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論文摘要:本文對機械自動化的產(chǎn)生及在我國的現(xiàn)狀做了概述,在此基礎(chǔ)上探索了我國機械自動化的發(fā)展之路。
引言
機械自動化,主要指在機械制造業(yè)中應(yīng)用自動化技術(shù),實現(xiàn)加工對象的連續(xù)自動生產(chǎn),實現(xiàn)優(yōu)化有效的自動生產(chǎn)過程,加快生產(chǎn)投入物的加工變換和流動速度。機械自動化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展,是機械制造業(yè)技術(shù)改造、技術(shù)進(jìn)步的主要手段和技術(shù)發(fā)展的主要方向。機械自動化的技術(shù)水準(zhǔn),不僅影響整個機械制造業(yè)的發(fā)展,而且對國民經(jīng)濟各部門的技術(shù)進(jìn)步有很大的直接影響。
一、機械自動化的產(chǎn)生
機械自動化技術(shù)從上個世紀(jì)20年代首先在機械制造冷加工大批量生產(chǎn)過程中開始發(fā)展應(yīng)用,上世紀(jì)60年代后為適應(yīng)市場的需求和變化,為增強機械制造業(yè)對市場靈活快速反應(yīng)的能力,開始建立可變性自動化生產(chǎn)系統(tǒng),即圍繞計算機技術(shù)的柔性自動化。它是在制造系統(tǒng)不變或變化較小的情況下,機器設(shè)備或生產(chǎn)管理過程通過自動檢測、信息處理、分析判斷自動地實現(xiàn)預(yù)期的操作或某種過程,并能夠自動地從制造一種零件轉(zhuǎn)換到制造另一種不同的零件。社會實踐證明,這種定義下的制造系統(tǒng)自動化與當(dāng)代大多數(shù)企業(yè)的實際不相容。目前,世界各國的機械自動化水準(zhǔn)除少數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國家的某些生產(chǎn)部門外,大多數(shù)還處于操作階段的自動化。我國也不例外,需要循序漸進(jìn),不斷努力,創(chuàng)造條件,向自動化的高級理想階段邁進(jìn)。
二、我國機械自動化的現(xiàn)狀
機械自動化技術(shù)從上個世紀(jì)20年代開始發(fā)展應(yīng)用以來,已經(jīng)得到了迅速的發(fā)展,特別是近年來計算機的高度集成化,開始采用了計算機集成制造系統(tǒng),大大加快了機械自動化的發(fā)展,但我國仍處于初級操作階段的自動化。目前,世界各國的機械自動化水準(zhǔn)除少數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國家的某些生產(chǎn)部門外,大多數(shù)還處于操作階段的自動化。我國也不例外,我國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次低。我國機械制造業(yè)目前有11.4萬個企業(yè),發(fā)展很不平衡,有大量落后于現(xiàn)代水準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè),大部分企業(yè)還比較落后,手工勞動占有相當(dāng)?shù)谋戎?,我國能獨立開發(fā)現(xiàn)代機械自動化技術(shù)的企業(yè)可以說沒有;我國機械制造業(yè)企業(yè)中自動化裝備少、水準(zhǔn)低,不僅在數(shù)量上同世界先進(jìn)國家有較大差距,而且在品種上、質(zhì)量上、使用上,同世界先進(jìn)水準(zhǔn)也存在階段性差距。實現(xiàn)我國機械自動化技術(shù)是一個長期的過程,不可能一蹴而就。需要循序漸進(jìn),不斷努力,創(chuàng)造條件,向自動化的高級理想階段邁進(jìn)。當(dāng)前,我國還處在社會主義初級階段,經(jīng)濟、財力、生產(chǎn)力水準(zhǔn)、國民素質(zhì)等,與世界主要國家的差距是很大的;我國有豐富的勞動力資源,每年城鎮(zhèn)新增就業(yè)人口達(dá)兩千多萬,且今后每年的就業(yè)人數(shù)還會增加。機械自動化最大限度地提高勞動生產(chǎn)率,勞動力的過剩和分工的轉(zhuǎn)移就是一個現(xiàn)實問題。
三、我國機械自動化發(fā)展之路探索
(一)結(jié)合生產(chǎn)實際發(fā)展機械自動化技術(shù)
先進(jìn)制造技術(shù)的全部真諦在于應(yīng)用。發(fā)展機械自動化技術(shù),應(yīng)以企業(yè)的生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的實際需要及具體條件為導(dǎo)向。只有對合適的產(chǎn)品采用與之相適應(yīng)的自動化方式進(jìn)行生產(chǎn),才能收到良好的技術(shù)經(jīng)濟效益和社會經(jīng)濟效益。我國發(fā)展機械自動化技術(shù),應(yīng)結(jié)合實際,注重實用,即對國民經(jīng)濟產(chǎn)生實際效益。那種盲目搞自動化、搞自動線的做法,全年生產(chǎn)任務(wù)只需1~2個月就完成的低負(fù)荷率生產(chǎn)也要搞的傾向應(yīng)當(dāng)糾正,對國民經(jīng)濟不產(chǎn)生顯著促進(jìn)、效率低下的要緩搞。我們要的是效益,而不單純是速度。國產(chǎn)造型生產(chǎn)線因產(chǎn)品質(zhì)量差、可靠性低、實用性差,開工率一般僅在50%~60%。而能在生產(chǎn)中長期服役的主力生產(chǎn)線很少,像第一汽車制造廠的01線、第二汽車制造廠的BMD線等具有全年開工業(yè)績的線更是鳳毛麟角。這種現(xiàn)象不屬偶然或局部,而是帶有普遍性。據(jù)調(diào)查,我國引進(jìn)的弧焊機器人,完全正常運轉(zhuǎn)、充分發(fā)揮效益的只占1/3;另外1/3處于負(fù)荷不滿或不能完全正常運轉(zhuǎn)狀態(tài);還有1/3不能正常使用,直接影響了用戶使用更多機器人的信心。(二)發(fā)展投資少、見效快的低成本自動化技術(shù)
發(fā)展低成本自動化技術(shù),潛力大,前景廣,投資省,見效快,提高自動化程度,可以收到事半功倍的經(jīng)濟效果,適合我國現(xiàn)階段的發(fā)展需要和國情。美國麻省理工學(xué)院提出的精節(jié)生產(chǎn)LP模式,就是以最小的投入,取得最大的產(chǎn)出的具體表現(xiàn)。日本豐田公司采用適時生產(chǎn)JIT、全面質(zhì)量管理TQC和成組技術(shù)GT、彈性作業(yè)人數(shù)和尊重人性為支柱的精節(jié)生產(chǎn)方式,使自動化程度不高的工廠取得了良好的效益。芬蘭NOKOAData機工廠的組裝車間內(nèi)擁有一條能制造286、386和486微機的靈活生產(chǎn)線,它并不完全由自動化設(shè)備組成,中間穿插著借助計算機指導(dǎo)的人工參與,將高新技術(shù)與原有工藝基礎(chǔ)巧妙靈活地結(jié)合在一起,從而使這種生產(chǎn)線的造價較低,同時卻具有柔性制造系統(tǒng)的性能。實際上精節(jié)生產(chǎn)本身就意味著從國情和企業(yè)實際情況出發(fā),借鑒國外發(fā)展機械制造業(yè)低成本自動化技術(shù)的經(jīng)驗是有益的。我國機械制造業(yè)各企業(yè)有大量的通用設(shè)備,在發(fā)展現(xiàn)代機械自動化技術(shù)時,若以原有的設(shè)備為主,合理調(diào)整機床布局,添加少量的數(shù)控設(shè)備,引入CAD/CAM技術(shù),就能充分發(fā)揮計算機自動化管理的優(yōu)勢和人的創(chuàng)造性,共同構(gòu)成一個以人為中心、以信息自動化為先導(dǎo)、樹立自主的單元化生產(chǎn)系統(tǒng),為我國機械制造業(yè)自動化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用提供了一條投資少、見效快、效益高、符合我國國情的機械自動化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用新途徑。
(三)注重配套發(fā)展機械自動化技術(shù)
現(xiàn)代自動化技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用就是在控制理論的指導(dǎo)下,對生產(chǎn)的物流和人的作用進(jìn)行綜合的研究,涉及到機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制理論和計算機技術(shù)等。發(fā)展機械自動化技術(shù),必須主要地關(guān)注電子學(xué)、電子計算機技術(shù)、零件檢測和機床裝料自動化,廣泛采用程序數(shù)控機床,以及研制高效的和可靠的自動化生產(chǎn)線、計算機應(yīng)用于生產(chǎn)的信息系統(tǒng)和自動化控制系統(tǒng)等。發(fā)展應(yīng)用機械自動化技術(shù),要扎扎實實地抓好自動化技術(shù)應(yīng)用項目的基礎(chǔ)工作和從實際出發(fā)的推廣應(yīng)用工作,既要發(fā)展主機,也要配套發(fā)展自動化元件及控制系統(tǒng)??删幊炭刂破鳌⑽⑻幚頇C、各種傳感器、新型刀具、控制系統(tǒng)及系統(tǒng)軟件、電子計算機等,這些都將是今后機械自動化的主要技術(shù)基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]馬志平.機械自動化的未來與現(xiàn)狀[M].北京:機械工業(yè)出版社,2003.5.
