電子信息技術(shù)在自動化系統(tǒng)的應(yīng)用
時間:2022-01-16 09:52:44
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摘要:自動化技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研究、交通運(yùn)輸?shù)确矫?,已成為科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的重要條件和顯著標(biāo)志。在互聯(lián)網(wǎng),計(jì)算機(jī)等技術(shù)的推動下,電子信息技術(shù)越來越廣泛地應(yīng)用到自動化技術(shù)中,極大地促進(jìn)了自動化技術(shù)的發(fā)展。本文首先對電子信息技術(shù)以及自動化系統(tǒng)做出相關(guān)介紹,然后重點(diǎn)闡述了電子信息技術(shù)在電力自動化系統(tǒng)、機(jī)械制造自動化、物流自動化系統(tǒng)中的主要應(yīng)用,最后針對全文做出了總結(jié)與展望。
關(guān)鍵詞:電子信息技術(shù);自動化系統(tǒng);電力自動化;機(jī)械制造自動化;物流自動化
1引言
當(dāng)前,在電子信息技術(shù)發(fā)展的大背景下,現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活水平的進(jìn)一步提高對勞動力的解放提出了新的要求。自20世紀(jì)70年代以來,自動化不斷向更復(fù)雜,更高級的方向發(fā)展,已經(jīng)廣泛應(yīng)用到軍事,生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域。自動化系統(tǒng)的廣泛使用在很大程度上減輕了人繁重的體力勞動,取代或輔助部分人力生產(chǎn)活動,將人從部分環(huán)境惡劣、安全性低的工作中解放出來,提高了人類的生產(chǎn)、生活能力。電子信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,則提高了自動化系統(tǒng)的信息化、機(jī)械化水平,使自動化系統(tǒng)更好地滿足人民生活和生產(chǎn)發(fā)展的需要。在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和新技術(shù)革命關(guān)鍵時期,自動化技術(shù)的發(fā)展以及與電子信息技術(shù)的結(jié)合與應(yīng)用,在提高社會生產(chǎn)效率、解放社會生產(chǎn)力、促進(jìn)社會發(fā)展和提高我國產(chǎn)業(yè)競爭力方面發(fā)揮著不可替代的作用,在當(dāng)代背景下,二者相互促進(jìn)與更深一步的發(fā)展顯得尤為重要。因此,本文就電子信息技術(shù)在自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用做出研究與分析。
2電子信息技術(shù)與自動化系統(tǒng)
電子信息工程技術(shù)(ElectronicandInformationEngineeringTechnology)是一門應(yīng)用計(jì)算機(jī)及集成電路等現(xiàn)代化技術(shù)手段進(jìn)行信息控制以及處理的學(xué)科。現(xiàn)代的電子信息工程技術(shù)則已經(jīng)達(dá)到能夠?qū)Ω鞣N各樣的信息進(jìn)行高效處理和有效控制的水平,與此同時,應(yīng)用于各種設(shè)備中的信息技術(shù)也屬于當(dāng)代電子信息工程技術(shù)的范圍,在實(shí)際應(yīng)用中與其他的機(jī)電設(shè)備、信息平臺等先進(jìn)技術(shù)出現(xiàn)交叉融合已經(jīng)成為了電子信息技術(shù)發(fā)展又一鮮明特征和重大發(fā)展趨勢。目前,電子信息技術(shù)已被廣泛應(yīng)用到社會生活的各個領(lǐng)域。在自動化概念的早期階段,自動化的目的是以機(jī)械的動作代替手工操作,自動完成特定工作。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展,特別是隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用,自動化的概念已拓展為憑借機(jī)器(包括計(jì)算機(jī))減少人的體力勞動或者輔助部分腦力勞動,來完成某項(xiàng)作業(yè)。現(xiàn)代生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對自動化技術(shù)提出越來越高的要求,同時也為自動化技術(shù)的革新提供了必要條件。目前,許多自動化系統(tǒng)已形成一個有機(jī)體系,如電力自動化、機(jī)械制造自動化、辦公自動化、實(shí)驗(yàn)室自動化和家庭自動化等。自動化系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用不僅在很大程度上代替了人類繁重的體力勞動使人們擺脫了惡劣、危險的工作環(huán)境,而且還提高了勞動生產(chǎn)效率,減少了工作過程中的失誤,增強(qiáng)了人類認(rèn)識和改造世界的能力。在當(dāng)前的信息化和工業(yè)化時代,隨著自動化技術(shù)的深入發(fā)展,二者的聯(lián)系也更加密切,電子信息工程的進(jìn)步極大地推動了自動化技術(shù)的發(fā)展。在自動化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活、軍事等方面的同時,電子信息技術(shù)也進(jìn)一步發(fā)展以適應(yīng)自動化所提出的新要求。如計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、信息采集技術(shù)、信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的應(yīng)用,統(tǒng)進(jìn)一步完善自動化系統(tǒng),還將自動化技術(shù)帶入了生產(chǎn)過程的最優(yōu)控制與管理的集成自動化階段。而就自動化對于電子信息工程技術(shù)的作用來說,將自動化技術(shù)應(yīng)用到電子信息工程之中,可以將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)科學(xué)和機(jī)械制造技術(shù)融合到一起,把變革信息等推廣到一種電子信息工程設(shè)計(jì)的智能化水平上來。從這個角度來看,電子信息技術(shù)和自動化是相輔相成,相互促進(jìn)的。
