自动化系统关键技术

自动化系统关键技术（共12篇）

自动化系统关键技术 篇1

楼宇自动化系统主要包含暖通空调、照明、给排水、电梯、变配电、消防、安全防范、车库管理等子系统。从节能和提供舒适度角度来说, 暖通空调和照明子系统是楼宇自控的核心。对其它子系统, 楼宇自控只对其进行运行与故障状态的监视和非正常状态时的联动控制。一个好的楼控系统首先要有一个好的被控系统。实现一个优秀的楼控系统要从可靠性和精确性角度考虑。系统集成是实现集中监视、统一管理的关键。

1 楼宇自动化概念

楼宇自动化 (BAS) 系统是运用现代控制技术、计算机技术、通信技术构建的高度自动化的综合管理和控制系统, 它将建筑物内的所有机电设备连接到一个控制网络上, 通过网络对其进行综合的监视、控制、管理, 以便营造一个安全、舒适、高效、节能的建筑环境。

2 楼宇自动化系统

2.1 暖通空调子系统

2.1.1 设计关键

空调与冷热源系统是建筑物中能量消耗最大的系统, 据统计占整个建筑耗能量的50%以上, 也是创造舒适度的重要保证, 所以不论是从节能还是从舒适度方面来说都要求楼宇自动化控制系统对其做全面综合的监视与控制。楼宇自动化控制系统实施的成功与否, 关键一点是要看其对暖通空调子系统控制的成功与否。

实现一个优秀的暖通空调控制系统, 首先必须有一个优秀的暖通空调系统。其次是暖通空调工程师和自动控制工程师的密切配合, 参照《智能建筑设计标准》, 合理布置监测、控制点, 列出监控点位表。

(1) 合理配置自控元件。既要保证前端所测参数能准确反映测量点的实际值, 又要保证末端执行机构能准确理解控制器发出的指令。比如, 各类电动阀门是B A系统的主要执行机构, 在空调运行控制过程中, 阀门的开度是主要调节内容, 因此, 保证阀门“零”开度就成了提高空调运行系统控制精度的一个重要条件。

(2) 合理配置前端检测元件的数量。探测点过少, 不能取得精确的前端信号, 探测点过多, 则不但会造成信号之间的耦合, 而且会增加系统投资。

(3) 正确选择前端检测元件的安装位置, 使其所测参数具有高代表性。

(4) 合理选用控制器:选择能直接控制末端执行机构的控制器, 以减少系统控制级数, 提高系统可靠性;选择内含丰富积算控制程序的控制器, 以增加控制策略的选择性。

(5) 空调运行控制系统是一个过程控制系统, 理论上说, 过渡过程短, 则系统反应快, 控制精度高, 但控制精度过高会引起系统振荡, 造成系统不稳定。这就要求在工程设计和调试过程中正确进行软件组态, 选择合适的采样周期和控制函数, 保证系统响应输出最优化, 在系统控制精度和系统稳定性之间找出最佳平衡点。

2.1.2 控制策略

(1) 尽可能缩短冷热源设备的运行时间, 减少运行台数和输出功率, 避免无功运行。

(2) 空气处理过程中, 避免冷热量相互抵消且最大限度利用回风。

(3) 采用变风量、变水量控制技术, 实现水泵、风机的最佳启停点和最佳状态点控制。

(4) 非连续工作的空调对象, 事先可设定若干基本状态进行工作, 状态间可自动切换。同时系统根据移动探测器检测的信息也可切换这些基本状态。

(5) 运用自适应控制与模糊控制原理等高级控制软件, 自动改变室内温湿度设定值, 提高控制精度。

(6) 自动记录各种设备的运行时间, 自动转换运行顺序, 提醒下次保养维修时间。

(7) 监视各设备的运行状态、故障状态、手自动状态;控制启停。

2.2 照明子系统

据统计, 照明约占商业建筑总能耗的1/4, 所以对照明系统的优化控制也是楼宇自动控制系统的一个重要任务。

(1) 所有区域的灯光均可进行统一的开关控制;按事先设定的基本状态进行切换, 在不同时间提供不同的灯光效果。

(2) 根据移动探测器反馈的信号, 自动将无人区灯关闭, 将有人区域灯光调到最合适亮度。

(3) 按自然光补充强弱自动调整室内照明亮度, 达到最佳水平。

(4) 会议室、贵宾室、演讲厅等区域设置场景功能, 可按不同情景改变场景, 同时和会议系统联动, 使灯光、音响、摄像同步。

(5) 在车库, 当移动传感器被触发时, 打开相关区域灯光, 一定时间后关闭。

(6) 监视各回路的开/关状态、故障状态、手/自动状态。

2.3 其它子系统

楼宇自动控制系统对给排水、电梯、变配电、消防、安全防范、车库管理等子系统只进行运行状态与故障状态监视;在非正常情况下对各子系统执行联动控制。

3 楼宇自控系统集成

系统集成是将分散的、相互独立的各子系统通过物理集成、网络集成、应用集成为一个大系统, 用相同的环境、软件界面进行集中监视、统一管理。

(1) 实现系统集成, 各子系统必须具备良好的开放性, 能和外界进行良好的数据交换。

(2) 利用网关、智能化路由器实现系统集成。

(3) 利用OPC、ODBC技术实现系统集成, OPC协议是为解决应用软件和各种驱动程序的通信而产生的一项工业技术规范和标准, 任何支持OP C的产品都可实现无缝系统集成。

4 跨子系统联动, 提高整体管理水平

楼宇自控各子系统经系统集成后, 从集成平台的角度上看, 就如同一个系统一样, 无论信息点或受控点是否在一个子系统内都可以建立联系, 有效地对大楼内各类事件进行联动管理, 提高了对突发事件的响应能力。子系统间的联动几乎是任意的, 可通过编程实现。

(1) 当保安系统发出报警信号, CCTV系统可在控制室内自动切换到相应区域图像信号, 并进行录像;门禁系统关闭指定的出入口, 只能由保安打开。

(2) 当消防系统发出火灾报警信号时, CCTV系统可在控制室内自动切换到相应区域图像信号, 观察是否误报或火情大小;门禁系统迅速打开相关层的电磁锁, 确保人员迅速疏散;配电照明系统和通风系统及时关断相应层的新风机组、风机盘管和配电照明。

(3) 在特殊场合, 进入房门需经保安人员许可时, CCTV将图像切换到指定监视器上, 由保安人员认可后才可进入房门。

(4) CCTV与巡更联动, 在巡更人员到达巡更点时, 联动摄像机保证巡更者安全。

(5) CCTV与车库管理系统联动, 当有车辆进出时, 联动摄像机进行录像;当停车场系统故障时, 联动摄像机观察情况, 在控制室内操作栅栏机, 保证车辆通行。

(6) 当有人读卡, 照明系统打开相应区域的照明;空调系统打开新风机组、风机盘管。当有人进入办公室后打开空调。

5 楼宇自动化系统发展前景

未来楼宇必将充满各种各样的智能设备, 楼宇控制网络中的传感器、执行器等都是智能的, 楼宇的基础设施能无缝隙地将数据网、控制网连接起来, 形成整体楼宇网络, 并延伸至因特网, 真正做到局域和远程信息实时监控、数据资源的综合共享以及全局事件快速处理的一体化的科学管理, 使建筑管理人员远在千里之外也能实现其职责;物业公司可以跨地区对所属楼宇进行物业管理;楼宇设备厂家可以通过网络持续了解自己设备运行情况, 及时指导维护人员对设备进行维护保养。

参考文献

[1]祝敬国.空调节能与建筑智能化[M].1999

[2]郭维均, 俞洪.智能建筑基础[M].北京:中国计量出版社, 2001

[3]张九根, 等.建筑设备自动化系统设计[M].北京:人民邮电出版社, 2003

自动化系统关键技术 篇2

海洋动力参量拖曳式剖面测量系统(Underway Conductivity-Temperature-Depth instrument,简称UCTD)是国外最新发展起来的.一种高技术在航温盐剖面测量装置,其优势在于以较低的成本,给出高密度的海水温度、电导率剖面数据.文章首先介绍了UCTD的起源,而后以国家863“船载多参数拖曳式剖面测量系统技术”课题研制中的UCTD系统为对象,逐一介绍其系统构成、运行原理、关键技术,而后简要介绍了课题进展.

作 者：任炜 李晖 李永奇 杜敏 REN Wei LI Hui LI Yong-qi DU Min  作者单位：国家海洋技术中心,天津,300112 刊 名：海洋技术  PKU英文刊名：OCEAN TECHNOLOGY 年，卷(期)： 27(1) 分类号：P716 关键词：在航   剖面测量   CTD  

自动化系统关键技术 篇3

关键词：石油；钻井；自动化

1 概述

钻井是石油勘探与开发过程中必不可少的环节之一，技术密集、资金密集是钻井环节的主要特征。随着经济的不断发展，各领域对石油的需求量不断增加，全球石油资源可持续利用问题将更加突出，这就为石油生产各个环节提出了新的挑战。钻井技术作为石油生产中的重要环节之一，同样面临着新的挑战，需要相关的从业人员认真规划、研究并解决当前面临的技术难题。

2 我国石油开采现状分析

我国石油资源总量相对来说比较丰富，但由于我国经济的快速发展，各领域对于石油的年需求量也在急剧上升，这就给石油企业的生产提出了较为严峻的挑战，石油企业不仅要提高石油的产量，还应提高原油的质量，以满足各生产领域的需求。我国石油开采技术相对于国外先进的开采技术，仍存在一定差距，石油开采相关的设备技术含量相对较低，严重影响了石油的开采效率以及原油的质量。传统的石油开采技术在具体的操作上仍处于粗放式开采，这就降低了原油的质量，无法达到现代企业生产对原油质量的要求，必须通过后期的技术处理提升原油的质量，以满足生产的需求，这就大大延长了成品油的生产周期，降低了石油企业的经济效益。

石油开采作为一项技术密集型产业，对开采技术的要求相对较高，投入的成本自然较高，这就造成了我国石油企业面临着投入成本回收困难的难题。资金投入与经济效益之间的巨大差距，造成大部分没有先进设备或先进技术的石油企业不敢贸然投入开发资金。国内缺乏石油开采领域的核心技术产权，若引入国外的新型设备，需要消费大量的资金，这就加重了石油企业的投资成本，造成我国成品油价格居高不下，降低了我国石油产业在国际市场上的竞争力。要提高我国石油产业的综合实力，应从提高开采技术方面入手，对落后的技术设备进行更新升级，充分利用先进的自动化设备提升我国石油企业的开采效率。

3 自动化技术在石油钻井中的应用

3.1 勘测智能化技术 石油勘测是石油钻井的前提，利用先进的自动化技术，对原油资源区域进行有效检测，可为提高钻井效率提供前提保障。

3.1.1 勘测全面化 目前，我国掌握的勘测技术为电子感应技术，利用该技术可实现对地下200m内的物质进行准确探测，为分析油井的油量、结构、开采可行性提供可靠的数据。利用智能化的探测技术，石油企业可对某一区域进行全面的勘测，然后根据获得的地质、水体、岩层等多种物理数据，判定被探测区域是否存在具有开采价值的原油资源。

3.1.2 定位快速化 随着现代通信技术的不断发展，GIS及GPS定位技术应用范围不断扩大。石油勘探过程中，充分利用GIS和GPS先进技术，大大减少了勘测人员的分析时间，提高了勘测效率及准确率。利用快速定位技术，可对勘测到的原有资源区域进行准确的快速定位，从而为后期石油钻井提供便利的条件。

3.1.3 数据分析 数据分析是通过对勘测所得的各项物理数据进行综合处理，依据处理结果判定油井含量及油井深度等各项指标。智能化勘测技术，根据已经测得的数据，结合相关的理论知识，对油井进行全面、专业、科学的分析后，推测油井的各项技术性及竞技性指标。如根据地下岩层的厚度或者硬度可判断油井的深度，从而确定油井的开采深度。

3.2 存储虚拟化技术

现代计算机技术在提升数据处理速度方面已经取得了巨大的进步，利用虚拟化技术建立的云计算平台，在石油钻井技术领域中已经得到应用。

3.2.1 动态扩展能力 相对于传统的系统存储空间而言，虚拟技术可以将存储空间进行灵活的放大扩展，从而达到优化计算机资源运用控制的目的，这种动态扩展能力需要专业的技術人员对处理软件的结构进行适当调整，以满足特殊条件下存储及计算的需求。

3.2.2 复合分层能力 复合分层技术是将不同的数据进行整合后进行分层，从而建立起较为合理的、方便使用的数据库。分层技术主要是将数据库资源按不同标准进行分类划分，以方便数据的后期使用。利用云计算技术可将油井探测的相关数据进行复合式分层，通过自动化技术进行数据分析后，获得提升钻井操作的关键的技术参数。

3.2.3 容错能力 计算机技术面临的主要问题是安全问题，当数据库受到外界干扰时，数据信息的安全性将受到威胁，而利用计算机的容错技术可有效避免计算机的单点故障，保障重要数据信息的安全性。

3.3 调控自动化技术

3.3.1 自动操作技术 自动操作技术在钻井设备中应用较为普遍，石油企业可以通过无线电通信技术、信息技术以及计算机系统搭建自动化调控平台，从而完成操作的自动化。

3.3.2 逻辑表达技术 存储虚拟化技术实施的前提是逻辑表达技术发展到足够成熟，这是调控数据信息的关键性技术，借助这一技术，企业可以对钻井多项数据进行自动的分析、处理，为企业制定科学、合理的钻井方案提供必要的数据参考。

3.3.3 信息传递技术 将井下勘测数据准确传递到控制中心，需要用到信息传递技术。信息传递技术的准确性对于技术人员控制油井的深度具有重要作用，该技术不仅实现了数据信息资源的共享，还为钻井自动化操作的持续性提供了技术保障。

4 小结

石油企业是我国重要的经济来源，石油的生产不仅关系到我国工业、农业发展的进程，也关系到我国经济实力水平的提升。钻井是石油生产中重要的环节之一，钻井技术的高低，对于石油的产量和质量具有重要作用。利用先进的自动化技术，不仅可以提高石油企业的生产效率，还能提高原油质量，提升我国在国际经济舞台上的竞争力。

参考文献：

[1]王宇卓.浅谈石油钻井自动化关键技术应用[J].科技与企业，2013，

04：306.

