在线控制（共10篇）
在线控制 篇1
摘要：结合工程实例, 对在线液压管道内部酸洗、冲洗清洁度不够等影响设备生产运行问题进行了分析, 得出脱脂液、酸洗液的配制质量和管线临时酸洗回路的连接方式是影响在线液压管道酸洗质量的主要因素, 为液压管道在线酸洗质量控制提供了依据。
关键词：液压管道,在线酸洗,压力,温度,流速
本工程为青海平安高精铝板带工程, 主要酸洗部位为已安装1号、2号轧机低压液压系统、中央油润滑系统;重卷机组、1号拉弯矫直机组、2号拉弯矫直机组、薄带剪切机、纵切机组的液压系统, 9个系统共计3万多米管道。系统所使用的管材在制造、运输、贮存及安装中都会不可避免的产生轧制鳞片、油污泥沙、锈层及各种氧化物等污垢, 尤其在设备安装不到位的情况下, 会导致长期安装完毕的管道内部发生锈蚀。在这种情况下, 根据设计和工艺性能要求, 我们就需要对安装的管道进行在线酸洗。
1) 管道内部清洁若达不到要求, 将直接破坏设备的阀门等精密部件, 最终破坏整个工艺过程, 影响正常的生产。因此, 在管道安装完成后, 需对系统进行彻底的清洗, 将管道内部的污垢和杂质清除, 使管道的内表面达到合乎要求的清洁度, 为安全正常生产创造良好的条件。2) 对于管道施工, 酸洗和油冲洗一直是困扰施工单位的难题。而在线酸洗过程具有不可见性, 难度更大, 若采用方法不当, 冲洗数月都达不到清洁度的要求, 影响工程正常的调试及生产。因此, 为保证管道安装及酸洗的质量, 根据实际情况对不合格的管道进行分析, 液压管道在线酸洗质量控制主要因素有:管道脱脂的质量、水冲洗的质量, 酸洗液的配制, 酸洗的时间, 酸洗温度的控制, 酸洗液在管道中的流速, 酸洗泵的压力, 短接管和酸洗机连接管的材质与连接方法, 酸洗后管道钝化和吹扫的质量, 成品保护措施。
项目施工人员就产生质量问题的原因, 组织成员开展了多次活动, 从各个方面进行了评判和确认, 分析产生的机理, 找出以上影响因素发生的原因和解决的办法, 并从人、机、料、法、环等五个方面进行了深入研讨, 严格控制管道酸洗的各个过程, 确保避免液压管道在线酸洗的质量缺陷。提高酸洗一次合格率, 达到本工程设定的质量目标, 并降低成本。具体如下:
1) 首先要完成液压管道酸洗、油冲洗的工艺评定, 有能力进行此项工作, 并有信心做好该项工作。2) 所有成员参与了本项目液压管道酸洗、油冲洗工艺评定及制定的全过程, 能够胜任液压管道在线酸洗工作。在正式酸洗前进行具体的现场模拟练习, 熟悉酸洗工艺, 能够确保管道酸洗的质量。3) 公司对本工程从人力和物力上都给予了大力的支持, 为项目部创造了良好的施工条件。4) 项目成员采用“头脑风暴法”对酸洗质量缺陷产生的原因进行了分析, 采取了以下措施:加强施工人员的责任心教育, 制定奖惩措施;上岗人员加强练习, 深入学习工艺要求, 严格按照工艺要求执行;加强施工人员的质量意识, 制定措施, 设专人进行督察和检查, 确保成品保护措施落到实处;酸洗结束, 把管道中残留液体必须吹扫干净, 保证不留死角和盲点;在本工程中为了保证酸洗的质量, 新购置了一台酸洗机, 其性能均能满足使用要求;各种计量表都经过表计专业校验部门校验, 且都在有效期内, 从而有效地保证了压力能调至施工要求的需要;管道酸洗过程中对温度有比较严格的要求, 一般必须保证在40℃左右。加热系统设有恒温自控元件, 保证温度在许可的范围;在本工程中我项目购买知名企业生产的原材料, 每种原材料都有可信的实验数据和证明性材料;本工程施工用水来自城市水网, 水质可以得到保证;脱脂液和酸洗液根据现场实验的方法可得出相关参数;根据管道锈蚀的程度, 决定酸洗的时间;酸洗顺序要和油冲洗的顺序一致。可根据情况正冲, 反冲, 确保每根管子, 每个死角都能够酸洗干净;管道中酸液的流速可根据酸洗机出口处管道上连通阀的开口大小调节;管线回路的连接方式和方法直接影响管线内酸洗液体的流动速度和形态, 最终影响酸洗质量。
通过要因确认, 现场试验我们得出以下结论:
1) 脱脂液的配制质量见表1。
2) 酸洗液配制质量见表2。
3) 临时回路的连接方式见图1。
酸洗回路连接在实际操作中, 对各种管道进行反复实践, 最终确定了经济适用的回路连接方式 (如图1所示) 。其中, 我们在循环回路P, T管线的始端位置增加了阀门, 通过阀门的开闭, 使液体在回路内部可以按照从P到T或者从T到P的方向流动。并针对液压管线支路较多的情况, 在每组支路的末端增加阀门, 通过阀门的开闭控制每组支线管路有目的、有针对性的进行冲洗, 在此回路中可保证管道内液体与管道内表面的充分接触, 确保在线酸洗时不留死角和盲点, 保证管道内部每处都能够彻底清除所有杂质, 提高了冲洗效率和效果。历经一个月时间所有在线酸洗工作结束。保证了青海平安高精铝已安装9个系统共计3万多米管道在线酸洗的质量。为后道工序油冲洗的一次成功和将来机组达标、创优提供了保障。同时对项目部今后在液压管道酸洗中积累了丰富的经验。经现场检查一次合格率达到98.2%, 综上所述影响液压管道在线酸洗质量的主要因素就是:脱脂液、酸洗液的配制质量和管线回路的连接方式。
在线控制 篇2
北交《动车组运行控制》在线作业一
一、单选题（共 15 道试题，共 30 分。）
1.对固定闭塞列控技术一般采用（）模式。.分级速度控制.一级速度控制.二级速度控制.多级速度控制 正确答案：
2.（）是基于无线传输信息的列车控制系统，面向高速新线或特殊线路。.TS3.TS4.TS5.TS6 正确答案：
3.列车运行前方目标点允许的最高速度是（）。.目标速度.允许速度.当前速度.极限速度 正确答案：
4.在 TS-2 级区段两动车组正常追踪运行时，至少间隔（）个闭塞分区。.4.5.6.7 正确答案：
5.准移动和移动闭塞列控技术一般采用（）模式。.分级距离控制.多级距离控制.目标距离控制.分级速度控制 正确答案：
6.计算机联锁与车站列控中心间采用冗余（）串行通信接口进行数据通信。.RS-422.RS-22.RS-232.RS-42
谋学网www.mouxu.om
正确答案：
7.应答器坡度信息距离分辨率为（）。.1 m.2 m.3 m.4 m 正确答案：
8.应答器速度分辨率（）。.2 km/h.6 km/h.5 km/h.10 km/h 正确答案：
9.用于识别运行方向的应答器组应至少包括（）个应答器。.1.2.3.4 正确答案：
10.列车车载设备具有（）种工作模式。.3.5.6.8 正确答案：
11.L5码：表示运行前方（）个及以上闭塞分区空闲。.1.2.3.7 正确答案：
12.L2码：表示运行前方（）个及以上闭塞分区空闲。.1.2.3.4 正确答案：
13.目视行车模式（OS）：列控车载设备生成固定限制速度（）。.25 km/h.60 km/h.45 km/h.80 km/h 正确答案：
谋学网www.mouxu.om
14.2系统适应列车最高允许运行速度（），正向运行时动车组最小追踪间隔5min。.120 km/h.160 km/h.250 km/h.300 km/h 正确答案：
15.调车模式（SH）：牵引运行时，限制速度为（）。.20 km/h.60 km/h.40 km/h.80 km/h 正确答案：
北交《动车组运行控制》在线作业一
二、多选题（共 10 道试题，共 40 分。）
1.列车运行自动控提供的运行指令主要有（）。.高速运行指令.加速指令.减速指令.常速运行指令 正确答案：
2.R 形成哪些数据？（）.速度数据
.线路的最大允许速度.目标速度
.线路坡度及缓行段数据 正确答案：
3.TS-2级列控系统包括（）。.列控车载设备.列控地面设备.安全保护设备.应急设备 正确答案：
4.车载设备应提供实时的列车运行显示，其内容包括（）。.目标速度.目标距离
谋学网www.mouxu.om
.允许速度.实际速度 正确答案：
5.下列选项哪个属于列控车载设备的组成？（）.车载计算机、.人机接口.运行记录单元
.应答器信息接收天线 正确答案：
6.TS的基本功能有（）。.安全防护.人机界面.监测功能
.可靠性和安全性 正确答案：
7.目标距离速度控制模式采取的制动模式为（）。.连续式
.移动闭塞技术.一次制动速度控制.准移动控制模式 正确答案：
8.下列哪些描述是列车超速防护的内容？（）.防止列车冒进停车信号
.防止列车运行速度超过线路允许速度.防止列车运行速度超过临时限制速度.防止列车运行速度超过列车自身允许速度 正确答案：
9.轨道电路的组成包括（）。.钢轨线路.钢轨绝缘.电源
.限流设备及接受设备 正确答案：
10.影响列车运行的因素有（）。.列车牵引力.列车阻力.列车制动力.速度 正确答案：
北交《动车组运行控制》在线作业一
谋学网www.mouxu.om
三、判断题（共 15 道试题，共 30 分。）
1.报警速度（WSP）＝（SSP+2)km/h。（）.错误.正确 正确答案：
2.对于目标距离控制方式，从地面向车上传递的信息量要大量增加，信息包括目标速度、分区长度、坡度等。（）.错误.正确 正确答案：
3.应答器传输模块为TM。（）.错误.正确 正确答案：
4.轮轴测速系统的缺点是车轮空转或打滑会使测量结果产生严重错误。（）.错误.正确 正确答案：
5.列控系统对列车运行速度的控制模式可分为分级速度控制模式和目标距离速度控制模式。（）.错误.正确 正确答案：
6.列车在平直道上运行时只有基本阻力，没有附加阻力。（）.错误.正确 正确答案：
7.准移动和移动闭塞列控技术一般采用目标距离控制模式。（）.错误.正确 正确答案：
8.无线测速定位方式主要包括雷达测速方式、GPS测速定位方式等。（）.错误.正确 正确答案：
9.线路坡度数据来自地面应答器的数据信息包【TS-21】。（）.错误.正确
谋学网www.mouxu.om
正确答案：
10.对于分级速度控制方式，只需要从地面向车上传递目标速度信息，信息量较少，目前使用的ZPW-2000(UM）自动闭塞的轨道电路就可以满足要求。（）.错误.正确 正确答案：
11.线测速定位方式抛开轮轴旋转产生的速度信息，利用外加信号直接测量车体的速度和位置，因此又称为外部信号法。（）.错误.正确 正确答案：
12.为不影响计算机的正常工作，实现外设与计算机间的电源隔离和信息传递，提高设备的抗干扰能力，必须经光电隔离环节才能将外设的状态及条件经接口送入计算机。（）.错误.正确 正确答案：
13.数据通信网络可由多种通信方式组成，如电台、裂缝波导管、漏泄同轴电缆、微波和GSM-R等方式。（）.错误.正确 正确答案：
14.限速信息来自于轨道电路。（）.错误.正确 正确答案：
15.JT1-Z2000型机车信号可作为行车凭证，即实现机车信号的主体化功能。（）.错误.正确 正确答案：
北交《动车组运行控制》在线作业一
一、单选题（共 15 道试题，共 30 分。）
1.列车车载设备具有（）种工作模式。.3.5.6
谋学网www.mouxu.om
.8 正确答案：
2.地面应答器与车载天线设备间的通信接口为（）。.口.口.V口.S口
正确答案：
3.应答器坡度信息距离分辨率为（）。.1 m.2 m.3 m.4 m 正确答案：
4.列车运行前方目标点允许的最高速度是（）。.目标速度.允许速度.当前速度.极限速度 正确答案：
5.F-904传输信息的报文中含有（）位的数据位。.1023.210.37.71 正确答案：
6.准移动和移动闭塞列控技术一般采用（）模式。.分级距离控制.多级距离控制.目标距离控制.分级速度控制 正确答案：
7.L2码：表示运行前方（）个及以上闭塞分区空闲。.1.2.3.4 正确答案：
8.L5码：表示运行前方（）个及以上闭塞分区空闲。.1.2.3.7
谋学网www.mouxu.om
正确答案：
9.列控中心与LU的接口为（）。.P口.S口.R口.Q口
正确答案：
10.对固定闭塞列控技术一般采用（）模式。.分级速度控制.一级速度控制.二级速度控制.多级速度控制 正确答案：
11.计算机联锁与车站列控中心间采用冗余（）串行通信接口进行数据通信。.RS-422.RS-22.RS-232.RS-42 正确答案：
12.调车模式（SH）：牵引运行时，限制速度为（）。.20 km/h.60 km/h.40 km/h.80 km/h 正确答案：
13.目视行车模式（OS）：列控车载设备生成固定限制速度（）。.25 km/h.60 km/h.45 km/h.80 km/h 正确答案：
14.每个LU可同时向（）个地面有源应答器发送不同数据报文。.1.2.3.4 正确答案：
15.（）是基于无线传输信息的列车控制系统，面向高速新线或特殊线路。.TS3.TS4.TS5.TS6 正确答案：
谋学网www.mouxu.om
北交《动车组运行控制》在线作业一
二、多选题（共 10 道试题，共 40 分。）
1.影响列车运行的因素有（）。.列车牵引力.列车阻力.列车制动力.速度 正确答案：
2.限速起点以100m为基本长度单元，下列选项属于限速区长度档次的是（）。.100m.200.300.500m 正确答案：
