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關(guān)鍵詞:水工業(yè) 自動化控制技術(shù)
1.控制系統(tǒng)的智能化、分散化、網(wǎng)絡化
工業(yè)自動化領(lǐng)域的發(fā)展趨勢之一是控制系統(tǒng)的智能化、分散化、網(wǎng)絡化,而現(xiàn)場總線的崛起正是這一發(fā)展趨勢的標志。
1.1現(xiàn)場總線的崛起
半個多世紀以來,工業(yè)自動化領(lǐng)域的過程控制體系歷經(jīng)基地式儀表控制系統(tǒng)、電動單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)(DCS)等4代過程控制系統(tǒng),當前我國水工業(yè)自動化的主流水平即處于以PLC為基礎的DCS系統(tǒng)階段。這里要說明一點,DCS既是一個過程控制體系的名稱,有時也表示為由制造廠商出售的一個起完整作用而集成的集散控制系統(tǒng)產(chǎn)品,這種DCS系統(tǒng)相對較為封閉,而目前水工業(yè)自動化的DCS系統(tǒng)多數(shù)是由用戶集成的,因此相對較為開放。
與早期的一些控制系統(tǒng)相比,DCS系統(tǒng)在功能和性能上有了很大進步,可以在此基礎上實現(xiàn)裝置級、車間級的優(yōu)化和分散控制,但其仍然是一種模擬數(shù)字混合系統(tǒng),從現(xiàn)場到PLC或計算機之間的檢測、反饋與操作指令等信號傳遞,仍舊依靠大量的一對一的布線來實現(xiàn)。這種信號傳遞關(guān)系稱之為信號傳輸,而不是數(shù)據(jù)通信,難以實現(xiàn)儀表之間的信息交換,因而呼喚著具備通信功能的、傳輸信號全數(shù)字化的儀表與系統(tǒng)的出現(xiàn),從而由集散控制過渡到徹底的分散控制,正是在這種需求的驅(qū)動下,自20世紀80年代中期起,現(xiàn)場總線便應運而生,并通過激烈的市場競爭而不斷崛起。
FCS成為發(fā)展的趨勢之一,是它改變了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),形成了新型的網(wǎng)絡集成全分布系統(tǒng),采用全數(shù)字通信,具有開放式、全分布、可互操作性及現(xiàn)場環(huán)境適應性等特點,形成了從測控設備到監(jiān)控計算機的全數(shù)字通信網(wǎng)絡,順應了控制網(wǎng)絡的發(fā)展要求。
1.2現(xiàn)場總線的現(xiàn)狀和標準化問題
目前,國內(nèi)、外的現(xiàn)場總線有60幾種之多,由于這一新技術(shù)所具有的潛在而巨大的市場前景,在商業(yè)利益的驅(qū)動下,導致了近年來制訂現(xiàn)場總線國際標準大戰(zhàn)。在市場和技術(shù)發(fā)展需要統(tǒng)一的國際標準的呼聲下,修改后的IEC 61158.3~6標準最終于2000年1月4日獲得通過。該標準包括了8種類型的現(xiàn)場總線子集,它們分別是:①基金會現(xiàn)場總線FF(原有的技術(shù)規(guī)范IEC 61158);②Control Net;③Profibus;④P―Net;⑤FF HSE;⑥Swift Net;⑦Word FIP;⑧Intferbus。這8種現(xiàn)場總線中,④、⑥是用于有限領(lǐng)域的專用現(xiàn)場總線;②、③、⑦、⑧是由PLC為基礎的控制系統(tǒng)發(fā)展而來,本質(zhì)上以遠程I/O總線技術(shù)為基礎,通常不具備通過總線向現(xiàn)場設備供電和本征安全性能;①、⑤則由傳統(tǒng)DCS控制系統(tǒng)發(fā)展而來,具有總線供電和本征安全功能;①、⑧屬于現(xiàn)場設備級總線,②、⑤屬于監(jiān)控級現(xiàn)場總線;③、⑦則是包括兩個層次的現(xiàn)場總線。
以上8種類型的現(xiàn)場總線采用完全不同的通信協(xié)議,例如:Profibus采用的是令牌環(huán)和主/從站方式;FFHSE是CSMA/CD方式;WordFIP是總線裁決方式。因此,要這8種現(xiàn)場總線實現(xiàn)相互兼容和互操作幾無可能。面對這種多總線并存的局面,系統(tǒng)集成將面臨更為復雜的任務,系統(tǒng)集成技術(shù)也將會有很大的發(fā)展。
1.3現(xiàn)場總線的新動向―工業(yè)以太網(wǎng)
長期以來的標準之爭,實際上已延緩了現(xiàn)場總線的發(fā)展速度。為了加快新一代系統(tǒng)的發(fā)展,人們開始尋求新的出路,一個新的動向是從現(xiàn)場總線轉(zhuǎn)向Ethernet,用以太網(wǎng)作為高速現(xiàn)場總線框架的主傳。以太網(wǎng)是計算機應用最廣泛的網(wǎng)絡技術(shù),在IT領(lǐng)域已被使用多年,已有廣泛的硬、軟件開發(fā)技術(shù)支持,更重要的是啟用以太網(wǎng)作為高速現(xiàn)場總線框架,可以使現(xiàn)場總線技術(shù)和計算機網(wǎng)絡技術(shù)的主流技術(shù)很好地融合起來。為了促進Ethernet在工業(yè)領(lǐng)域的應用,國際上成立了工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)會,開展工業(yè)以太網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的研究。
2.管理控制一體化
工業(yè)自動化領(lǐng)域的另一個發(fā)展趨勢是管理控制系統(tǒng)的一體化。
2.1何謂管控一體化
在市場經(jīng)濟與信息時代的飛速發(fā)展中,企業(yè)內(nèi)部之間以及與外部交換信息的需求不斷擴大,現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)對生產(chǎn)的管理要求不斷提高,這種要求已不局限于通常意義上的對生產(chǎn)現(xiàn)場狀態(tài)的監(jiān)視和控制,同時還要求把現(xiàn)場信息和管理信息結(jié)合起來。
2.2現(xiàn)場總線為管控一體化鋪平了道路
企業(yè)信息網(wǎng)絡是管控信息集成的基本條件,沒有信息網(wǎng)絡就不可能實現(xiàn)企業(yè)橫向和縱向信息的溝通和匯集,建網(wǎng)的目標在于實現(xiàn)全企業(yè)范圍內(nèi)的信息資源共享,以及與外部世界的信息溝通。
水工業(yè)和一般企業(yè)網(wǎng)絡大致可分為3層,即企業(yè)管理層,過程監(jiān)控層和現(xiàn)場控制層。
管控一體化解決方案中的現(xiàn)場控制層由現(xiàn)場總線設備和控制網(wǎng)段構(gòu)成,把傳統(tǒng)的集散系統(tǒng)控制站(如水處理企業(yè)的PLC分站)的功能分散到了現(xiàn)場總線設備,此時的控制站實際是一個虛擬的控制站?,F(xiàn)場總線技術(shù)與產(chǎn)品所形成的底層網(wǎng)絡,充分發(fā)揮其使測控設備具有通信能力的特點,為控制網(wǎng)絡與通用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的連接提供了方便。
2.3管控一體化的支持環(huán)境與系統(tǒng)集成
基于系統(tǒng)之間橫向數(shù)據(jù)交換及控制系統(tǒng)與管理層和現(xiàn)場儀表間縱向數(shù)據(jù)交換日益增加,現(xiàn)場總線的應用越來越廣泛,制造廠商的產(chǎn)品也日益開放。由于多種總線并存已成定局,管控系統(tǒng)建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)一的通信、統(tǒng)一的組態(tài)和編程軟件的一體化解決方案受到了各廠家的重視。
如前所述,在多總線并存的局面下,系統(tǒng)集成成為實現(xiàn)管控一體化信息系統(tǒng)的中心任務。系統(tǒng)集成是要按照一定的方法和策略將相同或不相同廠商的現(xiàn)場總線產(chǎn)品相互連接,并使上層應用與下層現(xiàn)場設備之間完成雙向數(shù)據(jù)溝通,使之成為一個可以滿足用戶需求的整體。
目前各個國家都在競相開發(fā)自己的現(xiàn)場總線技術(shù)與產(chǎn)品,形成以現(xiàn)場總線為基礎的一體化解決方案下的企業(yè)信息系統(tǒng)?,F(xiàn)在已經(jīng)推出產(chǎn)品的如西門子公司以Profibus總線為基礎的PCS7、羅斯蒙特公司的基于FF總線的Plantweb等,管控一體化軟件則有美國信肯通公司的Think&DO、Lntellntion公司的iFIX等。
3.對水工業(yè)自動化發(fā)展的思考
1 當前電力行業(yè)熱工自動化技術(shù)的發(fā)展
隨著世界高科技的飛速發(fā)展和我國機組容量的快速提高,電廠熱工自動化技術(shù)不斷地從相關(guān)學科中吸取最新成果而迅速發(fā)展和完善,近幾年更是日新月異,一方面作為機組主要控制系統(tǒng)的DCS,已在控制結(jié)構(gòu)和控制范圍上發(fā)生了巨大的變化;另一方面隨著廠級監(jiān)控和管理信息系統(tǒng)(SIS)、現(xiàn)場總線技術(shù)和基于現(xiàn)代控制理論的控制技術(shù)的應用,給熱工自動化系統(tǒng)注入了新的活力。
1.1 DCS的應用與發(fā)展
火電廠熱工自動化系統(tǒng)的發(fā)展變化,在二十世紀給人耳目一新的是DCS的應用,而當今則是DCS的應用范圍和功能的迅速擴展。
1.1.1 DCS應用范圍的迅速擴展
20世紀末,DCS在國內(nèi)燃煤機組上應用時,其監(jiān)控功能覆蓋范圍還僅限D(zhuǎn)AS、MCS、FSSS和SCS四項。即使在2004年的Q/DG1-K401-2004《火力發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)(DCS)技術(shù)規(guī)范書》中,DCS應用的主要功能子系統(tǒng)仍然還是以上四項,但實際上近幾年DCS的應用范圍迅速擴展,除了一大批高參數(shù)、大容量、不同控制結(jié)構(gòu)的燃煤火電機組(如浙江玉環(huán)電廠1000MW機組)的各個控制子系統(tǒng)全面應用外,脫硫系統(tǒng)、脫硝系統(tǒng)、空冷系統(tǒng)、大型循環(huán)流化床(CFB)鍋爐等新工藝上都成功應用。可以說只要工藝上能夠?qū)崿F(xiàn)的系統(tǒng),DCS都能實現(xiàn)對其進行可靠控制。
1.1.2 單元機組控制系統(tǒng)一體化的崛起
隨著一些電廠將電氣發(fā)變組和廠用電系統(tǒng)的控制(ECS)功能納入DCS的SCS控制功能范圍,ETS控制功能改由DCS模件構(gòu)成,DEH與DCS的軟硬件合二為一,以及一些機組的煙氣濕法脫硫控制直接進入單元機組DCS控制的成功運行,標志著控制系統(tǒng)一體化,在DCS技術(shù)的發(fā)展推動下而走向成熟。
由于一體化減少了信號間的連接接口以及因接口及線路異常帶來的傳遞過程故障,減少了備品備件的品種和數(shù)量,降低了維護的工作量及費用,所以近幾年一體化控制系統(tǒng)在不同容量的新建機組中逐漸得到應用,如浙江華能玉環(huán)電廠4×1000MW機組、臺州電廠2×300MW機組和安徽鳳臺電廠4×600MW機組均全廠采用西屋Ovation系統(tǒng),國華浙能寧海電廠4×600MW機組全廠采用西門子公司的T-XP系統(tǒng),大唐烏沙山電廠4×600MW機組全廠采用I/A系統(tǒng),浙江樂清電廠4×600MW機組全廠采用ABB公司的SYMPHONY系統(tǒng)等。
控制系統(tǒng)一體化的實現(xiàn),是電力行業(yè)DCS應用功能快速發(fā)展的體現(xiàn)。排除人為因素外,控制系統(tǒng)一體化將為越來越多的電廠所采用。
1.1.3 DCS結(jié)構(gòu)變化,應用技術(shù)得到快速發(fā)展
隨著電子技術(shù)的發(fā)展,近年來DCS系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上發(fā)生變化。過去強調(diào)的是控制功能盡可能分散,由此帶來的是使用過多的控制器和接口間連接。但過多的控制器和接口間連接,不一定能提高系統(tǒng)運行可靠性,相反到有可能導致故障停機的概率增加。何況單元機組各個控制系統(tǒng)間的信號聯(lián)系千絲萬縷,互相牽連,一對控制器故障就可能導致機組停機,即使沒有直接導致停機,也會影響其它控制器因失去正確的信號而不能正常工作。因此隨著控制器功能與容量的成倍增加、更多安全措施(包括采用安全性控制器)、冗余技術(shù)的采用(有的DCS的核心部件CPU,采用2×2冗余方式)以及速度與可靠性的提高,目前DCS正在轉(zhuǎn)向適度集中,將相互聯(lián)系密切的多個控制系統(tǒng)和非常復雜的控制功能集中在一對控制器中,以及上述所說的單元機組采用一體化控制系統(tǒng),正成為DCS應用技術(shù)發(fā)展的新方向,這不但減少了故障環(huán)節(jié),還因內(nèi)部信息交換方便和信息傳遞途徑的減少而提高了可靠性。
此外,隨著近幾年DCS應用技術(shù)的發(fā)展,如采用通用化的硬件平臺,獨立的應用軟件體系,標準化的通訊協(xié)議,PLC控制器的融入,F(xiàn)CS功能的實現(xiàn),一鍵啟動技術(shù)的成功應用等,都為DCS增添了新的活力,功能進一步提高,應用范圍更加寬廣。
