自動化技術的發展史范文
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篇1
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。
篇2
關鍵詞:機械自動化;核心技術;發展趨勢
前言
隨著科技的發展和電子技術的成熟和廣泛應用,機械自動化產品在國民經濟建設、企業的技術改造和電子產品的更新換代方面發揮著越來越重要的作用。
1.機械自動化的重要性
機械自動化是指在機構得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。機械自動化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科,機械自動化是從系統的觀點出發,綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術,根據系統功能目標和優化組織目標,合理配置與布局各功能單元,由此而產生的功能系統,則成為一個機械自動化系統或機械自動化產品。
2.機械自動化的核心技術
2.1數控技術
現在的制造系統中,數控是核心的制造技術,要想實現自動化就要用計算機開發相關的軟件。數控技術是一項復雜的,涉及范圍廣泛的技術。它集微電子,計算機,信息處理,自動檢測,自動控制等高新技術于一體,具有高精度,高效率,柔性自動化等特點。現有的機械制造自動化對專業水平要求很高,它綜合了多領域,多學科的專業水平。例如計算機的基本操作,C語言程序編寫,機械運動原理,機械制圖等學科都是屬于它的范疇。不但要求對這些有一個最初的認識,還要求能熟練掌握,這樣才能在實現自動化的開發和操作時提高效率。制造行業都離不開制圖,在實行自動化之前都要先繪出初步設想運動圖示,所以繪圖技術也體現了機械類的技術。在圖紙上,要能明了的反映其運動過程,要能讓專業人員看到后就能了解其要表達的含義。
2.2網絡化技術
網絡化技術主要體現在利用計算機終端進行自動化控制,原有機械制造工藝中,都是采用人工加工機械流程,不但延遲了機械加工的制造效率,并且制造出的機械設備工藝差。隨著現代科學技術的不斷發展,利用計算機遠程控制技術掌控遠端設備的制作流程,傳輸的數據信息能夠及時傳輸至終端復用設備,使其在有效時間內處理終端傳輸的數據信息,保證自動化設備數據信息的完整性。采用的網絡技術遵循TCP/IP傳輸模式,將網絡層面劃分為七層,分別為:物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層以及應用層。在物理層面上主要是將傳輸的數據信息進行打包,在數據鏈路層進行封裝,在網絡層進行解封,最后在傳輸層信道內進行數據信息的傳輸,傳輸的比特速率為16Mbit/s。原有網絡數據信息傳輸速率只能達到2Mbit/s,造成數據終端處理系統處理的數據信息不能有效地傳輸至終端復用器,使其數據信息大幅度地丟失。而現在傳輸的數據信息不但能夠在有效時間內傳輸至終端設備,并且還能對傳輸的數據信息進行全方位跟蹤。
2.3模糊控制技術
模糊控制技術能夠定期調整機械設備內的運行參數,原有機械設備在運行過程中,由于運行功率較大,積聚了較多的熱量,不能使其完全的散失,出現機械設備損壞的現象。但現有自動化控制技術能夠自動調整設備內的運行參數,保證設備運行功率不會超過額定功率。其次也能調節設備鉆頭運轉速率,當設備在切割時,便會加大鉆頭的運轉速度,使其在短時間內切削鋼件結構的表層。當機械設備的刀具在剔除鋼件結構表層毛刺時,便會降低其運行速率,減少設備的無用功。
3.機械自動化的發展趨勢
3.1.綠色化
工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面,物質豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態環境受到嚴重污染。于是,人們呼吁保護環境資源,回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環境保護和人類健康的要求,對生態環境無害或危害極少,資源利用率極高。機械自動化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境,報廢后能回收利用。工業的發展使得資源減少,生態環境受到嚴重污染。綠色化成了時代的趨勢,產品的綠色化更成了適應未來發展的一大特色。
3.2.智能化
人工智能系統是一個知識處理系統,它包括知識表示、知識利用和知識獲取三個基本問題,其最終的目標是模擬人的問題求解、推理、學習。人工智能在機械自動化建設中的研究日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用。例如在CNC 數控機床上增加人機對話功能,設置智能I/O 接口和智能工藝數據庫,會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經網絡、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發展,為機械自動化技術發展開辟了廣闊天地。
3.3.網絡化
網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育等人們日常生活都帶來了巨大的變革,同樣也給機械自動化技術帶來了重大影響,例如通過網絡對機械自動化設備進行遠程控制。各種網絡將全球經濟、生產連成一片,企業間的競爭也將全球化。機械自動化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機械自動化產品。現場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢,利用家庭網絡(home net)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統,使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此機械自動化產品無疑朝著網絡化方向發展。
3.4.各行業普及化
我國人口中很多,每個人的正常生活都需要各行各業的支持,但好多行業因為工作條件,工作性質,工作環境以及工作薪酬的限制導致從業人員非常少。所以自動化的發展前景非常可觀,只要能把自動化普及到各行各業,就能避免由于這些因素造成的麻煩。在現在科幻片中,我們都會看到自動化的身影,它能實現無人駕駛,實時監控以及各種智能化自動化的操作。這些都不是夢幻,我相信通過我們不斷的的努力,這些都可以在我們的身邊變成現實。
3.5.引領世界
隨著人們受教育程度的不斷提高,高素質的專業人才也不斷增加。國際化之間的交流的日益增強也為行業技術發展帶來新的契機,一些行業人員可以進行相關技術的交流和學習,促使他們能積極地去對自動化做深一步的探究,去發掘它潛在的價值。這樣,隨著國家的發展,及動畫的水平也會不斷提升,終將普及到我們的日常生活中,為人類造福。
4結束語
創造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志,更是國際間科技競爭的重點。機械自動化的發展更是能體現一個國家的綜合水平。我國是一個生產大國,這就需要在自動化層面不斷創新和提升,縮短與發達國家的差距,跟上不斷發展的世界潮流,將自動化技術運用到生產、生活的層面,真正把我國建設成一個文明、民主、富強的科技強國,保證我國能與世界接軌。
參考文獻:
[1] 芮延年.機電一體化系統設計[M].北京:機械工業出版社,2004.
