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時(shí)間：2022-12-04 04:28:32
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隨著手機(jī)、電腦等電子產(chǎn)品更新速度不斷加快，在給我們生活帶來(lái)時(shí)尚便捷的同時(shí)，也使我國(guó)每年產(chǎn)生的電子廢棄物量，僅排美國(guó)之后，位居全球第二。電子垃圾主要含有鉛、汞、鎘、六價(jià)鉻、多澳聯(lián)苯和多嗅聯(lián)苯醚等6種有害物質(zhì)[1]，這些物質(zhì)一旦被焚燒或雨水沖刷，有毒氣體與元素就會(huì)外泄，而掩埋丟棄則會(huì)對(duì)土壤、水源、動(dòng)植物造成污染，給生態(tài)環(huán)境造成威脅。
雖然國(guó)際上有《巴塞爾公約》，各國(guó)也有相應(yīng)法規(guī)或條例來(lái)保障回收企業(yè)的廢舊電子產(chǎn)品，然而這些都是產(chǎn)品生命末期的處置。但與其重點(diǎn)關(guān)注電子垃圾后處理工作，不如從制造源頭著手防患，即從理念的改變、從產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段考慮產(chǎn)品的系列化和通用化、制造商責(zé)任EPR原則和行業(yè)規(guī)范化等方面遏制電子垃圾。
1 理念的改變
解決電子廢物危機(jī)，首先是理念的改變。當(dāng)前，消費(fèi)者購(gòu)買新型電子產(chǎn)品體驗(yàn)最新軟、硬件技術(shù)，來(lái)達(dá)到快速、高效、多應(yīng)用的要求，是非常方便、便宜的。這種快速的“廢棄和購(gòu)買”式循環(huán)，是人類付出昂貴代價(jià)的開始（資源有限、污染加劇、健康隱患）。人們急需改變傳統(tǒng)主導(dǎo)模式--更快、更小、更便宜的理念，代之以“可持續(xù)模式”。我們的產(chǎn)品應(yīng)更清潔、持久、方便升級(jí)，易于安全處置。電子、軟硬件工程師們可以給我們提供更具彈性的軟硬件架構(gòu)，使之易升級(jí)和更具兼容性，只需更換少量元件，而不是技術(shù)更新帶來(lái)的整體淘汰。
2 產(chǎn)品的系列化、通用化
產(chǎn)品系列化是標(biāo)準(zhǔn)化的高級(jí)形式，是標(biāo)準(zhǔn)化高度發(fā)展的產(chǎn)物，也是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化走向成熟的標(biāo)志；系列化是使某一類產(chǎn)品系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、功能最佳的標(biāo)準(zhǔn)化形式。系列化產(chǎn)品的基礎(chǔ)件通用性好，它能根據(jù)市場(chǎng)的動(dòng)向和消費(fèi)者的特殊要求，采用升級(jí)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)合理辦法，機(jī)動(dòng)靈活地發(fā)展新品種。例如，手機(jī)的更新?lián)Q代中出現(xiàn)的一機(jī)型一充電器，同品牌手機(jī)不同充電器的情況，已造成家家多款報(bào)廢手機(jī)、充電器，電子垃圾成堆。手機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的滯后是造成電子垃圾成堆的主要原因之一，查遍了手機(jī)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，就是沒(méi)有關(guān)于手機(jī)接口要求的條款。不單是手機(jī)，其他的電子產(chǎn)品亦然，在此呼喚的是所有電子產(chǎn)品的通用化、系列化。
因此，電子產(chǎn)品最初生產(chǎn)時(shí)，必須設(shè)計(jì)得易于清潔、安全、高效地再生出原材料。最初的原材料在最后是適于重組或處理的。在拆卸和處理時(shí)有可能造成危害、污染的要貼上警示標(biāo)識(shí)，產(chǎn)品也應(yīng)該設(shè)計(jì)的更易快速拆卸和碎小形成可再用形式，采用通用設(shè)計(jì)規(guī)范，延長(zhǎng)使用壽命。
3 制造商責(zé)任EPR原則
制造商必須對(duì)其產(chǎn)品負(fù)有經(jīng)濟(jì)、實(shí)物、法律上的責(zé)任?！皵U(kuò)展的制造商責(zé)任”EPR原則要求制造商對(duì)其產(chǎn)品完整生命周期負(fù)有連續(xù)責(zé)任。過(guò)去，制造商把對(duì)環(huán)境的成本外化給公眾、消費(fèi)者、后代和發(fā)展中國(guó)家。EPR的目標(biāo)是鼓勵(lì)制造商通過(guò)改變?cè)O(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)，在產(chǎn)品生命周期中的每一步防止污染、減少資源和能量的消耗，制造商對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)和處理負(fù)責(zé)，促使他們采用預(yù)防原則，使用無(wú)害和易處置的原料。EPR的一種模式是制造商們最終對(duì)使用后的產(chǎn)品處置，可以是直接，也可以是通過(guò)第三方。無(wú)論哪種模式，都需要有強(qiáng)制的法律實(shí)施，促使制造商懂得對(duì)電子廢物應(yīng)承擔(dān)的環(huán)境責(zé)任，促使這些產(chǎn)品設(shè)計(jì)者迅速地做出改進(jìn)，以及必須負(fù)有產(chǎn)品整個(gè)生命周期的責(zé)任，并積極發(fā)明和實(shí)施利于環(huán)境、易于循環(huán)的方案。
4 最終整體規(guī)范化
電子產(chǎn)品可持續(xù)化應(yīng)用工作任重道遠(yuǎn)，要達(dá)到整體規(guī)范，可著手從幾個(gè)方面實(shí)施：
一是，以IEC 111/192/CD-2010《電氣和電子設(shè)備用壽命終期再循環(huán)能力計(jì)算》等標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)開展電子類產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的分析、研究、轉(zhuǎn)化、應(yīng)用工作，并在企業(yè)推廣實(shí)施。二是，在GB/T 23685-2009《廢電器電子產(chǎn)品回收利用通用技術(shù)要求》、GB/T 28555-2012等標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，研究可回收再生物質(zhì)的開發(fā)、推廣、應(yīng)用。三是，明確政府、生產(chǎn)者和消費(fèi)者的責(zé)任與義務(wù)，切實(shí)提高電子垃圾污染的防治水平，建立回收獎(jiǎng)懲機(jī)制。四是，大力宣傳電子垃圾污染的危害性，引導(dǎo)群眾增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，規(guī)范回收廢舊家電，建立起電子垃圾回收處理網(wǎng)絡(luò)。[2]
以標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范企業(yè)的產(chǎn)品制造，以再生材料應(yīng)用提升產(chǎn)品的環(huán)保度，應(yīng)該成為電子產(chǎn)品生產(chǎn)的主流模式，是從源頭遏制電子垃圾大規(guī)模產(chǎn)生的有效途徑。
參考文獻(xiàn)：
EMS電子制造企業(yè)是中國(guó)制造業(yè)的重要組成部分，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)下，為了迅速提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，加快企業(yè)的信息化進(jìn)程，讓電子企業(yè)順利地走向信息化，特別是生產(chǎn)自動(dòng)化，目前是企業(yè)迫切需要解決的難題之一。
自動(dòng)化生產(chǎn)就是以生產(chǎn)中的各種參數(shù)為控制目的，實(shí)現(xiàn)各種過(guò)程控制，在整個(gè)生產(chǎn)中，充分利用各種能源與資訊，盡量減少人力的操作，來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)工作，即稱為自動(dòng)化生產(chǎn)。
1電子制造服務(wù)（EMS）企業(yè)
EMS企業(yè)為OEM（originalequipmentmanufacturer，原始設(shè)備制造）提供復(fù)雜集成的制造相關(guān)服務(wù)。國(guó)際著名品牌IBM、Intel等紛紛將制造業(yè)務(wù)剝離給EMS企業(yè)，EMS企業(yè)為OEM企業(yè)大大了節(jié)省交易成本。使得EMS產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。EMS企業(yè)已從最初的電路板裝配外包業(yè)務(wù)發(fā)展到覆蓋整個(gè)產(chǎn)品生命周期的外包服務(wù)，從設(shè)計(jì)、采購(gòu)、庫(kù)存、生產(chǎn)、測(cè)試、質(zhì)量控制到售后回收服務(wù)一應(yīng)俱全。
2自動(dòng)化生產(chǎn)的發(fā)展
二十世紀(jì)20年代，隨著汽車、滾動(dòng)軸承、小型電動(dòng)機(jī)和縫紉機(jī)等工業(yè)發(fā)展，機(jī)械制造中開始出現(xiàn)自動(dòng)化，最早出現(xiàn)的是組合機(jī)床自動(dòng)化。在二十世紀(jì)20年代之前，首先是在汽車工業(yè)中出現(xiàn)了流水生產(chǎn)線和半自動(dòng)生產(chǎn)線，隨后發(fā)展成為自動(dòng)化。第二次世界大戰(zhàn)后，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的機(jī)械制造業(yè)中，自動(dòng)化的數(shù)目急劇增加。
我國(guó)工業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)是結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)化升級(jí)，其主要目的是提高工業(yè)體系結(jié)構(gòu)的合理化，更加適應(yīng)市場(chǎng)的需求，同時(shí)采用新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。而采用先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)來(lái)提升傳統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程并改進(jìn)其生產(chǎn)工藝是一條投資少、見效快的途徑。生產(chǎn)技術(shù)越先進(jìn)，自動(dòng)化程度越高，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化專業(yè)人才需求量就越大。曹妃甸工程、環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)中新上項(xiàng)目均為高度自動(dòng)化項(xiàng)目，冶金、化工、醫(yī)藥行業(yè)等企業(yè)的擴(kuò)建及自動(dòng)化系統(tǒng)的升級(jí)改造，為生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)生提供了廣闊的就業(yè)空間。生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用將對(duì)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展起著助推劑的作用，因此各行各業(yè)都需要大量的該專業(yè)的實(shí)用型技術(shù)人才。
2.1自動(dòng)化生產(chǎn)優(yōu)點(diǎn)。
采用自動(dòng)線進(jìn)行生產(chǎn)的產(chǎn)品，應(yīng)有足夠大的產(chǎn)量。對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝，應(yīng)先進(jìn)、穩(wěn)定、可靠。在大批、大量生產(chǎn)中，采用自動(dòng)線能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動(dòng)條件，縮減生產(chǎn)占地面積，降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，保證生產(chǎn)均衡性，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
2.2自動(dòng)化生產(chǎn)步驟。
①先確定節(jié)拍時(shí)間：不論何種制品，必須在需完成的恰好時(shí)間內(nèi)制造。
②單位流程：對(duì)于一項(xiàng)產(chǎn)品，進(jìn)行單位配件的搬運(yùn)、裝配、加工、素材的領(lǐng)取。
③先導(dǎo)器：以目視即能了解節(jié)拍時(shí)間的裝置的制作。
④U字型生產(chǎn)線：依工程順序，將設(shè)備逆時(shí)針排列，并由一人負(fù)責(zé)出口及入口。
⑤AB控制：進(jìn)行工程時(shí)必須是后工程無(wú)產(chǎn)品，前工程有產(chǎn)品的情形。
⑥燈號(hào)：傳達(dá)生產(chǎn)線流程中產(chǎn)品異狀的裝置。
⑦后工程領(lǐng)?。荷a(chǎn)線的產(chǎn)品要滿足后工程的需求。
2.3自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備聯(lián)結(jié)。
自動(dòng)線中設(shè)備的聯(lián)結(jié)方式有兩種，分為剛性聯(lián)接和柔性聯(lián)接。在剛性聯(lián)接自動(dòng)線中，工序之間沒(méi)有儲(chǔ)料裝置，工件的加工和傳送過(guò)程有嚴(yán)格的節(jié)奏性。在某一臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障而停歇時(shí)，會(huì)引起全線停工。因此，對(duì)剛性聯(lián)接自動(dòng)線中各種設(shè)備的工作可靠性要求高。
剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線是多工位生產(chǎn)過(guò)程，用工件輸送系統(tǒng)將各種自動(dòng)化加工設(shè)備和輔助設(shè)備按一定的順序連接起來(lái)，在控制系統(tǒng)的作用下完成單個(gè)零件加工的復(fù)雜大系統(tǒng)。在剛性自動(dòng)線上，被加工零件以一定的生產(chǎn)節(jié)拍，順序通過(guò)各個(gè)工作位置，自動(dòng)完成零件預(yù)定的全部加工過(guò)程和部分檢測(cè)過(guò)程。因此，與剛性自動(dòng)化單機(jī)相比，它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，任務(wù)完成的工序多，所以生產(chǎn)效率也很高，是少品種、大量生產(chǎn)必不可少的加工裝備。除此之外，剛性自動(dòng)生產(chǎn)線還具有可以有效縮短生產(chǎn)周期，取消半成品的中間庫(kù)存，縮短物料流程，減少生產(chǎn)面積，改善勞動(dòng)條件，便于管理等優(yōu)點(diǎn)。它的主要缺點(diǎn)是投資大，系統(tǒng)調(diào)整周期長(zhǎng)，更換產(chǎn)品不方便。為了消除這些缺點(diǎn)，人們發(fā)展了組合機(jī)床自動(dòng)線，可以大幅度縮短建線周期，更換產(chǎn)品后只需更換機(jī)床的某些部件即可（例如可更換主軸箱），大大縮短了系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間，降低了生產(chǎn)成本，并能收到較好的使用效果和經(jīng)濟(jì)效果。組合機(jī)床自動(dòng)線主要用于箱體類零件和其他類型非回轉(zhuǎn)體的鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、攻螺紋和銑削等工序的加工。剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線目前正在向剛?cè)峤Y(jié)合的方向發(fā)展。
