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關鍵詞:冶金;電氣自動化;技術;現狀;發展趨勢
中圖分類號: TF 文獻標識碼: A
隨著經濟全球化和高新技術的發展,特別是電子技術、信息網絡技術和智能控制技術的飛速發展,我國的冶金電氣自動化技術也應運而生,并獲得長足的進步,有效推動了我國鋼鐵、冶金企業的發展,為冶金行業的現代化,發揮了重要的促進作用。把握我國冶金電氣自動化技術發展的形勢,深刻分析其優勢和存在問題,掌握其發展趨勢,對于順應冶金電氣自動化技術應用的發展趨勢,提升應對行業問題的主動與自覺性,有效解決行業問題,推動我國冶金電氣自動化技術應用,既有著重要的意義,也是非常必要的。
一、我國冶金電氣自動化技術的特點和重要作用
冶金電氣自動化技術的內容,主要包括:電子技術、計算機網絡技術和控制技術。把這些技術應用到冶金電子控制系統上,使冶金電氣系統實現自動化控制,提高冶金生產的效率和質量,這正是冶金電子自動化技術應用的目的所在。冶金電氣自動化技術主要承擔監控檢測設備的工作狀態、發出的報警信號、自動執行操作和自動控制等。在實際的冶金生產過程中,運用電氣和電子自動化設備,按事先預定好的程序進行生產操作、監控,使生產設備在無人或者少人的情況下,能夠按照事先預定好的程序,進行自動化運轉。
(一)冶金電氣自動化技術的基本特點
冶金電氣自動化技術的特點主要表現在:
1.適應冶金企業生產需要,技術涵蓋面很大
冶金企業的生產基本屬于流程型,生產過程工藝環節多、連續性強,而且包含有復雜的物理和化學過程,生產流程存在著各種突變和不確定因素,包括原燃料成分和生產技術條件等都經常發生波動。為確保冶金生產的穩定順行,需要根據物料、能量、質量要求等,制定最優的生產作業計劃,并進行動態的調度。為提高產量、質量和效益,需用在生產過程中,推行自動化管理,在方方面面引入電氣控制設備,這樣,就需用用到電氣自動化技術,以滿足各個方面的生產控制和管理需要。
2.技術程度高,應用復雜
冶金電氣自動化技術應用比較復雜,既有軟件,又需要有硬件,而且不同的環節、細節,要用到不同的技術控制方案,這樣才能適應冶金生產設備種類多、工藝過程長、產品質量要求高等狀況,真正提高工作效率。這樣,就需要工作人員熟悉這些技術,有寬廣的知識面和嫻熟的技術技巧。
3.對電子技術依賴性強
冶金生產的電氣自動控制系統,整個過程都需要用到電子技術機技術,否則無法提升其自動化程度。從采集信號的傳感器,到信號處理運算的控制器,從監控運算,到結果執行,都與電子技術緊密相關。每個環節都不能離開電子技術的進步。
基于這些特點,冶金電氣自動化技術的應用,特別強調與時俱進,既要加強冶金企業的基本建設,引入高新技術,又要加大人力資源管理,提升員工技能水平,借以管好用好這些高新技術,提高冶金生產績效。
(二)冶金電氣自動化技術的重要作用
冶金電氣自動化技術的作用更是非常明顯的,至少表現在下述幾個方面。
1.大幅度提高運行效率
冶金生產應用電氣自動化技術以后,可以在很多環節和細節,變人工操作為自動化操作,使得鋼鐵生產、工具機制造等,能大幅度地減少人工,從而不但有效節約生產成本,而且能減少人為因素對機械設備的影響,保證設備正常運轉,提高工作效率,還能增強了管理的科學和規范程度,綜合性地提高冶金生產的現代化水平。此外,應用高新自動化技術,還能為員工提供良好的工作環境。
2.有效提升設備運作效率
冶金生產的電氣自動化技術應用,主要引入電子計算機技術,利用電子計算機的功能,實現了對冶金生產設備及其各項控制的自動化操作,從而使主要的生產過程實現自動化,這就極大地節約人力資源,減低生產成本,提高生產流程及其各個環節的工作效率。電子自動化技術,既能直接干預生產操作,實現無人操作,還能對整個工作系統進行局部和綜合監控,實施定位分析,得出生產的電能負荷、機械負荷、過程規范程度、原材料數量和質量控制等方面的監測數據,提供報警和管控信號,或者自動實施相關調整,以保證設備和過程都能在最佳狀態下運行,這樣就可以大幅度提升設備運作效率,提高產品質量。
3.推進冶金生產的規?;同F代化
冶金生產過程包括了復雜的工藝流程和生產技術,只有借助電氣自動化技術,才能促進生產過程實現自動化。隨著冶金生產的改革和發展,許多設備、流程,都需要引入高新技術,才能推進提高其電氣自動化水平。例如,鋼鐵動力廠生產中,需要大量的電氣自動化技術應用,其他冶金生產環節也需要大量的繼電保護技術、傳感器技術、PLC技術、DCS 系統集成技術等,這些高新技術被引入冶金生產,有效地推進了冶金生產的規?;同F代化。
隨著我國現代化進程的加快,電氣自動化技術也在繼續發展,冶金生產的電氣自動化技術應用,也更為廣泛和深刻,其功能作用更為顯著,順應科技發展和應用的潮流,借以促成冶金生產的現代化,這正是廣大產業工人和技術人員的使命所在。
二、我國冶金電氣自動化技術應用的現狀
隨著我國冶金企業的發展,冶金生產越來越強調高新技術的應用,以推進其現代化進程。冶金生產的電氣自動化技術,也在不斷提升,許多方面取得了創新與突破。
(一)逐步實現生產自動化
冶金生產過程引入自動控制,許多技術被應用到冶金生產的基礎控制方面來,特別是以PLC、DCS、工業控制計算機為代表的計算機控制技術,取代了常規的生產模擬控制,目前已經基本上在冶金企業得到普及。近年發展起來的現場總線、工業以太網等技術,也逐步在冶金生產的自動化系統中應用,分布控制系統結構替代了集中控制,成為自動化發展的主流。
(二)逐步實現生產過程的自動化監測
生產過程的監測,也大量應用了自動化技術。例如,各種流量、鴨梨、溫度、重量等數據檢測,用上了自動化儀表設施,保證了回路控制、安全生產、能源計量等方面的監測的準確和規范。生產過程的各種預報、報警等,也都引入最新的監管、測量技術和設施,保證了管理、進程的需要。
(三)信息化進程進一步加快