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[關鍵詞]機械制造 自動化 智艙化 技術
1 現代機械制造技術
在現代制造系統中,數控技術是關鍵技術,它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體,具有高精度、高效率、柔性自動化等特點,對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。當前,數控技術正在發生根本性變革,由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上,數控系統實現了超薄型、超小型化;在智能化基礎上,綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術,數控系統實現了高速、高精、高效控制,加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數,實現了在錢診斷和智能化故障處理;在網絡化基礎上,CAD/CAM與數控系統集成為一體。機床聯網,實現了中央集中控制的群控加工,
2 自動化技術發展趨勢
2.1 性能發展方向
2.1.1 高速高精度高效化。
速度、精度和效率是機械制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統,同時采取了改善機床動態、靜態特性等有效措施,機床的高速高精高效化已大大提高。
2.1.2 柔性化
包含兩方面:數控系統本身的柔性,數控系統采用模塊化設計,功能覆蓋面大。可裁剪性強,便于滿足不同用戶的需求;群拉系統的柔性。同一群控系統能依據不同生產流程的要求,使物料流和信息流自動進行動態調整,從而最大限度地發揮群控系統的效能。
2.1.3 工藝復合性和多軸化。
以減少工序、輔助時間為主要目的的復合加工,正朝著多軸、多系列控制功能方向發展。數控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后,通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施,完成多工序、多表面的復合加工。
2.1.4 實時智能化。
早期的實時系統通常針對相對簡單的理想環境,其作用是如何調度任務,以確保任務在規定期限內完成。而人工智能則試圖用計算模型實現人類的各種智能行為。科學技術發展到今天,實時系統和人工智能相互結合,人工智能正向著具有實時響應的、更現實的領域發展,而實時系統也朝著具有智能行為的、更加復雜的應用發展。由此產生了實時智能控制這一新的領域。
2.2 功能發展方向
2.2.1 用戶界面圖形化。
用戶界面是數控系統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,因而開發用戶界面的工作量極大,用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。當前htcrnct、虛擬現實、科學計算可視化及多媒體等技術,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用戶的使用。人們可以通過窗口和菜單進行操作,便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。
2.2.2 科學計算可視化。
科學計算可視化可用于高效處理數據和解釋數據,使信息交流不再局限于用文字和語育表達,而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術與虛擬環境技術相結合,進一步拓寬了應用領域,如無圖紙設計、虛擬樣機技術等,這對縮短產品設計周期、提高產品質量、降低產品成本具有重要意義。在數控技術領域,可視化技術可用于CAD/CAM,如自動編程設計、參數自動設定、刀具補償和刀具管理數據的動態處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。
2.2.3 插補和補償方式多樣化。
多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2D+2螺旋插補、NANO插補、NURBS插補(非均勻有理B樣條插補)、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統誤差補償、與速度相關的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償等。
2.2.4 內裝高性能PLC。
數控系統內裝高性能PLC控制模塊,可直接用梯形圈或高級語言編程,具有直觀的在線調試和在線幫助功能,編程工具中包含用于車床銑床的標準PLC用戶程序實側,用戶可在標準PLC用戶程序基礎上進行編輯修改,從而方便地建立自己的應用程序。
2.2.5 多媒體技術應用。
多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體,使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數控技術領域。應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化,在實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等方面有著重大的應用價值。
2.3 體系結構的發展
2.3.1 集成化。
采用高度集成化CPU,RISC芯片和大規模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片,可提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度,應用LED平板顯示技術,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、便于攜帶等優點。可實現超大尺寸顯示。應用先進封裝和互連技術,將半導體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來降低產品價格,改進性能,減小組件尺寸,掘高系統的可靠性。
2.3.2 模塊化
硬件模塊化易于實現數控系統的集成化和標準化,根據不同的功能需求,將基本模塊,如CPU、存儲器、位置伺服,PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊,作成標準的系列化產品,通過積木方式進行功能裁剪和模塊數量的增減,構成不同檔次的數控系統。
2.3.3 網絡化
機床聯網可進行遠程控制和無人化操作,通過機床聯網,可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行。不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。