3.TS的基本功能有（）。.安全防护.人机界面.监测功能
.可靠性和安全性 正确答案：
4.下列哪些描述是列车超速防护的内容？（）.防止列车冒进停车信号
.防止列车运行速度超过线路允许速度.防止列车运行速度超过临时限制速度.防止列车运行速度超过列车自身允许速度 正确答案：
5.列车运行自动控提供的运行指令主要有（）。.高速运行指令.加速指令.减速指令.常速运行指令 正确答案：
6.计算机监测采集和处理的信息包括（）。.车站列控中心状态信息.接车、发车进路信息
谋学网www.mouxu.om
.限速命令信息.限速状态信息 正确答案：
7.车载设备应提供实时的列车运行显示，其内容包括（）。.目标速度.目标距离.允许速度.实际速度 正确答案：
8.列控地面设备包括（）。.车站列控中心.轨道电路.应答器
.列控车载设备 正确答案：
9.列车运行信息辅助显示内容有（）。.目标速度.目标距离.制动信息.超速信息 正确答案：
10.TS-2级列控系统包括（）。.列控车载设备.列控地面设备.安全保护设备.应急设备 正确答案：
北交《动车组运行控制》在线作业一
三、判断题（共 15 道试题，共 30 分。）
1.应答器传输模块为TM。（）.错误.正确 正确答案：
2.列车在平直道上运行时只有基本阻力，没有附加阻力。（）.错误
谋学网www.mouxu.om
.正确 正确答案：
3.无线测速定位方式主要包括雷达测速方式、GPS测速定位方式等。（）.错误.正确 正确答案：
4.对于分级速度控制方式，只需要从地面向车上传递目标速度信息，信息量较少，目前使用的ZPW-2000(UM）自动闭塞的轨道电路就可以满足要求。（）.错误.正确 正确答案：
5.限速信息来自于轨道电路。（）.错误.正确 正确答案：
6.JT1-Z2000型机车信号可作为行车凭证，即实现机车信号的主体化功能。（）.错误.正确 正确答案：
7.报警速度（WSP）＝（SSP+2)km/h。（）.错误.正确 正确答案：
8.数据通信网络可由多种通信方式组成，如电台、裂缝波导管、漏泄同轴电缆、微波和GSM-R等方式。（）.错误.正确 正确答案：
9.对于目标距离控制方式，从地面向车上传递的信息量要大量增加，信息包括目标速度、分区长度、坡度等。（）.错误.正确 正确答案：
10.为不影响计算机的正常工作，实现外设与计算机间的电源隔离和信息传递，提高设备的抗干扰能力，必须经光电隔离环节才能将外设的状态及条件经接口送入计算机。（）.错误.正确 正确答案：
11.线测速定位方式抛开轮轴旋转产生的速度信息，利用外加信号直接测量车体的速度和位置，因此又称为外部信号法。（）.错误.正确 正确答案：
谋学网www.mouxu.om
12.列控系统对列车运行速度的控制模式可分为分级速度控制模式和目标距离速度控制模式。（）.错误.正确 正确答案：
13.线路坡度数据来自地面应答器的数据信息包【TS-21】。（）.错误.正确 正确答案：
14.轮轴测速系统的缺点是车轮空转或打滑会使测量结果产生严重错误。（）.错误.正确 正确答案：
15.准移动和移动闭塞列控技术一般采用目标距离控制模式。（）.错误.正确 正确答案：
北交《动车组运行控制》在线作业一
一、单选题（共 15 道试题，共 30 分。）
1.列车车载设备具有（）种工作模式。.3.5.6.8 正确答案：
2.应答器坡度信息距离分辨率为（）。.1 m.2 m.3 m.4 m 正确答案：
3.应答器速度分辨率（）。.2 km/h.6 km/h.5 km/h
谋学网www.mouxu.om
.10 km/h 正确答案：
4.2系统适应列车最高允许运行速度（），正向运行时动车组最小追踪间隔5min。.120 km/h.160 km/h.250 km/h.300 km/h 正确答案：
5.F-904传输信息的报文中含有（）位的数据位。.1023.210.37.71 正确答案：
6.地面应答器与车载天线设备间的通信接口为（）。.口.口.V口.S口
正确答案：
7.列控中心与LU的接口为（）。.P口.S口.R口.Q口
正确答案：
8.L5码：表示运行前方（）个及以上闭塞分区空闲。.1.2.3.7 正确答案：
9.准移动和移动闭塞列控技术一般采用（）模式。.分级距离控制.多级距离控制.目标距离控制.分级速度控制 正确答案：
10.在 TS-2 级区段两动车组正常追踪运行时，至少间隔（）个闭塞分区。.4.5.6.7
谋学网www.mouxu.om
正确答案：
11.（）是基于无线传输信息的列车控制系统，面向高速新线或特殊线路。.TS3.TS4.TS5.TS6 正确答案：
12.计算机联锁与车站列控中心间采用冗余（）串行通信接口进行数据通信。.RS-422.RS-22.RS-232.RS-42 正确答案：
13.机车信号低频信息的使用在半自动区段、自动闭塞区段、特殊区段和TS-2级区段分别为（）。
.7、9、14、16.8、9、16、18.4、8、14、16.4、8、14、18 正确答案：
14.L2码：表示运行前方（）个及以上闭塞分区空闲。.1.2.3.4 正确答案：
15.调车模式（SH）：牵引运行时，限制速度为（）。.20 km/h.60 km/h.40 km/h.80 km/h 正确答案：
北交《动车组运行控制》在线作业一
二、多选题（共 10 道试题，共 40 分。）
1.目标距离速度控制模式采取的制动模式为（）。
谋学网www.mouxu.om
.连续式
.移动闭塞技术.一次制动速度控制.准移动控制模式 正确答案：
2.列车运行自动控提供的运行指令主要有（）。.高速运行指令.加速指令.减速指令.常速运行指令 正确答案：
3.影响列车运行的因素有（）。.列车牵引力.列车阻力.列车制动力.速度 正确答案：
4.列车运行信息辅助显示内容有（）。.目标速度.目标距离.制动信息.超速信息 正确答案：
5.我国高速铁路系统设计需满足的要求包括（）。.保证列车运行安全.提高列车运行速度.提高运输效率.减轻司机劳动强度 正确答案：
6.TS的基本功能有（）。.安全防护.人机界面.监测功能
.可靠性和安全性 正确答案：
7.下列选项哪个属于列控车载设备的组成？（）.车载计算机、.人机接口.运行记录单元
.应答器信息接收天线 正确答案：
8.列控地面设备包括（）。.车站列控中心
谋学网www.mouxu.om
.轨道电路.应答器
.列控车载设备 正确答案：
9.R 形成哪些数据？（）.速度数据
.线路的最大允许速度.目标速度
.线路坡度及缓行段数据 正确答案：
10.轨道电路的组成包括（）。.钢轨线路.钢轨绝缘.电源
.限流设备及接受设备 正确答案：
北交《动车组运行控制》在线作业一
三、判断题（共 15 道试题，共 30 分。）
1.对于目标距离控制方式，从地面向车上传递的信息量要大量增加，信息包括目标速度、分区长度、坡度等。（）.错误.正确 正确答案：
2.对于分级速度控制方式，只需要从地面向车上传递目标速度信息，信息量较少，目前使用的ZPW-2000(UM）自动闭塞的轨道电路就可以满足要求。（）.错误.正确 正确答案：
3.线路坡度数据来自地面应答器的数据信息包【TS-21】。（）.错误.正确 正确答案：
4.应答器传输模块为TM。（）.错误.正确
谋学网www.mouxu.om
正确答案：
5.线测速定位方式抛开轮轴旋转产生的速度信息，利用外加信号直接测量车体的速度和位置，因此又称为外部信号法。（）.错误.正确 正确答案：
6.限速信息来自于轨道电路。（）.错误.正确 正确答案：
7.轮轴测速系统的缺点是车轮空转或打滑会使测量结果产生严重错误。（）.错误.正确 正确答案：
8.JT1-Z2000型机车信号可作为行车凭证，即实现机车信号的主体化功能。（）.错误.正确 正确答案：
9.准移动和移动闭塞列控技术一般采用目标距离控制模式。（）.错误.正确 正确答案：
10.列控系统对列车运行速度的控制模式可分为分级速度控制模式和目标距离速度控制模式。（）.错误.正确 正确答案：
11.报警速度（WSP）＝（SSP+2)km/h。（）.错误.正确 正确答案：
12.无线测速定位方式主要包括雷达测速方式、GPS测速定位方式等。（）.错误.正确 正确答案：
13.列车在平直道上运行时只有基本阻力，没有附加阻力。（）.错误.正确 正确答案：
14.为不影响计算机的正常工作，实现外设与计算机间的电源隔离和信息传递，提高设备的抗干扰能力，必须经光电隔离环节才能将外设的状态及条件经接口送入计算机。（）.错误.正确
谋学网www.mouxu.om
正确答案：
15.数据通信网络可由多种通信方式组成，如电台、裂缝波导管、漏泄同轴电缆、微波和GSM-R等方式。（）.错误.正确 正确答案：
北交《动车组运行控制》在线作业一
一、单选题（共 15 道试题，共 30 分。）
1.F-904传输信息的报文中含有（）位的数据位。.1023.210.37.71 正确答案：
2.计算机联锁与车站列控中心间采用冗余（）串行通信接口进行数据通信。.RS-422.RS-22.RS-232.RS-42 正确答案：
3.2系统适应列车最高允许运行速度（），正向运行时动车组最小追踪间隔5min。.120 km/h.160 km/h.250 km/h.300 km/h 正确答案：
4.准移动和移动闭塞列控技术一般采用（）模式。.分级距离控制.多级距离控制.目标距离控制.分级速度控制 正确答案：
5.列控中心与LU的接口为（）。.P口.S口
谋学网www.mouxu.om
.R口.Q口
正确答案：
6.地面应答器与车载天线设备间的通信接口为（）。.口.口.V口.S口
正确答案：
7.（）是基于无线传输信息的列车控制系统，面向高速新线或特殊线路。.TS3.TS4.TS5.TS6 正确答案：
8.机车信号低频信息的使用在半自动区段、自动闭塞区段、特殊区段和TS-2级区段分别为（）。
.7、9、14、16.8、9、16、18.4、8、14、16.4、8、14、18 正确答案：
9.列车车载设备具有（）种工作模式。.3.5.6.8 正确答案：
10.用于识别运行方向的应答器组应至少包括（）个应答器。.1.2.3.4 正确答案：
11.目视行车模式（OS）：列控车载设备生成固定限制速度（）。.25 km/h.60 km/h.45 km/h.80 km/h 正确答案：
12.对固定闭塞列控技术一般采用（）模式。.分级速度控制.一级速度控制
谋学网www.mouxu.om
.二级速度控制.多级速度控制 正确答案：
13.应答器坡度信息距离分辨率为（）。.1 m.2 m.3 m.4 m 正确答案：
14.在 TS-2 级区段两动车组正常追踪运行时，至少间隔（）个闭塞分区。.4.5.6.7 正确答案：
15.每个LU可同时向（）个地面有源应答器发送不同数据报文。.1.2.3.4 正确答案：
北交《动车组运行控制》在线作业一
二、多选题（共 10 道试题，共 40 分。）
1.列车运行自动控提供的运行指令主要有（）。.高速运行指令.加速指令.减速指令.常速运行指令 正确答案：
2.计算机监测采集和处理的信息包括（）。.车站列控中心状态信息.接车、发车进路信息.限速命令信息.限速状态信息 正确答案：
谋学网www.mouxu.om
3.TS-2级列控系统包括（）。.列控车载设备.列控地面设备.安全保护设备.应急设备 正确答案：
4.TS的基本功能有（）。.安全防护.人机界面.监测功能
.可靠性和安全性 正确答案：
5.轨道电路的组成包括（）。.钢轨线路.钢轨绝缘.电源
.限流设备及接受设备 正确答案：
6.我国高速铁路系统设计需满足的要求包括（）。.保证列车运行安全.提高列车运行速度.提高运输效率.减轻司机劳动强度 正确答案：
7.下列选项哪个属于列控车载设备的组成？（）.车载计算机、.人机接口.运行记录单元
.应答器信息接收天线 正确答案：
8.车载设备应提供实时的列车运行显示，其内容包括（）。.目标速度.目标距离.允许速度.实际速度 正确答案：
9.下列哪些描述是列车超速防护的内容？（）.防止列车冒进停车信号
.防止列车运行速度超过线路允许速度.防止列车运行速度超过临时限制速度.防止列车运行速度超过列车自身允许速度 正确答案：
10.限速起点以100m为基本长度单元，下列选项属于限速区长度档次的是（）。
谋学网www.mouxu.om
.100m.200.300.500m 正确答案：
北交《动车组运行控制》在线作业一
三、判断题（共 15 道试题，共 30 分。）
1.线测速定位方式抛开轮轴旋转产生的速度信息，利用外加信号直接测量车体的速度和位置，因此又称为外部信号法。（）.错误.正确 正确答案：
2.应答器传输模块为TM。（）.错误.正确 正确答案：
3.轮轴测速系统的缺点是车轮空转或打滑会使测量结果产生严重错误。（）.错误.正确 正确答案：
4.限速信息来自于轨道电路。（）.错误.正确 正确答案：
5.列车在平直道上运行时只有基本阻力，没有附加阻力。（）.错误.正确 正确答案：