1.2 全廠輔控系統(tǒng)走向集中監(jiān)控
一個火電廠有10多個輔助車間,國內(nèi)過去通常都是由PLC和上位機構(gòu)成各自的網(wǎng)絡,在各車間控制室內(nèi)單獨控制,因此得配備大量的運行人員。為了提高外圍設備控制水平和勞動生產(chǎn)率,達到減員增效的目的,隨著DCS技術(shù)和網(wǎng)絡通訊功能的提高,目前各個輔助車間的控制已趨向適度集中,整合成一個輔控網(wǎng)(簡稱BOP 即Balance Of Plant的縮寫)方向發(fā)展,即將相互獨立的各個外圍輔助系統(tǒng),利用計算機及網(wǎng)絡技術(shù)進行集成,在全廠IT系統(tǒng)上進行運行狀況監(jiān)控,實現(xiàn)外圍控制少人值班或無人值班。
近幾年新建工程迅速向這個方向發(fā)展。如國華浙能寧海電廠一期工程(4×600MW)燃煤機組BOP覆蓋了水、煤、灰等共13個輔助車間子系統(tǒng)的監(jiān)控,下設水、煤、灰三個監(jiān)控點,集中監(jiān)控點設在四機一控室里,打破了傳統(tǒng)的全廠輔助車間運行管理模式,不但比常規(guī)減員30%,還提升了全廠運行管理水平。整個輔控網(wǎng)的硬件和軟件的統(tǒng)一,減少了庫存?zhèn)淦穫浼叭粘9芾砭S護費用[1]。由于取消了多個就地控制室,使得基建費用和今后的維護費用都減少。一些老廠的輔助車間也在進行BOP改造,其中浙江省第一家完成改造的是嘉興發(fā)電廠2×300MW機組,取得較好效果。
1.3 變頻技術(shù)的普及應用與發(fā)展
變頻器作為控制系統(tǒng)的一個重要功率變換部件,以提供高性能變壓變頻可控的交流電源的特點,前些年在火電廠小型電機(如給粉機、凝泵)等控制上的應用,得到了迅猛的發(fā)展。由于變頻調(diào)速不但在調(diào)速范圍和精度,動態(tài)響應速度,低速轉(zhuǎn)動力矩,工作效率,方便使用方面表現(xiàn)出優(yōu)越性,更重要的是節(jié)能效果在經(jīng)濟及社會效益上產(chǎn)生的顯著效應,因此繼一些中小型電機上普遍應用后,近年來交流變頻調(diào)速技術(shù),擴展到一些高壓電機的控制上試用,如送、引風機和給水泵電機轉(zhuǎn)速的控制等。
因為蘊藏著巨大的節(jié)能潛力,可以預見隨著高壓變頻器可靠性的提高、一次性投資降低和對電網(wǎng)的諧波干擾減少,更多機組的風機、水泵上的大電機會走向變頻調(diào)速控制,在一段時間內(nèi),變頻技術(shù)將繼續(xù)在火電廠節(jié)能工作中,扮演重要角色。
1.4 局部系統(tǒng)應用現(xiàn)場總線
自動化技術(shù)的發(fā)展,帶來新型自動化儀表的涌現(xiàn),現(xiàn)場總線系統(tǒng)(FCS)是其中一種,它和DCS緊密結(jié)合,是提高控制信號傳輸?shù)臏蚀_性、實時性、快速性和機組運行的安全可靠性,解決現(xiàn)場設備的現(xiàn)代化管理,以及降低工程投資等的一項先進的和有效的組合。目前在西方發(fā)達國家,現(xiàn)場總線已應用到各個行業(yè),其中電力行業(yè)最典型的是德國尼德豪森電廠2×950MW機組的控制系統(tǒng),采用的就是PROFIBUS現(xiàn)場總線。
我國政府從“九五”起,開始投資支持現(xiàn)場總線的開發(fā),取得階段性成果,HART儀表、FF儀表開始生產(chǎn)。但電廠控制由于其高可靠性的要求,目前缺乏大型示范工程,缺乏現(xiàn)場總線對電廠的設計、安裝、調(diào)試、生產(chǎn)和管理等方面影響的研究,因此現(xiàn)場總線在電廠的應用仍處于探討摸索階段,近二年我國有十多個工程應用了現(xiàn)場總線,但都是在局部系統(tǒng)上,其中: 國華浙能寧海電廠,在單元機組的開、閉式水系統(tǒng)中的電動門控制采用Profibus DP總線技術(shù),電動執(zhí)行機構(gòu)采用原裝進口德國歐瑪公司的一體化智能型產(chǎn)品Puma Matic,帶有雙通道Profibus-DP冗余總線接口作為DP從站掛在總線上。為了提高安全性可靠性,總線光纖、作為總線上的第一類DP主站的AP和相應的光電轉(zhuǎn)換裝置都采用了冗余結(jié)構(gòu),這是國內(nèi)首家在過程控制中采用現(xiàn)場總線技術(shù)的火力發(fā)電廠。
華能玉環(huán)電廠的補給水處理系統(tǒng)和廢水系統(tǒng)[2],采用了二層通訊網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng),其鏈路設備和主站級網(wǎng)絡采用冗余配置。控制系統(tǒng)人機終端與主控制器之間采用工業(yè)以太網(wǎng)通訊,以太網(wǎng)交換機采用ITP形式接口,四臺交換機構(gòu)成光纖高速路網(wǎng)?,F(xiàn)場設備層之間采用Profibus-DP現(xiàn)場總線通訊。主環(huán)網(wǎng)采用光纜,分支現(xiàn)場總線通訊選用總線電纜。配置二套冗余的主控制器,分別用于鍋爐補給水系統(tǒng)和廢水系統(tǒng),且各自有兩條由光電耦合器組成的現(xiàn)場總線環(huán)形光纜網(wǎng)構(gòu)成冗余配置,所有現(xiàn)場儀表和氣動閥門定位器(均采用帶PA總線接口),通過DP/PA耦合器連接到現(xiàn)場總線上。中低壓電器設備(MCC)采用具有現(xiàn)場總線通信接口功能的智能電機控制器。加藥泵的電動機采用帶總線的變頻器。鍋爐補給水的陰陽離子床氣動隔膜閥的電磁控制閥,采用具有總線接口的閥島來控制,閥島與現(xiàn)場總線連接。這是國內(nèi)在局部過程控制中全面采用現(xiàn)場總線技術(shù)的首個火電廠,其應用實踐表明,輔控網(wǎng)全面采用現(xiàn)場總線技術(shù)已成熟。
1.5 熱工控制優(yōu)化技術(shù)的應用發(fā)展
隨著過程生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)刂葡到y(tǒng)要求的不斷提高,傳統(tǒng)控制方法越來越難以滿足火電廠熱力流程對系統(tǒng)穩(wěn)定性和性能最優(yōu)化方面的要求,汽溫超標已經(jīng)成為制約機組負荷變化響應能力和安全穩(wěn)定運行的主要障礙之一(燃燒優(yōu)化主要是鍋爐專業(yè)在進行,本文不作討論)。由此基于現(xiàn)代控制理論的一些現(xiàn)代控制系統(tǒng)逐步在火電廠過程控制領(lǐng)域中得到應用。如基于過程模型并在線動態(tài)求解優(yōu)化問題的模型預測控制(簡稱MPC)法、讓自動裝置模擬人工操作的經(jīng)驗和規(guī)律來實現(xiàn)復雜被控對象自動控制的模糊控制法、利用熟練操作員手動成功操作的經(jīng)驗數(shù)據(jù),在常規(guī)的串級PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基礎上建立基于神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)的前饋控制作用等,在提高熱工控制系統(tǒng)(尤其是汽溫控制系統(tǒng))品質(zhì)過程中取得較好效果。
如寧海發(fā)電廠使用的西門子公司PROFI系統(tǒng),充分使用了基于模型的現(xiàn)代控制理論,其中汽溫控制原理示意圖如圖1所示。
圖1 機組汽溫控制原理示意圖
圖1中,用基于狀態(tài)空間算法的狀態(tài)觀測器解決汽溫這種大滯后對象的延遲造成的控制滯后,焓值變增益控制器解決蒸汽壓力的變化對溫度控制的影響,基于模型的Smith預估器對導前溫度的變化進行提前控制;通過自學習功能塊實時補償減溫水閥門特性的變化;而對再熱汽溫控制,盡量以煙道擋板作為調(diào)節(jié)手段,不采用或少采用減溫水作為控制手段,以提高機組效率;在機組協(xié)調(diào)控制模塊中,采用非最小化形式描述的離散卷積和模型,提高系統(tǒng)的魯棒性;根據(jù)控制品質(zhì)的二次型性能指標連續(xù)對預測輸出進行優(yōu)化計算,實時對模型失配、時變和干擾等引起的不確定性因素進行補償,提高系統(tǒng)的控制效果;PROFI投入后,AGC狀態(tài)下以2% Pe /min負荷率變化時的響應時間為57秒,壓力最大偏差0.208MPa,汽包水位變化最高和最低之差為-38.86mm,爐膛負壓變化曲線最高值和最低值差-145Pa,主蒸汽溫度偏差穩(wěn)態(tài)基本控制在2℃以內(nèi),動態(tài)基本控制在5℃以內(nèi)。
1.6 SIS系統(tǒng)的應用發(fā)展
SIS系統(tǒng)是實現(xiàn)電廠管理信息系統(tǒng)與各種分散控制系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換、實時信息共享的橋梁,其功能包括廠級實時數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視,廠級性能計算與分析。在電網(wǎng)明確調(diào)度方式有非直調(diào)方式且應用軟件成熟的前提下,可以設置負荷調(diào)度分配功能。設備故障診斷功能、壽命管理功能、系統(tǒng)優(yōu)化功能以及其它功能(根據(jù)電廠實際情況確定是否設置)[3]。自從國家電力公司電力規(guī)劃總院在2000年提出這一概念和規(guī)劃后,至今估計有200家多電廠建立了SIS系統(tǒng),可謂發(fā)展相當迅速。
但是自從SIS系統(tǒng)投運以來,其所起的作用只是數(shù)據(jù)的采集、存儲、顯示和可打印各類生產(chǎn)報表,能夠真正把SIS的應用功能盡情發(fā)揮出來的很少,其面向統(tǒng)計/生產(chǎn)管理的數(shù)據(jù)分析工具,基于熱經(jīng)濟性分析的運行優(yōu)化,以品質(zhì)經(jīng)濟性為目標的控制優(yōu)化,以提高可靠性為目的的設備故障診斷等功能基本多數(shù)都未能付緒實施。其原因主要有設計不夠完善,多數(shù)SIS廠家并沒有完全吃透專業(yè)性極強的后臺程序及算法,使其在生產(chǎn)實際中未能發(fā)揮作用,加上與現(xiàn)場生產(chǎn)脫節(jié),因此SIS商所能做的只是利用網(wǎng)絡技術(shù),邊搭建一個基本的SIS 架構(gòu)邊進行摸索。此外SIS應涵蓋哪些內(nèi)容沒有統(tǒng)一的標準也緩慢了其功能的應用。
但從大的方向上看,SIS系統(tǒng)的建設符合技術(shù)發(fā)展的需要和中國電力市場發(fā)展的趨勢,將給發(fā)電廠特別是大型的現(xiàn)代化發(fā)電廠帶來良好的經(jīng)濟效益。
2 電力行業(yè)熱工自動化系統(tǒng)的未來發(fā)展動向及前景
隨著國家法律對環(huán)保日益嚴格的要求和計算機網(wǎng)絡技術(shù)的進步,未來熱工系統(tǒng)將圍繞 “節(jié)能增效,可持續(xù)發(fā)展”的主題,向智能化、網(wǎng)絡化、透明化,保護、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展,新的測量控制原理和方法不斷得以應用,將使機組的運行操作和故障處理,象操作普通計算機一樣方便。
2.1 單元機組監(jiān)控智能化是熱工自動化系統(tǒng)發(fā)展方向
單元機組DCS的普及應用,使得機組的監(jiān)控面貌煥然一新,但是它的監(jiān)控智能化程度在電力行業(yè)卻沒有多大提高。雖然許多智能化的監(jiān)視、控制軟件在國內(nèi)化工、冶金行業(yè)中都有較好的應用并取得效益,可在我國電力行業(yè)直到近幾年才開始有所起步。隨著技術(shù)的進步,火電廠單元機組自動化系統(tǒng)的智能化將是一種趨勢,因此未來數(shù)年里,實現(xiàn)信息智能化的儀表與軟件將會在火電廠得到發(fā)展與應用,如:
儀表智能管理軟件,將對現(xiàn)場智能傳感器進行在線遠程組態(tài)和參數(shù)設置、對因安裝位置和高靜壓造成的零位飄移進行遠程修正,精度自動進行標定,計算各類誤差, 并生成標定曲線和報告;自動跟蹤并記錄儀表運行過程中綜合的狀態(tài)變化,如掉電、高低限報警、取壓管路是否有堵或零位是否有飄移等。
閥門智能管理軟件將對智能化閥門進行在線組態(tài)、調(diào)試、自動標定和開度階躍測試,判斷閥門閥桿是否卡澀, 閥芯是否有磨損等,通過閥門性能狀況的全面評估,為實現(xiàn)預測性維護提供決策。
重要轉(zhuǎn)動設備的狀態(tài)智能管理軟件將對重要轉(zhuǎn)動設備的狀態(tài)如送風機,引風機,給水泵等,綜合采用基于可靠性的狀態(tài)監(jiān)測多種技術(shù),通過振動、油的分析以及電機診斷,快速分析(是否存在平衡不好,基礎松動, 沖擊負荷,軸承磨損)等現(xiàn)象和識別故障隱患, 在隱患尚未擴展之前發(fā)出報警,為停機檢修提供指導和幫助。
智能化報警軟件將對報警信號進行匯類統(tǒng)計、分析和預測,對機組運行趨勢和狀態(tài)作出分析、判斷,用以指導運行人員的操作;故障預測、故障診斷以及狀態(tài)維修等專用軟件,將在提高機組運行的安全性,最大限度地挖掘機組潛力中發(fā)揮作用。單元機組監(jiān)控智能化將帶來機組檢修方式的轉(zhuǎn)變,以往定期的、被動式維護將向預測性、主動式為主的維護方式過渡,檢修計劃將根據(jù)機組實際狀況安排。
2.2 過程控制優(yōu)化軟件將得到進一步應用
