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工艺设备主要分类为:一是只需要起停控制的设备,包括皮带运输机、除尘器和搅拌电机等。保证正常顺序开停车以及故障,或非正常状况下的连锁停是其车控制目的。二是需要调速的设备,包括风机类、泵类和给料机等设备。参与到流量、液位和压力等的闭环控制中来保持运行工况的稳定性是其控制目的。三是自成系统的设备,比如球磨机、破碎机和陶瓷过滤机等。这类设备信息主要是用于监测或加入少量的控制且相对较为独立。对于前两类设备来说与之相连的直接控制设备,是软起动器、变频器和马达保护器等控制器。这些控制器通过DP总线发出的指令,接收PLC同时又将设备运行或故障信息反馈给PLC,并显示这些状态在上位机监控画面。上位机画面包括设备起停操作界面、趋势曲线、运行状态信息等丰富的信息,进行统计分析和处理要通过对数据库信息,还可以得到生产设备的台时、历史曲线、整机效率计算和电量水量统计等在上位机中,实现工厂设备管理及过程数据可视化。总之设备控制顺序是:上位机—PLC—控制器一现场设备。
2控制器与现场设备
对现场设备的电气控制分为两种方式,即:就地和总线。当就地控制时现场设备起停,主要依赖于动力站的软起动器、变频器和马达保护器等控制器,在发出的信号:远程控制时,通过接收安装在设备近旁的就地操作箱上的起停按钮或频率给定装置。控制器通过DP总线接收的上位机画面发给PLC的指令是设备起停的保障。这两种无论哪种控制方式,控制器中存放的设备运行或故障状态PLC都可以通过DP总线读到。要使设备平稳的保持原有状态,就地和总线切换过程中这种保持除了像软起和马达保护器,对于正在以某个频率运行的变频设备这些工频运行的设备不能因转换而停车或启动外,还要维持运行频率在切换时不变,即无扰切换。在外部电路及参数设置方面,由于总线控制的加入对切换电路予以充分考虑,使得更加可靠,尤其是就地和总线无扰切换比用DCS方式。在没有采用FCS之前的无扰切换电路设计,远程就地切换瞬间设备启动回路或运行回路,其不断电主要通过远程就地切换继电器与主回路接触器通断的时间差来保证的。换言之要保证切换过程中,主回路接触器线圈失电和触点断开的时间要比切换继电器线圈得电和触点闭合的时间大。FCS系统中充分考虑切换的顺畅,是从电路及程序上。以变频回路为例,总线/就地切换开关对就地启动继电器的动作不影响,通过总线/就地停止继电器,以及变频器运行输出继电器来保持给变频器的启动信号维持切换之前的状态。配合以智能操作器可以保持变频器切换前后频率不变,此操作器可显示变频器的频率反馈值MV和频率给定值SV。无论总线还是就地则MV都对应于变频器的实际频率反馈值。就地时SV则不同,操作器给变频器的频率设定值由SV显示;总线时,SV与此时PLC通过总线设置给变频器的频率给定值基本一致并且显示的是MV通过操作器自身变送输出的值。PLC在就地切换到总线的瞬间,将频率实时数据传输给变频器作为频率给定信号是通过总线;利用操作器自身的无扰切换功能在总线切换到就地的瞬间操作,操作器接收转换信号后。将显示的SV的值输出给变频器,瞬间作为给定频率,双方向的可靠的无扰切换得以实现。
3PLC与控制器
控制器主要包括软起动器、变频器和马达保护器等。设置控制器参数是为实现总线控制。除了基本的额定频率、电压和电流以及功率因数和总线地址等,这些设置外,还需要设置变频器的起停模式、控制信号源、加减速时间和频率源等;需要设置软起动器起停模式、限流倍数、保护类别、升降压时间和输入输出功能等;需要设置马达保护器操作模式、保护设置和控制设置等。通过控制器本身的键盘完成初始设置。进行设置和修改也可以由PLC通过DP总线对控制器参数,并进行连续监测与控制针对控制器的特性。PLC中设置统一的电机控制变量就是对不同控制方式的电机进行统一管理,其包括电机控制类型、控制字、状态字、频率设定、频率反馈、电机电流、故障代码和电机功率。在电机控制类型中,显示变频器控制、电机保护器控制、软起动器控制和普通电机控制等信息。控制字中包括:起停电机和故障复位。状态字包括:运行/停止、故障和急停、总线/就地、合闸/分闸等信息。变频器对应频率设定和频率反馈,所有总线控制设备对应电机电流、功率和故障代码。故障代码可以对现场装置进行远方诊断是FCS较DCS优势之处,PLC通过总线读取故障代码后快速判断故障原因并进行故障排查。
4上位机与PLC
采用DAServer作为接口进行上位机与PLC的通讯。DAServer根据设定时间来读写需要与PLC交互的数据,比如1000ms。这些数据信息的读写以事件形式读取接口中的数据是上位机。对应到特定位需要上位机进行解码及编码。在上位机画而的显示实现PLC中控制字及状态字。对于如球磨机等设备的自成系统。通过通讯读取需要特别关注的参数由于自身存在很完备的监控系统以显示在画面中。
5上位机与服务器
画面可以获得设备运行的实时数据通过上位机与PLC之间的通讯。从服务器中获得数据可以达成生产的历史数据或关键的性能指标。与生产密切相关的设备数据存储到服务器是各PLC设备将总线传输的,跟踪生产信息并对信息进行分析计算和处理需要上位机,利用ActiveFactory分析报表工具读取服务器的历史数据以得到生产设备的历史曲线、台时、整机效率、耗电量、用水量等。管理人员在工厂过程数据可视化后可以在详细的数据趋势及信息基础上,生成数据报表及设备管理报表采取行动优化生产过程以此提高生产绩效。
6结语
关键词:控制设备;可靠性;散热防护
前言
伴随着电气自动化的提高,控制设备的可靠性问题就变得非常突出。控制设备的可靠性是可靠性学科的一个重要组成部分。在20世纪70年代,我国就建立了电子产品的可靠性与环境试验研究所,开始了可靠性增长的研究工作。1984年组建了全国统一的电子产品可靠性信息交换网,并颁布了GJB299-87《电子设备可靠性预计手册》,有力地推动了我国电子产品可靠性工作。