6.报警速度（WSP）＝（SSP+2)km/h。（）.错误.正确 正确答案：
7.对于分级速度控制方式，只需要从地面向车上传递目标速度信息，信息量较少，目前使用的ZPW-2000(UM）自动闭塞的轨道电路就可以满足要求。（）.错误
谋学网www.mouxu.om
.正确 正确答案：
8.JT1-Z2000型机车信号可作为行车凭证，即实现机车信号的主体化功能。（）.错误.正确 正确答案：
9.数据通信网络可由多种通信方式组成，如电台、裂缝波导管、漏泄同轴电缆、微波和GSM-R等方式。（）.错误.正确 正确答案：
10.列控系统对列车运行速度的控制模式可分为分级速度控制模式和目标距离速度控制模式。（）.错误.正确 正确答案：
11.无线测速定位方式主要包括雷达测速方式、GPS测速定位方式等。（）.错误.正确 正确答案：
12.准移动和移动闭塞列控技术一般采用目标距离控制模式。（）.错误.正确 正确答案：
13.为不影响计算机的正常工作，实现外设与计算机间的电源隔离和信息传递，提高设备的抗干扰能力，必须经光电隔离环节才能将外设的状态及条件经接口送入计算机。（）.错误.正确 正确答案：
14.线路坡度数据来自地面应答器的数据信息包【TS-21】。（）.错误.正确 正确答案：
15.对于目标距离控制方式，从地面向车上传递的信息量要大量增加，信息包括目标速度、分区长度、坡度等。（）.错误.正确 正确答案：
北交《动车组运行控制》在线作业一
谋学网www.mouxu.om
一、单选题（共 15 道试题，共 30 分。）
1.每个LU可同时向（）个地面有源应答器发送不同数据报文。.1.2.3.4 正确答案：
2.调车模式（SH）：牵引运行时，限制速度为（）。.20 km/h.60 km/h.40 km/h.80 km/h 正确答案：
3.对固定闭塞列控技术一般采用（）模式。.分级速度控制.一级速度控制.二级速度控制.多级速度控制 正确答案：
4.（）是基于无线传输信息的列车控制系统，面向高速新线或特殊线路。.TS3.TS4.TS5.TS6 正确答案：
5.在 TS-2 级区段两动车组正常追踪运行时，至少间隔（）个闭塞分区。.4.5.6.7 正确答案：
6.列控中心与LU的接口为（）。.P口.S口.R口.Q口
正确答案：
7.机车信号低频信息的使用在半自动区段、自动闭塞区段、特殊区段和TS-2级区段分别为（）。
谋学网www.mouxu.om
.7、9、14、16.8、9、16、18.4、8、14、16.4、8、14、18 正确答案：
8.F-904传输信息的报文中含有（）位的数据位。.1023.210.37.71 正确答案：
9.地面应答器与车载天线设备间的通信接口为（）。.口.口.V口.S口
正确答案：
10.应答器速度分辨率（）。.2 km/h.6 km/h.5 km/h.10 km/h 正确答案：
11.计算机联锁与车站列控中心间采用冗余（）串行通信接口进行数据通信。.RS-422.RS-22.RS-232.RS-42 正确答案：
12.应答器坡度信息距离分辨率为（）。.1 m.2 m.3 m.4 m 正确答案：
13.准移动和移动闭塞列控技术一般采用（）模式。.分级距离控制.多级距离控制.目标距离控制.分级速度控制 正确答案：
14.用于识别运行方向的应答器组应至少包括（）个应答器。.1
谋学网www.mouxu.om
.2.3.4 正确答案：
15.列车运行前方目标点允许的最高速度是（）。.目标速度.允许速度.当前速度.极限速度 正确答案：
北交《动车组运行控制》在线作业一
二、多选题（共 10 道试题，共 40 分。）
1.TS-2级列控系统包括（）。.列控车载设备.列控地面设备.安全保护设备.应急设备 正确答案：
2.TS的基本功能有（）。.安全防护.人机界面.监测功能
.可靠性和安全性 正确答案：
3.限速起点以100m为基本长度单元，下列选项属于限速区长度档次的是（）。.100m.200.300.500m 正确答案：
4.R 形成哪些数据？（）.速度数据
.线路的最大允许速度.目标速度
.线路坡度及缓行段数据
谋学网www.mouxu.om
正确答案：
5.目标距离速度控制模式采取的制动模式为（）。.连续式
.移动闭塞技术.一次制动速度控制.准移动控制模式 正确答案：
6.车载设备应提供实时的列车运行显示，其内容包括（）。.目标速度.目标距离.允许速度.实际速度 正确答案：
7.列控地面设备包括（）。.车站列控中心.轨道电路.应答器
.列控车载设备 正确答案：
8.计算机监测采集和处理的信息包括（）。.车站列控中心状态信息.接车、发车进路信息.限速命令信息.限速状态信息 正确答案：
9.列车运行自动控提供的运行指令主要有（）。.高速运行指令.加速指令.减速指令.常速运行指令 正确答案：
10.轨道电路的组成包括（）。.钢轨线路.钢轨绝缘.电源
.限流设备及接受设备 正确答案：
北交《动车组运行控制》在线作业一
谋学网www.mouxu.om
三、判断题（共 15 道试题，共 30 分。）
1.为不影响计算机的正常工作，实现外设与计算机间的电源隔离和信息传递，提高设备的抗干扰能力，必须经光电隔离环节才能将外设的状态及条件经接口送入计算机。（）.错误.正确 正确答案：
2.无线测速定位方式主要包括雷达测速方式、GPS测速定位方式等。（）.错误.正确 正确答案：
3.报警速度（WSP）＝（SSP+2)km/h。（）.错误.正确 正确答案：
4.数据通信网络可由多种通信方式组成，如电台、裂缝波导管、漏泄同轴电缆、微波和GSM-R等方式。（）.错误.正确 正确答案：
5.对于分级速度控制方式，只需要从地面向车上传递目标速度信息，信息量较少，目前使用的ZPW-2000(UM）自动闭塞的轨道电路就可以满足要求。（）.错误.正确 正确答案：
6.对于目标距离控制方式，从地面向车上传递的信息量要大量增加，信息包括目标速度、分区长度、坡度等。（）.错误.正确 正确答案：
7.应答器传输模块为TM。（）.错误.正确 正确答案：
8.线路坡度数据来自地面应答器的数据信息包【TS-21】。（）.错误.正确 正确答案：
9.准移动和移动闭塞列控技术一般采用目标距离控制模式。（）.错误.正确
谋学网www.mouxu.om
正确答案：
10.JT1-Z2000型机车信号可作为行车凭证，即实现机车信号的主体化功能。（）.错误.正确 正确答案：
11.线测速定位方式抛开轮轴旋转产生的速度信息，利用外加信号直接测量车体的速度和位置，因此又称为外部信号法。（）.错误.正确 正确答案：
12.列车在平直道上运行时只有基本阻力，没有附加阻力。（）.错误.正确 正确答案：
13.列控系统对列车运行速度的控制模式可分为分级速度控制模式和目标距离速度控制模式。（）.错误.正确 正确答案：
14.限速信息来自于轨道电路。（）.错误.正确 正确答案：
在线控制 篇3
[关键词] 芯片制造 质量控制 SPC
[中图分类号] TN406 TP399 [文献标识码] A [文章编号] 1674-2583（2014）03-0026-07
1 统计过程控制SPC
统计过程控制SPC（Statistical Process Control）是基于统计理论的技术和方法，通过对生产过程中的工序参数质量数据进行计算描图，实现对工序过程稳定性的监控和预测，从而达到发现异常、及时改进、减少波动、保证过程稳定、产品总体质量稳定可靠的目的。所以SPC可以提高过程的稳定性，降低不合格品率，降低成本，提高企业的经济效益。
SPC控制图的预防原理：应用SPC对检测数据进行统计分析能够区分生产过程中的正常波动与异常波动，及时预警，提醒生产人员采取措施消除异常，从而保证产品质量特性的一致和稳定。对异常波动的及时预警是SPC的最大特点，它能够在异常因素刚一露出苗头，尚未造成不合格品之前就能及时发现，指导技术人员采取措施，消除异常。这样，便极大地减少不合格品的产生，保证生产顺畅进行，从而提高生产率。可以在这种趋势造成不合格品之前就采取措施加以消除，从而实现SPC的预防作用。
在生产监控现场，更多的情况是控制图显示异常，表明异因已经发生，这时要严格贯彻过程质量控制的原则：查出异因，采取措施，保证消除，不再出现，纳入标准。每贯彻一次这个原则，即经过一次这样的循环就消除一个异因，使它不再出现，从而起到保证过程稳定一致的作用。由于异因有限，经过有限次的循环后，最终可以达到在过程中只存在偶因而不存在异因。
ISO9001-2000提出关于质量管理的原则，对于质量管理实践具有深刻的指导意义。其中，过程方法、基于事实的决策原则都和SPC有着密切的联系。以什么样的方法来对过程进行控制？以什么样的手段来保证管理决策的及时性和可靠性？是管理者考虑最多的问题。SPC的运用是对按ISO9001标准建立的质量管理体系的有力支持。
2 建立芯片制造过程SPC系统
2.1 系统构成
芯片制造过程SPC系统以客户/服务器结构（C/S结构）为基础模型，包括数据库服务器、数据采集/监控站点、SPC监控分析站点、SPC监控查询站点、SPC异常报警装置、基于浏览/服务器B/S结构的远程质量查询站点、SPC控制图异常回馈等部分组成。
2.2 功能构成
2.2.1 工程师权限构成
系统软件对操作权限进行详细的划分，严格细致的权限管理使系统的安全性得到充分保证。每个工程师的权限包括系统功能操作权限、产品/工序查询权限、采集计划使用权限三部分。根据工程师的工作内容、职务划分而做适当的权限设置，充分保证软件系统和数据的安全和高效运行。
2.2.2 工艺版本属性工程师自定义
软件系统采用视窗软件常用的树形结构来保存“工艺版本”的属性定义。可以根据生产线的组织结构来自由定义“工艺版本”的“路径”，路径层次的深浅随意延伸。树形结构弥补表格式结构中属性项目数量固定、名称固定的缺陷。
2.2.3 质量特性定义
在质量特性的属性定义时，工程师不仅可以定义它的规格类型及数值，还可以定义控制图、数值精度、样本大小、控制线计算方法、与特性参数关联的标签项目、控制图判异准则等内容。这些项目都是在SPC工序监控过程中要用到的。
2.2.4 两种可并发的数据采集方式
软件系统提供两种可并发的数据采集方式。一种是从制造控制系统中采集的量测数据自动转入，另一种是由检测人员得到量测数据后键盘录入。不管由那种途径采集到的量测数据都要存入SPC数据库中，同时进行控制图描点判异及相关统计参数的计算。数据自动采集由接口软件在后台读取数据，数据准确及时，是SPC工序控制的主要和最佳方式。键盘输入只是一种补充。
2.2.5 判异准则内容可自定义
软件系统中的控制图判异准则的详细内容由工程师根据情况自定义。在判异准则管理树中，系统给出8个判异准则大类和一些通用的判异准则条款。工程师要使用一些特殊的判异准则条款，可以自定义具体内容。比如在规则类“连续n个点中有m个点落在中心线同侧的B区以外”中，工程师可以根据实际定义n和m的取值，生成一个新的判异条款。
2.2.6 建立监控计划
软件系统中引入监控计划的概念。监控计划是一组相关联SPC的特性参数的集合。这些特性参数可由一台计算机完成数据采集，也可能是因为它们集中在一个测量检验台上，或许它们是一道工序、一种产品或一台设备上的一组特性参数。把它们集中在一个监控计划中，便于工程师同时采集数据、监控观察它们的控制图变化情况进而掌握工序的运行状态、产品的质量状况。一个监控计划应该赋予一个工序监控站点。
nlc202309031550
2.2.7 实现实时SPC监控
参数监控界面在标准状态下，系统同时显示当前特性参数的控制图、键盘录入格式、统计参数、特性参数路径等内容。还可以通过点击功能按钮以表格形式显示当前控制图对应的质量数据。还可以任意切换其它控制图，选择“属性”项设置控制图的显示风格，如控制图点的形状、大小、颜色，显示或隐含规格线、合理控制线等。
2.2.8 控制图功能
软件系统在现场实时监控中提供十几种控制或监视图表。把带有稳定控制线的图表称为控制图，而不带控制线的图表称做监视图。计量型图表有均值-极差图（Xbar-R图）、中位数-极差图（Xmed-R图）、均值-标准差图（Xbar-S图）、单值-移动极差图（X-MR图）、运行图（Run 图）、预控图（Pre-control图）、EWMA图、直方图等；计数型控制图有不合格品率图（p图）、不合格品数图（Pn图）、合格品率图（q图）、合格品数图（Qn图）、单位缺陷数图（u图）、缺陷数图（c图）等。针对计数型参数还提供DPMO/DPTO（百万机会缺陷数/千次机会缺陷数）分析图。在监控过程中，工程师还可以随时查看原因、措施、备注排列图。丰富多样的图表可以帮助工程师从不同视角去监控过程状态，充分发挥不同图表的各自优势，及时发现问题分析问题。
