工业控制领域（精选12篇）
工业控制领域 篇1
随着社会经济的发展, 我国的工业水平也在不断提高。将现代电子技术应用于工业生产中, 能够极大地提高工业生产效率。很多企业已经根据实际需要改造了生产线, 希望能够将电子技术融入其中, 以节省人力资源, 节约成本。所以, 工业生产领域的电子技术应用是非常重要的, 而国家也非常重视这方面的发展。受历史因素的影响, 我国的科技和经济起步较晚, 工业控制自动化水平与发达国家相比差距较大。但是, 改革开放以后, 随着科学技术的发展, 这种差距相对缩小了。近年来, 我国更加重视电子技术的发展, 并出台了一系列的优惠政策, 扶持和鼓励电子技术领域不断发展。
1 我国工业控制领域的实际情况
1.1 工业控制的发展
西方发达国家经过两次工业革命后率先进入了工业时代, 将机械设备运用到了生产过程中, 有效地提高了生产效率, 推动了社会经济的发展。西方国家在工业革命时, 我国正处于自然经济状态, 生产效率非常低下。新中国成立以后, 很多人都真正地认识到了工业对国家进步和发展的重要性。为了满足实际需要, 我国引进了先进的技术和设备, 希望通过引进的技术、设备有效推动我国经济的发展。这种方式在一定程度上提高了我国工业生产的实际效率。但是我国自主研发的技术比较少, 实际的工业水平并没有得到真正的提高, 特别是在使用先进技术和设备时, 由于技术人员的素质比较低, 当设备出现故障时, 无法及时解决设备故障, 必须花高价请外国技术人员来解决问题, 这大大地增加了设备的维护成本。进入21世纪, 我国的工业水平和经济水平显著提升, 电子技术的产生、发展和应用在一定程度上推动了工业自动化的发展。将各种电子设备加入工控流程中, 用它代替了许多纯机械装置, 极大地提高了生产效率。在整个控制过程中, 不需要工作人员操作, 仅需要非常少的技术人员监控和维护设备。
1.2 我国工控领域的电子技术水平
21世纪以后, 我国在工业领域也取得了一定的发展, 但它对经济发展起到的促进作用在不断减小。要想更好地提高我国的经济水平, 就必须重视先进电子技术的使用。电子技术在工业控制中的应用能够很好地实现自动化生产, 对工业水平地提升非常重要, 从某种程度上讲, 电子技术的发展水平已经成为衡量国家技术总体水平的标志。就目前的情况而言, 我国已经超越了日本, 成为了世界第二大经济体, 而我国的技术水平和整体经济水平也都有了很大的提升。但是, 就尖端电子技术而言, 其与发达国家相比还存在较大的差距。比如, 我们经常见的电子技术产品, 绝大多数都是国外生产的, 而我国要想将这些先进技术和产品应用到工业控制领域中, 就必须从国外引进, 这种情况严重影响了我国电子技术水平的发展, 也制约了我国工业水平的提高。
2 工业控制领域中电子技术的应用
2.1 提高工业生产效率
电子技术最大的特点就是能够将特定的程序写入电子设备中。在实际工作中, 电子芯片可以自动地按照写入的程序工作。在这种情况下, 工作人员可以利用电子芯片控制与芯片连接的设备, 从而实现自动化生产。电子技术的应用与过去的机械设备操作相比, 能够很好地提高实际的生产效率。电子芯片和人不一样, 它不需要休息, 只要通电便能工作, 这样, 工厂就能够实现24 h不间断生产。如果将电子技术运用到工业控制中, 能够减少工业生产过程中人员的使用率, 在很大程度上降低了由于工作人员增加而产生的成本。虽然可以将电子技术引入工业控制中, 但是, 在改造初期需要较多资金。从长远的角度考虑, 这种技术的应用能够很好地提高企业本身的社会、经济效益, 特别是对企业的可持续发展具有更加重要的意义。我国已经有很多企业利用电子技术改造了工业控制流程, 并取得了非常好的成果, 有效地提高了企业的实际生产效率, 节约了成本。
2.2 提高工业加工精度
对工业生产而言, 其工业水平在一定程度上是由加工精度决定的。甚至可以说, 要想真正地提高工业水平, 最为重要的就是提高生产和加工工艺的精度。在生产过程中, 如果是由人操作机械, 那么, 其工业加工精度就是由人掌握的。但是, 人眼识别的精度是非常有限的。通过相关的研究和调查发现, 现在很多设备生产的精度已经到了纳米级别。面对这种情况, 仅由人来操作机械设备无法真正满足工业加工的实际需要。如果将电子技术运用其中, 就能够很好地解决此问题。运用电子技术之后, 整个生产过程都由电子芯片及其外围电路控制各种设备的执行机构, 在生产时, 仅需要根据需求来编写控制程序, 便能够通过程序实现生产自动化, 只要保证加工精度在生产设备的控制范围内, 便能够通过相关程序设置加工精度。通过上述研究发现, 使用电子技术能够提高工业生产和机械加工的实际精度。
2.3 降低成本
随着社会的进步和发展, 仅仅依靠设备和人力已经无法满足工业生产的需要, 而应用电子技术, 能够很好地提高实际生产效率和精度。引入网络技术、计算机和通讯技术实现工业生产的分散化、智能化, 有利于人们掌控生产环节, 这对降低生产成本有非常重要的作用。
3 结束语
随着社会的进步和科学技术的发展, 我国的经济水平有了明显地提升, 已逐步入了信息化时代。在信息化时代, 电子技术是基础, 电子技术在工业领域的应用能够极大地提高工业生产效率和加工精度, 有效地降低生产成本。目前, 我国电子技术的水平与发达国家相比还有很大的差距, 有很多需要提升和研究的地方。这就要求相关人员在重视国外先进技术和生产经验的同时, 必须加大对本国电子技术的学习和研究力度, 从根本上挣脱技术制约, 改善我国的工业自动化程度, 与发达国家看齐, 进而达到世界领先水平。
参考文献
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工业控制领域 篇2
在当前电气控制中，最主要是继电器控制（接触器及其分立元件的电子线路来实现）。但是随着生 产力的发展和这几年科学技术的进步人们对所用的控制设备不断提出新的要求，要求设备更加通用，灵活，易变，经济，可靠.电子和集成制造技术的不断的发展和控制理论的不断完善，特别是计算机技术的诞生和发展，使工控装置在飞速发展，几乎是几天就有一种新产品出现。产品的更新换代的周期在不断的缩短。
以电气传动自控装置的发展，主要有以下几点：
1.继电接触器控制系统产生，是自控的开端它有为数不多的继电器，接触器和保护
元件等组成。这种控制系统是为实现苜一种专门控制要求而设计的，如各种传统的机床电路，通过电器元件之间的固定连线构成控制电路。它简单，经济，成本低，适用于动作比较简单，控制规模小的场合，曾一度占据工业控制的主导地位。但是它在动作复杂，规模较大的场合，暴露出明显的缺点:体积庞大，耗电量高，接线复杂，可靠性差，维修困难，而且难以适应更改的控制要求。
2.可编程控制器是微电子技术，自动控制技术和通信技术相结合的一种新型的，通
用的自动控制装置。由于它功能强，可靠性高，使用灵活方便，易编程以及适合工业环境下应用等一系列优点，可以直接方便用于机械制造，冶金化工，电力 交通，轻工，环保 等各行各业，即可用于老设备的技术改造，也可用于新产品的开发。尤其是近几年来PLC在工业自动化，机电一体化，传统产业技术改造等
3.方面应用越来越广泛，成为现代工业三大支柱之一。变频器不仅可用于鼠笼型异步电动机调速，而且也可以用于其他交流电动机调
速，从工厂设备到家用空调都可以采用，在节能，减少维修，提高产量，保证质量等方面都取得了明显的经济效益，到目前为止，变频器和PLC一样广泛应用于各行各业，而且应用领域正在不断扩大。
PLC在控制领域的发展潜力探究 篇3
关键词：控制系统；PLC；自动化
前言
随着现代社会计算机技术的进步和发展，工业自动化与智能化越来越成为发展主流，PLC系统也在这个发展过程中得到了不断地发展与完善，而PLC作为实现工业现场自动化程序控制的主要手段，不管是在开关量和模拟量控制方面、还是在定位控制方面、还是在网络控制方面，都拥有巨大的优越性，也正是因为它在许多企业的自动化控制系统中的应用，使得相关行业的发展取得了质的飞跃，提高了企业效率，大大推动了社会的发展，有着巨大的发展潜力，本文将对PLC的发展潜力进行探究，希望对PLC技术的发展与完善有所裨益。
1.PLC在自动控制领域中的发展现状
随着现在科技的不断更新，日新月异的科技产品在不断的更新市场，plc无疑也是跟随市场和科技的脚步。Plc在很多方面都有了巨大的发展，从而逐渐进入了控制领域中。目前，plc曾从最初的一位机不断延伸创新到如今的十六位和三十二位的微处理器构成的微机化pc，并且如今的plc在自动化控制领域中完美的解决了机器只能停留在对单一处理器的单一通道处理中。到目前为止，plc主要是控制外部系统 的。例如：单个机器，机群或者是一个生产的过程等。Plc在控制系统的规模可分为微型，小型，中型，大型，巨型五种。这是根据不同的需要而生产出来的。现在plc的典型产品还是以国外的为主，例如：（施耐德，罗克韦尔，西门子还有日本的一些公司）国内的为辅（生产厂家大约30家，但没有大规模的生产能力和品牌产品）。plc在第二次工业革命时期得到了大幅度的发展，对于整个世界来说plc的年增长率在20%到30%之间不定。随着工业自动化的发展plc在自动化控制领域的发展不断壮大，但进年来plc在工业发达的国家已经趋于饱和状态，所以增长速度不断放缓。然而Plc在我国的生产虽不成规模，但在使用情况来看的话，plc的影响力还是挺广泛的，在我国主要是实现自动化控制方面。如今在中国等发展中国家的增长及其的快速。相关资料显示，plc的自动化控制方面在全球来说占据着十分重要的位置。长期以来。Plc的中心一直都在工业自动化控制领域，它提供了及其放心的控制应用给各种各样的自动化控制装备。但现在工业中的pc给plc的自动化控制领域带来了不少的冲击，plc还需依靠运用科技来缓解pc带来的冲击。目前，plc要首先解决的问题来自于新技术的运用，系统的开放性还有价格等方面。
2.未来发展潜力
随着PLC技术在控制领域的日益扩大，PLC在控制领域的应用技术与产品结构也在不断改进，功能也越来越完善，且经济性越来越高。
（1）在PLC产品的规模方面，呈双向发展趋势。首先，在工业控制方面，应单片机控制的小型系统十分常见，因此PLC产品应当继续发展速度更高、性价比更高的小型和超小型PLC产品。第二，随着工业化进程的加快、工业技术不断发展，微处理器与计算机技术不断被融入到控制系统中，庞大的信息量使得用户对PLC的信息处理能力与存储器的容量的要求不断提高，且复杂系统控制本身要求也在不断提高，因此生产厂家也应当发展大型的具有高速度、大容量、技术完善的大型PLC产品。
（2）完善PLC网络控制系统。伴随着互联网技术的发展，计算机控制系统也在不断完善，而PLC网络控制在这样的发展背景下成为了当前控制系统和PLC技术发展的潮流。当今，PLC联网通信技术已经被广泛使用，例如PLC相互之间的联网通信，其与上位计算机之间的联网通信。为了使PLC网络控制系统更加完善，加强PLC联网通讯能力，PLC生产厂家不仅要注发展自己的通信模块与通信如软件，也应当相互协商，为网络通讯定下一个统一的标准，以使PLC网络通讯系统更加强大。
（3）向模块化与智能化发展。如今工业自动化系统的种类越来越多，为了满足不同系统的不同需要，PLC的生产厂家应当不断研发新器件与新模块，如输入/输出模块（I/O）、温度控制模块与检测PLC外部故障的专用智能模块，并且可以结合计算机高级语言的编程算法与程序设计思想设计出功能较强性能较优的模块应用程序，这样的程序不仅清晰同时也具有较强的通用性。而这些模块的开发和应用不仅强化了PLC的功能，扩展了PLC的应用范围，还提高了自动化控制系统系统的可靠性。