在這個過程中,還可以對電力用戶進(jìn)行管理,在對方進(jìn)行有不一樣的需要的時候,供電公司還可以進(jìn)行相應(yīng)的進(jìn)行調(diào)教,這樣就能滿足用戶的要求,對電力公司進(jìn)行帶來了了很好的經(jīng)濟效益,這樣還能滿足不一樣客戶的需要,這樣實現(xiàn)了社會效益,保證和諧社會的構(gòu)建。在監(jiān)控過程中,配電自動化系統(tǒng)能何以在計算機的幫助下,進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,在出現(xiàn)各種矛盾的時候,就能在第一時間進(jìn)行解決,這樣對問題進(jìn)行排除和解決,就能安全生產(chǎn),這樣可以讓供電自動化系統(tǒng)進(jìn)行安全可靠的進(jìn)行工作,從而保證了自動化系統(tǒng)的正常運行。配電自動化系統(tǒng)就是對配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實時遠(yuǎn)程監(jiān)控,這樣就能在第一時間知道配電網(wǎng)絡(luò)是否出現(xiàn)問題,然后出現(xiàn)問題之后該怎么在第一時間知道問題的存在地方,然后還能通過解決問題,就能對配電網(wǎng)進(jìn)行很好的監(jiān)視,然后就會優(yōu)化電網(wǎng)的運行方式。這樣就可以提高電力供應(yīng)質(zhì)量,降低線路的損耗,提高電網(wǎng)的使用效率。為了企業(yè)可以增強經(jīng)濟效益。同時也能為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)。
2配電網(wǎng)自動化技術(shù)存在的問題
2.1配電自動化系統(tǒng)中控制端主站功能不匹配在現(xiàn)階段,配電網(wǎng)還處于試運行階段,可想而知,就會遇到很多問題。就像在控制端主站功能是不能和各種系統(tǒng)相完善和匹配。在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)和設(shè)備不是很完善的時候,同時還有技術(shù)也不是很先進(jìn),在設(shè)計理念上不能很好的進(jìn)行滿足自動化系統(tǒng)中的控制主站的使用過程中,不能因時而異,就會出現(xiàn)過于追求新的設(shè)備等問題的出現(xiàn),這樣就會出現(xiàn)新老設(shè)備的交替使用問題,就會忽略最為重要的問題,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不夠玩唄,同時系統(tǒng)之間的滿足程度上也不能很好的配合,就不能保證一個系統(tǒng)的整體,這樣就很難發(fā)揮系統(tǒng)的整體效果。這樣還有可能遇到不匹配的問題,這樣控制端和主站之間的通信通道不能暢通無阻,這樣就會無法發(fā)揮系統(tǒng)自動化的作用。
2.2配電自動化系統(tǒng)中存在信息孤島現(xiàn)象在目前階段,我們國家的配電自動化還是處于一個初級階段,可以想象里面出現(xiàn)的問題還是很多的,就像是信息孤島現(xiàn)象的存在。所謂信息孤島現(xiàn)象就是只得是在計算機不能實時監(jiān)控的情況下,信息上傳的問題不能進(jìn)行準(zhǔn)確的進(jìn)行上傳,將信息不能實時的分析,這樣在出現(xiàn)問題的時候就不能很好的解決了,這就是信息孤島現(xiàn)象。這樣由于配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的可靠性不是這樣高,就會造成資源的浪費,這樣在投資很大的情況下,不能得到很好的回報,這樣在加上自動化系統(tǒng)中的計算機的利用不是很合理,就會出現(xiàn)各種各樣不能在一個平臺上進(jìn)行工作,就會出現(xiàn)了各種各樣的問題,不能有明確的規(guī)范準(zhǔn)則,這樣在設(shè)計方向上很難有一個確定的方向,這樣就會阻止了配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的發(fā)展。
3配電系統(tǒng)自動化技術(shù)的要求
3.1實時監(jiān)測和控制在配電系統(tǒng)的自動化技術(shù)方面,對于實時監(jiān)測有著相關(guān)要求,要求在檢測末端能夠?qū)崟r了解到各線路的電壓、運輸功率等數(shù)據(jù),這就要求,自動化系統(tǒng)能夠自主的對各母線的線路不同路段進(jìn)行監(jiān)控,掌握相關(guān)的數(shù)據(jù)需求,及時獲知用戶的電路運行狀況和電表計的信息值,從而能夠根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷,技術(shù)對有故障的部分進(jìn)行修復(fù),從而使配電網(wǎng)準(zhǔn)確無誤的運行,維護用戶及工作人員的安全。
3.2故障控制在配電網(wǎng)的運行過程中,極有可能會發(fā)生這樣或是那樣的故障,因此,故障控制系統(tǒng)必不可失。一旦配電系統(tǒng)發(fā)生故障,經(jīng)過故障控制系統(tǒng)的控制,會將故障設(shè)備以及故障所涉及的用戶區(qū)降到最少,使非故障區(qū)的用戶能夠盡快恢復(fù)用電,從而將電網(wǎng)損失降到最低,將用戶損失降到最低。在電力系統(tǒng)中發(fā)生瞬間故障時,故障保護系統(tǒng)會利用繼電保護和自動合閘等保護措施,及時的對故障區(qū)進(jìn)行保護,從而以最快的速度消除故障并且恢復(fù)用戶區(qū)供電。而對于永久性的線路故障,故障防護系統(tǒng)會自動將出現(xiàn)故障的母線換接到?jīng)]有故障的其他線路當(dāng)中,從而盡快將線路故障區(qū)的用電恢復(fù),并且將設(shè)備損傷降到最小,如此,也為工作人員贏得了設(shè)備搶修的時間,最大限度的降低了安全問題的產(chǎn)生幾率。
4結(jié)束語
隨著我國的數(shù)字電子技術(shù)的深入發(fā)展,為了適應(yīng)動畫市場的需求,在數(shù)字電子技術(shù)的基礎(chǔ)上加強了三維動畫技術(shù)的運用。在三維動畫設(shè)計中,主要是靜與動的結(jié)合,將動畫生動形象化,運動賦予動畫更多的藝術(shù)感染力是動畫設(shè)計的本質(zhì),而動畫是運動的一個基礎(chǔ),是運動藝術(shù)表現(xiàn)的一種形式。動畫設(shè)計的本質(zhì)就是將畫面以動態(tài)的形式表現(xiàn)出來。簡而言之,動畫設(shè)計包括兩個方面,動態(tài)的畫面以及動與靜相結(jié)合的畫面。隨著動畫設(shè)計技術(shù)的提高,改變了傳統(tǒng)的動畫設(shè)計形式,將每一副畫面以動態(tài)的形式表現(xiàn)出來,真正意義上賦予畫面動態(tài)感和形象感,提高動畫的藝術(shù)表現(xiàn)力。隨著三維動畫設(shè)計技術(shù)的逐漸成熟,數(shù)字藝術(shù)設(shè)計中的動畫設(shè)計采用和傳統(tǒng)的動畫設(shè)計相同的原理,運用計算機技術(shù)和相關(guān)的設(shè)計技術(shù),實現(xiàn)動畫的設(shè)計與制作,在基本原理相同的情況下,加強技術(shù)的改革與完善,從本質(zhì)上提高了動畫設(shè)計的表現(xiàn)效果。數(shù)字藝術(shù)電子技術(shù)的利用為動畫設(shè)計提供了一個新的發(fā)展方向和表現(xiàn)形式,滿足了設(shè)計者對動畫的更多的主觀思想的表達(dá),提高了動畫設(shè)計的光影、畫面、紋理、運動等各個方面的表達(dá)效果,實現(xiàn)動畫設(shè)計一個新的飛躍。在三維動畫設(shè)計的過程中,運用數(shù)字電子技術(shù)建立一個真實的三維空間場景,使動畫設(shè)計更加的形象化和生動化。在數(shù)字電子技術(shù)日趨成熟的今天,很多先進(jìn)的運動原理被引入了三維動畫設(shè)計軟件,這些設(shè)計者在設(shè)計三維動畫時,根本不需要設(shè)計每一幀畫面。只需要設(shè)計好動畫之間的連接點,滿足動畫的自動轉(zhuǎn)化,從而形成動態(tài)的畫面。這種技術(shù)方法有效的提高了設(shè)計效率,并且使畫面之間的銜接自然、流暢,形成一個整體動態(tài)畫面的感覺。通過三維動畫設(shè)計軟件,將靜態(tài)的畫面先設(shè)計出來,然后運用運動學(xué)的理論,設(shè)計出關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點的畫面,最后從整體的畫面表達(dá)出發(fā),達(dá)到三維動畫效果。
二、數(shù)字藝術(shù)設(shè)計中三維動畫設(shè)計的應(yīng)用分析
