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關(guān)鍵詞:水工業(yè) 自動(dòng)化控制技術(shù)
1.控制系統(tǒng)的智能化、分散化、網(wǎng)絡(luò)化
工業(yè)自動(dòng)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(luò)化,而現(xiàn)場總線的崛起正是這一發(fā)展趨勢的標(biāo)志。
1.1現(xiàn)場總線的崛起
半個(gè)多世紀(jì)以來,工業(yè)自動(dòng)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(dòng)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(dāng)前我國水工業(yè)自動(dòng)化的主流水平即處于以PLC為基礎(chǔ)的DCS系統(tǒng)階段。這里要說明一點(diǎn),DCS既是一個(gè)過程控制體系的名稱,有時(shí)也表示為由制造廠商出售的一個(gè)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(duì)較為封閉,而目前水工業(yè)自動(dòng)化的DCS系統(tǒng)多數(shù)是由用戶集成的,因此相對(duì)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(jìn)步,可以在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)裝置級(jí)、車間級(jí)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(jì)算機(jī)之間的檢測、反饋與操作指令等信號(hào)傳遞,仍舊依靠大量的一對(duì)一的布線來實(shí)現(xiàn)。這種信號(hào)傳遞關(guān)系稱之為信號(hào)傳輸,而不是數(shù)據(jù)通信,難以實(shí)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(hào)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(dòng)下,自20世紀(jì)80年代中期起,現(xiàn)場總線便應(yīng)運(yùn)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(luò)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(yīng)性等特點(diǎn),形成了從測控設(shè)備到監(jiān)控計(jì)算機(jī)的全數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò),順應(yīng)了控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展要求。
1.2現(xiàn)場總線的現(xiàn)狀和標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)下,導(dǎo)致了近年來制訂現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)大戰(zhàn)。在市場和技術(shù)發(fā)展需要統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)的呼聲下,修改后的IEC 61158.3~6標(biāo)準(zhǔn)最終于2000年1月4日獲得通過。該標(biāo)準(zhǔn)包括了8種類型的現(xiàn)場總線子集,它們分別是:①基金會(huì)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(chǔ)的控制系統(tǒng)發(fā)展而來,本質(zhì)上以遠(yuǎn)程I/O總線技術(shù)為基礎(chǔ),通常不具備通過總線向現(xiàn)場設(shè)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(shè)備級(jí)總線,②、⑤屬于監(jiān)控級(jí)現(xiàn)場總線;③、⑦則是包括兩個(gè)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(shí)現(xiàn)相互兼容和互操作幾無可能。面對(duì)這種多總線并存的局面,系統(tǒng)集成將面臨更為復(fù)雜的任務(wù),系統(tǒng)集成技術(shù)也將會(huì)有很大的發(fā)展。
1.3現(xiàn)場總線的新動(dòng)向―工業(yè)以太網(wǎng)
長期以來的標(biāo)準(zhǔn)之爭,實(shí)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(gè)新的動(dòng)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(jì)算機(jī)應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主流技術(shù)很好地融合起來。為了促進(jìn)Ethernet在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,國際上成立了工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)會(huì),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(dòng)化領(lǐng)域的另一個(gè)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(jì)與信息時(shí)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(kuò)大,現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)對(duì)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(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場狀態(tài)的監(jiān)視和控制,同時(shí)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(luò)是管控信息集成的基本條件,沒有信息網(wǎng)絡(luò)就不可能實(shí)現(xiàn)企業(yè)橫向和縱向信息的溝通和匯集,建網(wǎng)的目標(biāo)在于實(shí)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(luò)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(shè)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(shè)備,此時(shí)的控制站實(shí)際是一個(gè)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(luò),充分發(fā)揮其使測控設(shè)備具有通信能力的特點(diǎn),為控制網(wǎng)絡(luò)與通用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)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(yīng)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(shí)現(xiàn)管控一體化信息系統(tǒng)的中心任務(wù)。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(yīng)用與下層現(xiàn)場設(shè)備之間完成雙向數(shù)據(jù)溝通,使之成為一個(gè)可以滿足用戶需求的整體。
目前各個(gè)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(chǔ)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(chǔ)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(duì)水工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的思考
1 當(dāng)前電力行業(yè)熱工自動(dòng)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(jī)組容量的快速提高,電廠熱工自動(dòng)化技術(shù)不斷地從相關(guān)學(xué)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(jī)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(jí)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(yīng)用,給熱工自動(dòng)化系統(tǒng)注入了新的活力。
1.1 DCS的應(yīng)用與發(fā)展
火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展變化,在二十世紀(jì)給人耳目一新的是DCS的應(yīng)用,而當(dāng)今則是DCS的應(yīng)用范圍和功能的迅速擴(kuò)展。
1.1.1 DCS應(yīng)用范圍的迅速擴(kuò)展
20世紀(jì)末,DCS在國內(nèi)燃煤機(jī)組上應(yīng)用時(shí),其監(jiān)控功能覆蓋范圍還僅限D(zhuǎn)AS、MCS、FSSS和SCS四項(xiàng)。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(yīng)用的主要功能子系統(tǒng)仍然還是以上四項(xiàng),但實(shí)際上近幾年DCS的應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)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(jī)組(如浙江玉環(huán)電廠1000MW機(jī)組)的各個(gè)控制子系統(tǒng)全面應(yīng)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(yīng)用??梢哉f只要工藝上能夠?qū)崿F(xiàn)的系統(tǒng),DCS都能實(shí)現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行可靠控制。
1.1.2 單元機(jī)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(jī)組的煙氣濕法脫硫控制直接進(jìn)入單元機(jī)組DCS控制的成功運(yùn)行,標(biāo)志著控制系統(tǒng)一體化,在DCS技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)下而走向成熟。
由于一體化減少了信號(hào)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(hù)的工作量及費(fèi)用,所以近幾年一體化控制系統(tǒng)在不同容量的新建機(jī)組中逐漸得到應(yīng)用,如浙江華能玉環(huán)電廠4×1000MW機(jī)組、臺(tái)州電廠2×300MW機(jī)組和安徽鳳臺(tái)電廠4×600MW機(jī)組均全廠采用西屋Ovation系統(tǒng),國華浙能寧海電廠4×600MW機(jī)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(jī)組全廠采用I/A系統(tǒng),浙江樂清電廠4×600MW機(jī)組全廠采用ABB公司的SYMPHONY系統(tǒng)等。
控制系統(tǒng)一體化的實(shí)現(xiàn),是電力行業(yè)DCS應(yīng)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(yīng)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(qiáng)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(yùn)行可靠性,相反到有可能導(dǎo)致故障停機(jī)的概率增加。何況單元機(jī)組各個(gè)控制系統(tǒng)間的信號(hào)聯(lián)系千絲萬縷,互相牽連,一對(duì)控制器故障就可能導(dǎo)致機(jī)組停機(jī),即使沒有直接導(dǎo)致停機(jī),也會(huì)影響其它控制器因失去正確的信號(hào)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(gè)控制系統(tǒng)和非常復(fù)雜的控制功能集中在一對(duì)控制器中,以及上述所說的單元機(jī)組采用一體化控制系統(tǒng),正成為DCS應(yīng)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(yīng)用技術(shù)的發(fā)展,如采用通用化的硬件平臺(tái),獨(dú)立的應(yīng)用軟件體系,標(biāo)準(zhǔn)化的通訊協(xié)議,PLC控制器的融入,F(xiàn)CS功能的實(shí)現(xiàn),一鍵啟動(dòng)技術(shù)的成功應(yīng)用等,都為DCS增添了新的活力,功能進(jìn)一步提高,應(yīng)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(gè)火電廠有10多個(gè)輔助車間,國內(nèi)過去通常都是由PLC和上位機(jī)構(gòu)成各自的網(wǎng)絡(luò),在各車間控制室內(nèi)單獨(dú)控制,因此得配備大量的運(yùn)行人員。為了提高外圍設(shè)備控制水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率,達(dá)到減員增效的目的,隨著DCS技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊功能的提高,目前各個(gè)輔助車間的控制已趨向適度集中,整合成一個(gè)輔控網(wǎng)(簡稱BOP 即Balance Of Plant的縮寫)方向發(fā)展,即將相互獨(dú)立的各個(gè)外圍輔助系統(tǒng),利用計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行集成,在全廠IT系統(tǒng)上進(jìn)行運(yùn)行狀況監(jiān)控,實(shí)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(gè)方向發(fā)展。如國華浙能寧海電廠一期工程(4×600MW)燃煤機(jī)組BOP覆蓋了水、煤、灰等共13個(gè)輔助車間子系統(tǒng)的監(jiān)控,下設(shè)水、煤、灰三個(gè)監(jiān)控點(diǎn),集中監(jiān)控點(diǎn)設(shè)在四機(jī)一控室里,打破了傳統(tǒng)的全廠輔助車間運(yùn)行管理模式,不但比常規(guī)減員30%,還提升了全廠運(yùn)行管理水平。整個(gè)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(hù)費(fèi)用[1]。由于取消了多個(gè)就地控制室,使得基建費(fèi)用和今后的維護(hù)費(fèi)用都減少。一些老廠的輔助車間也在進(jìn)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(jī)組,取得較好效果。
1.3 變頻技術(shù)的普及應(yīng)用與發(fā)展