为了提供更充分的过程质量信息，除了直观的统计图表外，软件还同步提供大量统计参数值（在监控界面的最下方）。这些参数包括：总体均值（μ）、总体标准差（σ）、工序能力指数统计参数（3σ时：Cp、Cpu、Cpl、Cpk、 Cr；4σ时：Cm、Cpm、Cpkm；1σ时：、Zu、ZL、Zmin）、 样本均值（μS）、样本标准差（S）、工序性能指数统计参数（3σ时：Pp、Ppu、Ppl、Ppk、Pr；4σ时：Pm、Ppm、Ppkm；1σ时：、PZu、PZL、pZmin）、直方图偏斜指数（Skewness）和陡度指数（Kurtosis）。偏斜系数表示样本分布直方图的对称情况。如果分布对称，则偏斜系数为0。正数表示直方图右边拖有长尾巴，负数则表示直方图左边拖有长尾巴。陡度系数是直方图分布的陡峭（或扁平）程度指标。在正常情况下其值为0，正数表示直方图尖峭、双肩较薄；负数则表示直方图相对扁平、跨度较大。
Cpk和Ppk是最常用的两个统计指数。过程能力指数Cpk给出的是过程的固有能力，过程固有的能够满足标准与规范的能力。过程性能指数Ppk给出的是根据采集到的数据对当前过程性能的估计。过程能力指数运用的是总体参数均值m和标准差s。过程性能指数用的是样本统计量，即样本均值X和样本标准差S。过程能力指数只有在已经判定过程处于稳态以后才可以通过计算得到；过程性能指数则无此要求，可以随时反应实时过程的性能。
2.2.9 异常提示报警
软件系统提供多种控制图异常报警方式。在监控界面上，控制图稳定时参数点显示为绿色，出现异常时，则控制图参数点显示为红色。点击参数点可以查看异常的类型信息，在该界面上可以向手机发送短消息寻求帮助。还可以提供SPC监控状态显示板、监控状态警示灯和蜂鸣器等硬件报警设施。在SPC监控状态 LED显示板上，可以显示一些经过计算的统计参数值，如参数均值、标准差、Cpk、控制图状态等信息。监控状态指示灯则一般设置三种颜色，绿色表示工序参数稳定，黄色表示控制图异常警告，红色则表示控制图参数点超出界域，异常情况加剧。
2.2.10 工序质量分析方便追溯
软件系统把数据库技术引入到SPC过程质量控制系统中，使原始数据记录的检索和分析变得异常快捷方便。由于分布式数据库的海量存储能力，使积累的原始数据记录可以达到尽可能丰富、全面、详细的地步。为多角度全方位的质量分析诊断提供可能。由于记录信息的足够详细，使质量问题追溯变得有据可查。
2.2.11 质量数据查询和作图功能
软件系统提供原始数据查询浏览功能。为满足依据产品的附属标签信息的查询、浏览质量特性数据的要求。可以按用户要求的定义保存查询条件，方便下次直接打开执行。还可以对这些查询条件下的数据做控制图，可对历史控制图做进一步分析。
2.2.12 特别监控
软件系统为专门的管理人员提供宏观掌握生产线过程质量控制情况的功能模块。通过预设配置可以看到各质量监控点发生的控制图异常情况。点击产品的特性参数，则可以看到包括异常点在内的一段控制图。再通过点击控制图上的红色异常点，还可以进一步看到异常点的详细内容及异常原因、纠正措施等辅助信息。
2.2.13 功能专业的统计分析工具
软件系统对历史数据可做进一步、更全面的检查分析，专为质量工程师提供分析工具包。它提供工序能力及其变动分析、产品直通率分析、多参数对比分析、正态概率纸、DPMO转换表等六个专业分析工具。
（1）工序能力分析工具：利用工序能力分析工具，可以按产品/工序类选择一批特性参数计算它的Cpk，Ppk及产品/工序大类的平均值，并对工序能力进行简单评价，对生产线做一定范围内的工序能力分析。
（2）工序能力变动分析：可以选定一个产品的所有特性参数和分析时间区段、时间间隔周期，然后绘制工序能力指数Cpk的变化折线图。通过折线图的变化趋势可以了解各特性参数所对应加工环节的加工能力的变化情况。有的放矢地从各方面改进工序加工能力，提高整体工序能力，从而保证产品质量。
（3）产品直通率分析：一般情况下，最终用户的产成品都是经过多道工序加工形成的。每道工序或加工过程都有一个投入产出比例，称之为良品率。一个产品的直通率就是所有工序的良品率的乘积。通过产品的直通率分析，可以了解每个特性参数的良品率和该产品总的直通率。通过分析清楚地认识到产品加工过程中的薄弱环节和可改进空间。最终实现生产线整体良品率的提升。
（4）多参数对比分析：使用多参数对比分析功能，可以把同一产品的不同参数或不同产品的同一参数的数据描图进行对比分析，包括选择任何存在某种内在或外在联系的两个或多个特性参数进行对比分析。从而很容易发现这些参数波动的差异特征或关联特性，帮助改进过程质量，提高产品性能指标。作图区最多可同时选择6个参数进行描图分析。图形种类、时间区段都可任意选择。
（5）正态概率纸：采用正态概率纸可以直观地判断一组数据是否服从正态分布。从概率纸上还可以得到正态分布参数均值和标准差。而且概率纸对小样本数据更适合。
（6）DPMO对比转换表：提供标准差Sigma、Cp、Cpk及百万分比Ppm之间的关系对应关系。也可以输入Sigma、Cp、Cpk三者之一计算其它参数值。
3 结论
在芯片制造过程SPC系统由上海贝岭研制并实施，SPC系统自动记录控制图的异常点，而异常原因和纠正措施则由现场工程师处理后登记到系统中，成为知识积累。
通过丰富强大的分析工具对这些信息进行处理，可以形成异常原因知识库，为未来可能出现的异常状态提供有效的质量改进方法和措施建议。从而帮助企业不断改进质量，提高产品的可靠性，保持优势的竞争力。及时发现过程异常是手段，促进不断改进质量才是目的。
温室环境在线控制方式应用分析 篇4
1单片机控制方式
目前,一般采用8位CPU 51单片机作为温室环境参数控制器主控制系统基础系列,从数据采集到逻辑算法控制都是由单片机完成,控制系统结构如图1所示。汪小旵等人以PC机为上位机,以单片机为下位机,完成了温室在线监测系统,较好地实现了上下位机之间的数据交换和通讯传输。李志伟等人[2]利用8031单片机实现了对温室环境的动态平衡调控,建立了以温度为主要参量的温室环境调控模式。齐文新等人[3]采用人工智能技术的农业温室环境专家系统和多任务操作系统对温室环境进行实时监测和智能化决策,研制了分布式、智能化温室环境群测控系统,解决了温室环境控制单一性缺点。王成等人[4]以单片机为核心,研发设计了温室环境综合信息采集器,设计了基于模糊控制技术的温室环境控制系统,实现了对温度、湿度、p H值、光照强度、EC值、CO2浓度等主要温室环境信息的实时数据处理。
2网络技术控制方式
随着无线通讯技术的快速发展,遥感与地理信息技术系统(GIS)也被广泛地应用于温室作物长势、产量、病虫灾害等方面的监测,尤其是从单点对多点的个人局域网到长距离的网络通信技术的快速发展,管理者可以通过远程温室环境参数信息采集与监控技术,将分散的温室设施集中连片成统一的有机整体,实现信息及时互通,达到集中统一控制的目的。苏晓峰等人开发出了一套远程温室环境参数控制体系,构建了互联网动态温室环境监控系统,用户只要通过浏览器就能够访问和控制分布在互联网上的远程温室。习智华等人设计了一种带有多种数据接口且具有无线传输功能的主监控系统。该系统实现了无线网络数据的自动汇聚,解决了温室单区域与跨区域两种工作模式切换问题。未来如何实现快速、有效地采集和更新环境变量信息,将成为实现精准温室农业的重要基础。
3PLC控制方式
基于PLC的温室环境控制系统一般由上位机、PLC控制器、数据采集器和执行单元组成,控制系统结构如图2所示。PLC控制系统主要用于实时监测温室环境参数的变化情况,并根据作物生长要求对环境参数进行动态匹配调整,完成与上位机的数据通信。一般情况下,大量使用PLC作为控制器会导致温室的建设成本提高,因此PLC控制器广泛用于温室环境控制还受到一定的限制。谢向花等人[5]通过将PLC控制技术、组态监控技术、变频技术和传感器技术组合运用,研发设计了一套可应用于温室环境参数控制的检测监控系统。该监控系统可实现对采集到的参数与设定的控制参数进行比较,从而实现温室环境参数的自动控制。唐立伟等人[6]提出采用PLC控制与单片机通讯相结合的方法实现数据采集功能。与普遍采用的上位PC机与下位PLC采集数据的方式相比,该系统在投入成本和控制形式上有了显著改善,控制方式显得更加简单。呼天星[7]通过智能现场总线控制技术实现了多个温室环境参数的网络化控制和多个连栋温室的集群控制,提升了控制系统的控制效率和经济效益。
4总线控制方式
近年来,我国科技人员在吸收国外先进温室环境参数生产控制技术的基础上,对温室内部环境参数控制技术进行了综合研究。例如,采用RS485现场总线与远端的气象站连接通信,以获得温室现场内外温度、湿度及室内外光照强度、降雨量、风力速度、风向等环境参数;同时,总线控制方式还可以与其它控制器或上位机进行快速的数据通讯,形成大型综合式温室环境参数自控系统。如董乔雪等人[8]采用485通信网络技术和逐级验证的通信算法进行数据传输,研发设计了由一台PC主机与多个微电脑控制装置组成的主从式分布结构温室环境参数控制器,通过实时检测温室环境参数的变化,对比历史温室参数值和报警值来调整控制温室环境参数,实现了对同一地区多个温室环境参数的集群控制。由于CAN总线控制技术在性价比、可靠性、通信速率等方面具有诸多优点,CAN总线技术已在工业控制中得到了广泛应用,但到目前为止,CAN总线技术在温室环境参数控制中的应用还比较少见。由于温室是一个复杂的环境系统,要完成复杂的温室环境参数集中控制具有一定的难度,而CAN总线的出现恰好解决了这个问题。董健康等人[9]研发设计了基于CAN总线的温室智能控制系统,该系统采用单片机技术开发了CAN总线智能节点,带有232和485接口,另外节点还带有模数转换器ADC0832,可以直接输入模拟量。杜辉等人[10]在单栋温室环境参数控制中将蓝牙技术成功应用于连接各种检测装置、执行机构和逻辑控制器件,各个温室棚之间通过CAN总线相连,构成了一种分布式温室环境参数监控系统,实现了对温室环境参数的自动检测和监控管理,提升了系统的监控效率。汪永斌等人[11]采用温室环境参数集群控制算法研制开发了一套全数字温湿度自动控制系统。该控制系统可在100天时间内,以小时为单位,设定温湿度值并记录参数,当技术人员发现温室病虫害等问题时,可以查询历史数据,对某些病虫害起到了防范作用。
5结束语
随着计算机传感技术、自动化控制技术等新技术的不断快速发展,温室环境参数控制系统也由前期的以数据采集处理和监测为主的简单控制,逐步向以知识处理和智能应用为主的温室环境参数专家控制系统转变;同时,信号传输方式也逐步由有线向无线传输方式转变,传输速度也由慢速向快速转变,为实现温室环境实时动态监控提供了技术可能。因此,温室环境参数的自动化监控是实现现代温室的发展方向,也是实现多个温室大棚环境同时管理的有效措施。因其在省工节本、操作使用等方面具有显著的优点,未来市场应用前景广阔。
摘要：按照单片机控制、网络控制、PLC控制和总线控制等方法对国内温室环境在线控制系统进行分类,对我国温室在线控制方式的研究及应用现状作了详细分析,为开展温室环境在线控制系统的应用研究提供参考。
在线控制 篇5
水污染源在线自动监测系统
质量控制管理制度
水污染源在线自动监测系统质量控制管理制度
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分 第六部分 第七部分
2009年7月31日
目录
总则..........................................................................................1 职责分工....................................................................................1 日常运营维护实施规定..................................................................2 运营维修管理规定........................................................................3 安全保障....................................................................................5 质量保证与质量控制.....................................................................6 投诉处理....................................................................................6
水污染源在线自动监测系统质量控制管理制度
水污染源在线自动监测系统质量控制管理制度
第一部分
总则
1、为了加强污染源在线监控系统的管理，确保系统长期稳定运行，更好地为水污染防治、水资源保护工作服务,按照统一领导、明确职责、分工负责、密切配合的原则制订本规定。
2、本规定规定了系统的的职责分工、质量管理、维护维修、安全保障、投诉管理等方面的管理要求。
第二部分
职责分工
1、应设立污染源在线监控系统的运行管理部门，明确专职人员，建立系统运行管理规章制度。
