智能控制及应用（精选12篇）
智能控制及应用 篇1
1 智能电网自动控制概念
1.1 智能电网
自本世纪初美国提出智能电网概念以来, 智能电网的建设在全球范围内引起了广泛的关注和重视。然而不同的组织机构对于智能电网有不同的定义, 因此, 对于智能电网目前并没有精准的定义。综合了现在主流的观点和自身认识, 笔者认为智能电网是指结合了现代电力技术、现代测控技术、计算机技术、通信技术、电力电子技术的新型智能化电网系统。
1.2 自动电压控制
自动电压控制 (Auto Voltage Control) 是指电网在正常运行的情况下, 根据监测系统收集到的实时的无功电压监测数据, 传递到计算分析系统并且进行相应的优化计算, 根据计算分析结果对电网的无功补偿、无功电源以及变压器等设备自动做出恰当的调整, 使电网一直处于最优状态, 在保持电网安全稳定运行的前提下, 达到电压稳定优质和电网电能损耗最小的目的。
2 智能电网自动电压控制的要求
2.1 电网实时电压必须大于某一设定的最低值
电网电压对电网系统静态和暂态运行的稳定性有着比较重大的影响, 为了保证电力系统静态和暂态运行的稳定性, 要求电网电压必须大于某一限定的最低值。
2.2 电网实时电压必须低于某一设定的最大值
在电网的建设过程中所使用的绝缘设备和各个节点上的变压设备等器件长时间负载着其额定的工作电压, 同时它们所能承受的最大电压都是有限的, 电压过高可能导致设备失效, 引发系统故障, 从而造成电力事故。为了确保电网绝缘设备与变压器等设备的安全性和有效性, 并保证用户提供的电源电压符合规定, 就必须保证电网电压低于限定的最大值。
2.3 电网在运行过程中要保留一定的无功功率储备
电网是一个极其庞大且复杂的系统, 出现故障的风险客观存在, 为了避免在电网发生小事故后出现电网电压低于限定的最低值, 造成电网电压崩溃和电网同步稳定性的破坏, 必须保证电网在正常运行时保留有一定的无功功率储备。
2.4 在满足要求的情况下, 最大限度降低电网无功损耗
通过对电网实时电压的自动控制, 最大限度地降低电网的无功损耗, 提升电网经济效益。预计每年可以节约在电能运输过程当中造成的电能损耗约700亿k Wh, 相应的每年能够减少发电带来的工业粉尘及二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳等气体排放量2亿吨左右, 节约电网无功补偿投资300亿元以上。
3 智能电网自动电压控制方案
完整的智能电网自动电压控制系统的建设是一个复杂而庞大的工程, 需要将现代测控、通信、计算机等高新技术与传统的电力技术手段紧密结合, 实现各个部分的紧密协作, 同时还要兼顾发电站、变电所与终端用户。目前比较常见的想法是采用分步的策略, 由点到面, 由局部到整体, 逐步实现整个电网电压的自动控制。保证无功分布满足分层分区平衡原则, 分片优化, 在保证电网电压满足要求的基础上, 尽量减少各个区域之间的无功流动, 以降低电网损耗。自动电压控制通常采用以下方案:
3.1 实行拓扑分区
自动电压控制系统由厂站、调压设备、实时监测系统等部分组成。系统从实时监测部分获得电网的实时数据, 并将收集到的数据与分布于电网各处的调压设备相关联, 在进行一定的分析后对相应的调压设备发出指令, 进行电压调节。由于电网具有闭环接线、开环运行的特点, 所以在进行分区时通常以变电所 (一般为220 k V和110 k V) 为单位, 其下属的供电区域即为一个分区。
3.2 区域调压与整体调压相结合
按照所采用的分区方式, 变电所为该区域的核心枢纽, 区域内各小型变电站为子变电站, 自动电压控制系统中的监测部分对电网的无功电压进行实时监控, 当区域内某个子变电站电压需要调节时, 由系统自动发出调整指令, 对变电站进行自动调整。当整个单位区域内电压都满足要求, 同时又存在偏高或者偏低的情况时, 可以启用电容器等区域调节设备, 对整个区域的电压进行调节, 保证整个电网一直处于最佳状态, 减小无功损耗。
4 结语
就目前的情况看来, 智能电网的建设仍是全球电网的发展方向, 结合智能电网的AVC技术也仍然还处于一个实践探索的阶段。自动电压控制系统的应用能够大幅提升电网的电压质量, 降低电网无功损耗, 同时还能显著降低对于人工的依赖, 提升电网的稳定性。如今各国政府在智能电网建设方面的投入仍在不断增加, 可以预见智能电网自动电压控制的研究仍然将是相关研究领域的重点, 相关技术具有广阔前景。
参考文献
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[2]盛戈皞, 涂光瑜, 罗毅, 等.人工智能技术在电力系统无功电压控制中的应用[J].电网技术, 2002, 26 (6) :22-27.
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[4]李国庆, 姜涛, 徐秋蒙, 等.基于局部电压稳定指标的裕度灵敏度分析及应用[J].电力自动化设备, 2012, 32 (4) :1-5, 30.
[5]王彬, 郭庆来, 孙宏斌, 等.双向互动的省地协调电压控制[J].电力系统自动化, 2010, 34 (12) :53-57.
智能控制及应用 篇2
1、前言 LED以其节能环保、寿命长、可靠性高、色彩丰富、易控制(响应迅速、便于非标设计及超长跨距控制)等特点，在我国各大中城市景观照明中得到了广泛应用。在北京奥林匹克公园，夜晚的“水立方”(国家游泳中心)玲珑剔透，散发着湛蓝色的迷人的光芒。“水立方”的景观照明工程就全部采用LED照明，据估算，比采用传统的荧光灯照明全年可节电74.5万kWh，节能达70%以上。 LED色彩丰富，理论上仅用LED光源就能完全覆盖CIE色度曲线中的所有饱和颜色，即LED通过与磷的有机结合几乎能够产生任何颜色;LED可低压直流供电，调光方便，因此在景观照明领域具有其它光源无法比拟的优势。 目前，管理与控制一体化是照明节能的一项关键技术。配合适当的控制策略，按照环境整体要求对LED进行编程控制，通过LED光色的协调，即可产生整体的艺术景观效果。下面以实际应用为基础介绍管控一体化技术在LED景观照明中的应用。
2、LED景观照明管控一体化智能控制系统 LED景观照明管控一体化智能控制系统包括设备的监管和智能控制两大部分，现场设备的监控主要实现对照明回路、灯具的智能控制、防盗、在线故障诊断与报警等。LED景观照明的智能控制是区别于其他管控一体化系统的关键部分，通过智能控制策略可以充分体现LED应用于景观照明的优势，是将景观照明设计师的设计思想具体实现的有效手段。
2.1设备监控
2.1.1智能控制器/驱动器的安装位置 管控一体化控制系统在线路终端配置智能控制器。根据实际需求的不同，智能控制器/驱动器的安装位置不同：
a.一个智能控制器/驱动器负责一个/多个回路、多个照明设备的监控、防盗和数据传输的管理。此方案适用于照明设备较多，且相对集中的场所。
b.每个灯具安装一个智能控制器/驱动器。能自动监测到保护跳闸、线路故障、电压波动、开关控制异常等突发事件，并通过控制器内部的通信模块及时将报警数据上传到监控中心，供值班人员及时了解情况，做出处理。此方案适用于照明设备数量较少，且相对分散的场所。
2.1.2防盗问题 防盗是目前景观照明工程面临的一大难题，景观照明的设施大多在户外，周围人员流动大，给防盗工作带来很大困难。而管控一体化控制系统线路终端的`智能控制器可方便地起到防盗作用：
a.为灯具、配电箱设计防拆开关，通过智能控制器监控、检测电信号，与报警联动。
b.灯具内设计玻璃破碎震动开关，通过智能控制器监控、检测电信号，与报警联动。除此之外还可以通过远程视频监控系统进行监视，建立远程监控与人员巡更相结合的制度。
2.2智能控制 LED景观照明的节能控制主要体现在智能控制方面，并通过智能控制器与监控中心服务器的通信来实现下述功能。
2.2.1自动开关灯 a.根据所在地的经纬度和季节编制开关灯时间表，景观照明智能控制系统严格按时间表开关景观照明，这种控制方式的缺陷是，控制方式比较呆板，电能浪费较严重。 b.智能监控，根据光电传感器检测到的照度值控制开关灯，控制方式比较灵活，在无需人工干预的条件下实时地营造绚烂夜景氛围，同时也节约电能。
2.2.2动态自动调光 开灯之后通过视频图像处理技术对现场的视频监控图像进行处理，由监控中心的计算机计算出人流量，根据人流量对景观照明进行调光控制。
2.2.3动态场景变换 设定不同的景观照明场景，根据不同的日期和时间自动切换相应的场景，节假日设定多种节日场景，定时变幻效果。动态场景变换由场景控制单元自动完成，监控人员只需在监控中心通过视频监控即可，也可切换到人工操作模式，由人工操作实现景观照明场景的切换。
3、无锡广南立交LED景观照明的智能控制
无锡市外环的广南立交位于312国道和金匮路交叉口，占地面积约10万m2。在广南立交的景观照明控制系统中采用了点、线、面相融合的手法，来突出景观效果。在灯具布置方面，桥身侧立面采用LED带状洗墙灯，清晰地展现了桥身的线条轮廓;侧立面从上到下的光晕效果表现出环境的静谧祥和;LED投光灯对桥墩与桥身底面由下向上的泛光效果增强了桥身的体积感，给人以稳固、安全的感觉。整个桥身色可变，场景变换自然、缓慢，照明工程与自然景观融为一体，充分体现了“和谐自然”的设计理念。
3.1景观照明智能控制系统设计思路
无锡广南立交LED灯使用情况见下表。由于广南立交景观照明灯具数量较多，相对集中，且广南立交重点体现整体效果，多灯群控的方式可满足此效果要求。故，采用一个智能控制器/驱动器负责一个回路的监控、管理、防盗、数据传输的“管控一体化”的智能控制方式。
整个景观照明的控制以模块化的自动控制为主，手动控制为辅，每个控制节点通过自动装置结合软件系统，使得照明管理和设备维护变得更加简单，该控制系统由无锡城市夜景照明监控中心统一管理。监控中心由主机、相关外部设备，无线数据通信网络接口，以太网TCP/IP接口，网关服务器，监控大屏幕等部分组成。对各远端监控点采用轮询或并行访问方式，使管理人员能够远程控制、管理、监控LED景观照明系统的运行情况，既能监控灯具的使用状态又能防止盗窃，将传统的人工“巡灯”制度转变为“值班”制度，极大地提高了照明系统的管理效率。系统具有可扩展性。
3.2控制方案
控制系统分级控制，采用TCP/IP联网，实现命令的下达和状态的反馈。管理层可以通过TCP/IP登陆到服务器，实现远程控制。控制方案如下：
a.以每个景观节点为主要的控制节点，每个控制节点构成控制子系统，能够实现独立控制，也能通过管理监控中心的调度实现统一控制。