變頻器作為控制系統(tǒng)的一個(gè)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(diǎn),前些年在火電廠小型電機(jī)(如給粉機(jī)、凝泵)等控制上的應(yīng)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(dòng)態(tài)響應(yīng)速度,低速轉(zhuǎn)動(dòng)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(jì)及社會(huì)效益上產(chǎn)生的顯著效應(yīng),因此繼一些中小型電機(jī)上普遍應(yīng)用后,近年來交流變頻調(diào)速技術(shù),擴(kuò)展到一些高壓電機(jī)的控制上試用,如送、引風(fēng)機(jī)和給水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制等。
因?yàn)樘N(yùn)藏著巨大的節(jié)能潛力,可以預(yù)見隨著高壓變頻器可靠性的提高、一次性投資降低和對(duì)電網(wǎng)的諧波干擾減少,更多機(jī)組的風(fēng)機(jī)、水泵上的大電機(jī)會(huì)走向變頻調(diào)速控制,在一段時(shí)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(yīng)用現(xiàn)場總線
自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,帶來新型自動(dòng)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(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性、快速性和機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性,解決現(xiàn)場設(shè)備的現(xiàn)代化管理,以及降低工程投資等的一項(xiàng)先進(jìn)的和有效的組合。目前在西方發(fā)達(dá)國家,現(xiàn)場總線已應(yīng)用到各個(gè)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(jī)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(duì)電廠的設(shè)計(jì)、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(yīng)用仍處于探討摸索階段,近二年我國有十多個(gè)工程應(yīng)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(jī)組的開、閉式水系統(tǒng)中的電動(dòng)門控制采用Profibus DP總線技術(shù),電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用原裝進(jìn)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(yīng)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(bǔ)給水處理系統(tǒng)和廢水系統(tǒng)[2],采用了二層通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng),其鏈路設(shè)備和主站級(jí)網(wǎng)絡(luò)采用冗余配置??刂葡到y(tǒng)人機(jī)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(jī)采用ITP形式接口,四臺(tái)交換機(jī)構(gòu)成光纖高速路網(wǎng)?,F(xiàn)場設(shè)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(bǔ)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(dòng)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(shè)備(MCC)采用具有現(xiàn)場總線通信接口功能的智能電機(jī)控制器。加藥泵的電動(dòng)機(jī)采用帶總線的變頻器。鍋爐補(bǔ)給水的陰陽離子床氣動(dòng)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(gè)火電廠,其應(yīng)用實(shí)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(yīng)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(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和性能最優(yōu)化方面的要求,汽溫超標(biāo)已經(jīng)成為制約機(jī)組負(fù)荷變化響應(yīng)能力和安全穩(wěn)定運(yùn)行的主要障礙之一(燃燒優(yōu)化主要是鍋爐專業(yè)在進(jìn)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(yīng)用。如基于過程模型并在線動(dòng)態(tài)求解優(yōu)化問題的模型預(yù)測控制(簡稱MPC)法、讓自動(dòng)裝置模擬人工操作的經(jīng)驗(yàn)和規(guī)律來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜被控對(duì)象自動(dòng)控制的模糊控制法、利用熟練操作員手動(dòng)成功操作的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),在常規(guī)的串級(jí)PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(jī)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(duì)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(duì)溫度控制的影響,基于模型的Smith預(yù)估器對(duì)導(dǎo)前溫度的變化進(jìn)行提前控制;通過自學(xué)習(xí)功能塊實(shí)時(shí)補(bǔ)償減溫水閥門特性的變化;而對(duì)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(jī)組效率;在機(jī)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(biāo)連續(xù)對(duì)預(yù)測輸出進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算,實(shí)時(shí)對(duì)模型失配、時(shí)變和干擾等引起的不確定性因素進(jìn)行補(bǔ)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(fù)荷率變化時(shí)的響應(yīng)時(shí)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(fù)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(dòng)態(tài)基本控制在5℃以內(nèi)。
1.6 SIS系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展
SIS系統(tǒng)是實(shí)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(shí)時(shí)信息共享的橋梁,其功能包括廠級(jí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視,廠級(jí)性能計(jì)算與分析。在電網(wǎng)明確調(diào)度方式有非直調(diào)方式且應(yīng)用軟件成熟的前提下,可以設(shè)置負(fù)荷調(diào)度分配功能。設(shè)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(shí)際情況確定是否設(shè)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(jì)有200家多電廠建立了SIS系統(tǒng),可謂發(fā)展相當(dāng)迅速。
但是自從SIS系統(tǒng)投運(yùn)以來,其所起的作用只是數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、顯示和可打印各類生產(chǎn)報(bào)表,能夠真正把SIS的應(yīng)用功能盡情發(fā)揮出來的很少,其面向統(tǒng)計(jì)/生產(chǎn)管理的數(shù)據(jù)分析工具,基于熱經(jīng)濟(jì)性分析的運(yùn)行優(yōu)化,以品質(zhì)經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)的控制優(yōu)化,以提高可靠性為目的的設(shè)備故障診斷等功能基本多數(shù)都未能付緒實(shí)施。其原因主要有設(shè)計(jì)不夠完善,多數(shù)SIS廠家并沒有完全吃透專業(yè)性極強(qiáng)的后臺(tái)程序及算法,使其在生產(chǎn)實(shí)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(luò)技術(shù),邊搭建一個(gè)基本的SIS 架構(gòu)邊進(jìn)行摸索。此外SIS應(yīng)涵蓋哪些內(nèi)容沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)也緩慢了其功能的應(yīng)用。
但從大的方向上看,SIS系統(tǒng)的建設(shè)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(jì)效益。
2 電力行業(yè)熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的未來發(fā)展動(dòng)向及前景
隨著國家法律對(duì)環(huán)保日益嚴(yán)格的要求和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)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(luò)化、透明化,保護(hù)、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(yīng)用,將使機(jī)組的運(yùn)行操作和故障處理,象操作普通計(jì)算機(jī)一樣方便。
2.1 單元機(jī)組監(jiān)控智能化是熱工自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展方向
單元機(jī)組DCS的普及應(yīng)用,使得機(jī)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(yīng)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(jìn)步,火電廠單元機(jī)組自動(dòng)化系統(tǒng)的智能化將是一種趨勢,因此未來數(shù)年里,實(shí)現(xiàn)信息智能化的儀表與軟件將會(huì)在火電廠得到發(fā)展與應(yīng)用,如:
儀表智能管理軟件,將對(duì)現(xiàn)場智能傳感器進(jìn)行在線遠(yuǎn)程組態(tài)和參數(shù)設(shè)置、對(duì)因安裝位置和高靜壓造成的零位飄移進(jìn)行遠(yuǎn)程修正,精度自動(dòng)進(jìn)行標(biāo)定,計(jì)算各類誤差, 并生成標(biāo)定曲線和報(bào)告;自動(dòng)跟蹤并記錄儀表運(yùn)行過程中綜合的狀態(tài)變化,如掉電、高低限報(bào)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(duì)智能化閥門進(jìn)行在線組態(tài)、調(diào)試、自動(dòng)標(biāo)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(píng)估,為實(shí)現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)提供決策。
重要轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的狀態(tài)智能管理軟件將對(duì)重要轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的狀態(tài)如送風(fēng)機(jī),引風(fēng)機(jī),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(dòng)、油的分析以及電機(jī)診斷,快速分析(是否存在平衡不好,基礎(chǔ)松動(dòng), 沖擊負(fù)荷,軸承磨損)等現(xiàn)象和識(shí)別故障隱患, 在隱患尚未擴(kuò)展之前發(fā)出報(bào)警,為停機(jī)檢修提供指導(dǎo)和幫助。
智能化報(bào)警軟件將對(duì)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行匯類統(tǒng)計(jì)、分析和預(yù)測,對(duì)機(jī)組運(yùn)行趨勢和狀態(tài)作出分析、判斷,用以指導(dǎo)運(yùn)行人員的操作;故障預(yù)測、故障診斷以及狀態(tài)維修等專用軟件,將在提高機(jī)組運(yùn)行的安全性,最大限度地挖掘機(jī)組潛力中發(fā)揮作用。單元機(jī)組監(jiān)控智能化將帶來機(jī)組檢修方式的轉(zhuǎn)變,以往定期的、被動(dòng)式維護(hù)將向預(yù)測性、主動(dòng)式為主的維護(hù)方式過渡,檢修計(jì)劃將根據(jù)機(jī)組實(shí)際狀況安排。
2.2 過程控制優(yōu)化軟件將得到進(jìn)一步應(yīng)用
進(jìn)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(biāo),是火電廠熱工自動(dòng)化控制技術(shù)研究的一個(gè)方向。雖然目前有關(guān)自適應(yīng)、狀態(tài)預(yù)測、模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù),在電廠控制系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)用的報(bào)道有不少,但據(jù)筆者了解真正運(yùn)行效果好的不多。隨著電力行業(yè)競爭的加劇,安全、經(jīng)濟(jì)效益方面取得明顯效果、通用性強(qiáng)、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(huì)在電廠得到親睞、進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用。
目前機(jī)組的AGC均為單機(jī)方式(由調(diào)度直接把負(fù)荷指令發(fā)給投入AGC的機(jī)組)。由于電網(wǎng)負(fù)荷變化頻繁,使投入AGC的機(jī)組始終處于相應(yīng)的變負(fù)荷狀態(tài),鍋爐的蒸汽壓力和溫度波動(dòng)幅度大,輔機(jī)、閥門、擋板等設(shè)備動(dòng)作頻繁,這種方式對(duì)機(jī)組和設(shè)備的壽命都會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。隨著發(fā)電成本的提高,發(fā)電企業(yè)需從各個(gè)角度考慮如何切實(shí)降低電廠運(yùn)行成本,延長機(jī)組的使用壽命。因此配置全廠負(fù)荷分配系統(tǒng)(即電網(wǎng)調(diào)度向電廠發(fā)一個(gè)全廠負(fù)荷指令,由電廠的全廠負(fù)荷分配系統(tǒng),以機(jī)組的煤耗成本特性為基礎(chǔ),在機(jī)組允許的變化范圍內(nèi),經(jīng)濟(jì)合理地選擇安排機(jī)組的負(fù)荷或變負(fù)荷任務(wù),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(jī)AGC方式將會(huì)向全廠負(fù)荷分配方式轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)貼于