电气自动化就是使产品的操作、控制和监视,能够在无人(或少人)直接参与的情况下,按预定的计划或程序自动地进行。随着机械电子技术、微电子技术迅猛发展,电气自动化控制在国民经济的各个行业都得到了广泛的应用,大大方便了人们的生活。电气自动化程度是一个国家电子行业发展水平的重要标志,同时,自动化技术又是经济运行必不可少的技术手段。电气自动化具有提高工作的可靠性、提高运行的经济性、保证电能质量、提高劳动生产率、改善劳动条件等作用。
1加强控制设备可靠性研究的重要意义
1.1可靠性提高产品质量
产品质量就是使产品能够实现其价值、满足明示要求的特征和特质。概括其特性,主要包括:性能、可靠性、经济性和安全性。由此可见,可靠性在产品质量中占有主导地位。只有可靠性高,发生故障的次数才会少,那么维修费用就少,相应的安全性也随之提高。因此,产品的可靠性是产品质量的核心,是生产厂家追求的目标。
1.2可靠性可以增加市场份额
随着国家经济的高速发展,用户不仅要求产品性能好,更重要的是要求产品的可靠性水平高。研究发现,只有那些具有高可靠性指标的产品,才能在日益激烈的竞争中得以取胜。随着电气自动化控制设备自动化程度、复杂度越来越高,可靠性技术已成为企业在竞争中获取市场份额的有力工具。
2控制设备的可靠性现状
2.1工作环境、使用及维护不当是控制设备可靠性指标低的重要原因
电气设备所处的工作环境多种多样。气候条件、机械作用力和电磁干扰是影响控制设备可靠性的主要因素。
(1)气候条件主要包括温度、湿度、气压、盐雾、大气污染等因素,对控制设备的影响主要表现在使电气性能下降、温升过高、运动不灵活、结构损坏,甚至不能正常工作。
(2)机械条件是指电气设备在不同的运载工具中使用时所受到的振动、冲击、离心加速度等机械作用,使得控制设备元器件损坏失效或电参数改变,结构件断裂或变形过大以及金属件的疲劳破坏等。
(3)控制设备工作的周围空间充满了由于各种原因所产生的电磁波,造成外部及内部干扰。由于电磁干扰的存在,使设备输出噪声增大,工作不稳定,甚至不能安全工作。同时,操作人员在没有完全掌握控制设备原理的基础上进行操作,导致对控制设备不能熟练而正确的操作,并且不能对设备进行及时的维护和保养,都会导致控制设备可靠性指标低。
2.2元器件质量低下是控制设备可靠性指标偏低的一大原因
目前元器件生产厂家众多,参差不齐。如果控制设备的使用企业规模较小,质量管理体系不健全,导致零部件进厂检查出现漏洞;同时,元器件厂家间的恶性竞争,导致产品价格低廉,迫使企业不顾及元件质量进行采购,这些都会导致控制设备可靠性指标偏低,并且降低了使用寿命。
3提高控制设备的可靠性对策
要提高电气自动化控制设备的可靠性,必须根据控制设备的特点,采用相应的可靠性设计方法,从元器件的正确选择与使用、散热防护、气候防护等入手,使系统可靠性指标大大提高。
(1)在控制设备设计阶段,研究产品与零部件技术条件,分析产品设计参数,研讨和保证产品性能和使用条件,正确制定设计方案;其次,根据产量设定产品结构形式和产品类型。因为产量的大小决定着生产批量的规模,生产批量不同,其生产方式类型也不同,因而其生产经济性也不同;同时,运用价值工程观念,在保证产品性能的条件下,按最经济的生产方法设计零部件:在满足产品技术要求的条件下,选用最经济合理的原材料和元器件,以求降低产品的生产成本;全面构思,周密设计产品的结构,使产品具有良好的操作维修性能和使用性能,以降低设备的维修费用和使用费用。
(2)从生产角度来说,设备中的零部件、元器件,其品种和规格应尽可能少,尽量使用由专业厂家生产的通用零部件或产品。立足于使用国产材料和来源多、价格低的材料;设备(含零部件)的加工精度要与技术条件要求相适应,不允许无根据地追求高精度。在满足产品性能指标的前提下,其精度等级应尽可能低,装配也应简易化,尽量不搞选配和修配,力求减少装配工人的体力消耗,便于自动流水生产。
(3)电子元器件的选用准则。根据电路性能的要求和工作环境的条件选用合适的元器件,元器件的技术条件、技术性能、质量等级等均应满足设备工作和环境的要求,并留有足够的余量;优先选用经实践证明质量稳定、可靠性高、有发展前途的标准元器件,不选用淘汰和禁用的元器件;应最大限度地压缩元器件的品种规格,减少生产厂家,提高它们的复用率;除特殊情况外,所有电子元器件应按不同的要求经过必要的可靠性筛选后,才能用到产品中;优先选用有良好的技术服务、供货及时、价格合理的生产厂家的元器件。对关键元器件要进行用户对生产方的质量认定;仔细分析比较同类元器件在品种、规格、型号和制造厂商之间的差异,择优选择。要注意统计在使用过程中元器件所表现出来的性能与可靠性方面的数据,作为以后选用的依据。
(4)控制设备的散热防护。温度是影响电子设备可靠性最广泛的一个因素。电子设备工作时,其功率损失一般都以热能形式散发出来,尤其是一些耗散功率较大的元器件,如电子管、变压管、大功率晶体管、大功率电阻等。另外,当环境温度较高时,设备工作时产生的热能难以散发出去,将使设备温度升高。
例如,半导体器件对温度反应很敏感,过高的温度会使器件的工作点发生漂移、增益不稳定、噪声增大和信号失真,严重时会引起热击穿。因此,通常半导体器件的温度不能过高,如锗管不超过70~100℃;硅管不超过150~200℃。表1列出了常用元器件的允许温度。
元件名称 允许温度/℃ 元件名称 允许温度/℃
碳膜电阻 120 陶瓷电容 80~85
金属膜电阻 100 锗晶体管 70~100
印刷电阻 85 硅晶体管 150~200
铝制电解电容 60~85 硒整流管 75~85
电介质电容 60~85 电子管 150~200
云母电容 70~120 变压器 95
薄膜电容 60~130 扼流圈 95
表1 常用元器件允许温度
因此对于半导体分立器件散热需要考虑:对于功率小于100mW的晶体管,一般不用散热器;大功率半导体分立器件应装在散热器上;散热器应使肋片沿其长度方向垂直安装,以便于自然对流。散热器上有多个肋片时,应选用肋片间距大的散热器;半导体分立器件外壳与散热器间的接触热阻应尽可能小,应尽量增大接触面积,接触面保持光洁,必要时在接触面上涂上导热膏或加热绝缘硅橡胶片,借助于合适的紧固措施保证紧密接触;散热器要进行表面处理,使其粗糙度适当并使表面呈黑色,以增强辐射换热;对于热敏感的半导体分立器件,安装时应远离耗散功率大的元器件。
