数字化技术改造精选(九篇)

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第1篇：数字化技术改造范文

关键词：变电站；电网；数字化；改造

中图分类号：TB

文献标识码：A

文章编号：1672-3198（2012）08-0180-01

变电站是国家电网的重要节点，其技术水平高低直接关系到国家电网的安全运营与投产效益成果。因此，近年来关于常规变电站的数字化技术改造无疑成为了该领域中的热议性焦点问题。与此同时，目前变电站的自动化水平技术、智能化技术发展的强劲发展趋势也说明了变电站数字化技术改造所具备的前景非常广阔。如以往的一次、二次设备也逐渐实现了数字化转型技术升级，所以对于其产业相关的WAMAP、电能质量监测以及电网稳定性控制等方面涉及到的技术发展要求也大幅度提升了。基于此种背景下，目前变电站设备信息处理数字化、实现技术改造已经势在必行。一方面，传统数字化通信平台下的信息共享要求随着信息、通信产业技术的发展，变电站内以IEC61850作为标准的电站构架模式要求也相应提升了，进而出于产业技术发展要求，还是在变电站实践未来作业发展中，都应做好现阶段下的数字化改造建设工作。另一方面，数字化变电站的应用所具备的保障成效、精度控制、设备操作便利性与效率性都较高，能够为设备维护与技术升级提供应用优势。因此，将传统变电站改造为数字化变电站将是必然趋势。

1 常规变电站数字化改造的关键技术研究

变电站数字化架构体系基础是以一、二次系统作为主要应用研究载体，所以其建立的数字化规模应用通信平台，必须确保信息共享优势能够切实发挥与体现，并应保证应用通信平台运营后的安全、稳定、经济适用等要求，以此才能打造目前先进数字化变电站。

（1）IEC61850技术设备的支持。

目前，维持数字化变电站运营的投放基础，应当全面支持以IEC61850标准的自动化设备作为技术改造实施基础。也就是说，IEC61850将会全面取代过去非规模化的其他数字化产品。一方面，目前电站的站控层与间隔层实施IEC61850标准系统已经初规模，产品体系技术相对成熟。另一方面，通过IEC61850标准进行设备改造升级，能够提供提供良好的服务基础与转换接入模型。即IEC61850作为软件通信平台能够确保其他智能化设施、测控装置等实现规约转换，构建成自动化、智能化于一体的数字化运营平台。

（2）智能操作箱控制技术。

过程层中的多数一次设备并不具备完整的数字化应用基础，所以诸如一些分散的设施基础应当构建一个相对完善的控制单元，并必须包括断路器、刀闸等设施。为此，可以运用智能操作箱去构建一个控制单元，并配套使用GOOSE网去与间隔层IED获得应用关联。

（3）互感器分散采样技术应用。

变电站互感器构件如果展开全面升级改造，必然产生的造价费用会非常大，同时方案执行不能利于实际出发。为此，对于一些分散的互感器可以采用以IEC61850标准的合并单元作为基础去展开分布采样，并将采样数据、信息传递给间隔层IED。

（4）集中式处理。

低压变电站的系统结构相较于规模较大的变电站在实施数字化改造时所付出的精力相对较小一些。即其系统结构、进出回路控制、以及逻辑功能模式也就相对简单。因此，对于这种低压变电站可以考虑集中分散程度较高站控层设备。将这些站控层的相关设备、设施可以采用构建IEC61850标准的站控层架构模式；对于高压进出线、主变等通过一套或数套支持IEC61850标准的集中式测控保护装置(每组均需冗余配置)，可在间隔层实现IEC61850。对于35kV及以下部分，由于基本采用开关柜形式，且馈线使用的是常规互感器，可以采用支持IEC61850标准的间隔层IED对开关柜分散布置。

（5）策略选择。

常规变电站的电压等级差异性明显。所以，考虑到当前的自动化高压电气设施技术成熟体系尚未完善，可以采取分散配置智能操作箱去实现设备、设施的智能化应用，但是由于其应用发展时间尚处于开发待完善阶段，这就需要结合实际情况认真架构考虑。与此同时，电站系统作用、规模较大的220kV或以上的电站，应当经济适用、相对稳妥的改造模式去运用有把握的改造技术去进行。值得指出注意的是，对于应用在站控层和间隔层的IEC61850标准系统进行技术改造模式，并不适用过程层；变电站的以IEC61850标准系统作为实施基础的装置、设施改造应明确改造过程中的改动权限设置。一般而言，通信层的数字化改造对变电站的改造格局变化影响较小。

对于结构逻辑性简单的110kV以下变电站改造采取的改造原则应当具备有待改进、滚动执行等特点。在具体改造设置上可以采用分散配置智能操作箱、分散配置合并单元，从而才能在变电站改造阶段确保站控层、间隔层、通信层的IEC61850数字化改造架构模式合理。

2 改造过程中应需考虑的技术问题

数字化变电站固然对指导变电站实现高效营运有着不可替代的重要价值与现实意义，但在信息资源共享的应用条件下，常规变电站的改造工作难度也就相应提升了，所以就更要考虑好关键技术的投放应用。

（1）模拟量采样控制。

变电站模拟量采样标准与要求一般会根据应用系统的特点、以及业务需求去逐渐完善。但常规变电站的数字化进程改造工作所具备的必要条件就是信息数字化，实现资源共享，从而导致模拟量采样能够保证一致、统一，但必要时还应考虑业务功能的拓展需求而做出改进。

（2）模拟量采样值的传输。

IEC61850技术标准中，会将合并单元下的采样输出数据投放到IS0/IEC8802-3中；而合并单元后的数据所占用的流量空间也较高。因此，如果以100M光纤以太作为宽带网连接时，必然会导致宽带传输受限。基于此，经过模拟实践试验得知，如果采用6-7个标准合并单元，其数据丢包率并不能维持其正常使用，而这就需要合理改进传输模拟采样值，让其满足实际传输需求。

（3）GOOSE应用。

IEC61850的标准实施需要以GOOSE应用作为数字传递基础，而在IEC61850与GOOSE机制共同运用的过程中，在很大程度上会轻易完成遥信、遥控、以及包括跳闸报文保护等。所以，相对于普通变电站的大规模电缆应用，其传输性能显然要高得多，要确保GOOSE机制合理妥善运用。

3 结语

变电站数字化改造进程工作对促进电站实现良好运营功能、奠定其发展基础所具备的指导作用和现实价值很大。并且，在常规的变电站数字化改造过程中，能够为过程层、一切间隔层、以及站控层提供强大电站应用系统。因此，在今后的变电站数字化改造升级阶段，应极力加强对其改造技术的研究与探索，并按照相关要求作为技术维护工作，确保变电站高效营运。

参考文献

［1］周长久. 国内领先的数字化变电站技术研究［J］.云南电业，2009，(11).

［2］丁杰，黄晓峰，徐石明，倪益民，黄国方. 数字化变电站技术特征及架构研究［J］江苏电机工程，2007，(S1).

第2篇：数字化技术改造范文

关键词：电厂热控；自动化改造技术；研究

随着社会科技的进步，电厂热工控制在自动化改造技术方面取得了很大的进展，国家电力事业机组容量扩大，火电厂在热工控制方面自动化改造技术方面大幅提升，对热工监控的范围也增加不少，下面是热工控制自动化技术的现状分析。

