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智能化技術涵蓋的領域較多,綜合性較強,主要包括控制學、語言學、生物學和信息學等。它是一項研究怎樣讓機器擁有人工智能的技術。人工智能第一次被提出是在二十世紀五十年代,經(jīng)歷了半個多世紀的發(fā)展,人工智能理論和技術都趨于成熟,逐漸形成了一套以計算機為核心涵蓋多個領域跨多個學科的綜合性技術。人工智能是計算機科學的一部分,主要是探討如何讓機器擁有人工智能的問題。智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用主要是通過計算機編程實現(xiàn)的,通過執(zhí)行設定好的程序,讓計算機處理、分析、回饋信息,在模擬人腦的過程中實現(xiàn)自動化控制。從當前智能化技術在電氣工程自動化控制的應用成果來看,智能化技術極大的促進了電氣工程自動化控制的發(fā)展,提高了電氣自動化控制中的效率,降低了人工投入,為電力企業(yè)了良好的經(jīng)濟效益。
2智能化技術的應用優(yōu)勢
智能化技術在電氣自動化控制應用的原理主要是實現(xiàn)控制的智能化、人性化,減少控制中的失誤,節(jié)約人力物力。當前,智能化控制在電氣自動化控制上與傳統(tǒng)控制相比主要有以下優(yōu)勢:
2.1智能化技術對電氣系統(tǒng)調(diào)整更加便捷智能化控制器可以通過魯棒性和響應時間來實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和控制,可以有效地提高工作效率,增加自動化控制的精確性。同時,智能化控制器在控制中通過相關數(shù)據(jù)的改變來實現(xiàn)控制,不需要技術人員的參與,節(jié)省了人力,實現(xiàn)遠程操控,為電氣自動化控制帶來了極大便利。
2.2智能化技術提升了控制精密度傳統(tǒng)的控制方式會在控制過程中由于控制對象的復雜性而不能準確掌握控制對象的動態(tài),從而在控制中出現(xiàn)無法預測的客觀因素,因此設計出來的模型因精確性不夠而不能實現(xiàn)很好的控制效果。智能化控制器在控制中不需要建立對象模型,使得不確定性的因素減少,提高了自動化控制的精密度。2.3智能化技術的一致性強在處理不同的數(shù)據(jù)問題時,輸入不同的數(shù)據(jù)獲得的結果較為理想,滿足自動化控制的要求??刂茖ο蟮牟煌矔е驴刂菩Ч牟煌?,控制器并沒有針對每個控制對象都有控制要求,但控制效果較為理想。同時,部分控制對象的改變也會導致控制效果達不到相關要求,因而在自動化控制設定時,一定要從實際情況出發(fā)。在對控制進行評價時,不能對智能化控制盲目否定,要認真找到出問題的具體原因,加以解決。
3智能化技術在電氣自動化控制中的應用
3.1診斷電氣工程中出現(xiàn)的故障電氣工程自動化控制是一個機器系統(tǒng),在運行中難免會出現(xiàn)故障,智能化技術的運用,往往能夠及時診斷出自動化控制系統(tǒng)出現(xiàn)的故障。變壓器是電氣工程中的重要電氣元件,對整個電力運行起著重要作用,電壓器故障是電氣工程中經(jīng)常出現(xiàn)的故障,這種故障帶來的影響較大。自動化系統(tǒng)的應用能夠通過變壓器的滲漏油分解氣體進行分體,對變壓器故障作出診斷,對故障位置進行排查,從而協(xié)助工作人員做出檢修方案,維護設備的正常運行。智能化技術的運用,大大提升了維修的速度與效率,提升了電力企業(yè)的效益。
3.2實現(xiàn)對電氣自動化的智能控制智能技術運用到電氣自動化控制之中,可以實現(xiàn)對電氣系統(tǒng)的遠程控制,工作人員只需在控制室中,就可以通過相關控制器控制系統(tǒng)的運轉。這種操作的無人化、自主化和高效化擴大了智能化控制的發(fā)展空間,體現(xiàn)了智能化控制的優(yōu)越性,使得智能化控制在其他能與能夠進一步發(fā)展。
3.3優(yōu)化電氣工程的設計電氣工程自動化控制是通過對控制元件的編程設計實現(xiàn)的,在設計中,過程繁雜,技術性和專業(yè)性要求高,對工作經(jīng)驗也有相關要求。傳統(tǒng)的設計方式是通過試驗進行設計,這種設計方式在操作上容易出錯,而且效率低,修改起來不方便。在當前技術條件下,電氣自動化控制設計主要通過智能化CAD技術和計算機技術結合來實現(xiàn),在時間控制上,這種設計能夠最大限度的節(jié)約時間,實現(xiàn)高效化設計,同時還可以保證設計的質量和準確性。遺傳算法是優(yōu)化設計中的重要方式,對電氣自動化控制的設計起到重要作用。
3.4其他應用此外,在電氣工程自動化控制控制中,PLC技術的使用,是智能化控制的重要組成部分。它通過繼電控制器實現(xiàn)對某個工藝流程的控制,繼而協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)的生產(chǎn)。在電力企業(yè)中,PLC技術的使用,可以極大提高控制的準確性和可靠性。
4結束語
【關鍵詞】:長輸管道;設計;質量控制措施
一、長輸管道設計質量存在的問題
長輸管道被稱為國家血管,在國家能源戰(zhàn)略中起到了至關重要的作用。近年是長輸管道建設的高峰期,數(shù)條大的長輸管道都在設計建設當中。長輸管道設計是安排管道工程建設和組織施工的主要依據(jù)。設計質量對于工程質量、建設周期以及項目建成投產(chǎn)后的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益等方面起著決定性作用。
在長輸管道項目中,設計方案一經(jīng)確定,如工藝站場壓縮機驅動方式的確定,就決定了這個項目投入生產(chǎn)后的工藝流程、運行成本及利潤等技術經(jīng)濟指標,也就初步確定了這個這條長輸管道項目經(jīng)濟效益的起步點。另外,長輸管道的設計質量直接影響到下游市場的能源安全。因此,可以說長輸管道設計是整個長輸管道項目的靈魂,沒有現(xiàn)代化的設計就沒有現(xiàn)代化的管道建設。
1.存在問題及質量目標
伴隨著管道建設高峰的到來,與之不相適應的是,長輸管道的設計質量卻沒有跟上時代的步伐,甚至有下滑的趨勢。主要表現(xiàn)在:專業(yè)間結合不夠造成的圖紙錯、漏、碰、缺問題;設計圖紙對現(xiàn)場實際情況不符造成的施工困難問題;開具的設備材料等與實際有出入,影響設備材料采辦的問題;設計產(chǎn)品缺乏人性化考慮等問題。
長輸管道項目具有地域性復雜、技術含量高、線路長、工程量大、投資高等特殊性,為確保長輸管道項目圓滿地完成,向業(yè)主交付技術先進適用,符合合同、法規(guī)和技術標準的設計成果,這就需要在長輸管道建設全周期內(nèi)采取可靠、可行的質量控制措施。
二、長輸管道設計質量控制措施
1.詳細的設計輸入文件
編制詳細準確的設計輸入文件是保證長輸管道設計質量的基礎。長輸管道設計,牽扯的線路長、地域廣、專業(yè)多,沒有詳細的輸入文件,設計人不清楚設計目標,也就很難提高設計質量。長輸管道項目的設計輸入文件一般包括設計依據(jù);設計文件的質量特性要求,特別是可實施性要求;設計所需補充的設計基礎資料、項目的統(tǒng)一規(guī)定等。
2.設計團隊的建設
有了設計基礎文件,即設計輸入文件。就需要一個合格的團隊來完成設計工作。長輸管道設計的專業(yè)性較強,一般需要有專業(yè)的設計單位、設計人員來完成。選擇設計團隊時要特別注意設計單位的設計資質、類似項目設計經(jīng)驗、設計案例等。
3.設計過程的質量控制
(1)組織結構
完善設計團隊的組織機構,一般采取矩陣式組織機構或職能式組織機構,做到設計人員溝通通暢,控制得力,一般分為項目設計經(jīng)理,專業(yè)負責人、設計人員等。同時設置進度控制、質量控制等智能部門。
(2)內(nèi)部接口
內(nèi)部接口指設計公司內(nèi)部參與設計的各部門和各專業(yè)之間的接口。長輸管道設計工作量大,一個優(yōu)秀的設計是需要各專業(yè)數(shù)百人互相配合,鼎力合作才可以完成的。內(nèi)部接口是根據(jù)設計公司規(guī)定的設計分工,各專業(yè)、各部門分別完成本專業(yè)的工作內(nèi)容。上游專業(yè)給下游專業(yè)提交設計的接口資料,下游專業(yè)完成設計工作。
專業(yè)間多溝通、協(xié)調(diào),才可以做到無縫設計,以提高設計質量。設計完成后,專業(yè)間要進行設計的會簽,以確保完成的設計文件符合要求。
(3)設計評審
長輸管道設計中,遇到大的方案性的東西,如管道穿越大型河流等,需要進行設計方案的評審工作。根據(jù)復雜程度,可以進行專業(yè)內(nèi)的設計評審、項目內(nèi)的設計評審,公司級的設計評審,甚至在必要的時候可以邀請國內(nèi)外的專家來進行評審。設計評審主要是確保設計選用的方案的合理性、經(jīng)濟性。設計方案的不合理,則無從談起設計質量的問題。
(4)設計輸出
長輸管道項目,用到大量的大口徑、高級別的鋼管及管件、壓縮機組、泵組等設備。提高設計質量,還必須做到與設備采辦部門的密切溝通和配合工作,為采辦部門提供適當?shù)男畔?由采辦部門進行設備材料的采辦工作。設計需要對采辦的設備材料進行確認,采辦完成后,將采辦到的設備參數(shù)體現(xiàn)在設計圖紙及設計文件當中。
(5)設計驗證及文件的交付
