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导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇自动化技术设计论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
2自动化技术在电子信息工程设计中的逐步应用
自动化技术,是一种综合了信息技术、控制技术、电子技术等一系列高新科技的混合体,其在一定程度上,代表着尖端高新领域的发展。自动化技术由于其在控制领域的巨大创新,受到了现代工业的广泛应用和追捧。因此,将自动化技术引入电子信息工程设计中进行应用,获得了业界的一致认可。
2.1引领电子信息工程设计朝着机械化和一体化的方向不断发展
自动化技术中最突出的特点就是,能在最大程度上用机械代替人力进行一系列工业生产和发展。因此,自动化技术的应用,在一定程度上能够直接体现项目、工程的机械化程度,这也正是其受到广泛应用和追捧的主要原因。而电子信息工程单纯是由计算机技术和电力电子技术等高新科技支撑、发展的,电子信息工程设计在一定程度上缺乏相应的机械一体化能力。因此,两者之间存在着诸多不可避免的联系,与此同时,将两者进行有机的结合在一定程度上是一个发展的契机,一方面,可以促进电子信息工程设计朝着机械化方向大力发展;另一方面,还能在一定程度上提高电子信息工程设计的效率。因此,在电子信息工程设计中逐步应用自动化技术是一个不可多得的明智之举,是工业发展的必然要求。
2.2进一步提高电子信息工程设计的智能控制能力
众所周知,电子信息工程设计是通过对电子设备的研究、设计及其开发等手段,进而对电子信息进行一系列有效的控制和处理。总而言之,电力信息工程设计是基于信息,进行一系列操作运行的。而自动化技术在信息的储存和处理上有着引人注目的骄人成绩,因此,在电子信息工程设计中引入自动化技术能在根本上改善提高其对于信息的智能化操作水平。换而言之,自动化技术和电子信息工程技术的融入能在最大程度上改善、提高对于信息的智能控制能力。
2.3在电子信息工程控制方面的提高
对于电子信息工程设计而言,电路分析和计算机控制这两部分尤为关键。而自动化技术在电路分析和设计方面有着不可忽视的主导地位,例如:三相电力、互感电路以及双口网络。也就是说,一旦自动化技术开始应用于电子信息工程设计,自动化技术在各方面电路的高超本领也将注入电子新型工程设计。而计算机控制本来就和自动化技术有着密不可分的联系,因此,自动化技术的全力支持对于计算机控制的提高是不可或缺的。总而言之,自动化技术在电子信息工程设计中的应用,能够电子信息工程控制方面带来极大幅度的提高。
2.4辅助电子信息工程的具体设计
自动化技术的应用,对于计算机设计效率的提高而言,存在着关键性作用。自动化技术能够从根本上改善原本效率低、准确性低的陈旧计算机制图方法。因此,在计算机制图方面,一旦应用了自动化技术,设计者只需在固定程序中输入所采用的数据和规模,计算机就能自动输出设计。并且,其对于制图方面的应用涵盖了建筑、纺织、电子等方方面面,这能给我们带来极大的便利。因此,自动化技术在电子信息工程设计中的应用,能够在最大程度上提高其工作准确度和工作效率。
2.5引领电子信息工程设计走向更好的明天
自动化技术所涵盖的技术领域和其技术能力,是迄今为止最广和最高的。这也能从侧面说明,在电子信息工程领域大面积应用自动化技术是时代要求,是大势所趋。例如,在信息处理方面,现阶段除了自动化技术之外,没有任何技术能对信息处理的如此全面和高效。在智能操控方面,也没有任何技术能够超越自动化技术的完美操控。与此同时,在计算机处理方面,自动化技术对于制图的辅助能力也是其他技术所无法匹敌的。而信息的高效操作能力,工程的智能操控手段以及对于计算的制图的辅助,对于电子信息工程设计而言都是必不可少的一部分。因此,在电子信息工程设计中大力推广及应用自动化技术是大势所趋,是社会发展的必要进程。
3结束语
总而言之,无论是电子信息工程的设计,抑或是自动化技术,两者对于我国工业的发展都存在着至关重要的作用。任何一方的缺失都可能会,造成工业发展的滞后甚至停滞。因此,只有在电子信息工程设计中全面应用自动化技术,在最大程度上将两者进行一个有机结合,才能使两者完好的发挥出各中高效作用,进而才能推动着我国工业的快速进步。
作者:王玲 单位:西安铁路职业技术学院
引用:
2模具设计自动化发展趋势
CAD/CAM/CAE等技术是随着计算机技术的发展而逐渐出现的,并且在模具设计与制造行业得到了普遍的应用,随着新世纪的到来,各个国家的经济逐渐融为一体,模具行业作为工业的一个基础支撑行业必然会朝着自动化的方向不断发展,这样才能在全球化的工业领域中起到其自身的重要作用,随着各个国家的工业发展联系更加紧密,模具行业不单单只是局限的某个国家,大多数情况下是需要多国外某些行业提供先进的模具产品,这不仅对模具的设计水平、制造质量以及制造效率提出了更高的要求,而且还推动着模具的自动化的进一步向前发展,只有这样才能够适应不断发展的经济。当前,模具的自动化发展趋势主要可以概括为以下几个主要方面,下面分别进行详细的研究。
2.1模具产品发展将大型化、精密化
随着模具自动化技术的不断发展与进步,模具的产品也出现了两个十分重要的发展方向,也就是模具的大型化发展与精密化发展,所谓大型化发展并不是指单个模具的尺寸逐渐变大,而是指将多个零件的模具集中到一个模具上进行生产,也就是一个模具往往会有多个模具腔,这样就可以提高零件的生产效率,模具的精密化与模具的大型化并不是冲突的,它是与零件的微型化有着一定的关系的,模具的精密化主要是为了提高产品的
2.2模具标准件的应用将日渐广泛
模具的自动化发展的主要目的之一就是为了提高模具的制造效率,传统的模具制造行业对于每个新的产品都要单独设计模具然后再去加工,加工过程中还要对模具的质量进行监测,这样大大降低了效率,模具标准件的出现可以使得一部分模具不用再去重新设计,通过将某些模具的组成部分设计成标准化的模块并制定出相应的国家或行业标准,对于模具的自动化发展具有很大的推动作用。
2.3在模具设计制造中将全面推广CAD/CAM/CAE技术
随着计算机技术的出现并应用到模具领域,模具设计的开始出现自动化的发展趋势,各种先进技术包括CAE、CAD、CAM以及CNC都被应用到模具的设计和制造,目前许多的计算机辅助设计的软件在模具的设计过程中可以直接对模具的加工过程生成完成并且可靠的数控加工程序,不仅提高了模具加工的效率,而且提高了模具加工的质量。随着工业的不断发展,CAD/CAM/CAE等相关领域的应用软件成本也开始逐年降低,从而降低了许多中小型企业的门槛,这几项技术作为模具自动化发展技术的里程碑,推动了模具发展质的飞跃。