一、电厂热控自动化技术的现状

电厂热工控制自动化技术需要结合智能仪器、热能工程、计算机及相关的控制利用理论，来分析控制热力学参数。它通过检测、控制管理使生产过程中可以实现安全、提高产量和质量、降低能源消耗、增加效率的目的。通过对锅炉、相关机器设备的自动化，达到机组自动适应随时变化的效果，确保了安全经济的生产环境。大多数的热工控制自动化系统由三部分组成，分别是测量系统，执行系统和控制系统。在原理结构上测量系统和执行系统区别，都是引入了智能化和微处理器等设备。它可以通过计算机进行远程的操作控制，在现场总线方面它的核心是计算机控制系统。火电厂的不同之处在于涉及的设备很多，热力系统也很庞大，还要生产过程也很复杂，在恶劣的生产环境下，绝大多数的设备需要经受高温、高压、易燃等不利因素的考验。热力控制自动化系统还囊括了顺序控制，自动检测和自动报警等一系列内容。SIS技术在慢慢走向成熟，DCS的迅速发展应用掀起了火电厂建设信息化的新浪潮，火电厂纷纷转向数字化的类型。发展速度是在提高，但还要问题需要处理，比如锅炉电的整体控制程度还很低，热力测量和仪表工艺也需要进一步提高，安全监视及相关保护设备的覆盖面很过于狭窄，功能也不是很全，机组自动化调节的投入率不高，程序系统开环利用少，投入使用也少。单元机组实现了集中控制和电气控制，但热工控制自动化没有很好的结合电气控制自动化。今后可以采用一台单元机组只安排一位值班工作人员，使电气控制和汽轮和锅炉达到一个整体的效果，做到这一点，我国的火电厂热工控制自动化水平就会在国际上具有很高的竞争力度。随着热工自动化控制新技术的不断采用，有关新原料、新原理和新工艺的传感器和变送器被大力开发利用。使控制系统和控制装置发展速度日新月异，在生产实践过程中也广泛的采用新的控制理论和策略。

二、电厂热控自动化技术改造的内容

1.单位机组智能监控

DCS的普及使单位机组的监控更好实现，在电力行业单位机组的智能监控程度还很低，虽然在国内许多化工、冶金行业中智能化的监视和控制软件被广泛的采用也取得了一定的企业效益，但我国电力发展时间短暂，几年发展才有所提高，随着电力技术的不不断应用，火电厂单元机组智能监控也会不断的成熟。火电厂采用信息智能化的软件和相关的仪表。比如可以对现场智能传感器设置远程控制和组态的仪表智能管理软件，也可以远程的修正安装位置和零位漂移。对精度进行自动的标注，计算出各个产生的误差，把生成的曲线报告标定好，自动跟踪记录仪器仪表的状态变化，例如掉电、取压管路是否堵塞、零位是否漂移。阀门智能控制软件可以智能的对阀门进行在线组装、调试和标定，判断阀门是否卡住，阀芯是否磨损等。做完阀门性能的全面评估后对实现维护提供策略。掌管重要转动设备状态的智能控制软件对重要转动设备状态进行分析，重要转动设备包括送风机、给水机、引风机，它的采用要建立在可靠状态的监控技术上，通过振动和机电诊断，对是否存在不平衡、负荷过重、轴承磨损等现象进行综合快速分析，识别出发生故障的原因，在故障还没有达到恶劣的影响程度下发出警报，对停止检修提供帮助和指引。智能化报警软件可以对报警的信号进行分析、统计和预测，对机组未来可能的发展趋势和发展状态进行分析判断，用指导工作人员的方法操作。还要故障预测软件、故障诊断软件、状态维修软件，它们都具有专业性，对正在运行的机组进行安全的全面分析判断，最大限度发挥机组的潜力。单元控制智能化会转变机组检修的方式，改变以往被动式、定期式的方式，转向主动式、预测式的维修方式，检修计划也会根据实际机组的运行状况进行合理的、科学的安排。

2.优化过程控制

火电厂热工控制自动化改造技术大大提高了模拟量控制系统调节的范围和质量指标。目前虽然一些自适应、模糊控制、状态预测控制和人工神经网络系统等技术在不少电厂中被采用，但它们真正达到很好运行效果的并没有多少。电力行业竞争不断的激烈化，电厂需要采用安全的，可以为企业带来经济效益的，通用性强的，可以方便安装调试的控制优化专用软件。它们对于燃烧以及蒸汽温度的优化起到很大的作用。现在机组采用的AGC都是单机的模式，通过调度把负荷直接的转发给AGC机组。但是电网的负荷变动很快，投入的AGC机组不断处于相应变化的变负荷状态，使锅炉的蒸汽压力和锅炉的内部温度波动范围过大，辅机、挡板和阀门等机器设备频繁产生动作，这种情况对于机组和相关的机器设备都带来了不利的影响。伴随这生产成本的不断增加，电厂要从不同的各个角度去分析如何才能降低电厂的生产成本，延长机组和设备的使用寿命。所以需要安装负荷全场的分配系统，就是所通过电网对电厂一个关于全部电厂的负荷命令，有全部电厂的全厂进行系统负荷分配，在机组煤耗成本的前提下，在机组变化允许的范围内安排选择机组的负荷任务，达到电厂煤耗成本降低的，电厂发电成本降低的良好效果。AGC单机式的方式将对全厂负荷方式进行转变分配，SIS系统也将结合实际的身材进行再一次的开发利用，自身应用技术慢慢走向成熟，做到火电厂可以安全的、高效的、环保的生产工作。

3.实现管控一体化

管控一体化指，DCS和MIS管理信息系统相互结合，彼此渗透，结合成为一个层次面广的、网络化的、集管理控制、调度决策于一体的综合自动化控制系统。工程建设全面安装厂级的管理信息系统，这个系统基于单元机组DCS。厂级管理信息系统通过对单元机组监控网络提出信息，然后加工成厂级管理监控信息，在远程计算机系统的帮助下对电网调度系统发送相应的信息，接受调度的指令。这样一来，实现了整个电网管理控制的一体化。

4.大屏幕的显示器被采用

DCS的人机接口是CRT，它由值班工作人员进行监视，但时间一长，工作人员会感到视觉疲劳，这样就降低了监视的注意力。如果采用大屏幕的显示器，则值班工作人员的眼睛会感到舒适些，提高了监视的注意力。现在许多公司生产开发了这种被火电厂采用的大屏幕显示器。比如日立和西门子公司。如果采用大屏幕的显示器，那么系统智能化的程度会大幅提高，连锁保护设计也会更加完善。工作值班人员相应的管理要求也要提高，采用大屏幕的显示器，为实现少数人监视提供了可靠的技术保障，也标明了现在火电厂企业在控制屋里监控的水平。

总结：

总的来讲，电厂热工控制自动化改造是朝着智能化、高速化、高效化、一体化和操作透明化方向发展的。现代科学技术在电厂热工控制方面的应用，大大拓展了电厂热工自动化控制改造技术的发展空间。将改变以前落后的热工调节系统指标。通过热工控制自动化改造技术的广泛应用，完成对机组运行监控维护的高效处理。

参考文献：

[1]李彬.浅析电厂热控自动化改造技术趋势[J].中华工控，2010

第3篇：数字化技术改造范文

关键词：有线电视；数字化；网络改造

互联网、电信网及有线电视网在实现大统一的前提下，提升广播电视系统的性能势在必行。而有线电视的智能化、多能化、规模化已经成为主要的发展方向，这也是实现三网合一的必经之路，也是电视行业得以发展的生命线。

1有线电视数字化网络改造技术

1.1网络结构

在进行网络升级改造之前，需要考虑区域地理的实际情况及网络基础，由工程技术人员研究并优化网络升级改造方案才能制定一套相对应的方案。在具体的方案实施汇总中，确保网络结构能够满足先进水平的实际要求，并且也可以满足多功能业务的开发和利用。在本次设计中，主要的依据还是设计方案，并且直接将目标放置在网络性能方面，将技术数据作为其支撑，就可以按照地形实际情况和城市规划实际需求等统一规划信息；如果是不同的小区，小区所处地理位置及用户密集程度之间是存在区别的，所以基于不同的情况，就应该具体问题具体分析，对设计方案进行针对性调整，这样才能够设计出合理的网络结构，并且对于各项技术也可以做好重新配置。城市在持续发展和进步，以不改变整体的规划发展方案为前提，还需对局部设计方案进行适当调整，最终实现对有线电视网络的改进[1]。