設計驗證是對設計輸出已滿足設計輸入要求的認定,是確保設計輸出滿足設計輸入要求的重要手段,對長輸管道項目,可采用如下的設計驗證手段:完善和細化設計圖紙的校對、審核、審定工作,規(guī)范相關專業(yè)圖紙會簽、分包商設計產(chǎn)品驗證,此外可以對設計產(chǎn)品質量檢查或抽查等。設計文件交付,需要專門的文控部門完成,規(guī)范收發(fā)文件程序,確保文件流通通暢。
4.設計變更控制
設計變更是指在設計文件完成后,對設計文件進行的更改。一般有幾種類型:根據(jù)甲方要求進行變更;設計文件與實際的施工現(xiàn)場不符,或者設計文件錯誤進行的變更。根據(jù)變更原因的不同,設計出具變更文件。
一般長輸管道設計項目,業(yè)主會嚴格控制變更的數(shù)量,認為設計變更數(shù)量少則代表設計質量高。我認為這種純粹靠控制變更數(shù)量的做法是不科學的。在設計過程中,嚴格執(zhí)行各程序文件確保設計文件的質量合格是必要的。而在施工過程中,設計文件已經(jīng)成為事實存在,則不應該去控制變更數(shù)量來提高設計質量。如果發(fā)現(xiàn)設計文件與施工現(xiàn)場不符,經(jīng)過設計變更,可能會使得設計更加合理,節(jié)省材料或者通過變更可以將損失降為最低。嚴格控制變更數(shù)量,不允許出現(xiàn)設計變更,未必就能提高長輸管道的設計質量。
所以設計變更的控制,是設計過程中對設計質量嚴格控制,而不是設計完成后,控制變更的數(shù)量。
5.重視設計服務
對長輸管道項目來講,把設計文件變成輸油輸氣的長龍,是由施工人員完成的。設計的最后階段即提供設計服務,為業(yè)主、為施工單位等提供設計服務。設計服務作為長輸管道設計的一部分,一般包括:設計文件的交底工作;施工現(xiàn)場服務工作;設計問題的處理工作;項目結束后相關服務工作等。
設計單位應提高服務意識,認真組織策劃,制定服務計劃,指定有經(jīng)驗的設計人員進行設計服務工作。同時,做好設計的總結工作,完成一個長輸管道項目,對長輸管道項目設計的得失與成敗進行總結和提高。
三、小結
廣東省電力系統(tǒng)包括21個地市電網(wǎng),現(xiàn)有最高運行電壓等級為500kV,珠江三角洲地區(qū)已形成500kV環(huán)網(wǎng),并以500kV電壓與廣西聯(lián)網(wǎng),以400kV和110kV電壓分別與香港和澳門聯(lián)網(wǎng)。此外,廣東電網(wǎng)還向湖南宜章和臨武兩縣以及江西贛南地區(qū)供電。
粵中(珠江三角洲地區(qū))地網(wǎng)是廣東電網(wǎng)的核心,也是全省最大的負荷中心,該電網(wǎng)與廣西、香港等電網(wǎng)互聯(lián),除了向珠江三角洲地區(qū)提供電力外,還擔負著電力交換任務。在粵中地區(qū)建設一個強大的500kV電網(wǎng),對保證廣東電網(wǎng)乃至香港電網(wǎng)以及澳門電網(wǎng)的安全運行有著重大意義。目前廣東500kV電網(wǎng)東已延伸至汕頭西翼,江門——茂名500kV輸變電工程正加緊建設,2000年前可望投入使用。
廣東省的電力工業(yè)已經(jīng)步入了大電網(wǎng)、高電壓和大機組時代。隨著整個電網(wǎng)變得越來越復雜,電網(wǎng)規(guī)劃中以往那種人為臆斷和局部最優(yōu)的規(guī)劃方式會給電網(wǎng)運行、發(fā)展帶來隱患,資金盲目使用的可能性加大。結合目前理論的發(fā)展,我們認為電網(wǎng)規(guī)劃是一個受到多種條件約束的、以電網(wǎng)總效益為最終目標的多目標的系統(tǒng)工程。對于這樣一個系統(tǒng),我們認為適宜以控制論為基礎,結合信息論、運籌學和系統(tǒng)工程等理論來研究。
從控制論角度來看,電網(wǎng)是一個巨維數(shù)的典型動態(tài)大系統(tǒng),它具有強非線性、時變且參數(shù)不確切可知、含大量未建模動態(tài)部分的特征。另外,電力網(wǎng)絡地域分布廣闊,大部分元件具有延遲、磁滯、飽和等復雜的物理特性,對這樣的系統(tǒng)實現(xiàn)有效決策控制是極為困難的。另一方面,由于公眾對新建高壓線路的不滿日益增強,線路造價,特別是走廊使用權的費用日益昂貴,以及電力網(wǎng)的不斷增大,使得人們對電力網(wǎng)絡的決策控制提出了越來越高的要求。正是由于電網(wǎng)具有這樣的特征,一些先進的控制論思想和技術被不斷地引入到電網(wǎng)中來。下面將闡明綜合智能控制技術引入電網(wǎng)規(guī)劃中的必要性和可行性。
1綜合智能控制技術
1.1智能控制的概念
迄今為止,智能控制尚無統(tǒng)一的概念,文獻[1]有如下歸納:
a)最早提出智能控制概念當推傅京孫教授,他通過對人-機控制器和機器人方面的研究,將智能控制概括為自動控制和人工智能的結合。他認為在低層次控制中用常規(guī)的基本控制器,而在高層次的智能決策,應具有擬人化功能。
b)Saridis在傅京孫工作的基礎上,提出了三元結構的智能控制理論體系,他認為僅有二元結合無助于智能控制的有效和成功應用,必須引入運籌學,使其成為三元結合,并提出了其遞階智能控制的理論框架。
c)國內(nèi)蔡自興教授在研究了上述理論結構以后,從系統(tǒng)的整體性和目的性出發(fā),于1986年提出了四元結構價格體系,將智能控制概括為控制理論、人工智能、運籌學和系統(tǒng)理論4學科交叉。
總之,智能控制是多學科知識的結合,除了從控制論出發(fā)來研究它,還可以從信息論、生物學以及社會科學角度來討論和研究。
1.2綜合智能控制技術
綜合智能控制一方面包含了智能控制與傳統(tǒng)方法的結合,如模糊變結構控制,自適應模糊控制,自適應神經(jīng)網(wǎng)絡控制,神經(jīng)網(wǎng)絡變結構控制等;另一方面包含了各種智能控制方法之間的交叉綜合,如專家模糊控制,模糊神經(jīng)網(wǎng)絡控制,專家神經(jīng)網(wǎng)絡控制等。
2一個國外的電網(wǎng)規(guī)劃專家系統(tǒng)
目前為止,在電網(wǎng)規(guī)劃方面較成功的綜合智能控制技術系統(tǒng)不是很多,其中比較好的有加拿大魁北克水電公司(Hydro-Quebec)的“直流/交流輸電網(wǎng)絡設計專家系統(tǒng)”。
在80年代末期,隨著人員的退休和長期不用,一些60年代和70年代加拿大電網(wǎng)高速發(fā)展時期由工程師們獲得的大量有關電力系統(tǒng)規(guī)劃設計的專門知識逐漸被人遺忘,這引起了加拿大電力部門的關注,魁北克水電公司將專家系統(tǒng)技術看成是表達和保存某些目前在人類專家頭腦中的專門經(jīng)驗和知識的潛在方法。他們認為在電力系統(tǒng)規(guī)劃設計領域里,專門知識的損失非常明顯,尤其是在電力系統(tǒng)增長緩慢的時期。這些專門知識來自于各門學科,在多層次的電力系統(tǒng)設計決策過程中起著重要的作用。一些選擇決策,如發(fā)電類型、發(fā)電廠位置、輸電類型(交流/直流)、電壓等級、輸電線路的數(shù)量型號和補償設備的數(shù)量型號的選擇必須根據(jù)一些準則仔細權衡,包括可靠性、穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)性能、費用和環(huán)境狀況的準則等?;诖?,魁北克水電公司的專家們開發(fā)了一個用于輸電網(wǎng)絡初步設計的專家系統(tǒng),該專家系統(tǒng)具有以下特點。
2.1目標和預期效益
主要目的是研究使用專家系統(tǒng)(ES)來模仿人類專家在AC/DC輸電網(wǎng)絡初步設計中的行為的可能性。系統(tǒng)地確定和表達進行一項合格設計所必須的知識,包括符號和數(shù)字數(shù)據(jù),以及指導該項設計的原理、規(guī)則、準則折衷方法和數(shù)學模型。合格的設計基于費用、環(huán)境狀況、穩(wěn)定性、可靠性和設計靈敏度或魯棒性等準則。ES原型還應指導用戶通過完成設計所需的各步驟,使用戶與知識庫交互作用,并提供達到每一中間步驟后相應推理路徑的解釋。預期的主要效益是:
a)專家知識能夠保留和傳授給未來的工程師;
b)知識可以用更加具體的形式加以表達,而不是一些不明確的、沒有根據(jù)的判斷;
c)將獲得得更一致的結果;
d)與人類專家相比,ES可以檢查、比較更多的方案,得到更經(jīng)濟的設計;
e)借助于推理解釋功能,ES可以作為未來專家的教學和訓練工具;
f)作為一種“咨詢”手段或者一個對已有設計進行評價和改進的工具,ES對專家將很有幫助;
g)ES將充當進行各種電力系統(tǒng)設備設計的專家系統(tǒng)家族的先驅,作為一種模型,從中抽取更加一般的設計方法論;
h)ES起到收集常常分散在整個設計機構中的知識的作用。
2.2領域專家和知識工程師的交互作用
知識工程師應當具有電力系統(tǒng)分析和設計領域以及人工智能(AI)領域的經(jīng)驗,已經(jīng)證明兩種知識的混合對于從領域專家處抽取和濃縮專家知識非常有效。專家知識來自于電力系統(tǒng)規(guī)劃工程師,他們具有多年的規(guī)劃、設計和調(diào)試大型工程項目的經(jīng)驗。
2.3對設計的評價因素一個候選的設計必須滿足下述條件:
a)DC系統(tǒng)最小故障恢復特性;
b)容許的無線電和諧波干擾要求;
c)故障后的最小穩(wěn)定判據(jù);
d)穩(wěn)定電壓和無功電源的極限;
e)甩負荷后的暫態(tài)過電壓極限;
f)可靠性所要求的最小設備冗余度;
g)必須對輸入數(shù)據(jù)變化不敏感(魯棒性);