2、部门运营维护人员包括：维护人员、技术人员、化学分析人员和管理人员等，每个技术人员必须具有环境监测和相关专业知识，熟练掌握本岗位监测分析技术，熟悉和执行本岗位技术规范、方法等，确保监测数据准确，并及时向有关部门提供监测数据，在南海区环境保护监测站备案记录。
3、应实施“日监视、周巡检”日常管理制度。即每日上、下午至少各一次远程实时监视并存取数据，如发现数据有持续异常情况，应即刻前往站点进行检查。每周至少一次到现场检查维护。每个巡检小组由2～3人组成。
4、远程监视及维护维修活动必须记录备查。
5、巡检的项目包括在线监测仪器及附属设备、视频设备、网络通讯设备、现场环境等。
6、及时解决发现的故障；对厂家投诉的问题，解决后，必须通知企业相关负责人。
7、巡检和维护工作完成后，必须填写维护记录。
水污染源在线自动监测系统质量控制管理制度
第三部分
日常运营维护实施规定
1、一般要求
现场应保持各仪器设备干净清洁，内部管路通畅，出水正常。对于各类分析仪器，应防止日光直射，保持环境温度稳定，避免仪器振动，日常应经常检查其供电是否正常、过程温度是否正常、工作时序是否正常、有无漏液，及管路是否有气泡，数采仪的传输是否正常等。
2、每天定期远程检查
技术人员每天上午和下午两次通过中转服务器远程查看污染源站点监测数据及运行状况，并对站点进行远程管理和巡视，内容包括： 根据仪器分析数据判断仪器运行情况； 根据数据采集器的标识判断数采仪的运行情况；
检查视频监控系统运行状态，包括图像传输、云台控制、监视位置等。
发现数据有持续异常值出现时，应立即前往现场进行调查。
3、每周定期巡视
每周应巡视各站点1－2次，主要作业内容包括：
查看各台分析仪器及辅助设备的运行状态和主要技术参数，判断运行是否正常； 检查电路系统、通讯线路是否正常； 检查采配水系统是否正常；
检查DVR工作是否正常，有无报警。
4、每半月至少到现场对视频监控系统（包括摄像机、视频服务器等）进行一次检查和维护。
5、仪器设备有关部件定期清洗与维护
水污染源在线自动监测系统质量控制管理制度
取水管路应检查是否出现弯折现象，是否畅通，并清理管路周边杂物，一般每月一次。 仪器分析系统：对各分析仪每月标定1次；对分析仪的采样杯、废液桶、进样管路测量室等每月清洗1次。
6、停机维护
短时间停机（停机时间小于24小时）：一般关机即可，再次运行时仪器一般需重新校准。
长时间停机（连续停机时间超过24小时）：如果分析仪需要停机24小时或更长时间，一般需关闭分析仪器和进样阀，关闭电源。并用蒸馏水清洗分析仪器的蠕动泵以及试剂管路；清洗测量室并排空。
7、零配件、易耗件定期更换：应依据站点周边环境条件制定易耗品和消耗品（如泵管、滤膜、活性碳及干燥剂等）的更换周期，做到定期更换。
8、具体实施规定以《HJ/T 355-2007 水污染源在线监测系统运行与考核技术规范（试行）》为依据。
第四部分
运营维修管理规定
1、系统运行出现异常情况，我司将在一个小时内做出响应，半个工作日内派专业技术人员赶往实地现场解决问题。
2、在确认自行无法排除的故障后应按下列程序办理：
在24小时内（节假日顺延，下同）填报“污染源在线监控系统报修单”，并以传真形式向专业机构（仪器设备提供商）提出维修申请，并详细注明故障发生时间、发生单元、表现形式、报修时间等。特殊情况下可先电话报修，后补报修单；
水污染源在线自动监测系统质量控制管理制度
在接到报修单（电话）的48小时内做出响应。可以在远程解决处理的故障，应在一周内予以排除；确认不能远程解决处理必须现场排除的故障，属于专业机构业务范围的，应在一周内派出技术工程师赴现场解决；由于汛期等原因不能排除的故障，应在具备维修条件后及时通知专业机构前往维修；由于其他原因（如雷击等）造成全部或部分系统、仪器设备停止运行的，由我司与仪器生产商协商，尽快恢复运行； 做好备品备件的计划及采购工作，尽可能保证维修所需的备品备件。对于偶发性损坏的备品备件及时组织采购，将因缺备品备件无法维修而停止运行的仪器压缩到最短时间；
维修维护工作结束后，对本次维修维护工作填写“维修维护服务单”，并做出详尽记录，包括故障发生时间、原因、故障发生单元、维修及更换配件情况、维修时间、服务工程师等，经签字确认并归入站点技术档案妥善保管；
3、加强各站点维修维护组织和管理工作，我司已为站点设立了24小时服务热线（400-680-6580），保证做好各项服务工作，切实提高及时响应能力。
4、每周进行一次巡检。巡检工作按下列程序办理：
对巡检工作做出计划，基本确定巡检时间，需要区环保局信息中心协助应事先通知做好准备。确因特殊原因不能如期前往的，应及时与区环保局信息中心协商并征得同意； 要对巡检的工作内容做到明细化、流程化，并以书面形式通知区环保局信息中心； 巡检工作结束后，巡检工程师均应填写相应的表单，并签字确认分别归入污染源站点技术档案妥善保管。
5、站点运行的备品备件划分为：易损易耗件、常用零备件、仪器备件等，要根据不同的使用性质采用不同的发放规定。
水污染源在线自动监测系统质量控制管理制度
有使用规定期限要求的，必须严格按使用规定期限予以更换。必须对这类备品备件做好计划衔接和记录，以保证系统正常运转；
对系统运行过程中损坏的备品备件，不可修复的须进行更换并做记录登记；可修复的则在修复后可继续使用，但使用修复件不得影响系统正常运行。如修复周期长影响数据较长时间不能报出的，必须有相应的补救措施和规定；
鉴于部分备品备件有一定的购货周期，应衔接好购货计划，保持合理的备品备件库存。特殊情况报区环保局信息中心协调解决。
第五部分
安全保障
1、现场维护人员外出时必须对工具及安全设施进行检查，并做好记录。发现不安全因素和隐患因素及时向公司报告，并进行整改、纠正、发现违章作业有权制止。
2、进入维护现场，必须遵守企业的安全制度。
3、分析仪器所用试剂具有很强的腐蚀性，操作时应格外小心，必须带胶手套，防止溅到身上。若不慎溅到皮肤上，应立即用干布擦干净再用清水冲洗。在试剂的搬运过程中，必须将试剂瓶包在密封的塑胶容器内或放入塑胶桶内。绝不容许光手直接提试剂瓶。在运输化学试剂时，应认真对试剂瓶进行包装，以防在运输途中试剂破损。
4、注意用电安全，不要随意开、合电闸。发生意外事故时，应迅速切断电源，水源等。立刻采取有效措施，及时处理，并报告主管领导。
5、离开站房前，必须认真检查电源、水源、门窗，确保站房安全。
水污染源在线自动监测系统质量控制管理制度
第六部分
质量保证与质量控制
1、仪器校准：应按仪器的操作手册对自动监测仪器定期进行校准，并作记录。
2、试剂配制与有效性检查：所有使用的试剂必须为分析纯，且未失效；标准溶液贮存期除有明确的规定外，一般不得超过三个月；标准溶液和试剂的配制按计量认证的要求进行。
3、标准溶液核查：使用国家认可的质控样（或按规定方法配制的标准溶液），每月对自动监测仪器进行一次标准溶液核查，计算其准确度和精密度。质控样（或标准溶液）测定的相对误差不大于推荐值的±10%，相对标准偏差不大于±5%。并记录核查结果。
4、按照国家规定的监测分析仪方法进行实际水样比对试验；样品采集和保存严格执行HJ/T 91-2002的有关规定，实施全过程质量控制和质量保证。
5、污染治理设施运行记录数据要进行时间序列比对、类别比对，确保如实记录污染治理设施运行状态。
第七部分
投诉处理
1、对于企业的故障投诉、技术咨询等，公司所有人员必须以谦恭礼貌、迅速周到为原则，并做好相应的投诉记录工作,记录好投诉人的要求和联系方式。
2、对收到的投诉记录，相关人员必须尽快进行了解和核实，维护人员根据实际情况进行故障排查，向投诉客户给予答复。
基于SBR的在线控制评估策略 篇6
目前, 已开发出许多城市污水处理技术但基本上都是以生物处理为基础, 依靠消耗能量, 创造适于微生物的生存环境强化其降解污染物质的能力, 从而达到改善环境的目的。其中应用最值得关注的就是SBR处理技术。SBR属于典型的批处理过程以操作灵活, 结构简单, 投资节省等优点而受到关注, 在工业, 服务业等许多分布广, 种类杂的场合被普遍采用[1]。可是SBR处理技术不仅流程长基建费高管理复杂而且在运行中要消耗大量能源。经统计各地污水厂的耗电量已超过全国总发电量的0.1%。
随着科学技术特别是自动化技术的飞速发展, SBR的单元设备及控制水平有了很大提高, 电动阀、电磁阀、液位计、流量计及DO等在线仪表的出现为SBR技术的发展提供了支持, 使SBR的自动化操作成为可能, 克服了SBR法运行管理复杂的主要缺点, 使SBR工艺有了更加广泛的应用前景。在经济水平高速发展, 中小城市迅速崛起的今天, SBR工艺一定会在城市化进程中发挥更大的作用[2,3]。
1 SBR仿真
间歇式活性污泥法又称序批式活性污泥处理法。英文简称SBR[4] (Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process) 。对SBR几个阶段进行适当的规划, 通过厌氧、缺氧、好氧阶段运行顺序和时间长度的适当调节, 可以在实现高效去除有机碳的同时, 达到脱除氮、磷等成分的目的[5], 如图1所示。与传统的生物处理工艺相比, SBR技术的优势在于它能处理液压和有机负荷下引起的更大范围的波动。通常这些系统有一个固定的通过操作器来实现的循环配置。预先设定的周期有时不能适应动态变化的影响, 导致资源的过量使用。在环境条件配置正确的前提下, SBR系统可实现有机物氧化和脱氮, 脱氮分为硝化和反硝化。控制有氧和缺氧阶段的交替对消除氮和磷是必不可少的。由于目前正在实施更为严格的立法, 需要更多对废水处理系统的控制, 尤其是降低成本方面。
1.1 SBR污水系统的优化控制提法的构成
选择厌氧时间tana, 好氧时间tae和缺氧时间tano作为受控对象。在SBR污水处理系统中, 影响运行费用的关键因素是曝气阶段消耗的能量。因为曝气阶段氧传递系数k La恒定, 即单位时间内曝气量恒定, 因此运行代价最小可归结为曝气时间tae最小。最优控制提法构造如下:
目标函数:
其中X∈R19是状态变量, X0是状态变量初值;u是操作变量 (曝气开关动作) [6]。
1.2 SBR最优问题求解
最优问题虽然可以化为经典表达形式, 但由于厌氧/好氧/缺氧每个阶段相互影响相互制约, 构造数值解法方面也存在很大难度。根据污水组成情况, 借助仿真工具试差求解是目前求解这个问题的途径之一。本文采用直接寻优法求解上述最优问题。直接寻优法的基本思想是:
1) 预置一个初始试验点X0。
2) 寻找一个合适的搜索方向Pk, 令Pk为第k+1步的搜索方向, k=0, 1, 2……
3) 沿Pk方向前进一步的步长设为λk, 求合适的步长λk。
4) 得到新的点为Xk+1, 它应比原来的点Xk更接近于最优点,
5) 检验Xk+1是否最优, 若是最优, 则停止搜索。否则, 令k=k+1, 重复 (2) 以后各步。
上述方法既适用于无约束的最优化问题, 也适用于有约束的优化问题[7]。本文采用补偿函数法将其化为无约束条件的最优控制问题。即采用补偿函数法来满足式约束条件, 得到新的性能指标J:
其中, k1、k2和k3分别为足够大的正数。借助仿真工具求取最优控制的数值解。
2 优化仿真运行方案及结果比较
20小时的周期时间分为反应阶段, 进水阶段和排放阶段是用于整个实验研究 (见图2) 。一个周期, 5个阶段缺氧和好氧交替进行来确定先前的研究, 以实现有机物和脱氮。出水中有机物浓度偏高或波动大及运行费用高是污水处理厂普遍存在的两个问题。本文将这两个问题联系起来, 寻求实现以最小的能量消耗满足排水指标的最优控制方案。选择SBR污水处理系统各个阶段的运行时间, 即厌氧时间tana、好氧时间tae、缺氧时间tano作为控制变量, 以运行费用 (即能耗) 作为性能指标, 以出水水质为约束条件。在满足出水水质要求的前提下, 尽可能减少运行费用是最重要的目标。
从仿真结果可以看出, 优化控制算法可以根据进水水质的变化, 自动选择满足出水指标的最优运行时间, 优化前后从仿真图中可以清晰的看出所得出的结果更加令人满意。根据出水水质情况, 不仅使得各种成分达到更优的指标, 更加节省了时间, 对实际污水处理系统的节能降耗将具有一定的指导意义。
3 结论
本文介绍了一个基于SBR模型在线控制策略设计实验, 根据不同的进水浓度, 可以自动调整阶段运行时间而不影响出水水质, 选择最优运行时间决定处理时间以及能量消耗。由于影响水质的因素从多, ASM2d模型的通用性在一定程度上受限, 因此针对不同的工艺的运行费用数学模型还需要广泛的实际运行数据不断完善, 不断优化, 从而通过改善工艺参数达到优化运行, 节约能源消耗。实验采用西门子的DCS。检测部分采用德国WTW公司的传感器对PH值、溶解氧、悬浮固体、氨氮、磷酸盐、BOD等重要参数进行在线测量。
参考文献
[1]樊立萍, 于海斌, 袁德成.序批式反应器污水处理工艺建模与控制研究[J].信息与控制, 2004, 33 (2) :202-207.