1.2设计光纤传输链路

考虑到组网本身的灵活性，在多功能应用开发得以满足的前提下，就需要确保其能够达到可靠性及系统性能指标的要求，同时也可以降低维护费用。在具体的操作环节，可以选择波长为1310nm的光发射机，直接调制分布反馈激光器。具体而言，就是科学选择1310nm技术时偏向选择光发射机，它的交互下行宽度和发射机数量成正比，且组网的灵活性也将显著提升。除此之外，通过分析可靠性，综合考虑前端系统设备，有针对性地对设备实施备份处理。由于1310nm单机设备花费的成本较低，因而其实际的资金投入是相当划算的。在设计网络的时候，还应该对成本及其设备可靠性加以分析，了解它的灵活性、可扩展性，如此才能确定出最优的方案。对于光纤传输而言，传输频带宽的优越性相对明显，所以广电总局直接进行了频带的划分，其正向的传输频带为87～550MHz、反向传输频带为5～64MHz，在进行模拟信号传输的时候，其未来通信为750～1000MHz，而数据业务的传输带宽为550～750MHz。在网络设计工作中，应把它设定成750MHz。从光纤到节点进行设计时，应先划分光节点服务小区，而设计的光节点之下会直接带有用户，但它本身存在的特殊性在于带一级的放大器。所以，在小区的划分之中，按照100～300户的规模进行划分，在任何一栋高层住宅上都要设置一个光节点。如此的布局就能完全把光纤传输具备的优势体现出来，避免上行传输噪声所积累而形成的漏斗效应，满足开展双向传输业务的条件，同时也能满足开展交互式业务的条件。对于每一个光节点所设计的4芯光纤，且它也包含了上行与下行信号。另外，也有2芯用作于预留处理。相同方向的光节点，其可以直接选择光纤空间复用，这样才能够实现多纤共缆，也可以节约投资。

1.3选取光缆路由

通过使用光缆，就可以实现前端和服务辖区内每一个小区光节点接收机的链接，只是在选择光纤路由时要遵守基本的原则，即在网络里必须满足均匀分布光节点的要求，且还应该保持较短的光缆路。如果资金条件允许，可以考虑重要干线的备用路由。无论是地埋光纤，还是架空光纤，都应该考虑其安全系数，并且还需要确保施工的方便性。对于前端到光节点的实际距离进行测算，还需要考虑尽量少使用光缆野外的接头。如果光缆的目的地有所差异，还需要考虑在局部区域。路由选择应该相同，尽可能做到多纤共缆，如此也有利于节约资金。在选择光缆路由时还要对网络覆盖到的从光纤到楼栋的真实情况，适当增加光节点，最终进一步缩小服务范围。一般情况下，1310nmAM光发射机本身的传输功率偏小，只有10～14dB。在计算光功率及光路损耗的时候，还需要精打细算，在对光链路的设计环节，应该将余量控制在1dB。对于HFC的有线电视网络系统指标的分配非常关键，在开展施工之前，就应该进行合理分析与统筹，确保设计与分配的科学性。在网络里，光网络是不可或缺的组成部分，且其指标不适宜过低，否则无法把光纤传输优越性体现出来；当然，其指标也不能过高，否则会增加工程资金消耗，最终产生不必要的浪费。所以，在满足搭配基本原则的前提下，必须考虑指标关系，选择造价与设计要求相符的方案，同时也可以避免不必要的成本浪费[2]。

2有线电视网络数字化改造实例

以某小区的有线电视网络数字化改造为例，对主干光网络传输系统的具体情况进行阐述。

2.1前端设备组合

在此次电视网络数字化改造的过程中，主要是对之前的网络开展施工作业，但因新的区域里并没有住宅用户，且单位数量相对较少，所以新区域就可以考虑住宅楼群建立之后再进行改造，在新网建设的同时，对老网进行改造。在实施有线数字电视网络改造的环节，可选择频道5套自办数字电视信号传送的做法。播出自办节目的设备能为用户提供视频，且伴音信号直接给MPEG2的视频编码器，促使节目本身就可以设置出6Mnps以上的编码率。编码器可以直接将伴音信号及视频信号转变成为数字电视的TS码，然后直接将其送入复用器中，按照时序统计复用，就可以在64QAM的调制器中送入5套TS码流，之后在载波频道频点上进行TS码流的调制，再配合上蓝波段1310nm就可以实现传输的要求。在有线电视传输中，64QAM调制方式是主要的选择方式。一个载波，其频道宽度占据不会超出8MHz，在设置输出符号的时候控制在6.875MHz。如此，其最大的输出有效码率是38.01Mbps。通过对实际情况的分析，在整转完成之后，留下了6套，并且会直接传输到公共场所的大屏幕上[3]。前端传输设备的组成包含了5台编码器、640QAM调制器、光发机、光接机及模拟信号设备等，

2.2主干光网络传输系统

将模拟电视网络改造成为数字电视网络，最关键的一点就是传输网络光纤化的实现。光纤化程度越高，其数字化业务发展的前景就越加广泛，从光纤到楼栋，到每一个单元，再到每一个用户，如何来选择方式，就需要在客观情况合理分析以及正确决定各方面条件的基础上，满足当前业务的实际需求，同时也满足今后的技术升级，通过具体分析，实现从光纤到单元都能够满足要求。由于其有线数字电视光网传输是无源结构，这与EPON形式是类似的，且有源设备均安装在楼宇里，拆除之前楼外的全部有源设备，外面不能有任何有源设备，如此不但能减少维护人员的作业量，减少维护成本，同时还能够提升网络结构的安全可靠性。在交接箱内，所有的光纤都有接头，所布放的光缆距离不得超过3km。所以，接头衰减也不会影响工程质量，并且跳接也很轻松，维护起来也非常方便。光网络架构体系：前端选择1550nm光发射机以及双输出端口2×7dB/m，1550nm光发射机两路输出各个链接一个二光分路器输入端，其光分路器输出链接2台EDFA光放大器，EDFA放大器一共有4台，3台输出功率达到22dB/m，1台为17dB/m，3台22dB/m光放大器输出端有一个1×2光分路器链接，通过逐步分解，1×8光分路器输出端就会与汇聚点交接箱实现彼此之间的互联[4]。这种网络架构，无论是直接接入市广电网络节目源信号，还是其余的电信网络等一系列的信号源，其本身都非常灵活，这样就可以奠定良好的基础。在设计选择上，可以考虑到2台光二分路器输出端直接接上3台22dB的EDFA以及1台17dB的EDFA，1550nm光信号直接通过17dB的EDF传输到新区域的20dB的EDFA，两个区域之间的距离为42km。

3结语

对有线电视数字化网络进行改造，不但可以节约网络建设成本，避免盲目投资以及重复建设情况的出现，同时能够更好地服务消费者，推动有线电视数字化持续发展。

参考文献：

[1]傅玮.有线电视网络双向改造[J].西部广播电视,2014(16):191.

[2]温瑞勇.有线电视数字化网络的升级和改造[J].中国传媒科技,2013(16):129-130.

[3]刁彤.有线电视数字化优化技术及发展构想[J].企业导报,2010(9):295.

第4篇：数字化技术改造范文

关键词：变电站；自动化网络；双平面网络传输；规约转换；通讯集中管理；通讯改造 文献标识码：A

中图分类号：TM73 文章编号：1009-2374（2016）13-0036-04 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.13.018

1 变电站内传输现状

目前，变电站综自系统具备双通信机，双机采用主备冗余备用方式运行。主备机上都仅具备一个对外通信的网络接口，配置原接入网（以下简称A接入网）的IP地址，通过A接入网实现与调度主站系统的IEC104规约通讯。

与变电站自动化系统进行通信的调度主站系统一般都有多套：（1）省主站系统至少两套：省主站系统、省备调系统；（2）地调主站系统两套：市主站系统、市备调系统。

2 改造目标

实现变电站自动化系统通信机双机“双主模式”，通过调度数据网双平面同时与调度主站系统进行IEC104规约通讯。

由于各种原因，这三个变电站综自系统无法做出双主通信模式，或者通过换主板、加板卡等方式改造的成本太大，常规方法无法达到改造目标。

通过调研，综观国内自动化设备技术情况，提出了新的技术改造思路：在变电站内增加通信网关机（规约转换器），来实现综自系统通过双平面与调度主站系统进行IEC104规约通讯的目的。

3 具体实现方式

3.1 方式一

增加一台通信网关机，与综自系统通过直连方式，采用IEC104规约通讯。通信网关机接入A网和新接入网（以下简称B接入网），与调度主站进行IEC104规约通讯，其方案描述如下：（1）现场综自系统直接连入通信网关机，通信网关首先与综自A机尝试规约通讯，若与综自A机通讯失败，则尝试与综自B机规约通讯，但同