3結(jié)合電子信息技術(shù)與自動化系統(tǒng)
3.1電力自動化系統(tǒng)。電力系統(tǒng)主要通過發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)將自然界中的一次能源轉(zhuǎn)化為電能等二次能源,再通過變電器,變壓器,電網(wǎng)等裝置將產(chǎn)生的電能輸送至用戶。在電能產(chǎn)生和輸送的過程中,為了提高整個過程的經(jīng)濟(jì)性、安全性以及獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益,就必須配有一些系統(tǒng)的信息和控制裝置。電力系統(tǒng)的信息與控制系統(tǒng)包括檢測設(shè)備、通信設(shè)備、安全保護(hù)裝置、自動控制裝置以及監(jiān)控自動化、調(diào)度自動化系統(tǒng),這些設(shè)備和裝置在各個階段和步驟中測量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度電能的生產(chǎn)力,以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動程度的最大化。而這些電力系統(tǒng)的信息與控制系統(tǒng)是組成電力自動化系統(tǒng)主要技術(shù)的核心部分。3.1.1發(fā)電控制的自動化。目前,DCS系統(tǒng)DistributedControlSystem和AGC(AutomaticGenerationControl)是發(fā)電控制自動化主要應(yīng)用的技術(shù)。集散控制系統(tǒng)簡稱DCS,是以微處理器為基礎(chǔ)的新一代儀表控制系統(tǒng),它采用分層分級的結(jié)構(gòu)形式,通過集中管理和分散控制,使發(fā)電系統(tǒng)成為了一個具有柔性、高度自動化的管控一體化系統(tǒng)。DSC系統(tǒng)通過若干子系統(tǒng)將存儲和管理的部分?jǐn)?shù)據(jù)通過通信傳遞給其他的控制CRT裝置,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了整個系統(tǒng)的大串聯(lián),從而促使電力系統(tǒng)向著更加一體,更加數(shù)字,更加智能化的方向發(fā)展。在電力系統(tǒng)中,自動發(fā)電控制AGC是調(diào)節(jié)不同發(fā)電廠的多個發(fā)電機(jī)有功輸出以響應(yīng)負(fù)荷的變化的系統(tǒng),是能量管理系統(tǒng)EMS中的一項(xiàng)重要功能,它以區(qū)域系統(tǒng)為單位,控制著調(diào)頻機(jī)組的出力,維持系統(tǒng)頻率為額定值,以滿足不斷變化的用戶電力需求,并使系統(tǒng)處于經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀態(tài)。3.1.2配網(wǎng)自動化。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)主要利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)等理論,集成了配電網(wǎng)實(shí)時信息、用戶信息、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)等,構(gòu)成完整的自動化管理系統(tǒng),從而保證配電系統(tǒng)正常運(yùn)行,并在出現(xiàn)事故的情況下進(jìn)行監(jiān)測、保護(hù)、控制和配電管理。配網(wǎng)自動化在電力自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用,通過遙控、通信、自動控制、反饋分析、自我調(diào)控等實(shí)現(xiàn)了供電可靠性和供電質(zhì)量的提高,縮小了事故發(fā)生的范圍,減少了事故發(fā)生次數(shù),使整個配電系統(tǒng)的管理水平和工作質(zhì)量得到了提高,在為用戶帶來最大便利的同時,也最大化了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。3.1.3調(diào)度自動化電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)是由電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、服務(wù)器、大屏蔽顯示器、打印設(shè)備、工作站、下級電網(wǎng)調(diào)度控制中心、調(diào)度范圍內(nèi)的發(fā)電廠及變電站終端設(shè)備等主要部分組成。該系統(tǒng)把計(jì)算機(jī)作為核心,按照基本結(jié)構(gòu)按功能可以分為信息采集和命令執(zhí)行子系統(tǒng),信息傳輸子系統(tǒng),人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)。電網(wǎng)調(diào)度自動化通過對變電站電氣設(shè)備的遙控及遙調(diào)從而能夠?qū)崿F(xiàn)變電站的無人值守,以及對變電、配電到用電過程,數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控的自動化管理,減少了調(diào)度人員的工作量和對人力資源的需求量,提高了系統(tǒng)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益,還保證用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。