电气和自动化论文范文

时间:2023-03-19 19:15:41

电气和自动化论文

电气和自动化论文范文第1篇

关键词:工业4.0;内涵;现状;本质

一、工业4.0的概念

工业4.0是德国政府提出的一个高科技战略计划。该项目由德国联邦教育及研究部和联邦经济技术部联合资助,投资预计达2亿欧元。旨在提升制造业的智能化水平,建立具有适应性、资源效率及人因工程学的智慧工厂,在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。其技术基础是网络实体系统及物联网。德国所谓的工业四代(Industry4.0)是指利用物联信息系统(Cyber―PhysicalSystem简称CPS)将生产中的供应,制造,销售信息数据化、智慧化,最后达到快速,有效,个人化的产品供应。

二、工业4.0的内涵

“工业4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变,目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。在这种模式中,传统的行业界限将消失,并会产生各种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变,产业链分工将被重组。德国学术界和产业界认为,“工业4.0”概念即是以智能制造为主导的第四次工业革命,或革命性的生产方法。该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统―信息物理系统(Cyber-Physical System)相结合的手段,将制造业向智能化转型。“工业4.0”项目主要分为三大主题:一是“智能工厂”,重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现;二是“智能生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与,力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者,同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者;三是“智能物流”,主要通过互联网、物联网、物流网,整合物流资源,充分发挥现有物流资源供应方的效率,而需求方,则能够快速获得服务匹配,得到物流支持。

三、工业4.0的发展现状

工业自动化是德国得以启动工业4.0的重要前提之一,主要是在机械制造和电气工程领域。目前在德国和国际制造业中广泛采用的“嵌入式系统”,正是将机械或电气部件完全嵌入到受控器件内部,是一种特定应用设计的专用计算机系统。数据显示,这种“嵌入式系统”每年获得的市场效益高达200亿欧元,而这个数字到2020年将提升至400亿欧元。有专家预计,不断推广的工业4.0将为德国的西门子、ABB、通快(Trumpf)等机械和电气设备生产商,以及菲尼克斯电气(Phoenix Contact)、浩亭(Harting)以及魏德米勒(Weidmuller)等中小企业带来大量订单。德国联邦贸易与投资署专家Jerome Hull在接受时代周报记者专访时表示,工业4.0是运用智能去创建更灵活的生产程序、支持制造业的革新以及更好地服务消费者,它代表着集中生产模式的转变。Jerome Hull介绍:所谓的系统应用、智能生产工艺和工业制造,并不是简单的一种生产过程,而是产品和机器的沟通交流,产品来告诉机器该怎么做。生产智能化在未来是可行的, 将工厂、产品和智能服务通联起来,将是全球在新的制造业时代一件非常正常的事情。工业4.0是涉及诸多不同企业、部门和领域,以不同速度发展的渐进性过程,跨行业、跨部门的协作成为必然。同样是在2013年汉诺威工业博览会上,由德国机械设备制造业联合会(VDMA)、德国电气和电子工业联合会(ZVEI)以及德国信息技术、通讯、新媒体协会(BITKOM)三个专业协会共同建立的工业4.0平台正式成立

四、工业4.0的本质分析

1.本质是基于“信息物理系统”实现“智能工厂“

第一次工业革命始于18世纪后半期由蒸汽机实现工厂的机械化;第二次工业革命始于19世纪后半期用电力来实现大规模化批量生产;第三次工业革命始于20世纪后半期通过电气和信息技术实现制造业的自动化。第四次工业革命――工业4.0,其实就是实现“智能工厂”。工业4.0将在前三次工业革命的基础上进一步进化,基于信息物理系统(Cyber Physical System)实现新的制造方式。信息物理系统是指通过传感网紧密连接现实世界,将网络空间的高级计算能力有效运用于现实世界中,从而在生产制造过程中,与设计、开发、生产有关的所有数据将通过传感器采集并进行分析,形成可自律操作的智能生产系统。

2.核心是动态配置的生产方式

工业4.0报告中描述的动态配置的生产方式主要是指从事作业的机器人(工作站)能够通过网络实时访问所有有关信息,并根据信息内容,自主切换生产方式以及更换生产材料,从而调整成为最匹配模式的生产作业。动态配置的生产方式能够实现为每个客户、每个产品进行不同的设计、零部件构成、产品订单、生产计划、生产制造、物流配送,杜绝整个链条中的浪费环节。与传统生产方式不同,动态配置的生产方式在生产之前或者生产过程中,都能够随时变更最初的设计方案。

