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【關(guān)鍵字】自動化儀器儀表發(fā)展現(xiàn)狀趨勢

中圖分類號：P335+.1文獻標識碼： A 文章編號：

一、自動化儀器儀表的簡介

1. 自動化儀器儀表的定義

自動化儀器儀表是用于化學(xué)、物理方面的技術(shù)工具和設(shè)備，可以檢出測量各種物理量、物質(zhì)成分。從廣義來說，儀器儀表也可具有自動控制、報警、信號傳遞等功能。顯微鏡、望遠鏡能使人們擴展自己的視野，體溫計能讓人們測量自己的身體的溫度；此外，還有一些儀器儀表如磁強計、射線計數(shù)計具有特殊功能，可以感受和測量到人的感覺器官所不能感受到的數(shù)據(jù)因子。

自動化儀器儀表又被稱作信息機器，因為它的主要功能是信息形式的轉(zhuǎn)換，可以將輸入信號轉(zhuǎn)換成輸出信號。信號按時間域或頻率域表達，信號的傳輸則可調(diào)制成連續(xù)的模擬量或斷續(xù)的數(shù)字量形式。

2. 自動化儀器儀表的分類

自動化儀器儀表是多種科學(xué)技術(shù)的綜合產(chǎn)物，有很多種類，有的按用途分類，有的按功能分類，不同的分類方法對應(yīng)著不同的產(chǎn)品，本文主要介紹兩種分類方法。

（1）按不同用途來分類

儀器儀表有各種用途，有的用在運輸上，比如汽車儀表、拖拉機儀表；有的用在航空上，比如船用儀表、航空儀表；有的用在地質(zhì)上，比如地質(zhì)勘探測試儀器、地震測試儀器；另外隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，很多儀器儀表應(yīng)運而生，比如教學(xué)儀器、醫(yī)療儀器、環(huán)保儀器等。

（2）按不同功能來分類

隨著我國自動化技術(shù)的成熟和各種行業(yè)的需要，產(chǎn)生了各種功能的儀器。比如工業(yè)自動化儀表按功能可分為檢測儀表、記錄儀表、計算儀表等；檢測儀表按被測物理量又分為溫度測量儀表、壓力測量儀表、流量測量儀表等。

二、我國自動化儀器儀表行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀

自動化的內(nèi)容在近10 年來隨著電子信息技術(shù)和光電技術(shù)等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展而發(fā)生了許多變化。從縱深上講，可以涵蓋從最底層的自動化感應(yīng)部件、各種檢測傳感器、變送器、各種間接測量設(shè)備、各種執(zhí)行機構(gòu)等到自動回路調(diào)節(jié)器、自動控制單元、各種大中小型裝置控制系統(tǒng)到綜合優(yōu)化調(diào)度與協(xié)調(diào)系統(tǒng)和企業(yè)綜合管理信息系統(tǒng)等。從應(yīng)用的行業(yè)性質(zhì)上分，自動控制系統(tǒng)可以分成以流程過程控制為主的過程控制系統(tǒng)(如各種DCS、回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)等) 和以運動和傳動控制為主運動控制系統(tǒng)( 各種邏輯控制PLC 和傳動控制系統(tǒng)如CNC 等，工業(yè)自動化儀器儀表主要是針對自動控制系統(tǒng)而言。

2002 年我國工業(yè)自動化儀表制造業(yè)共有309 個企業(yè)，實現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)量136.24 億元，銷售收入133.75 億元，利潤總額8.99 億元。行業(yè)綜合水平總體上達到國際八十年代水平。30%的產(chǎn)品實現(xiàn)了數(shù)字化，達到國際八十年代末期水平; 約15%的產(chǎn)品實現(xiàn)了智能化，達到國際九十年代水平。品種門類較為齊全，有一定的成套能力?？赡艹薪?0 萬千瓦火電站、核電站、30 萬噸合成氨、30 萬噸乙烯、500 萬噸煉油、10000 立方米空分、4000 立方米高爐、120 噸轉(zhuǎn)爐、日產(chǎn)30 萬立方米城市煤氣站、日處理40 萬噸污水、日產(chǎn)5000 噸水泥等大型工程的控制系統(tǒng)和儀表成套項目。

三、當前的儀器儀表技術(shù)存在的主要問題

儀器儀表行業(yè)技術(shù)發(fā)展雖然迅速，但較國外先進的高性能、高實用性的領(lǐng)先技術(shù)比起來，我們還存在著10~15年的差距，當前的儀器儀表技術(shù)還存在著一定的問題：

1、自主創(chuàng)新成果比例過少，應(yīng)用技術(shù)不足

我國儀器儀表行業(yè)的初期是通過引進國外的先進技術(shù)，近幾年，也有不少科技型企業(yè)加大了自主研發(fā)力度，但從總體上說，自主創(chuàng)新的成果還是非常少，并且技術(shù)的實用性欠缺。對于一些關(guān)鍵核心工藝加工制造技術(shù)力量非常薄弱。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是因為中外合資與先進技術(shù)引進與自主研發(fā)嚴重脫軌。

2、中低檔產(chǎn)品居多，研發(fā)投入不足

我國現(xiàn)階段的儀器儀表產(chǎn)品較國外比較，大部分都屬于中低檔產(chǎn)品，產(chǎn)品創(chuàng)新能力弱，高端精準儀器儀表數(shù)量非常少。其原因是現(xiàn)階段的儀器儀表行業(yè)缺少對于高端檢測、數(shù)字化精進技術(shù)人才，限于各大企業(yè)和單位的指導(dǎo)思想和投入規(guī)模，研發(fā)投入也不夠，包括設(shè)備資金、人才培養(yǎng)等各方面的投入。

四、我國自動化儀器儀表的發(fā)展趨勢

近年來，經(jīng)濟全球化的發(fā)展要求技術(shù)的全球化，計算機和智能機器的發(fā)展對儀器儀表的發(fā)展有很大的促進，我國應(yīng)該在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上，借鑒國外的微電子技術(shù)，掌握關(guān)鍵技術(shù)，生產(chǎn)更多國有品牌，提升國際競爭力。我國自動化儀器儀表技術(shù)的發(fā)展前景廣闊，與國際自動化儀器儀表的發(fā)展相比，可以分為智能化、高精度化和網(wǎng)絡(luò)化等趨勢。

1. 智能化

智能化技術(shù)是儀器儀表的一種發(fā)展趨勢，與國外產(chǎn)品相比，國內(nèi)產(chǎn)品在智能化方面有很多不足，我國儀器儀表在智能化方面與國外存在明顯差距，因此，我國應(yīng)該加大創(chuàng)新力度，改變創(chuàng)新模式，在智能化方向改革創(chuàng)新。自動化儀器儀表的智能化是指采用大規(guī)模集成電路技術(shù)、接口通信技術(shù)，利用嵌入式軟件協(xié)調(diào)內(nèi)部操作，使儀表具有智能化處理的功能。采用智能化的產(chǎn)品可以很好的自主調(diào)節(jié)控制，利于信號的傳遞，提高了工業(yè)效率，更能適應(yīng)國際技術(shù)的發(fā)展。

2. 高精度化

自動化儀器儀表對技術(shù)要求很高，只有高度精密化才能提升我國產(chǎn)品的核心競爭力。國外很多儀器儀表產(chǎn)品具有高精度化的特點，我國的產(chǎn)品在這方面明顯落后，因此提高儀器儀表的精密是大勢所趨，也是應(yīng)對國際激烈競爭的必然選擇。當前的重點是研究和發(fā)展多維精密加工工藝，精密成型工藝，球面、非球面光學(xué)元件精密加工等工藝。

3. 網(wǎng)絡(luò)化

在國外市場以現(xiàn)場總線技術(shù)為代表的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了快速發(fā)展，但是我國自動化儀器儀表在總線技術(shù)方面還不完善，許多產(chǎn)品功能還不完備，核心技術(shù)的掌握也差強人意，因此，網(wǎng)絡(luò)化是我國自動化儀器儀表的發(fā)展趨勢和方向。發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化就要充分利用計算機數(shù)字化通信技術(shù)，完成信息的轉(zhuǎn)換，構(gòu)造一個龐大的信息化網(wǎng)絡(luò)，這樣信號流通順暢，更能提高生產(chǎn)效率。

總結(jié)

自動化儀器儀表是很多自動化元件組成的，包括各種功能的自動、智能和微型技術(shù)工具。儀器儀表有不同的用途，對應(yīng)的功能也不同，有的具有測量、顯示功能，有的具有記錄、報警功能。近年來隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，微電子、計算機、網(wǎng)絡(luò)通信等日新月異發(fā)展的新技術(shù)對自動化儀表產(chǎn)生了深遠的影響。我國自動化儀器儀表發(fā)展歷史久遠，隨著新技術(shù)的出現(xiàn)不斷出現(xiàn)新的儀器，對我國經(jīng)濟的發(fā)展起了很大的促進作用，從目前來看，我國自動化儀表技術(shù)發(fā)展迅速，但與國際上比起來還是有一定的差距。自動化儀表的改進有重大的應(yīng)用前景，我國應(yīng)該加大資金扶持力度，轉(zhuǎn)變創(chuàng)新方式。

【參考文獻】

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關(guān)鍵詞：變電站，綜合自動化系統(tǒng)

 

