時(shí)間:2023-03-27 16:50:31
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長期以來,我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu),CNC只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式事先設(shè)定,加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié),整個(gè)制造過程中CNC只是一個(gè)封閉式的開環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下,加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù),無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整,更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD/CAM中的設(shè)定量,因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見,傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu),限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展,已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程,因此,對數(shù)控技術(shù)實(shí)行變革勢在必行。
2數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢
2.1性能發(fā)展方向
(1)高速高精高效化速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng),同時(shí)采取了改善機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施,機(jī)床的高速高精高效化已大大提高。
(2)柔性化包含兩方面:數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性,數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),功能覆蓋面大,可裁剪性強(qiáng),便于滿足不同用戶的需求;群控系統(tǒng)的柔性,同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求,使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。
(3)工藝復(fù)合性和多軸化以減少工序、輔助時(shí)間為主要目的的復(fù)合加工,正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺機(jī)床上一次裝夾后,通過自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺等各種措施,完成多工序、多表面的復(fù)合加工。數(shù)控技術(shù)軸,西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá)24軸。
(4)實(shí)時(shí)智能化早期的實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常針對相對簡單的理想環(huán)境,其作用是如何調(diào)度任務(wù),以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成。而人工智能則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類的各種智能行為。科學(xué)技術(shù)發(fā)展到今天,實(shí)時(shí)系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合,人工智能正向著具有實(shí)時(shí)響應(yīng)的、更現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域發(fā)展,而實(shí)時(shí)系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展,由此產(chǎn)生了實(shí)時(shí)智能控制這一新的領(lǐng)域。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域,實(shí)時(shí)智能控制的研究和應(yīng)用正沿著幾個(gè)主要分支發(fā)展:自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等。例如在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定和刀具自動(dòng)管理及補(bǔ)償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng),在高速加工時(shí)的綜合運(yùn)動(dòng)控制中引入提前預(yù)測和預(yù)算功能、動(dòng)態(tài)前饋功能,在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制,使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高,從而達(dá)到最佳控制的目的。
2.2功能發(fā)展方向
(1)用戶界面圖形化用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同,因而開發(fā)用戶界面的工作量極大,用戶界面成為計(jì)算機(jī)軟件研制中最困難的部分之一。當(dāng)前INTERNET、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化及多媒體等技術(shù)也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用,人們可以通過窗口和菜單進(jìn)行操作,便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動(dòng)態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實(shí)現(xiàn)。
(2)科學(xué)計(jì)算可視化科學(xué)計(jì)算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù),使信息交流不再局限于用文字和語言表達(dá),而可以直接使用圖形、圖像、動(dòng)畫等可視信息。可視化技術(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合,進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域,如無圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、虛擬樣機(jī)技術(shù)等,這對縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域,可視化技術(shù)可用于CAD/CAM,如自動(dòng)編程設(shè)計(jì)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定、刀具補(bǔ)償和刀具管理數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。
(3)插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化多種插補(bǔ)方式如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、圓柱插補(bǔ)、空間橢圓曲面插補(bǔ)、螺紋插補(bǔ)、極坐標(biāo)插補(bǔ)、2D+2螺旋插補(bǔ)、NANO插補(bǔ)、NURBS插補(bǔ)(非均勻有理B樣條插補(bǔ))、樣條插補(bǔ)(A、B、C樣條)、多項(xiàng)式插補(bǔ)等。多種補(bǔ)償功能如間隙補(bǔ)償、垂直度補(bǔ)償、象限誤差補(bǔ)償、螺距和測量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、與速度相關(guān)的前饋補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、帶平滑接近和退出以及相反點(diǎn)計(jì)算的刀具半徑補(bǔ)償?shù)取?/p>
(4)內(nèi)裝高性能PLC數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能PLC控制模塊,可直接用梯形圖或高級語言編程,具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標(biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序?qū)嵗脩艨稍跇?biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯修改,從而方便地建立自己的應(yīng)用程序。
(5)多媒體技術(shù)應(yīng)用多媒體技術(shù)集計(jì)算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體,使計(jì)算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域,應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化,在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測等方面有著重大的應(yīng)用價(jià)值。
2.3體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展
(1)集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片,可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行速度。應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù),可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)超大尺寸顯示,成為和CRT抗衡的新興顯示技術(shù),是21世紀(jì)顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進(jìn)封裝和互連技術(shù),將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價(jià)格,改進(jìn)性能,減小組件尺寸,提高系統(tǒng)的可靠性。
(2)模塊化硬件模塊化易于實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能需求,將基本模塊,如CPU、存儲(chǔ)器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊,作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品,通過積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減,構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。
(3)網(wǎng)絡(luò)化機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無人化操作。通過機(jī)床聯(lián)網(wǎng),可在任何一臺機(jī)床上對其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運(yùn)行,不同機(jī)床的畫面可同時(shí)顯示在每一臺機(jī)床的屏幕上。
(4)通用型開放式閉環(huán)控制模式采用通用計(jì)算機(jī)組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu),便于裁剪、擴(kuò)展和升級,可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)僅有的專用型單機(jī)封閉式開環(huán)控制模式提出的。由于制造過程是一個(gè)具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過程,包含諸如加工尺寸、形狀、振動(dòng)、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素,因此,要實(shí)現(xiàn)加工過程的多目標(biāo)優(yōu)化,必須采用多變量的閉環(huán)控制,在實(shí)時(shí)加工過程中動(dòng)態(tài)調(diào)整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式,易于將計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體,構(gòu)成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系,從而實(shí)現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。
一、國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展概況