[2]郑斌.石油钻井自动化技术应用分析[J].中国石油和化工标准与质量，2013，11：118.

办公自动化系统的关键技术 篇4

在当今世界经济日益全球化、科技进步已成为推动经济发展决定因素的背景下, 如何发挥企业的竞争优势, 成为企业发展的一个重要因素。办公自动化在提高工作效率上, 为企业的生产、科研、管理提供了有力保障。在信息化的时代, 可以说, 办公自动化水平和自动化设施如何, 已经成为衡量一个企业管理水平的标志之一。

二、办公自动化概述

(一) 内涵和外延。

办公自动化 (Office Automation, 简称OA) 是将现代化办公和计算机网络功能结合起来的一种新型的办公方式。办公自动化没有统一的定义, 凡是在传统的办公室中采用各种新技术、新机器、新设备从事办公业务, 都属于办公自动化的领域。在行政机关中, 大都把办公自动化叫做电子政务, 企事业单位就大都叫OA, 即办公自动化。通过实现办公自动化, 或者说实现数字化办公, 可以优化现有的管理组织结构, 调整管理体制, 在提高效率的基础上, 增加协同办公能力, 强化决策的一致性, 最后实现提高决策效能的目的。对于企业高层领导而言, OA是决策支持系统 (DSS) 。对于中层管理者而言, OA是信息管理系统 (IMS) , 对于普通员工而言, OA是事务/业务处理系统。OA为办公室人员提供良好的办公手段和环境, 使之准确、高效, 愉快地工作。

(二) 办公自动化系统的关键技术。

办公自动化是多种设备和先进技术的综合, 也是人机一体的有机整体。办公自动化系统的关键技术有计算机技术、通信技术、自动化技术、数据库技术和中间件技术等。从物化的角度看, 技术就是办公自动化系统的硬件和软件。

办公自动化系统是实现单位内部各部门之间以及相关单位之间办公及业务信息的收集与处理、流动与共享, 以提高专项、综合业务管理水平及辅助决策水平为目的的综合性人机信息系统。它的建立, 可以使单位办公及业务系统的信息资源做到全方位共享和交流;它可以真正实现相关单位之间、单位各部门、各工作人员之间的协同工作;使日常办公更加安全可靠, 更加规范化、高效化和科学化。这些关键技术表现在以下几个方面。

1. 工作流技术。

工作流技术是办公自动化及电子政务系统协同办公功能实现的核心技术。图1给出了一种工作流体系结构框图。工作流是一组人员为完成某一项业务所进行的所有工作与工作转交 (交互) 过程。几乎所有的办公及业务管理过程都是工作流。每一项工作以流程的形式, 由发起者发起流程, 经过本部门以及其他部门的处理, 最终到达流程的终点。工作流程也可是打破单位界限的, 支持各级政府间或同级政府之间的联网办公和互动式作业的新的办公模式。工作流自动化的目标就是要协调组成工作流的四大元素, 即人员、资源、事件、状态, 推动工作流的发生、发展、完成, 实现全过程监控。自动技术提供系统的三种运行模式:系统按事先定义好的任务的顺序自动运行;满足触发条件后再按定义的脚本 (处理规则) 运行;在交互式任务中按用户的选择及定义的处理规则进行处理。截止日期的处理是

工作流自动化应用中最常用的功能之一, 如果一个工作项在规定的时间内没有完成, 系统可以自动发送提醒、警告信息;触发更高级的处理过程;提供交互式界面, 按当事人、或其上级或系统管理员的输入的处理规则进行处理。由于政府各部门的职能、业务及业务处理流程各不相同, 而且在同一机关内部也会进行办公流程及业务管理流程再造, 因此实现工作流程灵活定义、工作流自动化也是电子政务系统的核心功能。

2. 多媒体文档存储及管理技术。

由于办公业务所处理信息的载体大多是以文件、报表、信函、传真、电子邮件等形式出现, 同时多媒体信息也逐渐成为越来越重要的办公信息, 因此电子政务系统一般以文档数据库为核心建立。文档管理是指对文档生命周期的每一个阶段-创建、修改、审批、发布和归档都进行有效的管理, 即组织文档的产生、管理文档的存取访问、控制文档的分发、监控文档的流转过程, 最终建立完备的档案库。多媒体存储管理是数据管理的一个新课题, 随着监控应用的迅速发展, 这个课题已经成为了业界关注的焦点。基于“块直存”的数据管理方式, 是多媒体存储管理方式的一大创新尝试。它通过独特的方式, 解决了传统监控应用中的文件系统的低效率问题和流媒体服务器的集群能力问题, 大幅提高了监控存储的数据管理效率, 较好地满足了监控大规模应用的需求。

3. 安全保密体系。

办公自动化系统的安全关系到整改企业的安全。因此, 安全保密体系是办公自动化系统的基础。它包括物理级、网络级、系统级、应用级四个层面。具体包括:防灾、防盗、防电磁辐射、网络隔离、安全检测与监控、防杀病毒、数据备份、安全审计、身份认证、加密、访问控制、安全管理等内容。内网及政府专网必须与互联网物理隔离。应选择国产的安全产品。

办公自动化及电子政务系统通常采用的安全措施及产品主要有以下几个方面。

(1) 防火墙系统。防御和阻止外部人员对内网的攻击行为和非授权访问活动。

(2) 安全漏洞扫描系统。定期扫描评估内网及政府专网的整体安全态势, 提供专家级修正建议, 防患于未然。

(3) 入侵监控系统。防御并监控穿越防火墙及从内部侵入内网的非法攻击行为。

(4) 防杀病毒系统。实时监控传入网络的病毒, 及时报警、杀除。保证内部网络不受病毒危害。

(5) 数据备份。定期对系统进行备份。日志与审计功能:任何对服务器的操作都可以记录下来, 用于分析和统计、审计。通过这个办法, 可以检测所有尝试过的恶意攻击。

(6) 身份认证系统。利用一次性认证方式确认连接用户的身份, 防止外部人员非法访问内网。

4. 跨平台数据、信息交换与共享技术。

电子政务系统是内含多种应用系统的集成体系, 各类应用系统彼此作用、相互链接形成了一个有机的数据、信息流处理体系。通过跨平台数据、信息交换与共享技术, 可使用户在相同的、唯一的界面下, 能访问多种异构数据源, 包括关系数据库、多维数据库、文档数据库、电子邮件系统、Internet信息、各种文件系统及各个方面的信息。

基本的办公自动化系统模块如图2所示。

三、结语

伴随着企业信息化发展的浪潮汹涌, 组织流程的固化、改进、知识的积累、应用、技术的创新、提升, OA也在不断求新求变, 办公自动化的发展方向应该是数字化办公。所谓数字化办公即几乎所有的办公业务都在网络环境下实现。全面实现数字化办公是办公自动化发展的必然趋势。从技术发展角度来看, 特别是互联网技术的发展, 安全技术的发展和软件理论的发展, 实现数字化办公是可能的。办公自动化发展逐渐更加地人性化、无线化、智能化、协同化、通用化、网络化。

构建信息社会的办公自动化是国内外发展的一个热点, 也是一个无法阻挡的趋势。文中简要概述了办公自动化系统的应用体系结构及功能;办公自动化的系统构架;重点提出了办公自动化的关键技术。这种类型的工作流直接使用消息传递中间件做为消息传递手段, 不需使用专用的邮件系统做消息平台。因此基于Web的工作流软件将在未来的数字化办公领域占主导地位。

摘要：我国经济飞速发展, 我国企业都已经致力于管理素质与效率的提高。此外, 国家对于电子政务的推广力度也逐步加大, 办公自动化作为其中的一个重要环节, 也被要求更深入地解决问题。企业内部的很多业务都可以抽象为一个或者若干个工作流, 最典型的是收发文工作流。一个发文流程可能要经历起草、审批、校对、领导签字、传阅等步骤。传统的办公模式完成此流程需要投入很多人力, 而且运转起来较慢, 容易出错, 如果采用办公自动化系统, 公文的流转就可以自动化, 显然有很多好处。鉴于此, 办公自动化系统必须迎接更新的挑战。

关键词：办公自动化,工作流程,电子政务

参考文献

[1].秦长坤.企业办公自动化系统的设计与实现[J].计算机与现代化, 2003

动车组管理信息系统及其关键技术 篇5

史天运

（中国铁道科学研究院电子计算技术研究所，北京 100081）

摘要：分析了国外动车组管理信息系统研究和应用现状，总结了其特点，基于中国动车组运用检修的实际需要，提出了中国铁路动车组管理信息系统的架构，分析其主要特点，描述了系统主要功能，对于其关键技术进行了全面总结和分析，对于系统的深化研究和开发具有重要意义。

关键词：动车组管理信息系统；架构；特点；功能；关键技术

China Electric Multiple Units Management Information System and key Technologies

Tianyun Shi(Institute of Computing Technologies, China academy of railway sciences, Beijing 100081)Abstract: The current situation of research and application on the foreign Electric Multiple Units Management information System is analyzed, and its characteristic is summarized in this paper.Based on the actual demand of using and examination and repair on China Electric Multiple Units, the architecture of China Electric Multiple Units Management information System is first put forward.Then the main characteristics are analyzed, the main functions are described, the key technologies are researched.These have the significance on the system improvement and development further.Key Words: China Electric Multiple Units Management information System(EMUMIS), Architecture, Characteristic, Function, Key technologies 概

述

随着铁路提速和高速铁路的建设，动车组的开行量越来越大，高效率、高质量做好动车组的检修是保障动车组安全运行的重要基础，为此铁道部根据中国铁路网规划建设了七大动车检修基地和几十个动车运用所，来承担动车组的检修任务。动车组检修基地现代化的三个重要标志是科学的平面布局、先进的工艺流程与工装设备、现代化的管理信息系统。动车组管理信息系统应在借鉴国际先进的设计理念的基础上，立足中国铁路动车组运用维修实际，建设具有国际先进水平、自主知识产权的铁路动车组管理信息系统，涵盖部、局、动车基地、动车运用所的业务需求，兼容多种车型动车组技术管理，适应不同动车维修基地站场布局、工艺流程和生产组织模式，实现动车维修基地生产、作业、技术、物流、设备、安全、质量、生产成本、经营决策等全面信息化管理，实现动车组全路调配运用和网络化维修管理，实现对供应链物流管理和部件委托修安全质量进度的全面监控，达到“自动数据采集、科学安排生产、高效无纸检修、安全质量卡控、数字综合展示、智能维修支持、现代检修管理”，保障动车组安全高效运用和动车组维修网优质高效运转，为动车组在既有线提速、客运专线、高速铁路的开行提供信息化支撑。动车组管理信息系统国外研究和应用现状

2.1 日本

东日本动车组检修信息化依托新干线COSMOS系统，主要相关系统有运输计划系统、车辆管理系统和站内作业管理系统。其中运输计划系统主要实现车辆运用、分配计划和乘务员调配计划；车辆管理系统主要实现车辆履历、配件、故障、检修信息的综合管理；站内作业管理系统主要实现站内作业计划和PRC进路管理。系统将涉及车辆运用检修的重要项目，如计划信息、故障信息、大部件信息、履历信息等均纳入系统进行管理，实现检修计划计算机编制、检修工单打印、故障管理、履历管理和动车组车载信息实时落地展示，系统简单实用，已成为动车组检修中不可或缺的支撑。主要特点：以运用、检修计划为核心严格执行；系统中抓住关键数据（比如轮对数据，受电弓检测的数据、故障信息）进行重点管理，根据功能不同，设置多个不同功能的终端，实行专机专用。物料有专门的物料管理系统。