近年來，隨著電網(wǎng)運行水平的提高，各級調(diào)度中心要求更多的信息，以便及時掌握電網(wǎng)及變電站的運行情況，提高變電站的可控性，進而要求更多地采用遠方集中控制、操作、反事故措施等，即采用無人值班的管理模式，以提高勞動生產(chǎn)率，減少人為誤操作的可能，提高運行的可靠性。基于上述原因，變電站自動化由“熱門話題”已轉(zhuǎn)向了實用化階段，電力行業(yè)各有關(guān)部門把變電站自動化做為一項新技術(shù)革新手段應(yīng)用于電力系統(tǒng)運行中來，各大專業(yè)廠家亦把變電站自動化系統(tǒng)的開發(fā)做為重點開發(fā)項目，不斷地完善和改進相應(yīng)地推出各具特色的變電站綜合自動化系統(tǒng)，以滿足電力系統(tǒng)中的要求。

變電站綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)能實現(xiàn)的功能

1．微機保護。是對站內(nèi)所有的電氣設(shè)備進行保護，包括線路保護，變壓器保護，母線保護，電容器保護及備自投，低頻減載等安全自動裝置。

2．數(shù)據(jù)采集。包括狀態(tài)數(shù)據(jù)，模擬數(shù)據(jù)和脈沖數(shù)據(jù)。

3．事件記錄和故障錄波測距。事件記錄應(yīng)包含保護動作序列記錄，開關(guān)跳臺記錄。其SOE分辨率一般在1～10ms之間，以滿足不同電壓等級對SOE的要求。

變電站故障錄波可根據(jù)需要采用兩種方式實現(xiàn)，一是集中式配置專用故障錄波器，并能與監(jiān)控系統(tǒng)通信。另一種是分散型，即由微機保護裝置兼作記錄及測距計算，再將數(shù)字化的波型及測距結(jié)果送監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)存儲和分析。

4．控制和操作閉鎖。操作人員可通過CRT屏幕對斷路器、隔離開關(guān)、變壓器分接頭、電容器組投切進行遠方操作。為了防止系統(tǒng)故障時無法操作被控設(shè)備，在系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)保留人工直接跳合閘手段。

5．周期檢測和同期合閘。該功能可以分為手動和自動兩種方式實現(xiàn)。可選擇獨立的同期設(shè)備實現(xiàn)，也可以由微機保護軟件模塊實現(xiàn)。

6．電壓和無功的就地控制。無功和電壓控制一般采用調(diào)整變壓器分接頭，投切電容器組，電抗器組，同步調(diào)相機等方式實現(xiàn)。操作方式可手動可自動，人工操作可就地控制或遠方控制。無功控制可由專門的無功控制設(shè)備實現(xiàn)，也可由監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)保護裝置測量的電壓，無功和變壓器抽頭信號通過專用軟件實現(xiàn)。

7．數(shù)據(jù)處理和記錄。歷史數(shù)據(jù)的形成和存儲是數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容，它包括上一級調(diào)度中心，變電管理和保護專業(yè)要求的數(shù)據(jù)。

8．人機聯(lián)系。

9．系統(tǒng)的自診斷功能。系統(tǒng)內(nèi)各插件應(yīng)具有自診斷功能，自診斷信息也象被采集的數(shù)據(jù)一樣周期性地送往后臺機和遠方調(diào)度中心或操作控制中心。

10．與遠方控制中心的通信。本功能在常規(guī)遠動‘四遙’的基礎(chǔ)上增加了遠方修改整定保護定值、故障錄波與測距信號的遠傳等，其信息量遠大于傳統(tǒng)的遠動系統(tǒng)。

根據(jù)現(xiàn)場的要求，系統(tǒng)應(yīng)具有通信通道的備用及切換功能，保證通信的可靠性，同時應(yīng)具備同多個調(diào)度中心不同方式的通信接口，且各通信口及MO-DEM應(yīng)相互獨立。保護和故障錄波信息可采用獨立的通信與調(diào)度中心連接，通信規(guī)約應(yīng)適應(yīng)調(diào)度中心的要求，符合國標及IEC標準。

變電站綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)具有同調(diào)度中心對時，統(tǒng)一時鐘的功能，還應(yīng)具有當?shù)剡\行維護功能。

11．防火、保安系統(tǒng)。從設(shè)計原則而言，無人值班變電站應(yīng)具有防火、保安措施。

幾個問題的認識及探討

1．變電站自動化的基本概念。變電站自動化是指應(yīng)用自動控制技術(shù)、信息處理和傳輸技術(shù)，通過計算機硬軟件系統(tǒng)或自動裝置代替人工進行各種運行作業(yè)，提高變電站運行、管理水平的一種自動化系統(tǒng)。變電站自動化的范疇包括綜合自動化技術(shù)；變電站綜合自動化是指將二次設(shè)備(包括控制、保護、測量、信號、自動裝置和遠動裝置)利用微機技術(shù)經(jīng)過功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計，對變電站執(zhí)行自動監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)，它是自動化和計算機、通信技術(shù)在變電站領(lǐng)域的綜合應(yīng)用。博士論文，變電站。其具有以下特征：

(1)功能綜合化。是按變電站自動化系統(tǒng)的運行要求，將二次系統(tǒng)的功能綜合考慮，在整個的系統(tǒng)設(shè)計方案指導(dǎo)下，進行優(yōu)化組合設(shè)計，以達到協(xié)調(diào)一致的繼電保護及監(jiān)控系統(tǒng)。博士論文，變電站。博士論文，變電站。“綜合”(INTEGRATED)并非指將變電站所要求的功能以“拼湊”的方式組合，而是指在滿足基本要求的基礎(chǔ)上，達到整個系統(tǒng)性能指標的最優(yōu)化。博士論文，變電站。

(2)系統(tǒng)構(gòu)成的數(shù)字化及模塊化。博士論文，變電站。保護、控制、測量裝置的數(shù)字化(即采用微機實現(xiàn)，并具有數(shù)字化通信能力)，利于把各功能模塊通過通信網(wǎng)絡(luò)連接起來，便于接口功能模塊的擴充及信息的共享。

(3)操作監(jiān)視屏幕化。當變電站有人值班時，人機聯(lián)系在當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)的后臺機(或主機)上進行，當變電站無人值班時，人機聯(lián)系功能在遠方的調(diào)度中心或操作控制中心的主機或工作站上進行，不管那種方式，操作維護人員面對的都是CRT屏幕，操作的工具都是鍵盤或鼠標。

(4)運行管理智能化。體現(xiàn)在無人值班、人機對話及操作的屏幕化、制表、打印、越限監(jiān)視和系統(tǒng)信息管理、建立實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫、開關(guān)操作及防誤操作閉銷等方面，能夠減輕工作人員的勞動及人無法做到的工作。

2．變電站綜合自動化站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)的建立。變電站內(nèi)傳送或交換的基本信息有：測量及狀態(tài)信息；操作信息；參數(shù)信息。根據(jù)信息傳送的性能要求，大致可分兩類考慮，一類要求實時響應(yīng)較高的信息，如事故的檢出、告警、事件順序記錄和用于保護動作的信息，要求傳送速度較高；另一類是對時間響應(yīng)要求不高的信息，如用于錄波、記錄及故障分析的信息，可允許較長的傳送時間。對于不同的數(shù)據(jù)亦有不同的安全性要求，站內(nèi)通信網(wǎng)聯(lián)系站內(nèi)各個智能單元、后臺監(jiān)控及遠方通信裝置，是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵。

3．實際工程設(shè)計的考慮。為了使實際工程工作可靠，維護方便，擴展靈活，易于用戶操作和管理，在系統(tǒng)不同的層次，需解決不同的問題。

(1)前置智能單元。前置智能單元是系統(tǒng)的基層，執(zhí)行系統(tǒng)最基本的功能，如保護、測量、控制等。我們希望這些基層模塊盡量不受網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的影響，特別是繼電保護裝置，要求在無網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)下能完成保護的基本功能，因此在設(shè)計基層裝置時，盡量采用自成—體的辦法。

為了提高基層功能模塊的質(zhì)量，盡量采用通用化的模塊，因此硬件平臺的模塊化設(shè)計，在基層尤為重要。本著這種思想設(shè)計出有限品種的模塊，拼裝成不同的功能裝置，這對模塊設(shè)計成本的降低、生產(chǎn)的組織等均具有好處。

在實際應(yīng)用中，為了減少基層模塊軟件對工程的依賴性(即工程有關(guān)部分的軟件)，一種辦法將與工程有關(guān)的軟件改成系統(tǒng)配置文件存于可擦寫的存儲器內(nèi)，另一種辦法是將與工程有關(guān)的(例如通信規(guī)約)軟件用一個獨立的模塊來實現(xiàn)。

(2)網(wǎng)絡(luò)通信層。為了保證網(wǎng)絡(luò)層的完好，應(yīng)該注意對網(wǎng)絡(luò)層的監(jiān)視，這可以從后臺和前置兩個層次來實現(xiàn)，在硬件條件比較好的地方，可以采取兩個獨立通訊網(wǎng)絡(luò)工作，或同時工作，或者互為備用。博士論文，變電站。

(3)后臺監(jiān)控。后臺監(jiān)控的操作、管理、維護是系統(tǒng)中用戶最關(guān)心的問題，為了減少用戶對廠家的依賴，在后臺軟件的設(shè)計別要注意人機界面的友善性，操作要方便、易學(xué)、易懂，功能的開放性，當系統(tǒng)中功能模塊的增加和減少或具有不同通信協(xié)議規(guī)約的設(shè)備加入，后臺監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能方便的增加及刪除，操作也簡單明了，不至于遇到上述問題時要修改后臺軟件。

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【關(guān)鍵詞】智能化技術(shù)，電氣工程，自動化，應(yīng)用探討

