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關鍵詞:數(shù)字動畫技術 結合 儺文化 動畫化表達
新媒體時代下數(shù)字動畫技術運用較為先進的圖像技術、數(shù)字技術和虛擬技術來實現(xiàn)對各類非物質(zhì)文化的保護,包括整理、歸類和保存等;并且在數(shù)字技術的基礎上實現(xiàn)其原來面貌最真實和最大化的還原。數(shù)字動畫技術應用于民間文化的傳播中也有其獨到的技術優(yōu)勢,進而在此基礎上提出利用數(shù)字動畫技術來促進我國民間文化傳播儺文化。儺文化起始于遠古的民間,最早可以追朔到殷商時期的巫儺活動。經(jīng)過三千多年的歷史沿襲,儺文化得到了良好的發(fā)展,具有原始形態(tài)古樸、文化體系完整等鮮明的特點,在許多地區(qū)都還延續(xù)著當年的儺文化習俗。近年來不乏學者運用數(shù)字動畫技術準確地傳承儺文化遺產(chǎn)原貌,助力更好地傳播儺文化。伴隨新媒體技術的迅猛發(fā)展,非物質(zhì)文化遺產(chǎn)和數(shù)字動畫技術二者之間呈現(xiàn)融合發(fā)展的趨勢。創(chuàng)造具有儺文化特色的數(shù)字動畫音樂、動畫故事、動畫美術設計、動畫造型和儺文化資源數(shù)據(jù)庫對儺文化各個文化模塊綜合運用交叉融合、開創(chuàng)儺文化傳播新模式是本文討論的重點。
一、數(shù)字動畫技術概述
基于計算機硬件和軟件技術產(chǎn)生的全新數(shù)字動畫技術,是新媒體時代下動畫技術的一次技術革新;開發(fā)者可通過相應的軟件構建虛擬的空間,并且將所要表現(xiàn)的對象構建三維模型和虛擬場景,根據(jù)目標需求設置相關燈光和動畫參數(shù)后,附上材質(zhì)便能生成抽象的虛擬視覺圖像。高度發(fā)達的數(shù)字動畫技術已經(jīng)巔覆了人們傳統(tǒng)的視覺感受,借助一臺電子計算機可以讓二維畫面變成三維畫面,讓靜止畫面變成運動畫面,使立體的運動畫面施加的神經(jīng)感受要更具體、直接。隨著多媒體技術和計算機技術的不斷發(fā)展,數(shù)字動畫技術不斷變得成熟,其應用也變得越來越廣泛,尤其是用數(shù)字化形式實現(xiàn)動畫的制作。新媒體時代下,數(shù)字動畫技術的美學表現(xiàn)孔家空間得到了擴展,同時也實現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實的全新體驗;比如:建筑規(guī)劃、虛擬城市、產(chǎn)品演示、流程模擬以及相關行業(yè)的情景再現(xiàn)等諸多領域。
獨特的虛擬性是數(shù)字動畫技術的首要特點,它可以將受損的甚至瀕臨消亡的傳統(tǒng)文化藝術進行詮釋和逼真的藝術再現(xiàn),從而實現(xiàn)對各類非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的準確記錄。新媒體時代下數(shù)字動畫技術的強大交互功能,能使人們在虛擬化的藝術文化場景中進行互動和自由選擇,從而使人們獲得一種身臨其境的感覺。
二、動畫對儺文化的表達
儺文化有豐富成熟的儺戲劇目,里面涉及的故事情節(jié)、造型藝術、服飾道具、動作表達、音畫舞美布置等,為動畫創(chuàng)作提供了大量有價值的文化素材。比如貴池的儺戲現(xiàn)存近二十七種,貴池攤戲的“正戲”為成本人戲;有些故事線很長,其種類繁多、內(nèi)容豐富,甚至有些已形成“系列”,如“劉家戲”系列(演漢靈帝時劉文龍故事)、“范家戲”系列(演孟姜女故事)、“包家戲”系列(演包拯斷案故事)等等。這些劇目的劇本中何處為唱何處為白標得清楚明白,演員角色己經(jīng)形成“生、旦、凈、木、丑”等角色;且服裝道具、肢體動作、聲音配樂劇情發(fā)展都很完整”。其表演的劇目故事、服飾道具、舞臺布景、人物角色都能在動畫創(chuàng)作程序中一一得到對應。
新媒體時代下的動畫藝術設計涵蓋了場景、動作、色調(diào)等等視覺元素,具有獨特的藝術風格,其作品往往具有想象力、創(chuàng)造力,其設計的藝術風格在很大的程度上可以參考傳統(tǒng)文化藝術表達方式和內(nèi)容的表達深度。因此優(yōu)秀的動畫作品特別注重動畫場景對承載文化的表達,在動畫里場景是最能給觀眾視效感受。動畫場景也是文化對外表達的名信片,從動畫對文化的表達角度來講,具有代表性的文化形象主要運用在動畫場景的構建中,特別是動畫的主要場景。可以對場景、鏡頭、拍攝角度和劇情分鏡設計多維度,以展示文化形象的文化構成。扎根儺文化我們有非常豐富的文化元素讓我們自由打造一個有代表性的儺文化形象,然后利用數(shù)字動畫技術將它植入動畫場景,以實現(xiàn)對儺文化反映的社會歷史情景及蘊藏的“文化內(nèi)涵”的良好表達。
動畫的造型設計主要是考究設計師對色彩搭配、線條特點、畫面風格以及細節(jié)處理的能力。對動畫造型與借鑒儺文化包含的藝術元素進行動畫創(chuàng)作是高度自由的表達,也呈現(xiàn)很大的開放性。現(xiàn)實生活中,人們看見紅色會覺得“暖”而看見藍色會覺得“冷”;基于人們對不同顏色的心理反應,動畫造型的設計要考慮更多的因素。因為民族文化不同、受教育程序不同、不同,人們對顏色的觀感也各不相同;如:在儺文化中忠勇往往用紅色表現(xiàn),奸詐往往用白色表現(xiàn),剛烈往往用黑色表現(xiàn)。面具的色彩不同其表達的意思往往不一樣;再加上道德、宗教元素之后往往賦予特定的的色彩寓意。動畫作品《天書奇譚》將儺面具的色彩寓意成功的應用于人物的面部設計,通過不同的色彩來直接反映人物的善惡;如:影片里的狐貍面部基色采用白色設計,暗示了狐貍奸詐、邪惡的性格,這與儺面造型中用白色塑造曹操和張士貴等人物的奸詐性格的方式極為相似。
日本著名動畫《千與千尋》的場景設計營造出一個東方文化色彩濃厚和充滿日本民俗風情的神秘世界,成功的為人物的登場和故事得發(fā)展創(chuàng)造了神秘的環(huán)境;在交代故事的環(huán)境同時將日本民族文化和民族資源巧妙地融入其中,使故事情節(jié)得到順利的發(fā)展。
動畫音樂有表現(xiàn)型和功能型音樂組成,分別表示觀眾在觀看動畫作品時能看到音樂源的音樂和看不到聲音來源的音樂(例如:背景音樂)。儺戲的音樂表現(xiàn)形式也為這一模式,其演出的伴奏樂器包括:小鑼、大鑼、瑣吶、堂鼓、小饒鈸、牙子(扎板) 、板鼓、篩金等。配樂表演者的唱腔也分為:高腔和儺。其中,儺腔以貴池當?shù)氐牟刹韪铻橹鳎€包括其他當?shù)氐拿窀韬托≌{(diào);高腔起源于當?shù)毓爬系那嚓柷唬粽{(diào)高亢、粗獷,旋律起伏跌宕,節(jié)奏自由多樣,一般演唱的難度較高。
三、結語
儺文化是以驅(qū)疫納吉為目的、以巫術活動為中心的古文化現(xiàn)象。儺戲在我國流傳時間長、分布范圍廣,是儺文化的具體表現(xiàn)形式。它是由儺祭、儺舞發(fā)展起來的一種宗教與藝術相結合、 娛神與娛人相結合的古樸、原始、獨特的戲曲樣式。儺戲被學界稱為“中國戲劇的活化石”,它本身攜帶的戲劇元素擴寬了它的表現(xiàn)能力。探討儺戲動畫化表達以及動畫對儺文化表達二者相互結合發(fā)展,其一是為了保護儺文化傳播傳承,即利用數(shù)字動畫技術把儺文化轉為數(shù)據(jù)保留傳承;其二是中國動畫立足于儺文化題材有助于豐富我國的動畫類型,同時也是對我國動畫擔負覆蓋、傳播龐大的儺文化甚至是所有的非物質(zhì)文化的探索。
參考文獻:
[1]邱亞萍.數(shù)字動畫技術在非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護中的優(yōu)勢和方法[J].北京印刷學院學報,2016,(01).