1.廣告三維動畫設(shè)計三維動畫設(shè)計最主要的一種類型就是廣告三維動畫設(shè)計,以商業(yè)化廣告為目的,利用多媒體技術(shù),豐富廣告內(nèi)涵,提高廣告的表現(xiàn)力,從而吸引消費者,引導(dǎo)購物。廣告三維動畫設(shè)計具有很強的目的性,時間短,但是所要展示的內(nèi)容卻要有針對性,能夠吸引人、感染人,實現(xiàn)商業(yè)化廣告效果。所以在廣告三維動畫設(shè)計中一般為了將廣告內(nèi)容更加的形象化、生動化、具體化,往往采用多種特效技術(shù),如:粒子效果、濾鏡效果等,將廣告動畫美化,提高廣告動畫的表現(xiàn)力和吸引力,達(dá)到引導(dǎo)消費者消費的目的。
2.影視三維動畫設(shè)計影視三維動畫設(shè)計主要是與影視相結(jié)合,將影視作品殊的鏡頭和畫面通過三維動畫設(shè)計合并成影片需要的特效。隨著影視制作技術(shù)和設(shè)備不斷提高和完善,人們對影視動畫的要求也越來越高。在影視作品中為了能夠有效的提高特殊鏡頭的感染力,給人以更大的視覺沖擊和巨大的視覺震撼,提高影視作品的藝術(shù)性。在影視作品制作中采用三維動畫設(shè)計,結(jié)合多種多媒體軟件,使影片發(fā)揮最大的表現(xiàn)力,以達(dá)到特殊的影視效果。利用三維動畫設(shè)計,影視動畫的展現(xiàn)將更加的真實,更能夠促動觀眾的情感,為影視作品提供更多的展示平臺,實現(xiàn)影視作品的真實化,給人以更廣闊的視覺享受空間。
3.游戲三維動畫設(shè)計游戲本身就是一個絢爛的,跳躍的,豐富的場景和畫面,游戲不同于一般的影視作品,具有真實存在的人,而是一個完全虛擬的平臺。三維動畫設(shè)計在游戲的開發(fā)設(shè)計中起著關(guān)鍵性的作用。游戲中的場景、人物、活動等都是通過三維設(shè)計制作的。利用三維技術(shù),將游戲中的人物、場景生動形象化,利用環(huán)境效果,運動效果等特效,構(gòu)成一個虛擬卻真實的世界,從而使游戲更加的吸引人,使游戲者在游戲中感受到樂趣。
4.工業(yè)三維動畫設(shè)計三維設(shè)計運用在每一個所需要的行業(yè)中都發(fā)揮著巨大的作用,在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域,三維動畫仍然起著十分重要的作用。利用三維動畫技術(shù)將工業(yè)的設(shè)計以立體的、空間的形式表現(xiàn)出來,能夠完整的、真實的模擬工業(yè)設(shè)計的流程和布局,這樣就能更加簡單的觀察設(shè)計中存在的不合理的地方,能夠有效的調(diào)整方案規(guī)劃設(shè)計,使工業(yè)設(shè)計流程布局更加的合理化和科學(xué)化,這樣就有效的減少了工業(yè)施工過程中存在的問題,提高了工業(yè)的成功率,有效的節(jié)約了時間。
5.建筑三維動畫設(shè)計建筑三維動畫設(shè)計與上述工業(yè)三維動畫設(shè)計類似,都是利用三維動畫技術(shù),將建筑進(jìn)行全方位的展示,提高建筑設(shè)計的效果。三維動畫設(shè)計技術(shù)將想象變?yōu)楝F(xiàn)實,以有限的視覺設(shè)計效果展示無限的設(shè)計空間。在未來建筑設(shè)計要求不斷增加的前提下,為了節(jié)約建筑成本,減少建筑施工過程中存在的問題,就必須將三維動畫設(shè)計具體的應(yīng)用在建筑設(shè)計中,以三維動畫技術(shù)展示建筑設(shè)計的空間效果圖,使人們能夠更加全面的、立體的感受整個建筑的整體效果,提高建筑價值。
6.機械設(shè)計中的三維動畫機械設(shè)計中的三維動畫能夠有效的將機械的各個部分以及各個零件的運動關(guān)系,通過電腦真實的、客觀的表現(xiàn)出來,使其能夠從整體上把握機械設(shè)計,還能較快發(fā)現(xiàn)機械在細(xì)微之處存在的不足,并加以更正,避免了生產(chǎn)出產(chǎn)品后再進(jìn)行更正,節(jié)省了大量的原料和時間,提高了生產(chǎn)效率。在機械設(shè)計中運用的三維動畫,要掌握相關(guān)的軟件,電腦系統(tǒng)配置要高,要滿足軟件的運行。在機械設(shè)計中的三維動畫的創(chuàng)造是有步驟,分過程進(jìn)行的,一般而言主要分為三個部分:第一,動畫編導(dǎo)。它是機械設(shè)計的一個前期的準(zhǔn)備工作。首先,設(shè)計人員對產(chǎn)品進(jìn)行大致的一個三維模擬,將回路中的線路設(shè)計成場景,展示產(chǎn)品流程原理。其次,最重要的,單個的裝置可以按照準(zhǔn)備好的路徑運行,在電腦上面放大檢測,觀察其運行情況。最后,合理的配置相關(guān)的配件,掌握好它們之間的工作原理,使整個流程更加的快速、順暢。動畫編導(dǎo)需要掌握相應(yīng)的知識和技術(shù),能夠靈活的運用軟件設(shè)備,有效的減少機械設(shè)計中的錯誤和偏差,提高機械設(shè)計的合理性。第二,資料收集。資料收集的途徑有很多種,如:網(wǎng)上查閱、圖書館等。主要收集的都是機械設(shè)計相關(guān)的內(nèi)容和設(shè)備,如:收集路徑、機械設(shè)備,基本流程、三維幾何尺寸等。提高機械設(shè)計的效率。第三,建立模型。一般而言建立模型也分為設(shè)計水平不高的產(chǎn)品和設(shè)計難度系數(shù)大的產(chǎn)品。前者建立模型的方法有很多種,并且都簡單易操作。但是對于后者模型的建立就必須貼近原產(chǎn)品,模型建立難度大、時間長。下面主要就設(shè)計難度大的產(chǎn)品模型建立提出集中方法:第一種方法:創(chuàng)建實體模型,通過微調(diào)相關(guān)的比例修改產(chǎn)品尺寸,準(zhǔn)確的把握好尺寸大小,抓住關(guān)鍵點建立基礎(chǔ)模型。第二種方法:通過函數(shù)程序在客戶端應(yīng)用程序中創(chuàng)建對象,然后再分別創(chuàng)建一些子對象,最后通過這些子對象來完成實體的構(gòu)建和編輯。編輯完成后再保存結(jié)果與原模型進(jìn)行對比。在創(chuàng)建子對象以及對于實體的構(gòu)建和編輯都可以通過軟件內(nèi)部的宏功能輕松的實現(xiàn)。這種方法相對比較省時省力,適合創(chuàng)建一些結(jié)構(gòu)單一、建模步驟較多的零部件。但是如果所需要創(chuàng)建的模型需要很多宏的時候,就比較容易出現(xiàn)差錯。
三、數(shù)字藝術(shù)設(shè)計中三維動畫設(shè)計過程
在數(shù)字藝術(shù)設(shè)計中設(shè)計三維動畫,第一步要先確定動畫腳本,建立模型;第二步要制定出三維動畫的材質(zhì)貼圖,設(shè)定好光源和攝像機后,加入一些三維動畫的特用效果,進(jìn)行調(diào)試;第三步是輸出三維動畫設(shè)計,進(jìn)行后期合成。數(shù)字藝術(shù)設(shè)計中的三維動畫設(shè)計過程和傳統(tǒng)的動畫設(shè)計方法有著很大的區(qū)別,數(shù)字藝術(shù)設(shè)計中的三維動畫設(shè)計主要以數(shù)字電子技術(shù)為基礎(chǔ),利用多種設(shè)計軟件,實現(xiàn)三維動畫設(shè)計的快捷化、科技化發(fā)展,極大地改變了我們的工作方式。隨著數(shù)字電子技術(shù)的快速發(fā)展,三維動畫設(shè)計在各個領(lǐng)域的作用顯得越來越重要。三維動畫設(shè)計主要利用數(shù)字電子技術(shù),以多種設(shè)計軟件為平臺,讓文字、圖像、音頻等藝術(shù)元素進(jìn)行完美結(jié)合,為不同的行業(yè)提供或虛擬或真實的三維動畫場景,衍生了數(shù)字藝術(shù)設(shè)計產(chǎn)業(yè)。
