自動化技術的發展范文

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中圖分類號TP3 文獻標識碼A 文章編號209 5―6363（2017）03―0042―02

1自動化技術概論

在科學技術快速發展的今天，各種高端技術不斷被發明創造，可謂是百花齊放，而自動化技術就是這姹紫嫣紅的科技萬花筒中一朵璀璨的奇葩。說起自動化技術它與人們生活密切相關，生活中處處都有著自動化技術，并大大改善了人們的生活質量、工作和生產方式，而且影響正日益增大。自動化技術在各行各業中被廣泛的運用，如生活中的全自動洗衣機、智能控溫空調等，人們只需提前設定好最優期望值，剩下的工作由機器自動完成。

2自動化的核心

2.1最簡單的控制――開環控制

在自動控制中，開環控制是自動控制中最簡單的控制方式，日常生活中開環控制方式的應用隨處可見，其中電磁爐就是一個常見的例子。如圖1，是一個以開環控制方式的電磁爐加熱系統框圖。

圖1所示的控制方式之所以稱為開環控制，是因為輸出變量（爐溫）沒有反饋到系統的輸入端，輸入信號（控制電壓）僅通過系統單向傳遞到輸出信號（爐溫）就終止了，沒有閉合回路使輸出、輸入變量有反向聯系。這種控制系統的特點在于不論輸出量有多大變化都不會對系統的控制作用產生任何影響。開環控制系統難以克服的缺陷是抗干擾能力差（含外部干擾和內部干擾），但同時也具有許多優點，主要為是成本低廉，結構簡單，調整方便等。適用于擾動影響小和對控制精度要求不高的場合，開環控制系統的組成可分為按系統的擾動控制方式組成和按系統的給定量控制方式組成，開環控制有經常被稱為前饋控制或順饋控制。

2.2自動控制的精髓――反饋控制

在前面提到的開環控制方式的基礎上，當把系統的輸出變量（爐溫）通過反饋回路反饋到系統的輸入端，并根據輸出量的波動調整輸入量就形成了反饋控制，如圖2是一個以反饋控制方式的電磁爐加熱系統框圖。

在反饋控制系統中，通過檢測爐溫反饋回輸入端不斷調整控制電壓就能使爐溫基本穩定，達到穩定的期望值。反饋控制方式的本質是按偏差（給定電壓與反饋電壓之差）進行的一種特殊控制方式，與開環控制相比明顯的特點是當被控量偏離期望值而波動產生一個相應的誤差時，系統便相應的產生一個反饋量去減小或消除這個偏差，使被控量與其期望值逐步靠近，并最終達到相對穩定。該種控制方式的特點是控制精確度較高，但系統結構復雜，且系統的性能分析和設計也較困難，反饋方式可分為正反饋之和負反饋，但在實際的控制系統中很少采用正反饋。在反饋控制系統的基礎上增加一個補償控制，這種將開環控制與閉環控制二者相結合形成的自動控制方式稱為復合控制，復合控制對波動較大的擾動幅度能夠更迅速、更靈敏地進行補償和抑制，抗干擾和控制精度性能與反饋控制相比更優良。

2.3最簡單的控制方法――PID控制

HD控制的歷史久遠，比例控制是最早采用的控制方式，這種控制方式較為簡單，后來通過實際生產生活中遇到的問題逐步針對性的引入了積分控制和微分控制，即形成了著名的PID控制。

HD其工作的本質是對系統的誤差進行比例放大、積分、微分后通過一定的方式合成為新的控制量，以e（t）表示系統的誤差，以u（t）表示系統的控制量，HD的控制規律可以表達為：

在控制系統中積分控制一般不單獨使用，而是和比例控制相互組合成PI調節器；由于微分控制作用反映的是系統的變化率，因此微分控制只在系統的動態變化過程中起作用，微分控制不獨立使用，而是和比例積分控制一起組成PID調節器，有時也和比例控制組合成PD調節器。PID控制應用廣泛，通用性強，但也有它的缺點和局限性。

3自動化技術的發展

自動化技術的發展凝聚了無數科學家的經驗、智慧與汗水。在“蒸汽時代”過后，隨著電磁感應、發電機、電磁波等的發明和應用，人類進入“電氣紀元”，在生產設備中，廣泛的采用各種接觸器、斷路器、放大器、電磁調速器等各種的電子和電氣控制裝置，大大改善了工廠的自動化水平。19世紀末至20世紀中葉是自動化技術和理論發展的頂峰時期，一些被沿用至今的經典方法在這一時期被提出來，如李雅譜諾夫（Lyapunov）提出關于運動穩定性的分析方法，奈奎斯特（Nyquist）的基于系統頻率響應特性的分析方法，伊萬思（Evans）分析系統性能如何隨增益變化而變化的根軌跡法等。以單輸入、輸出系統為核心的經典控制理論逐步被運用到自動化技術中。

計算機的出現加速了自動化技術的發展，自動化技術發生了根本的轉變。如在不改變硬件設施的前提下，僅需改變事先設定好的程序，即可實現簡單自動控制，也能夠實現很復雜的最優控制和模仿人類智能的高級控制，使控制系統到達最佳的狀態，正因如此，計算機被廣泛運用于自動化系統的控制調節裝置中，這被稱為自動化技術的數字化、計算機化。在中國制造2025中，機器人領域的發展是自動化技術發展中的一個重大發展趨勢，中國已成全球最大的機器人市場，但缺乏核心技術仍是制約中國機器人發展的桎梏。

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關鍵詞：機械自動化技術；實用化；高效率

機械自動化主要是指機械制造過程中大范圍的推廣應用現代的自動化技術，以此促進原材料加工流動速度。廣泛應用機械自動化技術是制造業的一次重大飛躍，不僅對我國整體的制造業發展產生有利影響，同時也顯示出國民經濟上升程度及工業發展高度。因此，應立足于我國的基本國情，綜合考慮機械制造業的發展情況，完善基礎工作，全力推進機械自動化技術的發展已經勢在必行。

1.機械自動化技術的實際應用

機械自動化技術應用于社會生產，對生產質量及產品生產力帶來極大的提高作用，縮短生命周期的同時減少生產成本，有利于社會效益以及企業效益的相互統一。

1.1.加工自動化

生產過程中應用自動化的加工系統，可以實現連續生產，循環加工，自動化的裝卸工件。通過這種加工形式，能夠徹底取代傳統相對繁瑣復雜的人工勞動，并可降低生產中所出現的失誤率，使產品質量以及產量獲得明顯提高。

1.2.檢測自動化

現代化的科技不斷發展，制造業中也不斷應用先進的加工設備、新型材料及刀具，導致產品在檢測上難度增加。過去采用人工進行的檢測方法已經明顯不能滿足現代社會的發展需要，因此，自動化的檢測程序應運而生并且納入到產品的制造中，利用電流信號或者神經網絡等對刀具磨損程度及狀態進行識別，同時實現智能化的系統設備診斷[1]。

1.3.裝配自動化

裝配實現自動化主要是指根據相關的技術要求，將零配件通過包括搬運、調試、檢驗以及組合在內的多道程序，最終完成成品的一種工藝流程。裝配自動化能夠提高產品質量，降低故障率的發生。此外，傳統的人工復雜操作被現代的自動化系統所取代，大大提高了產品效率與產品質量，這也是機械自動化技術應用于生產中的重要形式。

2.機械自動化技術的發展趨勢

2.1.機械自動化發展實用化

應用是制造技術發展的終極目標，所以，機械自動化技術發展應當將企業生產的實際需要與技術發展的需求作為首要的出發點。自動化的生產技術只有適應于生產產品，企業的經濟效益以及社會收益才能實現。立足于實際，強化技術發展的實用性，徹底改變過去一味盲目追求自動化的理念，注重自動化為國民經濟帶來的實際效益。相應的，若機械自動化技術對國民經濟發展并不能起到積極的促進作用，此時應需要考慮將自動化的速度放慢，畢竟機械生產所追求的是效益而非速度。目前，制造業雖然存在較大規模，但是基礎卻并不是十分扎實，而且機械自動化技術在具體的生產應用方面明顯欠缺。自動化的水平、綜合實力的大小，可以直接反映一個國家制造業的實際能力狀況，也體現出國家綜合國力的強弱。分析世界各國目前機械自動化的實際發展情況，排除特定的生產部門，大多都處于初級的操作時期，我國的機械自動化技術同樣也應當循序漸進，夯實基礎、抓住機遇、創造條件、堅持不懈，向高級的自動化階段跨入[2]。