(5)电子设备的气候防护。潮湿、盐雾、霉菌以及气压、污染气体对电子设备影响很大,其中潮湿的影响是最主要的。特别是在低温高湿条件下,空气湿度达到饱和时会使机内元器件、印制电路板上产色和凝露现象,使电性能下降,故障上升。
当电子设备受到潮湿空气的侵蚀,会在元器件或材料表面凝聚一层水膜,并渗透到材料内部,从而造成绝缘材料表面电导率增加,体积电阻率降低,介质损耗增加,零部件电气短路、漏电或击穿等。潮气还能引起覆盖层起泡甚至脱落,使其失去保护作用。通常采用浸渍、灌封、密封等措施。
4结语
火力发电厂作为发电系统的重要组成部分,已经实现了工艺设备和工艺生产流程的自动化。自动化设备的使用一定程度上减少了劳动强度,增加了工作效率,保障了人员和生产设备的安全。但是仪表自动化系统自身也存在一定的安全隐患,因此以下我们以煤粉锅炉火电厂为例对仪表自动化系统安全可靠性进行分析。
1 火电厂仪表自动化设施安全可靠性分析
仪表自动化设备的防雷和接地安全。仪表自动化系统雷电防护主要采用外部雷电防护和内部雷电防护措施进行综合防护。外部雷电防护措施,包括现场仪表防雷保护器、接闪器、引下线、接地装置及控制室屏蔽;内部雷电防护措施有信号线路的防护和供电线路的防护,包括电线电缆的屏蔽,机柜的屏蔽、等电位连接、合理布线、配备雷电电涌防护器(SPD)以及提高仪表系统的抗干扰度等。
仪表自动化系统接地分为室内和室外两部分。室内接地包括控制室的防雷接地、防静电接地、电气设备的保护接地、仪表系统工作接地、屏蔽接地、电涌防护接地等,应共用接地装置;室外接地包括现场仪表箱柜、仪表电缆槽、仪表保护管及36V以上的仪表外壳的保护接地。
仪表自动化设备的防爆安全。由于主厂房的设备处于容易爆炸的煤粉环境中,当粉尘浓度和温度达到一定值或有火花时,能引起爆炸及火灾,因此,锅炉、磨煤系统宜采用安全防爆型仪表和设备。
仪表自动化设备的防火安全。仪表自动化设备引起火灾的主要因素有电缆引起的火灾和断路器连接部分发热、闪弧、对地短路,引起的火灾等。
电缆遇外来火源、热源或电缆短路很容易引起电缆着火,引起电缆着火的主要原因如下:
电缆制造时存在缺陷或长期过负荷、过热运行等原因使电缆老化,绝缘强度降低,电缆击穿短路。
电缆敷设的曲率半径过小等原因可能使电缆绝缘损坏,而机械损伤、潮湿环境或酸、碱、盐等腐蚀性介质都有可能使电缆的绝缘强度降低,从而使电缆因绝缘被击穿而发生短路。
电缆的终端头和中间接头是电缆绝缘的薄弱环节,如果接头盒密封不良,水、潮气进入或灌注的绝缘剂不符合要求,内部留有气孔,均可使绝缘强度降低,导致绝缘击穿短路。
敷设在汽轮机油系统附近的电缆,在油系统着火后很有可能被引燃。
输煤或制粉设备周围的电缆上,常有煤粉沉积,可能因煤粉自燃而引起电缆着火。
焊接作业时有焊渣落到电缆上,引起电缆着火。
在挖掘施工中,疏于现场管理,野蛮施工等使电缆受到外界损坏,由于电缆绝缘损坏造成短路引燃电缆起火。
避免电缆引起的火灾采取的措施:合理布线;采用阻燃电缆;电缆桥架贯穿隔墙、楼板的孔洞处,均应实施阻火封堵;电缆桥架每隔100m需做防火封堵;仪表线路敷设应严格按爆炸性粉尘环境敷设。
仪表自动化设备电源的安全。机组或主厂房控制系统、汽轮机控制系统、机组保护回路、火焰检测装置等的供电电源应有两路电源供电。其中一路采用不间断电源,一路采用厂用电,两路电源宜设自动电源切换装置,切投时间应确保不影响控制系统的运行,中断正常电源UPS应能维持30min的用电量。
每组仪表和控制交流动力电源配电箱、交流电源盘应各有两路电源供电,两路电源分别引自厂用低压母线的不同段。
控制盘应有两路电源供电,两路电源分别引自厂用低压母线的不同段,控制盘需要直流电源时,应有两路电源供电,两路电源均引自电气两组独立的蓄电池组。
控制室自动化设备运行的安全。仪表自动化系统和设备,应选用技术先进、质量可靠的设备和元件,并设置独立于DCS的常规操作手段。
主要控制器应采用冗余配置,重要I/O点应考虑采用非同一板件的冗余装置。
锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)和汽轮机紧急跳闸系统(ETS)的控制器必须单独冗余配置,同时FSSS装置应具有在线自动/手动点火和全部逻辑的试验功能。
控制系统运行环境要求设置空调设施,房间封闭。做好机房防静电工作,机房设置防静电地板或地面,做好防静电接地工作。
控制柜应可靠接地,箱门和柜体均应与接地体连接。
仪表自动化对锅炉炉膛安全的保护。锅炉炉膛安全监控系统(FSSS),是保护炉膛不爆炸的关键监控系统,能保证锅炉燃烧系统中各设备按规定的操作顺序和条件安全启停、投切,并能在危急工况下,跳闸相关设备或迅速切断进入炉膛的全部燃料(包括点火燃料),防止发生爆燃、爆炸等破坏性事故的安全保护和顺序控制装置。它的主要内容包括:
总燃料跳闸(MFT),一旦出现危及锅炉安全的危险工况时,由人工操作或保护信号指令动作快速切断所有入炉燃料,包括点火器的燃料,它是炉膛安全监控系统主要功能的一部分;燃油跳闸(OFT),由人工操作或保护信号指令动作,快速关闭点火主燃油跳闸阀,切断进入锅炉炉膛的燃烧用油;炉膛吹扫,将炉膛和烟道中可能集聚的可燃性混合物清除掉,防止点火时引起的炉膛爆燃;燃烧器各入口自动点火控制;检漏试验。
FSSS系统除对锅炉炉膛安全的自动监控保护外,在控制盘(台)上还应设置独立并可直接动作(可经确认或加避免误动的保护罩)的MFT紧急按钮,其回路应独立于FSSS系统的控制器及模件,并由硬接线实现。
仪表自动化对锅炉汽包安全的保护。锅炉汽包应至少配置两台彼此独立的就地汽包水位计和两台远传汽包水位计。水位计的配置应采用两种以上工作原理共存的配置方式,以保证在任何运行工况下锅炉汽包水位的正确监视。汽包水位测量系统,应采取正确的保温、伴热及防冻措施,以保证汽包水位测量系统的正常运行及正确性。