b.控制子系统中，采用RS485总线通过智能网桥实现控制装置与监控中心的通信，由自主开发的智能控制器/驱动器实现对灯具回路的控制。子系统内部手动控制优先于自动控制。自动控制时，根据不同纬度、不同季节、不同日期及光电传感器监测到的环境照度自动执行开关灯操作;手动控制时，由操作人员手动输入指令执行开关灯操作。
c.在重要的灯光景点设置视频监控系统，通过以太网与监控中心连接，将现场图像实时传送至监控中心的大屏幕上显示，监控中心可通过控制程序控制景点的灯光效果。
3.3监控主机软件
监控主机软件操作界面友好，为中文界面。为便于系统集成，提供标准的OPC(过程控制中的对象链接和嵌入技术)数据接口，可方便地与支持OPC协议的系统无缝连接。监控主机软件具有以下特点。
3.3.1图形化
采用友好的图形化界面及菜单。电子地图功能，可在窗口上显示灯光控制的逻辑状态，也能在地图上显示故障设备位置并报警。能接入监控系统的视频图像，查看实际的灯光效果。可监控当前的运行状况、可统计历史运行数据，如运行时间、用电量、维护记录等，可生成表格、打印输出。支持远程监控、手机报警。
3.3.2可扩展性
系统能在线升级;方便地扩容，不影响原有系统。
3.3.3互联性
系统提供标准的接口，便于和其它设备集成互联，实现多网合一，资源共享。
3.4广南立交实景效果
广南立交景观照明系统中，通过控制器对所有景观照明单元进行控制，所有LED单元可以根据指令单独或同步作全彩混色变化。通过调节控制指令，还可以改变波动变化的速度以及颜色变化的时间长度;每个彩色LED灯具单元可表现出接近真全彩颜色。
4、结束语
智能控制及应用 篇3
过去的电气控制技术主要以低压继电触器为主，控制方便简单，但很难大范围深度地使用。目前，先进的电气控制技术主要有现场总线技术、伺服系统技术、人机界面技术、PLC控制技术等，控制方式及其系统有PLC控制系统、自动控制系统、DCS集散系统、FCS现场总线控制系统等。其中伺服系统是自动控制系统中的一类，它是伴随控制论、微电子、和电力电子等技术应用而发展起来的，最早出现于20世纪。近十几年，新技术革命使伺服系统及其技术突飞猛进，其应用几乎遍及社会各个领域，所以其重要性不言自明。
二、步进伺服系统
电气控制中伺服系统有速度伺服控制和位置伺服控制，可以有交流伺服、直流伺服、步进伺服、液压伺服、气压伺服等。采用步进电机控制的伺服系统称为步进伺服系统，是一种将电脉冲信号转换成角位移的系统。可在宽广的范围内调速。特别适合于开环控制。又因步进电动机输出轴的角位移与输入脉冲成正比，转速与脉冲频率成正比，转向与通电相序有关，当它转一周后，没有积累误差，具有良好的跟随性，因此步进伺服系统具有很好的实用性。
（一）步进伺服系统的组成
步进伺服系统主要由指令脉冲信号、步进电动机驱动电路、步进电机、步进电机扭矩放大器、执行机构、反馈环节等组成。
（二）步进伺服系统的分类及基本特征
没有反馈环节的部分叫做开环控制，因为其没有位置和速度反馈回路，因此省去了检测装置，系统简单可靠，具有结构简单、使用维护方便、可靠性高、制造成本低等一系列优点，在中小型机床和速度、精度要求不十分高的场合得到了广泛的应用，并适合于发展功能简化的经济型数控机床和对现有的普通机床进行数控化技术改造。
在整个控制环节里，有部分反馈环节的伺服控制系统称为半闭环伺服系统；如果角度、位置和速度反馈形成封闭的系统，就称为闭环控制伺服系统，闭环系统是直接或间接地检测转子的位置和速度，然后通过反馈和适当处理自动给出驱动脉冲串。因此采用闭环控制可以获得更加精确的位置控制和更高更平稳的转速，从而提高步进电机的性能指标，可以具有更大的通用性。其控制方案主要有核步法、延迟时间法、用位置传感器等。
三、步进伺服系统的控制
（一）步进伺服系统的控制元件
步进伺服系统的控制元件为步进电动机，工作时，步进电动机的控制绕组受电脉冲信号控制，靠一种叫环形分配器的电子开关器件，通过功率放大后使控制绕组按规定顺序轮流接通直流电源。
步进电机主要分为转子本身没有励磁绕组的称为“反应式”步进电机，用永久磁铁做转子的“永磁式”步进电机，感应子式步进的混合式步进电机，目前反应式步进电机用得最多。步进电机是一种将电脉冲信号变换成相应角位移或直线位移的机电执行元件，步进电机实际上是一个数字/角度转换器，也是一个串行的数/模转换器。输入一个电脉冲，电动机就转动一个固定角度，称为“一步”，这个固定的角度称为步距角。步进电机的运动状态是步进形式的，故称为“步进电动机”。
其通电方式有“拍”、“单”、“双”，其中相数、拍数、步距角为其主要参数。
步进电机动态特性主要有步距角精度，失步，失调角，最大空载起动频率，最大空载的运行频率，运行矩频特性。矩频特性是电机在某种测试条件下测得运行中输出力矩与频率关系的曲线，这是电机诸多动态曲线中最重要的，也是电机选择的根本依据。
（二）步进伺服系统的控制原理
步進伺服系统主要分为开环、半闭环、闭环控制系统，其控制基本要求为：精度高（0.01—0.001mm)，响应快（小的跟踪误差），调速范围宽（1：100，1：1000），低速大转距(电机可以直接连丝杠)，较强的过载能力(数分钟内,电枢电流大于额定值4—6倍)，能频繁起停，正反向运动。步进伺服系统控制的驱动电源包括环形分配器和功率放大器两部分。其中环形分配器是按一定的顺序导通和截止功率放大器，使相应的绕组通电或断电，它由门电路、触发器等基本逻辑功能元件组成，目前有硬件环形分配器和软件环形分配器。其通电顺序为AB-B-ABC-C-BC-A.
功率放大器的输出直接驱动电动机的控制绕组，由于从环形分配器输出的电流只有几个毫安，而一般步进电机的励磁电流需要几安到几十安，因此需要功率放大器进行功率放大和电流放大。功率放大器的性能对步进电动机的运行状态有很大影响。关键是要提高电动机的快速性和平稳性。目前国内使用的步进电机的驱动电路主要有单电压恒流功放电路、高低压（双电压）功率放大电路、调频调压功放电路。其中斩波型功放电路克服了电压恒流功放电路、高低压（双电压）功率放大电路谷点现象，得到广泛应用。
四、步进伺服系统的应用及其发展前景
因为步进伺服系统具有快速起停、精确步进以及能直接接受数字量等特点，其在各种应用场合得到广泛应用。例如军事上，雷达天线的自动瞄准跟踪控制，冶金行业，运输行业绘图机、打印机及光学仪器等，在工业工程控制的位置控制系统中PLC应用，在机械制造行业中，应用最多最广泛，如各种高性能机床运动部件的速度控制、运动轨迹控制等。未来随着工业以太、现场总线技、先进控制技术的PCS的发展将向着通信自动化、智能化、电子化快速发展。
五、结语
电气控制中伺服系统在现在社会技术发展中的重要作用促使其快速发展和应用，其中以步进电机为控制元件的步进伺服系统更在各种位置和速度控制中体现了其重要性，通过本文的介绍，可以比较清楚地了解和认识到步进伺服系统的组成及其特征还有其控制原理等方面的知识，可以为这方面的研究提供一定的参考和指导作用。
参考文献：
[1]敖荣庆，袁坤．伺服系统[M]．航天工业出版社，2006.
智能控制及应用 篇4
智能型低压电气系统设备简单地说就是采用了智能型元器件的设备, 其主要特点是在传统电气设备和元器件基础上充分应用了微电子技术、电力电子技术、计算机控制技术以及网络通讯等新技术, 具有较高的性能和可靠性。若干个智能型低压开关柜经数字通信与计算机系统网络连接, 组成智能低压配电系统, 具有遥测、遥控、遥信及遥调功能, 可以实现低压开关设备运行管理的自动化、智能化。
智能低压配电系统可实现数据的实时采集、数字通信、远程操作与程序控制、保护定值管理、事件记录与告警、故障分析、各类报表及设备维护信息管理等功能。针对低压电气系统直接面向控制终端, 设备多、分布广, 而且现场条件复杂, 系统本身及设备频繁操作、故障脱扣等产生的强电磁及谐波干扰等特点, 智能化监控系统能实现面向对象的操作模式, 具有强抗干扰能力, 主要控制功能由设备层智能型元器件完成, 形成网络集成式全分布控制系统, 以满足系统运行的实时、快速及可靠性的要求。系统中的低压智能型元件就其功能而言总体上可分为:电量参数测量、电能质量监测、开关保护与控制及电动机控制等。由于现场总线技术的应用, 系统中智能型元件可不依赖计算机网络而独立运行, 极大地提高系统运行的实时性和可靠性, 满足低压电气设备运行管理的需要及工厂生产过程控制的要求。
智能型低压配电系统应用非常广泛, 但鉴于目前其价格较高, 因此现主要应用于:
1) 电厂、变电站等发配电系统;
2) 汽车制造、钢铁、石油化工和矿山等重要的工业领域;
3) 码头、机场、地铁等基础设施;
4) 高层建筑、超级商场、智能大厦等商业建筑和住宅。
上述领域新上项目基本上都应用了智能型低压配电系统, 用量较大, 特别是近几年需求量迅速增加。随着经济的飞速发展, 其用量会越来越大, 智能型开关柜的时代已经到来。
2低压电气系统中智能控制技术在地铁行业中的应用
1) 变电所智能低压系统
低压智能系统主要实现变电所低压断路器运行状态的监视, 实现进线、母联、三级负荷总开关的监控;完成变电所备用电源的自动投切, 即实现进线、母联、三级负荷总开关间的互锁;实现对智能断路器遥控、遥测、遥信等功能。智能表及电能管理系统的设置对加强地铁能耗的监测并制定节能策略具有重要意义。
2) 电气火灾监测系统
(1) 车站采用剩余电流式、测温式电气火灾探测器探测电气火灾的报警系统。
(2) 在0.4k V低压开关室低压馈出回路, 设置电气火灾探测器。
(3) 电气火灾探测器的漏电电流30m A~500m A能够连续可调, 监控精度为0.5级;能够可靠地采用数字信号传输;需要配置外置温度探测器3组;温度报警55℃~140℃连续可调, 检测温度1级。
(4) 监控主机采用壁挂式安装在0.4k V开关柜室, 可连接64×4路监控探测器;能够对监控探测器进行参数设置;能够对监控探测器的漏电报警电流设定值30m A~500m A连续可调。
3) 电能管理系统
(1) 电能计量自动抄表系统主要由前端采集子系统、通信子系统和中心处理子系统三部分组成。
(2) 在变电所配置车站级电能管理子站 (一台PLC通讯管理采集器以及一套触摸查询监控系统) , 能对进出线回路进行数据采集和数据管理, 并完成数据分类汇总和打包以及报表的自动生成, 子站预留通信输出接口。在0.4k V开关柜室设置本站电能管理主机 (一台监控电脑及一套触摸查询系统) , 主机预留接口将数据上传到综合监控系统, 主机可完成本站数据的汇总、报表生成、上传等功能。
4) 环控电控系统