2.2.機械自動化技術發展符合國情

大量國內外的發展經驗均深刻說明，機械自動化技術屬于一個系統性的過程，它由簡單逐步向復雜過渡，由低級向高級過渡，由不完善逐漸過渡到完善。真正采用控制器操作機器后，機械化的生產方式已經逐漸轉變為利用計算機或者數字實現自動化控制。只有自動化的工廠成立并且投入生產，真正的自動化才會實現，生產效率全面提高，從而步入高級的自動化階段。上個世紀國際上已經提出自動化技術的發展概念，并大量使用于冷加工中，60年代后對市場競爭的變化需求逐漸適應。諸多實踐表明，我國當前的自動化技術發展中人力資源、物質技術等方面尚未做好充分準備，若強制性的推行不僅達不到預期效果，還有可能產生不利影響。因此，機械制造業的發展應全面吸取國際實踐經驗與先進的技術理論，以實際需求為出發點，銳意進取，改革創新，發展適合我國國情的機械自動化技術，根據需要進行制造，獲取成功經驗后再廣泛推廣應用[3]。

2.3.機械自動化技術效率高、成本低

針對現階段我國機械自動化技術的發展情況而言，發展成本低、技術高、潛力大的自動化技術事半功倍，這就要求機械自動化技術向網絡化以及虛擬化方向發展。網絡技術大規模的普及為制造企業帶來諸多機會，零件制造、材料選擇、產品設計與市場開拓均可通過異地或跨國開展。此外，通訊技術發展日新月異，提高了信息的交流效率，有利于產品開發合作，同時汲取全新的經驗、技術、理念、方法，保證優良的制造工藝，縮短生命周期與投資成本，實現生產車間的規劃生產、組織管理、物流及供應鏈的仿真建模，推動企業走向合作競爭、互利共贏之路[4]。

2.4.機械自動化技術發展走向綠色化

目前，環境問題直接威脅著人們的生存發展，特別是資源開發與環境保護的矛盾日益突出，機械制造業的發展耗費了大量社會資源，造成影響惡劣的環境污染。由此可見，機械制造業的未來發展，應堅持人與自然和諧發展的可持續戰略，研究開發綠色制造，在生產、回收與管理的過程中，減少排放，提高能源的利用效率，降低對環境造成的負面影響，積極落實科學發展觀。

3.結束語：

機械制造業在工業生產過程中占據重要地位，其發展水平有力的體現一個國家的工業發展程度。我國需要對制造業高度重視，投入充足的物力人力，以更好的促進機械自動化技術更新發展，實現科技強國。

參考文獻：

[1] 陳明.機械自動化技術的應用現狀及發展趨勢[J].河南科技，2012，41（02）：47-51.

[2] 王沁慷，張貴龍.淺談我國機械自動化技術的現狀及發展趨勢[J].黑龍江科技信息，2011，15（04）：225-227.

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關鍵詞：機械自動化；技術；發展

如何發展我國的機械自動化技術， 這里有個技術政策問題， 應實事求是， 一切從我國的具體國情出發， 做好各項基礎工作， 走中國的機械自動化技術發展之路。

一、結合我國國情， 發展現代機械自動化技術

國內外的工業發展史告訴我們， 實現機械自動化是一個由低級到高級、由簡單到復雜、由不完善到完善的發展過程。當機器的操作采用自動控制器后， 生產方式才從機械化逐步過渡到機械控制（ 傳統） 自動化、數字控制自動化、計算機控制自動化。只有建立了自動化工廠后， 生產過程才能全盤自動化， 才能使生產率全面提高， 達到自動化的高級理想階段。

跟蹤國外先進技術發展， 結合實際地研制、推廣和發展適合我國國情的CIMS 技術是必要的。我國目前應在消化吸收、融匯貫通國際上有用的自動化技術理論的基礎上， 努力做到從我國機械制造業的實際情況出發， 發展創新， 形成有國情特征的發展自動化技術理論和學說， 進行圍繞計算機技術的柔性自動化技術開發研究， 以適用為前提， 急需什么就解決什么的企業應用項目， 取得實踐經驗再推廣應用。國外（ 如歐洲中等發達國家） 目前發展的也是局部集成， 如CAD/ CAPP/ CAM 的集成， CAD 與MIS 的集成， MI S 與MHS 的集成等。實行效益驅動的政策， 投資上有能力支持， 待將來條件成熟時實現適合我國國情及企業特點的適度集成。

二、結合生產實際， 注重實用發展機械自動化技術

先進制造技術的全部真諦在于應用。發展機械自動化技術， 應以企業的生產和技術發展的實際需要及具體條件為導向。只有對合適的產品采用與之相適應的自動化方式進行生產， 才能收到良好的技術經濟效益和社會經濟效益。我國發展機械自動化技術， 應結合實際， 注重實用， 即對國民經濟產生實際效益。那種盲目搞自動化、搞自動線的做法， 全年生產任務只需1-2個月就完成的低負荷率生產也要搞的傾向應當糾正， 對國民經濟不產生顯著促進、效率低下的要緩搞。我們要的是效益， 而不單純是速度。

又如我國的鑄造造型線品種不少， 引進的多達一百幾十條， 從緊實原理、PC 機控制到布線方式都是先進的， 可以說當今世界上幾乎所有的各類先進造型線都引進了， 但能在生產中長期服役的生產線很少， 相當數量的引進造型線長期閑置， 沒有發揮實效。國產造型生產線因產品質量差、可靠性低、實用性差， 開工率一般僅在50% - 60%。而能在生產中長期服役的主力生產線很少， 像第一汽車制造廠的01 線、第二汽車制造廠的BMD 線等具有全年開工業績的線更是鳳毛麟角 。這種現象不屬偶然或局部， 而是帶有普遍性。

三、發展投資少、見效快的低成本自動化技術

發展低成本自動化技術， 潛力大， 前景廣， 投資省， 見效快， 提高自動化程度， 可以收到事半功倍的經濟效果， 適合我國現階段的發展需要和國情。借鑒國外發展機械制造業低成本自動化技術的經驗是有益的。我國機械制造業各企業有大量的通用設備， 在發展現代機械自動化技術時， 若以原有的設備為主， 合理調整機床布局， 添加少量的數控設備， 引入CAD/ CAM 技術， 充分發揮計算機自動化管理的優勢和人的創造性， 共同構成一個以人為中心、以信息自動化為先導、樹立自主的單元化生產系統， 為我國機械制造業自動化技術發展應用提供了一條投資少、見效快、效益高、符合我國國情的機械自動化技術發展應用新途徑。通用機床局部自動化改裝有重要意義。

近期內我國對成本低、維修方便的通用機床的需要量還是不會急劇下降的， 因為有廣大的鄉鎮企業市場， 有小工廠、試驗室、大型企業的工具車間等。目前我國機械制造業的企業里有各類通用機床多達320 多萬臺， 其中有不少高性能的生產設備， 但由于缺少必要的輔助裝置、控制裝置、實現自動工作循環裝置等， 而使這些設備的自動化程度很低。若對某些機床增加或配置如自動上下料裝置、刀具及機床的自動工作循環系統等， 可實現單機加工過程的自動化或半自動化； 對于有些如多刀半自動車床、液壓仿形車床、磨床及齒輪加工機床， 配置自動料倉和工件自動裝卸裝置等， 就可實現加工過程自動化。通用機床自動化改裝， 是實現大批量生產單機自動化或生產線自動化程度的重要途徑之一， 在產品更新換代頻繁的多品種中小批量生產中， 最經濟地提高自動化程度， 也有較好的經濟效果。

