次設(shè)計(jì)工作持續(xù)改進(jìn),對其中存在的問題進(jìn)行認(rèn)真考慮分析。使自動化變電站的安全高效運(yùn)行成為可能。
1二次設(shè)備選型的問題
1.1零序保護(hù)
在高于110KV電壓等級的系統(tǒng)之中,發(fā)生單相接地的故障率很高,甚至可以占到總故障的90%以上。在實(shí)際的線路保護(hù)的過程中,一般采用零序電流去快速的切除單相接地的故障。零序電流3I0與零序電壓3U0共同構(gòu)成的方向元件是在零序電流保護(hù)中經(jīng)常使用的。
1.2線路過流保護(hù)裝置
為了防止因并列運(yùn)行的變壓器提供迂回短路電流而致使發(fā)生類似過電流保護(hù)無選擇行動作,高壓復(fù)閉過流保護(hù)的時間級差應(yīng)大于低壓側(cè)過電流保護(hù)的最小動作時限。此時,可改變過流保護(hù)動作的第一時限,并將斷路器跳開,將迂回短路電流切斷,以避免導(dǎo)致相應(yīng)母線失電,縮小停電范圍。
1.3母線電壓的切換
對于一個存在雙母線接線的變電站而言,所有的間隔距離保護(hù)都需要一定的電壓和電源,而對二次母線電壓和直流電源進(jìn)行切換,應(yīng)經(jīng)過母線側(cè)隔離刀閘的輔助接點(diǎn)處進(jìn)行。而當(dāng)其在運(yùn)營過程中出現(xiàn)故障時,會因接觸不良而使距離保護(hù)失壓,甚至?xí)?dǎo)致距離保護(hù)的錯誤操作。為了防止在切換過程中切換不到位,部分廠家將電壓切換箱里的切換繼電器改成了雙位置繼電器,而切換不到位的問題就迎刃而解了。當(dāng)繼電器在I母運(yùn)行時,I母刀閘與ZJ1的常開接點(diǎn)都會閉合。而雙位置繼電器的動作線圈是帶電的,保護(hù)裝置采用的是I母電壓。而當(dāng)運(yùn)行過程中,I母刀閘的常開接點(diǎn)接觸不好,ZJ1的動作線圈就會失去電量,但是ZJ1的常開接點(diǎn)是不會返回的。
1.4變電站的后臺系統(tǒng)
后臺監(jiān)控機(jī)的選型是在變電站綜合自動化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中經(jīng)常容易忽略的問題。后臺監(jiān)控機(jī)需要的一天24小時不間斷的運(yùn)行,需要的數(shù)據(jù)吞吐量是比較大的,而且對于運(yùn)行速度的要求也比較高。要保證后臺的監(jiān)控系統(tǒng)能夠一直穩(wěn)定的運(yùn)行,在進(jìn)行設(shè)計(jì)時可以給監(jiān)控系統(tǒng)配上UPS不間斷的電源;可以選擇交直流逆變器,在正常使用時將交流電源經(jīng)過整流逆變,然后形成交流電源供給后臺監(jiān)控系統(tǒng)使用;如果站用電消失了,直流電源便會啟動供給逆變器,經(jīng)過逆變器的逆變作用后形成交流電源供給監(jiān)控系統(tǒng)。
2變電站二次設(shè)計(jì)應(yīng)該注意的問題
2.1斷路器控制回路
在目前看來,110kV(220kV)的斷路器一般采用SF6斷路器;35KV的斷路器一般多采用少油斷路器;而10kV則多采用真空的斷路器,斷路器儲能裝置采用的都是彈簧結(jié)構(gòu)。由于國產(chǎn)保護(hù)裝置的功能成熟,在電網(wǎng)的正常運(yùn)行過程中,多不采用斷路器的本體防跳回路,一般使用操作箱里的防跳回路。所以應(yīng)該在投運(yùn)之前將斷路器的本體防跳回路徹底的解除。對于斷路器而言,它必須要有數(shù)量足夠多的,接觸可靠地輔助接點(diǎn)去滿足保護(hù)裝置以及綜合自動化的使用功能。此外,重合閘裝置還需要實(shí)現(xiàn)自動投退,當(dāng)遙控與當(dāng)?shù)夭僮骱祥l之后,重合閘便會自動投入,這時候放電回路不起作用,便會自動斷開。但是,如果遙控與當(dāng)?shù)氐牟僮靼l(fā)生跳閘,它便會自動退出重合閘電源,這時放電回路工作,重合閘裝置放電。重合閘裝置還應(yīng)有自動閉鎖功能,如果低頻的減負(fù)荷裝置以及其它系統(tǒng)的穩(wěn)定裝置發(fā)生跳閘時,它可以實(shí)現(xiàn)自動閉鎖重合。
2.2無功補(bǔ)償裝置
綜合性的自動化最終要實(shí)現(xiàn)的是不需要人站崗值班,所以電容器必須具有自動投切的功能。目前,變電所采用有載調(diào)壓變壓器。所以我們應(yīng)該選擇可以對電容器實(shí)現(xiàn)分級自動投切功能,而且還能實(shí)現(xiàn)主動調(diào)檔的自動化裝置,通過這種自動化裝置與母線電壓的結(jié)合從而實(shí)現(xiàn)對有載調(diào)壓主變的檔位調(diào)節(jié),還可以進(jìn)行電容器開關(guān)的跳合,這樣就可以保持電壓在額定值附近。其中,自動電壓控制的AVC系統(tǒng),它利用了電網(wǎng)中連續(xù)運(yùn)行的動態(tài)過程與離散操作的相互作用的特點(diǎn),以離散的事件作為驅(qū)動,把離散的指令與動態(tài)過程結(jié)合起來,實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)電壓無功自適應(yīng)有序協(xié)調(diào)化的控制;。電壓無功自動控制VQC系統(tǒng)是AVC系統(tǒng)的一部分,一般安裝在變電站中,它的無功的調(diào)節(jié)以及電壓的調(diào)節(jié)只能在局部進(jìn)行,不能達(dá)到電網(wǎng)全局的最優(yōu)。