而在柔性聯(lián)接自動(dòng)線中，各工序（或工段）之間設(shè)有儲(chǔ)料裝置，各工序節(jié)拍不必嚴(yán)格一致，即使某一臺(tái)設(shè)備短暫停歇時(shí)，也不會(huì)影響其他設(shè)備正常工作。所以綜合自動(dòng)線、裝配自動(dòng)線和較長(zhǎng)的組合機(jī)床自動(dòng)線常采用柔性聯(lián)接。
最近，中國(guó)電子供應(yīng)鏈中出現(xiàn)的問(wèn)題同樣引起OEM的焦慮。在中國(guó)，供應(yīng)鏈顯的很脆弱。這次經(jīng)濟(jì)下滑期間，數(shù)以千計(jì)的公司中止其在中國(guó)的業(yè)務(wù)，很多公司問(wèn)他們的供應(yīng)商事情將如何發(fā)展，但是沒(méi)人能回答這個(gè)問(wèn)題。對(duì)于大宗產(chǎn)品而言，貼近終端市場(chǎng)顯的尤為重要?？拷M(fèi)市場(chǎng)可以帶來(lái)更多的敏感信息。對(duì)于大宗產(chǎn)品，會(huì)有所不同。
3自動(dòng)化生產(chǎn)應(yīng)用于EMS電子企業(yè)管理的意義
在無(wú)人干預(yù)的情況下，按規(guī)定的程序或指令自動(dòng)進(jìn)行操作或控制的自動(dòng)化生產(chǎn)，其目標(biāo)是“穩(wěn)，準(zhǔn)，快”。自動(dòng)化技術(shù)廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研究、交通運(yùn)輸、商業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)和家庭等方面，特別是應(yīng)用于EMS電子企業(yè)中效果更好。由于采用自動(dòng)生產(chǎn)化，人們可以從繁重的體力勞動(dòng)、部分腦力勞動(dòng)以及惡劣、危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解放出來(lái)，同時(shí)擴(kuò)展人的器官功能，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，增強(qiáng)人類認(rèn)識(shí)世界和改造世界的能力。我們知道自動(dòng)化生產(chǎn)應(yīng)用范圍很廣，例如：機(jī)械制造業(yè)中有鑄造、鍛造、沖壓、熱處理、焊接、切削加工和機(jī)械裝配等，也有包括不同性質(zhì)的工序：毛坯制造、加工、裝配、檢驗(yàn)和包裝等；對(duì)于切削加工自動(dòng)線，在機(jī)械制造業(yè)中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣。其主要有：用于加工箱體、殼體、雜類等零件的組合機(jī)床自動(dòng)線；，由通用、專門化或?qū)Ｓ米詣?dòng)機(jī)床組成的自動(dòng)線用于加工軸類、盤環(huán)類等零件；用于加工工序簡(jiǎn)單小型零件的轉(zhuǎn)子采用旋轉(zhuǎn)體加工自動(dòng)線。
前言
自動(dòng)化生產(chǎn)線是現(xiàn)今在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用較多的生產(chǎn)設(shè)備。自動(dòng)化生產(chǎn)線現(xiàn)今多采用的是全自動(dòng)、半自動(dòng)的形式加以實(shí)現(xiàn)，其中半自動(dòng)化生產(chǎn)線主要是通過(guò)將生產(chǎn)線中的一部分不經(jīng)濟(jì)的人工操作轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器替代，從而更好的提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品成產(chǎn)效率。做好自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)需要在熟悉工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上做好對(duì)于自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)。
1 自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)計(jì)流程
自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)需要在熟悉產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上得以實(shí)現(xiàn)，首先只有在熟悉產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的及產(chǎn)品特點(diǎn)的基礎(chǔ)上來(lái)對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝也是一個(gè)產(chǎn)品裝配過(guò)程的完整體現(xiàn)，產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的每一道工序都會(huì)對(duì)產(chǎn)品的每一步生產(chǎn)進(jìn)行詳細(xì)的要求與說(shuō)明，并對(duì)相應(yīng)的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行說(shuō)明。因此，在對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線進(jìn)行設(shè)計(jì)之前首先要對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析、熟悉。
2 做好自動(dòng)化生產(chǎn)線的節(jié)拍分析
做好自動(dòng)化生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍的分析對(duì)于自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)有著十分重要的意義。自動(dòng)化生產(chǎn)線的產(chǎn)品生產(chǎn)節(jié)拍決定著自動(dòng)化生產(chǎn)線所產(chǎn)生的產(chǎn)品的質(zhì)量。自動(dòng)化生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率主要指的是自動(dòng)化生產(chǎn)線在單位時(shí)間內(nèi)所生產(chǎn)出半成品所需要的時(shí)間，其是評(píng)價(jià)一個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)線是否合格的重要指標(biāo)之一，在自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)過(guò)程中需要對(duì)各個(gè)工位進(jìn)行節(jié)拍分析并整合小節(jié)拍工位對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線中的瓶頸工位予以消除減少自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)計(jì)中的冗余工序環(huán)節(jié)，提高生產(chǎn)效率。自動(dòng)化生產(chǎn)線中的生產(chǎn)節(jié)拍主要由工藝操作時(shí)間和輔助作業(yè)時(shí)間所組成，在自動(dòng)化生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍的設(shè)計(jì)時(shí)要首先對(duì)生產(chǎn)線的平衡率進(jìn)行一定的設(shè)計(jì)計(jì)算。在完成了對(duì)于生產(chǎn)線平衡率計(jì)算的基礎(chǔ)上再對(duì)生產(chǎn)線節(jié)拍進(jìn)行計(jì)算，這是由于自動(dòng)化生產(chǎn)線中的節(jié)拍最長(zhǎng)的工位將會(huì)對(duì)其他工位的運(yùn)行產(chǎn)生較為嚴(yán)重的限制，因此，自動(dòng)化生產(chǎn)線中的生產(chǎn)節(jié)拍主要是由自動(dòng)化生產(chǎn)線運(yùn)行過(guò)程中運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的工位節(jié)拍所決定的。在對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要對(duì)最長(zhǎng)工位進(jìn)行分析以確定是否能縮短其運(yùn)行時(shí)間從而有效的減少節(jié)拍瓶頸，從而使得自動(dòng)化生產(chǎn)線中的各工位的運(yùn)行節(jié)拍保持一定的均衡。
3 確定自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)方案
在完成了對(duì)于自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作后需要對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行確定，在自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)計(jì)方案的確定過(guò)程中需要對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線進(jìn)行多套方案設(shè)計(jì)并在上述方案中選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。最優(yōu)自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：簡(jiǎn)單實(shí)用、可靠性并盡可能的降低人工操作并在滿足所有功能的前提條件下從自動(dòng)化生產(chǎn)線的生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率等方面來(lái)進(jìn)行確定。在完成了對(duì)于自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)方案確定后需要對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線進(jìn)行三維模型設(shè)計(jì)，并繪制相關(guān)的二維工程圖。
3.1 自動(dòng)化生產(chǎn)線的傳動(dòng)系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
自動(dòng)化生產(chǎn)線在對(duì)于傳統(tǒng)系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式來(lái)進(jìn)行確定。現(xiàn)今在自動(dòng)化生產(chǎn)線中使用較多的輸送方式主要有：鏈傳輸、皮帶傳輸以及轉(zhuǎn)盤輸送和振動(dòng)盤供料等的多種方式，而后需要對(duì)產(chǎn)品自動(dòng)生成中的產(chǎn)品分隔和環(huán)向等進(jìn)行考慮，如需要在工位上對(duì)零件進(jìn)行檢測(cè)或是定位時(shí)需要對(duì)產(chǎn)品的分隔且脫離傳送進(jìn)行精確的定位。從而確保在沒(méi)有其他外力參與的情況下對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行裝配、加工和檢測(cè)。在自動(dòng)化生產(chǎn)線中對(duì)于產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換向主要由X/Y/Z三個(gè)自由度所組成，在進(jìn)行換向時(shí)可以通過(guò)使用換向汽缸、分度盤或是凸輪分度器及特定的機(jī)械工裝來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)線生產(chǎn)過(guò)程中的旋轉(zhuǎn)功能，在自動(dòng)化生產(chǎn)線中的分隔過(guò)程中由于各工位的節(jié)拍存在著差異將會(huì)存在著一定的等待現(xiàn)象，如這一等待時(shí)間稍長(zhǎng)則需要在自動(dòng)化生產(chǎn)線中設(shè)計(jì)暫存料的料垛。
3.2 做好自動(dòng)化生產(chǎn)線中的氣動(dòng)原理圖的繪制
在對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線產(chǎn)品工藝進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上需要對(duì)各工位的舉升、夾緊、直線運(yùn)動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)等功能的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行確定，在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要依靠工作站的運(yùn)行方式來(lái)對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線中的氣動(dòng)系統(tǒng)的原理圖進(jìn)行確定與繪制。對(duì)于依靠氣動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)舉升等受重力因素影響或是在緊急情況下禁止動(dòng)作的環(huán)節(jié)需要在氣動(dòng)控制環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)中增加氣動(dòng)控制單向閥，并在閥片的選擇設(shè)計(jì)中選用三位五通中空閥的設(shè)計(jì)，從而在斷氣或是緊急情況下氣動(dòng)單元因重力動(dòng)作而產(chǎn)生的危險(xiǎn)。
3.3 做好現(xiàn)場(chǎng)工藝布局圖的繪制
在自動(dòng)化生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)工藝布局圖的繪制過(guò)程中需要根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝來(lái)對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線中的各工位進(jìn)行確定，在工位的確定過(guò)程中需要依照現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況來(lái)對(duì)各工位的位置進(jìn)行合理的布局并繪制成圖，從而實(shí)現(xiàn)將各工位有序的串聯(lián)或并聯(lián)成一個(gè)有機(jī)的整體。在自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)過(guò)程中還需要充分考慮到客戶現(xiàn)場(chǎng)中的氣源氣路、電源、線控走線的方式以及中間轉(zhuǎn)接環(huán)節(jié)等，做到細(xì)致分類。在走線方式上主要分為空中和地面兩種走線方式，對(duì)于自動(dòng)化生產(chǎn)線走線中所需要使用的氣管、電源線、控制線、線槽等進(jìn)行充分的考慮并在確定所需要的長(zhǎng)度時(shí)乘以一定的系數(shù)，以確保實(shí)際走線管過(guò)程中的損耗。
3.4 自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)原則