3模具设计的自动化
模具设计的自动化是一个比较完整的生产模具的过程,通过CAD软件对模具进行设计的周期中,可以不断对所设计的模具进行质量上的改进,找出设计过程中存在的问题并且进行修正,对于实际中应用的模具对其进行信息的完整收集然后将其体现在CAD模型之中,并可以在企业内部进行文件的共享从而几种多名设计人才的智慧对设计的模具进行改进,最后可以生成模具的生产文件,实现整个模具设计到制造的自动化过程。
3.1输入产品模型,生成高质量实体模型
在模具设计与制造的自动化过程中,模具的产品模型输入是最为基础的一个步骤,只有得到十分完整的实体模型才可以保证整个模具设计过程的可靠性,然而当前的状况就是常用的一些造型软件虽然在造型方面具有很好的使用功能,但是在进行数据交互的过程中往往会出现一系列的问题,在进行数据交互过程中最容易出现问题的部分就是曲面部分,很容易出现数据丢失的现象,因此在进行数据交互的过程中就需要对导入的产品模型进行相应的处理过程,处理过程大多数情况是针对的造型公差,当造型间隙相对公差较大的情况下常常采用的造型处理方法有两种,一种方法称为愈合处理,另一种方法是公差处理模型,前一种方法的应用比较受限,并不是所有的情况都可以用该方法进行处理,后一种方法是在实际应用中使用较多并且最终效果也比较好的处理方法,因此常常采用该方法。
3.2完备产品模型
在模具设计与制造的自动化过程中,模具的产品模型的完备是模具厂家需要完成的一个十分重要的步骤,之所以还需要对设计好的模型进行完备是因为许多模型在设计的过程中是不需要将整个模型完整地绘制出来的,有时候仅仅给出模具的一个简单的外观,而内部的结构则需要模具的厂家进行细化,这种情况在汽车行业比较普遍出现,就算设计人员最终给出的产品的模型是完整的,模具厂家也需要完成另一部分工作,那就是将模具进行分离,也就是分为型芯和型腔两个部分,只有这样设计出的模具才能够进行使用,因此,不管设计人员最终给出的产品的模型是不是完整的,该模型都需要进行不得处理,也就是模型的完备。
3.3产生模具
在模具设计与制造的自动化过程中,模具的产生是在产品模型完备以后需要进行的下一个步骤,在模具的产生过程又可以细化为两个部分,一部分就是型芯和型腔的产生,这是模具的主要部分,另一部分就是模架等附件,又可以称之为模具的辅助部分,很多模具设计的人员希望通过实体造型的CAD应用软件来完成这项工作,然后在实际操作中往往是不能够完成的,这是因为模具产生设计过程中应用到最多的就是曲面造型这一功能,而这些现有的应用软件往往很难达到使用的要求。
3.4加工准备
模具加工前的准备是在模具设计与制造的自动化过程最后一个关键步骤,这一步骤同样十分关键,它既涉及到模具的设计,也涉及到模具的制造,整个模具的生产过程并不是单一的切削就可以完成的,有时候还需要特殊的加工方式来进行配合,最常见的就是放电加工,对于需要切削加工的表面需要选择对应的刀具来进行加工,而对于需要放电加工的表面就比较复杂,首先需要对放电加工的部分设计对应的电极模型,这一步骤有时候会占据整个模具设计的大部分时间,而电极模型的设计原理就是对需要进行加工的部分进行求逆的过程。
3.5板材成型模具设计
自动化的模具设计时可以遵循上面阐述的四个步骤,此外还需要得到一些材料的特性参数、与模具相关的边界条件以及速度均方差的计算方法等等。其中,vi是考察截面上i节点处的流动速度,v是所有考察节点的平均速度,n是考察节点总数。
2电气工程及其自动化中存在的问题
2.1能耗大。虽然电气工程自动化技术的出现为人类的发展进步做出了巨大贡献,但是我们不能因此就看不到其本身存在的弊端,其中,摆在当前最为棘手的问题就是对于能源的消耗过大。在电气工程自动的发展系统本身带有复杂性,被应用的范围逐步扩大,对于能源的需求量也与日俱增。电气自动化是以消耗电能为主,作为当下最为先进的技术之一,对其本身最为基础的要求就是要做到在运作过程中保证误差小,并且准确有效,所以,就需要大批量的电气设备共同运作,如此,对于电能的消耗可谓是不计其数,与我们国家提出的走绿色节能的可持续发展道路存在差距。2.2质量水平较低。就现阶段的发展而言,电气工程自动化技术已经得到的飞速的提升,但纵观整体发展情况而言,其质量水平还处在发展低端。尤其是最近几年,人们对于生活追求的品质不断攀升,相应地也加大了对电气自动化水平的要求,但是我国对这一领域研究的时间还不是很长,对于相应的管理流程和先进的发展模式还不能很好的予以把控,特别是在自动化工厂的生产环节,相关人员只关心结果而忽略过程中的质量问题。但是,众所周知的是,如果电气的生产质量得不到有效的保证,就会发生一系列的用电事故,严重的会造成爆炸、火灾等重大安全事故出现,需要引起人们的深思。2.3集成化程度低。 顾名思义,集成化的主要运作原理就是把所有需要的东西做还集合工作,上文已经提到过,虽然电气工程自动化近年来的发展势头迅猛,但由于起步过晚, 虽然在努力的向集成化方面靠拢,确切的来说,现在还处于自动化阶段,技术水平发展有限,集成化技术还不成熟,各个体系和功能之间还无法做到有效的集成连接。所以,还达不到及时实现资源的有效共享,在一定程度上影响了电气自动化功能的发挥,使电气自动化工程技术滞后。
3对电气自动化工程中节能设计技术
3.1减少线路传输产生的耗损。由于无法对线路上的电流做出改变,所以也只能通过减少电阻来有效降低电能在传输中产生的耗损。所以,可以从这几方面做起,减少导线电阻:(1)使用功率较小导线;(2)使用相对较短的导线。这样做可以避免在布线过程中少走弯路,减少人员的工作量,有效减少电能耗损,同时在安装变压器时候与负荷中心保持较短的距离,也是减少供电的距离;(3)使用截面积大较大的导线,如果条件允许,可以选用较大截面积的导线,有效减少电阻产生的耗损。3.2无功补偿。电力系统在运行的过程中,配电设备中的无功功率占有较大的容量,所以存在较为严重的电能耗损的情况,不仅影响到电压,还对整个电能的质量造成不良的影响。对使用者来说,无功功率主要表现在功率低,尤其是当功率过低的时候,用户需要向相关部门缴纳一定的罚款,因此如果说能够使用合适的无功补偿设备,就可以保证功率的平衡,有效提高供电质量。工作人员在操作中要尽量减少对电能不必要的耗损,从而确保电气工程的安全运行。如果导线受到电阻的影响,那么由电机产生的电能就不能被变压器更好的吸收,同时没被吸收的那些电能在电流传输的过程中会被释放出来。同时由于无功功率产生了一定的作用,因此可以让电容器和无功功率进行抵消。利用电气相关设备在进行无功补偿时候,有几处要格外注意:(1)利用电容器在进行无功补偿的时候,一定要根据电压容量,电压负荷,自然功率,目标功率等参数来确定电容器的容量,同时如果在无功补偿的环节中发现产生了谐波,需要通过串联定量电抗器来消除谐波;(2)以参数的物理量来确定无功的电流,功率的参数,从而有效避免投切振荡现象。
