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時(shí)間：2022-09-12 16:40:57
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1 前言
自動(dòng)化技術(shù)在開(kāi)發(fā)我國(guó)礦業(yè)資源、促進(jìn)礦業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)現(xiàn)代化的進(jìn)程中起著不可替代的作用。因此，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)煤炭企業(yè)的改造具有現(xiàn)實(shí)意義，它可以提高企業(yè)現(xiàn)代管理水平，改變煤炭工業(yè)的形象。在上世紀(jì)的60年代逐漸興起的遙感技術(shù)，以其具有高速、精確、快捷等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、資源領(lǐng)域、環(huán)境領(lǐng)域、生態(tài)領(lǐng)域、地質(zhì)及海洋領(lǐng)域等。煤礦區(qū)是一種不同的背景、不同的要素之間互相作用而形成的相對(duì)復(fù)雜的區(qū)域，人們的高強(qiáng)度的開(kāi)采使自然環(huán)境遭到了嚴(yán)重的破壞，極大的改變了生態(tài)環(huán)境，造成了大氣和水體等方面環(huán)境污染，當(dāng)然也引發(fā)許多的地質(zhì)災(zāi)害，筆者經(jīng)過(guò)對(duì)今年來(lái)的有關(guān)這方面的科技成果的前提上，提出了遙感技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用在煤礦有關(guān)領(lǐng)域的具體的三個(gè)方向：煤礦區(qū)環(huán)境污染的監(jiān)測(cè)、煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的調(diào)查及煤礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的分析。遙感技術(shù)的廣泛應(yīng)用為煤礦區(qū)提供了先進(jìn)技術(shù)和方法儲(chǔ)備，為服務(wù)于煤礦區(qū)資源的環(huán)境保護(hù)，實(shí)現(xiàn)煤炭資源的可持續(xù)性開(kāi)發(fā)提供有價(jià)值的參考。
2 遙感技術(shù)的概述
早在1981年，我國(guó)第一個(gè)煤炭遙感的專門機(jī)構(gòu)就正式成立了，承擔(dān)著國(guó)家科學(xué)委員會(huì)“六、五”等重點(diǎn)科研的課題?？偨Y(jié)并發(fā)現(xiàn)煤層和煤系在地面的光場(chǎng)內(nèi)及熱場(chǎng)波譜特征，建立了煤碳層熱紅外的輻射分帶模式，確定煤炭遙感理論的基礎(chǔ)，建立遙感技術(shù)對(duì)煤炭地區(qū)地質(zhì)調(diào)查的工作方法及程序。在1984年，“煤炭部的遙感地質(zhì)中心”正式的成立，通過(guò)對(duì)設(shè)備的引進(jìn)及技術(shù)的改造，遙感技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也隨著進(jìn)一步的擴(kuò)大，煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的水害方面的防治、礦井突水方面的預(yù)測(cè)、礦區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害及環(huán)境調(diào)查、煤礦區(qū)火燒區(qū)域調(diào)查監(jiān)測(cè)等發(fā)揮著重要的作用。完成“鄂爾多斯地區(qū)構(gòu)造特征遙感地質(zhì)的研究”項(xiàng)目，很好的奠定煤炭遙感地位。在1986年，煤航遙感的應(yīng)用研究院正式成立，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)軟件及硬件的技術(shù)快速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)廣泛的普及，促使遙感技術(shù)也發(fā)生突破性飛躍，煤炭資源的調(diào)查評(píng)價(jià)、礦區(qū)災(zāi)害的調(diào)查監(jiān)測(cè)、生態(tài)環(huán)境的調(diào)查和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、煤礦信息管理的系統(tǒng)研究方面，使遙感技術(shù)優(yōu)勢(shì)得到充分的發(fā)揮。前后完成許多諸如“云南三江地區(qū)煤炭資源的調(diào)查級(jí)評(píng)價(jià)”等復(fù)雜項(xiàng)目，取得一系列的高水平研究的成果。在這20多期間，我國(guó)有關(guān)單位和人員經(jīng)過(guò)了不斷的探索、力求創(chuàng)新發(fā)展，現(xiàn)在煤炭遙感等方面的技術(shù)已經(jīng)形成航空高光譜和航天的高分辨率、地面的探測(cè)及GPS與GIS相結(jié)合相對(duì)完善的遙感技術(shù)研究應(yīng)用體系，完成各種遙感技術(shù)應(yīng)用的科學(xué)研究的項(xiàng)目達(dá)到200多項(xiàng)，獲得了國(guó)家級(jí)和省部級(jí)的獎(jiǎng)勵(lì)30多項(xiàng)，取得良好社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。雖然煤炭遙感總應(yīng)用的水平和西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比較仍然有一些差距，但是在煤炭的資源調(diào)查和評(píng)價(jià)方面、煤田火區(qū)的調(diào)查和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面研究水平已經(jīng)正在不斷的接近，甚至可以達(dá)到世界領(lǐng)先水平。
3 煤礦領(lǐng)域的遙感技術(shù)應(yīng)用
3.1 煤礦區(qū)環(huán)境污染的監(jiān)測(cè)
第一、大氣污染的監(jiān)測(cè)
礦區(qū)的大氣污染一般來(lái)源是工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的污染和交通運(yùn)輸產(chǎn)生的污染，以及生活污染，主要的污染物有氣態(tài)的污染物、氣溶膠類污染物。在工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中所需要的動(dòng)能、熱能及電能來(lái)源是燃燒化石等燃料。在工藝生產(chǎn)的過(guò)程中排放及泄漏氣體污染物和粉塵所造成煤礦區(qū)的大氣污染。除此之外，礦區(qū)的交通運(yùn)輸及居民的生活需要，燃燒礦物燃料向大氣排放煙塵和油煙也能致使大氣污染。
遙感技術(shù)的應(yīng)用與煤礦區(qū)大氣污染環(huán)境監(jiān)測(cè)理論基礎(chǔ)：第一、大氣污染可以直接影響到空氣中微粒的分布和構(gòu)成，影響到電磁波在大氣中的傳播，并利用特定的波段實(shí)現(xiàn)其對(duì)大氣污染中成分直接的分析。第二、空氣污染會(huì)影響到植被的生長(zhǎng)。特定的波長(zhǎng)會(huì)對(duì)植被的光譜特產(chǎn)生很多影響。因此，對(duì)植被光譜的特征定量診斷和分析，從而可以反推出大氣污染。
第二、地表水污染的監(jiān)測(cè)
煤炭的開(kāi)采對(duì)水污染有著多源性。伴隨著煤炭的開(kāi)采產(chǎn)生的礦井水中一般都含有大量懸浮物，有的表現(xiàn)出高礦化度及酸性或含放射性元素和氧化物，如果直接外排將會(huì)對(duì)地表上的水資源產(chǎn)生比較大的污染。煤矸石若在雨水淋濾的作用下逐漸形成酸性水。會(huì)對(duì)周圍的水環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。大型礦井中的工作機(jī)械用油泄露，其中一部分會(huì)隨著礦井水排到地面導(dǎo)致污染環(huán)境。另一部分會(huì)流到井下也造成污染。除此之外，礦區(qū)中的固體廢棄物、液態(tài)的污染物及空氣污染會(huì)直接影響到區(qū)域地表及地下水資源，將導(dǎo)致嚴(yán)重水污染。衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用在礦區(qū)的水污染監(jiān)測(cè)，主要通過(guò)增強(qiáng)的方法來(lái)突顯出影像中得水體分布情況。運(yùn)用一種密度分割的方法對(duì)礦區(qū)不同波段的水體進(jìn)行分化等級(jí)，建立有效水資源污染的遙感技術(shù)解譯標(biāo)志。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)地表水污染程度宏觀的調(diào)查。與此同時(shí)，高光譜遙感技術(shù)在水資源環(huán)境的監(jiān)測(cè)分析和水體污染的定量分析及水質(zhì)參數(shù)的提取等方面應(yīng)用有明顯的優(yōu)勢(shì)。
第三、其他的污染監(jiān)測(cè)
礦山中的固體廢棄物是由于礦產(chǎn)開(kāi)采、加工等過(guò)程中產(chǎn)生了的廢棄巖石，其中煤矸石的排放量最多。矸石山的堆積會(huì)引發(fā)大氣、水、土壤的污染等方面問(wèn)題。并且會(huì)使礦區(qū)的景觀破壞，會(huì)嚴(yán)重影響到附近居民生活及植物生長(zhǎng)。遙感監(jiān)測(cè)礦區(qū)的土壤污染，主要是通過(guò)遙感技術(shù)影像對(duì)土壤污染區(qū)進(jìn)行定性識(shí)別和劃分。其次是對(duì)植物生長(zhǎng)的狀態(tài)及參數(shù)來(lái)反推出土壤的污染狀況。與此同時(shí)用遙感數(shù)據(jù)來(lái)反演出土壤中的污染元素濃度及其他參數(shù)。運(yùn)用高光譜技術(shù)遙感信息能定量反演出污染元素和污染物的濃度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)于土地污染及監(jiān)測(cè)和分析，也能提高監(jiān)測(cè)的效率。除此之外，礦山中的開(kāi)采通過(guò)對(duì)視覺(jué)、噪音等影響附近居民的生產(chǎn)生活環(huán)境，從而構(gòu)成看到潛在環(huán)境的污染源。
3.2 煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的調(diào)查
第一、植被覆蓋信息的提取
礦區(qū)開(kāi)采的過(guò)程中，在礦山建設(shè)工業(yè)廣場(chǎng)、修簡(jiǎn)易公路、砍伐附近樹(shù)木、搭建工人大棚、堆放礦區(qū)中的廢石廢渣等，都會(huì)對(duì)地表的植被有著較大的破壞，降低本區(qū)域的植被覆蓋率。與此同時(shí)，煤礦區(qū)的生產(chǎn)和建設(shè)中造成土壤的堅(jiān)硬和板結(jié)，有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分及水分的缺乏。造成了土地的貧瘠，土地養(yǎng)分的短缺，土地承載力的下降，植物會(huì)難以生存，將導(dǎo)致礦區(qū)很大面積的人工裸地形成。會(huì)極大破壞礦區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)。從礦區(qū)各個(gè)年份和不同類型的影像數(shù)據(jù)，并運(yùn)用一些遙感圖像方面的處理軟件平臺(tái)，提取和計(jì)算出歸一的化植指數(shù)，再根據(jù)類似元二分線性的模型估算出礦區(qū)植被的覆蓋率。同時(shí)，用非監(jiān)督分類的方法對(duì)煤礦區(qū)植被的覆蓋率進(jìn)行分類和賦色，進(jìn)而得出這若干年植被的生長(zhǎng)狀況和時(shí)空變化。
第二、土地利用及覆蓋信息的提取
遙感技術(shù)應(yīng)用于煤礦研究中最廣泛地方是煤礦區(qū)的土地利用分類、環(huán)境調(diào)查、變化監(jiān)測(cè)。長(zhǎng)期煤礦的開(kāi)采對(duì)煤礦區(qū)土地和生態(tài)環(huán)境都造成了嚴(yán)重破壞。尤其是露天煤礦區(qū)的土地復(fù)墾和生態(tài)重建等問(wèn)題成為煤礦區(qū)生態(tài)問(wèn)題中最為重要的研究性內(nèi)容。熱點(diǎn)地區(qū)（珠江三角洲、長(zhǎng)江三角洲、環(huán)渤海灣）和脆弱地區(qū)（東北一帶，干旱半干旱帶）相關(guān)的研究已經(jīng)趨于成熟。在遙感技術(shù)與地理信息系統(tǒng)的支持下，以煤礦區(qū)相遙感的影像作為數(shù)據(jù)源。依據(jù)礦區(qū)土地使用分類的特點(diǎn)及需要。用最大似然法來(lái)監(jiān)督分類和人機(jī)相互解譯結(jié)合的方式來(lái)解譯。計(jì)算出土地利用的程度綜合性指數(shù)和動(dòng)態(tài)度指數(shù)等。有效的分析礦區(qū)的土地利用方面的僵蓋狀況，從而反映出區(qū)域土地使用變化結(jié)構(gòu)特征和各個(gè)利用土地類型變化方向的演變規(guī)律。
第三、景觀生態(tài)的分類研究
礦區(qū)由于是礦業(yè)生產(chǎn)有著特殊規(guī)律。例如生態(tài)環(huán)境的擾動(dòng)和效益遞減等規(guī)律的影響，生態(tài)景觀與農(nóng)地、林地、城市等景觀不同。景觀變化也會(huì)比一般農(nóng)地和城市的景觀更顯著。在煤礦區(qū)地物遙感技術(shù)信息的提取基礎(chǔ)上，根據(jù)突出的景觀演化與生態(tài)類型的變化、空見(jiàn)尺度的選擇分析和定量研究相結(jié)合的原則，構(gòu)建出有景觀類型、景觀組及景觀系多類分層的煤礦區(qū)生態(tài)的分類體系。與此同時(shí)，基于不同的尺度，煤礦區(qū)多時(shí)相、多傳感器和多分辨率等遙感技術(shù)影像的景觀分類也是研究的熱點(diǎn)。