進一步提高模擬量控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)范圍和品質(zhì)指標,是火電廠熱工自動化控制技術(shù)研究的一個方向。雖然目前有關(guān)自適應、狀態(tài)預測、模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡等技術(shù),在電廠控制系統(tǒng)優(yōu)化應用的報道有不少,但據(jù)筆者了解真正運行效果好的不多。隨著電力行業(yè)競爭的加劇,安全、經(jīng)濟效益方面取得明顯效果、通用性強、安裝調(diào)試方便的優(yōu)化控制專用軟件(尤其是燃燒和蒸汽溫度優(yōu)化、性能分析軟件、)將會在電廠得到親睞、進一步發(fā)展與應用。
目前機組的AGC均為單機方式(由調(diào)度直接把負荷指令發(fā)給投入AGC的機組)。由于電網(wǎng)負荷變化頻繁,使投入AGC的機組始終處于相應的變負荷狀態(tài),鍋爐的蒸汽壓力和溫度波動幅度大,輔機、閥門、擋板等設備動作頻繁,這種方式對機組和設備的壽命都會產(chǎn)生一定的負面影響。隨著發(fā)電成本的提高,發(fā)電企業(yè)需從各個角度考慮如何切實降低電廠運行成本,延長機組的使用壽命。因此配置全廠負荷分配系統(tǒng)(即電網(wǎng)調(diào)度向電廠發(fā)一個全廠負荷指令,由電廠的全廠負荷分配系統(tǒng),以機組的煤耗成本特性為基礎,在機組允許的變化范圍內(nèi),經(jīng)濟合理地選擇安排機組的負荷或變負荷任務,使全廠發(fā)電的煤耗成本最低,降低電廠的發(fā)電成本)將是發(fā)電企業(yè)必然的要求,相信不久的將來,單機AGC方式將會向全廠負荷分配方式轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)貼于
SIS系統(tǒng)將結(jié)合生產(chǎn)實際進行二次開發(fā),促進自身應用技術(shù)走向成熟,在確保火電廠安全、環(huán)保、高效益及深化信息化技術(shù)應用中發(fā)揮作用。
2.3 現(xiàn)場總線與DCS相互依存發(fā)展
未來一段時間里,現(xiàn)場總線將與DCS、PLC相互依存發(fā)展,現(xiàn)場總線借助于DCS和PLC平臺發(fā)展自身的應用空間,DCS和PLC則借助于現(xiàn)場總線完善自身的功能。
2.3.1 現(xiàn)場總線與DCS的關(guān)系
現(xiàn)場總線作為一個完整的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng),目前還難以迅速應用到整個電廠中,而DCS雖然是電廠目前在線運行機組的主流控制系統(tǒng),但由于其檢測和執(zhí)行等現(xiàn)場儀表信號仍采用模擬量信號,無法滿足工程師站上對現(xiàn)場儀表進行診斷、維護和管理的要求,限制了控制過程視野,因此DCS通過容入通信協(xié)議國際標準化的現(xiàn)場總線和適合現(xiàn)場總線連接的智能化儀表、閥門,并將自身的輸出驅(qū)動功能分離移到現(xiàn)場或由現(xiàn)場智能驅(qū)動器代替,功能簡單且相對集中的控制系統(tǒng)下放到采用FCS控制和處理功能的現(xiàn)場智能儀表中,然后由少量的幾根同軸電纜(或光纜)和緊急停爐停機控制用電纜,通過全數(shù)字化通信與控制室連接。將有助于降低電廠造價,提高自身的可靠性,拓寬各自的功能,推動各自的發(fā)展。除新建電廠將會更多的采用現(xiàn)場總線的智能設備外,也會成為運行多年的機組下一步的改造計劃。
2.3.2 現(xiàn)場總線與PLC的關(guān)系
現(xiàn)場總線在電廠的應用將借助于PLC,這不但因為PLC已廣泛應用于電廠輔助設備的控制,將現(xiàn)場總線技術(shù)和產(chǎn)品溶合到PLC系統(tǒng)中,成為PLC系統(tǒng)中的一部分或者成為PLC系統(tǒng)的延伸部分,在輔助設備的控制中將直接明顯地體現(xiàn)其經(jīng)濟效益。還因為現(xiàn)場總線和PLC的制造商間關(guān)系密切,如Contr01.Net、ProfiBus等本身就是由PLC的主要生產(chǎn)供貨商支持開發(fā)。
由于電廠現(xiàn)場的環(huán)境惡劣,溫度高、灰塵多、濕度變化大,因此現(xiàn)場總線在電廠應用,首先要解決的是自身質(zhì)量。
2.4 輔助車間(系統(tǒng))集控將得到全面推廣
隨著發(fā)電廠對減員增效的要求和運行人員整體素質(zhì)的提高,輔助車間(系統(tǒng))通過輔控網(wǎng)集控將會得到進一步全面推廣。但在實施過程中,目前要解決好以下問題:
(1)輔控系統(tǒng)I/O點數(shù)量大(浙江寧海電廠已達到10000點),各輔助車間物理位置分散,存在遠距離通信、信號衰減和網(wǎng)絡干擾問題,因此監(jiān)控系統(tǒng)主干通信網(wǎng)宜采用多模光纜以確保通信信號的可靠性。
(2)各輔助控制系統(tǒng)采用不同的控制設備,控制系統(tǒng)的通信接口協(xié)議不同,甚至不同的物理接口,因此須解決網(wǎng)絡通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換問題,選型時應事先規(guī)定好各系統(tǒng)間的接口連接協(xié)議。
(3)各個輔助車間的控制系統(tǒng)為不同的廠商供貨,由于使用的軟件不同,其操作員站的人機界面很有可能不一致。因此選型時應注意上位機軟件,設計統(tǒng)一的人機界面,采用統(tǒng)一的風格及操作方式,以便方便各系統(tǒng)畫面接入BOP網(wǎng)絡。
輔助車間集控系統(tǒng)能否實現(xiàn)設計目標,除了自身的技術(shù)以外,很大程度上取決于輔助系統(tǒng)本身的自動投入情況。因此高可靠性的執(zhí)行機構(gòu)、動作靈活可靠的限位開關(guān)、智能化的變送器將會得到應用;
2.5 單元機組監(jiān)控系統(tǒng)的物理配置趨向集中布置
過去一個集控室的概念,通常為一臺單元機組獨用或為二臺機組合用,電子室分成若干個小型的電子設備間,分別布置在鍋爐、汽輪機房或其它主設備附近。其優(yōu)點是節(jié)省了電纜。但隨著機組容量的提高、計算機技術(shù)的發(fā)展和管理水平的深化,近幾年集控室的概念擴大,出現(xiàn)了全廠單元機組集中于一個控制室,單元機組的電子設備間集中,現(xiàn)場一般的監(jiān)視信號大量采用遠程I/O柜的配置方式趨勢,如浙江省國華浙能寧海發(fā)電廠(獲國家金獎),一期工程四臺機組一個控制室集中監(jiān)控,單元機組電子室集中,提高了機組運行管理水平。
2.6 APS技術(shù)應用
APS是機組級順序控制系統(tǒng)的代名詞。在機組啟動中,僅需按下一個啟動控制鍵,整個機組就將按照設計的先后順序、規(guī)定的時間和各控制子系統(tǒng)的工作情況,自動啟停過程中的相關(guān)設備,協(xié)調(diào)機爐電各系統(tǒng)的控制,在少量人工干預甚至完全不用人工干預的情況下,自動地完成整臺機組的啟停。但由于設備自身的可控性和可用率不滿足自動化要求,加上一些工藝和技術(shù)上還存在問題,需要深入地分析研究和改進,所以目前燃煤機組實施APS系統(tǒng)的還不多見。
由于APS系統(tǒng)的實質(zhì)是電廠運行規(guī)程的程序化,其優(yōu)勢在于可以大大減輕運行人員的工作強度,避免人為操作中的各種不穩(wěn)定因素,縮短機組啟停時間。作為提高生產(chǎn)效率和機組整體自動化水平,增強在電力企業(yè)的市場競爭能力行之有效的方法,將會成為未來機組控制發(fā)展的方向之一,引導設計、控制系統(tǒng)廠商和電廠人員更多地去深入研究,設計和完善功能,并付緒實施。
2.7 無線測量技術(shù)應用
無線測量技術(shù)能監(jiān)視和控制運行過程中發(fā)生的更多情況,獲得關(guān)鍵的工藝信息,整合進入DCS。除節(jié)省大量安裝成本以外,還將推動基本過程和自動化技術(shù)的改善。如供熱、供油和煤計量,酸堿、污水區(qū)域測量等,都可能通過無線測量技術(shù)實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
2.8 提高熱工自動化系統(tǒng)可靠性研究將深入
由于熱控系統(tǒng)硬軟件的性能與質(zhì)量、控制邏輯的完善性和合理性、保護信號的取信方式和配置、保護連鎖信號的定值和延遲時間設置,以及熱控人員的檢修和維護水平方面,都還存在一些不足之處,由此使得熱控保護系統(tǒng)誤動作引起機組跳閘事件還時有發(fā)生。在電力生產(chǎn)企業(yè)面臨安全考核風險增加和市場競爭加劇的環(huán)境下,本著電力生產(chǎn)“安全第一,預防為主”的方針,以及效益優(yōu)先原則,從提高熱工自動化系統(tǒng)的可靠性著手,深入開展技術(shù)研究,是熱工自動化系統(tǒng)近期的一項急需進行的工作。提高熱工自動化系統(tǒng)的可靠性技術(shù)研究工作,包括控制軟硬件的合理配置,采集信號的可靠性、干擾信號的抑制,控制邏輯的優(yōu)化、控制系統(tǒng)故障應急預案的完善等。隨著機組控制可靠性要求的提高,重要控制子系統(tǒng)的硬件配置中,將會采用安全型控制器、安全型PLC系統(tǒng)或者它們的整合,保護采集信號將會更多的采用三選二判斷邏輯。獨立的測量裝置需要設計干擾信號抑制功能。此外基建機組一味以最低價中標的招標模式也應得到扭轉(zhuǎn)(最低價中標,迫使廠商通過減少配置來降低投標價,導致控制系統(tǒng)可靠性下降)。
2.9 火電廠機組檢修運行維護方式將改變
隨著電力市場的競爭,發(fā)電企業(yè)將趨向集約化經(jīng)營和管理結(jié)構(gòu)扁平化,為提高經(jīng)濟效益,發(fā)電企業(yè)在多發(fā)電,以提高機組利用小時的同時,將會通過減少生產(chǎn)人員的配備,密切與外包檢修企業(yè)之間的聯(lián)系,讓專業(yè)檢修隊伍取替本廠檢修隊伍的方式來提高勞動生產(chǎn)率。因此檢修維修工作社會化將是一種趨勢。此外DCS的一體化及其向各功能領(lǐng)域滲透,提高電廠整體協(xié)調(diào)和信息化、自動化水平的同時,也將會使電廠原專業(yè)間及專業(yè)內(nèi)的分工重新調(diào)整,比如熱工與電氣二次回路的專業(yè)劃分打通。為了降低成本,電廠不再保持大批的檢修維修人員,因此檢修維護方式也將因此而改變,比如讓生產(chǎn)廠家和公司承擔DCS和相關(guān)設備的檢修工作。
電廠機組容量的不斷增大,熱工自動化系統(tǒng)所依賴的測量儀表也大量增加。在現(xiàn)場總線和智能儀表未全面使用的情況下,這些儀表還需定期校驗。為提高測量儀表校驗工作的效率,實現(xiàn)測量儀表從校驗、基礎數(shù)據(jù)臺帳的建立、設備校驗計劃和日常維護工作的產(chǎn)生、執(zhí)行、校驗、數(shù)據(jù)輸入、終結(jié)及統(tǒng)計分析,周期調(diào)整等的全過程自動管理代替人工管理,將是電廠儀表管理發(fā)展的趨勢,因此全自動儀表校驗裝置和自動管理軟件的需求量將會迅速增加。
【關(guān)鍵詞】工業(yè)自動化軟件系統(tǒng)優(yōu)化控制
一、引言
近年來,傳統(tǒng)自動化技術(shù)與計算機技術(shù)加快了其進程,IT技術(shù)快速進入工業(yè)自動化系統(tǒng)的各個層面,并改變了自動化系統(tǒng)長期以來不能與IT技術(shù)同步增長的局面?;贗nternet技術(shù)的IT包括:Windows PC、Web Technology、Ethernet、Security等技術(shù),其中的任何一項都會推動工業(yè)自動化系統(tǒng)新的發(fā)展。美國一家電氣公司順應市場,抓住機遇,不斷創(chuàng)新,推出了IT動力自動化系統(tǒng),從而推動了工業(yè)自動化系統(tǒng)的快速發(fā)展。
二、自動化軟件發(fā)展歷史
從20世紀80年代初期誕生至今,自動化軟件已經(jīng)有了20年的發(fā)展歷史:: 80年代的組態(tài)軟件,像On spec、Paragon 500等早期的FIX等都運行在磁盤操作系統(tǒng)(DOS)環(huán)境下,圖形界面的功能不是很強,軟件中包含著大量的控制算法,這是因為DOS具有很好的實時性;90年代,隨著微軟的Windows 3.0風靡全球,以國外某家公司為代表的人機界面軟件開創(chuàng)了Windows下運行工控軟件的先河。
2.1工業(yè)自動化軟件的網(wǎng)絡化
由于工業(yè)自動化軟件間的信息交互越來越多,需要在單臺機器上實現(xiàn)對多臺機器上的軟件系統(tǒng)進行集中遠程管理的功能,因此網(wǎng)絡化的管理也是自動化軟件的發(fā)展方向。更隨著網(wǎng)絡的多樣性與數(shù)據(jù)的分散的性質(zhì),工業(yè)自動化軟件正朝著信息總線的方向發(fā)展,信息總線的方式改變了過去需要將數(shù)據(jù)集中采集和處理的觀念,類似于在數(shù)據(jù)監(jiān)控層上鋪設一條信息總線,再由各個子系統(tǒng)鏈接在該信息總線上,這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)各個系統(tǒng)間的相互通訊,實現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)的全分布。
