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乌龟宝宝28
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壬生京三郎

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产品的可靠性是设计出来、制造出来、管理出来的。产品在设计阶段确定的可靠性要求需要通过制造过程予以实现和保障,如果在制造过程中不充分考虑各种因素对产品可靠性的影响并加以控制,加工完成后产品的可靠性指标往往达不到设计的要求。因此,在制造过程中保障产品的可靠性是一个必须解决的问题。论文针对制造过程中最常见的机械制造过程开展产品可靠性的保障研究。在当前快速响应制造的需求背景下,制造企业面临研制时间短,技术上的不确定因素,技术改造的滞后,产品可靠性缺乏实践考验,管理缺乏经验等问题。深入研究和解决这些问题,必须要贯彻以可靠性工程为重点,积极开展工艺可靠性研究,强化技术基础、加强管理,实施技术与管理的有机结合,使工艺可靠性工作最终达到保障产品可靠性的目的。因此,论文以此需求为牵引,在总结相关研究的基础上提出了机械制造工艺可靠性的基本概念和分析方法,并建立相应的模型来指导对机械制造过程的有效控制,为机械制造过程保障产品可靠性的最终目标提供技术支持。论文主要在以下几个方面开展了研究:1)机械制造工艺可靠性的概念和评价指标根据分析和控制机械制造过程保障产品可靠性能力的研究需求,论文在系统总结已有研究的基础上,提出了机械制造工艺可靠性的基本概念。为全面评价机械制造的工艺可靠性,提出了实用的评价指标体系,如工艺可靠度、工艺故障发生率、工艺故障平均维修时间、工艺稳定性、工艺自修正性能、工艺遗传性等,并给出了相应的计算方法和选择原则。2)工艺可靠性建模由于产品的可靠性指标是在孔位特征的加工过程中逐渐形成的,所以为了保障产品的可靠性,需要首先确定那些决定产品可靠性指标的关键孔位特征。论文通过Bayes方法整合多个专家的判断,来确定那些影响产品可靠性指标的关键孔位特征。在确定关键孔位特征之后,论文根据关键孔位特征加工过程之间的相互关系以及它们对工艺可靠性的作用,建立了工艺可靠性的各类模型。3)工艺可靠性影响因素的分析和控制由于关键孔位特征的加工过程往往决定了产品固有可靠性水平,因此论文将孔位特征的加工过程作为工艺可靠性的主要影响因素。只有对这些影响因素加强分析和控制才能使机械制造的工艺可靠性达到保障产品可靠性的要求。因此,论文首先提出了关键孔位特征加工过程影响因素的模糊评价方法,然后从产品孔位特征的测量数据分析入手,分别针对多个孔位特征的控制和多工序加工过程的单个孔位特征的控制需求,运用多元统计分析方法来实现分析和控制。为减少加工过程中工艺故障的发生,从而保证工艺可靠性的指标符合要求,论文在充分考虑工艺故障的损失和预防性维修费用的前提下,基于比例故障模型提出了预防性维修的决策方法,能够有效降低机械制造过程的运行费用并保证工艺故障发生率不超过要求的水平。4)工艺可靠性的评定论文将机械制造工艺可靠性的评定分为系统级和指标级。在系统级的工艺可靠性评定中,从保障产品可靠性的效果评价出发,通过试生产的产品可靠性指标与目标值之比来评定工艺可靠性,这就要求准确估计产品的可靠性。但是在产品制造完成交付用户之前,因为受时间或经费的限制,不允许投入大量产品进行可靠性试验或者试验时间很短没有失效数据,难以直接预计产品的可靠性。因此,论文以比较常见的寿命服从威布尔分布的产品为研究对象,提出了在产品可靠性小样本试验零失效的情况下,根据类似产品的可靠性数据和关键孔位特征数据的比较来评定产品可靠性,从而能够较准确地通过其可靠性指标与目标值之比来评定机械制造的工艺可靠性;在指标级的工艺可靠性指标评定中,论文提出结合试生产的数据来评定工艺可靠性指标的方法:基于Bayes融合的工艺故障发生率评定方法和验证工艺故障平均维修时间的序贯验后加权检验方法。论文所提方法与试生产相结合,在小样本条件下能够较准确地验证工艺可靠性指标,从而为及时改进相关工艺和设备提供理论与技术支持。论文从实践需求出发,初步探讨了机械制造工艺可靠性的理论和方法,能够为设计和改进工艺路线、缩短开发周期、生产符合可靠性要求的产品提供有效参考。[1] 李云刚. 基于移动平均法的改进[J]. 统计与决策. 2009(19)[2] 郑锐,张英芝,申桂香,何宇,邵娜. 一种新的可修系统故障率模型[J]. 吉林大学学报(工学版). 2009(S2)[3] 杨婷,杨根科,潘常春. 基于BP神经网络的汽车故障率预测[J]. 计算机仿真. 2009(01)[4] 田学民,曹玉苹. 统计过程控制的研究现状及展望[J]. 中国石油大学学报(自然科学版). 2008(05)[5] 孙继文,奚立峰,潘尔顺,杜世昌. 面向产品尺寸质量的制造系统可靠性建模与分析[J]. 上海交通大学学报. 2008(07)[6] 李瑞莹,康锐. 基于神经网络的故障率预测方法[J]. 航空学报. 2008(02)[7] 王淑娟,刘丽平,翟国富,李远光. 航天继电器“小子样、零失效”情况下的可靠性评估方法[J]. 机电元件. 2007(02)[8] 李勇,段正澄. 基于支持向量机的机械加工误差预测与补偿模型的研究[J]. 机床与液压. 2007(01)[9] 杨世元,吴德会,苏海涛. 基于小批量制造过程的动态质量控制限及其简便计算方法[J]. 中国机械工程. 2006(14)[10] 徐安,乔向明. 基于更新理论的复杂设备故障率表达[J]. 吉林大学学报(工学版). 2006(03)