3.3 煤礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的分析
第一、煤礦塌陷的調(diào)查
地下煤炭的開(kāi)采導(dǎo)致礦區(qū)塌陷已經(jīng)是目前煤礦區(qū)主要的地質(zhì)災(zāi)害。因開(kāi)采塌陷而造成土地的塌陷，致使原來(lái)平整的土地逐漸變成凹凸不平，造成了水土流失和季節(jié)性或常年性積水的現(xiàn)象，給工業(yè)和農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)帶來(lái)巨大損失。用遙感技術(shù)能快速且準(zhǔn)確的確定塌陷位置及其范圍，進(jìn)一步分析土地塌陷對(duì)礦區(qū)土地利用有著重要的影響的意義。
第二、草地荒漠化的分析
煤炭開(kāi)發(fā)對(duì)于草地的影響體現(xiàn)：草地被直接破壞和草地的荒漠化。采礦擾動(dòng)是一種人為的驅(qū)動(dòng)力，在生態(tài)脆弱區(qū)，破壞了草地餓生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能。致使草地的生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)的功能下降，破壞了原有的生態(tài)系統(tǒng)平衡，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)脆弱且不穩(wěn)定。會(huì)對(duì)草地荒漠化的產(chǎn)生和發(fā)展起到重大推動(dòng)作用。煤礦區(qū)的草地荒漠化進(jìn)行分析比較好的方法是：利用光譜混合分解模型光譜刪來(lái)提取出沙壤比例及植被蓋度。通過(guò)主成分餓變換及散度分析，選取植被、沙壤、陰影、輕壤，并利用無(wú)約束線性光譜混合分解模型對(duì)不同時(shí)相的遙感圖像進(jìn)行混合像元分解，采用了逐像元線性內(nèi)插的方法，構(gòu)建出不同時(shí)段的植被蓋影像。
第三、其他地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查
煤礦區(qū)土地的沉降往往會(huì)引起地面的塌陷裂縫、山體滑坡等地質(zhì)的災(zāi)害。通過(guò)結(jié)合大量的野外調(diào)查，可以從遙感技術(shù)影像中的各個(gè)位置、不同色調(diào)及形態(tài)等，構(gòu)建滑坡、地裂縫、崩塌等礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害影像的識(shí)別標(biāo)志?；卤跁?huì)在遙感影像中呈亮白色，常出現(xiàn)于比較高的山坡；在形態(tài)上會(huì)呈弧形或簸箕形；山底常被人類干擾呈淺藍(lán)色。崩塌在影像上是白色和淺藍(lán)色相混合的現(xiàn)象，往往出現(xiàn)在較陡峭地勢(shì)的山區(qū)，形態(tài)表現(xiàn)是漏斗狀和片狀分布，總體上的面積比較大，人工干擾的因素相對(duì)比較弱。地裂縫則在遙感影像中表現(xiàn)為不規(guī)則的線，灰白色的色彩，與周邊褐色的荒地形成了對(duì)比。
4 結(jié)論
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源的需求量不斷增大，尤其是煤炭資源在我國(guó)能源中的比重依然很大，這就對(duì)煤礦自動(dòng)化技術(shù)快速發(fā)展提出了要求。遙感技術(shù)在應(yīng)用于煤炭的開(kāi)采和礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的分析發(fā)揮著重要的作用。因此，煤礦的自動(dòng)化控制中自然少不了對(duì)遙感技術(shù)的需求和應(yīng)用。本文通過(guò)對(duì)遙感技術(shù)在煤礦各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，重點(diǎn)分析了煤礦區(qū)環(huán)境污染的監(jiān)測(cè)、生態(tài)環(huán)境的調(diào)查和地質(zhì)災(zāi)害的分析和研究，來(lái)闡述煤炭自動(dòng)化控制中的遙感技術(shù)。
[參考文獻(xiàn)]
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1PLC技術(shù)及自動(dòng)化控制系統(tǒng)概念
1.1PLC技術(shù)
工業(yè)自動(dòng)化水平是衡量國(guó)家經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力水平的關(guān)鍵性標(biāo)準(zhǔn)，在這個(gè)過(guò)程中，工業(yè)自動(dòng)化模式的發(fā)展，有利于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的健康、可持續(xù)運(yùn)作。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新及應(yīng)用，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展體系的關(guān)鍵構(gòu)成部分，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的應(yīng)用，自動(dòng)化控制器是該技術(shù)系統(tǒng)的核心部件。在實(shí)踐工作中，PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)處理器、電源、存儲(chǔ)器等設(shè)備的結(jié)合性應(yīng)用，通過(guò)對(duì)各個(gè)設(shè)備應(yīng)用功能的結(jié)合，有利于提升自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)作效率。在這個(gè)過(guò)程中，電源設(shè)備是該系統(tǒng)正常運(yùn)作的基礎(chǔ)，一旦電源設(shè)備不能正常發(fā)揮其功能，就會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)停滯的狀況。在控制系統(tǒng)運(yùn)作環(huán)節(jié)中，處理器是該系統(tǒng)的核心構(gòu)成要素，在工作場(chǎng)景中，其需要進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)信息的處理及轉(zhuǎn)化，其具備良好的處理功能，為了應(yīng)對(duì)電氣自動(dòng)化的復(fù)雜性工作環(huán)境，必須實(shí)現(xiàn)功能系統(tǒng)、設(shè)備運(yùn)作及管理系統(tǒng)、監(jiān)督系統(tǒng)等的協(xié)調(diào)。
1.2自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化概念
為了提升PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)作效率，必須進(jìn)行相關(guān)優(yōu)化設(shè)計(jì)原則的遵守，滿足被控制對(duì)象的工作要求，針對(duì)控制系統(tǒng)的基本功能及環(huán)境應(yīng)用狀況，展開(kāi)積極的調(diào)查及研究，滿足該系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的要求。這需要進(jìn)行系統(tǒng)相關(guān)運(yùn)作數(shù)據(jù)資料的整理及分析，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用方案的優(yōu)化選擇。為了提升系統(tǒng)的整體運(yùn)作效率，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性、規(guī)范性、簡(jiǎn)約性設(shè)計(jì)是必要的，從而降低系統(tǒng)的整體運(yùn)作成本，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)綜合運(yùn)作效益的提升，確保系統(tǒng)整體運(yùn)作的安全性及可靠性。為了提升系統(tǒng)的生產(chǎn)效率，進(jìn)行PLC自動(dòng)化控制目標(biāo)的制定是必要的，進(jìn)行工作實(shí)際與系統(tǒng)運(yùn)作狀況的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)PLC容量模塊的合理配置。
2PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
2.1硬件設(shè)計(jì)模塊
為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性運(yùn)作，必須為其創(chuàng)造一個(gè)良好的硬件設(shè)計(jì)環(huán)境，這就需要進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)其內(nèi)部各個(gè)工作模塊的協(xié)調(diào)，進(jìn)行控制系統(tǒng)工作總目標(biāo)的制定。
2.2輸入電路設(shè)計(jì)模塊
輸入電源是PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)正常運(yùn)作的基礎(chǔ)，控制系統(tǒng)的供電電源具備良好的工作適應(yīng)范圍。為了滿足現(xiàn)階段自動(dòng)化控制系統(tǒng)的工作要求，需要進(jìn)行電源抗干擾性的增強(qiáng)，降低環(huán)境對(duì)輸入電源的工作影響，這就需要進(jìn)行電源凈化原件的安裝，實(shí)現(xiàn)隔離變壓器、電源濾波器等的使用。在隔離變壓器工作模塊中，進(jìn)行雙層隔離方案的應(yīng)用是必要的，實(shí)現(xiàn)屏蔽層的構(gòu)建，降低外部環(huán)境高低頻脈沖的影響。在輸入電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要進(jìn)行電源容量的控制，優(yōu)化電源的短路防護(hù)工作，確保電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性運(yùn)作，提升輸入電源的整體容量，為了提升電路的整體安全性，需要專門安裝相應(yīng)型號(hào)的熔絲。
2.3輸出電路設(shè)計(jì)模塊
在輸出電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要遵循自動(dòng)化控制系統(tǒng)的相關(guān)生產(chǎn)工作要求，進(jìn)行電路設(shè)計(jì)準(zhǔn)備體系的健全，在這個(gè)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)晶體管等的利用，進(jìn)行變頻器調(diào)速信息、控制信息等的輸出，實(shí)踐證明，通過(guò)對(duì)晶體管的利用，可以實(shí)現(xiàn)PLC控制系統(tǒng)運(yùn)作效率的增強(qiáng)。在頻率較低的工作環(huán)境中，需要進(jìn)行繼電器設(shè)備的選擇，將其作為輸出電路設(shè)備，該工程流程比較簡(jiǎn)單，且具備較高的工程應(yīng)用效益，有利于增強(qiáng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的整體負(fù)載能力。在這個(gè)過(guò)程中，為了避免出現(xiàn)浪涌電流的沖擊狀況，需要在直流感性負(fù)載旁進(jìn)行續(xù)流二極管的安裝，進(jìn)行浪涌電流的有效性吸收，實(shí)現(xiàn)PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性運(yùn)作。
2.4抗干擾設(shè)計(jì)模塊
為了降低外部環(huán)境對(duì)系統(tǒng)運(yùn)作的干擾，可以進(jìn)行隔離方法的使用，在這個(gè)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)超隔離變壓器的使用，進(jìn)行系統(tǒng)高頻干擾狀況的隔離。這也可以進(jìn)行屏蔽方法的使用，進(jìn)行干擾源傳播途徑的阻斷，提升控制系統(tǒng)的整體抗干擾性，在實(shí)際工作場(chǎng)景中，可以將PLC工作系統(tǒng)放于金屬柜內(nèi)，金屬柜具備良好的磁場(chǎng)屏蔽及靜電屏蔽功能。為了減少控制系統(tǒng)運(yùn)作過(guò)程中的干擾狀況，進(jìn)行布線分散干擾模式的應(yīng)用是必要的，確保弱點(diǎn)信號(hào)線、強(qiáng)電動(dòng)力線路等的分開(kāi)走線。
3結(jié)語(yǔ)
為了實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定性發(fā)展，必須進(jìn)行PLC自動(dòng)化控制方案的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)模塊、軟件設(shè)計(jì)模塊、抗干擾模塊等的協(xié)調(diào)，提升控制系統(tǒng)的整體運(yùn)作效益。
參考文獻(xiàn)
[1]李懷智.試析PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（11）.