3.首要目标是工厂标准化

德国工业影响力的一个侧面就是“标准化”。PLC编程语言的国际标准IEC61131-3(PLCopen)主要是来自德国企业;通信领域普及的CAN、Profibus以及EtherCAT也全都诞生于德国。工业4.0工作组认为,推行工业4.0需要在8个关键领域采取行动。其中第一个领域就是“标准化和参考架构”。标准化工作主要围绕智能工厂生态链上各个环节制定合作机制,确定哪些信息可被用来交换。为此,工业4.0将制定一揽子共同标准,使合作机制成为可能,并通过一系列标准(如成本、可用性和资源消耗)对生产流程进行优化。以往,我们听到的大多是“产品的标准化”,而德国工业4.0将推广“工厂的标准化”,借助智能工厂的标准化将制造业生产模式推广到国际市场,以标准化提高技术创新和模式创新的市场化效率,继续保持德国工业的世界领先地位。

总的来看,工业4.0战略的核心就是通过CPS网络实现人、设备与产品的实时连通、相互识别和有效交流,从而构建一个高度灵活的个性化和数字化的智能制造模式。在这种模式下,生产由集中向分散转变,规模效应不再是工业生产的关键因素;产品由趋同向个性转变,未来产品都将完全按照个人意愿进行生产,极端情况下将成为自动化、个性化的单件制造;用户由部分参与向全程参与转变,用户不仅出现在生产流程的两端,而且广泛、实时参与生产和价值创造的全过程。

参考文献:

[1]程晓蕾.工业4.0架构下的工业大数据的需求、环境及服务化[J].赤峰学院学报(自然科学版),2015(08)

[2]孟书云、李宏胜、周伯荣、陈桂、汤玉东.机器人学与机械基础课程融合教学探索[J].科教文汇(中旬刊),2015(04)

[3]熊刚、季统凯.工业云操作系统的自主研制[J].自动化博览,2015(02)

电气和自动化论文范文第2篇

【关键字】建筑电气,工程管理,管理流程,控制要点

中图分类号: F407.6文献标识码:A 文章编号:

前言

一个国家的建筑就是她经济发展程度的标志。国家越发达,建筑的智能化程度就越高。的确,随着当今中国社会的发展、技术的进步,在建筑工程领域,科技含量越来越高。新材料的应用、新工艺的发展使对建筑设计施工流程的要求也越来越严格。在这样的背景下,建筑行业的五大关键设计岗位建筑、结构、给排水、暖通、电气设计日益凸现出它的重要性。建筑电气设计是整个建筑项目建设中所不可缺少的一个环节,主要为建筑项目提供供配电工程及弱电智能化等工程电气设计。建筑电气工程师就是主管这相关业务的专业技术人员。建筑电气与我们通常意义上的电气自动化并不同,是电气自动化相关原理技术在建筑行业的具体应用。因此,保证建筑电气工程的管理质量成为了重中之重。

二.电气工程在建筑工程中的重要作用

工业与民用建筑中的电气工程,包括建筑中的强弱电,是整个工程项目的重要组成部分。如果把建筑比作一个人,混凝土结构就是人的骨架和肉体,而血液和经脉就是建筑中的电气。大概从20 世纪60 年代左右开始,我国的建筑电气工程事业得到突飞猛进的发展,其中控制理论与控制工程、电力电子技术、尤其是计算机技术的发展更是超出人们的预料,这些环境的变化直接导致人们对自己的工作和生活环境的要求越来越高。对居住和工作建筑的电气环境的要求也越来越高,这种情况下就使得电气工程的在人们日常生活中的地位和作用变得越来越重要。电气工程的好坏直接关系到整个建筑工程的质量、投资、工期、预期等等的效果,影响到整个建筑物整体设备的安全运行、投入使用情况、节能效果、舒适性、高效性和安全性,特别是建筑物的安全问题,电气设备能否安全可靠运行,线路是否有火灾隐患,火灾报警和智能监控系统能否正常运行,消防设备、紧急照明等等这些设备的供电是否可靠,都是建筑安全的重要因素,所以,这种情况下,对电气工作人员的考验是相当高的,不仅仅要从传统的电气和自动化控制技术中走出来学习和面对新的电气和自动化控制技术,还要面对计算机网络技术等等现代的先进的科学的智能控制技术,力图建设安全可靠有技术含量的电气工程来保证人们的生命财产安全。