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了无痕Sky

现代化的机械制造技术是一种一体化、综合性、系统的技术手段。下面是我为大家整理的机械制造自动化毕业论文,供大家参考。

摘要:随着现代科技的迅速发展,我国正朝着工业化的方向不断迈进,这为机械制造业创造了良好的发展契机。在引入和应用计算机技术之后,为我国机械制造业的发展注入了强大活力,使其自动化水平得以更上一层楼。

关键词:机械制造;自动化

1机械制造和自动化技术应用现状

(1)机械制造技术应用现状。目前,我国机械制造业正处于迅速发展阶段,越来越多的企业开始应用新的生产工艺。然而由于起步较晚,尚无法同西方发达国家的制造业相提并论。发达国家的机械制造工艺比较先进,以高密度加工为代表的一系列先进加工工艺已经广泛应用于生产实践,而我国相当一部分的机械制造业企业仍旧使用一些比较落后的加工工艺,常见的如抛光、铸锻以及水刀等。

(2)机械自动化技术应用现状。随着信息技术水平的不断提高,机械自动化技术也迎来了良好的发展契机。国外工业水平较高的国家已经普遍在机械制造领域引入和应用了现代的计算机集成化技术,在一定程度上实现了机械加工的智能化。受多方面因素影响,我国机械制造自动化水平相对偏低,仍旧以初级操作自动化为主。

2机械制造技术的应用

(1)网络化应用。随着网络技术水平的不断提升,给机械制造企业的运作模式带来了巨大变化。无论是材料采购,还是产品设计和生产,又或者是市场营销,均有了明显提升。机械产品的制造在很大程度上摆脱了地域的束缚,能够从不同国家和地区获取所需材料以及相关技术,与此同时,还可以将产品推销到国际市场。在网络化环境下,机械制造企业之间的交流日渐频繁和深入,不仅表现在产品开发方面,同时还表现在管理经验方面,为企业健康发展注入了新鲜活力。

(2)虚拟化应用。所谓机械制造虚拟化是指,利用计算机系统具有的仿真功能以完成对真实操作的模拟。在虚拟化技术的帮助下,能够对有待开发的目标产品予以模拟式制造,了解其存在的不足,并加以改善,从而提升和保证真实产品的质量。与此同时,虚拟化也能够对产品本身具有的可加工性予以检验。由此可见,虚拟化的应用可以大幅减少产品制造过程中资源的无谓消耗,提升产品质量。

