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時(shí)間:2022-02-03 02:18:08
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配電自動(dòng)化主要包括饋線自動(dòng)化、變電站自動(dòng)化、配電管理系統(tǒng)等,其中饋線自動(dòng)化技術(shù)主要通過(guò)線路運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)和控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)線路故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和隔離、以及負(fù)荷轉(zhuǎn)移和及時(shí)恢復(fù)供電的功能。變電站自動(dòng)化借助計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)等裝置,將自動(dòng)控制技術(shù)與信息處理技術(shù)應(yīng)用于變電站的運(yùn)行、測(cè)量和監(jiān)控過(guò)程中,能夠更好地實(shí)現(xiàn)變電站數(shù)據(jù)的采集、計(jì)算和處理。通過(guò)與繼電保護(hù)信息的交換和自動(dòng)控制的協(xié)調(diào)配合來(lái)實(shí)現(xiàn)其主要功能,是配電自動(dòng)化的主要內(nèi)容。配電管理系統(tǒng)中主要應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)、通信技術(shù)結(jié)合相關(guān)設(shè)備來(lái)完成對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視、管理和控制。
配網(wǎng)自動(dòng)化在電網(wǎng)中的應(yīng)用,保證了供電質(zhì)量,提高了供電可靠性,是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要基礎(chǔ)之一,目前我國(guó)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)才剛剛起步,結(jié)合市場(chǎng)需求,我國(guó)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)將呈現(xiàn)多樣化、集成化和智能化特點(diǎn),分別適用于不同需求的地區(qū)和人群,每個(gè)部分發(fā)揮自己的特點(diǎn),形成一個(gè)高效的應(yīng)用整體。目前自動(dòng)化系統(tǒng)中的技術(shù)正逐步走向智能化,電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用更具有廣闊的前景。
2電子技術(shù)與自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)系
2.1電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
在電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)中,電力電子技術(shù)可通過(guò)改善設(shè)備的運(yùn)行特性來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)大型發(fā)電機(jī)的靜止勵(lì)磁控制和發(fā)電機(jī)的變速恒頻勵(lì)磁等,其調(diào)節(jié)具有快速高效的特點(diǎn),還能在一定程度實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目的。在輸電環(huán)節(jié)中,主要通過(guò)柔流輸電技術(shù)來(lái)完善交流輸電或電網(wǎng)運(yùn)行性能,通過(guò)高壓直流輸電技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)孤立系統(tǒng)的供電,簡(jiǎn)化了供電設(shè)備的使用,降低了生產(chǎn)造價(jià)。在配電環(huán)節(jié)中,電力電子技術(shù)的應(yīng)用有效地解決的供電可靠性和供電質(zhì)量不高的難題,是配電網(wǎng)對(duì)電能的控制能適合不同程度的要求,電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)的結(jié)合,使配電系統(tǒng)與用戶之間的聯(lián)系更加密切,提高了國(guó)家電網(wǎng)的供給和服務(wù)能力。
2.2信息電子技術(shù)在自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用
信息電子技術(shù)主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)的自動(dòng)化中的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化和變電站自動(dòng)化中,電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的主要功能是對(duì)電力生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控、電網(wǎng)運(yùn)行安全性分析、電能負(fù)荷預(yù)測(cè)等,結(jié)合對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和電網(wǎng)調(diào)度中心、服務(wù)器以及各終端設(shè)備的調(diào)控來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。能有效解決電能的合理分配問(wèn)題,同時(shí)保證電網(wǎng)調(diào)度的安全穩(wěn)定運(yùn)行。我國(guó)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化分為五個(gè)等級(jí),分別為國(guó)家電網(wǎng)調(diào)度、大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度、省級(jí)電網(wǎng)調(diào)度、地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度和縣級(jí)電網(wǎng)調(diào)度。
2.掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)糾偏技術(shù)
掘進(jìn)機(jī)在完成截割落煤、裝煤和運(yùn)煤一個(gè)循環(huán),進(jìn)行下一個(gè)自動(dòng)截割之前要進(jìn)行自動(dòng)糾偏操作,使掘進(jìn)機(jī)沿巷道中心線前進(jìn)。掘進(jìn)機(jī)前行是否滿足設(shè)計(jì)要求,主要通過(guò)方向和位置進(jìn)行判別。判斷掘進(jìn)機(jī)方向的元件是三維電子羅盤儀,通過(guò)檢測(cè)掘進(jìn)機(jī)行進(jìn)方向與地磁正北方向的夾角,即可確定掘進(jìn)機(jī)中性線與巷道設(shè)計(jì)中心線角度偏差,再利用激光指示儀指向,可控制掘進(jìn)機(jī)沿設(shè)計(jì)目標(biāo)前進(jìn)。判斷掘進(jìn)機(jī)中性線與巷道設(shè)計(jì)中性線位置偏離的執(zhí)行元件是超聲波測(cè)距傳感器,左面設(shè)置2個(gè),右面設(shè)置3個(gè)。利用超聲波回聲測(cè)距以及精確測(cè)量時(shí)差就能夠測(cè)出傳感器與目標(biāo)之間的距離,再通過(guò)二軸傾角傳感器檢測(cè)機(jī)身與水平面之間的俯仰角以及機(jī)身側(cè)傾角控制掘進(jìn)機(jī)沿有利位置前進(jìn)。利用行走馬達(dá)、比例電磁閥及PLVC控制單元可調(diào)整掘進(jìn)機(jī)行進(jìn)方向和位置。
3.掘進(jìn)機(jī)煤巖識(shí)別技術(shù)
煤層和巖石硬度上的差別反映在掘進(jìn)機(jī)截割負(fù)荷的差異,具體到截割作業(yè),截割煤層與截割巖層時(shí)截割電機(jī)的電流、旋轉(zhuǎn)油缸壓力、升降油缸壓力以致速度等參數(shù)都會(huì)發(fā)生改變,依據(jù)同一巷道截割不同層面下煤與巖石的參數(shù)值,就可以對(duì)煤、巖界面進(jìn)行判別。截割過(guò)程中底板、頂板和兩幫可依據(jù)這個(gè)原則進(jìn)行識(shí)別。例如沿底板截割時(shí),如果截割軌跡在底板以上范圍遇到的巖石可判斷為夾矸,這種情況下可通過(guò)控制電磁比例閥降低進(jìn)給速度繼續(xù)截割;而在底板以下范圍遇到巖石可判斷為底板,可不斷抬高截割頭進(jìn)行水平截割嘗試,直至發(fā)現(xiàn)煤層。
4.掘進(jìn)機(jī)監(jiān)控技術(shù)
掘進(jìn)作業(yè)過(guò)程中,通過(guò)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,可及時(shí)而準(zhǔn)確掌握工作面信息(如孔隙水壓力、掘進(jìn)速度等),再經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)模擬,為工作人員作出合理決策創(chuàng)造條件。自動(dòng)監(jiān)測(cè)一般依靠上位機(jī)采集可編程控制器數(shù)據(jù),再由組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè),其功能包括參數(shù)顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理、屏幕顯示等。上位機(jī)采用PC機(jī),下位機(jī)采用現(xiàn)場(chǎng)從站和PLC控制系統(tǒng)。再利用相關(guān)軟件實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互、地表沉降量預(yù)測(cè)等功能。
5.掘錨一體化技術(shù)
傳統(tǒng)臨時(shí)支護(hù)施工采用“一掘一支”即掘進(jìn)與支護(hù)分開(kāi)進(jìn)行的方法,嚴(yán)重影響綜掘效率,而且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,操作安全系數(shù)低。掘錨一體化技術(shù)就是在掘進(jìn)機(jī)上配套錨護(hù)裝置,不退機(jī)完成頂幫錨桿(錨索)支護(hù)。該裝置由頂架、升降油缸、伸縮油缸、分流集油閥、換向閥及管路等組成,利用掘進(jìn)機(jī)自身的液壓系統(tǒng),通過(guò)液壓閥切換到支護(hù)油路完成支護(hù)操作。支護(hù)完成后,再通過(guò)液壓閥切換到掘進(jìn)作業(yè)油路。支護(hù)操作不干擾掘進(jìn)作業(yè),切換簡(jiǎn)捷可靠。
6.運(yùn)輸自動(dòng)化技術(shù)
一般在掘進(jìn)工作面工作室對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行集中控制,由控制器對(duì)掘進(jìn)機(jī)狀態(tài)、帶式輸送機(jī)電機(jī)開(kāi)關(guān)、除塵風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)等信號(hào)進(jìn)行聯(lián)鎖控制,利用多功能終端采集輸送機(jī)機(jī)尾跑偏、堆煤、電機(jī)電流、溫度、速度等數(shù)據(jù),根據(jù)設(shè)定的控制模式,出現(xiàn)故障時(shí)控制器自動(dòng)作出包括急停、擴(kuò)音電話通知等控制功能,實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸自動(dòng)自動(dòng)化。
7.通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)
掘進(jìn)工作面通風(fēng)安全是煤礦安全生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié),為了在地面就能及時(shí)準(zhǔn)確地了解各工作面的通風(fēng)狀況,并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,需要應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)??刂颇J接卸喾N,現(xiàn)舉一例說(shuō)明。監(jiān)控系統(tǒng)分為地面集控中心、智能通風(fēng)控制子站、終端設(shè)備三個(gè)層級(jí)。地面集控中心作為控制系統(tǒng)的核心,主要負(fù)責(zé)各工作面通風(fēng)設(shè)備相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析和處理,并實(shí)時(shí)顯示工作面瓦斯?jié)舛确植夹畔⒁约巴L(fēng)風(fēng)量、風(fēng)速信息。智能通風(fēng)控制子站由光纖交換機(jī)、隔爆光端機(jī)、PLC控制器等組成,可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、通信和對(duì)通風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制。終端設(shè)備用來(lái)采集工作面溫度、風(fēng)量、風(fēng)速、瓦斯?jié)舛纫约巴L(fēng)機(jī)電壓、電流等信息,并根據(jù)智能通風(fēng)控制子站的指令控制通風(fēng)機(jī)開(kāi)度或電機(jī)轉(zhuǎn)速等。