h)必須滿足某一最大費用要求;
i)必須適合現(xiàn)有技術。
魁北克水電公司的“直流/交流輸電網(wǎng)絡網(wǎng)絡設計專家系統(tǒng)”已經(jīng)成功地應用了近十年,并在不斷地發(fā)展、完善。隨著模糊技術和人工神經(jīng)網(wǎng)絡等的迅速發(fā)展,綜合智能控制技術在電網(wǎng)規(guī)劃中的應用前景愈來愈廣闊。
3電網(wǎng)規(guī)劃決策系統(tǒng)的分解及協(xié)調(diào)
電網(wǎng)的建設是資金和技術密集型的工程,線路和設備的經(jīng)濟使用壽命長達數(shù)十年之久,所以網(wǎng)絡的結構合理與否,對電網(wǎng)的技術性能和經(jīng)濟效益將產(chǎn)生長期的影響。一次規(guī)劃失誤的損失,若干年難以挽回。隨著廣東省電網(wǎng)的不斷發(fā)展,如何合理地布局電網(wǎng)已是當前電網(wǎng)乃至整個電力工業(yè)發(fā)展的重要課題之一。
電網(wǎng)規(guī)劃需要確定的決策是大量的,而這些決策在時間和空間上是相互影響的。目前,限于各方面條件,無法將其統(tǒng)一在一個模型中考慮。只能將其分解成相對簡單的子問題,再通過子問題間的迭代進行協(xié)調(diào)。按照問題劃分,電網(wǎng)規(guī)劃可分為:負荷預測,網(wǎng)架規(guī)劃,無功規(guī)劃,穩(wěn)定性分析,短路電流分析。
4結束語
電網(wǎng)負擔著將電源與用戶連接起來的任務。此外為了得到最大的供電可靠性和經(jīng)濟性,它還擔負著與鄰近地區(qū)電力系統(tǒng)聯(lián)系起來的任務。由于電網(wǎng)設備投資需求大,并且設備壽命長達數(shù)十年,從而導致電力系統(tǒng)強烈地受“過去權重”的制約,因此,尋求最佳的電網(wǎng)投資決策以保證整個電力系統(tǒng)的長期優(yōu)化發(fā)展,是電網(wǎng)規(guī)劃所要達到的目標。
結合本文的論述可以看出,電網(wǎng)這一巨維數(shù)的典型動態(tài)大系數(shù),具有強非線性、時變且參數(shù)不確切可知、含大量未建模動態(tài)部分的特征,而我們所要達到的控制效果是一種多目標、滾動優(yōu)化的動態(tài)非量化指標(電網(wǎng)的工程效益),在這個過程中知識的表示和處理占了較大的比重。這樣就需要利用綜合智能控制技術去有效地組織有關電網(wǎng)規(guī)劃的大量知識,進行選優(yōu)運算,得到優(yōu)化的決策。目前廣東省電力工業(yè)局聯(lián)合華南理工大學電力學院共同開展了“電網(wǎng)規(guī)劃專家決策系統(tǒng)”的有關理論研究工作,并有望在2000年開發(fā)一個有效的基于綜合智能控制技術的電網(wǎng)規(guī)劃決策系統(tǒng),它的使用將對廣東省電網(wǎng)的建設起到積極的促進作用。
參考文獻
1黃蘇南,邵惠鶴,張鐘?。悄芸刂频睦碚摵头椒ǎ跩].控制理論與應用,1994(4)
The paper mainly researches the application of advanced PLC (Programmable Logic Controller), transducer, and absolute encoder in the grab bucket crane, which takes the place of the traditional mode of the electric control and aims to improve the work efficiency of grab bucket crane and decrease its failure rate. These applications will bring a lot of advantages, such as lower maintenance costs, lower workload of maintenance, and easily to be manipulated etc. It is also achieved to be semi-automatic operation to reduce the risk of man-made operation accident with the effects of reliable running and energy-saving.
The paper primarily focuses on the principle of automatic open / close grab of grab bucket crane and proposes the principle and physical significance of the moving coordinate method. It is practical that the applied absolute encoder automatically follows the lifting and landing of grab bucket and measures the length difference value of steel wire rope to achieve the function of its automatic opening or closing and stable grabbing. According to the usual failures during the practical application of grab bucket crane, the failure display is also developed to be applied to the crane.
The paper consists of four parts:
The first part (Chapter one: Introduction) mainly describes the working principle of grab bucket crane, focusing on the problems of crane controlled in the traditional method, and further exploring the feasibility for intelligent implementation of grab bucket crane.
The second part (Chapter 2, 3, 4) describes the configuration and functional principles of PLC, transducer and encoder. It also makes a theoretical analysis for the selection of PLC, transducer and encoder, which lays a theoretical foundation for the realization of the intelligent operation of grab bucket crane in the following chapter.
The third part (Chapter 5) researches the specific schemes for intelligent implementation of grab bucket crane, such as heavy trolley, light trolley, controller configuration, PLC, transducer, electric connection of absolute encoder, working principle etc. It explicitly explained the principle of automatic open/ close grabbing of crane and the implementation of stable grabbing. It also introduces the realization principle to substitute the limit position of ascending with the utility of encoder.
The fourth part (Chapter 6) mainly introduces soft structure of intelligent operation and PLC configuration of gab bucket crane. The software program of heavy trolley, light trolley, and switching & hoisting mechanism is also composed in the paper.
In the end, it is summarized for the whole research and makes an outlook for the future research.
Key words: crane, PLC, transducer, absolute encoder, automatic opening /closing grab failure display.