4结束语
综上所述,电气自动化对于节能设计的要求是为了响应绿色生产的理念,也是为了响应可持续发展的需求,同时也是时展的必然趋势。虽然我国现阶段在电气自动化的节能设计中取得了显著的进步,但是随着社会的发展,电气自动化节能技术仍然需要进行不断完善和发展,不断优化配电设计,在科学利用电力资源的同时,还需要不断提高电力系统的运行效率,并最终达到节能的目的。
作者:吴尚坤 单位:山东钢铁集团日照有限公司
参考文献
2中国配电自动化技术的发展现状
2.1智能电网总体结构设计缺乏严谨性
智能电网设计缺乏一个较为科学合理的设计方案来对电网建设进行规划调整,在进行智能电网设计时没有进行全面、系统的电力分析,导致了部分智能电力电网的设计不严谨,实用性上存在不足,从而对电力负载的运行转供有了误差影响,降低了智能电网运行的稳定性。
2.2智能电网分布不均衡
在中国的中部、西部地区,智能电网的分布较不平衡,妨碍了整体电力电网事业的发智能配电网建设中配电自动化技术的研究与应用探讨文/邓雄在智能配电网的建设中,配电自动化技术起着重要的作用,是控制整个智能配电网稳定运行的技术基础。因此,加强对配电自动化技术的研究力度能有效加强中国智能电网的建设发展。结合我国电力信息技术系统的发展形势,从创新性的角度对智能配电网建设中配电的自动化技术进行了探讨和研究。摘要展进步。智能电网的分散建设造成了光纤覆盖率不均衡等情况。
2.3自动化配电技术发展不完善
从技术角度出发来看,中国的配电自动化技术发展落后于世界领先水平,尤其是自动配电装置的研发尚不具备自主独立的技术基础,造成了在智能电网的建设中不能对电力大小的调配进行及时准确的控制,造成了智能电网运行共组的不稳定性。
3对于中国智能配电网建设中自动配电技术发展建议
目前中国的智能配电网建设具有较大的发展潜力,需要相关电力技术人员加强对配电自动化技术的研究力度,在政策的鼓励以及相关设备得到及时财政支持的同时,加速推进在智能电网建设中的配电自动化技术发展。通过研究分析,笔者对加强在智能电网建设过程中的自动化配电技术的应用提出了几点建议。
3.1建立电力信息技术信息系统的统一管理
首先要建立起电力信息技术信息系统的统一管理,以便于各个分部之间能够更好更快的进行交流。提升配电自动化中的自动化策略中电力信息技术的比重,提升配电自动化中电力信息技术的比重,更好更有效的发展电力系统和配电自动化中的自动化策略。更好更有效的发展电力系统和配电自动化中的自动化策略。实现了统一管理,各部门的行为判断会得到高度的统一,从而实现在智能电网的运行中能够起到集中管理。及时对电网的运行做出科学化指示,统筹主计算机端的计算数据对电网运行进行控制。
3.2分配好电力系统各部门间的信息自动化领域
让部门和企业之间的信息共享问题成功解决,提高电力信息技术信息系统的统一管理能有效地提高配电自动化中的自动化策略的稳定性,并将电网的运行环境进行合理科学的调控,从而确保配电自动化中的自动化策略的安全可靠性。同时,实现电力信息技术信息系统的统一管理也让数据的传递速度有所提升,信息失真的问题也会有所减少和降低,继而进一步的让配电自动化中的自动化策略的安全度在整体上面得以提升,让电路系统的优质运行得到保证。此外,电力信息技术信息系统的统一管理也使得浪费成本的问题得到了很大的改善。
3.3充分运用互联网技术
运用互联网技术使得智能电力系统趋以完善,真正实现低投资,高收益。对互联网进行有效利用的使用和构建,对电力系统以及相关网络的安全性有保证,并使得安全性有所加强,以此会让配电自动化中的自动化策略中电力信息技术的应用收效更加显著。同时必须要让网络的漏洞可以得到组织,否则有可能会受到严重的损失。此外,以互联网为前提,能够让每个片区以及部门的管理者,都可以对整个电网和整条线路实时了解,因此集成网络技术系统的应用,还能够通过互联网技术的纳入使得整个电网信息的集中度得到有效提升。
4智能电网中的自动化配电技术应用实例分析
现以贵州省贵阳市某智能电网建设中心为例,贵州省的智能电网行业发展落后于国内平均水平,技术层面上存在着一些缺陷,不能满足贵州人民对于智能电网的需求,因此需要加强自动化配电技术在智能电网建设中的应用,分析其在智能电网建设过程中对配电自动化技术的应用。贵州省目前该电力企业首先明确了配电自动化在智能电网的运行中具有十分重要的作用,并引进了一批较为先进的自动配电装置,以及与之配套的安全保护装置。其中安全自动装置是在智能电力系统发生故障和不正常运行的情况时,用于快速切除故障,消除不正常状况的重要自动化技术和设备,以保证智能电网运行的安全性的一种装置。贵州省该电力企业成立了专门的自动化配电技术控制中心研究小组,致力于研究继电系统能以最短时限将故障或异常从系统中切除的可能性,实现配电自动化中的自动化策略的高度安全和可靠性。因此该电力公司的智能电网一直处于稳定状态,其引进的安全保护装置能及时对智能电网进行故障监控。同时该企业引进的自动化配电装置能对输出电压进行敏锐感知,智能调整电压值,从而确保电能不会被过多损耗。
0引言
在社会经济发展过程中,电气工程及其自动化技术在各行各业都得到广泛应用,且其发展水平已成为我国科学技术发展的重要标志。《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020)》将能源资源领域人才定性为经济社会发展重点领域急需紧缺专门人才,国家对高素质的电气工程及自动化专业人才的需求越来越迫切,这一领域人才的培养成为国民经济发展的重中之重。在这样的大环境下,电气工程及其自动化专业的学生更应清楚本专业的培养目标,明确学习方向、学习方法和未来的就业前景与发展方向,才能在有限的四年大学中打下坚实的专业基础,为将来的就业或进一步深造作好准备。
1电气专业的培养目标
电力部原属六大本科院校之一的长沙理工大学在《2016级本科生学习指南》中对该专业培养目标的描述如下:本专业培养德、智、体、美全面发展,具有扎实的系统基础理论知识、较强的专业知识和较全面的综合文化素质,具有强、弱电知识结构、较强的适应性和创新意识,能够从事电气工程相关领域、特别是现代电力系统的系统运行、规划设计、试验分析、生产管理等方面工作,也可以在电气装备领域和自动化信息领域从事设计、研制开发及管理等方面工作的应用型高级工程技术人才。