（4）促使编程语言种类和编程工具向多样化、标准化发展。若想促进PLC在控制领域的发展，那么不仅要发展硬件，更要注重软件的发展，软件技术是整個系统的大脑与核心。编程语言庞大复杂且种类繁多，各种编程语言的互补与发展也越来越成为PLC软件发展的一种趋势。如今PLC的制造商应当不断提高硬件及编程工具的功能，不断对产品进行更新换代，丰富产品的种类，使PLC产品的硬件越来越完善，同时也日益向MAP（制造自动化协议）靠拢，使PLC的基本部件，包括输入输出模块、通信协议、编程语言和编程工具等方面的技术规范化和标准化。
3.结语
经过对PLC控制系统的探究，对PLC技术的专业内容有了更深入的理解，同时认识了如今PLC在控制领域中的发展状态，PLC技术随着科技的进步不断提高，功能也在持续完善，尽管PLC已广泛应用到工业自动化控制中且极具发展潜力，不过在工业生产应用中PLC控制装置仍存在一些需要注意的问题，因此我们必须解决这些问题并提高PLC的技术水平，使其能够在各种生产环境进行工作，提高PLC的应用水平。
参考文献：
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数字播出领域的响度控制 篇4
本文介绍了TC与蒙特利尔的麦吉尔大学共同进行的响度研究结果, 并且通过ITU和EBU的标准化工作的实施过程, 详细说明用于单声道、立体声和5.1信号的共同的全球化的实时响度测量标准。
我们会给出关于处理多种节目格式 (HDTV、SDTV、手机电视和网络等) 的联播时, 采用数字播出时利用响度和语言可懂度的自动化控制进行工作的实例。在电视领域里终端用户更多的投诉不是在视频上, 而是在音频上, 尤其是在数字传输状态下音视频同步的问题是投诉的第一个问题, 更多的是关于响度跳跃的问题, 尤其是在电视台不同频道间变换以及同一个频道内的正常电视节目到广告的变换, 响度问题不同于电平问题, 响度问题更多的是跟主观相连的问题。
一介绍
DTV可以携带更加生机勃勃的音频信号。生机勃勃意味着更多的通道数目, 更宽的动态范围和更好的频率响应。举个例子来说, 电影上映时在音频和视频方面都不会有过多的损失, 观众看到的影片基本上与录音棚里混音、剪辑完成的电影差不多。但是, 当播放影片的环境发生变化时, 就像视频需要色彩空间、频率和量化的纠正一样, 音频也需要做一些优化处理。
根据研究, 消费者有一个适当定义的动态范围忍耐度, DRT。当平均电平处于一定的界限内, 句子或者音节 (组成发言的词) 才会被听音者正确地识别, 音乐中的主要乐器才会被听到;突发的干扰, 例如响度效应、失真或者其他不可预知的声音才不会发生。如果电平的波动范围经常超出这个可容忍的范围, 那么听音者就会感觉到烦躁。DRT就被定义为被选定的平均范围加上峰值电平储备。
DRT依赖于消费者的听音环境, 不同听音环境下的消费者动态范围忍耐度的具体细节参看图1。在有非常严重的背景噪声的情况下, 例如在不同的交通工具中或者都市喧闹的环境中, 对于音乐或者语言节目制作来说, 再现没有失真、不会损伤听音者耳朵, 并且有宽阔动态范围的信息就成了一个挑战。需要注意的是, 与限制过多的声音比起来, 听音者通常更加不接受过宽的动态范围。
参看图1, 电视播出节目素材的目标群通常处于客厅或者厨房环境中。我们认为这种类型的素材有一个普通的广播动态范围特性。商业广告和消费者的CD通常有一个更加苛刻的动态范围, 因此在电视节目播出中, 他们听起来响度更大, 这是因为对这类节目的标准化控制只基于峰值电平。我们认为这种类型的节目有更紧张的动态范围特性。
相反, 电影制作的目标是一个完全不同的听音环境, 这个环境更加安静并且还可以放出较高的响度。这种宽动态范围的制作也包括古典音乐。我们认为这种自然的声音有温和的动态范围特性。
总之, 广播节目制作需要寻求一个适合大多数消费者听音环境的最佳方法。在不同节目源之间, 与电视节目消费者需求差别最大的就是电影素材。若想在民用的听音环境中播放电影, 并且不损失过多的细节或者不让影片中较响的部分失真的话, 我们需要将低电平信号提升12dB～20dB, 峰值电平限制12dB～16dB。
二定义响度
与电平不同, 响度是主观的。听音者对决定性因素——声压级、频率内容和持续性的衡量是不同的。因此, 尽管在同种族中, 对声音响度的定义也呈现出一个不同听音者的差异性 (BLV) 。同时, 不同的年龄、性别、文化背景也会进一步地增加这种差异性。而且, 同一个人对于响度评估也只是在一定程度上呈现出一致性, 这要依赖于在一天中的某段时间、情绪和注意力等。这种差异性称为同一听音者的差异性。
由于差异性的存在, 通常的响度测量只有在以大量的主观参考测试和静态统计为基础的情况下才有意义。多年来, ITU一直都在以下几个方面进行研究:可以避免过载的表头特性;能指出主观响度的表头特性;能高效使用的表头显示特性;评估表头表现和显示特性的方法。他们采用主观听音测试的办法, 来找出可以对不同音频片段能有最佳电平描述单位响度模型。这样就使得设计出一种对于不同长度的音频片断只激发一个平均值单位的简单电平指示表成为可能。这个测试提出了一个接近C计权的相对简单的Leq测量方式, 称其为“Leq (RLB) ”, 在一定的条件下, 这是一个好的响度预告器。
与麦吉尔大学合作, TC主持进行了一个额外的听音测试, 用来设计一个同时适合短期和长期测量的更加精确的响度模型。我们认为只用一个数字来描述整个节目的电平差异的方法过于简单而且达不到预期设计实时表头目的, 因为不同动态范围的节目或者音频片断可能被分配到相同的数值。
图2是一个使用了大范围广播音频素材对响度模型 (它们的名称在图表的底端) 进行的评估。图表左边的响度模型比图表右边的响度模型更贴近于人耳对响度的反应。在图表顶端的红色指示, 代表测量出来差别高于6dB的音频片断的数目, 数字越高代表表头的反应越差。
新的测试为评估不同的响度模型提供了一个稳固的基础。组合数据的使用, 使在评价语言、音乐和效果时采用不同模型成为可能, 从而在一定程度上扩展了ITU测试的局限性 (良好地控制语言) 。测试结果的总结在图2中体现出来。这个评估测量法推荐了分成多个级别的一组响度模型。稍微令人吃惊的是, 三种被广泛使用的响度测量方法, Zwicker模型、Leq (A) 和Leq (M) , 不能被推荐作为一个标准, 而且将被排除在任何一个等级之外。表现最差的模型就是Leq (A) 和Leq (M) , 这两个模型在一些声级计和信号分析仪中采用, 并且应用于广播和影院响度测量。值得注意的是, 上面提到的三种模型的表现都不如采用PPM表进行测量 (IEC268-10) 。
因此, 找出了一个简单的Leq (RLB) 最为一个基础测量方法, 它可以成为标准响度模型的基础。TC和其他的厂商被要求制定一个分级标准, 这样比Leq (RLB) 更加精确的模型就可以应用于要求更加苛刻的应用环境中。
ITU发布了BS.1770有关响度的标准Leq (RLB) , 现在BS.1770取得的衡量测算经过上万人次不同样本在不同状态下的测试, 标准错误的公差在0.8个dB, 同时这个标准也被其他的第三方组织采用, 比如说ART是一个德国的标准组织, 还有杜比公司、TC公司或者是其他第三方公司, 基于这个测量的基础上有它自己的调整, 但大家都公认这个方法是目前最为客观的一个测量方法。
BS.1770响度的标准主要是两部分, 一部分是响度, 一部分是真实峰值, 关于响度这块是一个测量方法在单声道、立体声5.1, 无关乎你用的是哪一种音频格式, 是立体声还是单声道它都适用, 可以通过基于这种测量的结果来做整体电平偏移的调整, 相比于以前我们用的峰值电平测量方法, 现在我们有一个新的方法叫做真实峰值的电平, 更多的是基于数字音频时代出现的问题, 真实峰值不是调整整体的电平偏移, 而是避免过载的问题发生。主要的问题是现在国际上会探讨响度跳跃的幅度有多大, 有很多其他公司, 比如杜比在2003年在“Comfort Zone” (舒适区间) 的报告里也做过类似的调查, ITU的观点, 在2003年杜比做这个调查的时候BS.1770的衡量标准还没有正式发布, 纯粹基于对白响度的判断不是完全客观的, 比如在一个广告里突然一个爆炸声以后, 再把它调整到正常电平里, 这种时候不是完全取决于对白响度的。
AES 2009年的报告里, 一个新的研究是完全基于BS.1770的标准, 它包含了比之前杜比做得更多的相对于对白响度的调查, 它覆盖了更多种类的广告、戏剧、新闻、流行音乐、电影, 涵盖了所有可能的资源, 所以这是一个更为客观标准响度的报告。有50%的测试者在同一个频道内一个节目切换到另外一个节目的时候, 如果响度增加3个响度单位或者降低6个响度单位, 他们就会去调整手里摇控器音量的控制键, 相对于之前测试的结果, 95%的测试者会在增加5个响度单位或者降低8个响度单位的时候调整手里的摇控器。结论就是说任何类型的声源片断都可以导致电平响度的调整, 而电平响度的降低相对于响度的增加更容易导致电平的调整, 所以我们认为如果它能跟更广泛的响度范围测试连接起来是更客观的方法。
在欧洲, EBU新的响度标准R128解决的问题是怎样能够避免在同一个频道节目间响度跳跃的时候, 同时避免过度地处理这个声音的片段, 要在最开始的制作端设定一个统一的目标响度值, 如果我们设定了一个目标响度电平是-23LUFS, 如果测量出来实际响度的值是-28, 你可以知道怎么样增加5个dB的增益, 达到目标电平。现在对BS.1770的标准做了新的修正和提高, 解决的问题是不光BS.1770能够更好地衡量一个比较窄范围的响度, 比较窄响度范围的声音的片断, 也能够更好地衡量很宽范围的不同响度声源的片断 (参考AES127编号的论文) 。总而言之, EBU最后的结论是在BS.1770的基础上加了一个相关的衡量门。
EBU得出来的结论是一个相应的响度在-10和-6响度单位之间的设置, 对提高标准化电平的测量结果意义非常重大, 最后设定的这个值是-8门限的位置, 而且在进一步的测试当中。与此相关在日本是完全独立的第三方的验证结果, 被ARIB (ARIB相当于NHK的组织) 独立验证的结果也支持了设定一个相关的响度门的方法, 这是非常重要的, 由各方独立的机构验证同一个事情, 而不是由一个公司主导更多的从商业角度出发的结果。
EBUR128响度标准是基于国际电台BS.1770做了一个提升的改进, 相比于1770最低标准, 它做了更合理的设置。基于EBU R128响度衡量的标准在一个响度表头上所反映出来的响度的变化, 任何一个响度表头的生产厂家都可以应用R128来做计算和衡量。最外面一圈显示的是它顺时响度值, 雷达表中间设定的是显示每个片断不同频率的响度值, 中间绿色部分说明它的响度是合适的, 上面的-24设定的是目标响度值, 黄色的部分是说明响度已经过响了, 如果是下面靠中间的蓝色和浅绿那部分说明过弱, 这个地方显示的是43秒时间片断内平均响度电平是-22.5的时间, 你也可以任意设定衡量的时间值, 通过这个表可以非常清楚地反映出人主观对于电平值的反应和它在你设定了目标响度电平之间的差的情况。刚开始的黄色部分已经超出了目标响度电平, 而在结束的时候稍稍低于了目标响度电平-24dBFS。
应用EBU R128的标准对于电视行业工作者很重要, 高清电视对声音和视频都有非常高的要求, 在这个范围里达到很高质量的声音标准是没有问题的, 但对于标清的电视或者是手机电视而言, 你要想有宽动态范围的同时有很好的响度控制结果就不是那么容易了, 如果设定一个目标响度电平值, 比如说欧洲标准是-23dBFS, 要想控制平均电平, 不管是在任何一个平台上都是相对容易的。一旦设定目标响度电平值以后就可以关注在制作上, 而在传输过程当中它可以自动地按照你的目标响度电平去调整它的响度范围, 不管它是在标清上还是在手机电视上。在手机电视上也可以根据目标响度电平跟手机电视上的声音做5个dB额外增益的调整, 可以保证在手机电视上也有非常好的声音。