三.施工阶段的质量控制

施工中必须根据已会审后的电气施工图纸和有关技术文件,按照国家现行的电气工程施工及验收规范,地方有关工程建设的法规、文件,经审批的施工组织设计(施工技术方案)进行。施工中若发现图纸问题应及时提出并处理,不允许未经同意擅自变更设计。严格推行规范化操作程序,编制符合规范、工艺标准,具有可操作性的质量控制程序。

1、基础施工阶段的质量控制

在基础工程施工时,应及时配合土建做好强、弱电专业的进户电缆穿墙管及止水挡板的预埋、预留工作。这一工作要求电气专业应赶在土建做墙体防水处理之前完成,避免电气施工破坏防水层造成墙体今后渗漏;对需要预埋的铁件吊卡、木砖、吊杆基础螺栓及配电柜基础型钢等预埋件,电气施工人员应配合土建提前做好准备,土建施工到位及时埋入,不得遗漏。电气施工安装中,管理人员只有努力提高自身的素质和专业能力,才能把好质量关。

2、主体施工阶段的质量控制

首先必须分清工程中的重点环节。在电气工程质量监控中,确定配电装置、电力电缆、配电箱3个重点设备交接协调环节,明确关系,制定措施,根据规范进行超前监控,达到对工程质量的预控。其次,必须在监控好重点环节的基础上以点带面,促动整个系统工程的质量控制。电气工程要与土建工程紧密配合,根据土建浇注混凝土的进度要求及流水作业的顺序,逐层逐段的做好电管铺设工作,这是整个电气安装工程的关键工作,做不好不仅影响土建施工进度与质量,而且也影响整个电气安装工程后续工序的质量与进度。浇注混凝土时,电工应留人看守,以防振捣混凝土时损坏配管或使得开关盒移位。遇有管路损坏时,应及时修复。

3、装修阶段的质量控制

在砌筑隔墙之前应与土建工长和放线员将水平线及隔墙线核实一遍,因为将按此线确定管路预埋位置及各种灯具、开关插座的位置、标高。抹灰之前,电气施工人员应按内墙上弹出的水平线和墙面线,将所有电气工程中的预留孔洞按设计和规范要求核实一遍,符合要求后将箱盒稳定好,将全部暗配管路也检查一遍,然后扫通管路,穿好带线,堵好管盒。抹灰时配合土建做好配电箱的贴门脸及箱盒的收口,箱盒处抹灰收口应光滑平整。

四.电气工程师的责任和要求

电气工程师是电气工程质量好坏的直接负责人,因此电气工程师的专业知识水平必须过硬。同时,光有专业水平也是不够的,电气工程师必须要有高度的责任心,对自己所负责的电气工程要认真对待,不光要把自己的专业知识应用到工程建设中去,还有用心去对待自己所负责的工程,细致的,深入的,全面的做好电气工程所涉及的技术、进度、签证、质量、安全等各方面的管理工作。要想成为一名合格的电气工程师,必须不断的更新自己各方面的知识,不墨守成规,及时的掌握最新的发展动态。

建筑电气与我们通常意义上的电气自动化并不同,是电气自动化相关原理技术在建筑行业的具体应用。建筑电气设计涉及的面广,从传统的供配电、照明、动力、自控、防雷接地设计,现在已发展到消防、保安、共用天线电视、楼宇自控系统、通讯系统以及自备电源等设计。建筑电气工程师是一项技术要求很强、非常讲究理性化思考的职业。它需要从业人员有:

(一)严肃认真的工作态度。建筑电气设计涉及面广,设计规范又多,这就要求电气专业工程师,一丝不苟地对待每一个系统的设计,要精益求精;

(二)较高的学历、广泛的理论知识,现在一般企业招聘这类人才,学历都要求大学本科以上,需要经过系统的建筑电气自动化学习;

(三)要有团队合作精神。这一点相当重要。建筑工程设计有交叉作业,综合协调的特点,电气设计必须考虑到建筑、结构、给排水、暖通等方面,必须具有综合的业务水平和工作能力,如工程概预算、招投标、工序衔接及工种配合、各种关系的协调等等,只有紧密结合,才能提高建筑工程设计的科技含量。