在自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)過(guò)程中需要在滿足使用功能的前提下盡可能的對(duì)工藝步驟進(jìn)行優(yōu)化、設(shè)計(jì)過(guò)程最簡(jiǎn)化、設(shè)計(jì)成本最小化。在自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于自動(dòng)化生產(chǎn)線所使用的各個(gè)零件如傳感器、PLC等的部件應(yīng)當(dāng)盡量選擇統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，從而在降低自動(dòng)化生產(chǎn)線成本的同時(shí)能夠方便的對(duì)其進(jìn)行管理、互換。
3.5 做好自動(dòng)化生產(chǎn)線中的機(jī)器人形式的確定
在自動(dòng)化生產(chǎn)線中的機(jī)器人形式的確定中需要在綜合分析產(chǎn)品零件的加工節(jié)拍、自動(dòng)化生產(chǎn)線所在平面形式的區(qū)別以及產(chǎn)品上、下料的時(shí)間、產(chǎn)品加工過(guò)程中處理中間件物流所需要使用的時(shí)間自己設(shè)備加工工位等的基礎(chǔ)上來(lái)對(duì)生產(chǎn)機(jī)器人的形式進(jìn)行確定看是采用關(guān)節(jié)式還是其他的形式。
3.6 做好基于現(xiàn)場(chǎng)總線的自動(dòng)化生產(chǎn)線組網(wǎng)
控制系統(tǒng)是自動(dòng)化生產(chǎn)線的核心中樞，現(xiàn)場(chǎng)總線是現(xiàn)今工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)通訊的主要通訊手段，同時(shí)使用現(xiàn)場(chǎng)總線來(lái)將自動(dòng)化生產(chǎn)線中各個(gè)獨(dú)立的控制單元模塊進(jìn)行鏈接以實(shí)現(xiàn)對(duì)于自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制。自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制管理主要由上位機(jī)和主、從站構(gòu)建起整個(gè)控制系統(tǒng)，從站主要將本站功能完成信號(hào)和本站功能準(zhǔn)備好信號(hào)傳輸至主站，主站通過(guò)與上位機(jī)進(jìn)行信息交換來(lái)按照工藝流程對(duì)整個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)線進(jìn)行啟?？刂啤Ｔ谥?、從站控制設(shè)備的選擇上主要采用PLC來(lái)作為現(xiàn)場(chǎng)工作站的主控制器，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線將各控制器構(gòu)建起一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)對(duì)于自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制。
4 結(jié)束語(yǔ)
自動(dòng)化生產(chǎn)線是現(xiàn)今工業(yè)化生產(chǎn)中發(fā)展的重要方向。文章在分析自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)計(jì)流程的基礎(chǔ)上對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)進(jìn)行了分析介紹。
參考文獻(xiàn)
【中圖分類號(hào)】TM 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
【文章編號(hào)】1007-4309（2012）08-0083-1.5
電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)包括繼電保護(hù)、變配電站集中監(jiān)控以及遠(yuǎn)方調(diào)度管理部分。智能化開關(guān)與智能化開關(guān)柜，以及變配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)集繼電保護(hù)、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)方調(diào)度于一體，在變配電自動(dòng)化設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況選用。
一、電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)研究方向
1.智能保護(hù)與綜合自動(dòng)化技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化保護(hù)的新原理進(jìn)行了研究，將國(guó)內(nèi)外最新的人工智能、綜合自動(dòng)控制理論、自適應(yīng)理論、網(wǎng)絡(luò)通信、微機(jī)新技術(shù)等應(yīng)用于電氣自動(dòng)化保護(hù)裝置中，使得新型保護(hù)裝置具有智能控制的特點(diǎn)，大大提高電力系統(tǒng)的安全水平。對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行了多年研究，研制的分層式綜合自動(dòng)化裝置能夠適用于各種電壓等級(jí)電站。智能自動(dòng)化保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域的研究處于國(guó)際領(lǐng)先水平，綜合自動(dòng)化領(lǐng)域的研究已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
2.電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)負(fù)荷動(dòng)態(tài)特性監(jiān)測(cè)、電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真建模等方面進(jìn)行了深入研究，引進(jìn)了電力系統(tǒng)數(shù)字模擬實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，建成具備混合實(shí)時(shí)仿真環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室。該仿真系統(tǒng)不僅可進(jìn)行多種電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)實(shí)驗(yàn)，提供大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并可和多種控制裝置構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，協(xié)助科研人員進(jìn)行新裝置的測(cè)試，從而為研究智能保護(hù)及靈活輸電系統(tǒng)的控制策略提供了一流的實(shí)驗(yàn)條件。
3.電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)在中低壓網(wǎng)絡(luò)數(shù)字、配網(wǎng)模型、高級(jí)應(yīng)用軟件、信息配網(wǎng)一體化方面取得了重大技術(shù)突破。其中，采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，提高了載波接收靈敏度，解決了載波正在配電網(wǎng)上應(yīng)用的衰耗、路由等技術(shù)難題。高級(jí)應(yīng)用軟件將輸電網(wǎng)的理論算法與配網(wǎng)實(shí)際結(jié)合起來(lái)，采用了最新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)公共信息模型，采用配網(wǎng)遞歸虛擬流算法進(jìn)行潮流計(jì)算，應(yīng)用人工智能灰色神經(jīng)元算法進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)。
4.人工智能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用結(jié)合電力工業(yè)發(fā)展的需要，開展了將專家系統(tǒng)、模糊邏輯以及進(jìn)化理論應(yīng)用到電力系統(tǒng)及其元件的運(yùn)行分析、故障診斷、規(guī)劃設(shè)計(jì)等方面的實(shí)用研究。在上述實(shí)用軟件研究的基礎(chǔ)上開展了電力系統(tǒng)智能控制理論與應(yīng)用的研究，以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制的智能化水平。
二、電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)方案設(shè)計(jì)思想
隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與電力系統(tǒng)通信，從信息流的角度看，保護(hù)控制、測(cè)量的信息源都是來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)，只是要求不同而已。保護(hù)主要采集設(shè)備的故障異常狀態(tài)信息，總控單元直接接收來(lái)自上位機(jī)或遠(yuǎn)方的控制輸出命令，經(jīng)必要的校核后可直接動(dòng)作至保護(hù)操作回路，省去了遙控輸出、遙控執(zhí)行等環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化了設(shè)備，提高了可靠性。
1.電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)選型主要從電力自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)方調(diào)度方面考慮，對(duì)于電力自試論電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)廣東中山市城區(qū)電氣工程有限公司蔡蔚動(dòng)化系統(tǒng)保護(hù)而言，應(yīng)優(yōu)先考慮選用微機(jī)保護(hù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。電力系統(tǒng)自動(dòng)化選型接線比較簡(jiǎn)單，應(yīng)以常規(guī)繼電保護(hù)為主，選用價(jià)格低、性能可靠的智能化開關(guān)，可以取消常規(guī)繼電保護(hù)。
2.電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)原則電力系統(tǒng)自動(dòng)化的電氣主接線方式按原設(shè)計(jì)不變，在單線系統(tǒng)圖的設(shè)備型號(hào)說(shuō)明中應(yīng)注明采用計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)后所增加的設(shè)備數(shù)量與型號(hào)，如電量變送器，電力監(jiān)控器等。對(duì)于需要通過(guò)計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)方遙控操作的開關(guān)，一定要選用能進(jìn)行遠(yuǎn)方分、合閘功能的自動(dòng)開關(guān)。開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)要進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的開關(guān)，一般要有一對(duì)獨(dú)立的常開接點(diǎn)引入計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。低壓自動(dòng)開關(guān)的型號(hào)設(shè)計(jì)時(shí)一定要注意滿足這一要求，多選一對(duì)常開輔助接點(diǎn)。對(duì)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)來(lái)講供電系統(tǒng)可以考慮選用變壓保護(hù)，而且應(yīng)優(yōu)先考慮采用變壓電站綜合自動(dòng)化技術(shù)。
三、電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化綜合技術(shù)化系統(tǒng)
1.綜合自動(dòng)化系統(tǒng)外部電纜設(shè)計(jì)變配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的外電纜設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，只有一根通信電纜與一根交流220V電源線。通信電纜一般選用計(jì)算用屏蔽電纜，使用一對(duì)備用一對(duì)，也可以選用雙芯屏蔽雙絞線。大型變配電站也可以考慮使用光纜，電力監(jiān)控器應(yīng)由專用電源集中供電，以保證供電可靠性，增加抗干擾能力。有些電力監(jiān)控器可以用220V直流電源供電，此時(shí)可以由直流屏集中供電，10kV及以下電壓等級(jí)的供電系統(tǒng)一般應(yīng)選用只有監(jiān)控功能的電力監(jiān)控器。變配電站數(shù)量少時(shí)，可以不設(shè)現(xiàn)場(chǎng)控制站，電力監(jiān)控器的通信電纜可以直接引到中央控制站。
2.變壓電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的選用變壓電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的成套設(shè)備生產(chǎn)廠商有很多，例如國(guó)內(nèi)的魯能、南瑞，國(guó)外的SIMENS、ABB等公司。應(yīng)該根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)要求與系統(tǒng)的功能，綜合考慮選功能，一般的變壓電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)該具有數(shù)據(jù)庫(kù)功能、高級(jí)專家功能、運(yùn)行管理功能、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)功能。選用的基本原則是在滿足要求的情況下，系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性好、性能價(jià)格比高。變壓電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的選用一定要科學(xué)、合理，為電力系統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)提供精確的數(shù)據(jù)，為提高電力系統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)做好技術(shù)保障。
四、結(jié)語(yǔ)
以上針對(duì)目前我國(guó)電力系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀，闡述了變配電自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，并從系統(tǒng)選型、電氣設(shè)計(jì)原則等方面對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程作了相應(yīng)的說(shuō)明做了簡(jiǎn)要介紹，也是實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。對(duì)于同樣的工程，不同的設(shè)計(jì)人員，由于考慮問(wèn)題的側(cè)重點(diǎn)不同，可能設(shè)計(jì)方法會(huì)有一定的差異，但基本內(nèi)容是相同的。
【參考文獻(xiàn)】
[1]王仁.電力系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)處理中應(yīng)用思考[J].北京技術(shù)，2009（11）.