8.自動(dòng)探水、排水技術(shù)
透水事故是重大惡性事故,危害十分嚴(yán)重。在巷道掘進(jìn)到斷層、裂隙、溶洞時(shí)可能發(fā)生突然大量涌水現(xiàn)象,所以掘前要對(duì)可能突水地段進(jìn)行探測(cè)。探測(cè)之后,可以掘進(jìn)一定距離,然后再進(jìn)行探測(cè)和掘進(jìn)。這個(gè)過(guò)程對(duì)生產(chǎn)效率影響較大,若能自動(dòng)測(cè)距、自動(dòng)啟停作業(yè),對(duì)提高掘進(jìn)效率和作業(yè)安全性是有幫助的。在掘進(jìn)機(jī)上安裝激光追蹤儀,距掘進(jìn)機(jī)一定距離的支架上安裝3D傳感器,再在控制柜內(nèi)設(shè)置PLC控制系統(tǒng)。根據(jù)設(shè)定的探水距離和掘進(jìn)距離,每掘進(jìn)到設(shè)定距離掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)停止作業(yè),探水并重啟掘進(jìn)程序后才能繼續(xù)下一輪作業(yè)。這個(gè)技術(shù)可能算不上自動(dòng)化程度很高的技術(shù)。下面這個(gè)例子可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守自動(dòng)排水,其原理是設(shè)計(jì)由隔爆型液位控制器、電極、低壓防爆開(kāi)關(guān)和水泵組成的排水系統(tǒng)。電極用于探測(cè)液位,并始終沒(méi)于水中。當(dāng)水位達(dá)到液位上限后,液位控制器動(dòng)作,延時(shí)后自動(dòng)啟動(dòng)水泵抽水。同時(shí)設(shè)置各種保護(hù)動(dòng)作和緊急情況下手動(dòng)操作功能,防止排干水后電機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)而損壞水泵。
1.2輸油管道儀表自動(dòng)化技術(shù)單一。目前大多數(shù)的石油化工企業(yè)多采用單一的儀表自控系統(tǒng),這使得石油化工企業(yè)在進(jìn)行輸油過(guò)程中極易形成孤島式的自動(dòng)化控制和信息管理格局。隨著石油市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈和經(jīng)營(yíng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,為了增強(qiáng)石油化工企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),及時(shí)、準(zhǔn)確地為豐富石油化工企業(yè)的輸油管道儀表自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行決策服務(wù)十分重要。否則不能使石油化工的經(jīng)營(yíng)決策轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)操作成果。此外,輸油管道儀表自動(dòng)化技術(shù)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和信息綜合系統(tǒng)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)不能得到有效協(xié)調(diào),傳統(tǒng)的DCS會(huì)使煉油化工企業(yè)的輸油效率較低。
1.3輸油管道儀表自動(dòng)化技術(shù)操作不規(guī)范。現(xiàn)代石油化工企業(yè)的操作要求越來(lái)越高,輸油管道儀表自動(dòng)化技術(shù)的管理信息量也越來(lái)越大。由于現(xiàn)代煉油化工企業(yè)主要采用儀表自動(dòng)化設(shè)備直接控制輸油管道的生產(chǎn)裝置的運(yùn)行狀態(tài),而技術(shù)操作人員在對(duì)儀表自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行操作過(guò)程中往往不按照科學(xué)的操作規(guī)范,尤其是忽視了對(duì)輸油管道儀表自動(dòng)化設(shè)備的維修工作,使得石油化工企業(yè)在進(jìn)行輸油過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)自動(dòng)化儀表設(shè)備使用壽命短,輸油效率低,維修檢測(cè)輸油管道儀表自動(dòng)化設(shè)備的成本高、儀表自動(dòng)化設(shè)備的投入所占的份額越來(lái)越大等問(wèn)題,給石油運(yùn)輸帶來(lái)了損失性的滯后被動(dòng)維修,不利于提高石油化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
2完善儀表自動(dòng)化技術(shù)在輸油管道的發(fā)展策略
2.1加強(qiáng)對(duì)輸油管道技術(shù)人員的定期培訓(xùn)。為了加強(qiáng)對(duì)輸油管道技術(shù)人員的定期培訓(xùn)工作,石油化工企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)的宣傳和教育工作,對(duì)燃?xì)夤艿兰夹g(shù)人員、石油和天然氣長(zhǎng)輸管道技術(shù)人員、石油和天然氣集輸管道技術(shù)管理人員和操作人員進(jìn)行定期考核工作,加強(qiáng)技術(shù)操作人員之間的技術(shù)交流工作和技術(shù)探討工作。這樣不僅有利于提升石油化工行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,還有利于提高我國(guó)石油化工企業(yè)儀表自動(dòng)化的應(yīng)用水平,使其適應(yīng)石油化工工業(yè)發(fā)展的需要。同時(shí)還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)與石油化工儀表自控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展較快的國(guó)際石油化工企業(yè)的技術(shù)交流和合作,尤其要突出發(fā)展輸油管道儀表自動(dòng)化技術(shù)在先進(jìn)輸油管道控制技術(shù)的實(shí)用化、儀表數(shù)字化和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息綜合技術(shù)等方面的創(chuàng)新。
2.2建立網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化的儀表自控系統(tǒng)。隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,為了建立網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化的儀表自控系統(tǒng),石油化工企業(yè)必須完善與天然氣的生產(chǎn)配合工作,通過(guò)相互提供原料與半成品,達(dá)到最大化地提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的目的?,F(xiàn)階段,應(yīng)當(dāng)摒棄運(yùn)作結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)單一的自動(dòng)化控制技術(shù),推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)化、智能化、集成化、系統(tǒng)化的新型運(yùn)作模式,強(qiáng)化自動(dòng)化儀表的控制技術(shù)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)技術(shù),促進(jìn)石油化工輸油管道自動(dòng)化儀表各項(xiàng)功能的健康、持久、穩(wěn)定發(fā)展。
在電網(wǎng)中,變電站是非常重要的組成部分,主要是傳輸和分配電能,并且進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制和管理。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有的特征包括這些方面,首先是功能綜合化,指的是結(jié)合變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行要求,綜合考慮二次系統(tǒng)的功能,優(yōu)化組合設(shè)計(jì),以便促使繼電保護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng)達(dá)到統(tǒng)一。其次是構(gòu)成模塊化,模塊化和數(shù)字化保護(hù)、控制和測(cè)量裝置,這樣就可以利用通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)連接各個(gè)功能模塊,以便有效的共享信息。再次是運(yùn)行管理智能化,變電站綜合自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn),可以促使無(wú)人值班、人機(jī)對(duì)話得到實(shí)現(xiàn),并且操作屏幕化、制表、打印以及越限監(jiān)視等功能也可以實(shí)現(xiàn),對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行構(gòu)建。
1.2變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能
在電網(wǎng)自動(dòng)系統(tǒng)中,非常重要的一個(gè)組成部分就是變電站自動(dòng)化,需要實(shí)現(xiàn)的功能有很多;對(duì)電網(wǎng)故障進(jìn)行檢測(cè),以便對(duì)故障部分盡快隔離;對(duì)變電站運(yùn)行實(shí)時(shí)信息進(jìn)行采集,監(jiān)視、計(jì)量和控制變電站運(yùn)行情況;對(duì)一次設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,以便更好的維護(hù)一次設(shè)備;促使當(dāng)?shù)睾髠淇刂坪途o急控制得到實(shí)現(xiàn)。主要有這些表現(xiàn),在微機(jī)保護(hù)方面,保護(hù)站內(nèi)所有的電氣設(shè)備,如母線保護(hù)、變壓器保護(hù)、電容器保護(hù)以及其他的安全自動(dòng)裝置,如低頻減載、設(shè)備自投等等。其次是數(shù)據(jù)采集,在狀態(tài)量方面,斷路器狀態(tài)、隔離開(kāi)關(guān)狀態(tài)以及變壓器分接頭信號(hào)等都屬于這個(gè)方面的內(nèi)容;各段的母線電壓、線路電壓以及電流和功率值等則屬于模擬量;脈沖電度表的輸出脈沖是脈沖量,促使電能測(cè)量得到實(shí)現(xiàn)。
1.3變電站綜合自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)模式
變電站綜合自動(dòng)化包括諸多的結(jié)構(gòu)模式,如分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、分層分布式結(jié)構(gòu)等等,在對(duì)其選擇的時(shí)候,需要將需要和發(fā)展規(guī)劃給充分納入考慮范圍。其中,集中處理集中布置主要是在主控制室內(nèi)集中布置集控式屏、臺(tái)等,分布處理集中布置是在主控制室集中布置分布式單功能設(shè)備集中組屏;分布處理分散布置則是在一次設(shè)備的機(jī)柜內(nèi)布置分布式單功能設(shè)備,或者是將就地就近組屏分散布置的方式給應(yīng)用過(guò)來(lái)。對(duì)于部分變電站,有著較大的容量和較多的設(shè)備進(jìn)出線回路數(shù),有著較為重要的供電地位,那么就可以將分層分布式結(jié)構(gòu)的雙機(jī)備用系統(tǒng)給應(yīng)用過(guò)來(lái),將相應(yīng)的輔助功能給應(yīng)用過(guò)來(lái),如保護(hù)、測(cè)量和控制及監(jiān)測(cè)等,并且遠(yuǎn)方的RTU功能也可以得到實(shí)現(xiàn)。對(duì)于新建的變電站,如果容量不大,有著較為簡(jiǎn)單的主接線,沒(méi)有較高的供電連續(xù)性要求,那么就可以將常規(guī)的配置及前置機(jī)給取消掉,將單機(jī)系統(tǒng)給應(yīng)用過(guò)來(lái),促使保護(hù)、測(cè)量以及控制等功能的管理得到實(shí)現(xiàn)。
2變電站綜合自動(dòng)化的應(yīng)用
為了促使工程能夠可靠的工作,維護(hù)和擴(kuò)展比較的靈活方便,用戶可以便利的進(jìn)行操作和管理,通常將變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)劃分為三個(gè)組成部分,分別是基層、網(wǎng)絡(luò)通信層和監(jiān)視管理層。前置智能單元為系統(tǒng)的基層,主要是對(duì)系統(tǒng)最基本的功能進(jìn)行執(zhí)行,比如保護(hù)、測(cè)量和控制等等,為了促使網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)不會(huì)影響到基層模塊,特別是繼電保護(hù)裝置不受影響,需要保證保護(hù)的基本功能能夠在無(wú)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下完成,在研發(fā)設(shè)計(jì)基層裝置的時(shí)候,盡量將自成一體的方法給應(yīng)用過(guò)來(lái)。網(wǎng)絡(luò)通信層主要是對(duì)系統(tǒng)后臺(tái)和基本單元進(jìn)行連接,為了促使網(wǎng)絡(luò)通信可靠性得到提升,在監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)層的時(shí)候,主要從后臺(tái)和前置兩個(gè)方面實(shí)現(xiàn),如果有足夠的條件,可以將兩個(gè)獨(dú)立通訊網(wǎng)絡(luò)工作給應(yīng)用過(guò)來(lái),同時(shí)或者備用都是不錯(cuò)的選擇。另外,因?yàn)椴煌瑪?shù)據(jù)對(duì)于安全性有著不同的要求,那么就需要結(jié)合具體情況,劃分等級(jí),這樣通信的可靠性方可以得到保證。在系統(tǒng)中,用戶最為關(guān)心的問(wèn)題就是后臺(tái)監(jiān)控的操作、管理和維護(hù),要求后臺(tái)軟件具有友好的人機(jī)界面,可以便利的進(jìn)行操作;另外,功能要開(kāi)放,以便能夠促使未來(lái)可以較好的擴(kuò)展。