中圖分類號： F406 文獻標識碼： A 文章編號：

一、前言

智能技術(shù)理論是開發(fā)、研究如何延伸、模擬人的智能的理論。作為新興的計算機科學(xué)的一個分支,人工智能技術(shù)解釋了智能的實質(zhì),并在此基礎(chǔ)上生產(chǎn)出一種與人類智能有相類似反應(yīng)的智能機器。人工智能的研究主要包括:圖像識別、語言識別、機器人、專家系統(tǒng)和自然語言處理等系統(tǒng)。電氣工程主要是研究和電氣工程有關(guān)的自動控制、系統(tǒng)運行、信息處理、電子電氣技術(shù)、研制開發(fā)、信息處理和計算機與電子應(yīng)用等領(lǐng)域。

二、人工智能控制器的優(yōu)點

人工智能相對而言具有十分明顯的優(yōu)點，但是，需要針對人工智能控制的不同類型而進行分析探討。比如，一些人工的智能器，例如模糊神經(jīng)，遺傳算法等總體而言，都是一種類型，屬于非線形類型的函數(shù)近似器，在實際操作過程中，通過使用這樣一種分類，對于總體的了解和加深對總體的認識是十分有利的，同時也有助于促進對一些控制策略的綜合開發(fā)和利用。相對而言，上面所講述的一些人工智能的函數(shù)類型近似器相對于傳統(tǒng)的函數(shù)估計器而言，具有其獨特的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在，在現(xiàn)實中很多的情況下，想要比較精確的掌握好控制對象的一些動態(tài)方程式一件很困難的事情，其過程也很復(fù)雜，在這種情況下，當控制器在對一些實際要控制對象的模型時候，會產(chǎn)生很多的不確定因素，這便很大程度的讓設(shè)計過程中變得更為復(fù)雜，比如遇到非線性，參數(shù)的變化等，這些都是一些比較難以掌握的數(shù)據(jù)，而人工智能控制器在進行這些設(shè)計時候，一般都不需要這些控制對象的模型，只是依據(jù)這些控制對象的下降時間和響應(yīng)的時間差異，人工智能控制器就能夠適當?shù)恼{(diào)整自身的性能。

三、電氣自動化智能控制系統(tǒng)在電氣工程中的設(shè)計理念

1.利用集中監(jiān)控式設(shè)計理念。在電氣自動化工程中，使用集中化的監(jiān)控途徑具有比較大的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在，首先是其維護和運行起來比較簡單，其次，是受到控制站的要求相對較低，同時，相對而言，在進行系統(tǒng)設(shè)計時候，要相對簡單一些。利用這種方式時候，很大程度上實現(xiàn)了集中化，將系統(tǒng)各個分項的功能都放到一個處理器上進行運行處理，雖然相對而言要集中了很多，但是也一定程度上加重了處理器的負擔(dān)，處理器的運行速度也一定程度上會受到影響。通過筆者多年的相關(guān)工作經(jīng)驗了解到，當一些電氣設(shè)備從運行進入到監(jiān)控狀態(tài)時候，伴隨著監(jiān)控對象的逐漸增加，我們發(fā)現(xiàn)，主機的冗余將會逐漸下降，電纜的數(shù)量也隨之不斷增加，這就一定程度的使得投資的成本也隨之增加了。在此過程中，一些長距離的電纜也使得系統(tǒng)的可靠性受到了影響。由于隔離閘刀上面的一些操作閉鎖以及一些斷路器的聯(lián)鎖一般而言都是采取的是硬接線，同時，很多情況下，隔離閘刀上面的輔助接點有時候難以到位，當這種情況發(fā)生時候，電氣工程中的很多電氣設(shè)備都將會無法操作。相比而言，這種二次接線的方式是比較麻煩的，很容易發(fā)生一些操作失誤，因此，集中式的監(jiān)控方式在電氣工程中應(yīng)用時相對比較廣泛的。

2. 利用遠程監(jiān)控式設(shè)計理念在電氣工程中的應(yīng)用

相對而言，遠程的監(jiān)控方式在整個電氣自動化工程中具有比較大的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在，它可以節(jié)省大量電纜的增加數(shù)，同時，還能夠一定程度上節(jié)約很多的安裝費用，也能夠節(jié)約很多的材料成本，這只是其在成本和費用上的優(yōu)勢，其次，相比而言，這種方式還是擁有著組態(tài)靈活的強大優(yōu)勢，有著十分高的可靠性，因此，受到了比較廣泛的應(yīng)用，但是，這種方式也存在著其局限性，主要表現(xiàn)在，電氣工程中，各種施工的現(xiàn)場總線的通訊速度相對而言是比較緩慢的，加強一些電氣工程中通訊量很大，因此，遠程的監(jiān)控方式一般而言都比較廣泛的運用于電氣工程中一些相對而言較小的系統(tǒng)監(jiān)控，而一些面對全長的電氣自動化系統(tǒng)監(jiān)控則不太適合使用這種方式。

3.利用現(xiàn)場總線監(jiān)控式設(shè)計理念在電氣工程中的應(yīng)用

現(xiàn)場總線監(jiān)控可以使系統(tǒng)設(shè)計有針對性，對于不同的間隔采用不同的功能，這樣就可以根據(jù)間隔的情況來設(shè)計。采用這種監(jiān)控方式除了這些優(yōu)點外還具有遠程監(jiān)控方式的優(yōu)點，同時還可以在隔離設(shè)備、模擬量、端子柜等等方面上也有少量的減少，而且電氣智能設(shè)備是就地安裝的，與監(jiān)控系統(tǒng)是通過通訊設(shè)備連接的，可以節(jié)省了電纜的大量運用，還節(jié)約了過多的投資和安裝維護上的工作量，進而減少了成本。

四、智能化技術(shù)在電氣工程自動化中的應(yīng)用探討

1.電氣工程中電網(wǎng)調(diào)度的自動化

將電氣自動化技術(shù)應(yīng)用在電氣工程中有著很重要的作用，主要就是能過實現(xiàn)實時評估電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并根據(jù)所積累的數(shù)據(jù)來對電力負荷進行預(yù)測，故而在此基礎(chǔ)上將發(fā)電控制和經(jīng)濟調(diào)度實現(xiàn)自動化，但是這樣的一個要求只有在省級以上的電網(wǎng)才給予要求。電力系統(tǒng)在運行的過程中要實現(xiàn)實時的進行數(shù)據(jù)上的采集和處理，并根據(jù)數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，且在數(shù)據(jù)支持的情況下對電網(wǎng)的運行狀態(tài)和安全進行掌握，使其能夠很好的適應(yīng)現(xiàn)代電力市場的運營需求。

2. 電氣工程中發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)

電氣工程中發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)在實際的應(yīng)用過程中一般采用的是分層分布的結(jié)構(gòu)，其組成是由以太網(wǎng)、遠行人員工作站、過程控制單元以及高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)等等方面。而這里說的遠程控制單元就是由只能做輸入和輸出的模件與可冗余配置上的主控模件一起共同組合而成，且主控模件又是通過冗余智能上的輸入與輸出和總線上的輸入與輸出來進行通訊的。其中過程控制單元是可以直接用于生產(chǎn)運行過程中的，并且直接接受熱電偶、熱電阻、開關(guān)量和現(xiàn)場變送器等等設(shè)備上的信號，還可以再運算完成以后在對設(shè)備的運行狀態(tài)和參數(shù)來進行實時的打印、顯示和信號的輸出，以此來直接驅(qū)動其執(zhí)行機構(gòu)，最終實現(xiàn)電氣自動化在電氣工程中的生產(chǎn)運行過程的聯(lián)鎖保護、控制和檢測等方面的功能。

3.電氣工程中變電站的自動化

電氣工程中的變電站應(yīng)用的是自動化技術(shù)，其主要的目的在于取代人工操作、人工監(jiān)視和電話通訊，并根據(jù)相應(yīng)的情況來加強對變電站的監(jiān)控能力，并且還可以實現(xiàn)在變電站上運行的水平和效率都有所提高。這也就是說，變電站中應(yīng)用自動化技術(shù)就是為了全方位的，多層次的來監(jiān)視變電站各種電氣設(shè)備的運行狀況，完成有效地控制。該自動化的特點有：以全微機化的設(shè)備來代替以前使用的電磁裝置，并實現(xiàn)計算機屏幕化操作上的監(jiān)視，在數(shù)據(jù)傳輸過程中實現(xiàn)自動化運行的管理和統(tǒng)計記錄，是利用計算機電纜來代替電力信號的電纜來實現(xiàn)的。

五、結(jié)束語

智能化技術(shù)是先進科學(xué)技術(shù)成果的結(jié)合體，對電氣工程自動化的控制具有十分重要的意義，在電氣工程施工過程中，要加大對智能化技術(shù)的應(yīng)用和推廣，如此，可以更好的促進我國電氣工程的快速健康發(fā)展。

參考文獻：

[1]-楊剛，楊仁剛，郭喜慶 嵌入式以太網(wǎng)在變電站自動化系統(tǒng)智能化電氣設(shè)備上的實現(xiàn)[期刊論文] 《電力系統(tǒng)自動化》 ISTIC EI PKU -2004年3期

[2]陳新崗，張蓮，劉偉， 電氣工程及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)計劃的探索 [會議論文] 2007 - 第四屆全國高等學(xué)校電氣工程及其自動化專業(yè)教學(xué)改革研討會

[3]劉珊， 建筑物變配電工程智能化設(shè)計的研究[學(xué)位論文] 2010 - 山東建筑大學(xué)：檢測技術(shù)與自動化裝置

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論文摘要:文章要介紹的是變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢和重要性，提出了變電站綜合自動化基本概念，并對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、通訊方式和能實現(xiàn)的基本功能及變電站自動化的發(fā)展前景進行分析。