一、電氣工程自動(dòng)化在生產(chǎn)運(yùn)行電力系統(tǒng)中的作用
1、快速高效自動(dòng)控制技術(shù)
系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中能夠通特定的數(shù)據(jù)信息對(duì)相應(yīng)的設(shè)備做出操作指令，發(fā)出的操作指令是能夠即時(shí)到達(dá)的，由于如果設(shè)備不同的話，其設(shè)備的地址代碼也不同，因而發(fā)出的指令十分準(zhǔn)確，確保了精確操作，比起人工操作來(lái)說(shuō)發(fā)生錯(cuò)誤操作的概率是十分低的，因此該系統(tǒng)的操作是快速高效的自動(dòng)控制技術(shù)，并且該自動(dòng)控制技術(shù)具有十分良好的交互功能，其所具有的交互功能能夠和控制中心進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的反饋，從而進(jìn)一步確保了控制的精確和快速高效。
2、便于實(shí)現(xiàn)全過(guò)程全時(shí)段監(jiān)控
自動(dòng)控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)除了快速高效和精確之外，還十分便于實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的全時(shí)段監(jiān)控。人們所實(shí)施的電氣工程是全天候24小時(shí)均需要不間斷運(yùn)行的，按照人們平常積累的經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行分析，在深夜等管理的盲區(qū)容易導(dǎo)致管理的疏忽，是電氣故障的多發(fā)時(shí)段和區(qū)域，在這些容易發(fā)生故障的多發(fā)時(shí)段和區(qū)域，人們的傳統(tǒng)的管理模式是難以實(shí)現(xiàn)全程的有效的監(jiān)控的。而數(shù)字化的自動(dòng)控制技術(shù)恰好彌補(bǔ)了這一缺點(diǎn)，可以對(duì)工程進(jìn)行全過(guò)程全時(shí)段的監(jiān)控，從而避免故障的發(fā)生，確保工程的正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的高效、實(shí)時(shí)的控制和調(diào)配。
二、電氣工程自動(dòng)化在電力系統(tǒng)運(yùn)行中相關(guān)技術(shù)應(yīng)用
1、計(jì)算機(jī)技術(shù)
電力系統(tǒng)運(yùn)行對(duì)于電氣工程自動(dòng)化具體技術(shù)的運(yùn)用，呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用方面。計(jì)算機(jī)技術(shù)作為當(dāng)前電氣工程自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)中最為主要也最為關(guān)鍵的技術(shù)，在電力系統(tǒng)運(yùn)行的配電、變電以及供電等環(huán)節(jié)都有較為深入的使用。（1）就計(jì)算機(jī)技術(shù)中的智能電網(wǎng)技術(shù)而言，智能電網(wǎng)技術(shù)作為計(jì)算機(jī)技術(shù)中最為典型的技術(shù)，它在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用涵蓋了供變電以及輸配電等各個(gè)環(huán)節(jié)的電力工作，使電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了智能化的配網(wǎng)。（2）就計(jì)算機(jī)技術(shù)中的電網(wǎng)調(diào)動(dòng)的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用來(lái)講，電網(wǎng)調(diào)動(dòng)的自動(dòng)化技術(shù)作為最主要的電力系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)化技術(shù)組成，通過(guò)對(duì)不同級(jí)別的電網(wǎng)進(jìn)行自主的調(diào)動(dòng)，將國(guó)家的整體電網(wǎng)設(shè)備極大地結(jié)合在一起，成為國(guó)家電力系統(tǒng)工作中的信息收集及有效監(jiān)控力量。（3）變電站的自動(dòng)化技術(shù)也在電力系統(tǒng)中得到了大力的應(yīng)用，它通過(guò)應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化以及信息集成功能，極大地實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)對(duì)于電力系統(tǒng)工作各項(xiàng)信息的記錄以及整合分析。
2、PLC 技術(shù)
PLC 技術(shù)也是電力系統(tǒng)對(duì)于電氣工程自動(dòng)化的技術(shù)運(yùn)用的重要方面。PLC 技術(shù)作為繼電接觸的控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)二者進(jìn)行結(jié)合的技術(shù)產(chǎn)物，它可以在工作過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)于電力系統(tǒng)工作的各部分指令的自動(dòng)編程以及信息記錄和運(yùn)算等，幫助電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了靈活運(yùn)行以及較低能耗的工作狀態(tài)。（1）PLC 技術(shù)用來(lái)幫助電力系統(tǒng)完成信息數(shù)據(jù)的采集、分析及整合以及轉(zhuǎn)換和傳遞等工作，使電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)于某些柔性操作的智能控制。（2）PLC 還應(yīng)用于電力系統(tǒng)工作的順序控制工作，它通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行中的單獨(dú)模塊信息進(jìn)行控制以及對(duì)信息總線進(jìn)行通信連接等，極大地推動(dòng)了電力系統(tǒng)的相關(guān)工業(yè)的協(xié)調(diào)有序地生產(chǎn)。（3）PLC 技術(shù)還通過(guò)控制電力系統(tǒng)中的溫度、壓力以及流量等實(shí)施連續(xù)的模擬閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)于電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)路工作的有效調(diào)節(jié)。（4）電力系統(tǒng)對(duì)于PLC 的應(yīng)用還體現(xiàn)在使用PLC 進(jìn)行開關(guān)量的控制，通過(guò)PLC 對(duì)于輸入和輸出信號(hào)的通電以及斷開控制，幫助各種生產(chǎn)工作實(shí)現(xiàn)了高效的自動(dòng)化生產(chǎn)。
三、電氣自動(dòng)化的綜合技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
1、全控型電力電子開關(guān)逐步取代半控型晶閘管
IGBT和MGT這一類復(fù)合型電力電子器件可以稱為第三代器件。在器件的復(fù)合化的同時(shí)，模塊即把變換器的雙臂、半橋乃至全橋組合在一起大規(guī)模生產(chǎn)的器件也已進(jìn)入實(shí)用。在 模塊化和復(fù)合化思路的基礎(chǔ)卜，其發(fā)展便是功率集成電路 PIC（Powerl， lntegratcd Cirrrrcute）， 在PIC，不僅主回路的器件，而且驅(qū)動(dòng)電路、過(guò)壓過(guò)流保護(hù)、電流檢測(cè)甚至溫度自動(dòng)控制等作用都集成到一起，形成一個(gè)整體，這可以算作第四代電力電子器件。
2、變換器電路從低頻向高頻方向發(fā)展
隨著電力電子器件的更新，由它組成的變換器電路也必然要換代。應(yīng)用普通晶閘管時(shí)，直流傳功的變換器主要是相控整流，而交流變頻船動(dòng)則是交一直一交變頻器。當(dāng)電力電子器件進(jìn)入第二代后，更多是采用PWM變換器了。采用PWM方式后，提高了功率因數(shù)，減少 了高次諧波對(duì)電岡的影響，解決了電動(dòng)機(jī)在低頻區(qū)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問(wèn)題。
1986年美國(guó)威斯康星大學(xué)Divan教授提出諧振式直流環(huán)逆變器。傳統(tǒng)的逆變器是掛在穩(wěn)定的直流母線上，電力電子器件是在高電壓下進(jìn)行轉(zhuǎn)換的‘硬開關(guān)’，其開關(guān)損耗較大，限制了開關(guān)在頻率上的提高。而諧奪式直流環(huán)逆變器是把逆變器掛在高頻振蕩過(guò)零的諧振路上，使電力電子器件在零電壓或零電流下轉(zhuǎn)換，即工作在所謂的‘軟開關(guān)’狀態(tài)下，從而使開關(guān)損耗降低到零。這樣，可以使逆器尺寸減少，降低成本，還可能在較高功率上使逆變器集成化。因此，諧振式直流逆變器電路極有發(fā)展前途。
3、通用變頻器開始大量投入實(shí)用
一般把系列化、批量化、占市場(chǎng)量最大的中小功率如400KVA以下的變頻器稱為通用變頻器。從產(chǎn)品來(lái)看，第一代是普通功能型U/F 控制型，多采用16位CPU，第二代為高功能型U/F型，采用32位DSP或雙16位CPU進(jìn)行控制，采用了磁通補(bǔ)償器、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償器和電流限制拄制器.具有挖土機(jī)和“無(wú)跳閘”能力，也稱為“無(wú)跳閘變頻器”。這類變頻器！目前占市場(chǎng)份額最大。第三代為高動(dòng)態(tài)性能矢量控制型。它采用全數(shù)字控制，可通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)參數(shù)自動(dòng)設(shè)定，實(shí)現(xiàn)變結(jié)構(gòu)控制和自適應(yīng)控制，可選擇U/F頻率開環(huán)控制、無(wú)速度傳感器矢量控制和有速度傳感器矢量控制，實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)控制的自優(yōu)化。從技術(shù)發(fā)展看，雖然電力半導(dǎo)體器件有GTO、GTI、IGBT，但以后兩種為主，尤以IGBT為發(fā)展趨勢(shì)：變頻器的可靠性、可維修性、可操作性即所謂的RAs（ Reliabiliry，Availability，Serviceability）功能也由于采用單片機(jī)控制動(dòng)技術(shù)而得以提高。
四、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，伴隨著國(guó)民用電量的急劇增加，保障用電安全和質(zhì)量成為了一個(gè)刻不容緩的問(wèn)題，而電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在這方面具有巨大的優(yōu)勢(shì)。在目前的電力系統(tǒng)中，電氣工程自動(dòng)化技術(shù)得到了一些運(yùn)用，但其整體的水平還較低，還有很大的發(fā)展?jié)摿Γ灿幸恍┘毙杞鉀Q的問(wèn)題。電力系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化是其主要的發(fā)展方向，只有如此才能保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和健康發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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[2] 胡榮榮.電氣自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用探析[J].機(jī)電信息，2012（30）：109、111；
1 前言
自1960 年冶金工業(yè)的第一臺(tái)控制用計(jì)算機(jī)應(yīng)用于帶鋼熱連軋機(jī)輥縫和速度設(shè)定以及70 年代帶鋼軋制實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制以來(lái), 30 年中計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)經(jīng)歷了四、五代的變遷, 控制系統(tǒng)的硬件和軟件更新速度越來(lái)越快。冶金工業(yè)的多級(jí)冶金自動(dòng)化控制系統(tǒng)開始呈現(xiàn)出新的特點(diǎn), 以馬鋼2250 熱軋帶鋼生產(chǎn)線為例: 電氣傳動(dòng)系統(tǒng)更加穩(wěn)定、大型化; 基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)接近分布式系統(tǒng), 功能更加標(biāo)準(zhǔn)化; 過(guò)程控制級(jí)網(wǎng)絡(luò)通訊高速化, 使得許多傳統(tǒng)熱連軋自動(dòng)化控制系統(tǒng)中基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)的功能已經(jīng)成功移植到過(guò)程控制系統(tǒng), 過(guò)程控制系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)采集以及高速在線控制功能使得軋制模型計(jì)算精度已經(jīng)達(dá)到了前所未有的高度; 基礎(chǔ)自動(dòng)化與過(guò)程控制系統(tǒng)結(jié)合更加緊密, 基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)與過(guò)程控制系統(tǒng)之間的界限逐漸模糊。
2 工藝布置以及工藝特點(diǎn)
如圖(1) 所示, 馬鋼2250 熱軋帶鋼生產(chǎn)線由三座加熱爐, 大壓下側(cè)壓機(jī), 1號(hào)立輥軋機(jī), 1號(hào)粗軋機(jī), 2號(hào)立輥軋機(jī), 2號(hào)粗軋機(jī), 保溫罩, 切頭剪, 7機(jī)架精軋機(jī)組, 層流冷卻, 3座地下卷取機(jī)以及托盤式運(yùn)輸線等組成。
圖1 生產(chǎn)線線工藝布置圖
跟其他傳統(tǒng)軋線相比:
2.1 寬度控制能力更強(qiáng)、也更復(fù)雜
由于大壓下側(cè)壓機(jī)的使用, 使得馬鋼2250 熱軋帶鋼生產(chǎn)線的最大減寬量可達(dá)350mm, 但是由于側(cè)壓機(jī)形成的狗骨的變形恢復(fù)原理與傳統(tǒng)的立輥軋機(jī)形成的狗骨的變形恢復(fù)原理大大不同, 因此造成了側(cè)壓機(jī)出口寬度精度不高。這就要求粗軋前的立輥軋機(jī)設(shè)定更加準(zhǔn)確, 道次要求更加嚴(yán)格。
2.2 軋制節(jié)奏更快
目前, 馬鋼2250熱軋帶鋼生產(chǎn)線的軋制節(jié)奏最高已達(dá)每小時(shí)29 卷, 接近每2 分鐘1 卷。
2.3 軋制計(jì)劃自由度更大
馬鋼2250熱軋帶鋼生產(chǎn)線的自動(dòng)化控制系統(tǒng)有豐富的手段根據(jù)實(shí)際工藝情況在線調(diào)整道次規(guī)程以滿足目標(biāo)要求, 同樣各級(jí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)特別是過(guò)程控制系統(tǒng)能非常良好的適應(yīng)來(lái)料尺寸(板坯鋼種、寬度、厚度)、軋制計(jì)劃(成品厚度、寬度)的突然變化,因此由于生產(chǎn)訂單的復(fù)雜性造成的馬鋼2250熱軋帶鋼生產(chǎn)線鋼種變化頻繁、成品寬度厚度跳變劇烈等等在傳統(tǒng)熱軋帶鋼生產(chǎn)線所無(wú)法容忍的軋制情況已對(duì)該生產(chǎn)線的生產(chǎn)和質(zhì)量不再造成巨大影響。