2控制系統(tǒng)主要功能實(shí)現(xiàn)
2.1安全功能
生產(chǎn)線的安全控制分兩種,即急停安全和機(jī)器安全,通過(guò)TwinSAFE安全PLC端子模塊EL6900,4通道故障安全輸入模塊EL1904,4通道故障安全輸出模塊EL2904實(shí)現(xiàn)。其中模塊EL6900集成了256個(gè)安全功能塊;安全輸出模塊EL2904可以開(kāi)關(guān)最大電流達(dá)2A的24V直流執(zhí)行器[3]。急停安全由復(fù)位按鈕、急停按鈕、控制電源反饋觸點(diǎn)組成,2個(gè)急停為常閉觸點(diǎn),且EstopIn1和EstopIn2之間為邏輯與關(guān)系,當(dāng)操作員按下急停按鈕或控制電壓反饋觸點(diǎn)K24DC斷開(kāi)時(shí),急停輸出EstopOut斷開(kāi),控制電壓繼電器K24DC斷開(kāi),切換控制電源,設(shè)備停止,功能實(shí)現(xiàn)如圖4所示。機(jī)器安全實(shí)現(xiàn)時(shí),其安全功能塊與急停功能塊相近,只是在安全外設(shè)選擇了安全光幕、雙手控制開(kāi)關(guān)安全門限位和安全門進(jìn)入確認(rèn)按鈕,通過(guò)在功能塊中對(duì)這些安全輸入的失效時(shí)間(1s)進(jìn)行監(jiān)控,當(dāng)輸入點(diǎn)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)失效后,觸發(fā)監(jiān)控輸出,利用監(jiān)控輸出點(diǎn)實(shí)現(xiàn)相關(guān)動(dòng)作的停止,保證機(jī)器安全。
2.2邊模取置自動(dòng)控制功能
邊模取置通常采用自動(dòng)劃線,人工取置邊模和噴油操作,由于人為的失誤可導(dǎo)致產(chǎn)品直接報(bào)廢,而采用伺服系統(tǒng)自動(dòng)控制劃線和邊模取置,提高了系統(tǒng)的控制精度和重復(fù)精度,邊模置放精度達(dá)到±2mm。由于控制特點(diǎn)具有很強(qiáng)的流程性,因此采用邏輯控制流程圖法中的循環(huán)流程、條件分支和平行分支來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)[4],其控制功能流程圖如圖5所示。
2工業(yè)電氣自動(dòng)化數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用情況
2.1數(shù)字技術(shù)在航空工業(yè)中的應(yīng)用
航空市場(chǎng)發(fā)展問(wèn)題對(duì)于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展都是極為重要的,就我國(guó)當(dāng)前的航空市場(chǎng)現(xiàn)狀而言,已經(jīng)存在許多的航空巨頭,但是我國(guó)實(shí)際的航空技術(shù)水平與國(guó)外航空技術(shù)水平相比還是存在一定差距的,盡管隨著我國(guó)航空技術(shù)也在迅速發(fā)展,差距正在不斷縮小,但是對(duì)于一些高科技技術(shù)缺乏相應(yīng)的自主創(chuàng)新產(chǎn)權(quán),多數(shù)需要依靠國(guó)外技術(shù)。對(duì)于大多數(shù)的航空機(jī)械加工都是需要高精度的工業(yè)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn),但是我國(guó)明顯還是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,如果通過(guò)人工也是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,實(shí)際航空機(jī)械器件所使用的合金就是我國(guó)當(dāng)前工業(yè)技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,所以加強(qiáng)我國(guó)工業(yè)電氣自動(dòng)化中數(shù)字技術(shù)的發(fā)展對(duì)于我國(guó)航空技術(shù)的發(fā)展十分重要。
2.2數(shù)字技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們生活水平的不斷提高,汽車的使用量不斷提高,這對(duì)于汽車工業(yè)的發(fā)展無(wú)疑是一個(gè)巨大的發(fā)展機(jī)會(huì)。我國(guó)當(dāng)前工業(yè)電氣自動(dòng)化的生產(chǎn)水平要想滿足當(dāng)前汽車工業(yè)的發(fā)展,應(yīng)加強(qiáng)數(shù)字技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用,提高汽車工業(yè)生產(chǎn)力的發(fā)展,提高我國(guó)汽車工業(yè)加工效率,通過(guò)應(yīng)用數(shù)字技術(shù)發(fā)展汽車工業(yè)的柔性生產(chǎn)線,此外,還需要結(jié)合虛擬工業(yè)技術(shù)、集成控制技術(shù)等。
2.3數(shù)字技術(shù)的高性價(jià)比
把數(shù)字技術(shù)大量地運(yùn)用到實(shí)際的工業(yè)電氣中去,從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)電氣自動(dòng)化,這樣就能夠讓設(shè)備實(shí)現(xiàn)最大化地高效運(yùn)行等智能化工作狀態(tài)。運(yùn)用數(shù)字技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)資料收集一體化等功能,實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能化控制和工作。數(shù)字技術(shù)能夠?yàn)槠髽I(yè)節(jié)約大量的時(shí)間和成本。例如,用儀器設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)收集分析時(shí),可以利用數(shù)字技術(shù)中的測(cè)試、樣品分析定位,在線數(shù)據(jù)分析和結(jié)果評(píng)估來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和分析,這樣就能夠在設(shè)備收集的數(shù)據(jù)和分析出的數(shù)據(jù)之間進(jìn)行很好的比較和分析,并且還可以運(yùn)用多項(xiàng)數(shù)字技術(shù)來(lái)進(jìn)行多設(shè)備之間的數(shù)據(jù)收集和相互比較,這可以大大節(jié)約因?yàn)槎嘣O(shè)備數(shù)據(jù)量大而造成的工作量大容易失誤等問(wèn)題。在工業(yè)電氣自動(dòng)化中運(yùn)用數(shù)字技術(shù)可以大大提升設(shè)備的精確度,實(shí)現(xiàn)最大化的設(shè)備性價(jià)比的提升。
3數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)
數(shù)字技術(shù)對(duì)于工業(yè)發(fā)展有著重要作用,所以在工業(yè)電氣自動(dòng)化中加強(qiáng)應(yīng)用數(shù)字技術(shù)對(duì)于工業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展是極為重要的。在未來(lái)數(shù)字技術(shù)的發(fā)展中,數(shù)字技術(shù)主要用于智能化系統(tǒng)的發(fā)展,通過(guò)數(shù)字技術(shù)控制各個(gè)模塊進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn),對(duì)于工業(yè)效率的發(fā)展需要重視應(yīng)該數(shù)字技術(shù)。在未來(lái)數(shù)字技術(shù)主要是用于智能化控制,例如電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)控制、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載控制、自動(dòng)選型控制等智能化控制,所以數(shù)字技術(shù)的發(fā)展主要是向智能化控制方向發(fā)展。只有不斷加深數(shù)字技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化方面的影響,才能夠推進(jìn)我國(guó)工業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展和創(chuàng)新。
1.1.1現(xiàn)場(chǎng)總線及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及和應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線是連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的全數(shù)字、雙向、多站的通信系統(tǒng),其主要解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能化儀器儀表、控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備和高級(jí)控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問(wèn)題。目前世界上存在著大約40余種現(xiàn)場(chǎng)總線,如法國(guó)的FIP,英國(guó)的ERA,德國(guó)西門子公司的Profibus,挪威的FINT,Echelon公司的LONWorks,PhenixContact公司的InterBus,RoberBosch公司的CAN,Rosemounr公司的HART,CarloGavazzi公司的Dupline,丹麥ProcessData公司的P-net,PeterHans公司的F-Mux,以及ASI(ActraturSensorInterface),Modbus,SDS,Arcnet,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織-基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線FF:FieldBusFoundation,WorldFIP,BitBus,美國(guó)的DeviceNet與ControlNet等等?,F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)改變了整個(gè)工業(yè)控制過(guò)程的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),使儀表信號(hào)(4~20mA)過(guò)渡到全數(shù)字通訊信號(hào)。這個(gè)改變對(duì)于造紙傳動(dòng)自動(dòng)化是顛覆性的,使整個(gè)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和方式進(jìn)入到了一個(gè)信息化和智能化的嶄新階段。
1.1.2人機(jī)界面取代按鈕和操作器由人機(jī)交互式操作屏全面取代傳統(tǒng)的按鈕操作,也徹底改變了造紙傳動(dòng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。操作屏不僅可以任意設(shè)置按鈕的功能和數(shù)量,還可以實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)的各個(gè)運(yùn)行狀態(tài)以及參數(shù)等。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面,目前普遍采用雙端口網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),其中一個(gè)端口用于傳動(dòng)系統(tǒng)及各個(gè)執(zhí)行單元,另一個(gè)用于操作屏進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,提高抗干擾能力。操作屏的使用,使用戶節(jié)省了大量的現(xiàn)場(chǎng)電纜的鋪設(shè)以及操作臺(tái)的安裝,節(jié)約了自然資源和工作量。目前由于自然資源的價(jià)格上漲,顯示操作屏的價(jià)格下降,在一次成本投入上已經(jīng)十分相近,如果考慮輔助傳動(dòng)控制的按鈕連線,操作屏的投入成本更具優(yōu)勢(shì)。
1.2公共直流母線的推廣和應(yīng)用