环控电控智能系统主要实现对通风空调等设备的监视、测量、控制和保护;实现对智能模块的参数设定、复位等;通风空调设备通常设就地控制、环控电控室控制、上位监控系统 (BAS) 控制三级控制, 实现三级控制转换及运行状态显示。
(1) 环控设备控制方式与信号
环控设备采用智能环控系统, 它由柜内智能元件、现场总线、通信管理机等设备组成, 并与BAS系统控制器连接。
对于三相电动机回路, 如各类风机、空调器、空调水系统的各类水泵, 智能元件分为:变频器、电机保护控制模块。对于单相电机回路, 如电动风阀、电动蝶阀, 智能元件采用不具备保护功能的小型PLC或智能I/O。主要实现对通风空调设备 (主要包括各类风机、空调器、电动风阀、电动蝶阀、冷水机组的冷冻水泵、冷却水泵及冷却塔风机) 的测量、控制及保护等功能。
环控设备采用三级控制方式, 即车控室控制, 环控电控室控制和现场就地控制。监视信号包括设备状态信号和事故信号。与消防有关的电机过载故障只动作于信号不动作于跳闸, 消防风机可在车控室按照模式执行手动控制。
(2) 环控设备控制系统方案
如图1所示, 在车站A端 (小里程端) 、B端 (大里程端) 环控电控室各设置一面控制柜, 控制柜内安装一套PLC、人机界面 (HMI) 和网关。网关用于PLC和现场总线之间的协议转换以及现场总线接口的扩展, 人机界面用于整个车站环控设备的当地显示和控制。PLC通过双工业以太网接口负责与BAS系统的通信连接, 将接收到的模式指令解释后下发到相应的环控柜。A端、B端PLC的CPU通过数据同步接口构成一套冗余系统, 但是各自独立控制自己的远程智能I/O站和智能马达控制器以及变频器。正常工作情况下, 由操作员指定A端或者B端的PLC为主控PLC, 另外一端的PLC为备用PLC, 主控PLC负责接收BAS系统通过工业以太网下达的控制指令, 通过冗余CPU的数据同步接口传递给备用PLC。如果主控PLC的BAS系统通讯出现故障, 系统将自动切换到备用PLC接收BAS系统的模式控制指令并通过冗余CPU的数据同步接口传递给主控PLC, 同时将故障上报BAS系统。环控设备控制系统方案如图1所示。
5) 智能照明控制系统
车站公共区照明采用智能照明控制系统, 根据车站一天中早晚客流变化设定调光曲线, 由智能照明监控软件按照不同时间区段, 将公共区照明回路组合成多种场景模式。并通过照明监控软件实行对照明回路进行实时监控, 起到节能的功效。
3节电措施
1) 所有变、配、用电等设备及二次回路的控制设备均应采用低损耗高效能节能型产品。禁用国家明令淘汰的各种机电高耗能设备。
2) 按生产区域、生产车间深入负荷中心设置供配电点, 以就近供电;就地进行无功补偿, 使功率因数在0.9以上;合理选择导线截面;采用必要的抑制非线性负荷所产生的高次谐波;以减少生产运行中的电能输送损耗。
3) 正确选择和配置主变压器、配电变压器容量、台数、运行方式, 合理调配负荷, 实现低耗经济运行, 节约电能。
4) 工艺风机运行参数选择在风机特性高效区间, 在风管道上尽量不设与控制无关的风门, 在布置上充分做到流向合理, 以降低管道阻力, 节约风机电耗。对机泵设备运行负荷变化较大者, 应采用变频调速技术, 以减少电能浪费。
5) 全厂拟采用发光效率高的LED灯、荧光灯、金属卤化物为主的光源, 并配套选用反射率高、光效高的节能灯具。
6) 在厂区道路、露天操作平台及巡检通道、经常无人活动的场所、室外配电装置等的照明采用光电自动控制。综合办公场所、辅助生产建筑物等采用分开关控制, 做到控制灵活、方便, 人走灯灭。车站公共区照明采用智能照明控制系统。
7) 分系统或车间安装智能电能计量表计, 55k W及以上电动机设置计量表计, 以实行电耗的定额考核。
8) 通风空调系统的风机、空调机组根据环境的变化通过BAS系统自动启动或停止运行, 减少能耗。
9) 通风空调系统的设备按照远期客流量计算出的通风空调负荷选择, 同时考虑初、近期运行时负荷的变化, 对车站隧道排热风机、组合式空调机组、大系统回排风机采用变频技术, 根据运行情况调节风量。在系统形式选择、风机变频控制、改变风机选型原则提高设备效率、采用节能运行模式等方面采取节能措施, 节省能耗。
10) 能源计量措施严格按国家标准《用能单位能源计量器具配备和管理通则》 (GB 17167-2006) 对本工程进行能源计量器具的配备。建立和完善能源计量管理、计量人员、能源计量器具档案、能源计量器具检定校准及能源计量数据分析等各项管理制度, 确保能源数据准确可靠。
4结束语
低压电气智能化的普及对轨道交通行业的意义主要在于提高轨道交通行业的设备系统先进性、供电可靠性、系统的可扩充性、调度的灵活性及运营的方便性。
焊接机器人的控制原理及应用 篇5
焊接机器人是一种高度自动化的焊接设备，是焊接自动化的革命性进步，它突破了焊接刚性自动化传统方式，开拓了一种柔性自动化新方式。在大三上学期的认识实习过程中，已经在长力机械厂有所接触。焊接机器人采用机器人代替手工焊接作业是焊接制造业的发展趋势，是提高焊接质量、降低成本、改善工作环境的重要手段。机器人焊接作为现代制造技术发展的重要标志己被国内许多工厂所接受，并且越来越多的企业首选焊接机器人作为技术改造的方案。
一、我国焊接机器人技术的发展历史
焊接机器人技术的发展我国开发工业机器人晚于美国和日本，起于20世纪70年代，早期是大学和科研院所的自发性的研究。到80年代中期，全国没有一台工业机器人问世。而在国外，工业机器人已经是个非常成熟的工业产品，在汽车行业得到了广泛的应用。鉴于当时的国内外形势，国家“七五”攻关计划将工业机器人的开发列入了计划，对工业机器人进行了攻关，特别是把应用作为考核的重要内容，这样就把机器人技术和用户紧密结合起来，使中国机器人在起步阶段就瞄准了实用化的方向。
与此同时于1986年将发展机器人列入国家“863”高科技计划。在国家“863”计划实施五周年之际，邓小平同志提出了“发展高科技，实现产业化”的目标。在国内市场发展的推动下，以及对机器人技术研究的技术储备的基础上，863主题专家组及时对主攻方向进行了调整和延伸，将工业机器人及应用工程作为研究开发重点之一，提出了以应用带动关键技术和基础研究的发展方针，以后又列入国家“八五”和“九五”中。经过十几年的持续努力，在国家的组织和支持下，我国焊接机器人的研究在基础技术、控制技术、关键元器件等方面取得了重大进展，并已进入使用化阶段，形成了点焊、弧焊机器人系列产品，能够实现小批量生产。
二、焊接机器人的组成
常规的弧焊机器人系统由以下5部分组成。
1、机器人本体，一般是伺服电机驱动的 6 轴关节式操作机，它由驱动器、传动机构、机械手臂、关节以及内部传感器等组成。它的任务是精确地保证机械手末端（悍枪）所要求的位置、姿态和运动轨迹。
2、机器人控制柜，它是机器人系统的神经中枢，包括计算机硬件、软件和一些专用电路，负责处理机器人工作过程中的全部信息和控制其全部动作。
3、焊接电源系统，包括焊接电源、专用焊枪等。
4、焊接传感器及系统安全保护设施。
5、焊接工装夹具。
三、焊接机器人工作站的工作原理
焊接机器人工作站正常运行的中枢是其控制柜中的计算机系统。焊接机器人工作站通过计算机系统对焊接环境、焊缝跟踪及焊接动态过程进行智能传感，根据传感信息对各种复杂的空间曲线焊缝进行实时跟踪控制，从而控制焊枪能够实现规划轨迹运行，并对焊接动态过程进行实时智能控制。由于焊接工艺、焊接环境的复杂性和多样性，焊接机器人工作站在实施焊接前，应配备其焊接路径和焊接参数的计算机软件系统。该软件要对焊缝空间的连续轨迹、焊接运动的无碰路径及焊枪姿态进行规划设计，并根据焊接工艺来优化焊接参数。
四、焊接机器人使用过程中的安全要求
焊接机器人能够代替人类在危险、有害的恶劣环境中作业，同时又带来了另一种潜在的危险，即机器人伤人事故。为此，在焊接机器人在线运行时，绝对不能有人进入其运动安全范围所在区域，并且其运动区域内应该保证无干涉，这是焊接机器人安全管理的最为重要的一条原则。此外，除了通用的工业安全规程外，还要注意焊接机器人的特殊性，采取相应可靠的对策。例如现在我们正在使用的安全措施：
1、为焊接机器人及其周边设备安装安全防护栏，以防止有人进入危险区域造成意外伤害；
2、在安全护栏入口的安全门上设置插拔式电接点开关，该开关与焊接机器人的安全回电路相连接，一旦安全门打开，机器人控制器将切断机器人的驱动电源，机器人立即停止运动；
3、在距焊接机器人所在工位最近的地方，安装多个紧急停止开关，一旦发生紧急或危险情况，工作人员可以就近按下急停，让机器人停止运动；
4、示教作业时降低焊接机器人的运动速度，并由经过专业技术操作培训的人员进行示教；
5、焊接机器人安全电路与生产线安全电路联为一体，当生产线遇到紧急情况时，生产工人可以按下该线上任何工位的紧急停止开关，让机器人停止运动；
五、焊接机器人的应用
我国焊接机器人的应用主要集中在汽车、摩托车、工程机械、铁路机车等行业。汽车是焊接机器人的最大用户，也是最早的用户，汽车制造和汽车零部件生产企业中的焊接机器人占全部焊接机器人的76%。在汽车行业中，点焊机器人与弧焊机器人的比例为3：2，而其他行业大都是以弧焊机器人为主。20世纪90年代以来，先进技术、生产设备及工艺装备的引进使我国的汽车制造水平讯速提高到规模化生产，国外焊接机器人大量进入中国。我国的焊接装备水平、前后道工序设备的制造水平及系统集成能力与国外仍然存在很大差距，这直接制约了机器人在国内其它行业的发展。
六、焊接机器人的应用技术分析 1.机器人与焊接设备共同发展
焊接机器人应用技术是机器人技术、焊接技术和系统工程技术的融合，焊接机器人能否在实际生产中得到应用，发挥其优越性，取决于这几方面技术的共同提高，而系统工程技术是机器人技术和焊接技术的粘合剂。以安川电机的MOTOMAN机器人为例，过去几代机器人的发展都是围绕焊接设备完成多项焊接专用功能的开发，如焊接参数的渐变调节功能、TIG焊接时利用摆焊同步技术进行的断续填丝焊接功能、弧焊传感器（电弧跟踪）功能及焊接实时监控功能等，都是焊接工艺的需求促使下的开发。
同样地，焊接设备制造商为了实现机器人自动化焊接，在焊接电源的设计上也做了许多改进，如、机器人可检出焊缝位置使用的高电压，焊接电源做到了内置；与机器人的通信接口方面，现在许多焊机制造商都采用了方便快捷的通信接口。
2.焊接机器人提高精度
企业在生产中应用机器人意味着追求高效率、高焊接质量，因此各机器人厂家都在焊接速度上寻求突破，而机器人在轨迹控制上的高精度是高速焊接的可靠保证。