[2]Buecker B.Zero discharge programs requirecareful planning[J].Power b Engineering, 1997 (5) :49-52
[3]Kawamura S.Optinisation of basic water treatment processes design and operation filtration AQUA[M].London:Ann Arbor Science Publishers Inc, 1996.225-263
[4]Chang H.N., Moon R.K., Simulation of sequential batch reactor (SBR) operation for simultaneous removal of nitrogen and phosphorus[J].Bio.Eng.2000, (23) :513-521.
[5]H.Stephons and H, Stensel.Effect of Operating Conditions of SBR Processes., Water Environmental Research., 70 (3) :362-369, 1998.
[6]蔡宣三, 最优化与最优控制[M].北京:清华大学出版社, 1982:176-229.
在线控制 篇7
随着负荷中心负荷水平的不断增长,大容量远距离输电不断增加,由负荷恢复特性驱动的中长期电压稳定问题日益突出[1,2],相关系统呈现慢动态特性,需要及时采取电压控制措施防止系统持续恶化发展。
文献[3]采用变分法将最优协调电压控制问题转化为线性规划问题进行求解;文献[4]建立协调电压控制的最优性条件并采用拉道排列法求解该两点边值问题;文献[5,6]使用树搜索法求解由模型预测得到的组合优化问题;文献[7]用伪梯度进化规划方法求解复杂电压协调优化问题;文献[8,9,10,11]基于轨迹灵敏度方法使用线性模型预测控制(MPC)方法进行电压控制。上述方法可以有效解决电压协调控制问题,但均涉及混杂系统的时域仿真计算,难以满足在线应用的要求。
广域测量系统(WAMS)实现广域电网运行状态的在线同步测量,结合数据采集与监控(SCADA)系统数据能够提供精确的电压和节点功率注入信息,可应用于电压协调控制预测模型的简化与校正。文献[12]基于非线性模型预测控制(NLMPC)方法,结合直接多重打靶法与实测信息,简化并求解了电压协调控制问题,但忽略发电机过励限制对长期离散变量的影响,且海森矩阵求解较为耗时。文献[13]结合测量信息,在控制周期内将负荷功率轨迹近似表示为时间的线性函数,消除电压协调控制模型中的微分方程约束,降低了计算复杂度,但该方法忽略了负荷的电压特性,全部负荷采用相同的功率恢复参数,不能准确预测实际系统的动态演化过程[14],且优化采用最优潮流方法,未考虑电压响应的动态过程。
本文提出了一种适用于在线应用的分段校正预测模型,在预测周期内线性处理负荷状态变量轨迹,并利用广域测量信息对预测模型进行滚动校正,确保在线控制的可靠性;在此基础上提出了分段校正模型的电压响应预测方法。由于预测和优化过程均不涉及动态微分方程的处理,可大幅减少电压协调控制问题的计算量,满足在线控制的要求。
1 基于MPC的电压协调控制模型
电压协调控制的目标是根据电力系统的运行状态制定合理的调压措施,在确保电压稳定的前提下防止控制器冗余和无序调节。MPC通过在有限时域内最小化目标函数来计算未来的最优控制策略,原理见附录A,第n个控制周期的电压协调控制模型可以表示为:
min
s.t. 0=f(x(t),y(t),zc(t),zd(t),u(t)) (2)
0=g(x(t),y(t),zc(t),zd(t),u(t)) (3)
zd(t+)=hd(x(t),y(t),zc(t),zd(t-),u(t)) (5)
ymin≤y(t)≤ymaxt∈[tn,tn+tp] (6)
umin≤u(t)≤umaxt∈[tn,tn+tc] (7)
Δumin≤Δu(t)≤Δumaxt∈[tn,tn+tc] (8)
式中:Vr为节点参考电压向量;
式(1)为目标函数;式(2)—式(5)为QSS模型;式(6)、式(7)、式(8)分别为代数向量、控制输入以及单次控制变化量的上、下限约束。
上述模型的求解较为困难,NLMPC方法涉及时域仿真与海森矩阵的计算,难以在线进行;综合负荷在长时间尺度下具有很强的不确定性,难以精确建模,若优化过程中无实测数据校正,可能存在控制失效的风险[15]。基于广域测量信息简化并滚动校正预测模型是解决以上问题的有效方法。
2 基于分段校正模型的电压协调控制
2.1 分段校正模型
在QSS模型中,负荷的动态恢复特性决定系统的连续动态过程,是电压不稳定事件的重要因素[2]。文献[16]提出了一种加法动态指数恢复负荷模型,可以表示为:
式中:zp和zq分别为有功和无功负荷动态状态变量,QSS模型(式(2)—式(5))中zc=zp,zqT;P0,Q0,V0分别为负荷有功功率、无功功率及电压的稳态值;V为负荷电压幅值;Pd和Qd分别为负荷消耗的有功和无功功率;Tp和Tq分别为有功和无功功率的恢复时间常数;k为切负荷系数;暂态负荷指数αt和βt分别大于稳态负荷指数αs和βs,因此暂态特性对电压更加敏感,负荷动态状态变量迫使暂态特性向稳态特性过渡。
在实际系统中,模型参数可以通过在主高/中压变电站中现场测试得到[2]。动态指数恢复负荷模型在中长期电压稳定研究中已经得到广泛采用[3,4,5,6,7,8,9,10,11],但其忽略了负荷的时变性和不确定性,且仿真计算复杂,难以应用于在线电压协调控制。针对上述情况,本文提出了一种基于WAMS信息的电力系统分段校正模型。
假设在第n个控制周期的初始时刻tn时,可以通过WAMS汇总系统测量信息,经状态估计后得到各负荷节点的电压幅值向量Vcn及功率注入向量Pcn和Qcn,代入式(10)、式(12)可得对应状态向量的初值zpcn和zqcn;每个预测周期内,令状态变量沿其在tn时刻的导数方向线性增长,可以得到负荷的分段恢复模型,式(9)、式(11)转化为:
式中:m=0,1,…,K;P0,Q0,V0分别为负荷有功功率向量、无功功率向量及电压向量的稳态值;下标(m|n)为第n个控制周期内的第m+1个采样点。
将QSS模型中的式(4)替换为式(13),则
式中:m=0,1,…,K;Cn为常数向量,表示当前预测周期内状态向量相对于时间轴的斜率;z+d和z-d分别为转化后的模型在采样点处切换前、后离散动态变量组成的向量。
若在采样点处判定OEL发生动作,则zd发生跃变,对负荷电压和功率的影响可以通过负荷的暂态特性(式(10)、式(12))体现;对系统连续动态状态向量zc的影响不在当前预测周期内体现,而是在下一个控制周期初始时刻结合WAMS信息进行校正。
若取K=3,tc=tp,有功负荷状态变量zp以及有功功率Pd的恢复过程可通过图1描述。在tn时刻,通过WAMS得到系统各负荷节点电压和功率数据,根据式(10)、式(12)校正状态变量值zpcn和zqcn;通过式(13)求取状态变量轨迹,进而由式(14)确定预测周期内各采样点处的负荷节点功率和电压的预测值。下一个控制周期初始时刻tn+1到来时重复上述过程。
基于分段校正模型的预测及校正过程无需进行时域仿真,仅需在采样点处进行OEL动作判定,结合WAMS信息可确保预测模型的可靠性。
2.2 分段校正模型的电压响应预测
在线控制对计算时间要求较高,非线性模型预测方法虽然具有较高的精度,但其计算量过大,难以在线应用。通过求取线性预测模型的电压响应,可由比例和叠加性质得到控制增量引起的电压变化[5,6,7,8,9,10,11],将非线性电压协调优化模型的求解问题转化为以控制增量为独立变量的混合整数规划问题。
文献[5]利用ESPLO(Euler state prediction-linear output approximation)方法计算QSS模型负荷节点电压对于控制Δu的响应。若控制在采样时刻t*施加,响应轨迹
由于分段校正模型(式(14))中状态变量在预测周期内线性增加,t*时刻控制输入对状态变量斜率的灵敏度无法求取,因此该方法不能计算分段校正模型的电压响应。本文通过假设系统动态,结合ESPLO提出一种针对分段校正模型的电压响应预测方法。
1)在t*时刻线性化分段校正模型,可以得到负荷节点功率和电压相对控制的灵敏度向量,新的控制实施后,负荷节点有功、无功功率向量以及电压向量的预测瞬时值为:
2)取分段校正模型在t*时刻的负荷节点功率和电压值,代入式(9)、式(11)可以求取该时刻状态变量对时间的导数,记做C*n。假设施加控制后根据式(17)求取的系统预测瞬时值重新校正模型,则t*时刻控制输入对C*n 的灵敏度可表示为:
3)令式(15)中
式(18)—式(19)在假设的系统动态特性基础上求取,每个控制周期开始时刻根据WAMS信息校正预测模型,使其与实际系统运行状态保持一致。
2.3 基于分段校正模型的在线电压协调控制
采样点处电压预测方法如图2所示。
假设在当前控制周期内不施加新的控制调节量,由式(14)可以快速求取预测周期内的电压轨迹,记做
将式(20)代入式(1),电压协调优化模型(式(1)—式(8))转化为以控制输入调节量Δu为独立变量的混合整数规划问题:
min
基于分段校正模型的在线电压协调控制计算流程如图3所示。
1)在控制初始时刻tn时,根据测量信息校正系统状态初值,根据式(14)求取预测周期内的系统输出轨迹。
2)根据式(18)和式(19)计算预测周期内的输出响应,通过式(20)—式(22)对电压协调控制模型进行转化。
3)求解式(20)—式(22)描述的混合整数规划问题,得到控制周期内的最优控制序列(Δu(1|n),Δu(2|n),…,Δu(K|n))。
4)在tn+ts时刻将最优控制序列中的第1步控制Δu(1|n)施加于系统。
5)下一个控制周期初始时刻tn+1=tn+ts,重复上述步骤。
3 算例分析
3.1 算例系统
采用新英格兰10机39节点系统对在线电压控制进行仿真测试,系统结构见附录C。为了凸显电压稳定问题,将6号和7号发电机的出力分别降至0.87和0.75(均为标幺值),其他参数与文献[17]相同。发电机均考虑OEL的作用,最大励磁电流选择为其额定值的1.05倍。
将QSS模型近似作为实际系统,负荷采用动态指数恢复模型,恢复参数选择为:αs=βs=0,αt=βt=2,Tp=Tq=60,用于提供控制周期初始时刻的测量数据。控制措施如下。
1)10个发电机AVR设定点在初值±10%范围内连续可调,设定点初值见附录B表B1。
2)3个OLTC分别连接节点12和11、节点12和13、节点20和19,变比可在0.8～1.2(标幺值)之间离散变化,步长为1.67%。
3)19个切负荷点的切负荷步长为5%,最大切负荷量是其初始负荷的50%。
预测控制器参数选择:K=3,ts=10 s,tc=tp=30 s,电压偏移权重为1,AVR设定值、OLTC和切负荷的控制权重分别为1,5,50。仅当预测其他种类控制措施无法使性能指标满足约束时,切负荷被授权[3],确保尽量避免切负荷原则。
模型预测在MATLAB 7.9/Simulink下实现,优化问题通过GAMS[18]的minlp方法进行求解,计算机条件为Pentium Dual-Core E5800 3.20 GHz,内存2.00 GB。
3.2 算例仿真
当t=10 s时,3号发电机和线路10-11因故障跳闸,随着负荷功率的恢复,t=59.7 s时5号发电机OEL动作,若不采取紧急控制措施,系统将在291 s发生电压崩溃,节点4,7,8的电压响应曲线如图4所示。
图5给出了在线电压协调控制下节点4,7,8的电压曲线,具体动作策略见表1。表中:Vref,G1为1号发电机的AVR参考电压值,nt(12-11)为连接节点12和11的OLTC的变比,其他的以此类推;kload20为节点20处的切负荷系数。
控制初始时刻t1=40 s,通过分段校正模型可快速求取预测周期t∈[40,70] s内的系统轨迹,在第1个控制周期的预测采样时刻t=60 s时,分段校正模型所得5号发电机的励磁电流大于上限值,该采样点处判定实际系统OEL已发生动作,5号发电机励磁电流返回上限值,可在预测周期内近似体现OEL的作用效果。在各控制周期的初始时刻,预测模型将结合WAMS信息进行校正。由优化结果可见,优化决策仅在切负荷预测响应最为显著的节点20处切除10%的负荷,兼顾了安全性和经济性要求。通过协调不同地点和类型的控制措施,本文提出的控制策略可使故障后系统电压渐进稳定。