四、抓好基礎， 注重配套發展機械自動化技術

現代自動化技術在機械制造中的應用就是在控制理論的指導下， 對生產的物流和人的作用進行綜合的研究， 涉及到機械技術、微電子技術、自動控制理論和計算機技術等。發展機械自動化技術， 必須主要地關注電子學、電子計算機技術、零件檢測和機床裝料自動化， 廣泛采用程序數控機床， 以及研制高效的和可靠的自動化生產線、計算機應用于生產的信息系統和自動化控制系統等。發展應用機械自動化技術， 要扎扎實實地抓好自動化技術應用項目的基礎工作和從實際出發的推廣應用工作， 既要發展主機， 也要配套發展自動化元件及控制系統。可編程控制器、微處理機、各種傳感器、新型刀具、控制系統及系統軟件、電子計算機等將是今后機械自動化的主要技術基礎。

五、總結

我國機械制造業發展應用自動化技術， 不但要起點高， 瞄準世界先進水準， 包括國際領域內已展露鋒芒的某些新技術， 而且必須包括各種靈活的低成本、見效快的自動化技術， 堅持提高與普及相結合的方針， 我國的機械自動化技術發展應用才能健康地走上高速度、高質量和高效益之路。在我國完成無人化的工廠將恐怕不是機械制造業的主要發展模式， 也不是機械自動化技術發展應用當務之急的事。這就是中國的機械自動化技術發展之路。

參考文獻：

[1]羅振壁，制造的革新與自動化， 中國機械工程學會三十五周年年會論文集，北京：機械工業出版社， 1996

[2] 國家自然科學基金委員會， 機械制造學（ 冷加工） ， 北京： 科學出版社， 1994

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[關鍵詞]電力系統；調控；自動化技術；發展；應用

中圖分類號：TM734 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）33-0392-01

隨著時代的發展和科學技術的進步，我國開始將先進的科學技術應用到電力調度自動化系統中，促使遙測、遙信以及遙調和遙控功能等得以有效實現。近些年來，在很大程度上完善和發展了電力調度自動化系統，在電網中，出現了越來越多的電網存取數據，電力調度自動化系統的智能化程度越來越高。科技和經濟的發展促使人們對電力系統提出了更高的要求，因此，保證電力系統的安全與穩定至關重要。科技帶動了電力自動化的發展并取得了良好的效果。電力系統取得良好快速的發展取決于電子自動化的運用。電子調控自動化的運用解決了電力工程中許多的問題和矛盾。隨著自動化技術的發展，電力系統必將得到更廣泛的完善和發展。下文便從電力調控自動化技術的含義、發展及應用幾個方面來介紹。

1、電力調控自動化技術的含義

電力調控自動化技術是應用電子技術、信息處理技術及網絡通信技術等的電力自動化技術的保障。也就是說，電力調控自動化技術是為了保障電力系統的供電質量以及穩定運行，這樣可以使企業的經濟效益和管理效能得到提高。電力系統的主要構成環節有：發電、輸電、變電和配電等。因此，為了確保其安全的運行，必須加強對一次設備的在線監測和調度并將計算機監控系統，如測控裝置、變電站等作為二次設備已確保其安全穩定的性能。綜上所述，電力調控自動化技術就是通過遠程通信信息技術對電網進行實時信息的了解，確保電網的正常運行和安全穩定，估算其運行狀態及負荷量以保證電網的正常工作。？

2、電力調控自動化技術的發展趨勢

2.1電力調控自動化技術更加信息化

由于互聯網儲量大、信息傳送快等特點使互聯網與人們的生產生活緊密聯系在一起。因此，為了實現數據的大量傳輸，快速實現總調控室與其他單位的連接，就需要建立相應的數字通信系統。要使電力系統實現自動化，即無需人為操作，就可以使電力系統安全平穩的運行，既可節約成本又可以有效提高自動化生產的水平。我國的自動調度技術較發達，因此，若我國的電力系統能夠實現生產的自動化以及管理的信息化，則能夠及時安全的獲取所需信息，從而提高管理效率。綜上所述，信息化技術給電力調控自動化技術提供了發展空間，是電力調控自動化技術的一個發展方向。

2.2電力調控自動化技術更加智能化

所謂電力調控自動化技術就是可以達到遠程調控的作用，使調控過程更加智能化。也就是說，不但要使調控技術遠程化，還要使調控技術可視化。通過可視化技術，使電力調控的各項數據都在技術人員面前顯示出來，技術人員可以直接讀取所需數據，電網中的數據更加靈活實時的呈現在眼前。技術人員可以遠程調控的同時實時獲得調控的具體數據。因此，這就需要智能化的人機界面。人機界面越合理越能減少技術人員的失誤，就能夠保證數據調控的正確性和準確性，減少不必要的經濟損失。因此，發展智能的人機界面，會讓電力調控自動化技術更加智能化。例如：盡力DMS系統。這種系統就是綜合管理數據庫的系統，可以管理數據庫的建立、完善和使用，對數據庫進行統一管理和維護，以實現安全穩定的運行。同時，有了這個數據庫，技術人員可以隨時調取數據，實現對電力控制的智能化。

2.3電力調控自動化技術更加市場化

市場經濟的發展使得市場運營與電力調控自動化技術緊密的聯系在了一起。安全的電網運行、電力自動化系統特有的管理方式以及以節約能源為目的的高效的用電方式等，使得更多的市場因素融入到了電力調控自動化技術中。這樣就使電力調控自動化技術走進了市場，這也是電力調控自動化技術的一大發展方向。

2.4電力調控自動化技術更加安全化

電力系統安全運行是電力調控技術自動化的重要保障。傳統的人為操作方式會有很多失誤，而電力調控自動化技術可以代替人為操作，保證了調控參數的準確性和穩定性。電力調控一旦實現自動化，那么操作人員只需要根據所需參數設置調控數據，無需擔心因為人為的計算和考察而造成的不必要的誤差或者錯誤。精密的計算方式會讓數據更加準確，從而徹底的減少了不必要的錯誤，與此同時，也終會使得電力系統更加安全的運行和調控。這也反過來使得電力調控自動化技術走向更加安全的趨勢。

3、電力調控自動化技術的應用

3.1電力調控自動化技術在變電站的應用

變電站的自動化技術就是指利用先進技術代替人工操作，這樣做可以帶來許多優點，比如：生產誤差得以減小、生產效率得以提高、檢測范圍得以擴大以及可以達到安全運行的目的。也就是說，變電站的全面監視內容以及控制變電的各種儀器設備都可以通過其他自動化儀器智能調節，無需人為變動，替代了電磁設備，使得電力調控自動化技術的應用更加廣泛。此外，應該逐漸淘汰對電力信號電纜的使用，取而代之的是數字化、網絡化的設備，也就是計算機電纜或者計算機光纖。全部的監控過程均可以通過屏幕視覺化。另外，運行記錄、數據統計記錄等均可以實現自動化。綜上所述，變電站的自動化會帶動電網調度的自動化，在滿足自身需要的同時，使得電力調控自動化技術應用到更廣泛的實際中去，以期實現自動化的工程。

3.2電力調控自動化技術在發電廠的應用

一般情況下，發電廠的自動控制的無功功率的增減、利用計算機遠程控制站內各組織的的運行以及對場內各個運行的設備的檢測等構成了發電廠的自動化。發電廠內利用自動化可以確保電力系統的安全運行的性能正常，有助于利用計算機遠程監測電力設備，從而保證各個設備的安全穩定的運行。因此，電力調控技術在發電廠中的應用保證了發電廠的自動化技術的安全運行，從而可以減少失誤，提高經濟效益。

3.3電力調控自動化技術在電網調度中的應用

電網調度控制中心的計算機、網絡和服務器是電網調度自動化的主要設備。但是，由于在廣域網連接的過程中，廣域網主要由電力系統的連接到終端設備上，因此，在電網調度中合理應用自動化技術可以實現對數據的實時采集和分析，使電網安全運行的同時可以實現控制自動發電。除此之外，對于可能出現的緊急情況，電網可以做出合適的調整，以確保整個過程都能安全的運行。在安全穩定的運行的同時還可以滿足市場的需要。因此，電力調控自動化技術在電網調度中可以起到關鍵性的作用。

4、總結

隨著現代社會和經濟的迅速發展，對電力供應服務的要求越來越高。現在人們要求電力供應要更加安全、可靠、穩定、經濟。因此，電力調控自動化技術就顯得越來越重要。現在，電力調控自動化技術趨于信息化、智能化、市場化、安全化，電力調控自動化技術正在一步一步的邁向成熟。為了滿足人們日增長的物質文化需要，我們還需要不斷改進自動化技術，使其更加成熟穩定，為國民建設創造更大的價值。

參考文獻

[1]曹國偉.電力系統自動化發展探析[J].價值工程，2013，（36）：41-42.