MOTOMAN机器人在新一代控制器NX100中，应用ARM（Advanced Robot Motion）控制技术将各轴的惯性矩、重力矩、机器人安装位置等因素纳入运动控制计算，大大提高了运动轨迹的精度。如，在焊接工作站中，我们会遇到各种机器人安装形式（如图1a），在每种安装方式中，机器人各轴所受的重力矩各不相同，我们只要在ARM控制中正确地设置机器人对地面的角度，就会克服各种安装方式对轨迹精度造成的不利影响。
3.双机协调焊接功能
有时我们会遇到长形工件，焊缝分布在工件的两端，若采用1台机器人进行焊接，会出现因两端不同时焊接而造成焊接变形不一致，从而使工件在长度方向上扭转变形，焊接后的工件难以符合尺寸要求。针对这种类型的工件，我们常采用2台机器人同时协调焊接的方式，这就促生了两台机器人双机协调焊接技术。在汽车后桥和消声器的焊接中，经常会使用到该项技术。
此外，焊接机器人的实用功能还有很多，并已经过实践的检验，为提高焊接生产效率和焊接质量带来了明显的效果。同时，每个机器人厂家对各种功能的开发也各有特点，可以说，在这个舞台上，各种各样的先进技术始终在不断涌现，异彩纷呈。
七、焊接机器人的发展展望
探析计算机控制技术及应用 篇6
关键词 计算机控制技术 类型 特点 应用
中图分类号：TP273.5 文献标识码：A
0 引言
当前，计算机控制技术取得了快速的发展，在国民经济发展和人们日常生活中有着广泛的运用，不管是微型的控制设备，还是大型的控制系统，计算机控制技术都在其中发挥着重要的作用。今后随着科学技术的进步和人们研究的进一步深入，计算机控制技术将会进一步发展，其作用也将更加凸显。
1 计算机控制技术的产生与发展
计算机控制技术是由数字计算机对动态系统进行控制的技术，它是随着计算机技术的发展而出现的。在计算机的控制系统，数字计算机代替自动控制中的常规控制设备，对动态系统进行调节和控制，从而实现了计算机控制技术的根本变革。数字计算机功能强大，具有采集、传送、存贮、处理大量数据的能力，推动了自动控制的发展和变革，实现了以计算机为主要控制设备的新阶段。在计算机控制系统当中，其控制过程主要包括数据采集、数据处理、实时控制三个部分。系统对被控参数进行实时检测，输入计算机系统当中，并对其进行处理，同时按照已经设计的控制规律计算出控制量，并实时向控制器发出控制信号。计算机控制技术要求控制实现实时性和实效性，对于信号的输入、计算和输出，要求能够在一定时间内完成。并且信息处理这个过程是不断重复的，能够按照一定的指标完成工作。同时，对于被控参数和设备本身所出现的异常情况进行监测，并能够做出迅速处理，促使系统更好的工作，满足实际工作的需要。
2 计算机控制技术的类型
根据控制功能和控制目的不同，计算机控制技术可以分为以下几种类型。
（1）操作指导控制技术。该技术是指计算机的输出不直接控制被控对象，而是每隔一定时间，计算机进行一次数据采集，将系统的一些参数经过转化之后送入计算机，由计算机进行处理，然后报警、打印和显示。根据这些结果，操作人员去改变给定值或者直接操作执行机构。该技术简单，控制灵活，并且安全性高，不过往往需要人工操作，速度受到相应的限制。（2）直接数字控制技术。是工业生产中运用得较为普遍的模式，通过检测元件，计算机对一个或者多个系统参数进行巡回检测，通过输入通道，将检测数据送入到计算机，计算机根据规定的控制规律进行运算，然后发出控制信号控制执行机构，使系统的被控参数达到预定要求。在该控制技术当中，计算机参与闭环控制过程，具有强大的功能和良好的控制效果，能够取代模拟调节器，实现多回路的PID调节，并且操作简单，只需要通过改变程序就能够有效的实现复杂的控制，如前馈控制、非线性控制、自适应控制、最优控制等。（3）监督计算机控制技术。计算机按照描述生产过程的数学模型，计算出最佳给定值，然后送入模拟调节器，最后由模拟调节器控制生产过程，使得生产处于最佳状态，达到最佳的生产效果。（4）分级计算机控制技术。由若干的微处理器或者管理计算机分别承担部分任务，该技术将控制任务进行分解，采用多台计算机的形式，分别执行不同的任务，不仅能够实现控制，还能够实现管理，满足生产运行的实际需要。
3 计算机控制技术的特点
计算机控制技术由软件和硬件组成，在实际工作中发挥着重要作用。与一般控制技术相比而言，計算机控制技术具有以下显著特点。计算机控制技术中既有模拟信号，也有数字信号，在实际工作中，只需要修改相应的程序，就能够实现改变控制规律的目的。同时，计算机控制技术具有丰富的指令系统和很强的逻辑判断功能，采用的离散控制方式。在实际工作中采用计算机控制技术，有利于实现控制与管理的一体化，显著提高工业企业的自动化程度，取得更好的生产效益。
4 计算机控制技术的应用
目前，计算机控制技术在国民经济发展和人们日常生活中已经得到了广泛的应用。不管是微型系统还是大型系统，都越来越离不开计算机控制技术，其作用和地位日益凸显。伴随着计算机技术的快速发展和微型计算机的日益普及，各种微型控制器逐渐出现，不仅性能优良，而且价格也低廉，适用范围也比较广泛，同时也促进了计算机控制器成本的降低，更好的推动了计算机控制技术的运用和发展。此外，通过各种软件编程，还能够实现复杂的、灵活的控制算法，使得计算机控制技术在工农业生产、交通运输、国防建设等众多领域得到了运用，并取得了良好的效果。随着控制理论的发展和计算机技术的进步，更为先进的计算机控制技术将会出现，其控制效果必将更为可靠，适用范围也必将更为广阔，将为国民经济发展做好发挥更大的作用。
5 结束语
近些年来，随着对计算机控制技术研究的深入和对国外先进成果的吸收和引进，我国计算机控制技术也取得了较快的发展，在国民经济发展中发挥着重要的作用。我国人力资源丰富，科技队伍不断发展和壮大，随着工业的发展和进步，计算机控制技术也有着更为广大的应用市场，今后应该加强这方面的研究，提高工艺水平，满足高精尖技术发展的需要，促进计算机控制技术在国民经济发展和人们日常生活中更好的发展作用。
参考文献
[1] 伍晓红.计算机控制技术的发展及应用[J].现代电子技术，1998（3），43-44.
[2] 刘开茂.谈谈计算机控制技术及应用[J].四川建材，2006（5），49-50.
智能控制及应用 篇7
关键词：智能告警,智能电网,调度控制系统,应用
随着我国电网在实际运行特性方面出现的较大变化, 就需要对现有调度模式给予不断更新, 对调度业务进行不断创新, 此外还需要对调度事故的处理水平给予有效提升, 进而才能真正的保障电网的稳定性以及安全性运行。
1 初探智能告警的整体架构
一般来讲智能告警通常是贯穿于电网的整个调度系统中, 以各个运行环节的告警信息作为主要要素, 通过利用任务驱动模式进而实际构建电网监控告警框架。具体从横向集成来讲, 智能告警整体架构包含了计量中心、调控中心信息系统的数据采集, 监控告警信息分析、评估和发布, 促发客服中心、市场营销、设备运维部门的联动等等, 可以说智能告警是对电网实际运行状况的横向有效感知。而从纵向集成来讲, 智能告警整体架构则包含了厂站以及网、省、地各级调控中心, 实现了各个层级之间告警信息的有效纵向传递贯通, 从而真正的促进了告警信息在多级调度间的协同感知和技术交流。
相较于以往电网系统中告警功能而言, 智能告警具有了以下三大优势。
1) 建立了电网告警信息的统一汇总平台。对各类告警信息进行了有效汇集, 并在此基础上对告警信息进行专家库逻辑诊断和分析, 形成结论性的智能告警信息。
2) 保证了纵向告警信息的有效传递和呈现。使多级调度之间的告警信息得到广域式传递。
3) 保证了横向告警信息的有效传递。使综合判断后结论性的告警信息实时发布到关联部门联动处理。
2 探析应用于智能电网系统中的几种智能告警技术
2.1 层级式告警技术
所谓的层级式告警技术主要是建立在纵向智能告警整体架构基础上研发而来的[1]。主要是由厂站告警以及各级调度告警构成。下面就两方面技术构成部分进行分析。
1) 从厂站告警来讲, 其实际告警数据主要是来源于变电站动作信号以及开关变位和故障波数据、相量单元数据等。依据变电站动作信号以及相应的开关变位同时利用搜索方式、拓扑分析对可疑的相关故障元件按照告警规则进行有效匹配。在此基础上对可能存在故障的相关设备进行进一步有效判断, 判断分析内容主要是包含了设备是否在通电的状态下出现故障, 若设备在无电状态下出现故障则需要对其实际调试信号进行有效分析, 同时对其故障波给与数据采集以及故障区域定位。
2) 从各级调度告警来讲, 利用各自采集的告警信息和从其他调度转发分享来的信息, 形成告警信息量的冗余, 对冗余数据进行综合分析, 实现对数据的有效过滤。
2.2 多源式告警技术
相较于层级式告警技术而言多源式告警技术主要是建立在横向智能告警整体架构基础上研发而来的。通过对电网运行监控信息的获取以及事故总信号的获取和相应二次设备使用信号的获取等等多个源头搜集告警信息, 在此基础上对首先要对多源告警信息给与严格校验, 校验需要得出相应的校验结果。其次依据得出的校验结果对可能存在的相关故障给与有效在线分析, 并通过研究分析得出故障结果。其三在分析故障的基础上对所有故障信息进行有效整合并最终得出故障简报。可以说该种告警技术能够搜集到多方面多源头的告警信息, 只要是符合告警规则的相关告警信息均可以进行有效搜集, 进而真正的保障了告警信息的可靠性以及有效性和实时性。此外通过多源式告警技术还可以对告警信息做到层层分析总结, 增加了最终故障简报的科学性以及有效性[2], 为提升故障处理水平以及电网系统业务操作技能奠定了基础。
2.3 分类式告警技术
所谓的分类式告警技术主要是在告警信息广泛搜集的基础上对其进行有效分类从而实现故障及时处理的一种技术。该种技术能够有效对零散告警信息给与整合分类, 如将零散告警信息汇总之后分为动态性信息以及稳态性信息和干扰性信息等等, 通过这些信息分类进而有效识别可利用的告警信息以及无用的告警信息, 在此基础上对故障区域以及实际发生故障的设备给与良好判断。而相较于多源式告警技术以及层级式告警技术而言, 该种告警技术较为简单, 应用起来也较为便捷, 但是却不具备上述两种技术所具有的科学性以及有效性故障简报分析。因而相较于上述两种技术, 该种技术使用范围比较有限[3]。
3 结论
综上分析可知, 随着我国新能源开发技术的不断更新以及我国电网特高压建设的不断发展, 中国电网在实际运行特性方面出现了较大变化。在该种环境背景下就需要将多源性告警技术以及层级性告警技术和相应的分类式告警技术实际的应用在电网系统中。
参考文献
[1]金芬兰, 王昊, 范广民, 等.智能电网调度控制系统的变电站集中监控功能设计[J].电力系统自动化, 2015 (1) :241-247.
[2]辛耀中, 石俊杰, 周京阳, 等.智能电网调度控制系统现状与技术展望[J].电力系统自动化, 2015 (1) :2-8.