五.结束语

电气工程中应把“质量第一、安全第一”放在首位,工程师应该根据所建工程的自身特点,做到对每个施工环节的有效动态实时控制,把技术交底工作落实到实处,从材料购买、工程施工、工程质量等各个环节都认真的进行管理。同时,建立有效的监督体系对工程的质量进行监督,确保工程质量。

参考文献:

[1]陈富军 建筑电气工程管理及质量控制陕西秦力建设工程监理有限公司陕西科技报2010-09-14报纸

[2]赵子云 建筑电气工程在施工过程中的运用 中国新技术新产品2011-01-25期刊

[3]廖亚振 建筑电气施工质量通病问题与处理措施探讨 企业导报2012-06-30期刊

[4]王进; 王静 浅谈建筑电气工程管理及质量控制黑龙江科技信息2009-06-25期刊

[5]王喜玲; 邱训和浅谈建筑电气工程施工质量控制及安全管理 土木建筑学术文库(第11卷)2009-08-01中国会议

电气和自动化论文范文第3篇

论文摘要随着液压伺服控制技术的飞速发展,液压伺服系统的应用越来越广泛,随之液压伺服控制也出现了一些新的特点,基于此对于液压伺服系统的工作原理进行研究,并进一步探讨液压传动的优点和缺点和改造方向,以期能够对于相关工作人员提供参考。

一、引言

液压控制技术是以流体力学、液压传动和液力传动为基础,应用现代控制理论、模糊控制理论,将计算机技术、集成传感器技术应用到液压技术和电子技术中,为实现机械工程自动化或生产现代化而发展起来的一门技术,它广泛的应用于国民经济的各行各业,在农业、化工、轻纺、交通运输、机械制造中都有广泛的应用,尤其在高、新、尖装备中更为突出。随着机电一体化的进程不断加快,技术装各的工作精度、响应速度和自动化程度的要求不断提高,对液压控制技术的要求也越来越高,文章基于此,首先分析了液压伺服控制系统的工作特点,并进一步探讨了液压传动的优点和缺点和改造方向。

二、液压伺服控制系统原理

目前以高压液体作为驱动源的伺服系统在各行各业应用十分的广泛,液压伺服控制具有以下优点:易于实现直线运动的速度位移及力控制,驱动力、力矩和功率大,尺寸小重量轻,加速性能好,响应速度快,控制精度高,稳定性容易保证等。

液压伺服控制系统的工作特点:(1)在系统的输出和输入之间存在反馈连接,从而组成闭环控制系统。反馈介质可以是机械的,电气的、气动的、液压的或它们的组合形式。(2)系统的主反馈是负反馈,即反馈信号与输入信号相反,两者相比较得偏差信号控制液压能源,输入到液压元件的能量,使其向减小偏差的方向移动,既以偏差来减小偏差。(3)系统的输入信号的功率很小,而系统的输出功率可以达到很大。因此它是一个功率放大装置,功率放大所需的能量由液压能源供给,供给能量的控制是根据伺服系统偏差大小自动进行的。

综上所述,液压伺服控制系统的工作原理就是流体动力的反馈控制。即利用反馈连接得到偏差信号,再利用偏差信号去控制液压能源输入到系统的能量,使系统向着减小偏差的方向变化,从而使系统的实际输出与希望值相符。

在液压伺服控制系统中,控制信号的形式有机液伺服系统、电液伺服系统和气液伺服系统。机液伺服系统中系统的给定、反馈和比较环节采用机械构件,常用机舵面操纵系统、汽车转向装置和液压仿形机床及工程机械。但反馈机构中的摩擦、间隙和惯性会对系统精度产生不利影响。电液伺服系统中误差信号的检测、校正和初始放大采用电气和电子元件或计算机,形成模拟伺服系统、数字伺服系统或数字模拟混合伺服系统。电液伺服系统具有控制精度高、响应速度高、信号处理灵活和应用广泛等优点,可以组成位置、速度和力等方面的伺服系统。

三、液压传动帕优点和缺点

液压传动系统的主要优点液压传动之所以能得到广泛的应用,是因为它与机械传动、电气传动相比,具有以下主要优点:

1液压传动是由油路连接,借助油管的连接可以方便灵活的布置传动机构,这是比机械传动优越的地方。例如,在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动,以克服长驱动轴效率低的缺点。由于液压缸的推力很大,且容易布置。在挖掘机等重型工程机械上已基本取代了老式的机械传动,不仅操作方便,而且外形美观大方。