3 自動(dòng)化控制系統(tǒng)
3.1 系統(tǒng)組成
熱軋板帶生產(chǎn)線特點(diǎn)是連續(xù)、高速、實(shí)時(shí)、高精度, 在馬鋼2250 熱連軋線控制系統(tǒng)完全體現(xiàn)了這樣的特點(diǎn)。
3.2 高速、穩(wěn)定的通訊技術(shù)
通常, 常規(guī)熱軋生產(chǎn)線的各級(jí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)擁有數(shù)量種類眾多的控制器, 如服務(wù)器, PLC 控制器, 單片機(jī)等等; 操作系統(tǒng)也五花八門, 如WINDOWS,UNIX, LINUX, VMS 或者嵌入式操作系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖系母咚俜€(wěn)定的通訊, 馬鋼2250 熱軋生產(chǎn)線采用了EGD 技術(shù)和TCNET 技術(shù)。
3.2.1 EGD 技術(shù)
EGD 是英文“Ethernet Global Data” 的縮寫,是美國(guó)GE 公司首倡的一種TCP/IP 通訊協(xié)議, 通過(guò)EGD 通訊技術(shù), 可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間高速的數(shù)據(jù)交換?？梢詫?shí)現(xiàn)各種操作系統(tǒng)下的TCP/IP 通訊是其最大優(yōu)點(diǎn)之一。馬鋼2250 熱軋帶鋼生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)了過(guò)程控制服務(wù)器, 基礎(chǔ)自動(dòng)化PLC 控制器, 特殊儀表之間高速的EGD 通訊, 部分?jǐn)?shù)據(jù)交換速度已達(dá)20ms。
3.2.2 TCNET 技術(shù)
TCNET 技術(shù)是日本TOSHIBA 公司研制的一種以太令牌光纖環(huán)網(wǎng)(根據(jù)控制要求, 也可以設(shè)置成以光纖雙環(huán)網(wǎng)或者單環(huán)網(wǎng)), 通過(guò)TCNET 技術(shù), 可以實(shí)現(xiàn)PLC 控制器及計(jì)算機(jī)之間高速的數(shù)據(jù)交換。通過(guò)TCNET 技術(shù),馬鋼2250 熱軋線PLC 控制器之間的部分?jǐn)?shù)據(jù)流交換速度已達(dá)1ms, 這極大地滿足了高速控制器特別是HGC 控制器之間的通訊要求。
3.3 傳動(dòng)系統(tǒng)趨于更加穩(wěn)定、過(guò)載能力更強(qiáng)馬鋼2250 熱軋帶鋼生產(chǎn)線, 其主傳動(dòng)變頻器選用TMEIC 公司生產(chǎn)的大功率IEGT 變頻器, IEGT 是英文“Injection Enhanced Gate Transistor”的縮寫,IEGT 變頻器為三電平交- 直- 交變頻器。TMEIC 公司生產(chǎn)的IEGT 變頻器的控制特點(diǎn):系統(tǒng)保持高穩(wěn)定性, 速度調(diào)節(jié)器擬合了反超調(diào)控制技術(shù), 系統(tǒng)輸出沒(méi)有超調(diào); 采用模擬跟隨控制技術(shù)( SFC 控制) , 降低了沖擊速降, 避免了扭振與機(jī)電共振; 功率因數(shù)控制技術(shù), 系統(tǒng)功率因數(shù)為1, 電網(wǎng)不須要安裝高次諧波濾波器與靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置; 使用高性能測(cè)速元件(Resolver) , 系統(tǒng)靜態(tài)精度達(dá)0.01%, 同時(shí)IEGT 元件能忍受很高的di/dt 與dv/dt。這些特點(diǎn)決定了馬鋼2250 熱軋帶鋼生產(chǎn)線的主傳動(dòng)系統(tǒng)更加穩(wěn)定、過(guò)載能力更強(qiáng)。
在馬鋼2250 熱軋帶鋼生產(chǎn)線X80 鋼種的開發(fā)過(guò)程中, 由于X80 的特點(diǎn)決定需要低溫軋制, 超低的出爐溫度, 超低的精軋開軋溫度, 超低的精軋出口溫度, 超低的卷取溫度, 這是對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的嚴(yán)重考驗(yàn):
3.3.1 由于材質(zhì)太硬, 粗軋區(qū)域, 上下輥的負(fù)荷分配嚴(yán)重不平衡, 導(dǎo)致了上輥負(fù)荷有時(shí)可達(dá)190%;
3.3.2 精軋F(tuán)6 甚至工作在170%的過(guò)載狀態(tài);
3.3.3 當(dāng)目標(biāo)厚度為20mm 時(shí), 卷取機(jī)的卷取負(fù)荷處于過(guò)載狀態(tài);即使是工作在這樣苛刻的環(huán)境下, 主傳動(dòng)系統(tǒng)沒(méi)有因此而跳閘堆鋼, 這是以前的主傳動(dòng)系統(tǒng)所沒(méi)法比擬的。
3.4 基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)
目前, 一般熱連軋生產(chǎn)線選擇的基礎(chǔ)自動(dòng)化控制系統(tǒng)都是使用PLC 作為主要的控制器, 馬鋼2250熱軋帶鋼生產(chǎn)線選用TMEIC 生產(chǎn)的V 系列控制器, 其特點(diǎn)為: 微型化、網(wǎng)絡(luò)化、PC 化、高速化、分布式。
3.4.1 馬鋼2250 熱軋帶鋼生產(chǎn)線的基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)的主要應(yīng)用功能有:
（1）全生產(chǎn)線物料的實(shí)時(shí)位置跟蹤及數(shù)據(jù)跟蹤(微跟蹤);
（2）全生產(chǎn)線所有設(shè)備的邏輯、順序控制;
（3）全生產(chǎn)線的各種自動(dòng)位置控制(APC);
（4）粗軋、精軋、卷取主令控制及其他設(shè)備的速度控制;
（5）全生產(chǎn)線的各種輥道控制;
（6）粗軋機(jī)負(fù)荷平衡控制;
（7）飛剪控制;
（8）精軋機(jī)活套控制;
（9）板坯寬度控制;
（10）帶鋼厚度自動(dòng)控制(AGC);
（11）全生產(chǎn)線的模擬軋鋼。
3.4.2 V系列控制器
V系列控制器屬于PLC 范圍, 在實(shí)際的應(yīng)用中, 使用方法與工業(yè)控制PC 計(jì)算機(jī)非常相似。其特點(diǎn)是:PC 化: V 系列控制器的C3CPU 模塊就完全可以說(shuō)是一臺(tái)計(jì)算機(jī), C3CPU 模塊擁有工業(yè)PC 機(jī)的全部硬件設(shè)備, 兼容WINDOWS 2000 或者其他操作系統(tǒng), 有各種外設(shè)接口(如顯示設(shè)備、鍵盤、鼠標(biāo)接口、串并口、USB 口)。同時(shí)C3CPU 模塊因?yàn)槭荘LC控制器, 還具有PLC 控制器特有的高速I/O 訪問(wèn)能力。高速化: V 系列控制器的STC 控制器擁有超高速的掃描能力, 掃描速率最快可達(dá)2 ms。網(wǎng)絡(luò)化: V 系列控制器配有普通以太網(wǎng)模塊TN721, 通過(guò)TN721 模塊, 可以對(duì)V 系列控制器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置, 配置跟普通PC 計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡原理一致;完成網(wǎng)絡(luò)配置后, 工程師可以在同一網(wǎng)絡(luò)上的任何計(jì)算機(jī)訪問(wèn)任意一臺(tái)V 系列控制器, 這極大的簡(jiǎn)化了工程師的工作量, 同時(shí)也為V 系列控制器的分布式特性打下了基礎(chǔ)。
3.4.3 V系列控制器的分布式監(jiān)控、維護(hù)工具VtoolVtool 是V 系列控制器的監(jiān)控、維護(hù)工具工具,其特點(diǎn)除了簡(jiǎn)單方便外、其最大特點(diǎn)是分布式訪問(wèn)。Vtool 與V 系列控制器之間采用分布式連接技術(shù)中最為復(fù)雜的“眾播通知式聯(lián)接”, 因此網(wǎng)絡(luò)中任何有效安裝了Vtool 工具包的節(jié)點(diǎn)都可以獨(dú)立自由的訪問(wèn)同一網(wǎng)絡(luò)中的V 系列控制器節(jié)點(diǎn),Vtool 工具與V系列控制器的任何節(jié)點(diǎn)出了問(wèn)題不會(huì)影響其他節(jié)點(diǎn)。
3.4.4 高速在線數(shù)據(jù)采集
系統(tǒng)ODGTMEIC 提供的基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)的在線數(shù)據(jù)采集ODG 可以提供非常高速的數(shù)據(jù)采集。最高速率可達(dá)5 ms 每次。
3.5 過(guò)程控制系統(tǒng)
馬鋼2250 熱軋帶鋼生產(chǎn)線不僅僅只有基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng), 其過(guò)程自動(dòng)系統(tǒng)(L2)同樣具有高速控制,高速通訊能力, 許多以往只能在基礎(chǔ)自動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能在馬鋼2250 熱連軋線由過(guò)程自動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
3.5.1 過(guò)程控制系統(tǒng)主要功能有:
（1）生產(chǎn)和控制數(shù)據(jù)的輸入及管理;
（2）工藝和控制數(shù)據(jù)的在線采集和處理;
（3）全生產(chǎn)線物料的實(shí)時(shí)位置跟蹤及數(shù)據(jù)跟蹤(宏跟蹤);
（4）過(guò)程自動(dòng)化各項(xiàng)設(shè)定值的計(jì)算;
（5）模型參數(shù)自學(xué)習(xí)以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制;
（6）軋制節(jié)奏控制;
（7）終軋溫度控制(FTC);
（8）卷取溫度控制(CTC);
（9）過(guò)程自動(dòng)化級(jí)人機(jī)對(duì)話以實(shí)現(xiàn)全生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理;
（10)全生產(chǎn)線的模擬軋鋼;
3.5.2 軟硬件產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化
馬鋼2250 熱軋帶鋼生產(chǎn)線的過(guò)程控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)全部選用標(biāo)準(zhǔn)化商業(yè)計(jì)算產(chǎn)品, 軟件系統(tǒng)選用TMEIC 的PASolution 系統(tǒng)平臺(tái)。
中圖分類號(hào)：TG356文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2009）05-0009-02
自動(dòng)化電鍍生產(chǎn)線在五金精密件生產(chǎn)、電子產(chǎn)品制造、首飾制造等領(lǐng)域應(yīng)用得非常廣泛，其控制部分常常采用PLC控制，它使自動(dòng)化電鍍生產(chǎn)線運(yùn)行更加平穩(wěn)，定位更加準(zhǔn)確，功能更加完善，操作更加方便。本文介紹了德國(guó)西門子PLC S7-200在自動(dòng)化電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，并從硬件和軟件兩方面進(jìn)行了分析和研究。此自動(dòng)控制系統(tǒng)已在營(yíng)口北方五金電子有限公司得到了很好的應(yīng)用。
一、系統(tǒng)概況
自動(dòng)化電鍍生產(chǎn)線是指按一定電鍍工藝要求將有關(guān)鍍槽、鍍件升降裝置、鍍件傳送裝置、電氣控制裝置、檢測(cè)裝置、過(guò)濾設(shè)備、加熱與冷卻設(shè)備等組合為一體的多功能自動(dòng)控制裝置。通過(guò)電鍍，可以在機(jī)械制品上獲得裝飾保護(hù)性和各種功能性的表面層，還可以修復(fù)磨損和加工失誤的工件。鍍層大多是單一金屬或合金，如鋅、鎘、金或黃銅等，也有彌散層和覆合層。電解的基本材料大多為鐵、鋼、不銹鋼等。
本系統(tǒng)電鍍生產(chǎn)線采用了直線懸臂式行車，行車架上裝有可升降的吊鉤，行車和吊鉤各用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)控制，同時(shí)用變頻器對(duì)電機(jī)平滑調(diào)速。當(dāng)行車平移時(shí)，先快速，接近工位時(shí)轉(zhuǎn)為慢速，當(dāng)?shù)蹉^吊起工件時(shí)，先慢后快，下降時(shí)先快后慢，提高了定位的準(zhǔn)確性和安全性。在定位軌上依照工位安裝行程開關(guān)，行車的進(jìn)退和吊鉤的升降由行程開關(guān)來(lái)檢測(cè)。為了簡(jiǎn)單說(shuō)明行車在自動(dòng)化電鍍生產(chǎn)線中的工作過(guò)程，現(xiàn)將二十多個(gè)工位的流程簡(jiǎn)化為四個(gè)工位，具體分為上下料、前處理、鍍槽和后處理工位。
工作過(guò)程如下：在電鍍生產(chǎn)線首端，工人將零件裝入行車的吊籃并發(fā)出自動(dòng)啟動(dòng)信號(hào)，吊籃上升碰到上限行程開關(guān)停止，行車開始自動(dòng)前進(jìn)。按生產(chǎn)要求在需要停留的槽位上空停止，并自動(dòng)下降，碰到下限開關(guān)停止下降。根據(jù)工藝要求在槽中停留一段時(shí)間后自動(dòng)上升，如此完成規(guī)定的每一道工藝直至生產(chǎn)線末端，行車便自動(dòng)返回原始位置，并由工人裝卸零件。具體流程圖如圖1所示。在工作過(guò)程中，有自動(dòng)和手動(dòng)兩種工作方式選擇，操作方便。在多數(shù)情況下選擇自動(dòng)工作方式，在維修和特別處理情況下選擇手動(dòng)工作方式。
二、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
根據(jù)自動(dòng)化電鍍生產(chǎn)線的控制要求，我們采用了德國(guó)西門子PLC S7-200 CPU226型號(hào)，此類型PLC無(wú)論獨(dú)立運(yùn)行，還是聯(lián)接網(wǎng)絡(luò)都能完成各種控制任務(wù)。它的使用范圍可以覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到復(fù)雜的自動(dòng)控制。其應(yīng)用領(lǐng)域包括各種機(jī)床、紡織機(jī)械、塑料機(jī)械、電梯等行業(yè)。S7-200 CPU226通訊功能完善，具有極高的性能價(jià)格比是很突出的特點(diǎn)，也是我們采用它的主要原因。
PLC為此系統(tǒng)的控制核心，此系統(tǒng)的輸入信號(hào)有兩部分，一部分是原點(diǎn)、單周期、步進(jìn)等面板控制按鈕，另一部分是多種行程開關(guān)，這些面板按鈕信號(hào)和傳感器信號(hào)作為PLC的輸入變量，經(jīng)過(guò)PLC的輸入接口輸入到內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器，然后在PLC內(nèi)部進(jìn)行邏輯運(yùn)算或數(shù)據(jù)處理后，以輸出變量的形式送到輸出接口，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)控制行車的運(yùn)行和吊鉤的升降。
此系統(tǒng)PLC硬件接線圖如圖2所示，I/O端口分配表如表1所示。
三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