智能控制及应用 篇8
随着中国新能源的快速发展以及以特高压电网为骨干网架的大规模电网建设,电网运行特性发生了重大变化,客观上要求转变现有调度运行模式,提升调度业务创新能力,尤其需要加强调度事故处置的智能化水平,提高调度事故处置效率,以保障大电网的安全稳定运行。
近年来国内外学者和专家围绕智能告警技术开展了深入研究和初步实践,取得了显著的成果。从现有研究成果来看,主要集中在两个方面:一是运用专家系统、遗传算法以及模糊集等人工智能分析算法,对调度端的告警信息进行分析处理,实现设备故障的在线诊断[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10];另一方面是结合监控业务的特点,研究告警 信息分层 分类、推理分 析和综合 展示[11,12,13]。从实践效果来看,上述研究成果对于改善调度自动化系统告警信息处理的智能化水平起到了重要作用,但离支撑大电网运行还存在一定的距离, 主要体现在以下几个方面。
1)随着特高压交直流互联电网建设的推进,区域电网间运行特性发生显著变化,单一设备故障引发大面积设备停电的风险不断增加。近年来的美加大停电以及欧洲大停电的调查结果表明,各级调度机构间缺少信息共享是导致事故范围扩大的重要因素。因此,需要研究广域分布式智能告警技术,实现电网扰动的一点告警、多点响应,提升各级调度应对电网故障的协同处理能力。
2)电网在线故障诊断的实用化水平有待提升。目前在线故障诊断算法多是基于单一数据源,易受基础数据质量影响,故障分析准确率不高,因此需要研究基于多源信息融合的在线综合故障诊断,提升在线故障诊断的准确率和实用化水平。
3)以往调度中心内部各个生产系统独立建设, 包括能量 管理系统 (EMS)、广域测量 系统 (WAMS)、在线安全稳定预警、继电保护及故障信息管理系统(简称保信系统)以及雷电在线监测等数十套系统,告警信息分布在各个独立系统中,缺乏有效的整合和分类,调度运行监控中需要同时对多个系统的告警信息进行监视,增加了告警处置的压力, 难以适应大电网一体化运行的业务要求。因此,需要从调度日常监控的业务角度出发,通过统一的告警服务接口,实现各个应用功能告警信息的整合、分析和分类展示,提升运行人员告警处置效率以及对电网运行状态的整体感知能力。
为此国家电力调度控制中心(简称国调中心)在智能电网调度控制系统设计之初就对告警信息的智能化开展了深入研究,本文结合智能电网调度控制系统综合智能告警功能的研发和应用,从其整体架构、关键技术、示范应用以及后续展望4个方面展开论述。
1 整体架构
综合智能告警以智能电网调度控制系统中的各类告警信息为要素,采用面向任务的驱动模式,建立调度日常监控告警处置的整体框架,如图1所示。在横向上通过消息总线集成系统内部各个业务的告警信息,包括数据采集与监控 (SCADA)、WAMS、保信系统、电力系统应用软件(PAS)以及动态安全评估(DSA)等,实现对电网运行状态的在线感知,在纵向上实现变电站、省调中心、调控分中心以及国调中心多级调度间告警信息的纵向贯通,为多级调度间告警信息的协同感知与处理提供技术支撑。
相对于以往调度自动化系统的告警处理,智能调度控制系统的综合智能告警功能具有三大特点: 1在纵向上实现了变电站、省调中心、调控分中心以及国调中心多级调度机构间的广域分布式智能告警;2在横向上构建了基于稳态、动态以及暂态数据的综合故障诊断;3利用统一的基础平台,实现各应用告警信息的汇集与整合,建立了面向调度运行模式的综合告警。
2 关键技术
2.1 广域分布式智能告警
智能告警的数据根源在于子站侧的原始告警信息,以往的智能告警多采用集中式分析架构,主站端需要采集子站大量的原始告警信息,增加了主子站间的数据通信压力以及主站端的运维工作量,因此需要研究 变电站—调控 中心分布 式智能告 警架构[14,15],实现设备故障的变电站侧就地判别和告警直传,优化主子站间告警传输内容,降低主子站间大量原始告警信息的传输。
此外,随着特大电网一体化运行特性的增强,单一设备故障波及全网的风险不断增加,因此需要研究设备故障告警信息的全网实时共享技术,实现电网扰动的一点告警、多点响应,以支撑多级调度间的故障快速协同处置能力。
2.1.1 变电站—调控中心分布式智能告警
变电站—调控中心分布式智能告警由变电站侧智能告警、变电站 告警直传 以及主站 侧智能告 警3个部分构成。
1)变电站侧智能告警
变电站侧设备故障告警的数据源包括开关变位、保护动作信号、相量测量单元(PMU)数据以及故障录波数据等4类信息,其告警处理的总体架构如图2所示。
首先,根据开关变位和保护动作信号,采用启发式搜索方法,通过网络拓扑分析和专家告警规则库, 匹配出满足告警规则的可疑故障元件集;在得到可疑故障元件集的基础之上,进一步判断故障设备在故障前是否带电,若故障前设备不带电,为区分设备调试告警信号和试送失败这两种情况引起的上述告警信息,利用PMU数据或故障录波数据的电气量信息进行分析校验,若故障前后发生电流突变,则为故障设备,否则为调试告警信息。此外,针对复杂故障,进一步采用类似保护装置的故障分析方法(即软保护故障分析),基于故障录波的原始波形数据对故障设备进行定位。
在故障设备定位的基础之上,利用故障录波数据或保护子站系统的故障简报,进行故障详情分析, 得到故障相别、故障测距以及短路电流。
2)变电站告警直传
变电站智能告警是解决主子站间传输大量原始告警信息最为合理的技术解决方案,然而变电站智能告警尚处于初步研究阶段,软件功能的稳定性、可靠性及告警正确性都有待提升,目前只是在部分变电站开展试点,尚未进行大规模的推广建设。
因此,现阶段主子站间仍以传输大量原始告警信息为主,但是随着调控一体化业务的开展,相对于调度业务,变电站集中监控需要采集大量的设备状态告警信息(单个500kV站的告警信号在几十万条左右,甚至更多),而目前主子站间数据传输采用IEC 60870-5-101/IEC 60870-5-104协议,主站侧必须对告警信息进行建模,对点号进行配置,显著增加了主子站间的数据通信压力和运维工作量,已无法适应电网运行发展的要求。
为了解决上述问题,国调中心制定了Q/GDW 11021—2013《变电站调控数据交互规范》[16],其重要内容是实现变电站的告警直传。所谓变电站告警直传就是在现有变电站监控系统的基础上,增加图形网关机,将变电站原有告警信息转化为标准化的告警条文,通过DL/T 476—2012《电力系统实时数据通信应用层协议》直传给调度主站端,调度主站端在接收到变电站告警直传信息后,对标准化的告警条文进行解析处理,得到告警等级、时间、设备以及原因等信息,并在主站端的综合智能告警功能中进行分类展示。
告警直传定义参照syslog的方式,告警条文按照“级别、时间、设备、事件、原因”的五段式标准进行描述,各段之间用空格分隔,具体格式为“〈告警级别〉〈空格〉告警时间〈空格〉设备名称〈空格〉告警内容〈空格〉告警原因”,其每一项具体定义可参见《变电站调控数据交互规范》,本文不再详述。
以华北电网沽太一线故障为例,变电站将原始告警信息按照告警直传的格式,形成告警直传条文, 例如“〈1〉2013-11-16 23:22:05华北电网.沽源站/ 500kV.沽太一线间隔.沽太一线/第一套保护动作BC相故障,RCS931保护动作”,然后通过变电站的图形网关机将该告警条文上送给调度主站端。
告警直传的好处显而易见,由于告警直传的信息是字符串编码,且采用标准化的命名方式,主站侧不需要对告警信息进行额外的建模和维护工作,直接对告警条文进行解析,即可得到告警内容,实现了告警信息的源端维护、远程共享。
同样,对于具备智能告警功能的变电站,其分析结果也可以按照变电站告警直传的标准化格式进行组织,并上传给调度主站端。
3)主站侧智能告警
主站侧智能告警功能在接收到变电站告警直传或变电站智能告警信息后,根据标准化的告警条文格式,对告警条文内容进行解析处理,得到告警等级、时间、设备、事件以及原因,并将上述告警信息作为主站端智能告警功能的告警数据源之一,同时结合主站端其他告警信息进行综合分析,得到故障简报,其详细分析过程见2.2节。
然而在实际应用过程中,个别变电站存在告警分级不准确,一次设备名称与主站不一致等问题,为了主站端智能告警功能可以充分利用变电站的告警直传信息,对告警条文的半结构化文本信息进行了大量分析探索,并研究实现了一整套告警信息过滤、一次设备模糊匹配以及信号类型判断的规则和方 法,且在实际运行中得到了有效验证。变电站告警直传文本解析、处理流程如下。
步骤1:按规范对告警直传信息中的“级别”“时间”“设备”“事件”“原因”各段内容进行提取。
步骤2:根据事先设置的规则对告警信息进行过滤,只保留故障诊断所需的事故总信号和保护动作信号。
步骤3:一次设备解析,为提高定位效率和定位速度,采用厂站定位、设备类型判断、设备名称模糊匹配相结合的原则,首先按“设备”段内容所含关键字确定告警所属厂站和设备类型,然后读取该厂站所有该类型的设备,对主站的设备名称和告警信息中的设备名称进行模糊比配处理,定位一次设备。
步骤4:信号类型判断,通过“事件”段内容,获取动作的保护类型信息。
步骤5:与其他告警源应用的告警信息进行综合,按设置的规则进行处理。
以国调收到的 实际告警 信息“〈1〉2012-12-21 03:38:35.471国调.宝鸡换流站/500kV.极1.闭锁/极.闭锁动作”为例,按以上步骤进行分析处理, 过程如下:1提取各段内容,告警条文结构符合规范,初步解析通过;2过滤处理,该告警等级为1,且不包含复归等关键字信息,解析通过;3设备定位, 该告警信息来自国调.宝鸡换流站,并且包含“极”, 判断为换流器设备,读取宝鸡换流站所有换流器设备,名称分别为“国调.宝鸡换流站/330kV.极Ⅰ换流器”和“国调.宝鸡换流站/330kV.极Ⅱ换流器”, 告警信息中设备描述包含阿拉伯数字1,与罗马数字Ⅰ具有对应关系,所以定位到“国调.宝鸡换流站/ 330kV.极Ⅰ换流 器”;4信号类型 判断,根据“闭锁”“动作”关键字,判断为直流闭锁信号;5结合稳态数据及其他各应用告警信息进行综合分析,决定是否推出告警。
2.1.2 多级调控中心间故障告警实时推送
为了解决多级调度间故障信息实时感知的问题,综合智能告警功能首次提出并实现了多级调度间故障信息的实时共享,其总体架构如图3所示。以调控分中心为例,当发生设备故障后,调控分中心侧的综合智能告警功能通过基础平台的服务总线, 向国调中心推送故障简报(包括故障时间、故障设 备、故障相别、重合情况以及故障测距等),国调中心在收到故障简报推送信息后,发送故障简报确认信息,以实现故障简报的可靠传输,同时国调中心的综合智能告警功能对告警信息进行解析处理及推图告警。此外,调控分中心根据该设备所属监控权,将该设备故障简报类似地推送给对应的省调中心。
因此,一旦省调中心、调控分中心或国调中心三者中的任何一个系统诊断出电网故障后,均可以快速推送给其他系统并进行告警,实现了电网故障信息的全网共享,有利于辅助多级调控中心间及时开展故障应对协同处置,避免故障范围的进一步扩大。
2.2 基于多源信息融合的综合故障诊断