2液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。例如相同功率液压马达的体积为电动机的12%~13%。液压泵和液压马达单位功率的体积目前是发电机和电动机的1/10,可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达可实现无级调速,调速范围可达1:2000,并可在液压装置运行的过程中进行调速。

3传递运动均匀平稳,负载变化时速度较稳定。因此,金属切削机床中磨床的传动现在几乎都采用液压传动。液压装置易于实现过载保护,使用安全、可靠,不会因过载而造成主件损坏:各液压元件能同时自行,因此使用寿命长。液压传动容易实现自动化。借助于各种控制阀,特别是采用液压控制和电气控制结合使用时,能很容易的实现复杂的自动工作循环,而且可以实现遥控。液压元件己实现了标准化、系列化、和通用化,便于设计、制造和推广使用。

液压传动系统的主要缺点:1液压系统的漏油等因素,影响运动的平稳性和正确性,使液压传动不能保证严格的传动比:2液压传动对油温的变化比较敏感,温度变化时,液体勃性变化引起运动特性变化,使工作稳定性受到影响,所以不宜在温度变化很大的环境条件下工作:3为了减少泄漏以及满足某些性能上的要求,液压元件制造和装配精度要求比较高,加工工艺比较复杂。液压传动要求有单独的能源,不像电源那样使用方便。液压系统发生的故障不易检查和排除。

总之,液压传动的优点是主要的,随着设计制造和使用水平的不断提高,有些缺点正在逐步加以克服。

四、机床数控改造方向

(一)加工精度。精度是机床必须保证的一项性能指标。位置伺服控制系统的位置精度在很大程度上决定了数控机床的加工精度。因此位置精度是一个极为重要的指标。为了保证有足够的位置精度,一方面是正确选择系统中开环放大倍数的大小,另一方面是对位置检测元件提出精度的要求。因为在闭环控制系统中,对于检测元件本身的误差和被检测量的偏差是很难区分出来的,反馈检测元件的精度对系统的精度常常起着决定性的作用。在设计数控机床、尤其是高精度或太中型数控机床时,必须精心选用检测元件。所选择的测量系统的分辨率或脉冲当量,一般要求比加工精度高一个数量级。总之,高精度的控制系统必须有高精度的检测元件作为保证。

(二)先局部后整体。确定改造步骤时,应把整个电气设备部分改造先分成若干个子系统进行,如数控系统、测量系统、主轴、进给系统、面板控制与强电部分等,待各系统基本成型后再互联完成全系统工作。这样可使改造工作减少遗漏和差错。在每个子系统工作中,应先做技术性较低的、工作量较大的工作,然后做技术性高的、要求精细的工作,做到先易后难、先局部后整体,有条不紊、循序渐进。

(三)提高可靠性。数控机床是一种高精度、高效率的自动化设备,如果发生故障其损失就更大,所以提高数控机床的可靠性就显得尤为重要。可靠度是评价可靠性的主要定量指标之一,其定义为:产品在规定条件下和规定时间内,完成规定功能的概率。对数控机床来说,它的规定条件是指其环境条件、工作条件及工作方式等,例如温度、湿度、振动、电源、干扰强度和操作规程等。这里的功能主要指数控机床的使用功能,例如数控机床的各种机能,伺服性能等。

五、结语

电气和自动化论文范文第4篇

论文摘要随着液压伺服控制技术的飞速发展,液压伺服系统的应用越来越广泛,随之液压伺服控制也出现了一些新的特点,基于此对于液压伺服系统的工作原理进行研究,并进一步探讨液压传动的优点和缺点和改造方向,以期能够对于相关工作人员提供参考。

一、引言

液压控制技术是以流体力学、液压传动和液力传动为基础,应用现代控制理论、模糊控制理论,将计算机技术、集成传感器技术应用到液压技术和电子技术中,为实现机械工程自动化或生产现代化而发展起来的一门技术,它广泛的应用于国民经济的各行各业,在农业、化工、轻纺、交通运输、机械制造中都有广泛的应用,尤其在高、新、尖装备中更为突出。随着机电一体化的进程不断加快,技术装各的工作精度、响应速度和自动化程度的要求不断提高,对液压控制技术的要求也越来越高,文章基于此,首先分析了液压伺服控制系统的工作特点,并进一步探讨了液压传动的优点和缺点和改造方向。