煤矸石發(fā)電廠是綜合利用煤炭資源的電力生產(chǎn)設(shè)施，我國(guó)從20世紀(jì)90年代中后期就注重挖掘及利用煤矸石作為電能生產(chǎn)原料，從而使電力能源生產(chǎn)達(dá)到了生產(chǎn)能源高效循環(huán)利用的效果。隨著電力需求的加大，在煤矸石發(fā)電廠中，大容量及高參數(shù)的發(fā)電機(jī)組逐漸增大，這就給煤矸石發(fā)電廠熱工自動(dòng)化控制提出了更高要求。如何有效設(shè)計(jì)煤矸石發(fā)電廠熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)，值得深入探究。
1發(fā)電廠熱工自動(dòng)化基本概述
發(fā)電廠熱工自動(dòng)化伴隨自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展而發(fā)展，主要是指發(fā)電廠在進(jìn)行電力生產(chǎn)時(shí)，在電力設(shè)備的控制方式、設(shè)計(jì)方式及相應(yīng)的儀表設(shè)備安裝控制上所采取的一種基于信息處理的自動(dòng)控制模式。從中可見(jiàn)，發(fā)電廠熱工自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)步有賴于信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、芯片技術(shù)及通信技術(shù)等方面的成熟，而從現(xiàn)階段我國(guó)各大發(fā)電廠的熱工自動(dòng)化設(shè)計(jì)及控制實(shí)踐中看，其主要依托于計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)等。在社會(huì)各行業(yè)對(duì)電力能源形成更高需求的背景下，電力工業(yè)對(duì)自動(dòng)化水平提出了更高要求，電力行業(yè)也逐步向著高參數(shù)、大容量、多機(jī)組、大電網(wǎng)的方向發(fā)展。這就迫切需要煤矸石發(fā)電廠要注重在熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)、發(fā)電廠綜合控制方式、發(fā)電廠運(yùn)行組織、發(fā)電廠電力設(shè)備的可控性程度及發(fā)電廠電力主設(shè)備及附屬設(shè)備的布置等諸多環(huán)節(jié)都要提高熱工自動(dòng)化控制的效率。
2煤矸石發(fā)電廠熱工自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)及應(yīng)用的重要性
從煤矸石發(fā)電廠的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況來(lái)看，其集中產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益的主設(shè)備是汽輪發(fā)電機(jī)組及循環(huán)流化床鍋爐，在這兩個(gè)主要設(shè)備中采用熱工自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)，能夠起到改進(jìn)煤矸石發(fā)電廠設(shè)備運(yùn)行效率、增強(qiáng)發(fā)電廠電能產(chǎn)出水平的作用。首先，煤矸石發(fā)電廠熱工自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)可以使發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行上更加精準(zhǔn)，穩(wěn)定煤矸石發(fā)電廠額定參數(shù)。借助于熱工自動(dòng)化控制，煤矸石發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組能夠在自動(dòng)化控制系統(tǒng)的輔助下，對(duì)發(fā)電機(jī)組的額定參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)控制，使其始終保持在正常參數(shù)范圍內(nèi)，相比于以往的采用人工方式對(duì)機(jī)組的模擬儀表等設(shè)備進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，熱工自動(dòng)化控制可以提高調(diào)整的精準(zhǔn)度，用最小的能耗換取最大的發(fā)電機(jī)組運(yùn)行效益。其次，煤矸石發(fā)電廠熱工自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)能夠助推發(fā)電廠生產(chǎn)過(guò)程的信息化控制水平，保障發(fā)電廠的安全穩(wěn)定生產(chǎn)。從現(xiàn)階段的自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展來(lái)看，數(shù)據(jù)挖掘處理技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及融合技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)等都有了較大程度的發(fā)展。再加上計(jì)算機(jī)技術(shù)的逐步成熟，在煤矸石發(fā)電廠中采取熱工自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)，可以使發(fā)電廠生產(chǎn)控制及日常管理信息化控制水平得到極大提升。而在煤矸石發(fā)電廠的安全穩(wěn)定生產(chǎn)環(huán)節(jié)，主要是通過(guò)熱工自動(dòng)化控制技術(shù)，提高發(fā)電廠機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，將發(fā)電機(jī)組誤操作的幾率降低，并憑借職能模糊控制系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)，對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行準(zhǔn)確定位，將故障排查時(shí)間降至最低。以煤矸石發(fā)電廠汽輪機(jī)運(yùn)行狀況監(jiān)督及檢查為例，通過(guò)采用輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)，能夠有效減少汽輪機(jī)停機(jī)時(shí)間，避免因?yàn)槠啓C(jī)停機(jī)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致煤矸石發(fā)電廠出現(xiàn)較大的經(jīng)濟(jì)損失。最后，煤矸石發(fā)電廠熱工自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)可以極大地節(jié)約勞動(dòng)力，提高發(fā)電廠工作效率。煤矸石發(fā)電廠采用熱工自動(dòng)化控制中的相關(guān)技術(shù)，如數(shù)字電液控制技術(shù)及分布式控制技術(shù)，可以使發(fā)電廠實(shí)現(xiàn)設(shè)備、機(jī)電、鍋爐等主要生產(chǎn)設(shè)備的一體化及智能化控制，從而有效地節(jié)省各部位機(jī)組值班人員的數(shù)量，為煤矸石發(fā)電廠值班人員資源的有效利用創(chuàng)造條件。通過(guò)對(duì)煤矸石發(fā)電廠熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)踐情況看，在一些高容量、大機(jī)組的發(fā)電廠中，借助熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)及技術(shù)，一方面使人工操控機(jī)電設(shè)備及由此引發(fā)的操作失誤幾率大為減少；另一方面發(fā)電廠機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性得到了增強(qiáng)，相應(yīng)的機(jī)組檢修及機(jī)組監(jiān)管人員在工作強(qiáng)度及人員配備數(shù)量上可以大幅降低。
3煤矸石發(fā)電廠中熱工自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)要點(diǎn)探究
煤矸石發(fā)電廠熱工自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)主要應(yīng)用于自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制、自動(dòng)報(bào)警及自動(dòng)保護(hù)等多個(gè)方面。下面結(jié)合某煤矸石發(fā)電廠熱工自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)實(shí)踐，對(duì)熱工自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)的相關(guān)要點(diǎn)加以分析：
3.1煤矸石發(fā)電廠熱工自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)案例概況
以某煤矸石發(fā)電廠熱工自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)為例，該發(fā)電廠擬設(shè)計(jì)規(guī)模大小為3×75t/h的中溫中壓燃?xì)鉅t，并搭配打孔抽汽式汽機(jī)及中溫中壓空冷設(shè)備，后者的規(guī)格大小為2×25MW。具體到本煤矸石發(fā)電廠工程的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，涵蓋了發(fā)電廠空冷系統(tǒng)、發(fā)電廠鍋爐設(shè)備、發(fā)電廠除氧給水施工及發(fā)電廠汽機(jī)設(shè)計(jì)等。該工程發(fā)電機(jī)組具備了變負(fù)荷調(diào)峰功能，在主給水系統(tǒng)、熱力系統(tǒng)及主蒸汽系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中采用母管制，為確保發(fā)電機(jī)組的正常穩(wěn)定運(yùn)行，發(fā)電廠又配置了型號(hào)為B-MCR的5臺(tái)給水泵。高壓加熱器（2臺(tái)）、低壓加熱器（1臺(tái)）、除氧器（1臺(tái)）構(gòu)成了發(fā)電廠汽機(jī)的回?zé)嵯到y(tǒng)。在汽機(jī)排氣時(shí)主要采用空冷系統(tǒng)。
3.2煤矸石發(fā)電廠熱工自動(dòng)化控制的方式
在某煤矸石發(fā)電廠熱工自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)中，在對(duì)本工程規(guī)模需求加以分析后，設(shè)計(jì)人員設(shè)置了集中控制室及電子設(shè)備間各兩個(gè)，其中，在發(fā)電廠主廠房?jī)?nèi)3#-4#柱間布置1號(hào)集中控制室，在發(fā)電廠主廠房7#-8#柱間布置2號(hào)集中控制室，在控制室的標(biāo)高設(shè)計(jì)上，將其與發(fā)電廠汽機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)層高度持平。在電子設(shè)備間內(nèi)放置DCS控制柜，在發(fā)電廠主廠房的2#-5#柱間布置1號(hào)電子設(shè)備間，在6#-9#柱間布置2號(hào)電子設(shè)備間，并在其旁設(shè)置熱工檢修間。在控制室外設(shè)置鍋爐熱力配電盤，并借助工業(yè)電視對(duì)鍋爐的運(yùn)轉(zhuǎn)情況及其汽包水位進(jìn)行可視化監(jiān)控及切換。
3.3煤矸石發(fā)電廠熱工自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)
在煤矸石發(fā)電廠的熱工自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)中，針對(duì)機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的監(jiān)控，主要借助DCS，即分散控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備輔機(jī)順序控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、模擬量控制系統(tǒng)等模塊。借助鍵盤及CRT作為控制室監(jiān)控設(shè)備。具體控制設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：3.3.1MCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)。MCS系統(tǒng)也即模擬量控制系統(tǒng)，在進(jìn)行熱工自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員主要針對(duì)煤矸石發(fā)電廠的主蒸汽母管壓力、鍋爐給水、除氧器壓力、空冷系統(tǒng)、鍋爐主汽壓力、主蒸汽溫度、除氧器水位、排氣裝置水位等進(jìn)行了自動(dòng)控制設(shè)計(jì)。3.3.2DAS系統(tǒng)設(shè)計(jì)。DAS系統(tǒng)是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，主要通過(guò)對(duì)煤矸石發(fā)電廠機(jī)組運(yùn)行的相關(guān)設(shè)備設(shè)置相應(yīng)的測(cè)點(diǎn)，對(duì)其運(yùn)行的狀態(tài)信息加以采集及提取，然后將之傳輸?shù)矫喉肥l(fā)電廠設(shè)備維檢人員處，通過(guò)對(duì)機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)信息加以自動(dòng)分析，形成對(duì)應(yīng)的提示信息，反饋給設(shè)備檢修維保人員，從而保障發(fā)電廠設(shè)備機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。在煤矸石發(fā)電廠數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的熱工自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)中，主要是發(fā)揮DAS系統(tǒng)在操作、成組、報(bào)警、棒圖等方面的顯示功能；設(shè)備定期記錄、設(shè)備運(yùn)行故障順序及追憶記錄、設(shè)備跳閘記錄等各類制表記錄功能；設(shè)備性能計(jì)算功能；設(shè)備運(yùn)行歷史信息數(shù)據(jù)儲(chǔ)存檢索功能等。3.3.3SCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)。SCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)，即輔機(jī)順序控制系統(tǒng)，主要是為煤矸石發(fā)電廠機(jī)組設(shè)備在開(kāi)啟、運(yùn)行及停運(yùn)過(guò)程中最大程度地將人員的人工操作頻率加以縮減，通過(guò)設(shè)置相關(guān)的子組，提高發(fā)電廠機(jī)組在運(yùn)行操作過(guò)程中的自動(dòng)化水平。在SCS熱工自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)中，主要是通過(guò)對(duì)發(fā)電廠的鍋爐燃?xì)庀到y(tǒng)、電動(dòng)給水泵組、空冷系統(tǒng)、鍋爐排污系統(tǒng)、高壓加熱器系統(tǒng)等主系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)。3.3.4輔機(jī)聯(lián)鎖設(shè)計(jì)。煤矸石發(fā)電廠輔機(jī)聯(lián)鎖設(shè)計(jì)是熱工自動(dòng)化控制的重要環(huán)節(jié)，在該環(huán)節(jié)中，主要的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及聯(lián)鎖裝置有以下方面：發(fā)電廠汽包水位定值檢測(cè)及汽包事故放水門聯(lián)鎖設(shè)計(jì)、除氧器水位定值檢測(cè)及除氧器事故放水門聯(lián)鎖設(shè)計(jì)、發(fā)電廠凝結(jié)水泵故障檢測(cè)及凝結(jié)水母管壓力值檢測(cè)聯(lián)鎖設(shè)計(jì)等。在輔機(jī)聯(lián)鎖設(shè)計(jì)中，應(yīng)發(fā)揮熱工自動(dòng)化控制裝置的邏輯判斷能力，通過(guò)設(shè)計(jì)及把握順序控制的步驟流程，使輔機(jī)聯(lián)鎖設(shè)計(jì)具備自動(dòng)控制功能。3.3.5保護(hù)設(shè)計(jì)。煤矸石發(fā)電廠熱工自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)主要針對(duì)以下情況：發(fā)電廠設(shè)備機(jī)組汽包水位、爐膛壓力數(shù)值過(guò)高或數(shù)值較低時(shí)，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)停爐保護(hù)；發(fā)電廠機(jī)組出現(xiàn)過(guò)大的電力負(fù)荷荷載，此時(shí)會(huì)伴隨有汽輪機(jī)跳閘反應(yīng)；發(fā)電廠機(jī)組出現(xiàn)引風(fēng)機(jī)停止及MFT動(dòng)作等。當(dāng)出現(xiàn)機(jī)組軸向位移量及軸振過(guò)大、軸承回油、主保護(hù)動(dòng)作啟動(dòng)、汽機(jī)超速、高壓及低壓缸出現(xiàn)脹差、透氣防逆流保護(hù)啟動(dòng)、推力瓦產(chǎn)生高溫等情況，相應(yīng)的保護(hù)設(shè)計(jì)動(dòng)作即會(huì)啟動(dòng)。