我國冶金生產引入電氣自動化技術,使得整個行業的信息化進程進一步加快。特別是國內外知名的鋼鐵企業,在運用信息技術提高控制精度、產品質量,降低資源消耗、生產成本及智能化企業管控等方面,都取得了較大的突破,基本的煉鐵工序、煉鋼工序和軋鋼工序等,大體都采用了生產管理計算機技術系統。在生產控制領域,智能儀表、高性能控制器、模型技術、集中管控得到了廣泛的應用,增強了生產過程的穩定性、可靠性、安全性。大型冶金企業如寶鋼、武鋼等,都建成了主要生產線的MES[MES(Manufacturing Execution System),即生產執行系統,是面向離散制造企業(如機械制造、電子電器、航空制造、汽車制造等行業)和流程生產行業(如化工、制藥、石油化工、電力、鋼鐵制造、能源、水泥等)的生產模式、管理模式的軟件系統。是近幾年發展起來的企業信息化系統,目前在發達國家已經普遍推廣。]和產銷一體化系統。寶鋼更在建立生產經營數據倉庫和知識獲取等方面,走在了國內冶金產業的前列,開發了數據挖掘系統、基于數據挖掘的質量分析技術、基于數據倉庫的客戶服務知識庫,創建了智能質量設計知識庫等,在信息化方面取得了顯著的成果。
從總體上看,我國冶金行業的電氣自動化技術引入,極大地推動了生產自動化進程,大大提高了我國的冶金工業自動化控制技術的水平,逐步拉近了與西方發達國家的距離,取得了顯著的成效。
三、我國冶金電氣自動化技術發展的前景
雖然我國的冶金電氣自動化技術應用,取得了顯著的成效,但是,受多種因素的制約,我國各地的冶金電氣自動化技術的發展和應用還很不平衡,許多方面亟待改進、優化和提高。這就使得我國冶金電氣自動化技術的應用,還需要更進一步的加強,深化改革,優化進程,力取更為豐碩的成果。因此,我國冶金電氣自動化技術應用和發展的前景,是非常廣闊的。
(一)信息技術創新應用形成日新月異的格局
由于受市場影響,我國冶金工業生產,面臨著更激烈的競爭,因而只能通過提高質量、降低成本,來提升競爭優勢和核心競爭力,于是,信息技術必將繼續得到重視和強化,相關的高新技術的創新和應用,將更日新月異。特別是在鋼鐵企業的生產控制領域,智能儀表、高性能控制器、模型技術、集中管控等,將獲得更為廣泛應用,以增強生產過程的穩定性、可靠性、安全性。未來,在ERP、MES等系統深化應用的基礎上,商務智能、電子商務、物流管理、供應鏈管理、客戶關系管理等信息系統,將全面鋪開,廣泛應用,這將極大地提升鋼鐵企業應對危機、迎接市場挑戰的能力。特別是,信息技術將更加普適應用,形成“無處不在”的格局。未來,虛擬化、云計算、物聯網等新技術的發展和應用,也為鋼鐵等冶金企業信息化、智能化管理提供強有力的技術支撐。
(二)進一步提高冶金生產集成控制水平
冶金電氣自動化技術的應用,面臨著進一步更新和發展的挑戰,未來將通過冶金生產的系統控制、系統數據挖掘與應用、提升生產效率等方面體現出來。特別是,冶金生產系統的控制要向實時控制方向發展。這需要冶金行業與時俱進,密切關注高科技發展形勢,適時引入最新技術,在高端鋼鐵產品生產中,引入實時控制系統,以提高生產過程的快速判斷、準確診斷和迅速處理的能力,進一步提高冶金生產自動化水平。同時,拓展數據挖掘。通過改善冶金生產的自動化控制系統,力求對冶金生產過程實施精細化管理,實現更大方為的自動控制。數據挖掘主要傾斜于把數學模型、控制算法等,運用到冶金生產的自動化控制系統,以實現整個生產過程的高度自動化。再是推進機電一體化。在控制、測量等方面,逐步去除傳統的分離做法,而把機電一體化提上日程,力使生產過程控制、數據測量等,進一步提高其效度和精度。
(三)促成生產自動化程度的進一步提升
整體的冶金生產自動化程度,包括了生產環節和流程的全部,每個細節都有繼續深化技術改造和創新的必要。例如,加強質量檢測,需要發展和引入特殊儀器,例如質量在線直接檢測儀;采用數據融合技術,對冶金生產進行系統化管理。例如對高爐冶煉,引入數學模型技術、系統可視化技術等,保證冶煉過程全程、全細節的自動實時監控;引入信息和系統工程技術,不斷優化操作流程,提高技術性能指標;引入節能技術,建立能量、物料綜合優化模型,確定合理化學能輸入比例、頂底比例、優化電功率曲線和廢鋼、鐵水比例,以提高冶煉強度,縮短冶煉周期,提高生產效率,達到節能降耗的目的。引入高精度預報模型技術,針對鐵水預處理和爐外精煉的發展要求,要建立化學成分、純凈度、鋼水溫度等的全線高精度預報模型,并對合金化、造渣、成分調節等,進行進一步的優化控制。還要繼續優化高效連鑄和近終型連鑄技術,借以提升電磁連鑄自動控制技術。開發新的澆鑄技術和鑄坯質量保障系統,以實現澆鑄技術的接近凝固溫度、高均質、高等軸晶化、薄板坯連鑄、薄帶連鑄等澆鑄的現代化程度和自動化水平。
(四)信息化與工業化深度融合,向智能化方向發展
以往的電氣自動化,有相當部分是局限于機械化和電子化,而計算機技術才是新世紀以來主導引入電氣自動化程序的。這兩者的結合和融匯,還需要進一步加強。這既是增加產品數量所需要,更是節省勞動力資源,降低員工勞動強度的需要。通過生產過程的信息化主導的實現進一步的機械化和自動化,就可以從整體上改善生產,提高質量。只有電氣自動化技術和計算機技術融合起來,才能促使生產過程進一步機械化和自動化。特別是,PC客戶機、互聯網技術的迅猛發展對于促進電氣自動化的進一步發展發揮了十分關鍵的作用[張振華:《創新——電氣自動化深化改革的靈魂》,科技與生活,2010(14):80.]。
特別是,我國冶金電氣自動化技術發展更趨向于把信息化和工業化結合起來,實現深度融匯,通過淘汰落后產能、推進兼并重組,產業集中度提高,縱向一體化逐漸深入,產業鏈上下游資源逐漸整合,工藝裝備水平和管理水平不斷提升,企業向精細化管理、集約化運營轉變。
總之,隨著高新技術的發展,隨著我國現代化進程的加快,冶金生產的電氣自動化技術程度和水平,也迫切需要進一步提高。冶金電氣自動化發展好壞和程度,決定著我國冶金工業發展的快慢和質量,因此,我們必須高度重視冶金電氣自動化技術的進一步發展創新,要繼續堅持走自主研發,消化吸收相融合,把集成創新、初始創新、綜合創新統一起來,加大整體創新的力度,借以促成冶金生產的電氣自動化技術及其應用的更新和發展,實現冶金工業的健康、和諧和可持續發展。
參考文獻
[1]孫彥廣:我國冶金自動化技術進展和發展趨勢分析[J],自動化博覽, 2008(2).