1.2.1公共直流母線與交流母線的區(qū)別與特點(diǎn)公共直流母線系統(tǒng)的應(yīng)用在造紙傳動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域具有標(biāo)志性作用。所謂公共直流母線,簡(jiǎn)單地說(shuō)就是將變頻器的交直交內(nèi)部結(jié)構(gòu),變?yōu)榻恢苯煌獠肯到y(tǒng)結(jié)構(gòu)。圖1和圖2是公共直流母線和交流母線的原理結(jié)構(gòu)圖,以說(shuō)明兩者的區(qū)別。從圖中可以看出,交流母線變頻器是各個(gè)變頻器分別與交流電網(wǎng)連接,各自工作是獨(dú)立的;而公共直流母線結(jié)構(gòu)則是有一個(gè)總的進(jìn)線整流單元,通過(guò)直流向各個(gè)逆變器單元供電。這種結(jié)構(gòu)上的變化,導(dǎo)致其工作方式和效果不同。從相關(guān)資料和研究分析可以歸納這兩者的主要區(qū)別和特點(diǎn)如下:(1)由于烘缸等大慣性負(fù)載的存在,在交流母線系統(tǒng)中往往會(huì)出現(xiàn)過(guò)壓跳閘等情況。但在公共直流母線系統(tǒng)中,因?yàn)槟芰靠梢酝ㄟ^(guò)直流母線在所有電機(jī)之間互相流動(dòng),從而解決因?yàn)樨?fù)載波動(dòng)引起的跳閘,很好地克服多電機(jī)間電動(dòng)狀態(tài)和發(fā)電狀態(tài)之間的矛盾。(2)通過(guò)集中整流,可以使公共直流母線電壓在技術(shù)手段上做得更加可靠,降低故障率。但是事物總是利弊相伴,集中整流盡管可以通過(guò)技術(shù)手段提高可靠性,但畢竟是一個(gè)單機(jī)運(yùn)行,一旦整流單元故障,也會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)停機(jī)。而交流母線系統(tǒng),由于每臺(tái)變頻器都是獨(dú)立的,因此,一臺(tái)故障不影響整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)行,排除故障相對(duì)簡(jiǎn)單。(3)關(guān)于節(jié)能和降低成本。由于在技術(shù)上明顯復(fù)雜,如果不采用特殊手段,公共直流母線的價(jià)格目前高于交流母線的價(jià)格。關(guān)于節(jié)能的觀點(diǎn),目前尚沒(méi)有理論和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明這一說(shuō)法。(4)關(guān)于諧波抑制問(wèn)題。變頻器的諧波主要來(lái)源于高頻開(kāi)關(guān)的脈沖電流,使電網(wǎng)的電流波形失真,導(dǎo)致大量諧波產(chǎn)生。從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度看,當(dāng)采用公共直流母線后,母線上的電流是多臺(tái)變頻器不規(guī)則的脈沖電流疊加,各個(gè)變頻器的電容相當(dāng)于并聯(lián),理論上比交流母線電流波形好,諧波影響會(huì)得到改善。但由于整流單元的集中,對(duì)變壓器的影響比交流母線要大,特別是普通六脈波系統(tǒng),會(huì)在電網(wǎng)側(cè)產(chǎn)生很大的5次諧波,甚至達(dá)到干擾其他用電設(shè)備的程度。因此,當(dāng)功率超過(guò)2000kW時(shí),建議采用12脈波整流單元,這樣可以有效減小謝波干擾的影響。而交流母線系統(tǒng),由于沒(méi)有集中大功率整流,因此5次諧波的影響要小。關(guān)于回饋制動(dòng)問(wèn)題。由于紙機(jī)傳動(dòng)是一種長(zhǎng)期穩(wěn)速運(yùn)行的系統(tǒng),是否考慮增加回饋制動(dòng)單元,應(yīng)當(dāng)根據(jù)系統(tǒng)的總投資、運(yùn)行車速及停機(jī)的要求綜合考慮。一種說(shuō)法是通過(guò)能量回饋可以節(jié)省能源,但實(shí)際上紙機(jī)正常生產(chǎn)后是很少需要緊急停車的,因此用相當(dāng)增加一套整流系統(tǒng)的代價(jià)來(lái)解決回饋能量的回收問(wèn)題值得權(quán)衡利弊。當(dāng)車速1000m/min以上時(shí),為使慣性部分盡快停下來(lái),適當(dāng)增加一定功率的能耗制動(dòng),也是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。
1.2.2公共直流母線實(shí)現(xiàn)方案及運(yùn)行維護(hù)成本分析目前在ABB、AB和西門子公司的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品系列中,都有標(biāo)準(zhǔn)的直流母線系統(tǒng)。除AB系統(tǒng)在直流母線產(chǎn)品和交流母線產(chǎn)品中差別不大以外,其他兩家公司的直流母線系統(tǒng)都比交流母線系統(tǒng)價(jià)格要高。特別是整流逆變單元,比國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品價(jià)格要高出數(shù)倍。因此,目前普遍解決方案是在不帶逆變回饋單元時(shí)較多采用的是國(guó)產(chǎn)整流單元,配以上述公司的逆變器或變頻器,這已經(jīng)在國(guó)內(nèi)許多造紙生產(chǎn)線上使用。當(dāng)然如果系統(tǒng)投資資金充足,客戶要求,采用更高性能的PWM整流逆變系統(tǒng),既可以實(shí)現(xiàn)整流回饋,又可以降低諧波影響?,F(xiàn)將可能的方案介紹如下:(1)可控硅整流逆變回饋供電系統(tǒng)。這種系統(tǒng)是目前各大公司主推的系統(tǒng),造價(jià)較高,具有能量回饋能力,諧波影響根據(jù)功率大小、6脈波和12脈波而不同。(2)國(guó)產(chǎn)整流單元,配逆變器加能耗制動(dòng)公共直流母線系統(tǒng)。這種系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性較好,性能與整流回饋相同,諧波影響與上一方案相同。(3)國(guó)產(chǎn)整流單元,配變頻器加能耗制動(dòng)公共直流母線系統(tǒng)。這種方案是國(guó)內(nèi)的系統(tǒng)集成商,在激烈競(jìng)爭(zhēng)下采用的一種降低成本的方案。這種方案適合于當(dāng)變頻器價(jià)格低于逆變器價(jià)格時(shí),具有一定競(jìng)爭(zhēng)力,但如果與逆變器價(jià)格相當(dāng),則與方案(2)相同。(4)局部直流母線方案,其是在交流母線系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,為了解決慣性負(fù)載的過(guò)電壓跳閘問(wèn)題或針對(duì)某些負(fù)荷分配點(diǎn)需要能耗制動(dòng)的情況下而采取的方案。整個(gè)系統(tǒng)仍然是交流母線即通常的變頻器系統(tǒng)方案,但是將慣性負(fù)載傳動(dòng)點(diǎn)的變頻器外接制動(dòng)單元的端子通過(guò)一定的技術(shù)手段相互連接,在相連接的變頻器之間形成公共直流母線。其性能和工作特點(diǎn)與集中整流直流母線相當(dāng),只不過(guò)集中整流由分散整流代替。特點(diǎn)是簡(jiǎn)單、低成本,但系統(tǒng)接線復(fù)雜,給系統(tǒng)的可靠性和維護(hù)帶來(lái)不便,在小系統(tǒng)中應(yīng)用比較適合??傊?,從目前來(lái)看,公共直流母線、網(wǎng)絡(luò)通訊和操作屏等現(xiàn)代信息技術(shù)已經(jīng)成為紙機(jī)傳動(dòng)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì);以AB公司等為代表的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控和服務(wù)等將成為下一步技術(shù)發(fā)展的大方向,甚至無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程調(diào)試等在今后的發(fā)展中都是可能的;對(duì)紙機(jī)傳動(dòng)自動(dòng)化來(lái)說(shuō),還有優(yōu)化設(shè)計(jì)、程序化的安裝和調(diào)試,以及精準(zhǔn)的故障診斷與維護(hù)等問(wèn)題。
2現(xiàn)代紙機(jī)傳動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)的組成與設(shè)計(jì)特點(diǎn)
2.1現(xiàn)代紙機(jī)裝備的最新技術(shù)動(dòng)向從2014CIPTE國(guó)際造紙技術(shù)報(bào)告會(huì)獲悉,以芬蘭維美德公司、德國(guó)福伊特公司為代表的紙機(jī)裝備制造商,分別從各種不同的角度為紙機(jī)裝備的發(fā)展提出了多種解決方案。其中,優(yōu)化概念模塊化紙機(jī)實(shí)際上是在整個(gè)系統(tǒng)中,將不同紙機(jī)的各個(gè)部分部件,用統(tǒng)一的設(shè)計(jì)和規(guī)劃方案,尤其是連接部分、通用部件的標(biāo)準(zhǔn)方面,如同組裝模塊一樣,可以批量生產(chǎn)適合各種不同紙機(jī)的產(chǎn)品部件。在需要的時(shí)候,可以迅速地通過(guò)模塊組裝和連接形成不同的造紙機(jī)生產(chǎn)線,這就是優(yōu)化和模塊化的核心所在。在紙機(jī)裝備的模塊化和優(yōu)化設(shè)計(jì)的推動(dòng)下,紙機(jī)傳動(dòng)自動(dòng)化其實(shí)也正在朝著這個(gè)方向發(fā)展和變化。無(wú)論是從軟件設(shè)計(jì)還是硬件結(jié)構(gòu),國(guó)外的大公司以及國(guó)內(nèi)的一些企業(yè)已經(jīng)在不同程度上實(shí)施并推進(jìn)這一方法的實(shí)現(xiàn)。所謂面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法和解決方案,實(shí)際上是從軟件工程的開(kāi)發(fā)角度,來(lái)設(shè)計(jì)和構(gòu)建電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的軟件和硬件系統(tǒng),從而最大限度地減少重復(fù)性工作和最大限度地降低制造和設(shè)備采購(gòu)成本,提高工作效率,降低系統(tǒng)的故障率和增加可靠性。
2.2硬件模塊化、通用化設(shè)計(jì)根據(jù)模塊化的設(shè)計(jì)思想和標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)目標(biāo),ABB和西門子的大功率變頻器就是一個(gè)典型的實(shí)例。在ABB的大功率變頻器設(shè)計(jì)中即采用了模塊化的設(shè)計(jì),一臺(tái)大功率變頻器可以由若干個(gè)硬件功率模塊組成。當(dāng)某個(gè)模塊故障時(shí),可以在不停機(jī)的狀態(tài)下降低功率繼續(xù)使用,直至更換新的模塊以后恢復(fù)原功率運(yùn)行。西門子S120變頻器系統(tǒng)則在模塊化方面體現(xiàn)更加徹底,不但主回路模塊化,連控制回路也一起模塊化了。在新的系統(tǒng)中變頻器本身就組成了一個(gè)小型分布式控制系統(tǒng),控制中心管理著變頻器的各個(gè)主回路模塊,每個(gè)模塊僅相當(dāng)于一個(gè)功率單元。如果說(shuō)ABB變頻器是變頻器并聯(lián)運(yùn)行的話,西門子變頻器就是一個(gè)小型集散控制系統(tǒng)??刂茊卧?dú)立于功率單元,一臺(tái)控制器可以管理多個(gè)功率單元。這種硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使模塊化達(dá)到了電力電子裝置的最新高度。除此之外,在諸如電控柜、操作臺(tái)以及輔助傳動(dòng)的控制回路設(shè)計(jì)方面,模塊化的設(shè)計(jì)也體現(xiàn)了面向?qū)ο蟮奶卣?。將一臺(tái)電控柜從柜體設(shè)計(jì)到安裝板以及柜內(nèi)的每一個(gè)部件和回路,統(tǒng)統(tǒng)按照對(duì)象描述和封裝模塊的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)。在硬件的選擇上盡可能做到對(duì)于整個(gè)公司的硬件系統(tǒng)要求做到模塊化設(shè)計(jì),即凡是運(yùn)轉(zhuǎn)方式、功率等級(jí)基本一致的對(duì)象,采用一樣的模塊加以控制,同時(shí)在對(duì)比較重要的控制單元的柜體設(shè)計(jì)中,凡是控制模塊在條件許可的情況下再增加一塊備用的控制模塊(與廠家協(xié)調(diào)),這樣當(dāng)某個(gè)受控對(duì)象的控制回路出現(xiàn)故障時(shí),抽出故障模塊,換上備用模塊,系統(tǒng)先恢復(fù)運(yùn)行再維修故障模塊。在整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中,類的設(shè)計(jì)即每一種抽屜狀模塊的設(shè)計(jì)中,系統(tǒng)面向?qū)ο笏仨毦邆涞姆庋b及數(shù)據(jù)隱藏得以著重體現(xiàn)。在這里,我們強(qiáng)調(diào)的是每個(gè)受控對(duì)象(獨(dú)立的用電負(fù)載)不僅僅要有一個(gè)實(shí)實(shí)在在的硬件類與之對(duì)應(yīng),在PLC程序中也會(huì)存在一個(gè)相對(duì)應(yīng)軟件類與硬件類對(duì)應(yīng),這樣,每一個(gè)受控的實(shí)體對(duì)象都在控制系統(tǒng)對(duì)這兩個(gè)相互依存的類對(duì)象的調(diào)用中,實(shí)現(xiàn)工藝的要求。而在此時(shí)面對(duì)紙機(jī)裝備的優(yōu)化概念模塊化處理中,對(duì)于相對(duì)應(yīng)的控制系統(tǒng),我們也應(yīng)該有同等的要求。