自動(dòng)化電鍍生產(chǎn)線的操作方式分為手動(dòng)操作方式和自動(dòng)操作方式。自動(dòng)操作方式又分為步進(jìn)、單周期和連續(xù)操作方式。手動(dòng)操作是指用操作接鈕對(duì)系統(tǒng)的每一步運(yùn)動(dòng)單獨(dú)進(jìn)行控制。例如，當(dāng)選擇左右開關(guān)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，行車左行；按下停止按鈕，行車右行。步進(jìn)操作是指每按一次啟動(dòng)按鈕，程序完成一步動(dòng)作后自動(dòng)停止。單周期操作是指從原點(diǎn)開始，按一下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)完成一個(gè)周期的動(dòng)作后停止。連續(xù)操作是指從原點(diǎn)開始，按一下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)將自動(dòng)地、連續(xù)不斷地周期性循環(huán)。在工作中若按一下停止按鈕，系統(tǒng)將繼續(xù)完成一個(gè)周期的動(dòng)作后，回到原點(diǎn)自動(dòng)停止。此系統(tǒng)的整體程序結(jié)構(gòu)如圖3所示。若選擇單操作工作方式，當(dāng)按下單操作按鈕I1.4，執(zhí)行單操作程序。單操作程序獨(dú)立于自動(dòng)操作程序，可另行設(shè)計(jì)。在步進(jìn)工作方式下，執(zhí)行步進(jìn)操作程序，按一下啟動(dòng)按鈕I1.0執(zhí)行一個(gè)動(dòng)作，并按規(guī)定順序進(jìn)行。在單周期工作方式和連續(xù)操作工作方式下，可執(zhí)行自動(dòng)操作程序。當(dāng)按下連續(xù)按鈕I0.7和啟動(dòng)按鈕I1.0后，中間繼電器M1.0置位，連續(xù)執(zhí)行自動(dòng)操作程序。當(dāng)按下單周期按鈕I1.3后，中間繼電器M1.0復(fù)位，執(zhí)行一次自動(dòng)操作程序就停止。在單操作程序、步進(jìn)操作程序和自動(dòng)操作程序中都必須使用中間繼電器，最后通過(guò)轉(zhuǎn)換能控制共同的輸出繼電器。
根據(jù)前面的系統(tǒng)控制要求和I/O分配表分析可得自動(dòng)操作流程圖如圖3所示。具體的工作過(guò)程如下：當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí)，初始脈沖SM0.1對(duì)狀態(tài)進(jìn)行初始復(fù)位。當(dāng)系統(tǒng)在原點(diǎn)時(shí)，狀態(tài)繼電器S0.0置1，Q0.4得電，原位狀態(tài)指示燈亮。接下啟動(dòng)按鈕I1.0后，狀態(tài)繼電器S0.1置1，同時(shí)S0.0清零，原位狀態(tài)指示燈熄滅，Q0.0得電，吊鉤執(zhí)行上升動(dòng)作。當(dāng)上升碰到上限位開關(guān)I0.0時(shí)，狀態(tài)繼電器S0.2置1，同時(shí)S0.1清零，吊鉤停止上升，Q0.2得電，行車開始右行，當(dāng)右行到XK1行程開關(guān)時(shí)，狀態(tài)繼電器S0.3置1，同時(shí)S0.2清零，行車停止右行，Q0.1得電，吊鉤開始下降，當(dāng)碰到下限行程開關(guān)I0.1時(shí)，狀態(tài)繼電器S0.4置1，同時(shí)S0.3清零，吊鉤停止下降，鍍件處于前處理槽中，定時(shí)器T37開始計(jì)時(shí)，15S后，定時(shí)滿，T37常開觸點(diǎn)閉合使?fàn)顟B(tài)繼電器S0.5置1，同時(shí)S0.4清零，Q0.0得電，吊鉤開始上升，重復(fù)執(zhí)行上升－右行－下降－延時(shí)四個(gè)過(guò)程，具體操作省略，當(dāng)在后處理槽30S后，定時(shí)器T39得電，狀態(tài)繼電器S1.5置1，同時(shí)S1.4清零，Q0.0得電，吊鉤開始上升，當(dāng)碰到XK3行程開關(guān)，狀態(tài)繼電器S1.6置1，同時(shí)S1.5清零，吊鉤停止上升，Q0.3得電，行車開始左行，當(dāng)左行碰到左限限位開關(guān)I0.2，狀態(tài)繼電器S1.7置1，同時(shí)S1.6清零，行車停止左行，Q0.1得電，吊鉤開始下降，當(dāng)碰到下限開關(guān)I0.1，吊鉤停止下降。如果為連續(xù)工作方式，M1.0置1，狀態(tài)繼電器S0.1置1，重復(fù)執(zhí)行自動(dòng)程序。若為單周期操作方式，M1.0清零，狀態(tài)繼電器S0.0置1，停止在原位。
四、結(jié)語(yǔ)
PLC應(yīng)用于自動(dòng)化電鍍生產(chǎn)線，提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，為了適應(yīng)多種不同鍍件的工藝要求，還可編入多套工藝流程，系統(tǒng)的靈活性和通用性強(qiáng)，設(shè)計(jì)周期短。此控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)兩年多的實(shí)際運(yùn)行，具有可靠性高，易操作，易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，已取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益，有著廣泛的應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn)
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一、生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的建立
二、生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)的運(yùn)行機(jī)制
(一)課程標(biāo)準(zhǔn)與企業(yè)的產(chǎn)品安裝結(jié)合
生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)首先是為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)真實(shí)的生產(chǎn)性工作環(huán)境,在該環(huán)境中使學(xué)生的“工”與“學(xué)”有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。電氣自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)教研室作為生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)教學(xué)的執(zhí)行部門,首先是代替了一般企業(yè)的電氣安裝車間,其次將校企合作單位的全部電氣產(chǎn)品的安裝任務(wù)在自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)教室完成。同時(shí),利用學(xué)院人才技術(shù)等優(yōu)勢(shì),為企業(yè)排憂解難, 提供各種技術(shù)服務(wù)。
由專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會(huì)、電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)負(fù)責(zé)人與自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)教研室對(duì)企業(yè)提供的產(chǎn)品電氣原理圖、工藝要求及工藝文件進(jìn)行研究,根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)及生產(chǎn)要求,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行課題化。在實(shí)訓(xùn)教學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)行明確規(guī)定,課程標(biāo)準(zhǔn)中的雙速電動(dòng)機(jī)控制線路安裝訓(xùn)練、線槽配線工藝訓(xùn)練、機(jī)床電氣線路的故障檢修、變頻器的安裝與調(diào)試等課題都與相對(duì)應(yīng)的電氣產(chǎn)品來(lái)完成。所有的電氣生產(chǎn)任務(wù)都與典型生產(chǎn)機(jī)床電氣控制電路課題相結(jié)合,同時(shí)與線槽配線工藝、機(jī)床電氣線路的故障檢修相結(jié)合。通過(guò)生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié),使課本上抽象的理論知識(shí)通過(guò)實(shí)踐掌握。
(二)生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)的開展
根據(jù)人才培養(yǎng)方案,電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)學(xué)生在校的實(shí)訓(xùn)由4個(gè)學(xué)期共31周組成,內(nèi)容涵蓋職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)要求。學(xué)生第一次實(shí)訓(xùn)時(shí),主要進(jìn)行基本技能訓(xùn)練;第二、三次實(shí)訓(xùn)時(shí),根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)任務(wù),結(jié)合實(shí)訓(xùn)課題進(jìn)行生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn),第四次實(shí)訓(xùn)主要進(jìn)行綜合強(qiáng)化和提高訓(xùn)練,并取得高級(jí)維修電工職業(yè)資格證書。具體教學(xué)時(shí)通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng),項(xiàng)目載體教學(xué)方案的引導(dǎo),運(yùn)用一體化的教學(xué)和生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所,實(shí)現(xiàn)“做中學(xué),學(xué)中做,學(xué)做結(jié)合” 采用“電氣產(chǎn)品—產(chǎn)品任務(wù)課題化—工作任務(wù)—實(shí)施—評(píng)估”五步教學(xué)法,幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí),積極探索,培養(yǎng)獨(dú)立或團(tuán)隊(duì)協(xié)作分析、解決問(wèn)題,主動(dòng)建構(gòu)自己的知識(shí)、能力體系。
(三)成立領(lǐng)導(dǎo)工作機(jī)構(gòu),確保生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)進(jìn)行
在生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)過(guò)程中,為了協(xié)調(diào)企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)與學(xué)生實(shí)訓(xùn)過(guò)程中的教學(xué)任務(wù)的關(guān)系,我們成立了常設(shè)機(jī)構(gòu)——工學(xué)結(jié)合領(lǐng)導(dǎo)小組,該機(jī)構(gòu)既有企業(yè)技術(shù)人員,又有企業(yè)的生產(chǎn)部門負(fù)責(zé)同志,既有學(xué)校教學(xué)管理人員,又有實(shí)訓(xùn)教學(xué)的教師參與,從而保證生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的正常運(yùn)行。
在生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)過(guò)程中明確校、企雙方的責(zé)任,學(xué)校結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際和教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)要求,制訂并實(shí)施實(shí)訓(xùn)教學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn),作好企業(yè)產(chǎn)品的電氣生產(chǎn)任務(wù);企業(yè)選取思想、業(yè)務(wù)技能素質(zhì)好的工人師傅來(lái)承擔(dān)學(xué)生的指導(dǎo)教師,協(xié)助學(xué)校共同完成對(duì)學(xué)生的培訓(xùn)任務(wù),對(duì)實(shí)訓(xùn)學(xué)生進(jìn)行企業(yè)文化教育,結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際組織現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)和技能訓(xùn)練, 并組織學(xué)生完成生產(chǎn)任務(wù)。
三、生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)的優(yōu)越性
(一)有助于學(xué)生了解工作性質(zhì), 接受企業(yè)文化的熏陶
生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的建設(shè),有助于學(xué)生了解工作性質(zhì), 接受企業(yè)文化的熏陶, 熟悉崗位要求,掌握職業(yè)基本技能,特別是對(duì)于學(xué)生職業(yè)適應(yīng)能力的培養(yǎng)具有重要的意義。另外學(xué)生深入業(yè)務(wù)領(lǐng)域, 解決生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題,并結(jié)合崗位環(huán)境, 培養(yǎng)職業(yè)關(guān)鍵能力,及早形成職業(yè)能力, 這樣在未來(lái)就業(yè)時(shí)就能夠駕輕就熟、快速上崗, 成為受企業(yè)歡迎的高技能人才。因此,生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的建設(shè), 對(duì)培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)適應(yīng)能力, 促使學(xué)生由“準(zhǔn)職業(yè)人”向“職業(yè)人”轉(zhuǎn)型, 具有重要意義。
(二)有利于提高了學(xué)生的產(chǎn)品質(zhì)量意識(shí)和節(jié)約意識(shí)
由于生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)過(guò)程中,引入了企業(yè)的管理模式,學(xué)生實(shí)訓(xùn)的產(chǎn)品將直接作為產(chǎn)品發(fā)到用戶手中,所以要求有嚴(yán)格的產(chǎn)品檢驗(yàn)過(guò)程。西安專用機(jī)床廠是通過(guò) ISO2000認(rèn)證的企業(yè)單位,因此有一整套產(chǎn)品的檢驗(yàn)制度,如PDCA管理模式、4M作業(yè)管理法提高產(chǎn)品質(zhì)量,改善作業(yè)方法,提高勞動(dòng)效率;守時(shí)制度、質(zhì)量意識(shí)、安全文明生產(chǎn)意識(shí)。尤其是電氣作業(yè)人員的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和一絲不茍、樂(lè)于奉獻(xiàn)的作風(fēng),同時(shí)還有利于提高學(xué)生的分析思辨能力及實(shí)踐創(chuàng)新能力。
(三)有利于學(xué)生職業(yè)素質(zhì)的提高