关于很多高清节目里都使用了AC-3的声音标准协议, EBU认为在标准电平的问题上应采用R128, 比如说现在EBU设定的目标响度电平是-23dBFS, 但也可以是其他你们认为合适的电平值。同时也能够很好地保护在AC-3里的声音片断, 不至于在峰值上出现过载的现象, 比如低于5个dB或者低于3个dB各种情况出现。
三电视台控制响度和音频格式的策略
在模拟电视的时代已经出现了不同节目和不同电台电视台之间电平的跳跃现象。当高清电视开始准备播出在动态方面有更大差异电影的时候, 这个问题将更加突出。电影的动态范围要远远大于民品消费者的听音环境的动态范围。因此, 我们必须对电视台或者用户接收端的动态范围加以限制。就像图1中指出的, 动态范围的转化应该涉及到信号中过分轻柔和响度过高的部分。
理想的状态是, 应该在接收端进行动态范围的重组, 这样可以在最大程度上适应各种听音环境。元数据在这时会发生一定的作用, 例如, Dolby AC-3就提供了一些这样的功能。但是, 播出所需要的最佳的动态范围却超过了AC-3解码器的动态范围处理能力。AC-3编码器的动态范围控制是可以接受衰减或者提升最多6dB的动态范围, 但是为广播电视播出电影需要的动态范围处理要远远高于这个范围 (见图1) 。如果这么大的一个动态范围纠正的工作只留给AC-3解码器来处理的话, 那么宽带范围内增益的改变将可以被观众听到, 特别是虽然我们不希望这种现象出现, 但是它还是无法得到控制 (因为在信号控制时采用了不连续的时间间隔) 。同样, 电影和音乐的动态范围纠正需要多段处理的结构, 这样就不会牺牲节目语言的可懂度, 或者为音乐增加过多的频谱互调失真。图4总结了两种在DTV节目制作的素材接收、制作和传输的过程中, 进行控制响度、动态范围和音频格式处理的不同方法。
图4中的第1张系统图, 接收门 (i1) 用于对导入的节目进行标准化处理, 使它满足电视台DTV传输的可允许动态范围。在接收的下一级处理过程中, 不需要处理元数据, 这一部分的处理可以被放弃。5.1声道的节目可以独立地进行制作或者可以通过立体声节目上转的方式进行5.1节目的制作。如果在转播车或者其他现场制作中, 需要进行数据压缩的话, 那么, 这一部分的制作可以处理为独立的编码/解码的过程。传输门 (T1) 担当了节目之间结合的实时响度纠正器, 并且为ATV和网络广播进行进一步的动态范围和节目格式的处理。DTV的传输数据压缩要根据各地区的标准, 并且同时传输只有改变音频格式时才会被改变的元数据 (例如从立体声上转为5.1) 。今后, DTV将会上转为5.1声道的播出 (例如体育和游戏节目等) 。这是EBU推荐的平台, 只是在最后的端才做AC, 如果需要AC-3的话做AC-3编解码的处理, 可以使整个电视的平台上系统保持更大的灵活性, 可以适应于将来可能出现的变化。服务器是非常好的结构或者位置, 可以把很多的数据都存储在服务器上, 将来可以直接在服务器上基于文件去做响度之类的处理, 而不用在整个链路上做响度的处理, 如果依赖于元数据的处理, 元数据带宽发展的情况从1995～1997年在20个月内已经成倍地增长, 随着时间的增长它的数据库会变得越来越大。
参考文献
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工业控制领域 篇5
长期以来，传统陈旧的发展模式和思路，在我县一部分人的头脑中形成了一些错误的观念和认识。一是“节能减排与地方工业发展不够相互矛盾论”。有的人认为，凡是那些高能耗、高物耗、高污染的地区，工业都相对发达，人民都相对富裕，而是资源大县、经济穷县，足以说明我们目前工业化程度还很低，换句话说，高能耗、高物耗、高污染的企业还发展的不够。二是“节能减排与扩大企业生产成本互为消长论”。按照国家环境保护标准，推进节能减排，建立节能减排基础设施，无凝需要大量资金投入。而在现有技术条件下，肯定要增加企业的生产成本，进而会直接影响到企业市场竞争能力的发挥和地方经济的快速发展。三是“节能减排与减少地方财政收入不可协调论”。在推进节能减排中，要落实各级的优惠政策，让利于企业，对地方财源建设会直接或间接产生一定影响。因此，一部分人认为，“投资上去了，经济效益下来了”，“节能减排做好了，地方财政收入减少了”。
笔者认为，推进资源节约，保护生态环境，既是坚持科学发展和构建和谐需要，也是实现好、维护好、发展好全县人民根本利益的需要。因此，必须走出上述认识的“三大误区”，围绕节能减排正确处理好五个关系。一是处理好与坚持走新型工业化道路的关系，把推进新型工业化与节能减排有机统一起来。二是处理好与传统产业发展的关系，加快传统产业改造步伐，通过对传统产业进行先进、适用的技术改造，使其逐步达到节能减排目标。三是处理好与高新技术产业发展的关系，用循环经济的理念来规划、发展高新技术产业，最大限度地减少经济发展对资源的依赖度，在高新技术产业和传统产业间、不同行业的高新技术产业间实现循环和利用，通过高新技术产业发展来促进节能减排。四是处理好与提高经济效益、改善生态环境的关系，将保护和改善生态环境作为发展的前提条件，从节能降耗中求发展，从保护环境中求发展。五是处理好当前与长远、局部与全局的关系，把眼前利益与长远利益统一起来，把企业、地方的局部利益与国家的全局利益统一起来。
推进工业领域的节能减排，必须标本兼治，多管齐下。从实际出发，当前应从四个方面采取措施，狠抓落实。
第一，抓好宣传培训。广播、电视、报纸、网站等宣传部门和有关社会团体要组织开展形式多样的节能减排宣传活动，广泛宣传节能减排的重要意义和先进典型，弘扬勤俭节约的精神，曝光浪费能源的现象，营造“节约资源，保护环境”的浓厚氛围。教育部门要将节能减排知识纳入基础教育、职业教育培训体系，在各类学校开展能源、资源、环境、国情和节能减排教育。各级工会、共青团组织要重视和加强广大职工特别是青年职工的节能减排教育，广泛开展节能减排合理化建议活动。科协部门要围绕节能减排开展系列科普活动，并对重点能耗排污企业实行技术、管理、统计等培训，大力倡导科学用能、节约用能、减少排污、保护环境的新风尚，使节能减排成为每个公民的良好习惯和自觉行动。
第二，强化目标管理。建立节能减排目标管理责任制和严格的评价考核体系。工业主管部门要制定“十一五”期间工业生产的节能减排总体规划，并逐项分解工业企业节能减排考核目标。要落实严格的目标责任制，加强监督检查，建立重点能耗排污企业公报制度，每年对重点能耗排污企业计划执行情况进行公布。建立科学的考核体系，把节能减排指标纳入经济社会发展综合评价和目标责任考核体系。与此同时，政府要对在节能减排管理或节能减排科学技术研究、推广方面成绩显著的单位和个人给予表彰和奖励。对违反国家节能减排法律法规、严重浪费能源、污染环境的行为，要依法追究相关单位和人员的责任。
第三，突出重点领域。抓好重点行业节能减排。突出抓好特色选冶、林产化工和建材生产等重点耗能排污行业的节能减排。矿产加工业：采用节能减排新工艺、新技术，提高加工利用水平，加快延伸产品链条，增加品种，提高质量，促进产业升级换代。力争到“十一五”期末，矿产加工业万元增加值能耗下降15以上；主要污染物排放量下降21以上。建材生产业：积极发展新型干法旋窑水泥或新上水泥粉磨站，逐步淘汰技术落后的立窑水泥生产能力，到“十一五”末全县新型干法水泥比例要达到70以上。要加快推广使用废渣砖、砌块砖、页岩砖等墙体材料的生产技术，加强工业炉渣、煤矸石、粉煤灰等工业废渣的开发与利用。力争到“十一五”期末，建材产业万元增加值能耗下降20以上，主要污染物排放量下降25以上。林产化工业：发挥资源优势，以集约化、精细化为方向，促进林产化工、黄姜加工等产业延长产业链，实
现集约发展。力争到“十一五”期末，林产化工业万元增加值能耗下降18以上，主要污染物排放量下降21以上。抓好重点企业节能。突出抓好年能耗在5000吨标煤以上、年废水中的主要污染物排放量在46吨以上和废气中主要污染物排放量在80吨以上企业的节能减排。同时，要实施“百家企业节能减排行动”，督促和引导百户重点企业制定节能减排规划，加快节能减排技术改造，调整产业产品结构，加强节能减排管理。
第四，严把源头关口。在项目建设管理上，要严格执行“三个一律不批”。即：“不符合环境法律法规、国家产业政策的项目一律不批；规划、布局不合理的项目一律不批；达不到污染物控制总量要求的项目一律不批”。要坚持以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、安全有保障、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路。要加快发展高新技术产业，努力培育和开发一批拥有自主知识产权和品牌的产品及项目。大力发展先进制造业、新型建材业和农产品加工等特色产业，提高工业附加值率，确保经济总量提高、资源消耗下降。运用高新技术、先进适用技术改造传统产业。以增强技术创新、产品开发和精深加工能力为方向，提升设计、制造、装备和管理水平，提高产品质量和档次，推动传统产业优化升级，实现节能减排。严格控制新建、扩建、改建高耗能、高污染项目，把节能减排标准作为项目标准和备案的强制性门槛，遏止高耗能、高污染行业过快增长。强制执行国家《产业结构调整指导目录》，利用规划控制、土地征用、节能监管、环保达标、信贷杠杆等措施，加快淘汰列入目录的落后工艺技术、装备和产品。对高能耗产业中的高污染、低效益企业，要制定计划，有步骤地实行“关、停、改、转”。不按期淘汰的企业，要依法责令其停产或予以关闭，依法吊销排污许可证和停止供电。属生产许可证管理的，依法吊销生产许可证。积极推进企业联合重组，提高产业集中度和规模效益。
总之，只要我们坚定不移地贯彻落实科学发展观，齐心协力，真抓实干，我县工业经济的节能减排一定能够取得实质性成效，就能为实现“科学发展、开放发展、创新发展、和谐发展”目标作出新的更大贡献。
现集约发展。力争到“十一五”期末，林产化工业万元增加值能耗下降18以上，主要污染物排放量下降21以上。抓好重点企业节能。突出抓好年能耗在5000吨标煤以上、年废水中的主要污染物排放量在46吨以上和废气中主要污染物排放量在80吨以上企业的节能减排。同时，要实施“百家企业节能减排行动”，督促和引导百户重点企业制定节能减排规划，加快节能减排技术改造，调整产业产品结构，加强节能减排管理。
第四，严把源头关口。在项目建设管理上，要严格执行“三个一律不批”。即：“不符合环境法律法规、国家产业政策的项目一律不批；规划、布局不合理的项目一律不批；达不到污染物控制总量要求的项目一律不批”。要坚持以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、安全有保障、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路。要加快发展高新技术产业，努力培育和开发一批拥有自主知识产权和品牌的产品及项目。大力发展先进制造业、新型建材业和农产品加工等特色产业，提高工业附加值率，确保经济总量提高、资源消耗下降。运用高新技术、先进适用技术改造传统产业。以增强技术创新、产品开发和精深加工能力为方向，提升设计、制造、装备和管理水平，提高产品质量和档次，推动传统产业优化升级，实现节能减排。严格控制新建、扩建、改建高耗能、高污染项目，把节能减排标准作为项目标准和备案的强制性门槛，遏止高耗能、高污染行业过快增长。强制执行国家《产业结构调整指导目录》，利用规划控制、土地征用、节能监管、环保达标、信贷杠杆等措施，加快淘汰列入目录的落后工艺技术、装备和产品。对高能耗产业中的高污染、低效益企业，要制定计划，有步骤地实行“关、停、改、转”。不按期淘汰的企业，要依法责令其停产或予以关闭，依法吊销排污许可证和停止供电。属生产许可证管理的，依法吊销生产许可证。积极推进企业联合重组，提高产业集中度和规模效益。