2.2 德国

德国动车检修一方面依托SAP平台，主要有：设备维护（PM）：用于服务管理、维护管理、订单通知和工作计划管理等；生产计划与控制（PP）：用于管理备件生产和旧件翻修等工作；物料管理（MM）：管理车辆维护需要的所有物料。主要功能包括：主数据管理，采购管理，库存管理，供应商管理等；财务会计（FI）和成本管理（CO）：用于收集处理维修订单的成本信息，进行成本比较等工作；质量管理（QM）：用于设定质量标准，创建检验批，记录检验结果等工作；项目管理（PS）：用于车辆大修或集中修的计划编制和成本归集等工作；业务信息仓库（BW）：用于技术缺陷分析、故障原因分析、车辆全生命周期成本分析等工作，为业主和维修单位提供决策支持。检修计划等核心主要由自主开发来实现，总的功能有：基于车载故障检测诊断信息、司乘人员发现的故障信息、地面设备自动检测信息、基地检查结果和计划修规定的项目，确定工作任务，制订维修工作计划。系统可以根据维修请求中的故障代码或故障描述搜寻适合该故障的检修工艺（任务清单）；维修人员可以从搜索到的维修工艺中指定某项工艺来处理该故障。基于维修任务、维修时段和维修资源被占用的情况，自动生成维修计划及维修工单；同时，自动检查维修资源（包括检修设施和设备、检修人员、备品备件等）的保障情况，生成维修资源计划；当动车进入运用所前，维修人员、材料和设施都已准备到位，维修人员根据维修工单有序地执行维修任务，当更换关键设备时，系统可提供符合性检查，同时计算由于备件消耗、人员工时消耗和机器工时消耗所产生的材料成本和工时成本，计算由所有工单构成的维修项目成本；当所有维修工作结束后，维修人员记录检修的情况并更新系统中的信息，包括：故障原因、故障历史、维修历史、工时及物料消耗、全生命周期成本信息等。这些信息将为维修统计分析，优化维修流程和决策支持提供依据；对于较小的维修工作和故障排除支持网络修。

2.3 法国

法国高速铁路东南线在巴黎地区的沙地翁(Chatillon)、兰地(Landy)及圣乔治新城（Villeneuve Saint Georges）维修中心（动车基地）内，均配备一套维修辅助信息处理系统TIGRE来管理维修业务。该系统提高了高速列车利用率，通过数据库和信息处理来提高了维修质量。维修辅助信息处理系统可与高速列车通信联络，采集和存储TGV列车运行中故障信息；以维修作业管理为主，为基地内运转和管理人员提供待修列车清单、列车位置、维修作业计划、列车计划离段时间等信息。与高速列车运用相关的业务部门按职责分工，在高速列车运用辅助管理软件平台上共同开展工作，协调解决问题，实现充分的信息互通和共享，使各作业环节构成一个有机的整体。同时，对高速列车技术状态进行追踪，实时掌握每列列车的运行里程、状态、维修内容等。

高速列车维修辅助管理分为维修管理系统和维修支援系统两部分。维修管理系统：基地内列车运营管理、车辆管理、车辆维修管理、器材配件管理、工具管理、机械设备管理；维修支援系统：安全管理、环保管理、成本管理、质量管理、人员管理、合同管理、图纸资料管理等。目前，法国铁路正在开发新的系统，扩展TGV高速列车维修辅助管理系统功能涵盖面，增加系统管理的信息量，提高数据处理的准确性，实现对段内作业过程的全面管理与控制。

2.4 总结

通过上述分析，国外高速列车运用维修管理信息化均围绕重点，比较实用。主要特点有：基于现代的维修和管理理念，运用维修管理一体化；注重运行状态监测和故障检测，运用数据指导维修；系统集成度高，实现信息共享，支持流程化高效维修；功能日趋完善，覆盖计划、生产、技术、安全质量、物流和成本。中国动车组管理信息系统架构和特点

3.1 中国动车组管理信息系统架构

根据中国动车组检修管理模式，动车组管理信息系统（China Electric Multiple Units Management information System，EMUMIS）由铁道部动车组管理信息系统、铁路局动车组管理信息系统、动车段动车组管理信息系统、动车运用所动车组运用管理信息系统和动车基地动车组检修管理信息系统，划分为四级，即铁道部、铁路局、动车段、动车基地（动车运用所）四级管理。由于车辆工厂承担着动车组新造和部分检修任务，所以EMUMIS还包括车辆工厂动车组管理信息系统、车辆工厂新造履历填报软件和车辆工厂检修信息管理软件。由于动车组车载动态监控系统承担着动车组运行状态的实时监控及无线落地，为动车组应急处置和检修计划预安排提供重要支撑，所以纳入系统统一设计建设，动车组管理信息系统架构如图1所示。其中：铁道部动车组管理信息系统[1]（简称部级系统）负责全路动车组运用、维修业务宏观管理，分析动车基地（动车运用所）总体生产经营情况，完成全路新造动车组、动车组配置和调用管理，审核全路动车组采购计划和维修计划，监控九项关键技术及十项配套技术国产化企业的生产能力和安全质量，实现动车组维修规程和工艺的规范管理，完成动车组技术资料修订和版本管理，提供全路共享信息支持，辅助决策支持，协助部级调度系统审定跨局交路和动车组运用计划。铁路局动车组管理信息系统[1]（简称局级系统）负责所辖动车基地或动车运用所的运用、维修业务管理和技术指导，完成本局内动车组配置和调用管理，协助局级调度系统审定本局管内交路和动车组运用计划。铁路段动车组管理信息系统（简称段级系统）负责所辖动车基地或动车运用所的运用、维修业务具体管理，统筹资源，制定月周运用检修计划，分析动车基地（动车运用所）生产绩效、技术、安全、质量、物流等总体情况，提供业务指导。动车组运用管理信息系统动车运用所提供涵盖动车组1～2级修程内主要业务的信息化管理功能，在完成。动车组检修管理信息系统提供涵盖动车组3～5级修程内主要业务的信息化管理功能。车辆工厂动车组管理信息系统主要通过其新造履历填报软件完成新造动车组履历填报工作，通过其检修信息管理软件完成所承担的动车组3-5级检修中的故障、大部件更换信息记录和检修进度上报，以及配件供应信息的共享。动车组车载动态监控系统实现车载信息的落地和分析运用。动车组管理信息系统与铁道部、铁路局调度系统进行信息交互，满足动车组开行调度的需要。

部级铁道部动车组管理信息系统 动车组车载动态监控系统 局级 段级所、车间级 动车运用所 管理信息系统 铁路局动车组管理信息系统 3.2 EMUMIS主要特点

（1）基于动车组修程修制、动车组及其关键配件的静动态履历管理、走行公里累计、检修历史的动车组检修项到期实时推算，自动编制检修计划，确保不超期、不漏项。（2）集成基于车载故障检测诊断信息、司乘人员发现的故障信息、地面设备自动检测信息和动车组定检修规定的项目，在动车组入段/所之前就生成检修计划，提高检修效率。（3）在制订维修计划同时制订资源需求计划，系统自动检查维修资源（包括检修设施和设备、检修人员、备品备件等）的保障情况。集成物流管理，可自动评估供应商，覆盖主机厂仓储管理，透过精确的库存和仓储管理降低采购和仓储成本。

（4）实时的故障代码和定检任务维修规程策略、可视化作业指导书管理及查询；统一规范的故障分类统计和数据挖掘，不断积累故障和维修经验知识，形成诊断维修专家系统，实现检修维修的辅助决策和技术支持。

（5）实现对所有检修设备的实时状态监控和预防修，监控分析检修设备资源利用情况，保证资源利用最大化。

（6）面向一体化作业管理的作业进度监控、过程安全卡控、三检一验质量卡控，保证作业安全和动车组出库的安全。

（7）基于RFID的大配件实时跟踪管理，提高检修效率，保证动车组运行的安全。（8）系统可计算由于备件消耗、人员工时消耗和机器工时消耗所产生的材料成本和工时成本，实现维修成本分析。

动车段动车组管理信息系统 车辆工厂动车组管理信息系统 动车组检修 管理信息系统 车辆工厂新造履历填报软件 车辆工厂检修信息管理软件 图1 中国动车组管理信息系统架构 4 中国动车组管理信息系统功能设计

动车组运用管理信息系统和动车组检修管理信息系统以运用、维修、技术、物流四类核心业务为主线，以实现动车组相关业务管理全面信息化为目标，涵盖生产管理、生产支持、经营管理三方面[1]。其中，生产管理方面包括调度管理、作业管理2个子系统，生产支持方面包括技术管理、物流管理、设备管理、安全管理、质量管理5个子系统，经营管理方面包括生产成本管理、综合管理、统计分析与决策支持3个子系统。

调度管理子系统包括调度命令管理、月周生产计划管理、日生产计划管理、调车计划管理、生产动态监控、现在车组管理、车载动态监控、乘务管理、接送车管理、运用实绩与走行公里、实绩上报和调度报表等。

作业管理子系统包括作业工单管理、作业派班管理、作业过程控制、一体化作业进度监控、上下岗管理、作业记录管理、作业质量管理和作业实绩统计等。

技术管理子系统包括维修工艺管理、动车组履历管理、重要配件履历管理、检修数据综合管理、故障管理、维修知识库管理、动检车数据管理、技术分析、配件寿命管理、技术资料管理、文件管理和远程技术支持等。

物流管理子系统包括配件仓储管理、配送管理、回收管理、采购管理、供应商管理、合同管理和统计分析等。

设备管理子系统包括设备技术档案、设备维修规程管理、设备使用管理、设备点检管理、设备维修管理、设备技术状态管理和设备更新改造管理等

质量管理子系统包括质量检查、质量分析、质量整改、质量考核、验收管理和委托修质量管理等。

安全管理子系统包括生产安全检查管理、安全问题库、安全考核整改、安全风险管理和安全会议管理等。

生产成本管理子系统包括维修概算编制、单车组维修成本核算、单部件维修成本核算、阶段成本统计分析和委托修成本清算等。

综合管理子系统包括基础信息管理、人员配置管理、培训管理、模拟培训平台、绩效管理、人员一卡通管理和信息传递与发布平台等。

统计分析和决策支持子系统包括业务数据统计报表、主题数据分析、综合信息查询、决策预案和生产监控。中国动车组管理信息系统关键技术

（1）动车组可靠性维修体制及技术

基于计划修、故障修和状态修相结合的动车组可靠性维修体制，通过加大车载状态监测传感器的安装及数据采集，加强状态智能预测模型的研究，实现故障预警，故障早预防，较低维修成本。

（2）动车组运用检修计划自动编制技术

需要建立动车组运用交路计划、动车组运用计划、动车组日常检修计划、动车所调车作业计划、动车组高级检车间调度计划五类计划的自动编制优化模型，研究全局智能优化算法，实现各类计划的自动生成和自动调整，提高人员劳动生产率，提高动车组的周转率，减少动车组的热备率，降低维修成本。（3）动车组故障管理技术

建立统一清晰的动车组部件分解模型，研究动车组故障的唯一编码和故障字典，实现故障录入的自动选择；对于新发现录入的故障，多次累计后，系统自动给出规范化建议，通过人工交互，实现故障字典及编码的不断完善。

（4）动车组运用、检修、物流配送、设备自动化监控一体化

综合靠考虑动车组运用、检修的均衡性，减少维修次数，降低维修成本，实现动车组运用、检修计划一体化自动编排[2]。为了提高检修效率，在编制检修计划同时，自动生成动车组配件需求计划和配送计划，实现检修、配件配送一体化。对于动车运用所、动车基地自动化检测设备、检修设备等，建立与动车组管理信息系统自动设备接口，一方面实现各类检测数据自动记入检修记录单，另一方面实时监测这些设备的运行状态，及时排除发现的故障，根据设备状态来编制并及时修订检修计划，实现检修计划与设备自动化监控一体化。（5）动车组车载信息和基地检测信息融合及应用技术

动车组车载动态监控系统实时监控动车组运行状态，并通过车地无线传输通道落地铁道部动车组管理信息系统，部、局动车调度人员实时监控动车组运行状态，对于发现的故障，需要立即解决，指挥动车随车机师进行应急处置；对于不影响运行的故障，动车运用所技术人员及时纳入当日检修计划，并提前做好检修安排，提高检修效率。其中需要研究大量车载信息处理技术和策略、故障识别模型。

（6）基于物联网及RFID的动车组及关键部件全生命周期跟踪管理技术[3]

