智能制造系統范文
時間:2023-03-31 23:37:53
導語:如何才能寫好一篇智能制造系統,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
1.智能制造概況
智能制造技術是在現代傳感技術、網絡技術、自動化技術、擬人化智能技術等先進技術的基礎上,通過智能化的感知、人機交互、決策和執行技術,實現設計過程、制造過程和制造裝備智能化,是信息技術和智能技術與裝備制造過程技術的深度融合與集成。
智能制造集成應用系統由計算機系統、車間物聯網系統、數據中心、生產指揮中心、生產數據交換應用平臺及數字化車間系統集成等六部分組成。其中車間物聯網系統可分為生產物聯網與環境監控物聯網兩部分,生產物聯網包括:數控機床聯網系統、人機交互界面、現有機床改造、能源管控及設備管理、生產網絡無線覆蓋、看板管理、生產過程實時監控、電子標簽技術應用;環境物聯網包括:空氣懸浮顆粒物監測、噪聲監測、有害氣體監測。
2.車間物聯網
車間物聯網是指的是將車間現場的末端設備和設施,包括具備“內在智能”的傳感器、智能儀表、移動終端、數控設備、視頻監控系統等和“外在使能”的如貼上電子標簽的各種物料及工位等智能化物件,通過各種無線或有線的長距離或短距離通訊網絡實現互聯互通、應用集成等模式,在企業局域網環境下,采用適當的信息安全保障機制,提供安全可控乃至個性化的實時在線監測、定位追溯、報警聯動、調度指揮、預案管理、遠程控制、安全防范、遠程維保、在線升級、統計報表、決策支持、領導桌面等管理和服務功能,實現對“企業資源”的“高效、節能、安全、環保”的“管、控、營”一體化。車間物聯網又細分為服務于生產管理的生產監控物聯網和服務于職業健康衛生的環境監控物聯網。
2.1生產物聯網
2.1.1數控機床聯網系統
數控機床聯網系統主要包括:網絡服務器、局域網、CAD/CAM計算機、管理系統、聯網系統主控機、遠程通訊接口、通訊電纜、數控機床等。
2.1.2人機交互界面
工業人機交互界面是一種帶微處理器的智能終端,一般用于工業場合,實現人和機器之間的信息交互,包括文字或圖形顯示以及輸入等功能。工業人機界面正在向應用范圍更廣的高可靠性智能化信息終端發展。
觸摸屏人機界面具備豐富的圖形功能,能夠實現各種需求的圖形顯示、數據存儲、聯網通訊等功能,且可靠性高,體積小,是工業場合的首選,可替代工業PC成為主流的智能化信息終端。工業人機界面配套組態軟件,以方便客戶的圖形化編程。
2.1.3現有機床改造
針對現有機床控制系統及通訊接口的不同、普通機床無法聯網監測的,需要對機床進行一些改造,使其至少能夠實現在線監測功能。
具有控制系統的機床,但既不支持網卡通訊,也不支持宏B采集,一般是一些比較老的機床。對這類機床采用的是專用智能采集硬件的方式進行數據采集的。
2.1.4能源管控
為高效利用資源能源,走企業發展循環經濟模式,能源管控中心需要將生產過程中涉及到的電力、水、蒸汽、氧、氮、氬等能源介質集中管理,提高企業調度自動化水平,更好地保證生產的安全、可靠、經濟運行。由于能源介質管網遍布全廠,線路長,需要配套建設能源綜合監控系統,作為能源管理現場無人值守的安全技術措施,在能源中心控制室實現對變電所、混合加壓站等重要場所進行視頻巡檢和環境集中監控,確保在第一時間發現安全隱患。
2.1.5看板管理
管理看板是發現問題、解決問題的非常有效且直觀的手段,是優秀的現場管理必不可少的工具之一。
管理看板是管理可視化的一種表現形式,即對數據、情報等的狀況一目了然地表現,主要是對于管理項目、特別是情報進行的透明化管理活動。它通過各種形式如標語/現況板/圖表/電子屏等把文件上、腦子里或現場等隱藏的情報揭示出來,以便任何人都可以及時掌握管理現狀和必要的情報,從而能夠快速制定并實施應對措施。
2.1.6生產過程實時監控
生產過程實時監控系統分為兩部分:生產數據實時監控系統與生產狀態視頻監控兩部分。
生產實時監控系統,簡稱RPC,主要實現將企業各個生產裝置(NC、DCS、PLC等)控制系統實時集中監控,并且制作報表以及對實時數據進行應用分析。包括數據采集接口、實時數據庫服務器(PI、IP21等)、實時數據C/S應用和B/S以及制作報表等。
RPC實現底層生產過程實時信息的采集,通過信息集成形成優化控制、優化調度和優化決策等的判斷或指令。實現流程工業企業生產過程的安全、穩定、均衡、優質、高產、低耗的目標;同時,企業內部物流的控制與管理、生產過程成本的控制與管理等生產管理活動都在實時數據平臺層完成,使生產過程數據和企業管理數據的在實時數據平臺中融合與貫通。
生產狀態視頻監控系統以網絡為依托,以數字視頻的壓縮、傳輸、存儲和播放為核心,以智能實用的圖像理解和分析為特色。視頻監控技術還可以應用于企業管理和生產經營管理,提高生產效率。數字視頻監控技術,融合了新興的網絡技術、多媒體技術、視頻技術,是技術發展和社會進步的巨大飛躍。
2.1.7環境監控物聯網
a)空氣懸浮顆粒物監測
懸浮在空氣中的粒徑小于100微米的顆粒物通稱總懸浮顆粒物,其中粒徑小于10微米的稱可吸入顆粒物(PM10)。
車間設基于TCP/IP協議空氣懸浮顆粒物監測儀,控制標準為pm2.5。監測儀直接聯動車間新風機、排風機等空調通風設備,及時進行室內空氣換氣,保證生產人員安全,同時針對相應問題做針對性治理。
b)噪聲監測
噪聲是一種環境污染,尤其在工業生產環境中。它是一種致人死命的慢性毒素。
強的噪聲可以引起耳部的不適,使工作效率降低。據測定,超過115分貝的噪聲還會造成耳聾。據臨床醫學統計,若在80分貝以上噪音環境中生活,造成耳聾者可達50%。
為了控制以上噪聲引起的種種不良反應,必須要控制設備噪聲對人的損害。車間工作位設置噪聲監測裝置,監控員工所接收到的噪聲水平。
c)有害氣體監測
經常遇到的有害氣體有:一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、硫化氫(H2S)等。
氣體控制指標為:一氧化碳(CO)
有害氣體監測儀直接聯動車間新風機、排風機等空調通風設備,及時進行室內空氣換氣,保證生產人員安全。
3.生產信息基礎平臺
3.1計算機網絡系統
計算機網絡的功能主要表現在硬件資源共享、軟件資源共享和用戶間信息交換三個方面。
硬件資源共享??梢栽谌W范圍內提供對處理資源、存儲資源、輸入輸出資源等昂貴設備的共享,使用戶節省投資,也便于集中管理和均衡分擔負荷。
軟件資源共享。允許互聯網上的用戶遠程訪問各類大型數據庫,可以得到網絡文件傳送服務、遠地進程管理服務和遠程文件訪問服務,從而避免軟件研制上的重復勞動以及數據資源的重復存貯,也便于集中管理。
用戶間信息交換。計算機網絡為分布在各地的用戶提供了強有力的通信手段。用戶可以通過計算機網絡傳送生產數據、新聞消息和在線傳輸設計代碼等活動。
3.2數據中心
數據中心基礎設施工程包括數據中心機房內的裝飾裝修工程、機房空調系統、機房電氣工程、機房消防系統、機房弱電系統和機房機柜系統。
數據中心機房由主機房、輔助區、支持區、行政辦公區組成。
主機房內放置大量網絡交換機、服務器群、存儲設備等,是綜合布線和信息網絡設備的核心,也是信息網絡系統的數據匯聚中心,其特點是網絡設備24h不間斷運行,電源和空調不允許中斷,對機房的潔凈度、溫濕度要求較高。
參考文獻:
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篇2
[關鍵詞] 智能排程系統 布藝制造流程 可視化建模 表示層 排程步驟
紡織行業中只有少數具有較大規模的企業已經實現了基本信息化,大部分企業生產運作流程基本上基于手工操作運轉。當前一些具有一定規模的布藝織造企業ERP系統絕大部分是基于MRP原理設計,雖然在一定程度上較好的反映了國內紡織企業的生產運作和供應鏈的流程,但是基于MRP的企業管理系統的生產排程模塊在實際運用中差強人意。在紡織布藝行業,在企業現有的信息化基礎之上,設計并開藝織造智能排程系統具有現實意義,但是要開發和實現一個具有實用價值的布藝織造智能排程系統是一個龐大的系統工程,希望本文能夠對布藝織造生產排程系統的設計、開發與實現以及未來的發展進行初步的探討。
一、家紡布藝制造流程分析家紡布藝生產流程如圖1:
如圖1 所示,可以發現布藝織造流程在上機織造前有兩條并行的流程:經紗預處理和緯紗預處理。在預處理結束后經紗與緯紗都匯聚在織機上進行織布工藝。圖1是家紡布藝織造流程的縮略圖,中間省略了一些不一定要進行的環節,如:經紗與緯紗在織造前的上漿、染色;織機上完成的布匹下機后需要染色、印花,涂層等后處理工序。
二、基于MRP家紡布藝織造ERP生產排程模塊的困境與解決方式
1.當前家紡行業ERP在生產排程方面的不足
MRP與基于MRP的ERP系統為什么不能滿足要求呢?主要是連續的流程而不是同步的;對生產、儲存和運輸能力沒有限制;沒有優化功能;缺乏能力決策支持功能;事件不能觸發重新計劃。
如在MRP中完成一個計劃循環將涉及一些連續的、耗時的和需要人工參與的流程,它們所尋求的是可行的、但并非最佳的解決方案。生成物料計劃是為了確定合適的物料、合適的數量以及合適的訂單期限。但對能力沒有限制。MRP系統所假定的情況是,無論采購、運輸、儲存和加工環節需要多少資源,物料都應按需供應。