一时间只能与一台综自主机进行规约通讯；（2）综自主机将主站地址改为通信网关机地址，通过两条IEC104规约链路分别向通信网关机发送省调点表数据和地调点表数据；（3）通信网关机通过A接入网与调度主站系统进行IEC104规约通讯；（4）通信网关机同时通过B接入网与调度主站系统进行IEC104规约通讯；（5）通信网关机采集变电站综自系统的SCADA数据并转发给调度主站系统，同时接收各个调度主站系统的遥控命令并下发给变电站综自系统。

改造后网络拓扑图如图3所示。

该方式的优点：（1）综自系统只与通信网关机通讯；（2）调度主站只与通信网关机通讯。

该方式的缺点：（1）综自系统自身需要重新设置地址（与通信网关机设置同一网段的私网地址）；（2）综自系统需将通信网关机的私网地址设置为主站地址；（3）综自系统都通过一个主站地址同时送两路（省调和地调）点表信息，综自主机设置复杂；（4）通信网关机存在单点故障，而一旦发生故障，因综自系统主站地址已改变，无法直接将站内自动化系统接在网络交换机上运行。

3.2 方式二

针对方式一的缺点，本方案中配置2台通信网关机，分别与综自A机和综自B机通过私网进行IEC104规约通讯，并通过A接入网和B接入网与调度主站系统进行IEC104规约通讯。2台通信网关机采用“双主模式运行”，其方案描述如下：（1）通信网关机通过私网与综自系统进行IEC104规约通讯，通信网关机先与综自A机尝试规约通讯，若与综自A机通讯失败，则尝试与综自B机规约通讯，但同一时间只与一台综自主机进行规约通讯；（2）综自主机将两台通信网关机的私网地址设置成主站地址，建立两条IEC104规约通讯链路，其中一条用于发送省调点表信息数据，另一条用于发送地调点表信息数据；（3）通信网关机通过A接入网和B接入网与调度主站系统进行IEC104规约通讯；（4）通信网关机采集综自系统的SCADA数据并转发给调度主站系统，同时接收各个调度主站系统的遥控命令并下发给变电站综自系统。

改造后网络拓扑图如图5所示。

该方式的优点：（1）综自系统只与通信网关机通讯；（2）调度主站只与通信网关机通讯；（3）两台通信网关机互备解决了通信网关机故障引起的问题。

该方式的缺点：（1）综自系统自身需要重新设置私网地址；（2）综自系统需重新设置主站地址；（3）通过一个主站地址同时送两路点表信息，综自主机设置复杂；（4）需要购置2台通信网关机，成本较高。

3.3 方式三

增加一台通信网关机，通过A接入网交换机与综自系统采用IEC104规约通讯，通过B接入网与调度主站进行IEC104规约通讯。

其方案描述如下：（1）通信网关机通过A接入网交换机与综自系统进行IEC104规约通讯，通信网关先与综自A机尝试规约通讯，若与综自A机通讯失败，则尝试与综自B机规约通讯，但同一时间只与一个综自主机进行规约通讯；（2）综自主机通过两条IEC104规约链路分别向通信网关机发送省调点表数据和地调点表数据；（3）通信网关机通过B接入网与调度主站系统进行IEC104规约通讯；（4）通信网关机采集变电站综自系统的SCADA数据并转发给调度主站系统，同时接收各个调度主站系统的遥控命令并下发给变电站综自系统；（5）综自主机保持A接入网与调度主站系统进行IEC104规约通讯不变。

改造后网络拓扑图如图7所示。

该方式的优点：（1）调度主站通过A接入网与综自主机直接通讯，通过B接入网与通信网关机通讯；（2）由于该方式中没有改变综自主机以及调度主站原有的通信方式，所以即使通信网关故障也不影响原有的通信链路的通讯。

该方式的缺点：（1）需要在综自主机中增加设置一个主站地址；（2）通过一个主站地址同时送两路点表信息，综自主机设置复杂；（3）当A接入网交换机故障时，所有数据通讯全部中断。

3.4 方式四

针对方式三的缺点，改变通信网关机与综自系统的通信方式。通信网关机通过串口（借用现有的与地调通讯的串口）与综自系统进行IEC101规约通讯。通过这个串口，接收地调点表信息。

其方案描述如下：（1）通信网关机串口与综自系统连接，通信网关首先与综自A机尝试IEC101规约通讯，若与综自A机通讯失败，则尝试与综自B机规约通讯，但同一时间只与一台综自主机进行规约通讯；（2）综自系统通过IEC101规约链路向通信网关机发送地调点表数据；（3）通信网关机从地调点表中挑选出省调所需信息组成省调点表数据；（4）通信网关机通过B接入网与调度主站系统进行IEC104规约通讯；（5）通信网关机采集变电站综自系统的SCADA数据并转发给调度主站系统，同时接收各个调度主站系统的遥控命令并下发给变电站综自系统；（6）综自系统保持A接入网与调度主站系统进行IEC104规约通讯不变。

改造后网络拓扑图如图9所示：

该方式的优点：（1）调度主站通过A接入网与综自主机直接通讯，通过B接入网与通信网关机通讯；（2）由于该方式中，没有改变综自主机以及调度主站原有的通信方式，所以即使通信网关机故障，也不影响原有的通信链路的通讯。

该方式的缺点：省调点表数据需要通信网关机在地调点表数据中抽取，通信网关机功能要求复杂，需要通信网关机厂家开发新功能。

3.5 方式五

其方案描述如下：（1）综自系统通过原与地调通信的串口以IEC101规约向通信网关机发送地调点表数据，综自系统通过新增串口以IEC101规约向通信网关机发送省调点表数据；（2）通信网关机首先与综自A机尝试串口IEC101规约通讯，若与综自A机通讯失败，则尝试与综自B机通讯，但同一时间只与一台综自主机进行串口IEC101规约通讯；（3）通信网关机通过B接入网与调度主站系统进行IEC104规约通讯；（4）综自系统通过A接入网与调度主站系统进行IEC104规约通讯，即保持原来的通讯方式不变。

改造后网络拓扑图如图11所示。

其逻辑连接关系如图12所示。

该方式的优点：主站通过A接入网与综自系统直接通讯，通过B接入网与通信网关机通讯，两路通讯互备，真正达到“双主模式”的要求。

该方式的缺点：需在综自系统上增加一路串口传输设置，不过几乎所有综自系统通信机上都具备至少2路以上串口传输能力，因此仅需软件设置，不需要做硬件扩充。

4 结语

第5篇：数字化技术改造范文

【关键词】火电厂；热工自动化；技术改造；问题研究

一、DCS改造的现状及其功能范围

（1）DEH和DCS硬件系统一体化。DEH作为一个独立系统，由于其电子装置部分可通过DCS和专用装置来实现。如果我们用DCS实现时，可以通过如伺服模件、测速模件等专用模件，从而达到简化DEH、降低成本的目的。近年来，DEH与DCS硬件系统一体化的进程向前迈进了一大步，许多DCS制造厂商已具有了实现DEH与DCS一体化的能力，并且已经在某些改造工程中实施。DEH与DCS硬件系统的一体化，应根据供货商的工作经验和业绩确定，不可强求。条件许可时，宜选用一体化的方案。（2）炉膛安全监控系统。炉膛安全监控系统是火电机组自动保护和自动控制系统的一个重要组成部分，其主要功能是保护锅炉炉膛的安全。同时FSSS还对油气、煤燃烧器进行程序管理和控制。它可根据炉膛内火焰的检测、磨煤机组（制粉系统）、油枪程控和管理、炉膛安全保护功能以及煤燃烧器管理的配置，我们将FSSS分成简易型、完善型等多种方式。（3）炉机辅机顺序控制系统。根据机组运行客观规律的要求，炉机辅机顺序控制系统进行相关改造。采用顺序控制后，运行人员只需监视各程序步骤执行的情况，从而减少了繁琐的操作。（4）电气监控纳入DCS。我们可以通过DCS来对机组的控制、管理、监控，来改善运行人员的环境，提高机组监控的可靠性，同时为机组的事故处理能力和经济效用的监测提供数据依据，实现以操作员站为中心的监控方式。但是在电气部分就不能采用常规的仪表和控制，否则会在整套单元机组的监控上显的不太协调，也会给电厂实现机炉电一体化监控和管理带来不便。