(3)绿色化应用。传统机械制造技术会导致一定的环境污染问题,在环境污染不断加剧的背景下,如果实现机械制造的绿色化成了业界的热点研究之一。对于机械制造而言,其绿色化应用集中反映在下述方面:①产品的绿色生产;②企业绿色管理;③绿色机械;④产品的绿色设计等。在当前背景下,绿色化应用具有相当积极的现实意义,一方面可以减轻对环境的污染,另一方面可以提升对资源的实际利用率。

3机械自动化技术的应用

(1)自动化信息系统。对于机械制造而言,其自动化信息系统主要包括下述内容:①辅助制造;②计算机辅助设计;③工艺辅助设计等。所谓辅助制造指的是,通过计算机以完成对产品的生产控制;所谓计算机辅助设计指的是,设计工作者利用一些配套的计算机软件对机械产品进行相关设计;所谓工艺辅助设计指的是,不断提升和改善产品的制作工艺。

(2)自动化供输系统。该系统指的是,在计算机的帮助下完成对原材料、半成品以及最终产品的传输。其主要包括三大部分:①单机自动组件;②自动输送设备;③自动化软件系统等。在机械机制的整个自动化系统中,自动化物资供输系统属于不可或缺的组成部分,发挥着相当重要的作用。

(3)自动化生产系统。该系统指的是,通过计算机系统以自动化方式持续地将产品的一系列组件正确地拼装到一起。在机械制造中引入自动化生产系统,可以大幅降低人工操作的失误率,提升生产效率,有利于营造理想的作业环境,不仅如此,还能够有效提升和保证产品质量。

4机械制造和自动化应用前景展望

随着现代科技的迅速发展,我国正朝着工业化的方向不断迈进,这为机械制造业创造了良好的发展契机。在引入和应用计算机技术之后,为我国机械制造业的发展注入了强大活力,使其自动化水平得以更上一层楼。就机械自动化制造技术现阶段的发展情况来看,我国在该方面应做好以下两点工作:首先,应明确计算机集成技术的重要性,并将其更好地应用于实践,从而不断提升机械制造的集成程度。其次,应明确智能化技术的重要性,在机械制造过程中实现人机之间的有效互动,从而赋予机械制造体系以理想的自适应能力。可以预见,在未来的机械制造领域,智能化技术将发挥出越来越重要的作用,成为机械制造的主流发展趋势之一。

参考文献

1、机电一体化在煤矿机械中的应用研究李荣昌;煤炭技术2013-08-10

2、现代煤矿生产中机电一体化技术的应用策略分析左洁;金田2013-02-15

摘要:自动化技术的应用在机械制造中,有利于经济效益与生产效率的提高,有利于企业在市场竞争力上的提高,自动化技术在机械制造业中正向着集成化、智能化、数字化及绿色化的方向发展,有利于在发展过程中实现可持续的发展理念,和谐共生,相互促进。

关键词:机械制造;自动化

随着科学技术的迅猛发展与日益激烈的国际竞争,机械制造业的关注度与重视度越来越高,并得到了很好的发展。机械制造是与人们的日常生活紧密相关的一个行业,人们在日常的生产生活方式受机械制造技术的影响。由此可见,机械制造业的发展在社会经济中有着举足轻重的地位。如何提高当今机械制造业的科技含量和技术水平,是研究机械制造发展的课题。因此,引入自动化技术是机械制造业在发展中进行升级与转型和提高生产效率的必然要求,也是未来机械制造业的发展方向。

1目前的自动化应用与机械制造业的现状

机械制造在我国开始于20世纪20年代或20世纪30年代左右,机械制造的现代化技术提高了生产率的质量,由此,人们开始对机械制造业越来越重视,使之得到迅速的发展。改革开放后,信息技术的发展,经济的腾飞促进了自动化技术与机械制造的有机结合,效果极好。也因此促进了集成系统的形成,并在机械制造业上起到了非常大的作用。