關鍵詞:機械制造 現狀 技術特點 發展方向
機械制造業是我國經濟技術的后備力量,機械制造業的水平也是一個國家工業化高度的主要標尺,是國家的主要產業支柱。制造業是以提高經濟效益、綜合競爭力為目標,包含能量流、物質流、信息流的完善的系統工程。發展創新制造業技術,是我國經濟,提升我國國際競爭力的重要途徑。必須要依靠科學技術的發展來提高自身的創新力,而技術的優化與升級自然就是制造業迅猛發展的關鍵。[1]只有追隨世界先進制造業的步伐,才能讓我國經濟在上升的過程中更加扎實穩健,才能在激烈的國際舞臺上擁有一席之地。
1先進機械制造技術的發展現狀
事實上我國機械制造業在近幾年的發展過程中取得了很大的進步,但是與制造業實力雄厚的發達國家相比,還是存在著一定的差距,而我國制造業所面R的境況是挑戰與機遇并存。如何在挑戰中尋找機遇,成為我們面臨的一個關鍵問題。
20 世紀 90 年代初,伴隨著 CIMS 技術的面世,含括有CIMS 實驗工程中心和 7 個外放實驗室的研究環境已形成并獲得不同程度的進展。正是因為我國機械制造業面臨著巨大的挑戰與新的機遇,就要求我們要多面多方向拓展,面向五化發展,即全球化、自動化、網絡化、綠色化、虛擬化。
我國目前還只有為數不多的大型企業局部采用了網絡輔助管理,而大多數的中小型企業仍處于經驗管理階段。工業制造業先進國家較廣泛的采用電磁精細加工技術、激光加工技術、高度精密加工、微細超塑加工技術以及復合加工技術等新功能加工方法。而我國普及率則不是很高,新技術尚在開發、掌握之中。基于我國目前的情況尚處在單方自動化、剛柔性自動化階段和系統僅在少數企業使用的情況,我們應加大科技力度,普及先進知識,將知識轉化為應用。因此,我國制造業的現狀是機遇與挑戰并存,存在很大的晉升空間。
2機械制造技術的特點
2.1機械制造技術轉變為以人為中心
如何提高生產率自古以來都是提高市場競爭力的核心。而機械制造業從以技術為中心轉變為以人為中心,正是在最大程度上提高了生產率及應用率。好的技術的評測,不是看它有多厲害,而是看它能不能為人所用,能不能發揮它應有的作用。由人生產,為人所用,這才是機械自動化的本質意義。
機械自動化產品的最終歸屬地是生活,最后使用者是人類,這一要求也迫切的使現代機械走向人性化和智能化。當今的機械制造業正是很好的詮釋了人格化與技術化的完美結合,推動了機械自動化的發展,為中國制造提高國際市場的競爭力推波助瀾。
2.2 機械制造技術涵蓋范圍不設限
先進制造技術的目標是提高企業的綜合實力以及國家的經濟競爭力,這就要求其必須涉及更寬更廣的范圍,不能受限于其本身的制造過程,從市場調研、工藝設計、生產準備、產品開發及加工制造、售后服務等產品周期的所有內容。正是因為機械制造業這樣的技術特點,使得其成為提升國家總體競爭力的有力武器,同時也是各國技術發展中不可忽視的重要領域。
3國機械制造技術的發展方向
3.1機械制造業技術精密智能化
更加智能化是機械制造及其自動化發展的一大目標,即在要求機械操作能動性較好的基礎上,具備一定的判斷和選擇能力,不過并不是使其完全代替人力,而是模仿人類的決策能力用于自我判斷和行動,以便更好的服務于生產活動,從而更可能高幅度的將人類從勞動中解放出來[2]。只有實現精密智能化,才能實現機械制造業價值的最大化。例如機器人制造,在創新的基礎上模擬人類智能,以超精密加工的前沿部分、微細加工、納米技術為代表,這也必將是機械制造未來發展的一個大方向。
3.2機械制造的高度自動化
當今社會,互聯網技術得到突飛猛進的發展,其成果已滲透在我們接觸到的各個領域,這其中機械自動化可謂功不可沒。例如快速成形技術,快速原型零件制造技術(RPM),它的出現設計突破了傳統加工技術,一改材料去除的原則,轉而采用添加、累積的原理。再例如利用家庭網絡,將各種家電連接構成以計算機為中心的集成系統,使人們在足不出戶的情況下便可充分享受高科技帶來的生活和娛樂享受,豐富人們的日常生活。
互聯網科技促進了世界經濟的交流與融合,也使經濟全球化成為了一個必然發展趨勢。為順應這一趨勢,機械自動化必須提高自身的技術要求,才能在全球化的浪潮中脫穎而出。
3.3機械制造的高度環?;?/p>
經濟發展是把雙刃劍,在帶給人們更高的物質享受的同時,也給大自然的生態環境帶來了前所未有的破壞,加劇了對環境的污染,破壞了生態平衡。在人類意識提高的當下,越來越多的人開始意識到問題的重要性,人們對保護資源和生態環境呼吁之聲也越來越多,于是綠色產品概念應運而生。
綠色產品主要以保護自然資源環境以及人類健康為主要出發點,強調發展與環保并存,物質與健康同在的理念,為人類的可持續發展護航。而在機械制造領域,同樣奉行這一理念,既要迎合大眾的需求,也要做到可持續發展。我們相信,只有這樣的綠色制造業,我們的生活才會越來越好,人們也才會越來越健康。
機械制造的高度環?;膽美砟钜巡浑y看見,例如切削液加工無切削液加工技術,其主要應用領域是機械加工行業,如廢液排放和回收等等。這一系列環保科技的背后,是對我們未來機械制造業的一個方向指導,只有綠色工藝才能在歷史發展的長河中自由蕩漾,才不會被發展的大潮所淘汰。
4結論
隨著社會經濟的持續發展,人們對于生活的品質要求的越來越高,制造業也迎來了巨大的挑戰。制造業本身要不斷完善科技發展,做出符合人類需求的適用產品,真正做到產于人,用于人,服務于人。
同時,為了追隨世界先進技術的前進腳步,為了彰顯我國制造業大國的地位,我們要抓住機遇,迎接挑戰。只有這樣,才能提高我國的綜合國力,讓中國的機械制造享譽全球,實現偉大的中國夢。
參考文獻:
[1] 樊鈺 .機械自動化技術的發展應用及前景展望 [J]. 新西部 ( 理論版 ),2014(01):42-43.
[2]王佳智.機械設計制造及其自動化的設計及發展[J].中國新技術新產品,2016(02):28.
關鍵詞:配電自動化;應用現狀;實用化;關鍵技術
配電自動化是一項集多種技術于一體的綜合信息管理系統,隨著經濟社會的發展,配電自動化技術在各種技術共同作用下取得了巨大的進步。配電自動化系統的完善構建將網線數據、離線數據和用戶數據融于一體,以實現對配電系統的監測。控制和保護,它可以有效地提高電力管理和服務水平,降低人工成本。
1 配電自動化的概念與作用
1.1 配電自動化概念
配電自動化是20世紀80年代末,美國等幾個工業發達國家發展起來的,中國目前的配電網很薄弱,絕大多數為樹狀結構,且多為架空線,可靠性差,損耗高,電壓質量差,自動化程度地,因此加強配電網的建設是當務之急,近幾年大量進行的城網、農網改造提供了巨大的市場機遇。采用信息技術,對配電系統的安全可靠運行,提高管理水平,降低損耗具有重要意義。
1.2 配電自動化系統的作用
在配電自動化系統中,饋線自動化是基礎,因此應以饋線自動化為切入點,逐步實現配電自動化,并且要使鎖線自動化起到以下作用:減少停電時間,提高供電可靠性。配電網絡經過改造后,實現“手拉手”或環網供電方式,利用饋線自動化系統,可對配電線路進行故障檢測定位、自動隔離區段并恢復對非故障區段的供電。這樣就縮小了停電范圍,大大提高了供電可靠性,提高供電質量。
2 配電自動化的內容
2.1 變電站自動化
發展變電站綜合自動化也是當前城網和農網建設和改造的基礎環節之一。變電站是電力系統中不可缺少的重要環節,它擔負著電能轉換和電能重新分配的繁重任眨對電網的安全和經濟運行起著舉足輕重的作用。
2.2 饋線自動化
饋線自動化是指配電線路的自動化。包括配電網的高壓、中壓和低壓3個電壓等級范圍內的線路自動化。它是指從變電站的變壓器二次測出線口到線路上的負荷之間的配電線路。等級饋線自動化有著其自身的技術特點,從結構到一次、二次設備和功能,與高、中壓有很大的區別。
2.3 配電管理系統
配電管理系統(DMS)是指用現代計算機,信息處理及通信等技術和相關設備對配電網的運行進行監督、管理和控制。它是配電自動化系統的神經中樞,整個配電自動化系統的監視、控制和管理中心。主要功能有,數據采集和監控(SCADA)、配電網運行管理、用戶管理和控制、自動繪圖/設備管理/地理信息系統(AM/FM/GIS)等。
2.4 需求側管理