我們電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)多年來(lái)采用工學(xué)結(jié)合的生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)的教學(xué)方式,突出學(xué)生的實(shí)踐教學(xué),尤其是使學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中能接觸到具體的生產(chǎn)任務(wù),從而使學(xué)生的專業(yè)知識(shí)得到了充分的應(yīng)用,而這正是維修電工職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)中最重要的一項(xiàng)專業(yè)技能。所以,我們的“生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)”的最突出的優(yōu)點(diǎn)就是學(xué)生的技能提升很快,與其他職業(yè)技術(shù)學(xué)院相比較,我們學(xué)生的高級(jí)維修電工職業(yè)資格證書的獲取率在95%以上。而大多數(shù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的高級(jí)維修電工通過(guò)率較低。我們的學(xué)生到單位后適應(yīng)工作崗位很快,受到用人單位的好評(píng)。連年來(lái)畢業(yè)生就業(yè)率都很高,初次就業(yè)率在80%以上,甚至出現(xiàn)用人單位提前預(yù)訂畢業(yè)生的場(chǎng)面。
四、生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)的特色
據(jù)介紹，石獅市近年來(lái)依托紡織服裝產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，積極培育石獅經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)新動(dòng)力，將發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+實(shí)體經(jīng)濟(jì)”作為石獅市實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的重要支撐，推動(dòng)本土傳統(tǒng)服裝產(chǎn)業(yè)深化電商應(yīng)用，通過(guò)整合紡織服裝行業(yè)各要素資源，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作，全面推動(dòng)實(shí)施乃至泉州產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代下，石獅電子商務(wù)迅猛發(fā)展，目前石獅有電子商務(wù)的企業(yè)及個(gè)人超3.5萬(wàn)家，全市電子商務(wù)年交易總額超過(guò)500億元，先后涌現(xiàn)出多家網(wǎng)絡(luò)銷售額過(guò)億元的企業(yè)，電子商務(wù)領(lǐng)跑全國(guó)縣域電子商務(wù)發(fā)展。石獅電商大會(huì)基于紡織服裝產(chǎn)業(yè)優(yōu)良基因，致力于為海西眾多互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)提供最新最全的行業(yè)資訊盛會(huì)，自2013年4月18日作為海博會(huì)配套活動(dòng)舉辦首屆至今，反響強(qiáng)烈，不僅得到了石獅市委、市政府的大力支持，還不斷在業(yè)內(nèi)引發(fā)討論熱潮。短短五年時(shí)間，石獅電商大會(huì)已經(jīng)成為頗具影響力的本土電商領(lǐng)域年度盛會(huì)。
目前,變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)得到廣泛的應(yīng)用,但是,變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用還存在一些技術(shù)上的局限性。另外,隨著電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜,電壓等級(jí)越來(lái)越高,對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行管理也提出了更高的要求。隨著數(shù)字式互感器技術(shù)和智能一次電氣設(shè)備技術(shù)的日臻成熟并開始實(shí)用化,以及計(jì)算機(jī)高速網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)中的開發(fā)應(yīng)用,數(shù)字化變電站技術(shù)開始在我國(guó)逐步得到應(yīng)用。數(shù)字化變電技術(shù)代表著變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展方向。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)為數(shù)字化變電站技術(shù)奠定了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)字化一次設(shè)備以及數(shù)字化通信技術(shù)的發(fā)展及實(shí)用化,也使得按IEC61850建設(shè)數(shù)字化變電站成為可能。
一、數(shù)字化變電站設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
(1)智能化的一次設(shè)備
一次設(shè)備被檢測(cè)的信號(hào)回路和被控制的操作驅(qū)動(dòng)回路采用微處理器和光電技術(shù)設(shè)計(jì),簡(jiǎn)化了常規(guī)機(jī)電式繼電器及控制回路的結(jié)構(gòu),數(shù)字程控器及數(shù)字公共信號(hào)網(wǎng)絡(luò)取代傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接。換言之,變電站二次回路中常規(guī)的繼電器及其邏輯回路被可編程序代替,常規(guī)的強(qiáng)電模擬信號(hào)和控制電纜被光電數(shù)字和光纖代替。
(2)網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備
變電站內(nèi)常規(guī)的二次設(shè)備,如繼電保護(hù)裝置、防誤閉鎖裝置、測(cè)量控制裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、故障錄波裝置、電壓無(wú)功控制、同期操作裝置以及正在發(fā)展中的在線狀態(tài)檢測(cè)裝置等全部基于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的微處理機(jī)設(shè)計(jì)制造,設(shè)備之間的連接全部采用高速的網(wǎng)絡(luò)通信,二次設(shè)備不再出現(xiàn)常規(guī)功能裝置重復(fù)的I/O現(xiàn)場(chǎng)接口,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、資源其享,常規(guī)的功能裝置在這里變成了邏輯的功能模塊。
(3)自動(dòng)化的運(yùn)行管理系統(tǒng)
變電站運(yùn)行管理自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)包括電力生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計(jì)無(wú)紙化;數(shù)據(jù)信息分層、分流交換自動(dòng)化;變電站運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)能即時(shí)提供故障分析報(bào)告,指出故障原因,提出故障處理意見;系統(tǒng)能自動(dòng)發(fā)出變電站設(shè)備檢修報(bào)告,即常規(guī)的變電站設(shè)備“定期檢修”改變?yōu)椤盃顟B(tài)檢修”。
在變電站自動(dòng)化領(lǐng)域中,智能化電氣的發(fā)展,特別是智能開關(guān)、光電式互感器機(jī)電一體化設(shè)備的出現(xiàn),變電站自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)入了數(shù)字化的新階段。在高壓和超高壓變電站中,保護(hù)裝置、測(cè)控裝置、故障錄波及其他自動(dòng)裝置的I/O單元,如A/D變換、光隔離器件、控制操作回路等將割列出來(lái)作為智能化一次設(shè)備的一部分。反言之,智能化一次設(shè)備的數(shù)字化傳感器、數(shù)字化控制回路代替了常規(guī)繼電保護(hù)裝置、測(cè)控等裝置的I/O部分;而在中低壓變電站則將保護(hù)、監(jiān)控裝置小型化、緊湊化,完整地安裝在開關(guān)柜上,實(shí)現(xiàn)了變電站機(jī)電一體化設(shè)計(jì)。數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在物理上可分為兩類,即智能化的一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備;在邏輯結(jié)構(gòu)上可分為三個(gè)層次,分別稱為“過(guò)程層”、“間隔層”、“站控層”。
二、350KV數(shù)字化變電站工程實(shí)施
(1)總體建設(shè)方案
由于電壓等級(jí)高,電子式互感器應(yīng)用成熟度不夠,暫不采用數(shù)字式的電流電壓互感器;采用智能終端連接常規(guī)斷路器,安裝到開關(guān)場(chǎng);一次設(shè)備采用全電動(dòng)、全遠(yuǎn)方、程序化操作設(shè)計(jì);主要IED之間的信息交互采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的MMS和GOOSE技術(shù);保護(hù)和測(cè)控裝置按傳統(tǒng)的變電站二次設(shè)備功能配置。
(2) 網(wǎng)絡(luò)組建
①M(fèi)MS網(wǎng)。MMS網(wǎng)主要承擔(dān)間隔層IED裝置及站控層計(jì)算機(jī)之間的信息交互,通過(guò)MMS報(bào)文實(shí)現(xiàn)變電站“四遙”功能。
為減少單個(gè)環(huán)網(wǎng)中交換機(jī)節(jié)點(diǎn)數(shù),將MMS網(wǎng)分為兩個(gè)環(huán),站控層主機(jī)一、主機(jī)二分別接至兩個(gè)不同的主交換機(jī),350KV間隔層設(shè)備MMS通訊口接入一個(gè)環(huán),220 kV及35 kV間隔層設(shè)備接入另一個(gè)環(huán)。
②350KV GOOSE 網(wǎng)絡(luò)。350KV第一套、第二套保護(hù)GOOSE網(wǎng)絡(luò)單獨(dú)組網(wǎng),互不聯(lián)系。350KV每套GOOSE網(wǎng)每串設(shè)置交換機(jī)2臺(tái),每段母線設(shè)置交換1臺(tái),全所500kV遠(yuǎn)景共需交換機(jī)24臺(tái)。
③220 kV GOOSE網(wǎng)絡(luò)。220 kV第一套、第二套保護(hù)GOOSE網(wǎng)絡(luò)單獨(dú)組網(wǎng)。同一間隔的線路保護(hù)、智能終端、測(cè)控接于同一交換機(jī),一臺(tái)交換機(jī)不得接入同一方向的兩條出線保護(hù),并最多接入4個(gè)間隔相關(guān)IED設(shè)備。測(cè)控只接入第一套GOOSE網(wǎng),母差保護(hù)及公用設(shè)備接于母線交換機(jī)。
(3)程序化操作實(shí)現(xiàn)
微機(jī)保護(hù)投退操作、微機(jī)保護(hù)狀態(tài)調(diào)整操作、微機(jī)保護(hù)定值區(qū)切換操作、重合閘投退操作,350KV、220 kV、35kV一次設(shè)備(包括主變、母線、開關(guān)、線路、電容器組、低抗)由運(yùn)行改冷備用或由冷備用改運(yùn)行的操作和相應(yīng)二次設(shè)備狀態(tài)調(diào)整,220 kV進(jìn)出線倒母線操作和相應(yīng)二次設(shè)備狀態(tài)的調(diào)整等項(xiàng)目可以采用程序化操作模式。
①程序化操作流程。程序化操作流程按六個(gè)部分設(shè)計(jì),一是接調(diào)度操作預(yù)令;二是調(diào)度正式下令,操作票選擇;三是輸入操作口令,開放和啟動(dòng)程序化操作進(jìn)程;四是逐項(xiàng)唱票復(fù)誦,經(jīng)確認(rèn)后啟動(dòng)程序化操作,經(jīng)系統(tǒng)自動(dòng)判別或人工判斷是否操作成功。五是操作過(guò)程發(fā)生事故的緊急處置。六是操作任務(wù)執(zhí)行完畢后,退出程序化操作進(jìn)程。
②程序化操作實(shí)現(xiàn)方式。程序化操作功能在監(jiān)控后臺(tái)以嵌入獨(dú)立操作票系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),不另外單獨(dú)配置服務(wù)器,與監(jiān)控后臺(tái)共享數(shù)據(jù)信息。程序化操作結(jié)合常規(guī)的五防操作步驟,適應(yīng)各種運(yùn)行方式的需求。運(yùn)行人員可以通過(guò)模擬預(yù)演生成操作票,也可以通過(guò)調(diào)用典型操作票生成操作票。操作票生成后,經(jīng)審核正確,通過(guò)輸入操作口令和監(jiān)護(hù)口令啟動(dòng)程序化操作。
③程序化操作過(guò)程中異?；蚴鹿侍幚?。當(dāng)操作過(guò)程中發(fā)生異?；蚴鹿蕰r(shí),不能簡(jiǎn)單地轉(zhuǎn)為人工處理,終止程序化操作。需對(duì)異常和事故進(jìn)行分類,通過(guò)人機(jī)交互來(lái)處理異常和事故情況。一是程序化操作過(guò)程中發(fā)生設(shè)備異常或設(shè)備故障時(shí),如閘刀拒分、拒合或某二次操作步驟目標(biāo)狀態(tài)檢查不符合要求等,系統(tǒng)立即中斷程序化操作,并給出提示,由運(yùn)行人員確認(rèn)是否需要繼續(xù)程序化操作。二是如果異常情況較嚴(yán)重,不能繼續(xù)操作,則由運(yùn)行人員終止程序化操作進(jìn)程;如果異常情況處理可以在短時(shí)間內(nèi)處理,則暫停程序化操作,待異常處理畢后恢復(fù)程序化操作。
三、結(jié)語(yǔ)
未來(lái)的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要新的信息架構(gòu)支持,將監(jiān)控、保護(hù)和就地自動(dòng)化等前后臺(tái)信息連接成為一個(gè)整體,以保證電力系統(tǒng)安全和高效地管理。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)為開放式數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)的建立提供了通信依據(jù)。IEC61850 采用面向?qū)ο蟮慕７椒ê统橄?、分層映射的技術(shù),通過(guò)規(guī)范系統(tǒng)和項(xiàng)目管理及一致性測(cè)試等途徑保證其目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。它不僅適用于變電站自動(dòng)化內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通信,也適用于配電自動(dòng)化、電能計(jì)量系統(tǒng)、發(fā)電廠自動(dòng)化系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電及其他工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。因此,在工程實(shí)施過(guò)程中應(yīng)根據(jù)具體情況逐步推進(jìn)數(shù)字化變電站的建設(shè)深度。
參考文獻(xiàn):
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作者簡(jiǎn)介：臧春艷（1978-），女，湖北宜昌人，華中科技大學(xué)強(qiáng)電磁工程與新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，講師；吳彤（1971-），男，湖北荊州人，華中科技大學(xué)強(qiáng)電磁工程與新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，高級(jí)工程師。（湖北 武漢 430074）