目前,數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革,由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上,數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化;在智能化基礎(chǔ)上,綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù),數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制,加工過程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù),實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理;在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上,CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體,機(jī)床聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。長期以來,我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu),CNC只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式事先設(shè)定,加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié),整個(gè)制造過程中CNC只是一個(gè)封閉式的開環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下,加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù),無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整,更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD/CAM中的設(shè)定量,因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見,傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu),限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展,已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程,因此,對數(shù)控技術(shù)實(shí)行變革勢在必行。
二、數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢
(一)性能發(fā)展方向
(1)高速高精高效化。速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng),同時(shí)采取了改善機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施,機(jī)床的高速高精高效化已大大提高。(2)柔性化。包含兩方面:數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性,數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),功能覆蓋面大,可裁剪性強(qiáng),便于滿足不同用戶的需求;群控系統(tǒng)的柔性,同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求,使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。(3)工藝復(fù)合性和多軸化。以減少工序、輔助時(shí)間為主要目的的一種復(fù)合加工,正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺機(jī)床上一次裝夾后,通過自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺等各種措施,完成多工序、多表面的復(fù)合加工。數(shù)控技術(shù)軸,西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá)24軸。(4)實(shí)時(shí)智能化。而人工智能則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類的各種智能行為。
(二)功能發(fā)展方向
(1)用戶界面圖形化。用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同,因而開發(fā)用戶界面的工作量極大,用戶界面成為計(jì)算機(jī)軟件研制中最困難的部分之一。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用,人們可以通過窗口和菜單進(jìn)行操作,便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動(dòng)態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實(shí)現(xiàn)。(2)科學(xué)計(jì)算可視化??茖W(xué)計(jì)算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù),使信息交流不再局限于用文字和語言表達(dá),而可以直接使用圖形、圖像、動(dòng)畫等可視信息??梢暬夹g(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合,進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域,如無圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、虛擬樣機(jī)技術(shù)等,這對縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。(3)多媒體技術(shù)應(yīng)用。多媒體技術(shù)集計(jì)算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體,使計(jì)算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域,應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化,在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測等方面有著重大的應(yīng)用價(jià)值。
(三)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展
(1)集成化。采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)??删幊碳呻娐稦PGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片,可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行速度。應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù),可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)超大尺寸顯示,成為和CRT抗衡的新興顯示技術(shù),是21世紀(jì)顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進(jìn)封裝和互連技術(shù),將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價(jià)格,改進(jìn)性能,減小組件尺寸,提高系統(tǒng)的可靠性。(2)模塊化。硬件模塊化易于實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能需求,將基本模塊,如CPU、存儲(chǔ)器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊,作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品,通過積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減,構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。(3)網(wǎng)絡(luò)化。機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無人化操作。通過機(jī)床聯(lián)網(wǎng),可在任何一臺機(jī)床上對其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運(yùn)行,不同機(jī)床的畫面可同時(shí)顯示在每一臺機(jī)床的屏幕上。(4)通用型開放式閉環(huán)控制模式。由于制造過程是一個(gè)具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過程,包含諸如加工尺寸、形狀、振動(dòng)、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素,因此,要實(shí)現(xiàn)加工過程的多目標(biāo)優(yōu)化,必須采用多變量的閉環(huán)控制,在實(shí)時(shí)加工過程中動(dòng)態(tài)調(diào)整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式,易于將計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體,構(gòu)成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系,從而實(shí)現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。
三、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)
當(dāng)前開發(fā)研究適應(yīng)于復(fù)雜制造過程的、具有閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)的、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)已成為可能。智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體,形成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系。
參考文獻(xiàn):
前言
在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中,追求的是高速、高精度、高可靠性,那么數(shù)控系統(tǒng)正好可以追求目標(biāo),數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)、及應(yīng)用推廣、人才培養(yǎng)必將會(huì)使制造業(yè)自動(dòng)化得到全面的實(shí)現(xiàn),為提高企業(yè)生產(chǎn)水品和現(xiàn)代化水平夯實(shí)牢固的基礎(chǔ)。智能化數(shù)控系統(tǒng)是集制造科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、自動(dòng)控制理論及圖形技術(shù)、檢測、監(jiān)控技術(shù)等多學(xué)科的綜合,具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn),在制造行業(yè)中起著舉足輕重的作用,為制造行業(yè)的未來發(fā)展指明了方向。
1調(diào)度在日常工作中的職能
1.1維持運(yùn)行正常、保證生產(chǎn)穩(wěn)定
在很多行業(yè)中,編制生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)工作計(jì)劃,由于人為因素,無論多么周密的考慮,多么具體的安排,也不可能預(yù)料到實(shí)際生產(chǎn)過程中的各種變化。實(shí)際生產(chǎn)過程中,情況十分復(fù)雜,不可預(yù)料,有人為的不安全因素,也有物的不安全狀態(tài),這都是問題出現(xiàn)的根源。一旦出現(xiàn)這些問題,就會(huì)造成生產(chǎn)波動(dòng),甚至造成生產(chǎn)過程中斷,被迫停車,生產(chǎn)難于完成。作為調(diào)度就是要及時(shí)了解掌握各種不利因素。組織各有關(guān)部門、有關(guān)人員消除隱患,處理解決這些意外因素,以保證生產(chǎn)長期、穩(wěn)定、安全運(yùn)行,保證任務(wù)的完成。如果沒有生產(chǎn)調(diào)度的指揮調(diào)度,要想及時(shí)解決生產(chǎn)過程中隨時(shí)出現(xiàn)的問題,維持生產(chǎn)過程的正常運(yùn)行,是非常困難的。
1.2收集有關(guān)數(shù)據(jù)、關(guān)注生產(chǎn)動(dòng)態(tài)
生產(chǎn)調(diào)度不單要組織實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)任務(wù),在生產(chǎn)過程中,會(huì)有很多安全、工藝、設(shè)備、質(zhì)量、環(huán)保、供應(yīng)、銷售、服務(wù)等方面的變化因素和許多波動(dòng)的數(shù)據(jù),需要準(zhǔn)確及時(shí)地記錄下來,這是一項(xiàng)繁瑣但十分重要的基礎(chǔ)工作。有了這些準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和變化情形,才能夠?yàn)楦骷夘I(lǐng)導(dǎo)、各部門了解生產(chǎn)、指揮生產(chǎn)提供分析的材料依據(jù),可作為日后學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的有用材料。這些無非會(huì)加大調(diào)度的工作量。智能化數(shù)控系統(tǒng)會(huì)有效地解決這些問題。
1.3協(xié)調(diào)生產(chǎn)關(guān)系、貫徹領(lǐng)導(dǎo)指示
現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)逐步趨向?qū)I(yè)加工、深度加工,管理層分類過多。因此,協(xié)調(diào)好各項(xiàng)生產(chǎn)關(guān)系,對保證生產(chǎn)過程能夠正常運(yùn)行起著決定性的作用。這就要求調(diào)度在生產(chǎn)中要把各級領(lǐng)導(dǎo)對生產(chǎn)管理的指示,均通過生產(chǎn)調(diào)度傳達(dá)下去,然后反饋給各級領(lǐng)導(dǎo),等待他們的分析。
2智能化數(shù)控系統(tǒng)
數(shù)控技術(shù),是一種采用計(jì)算機(jī)數(shù)字化運(yùn)算、處理,并通過高性能的驅(qū)動(dòng)單元對機(jī)械加工過程中各種信息進(jìn)行控制。當(dāng)前數(shù)控技術(shù)已大量應(yīng)用于機(jī)械加工裝備,其中數(shù)控機(jī)床最為典型而得到廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前數(shù)控系統(tǒng)雖然具有高速、高精度、高可靠性的性能,但這些遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代化的需求,所以智能化功能將成為未來數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,如加工運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、推理、決策能力以及加工環(huán)境的感知能力、智能數(shù)據(jù)庫、制造網(wǎng)絡(luò)通信能力、智能監(jiān)控、智能編程等。