通過一系列經濟政策和技術措施,由供需雙方共同參與的供電管理。包含負荷管理、用電管理及需方發電管理等。需求側管理的幾個內容涉及電力供需雙方,甚至與電力管理體制有關,必須通過立法和制定相應的規則,并最終由電力市場來調節??梢钥吹?,電力的供需雙方不僅僅是一種電力買賣關系,也是以雙方利益為紐帶的合作伙伴關系,在電力市場環境下,需求側管理必將被重視。
2.5 配電自動化的系統網絡配圖(見圖1)
3 簡述我國配電自動化的應用現狀
我國配電自動化的進展主要表現以下幾個方面:(1)配電自動化的管理功能日益多樣化,在傳統的配電自動化系統中,系統所具有的功能只有2中,一是配電設施、運行狀況的監測,還有一個就是數據采集。在新技術的推動下,配電自動化管理水平在原有的功能上添加了配電管理系統、地理信息系統等完整配電自動化實時管理系統,配電主戰系統也發生了重要變化。(2)配電自動化技術取得了巨大進步,配電自動化技術的進步主要體現在:a.全網配電自動化的實現。原來是靠重合器時序整定,而今經過大力研究,實現了通過饋線自動化終端來進行檢測(圖1)。b.地理信息系統的設備和風格的重要轉變。原來地理信息系統是孤立的靜態設備,隨著技術的發展,逐漸轉變為動態實時的監控,并將SCADA統一為一體。
4 配電網自動化系統的加強管理措施
4.1 對配電系統自動化系統信息的管理緊緊跟蹤配電系統狀態數據庫,信息管理是配電自動化系統的基本功能。信息系統的管理必須要保證配電系統記錄的準確與完整,還要防變配電調度人員對數據的存取,要隨著配電系統的擴充加以修改。
4.2 對配電網自動化系統安全的管理的目的是是配電系統發生故障后造成的影響最小。當發生永久性故障時,首先要辨識并隔離故障線路段,重新構建配電系統,使非故障段能在最短時間內恢復供電。典型的運行方式是由變電站通過多條放射狀饋電線對用戶供電。
4.3 不斷推薦電網改造工作,加強配電網自動化系統的管理,應優先安排能夠增加電網傳輸容量、提高電網安全和供電質量的項目,使電網結構進一步得到優化,滿足合理的變壓器容載比的要求。配電網要盡量實現環網結構,以提高互供能力。實施環網供電,饋線自動化,縮短故障隔離時間,縮小停電范圍。
5 配電自動化實施的關鍵技術與發展趨勢
實用化及配電自動化未來發展的方向,實現實用化需要克服一下關鍵技術障礙:(1)加強FTU的功能,FTU是配電自動化系統的重要組成部分,指的是饋線終端裝置,主要是用來監測、控制配電線路的運行狀況。(2)網絡通信技術要滿足配電系統的基本要求。在配電自動化系統中,主要是通過網絡信息技術來實現對配電系統的監測與管理。我們對網絡通信技術的要求是要滿足配電系統的基本要求,能夠實現多種形式的通信。(3)FTU在設計過程中一定要充分考慮到實際條件。a.配電自動化系統必須具有蓄電池智能維護的功能。b.重視配電主站的建設。配電自動化的實用化對于配電主站的要求是實現分布式管理,在配電主站的建設避要完全以開放式支撐平臺為技術支持。c.DMS要根據一體化的要求來進行建設,在DMS數據建模和設備編碼的時候,必須考慮到全局信息的一體化建設。d.要保證SCADA系統與GIS之間的有效溝通。
結束語
繼電網是電力系統發電,輸電和配電三大系統之一,隨著經濟與科技的發展,配電自動化系統更多地應用于配電網之中,因此,加強對配電自動化系統管理的重要性也日益突顯出來,值得得我們深入探討與研究,方能適應科技飛速發展的需要。
參考文獻
[1]侯方臣.淺探電力系統中配電自動化及管理[J].黑龍江科技信息,2010,7.
一、我國機械制造技術發展的現狀分析
機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科,是以提高質量、效益、競爭力為目標,包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。
20世紀70年代以前,產品的技術相對比較簡單,一個新產品上市,很快就會有相同功能的產品跟著上市。20世紀80年代以后,隨著市場全球化的進一步發展,市場競爭變得越來越激烈。
20世紀90年代初,隨著CIMS技術的大力推廣應用,包括有CIMS實驗工程中心和7個開放實驗室的研究環境已建成。在全國范圍內,部署了CIMS的若干研究項目,諸如CIMS軟件工程與標準化、開放式系統結構與發展戰略,CIMS總體與集成技術、產品設計自動化、工藝設計自動化、柔性制造技術、管理與決策信息系統、質量保證技術、網絡與數據庫技術以及系統理論和方法等均取得了豐碩成果,獲得不同程度的進展。但因大部分大型機械制造企業和絕大部分中小型機械制造企業主要限于CAD和管理信息系統,底層基礎自動化還十分薄弱,數控機床由于編程復雜,還沒有真正發揮作用。因此,與工業發達國家相比,我國的制造業仍然存在一個階段性的整體上的差距。
目前,我國已加入WTO,機械制造業面臨著巨大的挑戰與新的機遇。因此,我國機械制造業不能單純的沿著20世紀凸輪及其機構為基礎采用專用機床、專用夾具、專用刀具組成的流水式生產線——剛性自動化發展。而是要全面拓展,面向五化發展,即全球化、網絡化、虛擬化、自動化、綠色化。
二、機械制造技術的特點
做好基礎自動化的工作仍是我國制造企業一項十分緊迫而艱巨的任務。但加工中心無論是數量還是利用率都很低??删幊炭刂破鞯氖褂貌⒉黄占?工業機器人的應用還很有限。因此,我們要立足于我國的實際情況,在看到國際上制造業發展趨勢的同時扎扎實實地做好基礎工作。
1.機械制造技術是一個系統工程
先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合,使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。
2.機械制造技術是一個綜合性技術
先進制造技術應用的目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。因此,它并不限于制造過程本身,它涉及產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。以便提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。
3.機械制造技術是市場競爭要素的統一體
市場競爭的核心是如何提高生產率。隨著市場全球化的進一步發展,20世紀80年代以后,制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來,使三者達到了統一。
4.機械制造技術是一個世界性技術
? 20世紀80年代以來,隨著全球市場的形成,發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場,傾銷產品,輸出資本,使得市場競爭變得越來越激烈,為適應這種激烈的市場競爭,一個國家的先進制造技術應具有世界先進水平,應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。同時,機械制造技術是面向21世紀的技術,應與現代高新技術相結合,應是有明確范疇的新的技術領域。 免費論文下載中心
三、我國機械制造技術的發展方向
先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。
20世紀80年代,隨著掃描顯微鏡的發明和使用,人類認識世界和改造世界的能力進入納米尺度,納米技術是指實現納米級精度,是一種在納米尺度上研究原子和分子結構,物質特性及相互作用與運動,并運用這種技術為人類服務的高新技術,納米技術對制造業產生了很大的影響,其應用范圍將非常廣泛,包括納米材料技術、納米加工技術、納米裝配技術和納米測量技術等。
超精密加工的加工精度在2000年已達到納米級,在21世紀初開發的分子束生長技術、離子注入技術和材料合成、掃描隧道工程(STE)可使加工精度達到0.0003~0.0001μm,現在精密工程 正向其終極目標——原子級精度的加工逼近,也就是說,可以做到移動原子級別的加工。
現代機械制造技術的發展主要表現在兩個方向上:一是精密工程技術,以超精密加工的前沿部分、微細加工、納米技術為代表,將進入微型機械電子技術和微型機器人的時代;二是機械制造的高度自動化,以CIMS和敏捷制造等的進一步發展為代表。
1.精密成形技術成形制造技術包括鑄造、焊接、塑性加工等。精密成形技術包括:精密鑄造(濕膜精密成形鑄造、剛型精密成形鑄造、高精度造芯)、精密鍛壓(冷濕精密成形、精密沖裁)、精密熱塑性成形、精密焊接與切割等。