SIS系統(tǒng)將結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行二次開發(fā),促進(jìn)自身應(yīng)用技術(shù)走向成熟,在確?;痣姀S安全、環(huán)保、高效益及深化信息化技術(shù)應(yīng)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(shí)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(tái)發(fā)展自身的應(yīng)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(gè)完整的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng),目前還難以迅速應(yīng)用到整個(gè)電廠中,而DCS雖然是電廠目前在線運(yùn)行機(jī)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(hào)仍采用模擬量信號(hào),無法滿足工程師站上對(duì)現(xiàn)場儀表進(jìn)行診斷、維護(hù)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(biāo)準(zhǔn)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(dòng)功能分離移到現(xiàn)場或由現(xiàn)場智能驅(qū)動(dòng)器代替,功能簡單且相對(duì)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(jī)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(jià),提高自身的可靠性,拓寬各自的功能,推動(dòng)各自的發(fā)展。除新建電廠將會(huì)更多的采用現(xiàn)場總線的智能設(shè)備外,也會(huì)成為運(yùn)行多年的機(jī)組下一步的改造計(jì)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(yīng)用將借助于PLC,這不但因?yàn)镻LC已廣泛應(yīng)用于電廠輔助設(shè)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(shè)備的控制中將直接明顯地體現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益。還因?yàn)楝F(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(yīng)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(duì)減員增效的要求和運(yùn)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(huì)得到進(jìn)一步全面推廣。但在實(shí)施過程中,目前要解決好以下問題:
(1)輔控系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)量大(浙江寧海電廠已達(dá)到10000點(diǎn)),各輔助車間物理位置分散,存在遠(yuǎn)距離通信、信號(hào)衰減和網(wǎng)絡(luò)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(hào)的可靠性。
(2)各輔助控制系統(tǒng)采用不同的控制設(shè)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(luò)通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換問題,選型時(shí)應(yīng)事先規(guī)定好各系統(tǒng)間的接口連接協(xié)議。
(3)各個(gè)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(jī)界面很有可能不一致。因此選型時(shí)應(yīng)注意上位機(jī)軟件,設(shè)計(jì)統(tǒng)一的人機(jī)界面,采用統(tǒng)一的風(fēng)格及操作方式,以便方便各系統(tǒng)畫面接入BOP網(wǎng)絡(luò)。
輔助車間集控系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo),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(dòng)投入情況。因此高可靠性的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、動(dòng)作靈活可靠的限位開關(guān)、智能化的變送器將會(huì)得到應(yīng)用;
2.5 單元機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)的物理配置趨向集中布置
過去一個(gè)集控室的概念,通常為一臺(tái)單元機(jī)組獨(dú)用或?yàn)槎_(tái)機(jī)組合用,電子室分成若干個(gè)小型的電子設(shè)備間,分別布置在鍋爐、汽輪機(jī)房或其它主設(shè)備附近。其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省了電纜。但隨著機(jī)組容量的提高、計(jì)算機(jī)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(kuò)大,出現(xiàn)了全廠單元機(jī)組集中于一個(gè)控制室,單元機(jī)組的電子設(shè)備間集中,現(xiàn)場一般的監(jiān)視信號(hào)大量采用遠(yuǎn)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(jiǎng)),一期工程四臺(tái)機(jī)組一個(gè)控制室集中監(jiān)控,單元機(jī)組電子室集中,提高了機(jī)組運(yùn)行管理水平。
2.6 APS技術(shù)應(yīng)用
APS是機(jī)組級(jí)順序控制系統(tǒng)的代名詞。在機(jī)組啟動(dòng)中,僅需按下一個(gè)啟動(dòng)控制鍵,整個(gè)機(jī)組就將按照設(shè)計(jì)的先后順序、規(guī)定的時(shí)間和各控制子系統(tǒng)的工作情況,自動(dòng)啟停過程中的相關(guān)設(shè)備,協(xié)調(diào)機(jī)爐電各系統(tǒng)的控制,在少量人工干預(yù)甚至完全不用人工干預(yù)的情況下,自動(dòng)地完成整臺(tái)機(jī)組的啟停。但由于設(shè)備自身的可控性和可用率不滿足自動(dòng)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(jìn),所以目前燃煤機(jī)組實(shí)施APS系統(tǒng)的還不多見。
由于APS系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)是電廠運(yùn)行規(guī)程的程序化,其優(yōu)勢在于可以大大減輕運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度,避免人為操作中的各種不穩(wěn)定因素,縮短機(jī)組啟停時(shí)間。作為提高生產(chǎn)效率和機(jī)組整體自動(dòng)化水平,增強(qiáng)在電力企業(yè)的市場競爭能力行之有效的方法,將會(huì)成為未來機(jī)組控制發(fā)展的方向之一,引導(dǎo)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)廠商和電廠人員更多地去深入研究,設(shè)計(jì)和完善功能,并付緒實(shí)施。
2.7 無線測量技術(shù)應(yīng)用
無線測量技術(shù)能監(jiān)視和控制運(yùn)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(jìn)入DCS。除節(jié)省大量安裝成本以外,還將推動(dòng)基本過程和自動(dòng)化技術(shù)的改善。如供熱、供油和煤計(jì)量,酸堿、污水區(qū)域測量等,都可能通過無線測量技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
2.8 提高熱工自動(dòng)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(hù)信號(hào)的取信方式和配置、保護(hù)連鎖信號(hào)的定值和延遲時(shí)間設(shè)置,以及熱控人員的檢修和維護(hù)水平方面,都還存在一些不足之處,由此使得熱控保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)作引起機(jī)組跳閘事件還時(shí)有發(fā)生。在電力生產(chǎn)企業(yè)面臨安全考核風(fēng)險(xiǎn)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(yù)防為主”的方針,以及效益優(yōu)先原則,從提高熱工自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性著手,深入開展技術(shù)研究,是熱工自動(dòng)化系統(tǒng)近期的一項(xiàng)急需進(jìn)行的工作。提高熱工自動(dòng)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(hào)的可靠性、干擾信號(hào)的抑制,控制邏輯的優(yōu)化、控制系統(tǒng)故障應(yīng)急預(yù)案的完善等。隨著機(jī)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(huì)采用安全型控制器、安全型PLC系統(tǒng)或者它們的整合,保護(hù)采集信號(hào)將會(huì)更多的采用三選二判斷邏輯。獨(dú)立的測量裝置需要設(shè)計(jì)干擾信號(hào)抑制功能。此外基建機(jī)組一味以最低價(jià)中標(biāo)的招標(biāo)模式也應(yīng)得到扭轉(zhuǎn)(最低價(jià)中標(biāo),迫使廠商通過減少配置來降低投標(biāo)價(jià),導(dǎo)致控制系統(tǒng)可靠性下降)。
2.9 火電廠機(jī)組檢修運(yùn)行維護(hù)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(jì)效益,發(fā)電企業(yè)在多發(fā)電,以提高機(jī)組利用小時(shí)的同時(shí),將會(huì)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(duì)伍取替本廠檢修隊(duì)伍的方式來提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此檢修維修工作社會(huì)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(dòng)化水平的同時(shí),也將會(huì)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(hù)方式也將因此而改變,比如讓生產(chǎn)廠家和公司承擔(dān)DCS和相關(guān)設(shè)備的檢修工作。
電廠機(jī)組容量的不斷增大,熱工自動(dòng)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(yàn)。為提高測量儀表校驗(yàn)工作的效率,實(shí)現(xiàn)測量儀表從校驗(yàn)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)臺(tái)帳的建立、設(shè)備校驗(yàn)計(jì)劃和日常維護(hù)工作的產(chǎn)生、執(zhí)行、校驗(yàn)、數(shù)據(jù)輸入、終結(jié)及統(tǒng)計(jì)分析,周期調(diào)整等的全過程自動(dòng)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(dòng)儀表校驗(yàn)裝置和自動(dòng)管理軟件的需求量將會(huì)迅速增加。
【關(guān)鍵詞】工業(yè)自動(dòng)化軟件系統(tǒng)優(yōu)化控制
一、引言
近年來,傳統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)加快了其進(jìn)程,IT技術(shù)快速進(jìn)入工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的各個(gè)層面,并改變了自動(dòng)化系統(tǒng)長期以來不能與IT技術(shù)同步增長的局面。基于Internet技術(shù)的IT包括:Windows PC、Web Technology、Ethernet、Security等技術(shù),其中的任何一項(xiàng)都會(huì)推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)新的發(fā)展。美國一家電氣公司順應(yīng)市場,抓住機(jī)遇,不斷創(chuàng)新,推出了IT動(dòng)力自動(dòng)化系統(tǒng),從而推動(dòng)了工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的快速發(fā)展。
二、自動(dòng)化軟件發(fā)展歷史
從20世紀(jì)80年代初期誕生至今,自動(dòng)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(yùn)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(qiáng),軟件中包含著大量的控制算法,這是因?yàn)镈OS具有很好的實(shí)時(shí)性;90年代,隨著微軟的Windows 3.0風(fēng)靡全球,以國外某家公司為代表的人機(jī)界面軟件開創(chuàng)了Windows下運(yùn)行工控軟件的先河。
2.1工業(yè)自動(dòng)化軟件的網(wǎng)絡(luò)化
由于工業(yè)自動(dòng)化軟件間的信息交互越來越多,需要在單臺(tái)機(jī)器上實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)機(jī)器上的軟件系統(tǒng)進(jìn)行集中遠(yuǎn)程管理的功能,因此網(wǎng)絡(luò)化的管理也是自動(dòng)化軟件的發(fā)展方向。更隨著網(wǎng)絡(luò)的多樣性與數(shù)據(jù)的分散的性質(zhì),工業(yè)自動(dòng)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(shè)一條信息總線,再由各個(gè)子系統(tǒng)鏈接在該信息總線上,這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)間的相互通訊,實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)的全分布。
2.2從集中自動(dòng)化到分布式自動(dòng)化
傳統(tǒng)的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)都采用具有集中運(yùn)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(fù)雜,需要做大量程序編制的開發(fā)工作;同時(shí),微軟公司的Windows平臺(tái)也提供了COM/DCOM技術(shù),為實(shí)現(xiàn)分布式自動(dòng)化提供了技術(shù)基礎(chǔ)。COM提供了一種軟件架構(gòu),它是可復(fù)用的二進(jìn)制軟件組件,它們之間可以相互通信并共享數(shù)據(jù)。一個(gè)完整的應(yīng)用軟件可以用這些組件適當(dāng)?shù)亟M合而成。DCOM可以使COM組件分布在不同的計(jì)算機(jī)上,并通過網(wǎng)絡(luò)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(yīng)該允許程序不一定集中常駐在單個(gè)硬件設(shè)備中,允許軟件對(duì)象模塊分散于不同的硬件設(shè)備中,這些對(duì)象模塊通過網(wǎng)絡(luò)通信方式互相連接,構(gòu)成一個(gè)完整的應(yīng)用控制程序。這就意味著分布式設(shè)備、工具和應(yīng)用所具備的性能起著與集中式應(yīng)用一樣的作用,因而系統(tǒng)中的所有對(duì)象和數(shù)據(jù)在任何時(shí)間都能被任何設(shè)備訪問(2)。分布式自動(dòng)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(xiàng)目從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成、交付投運(yùn)、開車運(yùn)行直至技術(shù)維護(hù)階段的成本。