工业控制领域 篇6
关键词：电力拖动 交流调速 节约能源
在工业工程中，对于可调速的电力拖动系统来说，根据采用何种电流制型式的电动机实现电能与机械能之间的转换，进而在一定程度上将其划分为直流调速系统和交流调速系统。所谓交流电力拖动，通常情况下就是通过交流电动机实现电能-机械能之间的轉换，并且在一定程度上通过控制电能，进一步产生需要的转矩和转速。
通过研究分析电力拖动的发展过程，在各个工业领域并存着交直流两种拖动方式。在各个不同的时期，由于科学技术的影响和制约，它们所处的地位存在一定的差异，但是随着工业技术的发展，它们也在不断地进步，尤其是他们之间的竞争随着电力电子元器件的发展而变得异常激烈。二十世纪上半期，由于直流拖动具有良好的调速性能，所以在八十年代以前，高性能可调速拖动都采用直流电力拖动。直到二十世纪60～70年代，随着电力电子技术的飞速发展，进而在一定程度上能够实现电力电子变换器交流拖动系统，在工业发展中，高性能的交流调速系统得到广泛的应用，同时将电力拖动应用技术推向新的高度。
但是在生产技术方面，尤其是在精密机械加工与冶金工业生产方面，在静态特性（起制动、正反转、调速精度、调速范围等）与动态响应方面对电力拖动提出更高的要求。在技术方面，与直流电力拖动相比，实现交流电力拖动的难度要大。进而二十世纪以来，直流电力拖动系统在可逆、可调速与高精度的拖动技术领域占据相当长的时间。
对于直流电动机来说，由于具有电刷与整流子，因而需要对它们进行经常性的维修和检查，受电动机安装环境的影响和制约，以及高转速、大容量难以在直流电机中发展。
随着工业化进程的不断加快，以及科学技术的发展，进一步使得这些问题更加突出。基于此，进入二十世纪三十年代，不少国家开始研究无换向器调速电力拖动装置，但是进展速度非常的缓慢，并且能够投入工业运行，同时具有良好调速性能的交流电力拖动装置比较少。进入六十年代，随着电子技术的不断发展，在一定程度上使得采用半导体变流技术的交流调速系统得以成功实现。进入七十年代，随着大规模集成电路，以及计算机控制技术的不断发展，以及现代控制理论的广泛推广，进而在一定程度上为开发交流电力拖动创造了有利的条件。在调速性能方面可以与直流电力拖动相提并论。
在节约能源方面，对于交流调速系统的应用需要特别指出。当前，在世界范围内，能源紧张、能源费用高涨，需要急需解决能源节约问题。在节约能源方面，交流调速技术作为一项重要措施，在一定程度上引起人们的高度重视。这是因为：
一方面，在各国的总用电量中，交流拖动负荷占有很大的比重（在发达国家，通常情况下超过一半以上），对于这类负荷，要实现节能，通常情况下，其节电效益非常可观；另一方面，对于交流拖动来说，本身存在很大的节电效益潜能，有待进一步挖掘；在交流拖动装置中，在选用交流电机及其所拖动机械的过程中，通常情况下，需要预留一定的富余容量，而且也不总是运行在最大负荷的情况下；在轻载时，为了达到节电的目的，在一定程度可以利用电力电子技术进一步降低电机的外加电压，或者是通过控制电机的速度，进而在一定程度上改变某些工作机构的工况。
例如，在工业上，风机、水泵、压缩机的大量使用，对于这类机械来说，通常情况下都是采用交流电机进行拖动，在工业用电中，其用电量大约占到50%，过去流量都是通过调节风门、闸阀的方式进行改变，进而在一定程度上白白浪费掉大量的电能；如果通过电机调速的方式对流量进行改变，那么可以大大提高效率，其电能消耗至少可以减少10%，这对我国来说，就意味着每年可以节约几百亿千瓦时的电量。
所以在世界范围内，各国为了获得更大的能源利益，都在对交流调速技术进行广泛合理地使用，或者改造技术，包括从小容量到超大容量的电机。
通过上述分析，交流调速系统凭借自身优良的调速性能，同时可以节约能源、减少维修费用，节省占地面积等优点，进而在一定程度上有着广阔的市场前景，尤其在大容量或工作于恶劣环境下，交流调速系统的优越性更是直流电力拖动所不及的。展望前景，在各个工业技术领域中，交流调速所占的比重必将成倍增长的趋势，在工业电气自动化领域中，其地位将会越加的重要。
近代交流调速发展的趋势，大致可以从以下几个方面来看：
①调压调速：
调压调速就是改变电动机定子电压来调节电动机的转差率以达到调速的目的。这种方法适用于高电阻转子绕组鼠笼式电动机或转子串接变阻器的绕线型电动机。其特点是：控制线路简单，装置体积小，价格低，使用、维修比较方便，但在调速过程中的转差功率以热能型式消耗于电机转子回路中，故效率较低；转速特性较软，如对转速精度要求高，必须采用测速反馈的闭环控制系统。采用可控硅控制或带有微机控制的交流调速系统，适用于中、小功率，特别是几个千瓦的小容量系统已成为主流，并广泛推广应用于起重机、卷扬机、电梯等的生产设备中。
②串级调速：
串级调速就是改变电动机转子回路外加电动势来调节电动机的转差率以达到调速的目的。这种调速方法只适用于绕线型异步电动机。由于可以将电动机的转差功率回馈电网，所以这种方法效率较高，且具有控制方便、可实现平滑无级调速等优点，被广泛应用于风力、水力机械、印刷机、造纸机、起重机、卷扬机等生产机械中。串级调速的缺点是功率因数较差，需要采取补偿措施；设备费用较贵；线路较复杂。
③变频调速：
在各种交流调速中，变频调速的性能最好。变频调速电气传动调速范围大，静态稳定性好，运行率高，调速范围广，是一种理想的调速系统。变频调速就是改变电动机电源频率来调节电动机同步转速以达到调速的目的。这种调速方法特别适用于鼠笼型电动机。它保持了异步电动机固有的机械特性硬、转差率小的特点，所以效率高，没有因调速而带来附加转差损耗，且具有调速范围大，平滑性能好，调速精度高等优点，在调速过程中还能实现恒功率调速和恒转矩调速，可适应不同负荷的要求。变频调速被认为是最有发展前途的交流调速传动。变频调速以其逆变器组成的型式不同而种类较多。但这种调速方法需要专用的变频电源，技术复杂，初投资和运行维护费用较高，而且在恒转矩调速时，低速段电动机的过载能力大为降低，不利于满载和过载启动。
④无换向器电动机（可控硅电动机）调速：
无换向器电动机调速就是利用换向器电动机来实现调速的目的。无换向器电动机是一种利用晶闸管控制的变频调速同步电动机，由于是用位置检测器及可控硅代替了相当于直流电机中的电刷和换向器，因而其原理和调速性能与直流电动机相似，结构简单、无换向器、不会产生火花，容易做到大容量、高转速，并可实现正反转切换，功率因数和效率也较高，但与直流电动机相比，它的转矩波动成分大，过载能力低，运行可靠性差。
⑤微机控制：
在交流调速传动中，采用微机控制早已进入了实用阶段，向部分微机控制方向发展，并带有监视、保护和自诊断、自复原等多种功能。本人曾参与“全自动交流变频调速成套装置”的开发与研制，该产品现已在许多单位的恒压供水系统中得以广泛应用，节电效果良好，取得了较好的经济效益。
交流调速系统，在节能领域中被日益重视，将旧有的恒速交流传动代之以可调速的交流传动，已取得了巨大的经济效益，并为交流调速系统在工业领域中的应用开辟了广阔的前景。
参考文献：
[1]陈伯时，陈敏逊.交流调速系统[M].机械工业出版社，2013.9.
[2]冯垛生.交流调速系统[M].机械工业出版社，2008.5.
[3]李华德.交流调速控制系统[M].电子工业出版社，2003（3）.
工业领域行政执法新探索 篇7
1.1 工业领域行政执法的界定
工业领域的行政执法具有国家强制性, 它将每个社会主体和公民主体的行为限制在法律的框架内, 既是执行法律法规的活动, 也是立法工作的延续, 是行政管理过程中不可缺少的环节;是维护政府政令, 维护经济社会安全和人民生命财产安全的必然要求;是维护市场秩序、生产秩序、管理秩序的必要手段。只有行政机关积极主动地对行政管理法规加以实施, 才能使行政法律关系得以形成。
1.2 工业领域行政执法的意义
工业领域行政执法是一个新生事物, 经历了从无到有的过程。在目前“依法治国、建设社会主义法治国家”的背景下, 具有十分重要的意义。
1.2.1 工业领域行政执法是工业经济领域实施国家法律规范的主要途径
随着我国全面深化改革和社会主义市场经济持续发展, 工业经济领域各方面发生了一系列深刻变化, 必须用法律来加以规范和调整。工业领域行政执法在我国行政执法整体工作中占有举足轻重的地位, 是经济领域实施国家法律规范的重要途径。从实施、适用国家法律规范的执法环节来说, 工业领域行政执法由于其面广量大, 涉及行业、企业众多, 与国计民生紧密相关, 因而在整个执法领域中占有重要地位。
1.2.2 工业领域行政执法是依法行政、实施依法治国方略不可或缺的重要环节
党的十八大以来在“四个全面”战略布局中提出“全面推进依法治国”, 标志着我们党和国家进入了“依法治国”的历史新阶段。在实施依法治国方略中, 依法行政是其重要的组成部分, 行政执法则是关键性环节。离开行政执法, 依法行政就缺少了重要的载体, 也就不可能实现依法治国方略。
工业领域行政执法能力和水平的提升, 是行政体制改革、转变政府职能、简政放权的需要, 也是依法治国、依法治企的迫切要求。目前, 工业领域行政执法工作正处在关键阶段, 对于在新的历史阶段实施依法治国方略具有特别重要的意义。
1.2.3 工业领域行政执法是实现国家在工业领域行政管理职能的重要方式
在工业领域行政管理的实际过程中, 一切行政法律关系所涉及的法律规范, 都必须通过工业领域行政执法这一基本方式得到具体实施和贯彻执行;一切工业领域行政管理和服务, 也都必须通过工业领域行政执法这一基本方式具体、有效地作用于企业和个人。从一定意义上讲, 国家对企业的行政管理, 是通过工业领域行政执法的具体途径和强有力手段来保障实现的。没有工业领域行政执法, 国家对工业企业的行政管理就没有了具体措施和有效手段, 就不可能实现和实施国家的行政管理职能。可见, 工业领域行政执法是实现国家在工业领域行政管理职能的重要方式。
2 天津市工业领域行政执法的做法及特点
2013年以来, 天津市工业和信息化稽查总队 (以下简称“稽查总队”) 坚持依法履职、严格执法, 不断创新实践, 注重执法体系机制创新, 加强执法能力建设, 从实际出发, 扎实推进工业领域各项执法工作, 有力促进了工业和信息化工作持续健康发展。
2.1 发挥主体性, 设立专门执法机构, 依法履行执法职责
在全面深化改革与全面依法治国的背景下, 设立专门的工业领域综合执法机构具有深层次的现实意义。天津市委市政府在全国工业和信息化系统率先批准组建了第一个工业领域综合执法机构。2011年, 天津市工业和信息化稽查总队成立, 行政执法专门机构隶属天津市工业和信息化委员会, 贯彻执行国家和天津市有关工业经济和信息化的法律法规、规章规定, 依法开展对盐业、无线电、电力、节约能源、清洁生产、监控化学品、民用爆炸器材等领域的稽查管理工作。
目前, 稽查总队主要承担盐业、节约能源、清洁生产、电力、监控化学品等领域的稽查管理工作职责, 具有五大类55项行政执法职权。
稽查总队的成立, 为执法机构确立了法定职责、法定地位、法定身份和法定行为, 为天津市工业和信息化委员会依法落实执法职责提供了组织保证;对于推动工业领域法律、法规、规章和相关强制性行业标准得到有效执行, 开辟了有效途径;为扎实推进依法行政、依法履职和提高管理服务水平奠定了坚实基础。彰显了工业主管部门作为行政执法主体的主动作为和责任担当。
2.2 突出创新性, 推进综合执法, 提高执法监管效率