粗略能力計劃和能力需求計劃是根據可用能力來檢查與物料需求計劃相關聯的工作負荷。存在的問題則由能力計劃來顯示說明。沒有用于解決能力失衡的決策支持。人工調整物料計劃要求有相當的經驗和判斷能力。調整物料計劃可以消除一個生產瓶頸問題,但又會引起另一個的瓶頸問題,因此,這就需要再次運行物料和能力需求計劃。通常,在這一連續且不斷重復的流程使資源接近最佳利用狀態之前,就會耗費大量的時間,而人們的耐性也會喪失殆盡。傳統的MRP系統視野過于狹窄,計劃很少能跨部門,跨企業的。
2.新的基于智能優化算法的排程系統
進化計算方法是一類模擬生物進化過程的隨機搜索方法,其主要包括遺傳算法、進化策略、進化規劃和遺傳規劃等基于進化計算方法等智能優化算法的排程系統具有對生產、儲存和運輸能力沒有限制,具有實時優化功能,根據實際情況實時觸發新的排程的特點,能有效地克服當前基于MRP的家紡行業ERP在車間級排程的不足。
三、家紡布藝織造排程系統總體框架設計
家紡布藝織造排程系統總體框架如圖2;
1. 調度總控模塊
該模塊通過與用戶進行交互(包括選擇布藝織造排程任務范圍、確定排程目標及不同類型訂單的排程要求等),調用多類智能優化排程算法以實現不同生產模式下的作業計劃優化制定和動態調整。
2.布藝生產可視化建模模塊
通過該模塊,可對布藝生產作業計劃制定過程所需的各基本要素(如加工機器、工藝路徑和工藝約束等)進行可視化建模,以支持布藝織造排程算法的作業計劃制定。
3.布藝生產作業計劃智能制定摸塊
該模塊根據調度總控所設置的算法相關參數(排程任務范圍、排程目標及其他排程要求等),通過調用適應于不同生產模式復雜制造過程的智能決策方法庫中的相關智能優化算法,進行各級生產作業計劃的優化制定;同時,在發生不確定事件(如訂單插人/更改/刪除、工藝變更、機器故障、質量事故和原料短缺等)及發生訂單拖期時,該模塊可通過布藝織造排程功能實現對作業計劃的自動調整,從而有效提高企業在異常事件發生時對作業計劃的干預與管理能力。
4.布藝織造排程仿真摸塊
該模塊在考慮訂單交貨期、工藝約束、訂單/機器狀況和原料供應狀況等因素的前提下,通過進行各工序的仿真,以模擬給定生產周期內制造過程各主要工序的作業過程,從而有效評價布藝織造排程系統所產生各級作業計劃的優劣(通過準時交單率和平均制造周期等多項指標評價),為全局調度層和車間/工序作業調度層作業計劃的優化制定提供有效的支撐平臺。
5. 布藝作業計劃管理模塊
該模塊接收作業計劃智能制定模塊所輸出的(多個)作業計劃,并以表格和圖形等多種形式展示給用戶,以供用戶分析各個作業計劃性能的優劣并對其做出修改,最終將用戶調整后的作業計劃進行下發。
6. 布藝生產約束庫模塊
實際制造過程中具有多種與排程問題相關的不同類型的約束,該類約束對調度性能有重要影響。該模塊實現對上述約束的統一建模、維護和存儲功能,以供作業計劃智能制定模塊調用。
7.布藝生產規則庫模塊
家紡布藝生產企業在長期生產實踐中往往會積累一些符合自身生產管理特點的行之有效的排程規則,在排程系統中引人這些排程規則,將會對提高排程效果起到很好的作用。在實際布藝生產企業的作業計劃制定過程中,該模塊可實現對各類排程規則的統一建模、維護和存儲功能,供作業計劃制定模塊調用,以使作業計劃更好地滿足企業生產管理的需求。
8. 統計分析與預測模塊
在以人機交互方式制定或調整作業計劃時,常需查詢部分相關系統(如設備管理、作業跟蹤和質量管理等)中有助于進行作業計劃制定的設備、作業進度和質量等信息,本模塊可根據實際制造企業作業計劃制定過程的需要,提供對上述相關信息的查詢功能。同時,通過該模塊可預估指定時間范圍內的產能、負載、原料和人力需求,并以條狀圖和餅圖等形式顯示,以有效輔助企業的原料、庫存、機器維修和人力管理等部門制定適應生產需要的相關計劃,同時可預估新接訂單的加工完成日期及新接訂單對原有作業計劃的影響,并可預估符合生產要求的外協任務發放時間及接收時間,從而確保制造過程的高效運行,并為銷售和外協等相關部門提供有效的決策支持。
9. 表示層與圖形用戶界面
體系框架圖中家紡布藝織造智能排程系統以外的基本上屬于ERP的功能范疇,但是排程系統的表示層相對于傳統的ERP圖形用戶界面有其特別之處。用戶界面是系統的一個重要部分。這些界面設計是否合理往往決定了系統是不是會被使用。大多數用戶界面都使用窗口和圖形。用戶經常會希望同時看到兩個或更多的信息源。這不僅有存儲在數據庫中的靜態數據,也有依賴于調度的動態數據。
排程生成模塊可以提供給用戶一系列的計算方法和算法。在排程生成模塊中這些方法庫需要它自己的用戶界面,從而使得排程人員選擇合適的算法甚至去設計整個新的方法。
用來顯示排程信息的用戶界面有很多種不同的形式。排程操作的界面決定了系統的基本性質,這是因為生產排程人員經常使用這些界面。排程操作界面的形式依賴于詳細程度和考慮的排程時間范圍。下面詳細描述了4種這樣的界面,它們是:
(1) 甘特圖界面;
(2)分配列表界面;
(3)能力桶界面;
(4) 生產量圖界面。
第1種顯示排程信息的用戶界面是甘特圖,它是最流行的排程操作界面的形式。甘特圖通常由水平條圖表構成的,它的x軸表示時間,y軸表示各種布藝生產設備。顏色和(或)模式代碼可以用來表示特征或是相應工作的屬性。甘特圖的優點是直觀、明了,但是也有缺點,特別是有很多的機器和工作的時候。確定哪個方塊或矩形對應哪項工作是非常困難的。由于屏幕大小有限,為每一項工作所對應的方塊分配一個數字也是不可能的。甘特圖界面經常提供在一個方塊上單擊鼠標然后打開顯示詳細信息窗口的能力。
第2種顯示排程信息的用戶界面形式是分配列表界面。排程人員經常希望看到在每臺機器上的工作表單,它們是以加工順序排列的。有了這種形式的界面,排程人員也希望擁有修改的能力。那就是,他們希望改變工作在某臺機器上的執行順序,或者將工作從一臺機器上移到另一臺機器上。這種形式的界面沒有甘特圖所具有的缺點,因為工作和它的代號一起被列出來,排程人員準確地知道工作所處的位置。如果排程人員需要了解更多的工作屬性(例如加工時間、工期、在現行調度下的完成時間等),那么一個或多個欄可以加入到工作序號欄后面,每個欄包含一個屬性。分配列表界面的缺點是排程人員對排程與時間的關系沒有一個直觀的了解。用戶也許不能直接看出哪一項工作是最后完成的,哪一個機器是最空閑的,等等。
用戶界面的第3種形式是能力桶界面。時間軸被劃分成很多時間槽或桶。桶可以是天、星期或月。對每一臺機器而言,一個桶的處理能力是已知的。在一定的排程環境中,可以通過在一定時間段內將工作分配給機器的方式來生成調度表。當這樣的分配完成后,能力桶界面顯示在每個時間段每臺機器可用加工能力的百分比。如果排程人員看到一臺機器在某個給定的時間段內過度使用,他就會知道在相應桶中的工作應該重新進行排程。能力桶界面與甘特圖界面在某種意義上是可以對照的。一個甘特圖顯示的是延遲的工作數量及其相應的滯后量。延遲工作的數量和總滯后時間量就表明了加工能力的不足。因此當有限的工作(20或30)時,甘特圖可以很好地表明短期內(幾天或幾周)可用的加工能力。當排程人員進行中長期計劃時,能力桶是有用的。桶的大小可以是1周或1個月,同時總周期涵蓋3或4個月。當然,能力桶是一種比較粗略的信息表達形式,因為它們沒有顯示哪些工作按時完成,哪些延遲。
用戶界面的第4種形式是輸人-輸出圖或生產量圖界面,它在基于庫存的生產中較常用。這些圖描述了隨時間累積接收到的訂單總量、生產總量和發貨總量。在任何一個時間點的前兩條曲線的差是等待處理的訂單數量,而第二和第三條曲線的差等于庫存中的成品總量。這種類型的界面既沒有確定延遲工作的數量,也沒有確定它們相應的滯后量。而它提供給排程人員的是關于機器利用率和在制品的信息。
四、 家紡布藝織造基本排程步驟
布藝織造排程的特點是要考慮多種班次,班次例外,假日,資源再分配(由于沖突),拆分及重疊工序。
其中,排程系統的主要投入要素是:物料、工藝路徑、生產訂單、班次、班次例外、資源、資源組、假日、規則。排程系統的主要產出要素是:數據、排程跟蹤日志、派工。
其中錄入的關鍵數據主要來自于企業的ERP系統,因此在實施排程系統前,紡織企業應當已經有一套順利運行的成熟的ERP系統,這是布藝織造企業實施基于智能優化算法的高級計劃排程系統的前提。
五、結束語
本文基于家紡布藝制造流程的特點以及當前家紡行業信息化建設的狀況,提出了基于現代智能優化算法和高級計劃排程的布藝織造排程系統,探討了基于MRP家紡布藝織造ERP生產排程模塊的困境與解決方式。進一步提出了家紡布藝織造排程系統總體框架設計以及家紡布藝生產排程的基本步驟。
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篇3
關鍵詞:智能燃氣灶;單片機;定時自動烹飪;離子探火;遠程控制
中圖分類號:TP212 文獻標識碼:A
0.引言