電網(wǎng)調(diào)度自動化,簡單來說,就是運用現(xiàn)代自動化技術(shù),對電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)度和管理。電網(wǎng)調(diào)度自動化是電力系統(tǒng)自動化的重要組成部分,也是非常關(guān)鍵的內(nèi)容。在我國,根據(jù)實際情況,對電網(wǎng)調(diào)度進(jìn)行了相應(yīng)的等級劃分,由低到高依次為縣級電網(wǎng)調(diào)度、地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度、省級電網(wǎng)調(diào)度、大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度以及國家電網(wǎng)調(diào)度。以縣級電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)為例,其基本結(jié)構(gòu)如下:在電網(wǎng)調(diào)度自動化中,計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是最為關(guān)鍵的部分,其與服務(wù)器、工作站、顯示器、變電站終端設(shè)備等在計算機系統(tǒng)的連接下形成了一個相對統(tǒng)一的整體,構(gòu)成了電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)。在實際應(yīng)用中,電網(wǎng)調(diào)度自動化所涉及的方面是非常廣泛的,不僅需要對電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集,還需要對電網(wǎng)運行中的安全性和可靠性進(jìn)行有效評估,更需要對整個電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)和負(fù)荷能力進(jìn)行預(yù)測,而這些功能的實現(xiàn),都離不開計算機系統(tǒng)的支持。不同等級的電網(wǎng)調(diào)度對于計算機系統(tǒng)的需求也存在很大的差異,對于級別相對較低的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng),可以選擇PC機作為服務(wù)器或者工作站;而對于級別相對較高的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng),由于電網(wǎng)容量更大,結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,對于計算機系統(tǒng)的需求也較高,需要選擇更加先進(jìn)的計算機技術(shù)以及更加可靠的軟件支撐。
2.智能電網(wǎng)技術(shù)
智能電網(wǎng)的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下:智能電網(wǎng)技術(shù)可以說是計算機技術(shù)與電力系統(tǒng)自動化技術(shù)有效結(jié)合的最佳范例,其中涵蓋著相當(dāng)多的技術(shù),不僅電網(wǎng)的調(diào)度需要依靠智能電網(wǎng)技術(shù)對全局進(jìn)行控制,而且智能電網(wǎng)技術(shù)同時也覆蓋了發(fā)電、輸變電、配電、調(diào)度等環(huán)節(jié),計算機技術(shù)也隨之深入到了電網(wǎng)運行的各個環(huán)節(jié)。在智能電網(wǎng)中,計算機技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在穩(wěn)定控制系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)、柔流輸電等方面,而正是由于計算機技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展,才使得智能電網(wǎng)技術(shù)變得突飛猛進(jìn)。從目前來看,我國構(gòu)建智能電網(wǎng)的主要目標(biāo)之一,就是利用現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行電網(wǎng)的建設(shè)。而在這個過程中,必然需要計算機技術(shù)的支持。首先是通信系統(tǒng),利用現(xiàn)代通信技術(shù),智能電網(wǎng)可以更好的對電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、傳輸和保護,需要電網(wǎng)建設(shè)人員的重視。在智能電網(wǎng)中應(yīng)用通信系統(tǒng),可以對電網(wǎng)的功能進(jìn)行擴展,提升電網(wǎng)對于風(fēng)險的抵抗能力,保障電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。同時,用戶也可以通過通信系統(tǒng),對智能電網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行訪問,對電力相關(guān)的問題進(jìn)行實時在線咨詢,實行用戶與供電企業(yè)之間的良好溝通。其次是信息管理系統(tǒng),其同樣是智能電網(wǎng)的重要組成部分,同樣是以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建起來的。信息管理系統(tǒng)的功能主要是對信息的采集、處理、集成和顯示,保障信息安全。信息管理系統(tǒng)在智能電網(wǎng)中的作用是非常重要的,例如,信息的采集和處理可以實現(xiàn)對各種信息的記錄、歸類、總結(jié),方便人們進(jìn)行查詢;信息的集成可以有效提高智能電網(wǎng)的信息處理能力;信息顯示可以為用戶提供了解電網(wǎng)運行情況的平臺;對于信息安全的保障則能夠避免用戶信息的泄露,使得用戶的權(quán)益得到更好的保障。然后是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?,未來智能電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)必然是向著穩(wěn)定性強、靈活性高的方向發(fā)展,而我國能源分布不均勻的情況使得發(fā)電區(qū)域和用電區(qū)域相距甚遠(yuǎn),電力在傳輸過程中會出現(xiàn)大量的損耗。對此,我國在電力網(wǎng)絡(luò)中加強了對于計算機技術(shù)的應(yīng)用,通過直流聯(lián)網(wǎng)工程等項目,對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化和調(diào)整,從而有效確保了電網(wǎng)的經(jīng)濟高效運行。
3.變電站自動化
在電力系統(tǒng)中,變電站以及相關(guān)輸配電線路的主要功能是方便供電企業(yè)與電力用戶的相互溝通和聯(lián)系。在應(yīng)用計算機技術(shù)前,供電企業(yè)與電力用戶之間的信息傳遞通常都是由人工方式進(jìn)行,不僅效率低下,而且存在很大的滯后性。建設(shè)變電站自動化系統(tǒng),融合計算機技術(shù),可以極大地提高信息反饋效率,加強對于變電站的監(jiān)控和管理,保證變電站的安全穩(wěn)定運行。變電站自動化系統(tǒng)如下圖所示:在不斷的發(fā)展過程中,借助于計算機技術(shù),變電站逐漸實現(xiàn)了自動化運行和管理,二次設(shè)備也開始朝著數(shù)字化的方向發(fā)展,并且隨著計算機技術(shù)的不斷深入,還將實現(xiàn)變電站的網(wǎng)絡(luò)化和集成化。變電站自動化系統(tǒng)的出現(xiàn),一方面,可以有效簡化變電站的操作流程,實現(xiàn)無人值守,另一方面,也可以促進(jìn)電網(wǎng)調(diào)度自動化的有效實現(xiàn),必須得到電力技術(shù)人員的充分重視。
4.結(jié)語
1.1電子技術(shù)的發(fā)展電子學(xué)原理是電子技術(shù)的基礎(chǔ),通過設(shè)計和制造具備特殊功能的電路元件來解決實際問題,信息電子技術(shù)和電力電子技術(shù)是電子技術(shù)的兩大分支。電子技術(shù)自十九世紀(jì)末起源,經(jīng)歷了二十世紀(jì)漫長的的發(fā)展,逐漸形成了一套完整的技術(shù)體系,成為近代科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志之一。電子技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了整流器時期、逆變器時期和變頻器時期,主要應(yīng)用于電源與電力系統(tǒng)、工業(yè)領(lǐng)域、交通領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、國防領(lǐng)域等。直至今日,電子技術(shù)的發(fā)展已逐漸注入新的活力,在自動化系統(tǒng)建設(shè)中廣泛應(yīng)用。