一般而言,企业的工程技术人员有应用型、研究型和管理型3种,其中应用型技术人员指能将专业知识和技能应用于所从事的专业社会实践的专门人才,要求熟练掌握社会生产或社会活动一线的基础知识和基本技能,主要在工业生产第一线从事工程设计、制造、施工、运行等技术工作,约占工程师总数的75%。长沙理工大学电气工程及自动化专业的培养目标定位于“应用型高级工程技术人才”,与社会现实需求相一致,而电气工程及自动化专业本身就是综合性较强的工科专业,要面向整个电工学科,使学生具有工程技术基础知识和相应的电气工程专业知识,受到电工电子、系统控制及计算机技术方面的基本训练,获得电气控制、电力系统自动化、电气自动化装置及计算机应用技术等领域的基本技能,具有分析和解决电气工程技术领域技术问题的能力。
2电气专业大学生的综合素养
长沙理工大学对电气工程及其自动化专业学生的核心知识能力要求为掌握一T外国语,能比较顺利地阅读本专业的外文资料,具有一定程度的听、说、写的基础,并掌握文献检索、资料查询的基本方法;具有较好的语言、文字表达能力,善于沟通与交流;具有良好的自然和社会科学知识基础,掌握本专业领域较宽广的理论和技术基础及必要的专业知识,并了解专业发展前沿和趋势;具有较强的计算机应用能力,熟悉本专业常用的应用软件及其使用方法,学会用先进的计算机技术解决本专业领域相关实际问题的手段及方法;经过必要的工程实践训练,掌握电气工程必要的文献查阅、工程读图与制图、工程设计与计算以及现场操作、施工、调试、实验等相关技能。具有一定的分析和解决现场工程实际问题的能力;了解科技创新的基本知识、原理和方法,具有一定的创新意识和创新能力。
事实上,电气专业在校大学生要通过专业学习综合提升人文素养和专业素养。
2.1人文素养
首先,一个人要有正确的自我认识和健康的情绪和健全人格,具备较强的人际交往能力,能够控制自我并理解他人需求和意愿,能够自信、灵活地处理新的和不断变化的人际环境和工作环境,具有应对危机与突发事件的初步能力;其次,任何社会的公民都要认识到自己是社会生活的主体,有与生俱来的作为人应该享有的参与社会政治生活和公共生活的各种权利,并以平等宽容之心对待他人,具有法制观念和责任观念;再次,作为未来的“工程人”也要掌握一定的哲学、政治经济学基础知识,具有良好的人文科学素养和口头与书面交流沟通能力,掌握资料查询、文献检索及应用现代信息技术获得相关信息的基本方法,具有一定的技术设计、归纳、整理、分析实验测试结果、撰写论文和实践工作的能力。
2.2专业素养
首先要学好从事电气工程技术工作所必备的数学基础知识和物理知识,掌握微积分、常微分方程、线性代数、概率与数理统计、复变函数及积分变换的理论知识;掌握电学、磁学、力学、热学等理论知识与相应的实验操作技能。
也要多去涉足其他专业领域。例如机械与电气工程息息相关,很多电气产品的研发都离不开机械知识,多学习机械知识有益于以后的工作,达到事半功倍的效果;还要掌握信息技术,充分运用现代网络技术,至少要掌握一种高级程序设计语言,具有程序设计的基本能力,能运用常用的电气 CAD 软件分析和解决一般性工程的实际问题;要多多关注业界资讯,多深入电力生产运输现场,加深感性认识,随时更新电气工程及其自动化专业领域的实时动态,把握时代的脉搏。
3 结论
中图分类号:TP271 文章编号:1009-2374(2017)03-0012-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.03.006
1 概述
MES生产执行层系统(Manufacturing Execution System)的概念由美国先进制造研究协会(AMR)于1990年11月首次正式提出,1997年国际联合会(MESA)了6个关于MES的白皮书,1999年美国国家标准与技术研究所(NIST)将MES有关概念规范化,2000年美国国家标准协会(ANSI)陆续了SP-95系列标准。MES系统在发达国家已实现了产业化,在医疗产品、塑料与化合物、金属制造、电气/电子、汽车、玻璃纤维、通讯等行业均有应用,国内MES市场处于起步阶段,目前MES已在钢铁、石化、汽车、烟草等行业有应用,且开发完成了若干自主产权的MES系统,如上海宝信MES、中国石化MES(S-MES V1.0)等。随着对离散制造MES探索性研究,国内市场上也出现一些针对离散制造业的MES产品,如ICON-MES、OrBit-MES、天为MES等。
MES市场行业特色明显,要求开发团队对行业工艺生产流程有深入和全面理解,对于MES厂商更要把握好产品标准化和客户需求差异化平衡,虽然国内外MES应用取得了一定成效,但是存在着MES产品市场处于一个分散状态,MES的应用价值得不到管理层的充分认知等不足,随着信息技术在制造企业的推广和应用,MES系统的未来被越来越多的人看好。煤制天然气企业是国家示范工程,对MES系统功能设计和实施研究案例对行业信息化建设有重要意义。
2 现代煤制天然气企业生产管理特点
煤制天然气企业以煤为原料,经过加压气化、变换冷却、低温甲醇洗和甲烷化等主工艺生产天然气,通过长输管道输送给用户。作为现代化的煤制天然馄笠担其生产管理特点主要表现为生产管理数字化、精细化,生产决策可视化、智能化,充分利用企业信息化推动企业降低成本、增强效益、不断提升煤制天然气化工产业化水平。
3 MES系统设计
煤制天然气企业MES设计主流技术包括计算机操作系统(主要采用Windows平台、Unix平台和Linux平台)、数据库技术(开发商主要采用SQL Server和Oracle数据库)、MES体系结构(主要采用C/S、Web使能、瘦客户端等体系结构)、开发应用技术((MES系统的开发主要采用DCOM、COM+,Active-X、XML,DotNET、J2EE,ODBC、OLE、OPC技术)和系统可配置性(通过标准化、组件、库和客户化定制4个指标评价)、集成技术。本文设计思想为强化生产过程自动化与信息化融合,应用集成技术完成MES功能、技术、安全、可靠性等设计,建立国内煤制天然气企业生产执行系统MES。
3.1 功能设计
根据煤制天然气企业生产管理特点,确定MES系统功能包括生产统计、管线监控、物料移动与平衡、罐区管理、能源管理等功能模块,实现生产运营管理、生产统计管理和生产管理功能。MES功能模块设计内容不是固定的,可根据企业特点、需求、管理模式等因素有所增减。图1为MES功能模块设计图:
3.2 技术设计
要实现MES设计功能,必须借助于网络设置、系统开发、数据库建立等措施,其中来自生产的数据是基础,并且这些数据要做到数出一门量出一家,数据单位要统一。技术设计主要包括五个步骤,即数据源(实时数据、质量数据、关系型数据、衡器数据、SCADA系统数据等)数据集成(数据抽取、数据加工与整合等)数据管理(管道运行监控数据、化工装置监测数据、生产执行数据、汽车衡轨道衡数据等)数据应用(实时监控、开发报表、对外集成、生产计划与统计、生产调度等)展示结果(以画面、图表等形式展示)。