智能化是21世紀(jì)制造技業(yè)追求的一個(gè)大方向。隨著信息技術(shù)日益更新,發(fā)展飛速,智能化的概念開始逐漸滲透到各行各業(yè)以及我們生活中的方方面面,數(shù)控系統(tǒng)引入了自適應(yīng)控制、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制機(jī)理,不但具有自動(dòng)編程、前饋控制、模糊控制、工藝參數(shù)自動(dòng)生成、學(xué)習(xí)控制、自適應(yīng)控制、三維刀具補(bǔ)償、運(yùn)動(dòng)參數(shù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)裙δ埽揖哂幸欢ǖ娜诵曰O(shè)計(jì),并裝有故障診斷專家系統(tǒng)使故障監(jiān)控、自診斷和功能不斷完善。可以熟練的應(yīng)用到不同的行業(yè)領(lǐng)域,不出現(xiàn)任何錯(cuò)誤。
那么智能化數(shù)控系統(tǒng),就是所謂的模擬人的智能,讓整個(gè)生產(chǎn)過程更加人性化。在數(shù)控系統(tǒng)中包含著模擬、延伸、擴(kuò)展的智能行為的運(yùn)行程序,如自學(xué)習(xí)、自識別、自規(guī)劃、自修復(fù)、自繁殖等。智能數(shù)控系統(tǒng)通過對加工精度和效率的物理量進(jìn)行檢測、建模、提取特征、自動(dòng)感知加工系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)及外部環(huán)境,通過對這些微量的變化,快速的智能決策,做出實(shí)現(xiàn)最佳目標(biāo)的方案,并應(yīng)用于后續(xù)生產(chǎn)。如對進(jìn)給快慢、切削深淺、坐標(biāo)移動(dòng)、主軸轉(zhuǎn)動(dòng)快慢等工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,在最佳狀態(tài)下,使機(jī)床實(shí)現(xiàn)加工過程。
3智能化數(shù)控系統(tǒng)在調(diào)度方面的幾點(diǎn)應(yīng)用
3.1協(xié)助調(diào)度有效排查故障
實(shí)際運(yùn)行過程中的調(diào)度,經(jīng)常會(huì)遇到一些意想不到的事件,如發(fā)生信號誤傳,電流波動(dòng)或電壓不穩(wěn)等,在日常的主站系統(tǒng)中出現(xiàn)這種這些事件,是無法有效跟蹤的,而且由于出現(xiàn)的不規(guī)律性,增加了工作人員的辨別難度,甚至是無從下手。沒法做出處理。
智能化數(shù)控系統(tǒng)可以對這些事件進(jìn)行長時(shí)間監(jiān)控跟蹤,并通過實(shí)時(shí)記錄形成相應(yīng)的事件。工作人員便可以通過該系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)辨識,并可通過事件快速定位至原始報(bào)文,查找故障發(fā)生源。因?yàn)楸4媪巳康臍v史數(shù)據(jù),使工作人員查找故障時(shí)能有詳細(xì)的資料作為參考。
3.2對生產(chǎn)質(zhì)量進(jìn)行分析
由于智能化數(shù)控系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)等同于調(diào)度主站得到的數(shù)據(jù),那么該系統(tǒng)分析出來的誤碼基本上是生產(chǎn)的真實(shí)情況。在運(yùn)行過程中,由誤碼統(tǒng)計(jì)或幀簡析列表都可以看得出生產(chǎn)的質(zhì)量。這樣工作人員,調(diào)度就可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題,并及時(shí)做出處理,使生產(chǎn)恢復(fù)正常,保證生產(chǎn)質(zhì)量,保證生產(chǎn)穩(wěn)定。
3.3消除更多的缺陷和誤差
在整個(gè)調(diào)度系統(tǒng)中,由于設(shè)備種類比較多,而且各個(gè)廠家也不一樣,對控制的理解可能也存在一定的差異,就連同一種設(shè)備也是不同地區(qū)有不一樣的執(zhí)行方法。
微小的差異可能不會(huì)對系統(tǒng)造成太大的影響,但是卻會(huì)蘊(yùn)含著一些明顯的缺陷,有時(shí)會(huì)導(dǎo)致時(shí)間順序記錄對時(shí)誤差偏大。那么,這些微小的差異就可以通過智能化數(shù)控系統(tǒng)記錄下來來,讓問題得到更好的解決。
4智能化數(shù)控系統(tǒng)目前的實(shí)例效果
目前很多廠家都應(yīng)用了智能數(shù)控系統(tǒng),得到了各界的好評,并且還在開發(fā)和完善智能化數(shù)控系統(tǒng)。所以,調(diào)度方面智能化數(shù)控系統(tǒng)的投入使用,將使了一些調(diào)度業(yè)務(wù)和制度流程規(guī)范并固化,減少人為因素在業(yè)務(wù)處理過程當(dāng)中的影響,提高工作效率。從總體使用情況來看,在調(diào)度運(yùn)行管理、設(shè)備檢修審批流程管理方面,能夠提高綜合管理水平,實(shí)現(xiàn)調(diào)度運(yùn)行管理日志電子化,新設(shè)備投產(chǎn)審批和設(shè)備檢修可以全部在網(wǎng)上流轉(zhuǎn)。
5結(jié)束語
智能化數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用為制造行業(yè)帶來了革命性的變更,不但給傳統(tǒng)制造業(yè)提供了技術(shù)指導(dǎo),使應(yīng)用行業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化,而且隨著數(shù)控技術(shù)的智能化不斷進(jìn)步和運(yùn)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,智能化數(shù)控系統(tǒng)將會(huì)在一些重要行業(yè)如:IT、電網(wǎng)、輕工、化工行業(yè)等的發(fā)展起著越來越大的作用,因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)展的大趨勢。智能化數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)用,可以為生產(chǎn)行業(yè)精簡人員,減少工人們的勞動(dòng)量,減少事故發(fā)生率,提高生產(chǎn)效率,為制造業(yè)減少大量的開支。相信智能化數(shù)控系統(tǒng)必將給調(diào)度方面帶來革新。
中圖分類號:TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
智能控制指的是不需要人來進(jìn)行操作和控制,只需要利用智能機(jī)器設(shè)備就可以促使自動(dòng)化控制得以實(shí)現(xiàn)。上個(gè)世紀(jì)以來,世界上就開始在研究自動(dòng)化控制,經(jīng)過近些年的發(fā)展,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于諸多的領(lǐng)域內(nèi)。機(jī)電一體化是在工業(yè)化水平不斷提高的過程中發(fā)展起來的,將其有機(jī)結(jié)合到智能控制技術(shù),可以促使系統(tǒng)運(yùn)行效率得到有效提高。
1智能控制系統(tǒng)類別形式
從實(shí)質(zhì)上來講,智能控制包括了諸多控制技術(shù),只有不同的智能控制系統(tǒng)互相合作,構(gòu)建專門的控制系統(tǒng),才可以順利運(yùn)行智能控制。具體來講,目前的智能控制系統(tǒng)主要包括以下內(nèi)容:
(1)分級控制系統(tǒng):只有依靠自適應(yīng)控制,并且借助于自組織控制,才可以有效實(shí)現(xiàn)分級控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行;通常情況下,包括三個(gè)組成部分,分別是組織級、協(xié)調(diào)級以及執(zhí)行級,它們互相協(xié)調(diào)和配合。
(2)學(xué)習(xí)控制系統(tǒng):指通過辨別、認(rèn)知和調(diào)整內(nèi)部結(jié)構(gòu),來對信號進(jìn)行循環(huán)輸入,處理數(shù)據(jù)來促使系統(tǒng)更好的運(yùn)行。學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)在自動(dòng)控制方面,主要是利用非預(yù)知信息來實(shí)現(xiàn)的。
(3)專家控制系統(tǒng):指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中融入人的經(jīng)驗(yàn)、知識和技能等,結(jié)合設(shè)定的一些程序指令,來進(jìn)行正確的操作。為了保證智能系統(tǒng)的正常運(yùn)行,需要將諸多理論知識應(yīng)用起來,那么就可以更高質(zhì)量的處理相關(guān)問題。
(4)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng):通過大量的調(diào)查研究表明,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是人們運(yùn)用最多的智能控制技術(shù),神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合了神經(jīng)細(xì)胞以及人工神經(jīng)元等,在本系統(tǒng)中,主要的功能除了智能控制之外,還具有模仿真人的功能。
2機(jī)床運(yùn)行中運(yùn)用到的智能控制技術(shù)
(1)在提高精度方面:在數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行中,要充分考慮產(chǎn)品的質(zhì)量;那么要想衡量機(jī)電一體化制造技術(shù),非常重要的一個(gè)指標(biāo)就是精度。通過調(diào)查分析發(fā)現(xiàn),因?yàn)闆]有將智能技術(shù)運(yùn)用于傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床中,那么就沒有足夠的精度,這樣加工出來的產(chǎn)品質(zhì)量也得不到保證。而應(yīng)用智能控制技術(shù),因?yàn)榫邆涓咚貱PU芯片以及多CPU控制系統(tǒng)等,機(jī)床精度就可以得到有效的提高。
(2)在效能優(yōu)化方面:具體來講,通常將模塊化設(shè)計(jì)的方式應(yīng)用到數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中,它有著十分廣泛的功能涉及面,裁剪性能也比較的優(yōu)越,可以適應(yīng)于諸多類型的機(jī)電一體化生產(chǎn)。另外,如果是要控制群控系統(tǒng)的效果,就可以結(jié)合相關(guān)的操作流程來應(yīng)用于相同的群控系統(tǒng)中,以此來更好的進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整。
(3)在改進(jìn)加工方面:通過大量的實(shí)踐研究表明,在機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用智能控制技術(shù),操作加工可以得到有效改進(jìn),不僅加工時(shí)間可以得到有效地縮減,操作流程也可以得到較大的優(yōu)化。同時(shí),復(fù)合加工效果也可以有效實(shí)現(xiàn),從而促使數(shù)控機(jī)床的多軸多控制需求得到滿足。在具體的操作過程中,人工操作可以得到大幅度縮減,可以一次性加工操作多道工藝。
(4)在程序控制方面:在系統(tǒng)運(yùn)行中,非常重要的一個(gè)方面就是操作程序,為了促使產(chǎn)品加工質(zhì)量符合相關(guān)需求,需要在程序編制過程中,充分結(jié)合加工產(chǎn)品的尺寸和精度來進(jìn)行。如果是普通車床,那么就需要人工來控制操作流程,這樣就對操作工人提出了很高的要求。但是在數(shù)控車床中,加工只需要結(jié)合編制的程序即可,有效的實(shí)現(xiàn)了智能化。
3設(shè)備裝置的智能器件
將智能控制技術(shù)應(yīng)用到機(jī)電一體化系統(tǒng)中,系統(tǒng)的自動(dòng)控制可以得以實(shí)現(xiàn),還可以有效調(diào)整系統(tǒng)的控制方式。在機(jī)電一體化中,非常典型的就是數(shù)控機(jī)床,那么智能控制的具體作用就可以通過其在元器件的控制中體現(xiàn)出來。
(1)在顯示裝置方面:在數(shù)控機(jī)床中,基本裝置就是平面顯示器,通過將程序指令等內(nèi)容顯示出來,操作人員就是對機(jī)床的具體運(yùn)行情況進(jìn)行充分的了解和掌握。在不斷革新機(jī)床技術(shù)的時(shí)候,智能器件種類也日趨豐富,如FPD平板顯示技術(shù),就可以促使智能操作有效實(shí)現(xiàn)。
(2)在硬件裝置方面:通過硬件模塊,可以促使數(shù)控機(jī)床達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。將智能技術(shù)應(yīng)用到智能器件中,可以提高模塊結(jié)構(gòu)的性能,比如存儲(chǔ)器、CPU等,在具體的操作過程中,可以結(jié)合需求來相應(yīng)的刪減或者增加模塊形式,豐富模塊的性能。
4結(jié)語
通過上文的敘述分析我們可以得知,在機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用智能控制技術(shù)具有一系列的優(yōu)勢,不僅加工效率可以得到有效的提高,產(chǎn)品質(zhì)量也可以得到保證;經(jīng)過近些年的發(fā)展,傳統(tǒng)的控制方法已經(jīng)逐漸被智能控制技術(shù)所取代。并且隨著時(shí)代的發(fā)展,智能控制技術(shù)將會(huì)獲得更快的發(fā)展,將會(huì)更加廣泛地應(yīng)用于機(jī)電一體化系統(tǒng)中。
參考文獻(xiàn)
計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的一個(gè)重要分支是智能技術(shù),智能技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是依托計(jì)算機(jī)系統(tǒng),通過模擬人工智能,促使機(jī)器做出智能化反應(yīng)。目前,智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中已經(jīng)得到廣泛使用,有效解決了傳統(tǒng)技術(shù)難以解決的難題,電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性有了極大提高。鑒于此,要在未來發(fā)展過程中積極推行智能技術(shù),加大在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的運(yùn)用力度,加快我國電氣行業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。