2.3接地選線功能
對于小電流接地系統(tǒng)而言,如果在單相接地的情況下,一般可以運(yùn)行1個小時到2個小時,但是系統(tǒng)在單相接地的情況下,沒有接地的兩端對地的電壓將會升高將近1.73倍,很有可能在絕緣薄弱的地方發(fā)生擊穿進(jìn)而出現(xiàn)短路,也有可能使電壓互感器的鐵芯飽和,產(chǎn)生電磁振蕩,危害一次系統(tǒng),且這時候電壓互感器處于嚴(yán)重過負(fù)荷狀態(tài)很有可能被燒毀;以往常用的10KV的饋線保護(hù)一般都會有接地選線的功能的,我們可以使用零序TA產(chǎn)生的零序電流,但是一般情況下,零序TA只能在電纜出線時使用,如果是架空出線則只能使用自產(chǎn)的3I0。單相接地情況下的故障電流是線路相對地的電容電流,這個電流是非常小的,而且故障發(fā)生前后的變化非常微小。單相接地的故障是非常復(fù)雜的,對于不同的系統(tǒng)而言,他們的饋線長度以及中性點(diǎn)的接地方式等等都大不相同。而且系統(tǒng)的運(yùn)行方式非常多變的,這樣一來就對我們的選線裝置提出了很高的要求,尤其是在靈活性和適應(yīng)性方面,很難確保選線準(zhǔn)確率;因此現(xiàn)在很多新建的變電站都很少投入運(yùn)行,可以通過其他單體二次裝置來補(bǔ)償選線功能。
3 結(jié)論
變電站的綜合自動化將會使變電站的運(yùn)行更加的穩(wěn)定,但是智能設(shè)備的價(jià)格昂貴,采用二次設(shè)備能有效節(jié)約成本,提升技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性。值得一提的是,在今后的220kv及以下綜合自動化變電站二次設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)參考各省二次反事故措施,對可能存在的問題進(jìn)行充分分析,并提出針對措施,以切實(shí)提升自動化變電站設(shè)計(jì)質(zhì)量和水平。
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關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化;工程機(jī)械;應(yīng)用
1機(jī)電一體化的應(yīng)用優(yōu)勢以及在工程機(jī)械中的應(yīng)用
(1)機(jī)電一體化的應(yīng)用優(yōu)勢。機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用有著諸多的優(yōu)勢,能有效提高生產(chǎn)力,工程機(jī)械機(jī)電一體化設(shè)備的應(yīng)用,在信息自動化的處理能力上比較突出,自動化的信息處理能力大大提高了作業(yè)效率,可進(jìn)行高精度控制以及檢測。機(jī)械系統(tǒng)的啟動控制能力強(qiáng),這些優(yōu)勢就使得機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛。機(jī)電一體化的應(yīng)用優(yōu)勢還體現(xiàn)在安全性能強(qiáng)的層面,一體化技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用能大大提高機(jī)械設(shè)備的性能,功能比較全,其中報(bào)警以及監(jiān)控的功能下,能保障機(jī)械應(yīng)用的安全。(2)機(jī)電一體化的應(yīng)用發(fā)展。機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用在工程機(jī)械當(dāng)中,在20世紀(jì)70年代就已經(jīng)開始了,一些西方發(fā)達(dá)國家意識到機(jī)電一體化技術(shù)和工程機(jī)械領(lǐng)域結(jié)合的重要性,到了20世紀(jì)80年代的時候,微電子技術(shù)的發(fā)展比較快速,對機(jī)電一體化的技術(shù)發(fā)展有著促進(jìn)作用,并加強(qiáng)了機(jī)電一體化在工程機(jī)械當(dāng)中的應(yīng)用程度,工程機(jī)械的技術(shù)水平得到了顯著提高。當(dāng)前工程機(jī)械設(shè)備總體研發(fā)的理論有著突破,架構(gòu)在電子計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上的數(shù)控技術(shù)成為工程機(jī)械發(fā)展的主流技術(shù),工程機(jī)械的智能化發(fā)展將會成為未來的發(fā)展趨勢,工程機(jī)械設(shè)備技術(shù)水平將會進(jìn)一步的升級。(3)機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用。機(jī)電一體化應(yīng)用在工程機(jī)械當(dāng)中,能發(fā)揮其積極作用,在節(jié)能機(jī)械設(shè)備方面應(yīng)用可發(fā)揮節(jié)約能源的作用。以往的工程機(jī)械應(yīng)用,生產(chǎn)過程中機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行不穩(wěn)定以及不暢的現(xiàn)象比較突出,這會造成能源資源的浪費(fèi)。