[2]黃曉瑜.動漫與廣西非物質(zhì)文化遺產(chǎn)傳承和傳播研究[J].藝術科技,2015,(02).
[3]莫濤.淺析動漫在非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護中的優(yōu)勢和價值[J].商業(yè)文化,2010,(10).
[4]王平.貴池儺戲劇目研究[D].安徽大學,2002.
[5]呂燕茹,張利.新媒體技術在非物質(zhì)文化遺產(chǎn)數(shù)字化展示中的創(chuàng)新應用[J].包裝工程,2016,(10).
[6]姜倩,朱璐莎.民間儺面造型觀在中國動畫形象塑造中的現(xiàn)實意義[J].大眾文藝,2012,(02).
[7]彭玲.關于中國動畫文化發(fā)展的思考[J].上海交通大學學報(哲學社會科學版),2005,(01).
關鍵詞:鉆井 自動化 核心技術 運用
我國一直以來都是采用最傳統(tǒng)的石油開采技術進行石油原油的開發(fā),但是,傳統(tǒng)的石油開采存在著諸如設備較少、成本較高、開采難度較大、產(chǎn)量較低等缺點,新時期,鉆井自動化核心技術包括井身高效鉆井技術、鉆井井下自動化控制系統(tǒng)及地面自動化控制系統(tǒng),本文筆者將結合實際工作,切實展開詳細論述。
一、傳統(tǒng)石油鉆井的不足
石油是社會發(fā)展及人類生活所必不可少的能源之一,無時不刻發(fā)揮著 推動社會進行的作用。作為石油資源大國,我國的石油資源消耗量在世界上也是數(shù)一數(shù)二的。但是,現(xiàn)階段的石油開采水平、開采技術應用和開采工藝、生產(chǎn)總量并不能排在世界的前列,且存著明顯的不足。下面筆者將傳統(tǒng)石油鉆井存在的不足進行下列闡述。
首先,產(chǎn)量較低。傳統(tǒng)的石油開采一般依靠最原始的開采技術和工藝,嚴重缺乏先進的勘測技術及自動化系統(tǒng),這就造成勘探過程中對油井的定位準確度不高、生產(chǎn)工藝較低、指定工藝難以有效保證順利進行工作等,造成石油開采工程所開采的石油質(zhì)量不過關,影響石油企業(yè)的發(fā)展。其次,開采較難。早先,我國的石油開采技術與其他國家相比存在著明顯的差距,與發(fā)達國家相比,可以說是天壤之別。此外,在石油開采中運用的鉆井技術還有待提高,技術不先進直接為石油開采帶來了一定程度的阻礙。再次,成本較高。石油企業(yè)在進行石油開采及鉆井工程時,需要投入相當大的人力、物力、財力,尤其是投入高額的綜合成本。這就造成石油開采及鉆井工程一次性投入的成本過高。但是,由于缺乏較為先進的鉆井水平和開采工藝,無法實現(xiàn)預期的開采生產(chǎn)量目標。此外,石油開采中包括鉆井機器在內(nèi)的常用機器必須要精心維護和保養(yǎng),這也需要企業(yè)投入大量的維修保養(yǎng)成本,致使企業(yè)在工程后期發(fā)現(xiàn)投入的成本與實際預期的效益有不小的差距。最后,設備種類不夠齊全。傳統(tǒng)的石油鉆井設備不夠多,面對一些特殊情況,比如說巖石層等就會束手無策,嚴重影響了石油開采工期的順利進行。
二、勘測智能化技術在鉆井中的應用
在進行石油鉆井之前要先利用先進想技術對需要開采的原油資源地區(qū)進行檢測,便于石油的順利開采。國內(nèi)外有關鉆井技術的研究一直在進行,隨著研究的深入,鉆井技術設備的開發(fā)和應用也日漸成熟,不少鉆井技術面向自動化運轉,借助于鉆井技術自動化來實現(xiàn)油井位置的勘測與準確定位,已經(jīng)成為不少石油企業(yè)普遍采取的方法。而自動化核心技術中的勘測智能化技術在鉆井中的應用主要有以下。
第一,快速定位。主要運用GPS、GIS等能夠快速定位所要開采的石油資源區(qū)域,并且對油井作出最詳細的定位分析,大大節(jié)約了石油勘測人員的時間。第二,全面勘測。對所要開采的石油資源區(qū)域進行全方位的勘測,以幫助工作人員分析原油資源的價值性和可采性。現(xiàn)階段,石油企業(yè)常運用電子感應技術對地面以下兩百米存在的物質(zhì)資源進行勘測,并可以根據(jù)監(jiān)測結果來分析油井的位置和布局。第三,數(shù)據(jù)分析。運用先進的電子計算機及數(shù)據(jù)庫對得出的數(shù)據(jù)進行綜合分析,分批進行數(shù)據(jù)的處理。比如油井的深度和存油量等信息。工作人員通過詳細的數(shù)據(jù)分析對油井作出更細致、更精確的判斷,比如可以通過巖層的硬度和厚度來估算油井的深度,為開采深度做鋪墊。
三、存儲虛擬化技術在鉆井中的應用
石油開采可以通過計算機技術搜集到開采過程中需要的任何數(shù)據(jù),并據(jù)此進行詳細分析,特別是在存儲虛擬化技術的幫助下,石油鉆井技術的自動化程度也在不斷提高。
首先,復合分層技術。該技術可以將不同方面收集得來的數(shù)據(jù)進行分析整理,并根據(jù)整理結果構建出石油開采的數(shù)據(jù)庫。而復合分層技術中的分層是指把獲取來的信息根據(jù)開采需要進行合理分配,將數(shù)據(jù)資源應用到不同方面。并且利用計算機技術對每一個層次的數(shù)據(jù)資料進行自動化處理,以此提升石油開采過程中鉆井工作的精確性。其次,容錯能力技術。當數(shù)據(jù)庫受到外來因素過多的干擾時,數(shù)據(jù)庫中的信息就會受到安全隱患的威脅。而容錯能力技術的運用可以從計算機方面出發(fā)避免上述問題的發(fā)生,并且能夠?qū)⒅匾臄?shù)據(jù)信息進行備份,保證了石油開采及鉆井技術應用中的數(shù)據(jù)安全,為接下來的工作奠定了基礎。再次,動態(tài)擴展技術。與前兩者相比,動態(tài)擴展技術是相對開采系統(tǒng)存儲空間而說的,對存儲空間進行放大以實現(xiàn)優(yōu)化資源運用的目的。動態(tài)擴展技術的應用要求工作人員進行數(shù)據(jù)調(diào)整和數(shù)據(jù)處理,從而有助于系統(tǒng)調(diào)控的完成。
四、調(diào)控自動化技術在鉆井中的應用
調(diào)控自動化技術包括通信技術、信息技術、計算機技術基礎之上的自動化調(diào)控技術,調(diào)控自動化技術在鉆井中的應用能夠?qū)⑹豌@井質(zhì)量和效率大大提高。若要保證調(diào)控自動化技術在鉆井中的應用,石油企業(yè)必須要根據(jù)數(shù)據(jù)分析對進行石油開發(fā)的人力、財力、物力資源合理配置,以保證鉆井施工的有序進行。
首先,邏輯表達技術。作為存儲虛擬化技術應用的前提,邏輯表達技術必須要在進行存儲虛擬化技術應用之后,邏輯表達功能要充分發(fā)揮,以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的合理調(diào)控。該技術的運用能夠?qū)崿F(xiàn)鉆井過程中多項數(shù)據(jù)的合理處理,切實為制定鉆井方案提供科學依據(jù)。其次,自動操作技術。顧名思義,自動操作技術常用于石油開采中鉆井設備自動化操作過程中。石油企業(yè)可以借助于計算機系統(tǒng)和無線通信技術等先進信息技術,構建石油開采及鉆井自動化調(diào)控平臺,實現(xiàn)操作工序的自動化。比如利用計算機的先進技術分析鉆井所采用的技術,并及時發(fā)現(xiàn)工藝中出現(xiàn)的錯誤,對其作出及時調(diào)整。再次,信息傳遞技術。該技術的應用主要將對數(shù)據(jù)的分析結果準確無誤傳達至石油工程信息控制中心,指導工作人員進行后續(xù)工作。信息傳遞技術實現(xiàn)了信息資源共享,增強了鉆井自動化的可靠性和持續(xù)性。
五、總結
人們?yōu)榱藬[脫不被傳統(tǒng)石油開采技術所束縛,對現(xiàn)有的鉆井工藝進行了技術上的研究。此外,人們?yōu)榱藵M足對石油開采的技術要求,不斷引進國內(nèi)外先進的開采技術進行石油開采,以便能提高自身生產(chǎn)效率、減輕生產(chǎn)成本帶來的壓力,一定程度上提高所開采石油原油的質(zhì)量。
參考文獻
[1]王紅巖.淺談石油鉆井技術及固井技術的發(fā)展[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量,2012(11).