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【關鍵詞】電氣自動化;控制技術;發展
【中圖分類號】TM921.5【文獻標識碼】A【文章編號】1006-4222(2016)02-0127-01
在中國科學技術快速發展的大背景下,影響了包括工業在內的許多生產領域向著全球先進的工藝水平邁進,電氣自動化控制技術為許多工業領域所服務,它是當今工業成為現代化的一種標志,自動化不僅在實際生產中能夠節約企業成本,同時也大大提高了操作的精準性,提高企業的生產效率和產品質量,所以探索電氣自動化控制技術對社會的進步與發展有重大意義。
1電氣自動化控制技術
1.1電氣自動化控制技術發展現狀
信息時代的快速發展,讓信息技術的運用更加方便快捷。信息技術逐步滲透到電氣自動化控制技術中,達到電氣自動化系統的信息化。在此過程中,管理層被信息技術滲透,來提高業務處理和信息處理的效率。確保電氣自動化控制技術實現全方位的監控,提高生產信息的真實性。同時,在這種滲透作用下,確保了設備和有效控制系統,強大通信能力,推廣網絡多媒體技術。
1.2電氣自動化控制技術的特點
電氣自動化控制技術不同于以往其他的技術方法,它主要有以下特點:①電氣自動化控制技術實際控制相對較少,信息量不大,但最為顯著地特征是電氣自動化控制技術的快速性和準確性。②電氣自動化技術擁有快速傳遞信號和反應速度,完成全部過程的時間較短,也可以兼容遠程操縱。③電氣自動化控制技術的控制時間短,效率高。④電氣自動化控制的最大特點是對數據的采集與遠程控制的操作。
1.3電氣自動化控制技術的設計理念
電氣自動化控制技術的設計主要實行三種設計方案,這三種方案依次可實現遠程監測、集中監測與針對總線的監測,設計理念在設計過程中的體現主要有以下幾個方面:①電氣自動化控制技術實行集中檢測時,可以實現一個處理器對整個控制的處理,簡單靈活的方式極大地方便了運行和維護。②電氣自動化控制技術遠程監測時,可以穩定的采集和傳輸信號,及時反饋現場情況,依據具體情況來修正控制信號。③電氣自動化控制技術在監測總線時,集中實現控制功能,從而來實現高效的監控。從電氣自動化控制技術的整體框架來說,在許多實際應用中都體現出電氣自動化控制技術系統設計理念,也獲得了許多的成績,所以進行電氣自動化控制技術設計時,依據自身情況選擇合理的設計方案。
2電氣自動化控制技術的發展
2.1電氣自動化控制技術發展趨勢
在信息技術和PC客戶機的幫助下,電氣自動化控制技術不斷改革創新。由于市場需求的影響,自動化和信息技術緊密結合,電子商務的推動,也為自動化控制技術的互聯網技術的發展得到推動。在企業的生產中,管理者可以對生產的各方面內容進行信息查詢。自動化控制系統也可以實現對生產過程進行全程監控,得知生產信息和狀況。虛擬現實技術和視頻處理技術的廣泛應用,是未來的發展趨勢,對自動化產品的設計與更新有著重要意義。在自動化設計中,重視新型技術的運用,保障監控的全面性。虛擬技術和視頻處理的發張,與之相對應的配套組件不斷強化,保證其周邊配套設施的快速發展,向集成化方向邁進。隨著企業現代化措施的不斷提升。電氣自動化控制系統得到不斷加強,信息技術在生產管理上持續發展,讓企業的自動化控制系統符合企業要求,適應經濟發展,保證生產中設備的安全管理,促進企業的現代化進程。
2.2電氣自動化控制技術發展方向
電氣自動化控制技術的發展起源可追溯到20世紀50年代,電機等產品的生產萌生出電氣“自動化”的說法。電氣自動化從無到有是隨著信息網絡、智能控制和電子技術快速發展與信息技術緊密結合起來的一門電氣工程應用技術學科。當今社會,電氣自動化控制技術已成為高新技術產業的一部分,它最大限度地推動交通、醫療、現代化制造業等技術的進步,這些技術已經運用于工業、農業等領域。換句話說,電氣自動化控制技術已經擺在國名經濟的重要位置。
2.3電氣自動化控制技術發展意義
當前,我國的工業化水平緊隨全球領先水平,電氣自動化控制技術是企業生產不可或缺的一部分,它擁有廣闊的發展前景,此外,它還是現代化企業的基石,也是現代化企業的標志,很多企業將產品需人工完成或由于條件惡劣沒辦法完成的部分用機器代替生產,它極大限度地節約成本和時間,也提高了工作效率。它的發展是提高居民生存質量的必要因素,是人民日益增長的物質需求和社會發展的產物。
3總結
電氣自動化控制技術是人類現代文明社會的發展到一定階段的必然產物,它在企業的現代化過程中具有深遠的意義。它在我國工業領域扮演者十分重要的角色,必將推動我國工業現代化的健康發展。在經濟快速發展的今天,科技產品被越來越多的推出,電氣自動化控制技術已成為熱門技術,它的發展前景十分廣闊,希望它快速、健康、可持續的發展。
參考文獻
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關鍵詞:電力企業;配電自動化;電力配電
中圖分類號:F470 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)31-0002-02
配電自動化是電力系統現代化發展的必然趨勢,是智能化在電力企業的表現。配電自動化能夠實現在滿足用戶電能質量需求的同時,也能為國家和電力企業帶來可觀的社會和經濟效益。
1 電力配電自動化現狀
電力配電自動化是一項龐大而復雜的工程,包括配調中心層的自動化,控制操作自動化,變電站、饋線管理系統自動化,電能質量監測自動化和安全防護體系自動化等多項內容。
1.1 自動化技術
配電系統的自動化,是以現代化技術為基礎,綜合了信息、功能、通道、效益,聯合了供電方與用戶的,使配電系統逐漸智能化的一種技術,主要包括以下內容:DA(配電自動化),具體包括配電自動化、SCADA和饋線自動化,以控制功能自動化為主要研究對象;DMA(配電管理自動化),主要是對信息進行自動處理和對GIS(地理住處)、AM(設備運行)等系統運行進行自動化和信息化管理以及高級分析決策功能等;用戶自動化,即對用戶系統進行自動化管理,主要包括遠方自動讀表、負荷管理、實時電價信息、用戶電力技術等。隨著社會的發展,用戶服務的優化越來越成為電力企業關注的重點。
配電自動化技術開發于工業發達的國家,且發展迅速、日趨成熟,目前已基本形成集變電所自動化、饋線分段開關測控、電容器組調節控制、用戶負荷控制和遠程抄表等系統于一體的配電網管理系統(DMS),且仍在不斷完善。我國的配電自動化技術引進較晚,且由于各種因素局限,發展較為緩慢,目前主要是配合城鄉配網改造工作同步實施,還有待進一步研究和普及。
1.2 自動化技術在電力配電中的應用