1.2電力自動化系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)是一個龐大的功能體系,其主要功能由發(fā)電、輸電、變電、配電等多種相關(guān)環(huán)節(jié)構(gòu)成,因此對一次設(shè)備(發(fā)電機、變壓器、開關(guān)及輸電線路等)的管理和控制是保證電力21世紀(jì)以來,電子技術(shù)的迅速發(fā)展使現(xiàn)代電子產(chǎn)品遍布我們生活的各個領(lǐng)域,電子產(chǎn)品和電子技術(shù)的普及使社會生產(chǎn)力和社會信息化程度都得到大幅度的提升,同時,科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展促使越來越多的電力新技術(shù)和新設(shè)備不斷出現(xiàn),電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高,先進(jìn)的電子技術(shù)開始應(yīng)用于電網(wǎng)改造、配電技術(shù)以及自動化系統(tǒng)的設(shè)計中。本文主要通過對電子技術(shù)和自動化系統(tǒng)特點分析,闡明了兩者之間的關(guān)系,介紹了電子技術(shù)在自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用。摘要系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和生產(chǎn)質(zhì)量的前提,主要控制形式包括在線監(jiān)控、調(diào)度控制、設(shè)置保護裝置等。電力系統(tǒng)的二次設(shè)備(測控裝置、通信設(shè)備、計算機系統(tǒng)等)中結(jié)合了電子信息技術(shù)的特點,結(jié)合配電自動化需要,成為實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化的主要技術(shù)支撐。
現(xiàn)代電子技術(shù)、通信工程、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用,實現(xiàn)了與電力設(shè)備的有機結(jié)合,將配電網(wǎng)的自動化智能管理和相關(guān)工作聯(lián)系起來,形成了一個巨大的綜合性系統(tǒng)工程,從電力行業(yè)的角度看,方便了電網(wǎng)管理,完善供電經(jīng)濟性、滿足用戶的多樣性需求等,從用戶的角度看,供電質(zhì)量得到明顯提高,電力事故帶來的影響和安全隱患顯著降低,用電安全性和可靠性增加。
配電自動化主要包括饋線自動化、變電站自動化、配電管理系統(tǒng)等,其中饋線自動化技術(shù)主要通過線路運行狀態(tài)的檢測和控制來實現(xiàn)對線路故障的及時發(fā)現(xiàn)和隔離、以及負(fù)荷轉(zhuǎn)移和及時恢復(fù)供電的功能。變電站自動化借助計算機硬件系統(tǒng)等裝置,將自動控制技術(shù)與信息處理技術(shù)應(yīng)用于變電站的運行、測量和監(jiān)控過程中,能夠更好地實現(xiàn)變電站數(shù)據(jù)的采集、計算和處理。通過與繼電保護信息的交換和自動控制的協(xié)調(diào)配合來實現(xiàn)其主要功能,是配電自動化的主要內(nèi)容。配電管理系統(tǒng)中主要應(yīng)用計算機技術(shù)、信息處理技術(shù)、通信技術(shù)結(jié)合相關(guān)設(shè)備來完成對配電網(wǎng)的運行進(jìn)行監(jiān)視、管理和控制。配網(wǎng)自動化在電網(wǎng)中的應(yīng)用,保證了供電質(zhì)量,提高了供電可靠性,是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要基礎(chǔ)之一,目前我國配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設(shè)才剛剛起步,結(jié)合市場需求,我國的配電自動化系統(tǒng)將呈現(xiàn)多樣化、集成化和智能化特點,分別適用于不同需求的地區(qū)和人群,每個部分發(fā)揮自己的特點,形成一個高效的應(yīng)用整體。目前自動化系統(tǒng)中的技術(shù)正逐步走向智能化,電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用更具有廣闊的前景。
2電子技術(shù)與自動化系統(tǒng)的關(guān)系
2.1電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用電子電力技術(shù)自出現(xiàn)以來就被廣泛應(yīng)用于電力領(lǐng)域,主要作用體現(xiàn)在發(fā)電、輸電和配電等環(huán)節(jié)。在電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)中,電力電子技術(shù)可通過改善設(shè)備的運行特性來實現(xiàn)對大型發(fā)電機的靜止勵磁控制和發(fā)電機的變速恒頻勵磁等,其調(diào)節(jié)具有快速高效的特點,還能在一定程度實現(xiàn)節(jié)約能源的目的。在輸電環(huán)節(jié)中,主要通過柔流輸電技術(shù)來完善交流輸電或電網(wǎng)運行性能,通過高壓直流輸電技術(shù)實現(xiàn)對孤立系統(tǒng)的供電,簡化了供電設(shè)備的使用,降低了生產(chǎn)造價。在配電環(huán)節(jié)中,電力電子技術(shù)的應(yīng)用有效地解決的供電可靠性和供電質(zhì)量不高的難題,是配電網(wǎng)對電能的控制能適合不同程度的要求,電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)的結(jié)合,使配電系統(tǒng)與用戶之間的聯(lián)系更加密切,提高了國家電網(wǎng)的供給和服務(wù)能力。
2.2信息電子技術(shù)在自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用信息電子技術(shù)主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)的自動化中的電網(wǎng)調(diào)度自動化和變電站自動化中,電網(wǎng)調(diào)度自動化的主要功能是對電力生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控、電網(wǎng)運行安全性分析、電能負(fù)荷預(yù)測等,結(jié)合對計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和電網(wǎng)調(diào)度中心、服務(wù)器以及各終端設(shè)備的調(diào)控來實現(xiàn)自動化運行。能有效解決電能的合理分配問題,同時保證電網(wǎng)調(diào)度的安全穩(wěn)定運行。我國電網(wǎng)調(diào)度自動化分為五個等級,分別為國家電網(wǎng)調(diào)度、大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度、省級電網(wǎng)調(diào)度、地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度和縣級電網(wǎng)調(diào)度。
3總結(jié)
1.1電牽引采煤機
二十世紀(jì)末,煤炭科學(xué)研究院上海研究院與國外公司合作,致力于研究更為先進(jìn)的采煤機,終于在二十世紀(jì)90年代成功研制出我國第一臺交流變頻電牽引采煤機。從此之后,我國的電牽引采煤機得到了非常快速的發(fā)展,我國的電牽引采煤技術(shù)也在日益的改進(jìn)與實際運用中越來越成熟,基本實現(xiàn)了采煤機無線技術(shù)的目標(biāo)。同時電牽引采煤機還具有截割電機、牽引電機、冷卻系統(tǒng)的溫度測驗以及對機械等的保護功能。
1.2刮板式輸送機
隨著我國采礦技術(shù)的不斷提高,對各方面的安全系數(shù)也有著越來越高的要求,我國的刮板式輸送機技術(shù)水平也在不斷提高。刮板式輸送機引進(jìn)了很多的新技術(shù)、新材料以及新工藝,技術(shù)含量在不斷上升。刮板式輸送機的成功,使我國的煤礦開采徹底擺脫了在大型輸送機方面完全依賴進(jìn)口的被動局面。
1.3帶式輸送機
帶式輸送機一直都是我國煤礦開采運輸中的主流。隨著我國采煤技術(shù)的不斷提升,安全礦井的生產(chǎn)能力也在不斷增強,對輸送機的技能也提出了更高的要求。從目前來看,我國的大型輸送機主要采用先進(jìn)的變頻驅(qū)動控制技術(shù),能有效實現(xiàn)輸送機的軟啟動。為了使輸送機始終平穩(wěn)的運行,即始終保持適度的擾度,在輸送機上采用了先進(jìn)的液壓自控張緊裝置。隨收稿日期:2015-02-05作者簡介:張寧(1980-),男,經(jīng)濟師,太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院礦業(yè)工程碩士研究生在讀。著各式各類先進(jìn)技術(shù)的運用,現(xiàn)在我國的帶式輸送機已經(jīng)形成了系列,同時也提升了水平,最重要的是可以適應(yīng)我國多樣的礦井。