1 智能技術(shù)運(yùn)用效益的評價(jià)
智能技術(shù)功能的有效發(fā)揮可以幫助人們完成遠(yuǎn)程監(jiān)控,對電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測。將智能技術(shù)應(yīng)用于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中,自動(dòng)化體系建設(shè)資金投入大大降低,運(yùn)營效率也會(huì)顯著提高,并且可以接受并且完成更多不同的任務(wù),目前,已經(jīng)得到各行業(yè)的實(shí)踐認(rèn)可。智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用水平,受到計(jì)算機(jī)技術(shù)的直接影響,原因在于自動(dòng)化系統(tǒng)主要依賴智能技術(shù)完成生產(chǎn)過程和電氣運(yùn)行的在線監(jiān)測。工業(yè)生產(chǎn)過程中如果生產(chǎn)問題能夠被及時(shí)發(fā)現(xiàn),并且提交給管理部門,這樣可以從根本上幫助企業(yè)消除安全隱患,避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失,進(jìn)而提升企業(yè)經(jīng)營效益。由此可見,智能技術(shù)應(yīng)用于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中可以促進(jìn)企業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展。
2 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 架構(gòu)設(shè)計(jì)
在電氣設(shè)計(jì)的角度分析,電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜,需要涉及多個(gè)學(xué)科和領(lǐng)域的知識,這就要求程序員在掌握過硬專業(yè)技術(shù)能力的同時(shí),還要扎實(shí)掌握專業(yè)的電氣知識,設(shè)計(jì)人員工作過程中要經(jīng)常與編程人員共同深入實(shí)踐進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn),熟練掌握操作過程,分析操作要點(diǎn),預(yù)防操作不當(dāng),并且針對易引起操作不當(dāng)?shù)牟糠钟枰愿倪M(jìn)。對于電氣編程,編程人員首先要學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)理論,掌握專業(yè)的計(jì)算機(jī)語言,才能夠編寫出科學(xué)的智能化控制程序。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)與控制程序息息相關(guān),自動(dòng)控制可以大大減少人工控制時(shí)間,充分利用智能技術(shù)更是可以提高電氣設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。系統(tǒng)流程如圖1所示。
2.2 功能設(shè)計(jì)及應(yīng)用
電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的智能數(shù)據(jù)采集技術(shù),讓人們告別了人工數(shù)據(jù)控制,數(shù)據(jù)的采集可以方便利用終端設(shè)備和控制平臺實(shí)現(xiàn),并且第一時(shí)間記錄下采集的數(shù)據(jù),輸入到自動(dòng)化設(shè)備中執(zhí)行動(dòng)作,自動(dòng)化控制效率得到了大大提高。
電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中智能監(jiān)控技術(shù)和預(yù)警技術(shù)是核心技術(shù),由于電氣設(shè)備運(yùn)行過程中不需要人工巡查,智能技術(shù)則成為電氣設(shè)備運(yùn)行期間的唯一安全保障。電氣自動(dòng)化設(shè)備借助于智能監(jiān)控技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)預(yù)警,確保設(shè)備始終處于安全穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài),避免發(fā)生重大安全事故。
電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用的另外一項(xiàng)重要技術(shù)是智能故障錄波技術(shù),電氣設(shè)備運(yùn)行過程中可以對設(shè)備故障錄波和記錄,并且能夠智能捕捉波形,提高了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行科學(xué)性,省去了繁瑣的人工故障記錄,提高了維護(hù)效率。
3 總結(jié)
綜上所述,電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用智能技術(shù),有效提高自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。本文針對當(dāng)前智能技術(shù)進(jìn)行評價(jià)分析,然后以工業(yè)電氣為研究對象,對電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)架構(gòu)及功能應(yīng)用進(jìn)行分析,試圖為之提供行之有效的可行性建議。實(shí)踐證明,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,更多新型的技術(shù)將會(huì)應(yīng)用到電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中,電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)將會(huì)向著更好的方向發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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作者簡介
中圖分類號:TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案
本系統(tǒng)由各個(gè)子系統(tǒng)各自完成各自的控制或數(shù)據(jù)監(jiān)測,由數(shù)字化管理中心進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理。
1.1 設(shè)備管理系統(tǒng)
1.1.1 供水系統(tǒng)
供水系統(tǒng)采用目前比較流行的恒壓供水的方式。恒壓供水的控制過程是PLC采集壓力傳感器的數(shù)值,并把它與設(shè)定壓力比較,根據(jù)差值控制變頻器增大或者減小水泵的速度實(shí)現(xiàn)壓力恒定。泵分為兩組,一組深水泵,一組地面泵。每組都有三個(gè)水泵,為了節(jié)省成本,每組中的兩個(gè)水泵是工頻控制的,另一個(gè)是變頻器驅(qū)動(dòng)的。通過這種工頻+變頻的方式實(shí)現(xiàn)水壓無波動(dòng)供水。系統(tǒng)的運(yùn)行與停止,泵的啟停,變頻器頻率的增加減少,出口壓力的大小都可以在控制柜上的觸摸屏進(jìn)行操作。PLC與管理中心是通過以太網(wǎng)連接的,管理中心的服務(wù)器是通過OPC這種方式訪問PLC內(nèi)部的數(shù)據(jù),并把數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中供查詢。也可以在管理中心通過遠(yuǎn)程的方式對泵站進(jìn)行直接控制。服務(wù)器根據(jù)泵站返回的實(shí)際數(shù)據(jù),以畫面的形式現(xiàn)在在電腦上實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。
恒壓供水系統(tǒng)用到的主要設(shè)備有:(1)PLC控制器、觸摸屏及相關(guān)輸入輸出模板(西門子300)。(2)壓力傳感器。(3)變頻器及水泵。(4)控制柜及相關(guān)電氣元件。
恒壓供水系統(tǒng)主要有一下幾個(gè)功能:(1)在線實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行(提水量、供水量、供水壓力、水池水位、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)及控制、水質(zhì)是否達(dá)標(biāo)情況等)。(2)管理中心的遠(yuǎn)程操作以及遠(yuǎn)程監(jiān)控。(3)報(bào)警顯示。(在管理中心和控制柜上都會(huì)有報(bào)警記錄供查詢)。(4)閉路電視監(jiān)視(擴(kuò)展)。
1.1.2 供電系統(tǒng)
供電系統(tǒng)要完成的任務(wù)是在線監(jiān)測2個(gè)變電所和6個(gè)箱變的運(yùn)行狀況,監(jiān)測數(shù)據(jù)包括每一路的開關(guān)狀態(tài)、電流大小、負(fù)荷是否平衡、是否有過負(fù)荷現(xiàn)象、零線是否過電流等,如出現(xiàn)異常情況可馬上給出提示和報(bào)警,控制中心可以及時(shí)采取措施,確保供電質(zhì)量穩(wěn)定可靠。
變電監(jiān)控技術(shù)是一個(gè)相對比較成熟的領(lǐng)域,一般都是采用單片機(jī)完成數(shù)據(jù)的采集。其工作過程是單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)的分別采集變壓器三項(xiàng)的電壓、電流、頻率等參數(shù),然后經(jīng)過計(jì)算得負(fù)載功率、負(fù)載是否平衡。
現(xiàn)在市場上有很多可以直接采集電網(wǎng)參數(shù)的智能模塊,除了穩(wěn)定、準(zhǔn)確之外,他們還有多種接口,可以很靈活的同計(jì)算機(jī)等進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊,本系統(tǒng)中選用AC諧波表ACR350EGH就是這樣的一款產(chǎn)品。本系統(tǒng)采用ACR350EH直接進(jìn)行電網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集,之后把數(shù)據(jù)跟單片機(jī)通訊。單片機(jī)把接受到的數(shù)據(jù)直接傳遞到服務(wù)器??紤]到變壓器與服務(wù)器之間的距離,他們之間用光纖進(jìn)行通訊。此外除了采集模塊自帶的數(shù)據(jù)顯示之外,單片機(jī)系統(tǒng)還在現(xiàn)場進(jìn)行聲光報(bào)警。
1.1.3 路燈控制系統(tǒng)
這塊控制需求上只是對路燈的管理。要求根據(jù)光強(qiáng)度、時(shí)間對路燈的開關(guān)進(jìn)行控制,并根據(jù)燈運(yùn)轉(zhuǎn)情況報(bào)修。燈光管理主要體現(xiàn)出一個(gè)現(xiàn)代社會(huì)倡導(dǎo)的主題――節(jié)能。在每個(gè)路燈上都有一個(gè)微型控制系統(tǒng)。微型處理系統(tǒng)由光感元件、無線接收模塊、微型處理器組成。微型處理器根據(jù)光的強(qiáng)度及設(shè)定時(shí)間對路燈進(jìn)行開關(guān)。也可以由遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)直接對燈光控制。遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制主要有兩點(diǎn):第一是控制模式,一種是對某個(gè)或者整組路燈進(jìn)行開關(guān)控制。模式控制主要有光強(qiáng)度控制、定時(shí)模式、光強(qiáng)度定時(shí)模式和節(jié)能模式。光強(qiáng)度定時(shí)模式是指預(yù)先設(shè)定的時(shí)間到或者光強(qiáng)度變?nèi)醯皆O(shè)定值,都會(huì)起動(dòng)燈打開。節(jié)能模式是根據(jù)光的強(qiáng)度分區(qū)域開燈,即燈光不是整組被打開的,而是當(dāng)光不是很暗的時(shí)候,隔幾個(gè)燈打開一個(gè),隨著光逐漸變暗燈起動(dòng)數(shù)目增加直至全部打開。燈的運(yùn)行情況通過無線模塊返回到服務(wù)器,需要保修的提示維修人員維修。
除了完成系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的功能之外,為了節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)劃一個(gè)無線控制單元控制好幾個(gè)路燈,目前暫定的是六個(gè)。清單中一共是20個(gè)無線控制單元,那么就可以控制120個(gè)路燈。但是有一點(diǎn)需要注意的是盡管每個(gè)無線控制單元控制的路燈還可以增加,但是控制的燈越多,供電電纜的長度就會(huì)增加,這樣也會(huì)帶來成本的增加。在實(shí)際的施工時(shí)需要根據(jù)現(xiàn)場的情況設(shè)計(jì)一個(gè)最優(yōu)最經(jīng)濟(jì)的模式。
2 系統(tǒng)展望
雖然這個(gè)系統(tǒng)是已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了后勤基本的數(shù)據(jù)化管理,但是根據(jù)當(dāng)前技術(shù)和社會(huì)發(fā)展,對后勤管理提出更多的要求。為此在目前這個(gè)平臺的需求之外提出了一下幾點(diǎn)擴(kuò)展,以供參考。
2.1 物聯(lián)
現(xiàn)在社會(huì)都提出物資共享。如果能把幾個(gè)后勤管理中心的物資能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享的話,就能實(shí)現(xiàn)以較低的成本實(shí)現(xiàn)物資運(yùn)轉(zhuǎn)。
2.2 車庫管理
當(dāng)汽車進(jìn)入廠區(qū)時(shí),根據(jù)攝像機(jī)掃描的車牌信息判斷是不是本公司的或者公司授權(quán)可進(jìn)入的,是的話打開柵欄。
2.3 定點(diǎn)對講及小區(qū)廣播。
參考文獻(xiàn)
[1]熊建國.基于PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子科技大學(xué),2013,03,25.