[2]臧天興.淺析鉆井設備的自動化技術 科學與財富,2010(7) .
[3]杜朝兵.石油鉆井自動化關鍵技術應用研究[J].企業(yè)技術開發(fā)(下半月),2011(30).
[4]董昊哲 石油鉆井自動化技術應用的必要性分析[J].地球,2013(5) .
關鍵詞:數(shù)字化變電站;智能變電站;電子式互感器
0 引 言
泰和220kV變電站位于吉安市泰和縣城東北方向約9km的泰和工業(yè)園創(chuàng)業(yè)區(qū)內(nèi),采用戶外常規(guī)敞開式設備。變電站建設規(guī)模:主變壓器本期1×150MVA,220kV出線本期出線4回,110kV出線本期出線4回,10kV出線本期出線8回,無功補償本期裝設2×7.5Mvar并聯(lián)電容器。220kV、110kV采用雙母線接線。10kV采用單母線分段接線,本期單母線接線。
1 電子式互感器
電子式互感器遵循GBT20840.7/8(IEC60044-7/8)標準。據(jù)不完全統(tǒng)計,電子式互感器已在國內(nèi)數(shù)十個110kV、220kV電壓等級變電站成功投運,最長的運行時間達5年。電子式互感器在220kV變電站的應用已從初期的間隔掛網(wǎng)運行、整站試點逐漸進入到實際工程推廣應用階段。
1.1電子式互感器在泰和變的應用
220kV及110kV互感器均采用數(shù)字輸出的電子式互感器,10kV互感器除主變進線柜內(nèi)裝設電子式CT外,其它開關柜內(nèi)則裝設常規(guī)電磁式互感器。
采用的電子式電流互感器基本原理是采用羅氏線圈傳感器將一次電流轉換為弱電信號,再經(jīng)A/D轉換成數(shù)字信號后通過光纜送出給接收端;電子式電壓互感器采用電感(或電容)分壓器將一次高電壓轉換為弱電信號。整個電流采集、分壓裝置的體積都很小,轉換裝置可以共用一個,故完全可以將電流、電壓互感器整合為一個設備。目前220kV電壓等級及以下,國內(nèi)大部分電子式互感器生產(chǎn)廠家也已經(jīng)將這種整合應用于實際工程。
1.2 電流互感器
220kV各間隔、主變?nèi)齻乳g隔采用有源型電子式電流互感器并按保護雙重化要求配置,線圈配置原則為2個保護線圈,1個測量、計量線圈,準確級分別為5P級、5P級、0.2S級。
110kV均按照保護單套原則配置有源型電子式電流互感器,線圈配置原則為1個保護線圈,1個測量、計量線圈,準確級分別為5P級、0.2S級。
10kV各間隔(主變進線除外)互感器仍選用常規(guī)電磁式電流互感器,1個保護線圈、1個測量線圈、1個計量線圈,準確級分別為10P20級、0.5級、0.2級。
1.3 電壓互感器
220kV和110kV的母線PT由于采用數(shù)字式輸出,合并器替代了常規(guī)電壓切換回路,故設計采用每條母線配置具有2個二次電壓輸出端的有源型電子式電壓互感器,準確級次為0.2/5P級、5P級。10kV電壓等級采用常規(guī)電磁式電壓互感器,配置2個三相二次線圈,1個開口三角線圈,準確級為0.2級、0.5級、3P級。
本項目不配置單獨的電子式電壓互感器,而采用將其分壓線圈合并裝設在線路內(nèi)側電子式電流互感器中的組合方式,其準確級為0.2級。此方案對于保護裝置重合閘檢同期、檢無壓功能和監(jiān)控的同期控制均無影響,而線路外側接地刀的防誤閉鎖問題可以通過線路外側加裝高壓帶電顯示器來解決。
1.4 電子式互感器與隔離開關組合
整合完畢的有源電子式互感器體積較小,重量也很輕,與外界接收裝置的聯(lián)系只是一根光纜。為壓縮間隔縱向尺寸、節(jié)省占地以及降低工程全壽命周期成本,將部分間隔的電子式互感器與雙柱水平斷口隔離開關進行設備組合,將電子式互感器安裝在隔離開關靜觸頭側設備底座上,與隔離開關靜觸頭共用一個支架。
2 電纜設施
數(shù)字化變電站中過程層網(wǎng)絡的出現(xiàn)和應用極大地優(yōu)化了二次電纜的數(shù)量。二次盤柜至配電裝置以及不同二次盤柜之間的控制電纜幾乎完全被取消,而改之以少量光纜代替。二次設備間內(nèi)多為光纖接線,屏內(nèi)端子排數(shù)量只有常規(guī)盤柜的10%左右,因而施工接線工作量極少。由于采用電子式互感器,光纖傳輸,使得全站的電纜大大減少,為簡化電纜設施提供了條件。
3 監(jiān)控系統(tǒng)
全站采用IEC 61850通訊體系結構,分為站控層、間隔層和過程層。各層之間通過站控層網(wǎng)絡和過程層網(wǎng)絡相連,兩層網(wǎng)絡相對獨立。
全站以太網(wǎng)全部采用百兆以太網(wǎng)(100Mbps),重要網(wǎng)絡雙重化配置。過程層網(wǎng)絡按間隔劃分沖突域,模擬量采樣數(shù)據(jù)通過點對點串行方式傳輸,GOOSE信息則單獨組網(wǎng)。
3.1 監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)方案
站控層網(wǎng)絡方案:站控層網(wǎng)絡采用100Mbps工業(yè)以太網(wǎng),并按照IEC61850通信規(guī)約進行系統(tǒng)建模及信息傳輸,通訊介質(zhì)采用光纖。監(jiān)控網(wǎng)絡冗余化配置雙以太網(wǎng),保證單一網(wǎng)絡故障時不失去任何功能。經(jīng)功能優(yōu)化,保護信息網(wǎng)取消,保護設備與信息子站通過監(jiān)控網(wǎng)絡交換信息。故障錄波網(wǎng)仍予以保留,故障錄波系統(tǒng)與信息子站通過該網(wǎng)絡傳遞錄波信息。10kV配電裝置采用間隔層設備下放的布置方式,因而構成位于就地的站控層網(wǎng)絡。該網(wǎng)絡采用雙重化100Mbps以太網(wǎng),通過級聯(lián)方式與遠方站控層網(wǎng)絡相連。
3.2 GOOSE網(wǎng)絡
站內(nèi)開關量信息通過GOOSE網(wǎng)絡傳輸,實現(xiàn)二次設備的互聯(lián)互操作,因此GOOSE網(wǎng)的安全可靠直接關系到變電站的能否穩(wěn)定運行。影響GOOSE網(wǎng)穩(wěn)定運行的主要因素是交換機的可靠性,故考慮提高GOOSE網(wǎng)的冗余度,優(yōu)化網(wǎng)絡配置,選用工業(yè)級光交換機,并采用少接口多臺配置原則。
220kV GOOSE網(wǎng)絡按雙網(wǎng)配置,滿足雙重化保護的要求,兩個網(wǎng)絡應相互獨立。網(wǎng)絡采用星型拓樸結構,每個220kV線路及母聯(lián)間隔配置兩臺交換機;220kV系統(tǒng)配置兩臺220kV公用交換機,分別接母線保護、錄波等設備,并和主變GOOSE網(wǎng)相連。220kV各間隔交換機分別布置于各間隔保護屏上,公用交換機布置于220kV公用測控柜。
3.3 五防閉鎖系統(tǒng)
全站不設獨立的微機五防工作站,監(jiān)控系統(tǒng)具有五防閉鎖邏輯功能,可以實現(xiàn)站控層、間隔層和就地三層結構的五防閉鎖。監(jiān)控主機實時采集全站斷路器及刀閘位置狀態(tài),對遙控指令進行閉鎖邏輯判斷,禁止誤操作指令執(zhí)行。間隔層具有完善的防誤閉鎖邏輯軟件,測控單元及智能終端按電氣一次間隔配置,能獨立實現(xiàn)本間隔的操作閉鎖邏輯;通過從站控層以太網(wǎng)獲取公共信息,在間隔層還可以實現(xiàn)與本單元以外設備之間的綜合操作閉鎖功能。
為了實現(xiàn)各出線側地刀的安全閉鎖功能,在220kV、110kV線路側加裝了高壓帶電顯示裝置,將線路側的帶電狀態(tài)作為操作閉鎖條件之一,參與監(jiān)控系統(tǒng)閉鎖邏輯運算,以實現(xiàn)出線地刀的防誤閉鎖。
5 結 語
關鍵詞 機械自動化 自動化核心技術 機械制造模式
中圖分類號:TH16 文獻標識碼:A
0前言
隨著科技的進步,機械工業(yè)正在迅速地發(fā)展,從近幾年統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析可知,傳統(tǒng)機械制造模式已無法滿足市場需求,正在逐漸被全新的機械制造模式所取代。傳統(tǒng)模式的人工化、模式化的機械制造模式成為了阻礙機械工業(yè)發(fā)展趨勢的障礙。為減少這些因素,改變傳統(tǒng)模式,機械自動化在技術上不僅加快了生產(chǎn)的效率,也提高了產(chǎn)品的質(zhì)量,為新時期機械工業(yè)奠定了基礎。
1機械自動化的現(xiàn)狀