二、汽轮机控制系统改造优化方案

（1）高压抗燃油纯电调DEH方案。本方案要求另设一套高压抗燃油的油源，将原液压调节系统中的调节部套去掉，更换调节阀操纵座，在调节阀的操纵座上放置油动机，直接拖动调节阀杆。而这种方案又分为简易型和彻底型。彻底型就是将控制高、中压主汽门的高、中压自动关闭器也改造成高压抗燃油油动机，原液调系统中的保安控制也属于改造的内容；而简易型则是保留原自动关闭器，仅改造调节阀油动机，原液调系统中的保安控制部分基本不动，在保安油与抗燃油之间增设隔离阀。（2）低压透平油纯电调DEH方案。透平油纯电调DEH的方案种类多样，具体而言，主要有：第一，保留杠杆传动机构的透平油纯电调DEH方案。DEH控制信号通过电液转换器与油动机构成电液接口，实现对机组转速和功率的闭环控制。电液转换器与油动机滑阀及油动机活塞紧密结合在一起，油动机脉冲油直接由电液转换器控制，构成了电液伺服油动机。DEH伺服单元与电液伺服油动机、线性可变差动变压器（LVDT）式油动机行程传感器组成位置伺服随动系统。第二，去掉杠杆传动机构的透平油纯电调DEH方案。将凸轮、凸轮轴、原油动机和所有液压调节部件去掉，仅保留保安部套，油动机滑阀与电液转换器组装在一起，油缸（活塞）固定在凸轮轴座上。油缸代替凸轮推动杠杆来开启调节阀门。高压调节阀为一阀一缸方式，中压调节阀可以为一拖四方式。（3）电液并存联合控制方案。电调、液调联合控制即DEH控制信号通过同步器电动机与液压系统接口和电液转换器，来达到对机组功率、转速等方面的控制。同时二次脉动油路和电液转换器共同构成电液放大器，接受DEH控制信号，进而实现对油动机的控制。通过在在原液压系统的脉动油路上，并联一个油管，连接到电液转换器，使DEH通过电液转换器控制脉动油来控制机组，而电液转换器和同步器可采用转移的方式完成联合控制。（4）电液并存，切换控制的方案。DEH控制信号对机组转速、功率的闭环控制，是通过电液转换器与液压系统接口来实现的。通过同步器对脉动油路的电液跟踪，DEH实现控制切换阀来进行无扰切换。

综上所述，DEH改造有多种方案，呈现百花齐放的局面，各种改造均有成功实例，在具体实际操作中，我们可根据自己实际情况选择适合的优化方案。

三、汽轮机控制系统改造目的探析

（1）经济性。对于那些改造程度比较完善的机组，实现了阀门管理功能，为机组优化运行和寿命消耗管理创造了有利条件。阀门管理提高了带变动负荷的机组的工作效率。（2）安全性。由于部分原机械液调系统存在较为严重缺陷，我们通过对控制系统的深入、全面改造，消除原系统的负荷突变、控制不稳定、卡涩等问题，确保机组安全运行。（3）灵活性。通过改造实现了机组协调运行的功能，提高了机组自动化水平，在很大程度上减轻了运行人员的劳动量。

参考文献

第6篇：数字化技术改造范文

键词：电厂；热工自动化；改造；技术

中图分类号：C35文献标识码： A

1、电厂热工自动化常见事故

1.1、装置检修问题日益复杂在定期对装置进行检修的作业中，有些不按照规定程序走，导致遗漏了别的方面。有些在检修之前没有做好充分的安全准备工作，导致环节被忽略。有些安装新的装置之后，因为其技术水平的高低导致工作人员不能严谨对待工作，得过且多的事情经常发生。

1.2、小问题不断

因为电厂的机组数量相当大，所以每台设备在设置的时候会出现多多少少的小问题。少数装置不能一次性正常运转，经过来回修正之后虽能正常运转，但是施工图却未及时改正，还是造成了一定程度上的麻烦。实际情况和施工图之间有着很大的出入。

1.3、人员问题

在对装置进行工作状态下管理的时候，工作人员不按正规章程进行管理，造成了许多潜在的危险没有被及时发现，处理不当导致一系列的问题发生。

2、电厂热工自动化改造技术探讨

2.1、明确具体改造目标

提高电厂热工自动化的安全生产效率是整个电厂热工行业的实际目标，但是要做到这点，就还要在实际的工作中结合电厂的实际情况，制定适于电厂热工自动化改造工作顺利进行的实际目标。在此目标中还要包含对于电厂热工能源利用率的提高以及相关人员工作量的减少，有效提高电厂热工自动化的水平。所以，在对电厂热工自动化进行改造时要从实际出发，全面考虑制定周密的热工自动化改造目标。电厂热工自动化技术的改造要包含热电厂发展的各个方面，实现电厂热工自动化的智能化，促进电厂的持久稳定发展，提高社会的经济效益。

2.2、制定合理有效地改造方案

长期合理的电厂热工自动化技术方案的制定要尽量避免出现重复改造情况。为此在制定电厂热工自动化改造时要从长远的角度考虑，把自动化改造的每一步工作都做到位，对于相关设备的选用以和控制功能的改造要尽可能的减少电厂热工自动化技改投资的成木。同时，面对现在电厂热工自动化水平的局限可以制定分期改造方案，对于相关设计方案要有较强的拓展以及开放性，做到逐步促进电厂热工自动化水平的有效提高。

2.3、选择适用的设备

电厂热工自动化的设备的选用是非常关键的，电厂热工自动化设备的质量将直接影响电厂热工自动化改造的成果。所以，在电自动化设备的选用上要严格，由于电厂热工自动化设备的类型较多且都具有较强的专业性，在选用设备时必须要有专业人士进行对各类需要自动化设备进行选择。同时，还可以通过具体招标方式选择一些质量较好的设备，以保证电厂热工自动化改造工作的顺利进行。

2.4、统一管理

电厂热工自动化技术的改造涉及到热电厂各厂房的技术改造，这是一项系统、繁琐的工程。这就要求我们必须在电厂领导的统一管理下进行有序的技术改造工作。还要求有较强的自动化专业技能，为此需要成立一支专业技能强，经验丰富以及责任心较强的自动化技术队伍，对电厂热工自动化改造工作进行设计、安装和调试。

2.5、借助于FDCS实现电气热工控制一体化

在电厂热工自动化改造工作中，对于自动化现场控制系统，其总线是一个完整的自动化控制系统，但是现今还没有将其在整个电厂进行有效应用。与此同时在电厂在线运行机组中，DSC作为是主流控制系统，但是不管是检测还是执行仪器信号，所使用的还是模拟量信号，这已经不能够对工程是的现场仪器诊断和维护工作需求进行满足。所以在米来的一段时间内，对于相关现场的总线必须要和DCS以及PLC技术结合发展，使其通过现场总线对自身功能实施完善。电厂热工自动化系统基础是测量元件、传感器以及执行机构，因此在系统改造中，应该首先对不能够适应工作需求的测量元件和执行机构实施改造，选用那些性能好、质量高的变送器、开关仪表、传感器以及执行器，不然即使选用性能非常好的DCS也不能够对其作用进行充分发挥。另外还要对执行机构相连的阀门进行改造，其也对其自动化系统改造效果具有直接影响。

2.6、加大节能环保技术应用

资源节约、环保生产已经成为现今社会发展中的一个重点问题。同样作为电厂想要长期生存，就必须要在这一形势下，实施电厂的节能环保发展，其中高压变频技术的应用，能够对这一需求进行很好满足。

3、电厂热工自动化技术的发展方向

3.1、过程控制仪表

目前，电厂热工自动化技术已经被广泛推广并应用于电力市场中，过去常规的过程控制仪表已经逐渐被自动化技术的过程控制仪表所替代。而这种自动化技术的过程控制仪表将会应用于各种的职能执行器和智能变送器。由于我国对于电厂环境保护有着严格的要求，对电厂排放物监测分析的仪表也逐渐增多，而这些仪器的检修工作和操作过程相对比较困难，成本又高，内部结构复杂，并且，这种分析仪器在市场中的介绍与资料极少，操作人员充分掌握这种仪器的专业知识，从而导致这些分析仪器并不能在实际生产中发挥自身的作用，不仅造成了资源的浪费，对周围的自然环境也会产生影响。然而，国外电厂却非常注重分析仪表的检修和应用，是国外电厂中重要的环节之一，这也是我国电厂与国外电厂存在的差异。