由于機(jī)械設(shè)備自身的功能協(xié)調(diào)性差、功能性不強(qiáng),就出現(xiàn)了這些問題。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用就能夠提高機(jī)械設(shè)備自身的性能,在自動化的程度上大大提高了,從而有助于減少材料資源的使用,材料成本就能有效降低,機(jī)電一體化下的工程機(jī)械應(yīng)用安全性能好,環(huán)保性能也好,提高了設(shè)備使用效率。機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用,自動化作業(yè)的功能發(fā)揮比較突出,自動化技術(shù)和機(jī)械設(shè)備的結(jié)合,就能帶動機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效率。機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用對工程機(jī)械的自動化水平得到了有效提高,能有效實(shí)現(xiàn)半自動化以及全自動化的操作,和傳統(tǒng)工程機(jī)械的作業(yè)方式相比就有著很大轉(zhuǎn)變,大大提高了生產(chǎn)效率。工程機(jī)械當(dāng)中機(jī)電一體化的應(yīng)用過程中,監(jiān)控的功能應(yīng)用發(fā)揮著重要作用,能有效保障工程機(jī)械的應(yīng)用安全,及時解決故障。監(jiān)控技術(shù)在工程機(jī)械運(yùn)作當(dāng)中,是對電子技術(shù)的應(yīng)用構(gòu)建了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),運(yùn)用到了電子以及控制多項(xiàng)的技術(shù),對電子監(jiān)控裝置有效進(jìn)行了創(chuàng)造,改善了整體工程的工作狀態(tài),也有助于設(shè)備內(nèi)部傳動系統(tǒng)的性能提高,能有效實(shí)現(xiàn)自動故障診斷的目標(biāo)診斷。在機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障的時候,系統(tǒng)就會發(fā)出警報(bào),工作人員根據(jù)警報(bào)所提示的信息找到解決故障的方案,大大提高了故障解決效率,也能有效降低故障發(fā)生率。
2機(jī)電一體化背景下工程機(jī)械應(yīng)用發(fā)展前景
(1)工程機(jī)械智能化發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)的支持下,工程機(jī)械的發(fā)展在未來將會向著智能化方向邁進(jìn)。當(dāng)前已經(jīng)有諸多國家在工程機(jī)械當(dāng)中運(yùn)用機(jī)電一體化技術(shù),實(shí)現(xiàn)了智能化的發(fā)展。從我國工程機(jī)械智能化的程度來看還處在初期的發(fā)展階段,對于工程機(jī)械機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用研究還在進(jìn)一步的深化當(dāng)中,主要的發(fā)展方向還是實(shí)現(xiàn)全面智能化的目標(biāo)。當(dāng)前已經(jīng)出現(xiàn)機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床的結(jié)合,通過將混沌動力學(xué)以及運(yùn)籌學(xué)和數(shù)學(xué)等各種學(xué)科技術(shù)知識進(jìn)行了整合,使數(shù)控的能力水平得到了顯著提高,智能化工程機(jī)械的發(fā)展將會在高技術(shù)以及高性能和高效率目標(biāo)方面得以實(shí)現(xiàn)。(2)工程機(jī)械自動化發(fā)展。機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用以及技術(shù)的進(jìn)一步升級下,會有助于工程機(jī)械的自動化水平提高,這也是我國工程機(jī)械技術(shù)發(fā)展的重要目標(biāo)。機(jī)電一體化下的機(jī)械自動化水平的提高,能夠?qū)C(jī)械系統(tǒng)性能有效優(yōu)化,使生產(chǎn)的自動化程度提高,保障機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用質(zhì)量,最大化的減少事故的發(fā)生,保障了機(jī)械應(yīng)用的安全。在未來的進(jìn)一步技術(shù)發(fā)展中,我國對工程機(jī)械的自動化要求將會有所提高,屆時就能從整體上提高工程機(jī)械領(lǐng)域發(fā)展水平。(3)工程機(jī)械微型化及網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。技術(shù)水平的進(jìn)一步提高下,工程機(jī)械在微型化的發(fā)展方面將會有很大進(jìn)步。微型機(jī)電一體化系統(tǒng)主要是把電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)和納米尺度進(jìn)行融合,將機(jī)電一體化產(chǎn)品的體積縮小,突出運(yùn)動靈活的特征,采取精細(xì)化加工的技術(shù)應(yīng)用,這樣就能有助于保障工程機(jī)械性能的提高。另外,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平的提高和廣泛應(yīng)用,將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和工程機(jī)械的發(fā)展相結(jié)合,這就能進(jìn)一步強(qiáng)化機(jī)電一體化的整體性能,使產(chǎn)品向著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。