2采煤機械裝備中的自動化技術(shù)
近年以來,我國的采煤裝備以及技術(shù)等各方面都有了很好的發(fā)展,同時采煤機械設(shè)備的自動化技術(shù)也取得了較大的發(fā)展。
2.1液壓支架中的電液控制系統(tǒng)
液壓支架電液控制系統(tǒng)方面的功能主要有支架的自降功能、自動推移刮板輸送機、自動化跟機作業(yè)、遠(yuǎn)程操作作業(yè)等等,并且液壓支架的電液控制系統(tǒng)已經(jīng)完全擺托了對進(jìn)口的依賴,實現(xiàn)了國產(chǎn)化。國內(nèi)有很多液壓支架電液控制系統(tǒng)的研究單位,主要分布在北京、河南、山西、廣東等地,其中北京是主要的分布范圍。
2.2智能型采礦機的自動化控制
智能型采礦機已經(jīng)基本實現(xiàn)了記憶割煤、檢測采煤位置、搖臂調(diào)高控制以及機身水平測試等等功能。國內(nèi)的采礦機廠家有很多,都實現(xiàn)了挖礦機的這一重要功能。
2.3刮板輸送機中的自動化技術(shù)
刮板式輸送機的自動化功能不僅僅包括減速器、溫度測試,還有電機的降壓啟動、鏈條張力檢測以及破碎機自動推移等等。刮板式輸送機的自動化技術(shù)在國內(nèi)多家成套裝備供應(yīng)商家那里已經(jīng)取得了突破,“三機”控制系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化。目前,多家公司組織專門的技術(shù)研究人員參與自動化控制方面的研究,并將無線、視頻、音頻等手段應(yīng)用于輸送機的自動化控制,致力于實現(xiàn)“無人跟機作業(yè),有人安全值守”的理念。
3與國外先進(jìn)機械裝備對比
不可否認(rèn),我國自主研發(fā)的電牽引采煤機、液壓支架、刮板式以及帶式輸送設(shè)備等都具有很強的技術(shù)實力,即使是在國外,也是有很強的競爭力的。但是,我國目前的煤礦開采機械設(shè)備同國外的相比仍有很多不足之處,主要體現(xiàn)在可靠性、安全性、智能化、信息化、自動化等方面,這些都是我國需要進(jìn)一步提高的方面。
3.1液壓支架
國產(chǎn)的液壓支架主要是在材料、元部件、高級控制方面輸與國外高端產(chǎn)品,而中國的液壓支架的全自動控制系統(tǒng)還處在剛剛起步的階段,更不要說與外國先進(jìn)設(shè)備一較高下了。
3.2采煤機
國產(chǎn)的采煤機主要是在智能化功能方面弱于國外高端采煤機。如記憶割煤、遠(yuǎn)程遙控等等方面。要想取得長遠(yuǎn)的進(jìn)步,必須在已有技術(shù)的基礎(chǔ)上,借鑒國外的先進(jìn)技術(shù),同時也要有自己自主創(chuàng)新的過程。
3.3輸送機
與國外高端輸送機相比,國內(nèi)的刮板式輸送機主要是在自動伸縮機頭以及在線故障診斷等方面存在著不足之處;對于帶式輸送機,主要是在動態(tài)分析、自控張緊技術(shù)等方面屬于國外。
3.4自動化技術(shù)
在自動化技術(shù)以及設(shè)備的自動化方面,國內(nèi)的科研單位在三維檢測、自動找直等方面弱于國外技術(shù)。另外,我國的采煤設(shè)備,主要是以單機控制為主,缺乏聯(lián)動控制;缺乏運輸設(shè)備智能的一體化控制等等。
4我國采煤機械裝備以及技術(shù)的發(fā)展方向
要想實現(xiàn)我國采煤技術(shù)以及開采機械設(shè)備的真正獨立,必須要依靠自主創(chuàng)新,以期能夠?qū)崿F(xiàn)即使是在極其惡劣的情況下,也能安全信息傳輸、煤巖識別以及對安全的感知等等;形成一套依靠視頻、音頻、感知等手段的集檢測、控制于一體的智能控制裝備。通過對自動化技術(shù)的運用,將我國現(xiàn)有的液壓支架、電牽引采煤機、刮板式輸送機、帶式輸送機等有機地結(jié)合起來,全面提升我國采煤機械裝備以及自動化技術(shù)的現(xiàn)有水平。努力為我國參與世界競爭創(chuàng)造條件。
5結(jié)語
帶式輸送機一直都是我國煤礦開采運輸中的主流。隨著我國采煤技術(shù)的不斷提升,安全礦井的生產(chǎn)能力也在不斷增強,對輸送機的技能也提出了更高的要求。從目前來看,我國的大型輸送機主要采用先進(jìn)的變頻驅(qū)動控制技術(shù),能有效實現(xiàn)輸送機的軟啟動。為了使輸送機始終平穩(wěn)的運行,即始終保持適度的擾度,在輸送機上采用了先進(jìn)的液壓自控張緊裝置。隨收稿日期:2015-02-05作者簡介:張寧(1980-),男,經(jīng)濟師,太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院礦業(yè)工程碩士研究生在讀。著各式各類先進(jìn)技術(shù)的運用,現(xiàn)在我國的帶式輸送機已經(jīng)形成了系列,同時也提升了水平,最重要的是可以適應(yīng)我國多樣的礦井。
2采礦機械裝備中的自動化技術(shù)
近年以來,我國的采煤裝備以及技術(shù)等各方面都有了很好的發(fā)展,同時采煤機械設(shè)備的自動化技術(shù)也取得了較大的發(fā)展。2.1液壓支架中的電液控制系統(tǒng)液壓支架電液控制系統(tǒng)方面的功能主要有支架的自降功能、自動推移刮板輸送機、自動化跟機作業(yè)、遠(yuǎn)程操作作業(yè)等等,并且液壓支架的電液控制系統(tǒng)已經(jīng)完全擺托了對進(jìn)口的依賴,實現(xiàn)了國產(chǎn)化。國內(nèi)有很多液壓支架電液控制系統(tǒng)的研究單位,主要分布在北京、河南、山西、廣東等地,其中北京是主要的分布范圍。2.2智能型采礦機的自動化控制智能型采礦機已經(jīng)基本實現(xiàn)了記憶割煤、檢測采煤位置、搖臂調(diào)高控制以及機身水平測試等等功能。國內(nèi)的采礦機廠家有很多,都實現(xiàn)了挖礦機的這一重要功能。2.3刮板輸送機中的自動化技術(shù)刮板式輸送機的自動化功能不僅僅包括減速器、溫度測試,還有電機的降壓啟動、鏈條張力檢測以及破碎機自動推移等等。刮板式輸送機的自動化技術(shù)在國內(nèi)多家成套裝備供應(yīng)商家那里已經(jīng)取得了突破,“三機”控制系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化。目前,多家公司組織專門的技術(shù)研究人員參與自動化控制方面的研究,并將無線、視頻、音頻等手段應(yīng)用于輸送機的自動化控制,致力于實現(xiàn)“無人跟機作業(yè),有人安全值守”的理念。
3與國外先進(jìn)機械設(shè)備對比
不可否認(rèn),我國自主研發(fā)的電牽引采煤機、液壓支架、刮板式以及帶式輸送設(shè)備等都具有很強的技術(shù)實力,即使是在國外,也是有很強的競爭力的。但是,我國目前的煤礦開采機械設(shè)備同國外的相比仍有很多不足之處,主要體現(xiàn)在可靠性、安全性、智能化、信息化、自動化等方面,這些都是我國需要進(jìn)一步提高的方面。3.1液壓支架國產(chǎn)的液壓支架主要是在材料、元部件、高級控制方面輸與國外高端產(chǎn)品,而中國的液壓支架的全自動控制系統(tǒng)還處在剛剛起步的階段,更不要說與外國先進(jìn)設(shè)備一較高下了。3.2采煤機國產(chǎn)的采煤機主要是在智能化功能方面弱于國外高端采煤機。如記憶割煤、遠(yuǎn)程遙控等等方面。要想取得長遠(yuǎn)的進(jìn)步,必須在已有技術(shù)的基礎(chǔ)上,借鑒國外的先進(jìn)技術(shù),同時也要有自己自主創(chuàng)新的過程。3.3輸送機與國外高端輸送機相比,國內(nèi)的刮板式輸送機主要是在自動伸縮機頭以及在線故障診斷等方面存在著不足之處;對于帶式輸送機,主要是在動態(tài)分析、自控張緊技術(shù)等方面屬于國外。3.4自動化技術(shù)在自動化技術(shù)以及設(shè)備的自動化方面,國內(nèi)的科研單位在三維檢測、自動找直等方面弱于國外技術(shù)。另外,我國的采煤設(shè)備,主要是以單機控制為主,缺乏聯(lián)動控制;缺乏運輸設(shè)備智能的一體化控制等等。
4我國采煤機械設(shè)備以及技術(shù)的發(fā)展方向
要想實現(xiàn)我國采煤技術(shù)以及開采機械設(shè)備的真正獨立,必須要依靠自主創(chuàng)新,以期能夠?qū)崿F(xiàn)即使是在極其惡劣的情況下,也能安全信息傳輸、煤巖識別以及對安全的感知等等;形成一套依靠視頻、音頻、感知等手段的集檢測、控制于一體的智能控制裝備。通過對自動化技術(shù)的運用,將我國現(xiàn)有的液壓支架、電牽引采煤機、刮板式輸送機、帶式輸送機等有機地結(jié)合起來,全面提升我國采煤機械裝備以及自動化技術(shù)的現(xiàn)有水平。努力為我國參與世界競爭創(chuàng)造條件。