在面向?qū)ο蟮挠布到y(tǒng)設(shè)計(jì)中,最大的特點(diǎn)就是控制回路的模塊化,使其在強(qiáng)電回路封裝的基礎(chǔ)上繼續(xù)封裝控制回路,從而使得系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):(1)盡管模塊受到被控對(duì)象功率的不同、運(yùn)行方式的差異導(dǎo)致具體電路上的差別,但在外觀上盡量標(biāo)準(zhǔn)化,使得除了模塊之外,柜體也可柔性化設(shè)計(jì);(2)從元器件到模塊,應(yīng)盡量體現(xiàn)出最大程度的通用與互換性;(3)模塊的接口盡量簡(jiǎn)單,互換時(shí)簡(jiǎn)單方便;(4)模塊設(shè)計(jì)應(yīng)盡量使得可靠性足夠高。在面向?qū)ο蟮挠布到y(tǒng)設(shè)計(jì)中,我們可以做到:(1)大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)構(gòu)建及設(shè)計(jì)過(guò)程的難度;(2)形成柔性化的控制系統(tǒng);(3)更加利于專業(yè)化分工;(4)更有利于系統(tǒng)未來(lái)的擴(kuò)容和改造。在這里,我們以最為常見(jiàn)的電動(dòng)機(jī)控制回路的設(shè)計(jì)來(lái)詳細(xì)說(shuō)明面向?qū)ο蟮挠布到y(tǒng)如何實(shí)現(xiàn):首先分析普通電機(jī)(對(duì)象)的特性:(1)電機(jī)直接啟動(dòng),自由停止;(2)無(wú)反接制動(dòng)及能耗制動(dòng)的需求;(3)電機(jī)內(nèi)無(wú)報(bào)警裝置,提供額外異常信號(hào)指示;(4)短時(shí)間的電機(jī)堵轉(zhuǎn)等異常情況在熱保護(hù)等手段作用之前,不會(huì)給電機(jī)帶來(lái)傷害。下面以一個(gè)簡(jiǎn)單的電機(jī)控制系統(tǒng)為例,說(shuō)明我們?cè)谟布O(shè)計(jì)時(shí)采用的方法,如圖3、圖4。我們將一個(gè)普通的電機(jī)作為對(duì)象,對(duì)它進(jìn)行分析,從而得到控制要求,利用面向?qū)ο蠹夹g(shù),將跟它有關(guān)系的操作封裝在一個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng),使得在一張圖紙上可以看到它的全部信息,并且全部模塊化設(shè)計(jì),利用端子接線。對(duì)于圖4,我們可以在它的基礎(chǔ)上,針對(duì)具體的工控要求,很快進(jìn)行修改而不破壞其內(nèi)部封裝,改造成適用于變頻和軟啟等硬件設(shè)計(jì),幾乎沒(méi)有什么太大的變化,這一現(xiàn)象,體現(xiàn)面向?qū)ο笾欣^承的思想。同樣的設(shè)計(jì)完全可以在電控柜和操作臺(tái)上實(shí)現(xiàn),從而將我們的關(guān)注點(diǎn)完全放在這樣一個(gè)個(gè)對(duì)象上,而不是一個(gè)龐大系統(tǒng)的每一個(gè)細(xì)節(jié),可以極大地節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間,簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)步驟。而對(duì)于相同或者差異不大的對(duì)象或者項(xiàng)目,完全可以很方便的完成,而不用再擔(dān)心改動(dòng)錯(cuò)誤。因?yàn)樵诜庋b對(duì)象的時(shí)候,我們投入了極大的精力,使得每一個(gè)對(duì)象里面的每個(gè)元件都有跟隨作用。如果封裝后有錯(cuò)誤,是無(wú)法通過(guò)測(cè)試的。這首先保證了自己所使用的“元件”是無(wú)誤的,而不像面向過(guò)程中每一步都沒(méi)有電氣屬性,改動(dòng)完之后不知道是否正確的尷尬局面。目前,對(duì)于整個(gè)造紙機(jī)傳動(dòng)自動(dòng)化來(lái)講,我們往往對(duì)于輔助傳動(dòng)的著力點(diǎn)過(guò)少,從現(xiàn)在這個(gè)行業(yè)的故障率來(lái)講,目前應(yīng)該將輔助傳動(dòng)控制與主傳動(dòng)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)。對(duì)此,我們還是針對(duì)于每一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行具體設(shè)計(jì),因?yàn)檩o助傳動(dòng)在各自的分布可能要求不一致,系統(tǒng)之間又沒(méi)有具體的聯(lián)系,還是采用面向過(guò)程的設(shè)計(jì)思路,簡(jiǎn)單方便、可靠性高。
2.3軟件模塊化、通用化設(shè)計(jì)在國(guó)外,1999年Benitez等人提出面向?qū)ο蠓椒ㄔ赑LC程序設(shè)計(jì)應(yīng)用中的必然性。2010年ChiacchioP.等人提出IEC61131標(biāo)準(zhǔn)中的PLC程序設(shè)計(jì)方法已無(wú)法滿足自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展需求,提出面向?qū)ο蟮木幊谭椒?。AdnanSalihbegović等人也提出將軟件工程方法運(yùn)用到工業(yè)自動(dòng)化控制中。在國(guó)內(nèi),2000年陳娟等人將面向?qū)ο蠓椒ㄟ\(yùn)用到糧食儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)中,討論了類的抽象和封裝的實(shí)現(xiàn)。2009年張逸群等人將面向?qū)ο蠓椒ㄟ\(yùn)用到煤炭輸送機(jī)控制系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計(jì)中,闡述了基于STEP7的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法。2009年12月,祝瓛冰出版了《面向?qū)ο蟮默F(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)的實(shí)用設(shè)計(jì)技術(shù)》一書(shū),更是取得突破性技術(shù),使得面向?qū)ο蟮姆椒ǜ訉?shí)用于PLC程序設(shè)計(jì)。綜上所述,在國(guó)內(nèi)外研究中面向?qū)ο蠓椒ㄒ呀?jīng)在工業(yè)控制中嶄露頭角。但在此時(shí),紙機(jī)傳動(dòng)自動(dòng)化軟件設(shè)計(jì)還是處于傳統(tǒng)的階段,對(duì)于此次當(dāng)代紙機(jī)裝備制造商提出的優(yōu)化概念模塊化紙機(jī),為了提高工業(yè)效率的適應(yīng)性,還是難以滿足,所以我們將面向?qū)ο蠓椒ㄒ爰垯C(jī)傳動(dòng)自動(dòng)化行業(yè),在硬件上加以強(qiáng)類封裝,同時(shí)相對(duì)于每一個(gè)硬件類,都有一個(gè)相對(duì)應(yīng)的軟件類。這樣對(duì)于一個(gè)控制系統(tǒng)的對(duì)象,我們只要通過(guò)接口,操作硬件類與軟件類相互聯(lián)系,就可以很好地完成控制任務(wù)。下面以普通電機(jī)為例,介紹其每個(gè)環(huán)節(jié)的做法:(1)建立需求分析表,如表1。其作用就是以控制系統(tǒng)對(duì)此類目標(biāo)的需求,對(duì)未來(lái)對(duì)象所執(zhí)行的任務(wù)進(jìn)行反向遞推,將需求層層細(xì)化。(2)建立變量表,如表2。這個(gè)需要好好琢磨,以至于反復(fù)修改。(3)編制類的梯形圖,測(cè)試修改,反復(fù)多次。這樣,所有編程均基于所述接口,對(duì)于每一個(gè)具體的工程對(duì)象,僅僅只需要修改相對(duì)應(yīng)的外部變量,而不需要在所封裝的程序內(nèi)部做修改。當(dāng)然這個(gè)過(guò)程是循環(huán)往復(fù)的,它需要我們有足夠的測(cè)試對(duì)象以及測(cè)試次數(shù),但這一點(diǎn),相對(duì)于以往工程項(xiàng)目毫無(wú)頭緒的修改,導(dǎo)致的出錯(cuò)率還是可以接受的。
3現(xiàn)代紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)常見(jiàn)技術(shù)問(wèn)題分析與處理方法
紙機(jī)在運(yùn)行中,由于機(jī)械、電氣緊密聯(lián)系,相互配合,因而故障出現(xiàn)時(shí),往往會(huì)導(dǎo)致很難確定是何原因。作為電氣技術(shù)人員,在對(duì)所管設(shè)備充分了解后,理應(yīng)對(duì)于其工作原理以及設(shè)計(jì)思想有所了解,最后依據(jù)現(xiàn)象做出分析判斷,區(qū)分故障,從而解決問(wèn)題。在造紙生產(chǎn)中,不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些類似操作失靈、頻繁斷紙等表面現(xiàn)象,操作人員往往第一時(shí)間會(huì)認(rèn)為是出現(xiàn)了電氣故障。此時(shí),作為電氣工程師則必須首先對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行仔細(xì)分析,完整描述,準(zhǔn)確判斷。要做到一看、二想、三檢驗(yàn),即:一看就是先看準(zhǔn)問(wèn)題的部位和現(xiàn)象,進(jìn)行細(xì)致分析和準(zhǔn)確描述,分清問(wèn)題所在。二想就是對(duì)于問(wèn)題表現(xiàn)的現(xiàn)象,要冷靜思考、綜合判斷,特別是結(jié)合公共和電氣參數(shù)的記錄值,對(duì)現(xiàn)象的產(chǎn)生原因做出判斷,防止誤判。三檢驗(yàn)就是在可能情況下,通過(guò)一些參數(shù)的人為變化,檢驗(yàn)和核對(duì)問(wèn)題的原因,最終確定問(wèn)題的原因和處理方法。下面通過(guò)對(duì)幾種常見(jiàn)問(wèn)題的分析和判斷,以說(shuō)明問(wèn)題的處理方法。
3.1速度不穩(wěn)、斷紙、引紙困難這類問(wèn)題在早期的新紙機(jī)調(diào)試和二手機(jī)開(kāi)機(jī)過(guò)程以及更換產(chǎn)品品種時(shí)較易發(fā)生。由于目前機(jī)械和傳動(dòng)設(shè)備都已經(jīng)設(shè)計(jì)比較完善,操作人員也已經(jīng)比較熟練。在設(shè)備和工藝以及電氣之間發(fā)生問(wèn)題梳理不清的情況已經(jīng)減少。但是,從電氣技術(shù)原理的角度分析問(wèn)題的根源和找出解決辦法仍然是電氣工程師應(yīng)當(dāng)具備的基本能力。面對(duì)速度不穩(wěn)、斷紙這樣的現(xiàn)象,往往會(huì)伴隨著工藝和機(jī)械設(shè)備等相互交織的問(wèn)題。有經(jīng)驗(yàn)的車間主任、班組長(zhǎng)可以很快判斷問(wèn)題的原因所在。以下通過(guò)電氣傳動(dòng)的參數(shù)數(shù)據(jù)分析來(lái)說(shuō)明邏輯分析方法:(1)仔細(xì)觀察上位機(jī)記錄的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩變化曲線,在反應(yīng)的斷紙點(diǎn)觀察是否有速度的突變和轉(zhuǎn)矩突變以及突變的方向和規(guī)律。這一點(diǎn)非常重要,傳動(dòng)參數(shù)的記錄數(shù)據(jù),特別是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)分析判斷至關(guān)重要。(2)基本分析和判斷:如果在斷紙附近速度曲線變化不明顯,而轉(zhuǎn)矩或電流在斷紙附近顯著波動(dòng),通??梢哉J(rèn)為調(diào)速系統(tǒng)是正常的??梢圆挥枥頃?huì)關(guān)于速度波動(dòng)的說(shuō)法,這是因?yàn)槿绻俣葲](méi)有明顯變化而轉(zhuǎn)矩或電流有明顯波動(dòng),則恰恰說(shuō)明調(diào)速系統(tǒng)是正常的。在雙閉環(huán)系統(tǒng)中,速度反饋是外環(huán),電流或轉(zhuǎn)矩是內(nèi)環(huán)。內(nèi)環(huán)的響應(yīng)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外環(huán),因此正是電流的波動(dòng)才抑制了或抵消了速度的波動(dòng),是正常的響應(yīng)。(3)反之如果先有速度的變化,不論是緩慢變化還是突變,之后才是電流的變化,那么可以懷疑調(diào)速系統(tǒng)或在設(shè)備的某些部位存在問(wèn)題??赡艿膯?wèn)題有:編碼器或速度反饋干擾或不穩(wěn)定,引起速度波動(dòng);可以進(jìn)一步觀察速度反饋系統(tǒng)或電機(jī)和編碼器的連接部位,進(jìn)行必要的檢修和加固,對(duì)導(dǎo)線連線以及屏蔽等進(jìn)行檢查和再次接線;如果電氣系統(tǒng)檢查無(wú)誤,則可以懷疑設(shè)備或安裝存在的可能問(wèn)題。在某廠的系統(tǒng)中曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)過(guò)施膠部在施膠過(guò)程中主傳動(dòng)點(diǎn)速度緩慢變化的情況,后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是由于主從控制的安裝不當(dāng)引起,當(dāng)膠輥在受熱后形變較大時(shí),會(huì)發(fā)生直徑增加的情況因而導(dǎo)致線速度緩慢增加。引起不穩(wěn)定或張力增加而出現(xiàn)斷紙,更改主從配置后問(wèn)題得以解決。(4)另外,在壓榨部也會(huì)出現(xiàn)莫名其妙斷紙的現(xiàn)象。在觀察電氣記錄后如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,則可以提醒操作人員注意真空度和濕紙的干度,真空度的變化也會(huì)引起紙的強(qiáng)度變化。同時(shí),應(yīng)當(dāng)充分注意速度環(huán)PID參數(shù)整定要合適。舉例說(shuō)明,如圖5。此為卷取部換卷時(shí)的曲線記錄。從曲線上看,當(dāng)換卷時(shí)從三烘到卷取的紙幅所承受的拉力減小,從而導(dǎo)致三烘部的負(fù)荷加大,引起速度下降,在速度閉環(huán)系統(tǒng)的控制下,變頻器進(jìn)行了自動(dòng)調(diào)節(jié),但是此過(guò)程持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),從而可以明顯看到三烘之前的紙幅下垂現(xiàn)象。從圖5(上)明顯還可以看出,速度控制的調(diào)節(jié)時(shí)間太長(zhǎng),速度下跌較大,因此需要增大速度環(huán)的比例系數(shù),縮短積分時(shí)間。從圖5(下)明顯可以看到,同樣在進(jìn)行換卷時(shí),速度有波動(dòng),但是速度下跌較小,而且調(diào)節(jié)過(guò)程的時(shí)間明顯縮短,紙幅變化量不大??傊瑧?yīng)對(duì)速度不穩(wěn)問(wèn)題,一定要以記錄數(shù)據(jù)為依據(jù),然后再根據(jù)工藝過(guò)程分析問(wèn)題的根源所在。電氣工程師不但應(yīng)當(dāng)能夠發(fā)現(xiàn)自身系統(tǒng)的問(wèn)題,更要能夠分析和判斷出其他方面的問(wèn)題,才能是合格的工程師。