2.2從集中自動化到分布式自動化
傳統(tǒng)的工業(yè)自動化系統(tǒng)都采用具有集中運算能力的中央控制器,按照傳統(tǒng)的軟件技術(shù),軟件程序是面向過程的,編制面向過程的程序十分復雜,需要做大量程序編制的開發(fā)工作;同時,微軟公司的Windows平臺也提供了COM/DCOM技術(shù),為實現(xiàn)分布式自動化提供了技術(shù)基礎。COM提供了一種軟件架構(gòu),它是可復用的二進制軟件組件,它們之間可以相互通信并共享數(shù)據(jù)。一個完整的應用軟件可以用這些組件適當?shù)亟M合而成。DCOM可以使COM組件分布在不同的計算機上,并通過網(wǎng)絡相互連接,相互交換數(shù)據(jù),就像在本地一樣。這樣一來,系統(tǒng)應該允許程序不一定集中常駐在單個硬件設備中,允許軟件對象模塊分散于不同的硬件設備中,這些對象模塊通過網(wǎng)絡通信方式互相連接,構(gòu)成一個完整的應用控制程序。這就意味著分布式設備、工具和應用所具備的性能起著與集中式應用一樣的作用,因而系統(tǒng)中的所有對象和數(shù)據(jù)在任何時間都能被任何設備訪問(2)。分布式自動化大大提高了系統(tǒng)的開放性、一致性和適用性,使系統(tǒng)具有統(tǒng)一的工程和數(shù)據(jù)模型,從而大大降低了工程項目從系統(tǒng)設計、系統(tǒng)集成、交付投運、開車運行直至技術(shù)維護階段的成本。
三、自動化軟件全球及國內(nèi)市場發(fā)展狀況
從最近幾年的發(fā)展來看,工業(yè)自動化軟件技術(shù)的很多發(fā)面都有了不錯的發(fā)展,而其中系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境和系統(tǒng)構(gòu)架方面也特別受到關(guān)注。集成開發(fā)環(huán)境通過應用組件可實現(xiàn)工程重用Industrial Application Server的組件對象體系結(jié)構(gòu)可以顯著地提高生產(chǎn)力。組件對象模型有利于開發(fā)代表工廠設備的可重用的應用對象。而其自動化軟件在國內(nèi)市場可細分為高端和中低端。高端市場基本上由國外品牌的軟件占有,像一些國家級的大項目、大型企業(yè)的主生產(chǎn)線控制等,高端市場的特點是裝機量小,但單機銷售額大,目前國外品牌的軟件年裝機量沒有一家能超過1000套。中低端市場基本由國產(chǎn)軟件占有,亞控的組態(tài)王獨占鰲頭,占據(jù)了60%以上的份額,年裝機量5000套左右,但單機銷售額只有國外品牌的1/10~1/2。國內(nèi)有近10家自動化軟件公司,與國外軟件相比,國內(nèi)自動化軟件最大的差距并不是在技術(shù)和品牌上,而是在企業(yè)的經(jīng)營策略上,比如國內(nèi)不少自動化軟件廠商不懂差異化經(jīng)營,主要競爭手段就是低價和免費服務;許多廠商還抱著“只要有市場占有率,利潤自然來”的產(chǎn)品時代的觀念,不惜代價擴大市場占有率,這使得國內(nèi)雖然廠家眾多,但大多處于虧損或維持狀態(tài),不能健康發(fā)展,也不能夠保證給用戶帶來長期的利益(3)。
四、自動化軟件的發(fā)展趨勢
在自動化軟件賴以普及發(fā)展的諸多因素中,有技術(shù)層面的,也有商業(yè)層面的,但制造業(yè)的需求是決定性的。制造業(yè)的發(fā)展,帶來了對自動化軟件需求的提升;也決定了自動化軟件將由過去單純的組態(tài)監(jiān)控功能,向著更高和更廣的層面發(fā)展。只有滿足需求的產(chǎn)品才有生存的空間,這是永恒不變的規(guī)律。自動化軟件亦是如此。所以,未來自動化軟件的發(fā)展將主要表現(xiàn)為以下一系列特征:
技術(shù)性信息
自動化軟件正慢慢成為協(xié)作生產(chǎn)制造過程中不同階段的核心系統(tǒng),無論是用戶還是硬件供應商都將自動化軟件作為全廠范圍內(nèi)信息收集和集成的工具,這就要求自動化軟件大量采用“標準化技術(shù)”,如OPC、DDE、ActiveX控件、COM/DCOM等,這樣使得自動化軟件演變成軟件平臺,在軟件功能不能滿足用戶特殊需要時,用戶可以根據(jù)自己的需要進行二次開發(fā)。比如組態(tài)王6.0中提供了4個開發(fā)工具包,就是使用戶可以進行二次開發(fā)。自動化軟件采用標準化技術(shù)還便于將局部的功能進行互連。在全廠范圍內(nèi),不同廠家的自動化軟件也可以實現(xiàn)互連。
(2)構(gòu)造信息化的平臺
ERP是國內(nèi)炙手可熱的話題,但目前的ERP主要應用在商業(yè)企業(yè)的財務、銷售、物流等方面。在國內(nèi)外的企業(yè)生產(chǎn)中,還沒有多少企業(yè)能夠?qū)⑸a(chǎn)信息和ERP系統(tǒng)整合到一起,使生產(chǎn)效率和市場效益最大化,也就是說在工業(yè)現(xiàn)場和ERP之間存在著鴻溝,如何使實時歷史數(shù)據(jù)能夠進入企業(yè)信息管理系統(tǒng),是現(xiàn)代信息工廠迫在眉睫的需求。隨著大型數(shù)據(jù)庫技術(shù)的日益成熟,全球主要的自動化廠商已發(fā)展了相關(guān)平臺,使自動化軟件向著生產(chǎn)制造和管理的信息系統(tǒng)的方向發(fā)展。自動化軟件已經(jīng)成為構(gòu)造全廠信息平臺的承上啟下的重要組成部分。在未來企業(yè)的信息化進程中,自動化軟件將成為中間件,因為自動化軟件廠商在既了解企業(yè)工藝、控制、生產(chǎn)制造需求,又能完成現(xiàn)場歷史數(shù)據(jù)的記錄、存儲及為ERP提供生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)方面有著得天獨厚的優(yōu)勢。
(3)成為全球供應商
WTO給國內(nèi)商家?guī)砭薮蟮母淖?,因為國門對外打開,這樣國外的市場對國內(nèi)的自動化廠商也打開了。因為目前中國的市場份額只占全球的3%,所以成為全球自動化軟件供應商對于國內(nèi)自動化軟件公司的發(fā)展至關(guān)重要。另外,國內(nèi)越來越多的系統(tǒng)集成商和設備制造商在未來可能成為世界級的公司,他們的產(chǎn)品向全球銷售時,他們更需要世界級的軟件廠商向他們提品和服務,國內(nèi)不少組態(tài)王的用戶已向亞控購買了英文版即證明了這種趨勢的發(fā)展,亞控將發(fā)展遠景鎖定為未來5年成為世界級的自動化軟件服務商就是基于這一原因。
五、結(jié)語
對于工業(yè)自動化系統(tǒng)來說,其關(guān)鍵技術(shù)是工業(yè)網(wǎng)絡,而在自動化領(lǐng)域,軟件技術(shù)與IT的聯(lián)系最為緊密,所以,其發(fā)展也是最為快捷。20年前自動化軟件面世,與最開始相比較,其內(nèi)涵和外延都已擴展,所以當我們展望未來,對其發(fā)展趨勢的展望也是一個仁者見仁、智者見智的話題,究竟是“對”還是“錯”,在若干年以后才能得以證明。盡管現(xiàn)如今工業(yè)自動化系統(tǒng)已經(jīng)變復雜,對自動化軟件系統(tǒng)的要求也越來越高,但是工業(yè)自動化系統(tǒng)軟件技術(shù)正在快速發(fā)展,未來會用更先進的技術(shù)去解決復雜的問題,并成為實現(xiàn)管理的扁平化的強大后援團,激勵人們?nèi)ソ鉀Q面對到的一個又一個的技術(shù)難題。
【參考文獻】
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關(guān)鍵詞:自動化 控制系統(tǒng) 系統(tǒng)功能 理念
中圖分類號:TP273 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2014)02-0013-01
現(xiàn)階段的電氣自動化控制技術(shù)雖然已達到自動化控制的目的,但是在電氣設備的控制措施上仍然是需要改進存在的一些問題,使其能夠轉(zhuǎn)變成高效、便利的控制方式。盡管在電氣自動化控制技術(shù)中將微計算機作為主要核心網(wǎng)絡化自動控制體系,但是在一定程度上電氣控制技術(shù)與計算機技術(shù)相同,因此在提高計算機技術(shù)水平的條件下,電子自動化的控制技術(shù)的前景與發(fā)展趨勢都勢必會一片光明。
1 工業(yè)企業(yè)中電氣自動化控制技術(shù)的重要功能
在工業(yè)企業(yè)中實施電氣自動化控制技術(shù),主要是為了能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展與現(xiàn)代化生產(chǎn),其對于工業(yè)企業(yè)的持久發(fā)展來說具有至關(guān)重要的作用和意義。因此,一定要在工業(yè)企業(yè)中全面發(fā)揮電氣自動化控制技術(shù)的效用,并不斷更新與完善其功能,只有這樣工業(yè)企業(yè)才能健康、穩(wěn)定的發(fā)展。下面本文就工廠中電氣自動化控制技術(shù)的保護功能、測景功能、自動控制功能和監(jiān)控功能展開討論。
(1)保護功能。電氣線路與設備實行自動化控制時,在不同條件下會產(chǎn)生各種不同的故障,如果電路電流高于設備電路規(guī)定的實際使用限度與范圍,那么系統(tǒng)就會及時終止運行,而實現(xiàn)這一過程就要合理的制定出一套健全且完善的排除故障與檢測體系,依照不同情況自動更換與調(diào)整系統(tǒng)設備的相應電流與線路,將保護設備的效用充分發(fā)揮出來。
(2)測景功能。在電氣設備日常運行活動中為了找出其中存在的問題和不足之處,就一定要做好相應的觀察和測定工作,并加以完善和改進,達到提高電氣設備使用效率和生產(chǎn)效率的目的。若想要全面了解與掌握工廠中電氣設備的實際運行狀況,就要合理選用測量線路的相應參數(shù)設備和儀表測試器,通過有效性措施做好觀察與控制工作,最后利用已掌握和控制好的有關(guān)信息來完善與創(chuàng)新電氣設備的運行及操作。
(3)自動控制功能。該功能主要為了控制具有龐大體積的大電流開關(guān)設備與高壓開關(guān)設備。為了保證電氣自動化控制技術(shù)正常運行,首先就是要實現(xiàn)其自動控制的功能,要科學合理的建立一個能夠自動管理和控制電氣操作設備與供電設備的系統(tǒng)。從而及時有效的控制和管理整個供電設備。另外電氣設備在實際運行工作中,通常會采用分散型操作方式來控制與管理整個系統(tǒng),通過操作系統(tǒng)對分與閘進行全面控制,特別是電氣設備出現(xiàn)突發(fā)性故障時,操作系統(tǒng)會及時切斷電路。這樣才能達到電氣自動化控制技術(shù)正常運行的目的。
(4)監(jiān)控功能。針對人們無法用肉眼分辨電氣自動化控制技術(shù)是否存在電流,也無法分辨電氣設備是否帶電這一情況,應有效的制定出與之相應的信號指示與信號標示,并加以完善。要能及時的掌握和分析電氣設備的實際運行狀態(tài)和具體生產(chǎn)情況,就應該采取信號燈與故障聲音等等的提醒措施來嚴格管理電氣自動化控制設備。這不僅大大提升了電氣設備的日常維護效率,還有效的縮短了人工處理故障的時間。
2 采用新技術(shù)在工業(yè)過程自動控制中的應用
當前智能技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中自動控制中得到了有效應用,具體而言智能技術(shù)應用在工業(yè)生產(chǎn)的信息獲取、系統(tǒng)建模、動態(tài)控制等環(huán)節(jié)。智能技術(shù)在這些環(huán)節(jié)的應用取得了良好的應用效果。對這三個環(huán)節(jié)進行詳細考察有重要意義。
(1)信息獲取。在工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制中信息采集是其中一項重要的工作,信息采集工作的水平直接影響著自動化控制的水平。智能技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制中的應用可以有效提升信息采集的水平。智能技術(shù)能夠有效采集工業(yè)生產(chǎn)過程中各個環(huán)節(jié)的信息,對于實現(xiàn)系統(tǒng)的綜合智能控制有重要意義。當前我國工業(yè)自動控制還缺乏信息化,信息化基礎設施還很薄弱,這樣一種情況還很難適應工業(yè)實際生產(chǎn)的要求,因此在今后的生產(chǎn)過程中只有不斷加強智能技術(shù)的應用,提高工業(yè)信息化水平才能真正適應時展的要求。
(2)系統(tǒng)建模。工業(yè)生產(chǎn)中系統(tǒng)建模是實現(xiàn)自動控制的關(guān)鍵,智能技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中應用的最為重要的地方就是系統(tǒng)建模。智能技術(shù)通過有效的信息采集之后便可以把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)寄存器中,而后再把數(shù)據(jù)從模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量,經(jīng)過準換后在轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)寄存器中。最后再通過配置在PLC中的小型打印機打印出來。在工業(yè)生產(chǎn)中電力部門可以運用PLC作為計算機的數(shù)據(jù)終端,通過PLC來實現(xiàn)對用戶用電情況的實時記錄。此外PLC還可以應用于監(jiān)控中,監(jiān)控功能是PLC的重要功能。利用PLC的監(jiān)控功能能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)異常情況的及時記錄并報警。為了達到既定目標,工程人員可以在線調(diào)整程序中的定時器,對于PLC的輸入輸出狀態(tài)也可以進行強制調(diào)整。