隨著人們生活水平的提高和清潔能源的普及,燃氣灶的使用越來越廣泛。同時,隨著科技水平的提高,燃氣灶更加安全、方便、節能,且擁有美觀的外形、多樣的功能。特別是電子科學技術和單片機的廣泛應用使得燃氣灶的智能化和自動化水平大幅度提高。然而,消費者對于燃氣灶的安全性、耐用性、方便性、美觀性以及智能化水平也提出了更高的要求。在燃氣灶安全性方面,我國早在2000年8月出臺了新的家用燃氣灶具安全標準,規定自2001年2月1日起,家用嵌入式燃氣灶具必須安裝熄火安全保護裝置。為更好地滿足消費者對于智能燃氣灶的需求,基于單片機的燃氣灶控制系統的研究與開發能夠更好地順應時展潮流。
針對人們對燃氣灶所關注的問題,本文提出一種新型智能燃氣灶控制系統的設計結構,充分考慮燃氣灶在使用過程中可能存在的風險,并提出對燃氣灶的烹飪時間和火力大小進行遠程控制的設計。通過將控制系統模塊化,實現新型智能燃氣灶的研究分析。
1.系統結構
本系統以單片機為核心,實現一鍵點火、火力控制、時間狀態LED顯示、意外熄火保護、意外情況聲光報警、自動定時烹飪以及遠程數據通信和控制等功能,并通過對燃氣灶結構的設計實現能源的節約。
系統硬件主要由電源模塊、單片機、按鍵控制模塊、電子脈沖點火電路、電機與閥體、離子火焰檢測電路、藍牙無線傳輸、LED顯示以及警報器組成,圖1為系統結構圖,圖中給出各個模塊與單片機的輸入輸出關系。
系統采用電容式感應按鍵啟動燃氣灶,單片機收到啟動信號后控制脈沖點火電路開始點火,通過脈沖信號產生電火花點燃天然氣,使天然氣處于正常燃燒狀態后關閉點火電路。燃氣灶工作期間,系統中的火焰檢測模塊采用離子探火電路對火焰進行定時檢測,并將實時數據反饋給單片機,若發生意外熄火,單片機驅動熄火裝置關閉燃氣灶,LED燈和蜂鳴器均發出警報信號。為調節燃氣灶火力大小,角度傳感器與電機和閥體組成反饋控制系統,單片機收到火力調節信號后,驅動電機帶動閥體旋轉,角度傳感器將轉動角度反饋給單片機,單片機通過閥體旋轉角度的大小來判斷是否達到火力需求,從而進一步調整閥體旋轉以精確控制火力大小。為滿足自動定時烹飪需求,在火力設置完成后,系統開始計時,LED燈顯示目前燃氣灶的火力大小以及烹飪倒計時。到達烹飪結束時間后,熄火電路控制閥門關閉,LED與蜂鳴器發出警報信號。燃氣灶運行期間,單片機將傳感器收集到的數據發送至LED顯示屏,由LED顯示屏顯示烹飪時間和燃氣灶的火力大小等數據。
除燃氣灶系統的控制系統外,本文設計遠程控制系統對燃氣灶實行遠程操作。系統采用藍牙無線模塊與手機進行數據通信,能夠通過藍牙通信將單片機中燃氣灶狀態數據發送至手機,用戶通過手機了解到燃氣灶的狀態并可以修改設置燃氣灶的烹飪時間和火力大小,然后將設置數據發送至單片機,單片機根據手機設置的數據對燃氣灶的火力大小和烹時間進行調節設置,用戶利用手機對燃氣灶進行遠程監控和設置。
作為清潔能源的天然氣是目前人們使用的重要能源之一,為有效利用天然氣資源,本文在燃氣灶的結構設計上采用內旋式快焰火來增加燃氣利用率,節約能源。
2.控制原理
本節主要介紹系統中主要功能模塊原理,包括感應模塊、火焰檢測模塊、點火控制模塊、閥體與電機模塊、數據傳輸模塊、節能技術。
2.1 感應模塊
本系統采用電容式感應按鍵。輸入的高頻電壓經二極管半波整流后給電容充電,電容兩端的電壓輸入單片機后經A/D轉換進行數據比較。當手指觸摸到金屬片時,由于人體分布電容的存在,會有一部分電流流經人體,使得電容器兩端的電壓下降,輸入單片機的電壓經A/D轉換后的數據也會隨之發生變化,單片機通過比較處理來判斷是否有鍵按下。采用電容式感應按鈕成本低且操作方便。
2.2 火焰檢測模塊
為了提高火焰檢測的靈敏度,縮短燃氣灶熄火保護的反應時間,提高智能燃氣灶的安全性,本系統采用與熱電偶感應電路相比更為靈敏的離子火焰檢測電路實現意外熄火保護。電路主要由離子探針和電壓比較器組成。當探針沒有檢測到火焰時,電壓比較器的正輸入端懸空,比較器輸出高電平;當火焰燒到探針時,由于火焰的單向導電性,離子探針內部會產生一個微弱的電流,使得正向輸入端電壓低于反向輸入端電壓,電壓比較器輸出低電平。輸出的電平在單片機內部進行數據轉換和比較,單片機以此判斷點火是否成功或是否熄火等運行狀態。
2.3 點火控制模塊
點火方式采用傳統的高壓脈沖點火,點火電路由振蕩電路、升壓電路以及放電電極等組成。當單片機發出點火指令時,振蕩電路開始工作,產生高頻交流電,經過升壓變壓器升壓后在次級產生脈沖信號,經二極管整流后得到穩定的直流電壓。次級電路分別設置一個大電容和小電容,小電容處連接一個雙向二極管,大電容處連接一個雙向可控硅元件。該直流電壓同時為兩個電容器充電,小電容上的電壓達到較大值時會使雙向二極管導通,并觸發可控硅導通,使大電容器放電,得到交流電壓,經過第二個變壓器升壓后形成高壓,能夠擊穿一定厚度的空氣產生電火花,將天然氣點燃,完成點火功能。
2.4 閥體與電機模塊
本系統由直流電機帶動閥體轉動,控制火力的大小。由直流電機和三極管組成控制電路,連接成正反兩個回路,控制電路有兩個端口與外界相連,通過控制兩端電平的相對大小來控制電路中電流的流動方向,進而操縱電機的轉動方向。直流電機正向轉動時,通入天然氣的速率增加,火力增大;反向轉動時,通入天然氣的速率減小,火力減弱。閥體上裝有的角度傳感器能夠將閥體轉動的角度反饋給單片機,從而控制電機的轉動方向,以便精確地控制閥體的轉動角度,從而實現精確的火力控制。
2.5 數據傳輸模塊
該模塊由數據接收端和數據發送端兩部分組成,數據接收端和數據發送端通過藍牙模塊進行無線數據傳輸。燃氣灶和手機均可作為數據接收端和發送端。當燃氣灶作為數據發送端時,主要功能是接收傳感器所采集的數據,經過單片機處理后通過藍牙模塊發送到接收端。接收端接收到數據后,可查看燃氣灶的工作時間、火力大小等狀態。當手機作為數據發送端時,主要功能為設置燃氣灶狀態,即設置燃氣灶的火力大小及其烹飪時間,經藍牙模塊發送到接收端,燃氣灶的單片機接收到設置數據后,通過控制器將各模塊設置至用戶需求的狀態,從而實現燃氣灶的遠程監控和管理。
2.6 節能技術
為了提高燃料利用率,有效地節約能源,燃氣灶采用了內旋式快焰火燃氣灶的結構設計,其火孔嵌入火蓋內,燃燒火焰呈現旋轉朝內狀,燃燒時,火力集中鍋底,熱量能夠更好地被吸收,畝減少了熱量損失,全面提高熱效率。
結語
本文著重介紹了智能燃氣灶的控制系統設計思路,從人們的生活需求出發,提出新型燃氣灶應具有的功能,研究能夠實現所需功能的控制系統原理,通過建立模塊化的控制系統,實現了多樣的燃氣灶功能,提高了智能燃氣灶的智能化和自動化水平,增強了智能燃氣灶的可操作性,使智能燃氣灶更加安全、方便、環保,是對智能家居發展的一種有益探索。與當前市面上的燃氣灶相比,該控制系統主要具有以下優點:
(1)自動定時烹飪,用戶可根據自己的需要控制烹飪的時間和火候。
(2)能夠與手機互聯,方便用戶隨時查看燃氣灶的運行狀態以及對燃氣灶進行遠程控制,使用戶不再被限制于廚房內,拓展了烹飪的時間和空間范圍,使烹飪更自由,更靈活。
(3)采用意外熄火保護電路和聲光報警系統,能在燃氣灶意外熄火時第一時間切斷燃氣供應,并使用戶立即發現意外狀況,及時采取措施,提高了燃氣灶的安全性。
本文的目的是為人們提供更安全便捷的操作體驗,推動智能家居進一步普及。燃氣灶的智能化和自動化在未來較長一段時間內仍將是時代的潮流。作為智能燃氣灶的控制核心,智能控制系統的魯棒性和穩定性將直接影響燃氣灶的安全性和可操作性。只有充分考慮現實的工作環境狀況,才能設計出一套真正安全便捷的控制系統,自動化和智能化家居才能深入人心。
參考文獻
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篇4
關鍵詞:集中供熱;自控;節能
Abstract: at present, advanced technology can focus on some of the Nordic countries, this article the digestion and absorption of advanced heating technology of northern Europe, on the basis of the situation of our country is put forward to consider a can in our country at present situation and heating to adapt the control model, that is, in the central heating systems, the second water supply temperature control, secondary pump water cycle variable frequency speed regulation and other measures, energy conservation technology transformation. Preliminary solved heating system in how to determine the most unfavorable loop and calculating the most unfavorable loop differential pressure of the set value.