锅炉汽包水位高、低保护应采用独立测量的二取一的逻辑判断方式。
锅炉汽包水位保护在锅炉启动前和停炉前应进行实际传动校检。
仪表自动化对汽轮发电机安全的保护。利用数字电液式控制系统(DEH)、汽轮机紧急跳闸系统(ETS)和汽轮机监视仪表(TSI)等设备对汽轮发电机的运行进行监测、控制和保护。
在汽轮机运行的过程中,出现异常时ETS系统能采取必要措施进行处理,并在异常情况继续发展到危及设备时,能采取断然措施,停止汽轮机运行。
当机组或主厂房控制系统发生全局性或重大故障时,为确保机组紧急安全停机,在操作台上应设置停止汽轮机和解列发电机的跳闸按钮,跳闸按钮应不通过逻辑直接接至停汽轮机的驱动回路。
2 维护、修理措施安全可靠性分析
在仪表安装时要保证维护空间和安全空间,不能安装在高于离地2米的高空,必要时设置检修平台;
(作者单位:中冶京诚(秦皇岛)工程技术有限公司)
陈晨(1985)、男(汉族)、河北省唐山市、本科、中级工程师、仪表自动化专业。
关键词:档案管理;办公自动化;计算机网络技术
信息技术的发展,计算机网络已经成了社会生活中的重要组成部分。特别是在办公领域,因计算机技术的有效利用而实现了办公自动化,数字化信息技术成了日常办公管理工作中的重要基础。档案管理作为日常工作中的关键环节,其工作程序之烦琐,工作量之大,劳动强度之高,如果按照传统的工作模式,必然使工作处于低效率操作状态,非常不适应于现代化的高质量、快节奏工作要求。引入办公自动化联网技术,不但优化了档案管理程序,而且推动了档案管理工作的创新。
一、强化自动化档案管理的必要性
档案是极具保存价值的资料,其所记载的是单位发展历程中所产生的,涉及各项工作的信息。实施档案管理工作,就是对于档案实体实施系统化管理,以利于档案信息能够为各项业务提供有价值的服务。在档案管理工作中,运用办公自动化技术辅助,并建立计算机网络平台,可以塑造新型的档案管理环境。
从安全的角度而言,档案资料不仅仅具有保存价值,而且是推动发展的重要依据。由于档案资料多数为纸质保存,因此需要妥善管理,并做好各种防御措施,以避免遭到不同程度的损坏。为了避免受到水灾、火患和虫害的威胁,单位要对于档案管理加大力度,但是,单一的管理方式导致档案资料一旦遭到损害,就很难于补救,导致档案资料的遗失。
部分单位对于档案采用了电子化处管理的方式,当纸质的档案经过扫描录入后,形成电子文件,以利于电子化的保护和管理,更为方便查阅。从目前档案电子化管理状况来看,电子档案的管理依然存在着诸多的问题。面对诸多的管理软件,要选择适合的管理方式才能够实施电子档案的有效管理,以实施保护功能。对于电子文档的保护,目的是提高档案管理的服务功能,这就有必要建立统一的档案管理体系,实施标准化管理,提高档案管理的整体水平。鉴于电子化档案管理硬件设施上所存在的问题,要使其在电子档案处理中发挥功能性的作用,就要采取必要的措施,强化自身建设,将硬件设备以及管理软件的各种优势充分地发挥出来。实施网络化、信息化管理成了一种必然。
二、档案管理与办公自动化之间是相辅相成的关系
(一)档案管理与办公自动化之间具有相互促进的作用
处于信息化时代,办公自动化在各行业中很普及。档案管理是一项复杂而烦琐的工作,采用办公自动化设备实施管理,可以促进档案工作的系统化。因此,办公自动化设备的使用,对于捋顺档案管理程序,促进档案规范化管理具有重要的作用。与此同时,档案管理对于办公自动化网络技术也具有一定的推进作用。随着档案的办公自动化管理的兴起,开阔了自动化软件技术的开发领域,自动化网络技术、档案数据库技术等等,都成了促进自动化软件研发的方向。档案管理与办公自动化的相互促进和发展,为双方的动作提供了更多的便利和迅速的发展的保障。从学科角度而言,档案文件本身就是一种信息形式的存在,而办公自动化是处理信息和传递信息的工具。因此,办公自动化与档案管理是有过程和结果的关系。
(二)档案管理与办公自动化之间存在着差异性
传统的档案处理方式主要是针对纸质资料而言,多数为纸质文件、照片、光盘以及奖杯等等的实体信息。办公自动化的档案处理则是电子技术手段的应用。采用先进的信息技术,运用网络进行文件信息的交流,从而形成了实现无纸化办公的趋势。
三、实现档案管理与办公自动化的有效融合
(一)对于档案管理实施标准化建设
从管理体制方面入手,对于档案文件实施协调管理。将文件的前期处理工作纳入到档案管理工作职责范围中,为档案管理打下良好的基础。对于档案管理要制定规范的流程,包括档案文件的前期处理、著录以及电子文档格式等等,都要进行标准化处理。在设计档案信息管理系统的过程中,要考虑到各项技术参数,包括数据接口标准、不同类型数据转化标准等等,实施规范化设置,以提高工作效率。
(二)加强办公自动化系统的安全维护工作
档案管理部门要确保计算机自动化设备在安全的环境下运行,以使档案信息的传送安全可靠。为了防止档案软件受到病毒或者黑客的侵扰,安装病毒防护软件之后,要注意实时更新,以确保信息的高效传输。办公自动化系统平台被设置在内部网络中,与外网建立起连接。为了提高档案管理的安全性,要进行办公自动化系统的安全维护工作。首先,使用路由器屏蔽所有的IP地质,然后对于允许访问的地址进行重新设置连接。其次是接入防护墙,以对外网进入的数据进行认证,实施有效过滤。禁止操作的业务,防火墙会予以禁止,即便是有信息通过,也会在防火墙信息内容中有所记载。此外,防火墙还可以对于网络系统进行检测,并针对系统的运行状态予以提示。
四、结论
综上所述,信息技术的进步,使传统的档案管理已经不再适应时代的要求。为了提高档案管理的工作效率,引进办公自动化网络,不但能够提高档案工作质量,而且还完善了电子档案管理建设,以利于档案管理工作的进一步发展。参考文献:
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[2] 朱丽华.浅谈档案管理与办公自动化[J].城建档案,2013(02).