1.1在管理上

自动化与机械制造在实际的应用中,不管是思想管理还是方法管理,与其他发达国家相比都是比较落后的。自动化的应用与机械制造由于很多原因,在管理方法与思想上都没有采用现代化与数字化。反观自动化的应用与机械制造在西方国家的应用中,不管是管理观念上还是管理方式上都实现了数字化的管理,并且十分的专业与科学,将一系列先进生产中的管理理念,如并行工程与准时生产等应用在管理过程中。

1.2在设计上

发展落后的CAD-CAM计算机技术,在自动化的应用与机械制造方面不能做到很好的设计。自动化应用与机械制造在计算机技术发达的西方国家,其设计理念在不断的进行更新中,计算机技术也被充分的利用,例如:引用了限元分析技术。

1.3制造的工艺上

先机科学的计算机技术如纳米加工、(3D打印技术)快速成型、多轴设备的数控加工、高精密的加工、激光加工等,促使自动化应用在国外的机械制造业中具备了非常明显的特点。落后的制作工艺与科技含量低的机械制造,是我国机械制造的现状,国外的先进技术在我国只有少数单位及企业采用。

1.4自动化的技术上

在科学技术的发展中,自动化的设备已经成为机械制造业的主流,如多轴联动机床与柔韧性的制造系统等,在西方国家已被广泛的应用。自动化系统在我国的机械制造行业的应用中还是比较单一的,数控机床虽然也已普及,但是自动化的技术含量还是不高。

2自动化技术在机械制造业应用中的意义

自动化技术是机械制造业水平提高与发展的表现,也是技术领域中非常重要的一项。对工作效率与机械制造的提高,还有连续化与自动化的生产都有着重要的作用。在节省人力资本投入与优化产品的过程中,有利于机械制造业的科技含量与技术水平得到提高。在一定的程度中,自动化的发展水平决定了机械制造技术的发展水平,是机械制造在未来发展中的必不可少的组成部分。自动化技术在机械制造中的应用,有利于机械化水平的提高,是对机械制造业在进行升级换代时的必要手段。

3我国对于机械自动化技术的应用

3.1生产的自动化

自动化技术在生产过程中的应用有利于生产过程更加的连续与智能化。在生产的过程中,设备可自动的完成大部分的工序,避免了生产过程中人为因素的影响,同时节省了很多的人力资源。在进行加工时,也降低了损失的情况,有利于企业竞争力的提升。

3.2在自动化的机械制造业中与CAM、CAPP技术的融合

CAPP技术随着机械制造业在自动化技术的发展,扮演着非常重要的角色。生产的管理与活动作为机械制造在生产过程中的重要依据,是其不可缺少的一部分。在加工过程中,零件的精确化与智能化则需要CAM技术的应用。

3.3信息的自动化

计算机技术的辅助系统在内容上涉及范围非常广泛,如计算机辅助设计系统与工艺系统等,是自动化与机械制造实现自动化功能的主要依据。在产品的设计部分,计算机的辅助设计系统可以有效地促进设计师的精力集中;在加工的效率上,计算机的工艺辅助系统可有效地提高生产过程中的标准化水平与机械生产。

3.4检测的自动化

原材料的运用在科学技术的不断发展中,逐渐出现很多新型的材料,在机械的加工过程中,机械加工的材料不再为单一的传统材料,而是采用了大量的新型材料。然而,新型材料的运用,使得传统的检测方式与之不匹配,这时就要运用计算机技术。比如说电流信号、激光、人工神经网络等检测技术都有利于检测效率的提高。

4自动化技术在机械制造中的发展策略

4.1自动化技术的发展要因地制宜

机械制造业的发展要结合生产的实际情况与发展现状来确定自动化技术在该领域的发展目标。自动化技术在机械制造业的发展中,要把技术的应用作为重点,还要注意技术的创新与引进。另外,还要结合企业的自身发展情况,技术的应用是为了企业的社会效益与经济效益的提高,一定要符合企业的发展需要。因此,机械自动化的技术发展不仅是要加强技术方面的实用性,更是要实事求是,因地制宜的发展,以此促进企业中经济效益的提高。如果只是过分的去强调智能化与自动化的机械设备,盲目的扩大和引进自动化技术,是不符合实际的发展需要的。在生产的方法与模式上要摆脱低负荷率就要注重在技术的创新与引进上,如何应用自动化技术要根据发展的现状和当前技术的发展水平,在生产效益提高的基础上促进生产速度的提高。