我國的供熱方式主要是城市集中供熱和區(qū)域鍋爐房供熱,在熱力供熱發(fā)展的進(jìn)程中伴隨著技術(shù)進(jìn)步。如過去因存在運(yùn)行管理水平低和缺少有效的調(diào)控裝置而造成熱用戶冷熱不均,曾采用加大系統(tǒng)循環(huán)流量和提高供水溫度的辦法試圖加以解決,實(shí)際形成了“大流量、小溫差”的不合理運(yùn)行,不僅不能從根本上解決問題,反而浪費(fèi)了能源?,F(xiàn)在普遍的問題仍是因過熱造成能源浪費(fèi),這是因?yàn)闊崃崞髽I(yè)一般供到熱力站,而二次網(wǎng)和熱用戶終端是由單位自管,因此解決起來難度較大[1]。
1 供熱系統(tǒng)能耗的組成
1.1熱源部分
熱源能耗主要由兩部分組成:熱源消耗和輸配電耗,運(yùn)行節(jié)能的目標(biāo)就是要節(jié)約這兩部分的消耗。1)熱源消耗主要用于燃燒燃料(煤或天然氣),提高燃燒效率、增加熱量回收可以節(jié)能。2)電耗主要是用于循環(huán)水泵及鍋爐房鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī),其中以水泵耗電為主。如果系統(tǒng)處于大流量、小溫差的運(yùn)行狀態(tài)下,其水泵電耗勢必大量增加并且浪費(fèi);如果系統(tǒng)阻力分配存在不合理,能量也會(huì)白白浪費(fèi)在克服阻力上;如果系統(tǒng)阻力或流量因?yàn)槟┒苏{(diào)節(jié)而發(fā)生變化,水泵不能相應(yīng)地調(diào)節(jié)揚(yáng)程或流量來改變出力,也會(huì)浪費(fèi)能量。新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,耗電輸熱比EHR值(設(shè)計(jì)條件下輸送單位熱量的耗電量)應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)[2]。
1.2建筑物部分
建筑耗熱量指標(biāo)Qw是單位建筑面積在整個(gè)采暖季的平均能耗指標(biāo),與建筑熱負(fù)荷的大小直接相關(guān)。建筑熱負(fù)荷不是一個(gè)常量.其大小由以下幾個(gè)方面決定。
1)室外溫度變化。在采暖季里.隨著室外溫度的不斷變化,建筑熱負(fù)荷也不斷地發(fā)生變化,建筑熱負(fù)荷隨著室外溫度的升高而降低,隨著室外溫度的降低而增加。
2)室內(nèi)需求溫度變化。通常的室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度是18℃,保證最低溫度是16℃,樓道、電梯和地下室等允許溫度較低,旅館和高檔建筑要求室溫較高;有些地區(qū)在夜間降低供暖出力,來降低室內(nèi)溫度常能;在房間長時(shí)間無人時(shí),應(yīng)允許將室溫降低。實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,節(jié)約能量,只要保證不將水管冰凍即可。
3)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫。門窗密閉性等傳熱特性。4)自由熱的補(bǔ)充。陽光入射、人體活動(dòng)、炊事、電器等熱量稱為采暖自由熱,這部分熱量由于不確定性而沒有在設(shè)計(jì)運(yùn)行中予以充分考慮[3]。
2供熱系統(tǒng)的自動(dòng)化節(jié)能控制技術(shù)
集中供暖系統(tǒng)包括熱源、熱網(wǎng)、熱用戶3個(gè)主要部分,其中熱網(wǎng)是熱量(流量)分配控制的中樞環(huán)節(jié),對這個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能高效運(yùn)行起到了關(guān)鍵性的作用。但是,由于流量控制手段和設(shè)備不到位,熱網(wǎng)普遍存在由于水力失調(diào)導(dǎo)致的冷熱不均現(xiàn)象。一方面前端用戶室溫過高導(dǎo)致開窗散熱。造成大量浪費(fèi)。另一方面末端用戶得不到所需要的流量,室溫過低,導(dǎo)致用戶投訴增加甚至拒交供暖費(fèi)。供熱單位為了提高末端用戶的室溫,只能加大流量(供熱量),不僅大幅增加了水泵電耗。同時(shí),由于調(diào)控不力,無法根據(jù)氣候變化和用戶需求適時(shí)改變流量(供熱量),再次增加了能源的浪費(fèi)。當(dāng)前供熱系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)存在的主要問題具體如下。
1)熱媒溫度控制問題
在運(yùn)行過程中,特別是鍋爐供熱采用質(zhì)調(diào)節(jié)時(shí),網(wǎng)路供回水溫度決定于鍋爐燃燒狀態(tài)和室外氣象條件。一般來說,鍋爐運(yùn)行過程中瞬時(shí)供熱量經(jīng)常變化,管網(wǎng)供水溫度也隨之改變;即使鍋爐運(yùn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)得較好,燃料供應(yīng)量和風(fēng)量不變,但由于室外溫度變化的影響,要求網(wǎng)路供、回水溫度變化來適應(yīng)建筑熱負(fù)荷變化,供水溫度仍需不斷變化,所以供熱量只能大致在一個(gè)范圍[4]。
2)“間歇”運(yùn)行的熱量控制問題
大部分供暖系統(tǒng)由于鍋爐設(shè)備容量大,用戶負(fù)荷小,運(yùn)行過程中常?!伴g歇”運(yùn)行,有的系統(tǒng)按3班制運(yùn)行,每天?;鹑舾纱?,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)供回水溫度總在不斷變化。所以,按間歇調(diào)節(jié)方式來控制鍋爐運(yùn)行時(shí)間和供水溫度,導(dǎo)致系統(tǒng)熱用戶時(shí)冷時(shí)熱、冷熱不均,鍋爐起火和壓火過程中供熱量無法估計(jì),造成不必要的浪費(fèi)。
3)循環(huán)水量調(diào)控問題
盡管人們普遍認(rèn)為分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)方式經(jīng)濟(jì)合理,即室外氣溫較低時(shí)運(yùn)行大泵或多臺泵,室外氣溫較高時(shí)運(yùn)行小泵或減少泵臺數(shù),但由于多數(shù)管網(wǎng)失調(diào)比較嚴(yán)重,如果管網(wǎng)實(shí)際流量按設(shè)計(jì)流量運(yùn)行,則會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的熱力失調(diào),導(dǎo)致實(shí)際上的大流量小溫差運(yùn)行[5]。
上述不同供熱調(diào)節(jié)方式的目的是通過控制網(wǎng)路供、回水溫度、流量、運(yùn)行時(shí)間來調(diào)節(jié)供熱量,以適應(yīng)熱用戶負(fù)荷的變化,其條件是系統(tǒng)必須連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行,且設(shè)計(jì)負(fù)荷、循環(huán)水量應(yīng)與實(shí)際值一致,而系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程與現(xiàn)狀卻難以實(shí)現(xiàn)。針對上述問題,采用熱量調(diào)節(jié)法來實(shí)現(xiàn)供熱負(fù)荷的調(diào)節(jié),通過在系統(tǒng)中安裝流量計(jì)、供回水溫度計(jì)和熱量監(jiān)測儀,在運(yùn)行過程中根據(jù)室外氣象條件,可以給定每天的供熱負(fù)荷、累計(jì)供熱量和系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間,實(shí)現(xiàn)按需調(diào)節(jié)[6]。
3 結(jié)論
綜上,自動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了集中供熱系統(tǒng)的各個(gè)組成部分。例如:熱源的自動(dòng)運(yùn)行,熱網(wǎng)、熱力站與中繼泵站的監(jiān)控及供熱系統(tǒng)末端用戶的監(jiān)控等等。越來越多的從事集中供熱領(lǐng)域的工作人員認(rèn)識到:不了解用戶的“冷暖”,就不能對供熱系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行合理準(zhǔn)確的預(yù)判與確定,從而不能根據(jù)用戶的需求提供經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)行參數(shù),勢必造成系統(tǒng)的耗能、耗電、耗水的增加。若沒有自控設(shè)備的幫助,就無法掌握系統(tǒng)的水力失調(diào)、熱力失調(diào)的工作狀態(tài),也談不上對其的消除與及時(shí)調(diào)整。
參考文獻(xiàn):
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[3]張良智. 供熱系統(tǒng)的自動(dòng)化控制與節(jié)能降耗[J]. 硅谷,2014,10:185-186.