[3] 胡新谱.高校档案管理与办公自动化联网的探讨[J].科技信息,2013(07).
关键词:电力系统 自动化 技术应用 保护控制装置
引言
随着我国经济的发展和人们物质生活水平的不断提高,人们对于电力系统的安全性和稳定性有了更高的要求。电力自动化技术正好满足人们的要求,电力系统的自动化技术运用了现代的电子信息技术和网络技术,实现了对电力系统的运行参数以及整个电网的运行情况的监控,实施遥控命令,监控中心的管理人员能够全面的了解电力系统整体的情况,能够及时的发现故障的位置和原因,对于电力系统运行的数据分析更加简便。所以,电子信息和计算机网络技术对于推动电力系统自动化的进程有着至关重要的作用。
1电力系统自动控制的基本要求
1.1 迅速而正确地收集、检测和处理电力系统各元件、局部系统或全系统的运行参数。
1.2 根据电力系统的实际运行状态和系统各元件的技术、经济和安全要求,为运行人员提供调节和控制的决策,或者直接对各元件进行调节和控制。
1.3 实现全系统各层次、各局部系统和各元件间的综合协调,寻求电力系统优质供电、经济性和安全性的多目标的最优运行方式。
1.4 电力系统自动控制不仅能节省人力,减轻劳动强度,而且还能减少电力系统事故,延长设备寿命,全面改善和提高运行性能,特别是在发生事故情况下,能避免连锁性的事故发展和大面积停电。
2智能技术在电力系统自动化中的具体应用
本论文主要介绍线性最优控制、专家系统控制、神经网络控制、模糊控制以及综合智能控制等几种智能技术在自动化中的具体应用。
2.1在提高远距离输电的效率时,最优励磁控制的应用取得了一系列成效
励磁控制器通过测量发电机电压与给定电压比较,把偏差按PID方法计算出控制电压,将其控制电压转换为相应的移相角就能改可控硅整流桥的输出电压(转子电压),从而达到控制发电机电压的目的。励磁控制器中使用了线性最优控制技术,此项技术也在控制器发挥着重要的作用。最优控制作为组成现代控制理论的重要部分,在很多领域都得到了广泛应用。然而,需要指出的是这种线性最优控制技术只适用于局部的线性化模型,并非适用于电力系统中所有自动化程序。
2.2专家系统
这是一个智能计算机程序系统,它具有某个领域中专家水平的经验与知识,能够利用专家级别的知识来解决突发的问题,专家系统控制在电力系统中也得到了应用。在自动化操作中,专家系统的应用十分广泛。它能够清晰辨识处于紧急状态或者是警告状态的电力系统,并且通过智能系统,自行处理故障,帮助系统恢复。许多自动化设备的运行、操作、管理以及监控使用了专家系统控制,比如:故障点的分析与隔离、动态与静态的安全性分析以及配电系统自动化等。专家系统智能技术给电力系统自动化带去了很多福利,然而它也存在着一些不足。专家系统中只是输入了一些专家知识的数据,相当于一个巨大的程序数据库,虽然可以及时更新,但是它缺乏了解决问题的创新性,当面对新的问题或者更为复杂的问题时,程序便会很难应对。因此,使用专家系统控制技术时,也应当注重“人机结合”。
2.3网络神经系统
作为人工神经网络理论与控制理论相结合的产物,神经网络控制是智能控制的一个全新的分支,它在电力系统自动化中的应用也具有十分重要的意义。神经网络控制和最优线性控制不同,它具有非线性的特征,很强的处理能力。神经网络控制中的人工智能系统、数学系统、计算机科学理论以及自动控制系统,都能很好运用到电力系统中,比如,自动化设备管理中数据库的统计,分析和计算电力系统的总能耗和各个设备的能量消耗,以及根据数据自行分析设备的耗损情况。在电力系统自动化中,神经网络系统目前主要集中研究神经网络结构和模型、神经网络的硬件相关问题等。
2.4模糊控制
这是利用模糊数学的基本思想和理论的控制方法。在传统的控制领域里,影响控制优劣的最主要关键是控制系统动态模式的精确性。然而,对于复杂的系统,由于变量太多,经常很难掌握正确的系统动态,因此并不能控制精确的系统数据。模糊数学却能够轻易解决这些问题。模糊控制在电力系统自动化中的应用使得电力系统的发展又上了一个台阶。当需要检验一个新的自动化程序的可行性,模糊控制能够进行有效的模拟。由于模糊控制系统中包含了一套十分完整的推理智能技术,当对系统输入全套数据以及常规控制规则时,模糊控制系统能够自行对数据进行分析和推导,最终推断出模糊控制输出和结果。因为模糊控制是基于模糊数学的基本思想和基本理论的控制方法,推断出结果的精确性也比较高。模糊控制技术在电力系统自动化中能够对那些缺乏精确性以及具有不确定性的问题进行分析和处理,并且也能够有效解决由于电力设备的噪音而产生的一系列问题。除此之外,模糊控制在日常生活电器设备中的运用也十分广泛。例如,电热炉中的恒温器一般都是用来控制恒定温度进行烹饪,然而设备运行的过程中经常会出现一些问题:其一,当设备温度到达恒定温度时会出现温度摆动的现象;其二,在设备启动至到达恒定温度的过程中,有出现超越恒定温度的现象。当将恒温器换成模糊控制器后,可以解决类似的问题。用恒温控制将输入量温度设定为温度变化和恒定温度两个语言变量,其中语言变量用多组语言变量相互跨接描述。因此,控制量会出现多种规则,电热炉的恒温跃升现象也消失了,恒温摆动现象也不复存在,此外模糊控制还达到了省电的功效。
3关于综合智能系统
综合智能系统是指现代控制方法与智能控制的结合使用,另外也包含了各种智能技术的结合交叉使用。因为电力系统本身错综复杂,综合智能系统正好能够满足电力系统自动化的需求,对电力系统自动化进行综合处理。目前,多种智能技术相互结合的研究和使用也比较普遍,其中,神经网络系统和模糊控制的结合具有十分巨大应用潜力。模糊控制能够处理不确定的非统计性问题,而神经网络控制则应用到计算方法上,两种智能技术刚好得到了互补。
参考文献:
[1]王珊珊.电力系统自动化技术应用与发展探讨[J].科技风,2008.