电网设备故障时的告警信息共分为3类:稳态数据(包括开关 变位、事故总 信号、保护动 作信号等)、动态数据(PMU装置实时采集的同步相量数据)以及暂态数据(故障录波),不同类型的数据对于故障分析的实时性和分析结果具有不同的特性[17]。
稳态数据实时性强、布点全,但分析结果只能涵盖故障时间、故障设备、重合情况;PMU数据实时性强,布点不全,分析结果在稳态数据的基础上可以进一步得到故障相别;暂态数据实时性较差,稳定性也有待提升,且现阶段不具备全部接入的条件,但分析结果在PMU数据的基础之上可以进一步得到故障测距、短路电流等信息。
因此,需要综合利用各类告警信息,一方面通过不同的数据特性完善故障诊断的结果,提高故障诊断的实时性和分析结果的全面性,另一方面通过多源信息之间的冗余性,有效解决由于单一错误告警信息引起的误告警问题[18,19,20]。
综合智能告警功能建立了基于多源信息融合的故障诊断架构,如图4所示,左边为告警信息数据源,右边为在线故障诊断数据流程。告警信息来源包括原始告警信息和分析结果信息两大类,其中原始告警信息包括来自稳态监控功能的开关变位、事故总信号、变电站告警直传以及来自二次设备在线监视功能的保护动作信号;分析结果信息包括来自在线扰动识别功能的设备短路故障、机组跳闸、直流波动和闭锁,以及来自二次设备在线监视功能的保护和录波简报。在线故障诊断数据流程分为3个部分,即多源信息校验、故障在线分析以及故障信息整合。多源信息校验对不同来源的告警信息进行分析校验,实现错误告警信息的在线辨识;故障在线分析在多源信息校验的基础之上,综合各类告警信息实现故障设备的在线诊断;故障信息整合在故障分析的基础上,将不同来源的告警信息和分析结果进行整合,形成完整的故障事件报告。通过故障信息的整合,最终形成故障简报,指导调度进行故障处置。
上述故障诊断架构的好处是任一来源的告警信息,只要满足告警规则,即可实现快速告警,保证了故障告警的实时性和可靠性,另一方面通过对不同来源告警信息和分析结果的整合,故障诊断的结果更加丰富,提升了对调度事故处置业务的支撑能力。
2.2.1 多源信息校验
以往在线故障诊断算法在设计之初对基础数据质量问题估计不足,缺乏针对错误告警信息的有效校验手段,在投入实际运行后整体误报率偏高,影响其实用化水平。因此研究实用化的告警信息校验技术,是电网在线故障诊断算法设计的关键,也是提升其实用化水平的重要手段。
综合智能告警功能针对基础数据质量的问题, 重点从原始告警信息以及各应用分析结果告警信息两个方面开展研究,对告警信息的正确性进行辨识, 以降低错误故障告警率。
1)原始告警信息的正确性辨识
利用开关变位、事故总信号、保护动作信号以及变电站告警直传等信息在设备故障情况下的内在关联关系,结合调度运行经验,建立基于专家知识的信息辨识规则,实现对告警信息的正确性辨识。
以事故类告警信号正确性辨识为例,线路故障情况下告警信息包括厂站事故总信号、间隔事故总信号、第一套保护动作信号、第一套保护出口跳闸信号、第二套保护动作信号、第二套保护出口跳闸信号 等,考虑到线路首末端,至少应有12个事故类告警信号。因此,当调度主站端收到事故类告警信号时, 自动根据上述告警信息规则,对告警信息进行校验, 若事故类告警信号和上述信号模式匹配度偏离很大,则该告警信息可能为错误告警信息。例如设备检修拉停情况下事故总信号误发,而保护动作信号不动作,通过上述规则,即可识别错误的事故总信号。
此外,针对全厂站/多个厂站数据跳变、调试情况下事故类信号误发等典型场景也采取了类似的方法,结合调度运行经验,建立告警信息正确性辨识模型,运用启发式搜索、模式识别等方法,实现告警信息的在线辨识,并在实际生产中进行了验证,能够对绝大部分错误告警信息进行有效辨识。
2)多应用间分析结果的正确性校验
在线扰动识别、二次设备在线监视两个功能在故障分析过程中也是基于单一数据源,因此当出现数据异常时,上述两个功能有可能得到错误的分析结果,为了避免上述问题,建立了不同应用分析结果间的正确性校验规则。其校验的总原则是利用其他功能的分析结果或原始告警信息进行相互校验,以降低错误告警率。
以在线扰动识别发出的短路故障信息为例,首先根据告警信息得到故障时间、故障设备,然后对故障时间范围内故障设备的其他告警信息进行整合, 包括故障设备的开关变位、间隔事故总信号、保护动作信号以及故障简报等,最后根据专家知识库的校验规则,结合上述告警信息,判断是否满足其中的正确性校验规则,若满足则告警信息正确,否则告警信息错误。同样,对保护故障简报、录波故障简报建立了相应的正确性校验规则,并在实际运行中得到有效验证。
2.2.2 故障在线分析
故障在线分析是在告警信息分析校验的基础之上,在线快速诊断故障设备。故障分析包括两部分: 1对于开关变位、事故总信号、保护动作信号以及变电站告警直传等原始告警信息,采用专家知识库和启发式搜索相结合的分析算法,实现对电网故障的在线诊断;2对于分析结果类的信息,如在线扰动识别的分析结果、二次设备的故障简报等,直接形成故障事件。
针对原始告警信息的故障分析流程为:首先,根据实时接收到的开关变位、保护动作信号以及变电站告警直传信息,采用基于启发式的网络拓扑搜索方法,得到可疑故障元件集;然后,遍历可疑故障元件集,将每个可疑故障元件的告警信号进行整合,根据专家知识库中每类设备的多个告警规则进行在线匹配,若满足其中任一告警规则,则该设备为故障元件,否则,对下一个可疑故障元件进行处理,直至可疑故障元件集中的所有设备均遍历完成。
2.2.3 故障信息整合
故障信息整合功能在故障分析的基础上,以故障时间、故障设备为索引建立故障事件,然后根据不同告警信息在分析结果上的优先级(如表1所示,其中数值小的表示优先级高),将同一故障事件不同来源的分析结果进行整合,完善和补充故障简报内容, 形成完整的故障事件报告,指导调度进行故障处置。
注:“-”表示无此数据。
2.3 面向调度运行模式的分类告警
2.3.1 告警分类
为了解决以 往调度中 心各个系 统 (EMS和WAMS及保信系统等)独自建设,告警信息分散、零乱的问题,需要从调度日常监控的业务特点出发,将多个系统或功能的告警信息进行整合,建立面向调度运行模式的综合告警。
智能调度控制系统为各个应用功能提供了统一的基础平台,从而为告警信息的整合处理提供了技术支撑手段,面向调度运行模式的综合告警总体架构如图5所示,其中AGC表示自动发电控制,AVC表示自动电压控制。各应用功能通过基础平台的消息总线服务,采用统一的告警接口将告警内容发送给综合智能告警功能,综合智能告警功能在接收到各个功能的告警信息后,按照调度实时监控、预防控制以及故障处置3个维度对告警信息进行整合,形成实时监视分析、预想故障分析以及故障告警分析3类告警。其中实时监视分析类告警主要包括一次设备的潮流、电压越限,二次设备的装置投退、通信或装置状态异常,以及系统级的断面、频率越限。预想故障主要包括静态安全的N-1校验、系统稳定裕度以及外部气象环境的风险预警。故障告警主要包括设备短路故障、机组跳闸、直流闭锁以及低频振荡等。
这样划分的好处是告警信息的集成度更高,运行人员只需关注告警内容,而不用区分告警的来源, 提高了告警处置的效率。
2.3.2 通用告警信息服务
考虑到智能电网调度控制系统的建设是一个长期持续发展的过程,后续将会有更多的应用功能集成到智能电网调度控制系统中,因此综合智能告警功能在设计之初便进行了仔细分析和详细设计,制定了通用告警信息交互规范。
在信息交互方式上,综合智能告警利用智能电网调度控制系统消息总线、事件转发以及服务总线等通用交互方式,以实现Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ区各应用功能与综合智能告警的信息交互。
在信息交互内容上,制定了标准化的交互内容, 针对不同的告警类型对告警交互内容进行抽象和封装,以便于后续扩展。以设备越限为例,交互内容包括告警时间、告警设备、越限值、设备限值、越限类型以及告警来源等。
在告警信息展示方面,支持按照告警类型、工作站节点以及用户责任区对告警信息进行个性化配置,以满足不同用户的需求。
3 示范应用
综合智能告警作为智能电网调度控制系统的一项核心功能,在2010年由国家电网公司华北分部负责试点建设和示范应用,目前已完成国家电网公司系统内所有省级及以上调控中心的推广建设。
以华北电网2011年11月16日的沽太一线故障跳闸为例,对综合智能告警功能进行简要介绍。 综合智能告警功能在线诊断出的设备故障简报见附录A图A1,包括故障设备、故障时间、故障相、重合情况、故障测距以及短路电流等故障关键信息,故障判断路径显示上述信息来自稳态监控、WAMS、故障录波、省调中心以及变电站等多个来源的告警信息。
此外,在多级调度间故障告警实时推送方面,已实现330kV及以上电 压等级设 备故障在 省调中心—调控分中心—国调中心三级调控中心 间的联动告警,故障告警准确率达到95%以上,为调度快速感知电网运行状态、及时开展故障协同处置提供了重要的技术支撑。
4 未来展望
综合智能告警作为智能电网调度控制系统的核心功能之一,已成为调度日常监控和故障处置的重要技术支撑工具。智能化是一个不断渐进,循序创新的过程,针对调度运行监控的业务要求,后续需要在现有功能的基础上,对故障恢复以及未来运行趋势风险预警等方面开展研究,以支撑大电网的安全运行。
4.1 基于专家知识库的故障处置辅助决策
目前,综合智能告警功能主要侧重于设备故障定位,对于故障后的电网运行状态调整、恢复供电等故障处置方面的支撑能力较弱。
调度运行经验往往是决定故障处置效率的关键因素,对调度故障处理经验、离线事故预案以及设备操作危险点等非结构化信息进行收集、整合以及对象化建模,形成调度故障处置专家知识库,在实际发生故障情况下通过和专家知识库的在线匹配[21,22], 给出调度事故处置的辅助建议,可有效提升故障处置效率。
此外,针对简单故障,在各类告警信息一致性的基础上,可结合调度运行经验库,自动给出试送的操作步骤,并在人工确认及流转审核后,下发至监控系统,完成开关的远方操作,实现简单故障的自愈控 制。
4.2 电网未来运行态势风险预警
超前控制是预防电网发生大停电事故的重要手段之一,目前综合智能告警功能主要是基于当前运行状态给出告警信息,对于未来一段时间范围内电网运行潜在风险点缺乏必要的预警手段,难以支撑调度应对未来电网运行风险的超前控制。
为此需要结合短期/超短期负荷预测数据、发电计划、检修计划以及外部气象环境等综合信息,研究电网未来运行态势的在线快速推演技术[23],并在此基础之上评估未来一段时间范围内的潜在风险点, 给出风险预警信息。同时,结合考虑多种安全约束的优化调度功能,给出消除潜在运行风险的超前控制策略,进一步结合AGC/AVC进行闭环控制,从而实现对电 网未来运 行态势的 风险预警 和超前控制。
智能导医系统应用及意义 篇9
关键词：门诊,电子分诊,医疗次序
0 引言
医院作为以救死扶伤为己任的医疗单位,时间就是一切,而作为医疗护理和预防保健第一线的门诊,不但人流量大,而且流通性强,儿童医院尤其如此。儿科疾病一般来得急,次数也频繁,再加上一个患儿一般有3到4个家属陪同,庞大的诊量,容易造成患者候诊时间过长,“挂号时间长、取药时间长、等待化验时间长、真正看病时间短”可能是三甲医院的通病,“三长一短”间接造成了医院医疗质量的下降,减少了品牌效应。为了满足社会的需求以及创建医院自身的服务优势,我院决定斥巨资实施新的“智能导医系统”