3.3 系统集成设计
MES在企业信息化架构设计中处于中间层,是生产活动与管理活动信息沟通的桥梁,起着承上启下的作用,它一方面接受PCS发出的生产指令;另一方面加工处理PCS的原始数据,为ERP提供及时、准确的生产数据。由此可见,MES系统必须与企业PCS、ERP系统实现集成,为系统之间的数据存取和数据交换提供接口。在集成时,涉及实时数据库、衡器数据库、实验室管理信息系统等接口协议、通信方式、数据传输格式等,这就需要信息化技术人员进行全面考虑,最好在详细设计阶段之前,与DCS、PLC、SIS等厂家开设计协调会,明确接口方式及协议,为MES系统读取数据源打下良好
基础。
3.4 安全设计
MES应用的前提必须保证数据、服务器等具有很高的安全性,若不安全,MES应用不仅起不到良好作用,而且会给企业带来巨大损失,因此安全需求必须作为MES设计的重要部分。MES的不安全对象主要包括业务数据、用户身份、运行服务器和运行系统、数据库和主机。为了保证数据等信息的安全性,安全对策就是保密性,即用户通过统一方式实现用户身份验证,并根据自己的权限在不同的子系统中完成各自授权。
3.5 可靠性设计
为了提高系统高效率和可靠性,主要考虑系统双机热备、数据库备份等方法。对运行服务器避免单点故障,对运行系统的平稳运行建立备份策略。
4 MES系统实施
4.1 结构组织
一个项目的实施,首先应设立组织机构,根据项目特点和技术,设立项目经理,实施组、业务专家组、信息专家组和系统开发组,应分别设立组长,根据岗位职责,完成各自工作。组织机构设置根据项目规模大小、定编定员等情况,可以适当变化。
4.2 关键技术
MES系统实施重点考虑系统集成性和完整性,关键技术主要包括模型搭建、可组态易保护的通用体系架构和分层次核心数据库设计技术等,技术路线如表1
所示:
4.3 预期成果
按照MES系统设计方案,通过系统建模、系统调试、系统上线试运行,做到数出一门量出一家,实现设计全部功能,为调度人员做出作业计划和优化提供平台,该系统应用到企业生产和管理中,运用信息技术指导生产,提高生产水平和能源利用率,增加企业效益。通过设计和实施过程,预计总结出MES系统相关论文5篇,结合煤制天然气企业现状,相关论文对以后MES系统研究打下基础。
5 结语
本文煤制天然气企业MES系统设计与实施研究目的是利用信息化手段提高企业生产自动化水平,促进工业化与信息化融合,帮助企业达到“安稳长满优”目标,进而提高企业市场竞争力。随着信息技术的快速发展,企业信息化建设的重要性已凸现出来,国内煤制天然气企业处于起步阶段,且处于良好势头,这也给信息化建设和工程建设同步建设创造了机会,本文MES系统设计与实施在这样的背景下提出,对正在信息化设计阶段的企业具有指导和示范作用。
参考文献
[1] 刘诏书,李刚炎.制造执行系统标准的综述[J].自动
化博览,2006,(3).
[2] 晓镜.国外企业信息化发展现状分析[J].数据通讯,
2006,(4).
[3] 冯庆艳.改变企业基因是CIO必修课[J].中国经济和
《电脑知识与技术杂志》创刊于1994年,本刊为旬刊,总编:杨辉军 。编委委员均来自国内各著名高校的教授和博士生导师,他们是我国计算机科学领域方面的专家、学者和权威人士。
读者对象
本刊的作者有教授、博士生导师、研究员、博士研究生、和硕士研究生以及从事该研究领域的工作人员、专家和学者。主要面向广大的科技工作者、高等院校、各公共图书馆、情报所(室)、研究所,它对科技工作者、科学研究人员、广大教师、研究生、博士生都具有重要的参考价值。
栏目设置
数据库与信息管理:数据库理论与系统、各种专用数据库、数据挖掘的实用技术、各类信息系统及其管理等;
网络通讯及安全:计算机网络理论及应用、计算机网络安全、计算机数据和设备安全、移动通信技术等;
开发研究与设计技术:软件工程、程序设计、基于计算机、电子、自动化某个领域的理论与应用研究等;
计算机教学与教育信息化:计算机化教学、计算机教学应用研究、计算机人才的培养等。
人工智能及识别技术:人工智能技术、图像识别技术等。
多媒体技术及其应用: 多媒体技术设计、开发、应用技术等。
计算机工程应用技术:计算机辅助工程与设计、计算机体系结构、过程控制、虚拟现实技术、计算机测量与控制等。
信息技术与课程整合:教育信息化、信息技术在教学中的应用、网络远程教育、数字化教学资源建设等。
电子商务与电子政务:网络营销、企业管理、电子化贸易活动、电子信息技术、办公自动化等。
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《电脑知识与技术》学术影响:
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远程开放教育是利用计算机网络技术和多媒体技术所建立的具有双向交互功能的教学平台进行教学的一种教学形式,是高等教育的重要组成部分,在高等教育大众化以及普及化阶段扮演着重要角色。在远程开放教育的教学环节中,毕业论文是完成专业培养目标中的最重要的教学环节,也是培养学生综合运用所学的基本理论和知识去解决实际问题的能力的重要手段。随着计算机网络的普及和各个院校的校园网络的日益完善,各远程教育院校已广泛采用远程教育平台开展课程教学,但采用网络平台进行毕业论文指导环节的目前来看还比较少,基本还是采用传统面授的指导模式。为了提高该教学环节的工作效率,打破传统的面对面毕业论文指导模式,本文设计了一种网上毕业论文管理系统。经过实践,该系统可以为学生、教师、班主任和管理员提供一个交互平台,规范了教师、班主任及管理人员在论文指导过程中的管理工作,极大地提高了教师、学生、班主任和管理人员的工作效率。
1 系统分析
本系统是根据地市级广播电视大学(简称电大)开展远程开放教育的实际,涵盖了学生的毕业论文教学环节的全过程,实现了学生分组、论文选题、毕业论文相关文档的提交与管理以及成绩统计与管理等功能。
1.1 系统需求分析
该系统是针对地市级电大毕业论文管理的现状,坚持“以服务学生为中心”的办学理念,解决论文辅导具体业务的网络化与自动化,达到利用该平台进行毕业论文的选题、提交、指导、评价与查询等具体业务的自动化管理目的,为支持电大师生网上非实时毕业论文辅导教学活动提供了互动平台。该系统主要针对地市级电大远程开放教育的学生,因此用户群主要定位有四种,分别是系统管理人员、班主任、学生和指导老师。系统管理人员主要是完成系统数据维护、各类用户权限的分配、系统安全维护等。班主任主要是负责学生分组、督促与查看学生论文进度情况、统计班级论文完成情况和沟通联系学生等。学生主要是根据时间节点完成毕业论文的选题、论文初稿的提交、查看指导老师的评语、修改论文、提交终稿等。指导老师主要是布置毕业论文选题、审核选题、跟踪查看学生论文、写出修改意见与评语、给出论文成绩等。由于针对的是四种不同类型、不同权限的用户,因此该系统必须具备友好的用户界面、简单的操作流程和专业的管理模式,这样才能使系统的所有使用人员经过简单的业务培训就能很好地得到应用。