天津市工业和信息化委员会主要承担节能、无线电、电力、盐业、清洁生产、监控化学品和民用爆炸器材7个领域75项行政执法职能, 分别由7支队伍负责执法, 其中有5项由相关处室承担执法任务。由于缺乏统一管理的执法机构, 造成执法主体分散、力量不集中、效能过低、程序标准不统一、组织协调不到位, 以及多头执法、重复执法等问题。致使行政执法难以适应天津工业和信息化快速发展的需要, 不能满足节能、电力设施保护等重点领域任务重、压力大的执法工作要求。组建稽查总队推进综合执法, 彰显了政府主管部门对工业领域行政执法进行探索实践的创新性。
稽查总队在执法实践中, 坚持整合现有资源、理顺管理体制、优化执法模式、实行便民服务, 提高执法效率。在执法工作管理上, 建立完善“大执法”体系, 在一个执法主体下, 统一规划思路、统一程序流程、统一执法文书、统一处罚标准、统一协调指挥;在执法实施中, 做到“一企监察多项执法”, 避免对企业的多头执法和重复执法。在节能监察工作中, 对180家重点用能单位开展各类执法事项检查的过程中, 对一家企业同时进行五项节能监察内容, 3项电力执法内容, 大大提高了执法效率, 减少了对企业的影响。
2.3 注重联动性, 优化体系机制, 激发执法活力效能
稽查总队在综合执法实践中, 积极推进执法体系、机制模式创新建设, 努力构建主管部门组织协调、执法机构主导落实、服务机构技术支撑的新型执法管理体系, 建立完善多部门横向联合、市区两级执法机构上下联动的执法机制模式, 有效促进了天津工业领域各项执法的开展。
在制定执法计划、执行处罚决定、处理重大案件等方面, 与主管部门的法规、节能、电力等相关处室建立了紧密的协调会商机制, 完善了行政执法工作的指导、管理、执行、备案、请示、案审等一系列工作制度;在执法过程中, 加强与市公安、市场监管、卫生、电力等部门执法行动的联合, 强化与各区工业主管部门的落实属地执法责任的联动, 提高了执法效能。
在电力执法方面, 建立由市工信委、稽查总队、市公安局、市电力公司组成的电力执法联席会议制度, 完善了市级层面多部门研究重大事项、制定工作方案、分析重大案情、动员部署、协调推进电力执法新机制, 构建与各区政府主管部门、公安机关、综治部门、电力企业上下联动的电力执法新模式。在保障达沃斯会议安全供电专项执法中, 集中清理了一批线下加油站、蔬菜大棚等违章物, 彻底消除安全隐患, 保证了重大国际会议的顺利召开。
在区域执法合作方面, 加强京津冀节能监察协同合作, 形成“京津冀节能监察一体化”联席会议机制, 优化资源配置, 形成监管合力, 搭建协同执法平台、教育培训平台、技术咨询平台和信息交流平台。通过构建新型管理体系, 激发执法创新的活力和效能。
2.4 保证实效性, 加强执法能力建设, 夯实执法保障体系
加强执法队伍的执法能力和综合素质建设, 落实“一岗双责”、“一书双控”和“一考双评”责任制;加强业务能力建设, 坚持开展每月一训、每人一讲、全员培训活动。落实新招录人员基层一线执法锻炼、执法资格考试、持证上岗等相关规定, 通过多途径、分层次业务学习培训, 保证执法人员的业务素质和执法能力满足执法工作的需要。
加强执法平台建设, 建设开通天津市工业和信息化稽查总队网站, 搭建综合执法的网络信息与服务平台, 有效运用信息化手段, 提高执法指挥调度、政策发布、学习培训、宣传教育、信息传输、工作交流、信访举报、执法监督、考核管理等方面的技术载体综合保障。
3 天津市工业领域行政执法存在的问题
第一, 市、区两级执法责任体系尚未有效形成, 在计划制定、任务分工与责任落实上衔接不够紧密, 执法联动工作机制有待加强。尤其是在区属一层开展执法工作中, 由于没有专门的执法机构和人员作支撑, 存在着有执法职能而执法能力不足, 缺乏执法有效抓手的问题, 严重影响了各区依法履行属地执法责任的落实。
第二, 执法队伍不够壮大, 执法经验不够丰富, 执法能力和业务素质亟需提高。稽查总队作为目前国内工业和信息化系统第一家组建的工业领域综合执法机构, 涉及执法领域广、执法事项多, 执法人员大多是新招录年轻人, 在综合素质、业务能力、服务意识、管理水平等方面有待强化提升。
第三, 执法专项经费、执法车辆、专业装备与信息化手段等技术支撑保障不足, 不利于执法工作的深入开展和效能提升。应加大对执法保障体系的投入, 加快执法信息化平台建设, 充分利用好社会各专业技术和咨询服务机构资源, 为开展好专业执法提供技术支撑。
第四, 行政执法实践与行政管理改革缺乏深度融合。特别是如何将行政执法更加贴紧全委重点工作, 作为加强推进事中事后监管的有力抓手, 在政策研究、相互支撑、紧密配合上缺乏制度性衔接。在执法的规划发展、工作部署、协调推进、监督管理、支持保障等方面, 缺乏长远、系统、综合、完整的布局设想和工作方案。
第五, 法律法规宣传培训工作缺乏整体策划和有效推进。在组织开展法律法规宣传上, 存在不广泛、不深入、不持续的问题, 在执法过程中, 存在着重监察处罚轻宣传教育的现象, 有待于将“用执法推动知法”理念进一步融入执法监察过程。
第六, 针对行政执法的法律法规制定工作相对滞后。国家发展改革委出台了《节能监察管理办法》, 对开展节能监察的目的、内容、依据、行为、法律责任作出规定, 有力促进了节能执法工作。而其他领域行政执法的法律法规相对滞后, 一定程度上使行政执法缺少实施上的法律依据和法律地位支撑。
4 工业领域行政执法的思路与建议
天津市工业领域综合执法工作处在起步探索和稳步发展阶段, 需要在更高层次、更加长远、更加系统地谋划发展思路, 使行政执法真正紧紧围绕工业中心工作、融入工业管理与服务、促进工业持续健康发展, 成为推进政府部门依法行政, 提高管理和服务水平的有力抓手。
4.1 指导思想
以勤政务实、执法为民为宗旨, 以有法必依、执法必严、违法必究为原则, 以强化执法体系机制和执法能力建设为主线, 以履职尽责、创新思路、主动作为为着力点, 在抓牢党建、抓实工作、带强队伍上下功夫, 深入推进行政执法工作实现新突破、取得新成效。
4.2 工作思路
4.2.1 坚持解放思想, 大胆实践, 谋划工业领域综合执法发展新途径
深入贯彻落实国家关于行政审批制度改革和推进政府依法行政的要求, 从构建工业领域行政综合执法“大体系”出发, 破除部门之间行政管理界限障碍, 强化行政审批与监督管理上的有机结合。转变监管理念, 创新监管机制, 明确监管职责, 整合监管力量, 把简政放权与创新管理结合起来, 把行政监管与行政执法结合起来, 把优化服务与整合资源结合起来, 努力形成行政管理、行政执法、技术咨询“三位一体”的监管服务体系, 确保把该“放”的权力放到位, 把该“管”的事项管住管好, 依托技术咨询机构专业优势, 不断保证行政管理和行政执法有效实施。
4.2.2 坚持履职尽责主动作为, 不断深化各项执法工作实现新突破
深化节能执法, 增强服务意识, 助推企业去产能、降成本、低碳发展;强力实施清洁生产执法, 强化企业源头治污, 推进工业绿色发展;扎实推进电力执法, 畅通各部门联系渠道, 强化联合联动执法机制, 维护重点区域、重点线路电力设施安全;创新监控化学品执法, 强化监管从严从实, 细化监管措施, 落实监管责任, 确保监管到位不出事。
4.2.3 坚持完善体系优化机制, 不断提升执法效率效能
工业领域的综合执法工作具有较强的专业性、技术性、规范性和公开性, 涉及多部门、多职能、多专业、多标准, 是一项科学规范、综合复杂的系统工程, 应建立完善的执法体系来保障各项执法工作有效开展。具体有5个方面:一是理顺执法职责体系, 市、区两级工业主管部门、其他综合部门与执法机构要分清责任、明确分工、互相配合;二是完善执法管理体系, 保持各部门与各机构之间工作协调性, 保证执法案件审理与处罚, 联合办案与惩治的高效顺畅进行;三是集合执法制度体系, 将工业领域专业性和公共性法律法规, 以及政府规章和执法管理办法等进行梳理集合, 形成一套完整的执法依据性、程序性制度;四是制定执法标准体系, 建立完善行业管理标准、专业技术标准、执法工作标准、处罚评判标准和执法评估标准等;五是建立执法监督体系, 构建市政府执法监督平台、网站信访举报平台、监督电话等执法监督体系, 使执法全程公开透明接受监督。
4.2.4 坚持党建创新, 提升素质能力, 努力打造一支忠诚干净担当有为的执法队伍
打造一支高素质的行政执法队伍必须从以下几方面入手:坚持思想建设, 把政治站位和理想信念教育摆在执法队伍建设第一位, 听党指挥、忠诚使命的思想基础;坚持廉政教育, 强化廉洁执法制度建设, 增强廉洁自律、秉公执法意识, 提高执法人员遵纪守法、拒腐防变能力;坚持作风建设, 牢固树立责任意识、担当意识和服务意识, 守土有责, 履职尽责, 寓执法于服务之中, 服务政府、服务企业、服务群众。坚持常态化培训, 开展各类学习培训, 增强业务本领, 强化职业道德, 提高行政执法能力和水平。
5 结论
PLC在工业领域的应用 篇8
1 PLC的功能及EC20系列产品介绍
PLC功能强大,在软件方面,能实现逻辑运算、计时、计数、算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能;在硬件方面,具有开关模块、模拟量模块、远程I/O模块、各种特殊功能模块。由于超大规模集成电路的迅速发展,PLC处理速度加快,软硬件功能也发生较大变化。单片机系统,是嵌入式控制系统的主要组成部分,系统由不同的硬件和软件系统组成。控机控制系统,是以微型计算机为主要载体,加上有关控制板卡或模块实现功能扩展,完成控制功能的控制系统。在自动控制中,PLC、单片机、工控机承担着重要角色,是实现控制功能的重要载体,三者在功能上的对比如表1所示。
艾默生推出的EC20系列新一代可编程控制器充分融合了计算机、通信、电子、自动控制技术,全面吸收了众多自动化技术[2],以及多年来应用在PLC领域的精华。在方案设计、硬件选择、软件功能、网络通讯、用户接口等方面,对中国用户的使用习惯和应用现场的特点进行了充分考虑,是一款高性能、高品质的PLC产品。其具有强大的全中文编程软件,编程快捷简单、易操作性强等特点[3]。
EC20系列PLC与常用的可编程控制器PLC相比,其在通讯能力、存储容量、运算速度、程序开发方便性、环境适应能力等方面都具有将强的优势,且具有多种可供选择的配置。该产品采用先进的MCU和CPLD工业控制专用芯片,功能更加丰富,完全可以胜任逻辑、定时、计数等功能控制,能够完成高速计数、数据处理、RTD、PID、TC、通讯联网等重要功能。同时,其为一体式结构的可编程控制器,通过对程序的设计就可以完成对复杂数据的采集、逻辑、过程控制等。此外,通过选择适宜的通讯方式、协议,还可以实现对本地或远程测控,从而可以适应现代工厂自动化对系统开放性及互联性的需要。表2为EC20系列PLC与普通PLC主要功能的对比。
2 PLC在工业领域的应用
2.1 PLC在发电厂输煤系统中的应用
在现代化发电厂中,自动化程度在不同程度的提高,火力发电的输煤系统就是一个典型的例子。输煤系统设置一个主站和一个从站,主站设在输煤控制室,远程站设在煤仓间。整个控制由数据采集、自动控制、继电器输出、人机界面等几个部分组成。其中输入输出为数字量。输入的数据量有:所有除铁器、除尘器的运行信号、所有犁煤器、三通挡板的位置信号、给煤机、碎煤机的运行信号。所有皮带的运行、跑偏、打滑、堵煤、防蔽塞等保护信号。输出数据主要有:皮带启动信号、给煤机、震动给煤机、犁煤机、碎煤机的启动信号。模拟量有随时煤流量和给煤的频率,通过调整给煤的频率可以解决流煤的问题。