一、概述

電網(wǎng)是一個不可分割的整體，對整個電網(wǎng)的一、二次設(shè)備信息進行綜合利用，對保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行具有重大的意義。變電站綜合自動化是一項提高變電站安全、可靠穩(wěn)定運行水平，降低運行維護成本，提高經(jīng)濟效益，向用戶提供高質(zhì)量電能服務(wù)的一項措施。隨著自動化技術(shù)、通信技術(shù)、計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高科技的飛速發(fā)展，一方面綜合自動化系統(tǒng)取代或更新傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，已經(jīng)成為必然趨勢。另一方面，保護本身也需要自檢查、故障錄波、事件記錄、運行監(jiān)視和控制管理等更強健的功能。發(fā)展和完善變電站綜合自動化系統(tǒng)，是電力系統(tǒng)發(fā)展的新的趨勢。

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

目前從國內(nèi)、外變電站綜合自動化的開展情況而言，大致存在以下幾種結(jié)構(gòu)：

（一）分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

按變電站被監(jiān)控對象或系統(tǒng)功能分布的多臺計算機單功能設(shè)備，將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)分布式處理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最大特點是將變電站自動化系統(tǒng)的功能分散給多臺計算機來完成。分布式模式一般按功能設(shè)計，采用主從CPU系統(tǒng)工作方式，多CPU系統(tǒng)提高了處理并行多發(fā)事件的能力，解決了CPU運算處理的瓶頸問題。各功能模塊(通常是多個CPU)之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，選用具有優(yōu)先級的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較好地解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問題，提高了系統(tǒng)的實時性。分布式結(jié)構(gòu)方便系統(tǒng)擴展和維護，局部故障不影響其他模塊正常運行。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統(tǒng)組態(tài)結(jié)構(gòu)，較多地使用于中、低壓變電站。分布式變電站綜合自動化系統(tǒng)自問世以來，顯示出強大的生命力。目前，還存在在抗電磁干擾、信息傳輸途徑及可靠性保證上的問題等。

（二）集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

集中式一般采用功能較強的計算機并擴展其I／O接口，集中采集變電站的模擬量和數(shù)量等信息，集中進行計算和處理，分別完成微機監(jiān)控、微機保護和自動控制等功能。由前置機完成數(shù)據(jù)輸入輸出、保護、控制及監(jiān)測等功能，后臺機完成數(shù)據(jù)處理、顯示、打印及遠方通訊等功能。目前國內(nèi)許多的廠家尚屬于這種結(jié)構(gòu)方式，這種結(jié)構(gòu)有以下不足：

前置管理機任務(wù)繁重、引線多，降低了整個系統(tǒng)的可靠性，若前置機故障，將失去當?shù)丶斑h方的所有信息及功能。

軟件復(fù)雜，修改工作量大，系統(tǒng)調(diào)試煩瑣。

組態(tài)不靈活，對不同主接線或規(guī)模不同的變電站，軟、硬件都必須另行設(shè)計，工作量大并且擴展一些自動化需求的功能較難。

（三）分層分布式結(jié)構(gòu)

按變電站的控制層次和對象設(shè)置全站控制級——變電站層(站級測控單元)和就地單元控制級——間隔層(間隔單元）的二層式分布控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。也可分為三層，即變電站層、通信層和間隔層。

這種結(jié)構(gòu)相比集中式處理的系統(tǒng)具有以下明顯的優(yōu)點：

可靠性提高，任一部分設(shè)備故障只影響局部，即將“危險”分散，當站級系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)故障，只影響到監(jiān)控部分，而最重要的保護、控制功能在段級仍可繼續(xù)運行；段級的任一智能單元損壞不應(yīng)導(dǎo)致全站的通信中斷，比如長期霸占全站的通信網(wǎng)絡(luò)。

可擴展性和開放性較高，利于工程的設(shè)計及應(yīng)用。站內(nèi)二次設(shè)備所需的電纜大大減少，節(jié)約投資也簡化了調(diào)試維護。

三、常見通訊方式

目前國內(nèi)常采用以太網(wǎng)通訊方式，在以太網(wǎng)出現(xiàn)之前，無論RS-232C、EIA-422/485都無法避免通信系統(tǒng)繁瑣、通訊速度緩慢的缺陷?，F(xiàn)場總線的應(yīng)用部分地緩解了便電站自動化系統(tǒng)對通信的需求，但在系統(tǒng)容量較大時依然顯得捉襟見肘，以太網(wǎng)的應(yīng)用，使通訊問題迎刃而解。常見的通訊方式有：

雙以太網(wǎng)、雙監(jiān)控機模式，主要是用于220-500kV變，在實現(xiàn)上可以是雙控機+雙服務(wù)器方式，支撐光/電以太網(wǎng)；單以太網(wǎng)，雙/單監(jiān)控機模式；雙LON網(wǎng)，雙監(jiān)控機模式；單LON網(wǎng)，雙/單監(jiān)控機模式。

四、變電站自動化系統(tǒng)應(yīng)能實現(xiàn)的功能

微機保護：是對站內(nèi)所有的電氣設(shè)備進行保護，包括線路保護，變壓器保護，母線保護，電容器保護及備自投，低頻減載等安全自動裝置。各類保護應(yīng)具有下列功能：故障記錄；存儲多套定值；顯示和當?shù)匦薷亩ㄖ?；與監(jiān)控系統(tǒng)通信。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)命令發(fā)送故障信息，動作序列。當前整定值及自診斷信號。接收監(jiān)控系統(tǒng)選擇或修改定值，校對時鐘等命令。通信應(yīng)采用標準規(guī)約。

數(shù)據(jù)采集及處理功能：包括狀態(tài)數(shù)據(jù)，模擬數(shù)據(jù)和脈沖數(shù)據(jù)

狀態(tài)量采集。狀態(tài)量包括：斷路器狀態(tài)，隔離開關(guān)狀態(tài)，變壓器分接頭信號及變電站一次設(shè)備告警信號、事故跳閘總信號、預(yù)告信號等。目前這些信號大部分采用光電隔離方式輸入系統(tǒng)，也可通過通信方式獲得。模擬量采集。常規(guī)變電站采集的典型模擬量包括：各段母線電壓、線路電壓，電流和有功、無功功率值。饋線電流，電壓和有功、無功功率值。

事件記錄和故障錄波測距。事件記錄應(yīng)包含保護動作序列記錄，開關(guān)跳合記錄。

變電站故障錄波可根據(jù)需要采用兩種方式實現(xiàn)，一是集中式配置專用故障錄波器，并能與監(jiān)控系統(tǒng)通信。另一種是分散型，即由微機保護裝置兼作記錄及測距計算，再將數(shù)字化的波型及測距結(jié)果送監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)存儲和分析。

控制和操作功能。操作人員可通過后臺機屏幕對斷路器，隔離開關(guān)，變壓器分接頭，電容器組投切進行遠方操作。為了防止系統(tǒng)故障時無法操作被控設(shè)備，在系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)保留人工直接跳合閘手段。

防誤閉鎖功能。系統(tǒng)的自診斷功能

系統(tǒng)內(nèi)各插件應(yīng)具有自診斷功能，并把數(shù)據(jù)送往后臺機和遠方調(diào)度中心。對裝置本身實時自檢功能，方便維護與維修，可對其各部分采用查詢標準輸入檢測等方法實時檢查，能快速發(fā)現(xiàn)裝置內(nèi)部的故障及缺陷，并給出提示，指出故障位置。

數(shù)據(jù)處理和記錄。歷史數(shù)據(jù)的形成和存儲是數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容，它包括上一級調(diào)度中心，變電管理和保護專業(yè)要求的數(shù)據(jù)，主要有：

斷路器動作次數(shù)；斷路器切除故障時截斷容量和跳閘操作次數(shù)的累計數(shù)；輸電線路的有功、無功，變壓器的有功、無功、母線電壓定時記錄的最大，最小值及其時間；獨立負荷有功、無功，每天的峰谷值及其時間；控制操作及修改整定值的記錄。

根據(jù)需要，該功能可在變電站當?shù)厝繉崿F(xiàn)，也可在遠動操作中心或調(diào)度中心實現(xiàn)。

人機聯(lián)系系統(tǒng)的自診斷功能。系統(tǒng)內(nèi)各插件應(yīng)具有自診斷功能，自診、斷信息也像被采集的數(shù)據(jù)一樣周期性地送往后臺機和遠方調(diào)度中心或操作控制中心與遠方控制中心的通信。

本功能在常規(guī)遠動“四遙”的基礎(chǔ)上增加了遠方修改整定保護定值、故障錄波與測距信號的遠傳等，其信息量遠大于傳統(tǒng)的遠動系統(tǒng)。還應(yīng)具有同調(diào)度中心對時，統(tǒng)一時鐘的功能和當?shù)剡\行維護功能。

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關(guān)鍵詞：壓力傳感器，薄膜，敏感柵

 

隨著社會的發(fā)展，信息處理技術(shù)、微處理器和計算機技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，都需要在傳感器的開發(fā)方面有相應(yīng)的進展?，F(xiàn)在非電物理量的測試與控制技術(shù)，已越來越廣泛地應(yīng)用于航天、航空、常規(guī)武器、船舶、交通運輸、冶金、機械制造、化工、輕工、生物醫(yī)學(xué)工程、自動檢測與計量、稱重等技術(shù)領(lǐng)域[1]，而且也正在逐步引入人們的日常生活中。免費論文參考網(wǎng)?？梢哉f測試技術(shù)與自動控制技術(shù)水平的高低，是衡量一個國家科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化程度的重要標志。傳感器是信息采集系統(tǒng)的感應(yīng)單元，所以，它是自動化系統(tǒng)和控制設(shè)備的關(guān)鍵部件，作為系統(tǒng)中的一個結(jié)構(gòu)組成，在科技、生產(chǎn)自動化領(lǐng)域中的作用越來越重要[2]。