2.無切削液加工無切削液加工的主要應用領域是機械加工行業,無切削液加工簡化了工藝、減少了成本并消除了冷卻液帶來的一系列問題,如廢液排放和回收等等。
3.快速成形技術快速原型零件制造技術(RPM),其設計突破了傳統加工技術所采用的材料去除的原則,而采用添加、累積的原理。其代表性技術有分層實體制造(LOM),熔化沉積制造(FDM)等等。
由于以上工藝和技術不僅減少了原材料和能源的耗用量或縮短了開發周期、減少了成本,而且有些工藝的
1冶金機械及自動化發展現狀
隨著我國經濟的迅速發展,國民經濟各個行業的發展都離不開冶金工業的支撐,冶金工業對于我國國民經濟的穩定發展具有十分重要的戰略意義。我國的現代化的冶金工業起步相對較晚,從上個世紀的七十年代開始,通過引進國外的技術和設備,在此基礎之上進行消化和吸收,我國的冶金工業取得極大的成就,逐步建立起了獨立自主的、相對比較完備的冶金工業體系,對于我國國民經濟建設的開展具有十分重要的意義。與此同時,國內對于冶金機械和設備的研究也不斷的取得進步,隨著我國冶金工業的發展和壯大,我國的冶金機械設備的水平以及自動化的程度有了很大程度的提高,已經逐漸朝著大型化、綜合化以及集成化的方向發展。進步新世紀以來,隨著以電子計算機技術為核心信息技術的發展和不斷的成熟,我國的冶金工業的自動化程度又獲得了一次巨大的跨越式的發展。
近年來,我國的冶金機械的研究和開發取得了豐碩的成果,2008年鞍鋼建成2.15米熱連軋機以及2.13米準予連軋機,并投入使用,我國的冶金機械設備制造技術取得了不小的成就,擺脫了對于國外設備的以來,尤其是大型寬厚板軋機已經基本上實現了國產化。當前我國的冶金設備的研究逐漸朝著自主研究的方向發展,冷連軋機組的研發取得了突破性的進展,常規冶金設備已經基本上可以實現國產化。隨著我國冶金機械設備的快速發展,給冶金自動化技術的發展帶來了廣闊的發展空間,打下了堅實的基礎,基本上實現了原料生產、焦化生產的自動化,這極大的促進了我國冶金工業的發展。隨著我國計算機技術的發展以及在各個領域的廣泛使用,我國的冶金自動化生產過程中也大量的引進了計算機技術,提高了管理效率、降低了成本、提高了冶金工業的整體發展水平,為我國國民經濟的穩定快速的發展打下了堅實的基礎。
早在2006年,冶金行業的自動化系統集成項目就以控制(大型PLC為主)和傳動為主。在原料、燒結、焦化、高爐、轉爐、電爐(煉鋼)、精煉爐、連鑄、軋機、加熱爐、均熱爐、鐵合金電爐、鋁電解等環節均涉及自動化系統集成業務。其中PLC已經尤為冶金行業的主流控制系統。在冶金行業中,軋鋼的自動化程度很高,它包含了自動燃燒控制模型、軋制節奏控制模型、粗軋自動寬度控制模型、精軋設定模型、板形設定和控制模型、精軋出口溫度控制模型、卷取溫度控制模型、卷取設定模型等,做好軋鋼自動化,PLC硬件、軟件控制都很重要,為冶金自動化的發展帶來了新的機遇。計算機技術的發展使現代機械自動化發生了質的飛躍,當前開發研究適應于復雜制造過程的、具有閉環控制體系結構的、智能化新一代PCNC數控系統已成為可能,智能化新一代PCNC數控系統將計算機智能技術,網絡技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態以贏利為目刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體,形成嚴密的制造過程閉環控制體系。這種新技術應用于冶金機械制造將會給冶金工業帶來新的發展契機。
2冶金機械及自動化的發展趨勢
以計算機技術以及人工智能技術和核心的信息化技術的發展,給冶金機械的發展帶來了一種新的發展空間。在冶金機械設備中越來越多的集成了可編程的控制系統,大量傳感器的使用極大的提高了信息收集的效率與準確性,這些都推動了冶金工業機械自動化的發展速度,提高了冶金機械的工作效率,降低了設備的損耗,擴展了設備的功能,提高了企業的經濟效益。
“十一五”期間,我國冶金工業中的煉鐵設備。煉鋼設備、連鑄設備、軋制設備(板帶鋼軋制設備、型線棒管軋制設備、熱軋鋼材控冷設備)等都有新的突破,為冶金工業的發展補充了硬件設施。未來國際冶金自動化發展趨勢如下。
(1)基于數字模擬和仿真技術的研發,實現冶金全流程動態分析、評估和精準設計。
(2)綜合考慮生產效率、能耗物耗和環境指標的多目標實時優化。
(3)產品指標、運行指標和控制指標協同的全面閉環控制。
(4)數據驅動和知識驅動相結合的復雜過程建模和先進過程控制。
(5)先進傳感技術和軟測量結合的關鍵工藝參數的在線連貫測量。
(6)結合考慮物質流、能量流優化的先進能源管理和控制。
針對國際冶金行業的發展趨勢,我國冶金自動化發展趨勢主要表現在以下幾方面。
(1)過程控制系統的發展。采用先進的電子數控技術和新型傳感器技術、光機電一體化技術、軟測量技術、冶金環境下可靠性技術等,實現冶金流程在線檢測和監控系統。(2)冶金技術信息化發展。在工業生產控制中,網絡就是中樞神經,以工業生產起到控制作用。在冶金工業中,以計算機技術為先鋒的網絡技術、電子數控技術、計算機仿真技術、多媒體技術、計算力學技術等在冶金流程中實現集成模擬系統,通過人機交流,模擬鋼鐵生產全過程,進而推進冶金工業生產制造的智能化。
(3)生產管理系統的發展。冶金工業的自動化不僅僅的包括機械的自動化,也包括管理的自動化,主要包括地生產進行相應的協調、對產品的質量進行嚴格的把關、對企業的資源以及能源的使用進行優化配置,提高能源的使用效率。通過管理的自動化,將企業的生產人員以及冶金機械設備進行有機的聯合,使其有效地進行運作,從而保證整個企業的生產活動有條不紊的進行,提高人力資源、能源的使用效率,降低成本,提高產品的質量,從而使企業在激烈的競爭中占據優勢地位。
關鍵詞:機械工程;自動化;發展現狀
0 前言
目前我國最大的矛盾便是人們日益增長的物質文化需求同落后的社會生產之間的矛盾,自動化在機械工程中的應用極大的提高了生產力,符合我國現今國情,因此國家大力支持推進自動化技術在機械工程中的應用。機械工程自動化對技術要求甚高,目前在我國發展受到一定限制。
1 我國機械工程自動化現狀
機械工程自動化即將自動化技術帶入機器或裝置,在機器或裝置設計、開發、運行過程中,對各個環節用自動化進行全程控制,自動化的發展對我國生產力帶來了很大影響。機器或裝置運行的自動化從直觀角度來看,節約了部分勞動力,降低了整體的生產成本。自動化控制機器或裝置能減少實踐工作中偶然誤差,工人即使工作無誤,也可能因為個體差異對產品造成影響,自動化控制運行過程可降低此方面的誤差,提高產品質量。由于我國正處于并將長期處于社會主義初級階段,理論上、技術上、生產力上都受到國情約束。在自動化技術層面,我國還處于單子自動化、剛性自動化階段,而發達國家已經達到集成自動化、智能自動化,技術水平明顯優于我國;在企業管理方面,很多企業受傳統觀念影響,墨守成規,不喜歡或沒有勇氣進行改革創新,桎梏了自動化技術在機械工程中的應用,限制了企業的進步。在人才培養方面,由于客觀條件限制,培養的人才多屬于理論型人才,缺乏實踐操作能力。人才培養除了受我國技術層面的限制,還因為培養的人員缺乏創新精神,沒有開拓創新思維的人士,對我國現如今的機械工程自動化毫無發展。
2 我國機械工程自動化存在的問題及解決方法
機械工程自動化雖然能明顯提高我國生產力,但自動化技術在我國機械工程中應用尚存在一些問題。由于機械工程自動化技術還屬于較新的技術,在企業應用、實施方案等方面尚沒有明確的方向。機械工程自動化屬于高端技術,從技術的學習到設備的引進,就資金而言,對企業就是不小的影響,因此企業要想實現機械工程自動化必須要有完備的戰略計劃。在不影響企業周轉的情況下,抽出資金進行企業自動化改革,機械工程的自動化能大量節約勞動力,縮短勞動時間,長期應用下去就能為企業帶來盈利。人才流失、缺乏專業人才是我國機械工程自動化發展面臨的主要問題之一。人才是發展進步的關鍵,我國機械工程自動化方面的人才大多缺乏實踐經驗,只能紙上談兵,沒有將理論知識活學活用,而且由于人才管理不當,造成我國人才流失。為推進我國機械工程自動化的發展,首先要在專業技術人才培養方面提高重視程度,加強專業知識教育,在注重理論教授的同時更要加強對專業人士實踐能力的培養,將理論知識與實踐相結合,提高實踐能力。還要注意人才的管理,專業人才流失是我國現今一大損失之一,影響著我國各方面的技術發展。提高待遇、吸納人才并注重潛在人才的發掘,充分發揮人才的力量,促進我國機械工程自動化的發展;我國自動化機械設備并不發達,和工業發達相距甚遠,機械工程自動化程度較低。對此我國應采取措施,引進國外的先進技術和自動化設備。我國一些企業仍采用人工流水線作業,需要大量的勞動力,有些企業采取半自動化流水線作業,就能明顯縮短車間工作時間,節約勞動力。很少企業能達到全自動化水平。隨著社會信息化發展,計算機技術的進步為機械工程自動化帶來便利。目前我國自動化正從單一、剛性階段發展為智能、柔性自動化。積極學習工業發達國家的優秀技術,能使我國在機械工程自動化發展道路上少走彎路。