对动车组及关键部件进行唯一编码，建立基于RFID的动车组及关键部件标识管理，建立动车组及关键部件的全生命周期模型，记录其从配属到报废全过程静态履历、走行公里、动态维修信息、故障信息和配件更换信息等动静态履历，实现动车组及关键部件的实时跟踪。建立动静态履历管理模块随着动车组配属变化、临时存放自动同步到新的运用所或基地或车辆工厂，方便动车组检修信息查询和录入。对于其他配件为了节省成本，在动车运用所、动车基地维修中可采用动态条码、油漆印制等方式进行标识管理。（7）基于检修实绩的动车组修程修制优化技术

分析统计动车组实际运行状态和故障状况，对动车组修程修制进行不断优化，提高检修的有效性，降低维修成本。

（8）动车组应急处理、维修知识库技术

研究动车组运行应急处理平台，实现动车调度人员、随车机师对运行中发现的紧急故障进行应急处置。总结维修知识，积累维修经验，建立维修知识库，引入机器学习，提高知识自动获取能力，实现维修知识共享，提高维修效率。（9）基于动车组故障分析的设计制造优化技术

基于分析统计动车组故障状况，对动车组设计制造流程、工艺、材料、配件提出优化建议，不断提高动车组的可靠性。

（10）基于SOA和工作流的动车组管理信息系统架构

采用SOA和ESB技术，实现动车组管理信息系统各子系统之间服务共享和信息交换；采用工作流技术建立动车组及关键部件的检修流程，可实现快速按需调整、重组和新建。（11）基于云计算和虚拟化数据中心技术的动车组网络修管理信息平台

采用云计算和虚拟化数据中心技术，实现分布式动车组管理信息系统硬件资源的共享，提高资源的利用率。特别是建立同构的各级、同级数据库架构，基于数据库复制技术，实现数据的自动同步和自动备份。

（12）动车组维修成本综合分析技术

实时记录动车组检修中的人员及工时、配件更换信息，可实时统计动车组维修成本，为动车组运营经济效益分析提供数据。

（13）地理信息系统、三维可视、定位技术在动车组管理信息系统中的应用 利用地理信息系统、三维可视、定位技术可实现在全路路网上动车组运行的可视化监控，故障的可视化展示，动车运用所和动车检修基地动车组的实时跟踪和可视化监控。其中在线运行的动车组可采用GPS、北斗卫星或列控系统进行定位，在所、基地的动车组可采用车号自动识别和站场计算机联锁系统进行定位。结束语

基于上述系统架构、功能和关键技术，开发了动车组管理信息系统，并在全路29个动车运用所、4个动车检修基地和铁道部、铁路局进行实施，系统的应用较好地实现了动车组各类信息的管理和快速查询，实现了动车组走行公里自动累计和各级检修修程自动预警，实现了动车组运用检修计划自动编排，实现了检修生产过程的安全作业卡控和进度监控，实现了动车组故障闭环管理，实现了检测检修设备的自动化监控和信息化维修，实现了配件出入库、消耗统计预警，实现了动车运用所和基地人员一卡通管理，为动车组高效检修、安全生产和现代化管理提供了重要支撑。

参考文献

起重机自动化控制关键技术分析 篇6

关键词：起重机；自动化；控制

1起重机自动化发展趋势

起重机械产业的快速发展也极大地促进了自动化产品在该行业的应用。尽管我国起重机械行业的自动化应用总体水平还不高，但无论是起重机械生产厂商还是起重机械用户都逐渐认识到应用自动化产品的优势所在。自动化产品在起重机械行业的应用潜力非常巨大，前景也十分广阔。无论是城市向更加成熟和现代形态发展的趋势，还是经济危机下，国家在基础设施建设上的刺激性投入，都彰示着起重机械的蓬勃发展。从控制到传动，自动化产品在这个产业的应用深度也日渐累积。从现有的规模、未来的成长空间以及当前的增长速度来看，起重机械行业已经逐渐成为自动化企业不可小觑的市场。

2.无线遥控技术在起重机中的应用

在起重机械作业过程中，操作人员常常面临着强辐射、多粉尘、高噪声及高温等恶劣环境，严重影响着操作人员的身体健康，同时某些场合危险性极大。传统的起重机依靠电机、齿轮箱、制动器以及各种限位开关实现大车行走、小车行走和吊钩升降等运动，因此各零部件的运行状况和操作者的驾驶水平直接影响着起重机执行动作的安全性和可靠性。无线遥控技术是一种利用无线遥控器发送频率、幅度、相位等特殊指令，进行机械设备远程控制的技术。现代无线遥控器由集成电路板和用来产生不同信息的按钮组成。工业无线遥控技术克服了有线遥控技术的诸多弊端，已在人造卫星、家用电器等方面得到了广泛应用。无线遥控技术减少了人们繁杂的体力劳动，提高了劳动生产率及安全性，提高了工业企业的自动化水平。

当前，应用在起重机上的无线遥控技术按其工作原理分为红外遥控和无线电遥控两种。日常生活中所使用的多为红外线发射无线遥控方式，其价格低廉，但发射距离、方向和条件限制较多。而工业控制领域多采用以无线信号进行传输的遥控装置，工业无线遥控装置由发射器、接收器和执行机构组成。具体如下：

（1）发射器由编码电路和发射电路组成，并由可充电电池组提供电源，外壳一般用耐冲击、防水防尘、抗油污的强化塑料制成，具有体积小、重量轻、便于携带和操纵等优点。操作者通过操纵器控制编码电路，使编码电路产生包含频率、幅度、相位等特征的电信号操作指令。发射电路的主要作用是产生携带操作指令所需要的高频振荡载波。根据发射器的操作方式，发射器分为按键型和摇杆型。按键型应用于20t以下的行车和单梁电动葫芦，可进行简单的双速控制。摇杆式多用于32t以上的起重机控制，可实现变频、调压等多档位复杂控制。

（2）接收器由天线、接收电路、译码电路、安全回路、输出继电器板等部分组成。接收电路由高频部分和解调器组成，天线接收的微弱信号经过高频部分的选择和放大被送至解调器，将操作指令信号从载波中解调后送至译码电路译码。译码电路对各种指令信号进行编译处理，使其成为可以驱动执行机构动作的脉冲信号，从而驱动起重机执行机构产生相应动作。实际应用中，接收器的输出方式有模拟量输出、继电器输出和总线输出等。

（3）执行机构控制起重机相应机构完成预定动作，由继电器、接触器组成。当遥控器上的按键被按下时，发射器中的编码电路对操作者的指令进行编码处理，形成串行数字编码脉冲，这种脉冲信号包含了按键的数据和地址信息，再经过调制电路，将脉冲信号转换成高频调制无线电信号，并以电磁波的形式向空中辐射出去。控制端接收器对接收到的电磁波进行放大、混频、检波等一系列的处理并滤除干扰信号，从而向起重机执行机构输出正确的脉冲信号指令。

3桥式起重机电子防摆技术

桥式起重机的防摆措施至今已经历了人的手动方式、机械分离小车方式、液压方式、传感器电子方式等。而防摆装置主要分为机械防摆装置和电子防摆装置。上述措施和装置的缺点比较明显，导致在实际使用中也会不少问题。

（1）机械电子式防摆。首先提升吊具至接近最大起升高度的位置，接着起重机小车机构上的传感器会测到小车到吊重的相對距离和高度，最后控制系统控制小车准确地位于货物正上方后再快速下降。这种防摆系统实际上是对普通机械类防摆进行了一些改进，是机械式防摆到电子式防摆的一个过渡，同时由于增加了对准过程使得起重机工作效率变低。

（2）电子式防摆。目前国际上采用的大多是电子式防摆。其原理是在小车架下安装一个牵引卷筒增量编码器（或者摄像头），在吊具附近安装牵引卷筒增量编码器和激光扫描仪（或者摄像头）。当吊载重物时，传感器会检测吊具摆动的角度（或角速度）、小车位置、吊具高度等，接着将这些数据信息传送至控制系统的（如果是摄像头需要先经过图像采集卡采集，转换成数字图像后传送给上位机），经相关软件处理后将最佳的控制参数反馈给小车控制系统来控制小车的运行，从而使吊重的摆角在较短的时间内尽可能的减少到0。由于该反馈存在时滞性，小车电动机为非线性装置，小车运动过程中摩擦力和绳长变化也是非线性的，加之风力等不确定的外界因素，因此小车被控过程呈现出时变性、非线性、不确定性，早期的 PI控制、PD控制作用不是很明显，这些都阻碍了电子式防摆的发展。近年来采用了PID、模糊控制、LQR最优控制、自适应控制等，仿真结果都表明控制方法的有效性。而国内外一些大的起重机生产厂商在设计和生产起重机的过程中采用这些控制方法防摆，效果很明显。

3.PLC技术在起重机中的应用

（1）PLC系统的组成。在100/32t桥式起重机中选用了西门子的S7-300模块化的PLC。PLC系统由中央单元 CU、扩展模板EM和西门子的CP340触摸屏组成。中央单元CU安装在起重机的电气梁内，CU的输入模块选用直流24V，用于采集配电部分的开关，接触器，总过流信号；各机构电动机主回路，正、反转接触器，过电流，制动器反馈信号；各行程限位保护及提升机构的超载、超速，变频器运行、故障等信号。输出模块选用直流24V，通过微型继电器输出，用于控制配电部分的总接触器，各机构电动机、

（2）制动器的运行。扩展模板EM安装在驾驶室联动操作台内，EM的输入模块选用直流 24V，用于采集联动操作台控制各机构电动机的正、反转及各档位速度信号，零位信号，起重机电源控制，急停，登机请求、应答，主提升电动机选择及变频器复位等控制信号。并通过PROFIBUS总线电缆与PLC系统连接。CP340触摸屏安装在驾驶室联动操作台上，用于显示起重机工作状态。操作人员通过触摸屏可以了解起重机各机构电动机的控制运行情况。便于故障监视，以确保起重机的安全运行。

结束语

自动化控制起重机应用前景将非常广阔，其关键技术的研究与应用在我国已到快速发展阶段。随着高新技术产品的不断发展，将加速自动化控制起重机向计算机、微电子、自动控制、通讯等领域的纵深发展。

参考文献：

[1]屈舒，常晓华.起重机无线遥控器的安全性[J].起重运输机械，2003（07）.

[2]廖常初.S7-300/400 PLC应用技术[M].北京：机械工业出版社，2012，01.

[3]雷佳佳.起重机超载保护系统称重传感器布置[J].制造业自动化，2013（6）.

[4]李萌.无线遥控技术在起重机上的应用[J].本钢技术，2008（5）.

自动化系统关键技术 篇7

1 智能变电站自动化系统简介

智能变电系统是在多项关键技术共同协作的基础上, 实现变电站的自动化运行, 综合考量智能变电站的自动化系统, 对其进行简单分析:

总配与分配。变电站中的总配即总体配置, 其可实现变电站系统的正常运行, 保证变电站的各项命令统一执行, 例如:自动化系统可对变电站的运行数据进行分析, 之后实现信息的统一储存, 为变电站提供数据、信息服务;分配即是自动化系统中各项设备的配置, 最主要的是监控设备的配置, 其可实现对变电站的集中监测和控制, 因此监控设备的配置比较高。

监控系统。自动化的监控系统以计算机、网络为基础, 通过对变电站进行监控, 掌握基础运行信息, 实现无人看守, 其包括主系统和辅助系统, 例如:工作人员可通过远程的方式, 掌握变电站的基础动态, 利用自动系统, 减少变电站的人力投入。

自动管理。自变电站中所有设备以及相匹配的参数设置, 均可通过自动化系统完成, 实现智能化控制, 同时推进智能变电站朝向调度、调控一体式的方向发展, 满足电网系统的需求。

2 自动化系统中的关键技术

结合智能变电站对自动化系统的实际应用, 分析自动化系统中的关键技术, 不仅可保障现行技术的有效性, 同时还可以针对现行的技术提出相应的改进方向, 进而提升智能变电站的自动化, 因此分析关键技术如下:

2.1 同步技术

自动化系统中的同步技术, 主要是利用互感器, 保持智能变电站各模块中的时钟同步, 变电站只有在时钟同步的模式下, 才可正常运行, 反之, 则因自我保护采取封闭措施。为保障时钟一致, 结合GPS实现同步技术, 例如:变电站通电后, 首先在电能稳定后, 由GPS提供准确时间, 同时促进变电站与GPS时间同步, 如果时钟无信号, 同步装置即会自动进入切换模式, 利用备用GPS, 保持变电站时钟的监控, 在变电站、GPS参与下, 利用同步技术的相互转换, 实现时钟同步, 提高了自动化系统的运行安全。