傳感器亦稱換能器，是將各種非電量（包括物理量，化學(xué)量，生物學(xué)量等）按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于處理和傳輸?shù)牧硗庖环N物理量（一般為電量、磁量等）的裝置[3]，它能把某種形式的能量轉(zhuǎn)換成另一種形式的能量。傳感器一般由敏感元件、傳感元件和測量電路3部分組成，有時還需加上輔助電源。免費論文參考網(wǎng)。其原理如圖1所示。

其中：①敏感元件直接感受被測物理量，如在應(yīng)變式傳感器中為彈性元件；②傳感元件將感受到的非電量直接轉(zhuǎn)換成電量，是轉(zhuǎn)換元件，如固態(tài)壓阻式壓力傳感器；③測量電路是將傳感元件輸出的電信號轉(zhuǎn)換為便于顯示、控制和處理的有用電信號的電路，使用較多的是電橋電路。由于傳感器元件輸出的信號一般較小，大多數(shù)的測量電路還包括放大電路，有的還包括顯示器，直接在傳感器上顯示出所測量的物理量；④輔助電源是供給傳感元件和測量電路工作電壓和電流的器件。

國際電工委員會IEC則將傳感器定義為測量系統(tǒng)中的一種前置部件，它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測量的信號[4]。傳感器是傳感器系統(tǒng)的一個組成部分，是被測量信號輸入的第一道關(guān)口。對傳感器在技術(shù)方面有一定的要求，而同時亦要考慮盡可能低的零點漂移、溫度漂移及蠕變等[5]。近年來，傳感器有向小型化、集成化、智能化、系列化 、標準化方向發(fā)展的趨勢[6]。

電阻式傳感器的工作原理是將被測的非電量轉(zhuǎn)換成電阻值，通過測量此電阻值達到測量非電量的目的。這類傳感器大致分為兩類：電阻應(yīng)變式和電位計式。利用電阻式傳感器可以測量形變、壓力、力、位移、加速度和溫度等非電量參數(shù)。

壓力傳感器是將壓力這個物理量轉(zhuǎn)換成電信號的一種電阻應(yīng)變式傳感器。傳統(tǒng)的電阻應(yīng)變式壓力傳感器是一種由敏感柵和彈性敏感元件組合起來的傳感器[7]。如圖2所示，將應(yīng)變片用粘合劑粘貼在彈性敏感元件上，當彈性敏感元件受到外施壓力作用時，彈性敏感元件將產(chǎn)生應(yīng)變，電阻應(yīng)變片將它們轉(zhuǎn)換成電阻變化，再通過電橋電路及補償電路輸出電信號。它是目前應(yīng)用較多的壓力傳感器之一，因具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、測量速度快等特點而廣泛應(yīng)用于航空、機械、電力、化工、建筑、醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域。

傳統(tǒng)的電阻應(yīng)變式壓力傳感器的電阻敏感柵是刻錄在一層絕緣脂薄膜上，而薄膜又通過粘結(jié)劑粘合到彈性基片上，由于彈性元件與粘結(jié)劑及絕緣脂膜之間的彈性模量不同，彈性元件的應(yīng)變不能直接傳遞給敏感柵，而是要通過粘結(jié)劑、絕緣脂膜才能到達敏感柵，從而產(chǎn)生較大的蠕變和滯后，影響傳感器的靈敏度、響應(yīng)度、線性度等性能。另外，由于粘結(jié)劑不能在高溫條件下使用，這也使它的應(yīng)用范圍受到限制。

為了消除絕緣薄膜層和粘結(jié)劑層對傳感器性能的影響，可以嘗試采用真空鍍膜方法及光刻技術(shù)，在彈性元件上直接刻錄敏感柵，彈性元件與敏感柵直接接觸，以克服常規(guī)工藝導(dǎo)致的滯后和蠕變大的缺陷。另外，如果彈性材料和結(jié)構(gòu)選擇恰當，還可制成耐高溫、耐腐蝕的全隔膜式薄膜壓力傳感器。

一、器件研制

采用真空鍍膜技術(shù)在彈性基片上蒸鍍一層約300nm金屬柵材料的薄膜，用半導(dǎo)體光刻技術(shù)，在彈性基片上直接形成電阻敏感柵，最后利用耐高溫、耐酸堿腐蝕的環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑，將制作好的芯片封裝在工件中，組成壓力傳感器探頭。經(jīng)過熱老化、電老化，待封裝應(yīng)力趨于穩(wěn)定后，進行電性能測試。

在制作薄膜電阻應(yīng)變式壓力傳感器中，采用的工藝流程如圖3所示。

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關(guān)鍵詞：鐵路信號；存在的問題；對策建議

中圖分類號：U284文獻標識碼： A 文章編號：

1鐵路信號的定義

鐵路信號由聽覺信號和視覺信號組成。聽覺信號也可以稱為音響信號，是用聲音表示的信號，聲音的強度、次數(shù)和時間長短來反映信號的不同。視覺信號用不同的顏色、燈光開關(guān)的次數(shù)和信號的位置來顯示的信號。

2 鐵路信號的現(xiàn)狀及問題

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國鐵路建設(shè)的規(guī)模逐年增大，在鐵路歷程上、鐵路難度上都有所提升，與鐵路密切相關(guān)的鐵路信號要求難度隨之增加，鐵路信號的建設(shè)也取得了一些進步。

但是鐵路建設(shè)中，鐵路信號的發(fā)展隨著鐵路建設(shè)的難度加大而出現(xiàn)許多問題，以鐵路發(fā)達國家相比存在一定的差距，主要表現(xiàn)在：

2.1 鐵路信號的現(xiàn)狀

（1）鐵路信號的安全性能不高。目前，我國鐵路自動化程度的不斷提高，鐵路信號的安全性能不能夠及時反映現(xiàn)在高鐵發(fā)展的需要，鐵路信號事故頻繁出現(xiàn)，影響了鐵路的正常運營。隨著鐵路技術(shù)的不斷進步，鐵路信號的自動化和智能化應(yīng)用越來與廣泛，從事鐵路建設(shè)的人員的技術(shù)和鐵路設(shè)備穩(wěn)定性等多方面的制約。在鐵路信號技術(shù)的研發(fā)和管理上依然存在著不足之處，對鐵路系統(tǒng)的正常運營造成巨大的威脅。

（2）管理方面出現(xiàn)漏洞。鐵路信號的管理一直由政府鐵路管理部門掌控，這不利用鐵路資源配置的最優(yōu)化，不利用有效的市場競爭。雖然不同地域存在一些差異，但鐵路系統(tǒng)作為一個整體，應(yīng)該在全國建立統(tǒng)一的管理系統(tǒng)，這樣鐵路系統(tǒng)的整體管理才能實現(xiàn)，也有利于鐵路系統(tǒng)的正常運營。但是，現(xiàn)階段我國鐵路的計算機管理系統(tǒng)在技術(shù)方面存在很大的缺陷，管理不完善，系統(tǒng)故障時常發(fā)生，影響著鐵路運輸?shù)陌踩?/p>

鐵路信號系統(tǒng)的自動化水平不高。鐵路信號的管理自動化水平隨著機電技術(shù)不斷的提升而提升。但是鐵路信號系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測和智能控制還不成熟，達不到鐵路運行的要求，特別是微電子技術(shù)不斷發(fā)展和變革，以前比較先進的一些信號控制技術(shù)和設(shè)備已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代的需求，需要進一步提高自動化技術(shù)水平和優(yōu)化信號資源。因此，鐵路信號系統(tǒng)必須提高自動化控制水平，加大科研投入，開發(fā)適合我國鐵路的信號自動化系統(tǒng)。

2.2鐵路信號系統(tǒng)中所存在的問題

（1）樞紐調(diào)度監(jiān)督設(shè)備。樞紐調(diào)度監(jiān)督設(shè)備是鐵路運輸設(shè)備中的重要設(shè)備，能夠保證鐵路的正常安全的運行。但是樞紐內(nèi)的運行模式是采取分散作業(yè)，不利用總體的調(diào)度和管理，降低了鐵路運輸?shù)男?。在現(xiàn)代快速的鐵路物流中，確保鐵路運輸時間的準確性和鐵路安全運行成為一個待解決的難題。

（2）車站聯(lián)鎖設(shè)備。車站聯(lián)鎖設(shè)備是鐵路系統(tǒng)中最常用的設(shè)備。近幾年的幾次鐵路大提速使這種設(shè)備出現(xiàn)許多問題，比如戰(zhàn)線和列車基本等長，進出站口處沒有過走保護區(qū)段，很難有效的控制列車。信號機間的安全距離達不到要求，安全距離的信息不能提供，對列車的安全運行帶來了許多隱患。

3 增強鐵路系統(tǒng)的對策研究

3.1通信和信號一體化發(fā)展

我國的鐵路系統(tǒng)發(fā)展速度很快，鐵路的正常運行必須要解決信息問題，只有將鐵路信息系統(tǒng)中的問題得到解決，才能保證鐵路系統(tǒng)運行的安全，鐵路系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮，也只有這樣才能盡最大程度的促進鐵路事業(yè)的發(fā)展。將鐵路的通信技術(shù)和信號技術(shù)相互融，并引入調(diào)動指揮信號自動化技術(shù)，才能使我國的鐵路信息系統(tǒng)進一步完善。