3 自動化簡介
自動化具體分類很多,現今工業發達國家常采用智能自動化、集成自動化、柔性自動化,三者功能相互包含又略有不同,能起到相互促進、相互補充的效果,以下對三者的功能及作用進行簡單介紹。
3.1 智能自動化
智能自動化就是借助人工智能技術和神經網絡技術,來模擬和控制機械工程的某一個過程。智能自動化類似于一個完整的信息處理系統,能根據實際工作情況作出分析,系統按照數據庫數據分析運行時存在的問題,依照存入處理方法及時對工作方案進行調整,避免機器或裝置運行時出現故障,也能避免因人工判斷失誤,耽誤工程進行的情況。節約了勞動力成本,同時還能降低工作中的失誤率。
3.2 集成自動化
集成化管理有利于對機器或設備工作中出現的具體問題進行全面分析,集成功能使系統更加精準。集成自動化技術能有效地聯系起生產過程中的關系到產品的所有生產的信息和技術,符合實際生產情況,在工業發達國家得到廣泛應用。計算機技術的快速發展是集成自動化發展的關鍵,自動化水平與計算機發展水平息息相關,完整數據庫的建立是集成自動化的基礎,完備的信息整合處理時集成自動化應用的關鍵,這些都有賴于計算機技術的發展。
3.3 柔性自動化
柔性自動化與剛性自動化相對,由剛性自動化發展而成。半自動化只能完成簡單的機械性重復動作,無法實現復雜或精細的動作。柔性自動化伴隨著計算機信息技術產生,具有根據實際情況實際調整的能力。生產實際中可能會出現這樣或那樣的情況,剛性自動化僅能按照固有模式進行死板的動作重復,柔性自動化一改剛性自動化的缺陷,結合實驗應力分析、數理統計、電子計算機技術等,提高系統的智能程度,有助于產品效益的擴大,有助于機械領域工業化發展目標的很好實現,也對機械制造業的發展與進步起到了推動作用。
4 結語
我國經濟隨著改革開放迅猛發展,有經濟為基礎,機械工程自動化技術也得到了飛躍。如今自動化已經滲入各個領域,在機械工程方面的應用明顯降低了成本,提高了生產力。機械工程自動化的應用符合我國現狀,在我國有很好的發展前景,全面實現生產過程自動化指日可待。
參考文獻:
[1]王輝,路立娜.機械工程自動化技術存在的問題及措施分析[J].中國新技術新產品,2014,22(22):159-160.
關鍵詞:電氣自動化;化工領域;信息化;發展趨勢
中圖分類號:TM76
文獻標識碼:A
文章編號:1009-2374(2012)25-0015-02
1 概述
隨著科學技術的不斷進步,信息技術的進一步發展,通過對計算機的使用來實現電氣自動化控制已經逐漸成熟和發展起來,對計算機進行模擬操作,實現了對化工企業的操作進行判斷和監視。網絡技術和PC技術已經在很多領域得到普及,在電氣自動化領域中,PC機以靈活性、直觀性以及易于集成等特點受到廣大用戶的青睞。
在傳統的測量控制表儀器中,置入專用微處理器,這樣就具有了數字通信能力和數字計算能力。利用總線,把每個測量控制儀表連接起來,形成網絡,為了實現數據傳輸與信息交換,要堅持以通信協議為標準,將現場儀表與遠程監控計算機和這些微機化測量控制設備連接在一起,這樣,就可以形成各種自動控制系統來滿足實際的工作需要??偩€即通信總線,它由數字式組成,并具有雙向傳輸的分支結構,它把智能儀表、變頻器、I/O站、馬達啟動器等設備通過電纜與計算機相連,并將這些設備所采集到的信息呈現在中央控制器上。
2 電氣自動化在化工領域的重要性
隨著時間的推進與時代的進步,新技術革命對每個領域提出了新的要求,化工領域也開始面向電氣自動化。在有效利用信息的要求中有以下兩點內容:
2.1 保證信息的科學、可靠和準確
在現代化工行業的生產過程中,整個生產過程需要各種自動化設備來進行控制和監控,保證各個設備的使用情況達到最優狀態,能夠生產出最佳的產品。所以,現代生產的前提是電氣自動化的不斷發展與創新,電氣自動化的發展是現代化生產的根基。信息化與工業化是相互聯系、密不可分的,信息化是工業化的基礎,如果工業化沒有實現,那信息化就更不可能完成;當然,也不能只重視工業化,而忽視信息化,把工業化發展得很好再去發展信息化,這樣做會使發展速度緩慢,而耽誤兩者的進程,所以,我們應該在工作中,既要注意工業化發展,又要兼顧信息化進程,做到“兩手抓,兩手都要硬”。
2.2 大力發展化工行業電氣自動化技術
一方面可以幫助傳統技術良性發展,一方面可以加快信息技術的發展,加快我國電氣工業化的全面進程。所以,要不斷加強電氣自動化的發展進程,實現工業化和信息化的全面發展。
當前,我國化工領域已經基本實現了工業機械化,現在應該充分重視電氣自動化的發展,這就需要運用自動化對傳統化工技術進行武裝,利用自動化手段進行控制,從而使電氣自動化在化工領域中得到較好的實現。我們可以看到,計算機設備和各項信息技術是信息化、電氣自動化和管理自動化的基礎,因此,它們的核心技術是相同的,大力發展工業信息化是促進電氣工業化發展的基礎,也可以帶動信息化的實現。
3 電氣自動化的發展
現今,在一般情況下,化工領域所談到的電氣自動化多是以計算機、軟硬件以及信息技術為主。隨著互聯網技術的普及以及信息技術的發展,電氣自動化技術必將帶來企業管理的改革,以便更好地滿足我國電氣自動化的發展需要。那么,電氣自動化將如何更好地發展,針對這一問題,提出幾點意見和建議。
3.1 采取統一監控的方式
由于服務器不同,導致監控的內容有所區別,管理系統所使用的版本也有區別,這樣就可能造成操作上的錯誤。統一監控的方式可以有效降低從設計到完成的各種時間和費用,而且運行維護比較方便。它是根據數據通信平臺的選擇以現有各種系統為中心,通過技術手段將其系統遙測量和遙控量接入,這樣更有利于進行統一管理,并且不影響其他用戶的運行平臺,能夠滿足其他用戶的需求。
3.2 采取總線監控的方式
總線監控方式可以加強系統設計的目的性,這種監控方式是化工廠底層設備的通信網絡,它的建立加強了底層設備信息和生產過程信息中的交流與合作,為它們提供了更加方便的通信平臺。對于不同的工作需要,可以建立不同的通信平臺,可根據具體的工作內容進行設定。總線監控方式的應用使得整個化工廠實現了縱向集成的透明通信,能夠保證上至決策層、中間的管理層以及執行層、下至操作層的自動化數據存取。總線的監控方式可以實現通信的實時性和確定性。采用這種監控方式不僅能能夠節約材料、靈活控制,還能夠節省控制電纜、節省安裝和維修費用,從而降低生產成本。
3.3 采用計算機監控技術
傳統的保護手段是報警技術和連鎖技術,雖然這兩種保護手段能起到一定的作用,但是只能做到超限報警和連鎖跳機的波動性保護。應該加強計算機檢測技術的應用,主要是系統檢測和故障診斷等手段,對設備隱患能夠做到提早發現、提早預防。應該加強計算機系統主動性的保護措施,使計算機能夠自動限制故障范圍,不干擾其他正常設備的運轉。這樣,就使設備的管理從被動的預防修護轉變為主動的預防維護。
3.4 建立通用的網絡結構
建立一個有效的電氣自動化系統,通用的網絡結構是必不可少的,企業應該保證其網絡結構能夠實現設備控制系統、管理系統、監督系統的數據通暢。在數據更新或整理添加工作完畢后,要注意對中心管理系統和通訊管理系統進行重新配置,檢查數據的完整性和正確性,保證系統的有效運行。
4 結語
我們應該密切關注國內外電氣自動化的發展動態,并且引進先進的理念與技術,結合我國的實際情況,在原有基礎上發展和創新,在技術先進、經濟合理的基礎上,為我國的電氣自動化發展做出
貢獻。
參考文獻
[1] 劉海龍.淺談電氣自動化的現狀與發展方向[J].黑龍江科技信息,2010,(6):70.