[2]耿旭東，劉洋.探析電網調度監控優化信息的分類及其展示[J].大科技，2013，（36）：204-205.

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關鍵詞：電力系統；自動化；技術應用

0引言

隨著國家經濟的發展，建筑、交通等各大行業逐漸發展起來，并成為了國民經濟的支柱，與此同時，每天的工業能耗也在不斷加大。日益提高的經濟水平也改變了人們的消費模式，家庭能源消耗持續上漲，這些情況將會成為我國未來經濟環境發展的一個表現形式，并將持續，這給中國的能源保障和環境保護提出了新的的要求。雖然我國已經在計劃使用核電、水電和天然氣，但中國主要的燃料消耗形式還是煤炭，在發電上也主要依賴火力發電。加上常規的電力管理系統不完善，如何使電力系統控制自動化就成為了一個重要的研究課題。本文章從主要的電力自動化技術出發，對電力控制的發展趨勢做了詳細分析。

1現代電力自動化技術的發展

在最近的10年中，世界經濟有了快速發展，科學技術也成為這個時代的代表，配電自動化系統的發展也有了新的進步，在這樣一個知識經濟與科技并存的時代，電網的發展要有先進性，與時俱進。因此，配電網的網格化程度越來越高，僅依靠人的力量恐怕容易顧此失彼。于是，新一代的自動化系統就產生了，即智能配電系統應運而生。

1.1智能配電系統在配電網發生故障時的作用

當一段饋線發生故障時，智能系統能判斷出故障區域，并隔離故障區域，促進故障區域恢復正常，實現正常供電，這樣不僅縮短了停電時間、減小了停電面積，還能提高供電的質量和可靠性。如果配電網遭受了破壞性的影響，(如主變電站失壓、超高壓盡先失壓或1OkV母線故障等并且在高壓側難以快速恢復時)，人工智能可以生成負荷批量轉移策略，在保證供電和不損害設備的情況下，利用一些列的遙控操作將受影響的負荷轉移N-=I-故障線路，預防大面積的停電。

1.2智能配電系統在配電網正常運行時的作用

電網在運行中，其中的負荷分布是不均衡的，有的時候是極其不均衡，這樣就降低了配電線路和設備的利用率，對線路的損害程度也增加了。通過人工智能的使用，就能找到一種優化運行方式，將負荷從重負載甚至是過負載轉移到輕負載饋線上，這樣轉移可以提高負載饋線的利用率，提高了配電網的供電能力。智能配電系統還能隨時對遙控配電網開關進行網絡重構和電容器投切，在控制管理成本的基礎下改善電網運行的方式并降低電網的損壞。配電自動化是現代電力自動化發展的趨勢和方向，它不僅能最大限度的利用配電網，還能發掘其潛力，保證用戶的用電質量，讓電力公司在日常經營中獲得更多的經濟效益，并體現自身的社會價值和社會效益，因此，電力自動化系統的發展要遵循實用性、可行性、可發展性的原則，完成各種功能的綜合集結，實現資源的共享。目前，實現配電自動化所需要的技術已經成熟，電力公司還需要分析本公司配電網的潛能，并確定具體的實施方案。值得注意的是，每個電力公司都有自身的特點，必須根據其實際情況進行分析和制定自動化系統方案，只有符合我國國情、具有我國配電網特色的配電自動化系統才能發展壯大，并實現其價值。也可以說，配電自動化的發展是電力系統的一場技術革命，它的發展與完善給我國電力系統的發展帶來了積極作用和跨時代的意義。

1.3光電式電力互感器

很多發達國家已經成功研究出新型光電式和電子式互感器，國際電工協會已了電子式電壓、電流互感器的標準。而國內對于這項技術的研究也取得了較好的成績，目前的關鍵問題就是材料，由于受到溫度系數的影響會導致材料使用性能的不穩定。另外，光電互感器輸出的信號比電磁式互感器輸出的信號要小得多，一般是以毫安為單位，不能像電磁式互感器那樣可以利用較長的電纜線進行監控和保護，需要在就地轉換為數字信號后通過光纖接口送出，模數轉換、光電轉換等電子電路部分在結構上需要與互感器進行一體化設計。因此，電磁兼容、絕緣、耐環境條件、電子電路的供電電源就是技術難點。

1.4管理信息系統

根據自動繪圖和設備管理（AM/FM/GIS），含變電、配電、用電、檢索、決策、以及辦公自動化（OA）等在內的管理信息系統（MIS），這些都是早期作為離線管理系統而獨立運行的。現在，AM/FM已經成為一個獨立的地理信息系統（GIS）軟件產業，它能支持電力系統的開發和利用方面的軟件使用。信息科技的發展，電力行業已經實現了管理服務、管理信息（包括地理信息）為一體的新階段，甚至發展了SCADA/GIS系統。

2對電力系統綜合自動化發展評價

隨著生活水平的提高，人們對用電的安全性、穩定性提出了更高的要求，相應的，電力行業也在不斷完善自身，謀求發展。電力系統的技術能力已經實現了從局部到整體的轉變。現代電力系統自動化的發展趨勢主要傾向于在控制策略上日益向最優化、適應化、智能化、協調化、區域化發展；實現單元向區域的發展，例如SCADA（監測控制與數據采集）的發展和區域穩定控制的發展。并實現多功能、一體化的目標。

3總結

綜上所述，電力系統綜合自動化是一個集傳統技術改造與現代技術進步于一體的技術總體推進過程。雖然，它是以計算機的發展與信息一體化的使用為基礎的，需要各項科技的協同發展，但對于我國這樣一個電力需求大、電網建設復雜的國家來說，電力系統的自動化對國家電力發展有革命性的意義，在追趕先進技術的同時，必須主要相關技術的改進，有這樣才能保證電力系統綜合自動化的早日全面實現。

參考文獻：

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[3]夏明超，黃益莊，吳俊勇．變電站自動化技術的發展和現狀[J]．北京交通大學學報，2007，（5）．

篇6

隨著世界高科技的飛速發展和我國機組容量的快速提高，電廠熱工自動化技術不斷地從相關學科中吸取最新成果而迅速發展和完善，近幾年更是日新月異，一方面作為機組主要控制系統的DCS，已在控制結構和控制范圍上發生了巨大的變化；另一方面隨著廠級監控和管理信息系統（SIS）、現場總線技術和基于現代控制理論的控制技術的應用，給熱工自動化系統注入了新的活力。

[關鍵詞]

熱工；自動化；應用

1.DCS的應用與發展

火電廠熱工自動化系統的發展變化，在二十世紀給人耳目一新的是DCS的應用，而當今則是DCS的應用范圍和功能的迅速擴展。

1.1 DCS應用范圍的迅速擴展

20世紀末，DCS在國內燃煤機組上應用時，其監控功能覆蓋范圍還僅限DAS、MCS、FSSS和SCS四項。即使在2004年的Q/DG1-K401-2004《火力發電廠分散控制系統（DCS）技術規范書》中，DCS應用的主要功能子系統仍然還是以上四項，但實際上近幾年DCS的應用范圍迅速擴展，除了一大批高參數、大容量、不同控制結構的燃煤火電機組（如浙江玉環電廠1000MW機組）的各個控制子系統全面應用外，脫硫系統、脫硝系統、空冷系統、大型循環流化床（CFB）鍋爐等新工藝上都成功應用。可以說只要工藝上能夠實現的系統，DCS都能實現對其進行可靠控制。