在一个控制周期内,系统预测轨迹的平均计算时间为0.61 s,平均优化时间(包含优化模型形成与数据导入时间)为0.32 s。若不考虑状态估计和测量信息传输时间,在线电压协调控制在单个控制周期内的总计算时间仅为0.93 s。最优控制行为在控制周期初始时刻计算,经过采样周期ts=10 s后施加于实际系统,可以有效避免计算时间延时引起的控制失败风险。
为进一步验证所提方法的有效性与快速性,本文采用电力系统QSS模型对算例进行优化计算,并将结果进行对比。引入控制性能指标ΔVoffset,描述施加控制后系统中19个负荷节点在一定时间段内的平均电压偏移量:
式中:Vr为节点参考电压;
在系统参数和优化工具不变的情况下,预测采用文献[5,6]提出的LMPC(MPC using off-equilibrium linearizations)方法实现,不对负荷状态变量进行分段近似处理。实施优化结果后,节点4,7,8的电压轨迹如图6所示,控制性能如表2所示。
系统参数保持不变,若不对系统QSS模型进行线性化处理,采用NLMPC方法[5]直接利用系统混杂微分代数方程进行预测控制,所得电压响应曲线如图7所示。寻优采用遗传算法,群体规模为20,变异概率为0.1,交叉概率为0.8,遗传代数为100。控制性能见表2。
仿真结果表明,3种控制方法均可维持系统电压稳定,且切负荷情况相同。基于NLMPC的控制方法的平均电压偏移量指标ΔVoffset最小,取得了最好的全局优化效果,但控制周期内最优控制序列的平均计算时间长达1 217.31 s,难以在线应用。在线控制更倾向于采用快速可靠的控制决策,牺牲解的部分最优性来简化优化问题是可以接受的[12]。基于LMPC和基于分段校正模型的控制方法采用了线性化预测模型,显著降低了电压协调控制问题的计算时间,且可以取得与非线性预测相近的控制效果,但由于前者使用QSS模型,需在预测周期内处理系统混杂微分代数方程,计算过程仍较为复杂。基于分段校正模型的电压协调控制方法在预测周期内避免了动态微分方程的处理,随着系统规模的增加可以节省巨大的计算量;更为重要的是,该方法能够跟踪系统的实际运行状态,结合WAMS信息滚动校正预测模型,确保了在线控制的可靠性。
4 结语
本文提出了一种基于分段校正模型的在线电压协调控制策略,能够有效协调不同地点和类型的控制措施,使故障后系统电压渐进稳定。该方法主要具有以下优点。
1)在控制周期内利用广域测量信息简化并滚动校正预测模型,使预测模型与系统实际运行状态保持一致,确保了控制的可靠性。
2)分段校正模型近似表示系统的连续动态特性,并考虑发电机励磁限制的影响,避免了时域仿真过程,大幅度提高了系统轨迹预测时间。
3)提出了一种针对分段校正模型的电压响应预测方法,将复杂最优协调电压控制模型的求解问题转化为以控制调节量为独立变量的混合整数规划问题,更加易于处理。
附录见本刊网络版(http://aeps.sgepri.sgcc.com.cn/aeps/ch/index.aspx)。
在线控制 篇8
传统考试采用人工的考试方式。随着计算机和网络的普及,计算机考试系统使用越来越广泛。计算机考试系统具有试题管理、自动组卷、在线考试、自动评分等功能,和传统考试方式相比,计算机考试系统具有工作效率高、资源消耗低和管理方便等优点[1]。
计算机考试系统分为B/S和C/S两种工作模式。C/S模式称为客户机服务器模式,是由客户机应用程序和数据库服务器组成。B/S模式称为浏览器服务器模式,是由浏览器、Web服务器和数据库服务器组成。B/S模式是当前主流的应用模式,和C/S模式相比,B/S模式具有安装简单、容易使用、管理方便等优点。本文采用ASP.NET技术实现基于B/S模式的在线考试系统。
时间控制技术是在线考试的关键技术。时间控制技术实现考试剩余时间实时显示、每隔一定时间自动保存答题结果和考试时间到自动交卷等时间控制功能。本文介绍了实现时间控制功能的AJAX技术,具体说明了在线考试系统AJAX组件的设计、实现和关键代码。
2 AJAX技术概述(AJAX overview)
传统的Web技术基于“请求-刷新”机制。当浏览器刷新页面的时候,浏览器向Web服务器提出请求,Web服务器接受并处理请求,向浏览器发送全部页面数据,浏览器接受返回的数据,刷新整个页面。当页面只有局部区域需要刷新的时候,传统的Web技术也要发送全部页面数据,刷新整个页面,当网速较慢的时候,整个过程要消耗较长的时间,造成页面的响应速度变慢,整个页面刷新还会带来明显的页面闪烁。
AJAX的中文名称是“异步的Java Script和XML”,AJAX技术是一种页面局部刷新和异步回发的Web开发技术[2]。当采用AJAX技术的网页刷新页面局部区域的时候,浏览器向Web服务器提出所需数据的请求,Web服务器只需向浏览器发送所需页面的数据。浏览器和Web服务器的交互是一种异步回发的过程,浏览器发出请求并不等待Web服务器返回数据,而是继续进行HTML文档的解析显示和接受用户的输入操作。浏览器收到所需的页面数据并不刷新整个页面,而是刷新页面的局部区域。整个过程只有需要的数据在网络中传送,这既提高了页面的响应速度,又不影响页面的正常显示和用户操作,所以AJAX技术特别适合应用于交互多、数据需频繁提交的在线考试系统[3]。
AJAX技术在ASP.NET开发平台有着重要的作用。ASP.NET将AJAX作为系统的标准配置,ASP.NET提供了一组AJAX Extensions控件,开发人员使用这组AJAX组件可以方便地在ASP.NET网页中应用AJAX技术。AJAX组件实现页面局部刷新和异步回发的核心技术是Update Panel控件和Script Manager控件。Update Panel控件用于定义页面的可更新区域,当页面区域需要局部更新的时候,就将这块区域包围在Update Panel中。Script Manager控件用于解决客户端Java Script脚本程序与Web服务器之间相互通信的问题。Timer控件用于实现定时刷新页面的功能,Timer控件的Interval属性用于设置定时的时间间隔,单位为毫秒,Tick事件用于编写代码实现时间控制功能。Update Progress控件用于页面发生异步回发的时候给予用户一个友好的提示,Update Progress控件的Associated Update Panel ID属性用于设置Update Progress控件关联的Update Panel控件,当Update Panel控件发送异步回发的时候,页面显示Update Progress控件,当Update Panel控件收到web服务器发回的数据的时候,页面隐藏Update Progress控件。
3 时间控制设计与实现(Time control design andimplementation)
时间控制功能是在线考试的基本功能。在线考试系统必须能够显示当前剩余的考试时间,对考试时间自动进行倒计时,考试时间到自动进行交卷操作。考生在考试过程中,当遇到意外情况如数据库连接失败、交卷失败、网络中断等情况时,如果不加以处理,一般会造成数据的丢失,很容易造成考生考试失败[4]。为了提高系统的容错性,系统必须能够按照一定的时间间隔自动保存考生的答题结果和考试的剩余时间。在系统异常退出的情况下,考生能够进行二次考试,系统自动读取最近一次考生的答题结果和考试的剩余时间,最大限度地减少意外情况对考试的影响。由于定时存盘是在系统后台完成,为了方便考生查看存盘状态,系统在进行存盘操作的时候,页面显示“正在存盘”的提示信息。在线考试系统时间控制处理流程如图1所示。
传统的Web技术实现在线考试的时间控制功能存在诸多问题。服务器需要每隔一段时间向客户端发送时间,校正客户端显示的剩余时间,考生每做一题,答案立即保存到服务器,这样会导致客户端考试页面频繁刷新,影响考生考试操作[5]。AJAX组件能方便有效地实现在线考试系统的时间控制。时间显示定义为页面的局部刷新区域,则时间显示只刷新页面的局部区域,不会刷新整个页面。定时存盘定义为异步回发操作,则定时存盘由系统在后台自动完成,不会影响用户操作。在考试页面添加一个Update Panel控件,建立一个页面局部刷新区域。在Update Panel控件中,分别添加Label控件、Script Manager控件和Timer控件。Label控件用于考试时间倒计时显示,Timer控件用于考试过程的时间控制。Timer控件的Interval属性设置为1000毫秒,表示定时操作的时间间隔为1秒钟。在Timer控件的Tick事件中编写代码,实现时间控制功能。在考试页面添加一个Update Progress控件,在Update Progress控件中添加存盘提示信息,设置Update Progress控件的Associated Update Panel ID属性为Update Panel控件ID,当系统在后台进行定时存盘的时候,页面显示Update Progress控件的存盘提示信息。页面设计显示效果如图2所示。
4 时间控制关键代码(Time control key codes)
Timer控件的Tick事件实现了考试过程时间显示、定时存盘和自动交卷等时间控制功能。时间显示功能每隔一秒钟将当前剩余时间秒数减一,并将当前剩余时间秒数转换为时间格式在页面显示。定时存盘功能每隔一秒钟将定时时间变量加一,若定时时间变量为300,即定时时间间隔为5分钟,则进行存盘操作,保存当前答题结果和考试时间,并将定时时间变量重置为0。自动交卷功能每隔一秒钟将当前剩余时间秒数减一,若当前剩余时间秒数为0,表示考试已经结束,则进行自动交卷操作,保存考生答题结果,更新考生考试状态为“考试结束”,重定向当前页面为开始考试页面。时间控制关键代码如下:
5 结论(Conclusion)
在线控制 篇9
1 影响分离器压力控制的因素
1.1 羰基合成反应工艺
图1为羰基合成反应工艺流程图。稀烃(液体)由进料泵以一定流速经预热器泵入反应器1,合成气经调节阀降压后以一定压力(6.4MPa)送入反应器1,催化剂由循环泵以一定流速也泵入反应器1。在反应器中,稀烃与合成气和钴膦催化剂混合,在串联的三个管式反应器内发生羰基合成反应(高压6.4MPa),总停留时间约6小时,生成脂肪醇,反应罐内介质为气液混合物,过量的合成气经气液分离后以一定流速直接放空。反应后的生成物为一种气液混合物,需要进行两次分离才能得到产品:第一次分离为气体与液体的分离(在0.5±0.1MPa低压条件下进行)反应后多余的合成气通过管道放空,分离后的液体是催化剂与产品的混合物;第二次分离主要是催化剂与产品(液态)的混合物在真空状态下通过蒸馏的方式进行分离。
1.2 影响气液分离器压力的因素
反应器3出口的压力为6.4MPa,介质为气液混合物,同时气体中还含有大量H2、CO等易燃易爆有害性气体,而分离器只能在低压(0.5±0.1MPa)状态下工作。如此高的压差、介质又是气液混合物,大大增加了控制的难度。在国内目前还没有专门生产的纯机械结构的压力恒压控制阀,由美国进口的调压阀也仅对气体或纯液体有效,而对气液混合物却无能为力。分离器中介质的压力可认为是一典型的一阶惯性环节,但稀烃进料量的波动引起的压力变化、合成气压力的波动、催化剂进料量的波动引起的压力变化以及相邻反应罐压力的波动均会导致分离器压力的波动。一旦失控,将造成低压管线的崩裂,甚至人身伤害和爆炸事故。因此分离器压力恒压控制是羰基合成反应各环节中最为关键的一个环节。
若采用智能电磁调节阀作为压差调节器,则由于介质流体的快速特性及调节阀的机械惯性,很难实现高压差下的低压恒压控制。经过对生产工艺、调节阀特性及流体特性的分析,拟采用两级减压、中间加缓冲罐的控制方案,即缓冲罐压力、分离器压力各由一个控制器与电磁调节阀进行控制。在诸多压力波动因素中,由稀烃进料量波动引起的压力△P较小,可通过采用恒速电机拖动进料泵控制流速;合成气压力波动引起的压力波动△P可通过提高气体压力调节器的控制精度削弱;催化剂进料量的波动引起的压力波动△P可通过控制电机速度加以控制;然而相邻缓冲罐压力只受本罐控制器的控制,其压力的波动(即△P)规律或趋势却无法预测。作为分离器的控制器只能根据检测的实时压力值与给定压力的差值及趋势得出由控制算法决定的输出,从而对电磁调节阀开度进行相应的控制,而对于相邻缓冲罐由串级耦合引起的压力扰动却无法实现及时、有效的控制,待扰动到来对被控压力产生影响,使被控压力偏离给定值时,再由本罐控制器进行有效调节又需要经过一定的滞后时间,这早已造成气液分离器压力的偏差,从而使压力精度达不到工艺要求,正是这种控制回路间的关联即单向串级耦合,造成了压力的较大偏差与失控。