配電自動化技術在電力系統中的應用,可以為電力企業帶來巨大的社會效益和經濟效益,具體包含直接和間接兩大類效益。直接效益包括:在電力系統采用配電自動化技術,可以提高配電管理水平,擴大系統監控范圍,快速、有效地監測出線路故障發生的具置,并及時進行處理,從而減少事故和操作引起的停電時間,提高供電可靠性和電力企業信譽;也使工作人員的勞動強度大大降低,提高了生產率;同時通過環網“手拉式”進行用戶供電,可以使線路應故障和檢修造成的全線停電的現象得到一定程度的改善甚至解決,以提高用戶服務水平;還能通過合理推進電網建設,使有限資金得到有效利用,改善電能質量。間接效益,即隱性收益,就是通過采用配電自動化系統提高工作效率,電力運行部門不必花費大量人力物力在故障查找和維護方面,從而使運營成本大大降低。
配電自動化的最終目的是擴大供電能力,增強供電可靠性,優化電力服務。目前,我國對配電自動化的應用較少,還有部分內容尚未開發,或仍處于研制或使用階段。要想實現最終目的,就必須堅持統籌安排、循序漸進的原則,考慮長期和短期、全局和局部,分清主次,對配電自動化加大研究力度,盡早開發出先進、通用、標準的配電網自動化系統,促進電力市場的發展。
2 電力配電自動化的發展趨勢
2.1 綜合型配電自動化終端
綜合型配電自動化終端,是在傳統功能的基礎上,增加了電能質量量測、實時電價信息、故障靈波及部分儀表功能的終端系統,它以高速數據采集及信號處理技術為基礎,能夠減少現場終端數量,使配電系統的復雜性降低,同時實現綜合信息的采集及控制,實現與主站和指定終端的通信,滿足電力市場對電能質量的監測及實時電價信息的要求,是配電自動化進一步完善的發展趨勢
之一。
2.2 配電線路載波通信技術
目前,電力通信系統的主流是光纖。光纖具有容量大、可靠性高、傳輸速率高等優點,因而得到電力企業的親睞。同時,經濟的發展和現代化技術的應用,大大降低了光纖的成本,使光纖作為配電系統自動化的主干通信網而得到普及成為可能,相關研究人員也正致力于此。但是,隨著終端設備數量的增加(對低壓配電網而言),通信系統建設的復雜性也大大增強,仍采用光纖通信會使企業成本增加,且可行性較差,存在很多問題。所以,研究具有較高可靠性和通信速率的配電線路載波通信技術成為主要趨勢。配電線路載波通信技術具有光纖通信的功能和優點,此外,還能為客戶提供電力線上網等其他的綜合通信服務,配電系統綜合自動化的實時電價信息,實現遠程讀表功能,具有更高的開發和應用價值。
2.3 用戶電力技術
電力市場競爭的加劇,要求配電自動化系統的進一步完善,尤其是用戶的監控和服務功能的加強,要做到準確、可靠、靈敏,以盡可能減少給配電公司帶來的直接和間接損失。用戶電力技術(Customer Power),是在中、低壓配及用電系統中應用高新技術(如電力電子技術、微處理機技術、控制技術等),是FACTS技術地配系統應用延伸出的一種新型綜合技術(DFACTS)。現階段,DFACTS裝置主要有:APF(有源濾波器)、DVR(動態電壓恢復器)、D-STATXOM(配電系統用靜止無功補償器)、SSTS(固態斷路器)等。該技術獨立工作時可滿足特殊負荷對供電量的嚴格要求;結合配網自動化技術,則能使諧波畸變減少,電壓波動和閃變、各相電壓的不對稱和供電的短時中斷現象消除,實現柔性化配電(無瞬時停電和實時控制),從而提高了供電的可靠性,電能質量也得到很大提高,滿足用戶對電能質量更高層次的要求。
2.4 智能分布式FA
“輸配電分開,在售電環節引入競爭機制”是我國電力工業體制改革方案中提出的一項重要內容,該方案開放了配電環節,使分散發電裝置得以廣泛使用,為解決能源提供、降低線路損耗、提高能量轉換效率提供了可行性方案。但是分散發電裝置的布置及投運具有不確定性,從而影響了配電網絡的運行方式,經常變動,導致FA方案(傳統保護整定值與集中處理)難以適應,分布智能FA體系成為其發展方向。該體系是以多智能系統(MAS-multi-agent system)為基礎,研究建立智能體(agent)與區域協調器的協調機制,研究在配單自動化主站建立協調服務器,通過定義智能體之間的通信與規范,實現完整的智能分布
式FA。
2.5 集成化和綜合化
為降低成本、提高經濟效益,就必須實現配網自動化系統的信息集成及其功能綜合,打破以往各單項自動化工程相互獨立、功能重疊的弊端。具體包括:SCADA系統與CIS系統的一體化設計,綜合兩者的數據、功能、界面,實現一體化。一方面,SCADA所需要的網絡結構和屬性數據可從GIS中自動提取;另一方面,GIS所需的配電實時運行數據也可從SCADA提取,從而大大優化配電自動化技術;配電管理系統的一體化,即融合GIS、線損管理、可靠性管理、生產MIS等系統,加強整體管理,實現高效運作。
3 結語
在新形勢下,配電自動化要想在競爭激烈的電力市場中取得優勢,實現電企效益的最大化,就必須對配電網終重構、自動無細電壓控制等高級應用功能深入研究,此外,如何結合電力市場實時電價、差異性客戶服務等特點來研究新問題,也是今后配網自動化研究的重要內容。
參考文獻
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篇6
隨著經濟社會的快速發展,各個品牌間的市場競爭愈演愈烈。縱覽當前的發展格局,可以看出標志設計所呈現出來的風格多種多樣,表現方式也顯現出更加多元化的發展趨勢。尤其是隨著數字化時代的到來與迅速發展,越來越多的設計手段與設計風格開始涌現,傳統的純平面二維設計形式得到了徹底創新與突破,三維以及多維空間的表現方式開始被廣泛用之,促使標志設計的整體效果更具表現力與張力,蘊意表達也更為精準、豐富與多樣。在數據化時代的背景下,標志設計正從靜態形式朝著動態形式的方向發展。
數據化時代促使標志設計動態化發展的因素探析
1.科學技術的推動
隨著科學技術的迅猛發展,媒體改革隨之推進,不僅出現了網絡設計、數碼設計以及電腦制版等新興技術,而且在輸出制作方面也得到了廣泛普及與應用,促使標志設計在規劃、制作、加工等各個方面得到了高度強化,特別是將標志設計的傳統制作瓶頸徹底消除了,形式更為多樣、內涵更為豐富的標志圖形也開始映入廣大觀眾的眼臉。同時,科學技術的發展也大大推動了設計者思想觀念的進步與創新,使得標志設計所產生的視覺效果日趨完善。
2.設計觀念的演變
新時代的設計者們更為注重多元化的設計思維,大大突破了傳統的單一化設計思想,開始意識到無論是從心理學視角去看,還是從信息角度去理解,人類在接受外界刺激的過程中,只有運動的、變化的、新穎的、獨特的等信息元素,才更有可能對人們的感官神經產生刺激,引起觀眾的注意力,而動態化的標志設計則是順應這一潮流的重要途徑之一。
3.時展的需要
優秀的甚至是經典的標志設計不會永久不變,其具有與時俱進的重要特性,會隨著市場的變化、媒體技術的發展、人類生活方式的轉變、時尚潮流的引導等諸多方面的變化而不斷改變。每個時代都會誕生出只屬于這一時代的標志設計作品,對于另外一個時期雖然依舊是經典作品,但只能借鑒卻不能照抄照搬,因為不同時代對美的理解與闡述是不盡相同的。因此,時展的需要是推動標志設計動態化前進的重要動力。
數據化時代標志設計動態化發展的途徑
1.色彩的動態化