三、自動(dòng)化軟件全球及國內(nèi)市場發(fā)展?fàn)顩r
從最近幾年的發(fā)展來看,工業(yè)自動(dòng)化軟件技術(shù)的很多發(fā)面都有了不錯(cuò)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(yīng)用組件可實(shí)現(xiàn)工程重用Industrial Application Server的組件對(duì)象體系結(jié)構(gòu)可以顯著地提高生產(chǎn)力。組件對(duì)象模型有利于開發(fā)代表工廠設(shè)備的可重用的應(yīng)用對(duì)象。而其自動(dòng)化軟件在國內(nèi)市場可細(xì)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(jí)的大項(xiàng)目、大型企業(yè)的主生產(chǎn)線控制等,高端市場的特點(diǎn)是裝機(jī)量小,但單機(jī)銷售額大,目前國外品牌的軟件年裝機(jī)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(dú)占鰲頭,占據(jù)了60%以上的份額,年裝機(jī)量5000套左右,但單機(jī)銷售額只有國外品牌的1/10~1/2。國內(nèi)有近10家自動(dòng)化軟件公司,與國外軟件相比,國內(nèi)自動(dòng)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(dòng)化軟件廠商不懂差異化經(jīng)營,主要競爭手段就是低價(jià)和免費(fèi)服務(wù);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(shí)代的觀念,不惜代價(jià)擴(kuò)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(dòng)化軟件的發(fā)展趨勢
在自動(dòng)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(duì)自動(dòng)化軟件需求的提升;也決定了自動(dòng)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(dòng)化軟件亦是如此。所以,未來自動(dòng)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(dòng)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(yīng)商都將自動(dòng)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(dòng)化軟件大量采用“標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)”,如OPC、DDE、ActiveX控件、COM/DCOM等,這樣使得自動(dòng)化軟件演變成軟件平臺(tái),在軟件功能不能滿足用戶特殊需要時(shí),用戶可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行二次開發(fā)。比如組態(tài)王6.0中提供了4個(gè)開發(fā)工具包,就是使用戶可以進(jìn)行二次開發(fā)。自動(dòng)化軟件采用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)還便于將局部的功能進(jìn)行互連。在全廠范圍內(nèi),不同廠家的自動(dòng)化軟件也可以實(shí)現(xiàn)互連。
(2)構(gòu)造信息化的平臺(tái)
ERP是國內(nèi)炙手可熱的話題,但目前的ERP主要應(yīng)用在商業(yè)企業(yè)的財(cái)務(wù)、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(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)能夠進(jìn)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(dòng)化廠商已發(fā)展了相關(guān)平臺(tái),使自動(dòng)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(dòng)化軟件已經(jīng)成為構(gòu)造全廠信息平臺(tái)的承上啟下的重要組成部分。在未來企業(yè)的信息化進(jìn)程中,自動(dòng)化軟件將成為中間件,因?yàn)樽詣?dòng)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(chǔ)及為ERP提供生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。
(3)成為全球供應(yīng)商
WTO給國內(nèi)商家?guī)砭薮蟮母淖?,因?yàn)閲T對(duì)外打開,這樣國外的市場對(duì)國內(nèi)的自動(dòng)化廠商也打開了。因?yàn)槟壳爸袊氖袌龇蓊~只占全球的3%,所以成為全球自動(dòng)化軟件供應(yīng)商對(duì)于國內(nèi)自動(dòng)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(shè)備制造商在未來可能成為世界級(jí)的公司,他們的產(chǎn)品向全球銷售時(shí),他們更需要世界級(jí)的軟件廠商向他們提品和服務(wù),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(yuǎn)景鎖定為未來5年成為世界級(jí)的自動(dòng)化軟件服務(wù)商就是基于這一原因。
五、結(jié)語
對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)來說,其關(guān)鍵技術(shù)是工業(yè)網(wǎng)絡(luò),而在自動(dòng)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(dòng)化軟件面世,與最開始相比較,其內(nèi)涵和外延都已擴(kuò)展,所以當(dāng)我們展望未來,對(duì)其發(fā)展趨勢的展望也是一個(gè)仁者見仁、智者見智的話題,究竟是“對(duì)”還是“錯(cuò)”,在若干年以后才能得以證明。盡管現(xiàn)如今工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)變復(fù)雜,對(duì)自動(dòng)化軟件系統(tǒng)的要求也越來越高,但是工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)軟件技術(shù)正在快速發(fā)展,未來會(huì)用更先進(jìn)的技術(shù)去解決復(fù)雜的問題,并成為實(shí)現(xiàn)管理的扁平化的強(qiáng)大后援團(tuán),激勵(lì)人們?nèi)ソ鉀Q面對(duì)到的一個(gè)又一個(gè)的技術(shù)難題。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 陽憲惠.現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用.北京:清華大學(xué)出版社,1999.110~132
關(guān)鍵詞:自動(dòng)化 控制系統(tǒng) 系統(tǒng)功能 理念
中圖分類號(hào):TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9416(2014)02-0013-01
現(xiàn)階段的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)雖然已達(dá)到自動(dòng)化控制的目的,但是在電氣設(shè)備的控制措施上仍然是需要改進(jìn)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(dòng)化控制技術(shù)中將微計(jì)算機(jī)作為主要核心網(wǎng)絡(luò)化自動(dòng)控制體系,但是在一定程度上電氣控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相同,因此在提高計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的條件下,電子自動(dòng)化的控制技術(shù)的前景與發(fā)展趨勢都勢必會(huì)一片光明。
1 工業(yè)企業(yè)中電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的重要功能
在工業(yè)企業(yè)中實(shí)施電氣自動(dòng)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(duì)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(dòng)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(dòng)化控制技術(shù)的保護(hù)功能、測景功能、自動(dòng)控制功能和監(jiān)控功能展開討論。
(1)保護(hù)功能。電氣線路與設(shè)備實(shí)行自動(dòng)化控制時(shí),在不同條件下會(huì)產(chǎn)生各種不同的故障,如果電路電流高于設(shè)備電路規(guī)定的實(shí)際使用限度與范圍,那么系統(tǒng)就會(huì)及時(shí)終止運(yùn)行,而實(shí)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(dòng)更換與調(diào)整系統(tǒng)設(shè)備的相應(yīng)電流與線路,將保護(hù)設(shè)備的效用充分發(fā)揮出來。
(2)測景功能。在電氣設(shè)備日常運(yùn)行活動(dòng)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(yīng)的觀察和測定工作,并加以完善和改進(jìn),達(dá)到提高電氣設(shè)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(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況,就要合理選用測量線路的相應(yīng)參數(shù)設(shè)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(shè)備的運(yùn)行及操作。
(3)自動(dòng)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(shè)備與高壓開關(guān)設(shè)備。為了保證電氣自動(dòng)化控制技術(shù)正常運(yùn)行,首先就是要實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)控制的功能,要科學(xué)合理的建立一個(gè)能夠自動(dòng)管理和控制電氣操作設(shè)備與供電設(shè)備的系統(tǒng)。從而及時(shí)有效的控制和管理整個(gè)供電設(shè)備。另外電氣設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行工作中,通常會(huì)采用分散型操作方式來控制與管理整個(gè)系統(tǒng),通過操作系統(tǒng)對(duì)分與閘進(jìn)行全面控制,特別是電氣設(shè)備出現(xiàn)突發(fā)性故障時(shí),操作系統(tǒng)會(huì)及時(shí)切斷電路。這樣才能達(dá)到電氣自動(dòng)化控制技術(shù)正常運(yùn)行的目的。
(4)監(jiān)控功能。針對(duì)人們無法用肉眼分辨電氣自動(dòng)化控制技術(shù)是否存在電流,也無法分辨電氣設(shè)備是否帶電這一情況,應(yīng)有效的制定出與之相應(yīng)的信號(hào)指示與信號(hào)標(biāo)示,并加以完善。要能及時(shí)的掌握和分析電氣設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)和具體生產(chǎn)情況,就應(yīng)該采取信號(hào)燈與故障聲音等等的提醒措施來嚴(yán)格管理電氣自動(dòng)化控制設(shè)備。這不僅大大提升了電氣設(shè)備的日常維護(hù)效率,還有效的縮短了人工處理故障的時(shí)間。
2 采用新技術(shù)在工業(yè)過程自動(dòng)控制中的應(yīng)用
當(dāng)前智能技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中自動(dòng)控制中得到了有效應(yīng)用,具體而言智能技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)的信息獲取、系統(tǒng)建模、動(dòng)態(tài)控制等環(huán)節(jié)。智能技術(shù)在這些環(huán)節(jié)的應(yīng)用取得了良好的應(yīng)用效果。對(duì)這三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)考察有重要意義。
(1)信息獲取。在工業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)控制中信息采集是其中一項(xiàng)重要的工作,信息采集工作的水平直接影響著自動(dòng)化控制的水平。智能技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)控制中的應(yīng)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(gè)環(huán)節(jié)的信息,對(duì)于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的綜合智能控制有重要意義。當(dāng)前我國工業(yè)自動(dòng)控制還缺乏信息化,信息化基礎(chǔ)設(shè)施還很薄弱,這樣一種情況還很難適應(yīng)工業(yè)實(shí)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(qiáng)智能技術(shù)的應(yīng)用,提高工業(yè)信息化水平才能真正適應(yīng)時(shí)展的要求。
(2)系統(tǒng)建模。工業(yè)生產(chǎn)中系統(tǒng)建模是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的關(guān)鍵,智能技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)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(zhǔn)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(jī)打印出來。在工業(yè)生產(chǎn)中電力部門可以運(yùn)用PLC作為計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)終端,通過PLC來實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶用電情況的實(shí)時(shí)記錄。此外PLC還可以應(yīng)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(duì)系統(tǒng)異常情況的及時(shí)記錄并報(bào)警。為了達(dá)到既定目標(biāo),工程人員可以在線調(diào)整程序中的定時(shí)器,對(duì)于PLC的輸入輸出狀態(tài)也可以進(jìn)行強(qiáng)制調(diào)整。