對水泵吸水口真空度、水倉水位、流量、主排水管壓力、電動(dòng)閘閥的開度、電機(jī)溫度、泵體溫度、高開柜電流、高開柜電壓、電動(dòng)閘閥的工作狀態(tài)與開關(guān)限位、電動(dòng)球閥工作狀態(tài)與開關(guān)限位、水泵/電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、水泵電機(jī)高壓啟動(dòng)柜分合閘狀態(tài)及故障狀態(tài)等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和檢測。
1.2保護(hù)功能設(shè)計(jì)要求
實(shí)現(xiàn)流量保護(hù)、壓力異常保護(hù)、水位超限及水位傳感器故障報(bào)警保護(hù)、水位突變報(bào)警保護(hù)、排水量異常報(bào)警保護(hù)、溫度異常報(bào)警保護(hù)等,當(dāng)超過設(shè)定值時(shí),系統(tǒng)及時(shí)停泵并報(bào)警。1.3控制功能設(shè)計(jì)要求(1)設(shè)有手動(dòng)、半自動(dòng)、自動(dòng)和檢修4種控制方式。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際和特殊情況應(yīng)急處理需要,設(shè)置4種排水控制方式,但智能化自動(dòng)控制為常用控制模式。(2)具有故障自診斷功能,對供電電壓、電機(jī)電流、電機(jī)軸承溫度、電機(jī)定子溫度、水泵前后軸承溫度、進(jìn)出口壓力等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測,當(dāng)判斷故障后報(bào)警,同時(shí)停止故障泵組運(yùn)行,有效保護(hù)電機(jī)和水泵。(3)遠(yuǎn)程通訊及自動(dòng)化控制設(shè)備,通過以太網(wǎng)建立綜合自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)平臺,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)、半自動(dòng)控制,動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示、記錄各泵組運(yùn)行情況和相關(guān)參數(shù),支持歷史數(shù)據(jù)查詢,并對排水系統(tǒng)現(xiàn)場工作工況情況實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控。(4)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測水位上漲速度自動(dòng)控制泵組開啟臺數(shù),監(jiān)測水泵的平均備用時(shí)間自動(dòng)輪換水泵的運(yùn)行;在滿足排水要求保證安全生產(chǎn)的前提下,通過調(diào)整開泵時(shí)間,避開電力負(fù)荷高峰期,有效地削峰填谷。
2智能化自動(dòng)控制裝置設(shè)備組成
智能化自動(dòng)控制裝置由以下設(shè)備組成:PLC控制柜(箱)、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、組態(tài)監(jiān)控軟件、配電柜、就地操作臺、遠(yuǎn)程操作臺、超聲波液位計(jì),超聲波流量計(jì),溫度傳感器、光纖電纜,視頻監(jiān)控裝置等。
3水泵智能化排水啟停控制順序
3.1水泵的智能化開泵順序
水泵在確定需要打開后,首先自動(dòng)啟動(dòng)真空泵,通過真空表判斷真空度是否達(dá)到開啟水泵的標(biāo)準(zhǔn),抽真空完畢,自動(dòng)開啟水泵,打開排水管路上電動(dòng)閥門,關(guān)閉真空泵,水泵自動(dòng)開機(jī)完畢。
3.2水泵的智能化停泵順序
水泵在確定需要停泵之后,首先自動(dòng)關(guān)閉出水電動(dòng)閘閥,待閘閥關(guān)閉運(yùn)行一段時(shí)間后判斷閘閥是否關(guān)到位,如果閘閥關(guān)到位,停止排水泵運(yùn)行。
4實(shí)現(xiàn)的功能
(1)實(shí)現(xiàn)無人值守控制。通過地面集控室自動(dòng)控制啟動(dòng)或停止主排水系統(tǒng)。(2)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測及報(bào)警。對水泵及其附屬的抽真空系統(tǒng)與管道電動(dòng)閥門等裝置實(shí)施了PLC自動(dòng)控制及運(yùn)行參數(shù)自動(dòng)檢測,進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和報(bào)警顯示,如水倉水位、流量、壓力、真空度、各關(guān)鍵點(diǎn)溫度、電機(jī)運(yùn)行電流、電壓、功率等參數(shù);所有參數(shù)均可以存儲(chǔ)到上位機(jī)中以備查詢。(3)實(shí)現(xiàn)顯示功能。通過觸摸屏以圖形、圖像、數(shù)據(jù)、文字等方式,直觀、形象、實(shí)時(shí)地反映排水系統(tǒng)工作狀態(tài),顯示各工況參數(shù)。(4)有效保護(hù)設(shè)備。隨時(shí)對設(shè)備狀況進(jìn)行檢測及報(bào)警,有目的地定期檢修,有效提高突、透水事故的應(yīng)急處理能力。(5)對排水系統(tǒng)現(xiàn)場工作工況情況和主要排水點(diǎn)實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控。
前言
現(xiàn)代住宅小區(qū)的智能化已經(jīng)成為一種趨勢,配電系統(tǒng)是小區(qū)智能化建設(shè)的重要環(huán)節(jié)之一,它直接關(guān)系到人們的生產(chǎn)、生活,這就要求它必須具備足夠的可靠性與安全性,而這種可靠性和安全性又來自智能控制技術(shù)的應(yīng)用。
1 系統(tǒng)概述
1.1 控制系統(tǒng)的組成
小區(qū)智能化配電系統(tǒng)的控制體系有三個(gè)部分組成:設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)層、管理層。智能化傳感器和執(zhí)行器組成最基層,也就是設(shè)備層;負(fù)責(zé)傳遞信息的是網(wǎng)絡(luò)層,他就是我們常說的現(xiàn)場總線;監(jiān)控計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)軟件則組成了最高層。
1.2 系統(tǒng)各部分功能及工作原理
(1)設(shè)備層。控制系統(tǒng)的設(shè)備層是通過現(xiàn)場的智能傳感器將搜集到的各種物理參數(shù)及信息轉(zhuǎn)化為特定的電量信號以供系統(tǒng)確認(rèn),進(jìn)而轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號便于計(jì)算機(jī)處理,然后通過通信線路的傳輸和交換完成相應(yīng)的指令動(dòng)作。
整個(gè)控制系統(tǒng)是由很多采用分布式控制技術(shù),以及各個(gè)設(shè)備現(xiàn)場分別安裝獨(dú)立的控制器,并在保持獨(dú)立工作的同時(shí)又和其他控制器及中心計(jì)算機(jī)保持聯(lián)系的控制器組成的。
(2)網(wǎng)絡(luò)層??刂葡到y(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層采用的現(xiàn)場總線技術(shù),具有傳輸速率高、傳輸距離長等特點(diǎn),它是小區(qū)智能化配電系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng),將配電系統(tǒng)中各個(gè)相關(guān)設(shè)備、監(jiān)控中心服務(wù)器、電腦等聯(lián)系起來,給信息交換提供通道。這一特點(diǎn)正好適合小區(qū)智能化配電系統(tǒng)的智能化控制。
(3)管理層??刂葡到y(tǒng)的管理層采用系統(tǒng)集成技術(shù),利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)路通信技術(shù)進(jìn)行人機(jī)交換,將小區(qū)內(nèi)的智能化子系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合為一體,通過修改系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)來改變設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作。
2 配電子系統(tǒng)的控制技術(shù)
配電控制子系統(tǒng)作為小區(qū)智能化的動(dòng)力系統(tǒng),它具有負(fù)荷密度大、諧波大、峰谷差率大的特點(diǎn),這個(gè)特點(diǎn)對供電質(zhì)量要求就很高,所以必須對配電子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及供電質(zhì)量要進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)控。
2.1 智能控制的技術(shù)應(yīng)用
配電子系統(tǒng)的可靠性和安全性是靠系統(tǒng)控制的幾個(gè)主要特性來實(shí)現(xiàn)的,這些特性主要有:安全保護(hù)性、實(shí)時(shí)控制檢測性、準(zhǔn)確測量性、記錄事件和故障錄波性、通信與顯示性。以下具體介紹其特性。