3.2、运行支援系统

随着单元机组的容量逐渐变大，所需的监测和操作项目也越来越多。这样就给工作人员带来了很大的工作压力。因此，为了更有效的解决这一问题，越来越多的控制系统被应用电厂工作中，这些系统不仅降低了工作人员的工作难度，还减轻了大量复杂操作的压力，从而大大提高了工作的效率和质量。其次，这些系统大多数是采取自动化的装置，工作人员在系统运行前，要对这些装置进行认真仔细的检查，确保装置的准确性。此外，机组自身的安全问题也是要特别注意的问题，及时发现机组出现的故障，做出正确的判断，并采取快速有效的解决措施，从而确保机组可以顺利运行。

3.3、自律分布式的系统

在整个电厂热工自动化系统中，任意一个自动化系统发现故障，自律控制系统也能够在第一时间将自身的工作状态自动地进行控制、协调，保证电厂发电的继续进行。与自律性的DCS相比，现在使用的DCS还有很大的提升空间。现有的DCS分为水平分布型系统和层次分布型系统。在水平分布型系统中，子系统的正常工作不会受到其他子系统的影响，各个子系统之间都保持了一定的独立性，也就是说当某些子系统发生故障，其余的子系统也会继续工作，但是水平分布型系统有一个致命的缺点，就是缺乏控制性，虽然它具有协调性。

总言之，在现阶段，各热电厂必须根据自身的特点并结合实际的社会情况，在电厂相关领导的统一管理下制定合理的长期改造方案，组织专业人士选用最佳的自动化设备，按照方案进行合理有序的改造，尽快提高热电厂自动化控制水平，以此提高热电厂全机组的运行效率降低运行能耗促进热电厂的持续发展。

参考文献

[1]张弛. 基于热电厂热工自动化系统改造技术分析[J]. 河南科技,2014,06:120.

[2]张 全. 电厂热工自动化技术的优化改造[J]. 电子制作,2014,11:97.

[3]黄福涛. 如何提高电厂热工自动化水平[J]. 黑龙江科技信息,2014,21:62.

[4]李志会. 智能控制在电厂热工自动化中的应用分析[J]. 科技视界,2014,18:244.

第7篇：数字化技术改造范文

摘要：文章分析了变电所自动化改造的几个关键技术。

关键词：变电所自动化改造

1变电所改造的主要内容

常规变电所改造为无人值班变电所运行，首先要对一、二次设备进行改造，使之适应无人值班运行要求。

1.1一次设备主要改造及技术要求

1.1.1断路器的改造：主要要求是能实现遥控操作功能，并提供可靠的断路器位置信号。对使用年久且性能不能满足电网运行要求的6～35kV油断路器动作要求，应以性能好、可靠性高、维护量小的无油设备(如真空断路器或SF6断路器)来代替。断路器辅助触点改造为双辅助触点接线以防信号误发。

1.1.2高压开关柜的改造：完善机械防止误操作措施；完善柜间距离，要求隔离物起绝缘支撑作用，要具有良好的阻燃性能；加强母线导体间、相对地间绝缘水平；改造高压开关柜中的电流互感器，使之达到高压开关柜使用工况绝缘水平、峰值和短时耐受电流、短时持续时间的要求。

1.1.3过电压保护设备的改造：如对变电所6～35kV中性点加装自动跟踪、自动调谐的消弧线圈；为减少变电所的运行维护工作量，降低残压，防止避雷器的爆炸，变电所6～35kV避雷器宜更换为无间隙金属氧化物避雷器(MOA)。

1.1.4主变压器有关辅助元件的改造：改造中性点隔离开关及其操作机构，能实现遥控操作；对有载调压分接开关实现当地和远方遥调操作；实现主变温度远方测量等。

1.2二次设备改造内容及要求控制回路的改造要能适应无人值班需要，主要有以下要求：①断路器控制回路改造后，要简单、可靠、无迂回接线。②断路器控制回路断线、失去控制电源时应实现远方报警，并保留控制回路故障信号。③保护回路单独设有熔断器的变电所，保护回路直流消失后，能远方报警。④重合闸装置要实现自动投退，在遥控和当地操作合闸后，重合闸电源应自动投入，重合闸放电回路自动断开。在遥控和当地操作跳闸后，自动退出重合闸电源，同时重合闸装置自动放电。根据需要实现重合闸后加速和一次重合闸。⑤低频减负荷装置或其它系统稳定措施装置动作跳闸时，应自动闭锁重合闸。⑥取消断路器位置信号灯的不对应闪光功能，信号灯具改为发光二极管等节能型灯具。⑦加装遥控与就地跳、合闸闭锁回路。⑧中央信号装置有关回路作相应改造。

2改造方案的选择

对常规变电所进行无人值班改造，总的指导思想是“安全、可靠、实用、经济”。二次设备改造任务重，改造难度大，需要对一些关键技术进行探讨，寻找恰当的解决方法。下面介绍几种典型的二次设备改造方案。

2.1断路器的控制与继电保护合一的改造方案

改造时保留有全部保护设备，取消控制屏(集中控制台，集中控制柜)，将断路器控制回路、控制设备安装到保护屏适当备用位置。这种方案将会取消控制屏上的全部光字牌信号、测量仪表和音响信号。为满足当地操作及改造过渡期内变电所运行操作人员对设备状态的监视要求，增设一套RTU当地工作站及显示设备。在显示器上显示有关一次接线图，测量信息，事故及预告信息。采用这种改造方案，可以简化二次回路接线，减少大量控制电缆，减少回路中的触点，提高二次设备的运行可靠性。这种改造方案适合于由弱电控制，集控台、集控柜等多台设备组合的控制回路改造。

变电所改造一般采用常规的RTU装置。变电所无RTU装置的可采用性能较好的分布式分散安装的RTU遥测交流采样，各RTU之间通信连接。变电所已有RTU装置的，在原装置中扩大功能，增加RTU容量以满足无人值班改造信息量的要求。

2.2只改造二次回路接线方案这种改造方案保护设备、控制设备全部利用。在改造中根据无人值班变电所的技术要求，改造二次回路中的部分接线，如断路器控制接线改接，重合闸接线改接，以及信号改接等；增加和更换部分继电器，使其具备无人值班变电所的技术要求。这种方案，改造量最少，二次回路变动量小，是采用电磁式继电器保护变电所的最方便、最经济的改造方案。变电所的RTU装置采用常规远动设备。

2.3二次保护设备全部更新的改造方案对于运行年限较长的变电所，在方案设计时可根据无人值班改造的技术要求，全部更新变电所二次及保护设备，采用目前国内较先进的综合自动化装置。这种改造方案投资较大，一般只适用于变电所相对陈旧，原有的二次回路已达不到安全要求的情况。

3如何进行远方监控

3.1继电器的更新根据传统变电所无人值班改造的实际情况，也为确保“四遥”功能的实现，改造中要将保护及自动装置中的电流、电压、时间、信号、重合闸等电磁型继电器全部更新为静态继电器。由集成电路构成的静态继电器与原电磁型继电器相比具有整定直观、功耗低、动作迅速、精度高等优点，而且电流、电压继电器增加了直流辅助电源，可以通过电源监视灯对继电器的正常运行进行监视，从而大大提高了保护的可靠性与速动性。特别是信号继电器既有电保持，又有磁保持，信号记忆可靠，还增加了多组动合触点和电动复归圈。保证了“遥信”功能及信号继电器遥控复归的实现。

3.2远控和就地操作转换变电所实现无人值班，要方便设备检修和事故现场的紧急处理，就必须要实现远控及就地控制两种方式操作，因此要拆除原有的KK控制开关，在回路中增加具备“远控”和“就地”转换功能的QK切换开关，在正常情况下，无人值班变电所所有运行或备用状态的断路器，必须置于“远控”位置，由监控中心值班员进行远控。