(3)動態(tài)控制。隨著工業(yè)生產(chǎn)實際狀況的日益復雜,實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)的動態(tài)控制顯得尤為重要。智能技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制中的應用能夠用有效實現(xiàn)對各個環(huán)節(jié)的動態(tài)控制。當前在工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中通過采用機械設備與中控制PLC建立數(shù)據(jù)通訊實現(xiàn)了對PLC控制設備的實時監(jiān)控,同時還可以直接發(fā)出命令實現(xiàn)遠程操作。這在一定程度上有效提升了工業(yè)生產(chǎn)水平。在今后的發(fā)展過程中必須要加強對PLC的研究力度。
3 結(jié)語
總而言之,工業(yè)自動化作為現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展以及科技水平不斷進步的產(chǎn)物,對工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了非常重要的作用,同時也促進了現(xiàn)代企業(yè)的快速發(fā)展。近年來,隨著PLC技術(shù)應用領(lǐng)域的不斷拓寬,對PLC技術(shù)及功能要求不斷提高,這使得PLC技術(shù)應用中的問題得到了有效的研究與解決。本文通過對工業(yè)自動化控制發(fā)展現(xiàn)狀、PLC發(fā)展過程中存在問題的分析,進而對現(xiàn)代工業(yè)自動化控制發(fā)展趨勢進行了研究。
參考文獻
【關(guān)鍵詞】電氣自動化;數(shù)字技術(shù);應用與創(chuàng)新
1.數(shù)字技術(shù)概述
電子計算機誕生后,隨之產(chǎn)生了數(shù)字技術(shù),數(shù)字技術(shù)是將各種類似圖像、聲音、文字信息借助一定的設備進行轉(zhuǎn)化為計算機可以識別的二進制,然后再進行運算、存儲、傳送等工作。數(shù)字技術(shù)也成為數(shù)碼技術(shù)或計算機數(shù)字技術(shù),其在運算存儲過程中實際是計算機對信息進行編碼、解碼和壓縮的工作。數(shù)字技術(shù)具備保密性強,穩(wěn)定性強等特點。
科學技術(shù)的發(fā)展是科技迅速發(fā)展的推動力,數(shù)字技術(shù)是一項被廣泛認可的技術(shù),其操作方便、安全性高、準確性可靠的特點降低了對其他設備的依賴。此外,數(shù)字技術(shù)可以能夠使單位設備運作更加高效和穩(wěn)定,可以將眾多繁雜的信息進行你給分類和歸納,并形成體系,確保品質(zhì)的基礎上還節(jié)省了費用。
2.數(shù)字技術(shù)的應用現(xiàn)狀
2.1 WINDOWS逐步形成標準操作平臺
計算機網(wǎng)絡技術(shù)迅速發(fā)展使得計算機圖形化的控制界面更加直觀和簡單,實現(xiàn)了電氣自動化的操作和控制。WINDOWS操作系統(tǒng)是目前全球應用最廣泛和操作性最強的計算機操作系統(tǒng),隨著獲得全球用戶的認可,其逐步成為一種電氣自動化控制平臺的標志性平臺。
2.2數(shù)字技術(shù)與電氣自動化逐步融合
數(shù)字技術(shù)與電氣自動化隨著市場的發(fā)展越來越緊密的結(jié)合在一起,極大的提高了自動化技術(shù)發(fā)展水平,其表現(xiàn)為:在企業(yè)管理上幫助企業(yè)管理者及時掌握企業(yè)運營情況,提供調(diào)整決策的科學依據(jù),確保企業(yè)經(jīng)濟效益持續(xù)增長。數(shù)字技術(shù)可以隨時提取企業(yè)生產(chǎn)管理的各項數(shù)據(jù),對于降低工作誤差和提高工作效率。此外,隨著越來越多的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用于自動化技術(shù)中,不斷發(fā)展的虛擬技術(shù)也趨于成熟,促進了科技工作者能夠研發(fā)出更加快捷使用的電氣操作系統(tǒng)。
2.3分布式控制系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀
分布式控制系統(tǒng)的產(chǎn)生得益于電氣自動化對數(shù)字技術(shù)的要求和依賴增強。為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和準確性,分布式控制系統(tǒng)要在操作或施工現(xiàn)場進行總線控制。連接著所有儀表、線路和設備的是分布式控制系統(tǒng)的大腦中央控制室,其根據(jù)數(shù)據(jù)傳回及時分析,并進行正確指令的下達,極大了減少了工作人員的數(shù)據(jù)傳遞,工作效率也大大提高[1]。
3.數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動化領(lǐng)域中的應用
3.1可操作性強
數(shù)字化的信息處理和對信息處理準確無誤的識別是數(shù)字技術(shù)發(fā)展過程中的主要工作。而且在人力使用方面不需要大量人力,物力和財力的投入也較少也是數(shù)字技術(shù)發(fā)展的重要特點,少量人員的參與保障了數(shù)字技術(shù)的安全性,而且操作方便快捷。數(shù)字化技術(shù)平臺的開放性發(fā)展,既能提高代碼使用效率,縮短編程周期,也能在編程語言方面實現(xiàn)規(guī)范化和標準化操作,同時實現(xiàn)系統(tǒng)實現(xiàn)繼承性和靈活性操作,市場占有率也更能提高一個水平。例如,現(xiàn)在的數(shù)字化變電站的普及應用,設備應用過程中占地少,設備回路簡單,配置上也實現(xiàn)了數(shù)字化,其應用得到了迅速普及。數(shù)字化既操作簡單,其投入成本也相對較小。
3.2可靠性得到提高
數(shù)字化技術(shù)主要利用網(wǎng)絡技術(shù)和系統(tǒng)進行應用,智能化電氣系統(tǒng)發(fā)展得到了極大的促進。工業(yè)電氣自動化中數(shù)字技術(shù)的應用,使得傳統(tǒng)設備在使用上冗雜的情況得到改善,操作上也實現(xiàn)了快捷水平。在操作準確率上數(shù)字化技術(shù)有著突出優(yōu)勢,同時數(shù)字化技術(shù)的應用提高了工業(yè)電氣化在應用過程中的安全性和使用性能。在設備智能化和網(wǎng)絡化方面,工業(yè)自動化領(lǐng)域發(fā)展迅速,其電氣自動化在數(shù)字技術(shù)的推動下發(fā)生了改變,技術(shù)含量高,且市場占有率的提高,使得企業(yè)在發(fā)展中占據(jù)先機和更大的市場份額。
3.3性價比高
工業(yè)電氣自動化領(lǐng)域使用數(shù)字化技術(shù)既保證了電氣自動化的實現(xiàn),也同時能夠起到在智能化實施過程中獲得更好效果的作用。我們一般非常重視在企業(yè)經(jīng)營中節(jié)約成本的問題,數(shù)字化技術(shù)在工業(yè)電氣化領(lǐng)域的應用不但保證了生產(chǎn)質(zhì)量,而且在成本控制上進行了較大的改進。在工業(yè)電氣自動化中的應用中,數(shù)字化技術(shù)為技術(shù)的發(fā)展提供了良好的環(huán)境,也實現(xiàn)了系統(tǒng)的開放性操作。
4.數(shù)字化技術(shù)在GPRS環(huán)境的發(fā)展展望
雖然數(shù)字化技術(shù)的應用在工業(yè)電氣自動化領(lǐng)域的實施與發(fā)展提供了強大的技術(shù)支持,也取得了不錯的應用成就,但是,數(shù)字化發(fā)展的弊端仍然無法掩飾。當前,數(shù)字化技術(shù)應用還是一項年輕的應用技術(shù),還存在標準模式差異、技術(shù)操作人才匱乏和網(wǎng)絡技術(shù)落后的現(xiàn)實問題,所以,當今社會的工業(yè)電氣自動化中的智能化水平還處于一個較低的水平。在這個大背景下,數(shù)字化技術(shù)向著新的應用方向發(fā)展,其中GPRS技術(shù)就是一個重要的發(fā)展方向。GPRS是一個新興的移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務,是一種采用分組交換技術(shù)進行數(shù)據(jù)分組發(fā)送與接收的新技術(shù),同時用戶可以隨時在線應用,按照流量計費的方式也降低了服務成本?;贕PRS技術(shù)進行熱網(wǎng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的建設具有多方面的優(yōu)勢特點,具有永遠在線、高速傳輸、按流量計費、組網(wǎng)簡單靈活、防雷擊及通信鏈路由專業(yè)運營商進行維護的特點,其在工業(yè)電氣自動化中具有廣闊的應用前景。
通過分析數(shù)字化技術(shù)在電氣自動化應用中的不足,對GPRS技術(shù)在數(shù)字化技術(shù)中的發(fā)展進行展望,可以通過三個方式加強GPRS系統(tǒng)在電氣自動化應用中進行改善。即采用光纖連接,就地進行安裝、運用GOOSE虛端子概念、加強程序化操作理念。電氣化的良好運作需要標準化的接口上進行實現(xiàn)。數(shù)字技術(shù)是一個軟件系統(tǒng),其執(zhí)行力非常重要,按照程序?qū)嵤┱麄€系統(tǒng)的功能完善是數(shù)字化系統(tǒng)操作過程中對一個重要方面,只要這樣才可以促進工業(yè)電氣自動化的發(fā)展[2]。
5.小結(jié)
工業(yè)電氣自動化發(fā)展是一個新技術(shù)不斷投入使用的過程,數(shù)字技術(shù)作為一項新技術(shù)使得電氣自動化發(fā)展水平不斷提高,取得了非常好的發(fā)展效果。由于自動化系統(tǒng)操作較為簡單,在管理和控制上也能實現(xiàn)全面自動化,所以,數(shù)字化在電氣自動化發(fā)展中有著巨大的應用前景。但是,隨著技術(shù)水平的不斷提高,數(shù)字化技術(shù)在電氣自動化應用中也有一些問題亟待解決,因此,對于電氣自動化中數(shù)字技術(shù)的創(chuàng)新仍需不斷深入,以期更好的促進工業(yè)電氣自動化水平的提高。
【參考文獻】
【關(guān)鍵詞】數(shù)字技術(shù);工業(yè)電氣自動化;應用;計算機
1前言
數(shù)字技術(shù)是在計算機基礎上發(fā)展出來的一項技術(shù),相比于其他技術(shù),更加可靠,操作更加簡便,準確度更高,也更經(jīng)濟,自動化程度也更高,將該技術(shù)應用到各個領(lǐng)域這些的優(yōu)勢也更加突出。數(shù)字技術(shù)加入工業(yè)電氣自動化,通過數(shù)字技術(shù)的輔助工業(yè)電氣自動化進行操作、管理、檢測、計算等工作,這樣可以大幅提升工業(yè)電氣自動化的工作效率。但是我國的數(shù)字技術(shù)應用尚在起步階段,很多方面的運用還不夠成熟,本文就對當前數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動化的應用現(xiàn)狀進行分析,總結(jié)出一些不足,并且針對問題提出合理可行的建議,希望對今后的發(fā)展起到一定的借鑒作用。
2數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動化應用的重要性
可以說數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動化領(lǐng)域現(xiàn)在有著具足輕重的地位,它的重要性主要體現(xiàn)在以下方面。
2.1可靠性
因為數(shù)字技術(shù)是在計算機的基礎上發(fā)展起來的,同時用以網(wǎng)絡系統(tǒng)得輔助,使得傳統(tǒng)設備逐漸被淘汰,所以在操作上更加方便快捷,在運行和操作的穩(wěn)定性方面也有顯著的提升。同時,光纖網(wǎng)絡系統(tǒng)和數(shù)字化互感器的加入也使工業(yè)電氣自動化的安全有了可靠的保障。數(shù)字化技術(shù)能夠很好地幫助技術(shù)在模擬狀態(tài)和數(shù)字之間轉(zhuǎn)化,更加穩(wěn)定,更為先進的數(shù)字化技術(shù)在市場中顯然更受青睞。當前一些的統(tǒng)計數(shù)據(jù)也可以表明數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)廣泛地融入到工業(yè)電氣自動化中,而且它的領(lǐng)先地位非常明顯,我們有理由相信在未來的一段時間內(nèi)數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展前景是非常好的。