2.2 传输技术

传输技术主要是运用在智能变电站的自动化系统中, 根据系统的不同要求, 可将传输技术应用结构分为二网、三层的模式, 二网主要是在传输技术应用时, 需借助双网结合, 如:对时网结合SV网;三层的划分依据为系统的网络构成, 通过逻辑关系将其分为三类。传输技术在系统中不仅具有运送、输送的功能, 而且还具备数据保护的功能, 目前我国变电站中传输技术的使用是在故障录波参与下的, 通过传输技术可发现系统中的危险运行因素, 例如:变电站传输终端、推迟等, 之后可通过故障录波记录影响传输的因素, 在两者相互协调下, 得出影响传输的具体原因。

2.3 互感技术

系统中的互感技术建立在电子设备基础上, 实现变电站部门模块的数字化控制, 一般系统中的互感技术采用回路设计的方式, 通过在电子设备的单元、远端处安装互感装置, 同时利用全光纤装置保护母线, 利用组合型装置保护除母线以外的变电站线路, 以互感和模拟互感的方式, 在保障变电站线路的基础上, 对其进行自动化的控制。

综上所述, 自动化系统中关键技术的应用, 明显提高了智能变电站的运行效益, 不仅节约了我国对电力事业人力、物力的投入, 同时还促使智能变电站朝更先进的方向发展, 可见, 关键技术的应用对智能变电站系统的自动化发展有一定实际意义。

3 自动化系统关键技术的改进

关键技术在自动化系统的应用过程中, 在为智能变电站的运行提供效益帮助之时, 促使研究人员发现关键技术中需要改进的点, 具体如下:

首先是同步技术中的改进点。在自动化系统中, 存在新技术与传统技术并存的现象, 两者之间存在暂时的矛盾, 如:同步技术中包括采样、收集的环境, 而传统技术中没有, 因此, 在两者相互配合的过程中, 导致同步技术会出现时间推迟的现象。自动化系统中可尽量更新设备, 保持设备一致性, 避免在同步技术中出现新老设备矛盾。

其次是传输技术中的改进点。自动化系统中的传输, 大部分以光纤为主, 光纤本身的传输能力有限, 其对系统中的传输也会造成一定的局限性, 导致大量通信信息被迫停滞, 可在传输技术中引入网络通信的概念, 网络通信可有效对通信进行传输、验证, 同时还可实现挣脱通信过程的跟踪, 不仅可解决传输技术中的通信限制问题, 还可以为检修人员提供可靠的设备运行信息。

最后是互感技术中的改进点。目前我国大部分电力企业的变电站自动化系统中, 互感装置在获取信息实行保护行为之前, 都必须实行远距离供电, 大幅度降低了互感技术的时效性, 同时还会降低互感装置的使用寿命, 为保障互感技术在使用中的准确性, 可预先测量互感装置的功率, 进而匹配相应的阈值, 实际互感装置工作时, 可以保持在合理的功率下, 有效避免了远距离供电。

4 结束语

电力事业的发展要求智能变电站, 既要满足大规模用电客户电能需求的调配, 又要提高自身运行的效率, 通过变电站自动化系统中的关键技术, 可实现变电站的智能模式, 例如:远程监控、自主检测等等。同时针对系统中关键技术在实际中的应用, 提出改进的方向, 更大程度的为智能变电站的自动化发展提出基础依据。

参考文献

[1]宁磊, 陈涛.电力继电保护现状及展望[J].科技信息, 2010 (20) .

[2]孙琰.变电站自动化系统的新发展[J].黑龙江科技信息, 2012 (21) .

[3]季利明.浅谈电力系统继电保护的意义现状及前景[J].科技致富向导, 2011 (05) .

自动化系统关键技术 篇8

1.1 电力系统自动化的发展历程

上个世纪50~60年代, 我国的电力系统获得了长足发展, 系统的规模发展至上千万千瓦, 单机容量也随之进一步提升, 同时, 还形成了区域联网, 机、炉、电单元式集中控制在场内自动化方面得到了应用, 并在此基础上采用了远动通信技术, 各种新型的自动装置、保护装置、可控硅调节器、调速器等在电厂内也随之获得了推广应用;70~80年代, SCADA (电网实时监控系统) 的出现, 使得20万k W以上的大型火电机组开始采用实时安全监控及闭环自动启停的全过程自动化控制, 与此同时, 计算机监控在水电站的调度、监测以及综自化方面也获得了大范围推广使用, 这标志着我国的电力系统初步实现了自动化[1]。

1.2 自动化控制的优势

1) 可以快速、准确地对电力系统中各元件的运行参数进行收集、检测及处理。2) 可按照电力系统当前的运行状态及主要元件的技术与安全要求, 为运行人员提供调控决策, 或直接对元件进行调控。3) 能够实现整个系统各个层次及元件之间的综合协调, 为优质供电和经济运行提供最佳的运行方式。4) 可以大幅度节省人力资源, 并减轻工作人员的劳动强度, 有利于工作效率和水平的提升。5) 可进一步减少电力系统事故的发生几率, 有效延长了电气设备的使用年限, 改善并提高了运行性能, 基本不会出现大范围停电的情况。

2 实现电力系统自动化控制的关键技术

2.1 计算机远动控制技术

实现电力系统自动化控制的技术较多, 其中最为关键也是核心的技术为计算机远动控制技术, 其在电力系统运行中有着不可替代的作用和地位。

1) 数据采集技术[2]。该技术具体包括A/D和变送器技术等, 它的处理信号以0~5V的TTL电平信号居多。由于电力系统自动化中的大功率参数相对较多, 为实现信号的有效处理, 必须借助变送器将这些功率较大的参数值转换为TTL电平信号, 这样才能实现遥信信息的编码及采集。

2) 信道编译码技术。在电力系统自动化控制的过程中, 为了能够借助远动控制技术完成相关信息的采集, 就必须利用通信信道将采集到的数据信息传输给调控中心。信道编译码技术主要是确保传送信息的抗干扰能力, 图1为数字传输系统模型。

远动控制数据传输中, 不可避免地会产生干扰, 对信道进行编译码后可以有效克服通道内的干扰, 有助于确保信号质量。

2.2 现场总线技术

所谓的现场总线技术具体是指以现场实测和设备控制间的数据传输为主控制系统, 其主要是利用现场的自动化仪器仪表与控制空心的设备相连, 从而实现信息一体化、全方位的通信与控制。该技术要求现场仪器仪表与相关设备的连接及通信都必须依据规范的协议, 为电力系统自动化控制的实现奠定基础。现场总线技术具有以下特点:开放性、互操作性、分散性、适应性等等。它在电力系统自动化控制中的应用, 能够有效节省硬件投资和安装成本, 并且维护工作量也会有所减少, 可进一步提高系统的可靠性及准确性。就电力系统自动化而言, 其最为显著的特点是被控设备复杂、参数多且具有较强的分散性, 现场总线技术可以满足系统的运行要求, 如该技术的应用, 可实现高压开关智能化, 同时还为智能化箱式变电站的实现提供了技术支撑。

2.3 综合智能控制技术

智能集成化是综合智能控制技术最为显著的特点之一, 该技术集成了模糊控制、神经网络就控制等技术在模型结构及算法上的全部优势, 同时还集成了多种智能控制系统的功能, 使自身具备了良好的监控性和自组织及自学习性能。大量的实践证明, 综合智能控制系统可对电力系统中的各类问题从不同的角度进行智能控制, 由此使得原本的多控制系统间获得了互补, 可以共同完成更高级别的自动控制功能。

3 结论

综上所述, 随着我国电力系统规模的不断扩大, 对系统的安全、稳定、可靠运行提出了更高的要求, 自动化控制技术以其自身诸多的优点在电力系统中获得了应用。本文在分析自动化控制优势的基础上, 对实现电力系统自动化控制的关键技术进行了论述。在未来一段时期, 应当重点加大对自动化控制技术的研究力度, 除对现有的技术进行改进和完善之外, 还应研发一些新的技术, 为电力系统的稳定运行提供强有力的技术支撑。

摘要：文章首先简要分析了电力系统自动化及自动化控制的优势, 并在此基础上对实现电力系统自动化控制的关键技术进行论述。期望通过本文的研究能够对提高电力系统的运行稳定性有所帮助。

关键词：电力系统,自动化控制,技术

参考文献

[1]李小燕, 李建兴.电力系统自动化控制中的智能技术应用研究[J].电力自动化, 2012, (10) .

自动化系统关键技术 篇9

电网调度自动化系统对电力系统的安全、经济运行起到不可或缺的作用。目前,主流的调度自动化系统一般是分布式系统,数据之间如何进行有效集成是系统可靠性和可用性的关键[1]。调度自动化系统中的数据通信可分为点对点通信和点对多点通信2种类型。对于点对点通信,可以采用公共对象请求代理体系结构(CORBA)[2]等中间件实现;对于点对多点通信,需要采用实时性更强的消息中间件[3]实现。

消息中间件[3]是一种中间件技术,通过屏蔽底层平台之间的异构性,简化了应用之间的数据传输,利用高效的消息传递机制为分布式应用系统提供透明的通信服务。消息中间件的模式有点对点、消息队列、发布/订阅3种。点到点模式具有很强的时间和空间耦合性,使通信灵活性受到很大限制。消息队列模式通过一个消息队列传递消息,解决通信双方时间和空间松耦合的问题,但队列服务器需要单独配置,存在瓶颈和单点失效问题,可靠性得不到保障,队列一旦丢失,整个系统都会受到影响,消息延迟也相应增加。发布/订阅模式中发布者和订阅者通过主题相关联,双方不必知道对方的存在以及存在的数量,可实现通信双方时间、空间和数据通信的多维松耦合。

常见的消息中间件产品有IBM Websphere MQSeries[4]、东方通科技的TongLink/Q[5]等,但这些中间件产品为了适应复杂网络环境一般采用消息队列模式,消息队列服务器部署在少数节点上,消息发送端先将消息发送到消息服务器上,接收端再从消息服务器上接收消息。这种集中式结构增加了消息延迟,工程部署也不方便。文献[6]讨论了电力调度系统消息队列中间件的系统设计和实现,采用统一消息队列中间件软总线实现电力调度自动化系统中多个应用子系统的集成。文献[7]针对数据采集和监控(SCADA)系统与调度其他高级应用软件以及异构系统之间难以进行数据交互的问题,将基于发布/订阅模式的消息中间件引入系统中,设计了消息中间件的结构模型,阐述了消息中间件的工作机理,利用组件技术对其功能进行封装,形成组件对象模型。以上文献对适用于电网调度自动化系统的消息中间件的特性探讨得还不够全面。

基于多年的调度自动化系统设计、开发经验,本文提出一种适用于调度自动化系统的消息中间件。

1 调度自动化系统消息中间件的特性

调度自动化系统中存在稳态、动态和暂态数据[8],同时,为了保证系统可靠性和易维护性,必然也存在一些自动化系统自身的数据。消息中间件作为调度自动化系统支撑平台[9]的重要模块,在设计中需要考虑这些数据类型通信的需求,除了具有通用消息中间件的常规功能外,还需要具有高可靠性、易扩展性、时效性和多态功能。

1.1 高可靠性和易扩展性

调度自动化系统对电网状态实施实时监视和分析,可靠性要求高,系统的月可用率不低于99.9%[10]。消息中间件作为系统底层通信基础,需要满足这种高可靠性要求。

为了满足调度自动化系统中的这种高可靠性要求,消息中间件需要考虑各种故障,包括节点自身的软件故障、硬件故障、网络故障等,以及故障解除后如何快速与其他节点正常通信。例如,部分节点由于某种原因发生故障而与其他节点失去联系,那么余下节点之间仍然能够正常通信;当故障节点恢复正常后能够快速融入到系统中,使本节点能够正常接收发送消息。同时,需要新增部分节点时,新增加节点能够方便地加入系统中,且不影响原有节点之间的正常通信。

1.2 时效性

时效性是指消息从发出到被接收之间的时间延迟。在调度自动化系统中,由于网络故障或部分节点软硬件异常,会大幅增加消息延迟时间,进而导致应用逻辑处理错误,因此,需要对这些实时消息的时效性进行控制。例如在SCADA系统中,调度员发出遥控指令后,在一定的等待时间Δt内需要得到响应,否则认为本次遥控失败,要求取消操作或再次进行遥控操作。当由于某种原因使遥控指令延迟超过Δt后才到达前置机,若没有时效性控制,前置机仍然把遥控指令下达给遥控点,就会引起严重问题。

时效性管理能够避免由于消息过期引起的逻辑错误,同时,在接收端程序收到大量消息而未及时处理时,能够清理掉过期的消息,避免消息大量堆积带来的问题。

1.3 多态功能

目前电网调度自动化系统通常都提供实时态、研究态、培训态、反演态等多态[9]环境。“态”是为了完成某些目标功能的一组应用的集合,这组应用的处理逻辑相同,数据实体有一定的关联关系,但运行的数据环境不同。“态”之间的应用具有各自独立的数据实体和服务进程,处理逻辑互不干扰。同一节点上可以同时运行多个“态”。一个相同的服务进程可以在不同的“态”中分别运行,进程中的消息中间件实例会订阅相同的通道。