1.2 單元機組控制系統一體化的崛起

隨著一些電廠將電氣發變組和廠用電系統的控制（ECS）功能納入DCS的SCS控制功能范圍，ETS控制功能改由DCS模件構成，DEH與DCS的軟硬件合二為一，以及一些機組的煙氣濕法脫硫控制直接進入單元機組DCS控制的成功運行，標志著控制系統一體化，在DCS技術的發展推動下而走向成熟。

由于一體化減少了信號間的連接接口以及因接口及線路異常帶來的傳遞過程故障，減少了備品備件的品種和數量，降低了維護的工作量及費用，所以近幾年一體化控制系統在不同容量的新建機組中逐漸得到應用，如浙江華能玉環電廠4×1000MW機組、臺州電廠2×300MW機組和安徽鳳臺電廠4×600MW機組均全廠采用西屋Ovation系統，國華浙能寧海電廠4×600MW機組全廠采用西門子公司的T-XP系統，大唐烏沙山電廠4×600MW機組全廠采用I/A系統，浙江樂清電廠4×600MW機組全廠采用ABB公司的SYMPHONY系統等。

控制系統一體化的實現，是電力行業DCS應用功能快速發展的體現。排除人為因素外，控制系統一體化將為越來越多的電廠所采用。

1.3 DCS結構變化，應用技術得到快速發展

隨著電子技術的發展，近年來DCS系統在結構上發生變化。過去強調的是控制功能盡可能分散，由此帶來的是使用過多的控制器和接口間連接。但過多的控制器和接口間連接，不一定能提高系統運行可靠性，相反到有可能導致故障停機的概率增加。何況單元機組各個控制系統間的信號聯系千絲萬縷，互相牽連，一對控制器故障就可能導致機組停機，即使沒有直接導致停機，也會影響其它控制器因失去正確的信號而不能正常工作。因此隨著控制器功能與容量的成倍增加、更多安全措施（包括采用安全性控制器）、冗余技術的采用（有的DCS的核心部件CPU，采用2×2冗余方式）以及速度與可靠性的提高，目前DCS正在轉向適度集中，將相互聯系密切的多個控制系統和非常復雜的控制功能集中在一對控制器中，以及上述所說的單元機組采用一體化控制系統，正成為DCS應用技術發展的新方向，這不但減少了故障環節，還因內部信息交換方便和信息傳遞途徑的減少而提高了可靠性。

2.全廠輔控系統走向集中監控

一個火電廠有10多個輔助車間，國內過去通常都是由PLC和上位機構成各自的網絡，在各車間控制室內單獨控制，因此得配備大量的運行人員。為了提高設備控制水平和勞動生產率，達到減員增效的目的，隨著DCS技術和網絡通訊功能的提高，目前各個輔助車間的控制已趨向適度集中，整合成一個輔控網（簡稱BOP 即Balance Of Plant的縮寫）方向發展，即將相互獨立的各個輔助系統，利用計算機及網絡技術進行集成，在全廠IT系統上進行運行狀況監控，實現控制少人值班或無人值班。

3.變頻技術的普及應用與發展

變頻器作為控制系統的一個重要功率變換部件，以提供高性能變壓變頻可控的交流電源的特點，前些年在火電廠小型電機（如給粉機、凝泵）等控制上的應用，得到了迅猛的發展。由于變頻調速不但在調速范圍和精度，動態響應速度，低速轉動力矩，工作效率，方便使用方面表現出優越性，更重要的是節能效果在經濟及社會效益上產生的顯著效應，因此繼一些中小型電機上普遍應用后，近年來交流變頻調速技術，擴展到一些高壓電機的控制上試用，如送、引風機和給水泵電機轉速的控制等。

4.局部系統應用現場總線

自動化技術的發展，帶來新型自動化儀表的涌現，現場總線系統（FCS）是其中一種，它和DCS緊密結合，是提高控制信號傳輸的準確性、實時性、快速性和機組運行的安全可靠性，解決現場設備的現代化管理，以及降低工程投資等的一項先進的和有效的組合。目前在西方發達國家，現場總線已應用到各個行業，其中電力行業最典型的是德國尼德豪森電廠2×950MW機組的控制系統，采用的就是PROFIBUS現場總線。

篇7

關鍵詞：冶金自動化技術；技術現狀；發展趨勢；產業結構；鋼鐵冶煉 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP273 文章編號：1009-2374（2016）34-0095-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.34.047

1 我國冶金自動化技術的現狀分析

目前，我國已是國際上首屈一指的鋼鐵冶煉大國，連續多年世界鋼鐵產量第一，出口大量優質鋼鐵，為有效實現冶金的品種與結構多樣化，冶金行業在生產過程中積極應用自動化技術，并取得一定成就。為充分發揮冶金自動化技術在冶金生產中的積極作用，近年來，冶金企業大力發展冶金自動化技術，積極培養優秀的冶金自動化技術人員，同時引進專業的冶金技術人員來突破冶金自動化技術的生產難題。冶金自動化技術是促進我國工業快速發展的重要技術，在其應用的過程中，必須嚴格遵循科學發展觀，同時要與冶金行業的生產發展模式相適應，積極推動我國冶金行業朝著可持續方向蓬勃發展。

2 我國冶金自動化技術的系統分析

就目前而言，我國冶金行業中常見的冶金自動化技術可分成三個系統結構層次，即過程控制系統、生產管理系統和企業信息化系統。下面對這三個系統進行分析：

2.1 過程控制系統

冶金自動化技術是一個全面化的控制系統，過程控制在這其中發揮著重要作用。每個自動化系統的控制者都是計算機，所有系統程序都必須由電腦配制而成。利用計算機編輯制定冶金自動化操作系統，不僅可以有效提高冶金生產效率，還有利于獲取精確的自動化控制分析數據，徹底打破傳統冶金過程復雜且數據記錄不全面的局限，全面提高冶金自動化系統的控制準確性，便于人員在冶金作業過程中清楚觀察到全部生產流程，準備分類記錄每一生產過程的數據。

我國冶金生產過程中應用過程控制系統，能精確計算高爐、電爐、軋機、轉爐等運行狀態參數，但事實上我國的冶金行業數據庫仍存在適應性差的問題，無法達到預計的目的，盡管有些企業已經積極引進國外先進的技術設備，但仍難以充分發揮冶金過程控制系統的作用。

2.2 生產管理控制系統

隨著我國冶金行業的不斷發展，我國冶金企業充分認識到生產管理的重要性，積極構建良好的生產管理控制系統，全面管理冶金生產流程，切實提升冶金生產質量。目前，我國絕大多數冶金項目都會應用生產管理控制系統，對冶金生產的信息進行收集，對冶金生產的日常事務進行管理，在冶金生產過程中綜合應用統籌分析學、專家系統化、仿真生產等新技術，全面協調冶金生產線的各個環節，取得一定成效。但事實上，由于冶金自動化技術人員的操作技術尚未成熟，生產管理控制系統尚未完善，導致在實際的冶金自動化生產管理過程中還難以充分發揮其積極作用，生產管理控制系統的應用也與企業實際的生產發展不太適應，無法很好地提高生產效率，影響冶金生產工作的正常開展。

2.3 企業信息化系統

21世紀是信息科技發展時代，受計算機互聯網的影響，冶金行業的生產、經營、管理過程也朝著信息化方向發展。我國絕大部分冶金企業都會結合自身發展需求在冶金生產實際中應用信息化管理系統，通過建立完善的企業信息數據庫，提高企業內部管理水平，促進整個冶金行業信息化管理水平的提升。