4結(jié)語(yǔ)
在發(fā)電廠技術(shù)及自動(dòng)化控制技術(shù)獲得迅猛發(fā)展的當(dāng)代社會(huì)，煤矸石發(fā)電廠在機(jī)組容量上實(shí)現(xiàn)了高度增長(zhǎng)，也同步對(duì)發(fā)電廠運(yùn)行及控制質(zhì)量提出了更高要求。煤矸石發(fā)電廠熱工自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)是改進(jìn)發(fā)電廠運(yùn)行質(zhì)量的重要技術(shù)保障，在進(jìn)行煤矸石發(fā)電廠熱工自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)時(shí)，要密切關(guān)注最新的科技進(jìn)展，不斷對(duì)控制理論及控制實(shí)踐進(jìn)行豐富創(chuàng)新，以此提高發(fā)電廠自動(dòng)化控制水平。
參考文獻(xiàn)
[1]李照亮．熱工自動(dòng)化控制在煤矸石發(fā)電廠中的相關(guān)設(shè)計(jì)研究[J]．企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)（下半月），2015，（1）．
中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）04（b）-0075-01
作為自動(dòng)化領(lǐng)域中的一條重要分支，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化過(guò)程中發(fā)揮著舉足輕重的作用，是電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，為推進(jìn)電力企業(yè)自動(dòng)化、現(xiàn)代化具有重要作用。[1]因此加強(qiáng)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，應(yīng)充分認(rèn)知電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要作用，提高電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的性能，發(fā)揮其在電力生產(chǎn)中的作用。
1 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路
1.1 集中監(jiān)控方式
采用集中監(jiān)控方式設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，這種方式把系統(tǒng)的各個(gè)功能集中在一個(gè)處理器上進(jìn)行處理，方便員工對(duì)其運(yùn)行和維護(hù)，降低了對(duì)控制站的防護(hù)要求，在用這種方式進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，操作較為簡(jiǎn)單。但是采用集中式設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)也有諸多弊端：首先系統(tǒng)各功能集中在同一處理器，使處理器負(fù)擔(dān)過(guò)重，降低了處理速度；其次，這種方式需要電力企業(yè)加大投入，增加電纜，從而確保系統(tǒng)對(duì)全部設(shè)備的監(jiān)控，使電力生產(chǎn)成本大為增加；最后，遠(yuǎn)距離的電纜往往帶來(lái)不利的影響因素，使系統(tǒng)可靠性大為降低，甚至使隔離刀偏離，影響設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。所以集中監(jiān)控的方式雖然便于集中處理，但也有諸多弊端，不利于降低電力生產(chǎn)升本，減少了電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。[2]
1.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控方式
采用遠(yuǎn)程監(jiān)控方式設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以為電廠節(jié)約了安裝費(fèi)用和安裝材料，提高了控制系統(tǒng)的可靠性，使系統(tǒng)組態(tài)較為靈活。但是由于這種設(shè)計(jì)方式中的很多總線的通訊速度較低，使這種設(shè)計(jì)方式的使用范圍受到很大限制，一般應(yīng)用于小系統(tǒng)監(jiān)控中。
1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式
現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控設(shè)計(jì)方式是建立在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用以及智能化電氣設(shè)備發(fā)展的基礎(chǔ)上?，F(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控設(shè)計(jì)方式不僅節(jié)省了安裝從材料、提高了系統(tǒng)控制性能，而且大量減少了隔離設(shè)備，再加上計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用使得整個(gè)系統(tǒng)可靠性更高、網(wǎng)絡(luò)組態(tài)更為靈活，且在不同的間隔能發(fā)揮其不同的作用，相鄰兩個(gè)元件不會(huì)出現(xiàn)連鎖癱瘓效應(yīng)，大大提升了自動(dòng)化控制系統(tǒng)的性能?，F(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式的智能化設(shè)備采用就地安裝的形式，從而減少了電纜數(shù)量，節(jié)約了投資成本，為電力企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益?，F(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式設(shè)計(jì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)代表了未來(lái)電氣自動(dòng)化的發(fā)展方向，為電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)和發(fā)展提供重要的依據(jù)。[3]
2 提高電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的性能
電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)性能的提升涉及多方面因素，主要有對(duì)電子元器件的選擇、電子設(shè)備環(huán)境、控制設(shè)備的選擇、設(shè)備的散熱防護(hù)等。只有選擇恰當(dāng)?shù)狞c(diǎn)在元器件，加強(qiáng)對(duì)電子設(shè)備環(huán)境的控制，結(jié)合具體的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)符合實(shí)際應(yīng)用情況的控制設(shè)備，同時(shí)做好設(shè)備的散熱防護(hù)工作，才能使電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使之在電力傳輸中發(fā)揮其巨大作用。
2.1 選用性能較好的電子元器件
電子元器件是電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要組成部分，電子元器件性能的好壞關(guān)系到電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的性能的好壞，性能好的元器件除了能對(duì)其所處的外部環(huán)境有較好的適應(yīng)之外，還能提高設(shè)備的耐久性，降低元器件更換頻率，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)有巨大的促進(jìn)作用。相反，性能差的元器件則會(huì)提高成本，也給系統(tǒng)性能帶來(lái)?yè)p害。所以在選擇電子元器件事要謹(jǐn)慎對(duì)待，注意電子元器件的穩(wěn)定性和可靠性，對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)和認(rèn)定，同時(shí)在投入使用之后，要對(duì)其使用狀況進(jìn)行記錄，從而為電子元器件更換提供依據(jù)。[4]
2.2 控制電子設(shè)備外部環(huán)境的不利因素
電子設(shè)備所處的外部環(huán)境一般比較復(fù)雜，對(duì)電子設(shè)備的使用情況和使用壽命有較大的影響。較好的外部環(huán)境是電子設(shè)備正常運(yùn)行的具有重要作用，從而為系統(tǒng)性能的提升提供重要的保障。通常遇到惡劣的外部環(huán)境，如霉菌多、濕度大、空氣污染嚴(yán)重這樣的惡劣環(huán)境，則會(huì)使設(shè)備受到嚴(yán)重的侵蝕，使水分或其他增加絕緣材料的導(dǎo)電物質(zhì)侵入到電子設(shè)備內(nèi)部，使電子設(shè)備性能降低，甚至造成設(shè)備的損壞，從而使自動(dòng)化控制系統(tǒng)性能降低，甚至不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，影響電廠效益，所以要提高電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的性能，需要控制電子設(shè)備外部不利的環(huán)境因素。
2.3 控制設(shè)備要與實(shí)際情況相結(jié)合
電氣自動(dòng)化控制設(shè)備在設(shè)計(jì)之初應(yīng)充分考慮其適用性。在設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況的需要對(duì)零部件以及相適應(yīng)的軟件系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)參數(shù)的考察，再同具體的實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，才能使設(shè)計(jì)出的控制設(shè)備，技能和實(shí)際需求相符合，又能提高控制系統(tǒng)的性能，降低開(kāi)發(fā)成本，使其具有較高的性價(jià)比。
2.4 加強(qiáng)設(shè)備散熱防護(hù)工作
設(shè)備散熱防護(hù)是電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)性能正常發(fā)揮的又一重要保障，同時(shí)也是系統(tǒng)元器件使用壽命和功能正常發(fā)揮的重要保障，加強(qiáng)設(shè)備的散熱防護(hù)，不僅僅使系統(tǒng)性能正常發(fā)揮，而且延長(zhǎng)了元器件及設(shè)備的使用壽命，使控制系統(tǒng)體現(xiàn)出極高的經(jīng)濟(jì)性，為電廠降低了成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)備的散熱防護(hù)做得不到我則會(huì)影響其可靠性，甚至?xí)斐稍O(shè)備的損壞，導(dǎo)致控制系統(tǒng)的癱瘓。所以，在設(shè)備防護(hù)中，要注重設(shè)備的散熱防護(hù)，使設(shè)備在使用過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量及時(shí)排解出去，特別是對(duì)于功率較大的設(shè)備應(yīng)在設(shè)備上加上散熱器，同時(shí)在功率大的設(shè)備周圍應(yīng)避免了敏感的半導(dǎo)體分離器的使用，從而消除隱患，提高系統(tǒng)使用性能。[5]
3 結(jié)語(yǔ)
電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化過(guò)程中發(fā)揮著舉足輕重的作用，是電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，為推進(jìn)電力企業(yè)自動(dòng)化、現(xiàn)代化具有重要作用。在電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)中要結(jié)合科學(xué)的設(shè)計(jì)思路，將自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用利益廣泛的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，做好提高系統(tǒng)性能的各項(xiàng)工作，從而真正發(fā)揮電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在電力輸送中的巨大作用，推動(dòng)我國(guó)電氣自動(dòng)化發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] 石一輝，張承學(xué)，易攀，等.差分算法在電力系統(tǒng)高頻信號(hào)分析過(guò)程中的研究[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2008（3）.
【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化 控制系統(tǒng) 完善
近年來(lái)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)得到高速的發(fā)展，樓宇的建設(shè)開(kāi)始全面開(kāi)展，同時(shí)也帶動(dòng)了樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)控制建設(shè)的發(fā)展。樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要包括四大部分，包括主機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控器、通信網(wǎng)絡(luò)和儀表。樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)建筑內(nèi)的何磊設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，保證了運(yùn)行的安全、可靠，同時(shí)還能節(jié)省人力和物力。但是，因?yàn)槲覈?guó)的樓宇自動(dòng)化控制的發(fā)展比較晚，在設(shè)計(jì)和施工等方面還只是處于初級(jí)發(fā)展階段，在具體的設(shè)計(jì)和施工方面還存在著很多不合理的地方，所以會(huì)有運(yùn)行不良、使用壽命短等問(wèn)題的出現(xiàn)。所以，根據(jù)實(shí)際情況，我們要針對(duì)樓宇自動(dòng)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)對(duì)相關(guān)的管理功能進(jìn)行選擇，同時(shí)還要在實(shí)際的工作中積累關(guān)于自動(dòng)化控制的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)得到相應(yīng)的完善，使樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)真正的發(fā)揮出相應(yīng)的功能。
1 簡(jiǎn)述自動(dòng)化控制系統(tǒng)有哪些基本的功能
在樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用的數(shù)據(jù)通常情況下都是根據(jù)自動(dòng)采集而來(lái)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以作為系統(tǒng)運(yùn)行的一種參數(shù)，對(duì)運(yùn)行情況進(jìn)行自我監(jiān)控，對(duì)系統(tǒng)中的各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行全方位的調(diào)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)和創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益和相應(yīng)的社會(huì)效益。
1.1 自動(dòng)化系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)自動(dòng)采集的功能