1 传统人工分诊的不足
传统的分诊是导诊员和患者面对面的交流,这样的分诊方式虽然可以使医院对患者的情况有更多的了解,减低失诊率,但同时也有很多的不足。比如当就诊人数比较多的时候,大量的患者拥在导诊人员身边,不但加大了分诊的难度,也破坏了医院的次序,造成工作量大,可效率却很低的局面。另外,因为是人工导诊,每个诊室的情况也要人为的反馈才能知道哪个诊室可有就诊,哪个诊室因就诊人数过多不易再分导,一来一往这也容易造成人力物力上的浪费。所以,传统的人工分诊已经越来越不适应现代医院快速的节奏,电子分诊孕育而生。
2 基本配置要求
智能导医系统就是通过网络和大屏幕的显示屏来实现传统的人工分诊功能,因此需要以下设备:登记号类用的电脑、刷卡器、显示患者就诊信息的显示屏、叫号音响、医生的叫号以及就诊用电脑、智能导医软件以及网络和配套的服务器。
(1)登记号类用的电脑:放置于门诊大厅中央,用于指定医生情况下的电子分诊,也用于患者查询就诊顺序。
(2)刷卡器:分散置于门诊大厅,当患者挂号后,只需通过刷卡便可进入系统的就诊序列。
(3)彩色显示屏:挂在大厅的墙壁上和各个诊室前,前者用于提示患者就医顺序,后者则显示各专家诊室当日应诊专家姓名和就诊信息。
(4)叫号音响:置于天花板,用于语音引导患者就诊。
(5)叫号和就诊用电脑:每个诊室各配一套,可显示待就诊人数,医生可根据实际情况进行叫号就诊。
(6)导医软件、网路和服务器:后台处理分诊排列的核心。
3 智能导医系统基本功能
智能导医系统是一种电子化的分诊方式,当患者挂号后,其信息通过网络传输显示到屏幕上,使患者可以方便直观的了解自己的就诊地点和就诊顺序。在患者就诊完毕后,一些其他的后续信息,比如检验的顺序、取药的窗口等等也都一目了然,其基本流程如图一所示。
导诊员在每天工作开始前先将当天的就诊医生和其相对应的诊室输入到导诊软件(如图二所示),各个诊室的信息先在系统中维护一下,然后维护出诊医生(如图三所示)。
当病人挂号后,如果对医生没有特别的选择,可通过墙上的刷卡器将就诊信息传输到系统中,墙上的显示器显示处病人排队队列(如图四所示)。
此时各个诊室里的接收软件都会收到相应的挂号记录,显示在每个诊室的待就诊人数都加“1”。当某个医生看完上一个患者,可以继续就诊时,点击其诊室接收软件的“叫号”按键,通过门诊大厅的扩音设备,同时显示屏显示“请×××患儿家长到×××诊室就诊”将患者引导到该诊室(如图五所示),诊室外面也显示患者姓名(如图六所示)。
同时,每个诊室显示的待就诊人数都减“1”。如果患者需要指定医生就诊,分诊护士在患者挂完号后在分诊系统中输入相应信息,将该号排入相应的医生就诊序列(如图七)所示。
这时就只会在指定诊室的待就诊人数中加“1”,当该患者就诊时,也就只会在该指定诊室的待就诊人数中减“1”。同理,做检查检验和取药时也是根据刷卡的先后次序将病人排序,这时病人只需要坐下等待即可,当扩音设备和显示器提示“请×××患儿家长到×××窗口×××”时便可进行相应的诊治,这样就省去了排队的麻烦。智能导医系统解决了原来人工分诊提示少、流程不明了的问题,既规范了就诊秩序,减少了人力物力的浪费,又节约了就诊时间。
4 电子分诊意义
4.1 对导医人员的意义
智能导医系统简化了就诊手续,消除了就诊时混乱、拥挤现象的同时,对导医人员的素质提出了更高的要求。分诊人员的减少使单个分诊员要面对更对的患者,这时不仅要有更好和患者沟通的技巧,而且业务上还要可以熟练的操作智能导医系统,同时对一般的医学科普知识等也有要求,不但要在身体方面上给患者提供健康的呵护,更重要的是心理上给予病人关怀,和谐医疗环境。
4.2 对医务人员的意义
而在医生方面,智能导医系统可以说密切了医患关系,其大大增加了医患间的沟通和交流机会,也缩短了医患之间的距离。相对于老的人工分诊来说,由于在医生对病人问诊、治疗时,没有了其他患者的围观和咨询,良好的环境,以及单对单的就诊方式也使医生治疗时能够更加的专心,提高了就诊效果。
4.3 对医院的意义
智能导医系统为医院的管理提供了可靠依据。由于患者的就诊信息都以电子化的形式储存在系统中,哪个时间段病人最多,各种疾病在年龄上的分布、治疗的费用等等,都可以很方便地查询统计出来。通过分析这些数据,医院可以更方便地对各个工作人员进行考核,也可以根据病人的历史流量更弹性的分配医资力量,做到人力物力的最大化使用。
4.4 对患者的意义
实行电子分诊最大的收益者可以说是患者了,原来老的人工分诊时患者在挂号后由于不知道什么时候轮到自己就诊,会都拥挤在分诊员边上,不但使本来就拥挤的门诊大厅更加混乱。而且加大了不同患儿之间交叉感染的机会.而在实行电子分诊之后,患儿在刷卡进入分诊序列后,就可以找到舒适的座位,等待直到叫号系统呼叫。在就诊时,也因为是电子排队,减少了诊室内患儿的数量,直接降低了患儿之间接触的机会,不但减少了交叉感染的可能,也可以使医患之间真正做到一对一的就诊,使病人可以敞开心扉与医师交谈。不但保护了病人的隐私,维护了病人的切身利益,同时也为医生诊治患儿提供了一个安静的环境,从而间接的提高了诊疗的准确率和工作效率,也为医院提供了良好的形象。
5 结束语
智能导医系统使用后,能使门诊的管理更加完善和灵活,可以满足患者的更多需求。新系统由于减少了很多的人工环节,而以电子化和网络模块代替,减短了患者的等候时间,原来一旦到就诊高峰期,为了减少排队等待时间,患者及其家属不停在就诊室和候诊区之间来回走动等待,本来就混乱的秩序就显得更乱了。使用排队管理系统后,患者及其家属无须不停的探望,导医系统会自动提示就诊顺序,给医院形成一个宁静祥和的就医环境,也能给医生创造一个良好的工作环境,对医院而言可以说实现了经济效益以及社会效益双丰收,使我院的服务更加完善,让我院的社会品牌效应更上一个新的台阶。
参考文献
[1]刘国英,史惠琴.电子信息在门诊分诊中的应用[J].护理实践与研究,2008,(5).
[2]王慕欠,周燕玲.医院电子分诊系统设计[J].计算机与现代化,2008,(8).
智能控制及应用 篇10
1 智能抄表技术的优势
以往的抄表工作主要是由工作人员负责, 通过对具体数据的统计来观察电力分配, 这种方式往往给工作人员带来很大的难度, 并且数据不够精确, 很容易导致漏抄, 误抄的行为。不仅严重损坏了用电用户的利益, 同样给电力单位带来不好的影响。由于智能抄表技术的发展, 导致其在电能使用管理方面有了很大的进步, 能够实现抄表数据的智能量化管理, 全方位实现数据的准确采集。电力单位能够在准确得知用户的用电信息, 实现用电的优化管理。
2 当前智能电网中的智能抄表技术
2.1 远程无线智能抄表技术对于企业管理的优势
这项技术最主要的特点是基于无线通信技术, 电子信息技术和计算机技术。电力单位能够通过计算机远程对用户的用电情况进行监控, 并获取准确数据。这种技术的优点是操作简便, 维护便利, 数据采集效率高等。而且还可以掌握用户的精确用电情况, 方便企业对其进行管理。在远程无线智能抄表技术的应用中, 同样存在很多弊端:这项技术受限于网络信号的影响, 如果某个区域的网络信号差, 那么就会对电力使用情况采集造成影响, 容易使采集数据不够准确, 而且这一技术如果出现故障, 那么就会对整个智能电网造成破坏, 影响正常的电力传输工作。甚至严重破坏电力生产, 不利于工作效率的提高。
2.2 IC卡预付费智能抄表技术在用户监控的优缺点
IC卡预付费智能抄表技术主要是通过IC卡来储存用户电力使用情况, 通过终端控制器来对每个用户进行监控, 采集数据, 进行分析。IC卡主要通过智能电网线路进行监控, 使用该项技术成本较小, 而且要求用户向IC卡续费, 在一定程度上缓解了用户拖欠行为, 并且用户同样可以用IC卡来查看自己的电力使用现行为。
2.3 载波自动抄表技术的优势
载波自动抄表技术主要是通过电力线路来传输电力使用数据, 并且在数据传输给电力企业前进行数据智能化调整, 电力企业通过解调技术来获得数据。这种技术能够结合电力线路的优点, 传输范围很大, 传输成本低, 对设备的要求不高。但是现今城市化进程很快, 很多地区都存在大量的脉冲信号干扰, 容易造成数据丢失。要解决这种情况, 就需要对该项技术投入高成本的设备支持, 来增加载波自动抄表技术的抗干扰能力。
3 智能电网中无线智能抄表系统设计
远程无线智能抄表技术在我国的智能电网中应用最为广泛, 这种新型的抄表方式来源于无线传输技术的进步, 在设备安装, 控制方面有很大的优势, 并且消耗能源低, 下面主要结合实际应用情况对远程无线抄表技术的设计优势进行简单分析。
3.1 软件设计在服务器协调中的优势
在整个无线智能抄表系统运作当中, 这项技术通过遍布的网状网络结构对系统运作进行调节, 协调器通过不同用户之间的节点进行联系, 在很大程度上提高了无线智能抄表系统的通信质量。并且通过该项技术在智能抄表系统当中的实际应用, 用户的服务终端和电力企业的服务终端之间建立联系, 通过协调器传输数据, 在经过计算机智能控制, 将不同数据之间进行协调, 建立起用户的数据网络, 在数据连接方面具有相当程度的优势。
3.2 终端节点设计在调节用户和用电企业上的优势
终端节点在经过调配以后, 应该先进行重启操作, 然后通过智能抄表系统发送服务数据, 在经过服务器响应, 当用户的终端节点收到后, 就会向服务器发送请求。服务器的反馈信息到达后, 就可以正式对用户的节点终端进行联系, 协调电力企业和用户之间的数据关系, 建立良好的分配节点, 进行有关数据的传输工作。终端节点的应用, 有利于用户和电力企业之间的联系增强, 更加方便信息管理。
3.3 协调器节点设计在数据联系中的优势
协调器节点工作主要是连接电源后进行重启, 通过对接收信息的整理分析来对连接情况进行分析。如果进行连接, 就应该将用户的节点调试好, 调价在系统终端, 通过对不同网络地址的调配, 来回应用户的终端节点。智能抄表系统当中的设备会对用户终端信息发送的数据信息进行分析, 通过系统端口显示, 协调电力企业和普通用户之间的数据联系, 提高工作效率, 促进电力企业的经济发展, 方便用户使用。
3.4 上位机软件设计在服务器管理的优势
智能抄表系统的上位机主要在电力企业中起作用, 负责对调试器的控制, 而且还能够准确监控电量数据性能和进行数据智能补充。在进行调试过程中, 可以通过网络系统的功能来对电力数据进行收集, 自动识别合适的终端服务器, 工作人员通过对操作系统中上位机端口的调试, 来控制智能化抄表系统的服务器节点。
4 结语
近些年中, 我国经济水平日益提高, 对电力的需求也随之大幅度提高。智能抄表技术是迎合当前时代下的创新, 与计算机技术, 信息技术等方面密切相关, 应该加快对此项技术的研究步伐, 采用更加完善的智能抄表技术来提高智能电网的工作效率, 促进电力企业工作效率的提高, 对电力用户的生活同样带来巨大的便利。
参考文献
[1]孙久山, 唐加强.分析电子技术基础下的智能电网中智能抄表技术[J].电子技术与软件工程, 2016, 03:126.