3結(jié)語
隨著變電站監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展,采用集中式RTU配合單一功能微機(jī)(或集成電路)保護(hù)構(gòu)成的無人值守監(jiān)控模式(因?yàn)檫@種模式多應(yīng)用于老站改造,所以業(yè)內(nèi)對此模式也簡稱為老站改造模式)逐漸被具有分散分布式結(jié)構(gòu),大量采用保護(hù)測控一體化的間隔層設(shè)備等特點(diǎn)的變電站綜合自動化系統(tǒng)所取代。傳統(tǒng)模式下,集中式RTU采集的保護(hù)動作信號也大部分采用硬接點(diǎn)方式采集信號,因?yàn)楸Wo(hù)設(shè)備接點(diǎn)輸出數(shù)量有限,所以遠(yuǎn)動采集的信號也較少(比如一臺線路保護(hù),硬接點(diǎn)輸出信號可能只有一個保護(hù)動作,不可能距離I段、II段等都輸出信號)?,F(xiàn)階段的綜合自動化模式,保護(hù)動作信號(甚至包括開關(guān)位置和設(shè)備告警等信號)都可以通過網(wǎng)絡(luò)通訊采集,保護(hù)裝置可以提供的信號數(shù)量相比以往要全的多,自然全站信號總量也大的多。對擔(dān)負(fù)變電站綜合自動化維護(hù)任務(wù)的電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(自動化)專業(yè)人員而言,現(xiàn)階段變電站綜合自動化系統(tǒng)大量采用通訊采集信號的方式同以往的硬接點(diǎn)采集方式對日常工作帶來的最大的變化和困難就是維護(hù)工作越來越依賴廠家。一旦出現(xiàn)誤發(fā)信號等故障,在沒有廠家協(xié)助的情況下,故障原因往往很難查找。雖然,單純從技術(shù)角度出發(fā),現(xiàn)階段綜自通訊技術(shù)已經(jīng)是較為成熟的。但因?yàn)楝F(xiàn)場情況千變?nèi)f化,加之影響通訊可靠性的因素也有很多。實(shí)事求是的講,在工作當(dāng)中,誤發(fā)或漏發(fā)信號的情況還是時有發(fā)生的。通訊可靠性不高,缺乏簡便有效的查找故障方法和手段,現(xiàn)階段已成為困擾廣大遠(yuǎn)動技術(shù)人員的一個普遍現(xiàn)象。現(xiàn)結(jié)合近幾年來綜合自動化系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作的實(shí)踐,從工作維護(hù)角度談幾點(diǎn)看法。
2、關(guān)于綜自系統(tǒng)整體配置方面
2.1重要保護(hù)設(shè)備的保護(hù)動作等重要信號應(yīng)適當(dāng)保留硬接點(diǎn)采集方式
現(xiàn)階段綜合自動化系統(tǒng)的一大特點(diǎn)就是保護(hù)信號大量采用網(wǎng)絡(luò)通訊方式采集。但是考慮到通訊可靠性及查找故障方便與否這兩個方面。建議對一些重要的保護(hù)信號采用串口通訊和硬接點(diǎn)采集并存的信號采集方式。對10KV或35KV出線采用保護(hù)測控一體設(shè)備,包括保護(hù)動作和開關(guān)位置等信號都采用通訊采集方式;對110KV及以上線路保護(hù)、35kv變電站進(jìn)線保護(hù)和主變母差等重要元件保護(hù)除了串口通訊外,還應(yīng)增設(shè)獨(dú)立的信號采集單元通過硬接點(diǎn)方式采集部分重要信號。這樣做,從技術(shù)上講似乎有些落后,跟不上技術(shù)發(fā)展潮流,但在實(shí)際工作中,這種采集方式還是很有用的。兩種方式并存,是為了互為備用、互為校驗(yàn)、便于區(qū)分、便于維護(hù)。比如保護(hù)通訊接口芯片損壞,但現(xiàn)場又沒有條件馬上退出保護(hù),有硬接點(diǎn)信號作為備用,就可以繼續(xù)運(yùn)行。同樣,如果通訊上送了某個保護(hù)動作信號,也可以根據(jù)相應(yīng)的硬接點(diǎn)信號動作與否,來判斷該動作信號是真實(shí)有效的還是通訊誤發(fā)。
2.2無人值守的綜自變電站當(dāng)?shù)匾矐?yīng)設(shè)置當(dāng)?shù)乇O(jiān)控微機(jī)