對(duì)現(xiàn)地控制單位之間傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行的處理和存儲(chǔ)要建立在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)之上，用上位計(jì)算機(jī)對(duì)系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析，從而形成系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)。在數(shù)據(jù)庫(kù)中提取的數(shù)據(jù)資料可以對(duì)自動(dòng)控制進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過(guò)本身的記錄、檢索等功能為系統(tǒng)的工作人員的靈活調(diào)用作為參考。
1.2 自動(dòng)化系統(tǒng)具有自動(dòng)監(jiān)控與調(diào)節(jié)的功能
想要提高系統(tǒng)的監(jiān)控水平和調(diào)節(jié)水平，可以達(dá)到減少對(duì)系統(tǒng)操作失誤的目的。但是，系統(tǒng)具有本身的復(fù)雜性，人工的監(jiān)控是難以達(dá)到要求的，所以就需要自動(dòng)監(jiān)控和調(diào)節(jié)功能的開(kāi)發(fā)與利用。對(duì)各種功能設(shè)置模擬操作系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)置要建立在數(shù)據(jù)科學(xué)合理的基礎(chǔ)上。將自動(dòng)系統(tǒng)的指令設(shè)置在屏幕顯示器上，根據(jù)計(jì)算機(jī)屏幕顯示執(zhí)行的步驟，這樣就可以對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行一目了然的監(jiān)控了。
1.3 總動(dòng)畫系統(tǒng)具有現(xiàn)地控制單元的功能
這個(gè)功能應(yīng)該在自動(dòng)化操作系統(tǒng)中某個(gè)環(huán)節(jié)的后面，進(jìn)行現(xiàn)地的現(xiàn)實(shí)和處理，同時(shí)將操作的具體情況傳到主控層。主控等再根據(jù)指令對(duì)是否滿足指令的條件進(jìn)行分析。最后按照發(fā)出的指令將硬件運(yùn)行到相應(yīng)的位置上?，F(xiàn)地控制一般都會(huì)設(shè)置權(quán)限開(kāi)關(guān)，根據(jù)開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的切換，同時(shí)依然可以使用手動(dòng)的方式進(jìn)行輔的操作，手動(dòng)操作還可以解決特殊情況下的燃眉之急。
2 對(duì)數(shù)據(jù)采集的設(shè)計(jì)
在對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行上述三項(xiàng)基本功能的設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要體現(xiàn)出系統(tǒng)基本功能之間的共通性，還要對(duì)這些功能進(jìn)行合理的處理，使自動(dòng)化控制功能的適用性能夠得到相應(yīng)的提高。
2.1 對(duì)數(shù)據(jù)采集的設(shè)計(jì)
在對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集之前要做到有針對(duì)性的進(jìn)行采集，對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集之后，要及時(shí)將數(shù)據(jù)傳送到上位計(jì)算機(jī)中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控，這些數(shù)據(jù)可以作為盤點(diǎn)系統(tǒng)運(yùn)行是否正常的重要依據(jù)。對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集可以用單端隔離的模擬量進(jìn)行輸入卡，用波形檢測(cè)的方式對(duì)系統(tǒng)自動(dòng)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與監(jiān)控，同時(shí)，必須要設(shè)置好采集范圍和輸出通道。
對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集設(shè)計(jì)時(shí)要做到對(duì)數(shù)據(jù)保存情況的實(shí)時(shí)顯示。在對(duì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候還要對(duì)校本程序進(jìn)行編譯，同時(shí)用人機(jī)界面對(duì)數(shù)據(jù)的幾率、存儲(chǔ)等情況進(jìn)行顯示，最后將軟件和數(shù)據(jù)可連接起來(lái)。這種功能使數(shù)據(jù)記錄和存取的便利性得到大大的提高，同時(shí)還完成了對(duì)數(shù)據(jù)可的屬性設(shè)置。
值得一提的是，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的時(shí)候要遵循一個(gè)重要的原則，探測(cè)元件與要采集的內(nèi)體要盡量靠近，以減少傳導(dǎo)中的誤差，避免這些誤差對(duì)數(shù)據(jù)真實(shí)性的影響。在傳輸中還可以使用光纖等新技術(shù)，這種新技術(shù)的應(yīng)用可以達(dá)到準(zhǔn)確的目的同時(shí)又不會(huì)使誤差造成系統(tǒng)的誤動(dòng)作。
2.2 監(jiān)控設(shè)計(jì)
在自動(dòng)化系統(tǒng)中的監(jiān)控最常見(jiàn)的方式有三種：遠(yuǎn)程監(jiān)控方式、集中監(jiān)控方式和現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式。其中幾種監(jiān)控方式便于系統(tǒng)運(yùn)行的維護(hù)管理，對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)比較容易，也沒(méi)有較高的要求和標(biāo)準(zhǔn)。遠(yuǎn)程監(jiān)控方式的優(yōu)點(diǎn)主要有對(duì)資源能夠起到節(jié)約監(jiān)控的目的，同時(shí)具有較高的可靠性，并且在實(shí)際的應(yīng)用中可以體現(xiàn)出組態(tài)靈活的優(yōu)勢(shì)，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜、附屬材料的節(jié)約利用?，F(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式是當(dāng)今條件下一種比較符合時(shí)代特征的監(jiān)控方式，它可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，使監(jiān)控的連接線路縮短，在這種方式上可以很好的體現(xiàn)出智能化的特點(diǎn)。同時(shí)為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
2.3 現(xiàn)地控制單元
自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)地控制單元的實(shí)際采用了計(jì)算機(jī)軟件和硬件等先進(jìn)的技術(shù)，確保了各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)都能符合指標(biāo)要求。隨著科技的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)在不斷的更新?lián)Q代，系統(tǒng)的規(guī)模也應(yīng)該隨著計(jì)算機(jī)的更型換代得到擴(kuò)展與升級(jí)，維護(hù)方面要具備自我診斷和自我恢復(fù)的功能，避免因?yàn)槿藛T操作失誤造成的損失?，F(xiàn)地控制單元的設(shè)計(jì)主要包括對(duì)機(jī)組設(shè)備的調(diào)節(jié)和將控制；對(duì)機(jī)組控制單元順序的控制；數(shù)據(jù)通信要保持通暢；要有自我診斷的功能。
3 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要將采集到的數(shù)據(jù)及時(shí)的輸送到上位計(jì)算機(jī)中，對(duì)整個(gè)運(yùn)行流程實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行判斷。還要根據(jù)各種方式的運(yùn)用，使系統(tǒng)工作的效率得到提高，減少維護(hù)故障率，在新技術(shù)的幫助下，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的配置與設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)
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作者簡(jiǎn)介
中圖分類號(hào)：F407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用
電氣自動(dòng)化技術(shù)是電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的完美結(jié)合。在實(shí)際的使用過(guò)程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)一般被單片機(jī)技術(shù)所代替，從而實(shí)現(xiàn)了嵌入式的技術(shù)應(yīng)用模式。在使用的領(lǐng)域中，包括生產(chǎn)型工業(yè)領(lǐng)域以及煤礦領(lǐng)域，單片機(jī)的技術(shù)核心在于能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)的所有重要硬件進(jìn)行集成，然后通過(guò)嵌入式的方式與硬件結(jié)合，完成在某一小空間范圍內(nèi)的控制指令輸出。但是，在技術(shù)原理方面，兩者還是存在一定的區(qū)別的。單片機(jī)一般采用嵌入式的語(yǔ)言，而計(jì)算機(jī)則一般采用高級(jí)語(yǔ)言，兩者在交互通信的時(shí)候，需要進(jìn)行代碼轉(zhuǎn)換，才能夠進(jìn)行直接通信。因此，一般情況下，會(huì)利用單片機(jī)的這種通信原理，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制技術(shù)的應(yīng)用。一般在實(shí)際的操作和生產(chǎn)的過(guò)程中，由于采用了嵌入式的單片機(jī)技術(shù)，在硬件設(shè)備中，單片機(jī)進(jìn)行嵌入設(shè)計(jì)，而設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的控制中心，進(jìn)行遠(yuǎn)程通信。這樣就可以實(shí)現(xiàn)絕大多數(shù)領(lǐng)域的遠(yuǎn)程操作流程，通過(guò)代碼之間的轉(zhuǎn)換，讓遠(yuǎn)程操作和遠(yuǎn)程控制得到真正的實(shí)現(xiàn)。但是，在某種意義上分析，電氣自動(dòng)化技術(shù)中電子技術(shù)的應(yīng)用主要是硬件方面的使用。會(huì)根據(jù)使用環(huán)境的需求對(duì)模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)進(jìn)行合理安排和配置。一般情況下，在高精的設(shè)備中，都會(huì)采用數(shù)字電子技術(shù)，而模擬電子技術(shù)則是最為常用的技術(shù)之一。電氣自動(dòng)化技術(shù)的核心有兩個(gè)方面，電子技術(shù)負(fù)責(zé)硬件電路線路的暢通，而控制指令操作則通過(guò)計(jì)算機(jī)的指令完成。兩者實(shí)際上依然是軟件以及硬件的結(jié)合技術(shù)，只是使用的是軟件編程利用了單片機(jī)通信技術(shù)而已。
二、裝置選擇的設(shè)計(jì)策略
1、選用編程工具
目前，煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中使用比較廣泛的編程工具是計(jì)算機(jī)、PLC，以及應(yīng)用圖形與手持相統(tǒng)一的編程器。收集編程器的目的是為了編程商家定制語(yǔ)言，其中，手持編輯器的編程效率是比較低的，根據(jù)規(guī)模比較小的PLC裝置編程，通常在進(jìn)行編程的時(shí)候所使用的圖形編輯器是梯形編程，這是一種十分簡(jiǎn)潔的編輯手段，也十分適合中型PLC的編程。為了更加有效地編程規(guī)模比較大的PLC裝置，通常使用PLC軟件包與計(jì)算機(jī)，然而，在進(jìn)行開(kāi)發(fā)的時(shí)候，這樣的編程手段需要投入比較大的成本，也不便于實(shí)際的調(diào)試，通常僅僅使用在大型的煤礦自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。要想提高煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的效率，應(yīng)當(dāng)結(jié)合系統(tǒng)的規(guī)模選用合適的編程工具，從而確保更加高效的系統(tǒng)編程。
2、確定I/O點(diǎn)類型
煤礦電氣自動(dòng)化在進(jìn)行控制的過(guò)程中會(huì)存在一系列的需要，在一定程度上，這些需要的擬定是結(jié)合監(jiān)控對(duì)象的規(guī)模來(lái)進(jìn)行的，在進(jìn)行監(jiān)控前，應(yīng)當(dāng)對(duì)裝置I/O點(diǎn)的數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)劃分它的種類，且要對(duì)有關(guān)的統(tǒng)計(jì)清單進(jìn)行制定，根據(jù)估計(jì)的系統(tǒng)控制容量，從而有效地保障軟硬件的資源剩余數(shù)量還不至于對(duì)資源造成浪費(fèi)。在對(duì)裝置的輸出點(diǎn)、輸出頻率進(jìn)行確定的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真地探究礦井自身的供電現(xiàn)狀，從而對(duì)輸出端的輸出方式進(jìn)行迅速地確定，輸出端通常實(shí)施繼電器與晶體管輸出的方式。
3、認(rèn)真探究系統(tǒng)的規(guī)模
在選擇PLC裝置的前期，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真地探究系統(tǒng)的規(guī)模，從而盡量縮小裝置的選用范圍，這是由于不相同的PLC產(chǎn)品所適用系統(tǒng)的規(guī)模也是不一樣的。其中，選用西門子PLC裝置并且實(shí)施探究，倘若選用的PLC裝置只是為了檢測(cè)瓦斯的濃度，那么通常使用微型的裝置就可以了。可是對(duì)于水泵機(jī)房而言，應(yīng)根據(jù)礦井里面改變的水位對(duì)它的工作狀態(tài)與方式進(jìn)行更改，這就需要高標(biāo)準(zhǔn)的PLC裝置閉環(huán)與邏輯控制，為此，中等型的PLC裝置是最為理想的選擇。此外，應(yīng)當(dāng)實(shí)時(shí)地監(jiān)控礦井工人的安全，首先，應(yīng)當(dāng)實(shí)時(shí)地檢測(cè)礦井的控制與通信，要想監(jiān)控整個(gè)的過(guò)程是比較困難的，而中型與微型的PLC裝置是難以實(shí)現(xiàn)需求的，在這個(gè)時(shí)候，僅僅可以選用大型PLC裝置。
三、煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)策略
1、軟件的設(shè)計(jì)策略
軟件是煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的核心，在優(yōu)化設(shè)計(jì)之后系統(tǒng)軟件可以大大地提高煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的工作效率。優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件需要跟優(yōu)化硬件同時(shí)進(jìn)行，軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程就是在處理固有的軟件裝置后，使其變成清晰的梯形圖，在應(yīng)用PLC系統(tǒng)中，這種過(guò)程是最難解決的一個(gè)問(wèn)題。優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件，需要立足于結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模來(lái)實(shí)施，從而使結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，煤礦電氣自動(dòng)化系統(tǒng)能夠更加迅速地應(yīng)用，并且可以更加貼近生產(chǎn)的實(shí)際情況。
2、硬件的設(shè)計(jì)策略
在煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，硬件設(shè)計(jì)是非常重要的一個(gè)組成部分，它跟煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全性、可靠性以及穩(wěn)定性是息息相關(guān)的。為此，應(yīng)當(dāng)實(shí)施有效的設(shè)計(jì)。因?yàn)閼?yīng)用要求的不一樣，所使用的硬件也是不一樣的，下面，探究了系統(tǒng)抗干擾、輸出電路以及輸入電路這三項(xiàng)內(nèi)容。
2.1抗干擾的設(shè)計(jì)策略
在煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，務(wù)必注重的一個(gè)問(wèn)題就是系統(tǒng)的抗干擾性。相對(duì)來(lái)講，礦井的工作環(huán)境是非常復(fù)雜的，這對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)提出了更高的要求。電系統(tǒng)芯片容易受到磁脈沖的干擾，這會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的失靈。為此，在設(shè)計(jì)煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的時(shí)候，一定要將防干擾的問(wèn)題解決。通常來(lái)講，實(shí)施下面的一系列策略：布線的優(yōu)化，將弱電信號(hào)線和強(qiáng)電動(dòng)力線分來(lái)走線，且要保障其中是間隔著的，實(shí)施雙絞線屏蔽電纜的模擬信號(hào)傳輸線可以實(shí)現(xiàn)一定的抗干擾功能。借助金屬外殼來(lái)實(shí)施電磁屏蔽系統(tǒng)，在金屬質(zhì)地的工作柜當(dāng)中放置PLC控制系統(tǒng)，并保障外殼是接地的，這樣可以避免空間輻射、電磁脈沖和靜電干擾系統(tǒng)。借助隔離變壓器，實(shí)施1：1超隔離變壓器，且把中性點(diǎn)通過(guò)電容來(lái)接地。
2.2輸出電路的設(shè)計(jì)策略
在設(shè)計(jì)輸出電路的前期，應(yīng)當(dāng)根據(jù)煤礦生產(chǎn)的實(shí)際情況，針對(duì)調(diào)速設(shè)備和一系列指示標(biāo)志輸出方式的選擇，應(yīng)用最為基本的輸出方式――晶體管輸出，從而確保在進(jìn)行輸出的時(shí)候盡量地跟高頻率的動(dòng)作相適應(yīng)，與此同時(shí)，也可以大大地提高響應(yīng)速度。要想盡量地簡(jiǎn)化輸出電路，通常實(shí)施繼電保護(hù)方式，這是由于繼電保護(hù)輸出方式的帶負(fù)載與抗干擾能力是比較強(qiáng)的。然而，如果電磁線圈附帶在PLC輸出的時(shí)候，那么PLC芯片就會(huì)在斷電時(shí)受到破壞。因此，為了防止破壞PLC芯片破壞，通常在電路盤中并聯(lián)續(xù)流二極管，這樣就可以將浪涌電流有效地吸收，從而對(duì)PLC芯片進(jìn)行有效的保護(hù)。
2.3輸入電路的設(shè)計(jì)策略
在設(shè)計(jì)輸入電路的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)思考PLC的供電電源通常是在交流85V―240V間，具備寬幅適用性。然而，因?yàn)榈V井的工作環(huán)境和條件是非常惡劣的，與此同時(shí)，加上不穩(wěn)定的供電，因此為了確保穩(wěn)定和安全地運(yùn)行系統(tǒng)以及抗干擾，應(yīng)當(dāng)將電源凈化元件加裝在輸入電路部分，像是隔離變壓器或者是電源濾波器。倘若實(shí)施的為1：1的隔離變壓器，那么借助雙隔離技術(shù)使變壓器的次級(jí)線圈屏蔽層和初級(jí)線圈屏蔽層經(jīng)過(guò)初級(jí)電氣中性點(diǎn)接地，就可以在一定程度上抵抗脈沖干擾。針對(duì)PLC的輸入電源來(lái)講，應(yīng)用直流電源并且控制在24V，負(fù)載的調(diào)整應(yīng)當(dāng)結(jié)合它的容量來(lái)進(jìn)行，還需要對(duì)周圍的電路實(shí)施防短路操作。這有利于煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的可靠、安全和穩(wěn)定運(yùn)行。倘若出現(xiàn)短路或者是過(guò)載的情況，那么都會(huì)破壞PLC芯片，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)的癱瘓。為此，務(wù)必有效地設(shè)計(jì)輸入電路。
結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，在社會(huì)文明不斷進(jìn)步的影響下，煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)得以廣泛的應(yīng)用，這大大地提高了煤礦的安全生產(chǎn)管理能力和生產(chǎn)效率。然而，煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有多樣化的實(shí)施策略，成本與效率也是不一樣的，因此，創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)煤礦電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，這是減少系統(tǒng)成本支出和提高系統(tǒng)運(yùn)行效率的必然趨勢(shì)，此外，還應(yīng)當(dāng)避免重復(fù)性的設(shè)計(jì)并加強(qiáng)設(shè)計(jì)實(shí)踐。
參考文獻(xiàn)
1、電氣控制對(duì)象的特點(diǎn)和要求
(1)電氣控制系統(tǒng)相對(duì)熱機(jī)設(shè)備而言控制信息采集量小、對(duì)象少,操作頻率低,但強(qiáng)調(diào)快速性、準(zhǔn)確性。
(2)電氣設(shè)備保護(hù)自動(dòng)裝置要求可靠性高,動(dòng)作速度快;同時(shí)對(duì)抗干擾要求較高。
(3)熱力系統(tǒng)控制處理信息量大,系統(tǒng)復(fù)雜,以過(guò)程控制為主電氣控制系統(tǒng)（ECS）主要以數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和順序控制為主,連鎖保護(hù)較多。
2、常規(guī)ECS系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)水平
目前,大多數(shù)電廠和DCS廠家所實(shí)現(xiàn)的ECS控制功能主要局限在以下幾個(gè)方面:
(1)監(jiān)視部分發(fā)電機(jī)———變壓器組系統(tǒng),勵(lì)磁系統(tǒng),高、低壓廠用電系統(tǒng)及備用電源系統(tǒng),220V直流系統(tǒng)和UPS電源系統(tǒng),電氣公用系統(tǒng),所控電氣設(shè)備開(kāi)關(guān)、閘刀的狀態(tài)監(jiān)視;中央信號(hào)及事故報(bào)警,事故記錄及追憶功能。
(2)控制部分發(fā)電機(jī)——變壓器組單元電氣一次設(shè)備的控制、聯(lián)鎖,發(fā)電機(jī)程序起停,ASS的投切;廠用工作電源,高、低壓廠變與高、低壓備變之間的正常切換操作;電氣接地系統(tǒng)管理;220kV斷路器、隔離開(kāi)關(guān)的控制。應(yīng)該說(shuō)在傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)中對(duì)電氣量的監(jiān)視、控制非常有限,尤其是對(duì)電氣專用智能設(shè)備信息的采集更是少之又少,致使這些設(shè)備各自為政,對(duì)運(yùn)行人員來(lái)說(shuō),無(wú)法在操作員站的監(jiān)視器上了解相關(guān)信息。有時(shí)不得不采用大量的電流、電壓變速器將部分模擬量采集進(jìn)DCS系統(tǒng);或者采用硬接線的方式接入DCS系統(tǒng),使系統(tǒng)復(fù)雜、投資增加和資源浪費(fèi)。
3、電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能
根據(jù)單元機(jī)組的運(yùn)行和電氣控制的特點(diǎn),應(yīng)將發(fā)電機(jī)一變壓器組和廠用電源等電氣系統(tǒng)的控制都納入ECS監(jiān)控。其基本功能為:
(1)發(fā)變組出口220kV／500kV斷路器、隔離開(kāi)關(guān)的控制及操作。
(2)發(fā)變組保護(hù)、廠高變保護(hù)、勵(lì)磁變壓器保護(hù)控制。
(3)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)。包括啟勵(lì)、滅磁操作,控制方式切換,增磁、減磁操作,PSS（電力系統(tǒng)穩(wěn)定器）的投退。
(4)220kV／500kV開(kāi)關(guān)自動(dòng)同期并網(wǎng)及手動(dòng)同期并網(wǎng)。
(5)6kV高壓廠用電源監(jiān)視、操作、廠用電壓快切裝置的狀態(tài)監(jiān)視、投退、手動(dòng)啟動(dòng)等。
(6)380V低壓廠用電源監(jiān)視、操作、低壓備自投裝置控制。
(7)高壓?jiǎn)ⅲ瘋渥儔浩骺刂坪筒僮鳎?臺(tái)機(jī)共用）。
(8)柴油發(fā)電機(jī)組和保安電源控制和操作。
(9)直流系統(tǒng)和LPS系統(tǒng)的監(jiān)視。
對(duì)于發(fā)變組保護(hù)等主保護(hù)和安全自動(dòng)裝置,因其設(shè)備已經(jīng)很成熟而且要求全部在DCS中實(shí)現(xiàn)其功能尚有一定難度,可能增加相當(dāng)大的費(fèi)用,故可以保留。但是它們與DCS間接口,控制采用硬接線,利用通訊方式傳輸自動(dòng)裝置信息,并可以通過(guò)DCS進(jìn)行事故追憶。
4、電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
(1)集中監(jiān)控方式這種監(jiān)控方式優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行維護(hù)方便,控制站的防護(hù)要求不高,系統(tǒng)設(shè)計(jì)容易。但由于集中式的主要特點(diǎn)是將系統(tǒng)的各個(gè)功能集中到一個(gè)處理器進(jìn)行處理,處理器的任務(wù)相當(dāng)繁重,處理速度受到影響。由于電氣設(shè)備全部進(jìn)入監(jiān)控,伴隨著監(jiān)控對(duì)象的大量增加隨之而來(lái)的是主機(jī)冗余的下降、電纜數(shù)量增加,投資加大,長(zhǎng)距離電纜引入的干擾也可能影響系統(tǒng)的可靠性。同時(shí),隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯(lián)鎖采用硬接線,由于隔離刀閘的輔助接點(diǎn)經(jīng)常不到位,造成設(shè)備無(wú)法操作。這種接線的二次接線復(fù)雜,查線不方便,大大增加了維護(hù)量,還存在由于查線或傳動(dòng)過(guò)程中由于接線復(fù)雜而造成誤操作的可能性。
(2)遠(yuǎn)程監(jiān)控方式遠(yuǎn)程監(jiān)控方式具有節(jié)約大量電纜、節(jié)省安裝費(fèi)用、節(jié)約材料、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn)。由于各種現(xiàn)場(chǎng)總線（如Lonworks總線,CAN總線等）的通訊速度不是很高,而電廠電氣部分通訊量相對(duì)又比較大,所有這種方式適合于小系統(tǒng)監(jiān)控,而不適應(yīng)于全廠的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建。
(3)現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式目前,對(duì)于以太網(wǎng)（Ethernet）、現(xiàn)場(chǎng)總線等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中,且已經(jīng)積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),智能化電氣設(shè)備也有了較快的發(fā)展,這些都為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用于發(fā)電廠電氣系統(tǒng)奠定了良好的基礎(chǔ)。現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加有針對(duì)性,對(duì)于不同的間隔可以有不同的功能,這樣可以根據(jù)間隔的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用這種監(jiān)控方式除了具有遠(yuǎn)程監(jiān)控方式的全部?jī)?yōu)點(diǎn)外,還可以減少大量的隔離設(shè)備、端子柜、I／O卡件、模擬量變送器等,而且智能設(shè)備就地安裝,與監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)通信線連接,可以節(jié)省大量控制電纜,節(jié)約很多投資和安裝維護(hù)工作量,從而降低成本。
5、探討電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)
OPC（OIJEforProcess Control）技術(shù)的出現(xiàn),IEC61131的頒布,以及Microsoft的Windows平臺(tái)的廣泛應(yīng)用,未來(lái)的電氣技術(shù)的結(jié)合,計(jì)算機(jī)日益發(fā)揮著不可替代的作用。IEC61131已成為了一個(gè)國(guó)際化的標(biāo)準(zhǔn),正被各大控制系統(tǒng)廠商廣泛采納。
PC客戶機(jī)／服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)、以太網(wǎng)和 Internet 技術(shù)引發(fā)了電氣自動(dòng)化的一次又一次革命。正是市場(chǎng)的需求驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化和IT平臺(tái)的融和,電子商務(wù)的普及將加速這一過(guò)程。Internet／Intranet技術(shù)和多媒體技術(shù)在自動(dòng)化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。企業(yè)的管理層利用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器可以存取企業(yè)的財(cái)務(wù)、人事等管理數(shù)據(jù),也可以對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)過(guò)程的動(dòng)態(tài)畫面進(jìn)行監(jiān)控,在第一時(shí)間了解最全面和準(zhǔn)確的生產(chǎn)信息。
6、結(jié)語(yǔ)
電氣自動(dòng)化控制是以現(xiàn)代信息化技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)建立的信息化系統(tǒng)對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確控制的一項(xiàng)技術(shù)。電氣自動(dòng)化技術(shù)自研發(fā)以來(lái)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，如交通運(yùn)輸、工業(yè)生產(chǎn)、信息服務(wù)等，不僅方便了人們的生活，還大大提高了人們的工作效率，進(jìn)一步解放了勞動(dòng)力，改善了工作環(huán)境，為企業(yè)和社會(huì)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。電氣自動(dòng)化控制在實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中，不斷完善自己，借助新的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行功能升級(jí)，將應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大化，這也促使更多的使用者開(kāi)始對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)產(chǎn)生關(guān)注。
一、電氣自動(dòng)化的應(yīng)用現(xiàn)狀
電氣自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)投入使用以來(lái)，已經(jīng)取得較好成績(jī)，無(wú)論是技術(shù)研發(fā)的成熟性，還是技術(shù)應(yīng)用的廣泛性，與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距有了明顯的縮減。我國(guó)應(yīng)繼續(xù)加大電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的研發(fā)力度，發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，搶占更多的行業(yè)市場(chǎng)。