[2]袁鹏.剖析智能电网中智能抄表技术的工作原理、应用优势及意义[J].科技展望, 2016, 23:309.
智能控制及应用 篇11
摘要：随着经济科技日趋成熟，供热行业也处于日益变化之中。同时，供热行业的供热用热浪费现象非常严重，急需要采取可行的措施来解决这些问题。因此，本文作者对供热系统的检测控制改造技术及应用这个主题给予了相关的分析。
关键词：供热系统 监控系统 改造技术 应用
面对日趋严重的环境问题，节能减排已经成为新时代永恒的主题。同时，在这个能效的经济时代里，把节能技术巧妙地应用到供热系统之中已经成为社会普遍关注的焦点。这样不仅可以减少供热行业对环境造成的污染，还能以最少的能源消耗，实现最大化的经济效益。显而易见，对于供热系统来说，需要对它的检测控制技术予以改造，并运用到其中。
1 在供热监测控制改造技术中，热网监控系统的应用
总的来说，热网监控系统有着很多方面的优势，比如，具有良好的稳定性、操作简单方便、较高的测量精度。在对它进行使用的过程中，它具有非常高的自控程度。更重要的是，它还能够实现远程控制。
1.1 热网监控系统的组成部分以及工会工作原理
对于热网监控系统来说，它包含了三层。第一层主要是关于用户客户端。采集相关数据是它最关键的任务。第二层是数据通信网络。它主要用于无线通信网、宽带网之间的连接。第三层，是监控调度中心，也是系统中最关键的一层。它主要利用调度权对各个热战的运行进行相关的控制。如果系统中有异常的情况出现，它能够及时对它进行处理，为数据的更新，埋下伏笔。对于热网监控系统来说，它具有这样的工作原理。热网监控系统主要是借助传感器，来对被控制的室温以及供水温度予以相关的测量。然后，相应的控制器就会把测量值和对应的设定值进行对比，在此基础上，按照存在的偏差值向执行器发出指令。其中的执行器主要是指这些方面。比如，阀门电机。它主要是用来对控制阀进行控制以及对流速予以改变。同时，其中的控制阀会按照控制器所发出的指令，来进行热量的传递。
1.2 关于监控系统的分析
如果室外的温度发生变化，室外的温度传感器就会把这些相关的温度信息传递给对应的气候补偿器。对于这些数据信息，补偿器会予以合理地调节处理，以此，使对应的关系曲线发生改变。当然，这些经过改变后的曲线是需要和原来那些曲线进行对比的。如果前后对比吻合，就说明该过程顺利完成。如果没有，那么气候补偿器就会把这些传递进来的信息再次传输到三通阀中。对之前那些已经设置好的水混合比例进行重新配置，来获取对应的调节曲线。在这个过程中，对于那些直接给予供热的系统，可以采取其它比较简单的监控方法。这样不仅可以为设备运行效率的提高奠定坚实的基础，还可以使相关设备的运行水平不断提高。其中的控制机能够在相关指令的开展工作下，对回水管进行调节，改变会水点的位置，来达到用户的要求。
2 在供热系统的检测控制改造技术方面，供热系统智能控制技术的应用
对于供热系统智能控制技术方面，它主要包含了这几个方面。即无线传感技术、智能温控平衡技术、智能变频技术。第一，关于无线传感技术的应用。无线传感技术能在技术上，对能效分析以及智能变频提供相关的保障。以此，使这些数据在传输的过程中，就能实现不同资源的共享，不论是工作者还是用户都能带去便利。当然，对于那些远程式的传感设备，它会呈现出多种传输方式，还能够实现自动调节。同时，在对无线传感技术进行应用的时候，可以配备一些对应的温度传感器。这样就可以在室外温度发生变化的时候，自动进行调节。进而，来使供应水的温度保持在恒定的温度之下。同时，还可以在此基础上，对它进行优化配置，来提高系统管理的效率。第二，智能温控平衡技术。当下，一般情况下，集中供热系统的供热是大规模的。但是，相关的管网水利工程具有其复杂而系统的特点。就当下管网系统运行的现状来看，它存在很多问题，不利于供热系统的监测控制。而智能温控平衡技术便可以对此进行相应的检测控制。它可以借助当下控制理论以及计算方法的力量，来对相关数据进行模拟分析。并在此基础上，对不合适的地方，予以合理的调试。智能温控平衡技术可以减少调节的工作量。更重要的是，它能够尽最大可能使水利工作运行的要求得到满足，来进行检测控制。第三、关于智能变频技术。智能变频技术就是加在供热系统中的智能变频节电装置。它可以對其中的水泵加以改进，使电能得到节约。此外，它还可以使相应的功能因素、负载变化发生波动，来使效率得以优化。但是，在供热系统中，水泵的运行方式并没有发生改变，只是对相关设备进行检查，对负载变化予以对应的跟踪。如果系统中电机输出的功率较低的时候，也会减少对能源的消耗。
总而言之，在供热行业中，对供热系统的监测控制方面进行合理的技术改造，并加以运用有着非常深远的意义。它不仅有利于相应的供热系统在监测控制方面更加完善，使整个系统的运行处于有序的运行之中。更重要的是，它能够使供热企业实现节能减排，缓解能源危机，并减少对环境的污染。同时，从长远来说，它有利于供热企业走上可持续发展之路，在激烈的市场竞争中得以立于不败之地。最后，作者希望本文在给读者带去帮助的同时，也能引起他们对此的展望。
参考文献：
[1]王陆廷.供热系统监测与控制改造技术研究[D].哈尔滨工业大学，2010.
[2]赵立新.供热系统监测与控制改造技术探究[J].河南科技，2014，11：101.
智能控制及应用 篇12
目前,我国正处于社会经济与科学技术高速发展阶段,在这一背景条件下,一方面催生了诸多先进性设备与技术,而在另一方面,也加大了人们对电能的消耗, 给电网企业提出了更高的要求。智能电网作为电网的智能化形式,具有经济性、交互性及可靠性高等特点,其出现无疑给整个电力行业造成了巨大冲击,同时,区别于一般电网,智能电网是以高速、双向的集成通信网络为基奠建立而成,可在充分满足人们用电要求的同时实现电网的高效运行。在智能电网的所有设备当中,智能电表是其最不可或缺的重要设备,而基于电网所展示的优势性,可以预见,智能电网将是未来电力行业的发展趋势,因此,充分认识新型智能电表是十分必要的。
1新型智能电表的特征
与传统电表相比,新型智能电表包括以下几个特征:一是防止他人窃电。由于采用一户一表一卡制,各卡之间无法通用,且融入了逻辑加密元素,因而可对技术性窃电起到防范作用。二是使用寿命极长。新型智能电表电路设计全部经由SMT技术所优化,不但稳定性较高,且使用寿命往往可以达到十年以上。三是能够实现电费的预支与管理,并能在用户欠费前告知用户剩余金额,提醒用户缴费,避免用户因电费漏缴而遭遇停电。四是功耗较低。相较于传统电表的1.7W功耗,新型智能电表功耗仅在0.6 ~ 0.7W功耗之间,大大降低了电网线损。
2新型智能电表的功能
新型的智能电表相比传统电表具有多项新兴功能,其中以便利性最为突出, 一方面,在工作上,有别于传统电表必须人工登门才能完成抄表及电费收取工作, 智能电表采用远程自动抄表系统,无需人工操作即可实现抄表自动化,且在运行正常的前提下可保证抄表零误差,不但准确率极高,同时也显著提高了工作效率, 而用户通过互联网,足不出户即可完成缴费;另一方面,用户在查询用电信息时,无需任何程序,仅需通过智能电表即可在任何时候了解其本人的帐号余额、电量使用情况、历史购电数据及具体电费等相关情况。此外,经由电表数据线上分析,电力管理者可及早发现存在于电力网络系统当中的异常情况,并及时纠正其中存在的问题,以最大程度降低因停电而对用户工作与生活带来的不良影响。
接下来,将对新型智能电表实际中的几个主要功能进行阐述。
2.1双向交互功能
应用智能电表终端,电网管理人员能够经由对应的网络通道提前告知用户具体的停电时间,使用户能有充足时间做好停电准备,最大程度减少停电给用户生活及工作造成的不便。除此之外,用户也能通过智能电表终端获取由管理人员发送而来的电价信息,从而充分掌握其本人电量消耗情况,并可以此为依据制定出科学合理的用电方案,达到节能作用。而对于部分在用电上存在违规行为的用户,可经由智能电表终端向其作出提醒或劝阻,督促用户自觉纠正用电方式,从而确保电力系统始终处于稳定安全的运行状态。
2.2实时监控与检测功能
电力企业通过新型的智能电表,除可及时记录下电力网络系统的异常表现,还可实现对电力参数及电力参数限值的实时监控与检测,而通过对检测得出的数据作进一步分析,可精确判断出目前存在的计量误差与电力故障,从而在第一时间就发现的问题采取相应处理措施。同时,经由数据分析,还可预先对可能发生负荷异常的问题做好防治措施,降低企业电力事故发生机率;而对于电力企业的电能质量与供电状况,智能电表同样可实现实时的监控与检测工作,并能接到所有关于用电情况的投诉,保证电力企业的供电稳定性。除此之外,智能电表还能通过实时的监控检测出线路变化、电表箱打开及计量软件更新等情况,为电力管理部门的违规用电与窃电的防治工作提供依据,保障一般用户的合法用电权益。
2.3智能控制功能
新型智能电表的智能控制功能主要体现在两个方面,一是更改旧有的人工抄表方式,协同远程抄表系统实现自动化抄表,如此一来,在节省人力资源的同时又可避免因人为问题而引发的差错。二是当用户当月电量使用超出限定标准时,智能电网将在经过全面的综合性分析后,对用户该月后续电价作出合理调整,使用户能结合实际情况规划电量使用,如此既能在保证用户用电权利的前提下规范化用电行为,防止违法用电行为的发生,又能达到确保供电企业的经济利益的目的,促进电力企业的健康发展。
3新型智能电表的应用
3.1费控功能
新型智能电表可实现两种方式的费控功能,一种为本地费控,其应用射频卡、 CPU卡等实际介质来实现电表参数设置及完成充值程序,电费计算经由电表自身来进行;另一种为远程费控,其应用载波、 无线等虚拟介质来实现远程售电功能,电费计算经由远程系统来进行,如某商城为降低家电运行过程中耗费的大量电量,启用智能电表中的远程费控功能,使家电能够自动根据营业时间的变化而运行或关闭,如此既省去了人力操作带来的麻烦, 又达到了节能目的。
3.2阶梯电价
通过智能电表,用电管理部门可设置阶梯电价,并依据阶梯使用程度来收纳电费。对于一些钢铁企业而言,由于是用电大户,因而每年的耗电量成为制约企业发展的主要因素之一。为了减少用电成本, 钢铁企业可与当地用电管理部门协商沟通,利用智能电表的电量自动调整功能实现分时电价控制,从而达到合理分配电力的目的,推动企业的经济效益。
4结语