Key words: the central heating; Automatic control; adjustment
中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A 文章編號:
1前言: 承德市隆化縣于2007年建了一座集中供熱鍋爐房,生產高溫熱水送到熱交換站。由于實際熱負荷小于設計熱負荷和熱負荷隨氣溫變化較大,就要求根據供熱系統實際所需要的熱量及時調節供熱量。供熱系統的調節主要分為質調節和量調節,已有許多研究。在流量的均勻調節中,流量平衡閥得到了越來越多的應用。我們對熱交換站進行技術改造,設計了二次水系統的供熱自控系統,對熱交換站進行二次水供水溫度自控、二次水循環量自控、二次管網水力平衡控制和部分建筑的供水溫度分時自控。
2自控系統組成及工作原理
2.1二次水供熱系統自控系統
由二次水供水溫度自控系統、二次水循環量自控系統、二次管網水力平衡控制系統和部分建筑的供水溫度分時自控系統組成。二次供水溫度自控系統由于熱用戶均沒有室溫調節裝置,為了作到既經濟運行又保證供熱質量,采用了如圖 所示的二次供水溫度自控系統對供熱工況進行質調節。
(1)采用三通閥調節進入熱交換器的一次水量,從而控制二次供水溫度。由于一次系統中沒有水力工況自動調節裝置。為了在進行二次供水溫度自控時既不破壞一次系統的水力工況,也不用增加一次水力工況自動調節裝置,采用三通閥而不是兩通閥進行二次供水溫度自控。
(2)增加氣候補償功能,采用自動隨動控制系統而不是定值控制系統(需要人工按供暖工藝修改控制給定值)完成二次供水溫度自控。二次供水溫度按照供暖工藝隨室外溫度自動改變。
(3)采用約束控制完成二次供水溫度自控。為保證供暖的安全性和經濟性,另外增加了一次回水最高溫度限制、電動調節閥最小開度限制和一次回水與二次回水溫差限制2個約束條件。一次回水最高溫度限制可以避免因二次回水溫度過高導致的從一次網超量取水,并使熱交換器保持較好的換熱效率。電動調節閥最小開度限制可以在二次供水溫度傳感器斷路時,使二次供水溫度不至于過低。當二次供水溫度傳感器短路時,一次回水與二次回水溫差限制和一次回水最高溫度限制可以使二次供水溫度不至于過高。
2.2二次水循環量自控系統
目前在熱交換站普遍存在二次循環量過大的情況。二次循環量過大一方面直接造成電能的浪費,同時還使得二次回水溫度過高。二次回水溫度過高直接導致對靠近回水側的熱用戶供熱過量,造成熱能浪費。同時二次回水溫度過高還使得熱交換器換熱效率下降,為維持所需的二次供水溫度必須從一次網上索取更大的水量,破壞一次網的水力平衡。為杜絕二次水系統大流量、低溫差的運行方式,實現既經濟運行又保證供熱質量,并在滿負荷后實現質調節與量調節的綜合調節,對二次循環泵采用變頻調速技術進行改造,并配置了相應的二次水循環量自控系統,根據氣候和二次回水溫度對循環泵的轉速進行自動調節,從而自動地調節二次水循環量,使二次回水溫度按照供熱工藝的要求自動隨室外溫度變化。
2.3二次管網水力平衡控制系統
在采用二次水循環量自控以后,如果不采取有效的措施,二次系統水力工況將不平衡從而影響供熱質量。為解決二次系統水力工況的不平衡,減少進行平衡調節的工作量,并考慮到今后的發展和盡可能節約經費,在靠近熱交換站的二次系統的一些支路上安裝了流量平衡閥。
2.4部分建筑供水溫度分時自控系統
為進一步節能,對商場、學校等部分熱用戶采用了如圖 所示的供水溫度分時自控系統??刂破髟谕砩舷掳嗲鞍胄r自動啟動混水泵,在第二天早晨上班前一小時自動停止混水泵。在混水泵運行時,自動調節電動調節閥的開度,改變從二次網上的取水量,將建筑的供水溫度控制在700c。在混水泵不運行時,自動調節電動調節閥保持最大開度,建筑的供水溫度就是系統的二次供水溫度。換站進行比較,有下述效果。
(1)節能效果明顯。在同一供暖期中,集中供熱鍋爐的單位供熱面積的煤耗有明顯的下降。
(2)二次水循環泵節電效果明顯。采用自控后, 熱交換站的循環泵電耗比上一個供暖期下降了,熱交換站的循環泵電耗比上一個供暖期下降了 。
(3)二次網水力工況有明顯的改善。采用自控后,同一個二次系統中不同支路的回水溫差減小,基本趨于一致,說明二次水的流量分配基本合理,避免了供暖不平衡現象。
(4)熱力工況有較明顯的改善。采用自控后,實際供水溫度和工藝要求的基本一致,實際回水溫度保持在工藝要求的范圍內,從而避免了因人工調節不及時造成的供熱不足和供熱過量。
(5)減輕了運行人員勞動強度,提高了管理水平和供熱可靠性,使站內的跑、冒、滴、漏現象大為減少,事故隱患被排除,設備的完好狀況得到改善。
3最不利環路的確定
對于單一熱源的供熱系統,理論上講,好的設計或好的初凋節之后是不存在最不利環路的。運行過程中若管網不出現堵漏事故時.供熱系統的最不利環路是不變的。但我國的供熱系統設計平衡不很理想,施工后由于各種原因又會使不平衡加劇,初調節又不能完全消除不平衡,運行過程中經常會發生堵漏,因此最不利環路是客觀存在的,而且運行過程中還可能發生變化。對于多熱源聯網運行的供熱系統,運行過程中,水力匯交點的變化會引起最不利環路的變動。而最不利環路的運行工況代表了全網的運行工況,只有保證最不利環路的運行工況才能保證全網的運行。而且以最不利環路的運行工況作為對熱源調度的依據是保證全網運行效果的最經濟的方法。對于北歐國家廣泛采用的集散式的熱網自控系統,以出口水溫為控制目標來判定最不利環路。因此有3個參數可以反映出該熱力站在全網中的有利與否。即二次供水溫度與其設定值的比值、閥門相對開度和相對流量。單一指標不能含蓋所有可能發生的情況,為了保險和全面起見,采用了一個綜合評價指標。
式中:E為綜合判據;c為調節閥門的相對開度。用該指標即可判斷出最不利環路的位置,E。。所在環路即為最不利環路。又可以判斷熱源能力是否足夠,E≥1說明該站熱量足夠;E。?!?說明全網熱量足夠;E
4最不利環路壓差的設定
最不利環路的壓差(p)是反映該環路熱量是否充足的又一個判據,但對于具體的運行工況,該值設定為多大是一個具體的問題。最不利環路的壓差可以采集到,最不利環路的判據Emin可以通過采集到的數據計算出來,因此最不利環路壓差的設定值(PR)可以用如下公式計算得出
當Emin《1時,PR>P則熱源總循環泵加速運轉;
當Emin>l時,PR
當Emin=1時,PR=P則熱源能力與熱網能力匹配。
以上的所有參數均為系統運行過程實測到的,這種通過系統運行參數判斷系統運行狀況的方案要比預先人為設定某項參數更切合實際。本文中所采用的判斷最不利環路及確定最不利環路壓差設定值的方法,使系統有了自辯識和自調節的功能,解決了以往給不準最不利環路壓差設定值的問題。
參考文獻:
1.陳清;陳振雙;涂光備動態流量平衡閥的原理及其應用[期刊論文]-煤氣與熱力 2000(06)
篇5
【關鍵詞】智能建筑的系統構成及造價
一、前言
作為智能建筑方面的一項重要工作,其系統構成及造價控制在近期得到了長足的發展和進步。該項課題的研究,將會更好地提升智能建筑系統的科學性與合理性,進而有效優化其造價。本文從概述相關內容著手本課題的研究。
二、概述
智能建筑是傳統建筑工程和新興信息技術相結合的產物。智能建筑是指運用系統工程的觀點:將建筑物的結構(建筑環境結構)、系統(智能化系統)、服務(住用、用戶需求服務)和管理(物業運行管理)四個基本要素進行優化組合,以最優的設計,提供一個投資合理又擁有高效率的幽雅舒適、便利快捷、高度安全的環境空間。
近年來隨著我國國民經濟的發展和國家住房制度的改革,更是由于人民生活水平和自身素質的提高,以及信息化社會的日益逼近,必將導致人們在家庭住房需求概念上的徹底變革。從以往追求居住的物理空間和豪華的裝修向著享受現代化精神內涵與浪漫生活情趣的方向發展,追求更高的層次和境界。
盡管幾年前一些經濟比較發達的國家提出了“智能住宅”的概念,我國也在著手制定小康住宅的電氣設計標準,同樣這個概念和標準也和智能大廈的概念與定義一樣,至今尚沒有取得完全一致的認同;但是我們認為有一點可能是共同的看法,即:小康住宅小區的智能化最終體現在小區內獨立家庭中運用多元信息技術(IT),并達到監控與信息交互的程度(或能力)。
三、智能建筑的系統構成
1.樓宇自動化系統
樓宇自動化系統的建設應在控制理論的基礎上實現計算機對綜合系統的控制,是一種分布式控制系統,其主要特征是集中管理且分散控制。樓宇自動化系統的內部是把智能建筑內的各個主要子系統集成在統一的開放式結構和協議之下,保證接口的標準化,集成的方法主要有以下幾種:
一是完成硬件網絡的集成,樓宇自動化系統的集成結構應該采用兩層網絡的形式,第一層為以太網絡,第二層為LonWorks等速率低的標準工控總線,來完成對各種硬件設備的串連,同時,這種集成的結構還可以留下與第三方系統的接口,從而實現把多種系統都集成到主干網絡的目標。
二是完成信息系統的集成,通過采用ODBC技術等,實現樓宇自動化系統中各設備管理軟件的集成,也就是能夠透過硬件網絡集成的架構,實現各設備之間的連接,從而實現把各種信息綜合地結合起來,實現信息的整體獲取、利用和分析。
2.通信自動化系統
通信自動化系統是智能建筑內基于計算機網絡的高速網絡的集成系統,該系統的建設需要主要以下兩點:首先是應該設計建設一個合理的能夠完全滿足智能建筑需求的綜合布線系統。眾所周知,智能建筑中的通信網絡是實現智能化的根本,大多數的智能建筑通信網絡都會分為主干網和子網,主干網的建設必須是基于ATM的高速寬帶局域網,并能支持建筑中的各種通信業務和子網互聯的需求。其次是采用虛擬局域網技術,在建筑物內構建虛擬局域網,這樣,每個虛擬局域網具有相對的獨立性,其物理位置不會影響邏輯子網,同一個虛擬局域網內部的通信不受其它子網影響。同時,一些需要在物理上進行改動的網絡設備也能夠保持在相同的虛擬局域網上不發生改變。