摘 要
本論文主要研究抓斗起重機運用先進的可編程控制技術、變頻器和絕對值編碼器,取代傳統(tǒng)的電氣控制方式,提高抓斗起重機的工作效率,減小抓斗起重機的故障率,降低維修費用,使維修工作量大大減少,操作變得簡單,可以實現(xiàn)半自動化操作,減少人為的操作事故,運行可靠,具有節(jié)能效果。
本論文著重研究抓斗起重機自動開閉斗的原理,提出游動坐標法的原理及物理意義,利用絕對值編碼器自動跟蹤檢測抓斗起升、開閉鋼絲繩的長度差值,實現(xiàn)自動開閉、沉抓的功能,具有實用價值。并根據(jù)抓斗起重機實際運用中經(jīng)常出現(xiàn)的故障,開發(fā)出故障顯示功能。
本論文分成四個部分:
第一部分(第一章)緒論部分主要對抓斗起重機工作原理作了介紹,著重介紹了抓斗起重機傳統(tǒng)控制方式存在的問題,進而探討了實現(xiàn)抓斗起重機智能操作的研究可能性和研究意義。
第二部分(第二、三、四章)分別對可編程控制器(PLC),變頻器、絕對值編碼器的組成、功能各原理作了介紹,以及PLC、變頻器、編碼器的選型作了理論上的分析,為下文抓斗起重機智能化控制的實現(xiàn)打下了理論基礎。
第三部分(第五章)研究抓斗起重機智能控制的具體實現(xiàn)方案,大車、小車,起升開閉機構PLC、變頻器、絕對值編碼器的電氣連接、工作原理。特別詳細闡述了抓斗實現(xiàn)自動開閉斗的原理,以及抓斗自動沉抓功能的實現(xiàn)。還介紹了用編碼器取代上升極限位的實現(xiàn)原理。
第四部分(第六章)主要介紹抓斗起重機智能控制的軟件結構,PLC組態(tài)、還詳細寫出大車、小車、起升開閉機構的軟件程序。
Abstract: The design of tunnel lighting intelligent control system follows the principle of "safe, economic, environmental friendly and energy-saving" which is also the target of highway construction. The safety and energy-saving principle should be both followed and the key question is to solve the contradiction of the two principles. The key problem of the design and application stage is to realize energy-saving and high efficiency of the tunnel lighting intelligent control system.
關鍵詞: 隧道;照明系統(tǒng);智能控制
Key words: tunnel;lighting system;intelligent control
中圖分類號:TP273 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)33-0102-02
0 引言
由于交通量大、且隧道路線較長,如果照明系統(tǒng)設置不當,會造成駕駛員的視覺疲勞,影響隧道內(nèi)行車的安全性和舒適性,這是隧道照明智能系統(tǒng)控制需要解決的首要問題。比如在隧道較多的省份如廣西、福建、江西等,隧道照明系統(tǒng)的設置成為了耗資巨大的系統(tǒng)工程,而隧道的智能控制系統(tǒng)的節(jié)能設置能節(jié)約不少的成本,同時減輕了智能控制系統(tǒng)的安全、維護等費用。所以,以上兩個實際問題是本論文著重研究的方向,通過“文獻調(diào)研、理論分析、實驗分析”等手段,結合國內(nèi)隧道照明技術的發(fā)展現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢,系統(tǒng)地解決照明智能控制系統(tǒng)的問題。并基于現(xiàn)狀和存在的問題,提出一些關于隧道照明智能控制系統(tǒng)的整改措施。
1 隧道照明電能節(jié)能控制低效的主要因素
1.1 洞外亮度大范圍變化而洞內(nèi)亮度相對固定 隧道的智能控制系統(tǒng)設置時,其亮度往往是按照夏季中午最亮時作為默認計算值,沒有考慮維護系數(shù),特別是洞外的亮度隨著季節(jié)、氣候、時間而時刻變化,洞外連續(xù)而相對規(guī)律的亮度變化沒有被考慮在內(nèi),僅僅是靠采用簡單的分級調(diào)光方式照明,這有很大的弊端,主要是系統(tǒng)控制不穩(wěn)定,以及能源的浪費,而采用晴天分級系統(tǒng)和亮度曲線調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠有效控制電能的浪費,同時通過分析隧道智能控制能耗比值曲線可以求出浪費的電能和實際的電能需求,目前大多數(shù)隧道照明控制系統(tǒng)的耗能都是電能需求的兩倍以上。當采用四級調(diào)光的LED燈時可以節(jié)約40%的電能,這是隧道照明智能控制系統(tǒng)節(jié)能照明的目標。
1.2 燈具功率規(guī)格少 隧道照明燈具功率規(guī)格少是不爭的事實,隧道照明的標準值是事先設定的,當大幅超過行業(yè)標準水平屬于過度照明,通常高壓鈉燈的功率只有100w、150w、250w、400w幾種。而隧道高速公路照明燈往往只采用35w-120w的燈具,燈具功率的配備并不成熟,比如單側亮度控制不夠、雙側出現(xiàn)過度照明屢見不鮮。選用多角度的高壓鈉燈和多種功率的燈具既保障了隧道內(nèi)的亮度,也不至于使得出現(xiàn)過度照明的情況。而照明市場上的產(chǎn)品也并不成熟,各個規(guī)格的燈具不完善,導致隧道內(nèi)的亮度不夠,往往只是在35w-100w之間,采用智能控制使得調(diào)節(jié)范圍更為精細,可以根據(jù)照明亮度的需求自動調(diào)節(jié),避免過度照明,節(jié)約電能。
2 隧道智能照明控制方式
2.1 傳統(tǒng)型智能照明控制方式 智能型照明控制系統(tǒng)的發(fā)展已有數(shù)十年的歷史,傳統(tǒng)型智能控制系統(tǒng)作為隧道照明智能控制的開端,包括對照明的開關控制盒自動調(diào)光控制方式,打破了傳統(tǒng)燈控的手動為主的格局,大大提升了效率和電能使用率,其工作方式是通過安裝在照明控制系統(tǒng)配電回路中照明供電調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)對電壓、電流和頻率實現(xiàn)智能調(diào)控的。其次,利用安裝在照明控制系統(tǒng)中配電的回路通斷實現(xiàn)有規(guī)律的智能調(diào)控,傳統(tǒng)照明智能控制系統(tǒng)的調(diào)光控制主要分為不連續(xù)的調(diào)光和連續(xù)調(diào)光,按智能調(diào)控的原理分為放電光源智能調(diào)控和熱輻射光源智能調(diào)控。其中智能控制的過程是相對復雜的,比如通過外界環(huán)境光來控制電流也就是控制照明燈的亮度,通過電壓的頻率也可以實現(xiàn)同樣的效果。早期的傳統(tǒng)型智能控制方式控制范圍小、所謂的智能控制其實也就是半智能控制,在自動化和安全舒適性上需要更進一步。
2.2 分時段照明智能控制方式 分時段照明控制方式吸納了傳統(tǒng)照明控制方式,具有節(jié)約電能、靈活多變的特點,其簡本原理是依靠總臺控制中心控制的,通過數(shù)字模擬轉換器來控制隧道的配電照明。所謂的分時段智能照明控制系統(tǒng)就是實現(xiàn)了照明開關的自主控制、告別了傳統(tǒng)照明方式的手動、人工控制。很好地解決了傳統(tǒng)照明控制方式對“照明控制相對分散和不利于有效管理”等問題,照明控制的集中高效管理的問題解決了,但始終在照明燈的亮度明暗調(diào)節(jié)上做得不夠,這是分時段市民控制系統(tǒng)的軟肋。
目前我國隧道智能照明設計主要是自動控制模式照明和分時段照明控制模式,這兩種照明模式的共性是節(jié)約成本,設計依據(jù)是根據(jù)車流量的高峰時段劃分的,這可以滿足隧道照明的基本需求,操作自動化而且簡單,易于集中管理而獲得了業(yè)內(nèi)的一致好評。相反,其缺點也是突出的,比如不能較好地控制隧道內(nèi)的光污染,無法根據(jù)外界天氣進行亮度的自動調(diào)節(jié)是其使用的局限性。