4线路的监视

大家知道，红绿信号等除反映断路器的实际位置以外，还担负着监视跳合闸回路是否正常的任务，虽然变电所内可以通过红绿灯来实现跳合闸回路的监视，但却无法从远方进行监视，为此在控制回路中加装了跳闸位置继电器TWJ和合闸位置继电器HWJ，只要HWJ及TWJ的两副常闭触点同时闭合，就说明跳闸回路有问题，需要到现场检修。

5遥信的实现

常规变电所要进行无人值班改造，则原理通过中央信号及光子牌反应的各类预告信号就必须要具备遥信功能。同时，继电器动作以后，必须能够在监控中心进行遥控复归。因此，信号继电器的遥信问题以及信号继电器的复归问题也就成为突出的关键问题，在改造中应当加以重视。

5.1遥信的实现变电所原中央信号解除以后，为正确反映所内所有异常及事故信号，就必须将上述信号通过继电器触点提供给远动遥信装置以实现遥信功能。按照无人值班的要求在反映具体保护动作事件的同时，变电所任何一套保护装置动作及异常都要启动变电所的遥信事故总信号，以提醒监控人员及时处理。针对这一要求，将信号继电器全部更换为带有电动复归线圈及多组动合触点的静态集成继电器。每只信号继电器单独提供一对空触点以反映具体保护动作事件，另外每只继电器都提供一对空触点并将这些空触点并联在一起以反映事故总信号。断路器的实际运行位置采用开关的辅助触点来反映。

5.2信号继电器的复归信号继电器更换为静态继电器以后，其内部带有电动复归线圈。这样既可以通过信号继电器上的复归按钮就地复归，又可以通过将所有信号继电器的电压复归线圈并联后与监控屏遥控执行屏上信号复归继电器的常开触点串联起来，实现全站信号的遥控总复归。使得无人值班变电所的信号复归问题得以解决。

第8篇：数字化技术改造范文

关键词 图学教育 改革 现代制造技术

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.10.064

Practice and Research of Teaching Reform on Mechanical

Drawing of Digital Manufacturing Technology

SUN Baofu， ZHONG Zhixian

（College of Mechanical and Control Engineering， Guilin University of Technology， Guilin， Guangxi 541004）

Abstract Graph is engineering language. With the rapid development of modern manufacturing technology， graphics education in teaching content， teaching method and teaching means also faces the reform， to adapt to the development needs. In this paper， the present situation， reform ideas and reform measures are studied， and the detailed reform steps are formulated.

Key words graphics education; reform; modern manufacturing technology

0 引言

随着现代工业的飞速发展，产品更新速度的加快，新型的制造技术在我国的应用越来越广泛，其中，数字化的制造技术已成为其典型代表。所谓数字化制造技术是指：在数字化技术和制造技术融合的背景下，并在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下，根据用户的需求，迅速收集资源信息，对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组，实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造，进而快速生产出达到用户要求性能的产品整个制造全过程。发达国家以及我国大部分大中型企业已经实现了数字化的制造技术，它包括了计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助工程分析（CAE）、计算机辅助工艺规划（CAPP）、产品数据管理（PDM）等内容。①而其中，产品的数字模型作为贯穿所有制造过程的一条主线，其表现形式、包含内容、建立方法、信息含量等尤为重要。在传统制造中，二维的工程图样承担了制造过程中的所有信息。然而，随着计算机技术和信息技术的飞速发展，以及如UG、PROE、Solidworks等新型综合软件层出不穷，传统的信息载体已越来越不适应现代制造技术的发展水平，改革势在必行。

1 改革思路

在传统的机械制图教学体系中，产品装配图和零件图的阅读与绘制是制图教学的最终落脚点。产品的装配工艺离不开装配图中的装配与配合尺寸、明细栏、装配要求等相关内容，而零件的制造的工艺信息则存在于零件图中的尺寸标注、技术要求之中。然而，无论是哪一种图样，对零件的形状、结构以及组成的表达都是读图与绘图的基础，所以，对工程图样表达方法的学习仍然是制图教学的重中之重。而对图样表达方法的掌握是以画法几何内容的学习为基础的，它是利用投影的基本知识，实现了三维实体与二维图样的相互转换。然而，由于画法几何部分内容的抽象性，造成了学生学习制图的枯燥与乏味，严重影响了学习的效果。

为适应现代制造技术的发展，机械制图的教学则需从以下几个方面进行相应的改革：（1）机械制图建模方式的转化。基于数字化制造技术之上的工程信息的载体已经从传统的二维模型向三维模型转化，依照三维建模设计的思想，根据实体的构成原理与构成方法，进行三维实体建模。这一建模理念忽略了点、线、面在制图中的基础作用，减少了教学内容，同时也培养了学生现代设计思想和设计方法。所以，从工程图学的教学内容来看，三维建模应贯穿教学全过程;（2）机械制图与计算机技术的融合。计算机技术在现代制造技术的地位和作用是无以替代的，作为基础课程的机械制图，自然也是无法割舍的。许多年来，众多的专家学者在二者的结合内容、形式、方法、途径等方面进行研究与实践，但大部分都归结于二者内容比例问题、时间前后问题。因为是传统的二维工程图样的教学，所以所用的教学软件基本都是AutoCAD，从而不能适应三维建模的需求。现代制造技术下的机械制图，其三维建模软件得到了根本性的改变，往往是运用一些大型的、集成的软件，例如UG、Pro/e、Solidworks等。选择什么样的软、硬件，如何实现与理论教学进行合理有效融合将是我们面临的另一选择;（3）机械制图与相关专业知识的整合。利用集成软件进行建模的过程实际上就是一个对零件设计、分析、检验的工程，所以这门课程的名称也应该称之计算机辅助设计与绘图（CADD），它不仅需要计算机技术的支持，同时也要求建模者具备充分的专业知识和专业技能。②怎样实现这一教学内容的整合，又如何恰当把握教学时机的安排是教学改革的重要课题。

上述的三项内容是相互关联、彼此依存的，而建模方式的转变是一条主线贯穿其中，对此，大连理工大学、清华大学以及北京航空航天大学均有研究，然而对与专业课程的整合虽有专家提出，却没有实际的研究成果，更没有符合这一教改思想的教材或教学内容大纲，这在全国尚属首创。

2 改革实践

在获得广西教育厅教改工程项目立项支持之后，我们在实际的教学中专门拿出了一个实验班，自己编制教材，进行了相关的课程改革试验。在教学过程中，取消了点、线、面的投影，截交线、相贯线的投影等原来较为繁琐且较抽象的内容，但保留了投影的基本知识，使得学生清楚二维工程图样的由来。三维建模则采用Solidworks软件，从棱柱、棱锥、圆柱、圆锥等基本形体的建模开始，完成基本形体的切割、基本形体的叠加等组合体的建模过程，然后将三维实体模型进行二维转换，直接形成二维工程图，从而加深对工程图的理解。

在完全掌握复杂形体的三维建模之后，对工程图样的表达方法、标准件常用件的表达方式、零件图、装配图等章节的学习依然不能缺少。他们是机械制图学习的落脚点，也应该是学习的重点。这便又从三维回到了二维，所以，投影知识的学习是必不可少的。

在完全掌握复杂形体的三维建模之后，通过对相关课程内容的整合，它不仅是机械制图这一门课程的任务，还关联到相关的专业及专业基础课程，涉及的面广，改革的难度较大。通过与计算机技术的融合，从而实现建模方式的转变，是我们研究的重点。符合这一教改思想的教材的编写、教学方式方法的转变、教学内容与范围的确定是这一课题研究的关键问题。它需要集中一定的人力、物力，对相关院校及企业进行走访与调研，并且还要申请相关软件公司的支持与协助才能够得以顺利实施这一课题的研究。

3 实施方案（图1）

4 结语

机械制图是机械、机电专业或近机类专业必修的一门专业基础课程，但因其对学生的空间思维能力以及空间想象能力要求较高，所以，学生的学习的困难程度较大。改革之后课程从其建模方式将以三维建模为主，从而降低了课程的抽象性，同时也提高了学生对相关软件的熟悉程度及学习热情。