[2] 王術賀,李廣東.淺析電氣自動化控制系統的應用及發展趨勢[J].黑龍江科技信息,2011,(20):74.
[3] 楊宏韜.電氣自動化的現狀與發展方向探析[J].科技傳播,2011,(22):46、48.
關鍵詞: 冶金機械;自動化;發展趨勢
中圖分類號:TV736文獻標識碼:A
隨著我國經濟的騰飛,金屬冶煉工業在國民經濟中所占的地位也越來越重要,為其它行業的發展打下了堅實的基礎。隨著科學技術的不斷進步,特別是自動化技術的發展和不斷的成熟,在冶金工業中發揮的作用越來越重要。冶金機械的自動化極大的提高了企業的生產效率、降低了生產成本,提高了企業的經濟效益。
1冶金機械及自動化發展現狀
隨著我國經濟的迅速發展,國民經濟各個行業的發展都離不開冶金工業的支撐,冶金工業對于我國國民經濟的穩定發展具有十分重要的戰略意義。我國的現代化的冶金工業起步相對較晚,從上個世紀的七十年代開始,通過引進國外的技術和設備,在此基礎之上進行消化和吸收,我國的冶金工業取得極大的成就,逐步建立起了獨立自主的、相對比較完備的冶金工業體系,對于我國國民經濟建設的開展具有十分重要的意義。與此同時,國內對于冶金機械和設備的研究也不斷的取得進步,隨著我國冶金工業的發展和壯大,我國的冶金機械設備的水平以及自動化的程度有了很大程度的提高,已經逐漸朝著大型化、綜合化以及集成化的方向發展。進步新世紀以來,隨著以電子計算機技術為核心信息技術的發展和不斷的成熟,我國的冶金工業的自動化程度又獲得了一次巨大的跨越式的發展。
近年來,我國的冶金機械的研究和開發取得了豐碩的成果,2008年鞍鋼建成2.15米熱連軋機以及2.13米準予連軋機,并投入使用,我國的冶金機械設備制造技術取得了不小的成就,擺脫了對于國外設備的以來,尤其是大型寬厚板軋機已經基本上實現了國產化。當前我國的冶金設備的研究逐漸朝著自主研究的方向發展,冷連軋機組的研發取得了突破性的進展,常規冶金設備已經基本上可以實現國產化。隨著我國冶金機械設備的快速發展,給冶金自動化技術的發展帶來了廣闊的發展空間,打下了堅實的基礎,基本上實現了原料生產、焦化生產的自動化,這極大的促進了我國冶金工業的發展。隨著我國計算機技術的發展以及在各個領域的廣泛使用,我國的冶金自動化生產過程中也大量的引進了計算機技術,提高了管理效率、降低了成本、提高了冶金工業的整體發展水平,為我國國民經濟的穩定快速的發展打下了堅實的基礎。
早在2006年,冶金行業的自動化系統集成項目就以控制(大型PLC為主)和傳動為主。在原料、燒結、焦化、高爐、轉爐、電爐(煉鋼)、精煉爐、連鑄、軋機、加熱爐、均熱爐、鐵合金電爐、鋁電解等環節均涉及自動化系統集成業務。其中PLC已經尤為冶金行業的主流控制系統。在冶金行業中,軋鋼的自動化程度很高,它包含了自動燃燒控制模型、軋制節奏控制模型、粗軋自動寬度控制模型、精軋設定模型、板形設定和控制模型、精軋出口溫度控制模型、卷取溫度控制模型、卷取設定模型等,做好軋鋼自動化,PLC硬件、軟件控制都很重要,為冶金自動化的發展帶來了新的機遇。
計算機技術的發展使現代機械自動化發生了質的飛躍,當前開發研究適應于復雜制造過程的、具有閉環控制體系結構的、智能化新一代PCNC數控系統已成為可能,智能化新一代PCNC數控系統將計算機智能技術,網絡技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態以贏利為目刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體,形成嚴密的制造過程閉環控制體系。這種新技術應用于冶金機械制造將會給冶金工業帶來新的發展契機。
2冶金機械及自動化的發展趨勢
以計算機技術以及人工智能技術和核心的信息化技術的發展,給冶金機械的發展帶來了一種新的發展空間。在冶金機械設備中越來越多的集成了可編程的控制系統,大量傳感器的使用極大的提高了信息收集的效率與準確性,這些都推動了冶金工業機械自動化的發展速度,提高了冶金機械的工作效率,降低了設備的損耗,擴展了設備的功能,提高了企業的經濟效益。
“ 十一五”期間,我國冶金工業中的煉鐵設備。煉鋼設備、連鑄設備、軋制設備(板帶鋼軋制設備、型線棒管軋制設備、熱軋鋼材控冷設備)等都有新的突破,為冶金工業的發展補充了硬件設施。未來國際冶金自動化發展趨勢如下。
(1)基于數字模擬和仿真技術的研發,實現冶金全流程動態分析、評估和精準設計。
(2)綜合考慮生產效率、能耗物耗和環境指標的多目標實時優化。
(3)產品指標、運行指標和控制指標協同的全面閉環控制。
(4)數據驅動和知識驅動相結合的復雜過程建模和先進過程控制。
(5)先進傳感技術和軟測量結合的關鍵工藝參數的在線連貫測量。
(6)結合考慮物質流、能量流優化的先進能源管理和控制。
針對國際冶金行業的發展趨勢,我國冶金自動化發展趨勢主要表現在以下幾方面。
(1)過程控制系統的發展。采用先進的電子數控技術和新型傳感器技術、光機電一體化技術、軟測量技術、冶金環境下可靠性技術等,實現冶金流程在線檢測和監控系統。
(2)冶金技術信息化發展。在工業生產控制中,網絡就是中樞神經,以工業生產起到控制作用。在冶金工業中,以計算機技術為先鋒的網絡技術、電子數控技術、計算機仿真技術、多媒體技術、計算力學技術等在冶金流程中實現集成模擬系統,通過人機交流,模擬鋼鐵生產全過程,進而推進冶金工業生產制造的智能化。
(3)生產管理系統的發展。冶金工業的自動化不僅僅的包括機械的自動化,也包括管理的自動化,主要包括地生產進行相應的協調、對產品的質量進行嚴格的把關、對企業的資源以及能源的使用進行優化配置,提高能源的使用效率。通過管理的自動化,將企業的生產人員以及冶金機械設備進行有機的聯合,使其有效地進行運作,從而保證整個企業的生產活動有條不紊的進行,提高人力資源、能源的使用效率,降低成本,提高產品的質量,從而使企業在激烈的競爭中占據優勢地位。
3結語
隨著信息時代的到來以及我國鋼鐵工業在數量和質量方面的發展為冶金機械及自動化技術的發展即提供了機遇,也提出了新的挑戰。面對冶金企業花巨資大量引進的國外軟硬件產品、先進技術和自動化系統,我國冶金機械研制及自動化開發工作者仍然任重道遠。冶金機械的自主研制及冶金自動化技術發展,必須注重將高科技融入其中,注重提升性能,加強過程工藝、工裝設備、企業管理、生產組織、自動化等多專業的產學研聯合攻關,全面提高我國冶金工業經濟效益和綜合競爭力,促進我國冶金自動化軟硬件產業的跨越式發展。
參考文獻:
[1] 我國冶金自動化發展狀況與趨勢分析[J].可編程控制器與工廠自動化,2009, (02).