3.2機(jī)械制造自動化。機(jī)械制造自動化是由電子信息技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械制造工程中產(chǎn)生的一項(xiàng)新興技術(shù),其主要特點(diǎn)是利用電子信息技術(shù)及相關(guān)硬件、軟件設(shè)備來協(xié)助或代替工程技術(shù)人員來完成某項(xiàng)工作。目前,隨著智能化與數(shù)字化制造的迅速發(fā)展,機(jī)械制造自動化技術(shù)日趨成熟,世界的機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)成為最大的受益者,各大企業(yè)(如美國卡特彼勒公司,特拉斯跑車等)的發(fā)展和興盛,無不證明了自動化為機(jī)械產(chǎn)品制造帶來的經(jīng)濟(jì)效益是不可估量的。作為為整個國民經(jīng)濟(jì)提供技術(shù)裝備的工業(yè)部門,機(jī)械制造在面對當(dāng)前市場的不斷擴(kuò)大和產(chǎn)品需求量的不斷增加,以及勞動力成本的不斷提高,實(shí)施機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的自動化成為解決這一矛盾的主要出路。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造、制造過程檢測自動化、數(shù)字控制技術(shù)、裝配自動化、自動化制造的計(jì)算機(jī)控制、工業(yè)機(jī)器人等先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)正帶領(lǐng)機(jī)械制造業(yè)向著高精確度、智能化、數(shù)字化和可持續(xù)性方向發(fā)展,在為產(chǎn)業(yè)企業(yè)帶來豐厚利潤的同時,也為客戶提供了優(yōu)質(zhì)、廉價的產(chǎn)品??梢哉f,機(jī)械制造的自動化應(yīng)用為整個世界帶來了福音。3.3物流自動化。物流自動化是指物流作業(yè)系統(tǒng)的設(shè)備設(shè)施自動化,其使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),使得輸送工具、倉儲設(shè)施、工業(yè)機(jī)器人和通信聯(lián)系等設(shè)備構(gòu)成有機(jī)聯(lián)系,形成一個完整的系統(tǒng)。物流自動化通常包括條碼自動識別系統(tǒng)、射頻自動識別系統(tǒng)、語音自動識別系統(tǒng)、自動檢測系統(tǒng)、自動存取系統(tǒng)、自動分檢系統(tǒng)、貨物自動跟蹤系統(tǒng)(如GPS)、自動導(dǎo)向車系統(tǒng)(AGVS)、輸送機(jī)械系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)仿真聯(lián)調(diào)中心監(jiān)控系統(tǒng)、信息引導(dǎo)系統(tǒng)等等。物流自動化是將物流,信息流與電子信息技術(shù)融合到一起的一項(xiàng)綜合性工程。國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和居民生活水平的提高,極大地促進(jìn)了我國消費(fèi)水平的發(fā)展,貨物的調(diào)動和分配量也在逐年增加。物流自動化以其信息化、自動化、綠色化等方面的特性在倉儲領(lǐng)域發(fā)揮著顯著作用,如通過激光來引導(dǎo)無人車定位提高精確度,靈活地設(shè)定或者改變路徑。高性能3D立體倉庫則是通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng),利用高速升降機(jī)精準(zhǔn)快速地從倉庫中定位并存取貨物。工業(yè)機(jī)器人則能夠把傳送線上輸送的物件,整齊地存放在終端,從而完成貨物的進(jìn)出、分揀等工作,使得整個過程順序流暢、完全自動化,方便了物流信息的實(shí)時采集與追蹤,提高了整個物流系統(tǒng)的管理監(jiān)控水平和貨物存儲質(zhì)量。
4結(jié)束語
當(dāng)下,電子信息工程技術(shù)蓬勃發(fā)展,并被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。該技術(shù)在自動化中的應(yīng)用正明顯提高著社會生產(chǎn)效率和居民生活水平。目前,電子信息技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化方面的應(yīng)用較多,隨著云時代的來臨,大數(shù)據(jù)受到的關(guān)注度也越來越高,大數(shù)據(jù)為電子信息技術(shù)注入了新鮮的活力,使電子信息技術(shù)朝更高效的方向發(fā)展,提高了電子信息技術(shù)的效率。物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)的重要組成部分,也使工作效率得到了提高。完整的物聯(lián)網(wǎng)體系和大數(shù)據(jù)計(jì)算正廣泛地應(yīng)用于電子信息機(jī)術(shù)和自動化系統(tǒng),促進(jìn)著全球的數(shù)字化和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。相信在人工智能時代,電子信息技術(shù)和自動化系統(tǒng)的關(guān)系將更為緊密,使得各種機(jī)械設(shè)備更加高效智能地發(fā)展。
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作者:曹靜雅 單位:山東省聊城市第一中學(xué)