大家對無人值守變電站是否還要設(shè)置當(dāng)?shù)乇O(jiān)控微機(jī)有一種看法就是當(dāng)?shù)匚C(jī)監(jiān)控原來是取代傳統(tǒng)光字牌等中央信號檢測系統(tǒng)后給變電站值班運(yùn)行人員用的?,F(xiàn)在實(shí)現(xiàn)無人值守的也就沒有必要再在當(dāng)?shù)卦O(shè)置監(jiān)控微機(jī)了。但是隨著變電站綜合自動化技術(shù)的發(fā)展,設(shè)置當(dāng)?shù)乇O(jiān)控微機(jī)的作用已不是原來主要給值班人員用的,現(xiàn)在它的作用應(yīng)主要是給遠(yuǎn)動維護(hù)人員分析查找故障用的了。因?yàn)楝F(xiàn)在技術(shù)發(fā)展趨勢是保護(hù)測控單元越來越象“黑匣子”方向發(fā)展,信息都是通過網(wǎng)絡(luò)通訊上送,很多故障:比如突然誤發(fā)一個信號,維護(hù)人員很難查。增加當(dāng)?shù)乇O(jiān)控微機(jī),就等于給遠(yuǎn)動維護(hù)人員留下了一個查找的窗口。當(dāng)調(diào)度收到一個誤發(fā)信號時,可以從當(dāng)?shù)乇O(jiān)控的歷史事項(xiàng)記錄里查一下。如果這個量當(dāng)?shù)匾泊嬖?,就可以排除調(diào)度主站和通訊管理機(jī)的問題,直接查間隔層設(shè)備即可。還有一種說法是不設(shè)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控微機(jī),給遠(yuǎn)動維護(hù)人員配備便攜式計(jì)算機(jī)來維護(hù)。我們且不說現(xiàn)階段讓大部分運(yùn)動人員來截取報(bào)文分析報(bào)文從技術(shù)上講是否可行,最主要的是很多誤發(fā)信號是偶然出現(xiàn)的,當(dāng)你再去現(xiàn)場時,可能怎么試驗(yàn)也不會再產(chǎn)生了。有當(dāng)?shù)乇O(jiān)控微機(jī),就是一個原始情況的記錄。
2.3上送調(diào)度的信號不是越多越好,在滿足監(jiān)控要求的情況下應(yīng)作到越精煉越好
關(guān)于變電站實(shí)行無人值守后,哪些信號需要上送調(diào)度。省集團(tuán)公司出臺了關(guān)于220KV無人值守站信號采集要求,但對于110KV及以下電壓等級的變電站沒有明確的要求。實(shí)際情況往往是廠家調(diào)試人員拿出一個調(diào)度信息表,遠(yuǎn)動審查一下,沒有太大問題就可以了。這樣往往造成一個現(xiàn)象就是不同廠家的站送的信號不一樣,甚至同一廠家的系統(tǒng),不同調(diào)試人員上送的信號也不一樣。因?yàn)楝F(xiàn)在通道條件好了,同時采用網(wǎng)絡(luò)通訊采集方式可以上送的信號也多了。有些是用戶單位認(rèn)為信號上的越多越好、越全越好,有些是廠家調(diào)試人員亂給信號,給的特別多。信號多了,誤發(fā)信號等出問題的可能性就大;同時對監(jiān)控中心而言,大量的無用信號也是一個負(fù)擔(dān),無用信號太多,反而不利于監(jiān)控中心及時發(fā)現(xiàn)問題。信號選擇的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是能準(zhǔn)確反映系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的量。對同一類報(bào)警級別的信號,適當(dāng)采用當(dāng)?shù)睾铣煞绞?,只把合成信號上送調(diào)度即可。比如保護(hù)裝置的CT報(bào)警、頻率異常等信號合成一個裝置異常信號上送調(diào)度即可。有一個區(qū)分原則,只要有一個合成信號能上調(diào)度,具體是什么信號,反正要派人到現(xiàn)場查看。調(diào)度信號越精練越好,當(dāng)?shù)乇O(jiān)控微機(jī)的信號應(yīng)越全越好。保護(hù)通訊采集的信號全部上當(dāng)?shù)睾笈_,硬接點(diǎn)采集的保護(hù)動作信號和一些重要的通訊采集信號上調(diào)度。
2.4保護(hù)裝置通訊中斷和裝置閉鎖及裝置電源開關(guān)狀態(tài)信號都應(yīng)該采集并上送調(diào)度
現(xiàn)階段綜自系統(tǒng),35KV或10KV線路大量采用分散安裝的保護(hù)測控一體設(shè)備。信息的傳遞和控制功能的實(shí)現(xiàn)完全依賴網(wǎng)絡(luò)通訊。從經(jīng)濟(jì)角度考慮,對低電壓等級線路保護(hù),也不可能象上文提到的再單獨(dú)增加獨(dú)立的測控單元通過硬接點(diǎn)雙備用采集信號。所以裝置通訊狀態(tài)的好壞,是必須要上送調(diào)度的重要信號。通訊中斷信號一般是由綜自系統(tǒng)的通訊控制器根據(jù)通訊狀態(tài)來產(chǎn)生的。問題在于有些備用線路或停用線路裝置是不上電的,對監(jiān)控中心而言,單獨(dú)一個通訊狀態(tài)信號是無法區(qū)分該設(shè)備是在正常運(yùn)行情況下通訊斷了還是因?yàn)檠b置停用造成的通訊中斷,不容易及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障隱患?,F(xiàn)在的保護(hù)測控設(shè)備,一般都有一個裝置閉鎖硬接點(diǎn)信號輸出。這付接點(diǎn)一般是采用內(nèi)部告警繼電器的常閉接點(diǎn),以便于即使在裝置掉電這種最惡劣情況下也可發(fā)出閉鎖信號。對閉鎖信號一般都采集,習(xí)慣上有兩種采集方式,一是把一段母線的設(shè)備的閉鎖信號并在一起,由另外某個設(shè)備開入采集這個信號,好處是節(jié)省信號數(shù)量;壞處是一旦有一臺裝置停用,這個閉鎖信號就一直存在,即使真的有一臺裝置在運(yùn)行當(dāng)中突然掉電了,監(jiān)控中心也發(fā)現(xiàn)不了。