2 在线自调整智能模糊控制系统的设计
对于羰基合成反应中由于单向串级耦合引起的压力偏差,常规的解决方法一般采用前馈控制或解耦控制。前馈控制的原理是:当扰动出现时,通过前馈控制器直接对扰动进行补偿,而不是等扰动对被控对象产生影响使被控对象偏离给定值后,再去进行补偿。但前馈控制使用的条件是:扰动量必须是可测的。而气液分离器的控制器却无法感知相邻缓冲罐的压力变化也无相应的控制算法来解决这种扰动;解耦控制的原理是:通过专门的解耦装置使各控制器只对各自相应的被控对象施加作用,从而消除回路间的相互影响,借助于计算机控制系统,利用专门的控制算式来消除彼此间的有害关联,使它们成为彼此间独立的控制回路[2]。但解耦控制着重于解决变量间的相互关联问题,而对于羰基合成反应中的单向串级耦合并不完全适用。为此,本研究根据羰基合成反应工艺的特殊性,基于解耦控制的基本思想,设计了一个在线自调整智能模糊控制系统。
2.1 系统硬件控制原理
系统硬件组成如图2所示。整个系统以工控机作为上位机,选用台湾研华工业控制计算机,其配置为:CPU:PⅣ/1.7G,内存256MB,硬盘40GB,17英寸液晶彩显;缓冲罐与气液分离器的压力控制器采用单片机构建的专家PID智能化压力仪表,压力调节则采用电磁调节阀实现。工控机与缓冲罐、气液分离器智能化仪表以及羰基合成反应中的所有过程参量控制仪表均通过RS485串行总线组建成一个分布式计算机控制系统。上位机应用国产工控组态软件(KingView)开发基于Windows操作平台的可视化操作指导友好界面,各工艺参数的控制及检测则采用国内智能化二次仪表完成DDC控制。上位机与智能二次仪表之间的控制与通信采用在组态王软件中添加该公司通信协议的方式实现。
2.2 在线自调整智能模糊控制器的设计
在线自调整智能模糊控制器的基本设计思想是:在上位机上进行设计,借鉴人工手动控制的丰富经验,仿制人工手动控制的基本原理,应用模糊控制思想设计一个软件控制器,依靠上位机KingView与缓冲罐、气液分离器智能控制器之间的串行通信功能,实时监测相邻缓冲罐压力及变化趋势,然后由模糊控制器做出控制决策,其输出可下传至气液分离器控制器E2PROM中,通过改变分离器控制器中的PID值,达到前馈控制或解耦控制的目的,从而消除或减小由相邻罐压力关联引起的压力误差。模糊控制器原理如图3所示。
2.2.1 模糊变量的确定
对于羰基合成反应系统,选气液分离器作为控制对象。模糊控制器采用双输入、双输出模糊控制器。输入语言变量为缓冲罐压力误差和误差变化率,输出语言变量为控制量。取缓冲罐压力给定值与实时值的差值e=rt-yt作为模糊控制器的一个输入变量,将缓冲罐的压力误差变化率de/dt作为第二个输入变量,而将气液分离器控制器的P值作为输出变量1,将气液分离器控制器的I值作为输出变量2。
2.2.2 精确量的模糊化
由于模糊控制器的输入语言变量值为精确量,而在模糊控制器内部参加运算的量为模糊量,故需将模糊控制器的输入端输入的精确量转换成模糊量。现将缓冲罐压力控制目标设定为2±0.2MPa,这里±0.2MPa为误差允许范围,也称误差的基本论域。气液分离器的压力控制目标设定为0.5±0.1MPa。误差、误差变化率和控制量的基本论域分别为[-e,e]、[]和[-u,u]。语言变量的值是基本论域上的某一确定值。将[-e,e]分成2n等份,便得到(2n+1)个分隔点,这些分隔点即为模糊集合论域元素。取n=3,误差相应模糊集合论域为X={-3,-2,-1,0,1 2,3},则误差e的量化因子ke=3/20。将e的基本论域分成正大(PB)、正中(PM)、正小(PS)、零(0)、负小(NS)、负中(NM)、负大(NB)。采用模糊统计法可得e的各模糊子集的隶属度表,如表1所示。其中,xi表示模糊集合论域元素;E表示误差e的某一模糊子集。
设误差变化率e的基本论域为[-15,15]。取n=3,模糊集合论域为Y={-3,-2,1,0,1,2,3},则误差变化率的量化因子。将的基本论域分成5个等级:PB、PS、0、NS、NB。通过总结操作者的实践经验,可得描述的各模糊子集的隶属度表(这里从略)。
同理,控制量u1的基本论域可取[-60,60],取n=3,模糊集合论域为Z,={-3,-2,-1,0,1,2,3},则控制量u1的比例因子ku1=3/60=1/20,将u1的论域分成7个等级:PB、PM、PS、0、NS、NM、NB。控制量u2的基本论域可取[-30,30],取n=3,模糊集合论域为Z2={3,-2,-1,0,1,2,3},则控制量u2的比例因子ku2=3/30=1/10,将u2的论域分成7个等级:PB、PM、PS、0、NS、NM、NB。
2.2.3 模糊控制规则和模糊推理
根据专家经验和总结操作者的手动控制经验,对气液分离器控制器中的P值和I值采用if A and B then u1和if A and B then u2控制策略,进而实现对气液分离器压力的间接控制;再根据操作者的操作经验及现场调试数据总结出由35条模糊条件语句组成的一组控制规则,根据总的模糊关系和某一特定时刻的输入模糊集合,便可进行模糊推理,得到相应输出控制量的模糊集合[3]。为了使模糊控制器具有良好的实时性,采用离线计算法计算出如表2所示的模糊控制器查询表。其中yi为误差变化率的模糊集合论域元素。
2.2.4 模糊量的解模糊及控制软件设计
为使解模糊中获得更好的性能,本研究采取了静态性能较好的加权平均法。在计算机实现的模糊控制器中,查询表被看作是模糊控制器的实体。在一个控制周期内,只要将每个周期测得的ei和计算得到的分别乘以量化因子ke和,转换成模糊集合论域元素,通过查找查询表2,得到控制量论域元素,再乘以比例因子转换成精确控制量,从而在线改变气液分离器控制器的P参数值和I参数值,以实现对气液分离器压力的间接精确控制。
模糊控制器采用VI-SUAL BASIC语言进行开发。开发好的程序借助于Windows平台运行,然后与KingView进行有效链接,从而与羰基合成反应计算机控制系统构成一个有机的整体。
3 控制效果
将基于在线自调整的模糊控制器应用于羰基合成反应计算机控制系统中,实际上是将鲁棒性很强的模糊控制与具有消除静差功能的PID结合在一起的产物。应用于实际生产中后满足了生产工艺对气液分离器的参数要求,解决了困惑羰基合成模试评价装置实现计算机自动控制的瓶颈问题。图4为使用参数在线自调整技术的模糊控制器后的控制效果。
由图4可以看出,基于参数在线自调整技术的模糊控制系统将模糊控制、PID控制及纯滞后控制算法有机地结合起来,有效地解决了在高压差、介质为气液混合物的特殊条件下气液分离器的压力高精度控制问题,系统具有很强的鲁棒性、实时性及较高的控制精度。系统性能稳定、运行可靠,压力控制精度满足了生产工艺要求。这种方法特别适合于类似化工生产的过程控制。
摘要：针对羰基合成反应中气液分离器压力难以实现自动控制的问题,提出了一种基于模糊控制思想,构成参数在线自调整智能控制系统的设计方法。将该系统应用于气液分离器压力控制中,鲁棒性较好,满足了生产工艺对压力的控制要求。
关键词：模糊控制,在线自整定,气液混合物,高压差,恒压控制
参考文献
[1] 夏建全,包鹏.基于参数在线自调整的智能模糊控制系统研究.电气传动,2006,27(5) :47-48．
[2] 王勤.计算机控制技术.南京:东南大学出版社,2003:36-37,47-49．
在线控制 篇10
电网危机管理包括三个大方面:1) 电网危机的识别和预警;2) 电网危机控制;3) 电网危机评价。其中电网危机识别和预警的要素包括:指标体系的建立;电网危机控制的要素包括:故障识别、故障隔离、故障恢复、负荷转供、拉闸限电。电网危机评价的要素包括危机评价的标准、危机评价指标体系的建立[1]。
区域电网在线综合安全预警及协调预防控制方案的主要功能模块有下面几个主要部分:
1) 安全预警及校正;2) 智能故障处理辅助决策系统;3) 负荷转供辅助决策;4) 拉闸限电。
1 安全预警及校核校正
1) 预警分析
从2006年11月西欧大停电UCTE调查委员会的有关报告可以看出, 导致大停电的根本原因之一是事故前未进行N-1校验。作为智能调度系统的子系统, 地区电网实时安全预警系统主要用来分析各种预想故障的严重程度, 得到各种故障对电网的影响程度, 从而找出电网存在的薄弱环节。
地区电网实时安全预警系统的主要功能用途如下:
(1) 实时故障扫描:实时扫描N-1+M故障, 并将得到的严重故障放入严重故障组; (2) 预想故障设定:按调度员的需要可以方便设定预想故障; (3) 故障排队:通过故障扫描方式以及相应的性能指标, 快速区分各种故障对电力系统安全运行的危害程度, 并将各种故障排队, 按要求给出各种越限信息; (4) 依据超短期负荷的数据, 实现对未来运行状态的安全分析;
在进行大型电力系统安全分析时, 需要考虑的预想事故数目是相当可观的。一般预想事故至少是开断一条线路 (或发电机) 、二条线路或一机一线等。也可能需要考虑更多重的复合故障。地区电网实时安全预警系统的目的就是利用数字化电力系统所能够提供的丰富信息, 逐个对预想事故进行潮流分析, 然后校核其违限情况。大幅度提高电网的实时安全预警能力。
2) 校核及校正
预警系统通过分析判断出薄弱设备, 并给出相应的方案, 供调度员进行比较和选择, 减少了调度员的工作量, 提高了工作效率。
根据薄弱设备, 确定校正方案。所谓校正方案, 是指模拟将薄弱设备退出运行, 调整系统中的控制变量, 主要包括发电机出力、变压器分接头、并联电容器/电抗器等等, 同时将失电的厂站负荷转由其它厂站提供, 然后对其进行潮流计算校核。
2 地区电网智能化事故处理决策系统
地区电网智能化事故处理辅助决策系统能够实时监测电网运行状况。正常操作时为调度员提供事故分析和处理的模拟培训手段等功能。离线时提供典型预案设计功能, 由授权调度员定义厂站典型运行方式, 生成典型事故的处理预案。在电网发生事故时自动提供故障设备、故障类型、停电区域、受影响的重要用户、开关及保护动作行为分析等信息, 并根据电网事故前后的运行方式, 智能化或手动生成恢复方案, 并提供有效的综合防误操作手段, 保证事故处理的可靠性。
3 安濮鹤地区潜在的电网危机及防范措施
1) 覆冰[2,3]
历年来引起该地区电网最严重电网危机的自然灾害原因就是大范围、长时间的恶劣雨雪天气, 雨水及融化雪水极易结冰, 从而造成电网设备覆冰严重, 最终导致电网多条输电线路跳闸。
(1) 输电线路因覆冰严重造成冰闪、舞动, 甚至发生杆塔变形、倾倒。因此设备运行维护单位应对线路进行防冰闪、防污闪改造。改善绝缘子伞形结构、布置方式、更换合成绝缘子、涂覆憎水性涂料来防冰闪、防污闪等; (2) 加强与气象部门的沟通联系, 建立灾害性天气的预警机制, 对可能出现的灾害性天气提前做好事故预案和抢险准备; (3) 加强对电网设备的巡视、监控, 以利于及早发现隐患并及时处理, 避免发生事故或扩大事故。从而保证系统的稳定运行。
2) 雷电[4]
伴随电网规模的扩大, 雷击输电线路引起的跳闸、停电事故次数日益增多。雷击闪络的应对措施为:
(1) 在部分线路雷击频繁点, 加装线路避雷器; (2) 雷击频繁地区慎用合成绝缘子或选用加长型合成绝缘子; (3) 完成线路接地装置及接地电阻的检查。
3) 强风暴[5]
强风暴是对输电线路威胁最大的自然灾害之一, 不仅能引起输电塔倒塌, 还能引起输电线路舞动, 因此应提高输电线路抗风能力, 对于在役输电线路加强抗风加固和改造。
4 结论
本文针对安濮鹤电网的特点, 首次将危机管理引入区域电网, 通过对安濮鹤区域电网的分析, 提出了针对该区域应对重要电网危机的应对预案, 为危机恢复和调控提供合理化建议, 对确保安濮鹤区域电网安全可靠运行有着重要的指导作用。
参考文献
[1]牛东晓, 刘达, 刑棉.应对灾害电网危机管理, 2010.
[2]李强.2008年雨雪冰冻灾害分析及对电网的启示[J].电力建设, 2008, 29 (6) :18-21.
[3]朱时阳, 邓雨荣, 李明贵.广西电网输电线路雷害情况分析及对策研究[J].广西电力, 2010, 33 (1) :1-5.
[4]陈锡阳.气象统计污秽与污闪预警的探讨[J].高电压技术, 2007, 33 (9) :211-213.