(3)動(dòng)態(tài)控制。隨著工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際狀況的日益復(fù)雜,實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的動(dòng)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(dòng)控制中的應(yīng)用能夠用有效實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)控制。當(dāng)前在工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中通過采用機(jī)械設(shè)備與中控制PLC建立數(shù)據(jù)通訊實(shí)現(xiàn)了對(duì)PLC控制設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控,同時(shí)還可以直接發(fā)出命令實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(qiáng)對(duì)PLC的研究力度。
3 結(jié)語
總而言之,工業(yè)自動(dòng)化作為現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及科技水平不斷進(jìn)步的產(chǎn)物,對(duì)工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了非常重要的作用,同時(shí)也促進(jìn)了現(xiàn)代企業(yè)的快速發(fā)展。近年來,隨著PLC技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬,對(duì)PLC技術(shù)及功能要求不斷提高,這使得PLC技術(shù)應(yīng)用中的問題得到了有效的研究與解決。本文通過對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制發(fā)展現(xiàn)狀、PLC發(fā)展過程中存在問題的分析,進(jìn)而對(duì)現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制發(fā)展趨勢進(jìn)行了研究。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】電氣自動(dòng)化;數(shù)字技術(shù);應(yīng)用與創(chuàng)新
1.數(shù)字技術(shù)概述
電子計(jì)算機(jī)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(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的二進(jìn)制,然后再進(jìn)行運(yùn)算、存儲(chǔ)、傳送等工作。數(shù)字技術(shù)也成為數(shù)碼技術(shù)或計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù),其在運(yùn)算存儲(chǔ)過程中實(shí)際是計(jì)算機(jī)對(duì)信息進(jìn)行編碼、解碼和壓縮的工作。數(shù)字技術(shù)具備保密性強(qiáng),穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)。
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是科技迅速發(fā)展的推動(dòng)力,數(shù)字技術(shù)是一項(xiàng)被廣泛認(rèn)可的技術(shù),其操作方便、安全性高、準(zhǔn)確性可靠的特點(diǎn)降低了對(duì)其他設(shè)備的依賴。此外,數(shù)字技術(shù)可以能夠使單位設(shè)備運(yùn)作更加高效和穩(wěn)定,可以將眾多繁雜的信息進(jìn)行你給分類和歸納,并形成體系,確保品質(zhì)的基礎(chǔ)上還節(jié)省了費(fèi)用。
2.數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
2.1 WINDOWS逐步形成標(biāo)準(zhǔn)操作平臺(tái)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速發(fā)展使得計(jì)算機(jī)圖形化的控制界面更加直觀和簡單,實(shí)現(xiàn)了電氣自動(dòng)化的操作和控制。WINDOWS操作系統(tǒng)是目前全球應(yīng)用最廣泛和操作性最強(qiáng)的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng),隨著獲得全球用戶的認(rèn)可,其逐步成為一種電氣自動(dòng)化控制平臺(tái)的標(biāo)志性平臺(tái)。
2.2數(shù)字技術(shù)與電氣自動(dòng)化逐步融合
數(shù)字技術(shù)與電氣自動(dòng)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(dòng)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(shí)掌握企業(yè)運(yùn)營情況,提供調(diào)整決策的科學(xué)依據(jù),確保企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益持續(xù)增長。數(shù)字技術(shù)可以隨時(shí)提取企業(yè)生產(chǎn)管理的各項(xiàng)數(shù)據(jù),對(duì)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(yīng)用于自動(dòng)化技術(shù)中,不斷發(fā)展的虛擬技術(shù)也趨于成熟,促進(jìn)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(yīng)用現(xiàn)狀
分布式控制系統(tǒng)的產(chǎn)生得益于電氣自動(dòng)化對(duì)數(shù)字技術(shù)的要求和依賴增強(qiáng)。為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和準(zhǔn)確性,分布式控制系統(tǒng)要在操作或施工現(xiàn)場進(jìn)行總線控制。連接著所有儀表、線路和設(shè)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(shí)分析,并進(jìn)行正確指令的下達(dá),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(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用
3.1可操作性強(qiáng)
數(shù)字化的信息處理和對(duì)信息處理準(zhǔn)確無誤的識(shí)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(cái)力的投入也較少也是數(shù)字技術(shù)發(fā)展的重要特點(diǎn),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(tái)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(shí)現(xiàn)規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化操作,同時(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)繼承性和靈活性操作,市場占有率也更能提高一個(gè)水平。例如,現(xiàn)在的數(shù)字化變電站的普及應(yīng)用,設(shè)備應(yīng)用過程中占地少,設(shè)備回路簡單,配置上也實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化,其應(yīng)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(duì)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(luò)技術(shù)和系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用,智能化電氣系統(tǒng)發(fā)展得到了極大的促進(jìn)。工業(yè)電氣自動(dòng)化中數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用,使得傳統(tǒng)設(shè)備在使用上冗雜的情況得到改善,操作上也實(shí)現(xiàn)了快捷水平。在操作準(zhǔn)確率上數(shù)字化技術(shù)有著突出優(yōu)勢,同時(shí)數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用提高了工業(yè)電氣化在應(yīng)用過程中的安全性和使用性能。在設(shè)備智能化和網(wǎng)絡(luò)化方面,工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)展迅速,其電氣自動(dòng)化在數(shù)字技術(shù)的推動(dòng)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(jī)和更大的市場份額。
3.3性價(jià)比高
工業(yè)電氣自動(dòng)化領(lǐng)域使用數(shù)字化技術(shù)既保證了電氣自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn),也同時(shí)能夠起到在智能化實(shí)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(yīng)用不但保證了生產(chǎn)質(zhì)量,而且在成本控制上進(jìn)行了較大的改進(jìn)。在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的應(yīng)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(shí)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(yīng)用在工業(yè)電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的實(shí)施與發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持,也取得了不錯(cuò)的應(yīng)用成就,但是,數(shù)字化發(fā)展的弊端仍然無法掩飾。當(dāng)前,數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用還是一項(xiàng)年輕的應(yīng)用技術(shù),還存在標(biāo)準(zhǔn)模式差異、技術(shù)操作人才匱乏和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)落后的現(xiàn)實(shí)問題,所以,當(dāng)今社會(huì)的工業(yè)電氣自動(dòng)化中的智能化水平還處于一個(gè)較低的水平。在這個(gè)大背景下,數(shù)字化技術(shù)向著新的應(yīng)用方向發(fā)展,其中GPRS技術(shù)就是一個(gè)重要的發(fā)展方向。GPRS是一個(gè)新興的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù),是一種采用分組交換技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分組發(fā)送與接收的新技術(shù),同時(shí)用戶可以隨時(shí)在線應(yīng)用,按照流量計(jì)費(fèi)的方式也降低了服務(wù)成本?;贕PRS技術(shù)進(jìn)行熱網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)具有多方面的優(yōu)勢特點(diǎn),具有永遠(yuǎn)在線、高速傳輸、按流量計(jì)費(fèi)、組網(wǎng)簡單靈活、防雷擊及通信鏈路由專業(yè)運(yùn)營商進(jìn)行維護(hù)的特點(diǎn),其在工業(yè)電氣自動(dòng)化中具有廣闊的應(yīng)用前景。
通過分析數(shù)字化技術(shù)在電氣自動(dòng)化應(yīng)用中的不足,對(duì)GPRS技術(shù)在數(shù)字化技術(shù)中的發(fā)展進(jìn)行展望,可以通過三個(gè)方式加強(qiáng)GPRS系統(tǒng)在電氣自動(dòng)化應(yīng)用中進(jìn)行改善。即采用光纖連接,就地進(jìn)行安裝、運(yùn)用GOOSE虛端子概念、加強(qiáng)程序化操作理念。電氣化的良好運(yùn)作需要標(biāo)準(zhǔn)化的接口上進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。數(shù)字技術(shù)是一個(gè)軟件系統(tǒng),其執(zhí)行力非常重要,按照程序?qū)嵤┱麄€(gè)系統(tǒng)的功能完善是數(shù)字化系統(tǒng)操作過程中對(duì)一個(gè)重要方面,只要這樣才可以促進(jìn)工業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展[2]。
5.小結(jié)
工業(yè)電氣自動(dòng)化發(fā)展是一個(gè)新技術(shù)不斷投入使用的過程,數(shù)字技術(shù)作為一項(xiàng)新技術(shù)使得電氣自動(dòng)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(dòng)化系統(tǒng)操作較為簡單,在管理和控制上也能實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)化,所以,數(shù)字化在電氣自動(dòng)化發(fā)展中有著巨大的應(yīng)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(dòng)化應(yīng)用中也有一些問題亟待解決,因此,對(duì)于電氣自動(dòng)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(jìn)工業(yè)電氣自動(dòng)化水平的提高。
【參考文獻(xiàn)】
【關(guān)鍵詞】數(shù)字技術(shù);工業(yè)電氣自動(dòng)化;應(yīng)用;計(jì)算機(jī)
1前言
數(shù)字技術(shù)是在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展出來的一項(xiàng)技術(shù),相比于其他技術(shù),更加可靠,操作更加簡便,準(zhǔn)確度更高,也更經(jīng)濟(jì),自動(dòng)化程度也更高,將該技術(shù)應(yīng)用到各個(gè)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(dòng)化,通過數(shù)字技術(shù)的輔助工業(yè)電氣自動(dòng)化進(jìn)行操作、管理、檢測、計(jì)算等工作,這樣可以大幅提升工業(yè)電氣自動(dòng)化的工作效率。但是我國的數(shù)字技術(shù)應(yīng)用尚在起步階段,很多方面的運(yùn)用還不夠成熟,本文就對(duì)當(dāng)前數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析,總結(jié)出一些不足,并且針對(duì)問題提出合理可行的建議,希望對(duì)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(dòng)化應(yīng)用的重要性