输煤系统是由PLC与上位机组成的系统,如图1所示[4],采用EtherNet网将其连接,进行数据交换。这样就可以采用控制室监控方式。启动后,现场设备直接进入运行状态,工艺参数进入给PLC,PLC再与监控室的计算机经行数据交换,计算机上即可显示各设备的状态。操作人员根据这些参数的状态,判断各设备是否正常工作,并通过计算机实现各设备的控制。PLC接收到指令,按预预先编好的程序进行逻辑运算,再将结果传给输出模块,通过给各个输出点信号即可实现对现场设备的控制。
2.2 PLC在污水处理中的应用
污水处理是将水中的重金属、COD等对人体有害的物质除去。重金属的氢氧化物大多难容解,所以向中和后的污水中加入石灰,使其生成难容的金属氧化物而沉淀。工艺流程分为预处理、中和、压滤、沉淀、澄清等[5]。
根据工艺要求,系统主要进行PLC对提升泵、加药泵、计量泵、外排泵等组件的启动和停车及各设备的关联控制,以及实现对流量、液位、pH值、燃料等参数的采集,以调节各变频器的设定、提升泵、加药泵、外排泵等阀门的开度,实现闭环反馈控制,优化控制效果。
PLC控制系统分为3级。第一级为就地控制箱现场控制,就地控制装置分别设置在各设备附近。在控制箱上设置自动控制和手动控制切换开关。“手动”模式下,手动操作优先级最高,以备控制系统的故障或其他紧急情况的使用。第二级采用冗余PLC控制系统,完成“自动”模式下现场采集数据和整个逻辑顺序控制。第三级采用一台触摸屏,组成上位机系统,显示各个设备的运行情况。工业污水处理站PLC 3级控制框图如图2所示。
pH值的控制是污水处理系统中的重要指标。在污水站内主要的工艺流程的相关槽内,安装上pH值传感器,将4～20 mA模拟信号送入PLC,由PLC控制相关药槽加药泵、加药气动阀的化学药品的投加量,从而保证pH值维持在给定值。此外,在控制室的控制柜面板上用指示灯、数显表显示相关设备的状态和pH值,体现了系统的人性化设计,同时可对故障信号进行报警。pH值的控制原理如图3所示。
2.3 PLC在废水处理中的应用
废水包括补给给水系统的再生废水、化学实验排水、锅内取样废水、锅内清洗废水等。工业废水站废水不对外排放,一般分为两类,第一类废水只需要酸碱中和处理即可,例如再生废水和化学实验室排水;第二类工业废水主要流程如图4所示[6],例如锅内取样废水、锅内清洗废水等。
PLC软件系统通过工业以太网与上位机进行通信,在上位机上就可以实施对各节点设备的控制。PLC又分主从两站,主站主要负责对从站的监管,从站负责酸碱废水处理和脱硫处理,这里将详细分析这两部分。
脱硫处理,上位机界面设置启动按钮,系统可以有序启动。为保证系统的安全可靠,每种泵都有两个,以便备用,每个设备都设有报警器。系统启动后,各种机器自动有序启动。电磁流量计检测到信号时,加药计量泵、加碱计量泵自动启动。反应装置液位升高时,反应装置废水提升泵自动启动。清水池液位升高时,清水泵启动。
酸碱废水处理,酸碱废水处理就是在污水中加入酸或碱进行中和。当酸性废水提升泵启动时,pH计检测到信号,并传输个PLC控制柜,PLC经过计算启动相应的调节信号。整个过程的部分梯形控制程序如图5所示[7]。
3 PLC在工业领域的前景
3.1 PLC将广泛应用于过程控制
PLC系统的价格正在逐渐下降,PLC将会成为这一领域的日用品。许多工业用户直接采取平抛弃故障的模块,直接换上新模块的处理方法。
3.2 驾御现场设备控制
随着通信技术的进步,可以利用新的通信技术实现PLC系统的闭环控制,因为现在越来越多的控制计算机已经嵌入了I/O系统。例如,Festo公司已经将PLC技术嵌入到其气调节阀产品中。该公司新近推出的SB6产品在这一领域得到了很好的应用。
3.3 替代嵌入式控制器
目前,低端PLC市场的竞争仍然在继续,这也进一步促进了PLC的发展。随着微型和超微型PLC技术的不断发展,PLC技术已经进入了一个新的领域。例如,微型PLC已经开始替嵌入式控制器的工作内容。对于一些特殊性能的PLC,要求它们的体积大小,这就充分显示了嵌入式控制器的优势,也是未来的发展趋势。
4 结束语
介绍了PLC的功能、在工业领域的典型应用,并总结了其发展的前景。PLC将以低廉的价格、可靠的性能、良好的现场驾御能力等优势,拥有广泛的应用前景。
参考文献
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[6]裴有海,庄文俏.PLC在小型污水处理站自控系统中的应用[J].现代商贸工业,2012(1):295-296.
工业控制领域 篇9
科学技术进步日新月异, 技术交流日渐频繁, 为降低生产成本和提高国际竞争力, 我国不断引进和自主开发了大量自动化控制技术, 并付诸于实践。近年来, 特别是一些民营企业, 经过初期的资本积累, 更加注重将资金投入到研发新技术、新装备、新工艺上, 在冶金工业领域, 给民营企业带来了旺盛的生机和活力, 给国有大中型冶金工业企业带来了不可避免的竞争和挑战。他们主要采取引进部分先进技术, 经过适当的硬件和软件的改造升级, 实现了适合自身发展的电气自动化设备的功能提升和技术创新。主要表现在以下两个方面。
1.1 更加注重改善和提升DCS系统集成工作能力
DCS系统:Distributed Control System, 即分散控制系统。国内一般习惯称之为集散控制系统。它主要集成了计算机 (Computer) 、显示 (CRT) 、通讯 (Communication) 、和控制 (Control) “4C”技术, 主要是以通信网络为纽带, 由过程控制级和监控级组成的多级计算机运算、处理系统。DCS系统的综合可利用率可达99.8%;系统平均无故障时长超过8万小时, 广泛应用于火电、热电、核电、化工、冶金、建材等领域, 并实现了全程自动监控。20世纪的我国冶金自动化控制技术装备和水平, 注重在“点”上寻求突破, 而进入21世纪, 则注重在“面”上寻求发展和进步, 逐渐覆盖全国。其优点是智能化的自动、自主化进程控制, 且整个系统的核心技术集成化程度较高, 能够广泛地应用于工业生产实践。目前, 其正在进行冶金工艺最新智能流程的研发, 成功实现了点到面的转变, 因此能从根本上提高冶金工业控制系统的自动化程度和工作效能。
1.2 冶金工程自动化系统控制软件技术的应用与创新有较大提升
20世纪80年代以前, 受科研资金、研发投入、市场规模和体制机制的影响, 我国主要是从国外引进冶金工程自动化系统控制软件, 到后期, 逐渐意识到自主研发的重要性和适用性, 所以加大了人、财、物的主动投入, 实现了较大的历史性转变。在生存中求发展的历史阶段下, 我国在二级自动化监控软件, 三级MES自动化控制软件以及国有大中型企业领军的能源管理控制系统等领域有了长足的进步和提升, 进而逐渐取代进口软件, 在应用水平、管控质量、运行效率等方面都优于国外进口自动化系统控制软件。近年来, 更加注重向技术要效益理念的培育, 兴起了自主研发的冶金工业工程自动化控制平台技术类软件, 在工业生产中得到了较为广泛的采用和实践, 新一代冶金工业工程自动化系统控制软件平台的应用, 使得冶金工业自动化管控效率和水平达到了国际领先地位, 同时也创造出可观的经济效益。
2 钢铁工业的节能环保与冶金工程自动化控制技术
2.1 基于钢铁工业节能环保的冶金工业自动化控制技术的应用
早期的冶金工业自动化控制技术的应用主要局限在装备性能、产品质量, 以及生产成本、运行效率、过程灵活控制、废气废渣废水的工程排放等方面, 随着工业技术的进步和自动化控制软件的研发, 基于更加节能环保与钢铁产品制造流程优化的设计, 成为了钢铁工业生产、设计、研发的主导趋势。因此要对钢铁工业生产的流程结构、功能以及效率进行进一步优化和改善, 必然要加强对钢铁制造整体流程的研究和投入。在此基础上, 加大计算机模拟仿真技术研究, 引入绿色环保、节能降耗等理念, 实现了生产效率的最大化、生产能耗的最小化、对环境影响的最低化。
2.2 自动化控制技术在钢铁生产过程中减少污染物排放的应用
钢铁企业以铁、铬、锰三种金属元素为主要原料, 经过冶炼及压延等工序, 以及以高品位金属矿石 (或精矿) 为原料, 经过高炉、转炉、电炉等流程生产生铁、钢材产品, 产生了大量的废气、废液、废渣。主要污染排放物为工业烟尘颗粒 (主要为金属氧化物) 、二氧化硫 (SO2) 、氮氧化物 (NOX) 等。自动化控制技术在钢铁生产过程中减少污染物排放的应用较为普遍。这个应用过程主要为防止不合格产品的产生和资源的浪费, 主要通过建立广义模型、优化和完善控制技术过程, 研发出对钢铁工业各环节产品实行实时监测、评估与控制的新型自动化控制技术, 从而实现全程自动化控制, 减少污染物排放。同时, 研发出对生产设备实施全过程实时诊断的新型自动化控制技术, 使设备运转高效、误差率较低, 工业产品质量得到有效保障。
2.3 自动化控制技术在钢铁冶炼清洁高效生产中的应用
金属冶炼过程伴随着大量污染物排放, 为了建设环境友好型社会, 控制污染物排放, 研发一整套控制或降低污染物排放的自动化控制系统势在必行。例如, 基于在线分析检测监控技术对污染物的产出实施动态实时监控、作用于废水处理的大功率电气高压转动自动化控制技术、利用谐波检测仪控制技术改善电能输出质量等, 实现了钢铁工业生产的清洁、高效。
2.4 自动化控制技术在钢铁冶炼废物循环利用中的应用
钢铁冶炼过程中会产生大量煤气、钢渣等固体废物, 因而研发出使煤气、钢渣的合理运用自动化控制技术可实现对固体废弃物的循环利用。高温冶炼中的高炉、转炉等设备也会产生大量废物, 因此, 自动化控制技术的研发和应用有助于对废物的循环利用。
3 冶金工业自动化控制技术的未来发展方向
3.1 提高冶金自动化控制技术核心科技的原创性
科学是技术之源, 是技术产业之源, 技术创新以科学理论的研发为基础, 而产业创新主要以技术创新为基础。我国建国以来, 在冶金工业科技研究领域取得了许多历史性进步, 有的已经步入国际领先水平, 但是由于底子薄、起步晚、科技人才相对缺乏、科研资金投入跟不上等因素, 与欧美、日本等国家在总体技术实力上还无法抗衡。但是科研人员要取人所长补己所短, 发挥自身优势, 自主研发一套先进的冶金工业自动化控制技术体系, 软硬件配套衔接, 产学研相结合, 改善操控系统, 提高生产工艺技术水平, 走自主发展的道路。首都钢铁集团创造的数字化炼钢模式带了个好头, 其在原有冶金流程的基础上, 对生产进程进行改善, 将智能仿真技术运用在控制系统运算比对上, 通过仿真模拟计算, 调整出最佳控制效果。
3.2 提高整套控制系统的实时性和可靠性
该技术的实时性和可靠性是它的最大优势, 要通过采集最新数据, 对各项数据进行综合分析并进行科学处理, 实现实时、可靠、高效。对钢铁工业来说, 如果只生产生铁、粗钢等低端产品, 则对实时性要求偏低, 如果要生产镀锌板、彩涂板、焊管、五氧化二钒、钒氮合金、钒铁合金等精细、特种、高端钢铁产品, 则必须提高整个系统的运算速度、实现实时诊断、实时布控、实时处理的能力, 便于及时发现问题, 及时调整参数配比, 及时改善生产工艺。
3.3 要实现数据挖掘和运用
通过改善整套控制平台系统的运行质量和水平, 生产优质钢铁终端产品, 是提高钢铁企业和冶金行业竞争力的关键。钢铁生产过程实现自动化控制, 注重对实时数据参数进行收集、整理、分析, 对数字模型经过全过程优化, 进而达到对生产各环节的自动控制和精细化管理。在当今的冶金工程技术研发中, 数据的挖掘和运用越来越普遍和完善, 数字模型和控制算法的广泛引入和采用会给整个钢铁工业自动化控制系统带来更加广阔的发展空间, 为钢铁企业和冶金工业的发展带来强大动力。
摘要：本文主要阐述了冶金工业自动化控制技术的创新与发展以及钢铁工业的节能环保与冶金工程自动化控制技术, 同时提出了冶金工业自动化控制技术的未来发展方向。
关键词：电气自动化,自动化控制技术,应用
参考文献
[1]中国钢铁工业协会.钢铁工业可持续发展支撑技术[M].北京:冶金工业出版社, 2004.