3.辦公自動化系統
在辦公自動化建設過程中,主要進行以下兩方面工作:
一是選擇合適的硬件設備,以個人PC為主,輔助以大型的數據服務器,PC作為終端或工作站,并與程控交換設備相連,服務器則用來存儲辦公自動化系統的所有數據。同時,還應該配備有一些基本設備滿足辦公需求。
二是軟件的選型,根據智能建筑的辦公自動化需求,應該按照操作系統級、應用系統級等分別進行選型,操作系統平臺、應用程序則根據實際需求,可直接使用、購買或定制,同時,還應該配置各種軟件。
四、智能建筑系統造價的確定
由于智能化系統在國內隸屬于建設、公安、郵電、廣電、消防、電業等行業管理,大部分系統造價要由各行各業計價定額來確定;又由于智能化系統技術涉及自動控制、通信、計算機網絡、廣播電視、衛星通信等高新技術領域,各有關造價管理部門在智能建筑造價確定上還未能全方位介入。它的部分系統造價確定已經市場化,即由市場自由競爭決定系統工程造價。
設備原價和軟件及調試費的確定多由幾家設備或軟件廠家集中報價,業主擇優選購:或業主貨比三家,比較詢價后購買。
安裝費用的確定分兩種情況,對于由設備廠家自行安裝的設備,安裝費用由設備廠家報價;對于另行組織安裝施工的,則需要單獨計價。
對于隸屬不同行業管理的子系統,安裝費用的計算需依據不同行業的計價定額。BAS中變配電控制子系統、照明控制系統、通風空調控制子系統、交通控制子系統、給排水設備控制子系統、消防自動化等造價確定基本上要以建設部頒發(全國統一安裝工程預算定額》為基礎,其中消防自動化系統的內容是在2000年的新安裝定額中規范的,其余幾個系統的安裝費用基本上由設備廠家報價。CAS中有線電視系統安裝定額費用由廣電系統的有關部門規范管理,其余系統安裝費用由電信系統的有關部門規范管理。對于OAS、SCS及計算機網絡的設計施工管理比較復雜,信息產業部和建設部都各有發文管理,需針對不同工程區別對待。因此其安裝費用的確定也要有所區別。
五、建設智能建筑的目標
1.對使用者來說,智能建筑應能提供安全、舒適、快捷的優質服務,有一個有利于提高工作效率、激發人的創造性的環境。
2.對管理者來說,智能建筑應當建立一套先進科學的綜合管理機制,不僅要求硬件設施先進,軟件方面和管理人員(使用人員)素質也要相應配套,以達到節省能耗和降低人工成本的效果。
3.智能建筑的實施步驟
智能建筑的實施步驟是使智能建筑健康發展的一個重要措施。一般是下列步驟:需求的建立――用戶需求可根據附件需求表的內容選擇;需求論證;確立智能化方案;可行性研究;招標文件的編制;系統設計和設備招標;對招標書和設備配置進行評審;詳細設計;整體性的確認;施工計劃、管理;試調;方式運行;總結評估;運行維護。
六、智能建筑在實施過程中應注意的問題
1.應明確三個“不等于”。在建筑物內采用了綜合布線“不等于”實現了建筑智能化;在建筑物內設置的信息插座越多“不等于”智能化水平越高;系統集成“不等于”集中控制。
2.必須做到三個“統一”。需求與經濟相“統一”;需求與技術可能相“統一”;理論與實際相“統一”。
3.必須做到三個“優化”。優化設計。智能建筑系統采用了多家廠家的產品,多種智能化系統的優化設計是關鍵。優化施工管理。在施工階段,出現多專業、多工種、多個施工單位的配合協調,優化施工管理是措施。優化物業管理。智能建筑的各智能化系統是各家廠商提供的,要運行正常,物業管理十分重要,物業管理必須在滿足業主商業利益的同時還能為用戶提供安全、高效、舒適和便捷的環境。
七、結束語
通過對智能建筑的系統構成及造價的相關研究,我們可以發現,該項工作的開展有賴于對多方面優勢因素的利用,有關人員應該從智能建筑的客觀需求出發,比對自身優勢,研究制定最為符合實際的系統構成及造價控制策略。
參考文獻:
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篇6
【關鍵詞】遠程抄表;自動化;智能化
引言
為推進智能電網的全覆蓋工作,不斷提升營銷用電信息采集技術水平,全力推動用電信息采集系統實用化工作,國家電網公司研究開發了遠程用電信息采集系統。采用GPRS公網和用電信息采集系統主站等數據信息處理系統,對低壓用戶開展了用電信息采集系統安裝、采集設備調試、消缺等工作,實現了低壓電力用戶電能信息采集、運行管理、數據交換、業務應用。能大幅度提高對用戶電力需求的把握,減少人工成本,實現智能化和自動化。
1 信息采集現狀
現在,我國對于用電客戶的信息采集還停留在人工手動采集的階段。即抄表員上門為用戶電表采集數據。這種采集方式存在以下缺點:
(1)存在時間上的延遲,不能做到實時監測,確保數據正確。
(2)浪費人力物力,需要大量的抄表員才能完成工作。
(3)無法采集多項數據,抄表員基本只是采集用戶的最基本用電信息,即用戶使用的電量。無法采集到更多的數據,比如進線有功功率,線路損耗等參數。
而當使用了遠程用電信息采集系統后,通過采集器的安裝,以載波的方式全面讀取用戶電表的信息,反饋給集中器,集中器通過GPRS的方式將用戶信息發送至主站服務器。電力工作人員即可在電力內網中直接讀取到用戶的實時用電信息與各指標參數。這樣不僅大大提高了工作人員的效率,還能更快速更精確的完成信息的采集。
2 遠程用電信息采集系統各技術指標
采集系統功能主要包括數據采集、數據管理、綜合應用和運行管理四大方面,可通過采集系統應用功能進行綜合測試,主要包含自動抄表、用電監測、終端管理、運行管理等功能。
采集系統性能主要包括采集系統響應速度、電能數據抄讀成功率、電能數據抄讀準確率等性能,各項指標需滿足《電力用戶用電信息采集系統集中抄表終端技術規范》的要求。
采集系統建設歸檔的案卷質量應符合GB/T11822-89 科學技術檔案案卷構成一般要求。采集系統建設資料、圖紙必須完整、準確、系統;歸檔的竣工圖要求圖面清晰,竣工圖必須逐張加蓋竣工圖章。
3 設備情況分析
3.1 集中器
集中器作為承上啟下的核心,地位十分重要。集中器可以通過載波的方式接收采集器讀取到的數據,并通過GPRS的方式傳遞給主站服務器。所以對于遠程信息采集系統來說,集中器的性能與安全性十分關鍵。是否能正確真實的采集到數據是十分重要的。
集中器安裝在光電轉換設備附近的合適位置;采用無線公網通信方式的,集中器的通信天線應引出箱變外殼,并固定在合適位置,無線公網信號強度需大于-90dB。
集中器安裝在配電站內的,安裝在PT和KT型站內低壓室靠近門口的墻體上或者WX型(箱變)低壓倉內合適位置,集中器的工作電源經隔離保護熔斷裝置取自對應變壓器低壓側母排;集中器安裝在單元內靠近總熔絲箱的合適位置的,工作電源經隔離保護熔斷裝置接在總熔絲箱下樁頭;安裝在高層單元的配電間內的,工作電源經隔離保護熔斷裝置取自配電柜低壓母排。
安裝在墻體上的集中器統一裝在保護箱體內,保護箱內應配三相隔離保護熔斷裝置和信號線接線端子排,箱體下沿距地不低于1.0m,且中心位置距地為1.3~1.9m,箱體安裝在墻上應牢固,所有進線從保護箱下方進線孔接入;安裝在箱變低壓倉內的集中器應配絕緣安裝襯板,集中器工作電源前端加裝三相隔離保護熔斷裝置。集中器的安裝位置應避免影響其它設備的操作。集中器與采集器通信為低壓電力線載波方式的,集中器工作電源必須采用交流380V三相供電,其他通信方式的原則上亦采用交流380V三相供電,連接導線截面應采用不小于2.5mm2單股銅芯絕緣電纜線。
3.2 采集器
采集器作為直接讀取用戶電表的設備,其對精確性的要求十分高。采集器可以根據系統設置,讀取臺區檔案內連接的電表,讀取他們的使用情況與各參數指標,并通過載波方式將采集的信息傳遞給集中器。
每臺采集器最多連接32只電能表。采集器安裝在電表箱內空位處,電表箱是鐵皮表箱的采集器安裝在上方空余處;
嵌墻式玻璃鋼表箱的則在上方接線盒內空余處加襯板安裝;若電表箱內無安裝位置,則在其旁邊安裝,并配安裝箱,箱體上邊沿原則上與電表箱上邊沿平齊。采集器的安裝位置應避免影響其它設備的操作。
采集器工作電源采用交流220V單相供電,導線截面應采用不小于2.5mm2單股銅芯絕緣護套線;采集器的電源線通過接線端子連接至表箱內總進線電源。
3.3 排管
由于采集器需要取電和進線,所以先期工作中排管也是十分重要的。排管的好壞影響著采集器的取電穩定性與外觀的清晰程度。
分層裝表的戶內RS485信號總線敷設可走專用弱電井道或弱電橋架;RS485信號總線在強電井道或無井道樓層之間布線時應穿管保護。RS485信號總線采用線徑不小于1mm2的兩芯屏蔽線(紅色接RS485A、藍色接RS485B),穿管保護的通信線中間禁止接頭。
樓層間開孔穿管后需用水泥或防火堵料封堵結實,護線管口需伸入電表箱內并固定,RS485信號總線接入信號端子前要固定在表板上。
表箱內電能表RS485信號線布線應規范,信號線需固定在表板上或穿在表板后方,接線美觀,接頭要求接觸緊密,穩定可靠。
電表箱與電表箱之間RS485信號總線通過信號接線端子連接,采用拱頭并聯連接方式, RS485信號線禁止在電能表或采集器輔助端子上拱頭,應分別接入信號接線端子,每個接線柱不能超過2根信號線。電能表RS485端口與信號端子之間連接采用0.5mm2單股(紅、藍)塑銅線(紅色接RS485A、藍色接RS485B),(見圖1)。
4 結論
智能電網是電網技術發展的必然趨勢。近年來,通信、計算機、自動化等技術在電網中得到廣泛深入的應用,并與傳統電力技術有機融合,極大地提升了電網的智能化水平。所以遠程信息采集系統作為智能電網的基礎環節,十分的重要。希望在不遠的未來,自動化的抄表技術能得到實際的應用,徹底告別抄表員的時代終將到來。
參考文獻:
[1]郭立才,彭志煒,范強.電能計量及采集方法綜述[J].高壓電器,2010
(05).