3.2負(fù)荷分配控制方案及存在問(wèn)題對(duì)策在網(wǎng)部和壓榨部以及施膠部等,都存在負(fù)荷分配的控制問(wèn)題。早期直流系統(tǒng)中負(fù)荷分配控制是由模擬的轉(zhuǎn)矩電流分配器來(lái)完成的,現(xiàn)代紙機(jī)由于采用了通訊控制方式,這種分配關(guān)系由模擬變?yōu)閿?shù)字,但基本的控制原理是相同的。本文所要闡述的是在負(fù)荷分配控制中針對(duì)不同情況的控制策略選擇問(wèn)題,這也是本人及其團(tuán)隊(duì)多年來(lái)研究和實(shí)踐的總結(jié),現(xiàn)分幾個(gè)問(wèn)題介紹如下:(1)剛性負(fù)荷分配控制的穩(wěn)定性問(wèn)題通常情況下壓榨部、網(wǎng)部、施膠部等各部分的負(fù)荷分配問(wèn)題,都可以定義為剛性連接的負(fù)荷分配控制問(wèn)題。所謂剛性連接就是指兩個(gè)連接的電動(dòng)機(jī)之間沒(méi)有速度誤差,例如壓榨部,上下輥之間在正常時(shí)是不可能有速度偏差的,否則紙頁(yè)就會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題,網(wǎng)部和施膠部都可以做類似的解釋。在這種負(fù)荷分配控制中,普遍采用的方案是用轉(zhuǎn)矩或電流疊加進(jìn)行分配,其中一臺(tái)作為主傳動(dòng),另一臺(tái)作為輔傳動(dòng)。通過(guò)轉(zhuǎn)矩電流的比例分配,滿足協(xié)調(diào)所需的工藝控制要求。但是,這種方案是否存在穩(wěn)定性問(wèn)題呢?長(zhǎng)期以來(lái)一直沒(méi)有理論的證明和分析,陜西科技大學(xué)2013屆研究生張洪濤在參考相關(guān)資料的基礎(chǔ)上,將速度反饋微差注入的方法引入到負(fù)荷分配控制的穩(wěn)定性仿真分析中,在理論上證明了剛性連接情況下采用轉(zhuǎn)矩或電流進(jìn)行負(fù)荷分配控制是穩(wěn)定的。現(xiàn)將這一原理仿真模型進(jìn)行說(shuō)明。圖6中編號(hào)1代表的是速度給定,編號(hào)2和3是負(fù)載和負(fù)載擾動(dòng)的加載點(diǎn)。模型中剛性耦合的模擬是通過(guò)求取兩者的速差,然后再乘以剛性系數(shù)去疊加到各電流調(diào)節(jié)器的輸出上,從而代表由于速差而引起的轉(zhuǎn)矩傳遞。主傳動(dòng)點(diǎn)的速度給定直接乘以一個(gè)補(bǔ)償系數(shù)作為從傳動(dòng)點(diǎn)的速度給定,此補(bǔ)償系數(shù)一般大于1,目的是為了使從傳動(dòng)點(diǎn)的速度調(diào)節(jié)器飽和。將主傳動(dòng)點(diǎn)的電流反饋和主傳動(dòng)點(diǎn)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)取最小運(yùn)算,目的是為了使主傳動(dòng)點(diǎn)的電流反饋值對(duì)從傳動(dòng)點(diǎn)的電流給定值起到一個(gè)限幅的作用,也即從傳動(dòng)點(diǎn)跟隨主傳動(dòng)點(diǎn)的電流反饋,從而模擬轉(zhuǎn)矩控制的效果。仿真波形如圖7所示。由仿真波形可以看出,速度的穩(wěn)定性較高而且從點(diǎn)電流在整個(gè)過(guò)程當(dāng)中都僅僅跟隨主點(diǎn)電流,保證主從出力相同。在25s時(shí)在標(biāo)號(hào)2處添加一個(gè)負(fù)載擾動(dòng)信號(hào),此時(shí)轉(zhuǎn)速變化很小,而電流的波動(dòng)相對(duì)轉(zhuǎn)速要大,但在不到2s時(shí)間內(nèi)又穩(wěn)定下來(lái),且主從電流一致。從仿真波形來(lái)看,用轉(zhuǎn)矩控制的負(fù)荷分配方式對(duì)剛性耦合的負(fù)載進(jìn)行控制,系統(tǒng)始終是穩(wěn)定的。(2)柔性耦合的負(fù)荷分配控制的穩(wěn)定性問(wèn)題圖8是柔性耦合負(fù)荷分配控制系統(tǒng)中基于速度控制的仿真模型,其中主從傳動(dòng)點(diǎn)都處于速度控制模式,通過(guò)比較主從點(diǎn)的電流反饋值,然后求差,再乘以柔性補(bǔ)償系數(shù)疊加到從點(diǎn)的速度給定上,從而微調(diào)從點(diǎn)電流,使得從點(diǎn)的電流值跟隨主點(diǎn)電流的目的。在柔性耦合的負(fù)荷分配控制中,同樣先采用主從傳動(dòng)點(diǎn)都處于速度控制模式進(jìn)行仿真分析。在速度控制模式下通過(guò)比較主從點(diǎn)的電流反饋值,然后求差,再乘以柔性補(bǔ)償系數(shù)疊加到從點(diǎn)的速度給定上,從而微調(diào)從點(diǎn)電流,使得從點(diǎn)的電流值跟隨主點(diǎn)電流。模擬柔性耦合機(jī)械上的連接還是通過(guò)求速差,再乘剛性系數(shù)去疊加到各電流調(diào)節(jié)器的輸出上。和剛性耦合中不同的是,當(dāng)在主點(diǎn)加負(fù)載擾動(dòng)時(shí),其對(duì)從點(diǎn)轉(zhuǎn)矩的影響需要經(jīng)過(guò)一定的延時(shí),所以在此還是通過(guò)求速差,再乘剛性系數(shù)去疊加到各電流調(diào)節(jié)器的輸出上。在此模型中,添加了一個(gè)延時(shí)模塊,其延時(shí)取決于實(shí)際轉(zhuǎn)矩的傳遞時(shí)間。仿真時(shí),在編號(hào)2處加負(fù)載擾動(dòng),而延時(shí)環(huán)節(jié)則加在去主點(diǎn)電流環(huán)的一側(cè),此時(shí)代表當(dāng)從點(diǎn)負(fù)載發(fā)生波動(dòng)時(shí),其到主點(diǎn)轉(zhuǎn)矩的傳遞需要經(jīng)過(guò)一定的延時(shí)。仿真波形如圖9所示。從仿真波形可以看出,當(dāng)從點(diǎn)加負(fù)載擾動(dòng)時(shí),主從點(diǎn)轉(zhuǎn)速的波動(dòng)仍然很小,電流波動(dòng)相對(duì)較大,但在短暫調(diào)整后又趨于平穩(wěn),從點(diǎn)的電流跟隨性良好,說(shuō)明主從點(diǎn)負(fù)載均衡,達(dá)到了負(fù)荷分配的目的。從上面仿真結(jié)果來(lái)看,對(duì)柔性耦合的負(fù)載采用速度控制的負(fù)荷分配方式是穩(wěn)定的。圖10是柔性連接的轉(zhuǎn)矩控制方式仿真模型,模型中柔性耦合的模擬與剛性連接相同,均采用求取速度反饋差值的辦法,用差值乘以剛性系數(shù)后疊加到各電流調(diào)節(jié)器的輸出上,代表由于速差而引起的轉(zhuǎn)矩傳遞。主傳動(dòng)點(diǎn)的速度給定直接乘以一個(gè)補(bǔ)償系數(shù)作為從傳動(dòng)點(diǎn)的速度給定,此補(bǔ)償系數(shù)一般大于1,目的是為了使從傳動(dòng)點(diǎn)的速度調(diào)節(jié)器飽和,從而形成轉(zhuǎn)矩控制的方式。將主傳動(dòng)點(diǎn)的電流反饋和主傳動(dòng)點(diǎn)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)取最小運(yùn)算,目的是為了使主傳動(dòng)點(diǎn)的電流反饋值對(duì)從傳動(dòng)點(diǎn)的電流給定值起到一個(gè)限幅的作用,也即從傳動(dòng)點(diǎn)跟隨主傳動(dòng)點(diǎn)的電流反饋,從而模擬轉(zhuǎn)矩負(fù)荷分配控制的效果。與剛性連接不同的是增加一個(gè)延時(shí)環(huán)節(jié),圖10是將主擾動(dòng)的影響經(jīng)過(guò)延時(shí)后疊加到從點(diǎn)上。由圖11仿真波形我們發(fā)現(xiàn),當(dāng)柔性耦合的負(fù)載采用總線通訊轉(zhuǎn)矩控制的負(fù)荷分配方式時(shí),主從點(diǎn)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩都發(fā)生了振蕩的現(xiàn)象。而前面采用總線通訊速度控制方式時(shí),主從點(diǎn)的速度與轉(zhuǎn)矩都能經(jīng)過(guò)短暫的調(diào)節(jié)趨于穩(wěn)定,且從點(diǎn)的電流和主點(diǎn)的電流基本相等。這也說(shuō)明了柔性耦合的負(fù)載當(dāng)采用轉(zhuǎn)矩控制的負(fù)荷分配方式時(shí)是不穩(wěn)定的,此跟實(shí)際調(diào)試當(dāng)中遇到的現(xiàn)象完全吻合??傊?,對(duì)于負(fù)荷分配控制系統(tǒng)而言,正常情況下我們都可以看作是剛性連接的系統(tǒng)。因此,無(wú)論是速度控制方式還是轉(zhuǎn)矩控制方式,系統(tǒng)本身都是穩(wěn)定的。但是如果具有延遲特性的負(fù)荷分配控制系統(tǒng),由于轉(zhuǎn)矩和速度之間增加了反饋延遲,就會(huì)造成不穩(wěn)定現(xiàn)象。典型的例子如高速衛(wèi)生紙機(jī)的負(fù)荷分配控制系統(tǒng),在網(wǎng)部和大缸之間由10m以上的毛布進(jìn)行連接,毛布的彈性作用會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩和速度的延遲。這時(shí)如果采用轉(zhuǎn)速控制的負(fù)荷分配方案則是穩(wěn)定的,反之如果采用通常的轉(zhuǎn)矩負(fù)荷分配控制方案則極有可能會(huì)造成系統(tǒng)不穩(wěn)定,理論研究和實(shí)踐都證明了這一點(diǎn)。
3D數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn),給人最多的是視覺(jué)的震撼,導(dǎo)演能熟練運(yùn)用數(shù)字技術(shù),更加精彩的再現(xiàn)動(dòng)畫(huà)電影場(chǎng)景。例如,針對(duì)動(dòng)畫(huà)電影《瘋狂原始人》中,應(yīng)用3D數(shù)字技術(shù),不論是人物造型還是場(chǎng)景設(shè)置,都是利用電腦平臺(tái),采取3D數(shù)字技術(shù)對(duì)其進(jìn)行建模制作的,不僅使動(dòng)畫(huà)電影達(dá)到非常自然逼真的播放效果,同時(shí)也豐富了動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì),使得動(dòng)畫(huà)電影創(chuàng)作更接近生活[3]?;趶?qiáng)大的3D數(shù)字技術(shù),不僅開(kāi)始對(duì)電影的人物真實(shí)性提出更高的需求,同時(shí)在動(dòng)畫(huà)電影的造型、構(gòu)圖、配色上,也要求可以有真實(shí)的觀影效果。
1.2動(dòng)畫(huà)影院播放
在動(dòng)畫(huà)電影創(chuàng)作中,3D技術(shù)可以更好的深化主題,且動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作中,還會(huì)按照音樂(lè)與影片之間的聯(lián)系關(guān)系,采取3D數(shù)字技術(shù)描繪場(chǎng)景,有效渲染動(dòng)畫(huà)電影氣氛,以音畫(huà)同步式的配樂(lè)形式,在3D數(shù)字技術(shù)描繪場(chǎng)景中,很好的感染觀眾情緒,使觀眾對(duì)于動(dòng)畫(huà)電影的視覺(jué)感官得到提升,3D數(shù)字技術(shù)使得動(dòng)畫(huà)電影表現(xiàn)的感情不再孤立,更能夠深化提升動(dòng)畫(huà)電影畫(huà)面氛圍。
2.3D數(shù)字藝術(shù)對(duì)動(dòng)畫(huà)電影創(chuàng)作的影響
2.1提升觀眾的觀影體驗(yàn)