我國的機械自動化水平現(xiàn)狀與其他發(fā)達國家相比還是相對落后,為了適應市場和社會發(fā)展的需求,機械自動化從上個世紀六十年代開始了引進和研究,并把傳統(tǒng)的原有制造模式進行更改。在更改的過程當中,由于傳統(tǒng)工作模式相對古板,制造的技術也達不到高水平標準,創(chuàng)新思維不夠活躍,只能進行一些簡單的設備生產(chǎn)與制造,這些問題的存在使得機械自動化的發(fā)展還存在許多不足之處,也使得我們對于機械自動化有了一個新的概念認識,明確機械自動化是促進機械制造業(yè)發(fā)展的重要組成部分。從當前我國的機械自動化發(fā)展來看,在其發(fā)展道路上還存在著許多不足與缺陷,主要表現(xiàn)在以下兩個方面:(1)對機械自動化的控制能力不足,無法完全把機械自動化的優(yōu)勢加以利用;(2)在管理方面欠缺全面的管理理論,缺乏優(yōu)秀的管理方式。由此可知,要想在機械自動化的工作過程中以控制理論作為管理的標準,并針對在工作過程當中存在的問題進行有效的分析總結,并提出相關的解決對策,就要加強對機械自動化的管理。
2機械自動化的分析
什么是機械自動化:機械自動化是近幾年來機械工業(yè)發(fā)展的核心技術,主要是指無人干預或者無人操作的情況下,生產(chǎn)機器能夠根據(jù)應用機械的需求促進階段得以擴大加深。隨著信息技術不斷的發(fā)展,大型冶金、石化、農(nóng)業(yè)和礦山、電力設備會逐步實現(xiàn)高效低排和自動化控制,真正實現(xiàn)從傳統(tǒng)落后的機械模式向機械自動化模式的轉化。對于關鍵基礎機械應用中加機具、關鍵零件和大型精密鑄鍛件的發(fā)展則由依靠國外進口轉變?yōu)樽灾魃a(chǎn)和制造,實現(xiàn)自給自足。隨著城市進步和經(jīng)濟發(fā)展,對于現(xiàn)代辦公設備、醫(yī)療方面、安全急救方面的機械業(yè)的發(fā)展也在相應的完善技術中較為成熟,我國財政政策的大力支持和重點培養(yǎng)的是大型智能工程建筑機械和新興產(chǎn)業(yè)機械。具體體現(xiàn)在裝卸機、推土機、混凝土機械、挖掘機、新能源發(fā)電、汽車、智能電網(wǎng)、工業(yè)和專用機器人等相關方面機械的發(fā)展 。
3機械自動化的技術核心
3.1機械自動化的核心技術與數(shù)控技術
在機械制造的進度對于機械產(chǎn)品的要求越來越高的情況下,機械自動化的數(shù)控技術就成為其主要的核心技術,機械產(chǎn)品的高精、高效、高端等都是由數(shù)控技術加以實現(xiàn)并滿足當前市場需求的。機械自動化生產(chǎn)加工不僅體現(xiàn)出其自動修復與自動更新技術,保證高端科技。能夠通過數(shù)控技術來及時診斷在加工的過程中所遇到的故障,真正促進產(chǎn)品生產(chǎn)加工補償和技術的調(diào)節(jié)。符合各方面參數(shù)的具體需求,使生產(chǎn)加工的及時性以及實效性得到全面實現(xiàn)。
3.2機械自動化中的網(wǎng)絡運用
隨著當前網(wǎng)絡技術的迅猛發(fā)展與互聯(lián)網(wǎng)技術的普遍應用,機械自動化的技術在網(wǎng)絡的發(fā)展和大量運用的網(wǎng)絡技術中,使部分生產(chǎn)活動中的機械自動化技術往新道路上發(fā)展。另外,全方位結合數(shù)控技術、CAM技術、CAD技術等,可以在互聯(lián)網(wǎng)信息化下提供有利的生產(chǎn)條件。
3.3機械自動化技術具體發(fā)展方向
首先,由于機械自動化技術有著越來越成熟的發(fā)展道路,并以實現(xiàn)高精度、高速度及高效率作為其重要的發(fā)展目標,在這樣的發(fā)展趨勢中,機械制造業(yè)實際生產(chǎn)經(jīng)營工作中的機械自動化技術成為相對重要的性能指標,將數(shù)控技術大量的運用在機械自動化技術中,用高速CPU來承載數(shù)控技術,同時與部分高端類型的芯片相互合作,確保機械自動化技術高端、高效、高精等需求得到全面應用。同時,機械自動化高端需求要想得到全面滿足,則需要在一定程度上改變動態(tài)機械機床以及靜態(tài)機械機床。其次,在整個系統(tǒng)中通過柔性化設計機械自動化技術,充分體現(xiàn)數(shù)控技術具有的柔性化,其主要是通過集成技術來全面覆蓋相關區(qū)域,將不同的區(qū)域集合起來從而形成模塊化的管理,來實現(xiàn)預期效果的。除此之外,針對不同的生產(chǎn)需求,能夠?qū)崿F(xiàn)其不同的性能,如機械加工生產(chǎn)工作屬于大群體類型,則應該促進數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)整得以實現(xiàn),將其覆蓋控制功能全面發(fā)揮。再次,要想實現(xiàn)多軸化以及多項工作程序的全面發(fā)展,采取多軸化以及工序復雜化可以促進輔助時間得到減少,使機械自動化技術加工生產(chǎn)工作的高效性得到全面實現(xiàn)。最后,機械自動化技術智能化發(fā)展,雖然機械自動化技術一定的程度上體現(xiàn)智能化時代特點,但其智能化程度還不足,還需意義更新先前高端科學技術來作為其智能化程度的支持,特別是針對其智能控制,必須加快無人干預操作的全智能化步伐,從而促進機械自動化技術的智能化發(fā)展。
4機械自動化制造模式的分析
機械自動化制造模式也在發(fā)生很大的改變。傳統(tǒng)的機械制造是通過機械設計,由人根據(jù)機械實際標準進行加工和人工詳解的模式進行機械制造的。這種制造模式不適應當前市場需求,所以機械制造的模式也由傳統(tǒng)的制造模式向先進的自動化模式轉變。轉變方式主要包括以下的幾個方面:首先,實現(xiàn)機械的完全自動化模式,減少人工干預手段,把傳統(tǒng)生產(chǎn)模式轉變,從而最大程度上減少人工需求量,使機械加工產(chǎn)品自身質(zhì)量的改變得以實現(xiàn),進一步促進現(xiàn)代化生產(chǎn)模式。其次,機械自動化生產(chǎn)的方式運用流水線形成生產(chǎn)模式,對比以往流水線生產(chǎn)方式,能夠處于自行控制的狀態(tài)下進行流水線自動化生產(chǎn)模式,操作按照規(guī)定的步驟完成,在機械自動化產(chǎn)品的生產(chǎn)、檢測、修復、加工過程中,可以通過程序的安排完成生產(chǎn)工序,從而提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率,并充分體現(xiàn)其流水線特點。最后,生產(chǎn)過程運用智能化控制技術。通常情況下,機械自動化技術的控制工作均是通過智能化高端技術來實現(xiàn),智能化控制技術可以在最大程度下減少因人工操作導致的失誤,使誤差得到明顯減少,并且采取智能化控制技術能夠促進系統(tǒng)誤差得到技術的修復以及檢測,同時,它還能防止人工操作產(chǎn)生的失誤與誤差,讓機械生產(chǎn)智能化更加全面的進步。總之,實現(xiàn)機械自動化制造能夠促進自動化控制往自動修復、自動檢查方面發(fā)展,并從原有傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式發(fā)展到全智能化生產(chǎn)方式,從而最大程度地發(fā)揮機械自動化所具有的優(yōu)勢。
5結束語
綜上所述,通過上述分析得知,機械自動化技術已經(jīng)成為當下最熱的話題,同時也是將來機械制造技術行業(yè)發(fā)展的新趨勢,而作為高新科技背景下的產(chǎn)物,通過專業(yè)技術人員的全面實踐以及研究,從根本上促進機械自動化發(fā)展得以實現(xiàn)。自動化生產(chǎn)方式在某種程度上對傳統(tǒng)生產(chǎn)模式改變,減少對人員費用支出,促進產(chǎn)品生產(chǎn),效率明顯提高。另外,產(chǎn)品是采取機械自動化技術進行生產(chǎn),與傳統(tǒng)生產(chǎn)模式生產(chǎn)出來的產(chǎn)品對比,更加高精、高效、高端,在原則上與機械產(chǎn)品對高精度的需求互相符合。以機械自動化生產(chǎn)模式作為根本點,在實際的生產(chǎn)工作中能夠?qū)C械自動化生產(chǎn)流水線在安檢、加工、生產(chǎn)等方面的優(yōu)勢全面體現(xiàn)出來,這些方面的應用都可以按照相關的步驟一步步實現(xiàn),在根本上降低成本支出,并在最大程度上解決生產(chǎn)停滯現(xiàn)象,從而實現(xiàn)高效率生產(chǎn)的目的。因此,將來機械自動化生產(chǎn)模式以及生產(chǎn)技術均會變成引領機械制造企業(yè)的主體,促進機械自動化得到全面完善,并在實踐當中更全面地實現(xiàn)其價值。
參考文獻
[1] 薜國芳.機械自動化的技術核心與制造模式分析[J].煤炭技術,2013,06(10).