2.3 全智能自動化控制模式 隨著社會經(jīng)濟的穩(wěn)步提高,大型的隧道工程對于照明控制的需要不能簡單停留在傳統(tǒng)自動照明控制上了,對“照明舒適度、藝術性”有了更高的要求,在追求多樣化的照明方式其實也就是在追求全智能自動化照明控制模式,特別是隨著自動化技術和照明技術的日新月異,全智能自動化控制模式成為了可能,不僅響應了工程節(jié)能的要求,在提倡的環(huán)保節(jié)能照明系統(tǒng)工程中,照明智能控制是一項非常重要的一個環(huán)節(jié),超長隧道的照明系統(tǒng)不僅要滿足行車的視覺亮度,更是要給人視覺享受,創(chuàng)造出豐富的視覺空間,而傳統(tǒng)的智能照明控制系統(tǒng)無法滿足長隧道“安全、多樣化、節(jié)能、高效”的需求,全智能自動化控制模式方式呼之欲出,其實也就是在傳統(tǒng)智能控制模式上效能的提升。
3 如何提升隧道智能控制系統(tǒng)的效能
①針對大型隧道復雜的空間照明要求,提升隧道智能照明控制系統(tǒng)需要從“隧道照明控制現(xiàn)狀和控制方式”兩方面入手,比如對流量的縫隙,通過建立隧道照明環(huán)境模型,設計因地制宜的全自動化智能照明控制系統(tǒng)。②把握主流的隧道空間照明控制系統(tǒng)的設計思想和照明控制方式,結合隧道空間特點,打造基于“CAN總線”的隧道照明智能控制系統(tǒng)設計,在對隧道照明控制結構圖的研究基礎上,測量隧道照明環(huán)境光的需求,智能化地進行光源傳感器的布置。③通過對隧道內(nèi)視覺模糊的光環(huán)境研究,建立視覺網(wǎng)絡分析模型,在實驗室中通過視覺仿真工具設計出與隧道現(xiàn)狀相符的光源亮度控制系統(tǒng),參數(shù)的來源非常重要,不要一味照搬其他隧道智能控制系統(tǒng)的參數(shù)。采用模糊控制技術對隧道照明人工光環(huán)境進行分析研究,得出的實驗結果才能真正實現(xiàn)全智能照明控制系統(tǒng)兼顧對行車視覺各個波段、亮度的照明需求。
綜上所述,全智能照明控制方式結合了現(xiàn)代照明控制設計的思想,結合了隧道節(jié)能照明技術,特別是基于CAN總線隧道照明控制的創(chuàng)新性設計,通過對智能節(jié)點布置的詳細結構圖,以及在設計中給出了這種隧道照明控制系統(tǒng)結構圖,采集各個關節(jié)的光源點再做精確分析,比如各個節(jié)點對亮度的需求以及隨著環(huán)境變化針對性的精確布置,其次,再布置出CAN總線接口節(jié)點電路的節(jié)電詳圖,通過相關模擬軟件,實現(xiàn)隧道的全智能照明控制。
4 結束語
隧道照明智能控制技術必將向“更高級、更高效、更安全”的方向發(fā)展,技術的發(fā)展完善,需要綜合考慮到隧道的照明節(jié)能系統(tǒng)的設計和隧道流動性的空間特點,綜合考慮隧道照明的車流量、天氣狀況、行車速度等影響因素,設計出一個安全、舒適的隧道照明空間。
參考文獻:
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英文名稱:Electrical Automation
主管單位:上海電氣(集體)總公司
主辦單位:上海電氣自動化設計研究所有限公司;上海市自動化學會
出版周期:雙月刊
出版地址:上海市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1000-3886
國內(nèi)刊號:31-1376/TM
郵發(fā)代號:4-346
發(fā)行范圍:國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時間:1979
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中科雙效期刊
聯(lián)系方式
關鍵詞:電工技師論文工藝性標準化
一、專業(yè)項目論文的工作觀
技師技能考核或鑒定首先應注重的是工作者專業(yè)素質——崗位工作能力水平的評價。寫作和提交論文是申報鑒定者應對技能考核鑒定的準備過程,同時是個人技能水平的展示過程。
技術工人的專業(yè)工作目的一般要求是:保證生產(chǎn)質量、提高生產(chǎn)率、降低物質消耗——有效益價值核算或向好性預期。憑借論文關于專業(yè)工作項目立論確定、技術路線解析、工藝方法選擇、調(diào)試過程記錄等的描述,充分顯示工作者的能力水平——專業(yè)規(guī)范把握、主流技術運用、工藝方法適當、工序工步明晰。
技師論文應該強調(diào)較高級工藝性內(nèi)容,應該是工作技藝和業(yè)績展示、以專業(yè)文獻范式表述的文章,并不一定要用某效益指標來顯示工作價值。如工藝改進型課題論文,突出的是專業(yè)技巧水平;又如新技術應用型課題論文,突出的是對工程新技術或復雜工藝的理解和駕馭能力。
1.強調(diào)論文項目的工藝性價值。技能,應理解為專業(yè)工作的技能工藝能力。也許是簡稱,總易誤認為技能偏指技術能力,而忽視工藝能力。技術一般是指工業(yè)過程的方法論,即一般是可行性確定后在標準化設計前提下選材、加工手段、加工流程以盡可能的高效率獲得目標產(chǎn)品的方法。而工藝,可以理解為加工的“藝術”,強調(diào)工作過程中獲得目標產(chǎn)品的技巧性、保障性和完美性。技術工藝能力,可以理解為技術與工藝互滲而形成的知識型、技巧型、成熟型的生產(chǎn)力。
較高級的專業(yè)技能型人員的工作,應能體現(xiàn)技術工藝引人入勝的技巧性,工作項目論文也理所當然要求顯示出工藝性價值——論文應顯示出寫作者關于工作項目的基本技術理解能力和工藝質量層次?;炯夹g能力包括專業(yè)理論的引用或引證,工藝質量則涵括改進能力、工作技巧、專業(yè)理論與實際的連接和補足能力、安全防護構思能力、提高工作對象商品化的能力。工藝質量直接決定了目標產(chǎn)品的實用性、適用性和市場性。
2.注重專業(yè)性表述的標準化概念。技師的基本技術理論理解力是其工作的重要基礎之一,但其工作的方式、目標往往約束了專業(yè)理論的擴充速度和應用空間。許多長期在特殊電氣工程崗位工作、工藝經(jīng)驗豐富的技藝型人員理論水平并不高,但他們的本職工作很出色,工作質量的工藝價值突現(xiàn)。一般認為長期的專職工作經(jīng)驗中積累著較高的專業(yè)工藝悟性。應該看到,高專業(yè)工藝性主要表現(xiàn)為相對行業(yè)標準、生產(chǎn)規(guī)范有很強的理解力,對生產(chǎn)流程有很強的連接、補足、改進的能力。正是高的專業(yè)悟性使得技藝型人員與技術設計人員的工作配合相得益彰。
3.把握過程分析的理論深度。一些技師工作項目論文中,用大量篇幅闡述理論的依據(jù)——數(shù)理公式推導過程或教科書式論說,然后繪出基本原理圖,最后給出相當肯定的可行性結論。必須注意,這種論文往往是有缺陷的——項目的實施有效性沒有表達—作者的操作工藝技能水平得不到顯示。缺少相關工程經(jīng)驗公式或者經(jīng)驗系數(shù)(理論公式受客觀實際過程條件的約束),易使得項目實施性這一關鍵工藝環(huán)節(jié)受到鑒定評價者質疑。這類論文的缺陷在論文大辯的有限時間里難以彌補。
4.妥當運用“技術進步手段”、“技術創(chuàng)新理念”、“精湛工藝過程”。機電工程崗位特征——專業(yè)智能成分較多,技巧思維保持,非連續(xù)性非周期性的操作。視下述工作能力為工藝能力;把握專業(yè)標準和規(guī)范的運用方法、流暢的專業(yè)語言(術語,編程,工程圖,解析圖表等)表述、撰適用的工程文檔、規(guī)劃工作技巧和效率。
技術進步:在產(chǎn)業(yè)規(guī)范約束下,采用現(xiàn)代的、主流的專業(yè)技術成果。
技術工藝創(chuàng)新:在產(chǎn)業(yè)規(guī)范約束下的工作能夠在去除隱患、操作便捷、安全可靠、形式優(yōu)化、節(jié)能提效、減污去噪、降低維護成本、智能化診斷運行等某些方面有顯明的特色成果。
基本完備和適配的資料:是指可以作為施工提綱或設備的檔案基本資料。
二、電學原理在工程運用中的本征性理解
機電技術中的電工技術是關于電能量分配和智能控制的技術,應用電工技術的基礎原理是歐姆定律和麥克斯韋電磁方程組。
1.本征性理解??陀^導電材料上的電量分析應劃分為以電壓(電動勢能信息)為主量的“信息變換及傳遞系統(tǒng)”和以電流為主量的“能量傳輸電路”。控制信息傳遞系統(tǒng)的第一要素是“保證信息的準確”,控制系統(tǒng)傳遞信息不一定依賴固形材料(例如可通過空間電磁場感應傳遞)。