[2]肖云峰.智能技术在电力统统自动化中的应用探析[J].科技与企业,2009.
关键词:数字技术;工业电气自动化;应用;创新
近年来,计算机技术得到了十分迅速的发展,其应用领域也越来越广泛,基于数字理念的新技术在电力工业领域中的使用范围也越来越广泛,与普通的技术手段相比而言,数字技术的可操作性与可靠性更加的理想,性价比也较高,能够实现工业电气自动化的智能操作,也可以在一定程度上促进电力工业的发展,为了更好的实现工业电气的自动化发展,就需要对数字技术在工业电气自动化中的应用进行分析与创新。
1.数字技术在工业电气自动化中应用的作用
电气自动化对于国民经济的发展有着重要的作用,这不仅是科技产业化的载体,也是科学技术物化的重要基础,在科技水平的发展之下,数字化技术已经在电气工业自动化领域中得到了广泛的应用,这不仅能够促进该领域定量化与综合化的发展,也能够提升工业自动化领域的自动化水平。截止到目前为止,自动化技术也应用在电气工程、过程控制、科学计算、经济、信息、人工智能机网络通信系统以及计算机辅助系统之中,从这一层面而言,将数字技术应用在工业电气自动化中能够对计算机系统起到应有的辅助作用。
此外,数字技术不仅能够辅助计算机系统进行检测与管理,也能够对工业电气自动化开展维护,数字技术的广泛应用可以减少工业电气自动化设备的使用,也可以显著的提升其准确率与便捷性,此外,数字技术与光纤网络和数字化互感器的融合也可以显著的提升自动化应用的有效性以及安全性。与普通的技术相比而言,数字技术也具有操作简单、逻辑能力强的特征,可以更好的对数据信息进行识别,这样便可以减少人力、物力与财力的浪费,也能够保证工业电力自动化的持续性。在具体的操作过程中,操作人员仅仅需要对相关的指令进行传达与指示,数字技术便可以判别出其中包含的信息,并通过网络、光线、微波、电缆等完成信息的传送过程,这就大幅的提升了系统的工作效率。
2.数字技术在工业电气自动化中的创新应用方式
截止在现阶段,数字技术已经在工业电气自动化中得到广泛的应用,也取得了一定的发展,但是由于各种因素的影响,数字技术在工业电气自动化中的应用还存在一些不足之处,最为突出的表现就是发展时间短,未出现标准、统一的规范,且专业性的技术人才数量较少,这就限制了数字技术的应用。此外,我国互联网技术虽然得到了完善的发展,但是其智能化水平也相对降低,这就导致数字技术的智能化水平也普遍偏低。在社会的发展之下,电力行业对于数字技术的应用要求也越来越高,为了满足电力行业的发展,必须要创新数字技术,就目前的情况来看,数字技术的创新方式包括完善程序化操作、智能化安装以及使用虚端子几种形式,下面就针对这几种形式进行深入的介绍。
2.1. 完善程序化操作
完善程序化操作的前提就是调度命令,为进行调度命令之前,必须要将审核票据进行数字化处理,并设置好人工操作界面,并以此为基础设计开关与闸刀,并不断完善整个系统的功能。此外,为了保证提升系统的各项功能可以得到顺利的实施,可以先进行模拟工作,保证系统能够达到默认识别的状态,这时,即使工作人员不在场,系统也可以实现正常的运作。
2.2. 实施智能化安装
为了实施智能化安装,可以广泛的将光纤技术利用起来,在连接的过程中,利用间隔层与智能终端实现数据的采集与控制,以便完成双重设计终端的操作,其中一部分能够实现对现场信号的传达与遥控的保护,另外一部分则需要提升整个系统的可靠性。与此同时,还需要完善工业电气自动化程序的接口,设置好PC自动化平台,并将此平台与MES和ERP系统来接连,此外,为了保证数据质量,一般情况下,通讯标准则使用TCP/IP,这样就能够满足用户对不同数据标准的实际需求。这样不仅可以提升通讯的智能化效果,也能够解决平台自动化的问题。考虑到以上的因素,将数字技术应用于工业电气自动化的过程中,要做好相关的智能安装工作,保证整个工业自动化程序可以得到有序的进行。
2.3.虚端子的使用
虚端子在整个工业电气自动化中有着十分重要的作用,因此,在测控装置与智能终端的信息交换过程中也得到了广泛的应用,虚端子可以对母线、全站线路、主变、开关来进行控制,也可以将跳合功能开启,这样便可以实现不同装置间的通信,也能够保护连闭锁功能与测控遥控装置间隔层的保护,此外,虚端子也能够对二次回路进行管理,这种管理不仅包括对温度的调控,也包括对档位的调节,这样即可对非电量信息进行操作。此外,为了将数字技术的作用充分的发挥出来,还应该创新数字化装置的设计,以便满足工业电气自动化的发展需求。此外,在应用过程中,还要对虚端子进行相关的优化,以便对智能终端系统进行更好的控制。
2.4. 实现操作理念的程序化
对于数字化技术而言,执行力有着十分重要的作用,在下达调度命令之前,还有一些前期工作需要依靠电脑来完成,在进行实际操作时,应该设置好人工预界面,进行开关、闸刀设备的控制,为此,就必须要实现操作理念的程序化,这样才能够促进工业电力自动化的开放化与信息化发展。
3 .结语
将数字技术与工业电气自动化进行有机的结合便可以完成计算机系统的计算、检测与管理功能,同时,也能够减少对企业内部人力、物力和财力的浪费,促进电力工业的信息化发展。相信在科技水平的发展之下,数字技术应用性能将会得到不断的提升。
参考文献:
[1]马建华.数字技术在工业电气自动化中的应用与创新[期刊论文]. 制造业自动化,2012,03(25)
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.