[2] 馮殿波,秦換楠.機械自動化的技術核心與制造模式分析[J].科學與財富,2014,03(4).
隨著信息化教學、網(wǎng)絡教學的不斷增多,好的實用的教學資源成為急需,學校為老師們配備了大量的書籍、圖冊、光盤。很多老師根據(jù)教學問題制作和開發(fā)了一些很好的課件、課例,同時還有意識地從生活中挖掘的物理教學素材,生活中諸如照相機、遙控器、自動復位的水龍頭、電飯鍋、電視機等都能成為教學的課程資源。這些資源直接來源于生活,真正體現(xiàn)了從生活走向物理的理念。一些老師創(chuàng)造性地利用生活中的一些廢舊物品制作了一些簡易的實驗器材。如:讓學生收集了幾十個“喜之郎”果凍杯,用杯裝水模擬眼睛的成像過程;用廢可樂瓶做罩子、驅(qū)蚊香制造煙霧,成功顯示了光的傳播路徑等。再如講大氣壓強時如果沒有馬德堡半球可以找一個醫(yī)用針筒,用眼藥水瓶上的小橡皮帽把針頭堵塞起來針筒活塞下而拉不下來,可以證明大氣壓的存在;在引導學生認識磁化現(xiàn)象時,可以在一個試管內(nèi)裝滿鐵屑,塞上膠塞,用蹄形磁鐵的一個極在試管壁上沿同一個方向輕輕滑動,使試管內(nèi)的鐵屑被磁化,便可以吸引鐵釘、鐵片,振動試管后磁性便消失,從而直觀地演示鐵磁性物質(zhì)被磁化和退磁現(xiàn)象等等。
物理資源的開發(fā)、整合過程中,除了需要發(fā)揮專家、學校和教師的主體作用外,還必須充分發(fā)揮學生及學生家長在課程資源開發(fā)的主體作用。學生是課程資源開發(fā)的主體和學習的主人,要學會自覺、自發(fā)地利用可用資源,為自身學習、實踐、探索性活動服務;家長由于與社會接觸面廣,有其自身優(yōu)勢,他們可以帶領孩子進行課程資源開發(fā)活動。教師可以鼓勵學生和學生家長發(fā)揮自身優(yōu)勢,積極參與課程資源開發(fā)實踐。如:讓學生分組收集生活中的聲現(xiàn)象、聲音的利用、噪聲的危害;讓學生調(diào)查、分析馬路燈為什么用紅、綠、黃三種顏色;讓學生自制照相機等。為配合浮力、彈簧測力計、杠桿原理、電磁等教學,可以讓學生制作土密度計、橡皮筋測力計、桿秤、指南針電鈴等。教師也可以結合物理課的教學內(nèi)容,布置相應的調(diào)查、探究活動。如學習《功能的利用和環(huán)境的保護》后,可開展農(nóng)村環(huán)境污染的調(diào)查活動,學習《生活用電》后,可開展農(nóng)村照明問題的調(diào)查活動;學習《壓力和壓強》后,可開展農(nóng)村公路損壞原因的調(diào)查活動。學生在資料的收集、歸類、重組、優(yōu)化的過程中得到提高,這樣不僅可以充分利用學校內(nèi)外的現(xiàn)有資源,還給學生創(chuàng)造了一個主動學習的環(huán)境,培養(yǎng)學生收集信息、篩選信息、分析信息和整合利用信息的能力。
從適應教育教學改革和時展的需要,從促進教師的專業(yè)發(fā)展、提高教師自身素質(zhì)的需要,從培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和全面發(fā)展的需要來說,都迫切要求強化教師的課程資源整合意識,提高教師的課程資源整合、利用的能力。
怎樣進行校園課程資源的整合和利用呢?首先學校要創(chuàng)設有利于教師積極參與課程資源整合的導向制度。建立促進這項教研活動開展的激勵措施,形成對話機制,為教師之間進行信息交流、經(jīng)驗分享和專題討論提供平臺。其次,教師要注意各項資源的整合和利用,積極地進行教科書內(nèi)課程資源的整合。教材中有“探究實驗”、“演示實驗”、“想想議議”、“想想做做”、“動手動腦學物理”、“科學世界”等內(nèi)容,穿插相關的圖片、表格、資料來呈現(xiàn)教學內(nèi)容。第三,課組老師要實現(xiàn)教科書的外課程資源的課內(nèi)整合。在課堂教學中,教師既要根據(jù)教學目標和教學重難點,適當介紹一些家用電器等的結構、實施原理及其發(fā)展史,聯(lián)系學生的“生活世界”,走進生活,講一些有趣神奇的物理現(xiàn)象,以充實課堂,激發(fā)學生的求知欲,又要把現(xiàn)代信息技術前沿科學的物理滲透其中,實現(xiàn)外課程資源的課內(nèi)整合。還要加強物理、化學、地理、數(shù)學等學科之間的聯(lián)系、交叉和滲透,加強學科內(nèi)外老師之間的聯(lián)系,實現(xiàn)校內(nèi)課程資源的整合。
教學資源需要統(tǒng)一的管理與備份,以備老師們的修改補充改進,使之更好的服務于課堂教學,可以設置教學資源庫,也可以利用教學教研平臺資源,實現(xiàn)優(yōu)秀教學的資源的共享,現(xiàn)在我縣教學教研平臺已開發(fā)利用,對現(xiàn)成的資源可以下載,再根據(jù)自己的課堂需要補充修改完善,成為自己的資源,使資源得到充分合理的應用。
關鍵詞:煤礦;自動化;通信技術;功能特點;關鍵技術
我國地大物博,人口眾多,含有豐富的煤礦資源,且煤礦資源在我國能源結構中占比極大,這就促使煤礦行業(yè)得以快速發(fā)展起來。同時科學技術的不斷發(fā)展,自動化和信息化等先進科學技術應用到了煤礦資源開發(fā)生產(chǎn)過程中,大大提高了煤礦資源開發(fā)生產(chǎn)的安全性和高效性,對于煤礦行業(yè)的發(fā)展有著積極的推進作用。
1 煤礦自動化功能特點與關鍵技術
1.1 煤礦自動化功能特點
1.1.1 運行、管理自動化
利用遠程技術和設備對礦區(qū)設備進行遠程操作,然后利用集線器收集設備的運行狀態(tài)信息,并進行記錄,最后傳輸給終端計算機,讓煤礦企業(yè)能夠?qū)崟r掌握礦區(qū)設備運行狀態(tài)信息,這樣的模式下能夠讓煤礦生產(chǎn)運行管理實現(xiàn)集成化、多維度的管理功能,從而提高煤礦生產(chǎn)運行管理的科學性。
1.1.2 運輸自動化
相較于傳統(tǒng)的運輸方式,運輸自動化具有自動運輸、自動識別功能。從其構建方面來看,主要是采用單片機或PLC聯(lián)動傳輸物理設備的方式,包括了檢測傳輸設備重量,對運動時間與頻次進行自動規(guī)劃,這樣能夠有效減少人力資源投入,節(jié)約煤礦運輸成本。
1.1.3 洗選自動化
煤礦資源一旦經(jīng)過開采就會形成初級產(chǎn)品,然后還需要對初級產(chǎn)品進行洗選以及合理分類,最終將煤礦產(chǎn)品分類進行銷售。而煤礦產(chǎn)品洗選環(huán)節(jié)的工作環(huán)境較為惡劣,這就嚴重影響了煤礦產(chǎn)品洗選工作效率。通過在煤礦產(chǎn)品洗選中應用自動化體系,有效改善了煤礦產(chǎn)品洗選的工作環(huán)境,避免了人為損傷情況的出現(xiàn),極大地提高了煤礦產(chǎn)品洗選工作效率。
1.1.4 安全保障自動化
煤礦開采是一項危險性較高的工作,多年來煤礦開采安全事故也是屢見不鮮,影響煤礦開采安全的因素較多,通過多年調(diào)查研究表明,人為操作不當是導致煤礦開采安全事故發(fā)生的主要原因之一。所以,在煤礦安全保障體系中構建自動化體系,利用自動化檢測設備與報警設備,能夠幫助煤礦企業(yè)實時了解煤礦井下環(huán)境信息與人員操作行為情況,進而有效規(guī)避存在的風險,防止安全事故的發(fā)生,實現(xiàn)安全保障自動化[1]。
1.2 煤礦自動化的關鍵技術
將繼電器體系與單片機及PLC控制系統(tǒng)進行聯(lián)動,能夠?qū)崿F(xiàn)對相關設備的自動化管理。煤礦自動化構建中,其關鍵技術主要包括三個方面:一是管理方面。在管理過程中,自動化管理主要通過系統(tǒng)評價體系及可視化界面來實現(xiàn)。設備自動化控制主要通過主機控制分機的訊號來實現(xiàn);而設備自動化運行則與自動化控制相反,主要是利用PLC現(xiàn)場終端收集訊號并進行初步處理,進而獲取到相關數(shù)據(jù)信息,然后利用計算機進行統(tǒng)一管理。二是訊號方面。訊號傳輸主要是通過可視化管理體系來實現(xiàn),是煤礦自動化實現(xiàn)的根本所在。在通信構建中還應注意以下兩點情況:第一點,為了保證訊號傳輸中的清晰度和保密性,應對訊號進行增強,對設備進行加密;第二點,為了避免訊號在傳輸過程中受到干擾,還應使用硬件屏蔽技術。三是系統(tǒng)設置方面。為了實現(xiàn)系統(tǒng)自動管理,應有效整合相關設備,合理設定具體參數(shù),同時建立并嚴格執(zhí)行數(shù)據(jù)后臺評價與報警機制,將設備的工作情況和檢修情況設置為系統(tǒng)指標,從而推進煤礦自動化體系的構建[2]。