根據實際調查發現,越是新穎獨特的設計形態,所傳遞的信息量就越豐富,同時也更能吸引觀眾的注意力。而色彩作為刺激人類視覺的最直接方式之一,通過對透明色彩、漸變色彩、高純色彩等的應用,強化其動態呈現效果,提升其視覺沖擊力。所以,通過對色彩進行一定形式的設計與處理,不僅能夠直接增加標志形態的動態特性,而且能夠通過這種色彩設計本身的動感,提升視覺的沖擊效果,增強觀眾的印象。
2.圖形的動態化
數據化時代所催生出的各類設計軟件為廣大設計者提供了更多的圖形創作空間,促使標志中的圖形設計不但可以在平面空間中進行,而且可以在立體空間中進行展示,甚至能在兩種空間之間隨意轉換。可以說,圖形的動態化發展為標志設計提供了更具動感、更為廣闊的設計效果。
3.材質的動態化
標志設計在新時代已經別賦予了更為豐富的意義與詮釋,諸多標志設計為尋求更具現代特征的感覺,對標志賦予了獨特的材質動態特性。例如,通透的質感、如清水般的光澤,給人一種如履冰上之感;堅硬、牢固的金屬質感,讓人感覺十分耐用及堅固之感等,這是光投射與折射原理以及所選材質產生的效果。因此,對材質賦予足夠的動態化,能夠讓觀眾感受到商品的質量、特性、風格等,對于信息傳遞具有十分重要的功能與價值。
數據化時代標志設計動態化發展的重要意義
多媒體技術所帶來的數據化時代,促使人們隨時隨地都能接收到廣泛信息的標志。與傳統靜態的二維空間標志設計相比,現代化的動態標志設計融入了更多的“表情”、“時間”與“空間”,不但可以更好的起到信息傳播的功能,而且能夠讓觀眾產生深刻的印象。這種數據化時代的發展趨勢同時也是人們心理變化與審美需求的直接體現,因此,只有更具變化、豐富、文化意蘊等的動態化標志設計,才能更加迎合時代的發展需求,也才能進一步的顯現標志設計自身的價值與意義所在。
同時,由于在數據化時代促使標志設計在海量信息中脫穎而出,推動其更加精準、迅速的傳遞訊息,這是當前標志設計所面臨的重要任務與課題。現代化的標志形象不再是傳統的靜止圖形或者符號,也不再局限于對靜態形象的審美追求方面,而是集聲音、文字、動畫以及圖像等于一體的多種媒介的動態化表現上,展示方式也從二維空間向多維空間逐步擴展、從靜態向動態逐漸延伸。這就需要標志設計者對設計作品有一個宏觀概念與規劃,不僅要展現出標志的靜態美,更要體現出其動態美,并促使所設計出的標志作品適應數據化時代的審美標準與審美需求,推動我國的標志設計在世界藝術設計領域中占據更重要的地位與影響力。
篇7
關鍵詞:電力 配電 自動化 應用 發展趨勢
中圖分類號:F470.6 文獻標識碼:A 文章編號:
一、概述
相比普通的配電系統,配電自動化系統在控制、管理以及運行方面都有巨大的優勢,能夠更好地應對負荷增加、電力網絡復雜化以及節能減排等因素帶來的挑戰,以實現配電持續低耗、高效、可靠運行。在實現的可能性方面,通信技術,網絡技術、現代電子技術,以及自動控制技術的飛速發展,為配電系統實現自動化提供了技術支持。所以,配電自動化是一項綜合運用各項技術的復雜科學。
配電自動化具有高效及靈活性強的特點。但其對設備及線路的要求較高從某種角度說更是對供電安全的保障,提高了安全性及用戶的滿意度,保證了人們正常生活的安全性。既促進經濟發展,又保證了社會民生安全發展,利國又利民,是關乎民生大計的一項遠大的工程。
二、配電自動化技術的主要功能
配電自動化最主要的功能可以概括為利用自動化技術綜合全面管理配電系統,改善普通的配電系統的不足之處,完善普通配電結構的功能,使整個電力系統更好地運行,為用戶可靠供電。配電自動化功能很多,主要是采集數據并進行控制,監控配電系統的運行狀態,及時發現配電系統中存在的問題,管理好配電設備,維護好設備安全,根據檢測數據的結果,做好檢修管理,停電管理,負荷管理,通過對自動化設備的建設,完善計量計費功能,將數據上傳網絡,并在網絡分析,使配電系統的工作管理,網絡重構,營業管理及相關系統通信的功能完成更加簡便可行。以上所有這些功能完成所需要的信息很多,包括配電系統中配電網的運行實時信息、各種設備的各項技術參數、備品備件、用戶信息等各類信息。配電自動化系統可以是集中式,模塊化式的系統,建立一個配電管理自動化主站,實行對整個配電網的各種設備各項參數進行數據采集,并和配電線路自動化、用戶自動化、變電站自動化集成為一個系統,這樣的系統就是配電管理系統。
三、配電自動化的應用特點
1配電自動化具有安全性
人們生活日漸高科技化,缺失電力基礎無法想象,不僅影響經濟和政治的發展,更會破壞社會秩序和經濟政治安全,配電自動化主要應用在人們的日常生活和工作中,隨著人們生活水平的不斷提高,對安全性的需求也日益增高,因此用電安全性是基本原則之一,這既可以提高配電的安全性,也是對人民負責的體現,維護社會秩序和保證人們安全。
2配電自動化具有可靠性
自動化管理的另一個特點是可靠性強。在急速發展的今天,人類沒有電子設備根本無法生活,不僅對用電的需求量增加,更需要供電的穩定性。如果供電的穩定性地或者無法可控,不知是人們對點的依賴程度降低,更影響人們身體安全。在配電管理中,因此需要提高配電可靠性,減少其失誤及故障,并提供可靠的管理系統。
3配電自動化具有實際原則
配電自動化是一種社會實驗,所以具有實際原則,不僅要選擇質量高可靠性強的設備,更要符合國情,實事求是,從實際出發。在諸多的配電系統中,也有國外的領先成熟的技術可以引用,但是,不能照搬照抄。比如電壓不一致等問題,盲目引用只會導致資源的浪費和資金流失,如果不充分考慮,導致資源分配不合理,與配電自動化高覆蓋率的目標反而背道而馳。
四、配電自動化系統的應用效果
長期以來,國內外的著名專家學者對配電自動化進行了深入研究,獲得了大量的成果,現在配電自動化系統已經基本成型,只是還有很多細節的地方需要完善和改進,這項任務也沒有想象的那么輕松,還需要我們電力系統工程領域工作人員的一致努力,才能最大程度地實現配電自動化,為我國電力建設作出應有的貢獻。配電自動化對電力系統有許多的收益,從收益特征上看,隱性明顯多于顯性。發展至今,配電自動化系統取得的應用效果有以下幾方面。
( 一) 經濟效益方面。配電系統的自動化效果收益有直接效益和間接效益兩種。配電系統的自動化將很大程度上提高供電質量,減小故障處理時間和設備停電時間,最大限度地發揮配電系統的作用,保證企業生產正常進行。不僅為電力系統本身帶來經濟效益,也為用戶企業帶來經濟效益。
( 二) 社會效益方面。自動化的配電系統能夠大幅度提高電力系統的運行維護水平,縮減工作人員的勞動時間和勞動強度,使配電系統的運行更可靠,不至于因為突發大面積停電給社會交通、金融、企業、醫院、學校等各行各業的正常進行帶來障礙。
五、發展配網自動化技術應注意的幾個問題
配電自動化技術在飛速發展,我們在發展的同時應該注意到發展帶來的問題,并在今后的發展方向上避免類似的問題,使配電自動化技術能向更深層次和更完善的方向發展。發展配電自動化技術應該注意到以下一個問題:
一是做好規劃,不但要做好配電自動化的規劃,還要做好配網的一次系統的規劃,在發展的同時,要全面考慮各種因素,多設計好備用方案,堅持分階段,分塊實施的原則,在總體上,要有發展綱領指引配電自動化技術的發展;
二是要著重考慮配電自動化系統的穩定性,不僅要保證原先的配電設備安全穩定可靠的運行,更要保證自動化監控實施設備、數據采集、信息傳遞設備穩定運行;