使用電動機為電能耗用終端的設備繼電器線路形式控制電路主要形成運動控制“邏輯、時間、順序”機制,自保、互鎖、延時、中繼等都是形成控制信息的電路。
采用集成運放器為核心的信號電壓調(diào)節(jié)器主要解決比例(信號放大)、微分(信號即時變化率)、積分(信號的時間積累效應),而整流、檢波、限幅、隔離、跟隨、調(diào)零、保護等都是附加電路。
電能量傳輸?shù)牡谝灰厥请娐烦蔀榛芈?,依賴有形的導電材料,再者就是能量?guī)模(大?。┖蛡鬏敃r間可控。因此,控制電路的關鍵功能是信息“變換(如電壓放大器)”和“調(diào)節(jié)”。
主電路的關鍵功能是能量的“被控”和“驅動”,而反饋電路則是對于完成基本運轉功能的、由基本控制器和驅動器(主電路)組成的開環(huán)系統(tǒng)輸出量檢測并形成修正信號的“智能化”部件。
現(xiàn)時的機電“主流技術”指由集成PID運算器件、邏輯運算器件(CPU)及大容量數(shù)據(jù)存儲器件為核心的控制器運用技術、由可高頻全控大功率無觸點開關元件為核心的驅動器運用技術及由新型傳感器為核心的傳感信號接收變換電路技術。
2.機電能量轉換技術離不開磁材料技術,也離不開磁路分析技術;傳統(tǒng)的磁路材料由于磁傳導敏感于溫度和介質成分,其電氣特性檢定比較困難。但是近些年來,新型合成磁性材料技術迅猛發(fā)展,其運用空間(特別是在機電技術領域)急速擴展。
再者,材料科學技術和信息技術是工業(yè)技術發(fā)展的雙引擎,感知設備運動狀態(tài)和形成系統(tǒng)信息的傳感器技術是智能系統(tǒng)的前端。
從對于控制方式本質的理解判斷機電控制技術的發(fā)展方向:以一個四端電路(網(wǎng)絡)為例,若以改變激勵能夠實現(xiàn)相應響應,則控制方式可分為:a.電流控制電流(控制機制參數(shù)體現(xiàn)為電流放大系數(shù)),b.電壓控制電流(控制機制參數(shù)體現(xiàn)為轉移電導(跨導)),c.電壓控制電壓(控制機制參數(shù)體現(xiàn)為電壓放大倍數(shù)),d.電流控制電壓(控制機制參數(shù)體現(xiàn)為轉移電阻(跨阻)),實現(xiàn)電能利用的機電設備的電路多以電流為被控量,所以上述a,b兩種控制方式是驅動器電路,c是信息處理電路,d不是機電設備電路優(yōu)選形式(能量控制信號)。
上述a、b方式分別代表著兩個時代的電能傳輸電路(主電路、驅動器)形式。
a方式中,電流控制電流的中心技術是:實現(xiàn)小電流控制大電流、一路電流控制多路電流。代表性功能器件有三極管和繼電器。
三極管,響應速度高,無動作觸點,但控制電路與被控電路有公共支路,控制量與被控量的高次諧波相互影響或制約,而且可承受功率在瓦特級,一般不符合機電設備功率規(guī)模要求。
繼電器(接觸器),以電-磁-力形式驅動開關觸點動作,實現(xiàn)電流的小控大和一控多。但觸點動作時間不準、電弧現(xiàn)象、線圈斷電反電動勢高并形成高頻干擾源、體積大等固有弱點,長期以來被視為“非理想器件”。
b方式是經(jīng)典控制技術體系中理想的控制方式——信息控制能量。
上世紀后半期,業(yè)界使用大功率半控型電子器件晶閘管加之PWM技術的移相觸發(fā)器實現(xiàn)有缺陷的“信息控制能量”方式于機電設備能量控制——主要是直流電動機的荷載調(diào)速。
上世紀末期大功率全控型電子器件IGBT(一種增強型絕緣柵場效應管器件)的商品化普及,機電設備用全控型的信息控制能量方式成為現(xiàn)實,例如在結構簡單價格低廉的交流電動機實現(xiàn)寬范圍荷載的變頻調(diào)速。
3.電氣主流技術發(fā)展的瞻望。機電設備機械構件的技術進步程度受制于材料技術發(fā)展及其成果的商品化程度。通用機電電工技術范疇的技術開發(fā)重點有:
電力電子技術:利用電力電子器件實現(xiàn)工業(yè)規(guī)模電能變換的技術,是建立在電子學、電工原理和自動控制三大學科上的新興學科成果。器件以半導體為基本材料,根據(jù)器件的特點和電能轉換的要求,開發(fā)電能轉換電路,包括各種控制、觸發(fā)、保護、顯示、信息處理、繼電接觸等二次回路及外圍電路。
電動機技術:強磁材料與低溫環(huán)境技術。
虛擬現(xiàn)實技術:軟件型傳感系統(tǒng)分析與儀表。
機電液智能控制技術:機械、液壓、電子融合控制技術使得機器的效率、性能、品質、可靠性等大大提升,如大型工程機械設備、深?;蛩淼赖木蘖σ簤嚎刂葡到y(tǒng)。
微機電系統(tǒng)技術:常規(guī)電氣系統(tǒng)元器件微型化組件化甚至實現(xiàn)“疊層組件—集成化”,即把微型化的敏感元器件、微處理器、執(zhí)行器、各種機械構件、電動機、能源、光學系統(tǒng)等都集成于一個極小的幾何空間內(nèi),并且能像集成電路一樣大批量、廉價地生產(chǎn)。
電致流體相變技術:電場作用下電流變液(ERF,electrorheologicalfluid)可在“固”—“液”兩相之間轉換,轉換過程可控而且可逆,轉換時間為ms級,利用其電控力學行為,可以預期得到較之傳統(tǒng)力學元件更為理想的(機—電能量轉換控制的)響應指標。
磁致流體相變技術:磁流變液是由高磁導率、低磁滯性的微小軟磁性顆粒和非導磁性液體混合而成的懸浮體。在零磁場條件下呈現(xiàn)出低黏度的牛頓流體特性;而在強磁場作用下,則呈現(xiàn)出高黏度、低流動性。磁流變液在磁場作用下的流變是瞬間的、可逆的,而且其流變后的剪切屈服強度與磁場強度具有穩(wěn)定的對應關系。
硅膠導電與絕緣的智能化控制技術;作為可以在電磁場發(fā)揮“柔性”功能的新型器件必將影響機電設備電路構造技術。導電硅膠是具備導電性能的硅膠制品,用于一些電子硅膠產(chǎn)品上發(fā)揮開關接通的作用,現(xiàn)時應用于一些電子設備、家用設備、辦公設備中,比如導電硅膠按鍵、電線連接管、影印機滾軸、電纜插頭、連接器襯墊等。
三、要強調(diào)通用電學知識與電工新技術運用銜接的工藝能力
機電設備技術標準(國家標準、國際電工委員會文件、超級公司企業(yè)標準)的意志和執(zhí)行能力。標準化是機電設備可靠性的保障。國家標準中對機床的控制方式、接地方式、抗干擾、容錯、機械連鎖、危險部件防護等,作了較完善規(guī)定,有效保障了機床的安全可靠運轉。經(jīng)驗證明,符合標準的機床,故障率較低,反之故障率則高,可靠的保護措施是防止器件和裝置損壞的重要方面。
當前的國家職業(yè)技能鑒定技師和高級技師考評體系強調(diào)了標準化水平是素質和技術能力的體現(xiàn)。如技術資料規(guī)范化編整能力、微機控制應用程序解析能力、逆向工程能力(逆向于在確定材料條件下設計制造的路徑對產(chǎn)品拆解—解析技術工藝特征,提交改進或改性方案,以期獲得結構或功能更優(yōu)化的產(chǎn)品)、工程數(shù)學與物理運動現(xiàn)實的映射解釋能力。
四、提高論文的精致程度和新技術含量的著眼點
維修電工崗位工作的技術工藝核心領域(空間范圍,對象)。
維修電工崗位工作的主流技術、前端發(fā)展技術(如機器人,城市電動載人設備(電梯,搜索救生設備,無人駕駛運行設備,物流基地自動化設備等),注意:在機電前端技術領域;與電路系統(tǒng)運行規(guī)律模式相似的流體智能控制系統(tǒng)正在迅速地發(fā)生著微型化、精準化、多種指標信息傳遞同道化的技術水平提升。
機器的電氣系統(tǒng)運用主流技術改造的工藝路線和工步流程。
一些控制系統(tǒng)設計方案的實用性(技術改造方案的功能指標的得失)和適用性。
專業(yè)技術文獻資料的引用和“創(chuàng)新價值”的保障。
五、論文正文的編輯策略
通過這里的工作全過程的描述而展示個人的工作實力狀況,明喻達到專業(yè)技師水平。正文應涵括以下內(nèi)容:
1.詳盡細致的立論表述:現(xiàn)實性、可行性、績效預期等。立論的過程是運用專業(yè)范疇的概念、判斷和推理等邏輯思維形式,簡述預期的項目工作的流程、效益目標、專業(yè)技術層次特征和工藝精華綜合;證明自己的主張。立論應具備論點、論據(jù)和論證三要素。
現(xiàn)實性:有重點而且簡單的描述工作環(huán)境,儀器工具,基礎性技術資料等工作先期條件,適配一些示意性插圖、流程框圖、曲線圖、簡表等。
可行性:有重點而且簡單的描述工作團隊情況,已經(jīng)具備的知識基礎和經(jīng)驗,主流技術采用的決定,需要增加的儀器工具,實施方案或技術工藝路線。
績效預期:有重點而且簡單的、與現(xiàn)實性情況可比較的談說,重點是預期的技術或形式先進性、工程安全性、設備的控制或運行可靠性、節(jié)能減排等的定性談說。