2.2可操作性
計算機作為數(shù)字化技術(shù)的基礎,所以數(shù)字化技術(shù)的實現(xiàn)只需要在計算機內(nèi)編輯程序、輸入正確的指令,即可完成既定的任務。所以說認為對于該技術(shù)的操控實際上是間接的,而計算機只是執(zhí)行命令的機器并不能判斷指令的正確與否。同時信息的傳遞也是通過信息傳遞系統(tǒng),例如網(wǎng)絡系統(tǒng)。但是,數(shù)字化因為本身具有很強的邏輯性,所以在一定程度上可以對指令進行校正,這樣在保證安全可靠的同時,還能在一定程度上減少后期檢測糾錯的成本,有經(jīng)濟性的優(yōu)勢。以開放式的平臺為基礎,所以操作的多需要的各種代碼或者指令會有更為標準的規(guī)范,所以在編輯程序輸入指令等動作方面都會提供很大方便。而且隨著計算機的不斷發(fā)展,操作系統(tǒng)的更新,人們對計算機的操作也會越來越簡化,所以數(shù)字化技術(shù)會越來越受到大眾歡迎。
2.3經(jīng)濟性
第一,信息通過網(wǎng)絡系統(tǒng)等媒介進行傳遞,數(shù)字化技術(shù)因為本身的邏輯判斷能力能夠?qū)θ斯ぽ斎氲拿钣幸欢ǖ呐袛嗄芰?,可以有效地識別正確的信息,并對信息進行校正,這樣能夠減少很多人力和物力對錯誤進行糾正,節(jié)約了大量的經(jīng)濟成本。第二,統(tǒng)一的標準規(guī)范了操作的各種代碼,簡化了操作步驟,這樣能減少工作步驟,同時能使工業(yè)電氣自動化的設備負擔減輕,可以簡化操作,這樣可以同時保證工作的質(zhì)量好效率。第三,數(shù)字技術(shù)還能協(xié)調(diào)好各項技術(shù),可以將多種技術(shù)進行整合,處理復雜的任務,最大限度保證處理任務的準確性,這樣能使工業(yè)電氣自動化的結(jié)構(gòu)更加完善,調(diào)理更加清晰,方便管理,節(jié)約管理成本。第四,因為數(shù)字化技術(shù)的開放性特點,能夠?qū)I(yè)電氣自動化進行持續(xù)的技術(shù)更新,同時使在同系統(tǒng)內(nèi)的設備完成資源共享,能提高生產(chǎn)效率。
3我國工業(yè)電氣自動化中數(shù)字技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及出現(xiàn)問題
目前我國工業(yè)電氣自動化還處于發(fā)展階段,雖然規(guī)模在不斷擴大,但是技術(shù)水平還有待提高,技術(shù)水平還與發(fā)達國家的工業(yè)電氣自動化水平有很大的差距,因而在目前的生產(chǎn)產(chǎn)品還是處于中低端產(chǎn)品的階段。大規(guī)模的發(fā)展也導致了我國工業(yè)電氣自動化出現(xiàn)了問題,過于程式化的統(tǒng)一發(fā)展,導致了單一的技術(shù)體系,而這些單一的技術(shù)體系往往不能滿足因為實際差異而導致的實際需求不同,只根據(jù)以往的已有技術(shù)進行系統(tǒng)設計,在后期再根據(jù)實際需要做出很大的調(diào)整,這些會導致成本的大幅上升。同時,照搬照抄國外的技術(shù),缺乏創(chuàng)新的相關(guān)設計人才,同時也忽略了人才的培養(yǎng),這會導致國內(nèi)的技術(shù)沒有創(chuàng)新,過于依賴國外的引進技術(shù)。出現(xiàn)的問題主要集中在以下幾個方面。
3.1智能化程度不足
與傳統(tǒng)的工業(yè)電氣自動化技術(shù)相比,數(shù)字化技術(shù)的引進讓當前的技術(shù)更加的智能化,但由于引進該技術(shù)的時間并不長,所以可能在操作流程和輸入指令等方面會表現(xiàn)出智能化程度還不夠的問題。因為計算機使用的是二進制來進行計算的,因此在工業(yè)電氣自動化的信息等資源也需要轉(zhuǎn)化成二進制然后再進行計算。由于計算機在執(zhí)行各項指令的時候,要求人工輸入的\命令也是不同的,這會增加計算機的負荷。其次,在信息傳遞的過程中,信息是通過網(wǎng)絡、光線等途徑進行傳遞的,在操作的過程中可能會受到這些傳播媒介的影響,這樣會影響信息的準確性。因此,可能會導致在利用數(shù)字技術(shù)對工業(yè)電氣自動化進行操作的過程中出現(xiàn)問題,這樣會為整體的工作的控制和管理帶來很大的干擾。
3.2專業(yè)人員知識儲備不足
相關(guān)專業(yè)人員可以利用數(shù)字化技術(shù)通信能力強的特點,運用自己的專業(yè)知識,輕松的操控工業(yè)電氣自動化技術(shù)。但是由于專業(yè)人員自身的一些問題,也會給數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動化的應用中帶來不必要的麻煩。例如在專業(yè)人員利用數(shù)字化技術(shù)對工業(yè)電氣自動化進行操作的時候,要根據(jù)不同的操作步驟下達不同的指令,而在有些情況下,因為技術(shù)人員不能及時的了解到計算機的具體操作的流程,這樣會影響到系統(tǒng)及時地傳遞訊息和作出回復。這樣會使下達的指令更加模糊,可能會使計算機下達錯誤的指令。還有,因為數(shù)字化技術(shù)的開放性,技術(shù)人員如果沒有充分的了解到工業(yè)電氣化的相關(guān)專業(yè)知識以及數(shù)字化技術(shù)在計算機中的實際應用,這樣很難實體現(xiàn)出數(shù)字化技術(shù)在工業(yè)電氣自動的應用中的優(yōu)勢,會直接影響到工業(yè)電氣自動化向更加智能化的方向發(fā)展。
3.3操作標準規(guī)范不足
雖然說數(shù)字化技術(shù)的優(yōu)勢就是有著標準的操作規(guī)范會是生產(chǎn)效率大幅提高,但是,因為國情的不同,情況在我國就較為復雜,以為數(shù)字化技術(shù)在我國剛剛起步,所以很多企業(yè)的生產(chǎn)部門缺少完善的操作標準,尤其是我國中小規(guī)模的工業(yè)電氣產(chǎn)業(yè),他們相比較國外而言在數(shù)字化技術(shù)的操作規(guī)范上就缺乏統(tǒng)一的標準。
4數(shù)字技術(shù)的創(chuàng)新化應用
為了數(shù)字化技術(shù)在工業(yè)電氣自動化的應用中充分發(fā)揮出自身的優(yōu)勢,進一步促進工業(yè)自動化的發(fā)展,所以在工業(yè)電氣自動化的應用中,要進一步推動數(shù)字技術(shù)的創(chuàng)新,這樣數(shù)字技術(shù)將有更好的發(fā)展前景。
4.1程序化操作
為了更好的完成工作,按照一定的規(guī)律或順序排列出各個階段或步驟,并按照該步驟進行工作,直到整個程序完成,這就是程序化。在一般的情況下,采用程序化的操作可以使工作高效順利完成,因為按照固定步驟的操作可以很大程度上節(jié)約時間,這樣能很大程度上提升生產(chǎn)效率。在工業(yè)電氣自動化的應用中使用程序化的操作也有很高的成效。所以,可以首先先檢查需要對計算機輸入的命令進行檢查,在確定沒有錯誤之后,向計算機輸入檢查無誤的指令,在計算機執(zhí)行命令以后,要對各個環(huán)節(jié)的各項設備進行細致的檢查,在需要的情況下,可以選擇對于操作指令進行人工的修改和干預,以防止在出現(xiàn)意外的情況下,工作仍能夠正確的完成。
4.2安裝智能終端
當數(shù)字化技術(shù)應用到工業(yè)電氣自動化中時,每當需要下一步的操作時,相關(guān)的操作人員都要對設備下達下一步的進行指令,這樣雖然能提高對設備生產(chǎn)的可靠度,但是對于一些大型的工業(yè)電氣部門來說,這樣瑣碎的操作還是太過復雜了。所以針對這一情況安裝數(shù)字化技術(shù)的智能終端就顯得尤為必要了。這樣可以使工業(yè)電氣自動化的設備的實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)字設備上。這樣在發(fā)生意外事故或狀況時,能夠根據(jù)指令自動停止工作,這樣可以保證工業(yè)電氣自動化設備的安全工作。
4.3對于虛端子技術(shù)的運用
GOOSE虛端子技術(shù)是隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新新興的一種數(shù)字技術(shù),它對傳統(tǒng)的二次回路進行了大幅的改進和優(yōu)化,可操作性有進一步的提升,不僅在信號方面有所加強,還更好的對于溫度進行有效控制。它更為智能化,在對整個裝置的控制方面有著巨大的貢獻,同時還又有效的保護措施,例如通過跳閘保護電路,還有連閉鎖等。
5結(jié)語
當前時代是一個信息時代,所以工業(yè)電氣自動化與數(shù)字化技術(shù)相結(jié)合是與時俱進的產(chǎn)物。迅速發(fā)展的計算機才能跟得上時代快速發(fā)展的步伐,而工業(yè)電氣自動化與人民的生活密不可分,兩者和相互協(xié)作將會對我國的工業(yè)化水平提高作出巨大的貢獻。
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關(guān)鍵詞:工業(yè)設計;數(shù)字信息化技術(shù);重要性
在信息化和全球化經(jīng)濟背景下,當前的一些諸如CAID、CAD/CAM、RP、3D打印等先進技術(shù)和諸如生活形態(tài)研究、人機研究、市場信息研究等可共享的設計成果得到很好地推廣和利用,數(shù)字化信息化技術(shù)與工業(yè)設計整合,通過優(yōu)化各種設計資源,為社會提供更全面和高質(zhì)量的設計服務,并使得工業(yè)設計得到高速發(fā)展。
1.數(shù)字信息化工業(yè)設計的涵義
數(shù)字信息化工業(yè)設計, 即在數(shù)字化技術(shù)和工業(yè)設計相結(jié)合后形成的系統(tǒng)支持下, 進行工業(yè)設計領(lǐng)域內(nèi)的各類創(chuàng)造性活動與傳統(tǒng)的工業(yè)設計相比,數(shù)字化工業(yè)設計在設計方法、設計過程、設計質(zhì)量和效率等各方面都發(fā)生了質(zhì)的變化, 它涉及了CAD技術(shù)、人工智能技術(shù)、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、并行工程、敏捷制造、優(yōu)化技術(shù)、模糊技術(shù)、人機工程學等許多信息技術(shù)領(lǐng)域。
2.數(shù)字信息化推動工業(yè)設計變革的具體表現(xiàn)
隨著計算機技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的日益普及,電腦、平板、手機等電子產(chǎn)品被越來越多的人所依賴,無論是人的生活模式、工作習慣還是意識形態(tài)均發(fā)生了很大改變。相應的,工業(yè)設計領(lǐng)域也與時俱進,發(fā)生著巨大變革:
2.1向營銷推廣擴展的工業(yè)設計創(chuàng)意模式
產(chǎn)品推廣成功與否與營銷模式有著緊密聯(lián)系,而隨著數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展,電子商務、網(wǎng)絡營銷和物聯(lián)網(wǎng)營銷均成為了當前重要的商品營銷模式。這一趨勢要求工業(yè)業(yè)設計在進行創(chuàng)意設計時必須考慮后續(xù)營銷推廣模式,進行與之對應的細節(jié)設計,因為當前的創(chuàng)意思路與營銷有著緊密聯(lián)系。新型的、擴展到營銷推廣的工業(yè)業(yè)設計創(chuàng)意模式將成為未來重要設計模式之一,尤其對創(chuàng)新型產(chǎn)品而言。
2.2時尚的個性化與定制設計趨勢
個性在數(shù)字化時代受到空前的強調(diào)與尊重,產(chǎn)品和服務的個性化與差異化成為大眾消費者日益明顯的需求特征,與此呼應,設計模式也逐漸由傳統(tǒng)的標準化、大批量化設計逐漸向迎合消費者需求的個性化與定制設計調(diào)整。時尚的個性化與定制設計趨勢在數(shù)字化時代日趨明顯,而正在快速成熟的眾多數(shù)字化技術(shù)也在一定程度上保證了該趨勢的可行性。
2.3為產(chǎn)品宣傳和展示提供多樣方式
在傳統(tǒng)的產(chǎn)品展示和宣傳模式中通常需要用戶到現(xiàn)場了解商品,且有相當大一部分不能試用或觸摸,導致用戶無法對其進行深入了解,同時進行現(xiàn)場展示還需要投入大量的人力、物力和時間準備場地、布展和宣傳等,局限性比較大。而數(shù)字化設計的相關(guān)成果如多媒體技術(shù)和虛擬展示、虛擬現(xiàn)實、3D打印等技術(shù)等為廠商和設計師提供了更多選擇。
2.4為設計師獲取信息提供新方式
網(wǎng)絡在當前時代已成為各類信息和知識的集散地,也成為每個人認識世界或被世界認識不可或缺的部分。設計師的設計工作和設計方式同時產(chǎn)生了不容忽視的巨大變化,其一便是擴展了設計師獲取信息的渠道和方式,加快了知識獲取的速度,這使得中國的工業(yè)設計師們能及時全面地獲得最新信息資訊和知識?;ヂ?lián)網(wǎng)上的信息是無國界的,國內(nèi)設計師可借助網(wǎng)絡這個媒介在信息獲取的層面上與國外設計師站在同一起跑線上,從而縮短國內(nèi)設計師因技術(shù)資料不完善和信息資訊滯后而產(chǎn)生的差距,為設計師開拓了更廣的空間,提升了國際競爭力。
2.5提高了工業(yè)設計開發(fā)效率與品質(zhì)