5結(jié)語
1.1恒壓頻比(V/F)控制
恒壓頻比控制屬于開環(huán)調(diào)節(jié),通過保持異步電機電壓和頻率之比近似相同以調(diào)節(jié)煤礦電機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)方法。V/F控制最大的優(yōu)點,就是使用簡單,沒有復(fù)雜的算法流程、坐標(biāo)變換及電機模型辨識過程,用戶使用起來十分的容易。而且,由于屬于開環(huán)控制,即便在負(fù)載出現(xiàn)任意擾動的情況下,輸出值也保持固定,不會受到什么影響。所以在某些時候,尤其是穩(wěn)定度要求高的情況下,會采用該種控制方法。但由于其開環(huán)控制特性,控制精度低,無法像矢量控制那樣實現(xiàn)無偏差控制。這種控制方式主要運用于對精度要求不高的煤礦設(shè)備,如風(fēng)機、水泵等。
1.2轉(zhuǎn)差率控制
根據(jù)電機轉(zhuǎn)速計算公式,轉(zhuǎn)差率控制是通過改變電機轉(zhuǎn)差率的大小來實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速進(jìn)行改變的控制方法。主要通過改變電機定子電壓和轉(zhuǎn)子電阻的方式進(jìn)行。小功率電機或者電機轉(zhuǎn)速較慢的情況下會采用轉(zhuǎn)差率控制方法。恒壓頻比控制和轉(zhuǎn)差率控制方式都是基于電機系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)模型和在穩(wěn)態(tài)運行規(guī)律下進(jìn)行控制的。這兩種控制方式無法對電機內(nèi)部磁場的大小和位置進(jìn)行控制,因而電機只能實現(xiàn)較為精確的轉(zhuǎn)速控制,而轉(zhuǎn)矩控制能力差。要想精確控制轉(zhuǎn)矩,就必須在動態(tài)過程中對電動機的磁場大小和位置進(jìn)行控制。
1.3矢量控制(VC)
矢量控制是目前煤礦自動化領(lǐng)域中比較先進(jìn)的控制方法。交流異步電機是一個十分復(fù)雜的系統(tǒng)。矢量控制的基本控制原理就是通過對異步電機定子電流在不同坐標(biāo)系下進(jìn)行矢量變換,最終將電流分解為可以分別控制的用于勵磁分量和用于產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩分量。矢量控制策略的基本思路就是將交流異步電機的耦合變量解耦,實現(xiàn)各個變量的獨立控制,使異步電機和直流電機一樣,獲得良好的控制性能。
1.4直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)
直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)是基于矢量控制理論而建立的一種新型交流異步電機控制技術(shù),直接轉(zhuǎn)矩控制將不會像矢量控制那樣考慮變量解耦的問題,而是直接控制電磁轉(zhuǎn)矩。直接轉(zhuǎn)矩控制不需要將交流異步電機轉(zhuǎn)化為直流電機的數(shù)學(xué)模型,而只關(guān)注電磁轉(zhuǎn)矩的變化。因此,和矢量控制不同,直接轉(zhuǎn)矩控制無需進(jìn)行復(fù)雜的坐標(biāo)變換和電機數(shù)學(xué)模型。但是,直接轉(zhuǎn)矩控制也有其缺點,例如低速情況下轉(zhuǎn)矩脈動大,啟動電流沖擊大等。目前,兆瓦級的大功率電牽采煤設(shè)備中直接轉(zhuǎn)矩控制方法運用的較為廣泛。
2自動化系統(tǒng)在煤礦采煤中的應(yīng)用
2.1試驗臺機械結(jié)構(gòu)及總體布置
變速器試驗臺是一個綜合了機械、電氣、液壓原理的機電系統(tǒng)。其具體工作原理是驅(qū)動電機連續(xù)輸入額定轉(zhuǎn)速和扭矩,以模擬變速器在煤礦采煤工作中的輸入工況。由于驅(qū)動電機最高轉(zhuǎn)速的限制,往往無法達(dá)到發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速的要求,因此,在驅(qū)動電機后加入一個升速齒輪箱,以滿足采煤系統(tǒng)的試驗?zāi)芰σ?。為了更接近礦區(qū)采煤的真實工況,在變速器輸入端增加一個慣量盤,其旋轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)動慣量與在離合器飛輪和傳動軸旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動慣量相同。試驗臺的末端是加載裝置及其匹配的冷卻系統(tǒng),它能給變速器施加阻力矩,以模擬設(shè)備采煤時的負(fù)載和道路阻尼。
2.2驅(qū)動設(shè)備的選擇
驅(qū)動設(shè)備需要給試驗變速器輸入試驗所要求的轉(zhuǎn)速和扭矩,驅(qū)動設(shè)備可以采用內(nèi)燃機,也可以采用電動機作為輸入動力源。兩種不同的動力源均有其各自不同的優(yōu)缺點。采用內(nèi)燃機作為采煤系統(tǒng)驅(qū)動端,使得試驗更加接近變速器在采煤應(yīng)用中的實際工況。但是內(nèi)燃機也有較多缺點,比如噪聲大,產(chǎn)生的廢氣污染環(huán)境,而且內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和扭矩不易控制,會導(dǎo)致試驗結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差。采用電動機作為試驗臺動力源有噪音小、占地面積小、啟停方便、無污染、易于控制等優(yōu)點。正是因為采用電動機作為試驗臺動力源具有較多的優(yōu)點,目前電動機已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各種煤礦傳動系統(tǒng)試驗設(shè)備上。
2.3加載裝置的選擇
加載裝置在整個采煤系統(tǒng)中為被測變速器施加負(fù)載轉(zhuǎn)矩,目前主流的工業(yè)設(shè)備一般采用測功機作為加載裝置。測功機一般用于測試發(fā)動機的功率,也可作為齒輪箱、減速機、變速箱試驗設(shè)備的負(fù)載裝置。測功機主要由功率吸收、負(fù)載調(diào)速、轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)和冷卻部分組成。根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩輸出方式的不同,一般可以將測功機分為水力測功機、電力測功機和電渦流測功機三種。自動化采煤系統(tǒng)一般采用開式布局,在保證試驗需求的情況下,基于上表的三種測功機的性能對比,采用電渦流測功機較適合于基礎(chǔ)的自動化采煤系統(tǒng)。該文采用一臺長沙湘儀動力測試儀器有限公司生產(chǎn)的CW-150系列電渦流測功機作為研究對象,其額定吸收功率為150kW,額定扭矩為520N•m,額定轉(zhuǎn)速為2500rpm。
2.4發(fā)動機速度特性分析
該文所建立的自動化采煤系統(tǒng)模型,選用交流異步電機作為試驗臺架的驅(qū)動系統(tǒng),驅(qū)動試驗變速器及負(fù)載機構(gòu)的運轉(zhuǎn)。這里所選用的驅(qū)動電機應(yīng)能完全覆蓋被測變速器所匹配采煤設(shè)備發(fā)動機的全部性能和運行工況,同時還應(yīng)具備轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)能力。為了使試驗結(jié)果更加準(zhǔn)確,這里我們先要對發(fā)動機的速度特性進(jìn)行簡要分析,從而為異步電機參數(shù)的確定提供理論依據(jù)。
2.5驅(qū)動電機主要參數(shù)的確定
在確定了采用交流異步電機作為驅(qū)動電機之后,就必須確定驅(qū)動電機的各種參數(shù),從而完成異步電機驅(qū)動的變速器試驗臺動力學(xué)仿真。而部分電動機參數(shù)的確定必須參照發(fā)動機相關(guān)參數(shù)的確定原則,這樣才能提高驅(qū)動電機模擬發(fā)動機驅(qū)動的精確度。對于任意的一臺異步電機,它的參數(shù)例如定子電阻、轉(zhuǎn)子電阻、定子漏感、轉(zhuǎn)子漏感、定轉(zhuǎn)子互感、電機極對數(shù)以及轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量等是異步電機所固有的參數(shù),需要通過電動機試驗進(jìn)行選定。而對于額定功率、額定轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)矩等動力學(xué)參數(shù),需要根據(jù)電動機所使用的特定場合進(jìn)行選定。由于這里是用異步電機模擬汽車發(fā)動機作為驅(qū)動源,則其動力學(xué)參數(shù)參照發(fā)動機的參數(shù)確定則。