（一）分布式控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)）。分布式控制系統(tǒng)，即DCS系統(tǒng)，在我國(guó)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中占據(jù)主導(dǎo)地位。DCS系統(tǒng)的發(fā)展基礎(chǔ)是集中式控制系統(tǒng)，該技術(shù)具有實(shí)時(shí)性、可靠性和可擴(kuò)展性等多種優(yōu)良性能，因此在生產(chǎn)領(lǐng)域及生活領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)然，DCS系統(tǒng)并非是一種完美的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，采用的模擬傳統(tǒng)型儀表，限制了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，給后續(xù)的養(yǎng)護(hù)及維修帶來(lái)困難；另外，DCS控制系統(tǒng)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)缺乏統(tǒng)一性，各個(gè)廠家的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)不一，設(shè)備的共享性較差；DCS系統(tǒng)價(jià)格成本較高，限制了該系統(tǒng)的普及率。
（二）集中監(jiān)控方式。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要采用集中控制方式，將系統(tǒng)中所有設(shè)備的功能都集中在一個(gè)處理器中，延緩了處理器的運(yùn)行速度，降低了整個(gè)系統(tǒng)的工作效率；另外監(jiān)控方面也采用集中管理方式，系統(tǒng)所有設(shè)備的運(yùn)行狀況都集中在一個(gè)監(jiān)控器之中，監(jiān)控?cái)?shù)量過(guò)大，占據(jù)主機(jī)空間內(nèi)存過(guò)多，影響了監(jiān)控器的運(yùn)行效率；另外，不同設(shè)備與監(jiān)控設(shè)備之間通過(guò)電纜連接，電纜數(shù)量的增加，不僅影響成本，還由于長(zhǎng)距離傳輸影響數(shù)據(jù)的傳輸速度及準(zhǔn)確性。監(jiān)控設(shè)備采用的聯(lián)鎖以及隔離器中采用的閉鎖都是硬接線，該接線方式在功能擴(kuò)展方面具有局限性，同時(shí)還由于反復(fù)接線，增加了設(shè)備故障的檢修及排查，從而影響整個(gè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的可靠性和靈活性。
（三）信息集成化技術(shù)。隨著信息技術(shù)的不斷升級(jí)，其應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)展。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在很大程度上是依賴于信息化技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用。信息技術(shù)可應(yīng)用于企業(yè)的管理方面，企業(yè)中的人力資源管理、財(cái)務(wù)管理等內(nèi)容均可利用信息技術(shù)的存儲(chǔ)功能、計(jì)算功能、傳輸功能、共享功能，提高管理效率，減少人工的誤差；另一方面，信息技術(shù)還可用于企業(yè)的生產(chǎn)領(lǐng)域，對(duì)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的、形象的監(jiān)督控制，提高企業(yè)生產(chǎn)的安全管理。信息技術(shù)除以上幾方面的縱向延伸外，還可在各個(gè)部門或者設(shè)備之間進(jìn)行橫向延伸。隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)備功能的界限逐漸趨于模糊化，結(jié)構(gòu)軟件、通訊能力等不同功能的集成化，將在組態(tài)環(huán)境下得到越來(lái)越多的重視。
二、電氣自動(dòng)化控制的發(fā)展
統(tǒng)一電氣自動(dòng)化工程系統(tǒng)對(duì)電氣自動(dòng)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、測(cè)試、維護(hù)都有重要意義。統(tǒng)一的電氣自動(dòng)化工程系統(tǒng)能夠把開(kāi)發(fā)系統(tǒng)從運(yùn)行系統(tǒng)中獨(dú)立出來(lái)，這對(duì)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，是跨越性的一步，能夠?qū)⑾到y(tǒng)通用化。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該保證現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)施、監(jiān)管體系、企業(yè)工程的管理數(shù)據(jù)保持共通。在滿足產(chǎn)業(yè)統(tǒng)一之后，就需要深化制造部門的體制改革，關(guān)注市場(chǎng)化的影響，以便保證產(chǎn)品能夠滿足市場(chǎng)的需要。同時(shí)，企業(yè)不僅要在技術(shù)的開(kāi)發(fā)上投入，還要使零件的配套生產(chǎn)市場(chǎng)化、專業(yè)化。產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)化是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，這對(duì)提升資源配置效率有著顯著的促進(jìn)作用。
在我國(guó)電氣自動(dòng)化發(fā)展計(jì)劃的指導(dǎo)之下，隨著市場(chǎng)化的環(huán)境，不斷提升電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的創(chuàng)新能力。并且企業(yè)不斷吸收國(guó)內(nèi)外創(chuàng)新技術(shù)以提升自身的創(chuàng)新能力，而科研的投入，為電氣自動(dòng)化的創(chuàng)新提供了更加廣闊的空間，此外加強(qiáng)政策上的扶持，健全、完善機(jī)制對(duì)創(chuàng)新都是非常有利的。目前我國(guó)企業(yè)主要生產(chǎn)一些中低檔次的產(chǎn)品，產(chǎn)品主要服務(wù)于中小型的項(xiàng)目，企業(yè)應(yīng)該打開(kāi)自主創(chuàng)新的新局面，轉(zhuǎn)換經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式，逐漸提升創(chuàng)新能力。
在電氣自動(dòng)化發(fā)展階段，企業(yè)可以首先利用企業(yè)自建的信息交互平臺(tái)在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)筑完善的營(yíng)銷體系，充分利用信息交互平臺(tái)跨時(shí)空信息傳播的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)移動(dòng)營(yíng)銷。同時(shí)，為企業(yè)的產(chǎn)品銷售開(kāi)辟了新的渠道。與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的融合發(fā)展，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)傳統(tǒng)實(shí)體企業(yè)發(fā)展的影響不斷深入，越來(lái)越多的電氣自動(dòng)化企業(yè)將產(chǎn)品營(yíng)銷和銷售的觸角伸到了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，成功突破了傳統(tǒng)銷售模式受時(shí)間和空間限制的弊端，走上了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的道路。
電氣自動(dòng)化行業(yè)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)展開(kāi)跨界合作發(fā)展，不僅有助于提升行業(yè)整體的信息化水平、擴(kuò)大行業(yè)整體經(jīng)濟(jì)規(guī)模，更重要的是為我國(guó)電氣自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，推動(dòng)了我國(guó)電氣自動(dòng)化行業(yè)新的發(fā)展。
綜上所述，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展是新時(shí)期背景下的電力企業(yè)順應(yīng)時(shí)展的主要方向，企業(yè)要提升電廠硬件設(shè)備，引進(jìn)先進(jìn)理念與技術(shù)，并不斷進(jìn)行創(chuàng)新發(fā)展，提高自身在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的地位。
參考文獻(xiàn)：
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1自動(dòng)化控制玻璃溫室大棚系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.1玻璃溫室大棚自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)材料和結(jié)構(gòu)
玻璃溫室是以透明玻璃為覆蓋材料的溫室，透光率一般為60%一70%。溫室的骨架為鍍鋅鋼管，門窗框架、屋脊為鋁合金輕型鋼材，肩高約8ma大棚管理系統(tǒng)采用JPK-013型自動(dòng)化控制系統(tǒng)。開(kāi)啟電腦，輸入用戶名及密碼，在桌面點(diǎn)擊海峽農(nóng)業(yè)示范園控制系統(tǒng)圖標(biāo)，點(diǎn)擊特殊菜單，點(diǎn)擊登錄“開(kāi)”，彈出對(duì)話框，再次輸人另外一個(gè)用戶名及密碼，就可進(jìn)行參數(shù)操作設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)結(jié)束后，下拉特殊菜單，點(diǎn)擊退出“關(guān)”。把目標(biāo)溫度設(shè)計(jì)為300C，降溫需求百分比為10%。
1.2系統(tǒng)功能及操作設(shè)計(jì)方案
1.2.1夏、秋季的操作設(shè)計(jì)方案根據(jù)南方夏、秋季需要降溫的要求設(shè)計(jì)操作方案。
1.2.2冬、春季的操作設(shè)計(jì)方案根據(jù)南方冬、春季的氣候特點(diǎn)設(shè)計(jì)保溫操作方案。
2玻璃溫室大棚自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)管理要點(diǎn)
2.1水肥機(jī)一體化系統(tǒng)管理
水肥機(jī)由以色列Galcon公司提供。操作步驟:電腦開(kāi)機(jī)一桌面一點(diǎn)擊Client系統(tǒng)一點(diǎn)擊Mixero
2.2分區(qū)設(shè)計(jì)管理
2.2.1水肥機(jī)一體化分區(qū)管理將整個(gè)溫室分成6個(gè)水肥灌溉區(qū)域，即與電腦連接的6個(gè)水閥所控制的灌溉區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)獨(dú)立的單元。區(qū)域布置見(jiàn)圖to水肥機(jī)裝肥料母液的肥料桶共7個(gè)桶，A,B液各3個(gè)桶，另外1個(gè)酸液桶，分為3個(gè)組別，酸液桶共用。針對(duì)不同作物，每組的肥料母液可以有所區(qū)別。A桶(Fert.1)和B桶(Fert.2)吸量都設(shè)為5.0L/m3，酸液(Fert.3)吸量設(shè)為3.5I}/m3。1區(qū)、2區(qū)種植瑞豐番茄，2014年5月31日移植;3區(qū)種植金玉滿堂番茄，4區(qū)種植串串紅鈴番茄，3區(qū)、4區(qū)均為5月22日移植。從移植到7月2日每天灌溉1次，清晨5:00開(kāi)始滴灌，時(shí)間為10mino7月2日開(kāi)始增加為4次，每次3min。因?yàn)?區(qū)、4區(qū)結(jié)果多，植株細(xì)弱，7月6日再增加1次，即3區(qū)、4區(qū)結(jié)果期每天灌溉5次，每次3mino5區(qū)、6區(qū)分別種植金石王1號(hào)和金玉滿堂番茄，2013年11月9日移植，前期灌溉同3區(qū)、4區(qū)，因結(jié)果盛期需肥水較多，增至每天7次(表3)。
2.2.2各區(qū)域的項(xiàng)目編號(hào)綁定及灌溉時(shí)間表(Irri-gationProgramNo.)設(shè)計(jì)各區(qū)域的電腦識(shí)別代碼及灌溉時(shí)間表設(shè)計(jì)見(jiàn)表30
2.3灌溉時(shí)間等數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)及修改
在Mixer的圖案里，點(diǎn)擊IrrigationProgramNo.，在左上角白色框格里輸入所要修改或設(shè)定的項(xiàng)目編號(hào)(ProgramNo.)，回車，再在左上角白色框格的左邊，點(diǎn)擊鎖匙(解鎖)，選擇要修改的數(shù)據(jù)，輸人要修改的數(shù)據(jù)，全部修改完畢，再次點(diǎn)擊解鎖，點(diǎn)擊確定(sure)完成修改。其他項(xiàng)目的修改過(guò)程同樣。
2.4所需EC,pH值的修改及其感應(yīng)器校準(zhǔn)
點(diǎn)擊FertilizationPrograms，在肥料項(xiàng)目號(hào)7,8,9欄目?jī)?nèi)修改各種植區(qū)所需的灌溉水肥的EC,pH值。2014年種植番茄，1,2,3,4區(qū)的EC值設(shè)置為1.5ms/cm,爪6區(qū)盛果期設(shè)置為2.0ms/cm;pH值都設(shè)置為5.7。當(dāng)發(fā)現(xiàn)水肥機(jī)上的EC,pH值有偏差時(shí)，要用標(biāo)準(zhǔn)液來(lái)進(jìn)行校準(zhǔn)。
2.5洗鹽
點(diǎn)擊右上角IrrigationPrograms進(jìn)人操作界面，點(diǎn)擊ProgramSettings進(jìn)入灌水?dāng)?shù)據(jù)界面。程序號(hào)(Prog.No)要選擇灌溉肥料沒(méi)用過(guò)的空白號(hào)。優(yōu)先權(quán)(PrioritySetup)選擇low。灌溉間隔天數(shù)(Irri.Cycledays)選擇1d，時(shí)間單位(Irri.Unit)為min;灌水量(Quantity)為持續(xù)灌水60min，肥料(Fert.Prog)填寫0。開(kāi)始(StartTime)寫0:O1，結(jié)束寫23;59;各區(qū)的間隔灌溉時(shí)間(Duratior)寫250min(洗鹽1輪60x4為240min，其間休息10min。這就是洗鹽1d的循環(huán)模式。
2.6過(guò)濾器清洗
每個(gè)肥料母液桶下面都有1個(gè)過(guò)濾器，選擇在沒(méi)有灌溉的時(shí)間段里，關(guān)閉水肥母液桶的開(kāi)關(guān)，把過(guò)濾器小心擰開(kāi)，用清水沖洗過(guò)濾片，干凈為止。然后在灌溉之前裝回，打開(kāi)水肥開(kāi)關(guān)。水肥機(jī)后面也有1個(gè)過(guò)濾器。
2.7混合桶溢水問(wèn)題的解決
灌溉是邊混合水肥邊進(jìn)行灌溉，如果遇到突然停電，等來(lái)電時(shí)，電腦不知道混合桶的水肥該往哪個(gè)區(qū)走。因此，當(dāng)看到混合桶溢水時(shí)，應(yīng)立即手工把混合桶里的水肥舀出1/2。
一、電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的功能
根據(jù)單元機(jī)組的運(yùn)行和電氣控制的特點(diǎn)，應(yīng)將發(fā)電機(jī)一變壓器組和廠用電源等電氣系統(tǒng)的控制都納入ECS監(jiān)控。其基本功能 為：
1.發(fā)變組出口220kV/500kV斷路器、隔離開(kāi)關(guān)的控制及操作。
2.發(fā)變組保護(hù)、廠高變保護(hù)、勵(lì)磁變壓器保護(hù)控制。
3.發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)。包括啟勵(lì)、滅磁操作，控制方式切換，增磁、減磁操作，PSS（電力系統(tǒng)穩(wěn)定器）的投退。
4.220kV/500kV開(kāi)關(guān)自動(dòng)同期并網(wǎng)及手動(dòng)同期并網(wǎng)。
5.6kV高壓廠用電源監(jiān)視、操作、廠用電壓快切裝置的狀態(tài)監(jiān)視、投退、手動(dòng)啟動(dòng)等。
6.380V低壓廠用電源監(jiān)視、操作、低壓備自投裝置控制。
7.高壓?jiǎn)?備變壓器控制和操作（2臺(tái)機(jī)共用）。
8.柴油發(fā)電機(jī)組和保安電源控制和操作。
9.直流系統(tǒng)和LPS系統(tǒng)的監(jiān)視。
對(duì)于發(fā)變組保護(hù)等主保護(hù)和安全自動(dòng)裝置，因其設(shè)備已經(jīng)很成熟而且要求全部在DCS中實(shí)現(xiàn)其功能尚有一定難度，可能增加相當(dāng)大的費(fèi)用，故可以保留。但是它們與DCS間要口求接，控制采用硬接線，利用通訊方式傳輸自動(dòng)裝置信息，并可以通過(guò)DCS進(jìn)行事故追憶。