在數(shù)字技術(shù)推動下,設計過程中的大部分事務性、重復性工作已逐步由以計算機和互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)為主導的設計系統(tǒng)和工具承擔,設計師只需要完成機器難以做到的以思維性和創(chuàng)造性為主的工作。借助CAID相關(guān)技術(shù),設計師可以將更多時間和精力集中于分析與創(chuàng)意等方面,從根本上改變技術(shù)密集型的工業(yè)設計師大量從事勞動密集型工作的狀況。在當代工業(yè)設計趨向多學科交叉融合趨勢下,市場人員、設計師、工程師以及經(jīng)濟師可以把整個設計項目的策劃、設計、制造、營銷等活動體系整合,達到更緊密的合作,從而極大地縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,提高了設計效率和品質(zhì)。
3.數(shù)字信息化下的工業(yè)設計發(fā)展趨勢
數(shù)字化技術(shù)為工業(yè)設計提供了多樣的數(shù)字平臺,它為概念設計提供了虛擬空間,引入了數(shù)字化空間,將設計師從繁瑣的傳統(tǒng)手繪設計過程中解放出來,一定程度上脫離了筆、紙、尺、規(guī)等傳統(tǒng)草圖繪制工具。促使工業(yè)設計從傳統(tǒng)的二維空間拓展到虛擬的三維空間,促使工業(yè)設計朝著智能化方向發(fā)展,以信息化技術(shù)為特征的產(chǎn)品智能化構(gòu)成了人一機界面符號認知系統(tǒng)新語境,使人對產(chǎn)品的認識和操作改變突破了以往人與產(chǎn)品硬件的密切接觸,從而使勞動強度、工作效率、以及環(huán)境安全得到了根本改善。并將有以下的發(fā)展趨勢:
3.1可以利用網(wǎng)絡設計機構(gòu)本身的如服務范圍、主要客戶、優(yōu)秀成果、設計師構(gòu)成等信息。
3.2可借助網(wǎng)絡建立國外設計機構(gòu)設計專家?guī)?,建立長期合作溝通關(guān)系,了解國際最新設計技術(shù)和趨勢。
3.3可以建立各設計院校資源庫,使院校的最新研究成果得到利用,盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,也使設計人員資源得到豐富和最大限度的利用。
3.4可以改變常規(guī)的工業(yè)設計流程。
另外,伴隨3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展,未來的設計合作模式與設計流程或?qū)l(fā)生更大的變化。
4.結(jié)論
現(xiàn)代工業(yè)設計不可能脫離數(shù)字化技術(shù)的影響,從技術(shù)層面到理念層面再到應用層面,涉及到方方面面,數(shù)字信息化技術(shù)的進步推動工業(yè)設計技術(shù)與理念的創(chuàng)新,將促進工業(yè)設計的巨大變革,進而保證工業(yè)設計的跨越式發(fā)展。而作為工業(yè)從業(yè)者更應該有責任和信心去尋找一條恰當?shù)脑O計道路,使得數(shù)字化信息技術(shù)作為輔助我們實現(xiàn)設計意圖的有效工具,能更好地為工業(yè)設計服務。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:電氣自動化;數(shù)字技術(shù);應用
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
引言
數(shù)字技術(shù)的應用對我國的經(jīng)濟建設具有重要的推動作用,尤其是在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用,在生產(chǎn)工藝以及生產(chǎn)技術(shù)方面,成為創(chuàng)新的主要動力。數(shù)字技術(shù)的應用是與計算機技術(shù)相輔相成的,尤其是在工業(yè)電氣自動化的背景下,數(shù)據(jù)技術(shù)的作用更加的明顯。工業(yè)生產(chǎn)是我國經(jīng)濟發(fā)展中的支柱性產(chǎn)業(yè),所以工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益直接影響到我國經(jīng)濟建設的質(zhì)量。數(shù)字技術(shù)的應用,是實現(xiàn)高速生產(chǎn)的保障,為了適應生產(chǎn)需要,數(shù)字技術(shù)具有較強的操作性,并且能夠針對實際問題進行更加深入的分析,提高生產(chǎn)效率。
1、電氣自動化中數(shù)字技術(shù)的意義
電氣自動化行業(yè)在國家經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用,不僅是科技進步的前提條件,而且還是產(chǎn)業(yè)化的依托。由于科技的高速發(fā)展,素質(zhì)技術(shù)在自動化行業(yè)內(nèi)得到大量應用,在具體應用中有較多特征存在,例如:良好的實踐性等。還且還能使自動化能力得到不斷提升。目前,在科學計算、人工智能機網(wǎng)絡通信等方面將素質(zhì)技術(shù)的進行較多使用,使數(shù)字化技術(shù)與電氣自動化系統(tǒng)得到統(tǒng)一融合,能夠為計算機系統(tǒng)產(chǎn)生良好的輔助作用。在實際操作中,素質(zhì)技術(shù)不僅能為計算機產(chǎn)生檢測、制造和管理作用,而且還能輔助計算機實施維護電氣自動化的作用。數(shù)字技術(shù)能夠使自動化設備的使用得到盡可能減少,有效提升活動的靈敏性,而且極為精準,能夠有機融合光纖網(wǎng),使自動化的實效特征得到切實提升。其次,在電氣自動化中應用數(shù)字化技術(shù),能夠?qū)⒅悄芑褂煤蜋z查得到更好地實現(xiàn),有效提升通行水平,有利于決策的有效開展。除此之外,還能將標準化能力得到提升,確保構(gòu)造非常的清除,降低了實際費用,使自動化的品質(zhì)滿足規(guī)定要求。也就是說,將其與自動化相結(jié)合,使其在多項行業(yè)內(nèi)獲取顯著的應用效果。
2、現(xiàn)代科技手段的發(fā)展離不開數(shù)字化技術(shù)
2.1、計算機技術(shù)的發(fā)展源于數(shù)字技術(shù)
現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)流程大多數(shù)都經(jīng)由計算機設備來操控,計算機技術(shù)的應用基礎就是數(shù)字化技術(shù),最原始的計算機編程系統(tǒng)就是由二進制代碼構(gòu)成的,要想保持計算機技術(shù)旺盛的生命力,就要不斷更新數(shù)字化技術(shù),為計算機技術(shù)保駕護航。
2.2、行業(yè)間的廣泛應用
數(shù)字化技術(shù)的實質(zhì)是利用外部信息與數(shù)字編碼之間的相互轉(zhuǎn)換,為人類的生活提供便利,提高生活的品味和舒適度?,F(xiàn)代生活中數(shù)字化技術(shù)的應用比比皆是,電視廣播技術(shù),通訊系統(tǒng),數(shù)碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng),交通控制系統(tǒng),安防系統(tǒng)等都是數(shù)字化技術(shù)的應用實例。數(shù)字化技術(shù)的原理是通過二進制計算方法實現(xiàn)數(shù)字0和1的簡單計算操作,轉(zhuǎn)換形式具有簡便性和多樣性的特點。
2.3、數(shù)字化技術(shù)改進了媒體存儲技術(shù)
數(shù)字技術(shù)也廣泛應用于媒體信息的大眾傳播過程中,人們對于文化娛樂方面的需求直接促生了媒體數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,如影視和音樂的編碼制作,光盤的刻錄和壓縮等,較傳統(tǒng)的存儲設備而言,數(shù)字化存儲方式在保留了原始數(shù)據(jù)畫面和音質(zhì)的同時,大大壓縮了設備的體積,提高了存儲設備的便攜度,并且大幅度擴充了存儲容量,滿足了人們的精神娛樂需求。
2.4、家電智能技術(shù)的改進
數(shù)字化技術(shù)的應用領(lǐng)域還在不斷擴大,現(xiàn)如今,越來越多的家電制造廠商開發(fā)和利用新型的數(shù)字化信息處理系統(tǒng)作為電器的中央控制系統(tǒng),電器性能更加趨于智能化,操作也更加便捷化。
3、數(shù)字技術(shù)在電氣自動化中的應用優(yōu)勢
3.1、安全性與穩(wěn)定性
高數(shù)字技術(shù)獲得較快發(fā)展的條件和基礎是網(wǎng)絡與智能電氣系統(tǒng)的發(fā)展,應用該項技術(shù)能降低工業(yè)生產(chǎn)依賴傳統(tǒng)設備的程度,從而獲得良好穩(wěn)定性。此外,該項技術(shù)中對先進器件的利用在較大程度上提高了電氣自動化安全性。像數(shù)字互感器與光纖。現(xiàn)在數(shù)字技術(shù)在電氣自動化中已經(jīng)具有一定規(guī)模和擴大態(tài)勢。1.2共享性與經(jīng)濟性高電氣自動化運行中應用數(shù)字技術(shù),不僅能確保機械設備的正常和自動運行,在信息通信上效果也很顯著。另外數(shù)字技術(shù)還有智能功能,在使用中可以編制統(tǒng)一性好和規(guī)范性強的標準,使結(jié)構(gòu)簡潔,確保產(chǎn)品質(zhì)量,也給公司降低了生產(chǎn)成本。在應用具有開放性數(shù)字系統(tǒng)時有利于對電氣自動化的創(chuàng)新,既表現(xiàn)出較強的共享信息能力,也能最大程度上提升運行效率。
3.2、邏輯性與操作性強
數(shù)字技術(shù)有較強邏輯性,具體表現(xiàn)是可以自我識別和判斷、流程自動化等。操作人員在使用外部相關(guān)輸入設備做輸入指令操作時,數(shù)字系統(tǒng)可以快速和精確地傳輸信息,并準確識別其中的數(shù)字量與模擬量。數(shù)字系統(tǒng)的所有操作都是輕松和便捷的,還能做到精確控制,所以可操作性強。
4、電氣自動化技術(shù)之中數(shù)字技術(shù)的應用
4.1、在現(xiàn)實中對智能終端技術(shù)進行運用
目前,工業(yè)電氣自動化中,數(shù)字化技術(shù)的應用會有一定的弊端存在,需要對其進行改進和完善處理,最主要的弊端則是較大的應用時限限制,標準統(tǒng)一規(guī)定方面有大小不一和標準衡量中存在著一定欠缺,且受到較低智能化水平的影響。所以數(shù)字化技術(shù)應用的主要方式則是分析和創(chuàng)新智能終端技術(shù),是將光纖作為連接設備,運用智能終端自動化的收集和扣工資數(shù)據(jù),雙重設備之間相互配合,其中一個用來對電力終端、遠程測控以及信號發(fā)送進行保護,另一個則是給跳閘實施雙重保護,使工業(yè)電氣自動化中數(shù)字化技術(shù)的智能型和可靠度得到提升。作為工業(yè)電氣自動化有效運行的主要條件,數(shù)字化程序接口的標準化產(chǎn)生一定作用,因此,能夠使個人計算機平臺的自動化問題得以改善,對企業(yè)事件相關(guān)電位系統(tǒng)與制造執(zhí)行系統(tǒng)之間的連接產(chǎn)生有利作用。將TCP、IP作為通訊標準,在管理和控制自動化中使個人計算機形成一個接口。
4.2、注重程序化操作理念
之前,工業(yè)電氣自動化運用的數(shù)字技術(shù)上存在一定的缺陷,表現(xiàn)為:技術(shù)人員在下達相關(guān)命令之前,需將通過審核的數(shù)據(jù)進行存檔處理,實際操作時需要人工干預設置界面,而且還要進行多次的預演,一定程度上影響了電氣自動化功能的充分發(fā)揮。因此,注重程序化操作理念非常必要,這就需要數(shù)字技術(shù)對信息的處理更為準確、系統(tǒng)與綜合,進而全面將網(wǎng)絡技術(shù)與信息處理進行結(jié)合。
4.3、提高系統(tǒng)性能,加強操作管理
工業(yè)操作系統(tǒng)的性能是決定工程質(zhì)量優(yōu)劣的決定性因素,因此應該對工業(yè)電氣自動化中各部分的操作系統(tǒng)不斷進行優(yōu)化和完善,使其能在沒有相關(guān)操作人員的管理下自行完成相關(guān)的識別、控制操作。眾所周知,操作管理是一個工程的靈魂,這同樣適用于數(shù)字技術(shù)。因此應該在傳送調(diào)度命令之前將通過審查的數(shù)據(jù)在電腦里存儲,在進行實際操作時,也應該事先進行人為的檢查各方面的工作情況,保證工程的萬無一失。
4.4、使用光纖連接
安裝在信息技術(shù)快速發(fā)展的電子時代背景下,光纖是數(shù)據(jù)傳輸最快,可靠性最強的連接材料。因此在工業(yè)電氣自動化中,利用光纖連接各端口,進一步保障數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動化中的可靠性。在認證TCP/IP標準的情況下,同時要確保PC系統(tǒng)的自動化改良,有效地將MES系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)連接起來,保障信息傳輸?shù)馁|(zhì)量和效率。
4.5、增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性