所以最好的辦法應(yīng)該是每個裝置的閉鎖信號都要采集,而且不能是自己采集自身信號,要交叉采集,因?yàn)閮膳_裝置同時電源出問題的概率很小,所以交叉采集方式的比較可靠。另外還應(yīng)采集裝置控制電源空氣開關(guān)的狀態(tài),當(dāng)然也應(yīng)采集交叉采集的方式。當(dāng)我們可以采集到裝置通訊狀態(tài)、閉鎖信號、電源空開狀態(tài)這三個信號后,調(diào)度主站就可以根據(jù)這三個信號的組合,判斷出現(xiàn)場的實(shí)際情況。比如當(dāng)線路停用時,肯定是通訊狀態(tài)(中斷)、閉鎖信號(產(chǎn)生)、電源空開(斷開);當(dāng)裝置電源回路故障時,肯定是通訊狀態(tài)(中斷)、閉鎖信號(產(chǎn)生)、電源空開(閉合);當(dāng)通道中斷或通訊芯片損壞時,肯定是通訊狀態(tài)(中斷)、閉鎖信號(復(fù)歸)、電源空開(閉合)。這樣就可以根據(jù)故障的嚴(yán)重程度,采取不同處理方式。
3、關(guān)于綜合自動化系統(tǒng)站內(nèi)設(shè)備方面
3.1間隔層設(shè)備應(yīng)具有完善的事項(xiàng)記錄功能
現(xiàn)階段綜自系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展,決定了大量的信號采集功能和控制功能是通過網(wǎng)絡(luò)通訊方式采集的。同上文所講變電站應(yīng)設(shè)置當(dāng)?shù)乇O(jiān)控微機(jī)的理由一樣,間隔層設(shè)備應(yīng)具有完善的事項(xiàng)記錄功能,給遠(yuǎn)動維護(hù)人員提供一個友好的維護(hù)手段。同樣,事項(xiàng)記錄的內(nèi)容不光要求保護(hù)動作、自檢信息還應(yīng)有開入變位事件,更要有控制功能記錄。比如除了常規(guī)的動作記錄和自檢信息外,開入變位和遙控過程記錄也要有。這樣,當(dāng)發(fā)生誤發(fā)信號故障,可以從裝置面板顯示里查一下記錄,如果當(dāng)時確有這個信號發(fā)生,那就說明是一次設(shè)備(或外回路)的問題。另外遙控如果不成功,也可從報(bào)告里來分析:如果遙控選擇和遙控執(zhí)行命令都有記錄,那就說明整個通道是沒問題的,檢查遙控輸出回路即可。
3.2間隔層測控設(shè)備遙信去抖時間和遙控接點(diǎn)閉合時間都應(yīng)該可現(xiàn)場設(shè)置調(diào)整
遙信開入采集通過增加去抖時間來消除接點(diǎn)抖動,這是一個被大家公認(rèn)的非常有效的方法。但是現(xiàn)場接點(diǎn)抖動情況千變?nèi)f化,所以裝置必須要具備現(xiàn)場可方便修改去抖時間的功能,靠寫程序來改變是不現(xiàn)實(shí)的。另外,隨著開關(guān)等一次設(shè)備技術(shù)的發(fā)展,一些新技術(shù)的應(yīng)用導(dǎo)致原有技術(shù)條件不適合現(xiàn)在的發(fā)展。比如ABB新近推出的VM1型永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器,保護(hù)傳統(tǒng)的電流保持回路已無法啟動,只能通過調(diào)整遙控接點(diǎn)閉合時間來防止遙控接點(diǎn)拉弧。所以裝置也應(yīng)具備現(xiàn)場調(diào)整遙控時間的功能。
3.3綜自系統(tǒng)的維護(hù)軟件應(yīng)具有友好的人機(jī)界面及交互性好、方式簡便的參數(shù)配置手段
綜自系統(tǒng)的維護(hù)軟件要實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化,并且人機(jī)界面要友好,便于運(yùn)行維護(hù)人員的使用。在運(yùn)行維護(hù)過程中,經(jīng)常會遇到一些參數(shù)需要調(diào)整,比如通訊規(guī)約的選擇、通訊端口的設(shè)置以及遙測、遙信、遙控的相關(guān)參數(shù)的設(shè)置等等,如果參數(shù)配置手段簡潔方便,具有較好的交互性,將對遠(yuǎn)動工作人員的運(yùn)行維護(hù)帶來極大的方便。
【關(guān)鍵詞】建筑機(jī)電;一體化技術(shù);發(fā)展趨勢
建筑施工機(jī)電一體化技術(shù)就是由機(jī)械、計(jì)算機(jī)、信息處理和自動控制技術(shù)綜合利用各種技術(shù)的產(chǎn)品,也是高科技中微電子技術(shù)向傳統(tǒng)建筑施工機(jī)械工程滲透而形成的融合機(jī)械工程、電氣工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等為一體的新興綜合技術(shù)。建筑機(jī)電一體化技術(shù)順應(yīng)了高科技發(fā)展的規(guī)律,顯示了高科技領(lǐng)域在建筑施工機(jī)電一體化中強(qiáng)大的生命力。由于建筑施工生產(chǎn)需要將數(shù)以百萬噸的建筑材料在平地上建筑高樓大廈。通過建筑動力機(jī)械將建筑材料運(yùn)送到指定位置上,需要利用大量的建筑施工機(jī)電設(shè)備聯(lián)合工作才能完成這一目的,而建筑施工機(jī)電一體化的建筑施工機(jī)電產(chǎn)品則是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)量、高效率的最佳選擇。建筑施工機(jī)電一體化是將傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備與高科技的電子技術(shù)融為一體,使建筑施工機(jī)電在物流、能流、信息流融為一體,成為適應(yīng)建筑生產(chǎn)的最佳工具。