可以說數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)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?yàn)閿?shù)字技術(shù)是在計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,同時(shí)用以網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)得輔助,使得傳統(tǒng)設(shè)備逐漸被淘汰,所以在操作上更加方便快捷,在運(yùn)行和操作的穩(wěn)定性方面也有顯著的提升。同時(shí),光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和數(shù)字化互感器的加入也使工業(yè)電氣自動(dòng)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(jìn)的數(shù)字化技術(shù)在市場中顯然更受青睞。當(dāng)前一些的統(tǒng)計(jì)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(dòng)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(shí)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(jì)算機(jī)作為數(shù)字化技術(shù)的基礎(chǔ),所以數(shù)字化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)只需要在計(jì)算機(jī)內(nèi)編輯程序、輸入正確的指令,即可完成既定的任務(wù)。所以說認(rèn)為對(duì)于該技術(shù)的操控實(shí)際上是間接的,而計(jì)算機(jī)只是執(zhí)行命令的機(jī)器并不能判斷指令的正確與否。同時(shí)信息的傳遞也是通過信息傳遞系統(tǒng),例如網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。但是,數(shù)字化因?yàn)楸旧砭哂泻軓?qiáng)的邏輯性,所以在一定程度上可以對(duì)指令進(jìn)行校正,這樣在保證安全可靠的同時(shí),還能在一定程度上減少后期檢測糾錯(cuò)的成本,有經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)勢。以開放式的平臺(tái)為基礎(chǔ),所以操作的多需要的各種代碼或者指令會(huì)有更為標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范,所以在編輯程序輸入指令等動(dòng)作方面都會(huì)提供很大方便。而且隨著計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展,操作系統(tǒng)的更新,人們對(duì)計(jì)算機(jī)的操作也會(huì)越來越簡化,所以數(shù)字化技術(shù)會(huì)越來越受到大眾歡迎。
2.3經(jīng)濟(jì)性
第一,信息通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等媒介進(jìn)行傳遞,數(shù)字化技術(shù)因?yàn)楸旧淼倪壿嬇袛嗄芰δ軌驅(qū)θ斯ぽ斎氲拿钣幸欢ǖ呐袛嗄芰?,可以有效地識(shí)別正確的信息,并對(duì)信息進(jìn)行校正,這樣能夠減少很多人力和物力對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行糾正,節(jié)約了大量的經(jīng)濟(jì)成本。第二,統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)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(shí)能使工業(yè)電氣自動(dòng)化的設(shè)備負(fù)擔(dān)減輕,可以簡化操作,這樣可以同時(shí)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(xiàng)技術(shù),可以將多種技術(shù)進(jìn)行整合,處理復(fù)雜的任務(wù),最大限度保證處理任務(wù)的準(zhǔn)確性,這樣能使工業(yè)電氣自動(dòng)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?yàn)閿?shù)字化技術(shù)的開放性特點(diǎn),能夠?qū)I(yè)電氣自動(dòng)化進(jìn)行持續(xù)的技術(shù)更新,同時(shí)使在同系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)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(dòng)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(dòng)化還處于發(fā)展階段,雖然規(guī)模在不斷擴(kuò)大,但是技術(shù)水平還有待提高,技術(shù)水平還與發(fā)達(dá)國家的工業(yè)電氣自動(dòng)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(dǎo)致了我國工業(yè)電氣自動(dòng)化出現(xiàn)了問題,過于程式化的統(tǒng)一發(fā)展,導(dǎo)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?yàn)閷?shí)際差異而導(dǎo)致的實(shí)際需求不同,只根據(jù)以往的已有技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),在后期再根據(jù)實(shí)際需要做出很大的調(diào)整,這些會(huì)導(dǎo)致成本的大幅上升。同時(shí),照搬照抄國外的技術(shù),缺乏創(chuàng)新的相關(guān)設(shè)計(jì)人才,同時(shí)也忽略了人才的培養(yǎng),這會(huì)導(dǎo)致國內(nèi)的技術(shù)沒有創(chuàng)新,過于依賴國外的引進(jìn)技術(shù)。出現(xiàn)的問題主要集中在以下幾個(gè)方面。
3.1智能化程度不足
與傳統(tǒng)的工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)相比,數(shù)字化技術(shù)的引進(jìn)讓當(dāng)前的技術(shù)更加的智能化,但由于引進(jìn)該技術(shù)的時(shí)間并不長,所以可能在操作流程和輸入指令等方面會(huì)表現(xiàn)出智能化程度還不夠的問題。因?yàn)橛?jì)算機(jī)使用的是二進(jìn)制來進(jìn)行計(jì)算的,因此在工業(yè)電氣自動(dòng)化的信息等資源也需要轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制然后再進(jìn)行計(jì)算。由于計(jì)算機(jī)在執(zhí)行各項(xiàng)指令的時(shí)候,要求人工輸入的\命令也是不同的,這會(huì)增加計(jì)算機(jī)的負(fù)荷。其次,在信息傳遞的過程中,信息是通過網(wǎng)絡(luò)、光線等途徑進(jìn)行傳遞的,在操作的過程中可能會(huì)受到這些傳播媒介的影響,這樣會(huì)影響信息的準(zhǔn)確性。因此,可能會(huì)導(dǎo)致在利用數(shù)字技術(shù)對(duì)工業(yè)電氣自動(dòng)化進(jìn)行操作的過程中出現(xiàn)問題,這樣會(huì)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(shí)儲(chǔ)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(qiáng)的特點(diǎn),運(yùn)用自己的專業(yè)知識(shí),輕松的操控工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)。但是由于專業(yè)人員自身的一些問題,也會(huì)給數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化的應(yīng)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(duì)工業(yè)電氣自動(dòng)化進(jìn)行操作的時(shí)候,要根據(jù)不同的操作步驟下達(dá)不同的指令,而在有些情況下,因?yàn)榧夹g(shù)人員不能及時(shí)的了解到計(jì)算機(jī)的具體操作的流程,這樣會(huì)影響到系統(tǒng)及時(shí)地傳遞訊息和作出回復(fù)。這樣會(huì)使下達(dá)的指令更加模糊,可能會(huì)使計(jì)算機(jī)下達(dá)錯(cuò)誤的指令。還有,因?yàn)閿?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(shí)以及數(shù)字化技術(shù)在計(jì)算機(jī)中的實(shí)際應(yīng)用,這樣很難實(shí)體現(xiàn)出數(shù)字化技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)的應(yīng)用中的優(yōu)勢,會(huì)直接影響到工業(yè)電氣自動(dòng)化向更加智能化的方向發(fā)展。
3.3操作標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不足
雖然說數(shù)字化技術(shù)的優(yōu)勢就是有著標(biāo)準(zhǔn)的操作規(guī)范會(huì)是生產(chǎn)效率大幅提高,但是,因?yàn)閲榈牟煌闆r在我國就較為復(fù)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(biāo)準(zhǔn),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(biāo)準(zhǔn)。
4數(shù)字技術(shù)的創(chuàng)新化應(yīng)用
為了數(shù)字化技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化的應(yīng)用中充分發(fā)揮出自身的優(yōu)勢,進(jìn)一步促進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展,所以在工業(yè)電氣自動(dòng)化的應(yīng)用中,要進(jìn)一步推動(dòng)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(gè)階段或步驟,并按照該步驟進(jìn)行工作,直到整個(gè)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?yàn)榘凑展潭ú襟E的操作可以很大程度上節(jié)約時(shí)間,這樣能很大程度上提升生產(chǎn)效率。在工業(yè)電氣自動(dòng)化的應(yīng)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(duì)計(jì)算機(jī)輸入的命令進(jìn)行檢查,在確定沒有錯(cuò)誤之后,向計(jì)算機(jī)輸入檢查無誤的指令,在計(jì)算機(jī)執(zhí)行命令以后,要對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行細(xì)致的檢查,在需要的情況下,可以選擇對(duì)于操作指令進(jìn)行人工的修改和干預(yù),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(dāng)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)電氣自動(dòng)化中時(shí),每當(dāng)需要下一步的操作時(shí),相關(guān)的操作人員都要對(duì)設(shè)備下達(dá)下一步的進(jìn)行指令,這樣雖然能提高對(duì)設(shè)備生產(chǎn)的可靠度,但是對(duì)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(fù)雜了。所以針對(duì)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(dòng)化的設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)字設(shè)備上。這樣在發(fā)生意外事故或狀況時(shí),能夠根據(jù)指令自動(dòng)停止工作,這樣可以保證工業(yè)電氣自動(dòng)化設(shè)備的安全工作。
4.3對(duì)于虛端子技術(shù)的運(yùn)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(duì)傳統(tǒng)的二次回路進(jìn)行了大幅的改進(jìn)和優(yōu)化,可操作性有進(jìn)一步的提升,不僅在信號(hào)方面有所加強(qiáng),還更好的對(duì)于溫度進(jìn)行有效控制。它更為智能化,在對(duì)整個(gè)裝置的控制方面有著巨大的貢獻(xiàn),同時(shí)還又有效的保護(hù)措施,例如通過跳閘保護(hù)電路,還有連閉鎖等。
5結(jié)語
當(dāng)前時(shí)代是一個(gè)信息時(shí)代,所以工業(yè)電氣自動(dòng)化與數(shù)字化技術(shù)相結(jié)合是與時(shí)俱進(jìn)的產(chǎn)物。迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)才能跟得上時(shí)代快速發(fā)展的步伐,而工業(yè)電氣自動(dòng)化與人民的生活密不可分,兩者和相互協(xié)作將會(huì)對(duì)我國的工業(yè)化水平提高作出巨大的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:工業(yè)設(shè)計(jì);數(shù)字信息化技術(shù);重要性
在信息化和全球化經(jīng)濟(jì)背景下,當(dāng)前的一些諸如CAID、CAD/CAM、RP、3D打印等先進(jìn)技術(shù)和諸如生活形態(tài)研究、人機(jī)研究、市場信息研究等可共享的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)整合,通過優(yōu)化各種設(shè)計(jì)資源,為社會(huì)提供更全面和高質(zhì)量的設(shè)計(jì)服務(wù),并使得工業(yè)設(shè)計(jì)得到高速發(fā)展。
1.數(shù)字信息化工業(yè)設(shè)計(jì)的涵義
數(shù)字信息化工業(yè)設(shè)計(jì), 即在數(shù)字化技術(shù)和工業(yè)設(shè)計(jì)相結(jié)合后形成的系統(tǒng)支持下, 進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)的各類創(chuàng)造性活動(dòng)與傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)相比,數(shù)字化工業(yè)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)過程、設(shè)計(jì)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(shí)技術(shù)、并行工程、敏捷制造、優(yōu)化技術(shù)、模糊技術(shù)、人機(jī)工程學(xué)等許多信息技術(shù)領(lǐng)域。
2.數(shù)字信息化推動(dòng)工業(yè)設(shè)計(jì)變革的具體表現(xiàn)
隨著計(jì)算機(jī)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(jī)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(xí)慣還是意識(shí)形態(tài)均發(fā)生了很大改變。相應(yīng)的,工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域也與時(shí)俱進(jìn),發(fā)生著巨大變革:
2.1向營銷推廣擴(kuò)展的工業(yè)設(shè)計(jì)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(wù)、網(wǎng)絡(luò)營銷和物聯(lián)網(wǎng)營銷均成為了當(dāng)前重要的商品營銷模式。這一趨勢要求工業(yè)業(yè)設(shè)計(jì)在進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮后續(xù)營銷推廣模式,進(jìn)行與之對(duì)應(yīng)的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì),因?yàn)楫?dāng)前的創(chuàng)意思路與營銷有著緊密聯(lián)系。新型的、擴(kuò)展到營銷推廣的工業(yè)業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)意模式將成為未來重要設(shè)計(jì)模式之一,尤其對(duì)創(chuàng)新型產(chǎn)品而言。
2.2時(shí)尚的個(gè)性化與定制設(shè)計(jì)趨勢
個(gè)性在數(shù)字化時(shí)代受到空前的強(qiáng)調(diào)與尊重,產(chǎn)品和服務(wù)的個(gè)性化與差異化成為大眾消費(fèi)者日益明顯的需求特征,與此呼應(yīng),設(shè)計(jì)模式也逐漸由傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、大批量化設(shè)計(jì)逐漸向迎合消費(fèi)者需求的個(gè)性化與定制設(shè)計(jì)調(diào)整。時(shí)尚的個(gè)性化與定制設(shè)計(jì)趨勢在數(shù)字化時(shí)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(dāng)大一部分不能試用或觸摸,導(dǎo)致用戶無法對(duì)其進(jìn)行深入了解,同時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場展示還需要投入大量的人力、物力和時(shí)間準(zhǔn)備場地、布展和宣傳等,局限性比較大。而數(shù)字化設(shè)計(jì)的相關(guān)成果如多媒體技術(shù)和虛擬展示、虛擬現(xiàn)實(shí)、3D打印等技術(shù)等為廠商和設(shè)計(jì)師提供了更多選擇。
2.4為設(shè)計(jì)師獲取信息提供新方式
網(wǎng)絡(luò)在當(dāng)前時(shí)代已成為各類信息和知識(shí)的集散地,也成為每個(gè)人認(rèn)識(shí)世界或被世界認(rèn)識(shí)不可或缺的部分。設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)工作和設(shè)計(jì)方式同時(shí)產(chǎn)生了不容忽視的巨大變化,其一便是擴(kuò)展了設(shè)計(jì)師獲取信息的渠道和方式,加快了知識(shí)獲取的速度,這使得中國的工業(yè)設(shè)計(jì)師們能及時(shí)全面地獲得最新信息資訊和知識(shí)?;ヂ?lián)網(wǎng)上的信息是無國界的,國內(nèi)設(shè)計(jì)師可借助網(wǎng)絡(luò)這個(gè)媒介在信息獲取的層面上與國外設(shè)計(jì)師站在同一起跑線上,從而縮短國內(nèi)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)開發(fā)效率與品質(zhì)
在數(shù)字技術(shù)推動(dòng)下,設(shè)計(jì)過程中的大部分事務(wù)性、重復(fù)性工作已逐步由以計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)為主導(dǎo)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)和工具承擔(dān),設(shè)計(jì)師只需要完成機(jī)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(shè)計(jì)師可以將更多時(shí)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(shè)計(jì)師大量從事勞動(dòng)密集型工作的狀況。在當(dāng)代工業(yè)設(shè)計(jì)趨向多學(xué)科交叉融合趨勢下,市場人員、設(shè)計(jì)師、工程師以及經(jīng)濟(jì)師可以把整個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的策劃、設(shè)計(jì)、制造、營銷等活動(dòng)體系整合,達(dá)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(shè)計(jì)效率和品質(zhì)。
3.數(shù)字信息化下的工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢
數(shù)字化技術(shù)為工業(yè)設(shè)計(jì)提供了多樣的數(shù)字平臺(tái),它為概念設(shè)計(jì)提供了虛擬空間,引入了數(shù)字化空間,將設(shè)計(jì)師從繁瑣的傳統(tǒng)手繪設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(jī)界面符號(hào)認(rèn)知系統(tǒng)新語境,使人對(duì)產(chǎn)品的認(rèn)識(shí)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(dòng)強(qiáng)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(luò)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)本身的如服務(wù)范圍、主要客戶、優(yōu)秀成果、設(shè)計(jì)師構(gòu)成等信息。
3.2可借助網(wǎng)絡(luò)建立國外設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)專家?guī)?,建立長期合作溝通關(guān)系,了解國際最新設(shè)計(jì)技術(shù)和趨勢。
3.3可以建立各設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)流程。
另外,伴隨3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展,未來的設(shè)計(jì)合作模式與設(shè)計(jì)流程或?qū)l(fā)生更大的變化。
4.結(jié)論
現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)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(yīng)用層面,涉及到方方面面,數(shù)字信息化技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)工業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)與理念的創(chuàng)新,將促進(jìn)工業(yè)設(shè)計(jì)的巨大變革,進(jìn)而保證工業(yè)設(shè)計(jì)的跨越式發(fā)展。而作為工業(yè)從業(yè)者更應(yīng)該有責(zé)任和信心去尋找一條恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)道路,使得數(shù)字化信息技術(shù)作為輔助我們實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖的有效工具,能更好地為工業(yè)設(shè)計(jì)服務(wù)。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:電氣自動(dòng)化;數(shù)字技術(shù);應(yīng)用
中圖分類號(hào):F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言
數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用對(duì)我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要的推動(dòng)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?jiǎng)恿?。?shù)字技術(shù)的應(yīng)用是與計(jì)算機(jī)技術(shù)相輔相成的,尤其是在工業(yè)電氣自動(dòng)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(jì)發(fā)展中的支柱性產(chǎn)業(yè),所以工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益直接影響到我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的質(zhì)量。數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用,是實(shí)現(xiàn)高速生產(chǎn)的保障,為了適應(yīng)生產(chǎn)需要,數(shù)字技術(shù)具有較強(qiáng)的操作性,并且能夠針對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行更加深入的分析,提高生產(chǎn)效率。
1、電氣自動(dòng)化中數(shù)字技術(shù)的意義
電氣自動(dòng)化行業(yè)在國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用,不僅是科技進(jìn)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(dòng)化行業(yè)內(nèi)得到大量應(yīng)用,在具體應(yīng)用中有較多特征存在,例如:良好的實(shí)踐性等。還且還能使自動(dòng)化能力得到不斷提升。目前,在科學(xué)計(jì)算、人工智能機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信等方面將素質(zhì)技術(shù)的進(jìn)行較多使用,使數(shù)字化技術(shù)與電氣自動(dòng)化系統(tǒng)得到統(tǒng)一融合,能夠?yàn)橛?jì)算機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生良好的輔助作用。在實(shí)際操作中,素質(zhì)技術(shù)不僅能為計(jì)算機(jī)產(chǎn)生檢測、制造和管理作用,而且還能輔助計(jì)算機(jī)實(shí)施維護(hù)電氣自動(dòng)化的作用。數(shù)字技術(shù)能夠使自動(dòng)化設(shè)備的使用得到盡可能減少,有效提升活動(dòng)的靈敏性,而且極為精準(zhǔn),能夠有機(jī)融合光纖網(wǎng),使自動(dòng)化的實(shí)效特征得到切實(shí)提升。其次,在電氣自動(dòng)化中應(yīng)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)化能力得到提升,確保構(gòu)造非常的清除,降低了實(shí)際費(fèi)用,使自動(dòng)化的品質(zhì)滿足規(guī)定要求。也就是說,將其與自動(dòng)化相結(jié)合,使其在多項(xiàng)行業(yè)內(nèi)獲取顯著的應(yīng)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)設(shè)備來操控,計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)就是數(shù)字化技術(shù),最原始的計(jì)算機(jī)編程系統(tǒng)就是由二進(jìn)制代碼構(gòu)成的,要想保持計(jì)算機(jī)技術(shù)旺盛的生命力,就要不斷更新數(shù)字化技術(shù),為計(jì)算機(jī)技術(shù)保駕護(hù)航。
2.2、行業(yè)間的廣泛應(yīng)用
數(shù)字化技術(shù)的實(shí)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。現(xiàn)代生活中數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)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(yīng)用實(shí)例。數(shù)字化技術(shù)的原理是通過二進(jìn)制計(jì)算方法實(shí)現(xiàn)數(shù)字0和1的簡單計(jì)算操作,轉(zhuǎn)換形式具有簡便性和多樣性的特點(diǎn)。
2.3、數(shù)字化技術(shù)改進(jìn)了媒體存儲(chǔ)技術(shù)
數(shù)字技術(shù)也廣泛應(yīng)用于媒體信息的大眾傳播過程中,人們對(duì)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(chǔ)設(shè)備而言,數(shù)字化存儲(chǔ)方式在保留了原始數(shù)據(jù)畫面和音質(zhì)的同時(shí),大大壓縮了設(shè)備的體積,提高了存儲(chǔ)設(shè)備的便攜度,并且大幅度擴(kuò)充了存儲(chǔ)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(jìn)
數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)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(dòng)化中的應(yīng)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(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)與智能電氣系統(tǒng)的發(fā)展,應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)能降低工業(yè)生產(chǎn)依賴傳統(tǒng)設(shè)備的程度,從而獲得良好穩(wěn)定性。此外,該項(xiàng)技術(shù)中對(duì)先進(jìn)器件的利用在較大程度上提高了電氣自動(dòng)化安全性。像數(shù)字互感器與光纖?,F(xiàn)在數(shù)字技術(shù)在電氣自動(dòng)化中已經(jīng)具有一定規(guī)模和擴(kuò)大態(tài)勢。1.2共享性與經(jīng)濟(jì)性高電氣自動(dòng)化運(yùn)行中應(yīng)用數(shù)字技術(shù),不僅能確保機(jī)械設(shè)備的正常和自動(dòng)運(yùn)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(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn),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(yīng)用具有開放性數(shù)字系統(tǒng)時(shí)有利于對(duì)電氣自動(dòng)化的創(chuàng)新,既表現(xiàn)出較強(qiáng)的共享信息能力,也能最大程度上提升運(yùn)行效率。
3.2、邏輯性與操作性強(qiáng)
數(shù)字技術(shù)有較強(qiáng)邏輯性,具體表現(xiàn)是可以自我識(shí)別和判斷、流程自動(dòng)化等。操作人員在使用外部相關(guān)輸入設(shè)備做輸入指令操作時(shí),數(shù)字系統(tǒng)可以快速和精確地傳輸信息,并準(zhǔn)確識(shí)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(qiáng)。
4、電氣自動(dòng)化技術(shù)之中數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用
4.1、在現(xiàn)實(shí)中對(duì)智能終端技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用