消息中间件支持多态功能的原则是同一“态”内的消息实例之间可以互相通信,而不同“态”之间的消息实例不能进行通信。

2 消息中间件的关键技术

本文提出的消息中间件采用如下关键技术来满足调度自动系统对消息中间件的高可靠性、易扩展性、时效性、多态、跨平台等要求。

2.1 对等式结构

对等式结构中,节点之间是对等关系,没有从属关系或依赖,没有单独的消息服务端,支持任意一个或多个节点动态加入、退出系统;在任意一个或多个节点发生故障或正常停机时,不影响余下节点之间的正常消息通信;在任意一个或多个节点故障恢复或正常启动时,可以快速加入到系统中正常收发消息,原有节点收发消息也不受任何影响;即使只有1个节点,此节点上的进程之间仍能正常通信。

采用对等式结构的发布/订阅模式消除了消息队列模式中的单点拥挤、单点故障等缺点,提高了系统的健壮性和可靠性[11],同时提高了系统的易扩展性。

2.2 多种服务质量

消息中间件提供多种服务质量管理,包括可靠性、时序性、时效性、持久性等。可靠性是指消息完整、正确地提交给接收者,并确保消息不重复;时序性是指将消息按照发送时的顺序提交给接收者;时效性是指当超过应用允许的消息从发出到接收之间的最大延迟时间后需丢弃消息;持久性是指发送消息失败后是否保留消息。持久性包括尽力服务和持久服务2种服务质量。尽力服务是指当向接收者发送消息失败后直接丢弃消息,持久服务是指在当发送失败后在消息时效期内暂时保留此消息,在此期间若检测到接收端恢复正常,会再次发送,一直到消息发送成功或消息过期。

2.3 多态功能的支持

为了支持多态功能,消息中间件对每个消息实例采用二元组〈态标识、进程标识〉进行标识,这个二元组唯一标识了一个消息实例,实现了消息实例之间相互隔离,即使在同一个节点上可以运行多个“态”的消息实例,仍能方便地区分出每一个消息实例。

消息通道划分为逻辑通道和物理通道。逻辑通道根据所属“态”和一定的规则映射为唯一的物理通道,如图1所示。

逻辑通道供应用程序直接使用,方便应用编写支持多态的程序,不同“态”的应用进程在使用消息中间件实例时,可以订阅相同的逻辑通道,简化了程序结构,增强了应用程序的可维护性。物理通道供消息中间件进行通信时使用,在网络通信层次上隔离了不同“态”之间的消息,确保“态”之间消息不能互相通信的原则。

2.4 跨平台

消息中间件工作在应用层,完全自主开发实现,编程语言采用ANSI C/C++,符合IEEE POSIX.2标准,不依赖操作系统以外的第三方软件,能够安全、稳定地运行在IBM AIX,Sun Solaris,Alpha Tru64,HPUX,Linux,Windows等操作系统平台上。在同一系统中,即使安装不同操作系统的节点之间仍能可靠地使用消息中间件进行通信。

3 消息中间件的实现

3.1 消息传输模型

本文提出的消息中间件属于发布/订阅模式,消息传输模型如图2所示。消息中间件驻留在每个节点上;节点之间通过操作系统网络直接进行通信;应用进程之间通过消息中间件进行通信;消息按通道划分为不同的主题;应用程序需要某通道消息时,先订阅此通道,再接收消息;发送消息时,需要指定消息所属通道。

3.2 心跳报文

心跳报文是消息中间件之间交互信息的报文。节点启动消息中间件后,周期性地向网络发送心跳报文,心跳报文中包含本节点订阅信息。若本节点没有任何订阅信息,则心跳报文中仅含有活动检测信息。

消息中间件监听其他节点发出的心跳报文。当接收到某节点的心跳报文后,更新此节点的刷新时间,若报文中含有订阅信息,则更新此节点订阅的通道信息。

3.3 发送模式

消息中间件主要为了支持点对多点通信模式设计,但在少数应用环境下需要点对点通信,同时,作为独立消息中间件,也需要支持点对点通信。二者在实现上的区别是:对于点对多点消息,消息中间件服务进程会根据订阅节点数复制多份消息,而对于点对点消息不会复制。

3.4 多级缓冲区

消息中间件采用异步通信方式,为了提高网络传输性能,消息中间件内部缓冲区划分为系统复制缓冲区、发送缓冲区、接收缓冲区、节点复制缓冲区4个部分。

采用多级缓冲区,可以增强消息服务进程之间的并发度,能更好地利用节点的多处理器、多核优势快速处理消息,提高网络传输性能,同时可增强整体可靠性、可维护性和实时性。

3.5 消息传输过程

消息传输过程如图3所示。应用程序通过消息中间件发送接口将消息放入系统复制缓冲区,消息复制服务根据此消息的订阅状况将消息复制相应份数到发送缓冲区,消息发送服务将发送缓冲区中的消息通过网络发送到目标节点。

消息接收过程为:消息中间件接收服务从网络中接收消息,把接收到的消息放置到接收缓冲区中,并根据本节点订阅情况,复制相应份数的消息到节点复制缓冲区中,应用进程通过调用消息中间件接收接口从节点复制缓冲区中获取消息。

1)消息发送流程

消息发送服务不断轮询发送缓冲区,当发现有消息需要发送时,则直接发送消息;若消息发送失败,则检查消息的服务质量,若服务质量为持久服务,则将消息继续保存在缓冲区中,否则直接丢弃。存入缓冲区的消息在监视到网络状态正常后,由消息发送服务再次进行发送。

2)消息接收流程

消息接收服务初始处于消息等待状态,当收到消息后,检查本机是否有活动应用进程订阅。若无,则丢弃此消息继续等待;若有,则检查消息是否已失效。若消息已失效,则丢弃;若消息未失效,则开始复制相应份数消息到节点复制缓冲区中。应用进程通过调用消息接收接口获取消息。

3.6 维护工具

提供简洁方便的维护工具,可以察看消息中间件各个缓冲区信息、通道订阅信息、节点信息等,以及消息统计信息。通过这些信息可以方便地检查消息中间件的运行状态并排除故障。

4 接口

本文提出的消息中间件,设计上采用分布式对象技术,把消息中间件功能封装成一个类CMsgBus,把常用的操作功能封装成7个基本接口,分别是初始化接口、订阅接口、取消订阅接口、设置服务质量接口、发送到通道接口、发送到指定主机接口、接收接口。类定义如下:

应用程序可以方便地使用这些接口注册消息实例、设置服务质量、订阅通道、取消订阅通道、发送消息、接收消息等相关的操作,而不必关心网络等细节问题。

5 结语

本文提出的消息中间件产品自2005年起已在南方电网以及华东、江苏、浙江、广州、苏州、深圳等多个网、省、地调调度自动化系统中投入运行,有效支撑了FES,SCADA,NAS,AGC,WAMS,DTS等应用软件的网络通信,支持实时态、研究态、培训态、反演态等多态应用环境。该消息中间件支持系统双网配置,支持用户自定义消息类型,消息量取决于调度自动化系统实际运行规模,可靠通信速度可达520 Mbit/s(1 000 Mbit/s环境下)。总之,本文提出的适用于调度自动化系统的消息中间件,具有高可靠性和灵活性,支持多态功能,提供可靠性、有序性、时效性、持久性等多种服务质量,满足调度自动化系统中不同应用环境需求。

摘要：电网调度自动化系统一般为分布式系统,其中存在大量一对多、多对多消息通信,由于调度自动化系统有自身的特点,通用的消息中间件产品无法满足其实际需求。分析了调度自动化系统消息中间件的特性,包括高可靠性、易扩展性、时效性、多态功能等。针对这些特性要求,提出了一种适用于电网调度自动化系统的消息中间件,全面叙述了该消息中间件的关键技术及其实现方案。该消息中间件已在多个网、省、地调调度自动化系统中得到实际工程应用。

关键词：电网调度自动化系统,消息中间件,对等式结构,多态功能,接口

参考文献

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[3]徐晶,许炜.消息中间件综述[J].计算机工程,2005,31(16):73-76.XU Jing,XU Wei.Summarization of message-orientedmiddleware[J].Computer Engineering,2005,31(16):73-76.

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[5]TongTech.消息中间件TongLINK/Q[EB/OL].[2011-10-10].http://www.tongtech.com/webs/category.do?m1=81&m2=171&m3=174&m4=321.

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[10]DL/T5003—2005电力系统调度自动化设计技术规程[S].北京:中国电力出版社,2006.

自动化系统关键技术 篇10

1 测试系统的工作原理

1.1 测试系统组成

采煤机测试系统主要是针对煤矿所使用的液压牵采煤机进行液压泵、液压马达以及牵引部的性能测试而设计的。

采煤机测试系统主要有三个部分组成:试验台架系统、电气控制系统和微机自动数据采集及处理系统。试验台架系统包括液压泵/马达及牵引部安装试验台架、液压泵站、液压操作控制台等。电气控制系统包括电源系统、电机启动控制系统等。微机自动数据采集及处理系统由各类传感器元件、二次仪表、数模、模数转换接口、工控机等组成。电气控制系统提供电力保障, 通过液压泵/马达及牵引部试验台架和液压泵站系统, 由液压操纵控制台和微机系统实现对液压泵/马达及牵引部的加载试验, 并通过传感元件、二次仪表、模数转换及工业控制机等自动地实现各种参数、被测量数据采集和实时显示记录, 再通过通讯及主控计算机对数据进行处理、编制试验报告和打印结果。

1.2 侧试系统工作原理

(1) 液压泵试验。电机通过变速箱、转矩转速传感器驱动被试液压泵, 在被试液压泵出油管路中设置溢流阀, 调节溢流阀压力进行加载, 由检测元件检测液压泵的各项性能参数。

(2) 液压马达试验。电机驱动液压泵, 液压泵排出的高压油进入被试液压马达, 被试液压马达出轴经转矩转速传感器驱动加载泵, 马达性能参数由检测元件检测。

(3) 牵引部试验。牵引部由采煤机主电机驱动, 牵引部链轮输出轴与加载装置联接, 采用溢流阀加载, 原理同液压马达试验, 并采用同一加载系统。

2 液压系统设计

2.1 液压系统的原理分析

采煤机测试系统需要进行液压泵、马达及牵引部等多个元部件的试验, 每个元部件又有多项试验内容, 但是, 并非多个元部件同时试验, 而且本测试系统只在液压泵、马达或牵引部检修时才使用。因此, 可针对每个元部件单独进行回路设计, 然后再将其组合在一起。

液压泵试验时, 采用电机经增速箱直接驱动液压泵, 液压泵出口溢流阀加载的试验方法。液压泵的输入功率由转矩转速传感器测量, 液压泵的性能由压力传感器和流量传感器测量。液压马达试验时, 采用电机驱动液压泵, 液压泵输出的压力油驱动液压马达, 液压马达出轴经增速箱驱动加载泵, 由溢流阀对加载泵进行加载的试验方法。液压马达的输出转速和转矩由转矩转速传感器测量。牵引部试验时, 采用采煤机主电机直接驱动牵引部, 牵引部出轴经增速箱驱动加载泵, 由溢流阀对加载泵进行加载的试验方法。其测量原理与液压马达的测量原理相同。

2.2 液压系统设计

液压系统设计必须从实际出发, 注重调查研究, 在满足工作性能要求、工作可靠的前提下, 力求系统结构简单、成本低、效率高、操作维护方便及使用寿命长。根据上述分析, 本测试系统的液压系统由泵站系统、液压泵系统、液压马达系统、牵引部系统等个部分组成。

2.3 主要元件的选择

(1) 液压泵。液压泵是液压传动系统中的能量转换元件, 由原动机驱动, 把输入的机械能转换成液压能, 再以压力流量的形式输送到系统中去, 它是液压系统中的动力元件。液压泵是液压系统中的核心元件, 合理地选择液压泵对于降低液压系统的能耗, 提高系统的效率, 降低噪声改善工作性能和保证系统的可靠工作都是十分重要的。选择液压泵的原则是根据主机工况、功率大小和液压系统对工作性能的要求, 首先应决定选用变量泵还是定量泵, 变量泵的价格高, 但能达到提高工作效率、节能等要求。然后, 再根据各类泵的性能特点及成本等确定选用何种结构类型的液压泵, 最后按系统所要求的压力流量大小确定其规格型号。

(2) 电动机的选择。电动机带动液压泵将机械能转换为液压能, 对于液压泵的正常运转是非常重要的。在各种电动机中, 异步电动机, 特别是鼠笼异步电动机, 其结构简单, 运行可靠, 广泛应用于国民经济和日常生活的各个领域, 是生产量最大、应用最广的电机。直流电动机调速和控制性能优异, 主要用于需要速度控制的高性能电力拖动系统和伺服控制系统以及便携式或移动式的电子电气设备中。