2 煤礦通信技術功能特點與關鍵技術
2.1 煤礦通信技術功能特點
2.1.1 基于設備之間的通信環(huán)節(jié)
煤礦通信體系構建中,設備之間的通信通常比較簡單,只需要將操作指令利用二進制代碼進行傳輸,就能夠達到設備之間通信的目的。煤礦通信體系構建中設備之間的通信利用電訊號就能夠完成,這是由于電訊號本身就具有整合訊息的功能,所以,設備之間通信體系的構建相對來說比較簡單。此外,設備之間通信體系的構建中,大多是采取單一控制,基于這樣的條件下,設備之間通信體系構建中的關鍵技術就是遠程控制技術。該通信技術的功能特點就是保證線路通暢以及訊號的準確性。
2.1.2 基于人機互動或者工作人員之間的通信環(huán)節(jié)
一是工業(yè)環(huán)網(wǎng)的構建主要通過集成網(wǎng)絡來完成,工業(yè)環(huán)網(wǎng)中的接口技術能夠?qū)γ旱V整體信息傳輸進行有效整合。工業(yè)環(huán)網(wǎng)構建模式具有一次性完成建設并且能夠反復利用的功能特點。
二是在煤礦通信系統(tǒng)構建中應用先進技術和新型材料。煤礦通信的基礎設施的構建主要是通過光纖介質(zhì)來完成,在構建中,應對煤礦井下光纖的使用安全給予高度重視,因為光纖容易受到懇、外力、震動等因素的影響,所以需要采取相應的外套保護措施來保護光纖井下使用的安全。
2.2 煤礦通信關鍵技術
2.2.1 礦井生產(chǎn)調(diào)度通信技術
礦井生產(chǎn)調(diào)度通信技術簡單來說就是對煤礦井下生產(chǎn)過程進行通信管理的技術。礦井生產(chǎn)調(diào)度通信技術中涉及到的通信設備主要有調(diào)度主機、本安自動電話機、安全隔離器等。
管理人員通過利用以上設備能夠?qū)崟r管控煤礦井下生產(chǎn)運輸全過程,以此確保礦井生產(chǎn)安全性與高效性。礦井生產(chǎn)調(diào)度通信技術又包括多種技術類型,例如在礦井下結合調(diào)度主機與行政交換機的通信技術類型,通過礦井生產(chǎn)調(diào)度工作人員對調(diào)度主機和行政交換機的綜合使用管理,能夠?qū)ΦV井下的生產(chǎn)過程進行實時管控,該種技術類型多用于大型煤礦企業(yè)。除了上述通信技術類型外,還有只單獨使用調(diào)度主機或是只單獨使用行政交換機的通信技術類型,多用于小型煤礦企業(yè)。
2.2.2 井下光纖通信技術
井下光纖通信技術與其他通信技術相比,具有通信速度快、容量大、質(zhì)量高等多種優(yōu)點,還具有防爆性能、阻燃性能及防干擾性能。井下光纖通信技術在煤礦信息化體系構建中的應用,實現(xiàn)了多種系統(tǒng)的有機融合,包括通信系統(tǒng)、電力系統(tǒng)監(jiān)控、人員定位系統(tǒng)、設備運行監(jiān)控系統(tǒng)等,有效推進了煤礦信息化的建設[3]。
3 結束語
綜上所述,在煤礦生產(chǎn)中應用煤礦自動化和通信技術,不僅能夠為煤礦生產(chǎn)管理的順利進行及作用的發(fā)揮提供重要的基礎保障,還能夠有效保證并提高能煤礦開發(fā)生產(chǎn)的質(zhì)量,安全性和高效性,節(jié)省人力資源和成本,進一步提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益,是煤礦行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
參考文獻
[1]王博翰.淺談煤礦自動化和通信技術的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].科技風,2015(23):150.
【關鍵詞】 變電站 自動化 TCP 快速以太網(wǎng)
一、概述
變電站自動化技術近幾年在我國得到了迅速發(fā)展,新建變電站大都是自動化程度很高的智能變電站,很多地區(qū)的老舊變電站也在進行智能化改造,智能變電站最大的優(yōu)勢就在于強大的網(wǎng)絡通訊能力。在國內(nèi)變電站常用的現(xiàn)場總線技術主要為RS485總線,這種通訊方式為兩線半雙工通訊,簡便易用,組網(wǎng)方式比較簡單,被電力自動化設備廠商廣泛應用。但這種通訊方式抗干擾能力弱,容易受到諧波、電磁場等干擾源的影響,且數(shù)據(jù)通訊傳輸?shù)乃俾屎蛿?shù)據(jù)量有限。當隨著智能變電站技術的不斷深入,越來越多的智能設備被不斷應用,系統(tǒng)采樣周期不斷縮短,采樣點的數(shù)量不斷攀升,對通訊速率和數(shù)據(jù)傳輸能力的要求也不斷提高,傳統(tǒng)的網(wǎng)絡通訊模式則不能滿足系統(tǒng)運行的需要,于是變電站內(nèi)部通訊網(wǎng)絡就有了新的變革。計算機嵌入式應用技術在工業(yè)控制領域得到應用,以太網(wǎng)技術在變電站底層通訊的應用得以實現(xiàn),使系統(tǒng)網(wǎng)絡通訊環(huán)境有了很大改觀。[1]
二、TCP協(xié)議在變電站自動化系統(tǒng)中的應用
2.1 TCP工作方式的簡單介紹
(1)TCP連接的建立。TCP連接的建立是通過三次握手的方式完成的。第一個握手報文是將碼元字段SYN置1來辨別,第二個握手報文將碼元字段SYN和SCK都置1,對之前報文確認繼續(xù)操作,第三個握手報文是對連接建立的確認。當連接建立以后,通訊雙方不存在主從關系,數(shù)據(jù)可進行雙向?qū)Φ葌鬏敗#?)TCP連接的關閉。TCP連接的關閉是通過改進型的三次握手方式完成的,其與連接建立的握手操作的區(qū)別在于收到FIN報文后,TCP先發(fā)送關閉確認,然后關閉連接,發(fā)送第二個FIN報文,最終關閉發(fā)起方回送關閉確認報文ACK,最終連接關閉結束。(3)TCP連接復位。在TCP連接過程中,在某些異常狀況發(fā)生時需要對網(wǎng)絡連接進行中斷操作,TCP對這一操作提供了復位操作功能,即在需要復位時,發(fā)送碼元字段RST為1的報文,命令的接收端會進行推出連接操作,雙方的數(shù)據(jù)傳輸會立即停止,數(shù)據(jù)傳輸緩沖區(qū)得到釋放。[2]
2.2 TCP在變電站自動化系統(tǒng)中的應用
由于TCP連接方式的特點,TCP軟件系統(tǒng)通常采用客戶端-服務器的模式。客戶端為對等通訊建立和關斷的發(fā)起者,服務器為通信請求的等待接收端。比較起來,由于只需完成連接的發(fā)起、數(shù)據(jù)傳輸和連接的斷開,客戶端的軟件構成要簡單。而且絕大多數(shù)情況下變電站的自動化系統(tǒng)的連接是一直保持的,因此可以采用永久性連接的方式。而由于服務器需處理的任務較多,往往有多個連接要處理,其軟件結構相對要復雜的多。TCP協(xié)議的服務器一般選擇并發(fā)的面向連接服務器。在通訊協(xié)議過程中,系統(tǒng)的每個IED設備同時具有客戶端程序和服務器程序。IED設備投入運行后,服務器程序要首先運行,確保設備連接請求的正常接收,保證連接的正常建立。然后客戶端程序也會啟動,向其他有通訊需求的IED裝置發(fā)出連接請求,如果沒有故障發(fā)生,連接建立之后就會一直保持,最終實現(xiàn)通訊兩端的IED設備的全雙工通訊。
三、快速以太網(wǎng)在變電站自動化系統(tǒng)中的應用