目前,工業(yè)電氣自動(dòng)化中,數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用會(huì)有一定的弊端存在,需要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)和完善處理,最主要的弊端則是較大的應(yīng)用時(shí)限限制,標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一規(guī)定方面有大小不一和標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(shè)備,運(yùn)用智能終端自動(dòng)化的收集和扣工資數(shù)據(jù),雙重設(shè)備之間相互配合,其中一個(gè)用來對(duì)電力終端、遠(yuǎn)程測控以及信號(hào)發(fā)送進(jìn)行保護(hù),另一個(gè)則是給跳閘實(shí)施雙重保護(hù),使工業(yè)電氣自動(dòng)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(dòng)化有效運(yùn)行的主要條件,數(shù)字化程序接口的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)生一定作用,因此,能夠使個(gè)人計(jì)算機(jī)平臺(tái)的自動(dòng)化問題得以改善,對(duì)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(biāo)準(zhǔn),在管理和控制自動(dòng)化中使個(gè)人計(jì)算機(jī)形成一個(gè)接口。
4.2、注重程序化操作理念
之前,工業(yè)電氣自動(dòng)化運(yùn)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(dá)相關(guān)命令之前,需將通過審核的數(shù)據(jù)進(jìn)行存檔處理,實(shí)際操作時(shí)需要人工干預(yù)設(shè)置界面,而且還要進(jìn)行多次的預(yù)演,一定程度上影響了電氣自動(dòng)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(duì)信息的處理更為準(zhǔn)確、系統(tǒng)與綜合,進(jìn)而全面將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息處理進(jìn)行結(jié)合。
4.3、提高系統(tǒng)性能,加強(qiáng)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(yīng)該對(duì)工業(yè)電氣自動(dòng)化中各部分的操作系統(tǒng)不斷進(jìn)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(shí)別、控制操作。眾所周知,操作管理是一個(gè)工程的靈魂,這同樣適用于數(shù)字技術(shù)。因此應(yīng)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(chǔ),在進(jìn)行實(shí)際操作時(shí),也應(yīng)該事先進(jìn)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(shí)代背景下,光纖是數(shù)據(jù)傳輸最快,可靠性最強(qiáng)的連接材料。因此在工業(yè)電氣自動(dòng)化中,利用光纖連接各端口,進(jìn)一步保障數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的可靠性。在認(rèn)證TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)的情況下,同時(shí)要確保PC系統(tǒng)的自動(dòng)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(dòng)化控制平臺(tái)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(yùn)用視窗的操作界面,提供的可視化操作較強(qiáng)。無論從前期準(zhǔn)備、中期生產(chǎn)還是后期維護(hù),其都會(huì)發(fā)揮著一定的作用。工業(yè)電氣自動(dòng)化中就是將計(jì)算機(jī)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(shí)效的、科學(xué)的計(jì)算機(jī)維護(hù)系統(tǒng),確保工業(yè)電氣自動(dòng)化運(yùn)行的更為安全。
4.6、有效提升工作效率
數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用具有較強(qiáng)的邏輯判斷性,在工業(yè)電氣自動(dòng)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(huì)及時(shí)的發(fā)現(xiàn),判斷出錯(cuò)誤的運(yùn)行程序,進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行調(diào)整,保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行。數(shù)字技術(shù)具有較強(qiáng)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(yùn)行,有效的降低了失誤的發(fā)生,在工業(yè)電氣自動(dòng)化運(yùn)行中具有較高的性價(jià)比。
5、結(jié)語
綜上所述,作為目前信息化發(fā)展中的一項(xiàng)高新就似乎,素質(zhì)技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛,因此我們應(yīng)充分掌握現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中數(shù)字化技術(shù)的重要性,對(duì)應(yīng)用理念及應(yīng)用形式得到不斷完善,促使工業(yè)電氣生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、自動(dòng)化及智能化的預(yù)期目標(biāo)。
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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(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)了質(zhì)量與效率上的雙重飛躍,達(dá)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(dāng)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(gè)相當(dāng)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(jìn)步,塑形等重要工藝設(shè)備開始大規(guī)模發(fā)展,從而導(dǎo)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(jìn)一步增加。因此,需要在原有的生產(chǎn)基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的提高與技術(shù)引入。那么,對(duì)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(duì)比較淡薄,并沒有得到進(jìn)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(yīng)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(jìn)一步地實(shí)現(xiàn)模具生產(chǎn)的市場質(zhì)量與數(shù)量需求,就需要對(duì)傳統(tǒng)的模具生產(chǎn)工藝進(jìn)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(dá)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(duì)大批量的生產(chǎn)與加工過程,無法實(shí)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(zhǔn)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(duì)于一些高精端的模具產(chǎn)品而言,無法真正達(dá)到質(zhì)量要求或者是精準(zhǔn)要求。因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的加工工藝中,精度的標(biāo)準(zhǔn)并沒有實(shí)現(xiàn)真正的提升,而市場對(duì)于模具精準(zhǔn)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(yán)重的精度不夠的問題。因此,造成了一段時(shí)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(duì)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(shí)展,而是一直采用傳統(tǒng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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(dá)標(biāo)。
總之,傳統(tǒng)模具生產(chǎn)存在一些問題,這些問題直接導(dǎo)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(gè)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(duì)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(biāo)準(zhǔn)并沒有進(jìn)一步改善。工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的完善和規(guī)定,是有一定的周期性的。由于生產(chǎn)批號(hào)與批量的原因,無法隨時(shí)更改生產(chǎn)工藝的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。但是,市場經(jīng)濟(jì)時(shí)代的市場需求變化越來越快,導(dǎo)致在一些生產(chǎn)領(lǐng)域中,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)有待進(jìn)一步完善。
其次,精準(zhǔn)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)依然無法達(dá)到市場的最高需求標(biāo)準(zhǔn)。由于技術(shù)的落后,造成在精度方面無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),從而影響模具加工的進(jìn)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(biāo)準(zhǔn),因此對(duì)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(jìn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(dòng)控制系統(tǒng),實(shí)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(jì)算機(jī)平臺(tái)的一種先進(jìn)技術(shù),在工業(yè)生產(chǎn)與加工領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛,其技術(shù)優(yōu)勢非常明顯,滿足現(xiàn)有市場對(duì)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(xué)高效,質(zhì)量檢測方面做到了更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),從而對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量更加有保障,對(duì)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(yīng)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(duì)傳統(tǒng)模具生產(chǎn)與加工的弊端進(jìn)行詳細(xì)的分析,可以了解到在技術(shù)層面上對(duì)模具生產(chǎn)進(jìn)行拓展,才可以實(shí)現(xiàn)與市場需求的無縫對(duì)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(shí)際的應(yīng)用過程中,需要從以下幾個(gè)方面進(jìn)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(duì)于模具加工制造而言,精度是非常重要的技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)。那么,對(duì)于數(shù)字化制造工藝而言,需要進(jìn)行哪些配套設(shè)計(jì)呢?對(duì)于模具加工技術(shù)設(shè)備而言,需要引入全自動(dòng)數(shù)字化生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。利用計(jì)算機(jī)平臺(tái)為基礎(chǔ)的智能操作模塊,完成全自動(dòng)化的控制操作。模具的成型以及切割,都利用數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)進(jìn)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(yīng)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(shí)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(shí)現(xiàn)真正意義上的無縫對(duì)接,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程過程中的高量化標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)字化加工流程的對(duì)接方式非常簡便快捷,可以實(shí)現(xiàn)高效率的生產(chǎn)流程,在對(duì)接的過程中進(jìn)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(yīng)用。質(zhì)量檢測是工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié),當(dāng)然也是非常重要的一個(gè)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(jìn)一步提升。實(shí)際上,在數(shù)字化生產(chǎn)工藝的應(yīng)用過程中,這些流程都是一體化的,不會(huì)出現(xiàn)其他的冗余環(huán)節(jié)。在彼此流程之中,實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)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(biāo)準(zhǔn),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(duì)模具生產(chǎn)與加工工藝進(jìn)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(duì)于生產(chǎn)流程的進(jìn)一步優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了在市場投放過程中,更加高效快捷地實(shí)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(chǔ)。
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