篇7
關鍵詞:公路隧道;LED照明;智能監控系統
中圖分類號:U45 文獻標識碼:A
1目前公路隧道照明現狀
我國目前的隧道照明監控系統總體來說技術還比較落后,大多數地區還在使用傳統的控制方式,通過時控開關或直接按排人員手動操作來實現燈的開關。傳統方式在實際應用中面臨以下問題:實現功能比較單一,只有開關燈控制,無法自動調節燈的亮度;亮燈率比較模糊,具體多少盞燈故障、故障率情況及影響交通程度等都無從反應;只能對燈進行集中控制,無法對每盞燈進行節能控制,在白天進行故障檢修時,無故障的燈也需同時開啟,嚴重浪費資源。落后的控制方式已遠遠不能滿足現代化管理和節能的需求。作為公路管理部門迫切需要一種現代化的管理系統平臺,使其管理效率提高的同時降低運行成本。隧道照明智能監控系統正是基于此而提出的。
2 隧道照明遠程智能監控系統的定義及意義
2.1隧道照明遠程智能監控系統的定義
隧道照明智能監控是一種能控制某一回路燈的開關、調光、數據采集以及故障判斷等功能,便于管理單位進行實時管理的系統。
2.2 隧道照明遠程智能監控系統的意義
提高管理部門形象。監控每路光源的工作狀況和輸出功率,監測失效光源并報告位置,減少人員的巡查,減少對管理部門的投訴,從而進一步提高管理部門的形象。
增強應急能力。系統具有定時控制和人工控制等多種方式,在特殊的天氣情況下能通過人工控制實現應急調度功能。增加照度控制功能,可實現點、線組合式的節能控制,節能效果好。
增加安全防范功能,智能監控系統可以實現快速故障燈具的處理及燈具的預維護,以免燈故障而引發交通事故。
3隧道照明遠程智能監控系統
3.1系統組成
3.1.1整體框架
圖1為本次隧道照明遠程智能監控系統的結構框圖。采用這樣的系統,能夠為公路管理機構帶來節能和節省維護成本的效果,同時也能夠提高服務質量,并提升公共安全。
3.1.2系統組成
單燈節能監控系統主要包括以下幾部分:
(1)隧道照明控制箱:
(2)信號通信控制器:
(3)光控模塊:
(4)車檢模塊:
(5)電源節能模塊:
(6)監控軟件:
3.2工作原理
3.2.1硬件系統
隧道照明控制箱是該系統的核心設備,整個系統要完成的功能全部由這個設備完成。隧道照明控制箱,還可以通過gprs與網絡連接,實現遠程監控。信號通信控制器是實現只能開關燈和通信調光的設備,設備也分為節點通信模塊和狀態控制模塊。光控模塊是采集周圍自然光的關照度。車檢模塊是檢測是否有車輛進入隧道。電源節能模塊是調光通信中的一個重要模塊,保證調光信號的質量。監控軟件對于中心所管理的總控制服務器發來的數據進行過濾、匯集并記錄到SQL數據庫中??梢栽谲浖畔⒉樵儥谥胁榈较鄳男畔?,查詢后可導出報表。采集到的數據,為用戶提供有意義的、專門針對燈應用的界面,實現了用戶對所管理隧道路燈系統的監測和控制。
3.2.2工作原理
隧道照明分晴天、陰天和夜間等多種控制工況,按回路實現分級自動控制(保留手動控制),在隧道外安裝自然光照度檢測傳感器,實時將采集的光照度傳送到變電站主控裝置,主控裝置根據當前隧道外的照度自動調整LED燈調光控制器,使隧道內LED燈具的照度和隧道外自然光照度相匹配。
(1)車輛檢測。隧道兩端安裝有車輛檢測裝置,實時檢測過往隧道的車輛,當系統工作在白晝模式下,當隧道內有車過往時,LED燈照度自動匹配隧道外自然光照度提供照明,當無車時則降功率照明,此手段有效的提高了隧道燈具照明的利用率。
(2)夜間節能模式。當系統時間進入夜間節能時間段時,則停止車輛檢測功能,隧道燈具以固定功率降壓工作,從而進一步提升節能效果。
(3)無級調控。LED采用可調恒流電源來驅動,可在0~100%范圍內調整,因此可實現無極調光功能,在相應的工況下,光源不會滿負荷運行,使光源得到了充分的“休息”,不僅能延長燈具的壽命,同時還降低光衰。
(4)回路循環切換。根據系統時間、白晝、黑夜的時間段設定和工作線路設定,系統將自動循環隔日切換照明工作線路,有效的延長燈具使用壽命并降低額外耗電。
4隧道照明遠程智能監控系統應用
浙江省文成縣位于浙江南部山區,俗稱“八山一水一分田”,境內隧道頗多,本次改造的330省道瑞東線的上岙嶺座隧道照明設施,原建于2004年,是二級(收費)公路隧道,寬10米,長分別為1105米,采用傳統HID高壓鈉燈照明,自2008年底費改稅改革變更為非收費公路以來,由于線路老化等原因導致隧道照明效果差,上述隧道曾多次發生交通事故,為保障行車安全,急需改造。經多年積極爭取,在各級公路交通主管部門的大力支持下,上岙嶺隧道照明設施列為節能減排項目,安裝了智能監控系統并對照明設施進行LED燈節能改造。LED燈屬于第四代新型光源,LED與傳統光源在發光形態上最大的區別在于LED發出的光線是定向的,光源的光已經得到了“整形”(稱光源配光或一次配光),整形后的光通量就是它的出射光通,也就是說,從LED發出的大部分光線就能直接射向被照面,得到充分利用,利用的比例遠高于傳統的光源。而對于傳統光源來說,從發光體發出的光線,都向空間的四面八方發散出去,部分光線可以直接利用,許多光線只能間接利用(通過發射器后才利用),光源光線的利用率自然比較低。
現將兩種光源相關數據進行比較(見表1)。
從上表可以看出,高壓鈉燈與LED燈各有千秋,各有各的特色。但綜合考慮其照明效果、節約能源的角度,且國家積極推廣LED等節能燈具,因此本次改造采用LED燈。由于目前隧道LED燈照明及監控系統剛改造完成,上述相關數據目前無法正確評價,下步我們將本次改造項目與類似長度且采用高壓鈉燈照明的隧道進行燈具使用壽命、光衰、可靠性、維護成本、照明效果、節約電費等方面數據對比,全方位綜合考評與總結。
但本次隧道改造無疑是成功的,遠程智能監控系統做到了分晴天、陰天和夜間等多種控制工況,按回路實現分級自動控制,安裝自然光照度檢測傳感器,實時將采集的光照度通過主控裝置自動調整LED燈照度,使隧道內LED燈具的照度和隧道外自然光照度相匹配。通過車輛檢測、夜間節能模式、無級調控、回路循環切換功能正常啟用,目前單從高壓鈉燈與LED燈功率上就能達到年節約電能約11.3萬度,用電省且照明效果好,行車安全感得到較大提升,得到社會各界好評,盛贊其為“亮麗文成”添磚加瓦。
參考文獻
[1]朱磊. 公路隧道LED照明節能控制研究[D].西安:長安大學,2011.