例如，我國著名的寶鋼集團有限公司積極落實企業信息化管理，大力建設冶金生產經營數據庫，及時收集、記錄和分享冶金生產數據信息，同時積極研發應用綜合數據挖掘系統、冶金數據質量分析技術等智能化信息數據系統，取得良好的企業信息化管理成效，為我國其他冶金行業提供了良好的參考。

3 我國冶金自動化技術的發展趨勢分析

總之，冶金自動化技術在促進我國冶金行業發展中發揮著重要作用，為更好地滿足冶金行業的技術需求，必須采取有效措施推動冶金自動化技術的發展。針對我國冶金自動化技術的應用現狀，下文將深入探究我國冶金自動化技術的發展趨勢。

3.1 全面完善冶金過程控制系統

我國越來越多冶金企業采用過程控制系統監管冶金生產的全過程，但我國當前應用的過程控制系統仍是試驗品，與國外先進的冶金自動化系統相比仍存在一定差距。為更好地促進我國冶金自動化技術的發展，我國冶金自動化系統必將全面應用傳感技術、光感一體化技術、數據融合技術等先進的新型技術，在冶金生產過程中推廣在線連續監測與監控系統，切實做好產品物流跟蹤、產品質量監督、環境保護監控等工作，保證冶金企業的生產目標順利達成，切實執行冶金企業生產的全過程監控管理，綜合分析冶金生產過程中的原材料、殘渣成分，有效監控冶金生產的溫度、濕度，全面監督控制鋼材質量，及時檢測冶金生產過程中產生的廢棄物及煙塵。

3.2 優化冶金生產管理控制系統

在冶金自動化生產中應用模擬化方法對冶金生產管理進行全過程研究分析是冶金自動化技術的發展趨勢之一，通過模擬化控制管理，能有效提升冶金生產和管理過程中的科學性。合理運用計算機互聯網技術和多媒體模擬技術，在現有的冶金生產模型上全面模擬冶金生產流程，優化冶金行業的生產管理，提高冶金生產組織的科學性，為冶金新產品的開發提供良好的條件。

另外，冶金行業要通過各種途徑提升冶金行業的生產智能化。首先，在冶金生產管理過程中要從實例借鑒、推理應用、專家分析策略、網絡規劃技術等方面來逐步提升冶金行業自動化技術水平，提高冶金生產效率和質量，從而增強冶金企業的生產能力；其次，利用冶金行業中各個生產流程所提供的參考數據，科學分析冶金生產過程中出現的異常情況，采取合理措施及時處理生產異常問題。此外，在冶金生產機械設備的管理上，應采用故障診斷與預報相結合的新型技術，真正實現對冶金機械設備故障問題的預報診斷模擬處理，并將試驗結果應用到生產實際中，科學維護冶金生產機械設備。對于冶金企業的成本管理，應積極建立成本動態管理模型，全過程監控成本管理質量，提升成本管理成效；最后，在冶金生產實際中要采用先進的高科技跟蹤服務系統，不斷優化原材料的配比和使用，有效降低冶金生產的成本費用，提高冶金企業生產效益。

3.3 健全企業信息化系統數據庫

3.3.1 行業信息集成化。冶金行業信息化建設的最終目的是實現企業間的信息資源共享，在有效競爭的市場環境下趨利避害，因此冶金企業應積極建設系統化、標準化的信息化編碼管理系統，不僅進一步推廣冶金行業信息化基礎管理系統的應用，還能加快整個冶金行業信息化管理系統的信息集成，加快建設冶金行業中的信息數據庫，為冶金企業提高精確的信息數據資料，提高冶金生產質量。

3.3.2 監管控制一體化。冶金企業信息化系統監管控制一體化的發展，能實現企業信息化系統的實時性能管理，協調企業產品供銷流程，真正實現從企業訂單合同到生產規劃、生產作業指令、產品入庫、產品出廠發運的信息化管理，使冶金生產與銷售形成一個有機整體，實現生產計劃調度和生產控制的協調銜接；同時，實現產品質量設計到生產制造的質量跟蹤與控制，逐步構建完善的PDCA質量循環體系。此外，冶金生產的成本管理應在線覆蓋整個生產流程，使資金控制實時貫穿企業生產的所有業務活動，采用預算、預警、預測等手段做好冶金生產的事前控制和事中控制工作。

3.3.3 知識管理和商業智能化。冶金企業信息化管理系統朝著知識管理和商業智能化方向發展，能充分利用企業信息化系統收集積累的大量信息數據，根據企業各類決策主題分別構建不同的信息數據庫，然后通過信息在線分析和數據挖掘，有效實現關于市場環境、企業成本、產品質量等多方面的“數據―信息―知識”的遞進發展，同時將企業多年的管理經驗和集體智慧成果統一結合起來，促進企業生產技術、經營管理的創新發展，推動企業朝著可持續方向健康發展。

4 結語

鋼鐵工業是我國經濟發展的重要基礎行業，與社會各行各業的正常生產運營息息相關，由于我國正處于社會主義經濟轉型的重要發展階段，各行各業對高品質的鋼鐵需求日益增加。冶金自動化技術的應用能有效提高鋼鐵冶煉產量和質量，滿足人們對高品質鋼鐵的使用需求。最近幾年，我國冶金自動化技術水平不斷提高，但與發達工業國家相比仍存在著一定差距。針對于此，我國冶金企業必須充分借鑒國外優秀的冶金自動化技術研究成果，采取有效措施積極優化冶金生產技術，有效提高冶金生產效率，從根本上推動我國冶金行業自動化技術的長遠發展，切實提高我國工業化發展水平。

參考文獻

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篇8

[關鍵詞]煤礦；發展；自動化技術

中圖分類號：TD67 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）05-0374-01

隨著計算機技術的拓展應用，煤礦生產自動化水平也在不斷提高，這就推動了煤礦生產。該過程中電氣自動化技術能夠保證煤礦企業信息化建設與運行的重要技術，通過對煤礦開采過程中的采、掘、運、裝備等先進的自動化技術加以應用，最終使得電氣自動化技術在煤礦開采中發揮更大的效益，實現對煤礦企業的綜合生產能力的加強。

一、綜合機械化采煤技術分析

在當前，世界上最先進的采煤工藝是綜合機械化采煤，它具有一定的先進性能，能夠在開采過程智能對破、裝、運、支以及處等環節實現機械化操作。這樣就減少了人力參與，提高了開采的效率。綜合機械化開采設備的最主演部分是刮板輸送機，它主要進行運輸，另外還可以作為采煤機械的運行軌道、液壓支架移動的支點。在輸送過程中以固定采煤機有鏈牽引的拉緊裝置和無鏈牽引的齒輪。并且具備清理工作面以及放置電纜、水管等功能。該裝備在使用中大大的提高了采煤的效率，其優勢表現在：該裝備的結構為多電機橫向布置，采用雙電纜進行供電，在計算機操作以及控制中顯示運行狀態和故障狀態，其牽引的方式為機載式變頻調速銷軌式無鏈牽引。整個裝備從五個方面來分析：（1）主機架為分體框架式鑄焊結構，其強度比較大，剛性耐用，各個部件在安裝完成之后均可以獨自使用，這樣就避免部件在沒有動力情況下出現停機。主機架主要控制所有的切割反力和牽引力導向作用力以及采煤機的限位。（2）采煤中搖臂連接的是懸掛交接和主機架，搖臂功率越大時，輸出的軸轉就越低，運行中無回轉軸和齒輪磨損。（3）牽引部分采用的是銷排式無鏈牽引系統，由于在輸送中牽引力比較大，因此工作狀態平穩，這就使得采煤機能夠與底板起伏的接觸面相對寬松。（4）該設備主要靠計算機操作和控制，系統運行穩定，各項檢測都符合國內煤礦使用。

綜合機械化采煤的類型及使用條件分析，煤礦開采中基本上分為三種類型：短壁綜采、長壁綜采以及緩和長短壁綜采。其中短壁綜采是根據上、下端頭的綜采工作面能干快速達成和回采巷道機械化快速前進。它適用于緩傾斜中厚煤層及偏厚煤層的中小型礦井。長壁綜采能干加大綜采工作面的長度來增加采煤機割一刀的煤量，來減少工作面斜切近刀及端頭作業等，提高煤礦開采的產量。以工作日產量為采煤標準，根據工作面地質條件和刮板輸送機的鋪設長度促進工作面增大，提高采煤效率。長短壁綜采適用于已經掘進巷道柱式，在我國中小型煤礦中經常使用。