4.2低成本的自动化技术发展,有利于效率的提高

效益高、投资少的自动化技术在推广与引进上有利于自动化技术在层次与水平方面的提高。新型的低成本自动化技术在积极地推广与应用中,有利于资源配置的不断优化,在经济效益上有利于用最小的投资成本换最大的利益,有事半功倍的作用。这种以最小的投资成本换取最大的利益源自于美国的LP生产模式,所以在机械自动化技术的发展中进行设备与技术的引进时,要根据企业的自身条件和实际的发展情况,合理的调整机床的布局与机械设备的改进,这样有利于资金与设备在在投入方面的节省,以此获取经济效益的提高。此外,还要应用与引进自动化的管理技术CAD/CAM,提高技术在机械设备中的含量与技术人员的综合素质和专业水平,在管理人员的创造性发挥中,优化人力与技术资源,使机械自动化技术水平得到系统、全面的提高。如今,结合自身的发展情况,我国食物自动化改装已在很多企业的机械制造方面得以实现,降低了技术方面的投资成本,这一技术的运用,在经济效益上会有很大的提高。

4.3自动化技术要提高其自身的技术含量

自动化技术在创新与发展中不断的进行优化与调整,从简单到复杂,由低到高,逐渐从人工控制发展为数字与机械控制。机械制造业在未来的发展方向与趋势上是自动化工厂,有利于生产效率的提高。目前,这也是理想阶段的机械制造技术的发展,实现这一阶段的目标不是一蹴而就的,需要技术人员在机械制造方面不断的努力。与国外发达国家的技术相比,我国的机械制造业发展水平与世界的先进水准还是差距很大的,因此,要加强对专业技术与理论知识的学习,在应用中总结经验,推陈出新,革故鼎新,促进自动化技术在机械制造领域更好更快的发展。

4.4要发展与之配套的自动化技术

机械自动化技术的发展不仅需要高含量的生产技术,还要注重与之相配套的生产技术,促进自动化技术水平的提高。因此,要结合企业的自身情况,做好每个项目在自动化技术应用上的基础工作,有利于自动化技术在整个系统中提高发展水平。在自动化的控制技术发展中,应注重传感器与编程控制器等设备,促使各种道具与微处理机在自动化技术中符合发展的需要,在自动化技术中运用先进的控制系统与计算机软件进行控制与管理,促使机械制造朝着自动化、数字化、智能化的方向发展。机械设备在未来技术的发展方向为智能化水平高与性能好。不断的优化机械自动化技术的系统结构,不断提高其系统的耐性与刚性,在生产设备中的体积与质量上不断优化,是自动化技术在发展中非常重要的方向。在机械制造中,科技含量与技术水准通过自动控制与微电子技术进行提高,并实现其自动化的检测与控制。计算机技术在机械自动化的应用中有利于生产决策与数据运算在技术上的支持,有利于信息的及时处理与传输。

5自动化技术与机械制造在未来的发展趋势

5.1集成化的发展方向

集成系统是由各分系统形式质量信息、工程技术信息、制造自动化与管理信息所构成的系统模式,在企业的发展与生产中有着很大的作用。工程技术的信息分系统是以计算机基础工程中分析、工装设计、设计及工艺过程为基础的;自动化分系统是由工业机器人、自动装配、计算技术控、加工中心构成的;管理信息分系统是由财务管理、材料、人事、经营所构成的;质量信息分系统由计算基础中的质量、测试、检验共同构成。在机械制造领域计算机集成技术的应用会越来越高,越来越广泛。