三是自動化的設備的建設在經濟成本上應該可行,而且建設好的自動化設備運行對于本身的配電系統設備和線路不會有干擾;
四是加強配電自動化軟件的開發,使得配電自動化的實現更加簡便。
六、配電自動發展趨勢
根據對配電自動化的分析,總結出自動化系統所帶來的優勢,最終目的就是降低由于設備、系統、技術的缺乏造成的各項損失。而未來的配電管理中,自動化系統可以根據實時在線監控,對各設備信息進行及時的統計分析,保證設備可以穩定運行,提高用電的可靠性。并且可以優化現有的配電網絡,提高線路的供電能力,降低出現問題的幾率。這樣不僅可以減少了對空置線路的資金投入,也減少了對設備維護的費用以及出現故障的維護費用,降低了運行的成本。而在供電系統出現問題的同時對社會所造成的影響也大大降低,提高恢復供電能力的反映時間。這就是配電自動化在配電管理中所帶來的社會效益和經濟效益。
1對數據信息的管理
在配電自動化管理中信息管理是最基本的功能,其主要目的是對配電過程中不斷對數據進行收集、分析及儲存。信息系統本身是一個巨大的數據庫,而系統以及工作人員能夠脫離時間和空間的限制,隨時對信息變化進行修改、檢測以及整理。系統本身又需要實時更新,對數據的準確性很好,工作人員和自動化系統能夠根據最新的信息作出相對準確的判斷,減少誤差和可能出現的問題。省時省力,提高了工作效率。
2安全保障
在配電自動化管理當中,系統可以根據實際使用情況對線路進行合理的分配減少由于使用壓力過大造成的短路。建立配電自動化系統的時候,會建立多條饋電線路,從而保證使用線路的安全性。因此在系統檢測出線路故障的同時,會開辟其他饋電線路分擔故障線路的壓力,從而保證用戶使用的安全性,使其不受影響得到保障。
3提高對電網改造的改善更新力度
根據配電自動化系統的需求,對各電網的改造應該加大力度,保證電網可以效率高,安全性高的供電質量。而配電自動化系統的最大優點就是可以避免故障的發展以及處理問題的快速反映,因此應著力改造電網的互通能力,饋電線路的建設,這樣才能實現配電自動化系統的實際應用效率,降低問題所帶來的損失。
結語
基于我國的實際情況,我國電網要實現西電東送,南北互供,全國聯網的戰略目標,要搭建一個智能電網,我國的電網將會是世界上最先進、最復雜的電網。為了能夠讓如此復雜的電網更穩定可靠運行,必須讓每個環節的技術都充分發展成熟。目前我國正大力改造電網,配電自動化是我國配電網絡發展的必然方向,其發展是建設智能電網和堅強電網的基礎。配電自動化不僅在我國引起了重視,在工業發達國家中,配電系統自動化也受到了廣泛的關注,配電自動化系統具有自動化水平高、管理功能強、實時性好等優點,效益顯著,必須堅定不移地建設配電自動化管理系統。
【參考文獻】
篇8
【關鍵詞】自動化技術;沖壓生產;發展趨勢;FMS
隨著國民經濟的發展和科學技術的不斷進步,自動化已成為生產的主要手段。我國沖壓加工自動化技術經過幾十年的發展,經歷了從無到有的發展過程,到目前已接近國際先進技術水平,形成了從研究、開發到生產的完整體系。特別是近幾十年的改革開放,引進、消化、吸收國外先進的沖壓技術,使得我國沖壓加工自動化技術呈現迅速發展的趨勢。本文從自動化技術和沖壓生產的定義、發展歷程及其內容入手來對自動化技術在沖壓生產中的應用及發展趨勢進行解析。
一、自動化技術的定義
自動化技術是一門綜合性技術,它和控制論、信息論、系統工程、計算機技術、電子學、液壓氣壓技術、自動控制等都有著十分密切的關系,而其中對自動化技術影響最大的是控制論和計算機這兩門技術。將自動化技術應用于工業生產中,就是運用數字、計算機、機械組合等相關技術對工業生產進行調整及管理。
二、沖壓生產的定義
沖壓生產一般指的是借助于專用沖壓設備的動力、使板料在模具里受到變形力并進行變形,從而獲得一定形狀、尺寸和性能的產品零件的生產技術。板料、模具和設備是沖壓加工的三要素。沖壓是一種金屬冷變形加工方法,所以,被稱之為冷沖壓或板料沖壓,簡稱沖壓,它是金屬塑性加工(或壓力加工)的主要方法之一。
三、自動化技術在沖壓生產中的應用
沖壓產品被廣泛地應用在國民經濟的各個領域,從航天航空、交通運輸、機械電子、醫療器械到日常的生活用品都離不開沖壓件。不但整個產業界涉及它,而且我們每個人都直接與沖壓產品密切相關。像飛機、火車、汽車、拖拉機上就有許多大、中、小型沖壓件,轎車的車身、車架及車圈等零部件都是沖壓加工出來的。據有關調查統計,自行車、縫紉機、手表里有80%是沖壓件;電視機、收錄機、攝像機里有90%是沖壓件;還有鍋爐、食品金屬罐殼、
不銹鋼餐具及搪瓷制品等,全都是沖壓產品;就連電腦的硬件中也缺少不了沖壓件。那么,自動化技術在沖壓生產中又有怎樣的應用呢?下面就讓我們來解析一下吧。
1、人工機器人技術的運用
隨著汽車工業的發展,科研人員將人工機器人應用于沖壓生產中。車身沖壓原材料由原來的以板材為主、卷料為輔朝著以卷料為主、板料為輔的方向發展。毛坯下料設備由原來的普通剪板機過渡到現已基本實現開卷落料的自動化裝置。機器人這一高新技術產品,承擔了從卷材與堆垛到零部件的碼垛;從提供控制系統到企業ERP;從設計到生產支持與效率優化的全盤工作。機器人的運用不僅代替人完成一些人類不可能完成的工作,而且可以減少生產中的失誤率和危險性,生產效率、產品質量和材料的利用率都得到了很大的提高。
2、仿真技術的運用
隨著科學技術的不斷進步與發展,人們在科學領域取得了越來越多的成就。特別是在一些仿真技術上,將動物及植物的特性應用到沖壓生產這一領域中。仿真技術的運用不僅是改進磨具設計方式的一個有力手段,也是促進磨具工業技術進步、提高產品質量和生產效率的關鍵因素。其應用不僅節約了大量的人力、物力和財力,提高了企業的經濟效益,同時也促進了企業生產的規模化和集約化,對擴大再生產和國民經濟的發展起到了積極的推動作用。
四、自動化技術在沖壓生產中的發展趨勢
柔性制造技術是自動化技術向高發展的必然產物。柔性制造系統(FMS)由加工、物流、信息流三個子系統組成,它在自動化技術、信息技術及制造技術的基礎上,將微電子學、計算機和系統工程等技術有機地結合起來。FMS的工藝基礎是成組技術,它按照成組的加工對象確定工藝過程,選擇相適應的沖壓設備和工件及模具等物料的儲運系統,并由計算機控制,自動調整并實現一定范圍內多種工件的成批高效生產,并能隨時改變產品以適應市場需求。FMS兼有加工制造和生產管理兩種功能,它將以往企業中相互獨立的工程設計、生產制造及經營管理等過程在計算機及其軟件的支撐下,構成一個覆蓋整個企業的完整而有機的系統,以實現全局動態最優化的目的。FMS作為當今世界發展的前沿科技,為未來企業提供了一幅宏偉的藍圖,將成為21世紀機械制造業的主要生產模式。
柔性制造技術趨于成熟是汽車零部件生產最重要的技術進步。首先,組成沖壓生產線的設備的數控化奠定了沖壓生產線自動化的基礎;而柔性傳送技術、機外仿真技術、脫機編程技術的日臻完善,特別是包括模具自動倉庫、模具自動識別與提取、模具工作參數自動調整等功能的模具系統實用化,標志著汽車零部件柔性化技術已趨成熟,使大型覆蓋件的“個性化”、“按定單”和“準時”生產成為可能。主要體現在:
(1)設備功能柔性化:設備能完成多種加工、利于實現批量生產、提高設備利用率和縮短加工周期。
(2)操作柔性化:具有相同加工工藝的工件能以多種方式進行加工,在機器出現故障時易于實現動態調度。
(3)加工路徑柔性化:工件加工可通過制造系統的多種路徑完成,便于平衡機床負荷,增強系統在機床故障、刀具磨損等情況下運行的穩定性和可靠性。
(4)加工過程柔性化:加工過程能同時生產多種產品,具有混合比柔性,通過提供多樣化的產品來滿足客戶越來越高的要求。
柔性沖壓自動化生產線的基本結構大多由一臺雙動壓力機與數臺單動壓力機串聯布置。在雙動壓力機之前有拆垛裝置,雙動壓力機與單動壓力機之間及單動壓力機之間有上下料裝置,最后一臺單動壓力機之后是碼垛裝置。此外,自動快速換模系統、自動快速調整系統、故障檢測系統以及廢料排除與運輸系統都是必不可少的。
沖壓生產柔性技術未來的發展方向:
(1)向小型化、單元化方向發展 為了讓更多的中小企業采用柔性制造技術,FMS將由大型復雜系統向經濟、可靠、易管理、靈活性好的小型化、單元化方向發展。
(2)向模塊化、集成化方向發展 為了有利于FMS的制造廠家按需、分期有選擇地購置系統中的設備,并逐步擴展和集成為功能強大的系統,FMS的軟硬件都將向模塊化方向發展。以模塊化結構集成FMS,再以FMS作為基本模塊集成CIMS是一種基本趨勢。
(3)控制智能化 首先對材料或工藝參數建立在線檢測系統,當材料性能或工藝參數發生變化或產生波動時,由自動檢測系統在線確定相關參數的瞬時量值,并通過計算機模擬分析和優化軟件確定參數變化后的最佳工藝參數組合。自動控制系統調整工藝參數后,可以實現沖壓工藝過程的自適應控制,新的生產數據逐漸積累可進一步成為后續加工過程的工藝優化基礎。
總結
自動化技術已深入到機械制造的各個領域,因其生產的高效率和產品的高質量已被生產企業普遍接受。大力發展工控自動化是加快企業技術提升和擴大再生產、提高經濟效益的有效路徑和手段。科研人員要不斷探索和研究沖壓生產的自動化技術,使其與國際接軌,努力使我國沖壓生產水平處于世界領先地位。相信在不久的將來,我國沖壓生產的自動化水平還將取得更大的進步。
篇9
【關鍵詞】電力系統自動化 發展 應用
【中圖分類號】TM76 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158(2013)01―0295―01
在過去的20年里,隨著計算機技術的發展,通信技術,控制技術,現代電力系統已成為以計算機(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和電力設備和電力電子(Power System Equiqmentsand Power Electronics)為核心的自動控制系統,簡稱“CCCP”。電力信息系統自動化處理越來越大,考慮的因素較多,直接觀察和測量范圍更廣泛,可以控制對象越來越豐富。
一、電力系統自動化控制的發展趨勢:
1、現代電力系統自動控制技術具有以下的特性:
(1)在控制模式、區域、協調、智力和適應自動化技術的發展不斷優化。
(2)應對面臨的多機系統模型的設計和分析的問題。
(3)在基礎理論上實現更多的現代化控制理論。
(4)遠程通信的應用增加了電力電子器件和控制計算機的方法。
(5)研究人員在結構上需要的各種信息和儀器的聯合行動。
2、電力系統自動化的發展趨向于以下的幾個方向:
(1)系統監測向自動化控制系統的發展,如對AGC(自動發電控制)的總功率管理。
(2)從高電壓擴展到較低的電壓方向,例如EMS(能量管理系統)和DMS(配電管理系統)的電力管理。
(3)控制區域部分從各個組成部分向整個系統發展,如區域穩定控制系統和SCADA(監控和數據采集)的發展。
(4)從單一功能向多功能、一體化發展,例如變電站綜合自動化的發展。
(5)設備的性能向快速、靈活和數字化的方向發展,例如繼電保護技術的發展方向。
(6)自動化控制的目標逐漸智能化,尋求協調的發展和優化,例如勵磁控制的發展趨勢。
(7)通過提高系統運行的經濟性,在實現自動化管理和服務的基礎上保證效率和安全性,例如將MIS(管理信息系統)應用到電力系統自動化管理系統。
二、對于電力系統自動化產生重要影響的三項技術
1、動力系統的智能控制技術
在過去的電力系統控制中的應用發展研究大致可以分為以下幾個階段:單輸入單輸出,基于傳遞函數的控制,線性最優控制,非線性控制和多機系統的協調控制等階段。而面對智能控制階段的主要技術難點如下:
(1)電力系統的多目標優化動態特性和失效模式的轉換操作。
(2)電力系統是一個具有非線性、變參數(包括各種各樣的隨機性和不確定性因素并存,各種工作模式和故障模式)和動態變化等特點的系統。
(3)電力系統要求地方協調不同控制器,也需要不同的控制器的協調控制。
智能控制系統是控制理論發展的一個階段,主要用于解決復雜系統的控制問題,這些問題難以用傳統的方法解決;智能控制系統特別適合于具有模型不確定性的復雜控制系統,具有很強的非線性,需要高度的適應性。
智能控制系統在電力系統中的應用非常廣泛的應用前景,已適應人工網絡控制的快速汽門、人工控制網絡、ASVG電力制動快速綜合控制系統和基于多機系統(新型靜止無功發生器)的自主學習功能等。
2.FACTS和DFACTS
(1)FACTS概念的提出
這是在電力傳輸和分配的一種先進技術,為了提高電壓質量和系統穩定性的電力系統的發展迫切需要,改變傳統的傳輸容量而產生的新技術――柔流輸電系統(FACTS)。
所謂“柔流輸電系統”的技術也被稱為“柔流輸電系統”,是獨立或集成系統的重要組成部分,主要應用于傳輸系統功能的電力電子裝置,還可以對傳動系統的主要參數(如電壓、電抗和相位差等)進行調節控制,使傳輸更可靠和具有更高的效率和更大的可控性。這是一種將控制技術、計算機技術、電力電子技術等多方面技術應用于高壓輸電系統中,既提高系統性能的可控性、可靠性和電能質量,又能達到節能新技術的要求。
(2)柔流輸電系統(FACTS)的核心裝置ASVC的研究現狀
柔流輸電系統(FACTS)裝置的一個共同特點是:電力電子器件基于逆變器的快速切換。
ASVC由兩相逆變器和并聯電容器等組成。它不僅可以正確的穩態電壓,而且在穩定電壓的恢復期控制電壓的能力是很強的。與傳統設備和技術相比,ASVC控制的范圍大,反應速度快,降低機械損耗和旋轉噪聲,因為ASVC固態裝置,所以能穩定裝置響應的變化情況,因此其控制能力比同步調相機要好得多。
(3)DFACTS的研究趨勢
隨著高新技術產業和信息化的發展,電力用戶對供電質量和電氣設備的正常運行可靠性更加注重,甚至與生活產生越來越密的關系。可以說在信息時代對電能質量提出了更高的要求。
DFAcTS技術應用于柔流技術的配電系統,它的根據是Hingorani于1988提出配電網電能質量的新概念。其主要內容是:對電能質量的各種問題的全面解決方案,使用新的電力電子控制器的配電網和大型商業用戶端。