二、電氣自動化在機械設備中的應用

采煤機從中厚煤層開始，最終發展到薄煤層、大功率、大采高強力滾筒采煤機。而電氣自動化的應用能夠實現采煤的人性化，在將綜采工作面裝備進行遠程監控以及專家診斷系統的應用下，為進一步發展我國煤礦事業起到了推動作用。電氣自動化系統能夠實現綜采裝備液壓支架和采煤機的遠程控制，這樣就能夠將采煤機在運行過程中高效的辨別出煤層自動割煤以及煤層軟硬自動調節的采煤速度，能夠實現自動檢驗以及全程的自動監控，運行狀態中可以自行的調節支架推移，輸送采煤量。采用現代化的電氣自動技術，進一步提高了采煤生產和運輸的效率。

采煤系統中采用電氣自動化系統，它能夠在煤礦開采的過程中實現全智能化。自動運行控制效果。采煤機在工作運行中對工礦在線監測、傳輸以及顯示系統中全程數字監控，并且可以對開采過程中的故障以及診斷情況。采煤機在遠程監控和綜采裝備液壓支架中完成自動化系統，能夠根據煤層的變化進行自動割煤以及故障分析，為全面實現全自動化的煤礦開采提供有效的基礎。

在計算機技術的應用下，操作系統和控制系統實現煤礦開采自動化應用。提高煤礦開采效率，減少了人為勞動。因此可以看出，計算機是電氣自動化的核心系統，由于計算機的儲存以及運算能力，能夠快速的完成自動系統的運算，這就為中小型煤礦電氣自動化生產提供了科學的效率保障。另外在煤礦開采系統中，逐漸出現了一批高科技的煤炭機電設備，在通信功能等方面完善了電氣自動化裝備。可以實時的判斷出煤礦生產的環境以及狀態，更加及時準確的對采集的參數加以分析和整理，還可以對開采中出現的故障進行結果分析，這些有助于預測煤礦開采進程。最終為實現電氣開采技術的自我調節、自行診斷以及自行校正等狀態識別功能提供科學的依據，全自動化的完成對礦產資源的分析和開采。

三、煤礦開采的發展方向

為了進一步提高煤礦開采率，保護生態環境最終實現煤礦開采的可持續發展。這就提出了綠色開采技術，能有效利用各種資源，減輕對環境造成污染和破壞，提高經濟效益和社會效益。具體的開采方面有：（1）實施保水開采。在缺水礦區要以水資源保護和利用為主，在水源豐富的地方要盡可能的減少水資源破壞，并且要做好防治水災害。開采過程中產生其他的破壞，避免影響水資源的正常使用。（2）煤炭地下氣化，其目的是通過熱化學反應將原位把煤炭轉化為可燃氣體，達到綠色開采。避免產生二氧化碳影響環境。（3）充填開采。該方法是將充填材料作為采煤工作面，有效的控制采空區的巖層。能夠緩和工作面的承支壓力，有效的改善采場和巷道維護狀況，這樣就能夠在一定程度上減少地表下沉和發生變形的狀況，進而提高煤礦開采率，使得地面建筑免受破壞，保護好水體和生態環境。其中經常采用的填充方法是：分矸石填充、水砂填充和膏體填充。

四、結論

采用自動化技術能夠保障我國煤炭資源得到可持續發展使用，另外在技術中不斷創新，實現綠色開采，保護好資源、避免對環境造成破壞，實現對煤礦開采的全自動化系統。在掘進和開采系統中提高煤礦開采率，減少人為勞動，并且在電氣自動化系統的應用下，可以實現對礦井下的遙感監測，結合計算機操作和控制，實時對開采過程進行監控，保證煤礦在開采過程的動態監測，另外可以對開采中遇到的故障進行分析和維護，減少了人員傷害和經濟損失，保證了我國煤礦開采事業的科學發展。

參考文獻

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篇9

關鍵詞：變電站；綜合自動化；現狀；發展

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）01-0189-02

1 引言

變電站綜合自動化技術在近些年成為熱門話題，主要是因為：①我國電網越來越復雜，調度中心有更多的信息需求；②變電站需求遠方控制和操作；③為了實現進一步的信息共享；④對電網安全經濟運行要求越來越高。

2 變電站綜合自動化系統的發展概況

國外變電站綜合自動化系統從20世紀70年代開始研究，變電站監控功能得到了很快的發展。我國的相關研究從80年代中期開始，清華大學電機工程系1987年成功研制變電站綜合自動化系統并投入運行。近年來隨著科技通信技術的不斷發展，國內幾個比較大的自動化系統生產單位制造出了高水平的產品。

3 變電站綜合自動化技術

3.1 變電站綜合自動化系統的類型

變電站綜合自動化系統按照發展過程及系統結構特點，可以分為3種類型。

（1）增強型RTU方式。增強型RTU方式變電站自動化系統的主要設備包括RTU、變送器、繼電保護與自動裝置等。

該系統具有系統功能不強，硬件設備重復，整體性能指標低，系統聯接復雜，可靠性低等缺點，優點是成本低。該系統比較適合于老站的改造。

（2）分散式系統或第2代綜合自動化系統。使用該類系統可以取消常規的保護屏、控制屏、中央信號屏、遠動屏、測量儀表等。

該系統的優c是各種功能比較完善、人機界面較好、在線功能強。缺點是系統仍然比較復雜、聯結電纜較多、系統可靠性不太高。該系統總整體上來看僅是監控系統和保護系統簡單的相加，并沒有從整體上來考慮變電站綜合自動化系統的結構。

（3）引入了站控級和保護裝置級概念的變電站綜合自動化系統。該系統采用國際上成熟的先進設計思想，可以實現信息資源的共享以及保護、監控功能的綜合化， 站內二次回路大大簡化，完全消除了設備之間錯綜復雜的二次電纜由于保護裝置可放在開關柜上或放置在一次設備附近，從而可大大縮小主控制室面積，節省控制電纜。

3.2 變電站綜合自動化系統的基本功能

變電站綜合自動化是綜合了多專業的技術，其子系統主要包括監控子系統、微機保護子系統、電壓無功綜合控制子系統、電力系統的低頻減負荷控制、備用電源自投控制、變電站綜合自動化系統的通信。

監控子系統的功能主要包括有：①SOE事件順序記錄；②數據采集；③操作控制；④故障記錄、故障錄波和側距；⑤人機聯系；⑥安全監視；⑦諧波分析與監視；⑧打印；⑨數據處理與記錄。

微機保護子系統功能主要包括母線保護、線路主保護和后備保護、配電線路保護、主變主保護和后備保護、不完全接地系統單相接地選線、無功補償電容器組保護。

電壓，無功綜合控制子系統是綜合調節控制有載調壓變壓器分接頭和并聯補償電容器組，從而保證電壓質量和優化無功補償。

4 變電站自動化研究的新技術動向

4.1 系統結構

現場總線技術的使用已使得自動化系統的實現簡單的多，性能上也大大優于以往的系統。通過新技術的應用，測控設備將完全融合一次設備，系統的每個設備都有保護、監控、計費、操作、閉鎖等一系列功能及信息庫，僅通過一對通信雙絞線實現設備智能化。

4.2 系統性能

今后努力的方向是充分利用資源，通過優化系統功能，從而實現電壓無功控制、小電流接地判別、防誤操作、事故應急處理方案、多臺主變的經濟運行方案優化、線路同期、設備壽命管理、錄波等功能。