5.2智能化的发展方向

在机械的制造与生产过程中,加入一些分析、推理、判断与构思等形式,使友好性、优良性、适应性在机械制造的智能化系统中发挥着重要的作用。并在其生产与设计的环节中,进行模拟化操作方式,以提高其柔弱性。在机械制造的智能化发展中,安全性与友好性有利于降低污染物在生产过程中的产生,节约大部分的资源,有利于资源有效的循环利用。

5.3敏捷化的发展方向

机械制造的敏捷化来源于企业的自身竞争力与企业的信誉度,进行分工合作与虚拟化公司的组件有利于企业自主竞争力与综合竞争力的提高,在运转的过程中,对用户的要求可以以最快的速度进行反应,敏捷化的机械制造可促进企业在应变能力上有效地提高。虚拟制造技术就是敏捷化的机械技术的核心与关键性技术,是其集成化技术的发展目标,发展敏捷化的机械制造技术,在生产过程中可有效地运用现代化技术,并由信息集成化向企业集成化方向发展,所以在很大程度上敏捷化的机械制造影响着其现代化的集成技术,也是近几年自动化技术在我国的技术研讨中的主要攻克目标之一。

6结语

自动化技术的应用在机械制造中,有利于经济效益与生产效率的提高,有利于企业在市场竞争力上的提高,自动化技术在机械制造业中正向着集成化、智能化、数字化及绿色化的方向发展,有利于在发展过程中实现可持续的发展理念,和谐共生,相互促进。在科学技术与社会经济的发展中,自动化技术与机械制造技术的有机结合,促进了生产效益的大幅度提高,保证了产品质量,在生产过程中对工作人员的劳动强度也起到了降低的作用,也促使在激烈的市场竞争中,企业有了长足的发展空间,因此,自动化技术在机械制造业领域中的应用要越来越完善,符合社会实际情况的发展要求,不断地提高社会效益与生产效益。