動(dòng)畫(huà)電影創(chuàng)作中,應(yīng)用3D數(shù)字技術(shù),再應(yīng)用透鏡組合,調(diào)節(jié)畫(huà)面轉(zhuǎn)換效果,采用精密機(jī)械式調(diào)節(jié)方式,使得動(dòng)畫(huà)電影創(chuàng)作發(fā)生技術(shù)上的改革。故此,在動(dòng)畫(huà)電影的創(chuàng)作中,更加注重動(dòng)畫(huà)的表現(xiàn)力與場(chǎng)景的真實(shí)效果,縱觀每部動(dòng)畫(huà)電影,在其創(chuàng)作中,多具有奇幻、炫酷的3D場(chǎng)景,并且更是通過(guò)3D數(shù)字技術(shù),深化與烘托動(dòng)畫(huà)電影中的人物與情節(jié),有效填補(bǔ)動(dòng)畫(huà)電影場(chǎng)景之間的空白間隔,還很好的發(fā)揮一定的敘事功能,擴(kuò)大動(dòng)畫(huà)電影的創(chuàng)作空間。同時(shí),動(dòng)畫(huà)電影創(chuàng)作中,追求與3D技術(shù)的融合,采取3D技術(shù)創(chuàng)作動(dòng)畫(huà)電影,如在《龍騎俠3D》中,采用了3D數(shù)字技術(shù)進(jìn)行動(dòng)畫(huà)播放,可以提升動(dòng)畫(huà)的震撼場(chǎng)面,基于3D影院轉(zhuǎn)換設(shè)備的支撐,更是可以精彩再現(xiàn)動(dòng)畫(huà)中激烈的戰(zhàn)斗鏡頭,塑造主人公堅(jiān)強(qiáng)勇敢的正面形象,且延續(xù)了勵(lì)志冒險(xiǎn)的主題內(nèi)容,增添了故事的趣味性和可看性,采用“控制景深,調(diào)節(jié)速率,善用顏色”手段,保證立體效果基礎(chǔ)上,為觀眾帶來(lái)極度震撼和華麗的視覺(jué)體驗(yàn)。3D數(shù)字技術(shù),不僅會(huì)影響動(dòng)畫(huà)電影觀眾的心理,也會(huì)影響其視覺(jué)感官,深化動(dòng)畫(huà)電影的主題[4]。在動(dòng)畫(huà)電影中,通過(guò)3D數(shù)字技術(shù),不僅可以抒發(fā)影片中人物的情感,還可以渲染場(chǎng)景以及刻畫(huà)電影人物的性格,引導(dǎo)暗示觀眾在觀看影片時(shí)的情緒,這是其他動(dòng)畫(huà)電影語(yǔ)言所無(wú)法代替的。
2.2豐富動(dòng)畫(huà)電影播放色彩
色彩在動(dòng)畫(huà)電影作品創(chuàng)作中,可以賦予作品以藝術(shù)基調(diào),直接關(guān)系到動(dòng)畫(huà)電影作品的成功。動(dòng)畫(huà)電影創(chuàng)作中,應(yīng)用3D數(shù)字技術(shù),提升動(dòng)畫(huà)電影播放精度,有效調(diào)控電影畫(huà)面色彩,給觀眾帶來(lái)更好的觀影體驗(yàn)。采用了光回收系統(tǒng),分光路不同光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、PLC電氣精準(zhǔn)控制系統(tǒng)的組合,達(dá)到提高3D轉(zhuǎn)換設(shè)備的整體光效值和對(duì)比度值。其中光回收系統(tǒng),采用同一束光在經(jīng)過(guò)特制光學(xué)原件后進(jìn)行分光,并對(duì)原本的一束不可用光進(jìn)行回收重新轉(zhuǎn)換,在分光路不同光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中,對(duì)光回收系統(tǒng)中分光產(chǎn)生的兩束光分別進(jìn)行機(jī)械式和液晶式的調(diào)制,達(dá)到兩束光的光學(xué)同步投影,在PLC電氣精準(zhǔn)控制系統(tǒng)中,采用PLC對(duì)整個(gè)電氣運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行控制,保證控制精度。應(yīng)用3D數(shù)字技術(shù),將DLP放映機(jī)放出來(lái)的畫(huà)面進(jìn)行轉(zhuǎn)換分離,使左右眼圖像光束分別具有不同的偏振特性,觀眾再佩戴上對(duì)應(yīng)的偏振眼鏡,就可以使左右眼看到對(duì)應(yīng)的畫(huà)面,從而在觀眾的大腦中合成出立體畫(huà)面。目前市面上使用的3D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)主要有主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種。動(dòng)畫(huà)電影創(chuàng)作中,應(yīng)用3D數(shù)字技術(shù),通過(guò)修改材料的配方,使得數(shù)字放映機(jī)透射出的畫(huà)面顏色損失最小,從而具有較好的色彩還原性。播放方面應(yīng)用主動(dòng)式設(shè)備,根據(jù)3D數(shù)字技術(shù)特征,主要依靠色彩原理實(shí)現(xiàn)了對(duì)光的轉(zhuǎn)換,從而使左右眼畫(huà)面分開(kāi)交替顯示。應(yīng)用3D數(shù)字技術(shù),對(duì)于動(dòng)畫(huà)電影播放中的被動(dòng)式設(shè)備,則主要依靠光學(xué)偏振片完成了對(duì)光的轉(zhuǎn)換。主動(dòng)式設(shè)備由于轉(zhuǎn)換效果不徹底、重影嚴(yán)重、色彩飽和度差及轉(zhuǎn)換后畫(huà)面亮度太低而被市場(chǎng)逐步淘汰。在被動(dòng)式設(shè)備中又分為兩類,機(jī)械偏振式和液晶偏振式。機(jī)械偏振式主要通過(guò)偏振調(diào)制器(主要材料偏振膜片)被伺服電機(jī)帶動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)高幀率的左右眼畫(huà)面分離并交替顯示,從而達(dá)到3D轉(zhuǎn)換的目的。而液晶偏振式則是通過(guò)液晶分子對(duì)電壓趨向性的快速反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)3D轉(zhuǎn)換目的。3D數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn),提升了動(dòng)畫(huà)電影后期創(chuàng)作水平[5]。
2.3優(yōu)化動(dòng)畫(huà)電影播放效果
在3D動(dòng)畫(huà)電影的播放中,當(dāng)顯示器在顯示左眼畫(huà)面時(shí),右眼鏡片應(yīng)該是全黑的,若是快門式眼鏡開(kāi)關(guān)周期與顯示器刷新周期沒(méi)準(zhǔn)同步,會(huì)導(dǎo)致漏鏡片的鬼影的出現(xiàn),影響人們觀看3D電影的效果。故此,在3D動(dòng)畫(huà)電影創(chuàng)作中,應(yīng)用面向影院的3D轉(zhuǎn)換設(shè)備,強(qiáng)化對(duì)此問(wèn)題的重視,不論是3D動(dòng)畫(huà)電影的內(nèi)傾角,還是平行光軸,以及外傾角,強(qiáng)化其3D動(dòng)畫(huà)電影的播放效果,提高左右畫(huà)面的重合度,使人們觀看3D動(dòng)畫(huà)電影時(shí)的視野更開(kāi)闊。3D數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用,使觀眾能毫無(wú)阻礙地通向?qū)а輼?gòu)思,通過(guò)3D技術(shù),讓觀眾站在原地就可以看到更為廣闊的世界。動(dòng)畫(huà)電影創(chuàng)作中,更加關(guān)注播放效果,故此,擬采用組合透鏡的方式對(duì)光程差進(jìn)行調(diào)節(jié),首先通過(guò)整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)和光學(xué)系統(tǒng),精確計(jì)算出兩路光的光程差,然后根據(jù)光程差設(shè)計(jì)組合透鏡的相關(guān)參數(shù),但是通常由于機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)械加工進(jìn)度等誤差,這些微觀的誤差會(huì)在光學(xué)系統(tǒng)中做宏觀的表現(xiàn),所以需要在設(shè)計(jì)完成后通過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步確認(rèn)。就如對(duì)于動(dòng)畫(huà)電影《豚鼠特工隊(duì)》之中,不管是簡(jiǎn)單模型的創(chuàng)作,還是對(duì)于動(dòng)畫(huà)中豚鼠形象的創(chuàng)作,總是秉持人們的立體視覺(jué)體驗(yàn),結(jié)合3D數(shù)字技術(shù),進(jìn)行活動(dòng)跟蹤,對(duì)指定地區(qū)舉行活動(dòng)的跟蹤闡發(fā),有效應(yīng)用3D數(shù)字技術(shù),并主動(dòng)創(chuàng)建出主要的動(dòng)畫(huà)幀,將3D數(shù)字技術(shù)得到的跟蹤結(jié)果,應(yīng)用到動(dòng)畫(huà)電影創(chuàng)作之中,用實(shí)體任務(wù)動(dòng)作標(biāo)記動(dòng)畫(huà)人物的行動(dòng),使用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)動(dòng)畫(huà)人物行為,使得動(dòng)畫(huà)電影的效果更加逼真。動(dòng)畫(huà)電影創(chuàng)作中,應(yīng)用3D技術(shù),產(chǎn)生積極的影響。
2.4促使動(dòng)畫(huà)電影創(chuàng)作向3D發(fā)展
基于3D數(shù)字技術(shù)的動(dòng)畫(huà)電影,帶給人更多的新奇感,特別是在影院播放中,基于3D數(shù)字技術(shù)的支持,不僅提升動(dòng)畫(huà)電影的逼真效果。同時(shí)震撼觀眾心靈,呈現(xiàn)出美麗且動(dòng)人的畫(huà)面,給人的心理上產(chǎn)生巨大感觸,增加人們?cè)谝曈X(jué)上的認(rèn)知度。動(dòng)畫(huà)電影創(chuàng)作中,也開(kāi)始構(gòu)建更具想象力的場(chǎng)景,動(dòng)畫(huà)電影創(chuàng)作也開(kāi)始走向3D技術(shù)方向。并且在動(dòng)畫(huà)電影中可以應(yīng)用3D數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù),將動(dòng)畫(huà)電影虛擬在人的眼前,使人們產(chǎn)生更加真實(shí)的觀影體驗(yàn)[6]。例如,對(duì)于動(dòng)畫(huà)電影《大鬧天宮》,該片應(yīng)用3D數(shù)字技術(shù),不僅制造的動(dòng)畫(huà)電影色彩濃重,動(dòng)畫(huà)人物造型奇異,動(dòng)畫(huà)的場(chǎng)面也是十分的雄偉壯麗,賦予動(dòng)畫(huà)形象鮮明的人格特征,使得動(dòng)畫(huà)電影的情節(jié)跌宕有致,將孫悟空這一中國(guó)式的神話英雄,生動(dòng)地再現(xiàn)于銀幕;3D數(shù)字技術(shù)版的《大鬧天宮》,保留了中國(guó)傳統(tǒng)的藝術(shù)風(fēng)格,同時(shí)節(jié)奏更加緊湊,并且配合3D數(shù)字效果,更是在片中設(shè)計(jì)了幾十個(gè)鏡頭,做出“沖出銀幕”的效果處理,突出地表現(xiàn)孫悟空機(jī)智樂(lè)觀、大膽反抗神權(quán)的無(wú)畏精神,不僅滿足觀眾立體觀影感,同時(shí)也喚起觀眾對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)作品的熱愛(ài)[7]。在動(dòng)畫(huà)電影創(chuàng)作中,還需結(jié)合動(dòng)畫(huà)電影播放效果考慮,因?yàn)楫?dāng)前3D技術(shù)在電影行業(yè)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用,不僅在動(dòng)畫(huà)電影播放中做出一定的改進(jìn),還采取先進(jìn)技術(shù),使得動(dòng)畫(huà)電影的畫(huà)面更加精細(xì),色彩也更加豐富,更能提高動(dòng)畫(huà)電影制作水準(zhǔn),有效提升觀眾喜愛(ài)度,做出巨大技術(shù)上的提升,有效提高觀眾對(duì)動(dòng)畫(huà)電影的觀影體驗(yàn)。例如在動(dòng)畫(huà)電影《怪物史瑞克》中,就采取3D數(shù)字技術(shù),設(shè)計(jì)出其主要的故事人物形象,“怪物”史瑞克不僅是可愛(ài)的綠色怪物,同時(shí)也是極富正義感的故事人物,他在動(dòng)畫(huà)電影中的神態(tài)、動(dòng)作、語(yǔ)言以及周圍的場(chǎng)景,美化動(dòng)畫(huà)電影的影院播放水平,使人們可以接受這樣的動(dòng)畫(huà)形象,通過(guò)3D數(shù)字轉(zhuǎn)換播放設(shè)備,使史瑞克更加真實(shí)。
2在電力自動(dòng)化中的應(yīng)用分析
2.1移動(dòng)手機(jī)短信通信技術(shù)的應(yīng)用分析
隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的快速發(fā)展,航天技術(shù)和電話通信技術(shù)的結(jié)合,移動(dòng)手機(jī)通信技術(shù)得到了快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。手機(jī)短信遙控電路技術(shù)是移動(dòng)手機(jī)通信技術(shù)在電力自動(dòng)化中的典型應(yīng)用。以往,移動(dòng)手機(jī)通過(guò)短信控制太空中的衛(wèi)星和讀取衛(wèi)星上的傳輸數(shù)據(jù),而裝上藍(lán)牙系統(tǒng)后,可采用無(wú)線方式接收和發(fā)射信號(hào),且可有效控制衛(wèi)星對(duì)電力自動(dòng)化進(jìn)行監(jiān)控。其原理為:手機(jī)短信遙控電路技術(shù)集合了過(guò)濾器、短信內(nèi)容提取和來(lái)電顯示等模塊,在移動(dòng)電話控制模塊內(nèi)輸入具有相應(yīng)權(quán)限的手機(jī)號(hào)碼,并編制遙控指令的短信內(nèi)容后,僅具有相應(yīng)資格的手機(jī)號(hào)碼和正確的短信內(nèi)容,才能接收短信,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電力自動(dòng)化的遙控,否則,無(wú)法驅(qū)動(dòng)遙控對(duì)象,將拒絕執(zhí)行短信遙控命令。