3結(jié)語
1.1變電站自動化技術(shù)
變電站是由多個設(shè)備共同構(gòu)成的,切斷或者接通電壓的系統(tǒng)裝置,在電力系統(tǒng)中,配電站是配電與輸電的集中點,可以滿足監(jiān)控電力運輸?shù)男枨螅嵘娏ο到y(tǒng)的效率與經(jīng)濟性,因此,變電站自動化技術(shù)不可替代。具體來說,該技術(shù)主要運用的現(xiàn)代通信技術(shù)、電子技術(shù)與信息處理技術(shù)及計算機技術(shù)等,實現(xiàn)變電站的二次設(shè)備重新組合與優(yōu)化配置,實現(xiàn)設(shè)備的全面監(jiān)控,可以有效的提高自動化監(jiān)測系統(tǒng),改善其穩(wěn)定性,降低維護的成本,促進(jìn)高質(zhì)量的輸電,產(chǎn)生更高的經(jīng)濟效益。
1.2配電網(wǎng)中的自動化技術(shù)
架空線路、電纜、配電變壓器共同構(gòu)成了配電網(wǎng),在電網(wǎng)中具有十分重要的作用。一直以來,配電網(wǎng)多采用的仍然是傳統(tǒng)的手工操作方式,隨著現(xiàn)代化技術(shù)的提高,自動化技術(shù)的應(yīng)用范圍在逐漸擴大,但對電能分配仍然存在一定的問題,所以,配電網(wǎng)自動化技術(shù)對電能分配與監(jiān)控有十分重要的意義。
1.3電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)度的自動化技術(shù)
該技術(shù)近年來發(fā)展十分迅猛,最主要的功能是提升電力系統(tǒng)在運行中的準(zhǔn)確性與可靠性及經(jīng)濟性。電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控功能是調(diào)度自動化的基礎(chǔ),同時,要加強對電力系統(tǒng)的市場運營與決策管理,增強電網(wǎng)調(diào)度的自動化水平。
2電力系統(tǒng)中的自動化智能技術(shù)
社會的進(jìn)步使人們的物質(zhì)水平有了很大的提高,人們對電力系統(tǒng)的要求也在逐漸提高,智能化技術(shù)的應(yīng)用是一種必然趨勢,一些現(xiàn)代化的技術(shù)手段也被廣泛的運用于實際工作中,大大提升了電力系統(tǒng)中的智能化水平。
2.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由大量簡單的神經(jīng)元以一定的方式連接而成的,將大量的信息隱含在其連接權(quán)值上,根據(jù)一定的學(xué)習(xí)算法調(diào)節(jié)權(quán)值,該技術(shù)具有非線性的性質(zhì),同時具有并行處理能力與自學(xué)能力,實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)從m維空間向n維空間的復(fù)雜非線性映射,保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可操作性。
2.2專家系統(tǒng)控制技術(shù)
該技術(shù)是應(yīng)用較為廣泛的一種技術(shù),實現(xiàn)了對電力系統(tǒng)警告或緊急狀態(tài)的辨認(rèn),在緊急狀況下可以迅速處理,同時實現(xiàn)了故障的處理能力和實現(xiàn)配電系統(tǒng)自動化運行,但是由于無法模仿專家的思維使得該技術(shù)仍然存在諸多弊端。
2.3線性最優(yōu)控制技術(shù)
這是將線性最優(yōu)理論運用在實踐中的重要表現(xiàn),該技術(shù)的應(yīng)用與最優(yōu)勵磁控制手段降低了遠(yuǎn)距離電力運輸?shù)膿p耗,提高了電力的利用效率。
2.4Dfacts技術(shù)
信息化水平的提高,新技術(shù)的不斷進(jìn)步,用戶對供電質(zhì)量提出了更高的要求,因此,電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的應(yīng)用迫在眉睫。Dfacts技術(shù)即配電系統(tǒng)中的靈活交流技術(shù),該技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上提高了供電質(zhì)量的穩(wěn)定性,供電質(zhì)量也有了一定程度的提高,在配電網(wǎng)和大量的電力用戶的供電端使用新型的電子監(jiān)控設(shè)備,實現(xiàn)質(zhì)量全過程的監(jiān)督,確保用戶用電的品質(zhì),為用戶提供高品質(zhì)的電源。
2.5facts技術(shù)
電力系統(tǒng)的發(fā)展歷程中,facts技術(shù)即柔流輸電系統(tǒng)在不斷的發(fā)展,這一技術(shù)主要被運用在輸電系統(tǒng)的關(guān)鍵部位運用具有單獨或綜合功能的電子裝置,對電壓、電抗等輸電參數(shù)進(jìn)行控制,保證輸電的可靠性與高效性,提升系統(tǒng)否認(rèn)可靠性與安全性,與當(dāng)前的可持續(xù)發(fā)展相適應(yīng),達(dá)到電能環(huán)保的目標(biāo)。
2.6高效動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)
從當(dāng)前的監(jiān)控系統(tǒng)中,主要可以分為監(jiān)控電磁暫態(tài)過程的故障錄波儀,記錄數(shù)據(jù)較為復(fù)雜,但記錄儀間缺乏通信,忽略了對系統(tǒng)的整體動態(tài)分析;另一種側(cè)重于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行狀況的監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),但是,該系統(tǒng)刷新時間長,僅能分析穩(wěn)態(tài)特征。這兩種系統(tǒng)的局限性推動了新型動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)出現(xiàn)。
2.7其他新技術(shù)的應(yīng)用
除了上文中提到的兩種技術(shù)外,很多新技術(shù)不斷涌現(xiàn),包括電力一次設(shè)備智能化技術(shù)、光電互感技術(shù)等,這些技術(shù)的應(yīng)用都為電力系統(tǒng)的順利運行有重要意義,促進(jìn)經(jīng)濟效益的提高。
3電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展
3.1總體的發(fā)展趨勢
從整體的發(fā)展情況來看,由傳統(tǒng)的開環(huán)監(jiān)測為主改為閉環(huán)控制為主;從傳統(tǒng)的功能相對單一技術(shù)轉(zhuǎn)為多功能的全方位發(fā)展,以變電站自動化、配電自動化技術(shù)的應(yīng)用為主;也由傳統(tǒng)的單個元件實現(xiàn)了全系統(tǒng)的方向,例數(shù)據(jù)采集技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展;高電壓等級也被低電壓等級逐漸取代;裝置性能也有了一定程度的改善,技術(shù)性、創(chuàng)新性及靈活性與數(shù)字性都有了一定的提高,保證了供電系統(tǒng)的效率與智能性與經(jīng)濟性,尤其是繼電保護技術(shù)的創(chuàng)新;同時也實現(xiàn)了電力系統(tǒng)的高效、經(jīng)濟與安全運行的目標(biāo),改善了電力運輸過程的順暢,如管理信息系統(tǒng)在整個過程中的應(yīng)用。
3.2技術(shù)環(huán)節(jié)的未來發(fā)展
從根本上來說,唯有技術(shù)的發(fā)展才是根本的發(fā)展,新技術(shù)的應(yīng)用范圍逐漸擴大,不斷創(chuàng)新,與傳統(tǒng)的設(shè)備相適應(yīng);同時新技術(shù)也滿足了多機系統(tǒng)的需求,可以更好地應(yīng)對出現(xiàn)的問題;改善了監(jiān)控環(huán)節(jié)的技術(shù)水平,實現(xiàn)了全方位的實時監(jiān)控,創(chuàng)新監(jiān)控模式;同時加強技術(shù)人員的培養(yǎng),實現(xiàn)多種技術(shù)人才的合作,運用現(xiàn)論提升技術(shù)水平,實現(xiàn)自動化控制水平,將其運用到實際情況中。
4結(jié)束語