中图分类号:TM411文献标识码: A
1. 变电站系统中继电保护的基本任务和主要作用
1.1 基本任务
在变电站系统当中,继电保护的基本任务包括以下几个方面的内容:
(1)迅速、自动、有选择地控制特定的断路器跳闸,借此来对系统或是线路中发生故障的元器件进行保护,避免故障继续扩大或持续对元器件造成破坏。
(2)能够对变电站中各种电气设备的异常运行情况进行反映,并按照预先设置好的运维条件,发出相应的报警信号,同时减轻负荷,并自动完成跳闸。在这一过程中,通常不要求继电保护装置快速动作,只需要保护装置按照异常现象对电力系统及其各个元器件形成的危害程度进行相应地延时,以此来防止因干扰造成的误动作。
1.2 主要作用
当电网出现故障时,会引起以下问题:其一,造成系统中的电压急剧降低,这样极易引起用户负荷的正常工作被破坏;其二,在故障发生的位置处一般都会产生出较大的短路电流,由此引发的电弧会对电气设备造成一定程度地破坏;其三,会影响发电机的运行可靠性,这样便有可能导致系统振荡,严重时甚至会造成整个电力系统崩溃;其四,由故障引起的电流再流经电气设备时,会引起设备发热,进而导致设备的使用寿命下降,若是电流过大还有可能造成设备损坏。变电站继电保护能够在故障发生时将故障位置迅速从线路当中切除,从而有效地减轻了故障的破坏程度,同时还使故障影响的范围进一步缩小,确保了电力系统的安全、可靠、稳定运行。
1.3 变电站继电保护分类
变电站的继电保护按照被保护对象的性质大致可分为以下几种类型:其一,发电机的继电保护。此类保护包括发电机外部短路、定子绕组相间接地短路及过电压、对称过负荷、失磁故障、励磁回路接地等等。其出口方式主要有解列、停机、信号传输以及缩小故障影响范围等等;其二,线路的继电保护。按照线路的实际电压等级、中心点接地方式以及线路长度等又可分为相间短路、单相接地、过负荷等等;其三,变压器的继电保护。具体包括绕组短路、过负荷、中性点过电压、油箱压力过高、油面降低、变压器温度升高以及冷却系统故障等等。
2. 变电站继电保护自动化系统的技术分析
2.1 相关技术
(1)继电保护技术。目前,在我国电力系统快速发展的推动下,继电保护技术获得了长足进步,继电保护装置也从以往单一的元器件逐步发展成为大型的现代化设备。继电保护可以持续对电力系统的运行状况进行检测,一旦检测到系统当中出现故障时,相应的继电保护装置便会快速、准确地将故障位置从系统当中切除。继电保护装置的应用进一步降低了系统因故障造成的损失。继电保护装置正在朝着监测、通信、保护等功能一体化的方向发展,相信在不久的将来,其势必会实现电力系统的自动化控制。而想要实现这一目标,继电保护装置应当具备足够的灵敏性、速动性和选择性。
(2)变电站自动化系统。其具体包括自动化监控系统、自动装置以及继电保护装置等等,属于集多功能于一身的系统。自动化系统借助数字通信技术、网络技术可实现信息共享。由于系统取消了控制屏和表计等常用的传统设备,从而使控制电缆的使用大幅度减少,这样一来有效地缩小了控制室的总体面积,减轻了维护工作人员的劳动强度。
2.2 系统功能分析
继电保护自动化系统主要是从电力调度中心当中获取所需的信息,而调度中心能够提供给系统所需要的全部信息,因此,该系统的实现有充足的信息资源作为保障。
(1)对复杂故障准确定位的功能。通常情况下,复杂故障定位的研究大多是基于装置的测距原理。目前,较为常见的测距方法主要有以下两种:
①A型测距法。该方法又被称之为单端电气量法,具体是指测量故障行波脉冲在母线与故障点的反射时间来进行距离测量,该方法的优点是无需通信、成本低,缺点是容易受到其它线路末端发射的影响,致使测距结果误差较大;
②D型测距法。该方法又被称之为两端电气量法,主要是通过测量故障行波脉冲传送至母线两端的时间差来进行测距的,其优点是测量原理简单、结果准确可靠,缺点是必须在母线两端分别设置测量仪器并进行通信。
(2)辅助决策功能。当系统出现故障时,常常都会伴随出现保护误动作的情况。以往传统的故障分析一般都是依靠人来完成,这就使得分析结果经常会受到人的经验和水平等因素的影响。而继电保护自动化系统由于是收集了故障发生前后的系统运行状态信息和相关的故障报告,所以能够进行模糊分析,并根据继电保护以及故障录波的采样数据来完成精确计算,这样便可以快速、准确地对故障进行判断,从而实现故障恢复的继电保护辅助决策。
(3)继电保护的状态检修。通过对相关统计数据的分析可知,导致继电保护装置误动作的主要原因有装置设计缺陷、生产质量问题以及二次回路维护不良等等。而微机型继电保护装置本身具有自检功能,并且还具备存储故障报告的能力,为此,能够利用继电保护自动化系统来实现状态检修。
3. 结论与展望
总而言之,实现变电站继电保护对系统运行的自适应,若是按照整定计算会非常复杂,并且还有可能出现以下问题:其一,保护范围缩小、保护动作延时的时间延长;其二,系统有可能被迫退出一些受运行方式影响较大的保护;其三,还有可能发生失去配合的情况。凭借当前现有的技术力量和相关设备,并利用继电保护自动化系统,能够采集到每一次故障发生时周围系统的数据,然后通过线路短的故障电压和电流,可对线路的参数进行校核及修正,这样便能够实现线路参数的自动监测,但是却不能实现准确、快速判断出继电保护装置整定值的可靠性。为此,在未来一段时期内,应针对继电保护自动化系统在这个方面上的问题进行研究,这有助于继电保护自动化系统的实现。
【参考文献】
[1] 马益平.变电站自动化系统的应用体会和探讨[J].电力自动化设备,2010(5).