一、機(jī)電一體化是施工機(jī)械的主要發(fā)展方向
施工機(jī)械主要有以下幾種發(fā)展趨勢:
1、微電子技術(shù)進(jìn)一步推廣應(yīng)用,實(shí)行機(jī)電一體化
微電子技術(shù)是在傳統(tǒng)的電子技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的滲透性最強(qiáng)、影響面最廣的高技術(shù)。微電子技術(shù),詞一算機(jī)技術(shù)與施工機(jī)械相結(jié)合促進(jìn)了施工機(jī)械自動化、機(jī)器人化的發(fā)展。
2、施工機(jī)械的自動化趨勢日益增強(qiáng),建筑機(jī)器人開始進(jìn)入實(shí)用階段
目前已出現(xiàn)采用程序控制起重臂運(yùn)動的液壓挖掘機(jī);系統(tǒng)控制混凝土布料桿的自動化混凝上輸送泵;用于噴涂各種涂料的移動式多關(guān)節(jié)機(jī)械手;在施工現(xiàn)場進(jìn)行混凝上地面磨光、建筑物立面檢修,以及鋼結(jié)構(gòu)防火涂料噴涂等作業(yè)的建筑機(jī)器人等。
3、節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù),實(shí)現(xiàn)人類與自然的和諧
從高技術(shù)在建筑施工領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展的角度來看,施工機(jī)械的機(jī)電一體化是一個核心問題。雖然自80年代以來國內(nèi)相繼研制開發(fā)出多種機(jī)電一體化的建筑機(jī)械產(chǎn)品,但從整體看,建筑施工機(jī)械的技術(shù)進(jìn)步仍然表現(xiàn)在從手工操作到采用機(jī)械,經(jīng)半機(jī)械化到機(jī)械化的發(fā)展演變過程;而從世界范圍看則表現(xiàn)為建筑機(jī)械向機(jī)電一體化、自動化發(fā)展并以此為基礎(chǔ),進(jìn)一步向施工自動化方向發(fā)展的趨勢。這樣做可以節(jié)約資源,保護(hù)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)人類與自然的和諧。
二、建筑施工與機(jī)電一體化的應(yīng)用
建筑業(yè)在我國四化建設(shè)中有舉足輕重的地位,目前從業(yè)人員以干萬計(jì),但絕大多數(shù)的施工作業(yè)仍以手工為主,至多不過是再配上一些原始的機(jī)械設(shè)備,因此,效率低下,施工危險(xiǎn),環(huán)境惡劣,質(zhì)量難以提高等問題,長期困擾和制約著建筑業(yè)的發(fā)展。本文作者在參與主持"高技術(shù)在建筑施工領(lǐng)域中的應(yīng)用與發(fā)展"的軟課題調(diào)研中,占有國內(nèi)外大量的資料和信息,在此基礎(chǔ)上,從我國國情出發(fā),探討了我國建筑業(yè)高技術(shù)發(fā)展的方向,可供有關(guān)方面參考。關(guān)于機(jī)電一體化,在"高技術(shù)在建筑施工領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展"課題調(diào)研中曾提出過,它與電r討一算機(jī)在施工管理中的應(yīng)用、建筑機(jī)器人、自動測量和檢測技術(shù)以及施工自動化等均應(yīng)視為建筑施工領(lǐng)域的高技術(shù)。但在這當(dāng)中,機(jī)電一體化是核心,它代表了施工機(jī)械的主要發(fā)展方向,而施工機(jī)械的機(jī)電一體化、機(jī)器人化同其他高技術(shù)的綜合應(yīng)用又開辟了建筑施工高度機(jī)械化、自動化的發(fā)展前景。
三、建筑機(jī)械機(jī)電一體化的發(fā)展情況
(一) 機(jī)電一體化的土方機(jī)械
目前國外液壓挖掘機(jī)已基本實(shí)現(xiàn)自控,應(yīng)用了電子控制的負(fù)荷傳感系統(tǒng)。它不僅能夠?qū)Πl(fā)動機(jī)和油泵進(jìn)行電子控制,而且整個機(jī)械的動力系統(tǒng)也全部由電子控制。推土機(jī)裝有"作業(yè)方式自動選擇系統(tǒng)",如履帶板滑動控制系統(tǒng),能不斷檢測滑動率、發(fā)動機(jī)輸出功率和牽引力,當(dāng)滑動率超過一定值時.可自動改變推上機(jī)牽引特性,保持最佳牽引力。翻斗車?yán)^應(yīng)用電子控制傳動機(jī)構(gòu),微電子監(jiān)視系統(tǒng)之后,于80年代中期又出現(xiàn)了機(jī)電一體化的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)和懸架系統(tǒng)(根據(jù)感覺行走狀態(tài)改變緩沖系統(tǒng),提高操縱的舒適性)。目前國外已出現(xiàn)無人駕駛翻斗汽車。
(二) 機(jī)電一體化的起重機(jī)械