3.2 指定發(fā)展規(guī)劃

規(guī)劃是發(fā)展的前提和基礎(chǔ)。只要結(jié)合我國鐵路發(fā)展的實際，指定科學(xué)合理的規(guī)劃，才能使我國鐵路信號系統(tǒng)在以后的鐵路信息化建設(shè)中能夠更好的發(fā)展。鐵路信息系統(tǒng)作為我國鐵路安全運行中的重要組成部分，指定良好的鐵路信息發(fā)展規(guī)劃，指定一定的發(fā)展目標，促進鐵路信息系統(tǒng)的良性運作。

3.3鐵路無線數(shù)字通信技術(shù)的應(yīng)用

傳統(tǒng)的分立元器件與模擬信號處理技術(shù)已經(jīng)不能滿足鐵路大提速下的安全要求。無線數(shù)字通信技術(shù)作為一種新型的技術(shù)在鐵路系統(tǒng)中得到了應(yīng)用，解決了鐵路信息信號產(chǎn)生的問題。無線數(shù)字通信技術(shù)在處理信號時具有運算精度高和抗干擾性能好的優(yōu)勢，實用性和可靠性強。因此，應(yīng)用線數(shù)字通信技術(shù)可以提高數(shù)據(jù)信息的準確率和減少鐵路信號的故障。

3.4 采用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展和進步，網(wǎng)絡(luò)化管理已成為鐵路信號系統(tǒng)科學(xué)化、現(xiàn)代化的一個重要體現(xiàn)和必然趨勢。通過鐵路信號系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，實現(xiàn)鐵路運輸系統(tǒng)各部門、各業(yè)務(wù)單元信息及時交換和共享，從而保證整個鐵路運輸系統(tǒng)安全高效運營。在網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)信號管理的智能化和控制系統(tǒng)的準確性、安全性、就顯得尤為迫切。有效的采用計算機技術(shù)是解決鐵路信號系統(tǒng)現(xiàn)存若干問題的科學(xué)途徑，也是在網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)上實現(xiàn)全面、準確獲得線路上的信息，保證列車的安全運行，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的智能化與控制設(shè)備的智能化管理有效支撐。

4 結(jié)論

通過上述分析，可以看出，鐵路運輸作為我國運輸事業(yè)中最重要的主體，其中鐵路信號系統(tǒng)的發(fā)展，對鐵路運輸?shù)陌踩咝в蟹浅Ｖ匾淖饔?。因此，我們不僅需要對鐵路信號系統(tǒng)進行技術(shù)性提升，同樣需要進行管理的提升，只有這樣才能最大程度的確保我國鐵路事業(yè)的順利發(fā)展。

參考文獻：

[1]王衛(wèi)東.對于我國鐵路信號現(xiàn)狀問題及對策研究[J].黑龍江科技信息,2010(31):234-235.

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篇7

關(guān)鍵詞：變電站，綜合自動化，結(jié)構(gòu)模式，發(fā)展趨勢

 

變電站綜合自動化系統(tǒng)是一種以計算機為主，將變電站的一、二次設(shè)備（包括測量、信號、控制、保護、自動、遠動等）經(jīng)過功能組合形成的標準化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化的計算機監(jiān)控系統(tǒng)。變電站綜合自動化，是將變電站的二次設(shè)備經(jīng)過功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計，利用先進的計算機技術(shù)、自動化技術(shù)和通信技術(shù)，實現(xiàn)對全變電站的主要設(shè)備和輸配電線路的自動監(jiān)視、測量、控制和微機保護，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。

1變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)模式

1.1 集中式結(jié)構(gòu)

集中式一般采用功能較強的計算機并擴展其I／O接口，集中采集變電站的模擬量和數(shù)量等信息，集中進行計算和處理，分別完成微機監(jiān)控、微機保護和自動控制等功能。論文參考。集中式結(jié)構(gòu)也并非指只由一臺計算機完成保護、監(jiān)控等全部功能。多數(shù)集中式結(jié)構(gòu)的微機保護、微機監(jiān)控和與調(diào)度等通信的功能也是由不同的微型計算機完成的，只是每臺微型計算機承擔(dān)的任務(wù)多些。

1.2 分布式結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最大特點是將變電站自動化系統(tǒng)的功能分散給多臺計算機來完成。分布式模式一般按功能設(shè)計，采用主從CPU系統(tǒng)工作方式，多CPU系統(tǒng)提高了處理并行多發(fā)事件的能力，解決了CPU運算處理的瓶頸問題。各功能模塊（通常是多個CPU）之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，選用具有優(yōu)先級的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較好地解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問題，提高了系統(tǒng)的實時性。分布式結(jié)構(gòu)方便系統(tǒng)擴展和維護，局部故障不影響其它模塊正常運行。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統(tǒng)組態(tài)結(jié)構(gòu)，較多地使用于中、低壓變電站。

1.3 分布分散（層）式結(jié)構(gòu)

分布分散式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)從邏輯上將變電站自動化系統(tǒng)劃分為兩層，即變電站層（站級測控單元）和間隔層（間隔單元）。也可分為三層，即變電站層、通信層和間隔層。

該系統(tǒng)的主要特點是按照變電站的元件，斷路器間隔進行設(shè)計。將變電站一個斷路器間隔所需要的全部數(shù)據(jù)采集、保護和控制等功能集中由一個或幾個智能化的測控單元完成。測控單元可直接放在斷路器柜上或安裝在斷路器間隔附近，相互之間用光纜或特殊通信電纜連接。這種系統(tǒng)代表了現(xiàn)代變電站自動化技術(shù)發(fā)展的趨勢，大幅度地減少了連接電纜，減少了電纜傳送信息的電磁干擾，且具有很高的可靠性，比較好的實現(xiàn)了部分故障不相互影響，方便維護和擴展，大量現(xiàn)場工作可一次性地在設(shè)備制造廠家完成。

2 我國變電站自動化發(fā)展階段

按系統(tǒng)模式出現(xiàn)順序可將變電站自動化發(fā)展分為三個階段：

第一階段：面向功能設(shè)計的集中式RTU加常規(guī)保護模式

80年代及以前，是以RTU為基礎(chǔ)的遠動裝置及當?shù)乇O(jiān)控為代表。該類系統(tǒng)實際上是在常規(guī)的繼電保護及二次接線的基礎(chǔ)上增設(shè)RTU裝置，功能主要為與遠方調(diào)度通信實現(xiàn)“二遙”或“四遙”（遙測、遙信、遙控、遙調(diào)）；與繼電保護及安全自動裝置的聯(lián)結(jié)通過硬接點接入或串行口通信較多。此類系統(tǒng)稱為集中RTU模式，目前在一些老站改造中仍有少量使用，此階段為自動化的初級階段。

第二階段：面向功能設(shè)計的分布式測控裝置加微機保護模式。單元式微機保護及按功能設(shè)計的分散式微機測控裝置得以廣泛應(yīng)用，保護與測控裝置相對獨立，通過通信管理單元能夠?qū)⒏髯孕畔⑺偷胶笈_或調(diào)度端計算機。特點是繼電保護（包括安全自動裝置）按功能劃分的測控裝置獨立運行，應(yīng)用了現(xiàn)場總線和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過數(shù)據(jù)通信進行信息交換。此系統(tǒng)電纜互聯(lián)仍較多，擴展性功能不強。

第三階段：面向間隔、面向?qū)ο螅∣bject-Oriented）設(shè)計的分層分布式結(jié)構(gòu)模式。隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)及通信技術(shù)的飛速發(fā)展，采用按間隔為對象設(shè)計保護測控單元，采用分層分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，形成真正意義上的分層分布式自動化系統(tǒng)。目前國內(nèi)外主流廠家均采用了此類結(jié)構(gòu)模式。110kV以下電壓等級變電站，保護測控裝置要求一體化、110kV幾以上電壓等級保護測控大多按間隔分別設(shè)計，對超高壓變電站的規(guī)模比較大的系統(tǒng)，為減少中間環(huán)節(jié)，避免通信瓶頸，要求裝置直接上以太網(wǎng)與監(jiān)控后臺通信，甚至要求保護和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)獨立組網(wǎng)，由于采用了先進的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和面向?qū)ο笤O(shè)計，系統(tǒng)配置靈活、擴展方便。論文參考。

3變電站綜合自動化發(fā)展趨勢

3.1 保護監(jiān)控一體化

這種方式在35kV及以下的電壓等級中已普遍采用，今后在110kV及以上的線路間隔和主變?nèi)齻?cè)中采用此方式也已是大勢所趨。它的好處是功能按一次單元集中化，利于穩(wěn)定的進行信息采集以及對設(shè)備狀態(tài)進行控制，極大地提高了性能效率比。其目前的缺點也是顯而易見的:此種裝置的運行可靠性要求極高，否則任何形式的檢修維護都將迫使一次設(shè)備的停役?？煽啃?、穩(wěn)定性要求高，這也是目前110千伏及以上電壓等級還采用保護和監(jiān)控分離設(shè)置的原因之一。隨著技術(shù)的發(fā)展，冗余性、在線維護性設(shè)計的出現(xiàn)，將使保護監(jiān)控一體化成為必然。

3.2 人機操作界面接口統(tǒng)一化、運行操作無線化

無人無建筑小室的變電站，變電運行人員如果在就地查看設(shè)備和控制操作，將通過一個手持式可視無線終端，邊監(jiān)視一次設(shè)備邊進行操作控制，所有相關(guān)的量化數(shù)據(jù)將顯示在可視無線終端上。