2.主流技術采用、工藝方案、實施過程等的詳述。例如:可編程序控制器(PLC)技術基于用計算機軟件實現(xiàn)繼電器電路中的中繼、延時、順序、串并邏輯、傳感信息處理等的硬件功能而提升了機電設備控制的可靠性。又如:基于用計算機軟件對全控型大功率電力電子器件編程控制而實現(xiàn)交流電源變頻控制,使得電動機“寬范圍、恒功率或恒轉矩的調(diào)速”成為普適技術。
工藝方案:展示工作者專業(yè)軟實力的平臺,以分類的技術工藝設計資料及對其簡單注解說明文字為主項。資料文件要符合專業(yè)規(guī)范,要基本完備,要適配。例如:機床設備電氣系統(tǒng)檔案基本資料文件一般有電路原理圖、電器件位置示意圖、接線圖、元件明細表、電氣原理說明或控制流程注解、維修或改造記錄等。
三項資料:工作對象技術改造之前的電路原理圖及工況表述、改進工程技術路線設計(流程圖與功能框圖)和主要零部件明細,是工藝方案論證的骨干依據(jù)。
對于要遵循物理規(guī)律,以推演、論證、解析為主要技術路線的項目論文,建議采用機電工程手冊為理論藍本,引用工程計算方法處理數(shù)據(jù)。
調(diào)試過程:調(diào)試工作的工序、工步羅列,調(diào)試過程狀況和數(shù)據(jù)的記錄。
3.結果與討論。這是全文的重心,應精心篩選技術工藝成果,把那些必要而充分的數(shù)據(jù)、現(xiàn)象、樣品、認識等選出來,寫進去,作為分析的依據(jù)。在對結果做定性和定量分析時,應說明數(shù)據(jù)的處理方法及誤差分析,說明現(xiàn)象出現(xiàn)的條件及其可證性。
概括項目工作的總結:所得結果與已有結果的比較;聯(lián)系實際結果,解說它的工程意義、應用價值和在實際中推廣應用的可能性;在本項目實施過程中尚存在的問題,對相關進程記錄資料進一步標準化編整的見解、意愿與建議。
參考文獻:
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計算機控制理論與設計課程是控制科學與工程一級學科重要專業(yè)基礎課,在碩士研究生培養(yǎng)中起著重要作用。計算機控制理論與設計課程作為控制理論與控制工程學科學位課程,于1998年開設,已有10多年的歷史,通過多年建設,在課程內(nèi)容、知識體系、教學方法等方面取得顯著成績。
1 明確專業(yè)培養(yǎng)目標,體現(xiàn)智能建筑特色
沈陽建筑大學是遼寧省唯一的一所建本文由收集整理筑類院校,我??刂瓶茖W與工程學科以智能建筑技術為學科特色,智能建筑技術的核心計算機控制技術。隨著計算機控制技術的發(fā)展,對計算機控制理論和技術要求越來越高,但多年來計算機控制理論與設計課程教材內(nèi)容上沒有太大變化,教材內(nèi)容陳舊是主要問題之一;其二,計算機控制理論課程與實際脫節(jié),就理論講理論,內(nèi)容枯燥,不易理解;其三,很難能找到適應建筑類院校研究生培養(yǎng)的教材。
為此,對該課程進行了改革,取得了良好效果。
1.1 引進前沿技術
結合計算機控制技術的發(fā)展和最新成果,引入計算機控制研究的前沿技術,不斷更新教學內(nèi)容,使學生能學習掌握最新的知識和技術。
1.2 注重基礎教學
按照“基本原理-系統(tǒng)分析-系統(tǒng)設計”的思路講授課程,結合實例分析和實踐環(huán)節(jié),使學生掌握計算機控制系統(tǒng)基本原理、方法和技術,具備計算機控制系統(tǒng)的應用和設計能力。
1.3 反映智能建筑特色
結合智能建筑系統(tǒng)工程實例講授,使計算機控制理論與智能建筑系統(tǒng)設計融合,體現(xiàn)智能建筑技術特色。
1.4 重在能力培養(yǎng)
將計算機控制理論學習與工程案例分析、科研成果相結合,通過課堂討論、專題報告、專家教學、科研活動等實踐環(huán)節(jié)訓練,培養(yǎng)學生的實踐能力。
2 豐富教學內(nèi)容,滿足社會發(fā)展需求
2.1 收集相關資料,充實課程內(nèi)容
注意學科發(fā)展動態(tài),收集國內(nèi)外控制理論與控制工程的相關資料,特別是控制理論方面的有重要價值的論文、參考書籍及控制理論方面的原版教材,將計算機控制技術中最新、最先進的知識引入教學,大大充實了計算機控制理論與設計課程的教學內(nèi)容,擴大了學生的知識視野。
2.2 將科研成果引入教學
在課程講授的過程中結合科研工作研究成果,將科研中成功應用的計算機控制系統(tǒng)的工程實例開展案例教學,通過對計算機控制系統(tǒng)實例進行解剖分析,從硬件設計到軟件控制程序,從軟硬件接口電路到大系統(tǒng)連接,從常規(guī)的控制方法到先進的智能控制方法,結合實際系統(tǒng)設計中的經(jīng)驗,理論聯(lián)系實際,受到學生普遍歡迎。
3 改進教學方法,提高教學效果
3.1 改進教學模式,促進學生積極思考,激發(fā)創(chuàng)造性思維
建立以學生為主體、以教師為主導的基于探索和研究的教學模式。在課堂教學中,以國內(nèi)外典型計算機控制工程實例為載體,引導學生多方位、多角度地發(fā)現(xiàn)問題,有效地調(diào)動學生的學習積極性,激發(fā)學生的潛能;在課堂教學中鼓勵師生交流;啟發(fā)式教學,引導學生通過思考、分析和探索學習,鼓勵學生大膽質疑、獨立思考和創(chuàng)新思維。教學模式的改變,調(diào)動了學生學習的積極性,又激發(fā)了學生的創(chuàng)造性思維;開展研究型教學,開展學科前沿知識研討、理論難點研討、系統(tǒng)設計難點研討等專題討論。具體方法是:事先布置研討內(nèi)容,讓學生查閱資料,針對實際問題,闡述自己的觀點,每個研究主題指定主講述人,并進行專題研討,通過多媒體等現(xiàn)代化教學手段激發(fā)學生學習的興趣,通過與學生互動,包括課程介紹、圖片和錄像資料、系統(tǒng)實例分析等教學資料,進行深度思考。
3.2 案例教學收到良好效果
在課堂教學中,將基本理論、設計方法、實例分析等按模塊化進行歸類,采用模塊化教學分析方法,每章歸納出知識結構,從知識結構了解各個知識點之間的聯(lián)
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系,以及模塊中的各個知識單元到模塊與模塊之間的內(nèi)在聯(lián)系,深入淺出,由理論到工程應用,使學生易于掌握。
3.3 教學方法和手段的多樣化,提高了學生的學習興趣
深入實際:到中科院沈陽自動化所、科學家花園智能工程現(xiàn)場等單位進行現(xiàn)場教學。事先布置一些思考題,讓學生帶著問題學習,把課堂的理論知識和實踐知識有機地結合起來。請專家講解計算機理論在機器人控制、智能建筑中的應用技術,并通過現(xiàn)場的演示和實際操作,從理論到實踐,展示了計算機控制理論在實際對象中的應用情況,更真實、直觀,使學生更加真實地了解了計算機控制理論的重要性。
專家講座:聘請有智能建筑實際工作經(jīng)驗的專家到校內(nèi)做學術報告,做計算機控制技術發(fā)展國內(nèi)外發(fā)展狀況及計算機控制技術在智能建筑技術中的應用方面的報告,擴大了學生的知識視野開闊了學生的知識視野。
將現(xiàn)代技術與教材有機結合:現(xiàn)代技術與教材有機結合,形成立體化的教學環(huán)境。多媒體課件、網(wǎng)絡教學軟件、文字引導學生開展科研訓練,學生自主選題,搜集資料,開展科研訓練計劃,鼓勵研究生開展研究性學習,以鞏固學生課程所學知識,并使課堂教學與科學研究融為一體,激發(fā)他們的科研和創(chuàng)新熱情。
多種教學方式的融合:如課本文由收集整理堂討論教學與教師講授相結合,學科前沿知識與教材基本內(nèi)容相結合,理論與工程實際相結合,科研成果與教學內(nèi)容相結合,課堂教學與實踐教學相結合等,大大提高了講課效果。
(1)采用模塊分析方法,深入淺出。系統(tǒng)設計要結合科研工作實際,從理論到實踐,通過工程實例講述,使設計更貼近實際;(2)將抽象的理論描述轉化為形象化的描述。利用圖形、圖像信息資源使學生能夠盡可能的接近實際系,從而提高學生認知度和學習興趣。(3)在分析系統(tǒng)特性時,采用對比的分析方法,有助于學生深入理解各種分析方棕的特點、區(qū)別、適用條件及相互之間的關系。
3.4 理論聯(lián)系實際,培養(yǎng)學生的解決實際問題的能力