[2]夏德海.当前钢铁企业应用DCS的若干问题[J].中国仪器仪表, 1992 (02) .
电液比例技术在工业领域的应用 篇10
随着微电子技术特别是计算机技术的发展和普及,电液比例控制技术作为连接现代微电子技术和大功率工程控制设备之间的桥梁,在近二十多年得到了迅速发展。
1 电液比例控制技术机理
压力和流量是两个最基本的液压参数,其中压力的值是由外负载决定的。从力的作用性质来看,系统的压力随外负载变化而变化,压力本身不是调节的对象,所以系统的压力应该适应外负载的变化;从实际情况来讲,所谓的压力调节就是限定系统的最高压力值。当外负载需要的压力值高于调定的值时,则负载的速度为零,如果泵源为定量泵的话,绝大部分流量通过溢流阀溢流而浪费掉了。虽然比例控制与伺服控制都可用于开环和闭环系统,但目前,前者主要用于开环控制,后者主要用于闭环控制。伺服控制装置总是带有内反馈,任何检测到的误差都会引起系统状态的改变,而这种改变就是强迫这个误差为零。误差为零时伺服系统会处于平衡状态,直到新的误差检测出来。比例装置是一种有确定增益的转换器,如比例阀可以把一个线性运动(手动或电磁铁驱动)转换成比例的油流量或压力,转换常数取决于阀的几何尺寸及它的制造精度。闭环比例阀也可用于外部反馈闭环系统。在伺服控制系统中平衡状态控制信号(误差)理论上为零,而比例控制系统却永远不会为零。
2 电液比例控制系统的工作原理及组成
电液比例控制系统常用的有两种回路。一种是能实现正反向无级调速的开环比例调速系统,它由比例调速阀、比例放大器以及给定电位器组成,比例调速阀的输出流量与给定输入电压成正比,方向则取决于哪一个电磁铁通电,通过改变给定信号的大小可以方便地实现无级调速。与开关控制相比,系统功能增加了,性能也更好,但结构却大为简化。另外一种回路为闭环比例调速系统,由速度传感器、双通道比例放大器、比例方向阀、溢流阀以及限压阀组成,它是在开环控制的基础上增加了速度反馈元件而构成的,速度传感器产生与速度成正比的电信号,经匹配放大器放大后,与给定的控制信号比较得出偏差信号,偏差信号经功率放大后用于控制比例电磁铁A或B,控制阀的开口量及方向,从而达到速度调节的目的。
比较上述两个系统,开环系统由于不对被控量进行检测和反馈,因而当出现被控量与期望值的偏差时无法修正,这类系统一般控制精度不高。但与开关式液压控制相比,控制质量和方式都有了改进和简化,它可使被控量复现控制信号的变化规律,而且这类开环系统由于不存在信号和能量的反馈,因而系统稳定性好,容易设计,是目前最常见的比例控制系统。闭环系统引入了反馈回路,它用被控量与输入量(给定)的偏差信号作为真正的控制信号,最后使输出量与输入量相一致,在受到干扰时仍能消除偏差或把偏差控制在要求的精度内,系统的输出较能准确地复现输入信号的变化规律;但由于有反馈的存在,其稳定性成为设计时需要考虑的主要问题,特别是比例阀工作在较大范围时,非线性是其工作的最大问题。
电液比例控制系统有各种结构,其功能也不尽相同,但都可归纳为由功能相同的基本单元组成的系统,见图1。图1中的虚线为可能实现的检测与反馈,包含了外反馈回路的称为闭环控制系统,不包含外反馈的称为开环系统。仅存在比例阀本身的内反馈,可以构成实际的局部小闭环控制,但从整个系统来讲,一般不称为闭环系统。
组成电液比例控制系统的基本元件如下:
(1)指令元件:它是给定控制信号的产生与输入的元件,可以是信号发生装置或程序控制器,在有反馈信号的情况下,它给出与反馈信号有相同形式和量级的控制信号。
(2)比较元件:它的作用是把给定信号与反馈信号进行比较,得出偏差信号作为电控器的输入。进行比较的信号必须是同类型的,比例控制器的输入量为电量,因此反馈量也应当转换为同类型的电量。如遇不同类型的量作比较,在比较前要进行信号类型的转换,如A/D转换,或机-电转换等。
(3)电控器:电控器通常被称为比例放大器,由于含在比例阀内的电磁铁需要的控制电流较大(0A～8A)而偏差控制(信号)电流较小,不足以推动电磁铁工作,且偏差信号的类型或形状都不一定能满足高性能控制的要求,所以要使用电控器对控制信号进行功率放大和对输入的信号进行加工、整形,使其达到电-机械转换装置的控制要求。
(4)比例阀:比例阀内部又分为2大部分,即电-机械转换器及液压放大元件,还可能带有阀内的检测反馈元件。电-机械转换器是电液的接口元件,把经过放大后的电信号转换成与其电学量成正比的力或位移,这个输出量改变了液压放大级的控制液阻,经过液压放大作用,把不大的电气控制信号放大到足以驱动系统负载,这是整个系统的功率放大部分。
(5)液压执行器:通常指液压缸或液压马达,它是系统的执行装置,用于驱动负载。
(6)检测反馈元件:对于闭环控制需要加入检测反馈元件,它检测被控量或中间变量的实际值,得出系统的反馈信号。检测元件有位移传感器、测速发电机等,检测元件往往又是信号转换器(如机-电、机-液转换),用于满足比较的要求。检测元件有内环、外环之分,内环检测元件通常包含在比例阀内,用于改善阀的动、静特性;外环检测元件直接检测输出量,用于提高整个系统的性能和控制精度。
3 电液比例控制系统的分类
电液比例控制系统可以从不同的角度按很多方式来进行分类。如前所述,电液伺服控制系统是一种广义上的比例控制系统,因而比例控制可以参照伺服控制系统按代表系统一定特点的分类方式来进行分类。
(1)按被控量是否被检测和反馈来分类:可分为开环比例控制系统和闭环比例控制系统。由于比例阀是为适应较低精度的控制系统而开发的产品,目前的应用以开环控制为主。随着整体闭环比例阀的出现,其主要性能与伺服阀无异,因而采用闭环比例控制的场合也会越来越多。
(2)按控制信号的形式来分类:可分为模拟控制和数字式控制。后者又分为脉宽调制、脉码调制和脉数调制等。
(3)按被控对象(量或参数)来分类:这是目前最通用的分类方式,由此电液比例控制系统可以分为:①比例流量控制系统;②比例压力控制系统;③比例流量压力控制系统;④比例速度控制系统;⑤比例位置控制系统;⑥比例力控制系统;⑦比例同步控制系统。
4 比例控制的特点及应用
电液比例阀是介于开关型的液压阀与伺服阀之间的一种液压元件,与电液伺服阀相比,其优点是价廉、抗污染能力强。除了在控制精度及响应快速性方面还不如伺服阀外,其它方面的性能和控制水平与伺服阀相当,其动态、静态性能足以满足大多数工业应用的要求。因此,比例阀获得更为广泛地应用。电液比例阀与传统的液压控制阀比较,虽然价格较贵,但可由其良好的控制水平而得到补偿,因此在控制较复杂,特别是要求有高质量控制水平的地方,传统开关阀就逐渐由比例阀或数字阀来代替。
电液比例控制的主要优点如下:①操作方便,容易实现遥控;②自动化程度高,容易实现编程控制;③工作平稳,控制精度较高;④结构简单,使用元件较少,对污染不敏感;⑤系统的节能效果好。主要缺点是:与传统元件液压控制系统相比,成本较高,技术较复杂。
5 结束语
现在的比例阀有些是把传感器、测量放大器、控制放大器和阀复合在一起的机电一体化元件,使得其结构更紧凑,性能进一步提高;未来可能还会带有存储器,具有自动检测和报警功能,只要接受简单的指令,阀就能完成一系列的工作。由于比例阀具有上述众多优点,因此电液比例技术与价格昂贵、对油质要求严格的电液伺服技术相比,有着更广阔的应用空间。电液比例阀将作为普通的液压元件而大量应用,并与传统的液压阀分享工业市场。
摘要：介绍电液比例技术的机理,并针对电液比例技术特点,提出电液比例技术在一些工业领域的具体应用。
关键词：电液比例技术,机理,应用
参考文献
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工业控制领域 篇11
上篇
为什么说工业升级是个历史性的投资机会？
目前中国的制造业现状究竟如何？一方面，我们可能在很多地方都了解到国内严峻的经济形势、制造业面临着巨大的挑战;但同时，我们也听到越来越多的人在谈论“工业4.0”“中国制造2025”“无人工厂”“机器换人”的概念。这两方面都是有关中国制造业现状的重要事实，而隐藏在这两个事实背后的统一逻辑，用一句话概括就是——中国制造业危中有机。
具体来讲，目前中国制造业的问题与机会可以概括成以下三点：我国制造业内外部均面临诸多挑战，行业革命的机会来临，中国公司有弯道超车的可能。
我国制造业内外部环境
先说内外部环境。一个大的判断是：在行业蓬勃发展、供不应求时，工厂往往会更关注产能的扩张和销售渠道的拓展;而在行情不佳、供大于求时，工厂往往会更关心企业内部效率的提升与成本控制。
目前中国的经济正处于行业普遍产能过剩、制造业萎缩的“寒冬”时期。在这个时期，不少效率低下、产能落后的企业会被淘汰出局，无法挺过这个冬天;而生存下来的公司，则会更多地把提高自身生产效率作为首要考虑的目标。在企业提高自身生产效率的过程中，劳动力、资源与客户需求，是考验企业自我调整能力、推动工业升级的最重要的三个方面。
劳动力：中国在2011年—2012年间首次出现了劳动力总量的下降，并以此为拐点持续下降。更令人担忧的是，由于国家政策的原因，这一趋势很可能是不可逆转且逐渐加剧的——也就是我们常说的人口红利的消失。与之相对应的是，蓝领工人的平均工资在不断上涨，而随着越来越多80后、90后的劳动者涌入劳动力市场，他们越来越不愿意从事重复、单调、高危的工作。这些都会在很大程度上考验企业对劳动力的管理能力，而自动化也就成了一个显而易见的选择。
资源：在劳动力逐年锐减的同时，企业还面临着资源与环境带来的更高要求。如何提升资源利用效率，达到更高的环境保护标准？这也要求企业对生产过程进行不断的改进和优化。
客户需求：另一个重大变化来源于客户对于产品需求的变化。以往一个型号的产品可以生产5?10年，但现在这样的情况越来越少见了。产品的需求走向多样化、细分化，工厂的生产也逐渐从大批量、标准化走向小批量、多品类。
如上所述，这三方面的变化，既是对现有生产过程的巨大挑战，同时也推动着企业自我升级与革新，逐步实现更高程度的自动化、更友好的生产过程以及更柔性的生产线。
行业进化过程
迄今为止，人类历史上公认的有三次工业革命，分别发生于18世纪末、19世纪末以及20世纪的后半段，它们分别使人类进入了机械时代、电气时代和信息时代。每一次工业革命的背后，都是人类通过科学技术的进步，实现了生产率的大幅度提升。而关于第四次工业革命，也就是我们常说的“工业4.0”，各个国家有着不同的论断。但究其核心，可以概括为工业的自动化和智能化。