1.2 业务流程分析
地市级电大毕业论文工作的一般业务流程是:教学管理部门(教研室)毕业论文指导任务;毕业班班主任根据本班学生情况进行分组并分配指导老师;指导老师与班主任组织学生开会并毕业论文选题范围;学生进行选题;指导老师查看选题并同意撰写初稿并提交给指导老师;指导老师审核,这样反复几次后,最终定稿,并给出初评成绩。教学管理部门负责整个流程的监管。鉴予此,本系统的主要工作业务流程如图1所示。
1.3 总体功能分析
设计开发网上毕业论文管理系统的目的是利用计算机网络解决师生论文辅导存在时空矛盾的关键问题,同时还可以利用计算机强大的管理统计功能对论文进行有效管理,从而提高师生和管理人员的工作效率。在实际工作的调研过程中发现,网上毕业论文管理系统主要涉及学生管理、论文选题、论文提交、论文评价、论文查询与统计等几个方面。根据这几方面数据管理上的需求,把系统分以下几个模块:系统用户管理、学生分组管理、选题管理、论文文章管理、成绩管理。系统总体功能模块结构如图2所示。
系统用户管理:用户分为管理人员、班主任、教师和学生。每个用户根据自己的角色拥有不同的权限。例如管理人员和班主任可以查看每个指导老师对学生毕业论文的指导进度。指导老师只能查看自己所指导学生的进度和相关信息等。该功能模块就是实现对各种不同权限用户的管理,如输入与修改用户基本信息等。
学生分组管理:这个功能主要是针对班主任的。班主任根据教务部门的要求按照学生人数和指导老师的数量进行学生分组,指定学生的论文指导老师。之所以对学生进行分组并指定指导老师,是为了便于教学部门监管教师与学生之间的论文指导工作。
选题管理:该功能模块是实现毕业论文题目的与查看、选题查询、学生选题、更改选题、审核选题等功能。毕业论文题目可以由指导老师进行并限定选题人数,也可以由学生自己命题由指导老师审核。经审核后毕业论文题目进入指导老师的选题库,该指导老师所带的学生都可以查看并进行选题。当学生选题人数超过毕业论文限定选题人数时,就要求指导老师要进行筛选,并指定学生进行重新选题。
论文文章管理:本系统采用上传与下载的文章管理方式来实施论文指导过程。具体实施方式是学生上传文章给指导老师,指导老师查看并下载文章,然后指导老师线下评阅文章并在文章中标注修改意见,然后把标注有修改意见的文章上传给指导老师,重复该过程直至论文定稿。
成绩管理:该模块主要是实现教师对学生的毕业论文进行评分、并录入或修改学生成绩,按照指导学生的论文进行指导小结的录入等。
辅助交流管理:该模块主要是实现指导老师信息的、学生提问、老师答疑、师生互动讨论等功能。
2 系统主要模块实现
本系统是基于ASP三层架构进行开发的,前端开发工具采用HTML+CSS+JavaScript,后端开发工具采用,整体开发环境为ASP+IIS6.0+Access2003。操作系统是Windows server 2003,服务器采用其内置Web服务器IIS6.0。系统客户端通过IIS6.0与ASP应用程序进行联接。底层数据库系统开发采用Access2003,因为Access2003与Windows操作系统系统及ASP环境之间具有很好的兼容性。
2.1 用户管理模块实现
本系统涉及到多个用户,每个用户拥有不同的权限,管理员用户具有最高权限,包括所有设置、创建编辑所有用户权限。不同权限用户登录系统后产生的界面不同,因此系统的访问控制机制非常重要。本系统的访问控制机制是:给每张表每个模块赋予一个ID,并根据用户权限把ID写入用户数据信息表字段中,当用户登录系统时,先读取用户数据信息表,然后根据数据表中的字段里所包含的ID号来显示相应的用户管理界面。
2.2 选题管理模块实现
选题管理模块主要包括我的选题列表、添加选题、批量导入选题、选题确认修改、导出我的选题和所有选题构成。我的选题列表主要列举出可供选题的题目和相关选题细节,并供学生进行选题;添加选题主要是实现教师或学生添加论文题目,教师可以批量导入或导出选题信息,而学生只能添加一个自己的选题并选择所添加的选题。添加选题界面如图3所示。
2.3 文章管理模块实现
文章管理模块主要包括文章上传与文章下载功能。文章上传功能可以实现将文章上传给指定某个用户,如图4所示。例如,当指导老师点击文章上传按钮时,会显示该指导老师所指导的所有学生,然后可以选择某位学生,把文章上传给该学生。文章下载功能可以实现定位下载功能,例如点击文章下载,会显示所有该指导老师所指导学生上传的文章,点击某篇文章就可以下载该文章。
2.4 成绩管理模块实现
成绩管理模块主要有录入初评成绩、录入评审成绩、指导小结和查询导出功能。录入初评成绩是指导老师根据指导论文的质量给学生录入定稿成绩;录入评审成绩是指定的评审老师对学生论文评定成绩进行评审,并录入评审成绩。指导小结是供指导老师填写小组的指导小结;查询导出是实现查询或导出所选学期、所选班级的全部指导论文。
3 结束语
远程教育网上毕业论文管理系统是为了解决电大学生在毕业论文指导过程中遇到的工作效率低、交互性差、时空矛盾严重等问题,而采用ASP+IIS6.0+Access2003等技术设计开发的一个非常实用的管理系统。通过学校近几年的使用,该系统能够实现多班级选题管理的具体化、直观化、规范化,指导论文的网络化、合理化和公开化,很好地促进了学生与指导老师之间的互动交流,极大地提高了毕业论文指导的工作效率。
参考文献
[1]李莹.远程开放教育辍学研究:结论与反思[J].开放教育研究,2014,20(3):79-87.
[2]毛林,田林,谢汶.基于Internet的网上论文辅导系统设计与研究[J].中国远程教育,2010(11):58-61.
[3]覃发兵,葛玉辉.基于Java Web组件技术的毕业设计管理系统[J].计算机应用,2010,30(1):321-323.
[4]徐远棋,曾海.网上毕业论文管理系统的设计与实现[J].微型电脑应用,2013,29(10):42-44.
[5]陈永强,谢维成,李茜.ASP数据库开发经典实例精解[M].北京:机械工业出版社,2006.
[6]曾小平,吴暾华.本科毕业设计管理系统的设计与实现[J].微型机与应用,2011,30(18):83-85.