二、電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想
1.集中監(jiān)控方式
這種監(jiān)控方式優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行維護(hù)方便，控制站的防護(hù)要求不高，系統(tǒng)設(shè)計(jì)容易。但由于集中式的主要特點(diǎn)是將系統(tǒng)的各個(gè)功能集中到一個(gè)處理器進(jìn)行處理，處理器的任務(wù)相當(dāng)繁重，處理速度受到影響。由于電氣設(shè)備全部進(jìn)入監(jiān)控，伴隨著監(jiān)控對(duì)象的大量增加隨之而來(lái)的是主機(jī)冗余的下降、電纜數(shù)量增加，投資加大，長(zhǎng)距離電纜引入的干擾也可能影響系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)， 隔離刀閘的操作閉鎖和斷路器的聯(lián)鎖采用硬接線，由于隔離刀閘的輔助接點(diǎn)經(jīng)常不到位，造成設(shè)備無(wú)法操作。這種接線的二次接線復(fù)雜，查線不方便，大大增加了維護(hù)量，還存在由于查線或傳動(dòng)過(guò)程中由于接線復(fù)雜而造成誤操作的可能性。
2.遠(yuǎn)程監(jiān)控方式
遠(yuǎn)程監(jiān)控方式具有節(jié)約大量電纜、節(jié)省安裝費(fèi)用、，節(jié)約材料、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn)。由于各種現(xiàn)場(chǎng)總線（如Lonworks總線，CAN總線等）的通訊速度不是很高，而電廠電氣部分通訊量相對(duì)又比較大，所有這種方式適合于小系統(tǒng)監(jiān)控，而不適應(yīng)于全廠的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建。
3.現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式
目前，對(duì)于以太網(wǎng)（Ethernet）、現(xiàn)場(chǎng)總線等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，且已經(jīng)積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，智能化電氣設(shè)備也有了較快的發(fā)展， 這些都為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用于發(fā)電廠電氣系統(tǒng)奠定了良好的基礎(chǔ)?，F(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加有針對(duì)性，對(duì)于不同的間隔可以有不同的功能，這樣可以根據(jù)間隔的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用這種監(jiān)控方式除了具有遠(yuǎn)程監(jiān)控方式的全部?jī)?yōu)點(diǎn)外，還可以減少大量的隔離設(shè)備、端子柜、I/0卡件、模擬量變送器等，而且智能設(shè)備就地安裝，與監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)通信線連接，可以節(jié)省大量控制電纜，節(jié)約很多投資和安裝維護(hù)工作量，從而降低成本。另外，各裝置的功能相對(duì)獨(dú)立，裝置之間僅通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)絡(luò)組態(tài)靈活，使整個(gè)系統(tǒng)的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應(yīng)的元件，不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。因此現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式是今后發(fā)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。
三、探討電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)
OPC（OIJEforProcess Control）技術(shù)的出現(xiàn)，IEC61131的頒布，以及Microsoft的Windows平臺(tái)的廣泛應(yīng)用，使得未來(lái)的電氣技術(shù)的結(jié)合，計(jì)算機(jī)日益發(fā)揮著不可替代的作用。IEC61131已成為了一個(gè)國(guó)際化的標(biāo)準(zhǔn)，正被各大控制系統(tǒng)廠商廣泛采納。
Pc 客戶機(jī)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)、以太網(wǎng)和Internet技術(shù)引發(fā)了電氣自動(dòng)化的一次又一次革命。正是市場(chǎng)的需求驅(qū)動(dòng)著自動(dòng)化和IT平臺(tái)的融和，電子商務(wù)的普及將加速著這一過(guò)程。Internet/Intranet技術(shù)和多媒體技術(shù)在自動(dòng)化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。企業(yè)的管理層利用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器可以存取企業(yè)的財(cái)務(wù)、人事等管理數(shù)據(jù)，也可以對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)過(guò)程的動(dòng)態(tài)畫面進(jìn)行監(jiān)控，在第一時(shí)間了解最全面和準(zhǔn)確的生產(chǎn)信息。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和視頻處理技術(shù)的應(yīng)用，將對(duì)未來(lái)的自動(dòng)化產(chǎn)品，如人機(jī)界面和設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生直接的影響。相對(duì)應(yīng)的軟件結(jié)構(gòu)、通訊能力及易于使用和統(tǒng)一的組態(tài)環(huán)境變得重要了。軟件的重要性在不斷提高。這種趨勢(shì)正從單一的設(shè)備轉(zhuǎn)向集成的系統(tǒng)。
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中圖分類號(hào)TM92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2011）52-0052-01
1 電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于改變社會(huì)的生產(chǎn)面貌，推動(dòng)我們?nèi)祟愇拿鞯南蚯鞍l(fā)展，具有極其重要的意義。電氣自動(dòng)化技術(shù)是多種學(xué)科的交叉綜合技術(shù)，特別在電子電力、微電子及計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展的今天，電氣自動(dòng)化技術(shù)更是日新月異?，F(xiàn)在電氣自動(dòng)化技術(shù)正廣泛應(yīng)用于國(guó)防、能遠(yuǎn)、交通、冶金、化工、港口和機(jī)床等各個(gè)領(lǐng)域中?？v觀各國(guó)近代工業(yè)發(fā)展史，放眼展望現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的新潮流，人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到電氣自動(dòng)化技術(shù)是現(xiàn)代化國(guó)家的一個(gè)重要技術(shù)基礎(chǔ)。因此可以說(shuō)：大至一個(gè)國(guó)家，小至一個(gè)工廠，它所具有的電氣自動(dòng)化技術(shù)水平可以直接反映出其現(xiàn)代化的水平。
2 電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)
電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)由于它具有一系列優(yōu)越的特點(diǎn)，比如：兼容性強(qiáng)、可靠簡(jiǎn)單、擴(kuò)展性強(qiáng)等，目前已經(jīng)被我國(guó)大多數(shù)用戶采用，而且它在一部分大型的變電站的監(jiān)控項(xiàng)目中運(yùn)用顯示出它的優(yōu)越性。
2.1 電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想
完整的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)不僅要保留各控制保護(hù)單元內(nèi)的緊急手動(dòng)操作跳、合閘的手段，而且還要保證剩下的所有功能，比如：控制、監(jiān)視、報(bào)警等，都是能運(yùn)用計(jì)算機(jī)來(lái)操作完成的。變電站不需要再設(shè)置運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，監(jiān)控的系統(tǒng)不光可以具備遙信、遙測(cè)、遙控三個(gè)功能，而且還能做到?jīng)]有人的時(shí)候也能正常工作。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面要做到以下幾點(diǎn)：
1）集中式的設(shè)計(jì)。電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可以運(yùn)用模板化的以及集中的這樣立柜結(jié)構(gòu)。各自的控制保護(hù)的功能都分別會(huì)集中在各自的控制和采集保護(hù)柜。這些測(cè)量，報(bào)警等的一些信號(hào)都可以通過(guò)在控制和采集保護(hù)柜中處理成一些相關(guān)的數(shù)據(jù)的信號(hào)，然后通過(guò)光纖的總線來(lái)把這些信號(hào)傳到主控室的用來(lái)監(jiān)控的計(jì)算機(jī)當(dāng)中；
2）分布式的設(shè)計(jì)。電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)還可以運(yùn)用分布和模板化的開(kāi)放的這樣一種結(jié)構(gòu)，把各個(gè)控制保護(hù)的功能平均的分布于最靠近開(kāi)關(guān)的保護(hù)柜上的控制保護(hù)的單元或者是開(kāi)關(guān)柜上。這些測(cè)量，報(bào)警等的一些信號(hào)都在就地單元里處理成一些相關(guān)的數(shù)據(jù)信號(hào)，通過(guò)光纖的總線把這些信號(hào)傳到主控室的計(jì)算機(jī)上。各個(gè)單元均獨(dú)立工作，互不影響；
3）簡(jiǎn)單可靠。由于多功能的繼電器代替了傳統(tǒng)的繼電器，可以大大簡(jiǎn)化二次接線。分布式的設(shè)計(jì)是在開(kāi)關(guān)柜和主控室之間接線；而集中式設(shè)計(jì)的接線也只限于開(kāi)關(guān)柜與主控室之間，其特點(diǎn)是開(kāi)關(guān)柜內(nèi)接線簡(jiǎn)單，其余接線在采集、控制保護(hù)柜內(nèi)部完成；
4）可擴(kuò)展性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到今后隨著變電站規(guī)模的增大，用戶有擴(kuò)展功能的需要；
5）兼容性強(qiáng)。系統(tǒng)是由標(biāo)準(zhǔn)化的軟件和硬件組成，并且配備標(biāo)準(zhǔn)的串行通訊接口和就地的I/O接口，用戶可根據(jù)自己的需要靈活配置，系統(tǒng)軟件也要適應(yīng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的急速發(fā)展。
2.2 電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的規(guī)范運(yùn)用
當(dāng)今時(shí)代，為了能夠滿足人們對(duì)于開(kāi)放系統(tǒng)的需求以及提高整個(gè)系統(tǒng)的兼容性能，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上我們一般運(yùn)用：可攜性的軟件設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品。
3 電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的整個(gè)設(shè)計(jì)思路
3.1 集中監(jiān)控的方式
集中監(jiān)控的方式，它的最主要特點(diǎn)是將系統(tǒng)的各個(gè)功能集中到一個(gè)處理器上進(jìn)行處理，雖然它能夠進(jìn)行集中的操作、處理以及顯示，但是由于處理器處理的任務(wù)非常繁重，所以它運(yùn)行的速度就會(huì)大大受影響。
系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)是保證可靠性的關(guān)鍵，但是，由于自動(dòng)化系統(tǒng)的日益龐大、復(fù)雜、單靠無(wú)限制地提高元器件來(lái)滿足對(duì)系統(tǒng)日益提高的可靠性要求是不可能的。因此要在合理地提高元器件的可靠性后，還要從系統(tǒng)設(shè)計(jì)上予以解決。同時(shí)，我們也要看到集中監(jiān)控的方式的主要優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行維護(hù)方面比較方便、防護(hù)的控制站的要求不是太高容易實(shí)現(xiàn)以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方面比較容易。
3.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控的方式
遠(yuǎn)程監(jiān)控的方式擁有大量的優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約電纜、降低費(fèi)用、可靠性比較高等，但是由于電氣電廠這部分的通訊錄相對(duì)來(lái)說(shuō)比較大，所以說(shuō)，這樣的方式只適用于小系統(tǒng)方面的監(jiān)控，而不適應(yīng)于構(gòu)建大型電氣自動(dòng)化系統(tǒng)。
3.3 現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式
目前，以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線不斷發(fā)展這種計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)在變電站綜合自動(dòng)化中普遍應(yīng)用。在使用的過(guò)程中，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，使得智能化電器設(shè)備也迅速發(fā)展，這使得網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在未來(lái)的電廠電氣技術(shù)的應(yīng)用合中，日益發(fā)揮著不可替代的作用。
現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控方式對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)更具有實(shí)效性以及針對(duì)性?？梢愿鶕?jù)間隔情況進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)，這樣使不同間隔具有不同的功能?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控方式不僅具有遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能，還具有減少隔離設(shè)備的作用。例如：智能設(shè)備與監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)通信線連接，這樣就能減少很多控制電纜，不僅節(jié)省開(kāi)支，而且減少安裝維護(hù)成本。
4 結(jié)論
總之，電氣自動(dòng)化技術(shù)是電氣信息領(lǐng)域的一門新興技術(shù)，它和人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展有密切的聯(lián)系，并且發(fā)展非常迅速，現(xiàn)已比較成熟。今天的電氣自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，并廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防等領(lǐng)域，而且在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。因此了解和掌握電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想對(duì)社會(huì)的發(fā)展有著極其重要的意義。
參考文獻(xiàn)