(3) 液压控制阀的选择。阀类元件的规格应按阀所在的回路的最大工作压力和通过该阀的最大流量从产品样本上选定。选用阀类元件时应考虑其结构形式、特性、压力等级、连接方式、集成方式及操纵方式等。选择压力控制阀时, 应考虑压力阀的压力调节范围、流量变化范围、所要求的压力灵敏度和平稳性等。特别是溢流阀的额定流量必须满足液压泵最大流量的要求。

3 测试系统硬件、软件介绍

测试系统的硬件包括各种传感器、二次仪表、输入输出接口、计算机等。其性能的好坏直接影响到测试系统的可靠性和测试结果的精度。温度、压力、流量、转速、转矩等模拟量信号由PCL-812PG模拟量采集卡采集, 开关量信号由西门子S7-200PLC可编程序逻辑控制器采集和控制, 来自压力变送器和转矩转速仪的模拟量信号为0~5V直流电压信号, 来自流量变送器的模拟量信号为4mA~20mA电流信号, 利用相应软件将其中两路通道设置为电流量输入, 另外四路通道设置为电压量输入, 然后在PCL-812PG模拟量采集卡设置程序中设置好采集卡的中断号、内存地址及各通道的模拟量输入范围。

采煤机测试系统监控软件是在基于组态软件基础上进行的二次开发, 软件组态主要包括三个方面设备组态、数据库组态、界面组态。

4 结语

总之, 微机控制采煤机综合测试系统的研究对提高采煤机及其它液压设备的制造和维修质量, 保障煤矿高产、高效具有十分重要的意义。

摘要：本文利用运用先进的测控技术针对较为落后的采煤机技术实现了基于微机控制的测试系统。重点分析测试系统的工作原理, 并分别就测试系统中的液压系统设计、测试系统硬件设计和测试系统中软件设计进行技术分析。

关键词：测试系统,采煤机,硬件和软件设计

参考文献

[1]高志明, 张世洪.现代采煤机的设计方法和思考[J].煤矿机电, 2008, 5.

自动化系统关键技术 篇11

关键词：石油化工自动化关键技术

化学工业是国民经济中必不可少的重要组成部分，它不但直接影响国计民生而且与国民经济的其他部门密切相关，同时又是农业、轻工、纺织、国防、交通运输等部门发展的不可或缺的基础工业之一。化工生产过程，往往是在密闭的容器和设备中，在高压、真空、高温、深冷的情况下连续进行的。此外，不少介质还具有毒、易燃、易爆、有腐蚀的性质。因此，为使化工生产正常地、高效地进行，就必须把各项工艺参数维持在某一最佳范围之内，并尽量使生产过程自动化、现代化。所谓化工生产过程自动化，就是在化工设备上，配置一些自动化装置，代替操作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自动地进行。

一、化工自动化释义及其重要意义

在化工设备上，配备上一些自动化装置，代替操作人员的部分直接劳动，是生产在不同程度上自动地进行，这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法称为化工自动化。实行化工自动化的重要意义：

(1)加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量；

(2)减轻劳动强度，改善劳动条件；

(3)能够保证生产安全，防止事故发生和扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用能力的目的；

(4)生产过程自动化的实现，能根本改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。

二、石油化工综合技术的结构构成

一般而言，流程工业企业对综合自动化技术的需求主要关注4方面的问题。(1)安全：即需要用高可靠性的控制系统、检铡和执行机构对设备与装置的运行提供保证，进而对关键装置进行故障诊断与健康维护。(2)低成本：通过先进的工艺及工艺参数以降低能耗和原料消耗，以及通過先进的建模技术、控制技术和实时优化技术来提高产品的合格率和转化率。(3)高效率：通过先进的计划调度与排产技术和流程模拟技术来提高设备利用率和劳动生产率。(4)提高竞争力：通过数据和信息的综合集成，如先进的管理技术(包括ERP、CRM、SCM等)、电子商务、价值链分析技术等，以促进企业价值的增值，最终提高企业的综合竞争力。

根据国内外综合自动化技术的发展趋势和网络技术的发展现状，流程工业综合自动化技术的总体结构可以分成3层结构。

(1)以PCs(过程控制系统)为代表的基础自动化层。主要内容包括先进控制软件、软测量技术、实时数据库技术、可靠性技术、数据融合与数据处理技术、集散控制系统(Dcs)、现场控制系统(FCs)、多总线网络化控制系统、基于高速以太网和无线技术的现场控制设备、传感器技术、特种执行机构等等。

(2)以MEs(生产过程制造执行系统)为代表的生产过程运行优化层。主要内容包括先进建模与流程模拟技术(AMT：AdvancedModelingTechnologies)、先进计划与调度技术(APS：Adv用信息。

(2)科学的决策支持

生产经营决策是企业生产经营活动中的重要内容。但是，传统的生产管理模式还处于经验决策、具有较大的随意性、而科学的决策支持则是企业经营成败的关键。成本效益分析是指对企业生产经营活动应用财务分析方法进行分析评价、以得到全企业综合经济指标的过程。在炼油企业综合自动化中，成本效益分析是炼油企业生产管理中的重要环节，也是炼油企业生产经营决策中的必需步骤。

成本效益分析以企业获得最大利润为目标。对企业生产经营进行成本效益分析、并在此基础上进行生产方案的盈亏分析，为企业领导提供实际生产经营过程和生产计划的经济指标，以提高企业决策水平，加强企业在市场中的竞争能力。

为了达到公司预先制定的利润目标，就必须协调好企业各部门的工作，即原油采购、生产计划的制定、生产调度和产品的销售等。由(RTO：Real timeopfimization)、故障诊断与健康维护技术、数据挖掘与数据校正技术、动态质量控制与管理技术、动态成本控制与管理技术等等。

(3)以ERP(企业资源管理)为代表的企业生产经营优化层。主要内容包括企业资源管理(ERP)、供应链管理(scM)、客户关系管理(cRM)、产品质量数据管理(PqDM)、数据仓库技术、设备资源管理、企业电子商务平台等等。

通过研究生产过程制造执行系统(MEs)及相关技术，可以实现在线成本的预测、控制和反馈校正，以形成生产成本控制中心，保证生产过程的优化运行，可以实施生产全过程的优化调度、统一指挥，以形成生产指挥中心，保证生产过程的优化控制；可以实现生产过程的质量跟踪、安全监控，以形成质量管理体系和设备健康保障体系，保证生产过程的优化管理。

三、企业综合自动化所需要的关键技术

(1)信息的集成、挖掘和增值

信息集成是综合自动化的核心，而数据库管理系统则是信息集成的基础。由于流程工业的特点，有大量的反映生产过程状态的实时海量数据需要处理，管理和有效地应用，因此实时数据库管理系统是采用实时数据对生产过程进行监督与控制，对生产状态进行分析与评价的基础。因而流程工业信息集成环境中需要同时设置关系数据库和实时数据库系统。作为整个系统信息的集散地。这两个数据库既可独立地操作，又可协同动作，及时并行或交叉地处理来自全厂的各种信息。真正做到信息集成与共享。信息挖掘和增值的目的是充分、有效地利于原油是炼油厂生产的主要原料，原油成本占了产品总成本的80-90％，因此，为了实现利润目标，必须首先控制原油成本，即控制原油的采购价格。

盈亏平衡分析是指利用财务分析方法和数学工具，对生产经营方案或计划进行分析，得出实现利润目标的原油最高采购价格(保利点)和保证不亏损经营(利润为0)的原油最高采购价格(保本点)。盈亏平衡分析对于原油采购，控制成本、提高经济效益具有重要的参考价值、是制定合理生产计划时的重要环节，对于控制生产成本、扩大利润，从而保证利润目标的实现，指导全企业的生产经营，具有十分重要的意义。

此外，还有软测量技术、设备过程故障诊断新技术、生产过程的安全保护技术以及对实时测量的数据进行处理的数据调整技术等，都是自动化领域急待解决的难题和研究的热点。

自动化系统关键技术 篇12

1 SV+GOOSE+IEEE 1588共网传输技术应用

变电站自动化系统基于IEC 61850标准,按过程层、间隔层和站控层“三层二网”结构设计[2](见图1)。过程层网络采用“SV+GOOSE+IEEE 1588”共网方式,分析共网模式对保护特性的影响,重点研究数字化保护的网络通信同步技术;将测控的I/O和保护操作箱以及在线检测组件组成的智能终端安装在就地开关端子箱内,进行开关智能化课题的研究;通过GOOSE通信实现了启动失灵、母差、线路及主变压器保护跳闸等保护分布功能;研究变电站自动化系统的扩建与改造过程中网络配置的方法,过程层交换机和二次设备支持动态组播协议(GMRP)和IEEE 1588高精度冗余网络对时方式,解决网络配置复杂问题,实现了二次设备高精度网络对时功能。

由于智能变电站故障录波采用合并单元计数器和保护GOOSE发送报文中的新事件进行电网故障分析,因交换机网络通信过程中的产生时延、中断和抖动、通信传输异常和故障,将影响故障录波分析的正确性。为此,本工程进行变电站自动化系统网络通信的在线故障检测、预警和状态评估课题研究,结合数字化故障录波系统,实现了电网故障以及网络通信故障情况下保护动作行为的定量分析。

10 kV保护测控和计量装置就地安装在开关柜中,采用常规电压互感器输出100 V供保护、测控和计量的采样;10 kV电流互感器采用多组小功率模拟输出的电子互感器,电流互感器具备三组小功率模拟输出供保护测控(150 mV)、母差保护(150 mV)和计量电能表(4 V)装置采样;按母线分段配置了两个厂家的分布式母差保护,将互感器的模拟输出转换为数字信号,接入10 kV母差保护,母差保护动作出口采用GOOSE快速报文机制与各间隔保护通信实现;为提高变电站倒闸操作的效率,具备顺控操作的功能;10 kV保护测控及计量装置对时采用简单网络时间协议(SNTP)网络通信对时;接地选线功能由10 kV线路间隔将零序电流采样值通过GOOSE通信送消弧线圈控制装置,由消弧线圈控制装置通过接入过渡接地电阻过程中测量各间隔零序电流变化值判别接地线路。

2 不同原理电子互感器应用

110 kV系统采用两套保护配置方案,在电子互感器远端模块和合并单元设计了独立的双套采样回路设备。为研究纯光纤、罗氏线圈和常规互感器的配合对保护的影响,变电站110 kV线路和桥电子式互感器采用罗氏原理电流、电压组合型互感器,主变压器套管电流互感器采用全光纤互感器配置方案,进行纯光纤、电子式互感器配合对母差保护应用研究;110 kV线路光差保护一端采用电子式互感器,另一端采用常规模拟互感器的配合研究对线路保护的影响;研究试验主变压器各侧纯光纤、罗氏线圈和常规电子互感器的配合对主变压器保护的影响;智能化开关由传统开关+智能终端+开关在线检测方式来实现开关设备就地数字化,变压器内部预设绕组光纤测温传感器以及环境检测等一次设备智能化实践。110 kV大侣变电站纯光纤、罗氏线圈和常规互感器与保护配置图如图2所示。

3 通信同步时钟源设计

变电站采用电子式互感器,当合并单元的时钟同步异常引起失步,将直接导致保护闭锁。影响合并单元失步的主要原因有卫星时钟同步装置(GPS)无时间源输出或输出时间源抖动。因此,为避免因卫星时钟同步装置输出时钟源信号异常引起合并单元失步,设计将卫星时钟同步装置由“时间”和“时钟源”两部分组成,其中时间与卫星的时间同步一致,时钟源如IEEE 1588/IRIG-B输出则必须稳定可靠,不允许产生持续的抖动或无时钟源输出。

为此,设计满足数字化保护通信同步的GPS应具备以下条件。

1) 上电以后,在捕获到卫星信号之前,靠自带的实时时钟(RTC)来提供秒脉冲。在经过一段时间装置捕获到卫星信号之后,立即同步到GPS标准时钟,由于内部时钟与GPS标准时钟之间不可能完全同步,同时GPS模块在刚捕获到卫星信号的初期也有一个调整的过程,因此同步至GPS标准时钟的过程中必然会产生1脉冲每秒的抖动。

2) 在GPS模块持续收到卫星信号的时间大于5 min,或者收到3颗卫星的时间大于10 s,GPS模块提供的标准1脉冲每秒就稳定了,此后装置进入“平滑调整”的模式。不论GPS模块因为何种原因出现1脉冲每秒的抖动,包括卫星信号丢失之后再重新捕获,装置都采用缓慢跟踪的方式,每秒钟调整的偏差不超过3 μs,以保证输出的1脉冲每秒非常平滑,不会跳变。

3) 在GPS卫星信号丢失之后,装置进入守时模式,守时期间每秒的秒长取的是此前64 s秒长的平均值。因此只要GPS收星并稳定输出64 s以上,装置的守时精度实测可达到1 h不超过55 μs。