作者简介
熊子东(1984-),男,广东省梅州市人。硕士学位。现为梅州市广播电视大学教技科科员。
张志方(1967-),男,广东省梅州市人。硕士学位。现为梅州市广播电视大学教技科主任。
中图分类号:TV7文献标识码: A 文章编号:
一.引言。
将水能转变为电能的机电设备称水电站动力设备。其在常规水电站和潮汐电站为水轮机和水轮发电机组成的水轮发电机组,及附属的调速器、油压装置、励磁设备等。抽水蓄能电站的动力设备为由水泵水轮机和水轮发电电动机组成的抽水蓄能机组及其附属的电气、机械设备。水电站的电气装置除水轮发电机及其附属设备外,还包括发电机电压配电设备、升压变压器、高压配电装置和监视、控制、测量、信号和保护性电气设备等。如何解决水电站建设施工中设备管理的问题也是当下相关部门必须要解决的问题。
二.水电站设备管理存在的主要问题。
1. 管理方面的问题。
1.1投资的盲目性,导致管理重视程度不够。
一些水电站,尤其是水电站是由一些个体企业及私人老板投资而成,这些群体对水电开发知之甚少,属于盲目跟从型的投资。他们有时为了自身的经济效益,盲目地追求产值最大化,狠抓发电环节,忽视了设备管理。甚至,直至设备出现了严重的问题,影响电站的生产和发展时,才会考虑设备的管理问题。
1.2. 管理不正规,导致管理的混乱性。
电站本身规模就小,投资不是很大。而开发商的目的是效益最大化,有的投资方为了节约投资,工程建设中不按建设工程的管理程序进行。首先是没有认真对电站的前期工作进行落实,实行“三边工程”。其次是没有招投标过程,不管施工队伍有没有资质,也不请监理单位来进行监督管理施工。最后是参建单位无质量监督体系,工程质量低劣,不经验收和安全鉴定就投人运行。没有安全保障体系,安全管理失控,导致安全事故频发。
2. 技术方面的问题。
2.1. 水电站因为其规模小,电站人数也比较少,运行与检修人员没有严格的区分,有的甚至没有检修人员,技术力量严重薄弱,设备检修与维护不成系统。没有正确掌握设备操作技能与维护的技术性规范,特别是对改造后自动化程度比较高的设备,对其检修更是无从下手。
2.2 随着水电站设备的不断更新,各型号设备在技术设计理念的区别,同类设备可能在工作原理、结构性能、自动控制、运行要求上存在差异,但一部分工作人员由于掌握的图纸及其他技术资料不足,导致其对设备状况的了解够细致;对于投入运行的新设备,一些工作人员由于对自身要求不高,对新设备投运前的技术培训、调试运行状况及设备运行数据的了解、分析不够重视,对新设备的技术了解不够全面、细致和严谨,对新设备运行技术容易存在一些错误的习惯性思维。
三.水电站设备管理的措施。
1. 建立规章制度。
据国家的法律、法规和有关规程, 结合本公司的实际制定《安全生产管理奖惩制度》、《生产事故调查实施细则》、《运行生产管理制度》、《厂( 站) 用电及通讯中断事故处理办法》、《反事故措施计划》等,以适应生产经营管理的需要。同时还应建立运行分析制度, 即对运行中通过仪表指示、运行纪录、设备巡检和操作等反映的各种问题和现象进行分析, 及时找出产生各种问题和现象的原因、规律, 并采取相应措施及对策。
2. 加强技术监督与设备评级。
水电站的技术监督是运用各种科学试验方法, 对各种设备进行定期或不定期的检验和检测,了解掌握设备的技术状况及在运用中的变化规律,保证设备有良好的技术状况。水电站的技术监督包括仪表、绝缘、金属、化学等十大监督, 关键是对仪表、绝缘、金属三项的监督。金属监督是监督各种金属部件在运行中的性能变化, 特别是水轮机的气蚀和泥沙对转轮的破坏和磨损, 易磨部位的磨损情况等。设备评级在水电站的技术管理工作中也非常重要,设备评级为三类设备的改造和更新提供了有力的依据。
3. 加强维护检修管理。
电站的维护及检修必须贯彻预防为主的方针,切实做到“应修必修, 修必修好”,切忌“硬拼、硬撑”。在“质量第一、安全第一”的前提下,结合实际进行挖潜, 积极推行技术更新、技术改造工作, 逐步把恢复设备性能转变到改进设备性能上来, 延长检修周期, 缩短检修工期, 保证设备的检修质量。强化设备缺陷管理周汇报制度和缺陷处理制度,制订《设备缺陷管理制度》, 各电站每周汇报缺陷情况, 运行管理部门进行统计汇总后交安生部专责进行审查。
4. 优化调度提高效率。
水电站在运行中应正确处理发电用水与灌溉、防洪等的关系, 实行优化调度。一是及时准确了解上游各水文站的水文预报资料, 并根据上游调节库容下泄流量对来水量进行析, 作好日( 周、旬、月、年) 水情、负荷预测, 确定运行方式。二是合理利用电站有效库容, 尽可能提高上游水位运行。三是利用丰枯、峰谷电价政策, 尽量做到早晚高峰多发电, 提高综合电价水平。四是机组的组合运行方式应按效率高、耗水低优先的原则, 保证机组在高效区运行, 以获得最大的经济效益。五是配合调度部门做好经济运行方案, 并要充分利用水资源, 最大限度地发挥电站发电效益。
5. 新建项目中的水电工程及防雷接地工程,在技术设计之前必须征求水电管理科的意见,施工中必须使用安全节能装置和节能计量仪表,工程竣工后应经水电管理科验收,验收合格并将竣工图纸、资料送交水电管理科备存后,方可接水接电。改、扩建水电工程及防雷(重复)接地工程、水电维修工程由水电管理科负责组织实施。
6. 主供水管上的阀门和消防栓由水电管理科和消防安全科专门管理,任何单位和个人未经批准不得无故开启
生产设备是生产力的重要组成部分和基本要素之一,是企业从事生产经营的重要工具和手段,是企业生存与发展的重要物质财富,也是社会生产力发展水平的物质标志。生产设备无论从企业资产的占有率上,还是从管理工作的内容上,以及企业市场竞争能力的体现上,它都占有相当大的比重和十分重要的位置。管好用好生产设备,提高设备管理水平对促进企业进步与发展有着十分重要的意义。
五.结束语
中国经济已进入新的发展时期,在国民经济持续快速增长、工业现代化进程加快的同时,资源和环境制约趋紧,能源供应出现紧张局面,生态环境压力持续增大。据此,加快西部水力资源开发、实现西电东送,对于解决国民经济发展中的能源短缺问题、改善生态环境、促进区域经济的协调和可持续发展,无疑具有非常重要的意义。另外,大力发展水电事业将有利于缩小城乡差距、改善农村生产生活条件,对于推进地方农业生产、提高农民收入,加快脱贫步伐、促进民族团结、维护社会稳定,具有不可替代的作用。水电开发通过投资拉动、税收增加和相关服务业的发展,将把地方资源优势转变为经济优势、产业优势,以此带动其他产业发展,形成支撑力强的产业集群,有力促进地方经济的全面发展。
参考文献:
[1]张景钧 水电站建设施工中的设备管理 [期刊论文] 《今日工程机械》2005年7期
[2]马桂娥 罗玉圆水电站工程起重机事故隐患分析 [期刊论文] 《红水河》 2005年4期