(1)安全保護(hù)性。它作為配電子系統(tǒng)最重要的性能之一,具有迅速隔離故障,保證供電可靠,免除更多住戶由此造成的損害。其中保護(hù)模塊又根據(jù)系統(tǒng)要求差異,分為過電壓、欠電壓保護(hù);三段式電流保護(hù);方向性電流保護(hù)三種形式。饋線需要采用三段式電流保護(hù),在關(guān)鍵線路上應(yīng)要求進(jìn)行自動(dòng)重合閘控制。
(2)準(zhǔn)確測量性。它主要表現(xiàn)在測控系統(tǒng)對電壓、電流功率因數(shù)、有功功率、無功功率、電網(wǎng)頻率等參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測與計(jì)量。
(3)實(shí)時(shí)控制監(jiān)測性。它可以完成系統(tǒng)開關(guān)的基地控制動(dòng)作,三相多次合閘及實(shí)時(shí)檢測開關(guān)的工作狀態(tài)等工作。
(4)記錄事件和故障錄波性。它能記錄下故障的類型、發(fā)生故障的時(shí)間、故障的最大值、故障前后的波形及主要開關(guān)狀態(tài)等多個(gè)方面的信息,并能及時(shí)準(zhǔn)確的對發(fā)生的故障進(jìn)行分析處理。
(5)通信和顯示性。它可以通過通信接口向控制中心提供設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和線路的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),由顯示屏直觀顯示控制器運(yùn)行狀態(tài)、發(fā)生的故障、通信狀態(tài)及開關(guān)狀態(tài)等信息。
2.2 智能控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)途徑。
智能控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是利用支持微機(jī)保護(hù)裝置、智能斷路器、網(wǎng)絡(luò)儀表、智能電壓傳感器、智能電流傳感器、智能型的頻率、功率、功率因素傳感器對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,通過I-DG及現(xiàn)場總線將這些數(shù)據(jù)經(jīng)EIC和SCM傳輸給管理層,在管理層內(nèi),通過與預(yù)先設(shè)定的正常值進(jìn)行比較,判斷配電系統(tǒng)運(yùn)行是否正常,并對異常情況進(jìn)行報(bào)警和記錄。又通過EIC和SCM合理控制,經(jīng)現(xiàn)場總線控制現(xiàn)場設(shè)備使智能化小區(qū)配電監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中控制得以實(shí)現(xiàn)。
2.3智能控制技術(shù)與其他技術(shù)的不同之處
智能化控制技術(shù)是通過局域網(wǎng)及上級計(jì)算機(jī)調(diào)度端的聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)資源的共享,能進(jìn)一步完善、強(qiáng)化能源計(jì)量和考核;能預(yù)防、防止事故的發(fā)生并可以最大限度的縮短設(shè)備的停電和檢修時(shí)間,以保障整個(gè)配電系統(tǒng)的安全和可靠運(yùn)行。
3 照明子系統(tǒng)的控制技術(shù)
照明系統(tǒng)主要包括生活照明和景觀照明兩部分。生活照明包括室內(nèi)照明、路燈照明、樓道照明的等,它保證了居民的正常生活。而景觀照明為小區(qū)居民生活提供一個(gè)更加優(yōu)美、舒適的居住環(huán)境,為居民生活增添光彩。
3.1 照明控制技術(shù)的前景
由于傳統(tǒng)的照明控制方法采用的是時(shí)間控制,對開燈關(guān)燈的時(shí)間設(shè)置都是一定的,不管是夏天還是冬天,是陰雨天還是晴天,開關(guān)燈時(shí)間是一定的,這不僅給人們的行走造成不便而且也造成了能源上的浪費(fèi),與現(xiàn)在提倡的節(jié)能減排、綠色環(huán)保相背。于是照明控制的智能技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,正好迎合了當(dāng)今智能化小區(qū)的發(fā)展趨勢。
照明智能化控制可以根據(jù)設(shè)置要求采取不同的供電方式,來達(dá)到不同時(shí)間、照度的要求。這種方式不但能很好的保證照明要求,而且還能夠合理使用電源,有效節(jié)約能源,降低配電網(wǎng)的運(yùn)作成本及維修等方面的費(fèi)用。
由于照明智能化控制技術(shù)尚存在不足之處,其不足之處主要表現(xiàn)在對各個(gè)照明點(diǎn)安裝聲控或光控的智能控制器,感應(yīng)周圍環(huán)境的聲音或光線對照明點(diǎn)的控制效果不能達(dá)到集中統(tǒng)一控制。這就要求我們開發(fā)出更先進(jìn)的控制方式來滿足人們的高質(zhì)量生活。
3.2 照明智能控制系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用
(1)控制系統(tǒng)中利用式控制技術(shù)不僅能對住宅小區(qū)公共照明系統(tǒng)進(jìn)行控制和管理,增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性,實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能、降低管理難度及管理費(fèi)用等功能,還可以將住宅小區(qū)的照明系統(tǒng)分區(qū)、分系統(tǒng)進(jìn)行控制。道路、景觀等照明都可以采用分區(qū)自動(dòng)定時(shí)控制。
(2)智能控制系統(tǒng)的工作原理:它是利用各監(jiān)測點(diǎn)的光電等智能傳感器,搜集現(xiàn)場周圍環(huán)境的光線強(qiáng)度、設(shè)備的工作狀態(tài)等信息,轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號,通過C-DGP與現(xiàn)場總線,將這些信號經(jīng)EIC和SCM傳輸給管理層,由中央監(jiān)控裝置完成集選功能規(guī)定的操縱控制,并經(jīng)Ethernet總線由副控制器SCM實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的適時(shí)控制。另外,小區(qū)管理人員可以用中央監(jiān)控室的PC機(jī)來監(jiān)控管理照明系統(tǒng),它可以監(jiān)測到所有照明控制點(diǎn)和所有系統(tǒng)模塊的工作狀態(tài),并根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)重新編排照明場景控制程序或?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。
3.3 照明智能控制系統(tǒng)的優(yōu)越性
小區(qū)智能化照明系統(tǒng)采用智能控制技術(shù),它有著無與倫比的優(yōu)越性,其主要表現(xiàn)在:改善居民的生活環(huán)境,提高人們生活的舒適性;可以達(dá)到節(jié)能環(huán)保降及低費(fèi)用的目的;延長燈具的使用壽命,保護(hù)燈具,極大的降低了后期維修費(fèi)用。4 結(jié)束語
社會(huì)在發(fā)展,人們的生活水平也在不斷的提升,對居住的要求也越來越高,而配電控制系統(tǒng)以它安全、可靠、美化環(huán)境、節(jié)約能源及費(fèi)用等優(yōu)勢,逐步深入到人們的日常生活。由此希望相關(guān)部門能研發(fā)出更先進(jìn)的產(chǎn)品,提高住宅高新技術(shù)的含量從而提高人們的居住環(huán)境水平,來適應(yīng)21世紀(jì)現(xiàn)代化居住生活的需要。
參考文獻(xiàn):
中圖分類號:TB 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)45-0242-01
引言
調(diào)控一體化主要是指將電網(wǎng)調(diào)度同設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控兩個(gè)相對獨(dú)立的工種進(jìn)行綜合,進(jìn)而使電網(wǎng)調(diào)度與設(shè)備監(jiān)控工作能夠在同一場所內(nèi)進(jìn)行相關(guān)工作。通過調(diào)控一體化的建設(shè)不僅能夠在很大程度上所見工作程序,更能夠提升電網(wǎng)的運(yùn)行管理效率,有效提升電網(wǎng)調(diào)度以及設(shè)備監(jiān)控的工作效率與質(zhì)量,當(dāng)存在故障的時(shí)候能夠予以及時(shí)的解決,保障我國的用電穩(wěn)定性。
一.電力調(diào)控一體化的主要內(nèi)容