快速以太網(wǎng)的大帶寬保證即使電站網(wǎng)絡不進行分層布置,一樣可以確保足夠高的通信效率。按照LonWorks的最大負荷網(wǎng)速計算,在保證網(wǎng)絡絕對順暢的情況下,100M帶寬的快速以太網(wǎng)上的通訊節(jié)點數(shù)量可以達到474個,并且在使用交換式集線器的情況下,網(wǎng)絡實際帶寬可以更大,從而可容納節(jié)點數(shù)量可以進一步加大。因此,快速以太網(wǎng)一旦應用,現(xiàn)有網(wǎng)絡間隔層和設備層的裝置都可以直接和主干網(wǎng)連接,100M以上的帶寬完全可以滿足通訊效率,從而使網(wǎng)絡結構得到簡化,在帶寬加大的同時,網(wǎng)絡成本也節(jié)約了,由于通訊中間環(huán)節(jié)的減少,通信傳輸中的延遲也降低了,網(wǎng)絡可靠性也得到了提高。[4]
四、結論
本文主要介紹了以太網(wǎng)在變電站自動化通訊系統(tǒng)網(wǎng)絡通訊中的應用,并對快速以太網(wǎng)在變電站中的應用做了分析。目前計算機網(wǎng)絡技術發(fā)展迅速,技術革新的周期越來越短,通訊網(wǎng)絡正朝著速率越來也高,成本越來越低廉的方向發(fā)展。作為電力工作者應當緊跟發(fā)展的潮流,使更多有優(yōu)勢的新技術新產(chǎn)品在系統(tǒng)中得到應用,不斷提高系統(tǒng)的先進性和自動化水平。
參 考 文 獻
[1] 沈國榮等,變電站自動化發(fā)展綜述.江蘇電機工程 2000.12
[2] 任雁銘,變電站計算機通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)的研究.華北電力大學博士論文,2000年5月
關鍵詞:電力系統(tǒng);繼電保護;信息技術;綜合自動化
中圖分類號:TM77文獻標識碼: A
1信息技術與自適應控制技術
1.1信息技術
在電力系統(tǒng)繼電保護中信息技術的應用特征主要表現(xiàn)為以下幾個方面:(1)遠方投切與整定,具備自診斷與監(jiān)視報警的功能;(2)信息保護與多種保護的集成;(3)波形識別,從穩(wěn)態(tài)發(fā)展至暫態(tài),有利于推動綜合自動化發(fā)展;(4)可提供動態(tài)的定值修改功能。
在電力系統(tǒng)繼電保護中信息技術的應用主要表現(xiàn)為2個方面,即數(shù)字信號處理技術與小波變換:(1)數(shù)字信號處理技術。隨著通信技術以及計算機技術的快速發(fā)展,信息產(chǎn)業(yè)也得到了相應的發(fā)展,就電力行業(yè)來講,在繼電保護發(fā)展過程中,數(shù)字信號處理技術的發(fā)展對其所產(chǎn)生的影響非常大,尤其是DSP。(2)小波變換。小波變換其實是將一個信號波形劃分為不同位置與尺度的小波總和,為振蕩波形,持續(xù)的周期最多為幾周,且形式較為多樣,可產(chǎn)生新小波或者小波函數(shù)。小波變換具備較好的時頻局部化分析性能,可分析信號或者圖像中一些小細節(jié)。
1.2自適應控制技術
在電力系統(tǒng)繼電保護中,自適應控制這一概念出現(xiàn)于20世紀80年代,其含義為按照電力系統(tǒng)自身運行方式與故障狀態(tài)所發(fā)生的變化,實施定值改變、保護性能或者特性的一種新繼電保護。自適應控制模型如圖1所示。在電力系統(tǒng)繼電保護中應用這種技術的原理為使保護能夠適應電力系統(tǒng)所發(fā)生的各種變化,從而在此基礎上使保護性能得到改善。在繼電保護中,自適應控制技術不僅可使電力系統(tǒng)響應得到有效的改善,同時還可提高繼電保護的可靠性與經(jīng)濟效益。自適應控制技術在輸電線路自動重合閘、距離保護、發(fā)電機保護以及變壓器保護等方面具有良好的應用前景。
圖1自適應控制模型
2人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術與模糊理論
2.1人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術
人工神經(jīng)網(wǎng)絡就是模仿腦細胞結構和功能、腦神經(jīng)結構以及思維方式等人腦功能的信息處理系統(tǒng)。其所具備的動力學特性相對比較復雜,可實現(xiàn)問題的并行處理,不僅具備記憶、學習以及聯(lián)想等功能,還具備較高的自適應能力與自組織能力,經(jīng)過學習可反映輸入特征量的樣本,不論對何種狀態(tài)或過程均可實施分類及識別。在電力系統(tǒng)繼電保護中,這種技術主要應用于非線性優(yōu)化、人工智能、自動控制以及信息處理等方面,具體如圖2所示。
圖2繼電保護中人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術的應用
近年來,隨著信息技術水平的提升,在電力系統(tǒng)繼電保護范圍內(nèi)開始借助于人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術來判故障的類型、測定故障的實際距離等。比如,電力系統(tǒng)中輸電線路的兩側系統(tǒng)電勢角度擺開,并在此基礎上引發(fā)了非線性問題時,由于距離保護難以正確地判別故障的實際位置,因此會導致拒動或者誤動。在這種情況下,可借助人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術的應用,學量的故障樣本,只要該樣本綜合考慮了故障的各種情況,那么在出現(xiàn)故障時繼電保護就能正確地進行判別。除此之外,還可采用遺傳算法與進化規(guī)劃等手段,它們均具備復雜問題的求解能力,把這些先進且合理的智能方式有效結合,能使問題求解的速度變得更快。
2.2模糊理論
在電力系統(tǒng)繼電保護中,模糊理論的應用與發(fā)展主要表現(xiàn)為以下幾個方面:(1)通過模糊理論可有效區(qū)分電力系統(tǒng)在出現(xiàn)多模振蕩時,是同步振蕩,還是失步振蕩。通過區(qū)分,在對一些復雜系統(tǒng)的失步振蕩實施系統(tǒng)解列時,可有效提高其解列穩(wěn)定性與可靠性。(2)借助小波理論來提取特征,用模糊集法來進行變壓器勵磁故障與涌流的區(qū)分,即借助于小波變極大值符號特征來進行變壓器勵磁涌流間斷角特征的提取,而這種識別方式也為新變壓器保護的研制提供了相對比較先進且合理的思路。(3)通過振動中所存在的無功功率和阻抗中電抗分量之間的關系,借助于模糊原理來實施振蕩中不對稱故障的選相,待正確選相以后,電力系統(tǒng)距離保護就能將振蕩中存在的這種不對稱故障及時切除。
3可編程控制器和新型互感器
3.1可編程控制器
可編程控制器在工業(yè)生產(chǎn)過程中被看作一種具備特殊體系結構的計算機,這種類型的計算機可應用各種語言完成編程,便于控制。在由繼電器所構成的需定期改變操作任務與實現(xiàn)復雜邏輯關系的控制系統(tǒng)中,要想用導線將各分立元件有效地連接在一起,顯然是十分困難的,但應用可編程控制器則可有效地解決這一問題,即借助于軟件編程來代替各分立元件接線。除此之外,為減少設備占地面積,還可借助于可編程控制器內(nèi)所定義的各輔助繼電器代替以往的機械觸點繼電器來完成保護工作,并實現(xiàn)各種更為復雜的邏輯關系,以降低工作人員的勞動強度,同時確保其工作質(zhì)量與效率、
3.2新型互感器
在電力系統(tǒng)中互感器為實現(xiàn)自動化的一個關鍵部件。推動電力系統(tǒng)繼電保護技術發(fā)展的一個根本性因素即光電流互感器與光電壓互感器在電力系統(tǒng)中的應用。相對于傳統(tǒng)互感器而言,這些新型互感器具有顯著的優(yōu)勢,它們不僅可完全將高壓與弱電絕緣、隔離,還可通過光纖的應用來實現(xiàn)無電磁干擾影響的數(shù)據(jù)測量與信號傳遞,同時響應頻帶相對較寬,可有效改善各種保護技術的性能,改變繼電保護應用的條件與方式,拓寬其應用范圍。
4綜合自動化技術
相對于常規(guī)變電所二次系統(tǒng)而言,這種綜合自動化技術具備以下特征:
(1)設備、監(jiān)視與操作的微機化。在綜合自動化系統(tǒng)中,各子系統(tǒng)都實現(xiàn)了微機化,即實現(xiàn)了信號數(shù)字化與系統(tǒng)功能軟件化等,其完全摒棄了常規(guī)變電所中的模擬式設備、機電式設備等,在一定程度上使得二次系統(tǒng)電氣性能以及可靠性得到了相應的提高,再加上監(jiān)視與操作的微機化,可使我們通過人機聯(lián)系系統(tǒng)更為便捷地監(jiān)視與控制變電所。
(2)運行管理的智能化。綜合自動化技術不僅包含了常規(guī)的自動化功能,比如故障錄波、自動報警、事故判斷和處理、電壓調(diào)節(jié)等,還具備在線自診斷功能,可實時把所獲得的信息傳送至控制中心,從而將運行管理從以往的被動模式轉變成主動模式。
(3)通信局域的光纜化與網(wǎng)絡化。隨著光纖通信技術與局域網(wǎng)絡技術的廣泛應用,綜合自動化系統(tǒng)自身所具備的抗電磁干擾性能也相對提高。另外,通信局域的光纜化與網(wǎng)絡化不僅符合當前電力系統(tǒng)繼電保護的實時性要求,可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸,同時也使系統(tǒng)組態(tài)也更為靈活,有利于擴展,還簡化了以往變電所中各種復雜的電纜,使得施工更為便捷。總的來看,綜合自動化技術打破了傳統(tǒng)二次系統(tǒng)的設備劃分原則與各專業(yè)的界限,彌補了以往常規(guī)保護裝置與調(diào)度中心不可通信這一不足,賦予了變電所自動化發(fā)展更為先進的內(nèi)容及含義。隨著信息技術的快速發(fā)展,結構更為完善、功能更為全面且智能化水平更高的綜合自動化系統(tǒng)必然出現(xiàn),也必然會將電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性、安全性、穩(wěn)定性等提升到更高層次。
5結語
綜上所述,隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,信息網(wǎng)絡技術水平與通信技術水平不斷提高,電力系統(tǒng)繼電保護技術也取得了突飛猛進的發(fā)展,涌現(xiàn)出了很多新技術,而這些新的繼電保護技術的發(fā)展也為電力系統(tǒng)的完善奠定了基礎,拓寬了電力系統(tǒng)自動化運行的范圍,減輕了電力工作者的勞動強度。相信在今后的發(fā)展過程中,繼電保護新技術將會得到更加廣泛的推廣及應用,繼而進一步確保電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、安全性以及可靠性。
參考文獻:
[1]熊小伏,陳星田,夏瑩,等.面向智能電網(wǎng)的繼電保護系統(tǒng)重構[J].電力系統(tǒng)自動化,2009(17):33~37.
1)專業(yè)辦學標準分析
根據(jù)教育部高等學校測繪學科教學指導委員會指導意見,測繪工程專業(yè)的培養(yǎng)方案中,應至少安排8門必須的測繪專業(yè)技術基礎課程,分別為測繪學概論、數(shù)字化測圖原理與方法、誤差理論與測量平差基礎、大地測量基礎、空間定位技術與應用、攝影測量與遙感、地理信息系統(tǒng)、地圖學。
2)崗位能力分析
通過對山東正元地理信息工程有限責任公司、山東明嘉勘察測繪有限公司、淄博市勘察測繪研究院等測繪甲級資質(zhì)企業(yè)的調(diào)研,分析測繪行業(yè)的崗位設置情況,確定了對應崗位能力要求及相應的課程。
3)課程體系構建
課程體系共分為基礎知識課程、專業(yè)知識課程、實踐及素質(zhì)訓練課程及創(chuàng)新能力訓練課程四個模塊。①基礎知識課程主要培養(yǎng)學生的基本科學素養(yǎng),為專業(yè)課程學習做鋪墊,開設高等數(shù)學、計算機基礎、大學物理等課程。②專業(yè)知識課程主要培養(yǎng)學生滿足企業(yè)外業(yè)測量和內(nèi)業(yè)處理崗位能力需求,勝任相應的崗位工作,開設測量學、大地測量學基礎、工程測量學等以“外業(yè)”為主的課程,開設地理信息系統(tǒng)、遙感原理與應用等以“內(nèi)業(yè)”為主的專業(yè)課程,培養(yǎng)學生在工程測量、數(shù)字化采集、圖形、圖像處理等方面的專業(yè)知識。③實踐及素質(zhì)訓練課程開設數(shù)字化測圖實驗等校企共建課程,開設數(shù)字化數(shù)據(jù)采集實習、地理信息系統(tǒng)實習等實踐課程。為培養(yǎng)學生發(fā)展所需的人生觀、文化基礎、職業(yè)人生規(guī)劃和通用能力等基本人文素質(zhì)和職業(yè)素質(zhì),開設基本原理、思想品德修養(yǎng)與法律基礎和大學生發(fā)展與職業(yè)規(guī)劃等課程。④創(chuàng)新能力培養(yǎng)課程則包括測量程序設計、MATLAB空間數(shù)據(jù)處理等課程,通過這些課程的學習和參加大學生技能競賽、教師的科研課題等途徑,張揚學生個性,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和綜合素質(zhì)。
2課程建設
1)專業(yè)優(yōu)質(zhì)核心課程建設
以省級精品課程《測量學》為龍頭,結合測繪企業(yè)崗位能力需求,依據(jù)《山東理工大學核心課程建設標準》,與企業(yè)密切合作完成10門優(yōu)質(zhì)核心課程建設,形成共享型專業(yè)教學資源。
2)雙語教學課程建設
根據(jù)《山東理工大學雙語教學課程建設標準》,選擇比較成熟的課程《MATLAB空間數(shù)據(jù)處理》作為雙語教學建設的課程;通過三年的建設,完成英文教材引進、教學大綱、考核大綱、授課教案、教學課件、講課錄像等工作;并且在教改項目立項、進修提高、報獎等方面給予一定支持。
3)校企共建課程建設
為了盡快達到培養(yǎng)學生滿足企業(yè)崗位能力需求,熟悉企業(yè)作業(yè)模式和規(guī)范要求,對于實踐性比較強的課程如數(shù)字化測圖實驗、數(shù)字化繪圖軟件等課程開展校企共建,即按照企業(yè)的工作流程、崗位技能和綜合素質(zhì)的要求,確定課程結構、選擇課程內(nèi)容、開發(fā)專業(yè)教材、共同組織教學;在實施中采用“校企交替”的形式組織教學,先由學校的專業(yè)教師進行課程基礎知識講授,再由企業(yè)的一線工程師進行實際項目的實戰(zhàn)技巧講解,將企業(yè)最關鍵的技能、最重要的素質(zhì)提煉出來,融入課程,提高課程建設的質(zhì)量。
4)實踐教學課程建設
按照課程知識關聯(lián)度,整合原來單一課程的實習與設計,形成以《測量學》、《地圖學》和《數(shù)字化繪圖軟件》三門課程內(nèi)容為主體,以“外業(yè)數(shù)據(jù)采集”為核心的數(shù)字化數(shù)據(jù)采集實習;以《地理信息系統(tǒng)》和《GIS工程實踐》兩門課程內(nèi)容為主體,以“空間數(shù)據(jù)處理”為核心的地理信息系統(tǒng)實習;以《攝影測量學》和《遙感原理與應用》兩門課程內(nèi)容為主體,以“圖像數(shù)據(jù)處理”為核心的攝影測量與遙感實習;以《大地測量學基礎》、《GNSS原理與應用》和《工程測量學》三門課程內(nèi)容為主體,以“工程控制與施工測量”為核心的大地測量實習;以全部專業(yè)課程內(nèi)容為主體,以“工程項目設計與實施”為核心的生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習和畢業(yè)設計。實踐環(huán)節(jié)全部實現(xiàn)校企共建,充分發(fā)揮產(chǎn)學研基地和校外實訓基地的作用,提高學生的實踐動手能力、協(xié)調(diào)組織能力和對外溝通能力。
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