篇8
【關鍵詞】國家圖書館 工程智能化 建設
中圖分類號: TU242.3 文獻標識碼: A 文章編號:
工程概況
國家圖書館行政樓位于北京市海淀區中關村南大街33號院內,是國家圖書館一期13棟建筑群的一棟,自1987年竣工投入使用以來,大部分的設備、管線已經超過使用年限,不能滿足現代化辦公的需要。
國家圖書館行政樓改造工程(以下簡稱本工程)總建筑面積7692平方米,檐高24.9米,地上6層、地下1層。2010年8月5日開工,2011年6月8日竣工。本工程在保持原有建筑風格的前提下,對外立面進行修復翻新,全面升級建筑設施設備,提高建筑智能化水平,也是為即將開始的國家圖書館一期維修改造工程提供經驗。因此,本工程的重點之一是智能化系統建設。
工程智能化系統簡介
為全面提高建筑智能化水平,結合國家圖書館辦公需要,本工程采用的智能化系統包括視頻監控系統、門禁系統、綜合布線系統(網絡、電話)和會議系統。
2.1視頻監控系統
本工程視頻監控系統是由攝像、傳輸、控制、顯示、記錄登記5大部分組成。監控機房設在國家圖書館二期地下一層中央監控室,與國家圖書館二期共用安防中心。
為滿足本工程視頻監控系統的需要和兼容國家圖書館二期原有系統,本工程增加一臺帶電源的8u機箱(霍尼韋爾HVB8U)、12塊希捷1TB專用監控硬盤、3對品牌為兆維的光端機以及一定數量品牌為霍尼韋爾的視頻輸入模塊、內聯輸入模塊、硬盤錄像機等設備。在行政樓各出入口、樓內走廊、電梯廳共吸頂安裝34個三星SCC-5368P的半球攝像機,在兩部電梯轎廂內各設置一個金剛KM-LC903R-H的電梯專用攝像機。所有36個攝像機為固定攝像機,可以同時錄像,通過同軸視頻電纜將視頻圖像匯集到二層網絡配電間設備機柜的3對光端機上,再通過1根12芯單模光纖傳輸到二期地下一層中央監控室的控制主機,再將視頻信號分配到各監視器及錄像設備,同時可將動態錄像同步錄入到硬盤錄像機內,詳見圖1。系統控制方式為編碼控制,主機系統采用全矩陣系統,所有視頻信號可手動或自動切換??梢噪S時提供一個月以內的錄像,錄像圖像顯示攝像機、日期和時間等信息。
2.2門禁系統
本工程門禁系統在行政樓各樓層的主要出入口、走廊東西門、財務室門、檔案室門和電梯轎廂按鈕鍵等地方進行管理和控制。控制器為總線連接方式,總線接入到二層網絡配電間的TCP\IP 轉換器上,利用光電轉換器將數據通過1根12芯單模光纖傳入國家圖書館二期地下一層中央監控室。利用二期DDS門禁系統控制主機進行管理。本工程采用同二期新館同一品牌的以色列DDS門禁系統,共安裝門禁控制器8臺、讀卡器18臺、電插鎖18把、出門按鈕16個和TCP\IP 轉換器1套、光電轉換器1對等設備,系統圖詳見圖2。
系統具備的功能有:記錄、修改、查詢所有持卡人的資料,可隨時修改持卡人通行權限;監視、記錄所有出入情況及出入時間;監視門磁開關狀態,具有報警功能;對非法侵入或破壞行為進行報警并記錄;當火災信號發出后,自動打開相應防火分區安全疏散通道的電子門鎖,方便人員疏散。
作者簡介:林俊飛(1980年10月生),男,工程師,就職于國家圖書館,從事工程管理工作。
2.3綜合布線系統(網絡、電話)
本工程的綜合布線系統由網絡和電話兩部分組成,詳見圖3。
2.3.1網絡系統
本工程網絡系統采用施耐德六類線纜,共安裝537個網絡數據點(含無線AP點)。在二層和五層分別設置網絡配電間,二層網絡配電間負責管理地下一層至三層所所有網絡數據點,五層網絡配電間負責管理四層至六層所有網絡數據點。網絡系統垂直主干為24芯單模光纖。網絡外線敷設路由是從二期地下一層網絡機房敷設2根24芯單模光纖分別到行政樓的二層和五層網絡配電間。
2.3.2電話系統
本工程電話系統采用施耐德超五類線纜,共安裝497個電話語音點。在二層和五層分別設置電話配電間,二層電話配電間負責管理地下一層至三層所所有電話語音點,五層電話配電間負責管理四層至六層所有電話語音點。電話系統垂直主干為3類300對大對數電纜。電話外線敷設路由是從一期B棟電話機房敷設2根3類300對大對數電纜分別到行政樓的二層和五層電話配電間。
2.4會議系統
本工程的會議室一共有九間,分布在四層、五層和六層。本文只介紹行政樓功能最復雜的大會議室(四層413會議室)。會議系統包括擴聲系統、視頻顯示系統、視頻會議系統和智能中央控制系統,系統圖詳見圖4。大會議室安裝8個天花補聲吸頂揚聲器(美國LAX 26C)、3臺投影機(日本三洋)、3個投影幕布、2個擴聲揚聲器、2個遠程視頻會議攝像頭、1臺數字會議主席話筒和4臺數字會議代表話筒等,控制大會議的數字會議主機、遠程視頻會議終端等中心控制設備在大會議室旁邊的會議中心機房內設置,詳見圖5。
圖5
2.4.1系統功能定位
以會議和報告為主,能容納70-100人,建筑面積約240平方米。
擴聲系統要保證會議聲音的語音清晰度、聲場覆蓋的均勻度、聲像的一致性、音箱擺放合理性,而且還要具備足夠的動態響應。
提供高質量的信號傳輸和信號傳播。
充分考慮擴聲系統與遠程視頻會議系統等其他配套系統之間的銜接協調關系。
提供易學易操作的系統平臺和管理平臺。
2.4.2系統特點
構成系統的全部設備處于同一檔次,有效保證系統前后級環節之間性能和技術的互相兼容。系統中拾音器選用CREATOR品牌、數字音頻處理器選用SYMETRIX品牌、功率放大器和揚聲器都選用QSC品牌,上述都是目前會議、報告廳等領域廣泛應用的著名品牌。
(1)擴聲系統
會議擴聲系統采用集中加分散的會議模式,確保聲場聲音的清晰度和語言的可靠度。
(2)視頻顯示系統
會議室共配置3臺數字投影機,通過視頻矩陣和預制不同投影機的顯示模式,通過中控系統克實現一健切換不同的會議模式的視頻顯示。
(3)視頻會議系統
采用泰德視頻會議主機和泰德的高清攝像頭,本地顯示為標清信號,傳輸為高清信號,在會議室中設置了兩個高清頭,一個覆蓋全場一個覆蓋主席臺。
(4)智能中央控制系統
通過中控系統的編程可實現一鍵切換不同的會議模式和不同的視頻顯示模式,減少的繁瑣的操作步驟,實現智能會議。
篇9
【關鍵詞】PLC;煤礦地磅無人自動稱重;繼電器控制系統
1引言
在煤炭行業,越來越多的企業在地銷發運中采用了無人自動稱重的方式,即采用專門的計算機輔助計量信息系統,針對電子衡器計量信息進行局域網稱量管理、因特網遠程稱量管理和智能化查詢與匯總。這樣的系統對提高管理水平、防止稱重作弊、堵塞管理漏洞、降低消耗、有效控制成本、規范生產秩序、提高工作效率和經濟效益,起到了非常積極的作用。
然而,現有煤礦地磅無人自動稱重系統的硬件模塊主要是傳統的繼電器系統,雖然其能夠完成基本的任務,但是其使用的過程中存在著穩定性差、使用次數不高、過分依賴軟件系統等缺點。
基于此原因,我認為很有必要對煤礦現有的地磅無人自動稱重系統進行改造升級,在投入最小的情況下,利用PLC智能控制系統改造現有的功能模塊,使其穩定性和使用率得到很大的提高,并且通過PLC控制系統可以實現其與煤礦中各種綜合系統進行無縫的實時連接,使各個經營銷售系統進行統一的管理,促進整個煤炭企業的生產和銷售系統健康、穩定的發展。
2地磅無人自動稱重流程分析
2.1地磅無人自動稱重結構分析
現有的地磅無人自動稱重系統普遍由地感線圈、起落桿、攝像頭、讀卡器、指示燈(指示屏)、紅外線車位檢測裝置等外部設備構成。外部的各種設備,通過各種數據線,將采集到的各自信號傳到控制臺、繼電器控制系統及計算機中,繼電器和計算機與總控制臺再做二次接口,將所有的數據統一到數據業務控制臺中去。兩個控制臺的軟件實現聯網,通過網絡服務器共享數據。
2.2地磅無人自動稱重流程
車輛上磅之前,信號燈為綠色,允許車輛上磅。車輛壓到地感線圈后,遠距離讀卡器自動識別車輛身份,此時計算機管理系統自動調出該車的車號及相關的預置信息(如:車牌號、皮重、材料來源等等),前起落桿抬起,車輛繼續上磅,此時指示燈變為紅色。待車輛完全上磅且停穩后,儀表顯示穩定,攝像機同時抓拍圖片并傳給 計算機系統,系統將稱重結果及圖片對應存入數據庫中,打印機將這條記錄的單據打印出來,語音提示車輛車牌號及重量,并提示車輛下磅,系統所有流程完成,后起落桿抬起,信號燈變為綠色,車輛下磅。
3利用PLC對地磅無人自動稱重系統的改造
3.1利用PLC對地磅無人自動稱重系統改造的基本步驟
(1)(2)(3)(4)(5)完全照搬原文即可
3.2 PLC智能控制系統的硬件實現
由于煤礦地磅房已經建立起了相關的硬件系統,所以,對磅房的改造主要通過對磅房中不合適的設備進行改造和更換即可,這樣既可以節省不必要的開支,同時也能保證系統的穩定與可靠性。一般來說,對普通煤礦而言,具體改造的內容可以包含以下幾個方面:
(1) 將繼電器控制系統更換為PLC智能控制器
(2) 增加地感線圈
(3) 更換不匹配的起落桿
(4) 更換遠程讀卡器
(5) 更換不穩定的工業計算機
3.3 將“磅秤壓力傳感器”改為“稱重儀表”,其他照搬原文即可。
4 小結 將“為現有已經實現電子稱量的煤礦企業”改為“為現有已經實現無人自動稱重的煤礦企業”,其他照搬原文
參考文獻:
[1] 達朝平,孫萬田,江蜀華. PLC 在稱量系統中的應用[J]. 青島化工學院學報,2001(3) .
[2] 郭湘計,李振亮,李 亞. PLC 在稱重式自動定量包裝機上的應用[J]. 微計算機信息,2007(9) .