3、GPS時鐘統一生成和基于EMS動態安全監測系統
(1)基于GPS統一的新一代EMS
電力系統的監測和監控和記錄的電磁瞬態記錄儀和對系統穩態運行的重點關注各種故障數據采集的主要手段(SCADA)系統。前記錄的數據冗余,記錄時間較短,不同記錄儀缺乏溝通,使整個系統的動態特性分析是困難的;后者的數據刷新間隔時間較長,只能用于對系統的穩態特性分析。他們也有一個共同的缺點,在不同的地點之間的一個共同的準確的時間標記的記錄數據的缺乏,僅部分有效,這是很難分析整個系統的動力學行為。
(2)基于動態安全監測系統的新一代GPS
GPS是基于動態安全監測系統的新一代動態安全監測系統,結合原有的SCADA系統。電力系統動態安全監測系統的新一代,主要以同步定時系統,動態相量測量系統,通信系統和中央信號處理器是由四部分組成的。利用GPS實現同步相量測量技術和光纖通信技術,提供了相位控制的條件。GPS技術和相量測量技術的PMU(相量測量單元)設備相結合,逐步取代了RTU設備實現電壓,電流相量測量(相位和振幅)。對電力系統調度的穩定/準穩態監測動態監測發展是監測發展技術的必然趨勢。電力系統動態安全監測和實時控制技術的結合以GPS技術的應用和相量測量技術相結合為標志。
隨著控制技術的發展,電力系統自動化、計算機技術和信息技術面臨著前所未有的改革。智能控制系統和多媒體技術將很快進入電力自動化系統領域,信息技術的發展將促進電力監控系統的發展和促進電力自動化控制系統發展到一個完美的水平。
參考文獻
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在一個充滿了競爭和以客戶為導向的商業化環境中,對設備靈活性、穩定性和可靠性的要求也越來越多。目前,包裝系統從第1展到了第4代,正在逐步實現更高程度的自動化水平,而且還大大增加了相關軟件的應用比例。
自動化對企業生產的重要性
通過消除人工錯誤,自動化設備可以帶來更高的生產能力,它速度更快,操作更加精確,特別適合于重復性和比較關鍵的操作步驟。
主要以機械零件為主的包裝設備可能會因零件問題而導致生產速度減慢,并且增加了發生潛在差錯的可能性。為確保所有的機械組件都能保持良好的運行狀態,日常的維護是很有必要的,但糟糕的是,這些包裝機械設計無法使用現代控制器所用的那些先進的故障診斷和排除工具,無法改善不必要的停機狀況。因此,包裝界正在增加其設備的自動化程度,以便滿足用戶日益增長的相關需求。
包裝設備的演變過程
第1代設備會使用一個主電機、幾個齒輪箱及一些鏈條和滑輪來傳遞動力和扭矩,將手工操作轉成自動化操作。直到今天,許多這樣的設備仍然在使用。
第2代包裝設備本質上是混合使用了基本的機械自動化技術和對關鍵運動進行控制的伺服系統。這種設備在包裝界中應用很廣泛,仍然是某些包裝應用場合的首選。
第3代包裝設備,這種全電子的設備采用了伺服控制,以便使多軸的運動能保持精確的同步。其特點包括可變速操作,高靈活性和高精確度,因此該類設備正在世界范圍內得到越來越多的應用。
然而,技術的發展永遠不會停止不前,當用戶和消費者還在繼續了解第3代設備的好處時,第4代設備已經處于開發制造過程中了。
第4代設備的優勢
與從機械、伺服混合的第2代轉向以伺服為主的第3代不同,第4代包裝設備提高了今天可擴展的、基于標準的軟硬件的基礎。這種新設備的關鍵技術是簡化的操作和診斷方法、加工和包裝過程的在線集成,與MES系統的完全集成,以及擴展的相關法規。被稱為GenNext的第4代技術是遠超過第3代的下一代技術。第3代設備是在一個M級的奔騰處理器上集成相關的動作和邏輯指令,這為下一代設備的軟件發展提供了一個可擴展的基礎。現在第4代設備應用了分布式智能技術,比第3代取得了很大的提高,擴展了電子、氣動和液壓技術的能力,增加了生產力,提高了可靠性并加強了通訊的能力。
從伺服到軟件為包裝設備帶來的變化
雖然第4代設備已在歐洲得到了商業化,但在其他地方第3代設備仍占主--導地位。我們可以看T,從伺服到軟件等各種不同的技術為包裝設備帶來了哪些變化。
伺服控制:雖然伺服技術在驅動設備方面已被使用了很長時間,但它在高速運轉下的可靠性和可重復性直到最近才被提高到能替代包裝設備中主軸的程度。通過與控制器和內部通訊網絡集成到一起,這種電子機械式的驅動機制創造出一種虛擬的主軸,用戶可以通過重新設定動作來對它進行重新設置。
伺服技術使得在運行過程中更改參數成為可能,而不再需要去更改某個機械凸輪的形狀。這樣也有可能在停止包裝某種尺寸的盒子之后,只需要很少的產品緩沖量就可以通過簡單地改變設置去包裝另一種尺寸的盒子。當所做出的設置生效后,所有的伺服系統都會做出相應的調整。計算能力是伺服電機能在包裝設備中得到日益普及的一個關鍵因素,與過去相比,今天的信號處理器更快更聰明,還更便宜。因此,制造商可以使用必要的計算能力來對高速運轉時的復雜動作進行控制。
用于包裝的PAC.制造商利用現代計算機技術的另一個方法是為他們的設備安裝更靈活的控制器,有時也被稱為PAC,即可編程自動控制器。這種控制器將可編程邏輯控制器(PLC)與開放式計算機和通訊技術結合在了一起。其優點之一是在包裝過程中,它們負責對邏輯和運動進行同時控制。PAC提升了開放式架構網絡,就像在使用基于PC的控制一樣。使用PAC的好處是使得設備可以通過局域網和所指定的針對SERCOSIII的外部通訊接口與外界進行交流。
模塊化:隨著自動化控制器在包裝設備上得到了越來越多的應用,推動了一種模塊化的、面向對象的編程標準的產生。在這種控制器上的微處理器具有處理以IEC61131-3標準編程語言編寫的功能模塊的計算能力。IEC61131-3是一種針對控制器的開放式標準。這些功能模塊是一些對象,或者說是一些孤立的子程序,當被程序調用時,它可以執行某一特定的任務。
PLC處理器順序執行一系列邏輯程序,與之不同的是,采用功能模塊來編程主要是要從控制器的程序庫中提取某些功能模塊,然后按正確的順序將它們連接到一起。從功能模塊創建程序的能力可以產生大量的不同功能動作。制造商可以對它們的最佳實踐方法進行編程和驗證,然后將其存儲在一個以后可能會用到的程序庫中。能夠使用早已編好并經過驗證程序的能力可以大大縮短設計新設備和對舊設備進行重新設置的交貨時間。因為這些代碼是已經預打包的,因此與繁亂的梯狀邏輯程序相比,現在的編程變得更加直接了。所以設備很易于使用、升級和排除故障。
從機械的角度來說,這些設備同樣也是容易制造和升級。因為制造商通常會針對機械模塊開發出他們的軟件模塊,他們可以對這些機械模塊進行混合和匹配,以便制造出相應的設備。通常能夠對每一種機制只設計一次,就能進行批量生產,制造商可以通過大量的設備生產來分攤開發和制造成本,從而降低單位生產成本。并且,能夠隨時使用那些已經設計好甚至可能是可以拿來就用的功能機制,能夠節省大量的時間。設計過程只涉及到對相關的模塊進行連接,以及為生產開發出必要的工具。在自動控制器中的微處理器,即PAC,也能夠通過Ethernet網接口和其他個人電腦所用的標準通訊協議與外部世界相連接。包裝機械自動化的發展趨勢