通常情況下,電力調(diào)控一體化主要就是指將電力調(diào)控與監(jiān)控進(jìn)行合二為一,借助于先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來達(dá)到智能化以及自動(dòng)化的工作目的。從性質(zhì)上來說,這種手段屬于一種變電站無人值班,運(yùn)維操作站少人值班以及監(jiān)控中心二十四小時(shí)值班的工作模式。一般來說,調(diào)控一體化的工作劃分主要分為兩部分,其一是調(diào)控,在專門人員的負(fù)責(zé)下進(jìn)行相關(guān)工作,主要針對于設(shè)備監(jiān)控以及遙控操作等相關(guān)工作的進(jìn)行。其二就是運(yùn)維,在專門工作人員的操作下對設(shè)備巡視工作以及檢查工作和作業(yè)應(yīng)急處置等相關(guān)工作予以履行。電力調(diào)控一體化屬于智能電網(wǎng)的試點(diǎn)項(xiàng)目,從某種程度上來說是對電力體系的監(jiān)控和調(diào)控,對于電力調(diào)控一體化的建設(shè)以及電力調(diào)控智能化和信息化建設(shè)來說具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,還能夠在很大程度上實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)監(jiān)控與維護(hù)的管理體系。在過去的很長一段時(shí)間內(nèi),我國的電網(wǎng)調(diào)度中心主要負(fù)責(zé)進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)度以及監(jiān)控和運(yùn)行維護(hù)等相關(guān)工作,工作的內(nèi)容比較繁雜,缺少一定的系統(tǒng)性。并且在責(zé)任的劃分上缺少明確性,這種現(xiàn)象嚴(yán)重影響到了工作人員的工作效率和工作熱情,對于我國電網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展來說具有重要消極作用。伴隨著我國電網(wǎng)事業(yè)的不斷改革和創(chuàng)新,電網(wǎng)事業(yè)取得了巨大的進(jìn)步和發(fā)展,對于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也進(jìn)行了重新的調(diào)整,這使得相關(guān)工作的難度得到了一定程度上的增加,在這樣的條件下企業(yè)要想提升自身的服務(wù)質(zhì)量,切實(shí)滿足人們對于電力的需求就應(yīng)當(dāng)加快調(diào)控一體化的建設(shè)力度,更加注重對工作任務(wù)的區(qū)分。事實(shí)上,電網(wǎng)調(diào)度中心所承擔(dān)的工作任務(wù)與傳統(tǒng)的管理模式之間其實(shí)并沒有存在較大差異,只不過是同時(shí)運(yùn)行維護(hù)站點(diǎn),對調(diào)度指令的分解和執(zhí)行予以負(fù)責(zé),將工作任務(wù)予以明確細(xì)分,確保調(diào)度中心的管理能夠?qū)崿F(xiàn)集中化、智能化,對各類資源予以有效地利用,最大限度上提升電網(wǎng)工作效率,減輕人員的工作壓力與負(fù)擔(dān),推進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。從特點(diǎn)上來看,電力調(diào)控一體化主要具有如下幾個(gè)特點(diǎn):首先,電力調(diào)控一體化能夠?yàn)榈貐^(qū)智能電網(wǎng)的發(fā)展提供一定借鑒和參考,作為智能電網(wǎng)的重要組成部分,其是根據(jù)設(shè)計(jì)水平年標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定的,各項(xiàng)指標(biāo)都能夠達(dá)到國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,在位智能電網(wǎng)發(fā)展提供參考的同時(shí)也為電網(wǎng)發(fā)的持續(xù)發(fā)展提供了一定空間。其二,電力調(diào)控一體化在安全性能上具有較高水準(zhǔn),在很大程度上實(shí)現(xiàn)了科學(xué)設(shè)計(jì)以及智能化和信息化等要求,能夠在很大程度上保障數(shù)據(jù)的傳輸安全,能夠集調(diào)度、集控以及計(jì)量和配電等為一體,最大限度上提升電網(wǎng)的工作效率。
二.智能監(jiān)控技術(shù)體系構(gòu)建過程中所面的問題
在社會(huì)科學(xué)技術(shù)大發(fā)展的背景下,當(dāng)前很多城市的配電網(wǎng)都處在了從架空線向電纜轉(zhuǎn)變的時(shí)期,逐漸完成配網(wǎng)線路電纜化。在這種環(huán)境下,電網(wǎng)管理將會(huì)涉及到架空線、電纜以及開關(guān)站等各個(gè)部門,這在很大程度上加大了電網(wǎng)管理的難度,對于智能監(jiān)控技術(shù)體系的構(gòu)建來說也起到了重要的阻礙作用。為了能夠切實(shí)強(qiáng)化職能監(jiān)控技術(shù)體系的構(gòu)建,解決電力調(diào)度中所存在的問題我們應(yīng)當(dāng)對舊的管理制度進(jìn)行完善和發(fā)展,對電力調(diào)度一體化以及上層建筑的管理機(jī)制和工作流程等相關(guān)手段進(jìn)行有效整合,促使電網(wǎng)管理實(shí)現(xiàn)集約化和效率化。另一方面,就我國現(xiàn)實(shí)情況來看,在許多城市的配網(wǎng)維護(hù)部門都存在分散的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象在一定程度上影響到了相關(guān)數(shù)據(jù)的保存,極易造成數(shù)據(jù)資料管理混亂的局面。此外,由于我國電力事業(yè)長期受到人力調(diào)控模式的影響,這種分散式的管理體系對于智能化管理模式來說在無形之中加大了難度,造成電力系統(tǒng)中普遍存在盲目調(diào)控的問題。就我國目前的情況而言,在日常的調(diào)控操作中仍然有很大一部分工作依賴于過去的經(jīng)驗(yàn)和傳統(tǒng)方式來進(jìn)行當(dāng)前的管理,這并不符合電網(wǎng)智能化、信息化要求。這也直接導(dǎo)致電網(wǎng)智能化的持續(xù)發(fā)展很難得到實(shí)現(xiàn),并且在配網(wǎng)架空線路的開關(guān)變更和分網(wǎng)環(huán)境下很有可能因?yàn)楝F(xiàn)場情況而產(chǎn)生各種意外情況,這些問題很有可能超出了控制范圍,加大了調(diào)控難度。針對于當(dāng)前電力系統(tǒng)調(diào)控一體化的智能監(jiān)控技術(shù)體系來說,要想做好構(gòu)建工作,使其作用和影響得以充分發(fā)揮就必須解決當(dāng)前存在的各種問題。
三.關(guān)于電力系統(tǒng)調(diào)控一體化的智能監(jiān)控技術(shù)體系構(gòu)建
針對于智能監(jiān)控技術(shù)體系的構(gòu)建來說,要想使其能夠適應(yīng)于社會(huì)的發(fā)展需要就應(yīng)當(dāng)對管理模式上的問題予以解決,強(qiáng)化電網(wǎng)管理模式,實(shí)行以GIS為基礎(chǔ)的調(diào)控體系。在智能監(jiān)控技術(shù)體系環(huán)境下,GIS平臺中的配網(wǎng)調(diào)控能夠在很大程度上沖破傳統(tǒng)管理模式的束縛和阻礙,連接上配網(wǎng)自動(dòng)化的信息就能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控與調(diào)控的有效結(jié)合。與此同時(shí),在進(jìn)行技術(shù)管理與應(yīng)用的同時(shí)還應(yīng)當(dāng)注重電力企業(yè)管理團(tuán)隊(duì)的建設(shè)和發(fā)展,大多數(shù)情況下好的團(tuán)隊(duì)都能夠更好的將工作人員的積極性調(diào)動(dòng)起來,進(jìn)而使個(gè)人的作用和價(jià)值得到最大限度的發(fā)揮。而針對于電力調(diào)控中盲目調(diào)控的現(xiàn)象來說,我們還應(yīng)當(dāng)在自動(dòng)化的設(shè)備商應(yīng)當(dāng)先進(jìn)的SCADA系統(tǒng),更好的實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)控。從一體化的角度上來分析,SCADA系統(tǒng)的技術(shù)升級就相當(dāng)于電力調(diào)控的一體化,各系統(tǒng)和調(diào)控平臺數(shù)據(jù)還應(yīng)當(dāng)以數(shù)據(jù)為中心,確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性。除了軟件方面的發(fā)展和完善外,還應(yīng)當(dāng)注重設(shè)備的維護(hù),對遠(yuǎn)動(dòng)、一次設(shè)備以及變電站安防等多種系統(tǒng)進(jìn)行更新和改造,保證電力系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)信息能夠得到及時(shí)的傳輸。
結(jié)束語:伴隨電力行業(yè)的繁榮發(fā)展,相關(guān)技術(shù)手段也得到了更多的應(yīng)用,當(dāng)前我國大多數(shù)地區(qū)都已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了電力自動(dòng)化。而電力調(diào)控一體化正是智能電網(wǎng)發(fā)展的重要項(xiàng)目之一,雖然其目前的發(fā)展尚不成熟,但是我們應(yīng)當(dāng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的問題,借助于科學(xué)技術(shù)來予以解決,促進(jìn)電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
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