3.3 防誤閉鎖邏輯驗證圖形化、規(guī)范化、離線模擬化

在220kV及以上的變電站中，隨著自動化水平的提高，電動操作設(shè)備日益增多，其操作的防誤閉鎖邏輯將緊密結(jié)合于監(jiān)控系統(tǒng)之中，借助于監(jiān)控系統(tǒng)的狀態(tài)采集和控制鏈路得以實現(xiàn)。而一座變電站的建設(shè)都是通過幾次擴建才達到終期規(guī)模，這就給每次防誤閉鎖邏輯的實際操作驗證帶來難題，如何在不影響一次設(shè)備停役的情況下模擬出各種運行狀態(tài)來驗證其正反操作邏輯的正確性？圖形化、規(guī)范化的防誤閉邏輯驗證模擬操作圖正是為解決這一難題而作，其嚴謹性是建立在監(jiān)控系統(tǒng)全站的實時數(shù)據(jù)庫之上的，使防誤閉鎖邏輯驗證的離線模擬化成為可能。

3.4 就地通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標準化

強大的通訊接口能力，主要通訊部件雙備份冗余設(shè)計（雙CPU、雙電源等），采用光纖總線等等，使現(xiàn)代化的綜合自動化變電站的各種智能設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)組成一個統(tǒng)一的、互相協(xié)調(diào)工作的整體。

3.5 數(shù)據(jù)采集和一次設(shè)備一體化

除了常規(guī)的電流電壓、有功無功、開關(guān)狀態(tài)等信息采集外，對一些設(shè)備的在線狀態(tài)檢測量化值，如主變的油位、開關(guān)的氣體壓力等等，都將緊密結(jié)合一次設(shè)備的傳感器，直接采集到監(jiān)控系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫中。高技術(shù)的智能化開關(guān)、光電式電流電壓互感器的應(yīng)用，必將給數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)帶來全新的模式。

變電站綜合自動化系統(tǒng)是近10多年發(fā)展起來的多專業(yè)綜合技術(shù)，是變配電系統(tǒng)的一次革命。隨著中國國民經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展，社會對電力的需求與日俱增，各行各業(yè)對電力質(zhì)量的要求越來越高，各種智能技術(shù)的普遍應(yīng)用，使得變電站自動化管理和無人值守已是一種必然趨勢和必然選擇。論文參考。對常規(guī)人工控制為主的傳統(tǒng)變電站，實施以微機監(jiān)控為主的綜合自動化系統(tǒng)建設(shè)，是新時期開創(chuàng)我國電力系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟運行和全面提升電力自動化水平重大的舉措，對鞏固和加強電能在中國能源結(jié)構(gòu)中的主導(dǎo)和戰(zhàn)略地位，都具有十分迫切和深遠意義。

【參考文獻】

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[3]林栩栩、陸繼明.變電站綜合自動化技術(shù)的發(fā)展[J].大眾用電，2004

篇8

隨著測控技術(shù)的迅猛發(fā)展，以嵌入式計算機為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)己經(jīng)在測控領(lǐng)域中占到了統(tǒng)治地位。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是將現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)進行處理、傳輸、顯示、存儲等操作。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要功能是把模擬信號變成數(shù)字信號，并進行分析、處理、存儲和顯示。

本論文工作所開發(fā)研制的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由嵌入式微處理器、日歷時鐘芯片、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、非易失性存儲器等器件組成。運用最小功耗設(shè)計理論設(shè)計，可以在電池供電的情況下長期采集和記錄數(shù)據(jù)，可長時間處于工作狀態(tài)。通過具有報警輸出的日歷時鐘芯片等組成喚醒單元，可在設(shè)定時間開啟電源。上電后，采用單片機控制數(shù)據(jù)采集、存儲以及對時鐘芯片的再設(shè)定等，而數(shù)碼管作為設(shè)定指示和時間、采集到模擬量信號的顯示。

系統(tǒng)通過仿真總線的方式擴展較大容量外部存儲器，可存儲的多次采集時間和采集數(shù)據(jù)。而利用更換存儲器方式，或利用串行口通信方式可將存儲器中的數(shù)據(jù)發(fā)送到便攜式電腦中作進一步處理。

關(guān)鍵字：單片機，低功耗，數(shù)據(jù)采集，定時

摘要 1

Summary 2

第1章 文獻綜述 1

略………

第2章 定時采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計 18

略………

第3章 定時采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計 38

略………

第4章 系統(tǒng)低功耗設(shè)計 48

略………

第5章 定時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用介紹 51

結(jié)論 56

致謝 58

參考文獻 59

附錄1 60（程序）

附錄2 70（數(shù)字儀器）

附錄3 76（Digital Instruments）

（附錄不在論文字數(shù)內(nèi)）

：33000多字的本科論文，適合自動化、電信與通信專業(yè)

有中英文摘要、目錄、圖、參考文獻

400元

篇9

“信號與系統(tǒng)”是一門實用性較強、涉及面較廣的專業(yè)基礎(chǔ)課。但同時“信號與系統(tǒng)”也是一門以數(shù)學(xué)推導(dǎo)為核心的理論性很強的學(xué)科，它的概念比較抽象，數(shù)學(xué)計算比較繁瑣。如果沒有實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，只靠黑板式的單一教學(xué)方式，學(xué)生只能依靠做習(xí)題來鞏固和理解所學(xué)知識，而大量應(yīng)用性較強的內(nèi)容學(xué)生則不能實際動手設(shè)計、調(diào)試和分析，那么教學(xué)中的負面效應(yīng)將會越來越突出。因此，實驗在課程學(xué)習(xí)中起著很重要的作用。純粹的硬件實驗常常是通過模擬儀器、搭建硬件電路來實施的，實驗的靈活性和實時性較差。硬件實驗需要的儀器儀表價格昂貴，要開多少組實驗，就要重復(fù)準備多少套裝置，且一套裝置只能做一種實驗。

為了克服純粹硬件實驗的困難，近年來，計算機軟件仿真實驗技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，并取得了一定的研究成果。利用教學(xué)輔助軟件幫助學(xué)生完成數(shù)值計算、信號分析的可視化建模及仿真調(diào)試是對傳統(tǒng)教學(xué)手段的跨越性改進。具體來說，有以下幾個優(yōu)點：（1）實驗成本低，且實驗器材的選擇余地大。（2）易于實現(xiàn)較為復(fù)雜的實驗過程。（3）實驗所需時間較少，實驗效率高。（4）不必擔(dān)心損壞實驗設(shè)備，能輕松地進行邊緣情況的實驗。（5）便于記錄和分析實驗過程和實驗結(jié)果。

而計算機仿真實驗不僅投資小，還可達到相同的甚至于更好的實驗結(jié)果。一般高校的計算機裝備水平都比較好，只要開發(fā)得心應(yīng)手的軟件，便能充分利用計算機資源，達到資源共享。軟件實驗系統(tǒng)又具有可擴展性，隨著課程內(nèi)容范圍的擴大，可隨時增加實驗內(nèi)容。因此，本論文提出了一種基于MATLAB的信號與線性系統(tǒng)仿真實驗系統(tǒng)平臺的設(shè)計和實現(xiàn)方案。這一實驗平臺采用了將MATLAB和Visual Basic有機結(jié)合的方法，使用者能夠獲得較為真實的實驗感受，對信號處理有一個更深層次的理解。

二、信號與系統(tǒng)軟件實驗室

1.信號與系統(tǒng)軟件實驗室組成

信號與線性系統(tǒng)的課程實驗包括信號分析，時頻域變換、分析等等，因此本實驗系統(tǒng)設(shè)計了基本性實驗、設(shè)計性實驗、綜合性實驗三塊，要求學(xué)生完成主要的實驗任務(wù)，并通過本系統(tǒng)友好的主機界面來進行分析，輸出結(jié)果可在VB界面上以圖形顯示出來。這三塊實驗系統(tǒng)基本覆蓋了信號與系統(tǒng)課程的全部內(nèi)容。實驗中每一菜單的信息框闡述了有關(guān)實驗內(nèi)容的基本概念、基本性質(zhì)及實驗步驟。演示框如同通用示波器，顯示了信號分析與系統(tǒng)設(shè)計的動態(tài)仿真過程。

2.VB與Matlab混合編程

信號與系統(tǒng)軟件實驗室主要采用MATLAB進行開發(fā)。但由于信號與線性系統(tǒng)實驗包含了很多復(fù)雜的信號處理計算和圖象，完全由MATLAB來開發(fā)具有相當?shù)碾y度和龐大的工作量。因此，在實驗中采用了MATLAB與VB混合編程的方法，采用了幾種MATLAB與VB的集成技術(shù)。

（1）利用ActiveX自動化。ActiveX自動化是ActiveX的一個協(xié)議，它允許應(yīng)用程序采用VB與MATLAB或組件控制另一個應(yīng)用程序或組件的運行，它包括自動化服務(wù)器或控制器。MATLAB可以作為自動化服務(wù)器，可以由其它應(yīng)用程序編程驅(qū)動。MATLAB支持COM技術(shù)，它提供了一個自動化對象，其外部名稱是Matlab.Application，其它程序通過COM技術(shù)提供的函數(shù)得到自動化對象支持的接口指針，通過調(diào)用接口函數(shù)便可控制和使用自動化對象了，利用這一特性用戶可以非常方便地在應(yīng)用程序中調(diào)用MATLAB命令，向MATLAB輸入數(shù)據(jù)，使用MATLAB功能豐富的工具箱，完成所需要的設(shè)計，獲取數(shù)據(jù)圖形結(jié)果。