經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家正致力于智能型起重機(jī)的研究開發(fā)。智能型起重機(jī)裝有微電腦,紅外線和超聲波傳感器,能探測施工現(xiàn)場是否有人及其他障礙物。移動式起重機(jī),采用電子控制式全自動傳動裝置,變速操作自動化,自動檢測外伸液壓支腿的伸出寬度,防止傾倒?,F(xiàn)代的各類起重機(jī)均裝有電子力矩限制器,當(dāng)?shù)踔嘏c.吊臂的合成力矩達(dá)到額定值的90%時,會及時發(fā)出警報(bào);達(dá)到100%時,發(fā)出強(qiáng)警報(bào),同時自動停止工作。在大型工地上同時使用多臺塔吊施工時,為防止吊臂相互碰撞,每臺塔吊均裝有防碰裝置,操作者通過電視監(jiān)視器可看到與相鄰塔吊的三維圖像,遇有碰撞危險(xiǎn)時能立即發(fā)出警報(bào)井自動減速和停止。
四、建筑機(jī)器人是機(jī)電一體化的最高體現(xiàn)
機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒂善嚬I(yè)向電子及其他工業(yè)部門擴(kuò)展,現(xiàn)在除工業(yè)機(jī)器人外,已研制出應(yīng)用于各種特殊作業(yè)的機(jī)器人,如水下機(jī)器人、核工業(yè)機(jī)器人、空間機(jī)器人、軍用機(jī)器人、建筑機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人以及微型機(jī)器人等。
建筑業(yè)由于自身的特點(diǎn)、開發(fā)應(yīng)用建筑機(jī)器人要比一般工業(yè)機(jī)器入困難得多。建筑業(yè)與一般制造業(yè)比較,具有以幾個特點(diǎn):
1、建筑業(yè)是按定貨進(jìn)行單件生產(chǎn)的,每個建筑的設(shè)計(jì)和施工方法都不一樣,不能進(jìn)行大批量生產(chǎn)。
2、倒建筑施工是露天作業(yè),工作條件艱苦、危險(xiǎn)且環(huán)境多變,因此很難保證機(jī)器人電子部件的可靠性和耐久性。
3、在制造業(yè)中,作業(yè)對象是移動到機(jī)器人附近的,機(jī)器人不需要行走機(jī)構(gòu),而建筑機(jī)器人則需要行走機(jī)構(gòu)。要移動到作業(yè)對象附近,尤其是建筑工地凹凸不平,到處堆滿材料,還有高坡、臺階及障礙物,所以開發(fā)適合于建筑機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)難度很大。
五、機(jī)電一體化為建筑施工自動化開辟了光輝前景
施工自動化是綜合應(yīng)用自動化技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、部件化技術(shù)并利用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)劃和管理的綜合性機(jī)械化施工方法。施工現(xiàn)場的自動化并非簡單地由單功能機(jī)器人去代替技術(shù)工人的部分作業(yè),這樣做的效果并不顯著,而是要重新建立一個建筑生產(chǎn)體系,使之能充分考慮到機(jī)電一體化的施工機(jī)械特性,就像制造業(yè)的工廠心動化生產(chǎn)一樣,把現(xiàn)場施工作為一個完整的體系,實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場的工廠自動化。
國際上對施工自動化持兩種意見:一種意見認(rèn)為施工白動化只能應(yīng)用于特殊環(huán)境下和特殊工程的施工;另一種意見則認(rèn)為未來的建筑工地可以實(shí)現(xiàn)全面的自動化施工,并描繪了一幅美妙的圖景,其實(shí)前一種意見比較實(shí)際,既需要也可能,而且在實(shí)際工程中已得到應(yīng)用。而后一種意見比較浪漫,近似夢景。但是,隨著時間的推移,往往一種科學(xué)幻想到科學(xué)技術(shù)飛躍發(fā)展的未來,會成為現(xiàn)實(shí),當(dāng)然,這需要幾代人的不懈努力。
六、 結(jié)束語
改革開放以來,隨著高科技的發(fā)展,微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、傳感器技術(shù)和自動化技術(shù)的飛快發(fā)展,信息流成為機(jī)電一體化的主要特色。建筑機(jī)械機(jī)電一體化的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了自動化、數(shù)字化、智能化,在性能和功能方面均實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。因此,建筑機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)是建筑業(yè)信息化的重要高新技術(shù),是礦山綜合自動化的基礎(chǔ)。機(jī)電一體化技術(shù)在建筑采、掘、運(yùn)裝備的應(yīng)用和推廣方面極大地提升了我國建筑生產(chǎn)的綜合實(shí)力,為實(shí)現(xiàn)高效、安全、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的建筑工業(yè)生產(chǎn)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):