基金項(xiàng)目：本文系湖北省2010年省級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2010053）、華中科技大學(xué)第四批教改項(xiàng)目“電氣工程專業(yè)優(yōu)才優(yōu)育人才培養(yǎng)模式的研究與實(shí)踐”的研究成果。
中圖分類號(hào)：G642.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）34-0166-01
生產(chǎn)實(shí)習(xí)是指高等學(xué)校和中等專業(yè)學(xué)校學(xué)生在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)以工人、技術(shù)員、管理員等身份直接參與生產(chǎn)過(guò)程，使專業(yè)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)形式。[1]這一實(shí)踐活動(dòng)在我國(guó)高等教育體系的人才培養(yǎng)計(jì)劃中占有重要地位，因?yàn)樗菍W(xué)生將書本上的理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際相聯(lián)系的一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)。[2]不同學(xué)科和專業(yè)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)內(nèi)容、方式、次數(shù)、時(shí)間不盡相同，但目的、要求大體相近，主要是讓學(xué)生了解生產(chǎn)實(shí)際的基本情況，驗(yàn)證所學(xué)理論，并學(xué)習(xí)一定的操作技術(shù)。
電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)是電工學(xué)科的傳統(tǒng)專業(yè)。結(jié)合華中科技大學(xué)的特點(diǎn)，該專業(yè)方向是電氣與電子并重，電力電子與信息電子相融，軟件與硬件兼?zhèn)?，裝置與系統(tǒng)結(jié)合。培養(yǎng)從事電氣工程、電子技術(shù)、電力系統(tǒng)、電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、信號(hào)變換與處理等工作的寬口徑、復(fù)合型高級(jí)工程技術(shù)及管理人才。因此，用人單位要求畢業(yè)生的動(dòng)手能力強(qiáng)，對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐熟悉程度高，這就必須加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的人才培養(yǎng)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)就是一個(gè)關(guān)鍵階段。
一、生產(chǎn)實(shí)習(xí)的意義與要求
高等學(xué)校工科專業(yè)的實(shí)踐環(huán)節(jié)（或者說(shuō)廣義上的“生產(chǎn)實(shí)習(xí)”）歷經(jīng)多年的建設(shè)，已經(jīng)形成了比較成熟的一套體系，主要包括三個(gè)階段：認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)。其中生產(chǎn)實(shí)習(xí)也常被人冠以“專業(yè)實(shí)習(xí)”之名。第一階段通常在本科生大二時(shí)完成，主要是參觀一些科研和生產(chǎn)單位，為學(xué)生后期的專業(yè)學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。第二階段通常在本科生大三時(shí)完成，此時(shí)學(xué)生已修過(guò)專業(yè)基礎(chǔ)課，即將學(xué)習(xí)專業(yè)選修課，是他們鞏固加深專業(yè)知識(shí)的最好時(shí)機(jī)。第三階段通常在本科生大四時(shí)完成，此時(shí)主要通過(guò)一個(gè)具體的研究選題讓學(xué)生充分展現(xiàn)自己大學(xué)四年所學(xué)，以畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的形式提交指導(dǎo)教師及校學(xué)位委員會(huì)審查。這一過(guò)程可以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作、團(tuán)隊(duì)合作以及初步的科學(xué)研究能力，使之成為一名合格的專業(yè)技術(shù)人員。
生產(chǎn)實(shí)習(xí)計(jì)劃一般由系或教研室征求實(shí)習(xí)單位的意見以后制訂，通常包括如下內(nèi)容：實(shí)習(xí)的目的和任務(wù)；實(shí)習(xí)的地點(diǎn)和時(shí)間；實(shí)習(xí)期間各類上課、聽報(bào)告、參觀活動(dòng)等流程安排；實(shí)習(xí)期間的紀(jì)律；實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)預(yù)算；住宿及參觀車輛的聯(lián)系；其他注意事項(xiàng)等。學(xué)生在生產(chǎn)實(shí)習(xí)期間需要嚴(yán)格遵守各項(xiàng)紀(jì)律，同時(shí)認(rèn)真撰寫實(shí)習(xí)日記，逐日記錄實(shí)習(xí)內(nèi)容、完成任務(wù)的數(shù)量和質(zhì)量、各種重要的資料與數(shù)據(jù)、實(shí)習(xí)的收獲和心得、待解決的問(wèn)題等，為寫實(shí)習(xí)報(bào)告積累材料。實(shí)習(xí)結(jié)束時(shí)，每個(gè)學(xué)生都要獨(dú)立地寫實(shí)習(xí)報(bào)告。部分高校還要求在實(shí)習(xí)臨結(jié)束前，由帶隊(duì)教師總結(jié)本次實(shí)習(xí)的內(nèi)容并出一份實(shí)習(xí)試卷，由參加實(shí)習(xí)的學(xué)生統(tǒng)一作答，考試分?jǐn)?shù)作為本次實(shí)習(xí)綜合成績(jī)?cè)u(píng)定的一部分。
二、本專業(yè)學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)的現(xiàn)狀
筆者多次帶學(xué)生赴外地企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)，故以在某國(guó)有大型電力設(shè)備制造企業(yè)的實(shí)習(xí)為例，來(lái)說(shuō)明本專業(yè)學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)的現(xiàn)狀。赴該企業(yè)實(shí)習(xí)的目的是獲得與高電壓技術(shù)及輸變電設(shè)備有關(guān)的生產(chǎn)、科研與管理工作的感性認(rèn)識(shí)及技能，培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究、分析問(wèn)題的能力，為后續(xù)專業(yè)課程的教學(xué)打下基礎(chǔ)?？偟囊蟀ǎ旱谝?，熟悉高壓電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理、設(shè)計(jì)規(guī)則、制造工藝，了解本專業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)及新產(chǎn)品研制和開發(fā)的情況。第二，熟悉和了解生產(chǎn)過(guò)程的檢驗(yàn)與測(cè)試方法（包括產(chǎn)品的型式試驗(yàn)），試驗(yàn)設(shè)備的原理、參數(shù)及特點(diǎn)；了解各種高壓試驗(yàn)與測(cè)量方法的發(fā)展趨勢(shì)和研究方向。第三，學(xué)會(huì)工程觀點(diǎn)、工藝思想，培養(yǎng)勞動(dòng)創(chuàng)造世界的觀點(diǎn)。具體實(shí)習(xí)內(nèi)容參見表1。
表1 赴某電力制造企業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)內(nèi)容列表
實(shí)習(xí)子單位 實(shí)習(xí)要點(diǎn) 實(shí)習(xí)時(shí)間
高壓開關(guān)廠 了解少油斷路器；了解SF6（包括GIS）斷路器；了解真空斷路器；了解成套配電設(shè)備及裝置 1～3天
變壓器廠 了解變壓器廠的主要產(chǎn)品及其用途；了解各類變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；了解變壓器的生產(chǎn)工藝；了解變壓器的設(shè)計(jì)方法；了解變壓器的出廠試驗(yàn)的內(nèi)容和程序；了解變壓器產(chǎn)品的發(fā)展方向 1～3天
電瓷廠及電瓷研究所 了解電瓷廠的規(guī)模和產(chǎn)品類型；了解絕緣子的有關(guān)內(nèi)容；了解套管的有關(guān)內(nèi)容；了解避雷器生產(chǎn)的有關(guān)內(nèi)容；了解電瓷廠的高壓試驗(yàn)室；了解電瓷所從事的主要工作；了解國(guó)內(nèi)外避雷器的技術(shù)水平及研究動(dòng)態(tài)；了解避雷器參數(shù)的測(cè)試原理和方法；了解絕緣子的研究動(dòng)態(tài) 1～3天
電力電容器廠 了解電力電容器廠的產(chǎn)品分類；了解各種電容器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；了解各種電容器制造工藝；了解各種電容器設(shè)計(jì)方法；了解電容器的出廠試驗(yàn)；了解電容器的新材料、新工藝和發(fā)展方向 1～3天
高壓電器研究所 了解高壓電器研究所各室的研究方向；了解高壓試驗(yàn)大廳的設(shè)備；室外高壓試驗(yàn)場(chǎng)的設(shè)備；大容量試驗(yàn)室的設(shè)備；了解計(jì)量室的設(shè)備；了解國(guó)內(nèi)外高壓研究發(fā)展動(dòng)態(tài) 1～3天
在實(shí)習(xí)前幾個(gè)月，教師就著手與實(shí)習(xí)單位聯(lián)系學(xué)生實(shí)習(xí)事宜，由對(duì)方初步定下實(shí)習(xí)的總體計(jì)劃及住宿生活上的安排。各實(shí)習(xí)子單位也非常重視接待工作，提前制定了專題講座的計(jì)劃、人員的安排、參觀的路線，有專人全程陪同，使得在每個(gè)單位的參觀學(xué)習(xí)都能夠有條不紊地進(jìn)行。當(dāng)然，暑期期間企業(yè)的生產(chǎn)任務(wù)繁重，工作人員繁忙，加上生產(chǎn)車間里噪聲較大，也會(huì)有個(gè)別同學(xué)認(rèn)為學(xué)習(xí)效果不好。
從學(xué)生的考試情況來(lái)看，以某次實(shí)習(xí)隊(duì)為例，總?cè)藬?shù)為68人，其中綜合評(píng)定的成績(jī)達(dá)到“優(yōu)”的10人，成績(jī)?yōu)椤傲肌钡挠?8人，成績(jī)?yōu)椤爸小钡挠?人，成績(jī)?yōu)椤凹案瘛钡闹挥?人。絕大部分同學(xué)反映，看到了許多電氣設(shè)備的實(shí)物及其生產(chǎn)過(guò)程，對(duì)鞏固所學(xué)的理論知識(shí)、了解工程實(shí)際有很大幫助，收獲很大，不少同學(xué)向?qū)＜覀兲岢龊芏鄦?wèn)題，請(qǐng)專家解答。還有一些同學(xué)提出了自己的想法和見解，與專家們一起討論。除此之外，也有同學(xué)針對(duì)企業(yè)招收畢業(yè)生的情況向人力資源部門進(jìn)行了了解?？傮w來(lái)說(shuō)，在該單位的生產(chǎn)實(shí)習(xí)取得了比較理想的效果。
三、提高本科生生產(chǎn)實(shí)習(xí)質(zhì)量的建議
同學(xué)們?cè)趯?shí)習(xí)報(bào)告中表現(xiàn)出對(duì)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的整體肯定，認(rèn)為學(xué)到不少東西，但同時(shí)也認(rèn)為在每個(gè)單位的實(shí)習(xí)時(shí)間較短，了解得不夠深入。他們希望能夠在每個(gè)單位的時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)，最好能動(dòng)手參與一些工作，以便更深入地了解電氣設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過(guò)程。這一情況與工廠的允許實(shí)習(xí)時(shí)間及實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)支持有一定關(guān)系。在條件允許的情況下，可以考慮安排學(xué)生分組下到不同實(shí)習(xí)子單位的生產(chǎn)車間，由工人師傅指導(dǎo)完成一些基本的生產(chǎn)活動(dòng)，掌握一些基礎(chǔ)的勞動(dòng)技能，也更能培養(yǎng)學(xué)生樸素的勞動(dòng)觀念。
另外，要嚴(yán)格管理學(xué)生。新一代大學(xué)生的個(gè)性較強(qiáng)，對(duì)活動(dòng)及人、事、物常常有不同的看法。但是生產(chǎn)實(shí)習(xí)是一項(xiàng)集體活動(dòng)，不能完全依照個(gè)人意志來(lái)左右。在筆者所帶的生產(chǎn)實(shí)習(xí)中，就曾出現(xiàn)過(guò)個(gè)別同學(xué)遲到、早退或輕微的違紀(jì)現(xiàn)象，這都說(shuō)明了學(xué)生的集體意識(shí)和紀(jì)律觀念還有待加強(qiáng)。對(duì)于在外地實(shí)習(xí)的學(xué)生隊(duì)伍來(lái)說(shuō)，帶隊(duì)教師必須要堅(jiān)持晚點(diǎn)名制度，并和幾位主要學(xué)生干部經(jīng)常流，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，避免造成大的問(wèn)題。對(duì)于實(shí)習(xí)帶隊(duì)教師來(lái)說(shuō)，應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況必須冷靜思考，必要時(shí)借助實(shí)習(xí)單位的力量進(jìn)行處理。因?qū)?shí)習(xí)地點(diǎn)周圍環(huán)境不熟悉，學(xué)生人數(shù)又多，各類突發(fā)事件也偶有發(fā)生。如能在實(shí)習(xí)開始前考慮充分，提前做好思想準(zhǔn)備，則事情發(fā)生時(shí)教師會(huì)有較優(yōu)的處理方案應(yīng)對(duì)，避免造成慌亂。
四、結(jié)束語(yǔ)
生產(chǎn)實(shí)習(xí)是本科生人才培養(yǎng)的重要一環(huán)。隨著高等學(xué)校教學(xué)改革的進(jìn)行，生產(chǎn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)也在不斷地發(fā)展和完善。本文就電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)本科生的生產(chǎn)實(shí)習(xí)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，提出了實(shí)際遇到的一些問(wèn)題及解決建議，但難免有所遺漏。這一環(huán)節(jié)的落實(shí)和取得的成效，尚需學(xué)校、教師、學(xué)生和實(shí)習(xí)單位四方的圓滿配合，特別是學(xué)生作為實(shí)踐環(huán)節(jié)的主體，還要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)實(shí)習(xí)重要性的認(rèn)識(shí)，并在實(shí)踐過(guò)程中將書本知識(shí)真正聯(lián)系起來(lái)。