2.2DTMF撥號(hào)遙控技術(shù)的應(yīng)用分析
DTMF信號(hào)是一種穩(wěn)定性、可靠性相對(duì)較高的實(shí)用通信技術(shù),最早應(yīng)用在程控電話交換系統(tǒng)中。DTMF信號(hào)包括以下2種:①高音組。包括1633Hz、1477Hz、1336Hz和1209Hz。②低音組。包括941Hz、852Hz、770Hz和697Hz。共8種頻率信號(hào),DTMF撥號(hào)遙控技術(shù)選用8選2的方式,分別在高音組和低音組中選擇1個(gè)信號(hào)組成復(fù)合信號(hào),進(jìn)而形成16組特定編碼的遙控信號(hào)系統(tǒng)。DTMF撥號(hào)遙控技術(shù)在電力自動(dòng)化中的應(yīng)用原理為:在遠(yuǎn)端電話控制模塊中設(shè)置具有遙控權(quán)限的電話,并保證電話號(hào)碼具有相應(yīng)的身份遙控功能;當(dāng)撥號(hào)驗(yàn)證通過(guò)時(shí),通信系統(tǒng)能提供相應(yīng)的提示,并進(jìn)行相應(yīng)的DTMF編碼撥號(hào),驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的遙控對(duì)象動(dòng)作;對(duì)于沒(méi)有相應(yīng)權(quán)限的電話,則不予以接聽(tīng)和撥號(hào)。DTMF撥號(hào)遙控指令編碼方案主要包括9種:①第一路開(kāi)關(guān)。遙控開(kāi)啟撥號(hào)編碼為1*,遙控關(guān)閉撥號(hào)編碼為1#。②第二路開(kāi)關(guān)。遙控開(kāi)啟撥號(hào)編碼為2*,遙控關(guān)閉撥號(hào)編碼為2#。③第三路開(kāi)關(guān)。遙控開(kāi)啟撥號(hào)編碼為3*,遙控關(guān)閉撥號(hào)編碼為3#。④第四路開(kāi)關(guān)。遙控開(kāi)啟撥號(hào)編碼為4*,遙控關(guān)閉撥號(hào)編碼為4#。⑤第五路開(kāi)關(guān)。遙控開(kāi)啟撥號(hào)編碼為5*,遙控關(guān)閉撥號(hào)編碼為5#。⑥第六路開(kāi)關(guān)。遙控開(kāi)啟撥號(hào)編碼為6*,遙控關(guān)閉撥號(hào)編碼為6#。⑦第七路開(kāi)關(guān)。遙控開(kāi)啟撥號(hào)編碼為7*,遙控關(guān)閉撥號(hào)編碼為7#。⑧第八路開(kāi)關(guān)。遙控開(kāi)啟撥號(hào)編碼為8*,遙控關(guān)閉撥號(hào)編碼為8#。⑨第1~8路開(kāi)關(guān)。遙控開(kāi)啟撥號(hào)編碼為9*,遙控關(guān)閉撥號(hào)編碼為9#。
2.3電話振鈴遙控技術(shù)的應(yīng)用分析
電話振鈴遙控技術(shù)的振鈴遙控由提取來(lái)電顯示號(hào)碼、號(hào)碼過(guò)濾器和振鈴電壓等模塊組成,將具有相應(yīng)權(quán)限的固定電話或移動(dòng)電話設(shè)置在遠(yuǎn)端電話控制模塊中,以保證電話號(hào)碼具有相應(yīng)的“身份證”。電話振鈴遙控技術(shù)的遠(yuǎn)端控制模塊僅接收具有相應(yīng)權(quán)限電話的振鈴信號(hào),并驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的遙控電路,進(jìn)而根據(jù)相應(yīng)的狀態(tài)信息回傳給遠(yuǎn)端電話,振鈴遙控信號(hào)的回傳。此外,還需要采用不同的傳感器連接,比如采用單片機(jī)電路,電路接口用下沿觸發(fā),觸發(fā)電平自高而下,從5V至0V。對(duì)于沒(méi)有權(quán)限的電話,則不予以接收振鈴信號(hào),進(jìn)而也無(wú)法驅(qū)動(dòng)遙控電路。
2化工儀器儀表化工自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用
2.1這就需要儀表具備可編程的功能。通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用,進(jìn)行大量硬件邏輯電路的取代,從而實(shí)現(xiàn)硬件的軟化,在電路控制過(guò)程中,需要針對(duì)接口芯片的位控特性進(jìn)行分析,進(jìn)行不同功能的控制。這就需要進(jìn)行軟件的編程,可以進(jìn)行軟件儀器儀表的置入,進(jìn)行硬件結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化,保證常規(guī)邏輯電路的取代。這也需要儀表具備良好的記憶能力,在以往的儀表應(yīng)用中,我們需要進(jìn)行組合邏輯電路及其時(shí)序電路的應(yīng)用,保證該狀態(tài)信息的分析,進(jìn)行微機(jī)的儀表引入,保證隨機(jī)存儲(chǔ)器的應(yīng)用工作,進(jìn)行前一狀態(tài)信息的記憶工作,保證記憶的保存,進(jìn)行多種狀態(tài)信息的記憶,做好重現(xiàn)及其相關(guān)的處理工作。如果儀表具備了計(jì)算的功能,就說(shuō)明自動(dòng)化儀表已經(jīng)具備計(jì)算機(jī)的一部分的能力,從而滿足工作計(jì)算的需要,能夠保證工作的良好精度。在自動(dòng)化儀表的應(yīng)用過(guò)程中,其計(jì)算形式是多樣化的。
2.2儀表如果具備數(shù)據(jù)處理的功能,就能夠有效進(jìn)行測(cè)量的線性化處理,進(jìn)行自檢自校、工程值轉(zhuǎn)換及其抗干擾問(wèn)題的分析,這就需要進(jìn)行微處理器及其軟件的應(yīng)用,保證這些軟件的良好處理,從而進(jìn)行硬件負(fù)擔(dān)的降低,從而進(jìn)行了處理功能的優(yōu)化,滿足了日常工作檢索、優(yōu)化等需要。整體來(lái)說(shuō),儀表具備比較復(fù)雜的控制功能,進(jìn)行自動(dòng)化的應(yīng)用,從而滿足了設(shè)備自動(dòng)化的工作需要。比如在氣相儀器的應(yīng)用過(guò)程中,通過(guò)對(duì)該儀器的應(yīng)用,可以進(jìn)行復(fù)雜化學(xué)混合物的分析,進(jìn)行色層分離方法的應(yīng)用,保證樣品的化學(xué)成分含量的分析。隨著時(shí)代的發(fā)展,電子信息技術(shù)體系不斷的健全,從而滿足常規(guī)儀表的發(fā)展需要,通過(guò)對(duì)新型數(shù)字儀表、程序控制器等的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)企業(yè)的不同工作實(shí)際及其需求的滿足,更有利于提升當(dāng)下自動(dòng)化工作的效益。氣動(dòng)儀表、電動(dòng)儀表、模擬儀表、數(shù)字儀表以及各種智能化儀表,計(jì)算機(jī)等都在進(jìn)行使用,形成了氣電結(jié)合、模數(shù)共存、取長(zhǎng)補(bǔ)短,協(xié)同發(fā)展的局面。它們構(gòu)成的各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)極大地推動(dòng)著我們的現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)。整體來(lái)說(shuō)化工生產(chǎn)過(guò)程中自動(dòng)化涉及的層面是非常廣泛的,其綜合性非常的強(qiáng),其需要進(jìn)行自動(dòng)控制學(xué)科儀器的應(yīng)用,進(jìn)行計(jì)算機(jī)學(xué)科理論的應(yīng)用,進(jìn)行化學(xué)工程學(xué)科的有效服務(wù),從而滿足實(shí)際工作的要求,提升現(xiàn)代化化學(xué)工程的應(yīng)用效益,提升現(xiàn)代社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展效益。這需要相關(guān)人員意識(shí)到這個(gè)觀點(diǎn),現(xiàn)代化工工藝及設(shè)備與自動(dòng)化裝置已經(jīng)構(gòu)成了有機(jī)的整體,使儀表實(shí)現(xiàn)高速、高效、多功能、高機(jī)動(dòng)靈活等性能,使化工生產(chǎn)自動(dòng)化水平不斷提高。
2化工生產(chǎn)中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用
2.1先進(jìn)控制
2.1.1先進(jìn)控制的特點(diǎn)
在化工的生產(chǎn)當(dāng)中,往往生產(chǎn)過(guò)程較為復(fù)雜多樣,這樣就很難的建立起數(shù)學(xué)模型。一旦沒(méi)有完善的數(shù)學(xué)模型,就會(huì)導(dǎo)致預(yù)測(cè)和推斷的失誤。與傳統(tǒng)的控制技術(shù)相比,先進(jìn)的控制技術(shù)能夠更加的抓準(zhǔn)將要預(yù)測(cè)和推斷的難點(diǎn)[3]。
2.1.2先進(jìn)控制的應(yīng)用
先進(jìn)控制的應(yīng)用在當(dāng)今的自動(dòng)化技術(shù)當(dāng)中得到過(guò)廣泛的應(yīng)用,與傳統(tǒng)的技術(shù)水平相比,現(xiàn)如今的技術(shù)手段不僅僅應(yīng)用到了信息化技術(shù)手段,還應(yīng)用到了很多數(shù)學(xué)模型之類的知識(shí)。因?yàn)橹挥薪⒘送晟频臄?shù)學(xué)模型,才能夠?qū)Σ杉降淖兞窟M(jìn)行精確的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算。再加上信息化的先進(jìn)技術(shù),這些是保障先進(jìn)控制應(yīng)用的有效技術(shù)手段之一。
2.2現(xiàn)場(chǎng)總線
2.2.1現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)
現(xiàn)場(chǎng)總線具有將所有的線路連接起來(lái)的功能,現(xiàn)場(chǎng)總線將所有的自動(dòng)化系統(tǒng)和只能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行了連接,使得這些智能化設(shè)備能夠聽(tīng)從統(tǒng)一的號(hào)令,這種管理方式既能夠節(jié)省大量的人力和物力,還能夠在很大程度上使得系統(tǒng)的管理變得更具有自動(dòng)化和智能化。線路總線基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化技術(shù),使得系統(tǒng)的單回路調(diào)節(jié)器、現(xiàn)場(chǎng)變送器、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器、可編程序控制器等設(shè)備能夠與總線進(jìn)行連接,進(jìn)而對(duì)化工生產(chǎn)當(dāng)中的一些設(shè)備進(jìn)行更好的控制和調(diào)整。
2.2.2現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的
現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)能夠在化工生產(chǎn)和電氣自動(dòng)化的生產(chǎn)當(dāng)中保證成本的最低化和投資以及安裝費(fèi)用的最低化,這些費(fèi)用對(duì)于任何一個(gè)商家來(lái)說(shuō)都是應(yīng)當(dāng)精打細(xì)算的,只有注重每一個(gè)細(xì)節(jié),才能夠使得企業(yè)不斷的變得強(qiáng)大起來(lái)?,F(xiàn)場(chǎng)總線的控制還能夠減少工人的工作量,在保證質(zhì)量的情況下增加了工作的效率[4]。
3化工生產(chǎn)中電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
化工生產(chǎn)中電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)越來(lái)越趨向于國(guó)際化,因?yàn)槲覈?guó)目前的電氣化發(fā)展已經(jīng)采用了很多先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和技巧,現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)與先進(jìn)的技術(shù)是完全分不開(kāi)的,其中以電子信息技術(shù)為最主要的技術(shù)手段。現(xiàn)如今在這個(gè)二十一世紀(jì)當(dāng)中,更多的事業(yè)都趨向于信息化和國(guó)際化。自從研發(fā)出了電氣自動(dòng)化技術(shù)在化工廠當(dāng)中的應(yīng)用,對(duì)于提高信息系統(tǒng)的處理能力就有著很高的要求,然而信息系統(tǒng)的運(yùn)行和應(yīng)用又完全離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。通過(guò)電氣自動(dòng)化的運(yùn)行和應(yīng)用可以加快我國(guó)現(xiàn)有工業(yè)的發(fā)展,從節(jié)約資源入手,盡最大的可能去降低生產(chǎn)的成本和費(fèi)用,保證少成本就可以獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。能夠合理并且高效的應(yīng)用現(xiàn)代化信息技術(shù)是縮短我國(guó)與其他國(guó)家之間差距的一個(gè)保障之一,只有促進(jìn)全國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展才能夠讓更多的百姓擁有現(xiàn)代化的生活。