参考文献

1、关于机电一体化技术在煤矿机械中的应用探究芦景英;科技创新导报2012-10-21

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美妮宝贝

浅谈发电厂电气自动化系统监控技术发展趋势 摘要]文章分析发电厂用电系统的特点,探讨用电电气自动化的技术现状和组态模式,归纳其中的关键技术,最 后对技术发展作展望。 [关键词]发电厂;电气自动化;监控技术;发展趋势 一、厂用电系统的特点 在布置方式和数量上,厂用电设备分散安装 于各配电室和电动机控制中心,元件数量众多,运 行管理信息量大,检修维护工作复杂。 与热工系统相比较,电气设备操作频率低,有 的系统或设备运行正常时,几个月或更长时间才 操作一次;电气设备保护自动装置要求可靠性高, 动作速度快,比如保护动作速度要求在40ms以内 完成。 在电气设备本身构造上,其具有联锁逻辑较 简单、操作机构复杂的特点。 在控制方式上,厂用电系统的主要设备监控 需要接入DCS系统,但在两台机组共用一台起/ 备变的情况时,由于一台机组的检修不能影响另 一台机组的正常运行,因此需要考虑两台机组 DCS电气控制的模式,确保对其控制权的唯一性。 总结以上特点,在构建ECS时,其系统结构、 与DCS的联网方式是确保系统高可靠性的关键。 既要实现正常起停和运行操作外,又要实现实时 显示异常运行和事故状态下的各种数据和状态, 并提供相应的操作指导和应急处理措施,保证电 气系统在最安全合理的工况下工作。 二、集中模式 (一)原理 集中模式也就是传统的硬接线方式,将强电 信号转变为弱电信号,采用空接点方式和4~ 20mA标准直流信号,通过电缆硬接线将电气模拟 量和开关量信号一对一接至DCS的I/O模件柜, 进入DCS进行组态,实现对电气设备的监控。这种 模式又分为直接I/O接入方式和远程I/O接入方 式两种,前者是将电缆接至电子间集中组屏,后者 是在数据较集中且离主控室较远的电气设备现场 设立远程I/O采集柜,然后通过通信方式与DCS 控制主机相连,两者具有相同的实现技术,本质上 没有区别。 (二)优点 电气量的采集集中组屏,便于管理,设备运行 环境好;硬接线方式成熟,响应速度快。 (三)缺点 1.电缆数量大,电缆安装工程量大,长距离电 缆引进的干扰也可能影响DCS的可靠性。 2.DCS系统按“点”收费,不仅投资大,而且只 有重要的电气量才能进入DCS,系统监测的电气 信息不完整。 3.所有信息量均要集中汇总至DCS系统,风 险集中,影响系统可靠性。 4.由于DCS调试一般是最后进行,采用集中 模式通常难以满足倒送厂用电的要求。 5.没有独立的电气监控主站系统,无法完成 较复杂的电气运行管理工作(如防误、事故追忆、 继电保护运行与故障信息自动化管理、录波分析 等高级应用功能),不能实现电气的“综合自动 化”。 三、分层分布式模式 (一)原理 分层分布式模式从逻辑上将ECS划分为三 层,即站级监控层、通信层和间隔层(间隔单元)。 间隔层由终端保护测控单元组成,利用面向电气 一次回路或电气间隔的方法进行设计,将测控单 元和保护单元就地分布安装在各个开关柜或其他 一次设备附近。网络层由通信管理机、光纤或电缆网络构成,利用现场总线技术,实现数据汇总、规 约转换、转送数据和传控制命令的功能。站级监控 层通过通信网络,对间隔层进行管理和交换信息。 (二)优点 1.间隔层测控终端就地安装,减少占用面积, 各装置功能独立,组态灵活,可靠性高。 2.模拟量采用交流采样,节省二次电缆,降低 了成本,抗干扰能力增强,系统采集的数据精度大 大提高。 3.系统采集的数据量提高,监控信息完整,能 实现在远方对保护定值的修改及信号复归,运行 维护方便。 4.分布式结构方便系统扩展和维护,局部故 障不影响其他模块(部件)正常运行。 5.设置独立的电气监控主站,便于分步调试 和投运,满足倒送电的要求。同时有利于厂用电系 统的运行、维护和检修。 (三)关键技术 1.间隔层终端测控保护单元。分层分布式系 统的最大特点就是以间隔层一次设备为单位,现 场配置测控保护单元。该单元是保障厂用电系统 安全、稳定运行最重要、最有效的技术手段,对其 可靠性、灵敏性、速动性和选择性都有很高的要 求,因此不宜由DCS来实现保护功能,而应该采用 专用保护装置来实现。 厂用电系统保护主要有线路、厂用变、电动机 综合保护测控装置等,实现微机化保护、实时数据 采集、远方及就地控制以及记录故障数据等功能。 2.通信网络。ECS系统安装工作于高电压、大 电场的环境,工作环境恶劣、电磁干扰大,因而通 信网络是ECS系统的关键组成部分,通信网络的 性能直接影响着自动化监控系统的整体性能。目 前较为流行的采用电缆现场总线网络方式,光纤 通信亦开始被用户逐步接受。 