摘要:本文就智能家居在房屋建筑中的應用做了簡單探討,同時討論了智能家居在我國的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,以及當前我國智能家居發(fā)展存在的問題。介紹了有關樓宇智能化與家居智能化的構成與功能,同時討論了智能家居系統(tǒng)在“綠色建筑”中的應用,對于節(jié)約能源、綠色環(huán)保有著很大的貢獻。
關鍵詞:智能家居;智慧家庭;綠色建筑;智能化
1 引言
S著經(jīng)濟和科學技術的高速發(fā)展,越來越多的科技手段被應用到建筑中,各種風格的智能建筑慢慢興起。普通的建筑漸漸的無法讓當今的人們滿意,智能家居與建筑的結合使得許多人眼前一亮。一些互聯(lián)網(wǎng)科技公司更是開發(fā)許多智能家居的硬件,使得近幾年“智能家居”受到越來越多的人的關注,讓“智能家居”更是成為近些年的熱點話題。
2 智能家居簡介與發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 智能家居概述
智能家居是指智能系統(tǒng)管理總平臺連接控制家庭設施與日常安排事項的各個子系統(tǒng),在網(wǎng)絡通信與自動控制技術的載體上,實現(xiàn)在普通建筑中智能化的系統(tǒng)。智能家居可以通過這個系統(tǒng)能讓我們的生活更加科技感,更加智能。建筑中的智能家居的應用一般包含樓宇智能化(家居外部)與家居智能化(家庭內(nèi)部)。樓宇智能化提升了我們外部環(huán)境的質量,而家居智能化優(yōu)化了我們家居環(huán)境的狀況。
2.2 智能家居發(fā)展現(xiàn)狀與問題
智能家居的概念最早起源于1984年美國康涅迪格州出現(xiàn)的一座智能型建筑,它開創(chuàng)性的將智能控制技術與建筑設備相結合,通過計算機控制建筑設備進行控制,同時全天候顯示與監(jiān)測各個設備的信息。從此以后,世界各地如美國,日本,新加坡等都開始將智能化與信息化應用到建筑建設中,而智能家居系統(tǒng)成為了發(fā)展智能建筑中的重要方向。
我國在智能化發(fā)展的道路中存在了以下幾點問題:(1)關于智能家居的科學研究落后,實踐時沒有好的科學理論指導。(2)智能家居的市場并不十分開放,各廠家沒有統(tǒng)一標準的通訊協(xié)議,不能夠相互兼容。(3)沒有完全掌握用戶需求,還并沒有達到舒適安全且方便的要求。(4)承包商與施工、設計部門缺乏經(jīng)驗,并不能按照標準設計、施工、調(diào)試。
3 智能化系統(tǒng)的構成與功能
3.1 樓宇智能化系統(tǒng)概述與功能
在樓宇中應用網(wǎng)絡信息技術和智能控制技術,優(yōu)化建筑中的結構、系統(tǒng)、服務、管理,以此實現(xiàn)建筑的舒適性、綠色性和高效性。樓宇智能化系統(tǒng)對建筑物中的空調(diào)設備、熱源設備、給排水設備、照明設備、供配電設備實行24小時自動監(jiān)控和控制,實現(xiàn)集中管理。實現(xiàn)對辦公、通信、安全防范和建筑的自動化運行與控制。采用這種系統(tǒng)能大大提高工作效率,減少能耗,節(jié)省人力物力,提升樓宇的安全性與環(huán)境的舒適性。
3.2 家居智能化系統(tǒng)概述與功能
3.2.1 家居智能化系統(tǒng)構成
一套完整的智能家居系統(tǒng)應包含通信系統(tǒng),主控系統(tǒng),物理執(zhí)行終端,外網(wǎng)與內(nèi)網(wǎng)互聯(lián)的網(wǎng)關。主控系統(tǒng)如需要遠程控制在通信系統(tǒng)下下達指令,終端執(zhí)行運行。如手機通過wifi下達開啟空調(diào)命令,智能空調(diào)執(zhí)行開啟命令運行或者空調(diào)控制器讓空調(diào)開啟。各種傳感信息被各種各樣的傳感設施接收,然后就會自動引發(fā)對應的系統(tǒng)來控制命令。固然也能夠手動操控觸發(fā)控制命令,即使人在外地也能通過網(wǎng)絡遠程操控家居設備。
3.2.2 家居智能化系統(tǒng)功能
智能家居系統(tǒng)可以實現(xiàn)對諸如空調(diào)、電視、燈具、甚至是電飯煲等家用電器的控制。即使主人不在屋內(nèi),也可以遠程實現(xiàn)對家用電器的啟停與控制,極大的方便了用戶,提高了我們的生活質量。家居的安全防范是人們關注智能家居的最重要的功能。通過這項系統(tǒng)可以實現(xiàn)家庭現(xiàn)狀的監(jiān)控、自動報警、家庭成員的SOS求助和遠程醫(yī)療等功能。門磁探測、窗磁探測、煙霧報警器、可燃氣體報警器、戶內(nèi)報警裝置、安防監(jiān)控功能。此系統(tǒng)可以與手機或者電腦等智能終端相連接,當出現(xiàn)異常狀況時常,自動推送到終端提示消息,提醒家庭成員注意查看異常狀況。這樣就算人們在外面,即使相隔幾千里也能隨時看到家里的實時狀況,可以做到未雨綢繆。WIFI的發(fā)展促進了科技的進步,許多智能終端在WIFI的作用下都能實現(xiàn)它不可思議的功能。手機基于WIFI下能變身遙控器控制電視調(diào)節(jié)頻道,還可以當做游戲手柄玩游戲。當在外突然發(fā)現(xiàn)有一部想要看的電影,你可以通過智能路由器將這些影片一鍵離線下載至路智能路由器自帶的存儲空間,回到家里我們就能用智能終端欣賞到視頻,省下又要下載的等待時間。
4 智能家居在“綠色建筑”中的應用
4.1 “綠色建筑”概述
“綠色建筑”指從建筑的選址、設計、施工、操作、維修、改造、拆除過程中,在保證的質量的前提下,以最大程度節(jié)省資源,減少環(huán)境污染,是一類使用過程環(huán)保和資源節(jié)約型的建筑。它的內(nèi)部耗能是高效的,不浪費能源的,它融入周圍環(huán)境,與大自然和諧共處。它的“綠色”不是指一般含義的綠化,它是對環(huán)境的保護,具有可持續(xù)發(fā)展,生態(tài),環(huán)保等特點。而智能家居本身就具有低碳性,在燈光智能控制、智能用電、空氣檢測等等都具有很高的節(jié)能效果,因此智能家居是綠色建筑的有力幫手。
4.2 智能家居的“綠色”應用
智能家居可以將家中的用電設備如空調(diào)、熱暖器、加濕器物聯(lián)起來,當溫度、濕度到達我們設定的數(shù)值時,家用電器可以自動的休眠或者關閉,物盡其用的使用電器,從而能大大的節(jié)約電量、降低能耗。在智能、方便的同時,還能過上低碳生活。將傳感技術引入智能家居,室內(nèi)空氣污染包括裝修材料污染和呼出氣體污染,可以通過空氣質量監(jiān)控傳感器對室內(nèi)的空氣質量狀況進行實時的檢測,塑造舒適、清新、怡人的居家環(huán)境。當某項空氣超標對人體有害時,系統(tǒng)會自動打開通風系統(tǒng)與窗戶,同時向家庭成員的手機推送環(huán)境污染危機信息?!熬G色建筑”建造時期應該合理考慮使用天然能源,像太陽能、風能、水能等等,結合智能家居系統(tǒng)的調(diào)配與控制,這樣可以使我們的建筑更加低碳環(huán)保且合理利用資源。
5 智能家居的前景展望
隨著人們生活水平的提高、電子及信息化技術的發(fā)展,越來越多的科技手段被應用到建筑中,各種類型的智能建筑慢慢興起。由于智能家居系統(tǒng)有著高效、方便和智能等等的優(yōu)點,無疑讓智能家居的開發(fā)與建設成為以后房屋建筑必須具備的。物聯(lián)網(wǎng)的誕生對推動智能家居的發(fā)展具有重要的作用。它使得現(xiàn)在當今的任何事物都能夠交互,在家庭實現(xiàn)信息化的道路中是一個很好的切入點。我國一直在倡導可持續(xù)發(fā)展,而智能家居在綠色環(huán)保方面優(yōu)勢非常明顯,它能夠降低能耗,因此發(fā)展智能家居的前景非常廣闊。國家智慧城市試點名單的披露在國內(nèi)迅速度興起一股“智慧城市”建設熱潮,多個城市開始把智慧城市當作未來城市發(fā)展藍圖來打造。
6 結語
隨著經(jīng)濟與科技的發(fā)展,智能家居的出現(xiàn)有它的合理性。它提高了人們的生活質量,給人們的生活帶來了極大的便利,成為了人們的好幫手。但是我國的智能家居市場不規(guī)范且沒有統(tǒng)一的標準,還有很多不足之處,因此我國尚處于發(fā)展的初級階段。我們應學習西方的先進技術,努力研發(fā)屬于我們自己的技術,讓中國創(chuàng)造的產(chǎn)品變成中國質造。讓國產(chǎn)品牌逐步站穩(wěn)市場,打敗國外品牌。相信以后的智能家居會走進越來越多的家庭,更多的樓宇會采用智能家居系統(tǒng),人們會越來越喜歡使用它。
參考文獻:
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