利用ActiveX進行VB和Matlab的交互通信時，所采用的Matlab語句是直接使用Matlab提供的函數(shù)和圖形庫命令。該方法編程效率高，但程序的執(zhí)行必須在Matlab環(huán)境下，這樣會占用內(nèi)存，使程序的執(zhí)行速度受一定影響。

（2）利用DDE技術(shù)。動態(tài)數(shù)據(jù)交換（簡稱DDE）是一種開放的、與語言無關(guān)的、基于消息的協(xié)議，它是應(yīng)用程序通過共享內(nèi)存進行進程間通信的一種形式。DDE方式運行時必須打開Matlab的命令窗口。程序編碼簡單但占用系統(tǒng)資源多，效率低下，功能相對較弱。把Matlab文件編譯成VB可以執(zhí)行的DLL文件，執(zhí)行的效率高，但當M文件一旦編譯成功之后，其功能就不能變化，所編程序的數(shù)據(jù)交換能力弱。

（3）采用動態(tài)鏈接庫DLL方法。Matcom是一個從MATLAB到C++的編譯器，它可以節(jié)省用戶的運算時間和內(nèi)存要求。

（4）利用文件實現(xiàn)VB與MATLAB的數(shù)據(jù)交換。利用VB和MATLAB的混合編程，主要是想利用VB方便、簡潔的功能來設(shè)計美觀的應(yīng)用程序界面和MATLAB強大的計算、圖形表達能力來完成所需的系統(tǒng)功能設(shè)計。

本文利用ActiveX技術(shù)和文件傳遞數(shù)據(jù)來實現(xiàn)了VB與MATLAB之間的動態(tài)數(shù)據(jù)交換。

在VB應(yīng)用程序中創(chuàng)建了Matlab的ActiveX對象后，就可以使用這個對象所包含的各種方法來實現(xiàn)對Matlab的調(diào)用。

3.設(shè)計步驟

軟件開發(fā)的主要工作是根據(jù)信號與線性系統(tǒng)課程的特點，為用戶設(shè)計一個美觀、簡潔、明了的操作界面，使教師和學(xué)生不需要VB和MATLAB知識就能掌握和應(yīng)用，操作盡量簡單。為了實現(xiàn)這一目標，軟件接口界面按照如下方式設(shè)計：

（1）菜單界面：根據(jù)信號與線性系統(tǒng)課程的內(nèi)容特點，在主菜單頁上排列四項該軟件的主要功能，每項功能的子窗口頁上有該項功能所包含的主要內(nèi)容，其功能和操作方式一目了然。各操作窗口頁面的切換按照Windows程序操作規(guī)范設(shè)計，操作簡單。使用者只需要掌握應(yīng)用軟件操作方法，就能使用本軟件。

（2）數(shù)據(jù)選擇：數(shù)據(jù)選擇采用統(tǒng)一格式的數(shù)據(jù)輸入對話框。操作者只需要掌握了課程有關(guān)章節(jié)的內(nèi)容，選擇所需要的數(shù)據(jù)，就能完成分析任務(wù)。

（3）結(jié)果輸出：計算結(jié)果輸出盡量采用直觀的圖形顯示方式。結(jié)果大多保存在單獨的圖形窗口中，用戶可以根據(jù)需要保留多次的計算結(jié)果，以便進行分析比較。

三、信號與系統(tǒng)軟件實驗室實現(xiàn)

當用戶在主機上進行實驗操作時，主機進入相應(yīng)的實驗?zāi)K進行計算，計算結(jié)果隨即被存入已設(shè)定好的內(nèi)存空間，并將數(shù)據(jù)進行相應(yīng)處理，得出的圖象通過VB的調(diào)用顯示到VB界面上，學(xué)生就可以看到最終的實驗結(jié)果波形。名稱是Matlab.Application，其它程序通過COM技術(shù)提供的函數(shù)得到自動化對象支持的接口指針，通過調(diào)用接口函數(shù)便可控制和使用自動化對象了，利用這一特性用戶可以非常方便地在應(yīng)用程序中調(diào)用MATLAB命令，向MATLAB輸入數(shù)據(jù)，使用MATLAB功能豐富的工具箱，完成所需要的設(shè)計，獲取數(shù)據(jù)圖形結(jié)果。

（1）基本性實驗。①信號及其運算的軟件實現(xiàn)：連續(xù)信號的實現(xiàn)、離散信號的實現(xiàn)、信號運算的實現(xiàn)等。②時域分析的軟件實現(xiàn)：連續(xù)時間系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)、連續(xù)時間系統(tǒng)的沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)、離散時間系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)、離散時間系統(tǒng)的沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)、卷積的計算等。③頻域分析的軟件實現(xiàn)：、周期信號的頻域分析、非周期信號的頻域分析、系統(tǒng)的頻率特性分析、連續(xù)時間系統(tǒng)的s域分析、離散時間系統(tǒng)的z域分析等。（2）設(shè)計性實驗：虛擬實驗室的關(guān)鍵所在，在基本性實驗的基礎(chǔ)上添加了人機交互界面。（3）綜合性實驗：信號的采樣與、濾波器的設(shè)計、隨機信號功率譜分析。

四、結(jié)論

篇10

關(guān)鍵詞：綜采工作面；電液控自動化；液壓支架；控制器

一、　概述

一礦戊-31100采煤工作面位于三水平戊一采區(qū)，其走向長度2943米，傾斜長度156米，傾角平均8度，煤層厚度平均2.3米，該采面安裝ZY6800-14/30D型掩護式液壓支架107架，全部采用電液自動化控制。

二、液壓支架電液控制系統(tǒng)的組成及原理

控制系統(tǒng)由通信傳輸網(wǎng)絡(luò)和電液控制單元組成，電液控制單元的核心部件由人機界面，控制器，電源箱，電磁先導(dǎo)閥，主閥，傳感器和耦合器以及其他輔助裝置等組成。如下圖所示：

這套電液控制系統(tǒng)根據(jù)采煤工藝的要求，通過支架的控制器發(fā)出相應(yīng)的控制命令，即給出電信號，使對應(yīng)的電液控制閥組內(nèi)的電磁先導(dǎo)閥，控制主閥開啟，小流量控制大流量，向所連接的液壓缸供液，從而使支架做相應(yīng)的動作。支架的工作狀態(tài)由壓力傳感器，行程傳感器反饋給控制器，控制器再根據(jù)傳感器所提供的信號來決定支架的下一個動作，這就是電液控制系統(tǒng)的工作原理。

液壓支架電液控制系統(tǒng)是實現(xiàn)綜采工作面高產(chǎn)高效的關(guān)鍵設(shè)備。以支架控制器為控制核心，通過隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源供電，配接隔離器、壓力傳感器、行程傳感器、紅外線發(fā)射器、紅外線接收傳感器和電磁先導(dǎo)閥等設(shè)備實現(xiàn)煤礦工作面綜合機械化自動采煤。ZDYZ液壓支架電液控制裝置通過各種傳感器從現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，由控制器進行數(shù)據(jù)處理，控制各電磁閥的開閉，以實現(xiàn)對液壓支架各種動作的控制。裝置內(nèi)通過現(xiàn)場總線進行數(shù)據(jù)傳輸，用隔離器進行信號隔離和傳輸，達到彼此交換數(shù)據(jù)、相互控制的目的。

三、該控制器的功能

液壓支架的控制器在采煤機滾筒截割后，液壓支架按一定滯后距離進行自動降柱移架，到位后恢復(fù)支撐，達到初撐力后，隨后再移相鄰下一架，再自動推移運輸機，完成一個循環(huán)動作。

1、支架可實現(xiàn)成組程序自動控制?包括成組自動移架、成組自動推溜、手動、自動操作本架電磁閥按鈕。

2、配備紅外線采煤機位置監(jiān)測裝置，可與工作面采煤機實現(xiàn)聯(lián)合自動動作。即跟隨煤機自動推溜、自動降架、自動移架、自動升架、自動伸收護幫板、自動伸收伸縮梁、自動噴霧功能。

3、對立柱的工作壓力、推移千斤頂?shù)男谐獭⒚簷C的位置、方向進行監(jiān)測，反饋到控制中心。

4、電液控制系統(tǒng)設(shè)有聲音報警、急停、本架閉鎖及故障自診斷顯示功能?并能方便地進行人工手動操作，能夠在線進行參數(shù)調(diào)整設(shè)定。

2012年9月17日，自動化綜采工作面一次性試車成功，首次實現(xiàn)了割煤、拉架、推溜、自動噴霧等自動程序化控制，從地面投入、井下投產(chǎn)到試車成功，一礦大學(xué)生采煤班發(fā)揮了重要作用。廠家人員感慨地說，沒想到你們有這樣一支特別能戰(zhàn)斗的隊伍。

目前一礦綜采四隊正在駕馭全礦首套電液控自動化綜合采煤設(shè)備，這是井下采煤由機械化向自動化的轉(zhuǎn)變，使綜采生產(chǎn)水平又上一個新臺階。被稱為采煤技術(shù)的第二次重大改革。這是煤礦行業(yè)21世紀的高新技術(shù)。

四、結(jié)束語

從前綜采設(shè)備落后，機械化程度低，勞動強度大，職工沒少累，干部沒少操心，效果卻不是很理想。隨著機械設(shè)備的升級，機械化程度逐步加大，大大提高了生產(chǎn)效率，同時也減少了事故的發(fā)生率。實現(xiàn)了綜采工作面的高產(chǎn)高效。當然，煤礦行業(yè)地質(zhì)條件復(fù)雜，工作環(huán)境惡劣，未來還有很多問題面臨著我們，需要我們?nèi)ヌ魬?zhàn)，去解決。

參考文獻：