[關鍵詞]電網;調度;自動化;系統
中圖分類號:TM7 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)34-0274-01
調度自動化系統是保證電網安全穩定和經濟可靠運行的三大支柱之一,隨著電網系統的不斷發展,電網運行和管理需求也在不斷變化,為確保電力生產的安全有序進行,作為重要支柱的調度自動化系統要與這些需求相適應,適時進行升級與發展[1]。當前,社會的進步、經濟的發展、科技和信息化水平的提高以及全球資源和環境問題的日益突出,電網發展面臨著新課題、新機遇和新挑戰。依靠先進的現代信息、通信和控制技術,積極發展智能電網,適應未來可持續發展的要求,已成為國際電力發展的必由之路。
1 電網調度自動化系統的主要功能
電網調度自動化系統主要由支持平臺和應用軟件兩部分組成。支持平臺為應用軟件提供統一的底層服務,如數據存?。〝祿旃芾恚?、數據傳輸(網絡管理)和數據顯示(人機管理),使應用軟件能專注于業務邏輯的處理。因此調度自動化系統的發展同樣包括支持平臺和應用軟件這兩個方面。一方面,由于一次系統的變化、管理模式的變化和應用需求的變化,系統需要增加新的應用功能,需要改造原有應用軟件。另一方面,支持平臺是調度自動化系統最活躍的內容,應用軟件的發展要求支持平臺提供新服務、新技術、新標準,甚至新的硬件平臺都首先體現在支持平臺更新換代上[2]。
電網調度自動化系統的主要功能包括:采集數據、信息處理、統計計算、遙控遙測遙信、報警處理、安全管理、實時數據庫管理、歷史庫管理、歷史趨勢、報表生成與打印、畫面編輯與顯示、Web頁面瀏覽、多媒體語音報警、事件順序記錄SOE、事故追憶等。歸納起來,具體有以下幾點:(1)能夠及時并準確地采集、檢測和處理電網中各元件、局部或整個系統運行的實時信息;(2)能根據電網的實際運行狀態和系統各元件的技術、經濟等指標要求,為調度人員做出準確的調節和控制的決策提供依據;(3)能實現整個電力系統的綜合協調,使電力系統安全、可靠、經濟地運行,提供優質的供電;(4)能提高工作效率,降低電力系統事故發生概率,延長設備使用壽命;(5)能夠保障電力系統的安全、可靠、經濟地運行,尤其是避免整個電力系統的崩潰和大面積停電等連鎖性事故發生。
2 電網調度自動化系統的應用現狀
目前我國投運的系統主要有CC-2000、SD-6000、OPEN-3000等。這些系統都采用RISC工作站和國際公認標準:操作系統接口用POSIX:數據庫接口用SQL結構化訪問語言;人機界面用OSF/MOYIF、X-WINDOWS;網絡通信用TCP/IP、X.25。當前應用已表明,這些系統基本功能均達到國內外同類系統的水平且各有特點。國外的系統都采用了RISC工作站UNIX操作系統國際公認的標準(如TCP/IP、X-WINDOWS等),投運的系統主要西門子的SPECTRUM系統、CAE系統、ABB的SPIDER系統等
與調度自動化系統發展密切相關的計算機、通信和人工智能等領域的新技術和新思想的不斷涌現,CORBA技術、多技術、面向對象實時庫的思想、軟件開發規范化的思想等,為電網調度自動化系統的發展提供了技術保障和推動力[3]。IEC、ISO、OMG和EPRI等標準化組織和研究機構,以“一個模型和一個標準”為戰略,推出了與調度自動化系統相關的新的接口標準IEC61970、IEC61968和IEC61850等,催化了新技術在調度自動化系統中的應用。
電網調度自動化系統中,為提高系統的可靠性和穩定性,重要節點采用雙機熱備用。也就是當任一臺服務器出現問題時,所有運行在該服務器上的數據自動平滑地切換到另一臺服務器上,保證系統正常運行。系統有健全的權限管理功能,能快速平穩地自動或人工切除系統本身的故障,切除故障時不會影響系統其他正常節點的運行。
調度主站是整個調度自動化監控和管理系統的核心,從整體上實現調度自動化的監視和控制,分析電網的運行狀態,協調變電站內RTU之間的關系,對整個網絡進行有效的管理使整個系統處于最優的運行狀態。電網調度自動化系統是監控電網運行的實時系統,具有很高的實時性、安全性和可靠性。
3 電網調度自動化發展趨勢
近年來,隨著計算機技術、網絡技術和通訊技術的飛速發展和日益成熟,電網調動自動化系統也在不斷發展以滿足實際應用的需求,電網調度自動化系統正逐步朝著模塊化、面向對象、開放化、智能化和可視化等方面發展。
1)模塊化與分布式。電力系統調度自動化系統軟件設計的重要思想就是模塊化和分布式。組件技術是一種標準實施的基礎,能夠實現真正的分布式體系結構,基于平臺層解決數據交換的異構問題,是一種重要的電力系統調度自動化技術。
2)面向對象技術。電力系統調度自動化的目的就是為了能夠及時準確地獲得電力系統運行的實時信息。面向對象技術是一種能很好的解決這個問題的技術先進且能很好地遵循CIM的技術,但它的實現有一定的難度。
3)綜合自動化。全面建立調度數據庫系統,提高電力系統調度自動化的綜合管理水平,使電力系統運行達到最優化,避免電力系統崩潰或大面積停電事故,提高電力系統的安全性和可靠性;建立并完善電氣事故處理體系,使事故停電時間降到最短,降低各種不必要的影響。
4)無人化值守管理模式。建立無人值班綜合監控系統,能夠對電力系統的運行狀態進行實時監控、安全性分析、狀態估計、負荷預測及遠程調控等,當系統出現故障時自動報警,以便調度人員及時處理事故,從而保證電力系統安全、可靠、經濟運行,實現無人值守調度管理方式,減少值守人員,提高工作效率。
5)智能化。智能化調度是未來電力系統發展的必然趨勢。智能調度技術采用調度數據集成技術,能夠及時、有效地獲取電力系統運行的實時信息,實現電網正常運行的實時監測和優化、預警和預防智能化控制、故障的智能判辨、故障的智能分析、故障的智能恢復等,最大限度實現全面、精細、及時、最優的電力系統運行與管理,已達到電力系統的調度、運行和管理的智能化。
6)可視化。隨著計算機技術、網絡技術、電力系統安全分析技術和圖像處理技術等的快速發展,可視化也是未來電力系統調度自動化發展的必然趨勢之一??梢暬夹g能夠將傳統的用數字、文字、表格等方式表達的離線信息,轉換為通過先進的圖形技術、顯示技術表達的直觀圖形信息,以便于調度人員對電力系統運行的監控,對各種電網故障能更方便地作出準確地判斷并采用合適的措施。
4 結束語
隨著現代社會的發展,人們對電能質量的要求逐步提高,電網通過新技術的應用提升了自動化和智能化的水平,電網調度自動化系統也實現了高級功能的應用。當前形勢下,調度自動化的發展涉及到多方面的內容,從技術發展趨勢上看,我國的電網調度自動化系統已逐步完成了從“經驗型調度”到“分析型調度”的轉變,由于各種新的調度自動化技術需求不斷提高,同時計算機技術也在飛速發展,今后電網調度自動化系統將會發展至“智能調度”階段。
參考文獻
[1] 王諍.電力調度自動化系統應用現狀與發展趨勢[J].中國高新技術企業,2008,(5).