4) 对时装置主备切换方法。正常情况下,双GPS时钟源一台处于工作状态,另外一台处于备用状态,处于备用状态的时钟源不发送对时报文,但是接收和监视工作时钟源的对时报文。如果工作的时钟源故障无法发出对时报文,备用的时钟源在一定的时间内收不到工作的时钟源的对时报文,将自动转为工作状态开始发送对时报文。这可防止两个时钟源来回切换,同时可以保证系统内有唯一时钟源会发出对时同步信号。双GPS天线和对时装置的主备配置大大提高了智能化变电站内的对时可靠性,为避免主备时钟源输出不一致导致切换过程中抖动,要求主备卫星时钟同步装置的时钟源输出同步。对采用IEEE 1588 V2时钟源,主备时钟源和交换机切换抖动之和时间小于引起合并单元失步最大允许抖动值和持续的时间。交换机在IEEI 1588 V2时钟源主备切换过程中交换机的抖动时间应小于1 μs[3]。

在动模试验中,通过网络通信记录分析发现,合并单元(MU)从失步状态向同步状态转换过程中,主变压器保护差动保护动作出口。未置同步采样标志时,MU输出采样值出现跳变,差动保护动作出口;置同步采样标志后,MU输出采样值再次出现跳变,差动保护动作出口。为避免保护误动,保证各侧MU都可靠同步后再开放保护,将MU发送同步标志的时间做延时处理。当MU收到同步秒脉冲时,MU将收到的采样经插值算法算出后,将计数器更改为3998或者3999(是3998或3999根据插值算法而定),下一帧报文的计数器更改为0,在2 s后将报文置同步,并开始根据外时钟源的秒脉冲定时清零计数器。

大侣变电站过程层网络对时方案采用IEEE 1588 V2协议,冗余配置的卫星对时装置作为整个对时系统的时钟源,以太网交换机作为透明时钟,其他智能装置(IED)作为从时钟,通过IEEE 1588网络对时方法,IED与主时钟进行对时同步,从而保证了各个IED之间的同步。以太网交换机作为透明时钟,消除了网络报文转发交换环节对时间同步系统的影响,从而能够实现较高的同步精度。

4 动态组播协议应用

虚拟局域网(VLAN)将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段(或者说是更小的局域网)(见图3),从而实现虚拟工作组内部的数据通信。交换机对于组播报文如果不加动态过滤的话会以广播的方式发送,因此组播也会和广播报文一样限制在VLAN内部传输。在图3中,VLAN TRUNR端口指两台交换机的级联端口。

交换机VLAN划分有基于端口、MAC地址和协议3种,由于变电站IED装置一般不需要移动和频繁变更,交换机VLAN划分一般基于端口。因需考虑变电站新增间隔,所以交换机配置应按远景规划进行VLAN划分,同时需要考虑交换机各VLAN配置中留有足够的备用端口,避免因端口故障处理造成同一交换机其他端口上正常保护控制设备的停运。

组播注册协议(GMRP)是基于通用属性注册协议(GARP)的一个组播注册协议,用于维护交换机中的组播注册信息,GMRP和GARP都是由IEEE 802.1P定义的工业标准协议(GARP现已纳入IEEE 802.1D)。所有支持GMRP的交换机都能够接收来自其他交换机的组播注册信息,并动态更新本地的组播注册信息,同时也能将本地的组播注册信息向其他交换机传播。这种信息交换机制,确保了同一交换网内所有支持GMRP的设备维护的组播信息的一致性。

当一台IED装置需要加入某个组播组时,它将发出GMRP“加入”(join_in)消息,交换机将接到GMRP“加入”消息的端口加入到该组播组中,并在接收端口所在的VLAN中广播该GMRP“加入”消息,VLAN中的组播源就可以知晓组播成员的存在。当组播源向组播组发送组播报文时,交换机就只把组播报文转发给与该组播组成员相连的端口,从而实现在VLAN内的二层组播。此外交换机会周期性发送GMRP查询,如果IED装置希望留在组播组中,它就会响应GMRP查询,在该情况下,交换机没有任何操作;如果IED装置不希望留在组播组中,它既可以发送一个GMRP“离开”(leave)信息,也可以不响应周期性GMRP查询。一旦交换机在计时器设定期间收到IED装置“离开”信息或没有收到查询响应信息,它便从组播组中删除该IED装置。

数字化设备采样值的组播过滤机制如图4所示。在图4中,SV为采样值;Port GMRP Disable为交换机端口GMPR功能禁止;GMPR Enable for All Ports为交换机全部端口GMPR功能允许。组播源(合并单元)无需支持GMRP,它发出采样值数据以后,如果交换机的全局GMRP设置未打开(Global GMRP=off),交换机将像处理广播信息一样把组播数据在同一个VLAN里面广播出去;由于变电站故障录波装置和记录分析系统需要监听过程层的SV和GOOSE以及网络对时报文,交换机应设计在GMRP协议开启时满足故障录波装置和记录分析系统监听。本工程中,如交换机设计为当端口的GMRP功能Disable,网络上的所有组播将从这个端口全部发送,不需接收装置支持GMRP,这比较适用于不支持GMRP功能的录波器和网络分析仪;如果全局GMRP设置打开(Global GMRP=on),端口的GMRP功能Enable,则只有当装置发送“加入”报文加入该采样值所指定的组播组,该装置才能收到采样值数据。一个端口(或一台装置)可以通过“加入”报文加入多个组播组,这可以满足像母差保护这样的装置对多个间隔合并单元SV数据的需要。

5 对智能变电站新技术应用问题的思考

目前智能变电站的特点是采用一次设备就地数字化和光缆通信代替传统变电站的二次电缆,光缆信息传输具有带宽高、不受电磁干扰等优点,避免了使用电缆产生的电磁兼容、传输过电压、两点接地、交直流误碰等导致继电保护误动和拒动的问题;解决了各种干扰源通过控制电缆耦合进入二次设备,造成设备损坏或保护装置的不正确动作等问题。智能变电站新技术的应用在解决了传统变电站问题的同时也带来了新的技术问题。

1) 电子互感器问题。

电子互感器的应用解决了传统电流互感器二次断线导致高压的危险、电压互感器饱和影响保护正确动作的问题、电压互感器暂态过程影响距离保护、铁磁谐振等问题,解决了传统互感器电压等级越高、体积越大、成本越高,以及安装运输不便等问题。但目前采用的电子式互感器存在电源远端取电和电源的管理两方面问题。通过激光供能虽不需要外加电源,但处于长期室外恶劣环境下的互感器的远端模块使用寿命、激光器寿命以及温度、振动、光纤偏振效应等影响电子式互感器精度和稳定性。在工程应用中,应实测各电子式互感器和合并单元光回路输出功率范围,确定异常光功率阈值,通过对保护相关装置正常工作实测的光功率值,实现光功率阈值告警功能,对重要光回路进行状态检测与评估。35 kV及以下小功率模拟输出电子互感器输出电压在75～225 mV,作为保护和控制装置采样值信号,由于信号电压低,容易受干扰,特别是输出屏蔽接触不良导致保护误动也时有发生;由于信号电压低,采样值传输距离也受到限制,如采用模/数转换增加传输距离,不仅增加中间环节,而且需要解决通信同步问题。

2) 数字通信同步。

电子式互感器的应用使保护进入了数字化时代,数字保护关键技术之一是通信同步技术。数字保护通信失步所导致主要问题是时钟同步源丢失、抖动引起合并单元失步而导致的保护闭锁,另外,合并单元发送采样间隔抖动引起差动保护的误动也时有发生。由于变电站存在常规互感器与电子式互感器(包括不同原理电子式互感器)同时应用的情况,主变压器不同电压侧采样的差动保护、母线不同间隔采样的母差保护和线路两侧的纵差保护,均需要依靠合并单元采样收集与分发,相对传统互感器保护采样增加合并单元环节,而合并单元失步或故障将导致保护闭锁或误动。各类电子互感器、合并单元、保护装置和智能操作箱因电路转换、报文处理带来的延时问题,影响计量的电子式电压和电流互感器的合并单元对时精度、校验和认证等问题也都有待解决。研究应用于智能化变电站的时钟同步装置,提出时间与时钟源概念,时间与卫星时间同步,时钟源在同步卫星的时间失去、突变情况下,时钟同步装置应具备稳定时钟输出,采用冗余技术,消除时钟源切换过程中影响时钟源的抖动问题。时钟同步装置具备将时钟源输出采用慢调整方式与卫星时间同步功能,并且为避免失去时钟同步信号期间导致保护闭锁,合并单元必须具备长时间高精度的守时功能。

3) 二次回路图实不符。

智能变电站通过光纤传输,实现了监控联闭锁、保护采样、跳合闸、启动、闭锁等变电站二次系统的分布式功能,采用通信校验与自检技术,提高了二次信号的可靠性。由于一根光纤可以传输很多根电缆的信息,且传输的信息不受限制,完全取决于通信的内容,但由于传统的二次回路由直观电缆连线转为看不见、摸不着的网络通信过程,导致图实不符,使从事变电站二次系统设计、继电保护运行维护人员的二次回路概念发生了巨大的变化。如何验证自动化系统网络通信的“二次回路”是否正确,确保智能变电站自动化系统网络通信正确可靠;如何实现自动化系统异常及故障的全过程的追忆,提供运行维护人员网络通信过程可视化工具,辅助运行维护人员快速、准确定位故障原因,已成为智能变电站迫切需要解决的课题。因此,必须研究智能变电站的网络通信黑匣子[4],其目的在于通过监听记录自动化系统网络通信报文,并对记录的通信协议进行分析,以可视化重现变电站自动化系统网络通信的全过程,进而准确定位和分析变电站自动化系统的故障原因[5],为运行维护人员迅速排查故障提供有效的辅助手段,消除自动化系统存在的安全隐患。

4) 网络通信相互干扰。

智能变电站完全依赖网络,以太网上的信息报文按目的地址不同分为单播、组播和广播报文,除了MMS报文为单播以外,GOOSE和SV报文以及IEEE 1588同步报文等都是采用组播方式,基于发行者/订阅者(Publisher/Subscriber)机制实现装置之间数据的快速、高效传输。而实际上变电站自动化系统网络上存在大量除MMS、SV和GOOSE以外的单播、广播和组播报文,例如站控层后台监控和远动装置双机切换数据同步、数据库修改同步等均将产生突变高网络通信负载,特别是大量的广播报文,如不加限制,将严重干扰保护、控制和计量装置正常通信,这是导致设备之间通信中断的主要原因之一。过程层网络上传输的大部分数据都是组播,而组播不加过滤的话,交换机会把它和广播一样处理,因此,这就需要对组播进行有效的管理和过滤,以减少网络负载,提高网络效率,降低网络延时等。部分交换机厂家无“未知单播报文抑制”功能,这样在MU组播地址误输入,或者运行维护过程中,由于误引入单播报文,会造成广播,引起网络拥堵,从变电站网络安全的角度出发必须对交换机厂家要求具备“未知单播报文抑制”功能。

6 结语

本文围绕110 kV大侣智能变电站工程从三网合一、通信系统时钟同步、GMRP等技术的应用角度详细分析了技术方案,并对出现的新的技术问题进行了深入思考,对智能变电站建设做了极具应用价值的探索。

智能变电站新技术的应用使得原有的设计、调试、运行和维护模式都发生了重大变化,传统的电力系统保护、自动化和计算机专业划分已无法满足智能变电站运行维护对复合型人才的需求,因此必须打破目前电力企业对保护、监控和计算机专业的传统管理模式,急需培养具备保护、监控和网络通信知识的复合型人才。

摘要：智能变电站具有信息数字化、功能集成化、状态可视化等主要技术特征。介绍了浙江110kV大侣智能变电站自动化系统的部分关键技术,包括SV+GOOSE+IEEE 1588共网传输技术应用、不同原理电子互感器应用、通信时钟同步技术应用、动态组播技术应用等,还对智能变电站新技术应用产生的新问题进行了探讨,对智能变电站的建设有应用参考价值。

关键词：智能变电站,时钟同步,动态组播协议,自动化系统

参考文献

[1]沈国荣,黄健.2000年国际大电网会议系列报道—通信技术是变电站自动化的关键[J].电力系统自动化,2001,25(10):1-5.

[2]何卫,王永福,繆文贵.IEC 61850深层次互操作试验方案[J].电力系统自动化,2007,31(6):103-107.

[3]胡永春,张雪松,许伟国.IEEE1588时钟同步系统误差分析及其检测方法[J].电力系统自动化,34(21):107-111.

[4]许伟国,蒋晔,张亮.数字化变电站中网络通信“黑匣子”的设计与应用[J].电力系统自动化,2008,32(17):92-94.

[5]许伟国,张亮.数字化变电站网络通信在线故障诊断系统的设计与应用[J].电力自动化设备,2010,30(6):121-124.