简单来说，我们也可以认为这是移动互联网向工业领域的深度进化。回顾过去几年移动互联网的发展历程，我们可以发现一条贯穿始终的主线：互联网正由浅入深地渗透进产业的生产和交易的各个环节。从最早信息层面的连接（产业之外），到产品的购买和销售（第三产业）、O2O等服务的对接（第三产业），再到企业服务软件对企业效率的提升（第二产业）、B2B等交易形式对企业供应链的深度优化（第一、二产业），我们都可以看到这个渗透过程。如果我们顺着这个思路向前再进一步，可以发现移动互联网下一个渗透的目标很可能是：直接介入企业产品的生产、决策过程，提高企业的生产效率与决策能力。
推动这一进程的一个很重要的因素是网络化设备数的不断提升。根据IHS的预测，到2020年，全球网络设备接入数将达到800亿，其中工业设备占比会达到60%。工业设备的网络化使得生产过程可以被全面地监测和模拟。通过总的控制台，将能够实现生产的动态规划和调整，不停工即可实时改变生产参数和生产条件。同时，大数据分析和处理能力的提高，将能够更准确地分析市场动态、预测用户需求，为生产提供指导。
中国弯道超车的机会
中国在前三次工业革命中基本扮演的是旁观者的角色，在工业化进程上大大落后于西方国家。而现在的中国正处于高速发展的和平时期，面对悄然降临的第四次工业革命，这一次中国企业是否能够抓住机遇站上主战场，甚至弯道超车？我们的观点是：有机会，而且机会巨大。
从市场规模来看，中国虽然已经是全球最大的自动化升级市场，但其增长潜力依然非常大。（从机器人和工人的比例来看，中国大大低于主要发达国家，甚至仅为世界平均水平的一半。）同时，完善的产业链和基础设施、大量的技术人才储备也为中国企业的自动化升级提供了良好的发展土壤。
另外一个很重要的因素是，在特定的行业中，发达国家同样缺乏行业自动化经验。在20世纪中期到后期，美国等当时的制造业大国同样面临着劳动力供应紧缩、成本上升的问题。当时的解决方案是通过产业向中国等地转移来完成产业改造;而如今，当中国面临类似的问题，却并没有发生产业向第三世界国家的大规模转移。
这主要是因为，综合来看，中国的基础设施、支持体系和成熟的产业链条使得中国相比其他第三世界国家，仍然具有较大的竞争优势。同时，自动化改造成本的降低、投资回收周期的缩短，也使得中国公司更愿意进行“产业升级”而非“产业转移”。这就促生出了很多全新的行业机会。中国的创业公司如果能够凭借对国内的市场、客户更深刻的了解，提供更好的服务和执行力，就有很大机会在同一起跑线上超越欧美已然庞大的竞争对手。
同时，从资本市场的认可度来说，工业升级也是一个非常好的投资领域。事实上，“工业4.0”这个概念反映到资本市场上，是先从二级市场开始的。从2014年开始，二级市场对于机器人和工业4.0概念的股票一直比较认可，相关的概念公司股价也一路走高。
与此同时，一级市场的工业自动化项目的投资主体也多为上市公司，这意味着市场对于优秀的工业自动化投资标的的认可度非常高。这对于这个领域的创业者而言一定是个好消息，对于我们这样的早期投资机构而言，也意味着我们有足够大的空间去和优秀的创业者们携手前行。
下篇
明势资本对于工业4.0的投资逻辑
在工业升级领域，明势资本是布局最早和最全的早期投资机构之一。
过去一年中，我们在工业升级领域挖掘了一批优秀的创业公司，并对其中一些完成了投资。我们认为，制造业的很多行业在未来的一段时间内，可能会发生巨大的转型和变化。那些能够利用技术手段推动行业转型和升级进程的公司，则会在转型中获得巨大的成长机会。
投资标的的核心要素
在这个领域想要取得成功的公司，有两个核心要素是不可或缺的：一个是技术基础，一个是市场理念。
自动化并不是一个新鲜的行业。在每个独立的细分行业中，都存在着或大或小、或多或少的自动化设备厂商。拥有完整技术能力的公司，在这个方面就会拥有极大优势。
以工业机器人为例，国外的先进品牌已经提供了相当全面的动作接口，应对一般的应用场景，只需要调用特定的接口即可。而国内的很多自动化厂商，对于这些函数尚且无法完全认识、有效利用，更不用说面对复杂应用场景时能提出创新性的解决方案了。
在有技术基础的同时，我们还希望公司的创始人和管理团队对于市场有着超越常人的敏锐感知。在这样一个全新的领域当中有一个很有趣的现象：很多时候甚至连终端公司本身都未必能准确地了解自己的需求。这时就需要执行公司对该行业有深刻的理解，真正为客户解决实际问题，产生实际的价值。
投资标的的具体行业和切入点
我们可以看到，无论是德国、美国还是中国，在制定相关政策的过程中，都将工业升级确定为一个长期的、持续的发展目标，至少有着10?20年的培育和发展周期。对于早期投资而言，这个时间似乎过于遥远。但如果站在工厂和企业主的角度来看，我们就会发现这个过程本来就不是一蹴而就的，而是会有一个进化路径。
对于工厂的决策者而言，他们更关心的往往是短期的价值。因此，实施时间短、门槛低、见效快、回报周期短的项目和产品可以在短期内迅速地获得认可。比如说，针对单个产品、单个工作流程、单个行业切入的自动化项目，在试用后能够快速推向市场，并快速走向复制。而更长远的目标和更长期的价值实现，往往需要在企业尝到甜头之后，才能逐渐得到推进。因而在大的投资逻辑上，我们也愿意遵循这个行业的进化路径去有步骤地安排投资。
明势资本的投资逻辑与实践
对于具体的投资项目，明势资本的逻辑可以概括为：以工业机器人为核心，全产业链布局。
在我们的设想中，未来一个标准的“智慧工厂”，应该具有如上图所示的五个层级。这可以说是在工业4.0理论指导下的一个长远而综合的目标。在这个层级中，底部的层级更偏重于执行，而顶部的层级则更偏重于决策，中间层级则负责各项事务的衔接、通讯和管理。
从投资的角度来看，每个层级都蕴含着巨大的价值，都有可能在其中成长出很大体量的公司。从时效性的角度来讲，底部的层级因为直接接触到生产过程，直接改善生产流程与生产环境，因此可能更符合我们上文所讲的“时间短、见效快”的概念，从而最先得到广泛的应用与快速发展。
按照“以机器人为核心，全产业链布局”的投资逻辑，明势资本在产业链的各个阶段均有所布局。
本体设备指的是由自动化设备的生产方提供的满足特定要求的标准化设备。在行业的自动化过程中，应用最普遍、最广泛适用的本体设备就是工业机器人。在这个领域，我们投资了国内领先的机器人生产商李群自动化。李群自动化自主研发了性能优异的机器人，并成功取得了多个世界领先客户的认可。我们认为，一个成功的本体设备生产商，除了具有强大的技术研发能力，同时还需要有能力整合上游的供应链和下游的客户渠道。
而设备零部件和工业通信部件，关注的是更为基础的设备单元和功能。对于此类产品，最关键的点是要足够专注和极致。每一个小的细分领域都存在很大的市场空间，如果能在一个细分领域做到极致，就有机会站稳脚跟，成就一个成功的公司。但与此同时，这样的市场往往也会和各种大公司的产品交叉重叠，因此选择一个足够深入而有潜力的切入点，形成自己在一定范围内的竞争优势，也至关重要。我们投资的德速机械，就是在巨大的数控机床行业中专注做一个小的零部件，但这个零部件能够击败台湾和日本的产品，得到行业内的广泛认可。
集成服务商直接面向终端客户，提供自动化的全套服务。虽然工厂作为生产第一线理应对自己的生产流程最熟悉，但国内的工厂很少会有自动化的知识和经验，因此在面对如何进行自动化改造的选择时，往往会陷入无所适从的局面，或者产生重复投入。而集成商会协助工厂完成全套自动化体系的搭建，使得工厂管理人员能够很方便地完成自己的生产调度控制。
电力传输控制领域的技术发展趋势 篇12
一、电力传输控制领域的分类
电力传输通常也被称之为无线的功率传输以及无线能量的传输, 其主要是通过能量和电磁感应的相互转换来不断实现的。电力的传输控制主要是通过电磁的共振、电磁的感应以及微波和射频等相关方式来不断实现的。有关电力传输控制可以分成三种, 主要有:远程、中程和短程三类。短程传输电力控制, 主要通过电磁感应实现。电磁的感应传输是以磁场为媒介, 并利用相关变压器的不断耦合, 然后通过次级以及初级等线圈所产生的相关电流加上来传输的。当相关电磁场直接穿过非金属性物质的时候, 相关电能就可以直接间隔非金属性材料的直接传输, 最后将实际能量直接传给接收端口, 从而实现了有关电气连接的相关电能传输。
二、电力传输控制技术的应用领域
电力传输的相关技术在便携通讯、交通运输、医疗机械以及航空航天等领域有着诸多发展前景, 其涉及到了运输、空间站、电力以及医疗、工业等众多领域。随着电力器件以及相关控制技术的不断发展, 有关WPT的相关体系也在不断实现, 比如:电动牙刷、手机以及电话和吸尘器等众多产品。
在整个便携通讯领域中, WPT应用发展最为迅捷。在手机以及相关的充电座上实际安装接受电能以及发射的线圈, 手机就可以实现没有接点的充电体制。在牙刷以及相关的充电座上已经出现了磁耦合性的作用, 并采用相关的电磁感应性原理将电力直接传送, 当电压进行整流之后就可以对相应的电池进行充电。在整个交通的实际运输领域中, 其采用的是ICPT等技术, 通常应用在电动汽车以及相应的轨道机车等充电性装置之中。
三、我国电力传输控制技术的发展
我国的电力传输控制性系统的实际应用起步较晚。先后研发出不用安装电池的无线鼠标, 相关的鼠标垫可以连接到电脑的USB的接口来获得相应的电能;不用接触就可以直接感应的充电器专利等电磁感应性技术;无线充电技术, 在较近的距离中对电能进行传输。
在未来几年的发展中, 我国电力传输的战略性产业将达到更高规模, 成为具有国家特色的新型经济点。到2020年, 我国电力传输领域, 预计发展突破为无线供电性体系, 最终实现无线电力传输, 其未来的产业性规模可达到上千亿资产。
四、有关电力传输可能面对的问题和相关对策
我国无线电力传输的主要故障, 是无线电力的传输距离和实际效率, 以及无线电波的不断弥散。相关电磁波在整个能量的传输中是不容易集中在一起的, 其定向性也比较差, 同时也可能向不同方向传输。整个能量在进行传输的过程中, 相关空气会作为整个耦合的介质, 电力的载体可能会造成严重的损害性。其电力传输控制的实际传输效率较低, 实际效率较差, 无法将能量直接进行大量传送。
电力传输控制工程巨大。相关的电力传输系统必须解决电力输送以及实际生产两个问题。对电力充电系统而言, 要经过相关机构进行认证, 同时在商业模式下打开市场缺口。不断完善和改良相关充电性技术, 形成行业标准, 让电力传输控制设备拥有更加广泛的兼容性功能。
五、小结
本文对电力的分类和传输以及实际应用做了简要的分析, 并同时回顾了相关的技术发展历程, 对相关的电力传输技术应用和研究做了简要的分析, 希望可以为今后研究提供参考, 推动我国的电力传输控制体系未来发展得更快、更好。
参考文献
[1]殷志良, 李顺昕, 余钟民, 周红.PROFINET技术在数字化变电站过程总线通信的应用[J].中国电力, 2010, 12 (04) .