篇10
關鍵詞:紙機生產線;熱力系統;改造方案;效益
中圖分類號:TK284文獻標識碼: A
1 引言
現如今, “可持續發展”觀念已滲透到每一個領域,在中國經濟高速平穩發展的同時,能源問題備受關注。我國是世界上第二大能源消費國,已占到世界消費的10%,而與發達國家的相比,能源利用效率要低20%左右。
2 研究背景
目前,造紙生產企業普遍存在用能設備落后、單位產品能耗居高不下的現象,迫切需要轉變發展方式,利用高新技術改造、提升行業技術管理水平,走科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環境污染少的新型工業化道路。
某紙業公司于1982年試機投產,至今已有20多年的歷史。公司主要利用廢包裝紙生產瓦楞紙,擁有3200紙機生產線一條,裝有鍋爐2臺(其中:12t/h循環流化床鍋爐1臺、10t/h鏈條爐1臺),具有年產瓦楞紙5萬噸的生產能力,由于紙機及鍋爐等設備較落后,造成單位產品能耗較高。
3現有工藝流程及存在的問題
該公司目前能源消耗偏高,主要體現在工序的節能措施不充分,因此,在節能降耗方面具有一定的潛力。能耗的高低直接反映在產品的成本和價值上,直接影響到產品和企業的競爭力。
3.1工藝流程圖
圖1 廢紙制漿生產工藝流程示意圖
3.2工藝流程說明
原料紙板經水力碎漿后,通過跳篩去掉塑料、鐵釘、砂子等雜質;經斜篩進行漿水分離后進入儲漿池;經磨漿后通過離心篩去除漿料中的雜質進入抄前池、配漿池;再通過旋流除砂和循環沉砂進一步去除漿料中的雜質后進入高位槽。制好的漿料通過高位槽進網巢、上紙機成型,同時在紙機前進行表面施膠、蒸汽烘缸干燥、通過壓光形成初步產品。紙機形成的初步產品經卷紙、復卷,制成成品入庫,從而完成全部生產。
3.3 工藝上存在的問題
其一,紙機生產線斷紙頻率高,造成生產過程不連續,分氣缸和鍋爐超壓,并導致產品質量不穩定。其二,風機、水泵負載的調節方式采用風門或閥門節流直接調節,供電線路中電壓、電流各次諧波含量大,電力污染較嚴重。
4 節能技術改造方案
4.1紙機生產線設備節能改造
斷紙的原因主要是制漿系統質量不穩定,造成紙病較多,其次是車速不穩定,刮刀不良,干網張力不夠,最后是由于腐蝕和磨損,設備性能變差,膠輥變形,造成紙張厚薄不均勻。
4.1.1對制漿系統進行升級改造
更換一臺新型單效纖分機,新增中濃除砂器,提高除沙效果,新增 一臺動刀式濃度調節儀,控制制漿濃度,安裝一臺分級篩,提高紙漿質量。
4.1.2對紙機生產線工藝進行改造
新增高壓烘缸4只,并對DCS系統進行升級,改善傳熱效果,提高產品質量,降低蒸汽消耗。為更好保證壓榨部脫水,提高進缸干度,減少蒸汽消耗,對原紙機壓榨部進行改造,保留真空吸移、第二道Φ1255/Φ1300雙毯大輥盲孔壓榨,把K壓拆掉,改為大輥盲孔壓榨,輥徑為Φ1000/Φ1050,加壓形式為液壓,共有兩個壓區。毛毯設計線壓力4kN/m。新增盲孔壓榨大輥及軸承2套,規格Φ1300×3600mm,輥面鉆雙螺旋排列盲孔,孔徑Φ3mm,孔深9mm、12mm交替排列,開孔率約24%,輥面磨有中高。輥體為HT250,軸頭及端蓋為ZG45,軸頸車1∶12錐度,與軸承研合并設液壓退卸油孔,輥面包膠,膠層厚20mm,橡膠硬度P&J15~20。軸頭與輥體的采用法蘭式連接,螺栓材料為優質合金結構鋼40Cr。校動平衡,動平衡品質為G4。增加更換刮刀片及刮刀座,合理調整車速偏差,壓光機上輥兩端增加噴霧裝置,防止膠料粘輥邊。將施膠鋼輥更換為膠輥,耐磨并且防腐蝕,膠輥掛漿少,保證輥和真空箱不位移,各輥運行平穩。配套真空泵進行升級,提高真空度,從而最大限度減少設備性能變差引起的斷紙次數。
4.2循環流化床鍋爐節能改造
4.2.1空氣預熱器改造
按照循環流化床鍋爐空氣預熱器的運行統計數據,空氣預熱器漏風量較大,過量空氣系數為1.8,使得鍋爐通風、排煙量、通風電耗和熱損失較大。有必要采取有效措施,減小和消除空氣預熱器漏風,降低鍋爐熱損失和通風電耗。主要包括:更換被腐蝕的低溫段的空氣預熱器管子和連接處的密封材料。
4.2.2省煤器改造
按照循環流化床鍋爐的運行統計數據,鍋爐排煙溫度高,平均溫度為240℃,不僅鍋爐排煙熱損失較大,而且霧化噴嘴易發生高溫變形,導致除塵器和脫硫裝置不能正常運行,并且煙氣攜帶大量水分,使脫硫系統水耗上升。空氣預熱器漏風量較大,過量空氣系數為1.8,使得鍋爐通風、排煙量、通風電耗和熱損失較大。因此,有必要增加省煤器傳熱面積,有效降低排煙溫度,減小鍋爐排煙熱損失。
4.2.3埋管受熱面改造
由于煤質很差,灰分含量長期高于50%,且平均含硫量2%,有時高達6%,造成流化床鍋爐爐內埋管磨損比較嚴重,平均每月被迫停爐2-3次,造成嚴重能源浪費。鍋爐尾部受熱面不僅磨損,且低溫腐蝕嚴重,脫硫設備工作負荷高,設備可靠性差。因此,必須對埋管受熱面合理布置,并增加防磨裝置,減少磨損,降低停爐次數。更換脫硫霧化噴頭,提高脫硫效率。
4.3大功率電機節能優化改造
4.3.1方案比選
改造考慮選擇三類高效節能的變極調速、串級調速和變頻調速方案比較見表1。
表1三類節能技術比較表
方案類型 調速范圍 節電率 技術特點 投資
變極調速 有級變速,最多有三個速度 10~45% 僅適于鼠籠可變極電機、只需兩三種速度的工藝設備,技術簡單,不適于需對工藝參數進行大范圍連續調節的動力設備 較省
串級調速 無級變速,但范圍一般在0.7~0.9倍額速 10~15% 僅適于繞線電機、僅需小范圍調速的工藝設備、諧波影響較大、功率因素偏低,技術較復雜、維修難度較大 較高
變頻調速 無級變速,范圍寬、可以是0~1.0倍額速 10~55% 適于所有交流電機,需大范圍調速的工藝設備,較復雜、維修難度較大 較高
4.3.2改造方案
從表1分析和目前各方案的應用業績來看,對于設備作節能改造,選擇變頻調速方案最好,雖然此方案投資略高,但技術性能更好,節電潛力更大,可以很快從節電效益來收回初期投資,并且變頻調速可以做到自動負荷匹配,在任何工況下電動機和負荷都可以實現最佳的負荷匹配。
5 改造效益
5.1紙機生產線設備優化節能改造的效益
對現有紙機生產線進行優化改造完成后,按照造紙行業的經驗數據,壓榨干度每提高1%,壓榨部的能耗雖無明顯降低,但為干燥部能耗下降提供了前提條件,其蒸汽消耗下降約3-4%。該企業的壓榨干度為42%,采用雙毯大輥盲孔壓榨改造后,壓榨干度可以提高到44-46%,干燥部節約蒸汽的潛力為6%-16%。同時,改造高壓烘缸,并對DCS系統進行升級,能夠改善傳熱效果,提高產品質量,降低蒸汽消耗,也為發揮尾氣流量控制系統的作用和提高節能效果奠定了基礎。
改造后,年節能量為:136750噸蒸汽/年*11%*0.1434tce/t蒸汽=2157tce/年。
5.2循環流化床鍋爐鍋節能改造的效益
改造前,排煙溫度270℃,平均飛灰含碳量為15%,鍋爐負荷變化較快時,最高飛灰含碳量超過20%.這些因素都使循環流化床鍋爐的熱效率較低。循環流化床鍋爐鍋爐埋管磨損造成的被迫停爐次數多,每次停爐后,檢修埋管,然后重新啟動。由于流化床鍋爐的冷慣性很大,啟動速度慢,啟動時消耗大量優質木炭和原煤。每次停爐造成約5 tce能量損失。
完成鍋爐埋管受熱面、空預器、省煤器和除塵脫硫設備改造后,預計排煙溫度下降到140℃,鍋爐每年停爐檢修1次。按照鍋爐行業的節能改造經驗值計算,鍋爐排煙溫度下降了130℃,鍋爐效率提高約8.7%。鍋爐漏風減少,排煙過量空氣系數從1.8下降到1.5,減少排煙容積,鍋爐熱效率提高約0.3%。飛灰含碳量從15%降低到8%,按燃煤灰分和含碳量計算,固體不完全燃燒損失從9%降低到4.8%,鍋爐熱效率提高約4.2%。
循環流化床鍋爐熱效率合計提高約13.2%,鍋爐年耗煤9946tce。年節能量:改造前年煤耗*13.2%=11458tce *13.2%=1512 tce
5.3大功率電機節能優化改造效益
利用變頻調速技術對風機、水泵、磨漿機、紙機以及磨漿機等電機進行節能改造,總容量907kW。按運行時間8000h,節電率20%計算,年節電145.12萬kWh,年節能量折合標煤:145.12萬kWh *3.4tce/萬kWh =493.58 tce。
由此可知,通過紙機熱力系統優化及節能技術改造,該企業年節煤量10280噸,節標煤4699噸。按當期煤價500元/噸計算,年可實現514萬元的節能效益。
6小結
綜上所述,實施節能技術改造,提高能源綜合效率,既是響應國家號召,建設節約型社會的客觀需要,也是企業降低成本,提高企業市場競爭力的需要。由此可見,大力開展能源節約技術和資源的綜合利用是國家可持續發展的重要戰略目標,是企業降低成本、提高效益、增強競爭力的必然選擇。
參考文獻:
[1]劉弘睿,《工業鍋爐技術規范應用大全(第一版)》,中國建筑工業出版社
[2]李顯海,《工業鍋爐節能改造技術與工程實例》,金盾出版社,2012