通信管理层是间隔层和站控层之间的桥梁, 方案中一般采用双冗余的设计思想,按照通信管 理机双机热备用或双通道备用原则配置,当数据 通信网络中出现问题时,系统能自动切换至冗余 装置或通道,以提高系统可靠性。 3.监控主站。监控主站安置在站级监控层,实 现厂用电电气系统监控和管理,主站配置的设备 和规模需要根据发电机机组的容量和运行管理要 求进行设计,即可以配置成单机、双机或多机系 统,标准的设备主要有数据库服务器、应用和Web 服务器、操作员站、工程师站,以及其他网络设备、 GPS和打印机。 尽管配置的设备规模不同,但配置的软件以及 完成的功能基本一样。软件主要有前置机软件、实 时数据库软件、人机界面软件和图形建模软件等。 功能主要有系统监控功能、数据管理功能、系统管 理功能以及应用分析功能等。 另外,主站系统可通过多种方式与DCS系统、 MIS系统和SIS系统传输数据。 4.ECS与DCS的协调控制。由于电气系统与 热工系统在运行过程和控制要求上有着很多不同 之处,所以在设计规划阶段和调度运行过程时必 须要考虑ECS与DCS系统之间的功能分工和协 调控制,主要体现在以下几点: 由DCS实现电动机连锁逻辑控制操作,厂用 电自动切换逻辑由专用电气装置实现。 由ECS实现继电保护、故障录波和事故追忆 等功能的管理。 控制操作主要在DCS操作员工作站进行, DCS系统授权后也可在ECS操作员工作站进行, 但要保证控制权的唯一性。 四、技术的发展趋势 (一)嵌入式工业以太网技术的应用 由于现场总线通信协议技术标准的多样性,难 以统一,使其不能满足以上性能要求,而以太网由 于其传输速度快、容量大、网络拓扑结构灵活以及 低成本等特点,在商业领域和工业领域内得到了 大规模的应用。该技术成为建立电气综合自动化 中无缝通信的最好选择。 工业以太网技术直接应用于工业现场设备间 的通信已成大势所趋。随着以太网通信速率的提 高,全双工通信、交换技术的发展,为以太网的通 信确定性问题的解决提供了技术基础,从而为以 太网直接应用于工业现场设备间通信提供了技术 可能。 利用嵌入式软、硬件,在单片机系统上实现工 业以太网技术又称为嵌入式以太网。国外大的电 力设备供应商纷纷推出了基于嵌入式以太网的微 机保护测控设备,国内电力装备制造商开发的最 新综合自动化系统中,也把嵌入式以太网成功应 用于二次保护控制设备,因而嵌入式以太网是电 气综合自动化系统间隔层网络通信的必然发展方 向。 (二)综合智能化技术的应用 ECS系统控制发展经由计算机控制取代了传 统操作盘控制,目前又由计算机控制向综合智能 控制和管理发展,主要表现在间隔(下转第107页)(上接第109页)层和站控层两方面。 间隔层的保护和测控单元由传统的相对独立 设计,向着集保护、测量、控制、远动于一体的综合 化及网络化智能保护测控单元发展,直接面向一 次设备或设备组合,就地安装,除实现继电保护、 实时电量监控、状态信息记录及历史记录等基本 功能外,还能与站控层联网实现事故分析、状态监 视、微机防误操作和安全保障等功能。 站控层监控系统由满足基本运行SCADA功 能,向全面提高运行和管理自动化水平发展。监控 主站采用先进的数据挖掘技术对电气实时数据仓 库和历史数据仓库的数据进行分析,提供一系列 的高级应用功能。这些功能分为对外和对内两大 部分。对外的功能是指给DCS和SIS等其他系统 提供数据,实现机组优化控制和优化管理等综合 智能控制;对内的功能是指集间隔层装置的监控 管理、自动抄表、设备管理、定值管理、故障信息管 理、设备在线诊断和小电流接地选线等功能于一 体。 (三)IEC 61850标准应用 为了实现不同厂家IED设备的信息共享和互 操作性,使厂站电气综合自动化系统成为开发系 统,国际电工委员会制定了IEC 61850国际标准。 该标准具有信息分层、面向对象的数据对象统一 建模、数据自描述、抽象通信服务接口ACSI等主 要特点。该标准为数字化厂站系统的发展奠定了 基础。 IEC 61850在逻辑结构上将电气综合自动化 系统分为三个层次:过程层、间隔层和站控层。过 程层是一次与二次设备的结合面,主要完成开关 量I/O、模拟量采集和控制命令发送等与一次设备 相关的功能;间隔层设备主要实现控制和保护功 能,并实现间隔层设备间的相互对话机制;站控层 完成对站内间隔层设备、一次设备的控制及与远 方控制中心DCS及SIS系统通信的功能。 目前在国内已对基于IEC 61850标准的电气 综自系统产品投入了大量研发,基于该标准的数 字化变电站示范工程在国内也有投运,这为厂用 电ECS系统的数字化、标准化发展提供了成功借 鉴。 五、结语 本文提出了厂用电电气自动化技术的发展趋 势,随着IEC国际标准在工业化领域内的认同和 应用普及,基于同一国际标准的全开放式的数字 化厂用电电气综合自动化将是下一步研究的重 点。 107

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