目前,大部分的工業(yè)電氣自動化控制平臺采用的是美國微軟的Windows操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用數(shù)字技術(shù)開發(fā)研制,運用視窗的操作界面,提供的可視化操作較強。無論從前期準備、中期生產(chǎn)還是后期維護,其都會發(fā)揮著一定的作用。工業(yè)電氣自動化中就是將計算機技術(shù)和原有的相關(guān)技術(shù)結(jié)合起來,并使其相互滲透相互輔助,從而產(chǎn)生一種更為時效的、科學的計算機維護系統(tǒng),確保工業(yè)電氣自動化運行的更為安全。
4.6、有效提升工作效率
數(shù)字技術(shù)的應用具有較強的邏輯判斷性,在工業(yè)電氣自動化生產(chǎn)中,如果出現(xiàn)程序上的失誤或者是人為操作失誤,數(shù)字技術(shù)會及時的發(fā)現(xiàn),判斷出錯誤的運行程序,進而對其進行調(diào)整,保證生產(chǎn)的正常運行。數(shù)字技術(shù)具有較強的通信能力,減少了人力投入,降低工業(yè)生產(chǎn)的成本投入,有效的提高了工作效率,保障工業(yè)生產(chǎn)的效益。數(shù)字技術(shù)自省能力的運行,有效的降低了失誤的發(fā)生,在工業(yè)電氣自動化運行中具有較高的性價比。
5、結(jié)語
綜上所述,作為目前信息化發(fā)展中的一項高新就似乎,素質(zhì)技術(shù)在工業(yè)電氣自動化領(lǐng)域中的應用越來越廣泛,因此我們應充分掌握現(xiàn)實應用中數(shù)字化技術(shù)的重要性,對應用理念及應用形式得到不斷完善,促使工業(yè)電氣生產(chǎn)實現(xiàn)數(shù)字化、自動化及智能化的預期目標。
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【關(guān)鍵詞】工藝生產(chǎn) 模具 數(shù)字化 制造技術(shù)
引言
模具生產(chǎn)在塑形類工藝裝備中需求量非常大,尤其是近年來發(fā)展越來越快,市場的需求量越來越高,傳統(tǒng)的模具加工工藝已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化的市場與工藝需求。因此,為了能夠提高工業(yè)生產(chǎn)中模具的質(zhì)量和生產(chǎn)效率,基于計算機技術(shù)的數(shù)字化生產(chǎn)制造工藝引入模具生產(chǎn)加工中,從而實現(xiàn)了質(zhì)量與效率上的雙重飛躍,達到滿足市場的質(zhì)量需求。本文通過解析數(shù)字化制造與生產(chǎn)工藝,并結(jié)合當下的模具生產(chǎn)理念,探究基于數(shù)字化制造工藝的模具生產(chǎn)技術(shù)。
1 工業(yè)生產(chǎn)中模具生產(chǎn)的模式與需求分析
工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中,一個相當重要的生產(chǎn)模式就是模具生產(chǎn)。由于工業(yè)化與車間流水化的不斷進步,塑形等重要工藝設備開始大規(guī)模發(fā)展,從而導致市場需求不斷攀升。于是,傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域中的模具生產(chǎn)的質(zhì)量和市場需求就開始進一步增加。因此,需要在原有的生產(chǎn)基礎上進行進一步的提高與技術(shù)引入。那么,對于傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中,模具的生產(chǎn)模式與需求是怎樣的呢?
1.1 傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中模具的生產(chǎn)模式分析
傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中,集成化與量化生產(chǎn)概念相對比較淡薄,并沒有得到進一步發(fā)展。尤其是在批量化的生產(chǎn)過程中,流水車間的生產(chǎn)方式雖然已經(jīng)得到了應用,但是在龐大的市場需求環(huán)境下,依然無法滿足要求。因此,為了能夠更進一步地實現(xiàn)模具生產(chǎn)的市場質(zhì)量與數(shù)量需求,就需要對傳統(tǒng)的模具生產(chǎn)工藝進行改革。傳統(tǒng)的模具生產(chǎn)中,存在以下一些問題。
第一,生產(chǎn)批量化與質(zhì)量之間的生產(chǎn)矛盾。批量化生產(chǎn)過程中,由于傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝與技術(shù)無法達到較高的要求,從而造成在批量化生產(chǎn)過程中,經(jīng)常出現(xiàn)大批量生產(chǎn)造成質(zhì)檢不合格的現(xiàn)象。這在一定程度上反映了在傳統(tǒng)模具生產(chǎn)加工工藝中,工藝技術(shù)存在一定弊端,面對大批量的生產(chǎn)與加工過程,無法實現(xiàn)真正意義上的批量高質(zhì)量生產(chǎn),造成批量與質(zhì)量之間的生產(chǎn)矛盾。
第二,高精準模具生產(chǎn)過程中的質(zhì)量要求無法滿足。在生產(chǎn)加工模具的過程中,對于一些高精端的模具產(chǎn)品而言,無法真正達到質(zhì)量要求或者是精準要求。因為在傳統(tǒng)的加工工藝中,精度的標準并沒有實現(xiàn)真正的提升,而市場對于模具精準度的要求則越來越高,尤其是小型以及微型模具的生產(chǎn)與加工,更是存在非常嚴重的精度不夠的問題。因此,造成了一段時間內(nèi),生產(chǎn)與加工存在非常多的問題。
第三,生產(chǎn)理念依然存在著傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的思想;傳統(tǒng)生產(chǎn)模式中,對于一些質(zhì)量要求的思維模式依然存在。模具的誤差指數(shù)隨著技術(shù)的發(fā)展越來越低,但是一些生產(chǎn)制造加工企業(yè)并沒有隨著時展,而是一直采用傳統(tǒng)的質(zhì)量標準進行加工,從而造成了技術(shù)上落后,生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量的不達標。
總之,傳統(tǒng)模具生產(chǎn)存在一些問題,這些問題直接導致了在競爭激烈的市場中,傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式越來越不符合市場需求。
1.2 模具生產(chǎn)技術(shù)的需求分析
模具的生產(chǎn)模式存在問題是其中的一個方面,在生產(chǎn)技術(shù)方面,傳統(tǒng)的模具加工與制造依然存在問題。因此,對于技術(shù)的需求而言,傳統(tǒng)的技術(shù)也存在問題。
首先,傳統(tǒng)的模具生產(chǎn)技術(shù)標準并沒有進一步改善。工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中,技術(shù)標準的完善和規(guī)定,是有一定的周期性的。由于生產(chǎn)批號與批量的原因,無法隨時更改生產(chǎn)工藝的技術(shù)標準。但是,市場經(jīng)濟時代的市場需求變化越來越快,導致在一些生產(chǎn)領(lǐng)域中,技術(shù)標準已經(jīng)無法滿足市場的需求,尤其是模具生產(chǎn)領(lǐng)域中,造成了技術(shù)標準落后市場需求的現(xiàn)象。因此,傳統(tǒng)的模具生產(chǎn)技術(shù)標準有待進一步完善。
其次,精準化生產(chǎn)技術(shù)的拓展。模具生產(chǎn)過程中,最為重要的指標就是模具的精度,在傳統(tǒng)的模具加工制造工藝中,精度的標準依然無法達到市場的最高需求標準。由于技術(shù)的落后,造成在精度方面無法達到標準,從而影響模具加工的進一步發(fā)展與市場拓展。
最后,質(zhì)量檢測的技術(shù)需求提升。質(zhì)量檢測依然需要滿足現(xiàn)有市場的標準,因此對于傳統(tǒng)的模具質(zhì)量檢測而言,依然需要在質(zhì)量檢測方面進行技術(shù)標準的提升,從而滿足市場需求,保證生產(chǎn)流程的一體化。
2 數(shù)字化生產(chǎn)制造工藝解析
數(shù)字化生產(chǎn)制造工藝,是未來工業(yè)生產(chǎn)的主要應用工藝之一。數(shù)字化的制造工藝優(yōu)勢非常明顯,不僅可以提高工業(yè)加工產(chǎn)品的質(zhì)量與精度,更可以利用全自動控制系統(tǒng),實現(xiàn)一體化的生產(chǎn)模式,從而大大提升傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)領(lǐng)域中的生產(chǎn)效率。數(shù)字化生產(chǎn)技術(shù),是基于計算機平臺的一種先進技術(shù),在工業(yè)生產(chǎn)與加工領(lǐng)域中應用非常廣泛,其技術(shù)優(yōu)勢非常明顯,滿足現(xiàn)有市場對于工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)以及產(chǎn)品的需求,在質(zhì)量上能夠保證產(chǎn)品的高質(zhì)量與高精度,在流程化方面,其生產(chǎn)流程更加科學高效,質(zhì)量檢測方面做到了更加嚴格的標準,從而對產(chǎn)品的質(zhì)量更加有保障,對未來市場的拓展以及發(fā)展有非常重要的意義。因此,數(shù)字化生產(chǎn)制造工藝,在傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的應用是非常必要的。
3 基于數(shù)字化生產(chǎn)制造工藝的模具加工工藝分析
通過對傳統(tǒng)模具生產(chǎn)與加工的弊端進行詳細的分析,可以了解到在技術(shù)層面上對模具生產(chǎn)進行拓展,才可以實現(xiàn)與市場需求的無縫對接。數(shù)字化生產(chǎn)制造工藝,是未來工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中最為重要的技術(shù)之一,因此,基于數(shù)字化生產(chǎn)制造工藝的模具加工才是未來的發(fā)展方向。在實際的應用過程中,需要從以下幾個方面進行探討。
第一,數(shù)字化生產(chǎn)制造工藝,確保了模具加工的精度更高。數(shù)字化技術(shù)的優(yōu)勢之一就是高精度,而對于模具加工制造而言,精度是非常重要的技術(shù)要求標準。那么,對于數(shù)字化制造工藝而言,需要進行哪些配套設計呢?對于模具加工技術(shù)設備而言,需要引入全自動數(shù)字化生產(chǎn)標準設備。利用計算機平臺為基礎的智能操作模塊,完成全自動化的控制操作。模具的成型以及切割,都利用數(shù)字化標準與技術(shù)進行完成,從而在一定程度上提高了模具加工的精度問題。
第二,模具的生產(chǎn)流程的數(shù)字化技術(shù)應用。在生產(chǎn)流程的環(huán)節(jié)中,依然需要采用數(shù)字化技術(shù)來實現(xiàn)傳統(tǒng)加工工藝的提升。數(shù)字化的加工與生產(chǎn)流程,可以實現(xiàn)真正意義上的無縫對接,實現(xiàn)生產(chǎn)流程過程中的高量化標準。數(shù)字化加工流程的對接方式非常簡便快捷,可以實現(xiàn)高效率的生產(chǎn)流程,在對接的過程中進行高效率的流程轉(zhuǎn)化,提高了生產(chǎn)效率。
第三,模具質(zhì)量檢測的數(shù)字化技術(shù)應用。質(zhì)量檢測是工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中不可缺少的一個環(huán)節(jié),當然也是非常重要的一個環(huán)節(jié)。在質(zhì)量檢測的過程中,依然可以利用數(shù)字化技術(shù),從而將檢測精度進一步提升。實際上,在數(shù)字化生產(chǎn)工藝的應用過程中,這些流程都是一體化的,不會出現(xiàn)其他的冗余環(huán)節(jié)。在彼此流程之中,實現(xiàn)無縫對接,從而有效地提升加工效率與生產(chǎn)質(zhì)量。
總之,數(shù)字化生產(chǎn)工藝,在模具生產(chǎn)的過程中起到了非常大的作用,不僅僅提高了模具生產(chǎn)的質(zhì)量以及精度,在生產(chǎn)流程方面也起到了優(yōu)化的作用。在最后在質(zhì)量檢測過程中,滿足市場的標準,從而保證了模具投放市場以后,能夠最大面積地覆蓋原有市場,甚至是拓展全新的市場。
結(jié)語
本文通過對模具生產(chǎn)與加工工藝進行分析,了解到在傳統(tǒng)生產(chǎn)領(lǐng)域中存在的問題,為了解決存在的這些問題,引入了數(shù)字化加工工藝,從而在生產(chǎn)質(zhì)量和模具精度等方面有了顯著的提升。此外,對于生產(chǎn)流程的進一步優(yōu)化,實現(xiàn)了在市場投放過程中,更加高效快捷地實現(xiàn)模具的量化生產(chǎn),從而改善了傳統(tǒng)的生產(chǎn)滯銷現(xiàn)象,為模具生產(chǎn)的市場拓展以及未來的發(fā)展奠定了基礎。
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