4.3 系統通信

典型的變電站綜合自動化系統，可分為分布式的綜合設備、站內通信網、變電站層的監控及通信系統三個層次。

（l）在測控單元和通信單元之間。與比較點對點通信信道網（星形網），現場總線網的優勢在于多點共享。面對多CPU系統的信息傳輸及突發事件的優先傳輸問題，現場總線技術可以實現高速傳輸、設置傳輸優先級、安排信息傳輸的順序、多路偵聽自動上送功能。

（2）在當地計算機和通信單元方面。由于利用變電站自動化來實現無人值班，因此其傳遞的信息容量將很大。從系統整體的可靠性考慮，應配備雙通信單元、雙以太網、雙計算機來實現信息的傳輸及管理，該方案的通信媒介大多采用雙絞線。

（3）與多個控制中心的連結。與控制中心的連接突出表現在通道和通信協議上。變電站自動化的信息傳輸己逐漸向網絡方向發展，并將由局域網互聯向廣域網互聯發展，由此而帶來的電力系統信息共享的益處將是巨大的。

4.4 通信協議

設備的互聯互通不成問題，既可以靈活地進行系統集成，又便于操作人員的運行維護。國外大公司如西門子和ABB等對EJC6185O的研究，在理論上已經成熟，并正在開發支持EIC61850的產品，國內的南瑞、四方等也都在全面跟蹤研究EIC61850的最新發展動向，但還沒有適合國情的完整技術方案，更沒有示范工程的實施。在通信協議上大家還是選擇EIC60870系列標準，主要原因是受到技術水平以及研究水平的限制。

5 對變電站綜合自動化技術的展望

（1）智能電子裝置（EID）、現場總線及工業以太網技術會加速變電站自動化技術的發展；（2）數字式視頻圖像監視技術會越來越重要；（3）與電氣設備的狀態監測與故障診斷技術充分融合；（4）光電互感器的研究與應用；（5）電能質量的在線監測充分融合；（6）越來越廣泛的應用范圍。

6 結語

變電站實現綜合自動化是變電站的發展趨勢，是技術變革的發展方向。通過繼續拓展思路，不斷的應用新技術、新原理、新設備，將設備工藝進一步優化，不斷的相應要求，從而實現變電站的不斷發展。

參考文獻：

[1]丁書文，黃訓成.變電站綜合自動化原理及應用[M].北京：中國電力出版社，2003.

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[3]代勞，張承學，王大方.CAN總線在低壓變電站綜合自動化系統中的應用[J].電力情報，2002，（3）：7-9.

篇10

關鍵詞：變電站；自動化技術；應用與發展

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.148

0 引言

隨著社會的進步和經濟的發展，我國人民的生活水平有了很大的提高，對供電工作的要求也越來越高了，所以，供電系統的變電站建設就顯得非常重要了。近年來，科學技術的發展推動了變電站自動化水平的提高，也使供電效率得到了不小的進步，從系統的控制、到智能化的引入，變電站的發展前景將會更加廣闊。本文從變電站的自動化技術著手，分析了自動化的應用現狀和發展前景，闡述了目前自動化技術應用過程中存在的一些問題，希望能為自動化技術的革新帶來一點幫助，從而為我國公民的生活提供更多的便利。

1 變電站自動化技術應用的現狀

（1）變電站管理層應用現狀。目前，我國的變電站管理層在自動化層面上的應用是非常廣泛的，具有很強大的功能。從功能的角度進行劃分，可以分為就地監控、信息管理以及遠程通信，這三個管理系統的應用對于變電站的有序運行至關重要。第一，就地監控功能。主要是通過圖形顯示、報表輸出以及事件記錄、鳴笛報警等方式來對變電站的情況進行實時的監控，并提供人機交互的管理界面，通過界面的操作和控制，可以讓變電站的管理人員全面掌握變電站的運行狀況。第二，信息管理功能。自動化的管理系統可以長期的監控變電站的具體運營情況，并對得到的參數和數據進行保存，通過對信息的管理，可以分析變電站的運行情況，有助于及時發現問題并解決問題。第三，遠程通信功能。以往，在沒有自動化系統的時候，變電站的運行往往是獨立的，所以，如果出現問題，很難及時發現和解決，有了遠程通信的功能，使得變電站真正連接成了一個整體，會使供電更加安全。

（2）變電站通信網絡層應用現狀。變電站的網絡通信主要是通過系統間的交換，實現信息資源的共享，減少配置二次設備，進而確保變電站自動化系統的安全運行與經濟實用。我國變電站內的通信網絡層自動化系統主要有兩種結構形式，分別是雙層網絡結構和單層網絡結構。雙層通信網絡結構即是指間隔層設備在總線的支持下同通信控制單元取得聯系，進而發送給通信控制單元動作指令，使得低一級別的以太網完成所需信息的交換；單層網絡結構的應用取消了控制通信系統，間隔層設備與變電站之間通過一層網聯結。

2 自動化技術在變電站應用中的問題分析

（1）變電站自動化技術先進性、實用性以及可靠性的協調。 我國變電站的自動化建設起步較晚，所以，在理論研究和實踐應用方面還存在一定的問題。自動化技術具有先進性、實用性、和可靠性的特點，但是，其如何有效的協調就成為了重要的問題，目前，我國變電站的自動化技術還處于小規模的應用階段，并沒有大規模的投入使用，所以，我們要進一步的加強研究，做好自動化技術先進性、實用性以及可靠性的協調工作，為以后的大規模投入使用奠定基礎。

（2）變電站內部通信的缺陷分析。變電站內部通信的缺陷又是目前存在的一大問題。我國的自動化技術大多采用的是間隔層、站內通信層以及變電管理層的結構，目前，變電站管理的各個環節對間隔層的重視程度是相對較高的，但是，變電站的內部通訊層卻是存在一定的缺陷。這一類的設備監測缺乏統一的規范和標準，同時，模擬和測試站內通訊也比較困難，導致了站內通訊容易被忽略，嚴重影響了變電站自動化技術的發展。

（3）變電站自動化系統的驗收及校驗問題。變電站自動化系統的驗收和校驗是正是使用之前的一項關鍵工作，只有通過嚴格驗收和校驗工作的系統，才能正常的投入使用。目前，我國的驗收和校驗工作總體還是可以的，一些顯性的問題是可以檢查出來的，但是，一些隱性的問題卻很難通過驗收和校驗來檢測出來，從而對變電站的使用造成了隱患。

3 自動化技術在變電站中的發展前景

（1）由控制集中、功能分散向分布分層網絡的發展。自動化技術在變電站的應用當中具有非常廣闊的前景，結合目前的網絡技術和信息技術，將由控制集中、功能分散的情況，向著分布分層網絡發展，使自動化的管理和運營更加有序。在接下來的發展過程當中，變電站自動化系統的各個模塊將實現更高的獨立性，從而避免相互影響，產生更高的效率，也減少了單個問題對整個系統所造成的影響。

（2）從專用設備到平臺方向發展。我國變電站自動化設備存在設計不統一，標準不一致的情況，這就導致在使用過程中的諸多不便，隨著科學技術的不斷發展，變電站自動化系統也從專用設備向著自動化平臺的方向發展開來，增強了系統的標準性和可維護性。

（3）從傳統控制向綜合智能方向發展。近年來，變電站的自踴系統得到了廣泛的應用，也使我國的供電水平有了很大的提高，在這個背景下，我國對變電站自動化系統的研究投入也更大了。目前，自動化系統的一個重要發展方向就是從傳統的控制，向著綜合智能方向發展。通過將自動化技術和智能化技術的結合，系統可以根據具體的參數和數據，通過智能化的分析，來找到最優的供電模式，同時，如果發生問題，智能系統也可以提供最佳的解決方案。所以，綜合智能的發展方向將是接下來很長一段時間我國變電站自動化系統的發展方向。

4 結束語

變電站的自動化技術的應用與發展，極大的促進了我國供電水平的提高。近年來，我國給予了這項工作極大的重視，將投入大量的資金和精力，進一步促進變電站自動化水平的提高，從而為民生工程的建設提供新的力量。

參考文獻：

[1]胡清根.淺談變電站自動化的應用與發展 [J].城市建設理論研 究（電子版），2012，8（27）：32-33.