[3]孙翔 加强设备管理提高经济效益 [期刊论文] 《经营与管理》 2002年11期
[4]初曰亭 龙滩水电工程施工设备管理 [期刊论文] 《红水河》 2006年4期
电网“黑启动”是指整个电网因故障崩溃停运后,系统全部停电,处于全“黑”状态,此时通过系统中具有自启动能力机组的启动和外来电源,带动无自启动能力的机组,逐步扩大系统的恢复范围,最终实现整个系统的恢复和正常供电。
一、黑启动原则
(一)目标要求
电力系统黑启动是指在系统全停的情况下,利用系统外电源或系统内具有自启动能力的机组逐步恢复系统正常运行的过程。电力系统恢复的总目标是在最短时间内使系统恢复带负荷的能力,具体要求有两个:尽可能地用最小启动功率启动机组;制定严格的操作票制度,实现操作步骤最少。
(二)恢复方法
一般电网全停后主要靠两种方法来恢复:从周边还有电源的系统取得电源,用来恢复本地区的电网网架和启动本地区的主要电厂;利用本电网区域内的、具有自启动能力的电厂首先启动,然后再逐步恢复系统。
(三)方案的制定
在制定黑启动方案时需考虑下列原则:路径中电压转换的次数尽量少;每个方案的路径长度尽可能短;尽量先启动离重要负荷近的机组;每个方案开关操作次数尽量少;每个方案在启动容量允许的前提下,要选择被启动机组的容量尽量大;便于主网架的快速恢复。
(四)子系统划分
针对黑启动的具体情况,黑启动时可以将电网划分成为多个子系统,各子系统内部可以同时进行黑启动操作,以加速全系统的恢复。每一个子系统都应有1个主网架,包括子系统内的黑启动电源、主要电厂、枢纽变电站和重要负荷。子系统划分原则如下:根据电网结构特点和黑启动电源所在的位置合理划分子系统;各子系统至少有1个黑启动电源并具有较好的调频调压手段;各子系统应具有明确可靠的同期并列点,子系统之间具有的合环点需要明确。
(五)电源电厂的选择
选择黑启动电源的电厂时应遵循下列原则:尽量选择调节性能好的、启动速度快、具备进相运行能力的机组;优先选用直调电厂作为启动电源,其次选用用户电源;尽量选择接入较高电压等级的电厂;有利于快速恢复其他电源的电厂;距离负荷中心近的电厂。
(六)恢复过程
黑启动中可以把恢复过程分为三个阶段:形成独立的子系统;各子系统的并列与合环;负荷的恢复,最终电网全面恢复正常运行。
二、负荷恢复中的注意事项
第一,黑启动过程中,应当按照负荷的重要等级,并考虑电网的稳定及恢复速度有序恢复,在负荷恢复的过程中,系统频率应控制在49. 5~50. 5 Hz 之间。在调度操作方案中应列出负荷恢复的优先次序和数量,优先保证各级电力调度机构、电厂、通讯部门、党政机关、重点厂矿企业的保安负荷等重要负荷的供电。
第二,负荷恢复过程中,电压应控制在0. 9~1.1p . u. 之间。每一步操作都需要监测重要节点的电压水平,否则极易导致黑启动失败。
第三,负荷恢复过程中,系统应留有一定的旋转备用容量,旋转备用容量一般不低于系统发电负荷的30 %。
第四,采用外网黑启动时,其容量较大、安全稳定余度较高,故黑启动的同时即可恢复部分负荷;采用内部自启动电源进行黑启动时,其容量较小、启动及恢复速度较慢、安全稳定余度较低,故黑启动的同时可恢复的负荷要根据机组的容量及运行要求,密切配合调度人员和电厂运行人员逐步恢复,不能操之过急。
第五,为了保证电网的电压水平,要求电网中的无功补偿设备能根据电压情况进行必要投切,避免远距离输送无功功率。 [ ]
三、系统要求
(一)初始状态
黑启动调度操作方案中应根据其路径方案明确各黑启动机组、被启动机组的初始状态,以及各厂站上的初始状态。对各厂站的黑启动初始状态安排中,要有防止非同期合闸的操作及措施。黑启动机组、被启动机组的初始状态应保证直流及安全控制回路正常、机组的各参数正常、具备黑启动条件。黑启动路径中各变电站应按照预定方案倒为黑启动初始运行方式,可以直接由外部受电,并可作为下一级厂站的电源。
(二)二次系统
1.直流系统
电网黑启动过程中,各调度机构及厂站应加强对直流系统的监视和维护,采取减少直流负荷的措施,延长直流电源的供电时间,一般情况下应大于4小时。若变电站停电时间过长,直流电源已耗尽,将会造成断路器和隔离开关等设备无法进行自动操作,从而导致黑启动时间延长、延缓整个电网的恢复过程。
2.
电网黑启动过程中,各级调度机构及厂站应保持通信畅通,若不能直接联系,可以通过第三方联系。但系统全停时,通信系统应立即按照应急机制启动通信应急预案,保证调度电话和继电保护通道的畅通。
3.继电保护
电网黑启动过程中,各保护应充分考虑系统电源问题,以保证在黑启动过程中快速切除故障。对继电保护的要求为:重合闸应退出运行;过电压保护必须投入;低电压和低周保护(低周保护是当电源频率低于设定值时,保护电路就动作,并发出报警信号) 停用。
4.安全自动装置
系统全停后,原则上退出区域稳控装置中的切除机组、切除负荷出口压板,就地稳控装置的运行状态不变。
5.调度自动化
电网黑启动过程中,调度自动化系统应立即按照应急机制启动自动化应急预案,保证自动化信息的准确、可靠。
四、黑启动决策支持系统
(一)人工制定黑启动方案的弊端
目前黑启动方案总体制定一般是根据系统的具体情况,人工选择一条或几条黑启动路径,然后借助各种电力系统分析软件对黑启动过程中所涉及的不同问题分别进行分析校验,确定可行的方案。但是人工制定方案有很大弊端:首先,黑启动方案的制定需要进行大量的系算分析,靠人工对初选方案进行分析比较,确定可行方案过程复杂,而且所能研究的方案数量有限,很难得到最优的方案;其次,由于系统运行情况的多变性,已制定的黑启动方案难以及时更新,不能适应新的系统结构和运行方式,影响黑启动方案的可用性。
(二)黑启动决策支持系统的优势
为了克服人工制定黑启动方案的不足,根据黑启动的特点,借助人工智能搜索技术,并结合传统的数值计算方法和优化规划技术设计的一种黑启动决策支持系统,可为调度人员提供一个科学、直观的决策依据。决策支持系统的一个显著优点是:方案制定者可根据系统的实际状态,及时快速地修正黑启动方案库。
(三)黑启动决策支持系统特性及发展方向
通常设计的黑启动决策支持系统需要具有较强的抗干扰能力、自学习能力、良好的可维护性和灵活处理恢复中遇到的各类实际问题的能力。随着电网规模越来越大,建立自适应的黑启动策略将成为一个趋势。
五、结语
伴随着电网规模的扩大,电网事故的几率也在增大,造成电网大面积停电的原因变得越来越复杂。若电网发生大面积停电甚至全部停电事故,其恢复的难度远大于因设备故障而造成的个别地区部分停电。因此,除了加强电网建设和安全,还要做到防患于未然,对电力系统黑启动进行深入的研究,一旦发生电网全停或者大面积停电事故,电网黑启动预案将发挥极其重要的作用。