[2] 王中元.在变电站综合自动化系统中有关继电保护问题[C]//第三届电力系统与电网技术综合年会论文集,2009(5).
[3] 李君会.浅谈220 kV变电站综合自动化系统的发展及应用[J].城市建设,2010(33).
关键词:因特网 局域网 远程监控
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)(03)(c)-0014-02
最近几十年,科学技术突飞猛进的发展,企业联盟和虚拟企业也相继出现,因此对自动控制领域有了更深层次的要求,于是,远程监控技术这一新的技术诞生了。远程控制技术就是将Internet技术和现场监测控制结合起来的一种技术,通俗的说就是将现场采集到的信息通过因特网传输的控制中心的一种复合型技术。远程监控技术的出现也在很大程度上解决了很多大型企业的管理和安全问题,一定程度上提高了企业的时效性。本课题是基于Internet网络的远程监控技术,由于该系统具有简单易用、可实现无限互联、易于再次扩展、覆盖范围广等特点,因此在高新开发技术中具有巨大潜能。
1 远程监控系统的总体结构
本课题是一种把嵌入式智能体、远程监控、网络传感器等相关技术集于一体的综合管理系统,在工业装备的控制和监测中体现的尤为明显。从组成结构上主要包括监控中心(上位机)、网络服务器以及现场信息采集终端(CAN节点)。其结构图如图1所示。
监控中心(上位机)是由VC++结合数据库技术编写,主要功能是监测现场设备,将现场采集到的数据信息通过Internet网络存储到数据库中,并进一步根据需要对向终端发送控制指令。网络服务器主要的作用是完成以太网和CAN总线之间的协议转换工作。数据采集终端,即CAN节点的作用是采集现场的数据,并负责将采集到的信息发送到因特网进而发送到上位机,同时响应应来自上位机的控制指令,并完成相应的动作。
本系统的硬件组成上,主要包括:局域网设备、基于CAN/TCP协议的网络服务器、监控终端以及CAN节点。从软件的角度本系统主要分为:上位机控制程序、设备的驱动程序、数据采集程序、网络通信程序、数据库程序。
2 系统硬件设计
嵌入式系统的硬件主要包括处理器、存储器和设备三部分,它具有复杂性和多样性等特点。由于嵌入式开发的对象是具体的应用,并且各个项目实现的硬件环境也具有针对性的特点,所以开发嵌入式必须根据具体的应用环境配置、设计和调试[1]。
核心板主要包括微处理器S3C2410A、随机存储器(SDRAM)和FLASH。其中,SDRAM即为操作系统和运行程序的空间,FLASH用来保存移植的操作系统和应用程序的代码。板包括系统电源、CAN模块、以太网模块、JTAG模块和串口。电源模块用于输入5 V电压,提供3.3 V和1.8 V输出的直流供电。CAN模块用来收集和发送CAN总线上传输的数据,以太网模块用来连接互联网和硬件系统,JTAG和串口用来开发、调试和后期维护嵌入式服务器电路板,这些模块都是为了满足后续软件实现交叉编译方式而加入的。嵌入式服务器的硬件系统结构图如图2所示。
3 系统软件设计
本课题在设计远程监控平台的过程中,涉及到很多步骤,综合起来主要有五大阶段,分别为。
(1)需求分析阶段。在该阶段中,可以比较准确、及时地了解并分析用户的某些需求,因此它是远程监控平台设计过程中最基础的阶段,同时也是必不可少的。
(2)总体设计阶段。通过对前一阶段获取的用户需求加以综合、归纳与整理,形成一个与具体系统相独立的总概念模型,它是整个远程监控平台设计的关键阶段。
(3)各个部分具体实现阶段。在该阶段中,借助具体的开发语言、工具及运行环境,并依据总体设计的结构达到预期目标,同时建立各部分对应实现的功能,并对应用程序进行多次运行和调试,直到无误为止。
(4)系统集成阶段。这部分的主要工作是是对各部分实现的功能进行系统集成和整体测试,并根据测试所得结果进行相应的修改和完善,修改完毕之后再次试运行。
(5)系统运行与维护阶段。再次试运行成功以后,即可进行正式运行操作,整个系统在运行的过程中,很可能会出现一系列错误或非错误但不完善的问题,必须针对这些问题进行修改和调整将其全部解决。如图3所示。
在连接创建的过程中,必须与嵌入式服务器的网络进行连接,只有这样,这两者之间才有可能正常通信,如果两者未建立连接关系,则通信失败。正确连接之后,下一步的工作是获取现场设备的运行状态信息,这样正确设计接收模块就显得尤为重要,使用Socket来接收数据需要下面三个步骤:(1)监听网络,同意网络连接申请(即连接)。(2)获取用于接收数据的Socket实例以接收远程主机发送来的控制码等数据信息。(3)根据远程主机发送来的控制码,断开网络连接,并将资源进行清除。接收数据流程图如图4所示。
4 结语
在课题中,把CAN总线和嵌入式因特网技术结合之后应用到远程监控系统中,从而使得测控网络的全分散、全数字化得以实现,此外,它还解决了因特网和现场底层设备的无缝连接问题。在此过程中,远程监控平台通过嵌入式服务器对CAN总线上的智能设备进行访问,记录其在各个时刻的控制运行状态和参数,并把所获得的数据录入到数据库中以便于后续访问和获取。此外,网络数据库还支持智能CAN节点的动态配置与重构。
参考文献
[1]任明伟.基于ARM的嵌入式视频采集与远程传输系统的设计与实现[D].河北大学硕士论文,2011.