教改项目：广西高等教育教学改革工程项目，桂教高教【2013】28

注释

第9篇：数字化技术改造范文

关键词：中小型水厂 技术改造 自动化控制 体会

一、振华水厂简介

振华水厂于1994年底投产，规模：6万立方米／日，属中型水厂，担负着开平市城区大部的自来水供应，其供水水质及安全性对整个城区都有着重要的影响。

工艺流程：

该厂生产控制方式为现场手动控制方式，投药、加氯的准确度、连续性，滤池反冲洗、二级泵站供水的安全可靠性都受到相当大的制约。为适应《城市供水行业2000年技术进步发展规划》要求及人们对水质和供水安全性要求的提高，1999年5月我水司与有关高校科研人员及自控专业公司合作对该水厂进行了自动化改造。经改造后的生产实践证明，效果相当不错，说明中型水厂自动化改造是必要和可行的，具有一定的推广价值。

二、自控系统改造设计思路

2.1 系统组成

本自动控制系统主要由中央控制室两台计算机（Pentium Ⅱ/450，内存96M）、模拟屏及现场两套PLC（SIMATIC S7－300，CPU314）组成，控制规模DI160点、DO96点、AI24点和AO12点。采用DCS（Distribute Control System）系统，为中央控制室集中监控、PLC分散控制和现场操作台手动控制的三级控制。PLC软硬件主要由西门子公司提供，使用 Windows NT 4.0操作系统构成C／S结构，分别以STEP7和WinCCV4.0为编程与监控软件。整个系统采用MPI多点接口网络，PLC框架采用内部总线，PLC与计算机之间采用RS－485通讯接口，两套PLC站通过专用双绞线联接，如图1所示。

其中，二级泵站PLC监控泵站电机、水泵、真空泵及阀门工作状态，监测调速泵频率、运行时间、电流、电压、电源有功功率、耗电量、机泵阀开关量状态及出厂水水质指标；而中控室PLC同时监控加矾、加氯、过滤、反冲洗和反冲洗水池补水系统的设备运行工况，监测混合SCD值、滤后水余氯及原水水质指标。

2.2系统功能

监视功能

模拟屏以直观的表达方式，通过色彩和动态显示数据，形象表示出制水生产全过程。监控计算机可以对生产进行全面监控，并对投药、加氯、滤池及送水泵站各系统以立体图和平面图表现相应的工艺流程、设备运行工况以及仪表参数。此外还具有历史数据分析和报表系统功能，自动生成7种不同类型生产报表，并可随时进行修正和打印。

自动控制

自动控制分为人工和自动方式，前者是把输出模拟量固化，后者则通过预设参数实现优化控制，控制单元对设备检测部份传来的信号进行运算，将结果送至设备执行部分。

故障诊断

PLC外部控制电路和Ⅰ／O接线系统的故障检测诊断，由用户程序找出最佳矛盾逻辑状态组，及时发现故障点，开启报警并记录。通过启动“报警置位”功能复位，消除故障。

2.3 改造后净水工艺控制方式

（1）加矾系统

改造前采用重力与泵压联合投加：矾液从高位矾池流入矾泵，经提升至高度与矾池项约相平的缓冲罐，然后应用重力投加。受原水管道压力变化影响，在水质水量发生变化时，凭经验人为调节造成滞后和不准确。

改造后，加矾系统采用隔膜可控容积计量泵、变频调速电机和美国 Mition RoySC5200－E4WJOOO游动电流检测仪（简称SCD仪），见图2。其中，以原水流量为前馈量控制电机频率，流量越大，频率越大，转速也就越高，确保原水流量发生阶跃变化时控制系统响应速度和稳定性；以SCD仪检测混合SCD值为反馈量控制计量泵冲程。水厂集中采用中控室PLC内部PID控制器，实现PID控制算法。

加矾系统在原水流量计和SCD仪的自动监测下，实现频率和冲程双点调节，最大限度扩展控制范围，适应了原水水量和水质大幅度变化，并可克服原水管道压力变化影响，保证了混凝效果。

（2）加氯系统

改造前只有滤后加氯，投加量偏差多少依据一小时后检测耗氯量、余氯值来估计，再手动改变加氯机开度，调节氯气流量，调节粗糙，反馈过慢，致使加氯不够可靠。

改造后，滤后加氯采用复合环控制，并增加反应前加氯系统。

反应前加氯按原水流量比例投加，属开环控制。滤后加氯以原水流量为前馈量，以滤后水余氯为反馈量进行投加，属闭环控制。

应当说明的是滤后加氯流量信号仍取之于原水流量，是因为原水流量与滤后水流量不等情况很少，且有余氯仪检测反馈。这种前后反馈复合环控制加氯技术保证后加氯系统稳定性和可靠性，也适应水量和水质变化。

（3）滤池系统

原系统过滤时靠肉眼判断滤池水位高度，手动调节进水阀和滤水阀门，造成水位忽升忽降且各滤池水位高度不一，滤速不均。

改造后，保持进水阀全开，以超声波水位仪和角度转换器分别监测滤池水位和滤水阔开度，执行PID指令后，送出开度控制信号，实现恒水位过滤。如图3所示。

过滤到一定周期进行自动反冲洗。为简单起见，反冲洗省去按阻塞值条件控制，当过滤能力下降并形成一定水头差，值班人易发现水位突破恒定水位并不断上升，由此进行强制反冲洗。另外，反冲洗水池自动补水，以液位计反馈液位高度信号控制水泵启停，同时保留原靠浮球到达限位作为水泵停止信号的控制，两者并用确保反冲洗水池满水后水泵自动停止，以免事故发生。

（4）二级泵站系统

改造前，四台型号一致大泵和一台小泵都是定这泵。手动控制出水阀门开度来调节供水压力，浪费能量且不适应管网压力变化。改造后，利用压力变送器的压力反馈，一号大泵进行变频调速，达到恒压力供水目标，如图4所示。

变频器最佳输出频率范围为40Hz至49Hz，当达到设定极限50Hz时，变频器会自动跳闸，并发出警报。在实践中，以一号变频调速泵与其它定速泵的不同并联组合，使变频调速在最佳变频范围进行工作。

三、运行效果及体会

3.1 运行效果

（1）加矾和加氯两套系统均实现了优化控制，确保了水质的提高。出厂水浊度一般在1.0NTU以下，余氯值在0.4～0.7mg/L之间，达到Ⅰ类水司水质标准，其它指标均符合或优于国标。另外，自控监测仪表一般都有灵敏度高、准确性好和易于维护的优点。

（2）自动化控制，大大降低了工人的劳动强度，提高工作效率。同时，也提高了净水生产的稳定性、连续性与供水的安全性，符合供水行业现代化生产技术的发展要求。

（3）降低了能耗、药耗。

利用调速泵与定速泵不同并联组合来适应不同供水需求，在满足管网压力逐时变化前提下提高效率，节约了电能。我们对调速大泵和一台定速大泵并联运行与两台定速大泵并联运行作出比较，节能约为10％左右。不仅节约电能，而且经统计节约矾药约10％。

如表1所示。

3.1 体会

中小型水厂规模小，自动化改造的投资成本相对较高，因而需要在保持技术先进的前提下寻求自控系统的可行性简化。如用集成在CPU内的MPI进行简单联网，以STEP7用户接口简单组态等。

对中小型水厂自动化技术改造在我国尚属尝试阶段，应用不多，本项目注重设计与实际情况的紧密结合。例如，本厂的原水进水采用计量堰计量时一般会出现水面波动较大的现象，我们通过设置挡板以消除计量堰水面紊动，确保水位和流量信号检测准确；反冲洗水池抽水泵真空判断原以在真空表内设定固定真空值为准，为适应清水池水位大幅度变化要求，特改用在真空管路内水位提升浮球取得真空形成信号等。另外，进口自动监测仪表需稳定安全的工作环境才能正常发挥作用。对此我们在相关仪表前加设缓冲排气筒，出厂水经气水分离后依靠重力流向仪表，相对稳定、平缓，使仪表正常工作。

水厂生产实现自动化控制，改变了传统的生产运行方式，促进了净水处理技术水平的提高，经过一年多的实际运行证明，改造是成功的，达到了我们预期目的，提高了投药加氯的准确、连续性，提高了供水安全性，降低了药耗。当然，改造工程本身存在某些局限性，我们将精益求精，在生产实践中个断完善，使经济效益和社会效益双丰收。

参考文献

[1]　SIMATIC S7-300可编程序控制器，西门子（中国）有限公司出版社，1996