二、液压伺服控制系统原理

目前以高压液体作为驱动源的伺服系统在各行各业应用十分的广泛,液压伺服控制具有以下优点:易于实现直线运动的速度位移及力控制,驱动力、力矩和功率大,尺寸小重量轻,加速性能好,响应速度快,控制精度高,稳定性容易保证等。

液压伺服控制系统的工作特点:(1)在系统的输出和输入之间存在反馈连接,从而组成闭环控制系统。反馈介质可以是机械的,电气的、气动的、液压的或它们的组合形式。(2)系统的主反馈是负反馈,即反馈信号与输入信号相反,两者相比较得偏差信号控制液压能源,输入到液压元件的能量,使其向减小偏差的方向移动,既以偏差来减小偏差。(3)系统的输入信号的功率很小,而系统的输出功率可以达到很大。因此它是一个功率放大装置,功率放大所需的能量由液压能源供给,供给能量的控制是根据伺服系统偏差大小自动进行的。

综上所述,液压伺服控制系统的工作原理就是流体动力的反馈控制。即利用反馈连接得到偏差信号,再利用偏差信号去控制液压能源输入到系统的能量,使系统向着减小偏差的方向变化,从而使系统的实际输出与希望值相符。

在液压伺服控制系统中,控制信号的形式有机液伺服系统、电液伺服系统和气液伺服系统。机液伺服系统中系统的给定、反馈和比较环节采用机械构件,常用机舵面操纵系统、汽车转向装置和液压仿形机床及工程机械。但反馈机构中的摩擦、间隙和惯性会对系统精度产生不利影响。电液伺服系统中误差信号的检测、校正和初始放大采用电气和电子元件或计算机,形成模拟伺服系统、数字伺服系统或数字模拟混合伺服系统。电液伺服系统具有控制精度高、响应速度高、信号处理灵活和应用广泛等优点,可以组成位置、速度和力等方面的伺服系统。

三、液压传动帕优点和缺点

液压传动系统的主要优点液压传动之所以能得到广泛的应用,是因为它与机械传动、电气传动相比,具有以下主要优点:

1液压传动是由油路连接,借助油管的连接可以方便灵活的布置传动机构,这是比机械传动优越的地方。例如,在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动,以克服长驱动轴效率低的缺点。由于液压缸的推力很大,且容易布置。在挖掘机等重型工程机械上已基本取代了老式的机械传动,不仅操作方便,而且外形美观大方。

2液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。例如相同功率液压马达的体积为电动机的12%~13%。液压泵和液压马达单位功率的体积目前是发电机和电动机的1/10,可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达可实现无级调速,调速范围可达1:2000,并可在液压装置运行的过程中进行调速。

3传递运动均匀平稳,负载变化时速度较稳定。因此,金属切削机床中磨床的传动现在几乎都采用液压传动。液压装置易于实现过载保护,使用安全、可靠,不会因过载而造成主件损坏:各液压元件能同时自行,因此使用寿命长。液压传动容易实现自动化。借助于各种控制阀,特别是采用液压控制和电气控制结合使用时,能很容易的实现复杂的自动工作循环,而且可以实现遥控。液压元件己实现了标准化、系列化、和通用化,便于设计、制造和推广使用。

液压传动系统的主要缺点:1液压系统的漏油等因素,影响运动的平稳性和正确性,使液压传动不能保证严格的传动比:2液压传动对油温的变化比较敏感,温度变化时,液体勃性变化引起运动特性变化,使工作稳定性受到影响,所以不宜在温度变化很大的环境条件下工作:3为了减少泄漏以及满足某些性能上的要求,液压元件制造和装配精度要求比较高,加工工艺比较复杂。液压传动要求有单独的能源,不像电源那样使用方便。液压系统发生的故障不易检查和排除。

总之,液压传动的优点是主要的,随着设计制造和使用水平的不断提高,有些缺点正在逐步加以克服。

四、机床数控改造方向

(一)加工精度。精度是机床必须保证的一项性能指标。位置伺服控制系统的位置精度在很大程度上决定了数控机床的加工精度。因此位置精度是一个极为重要的指标。为了保证有足够的位置精度,一方面是正确选择系统中开环放大倍数的大小,另一方面是对位置检测元件提出精度的要求。因为在闭环控制系统中,对于检测元件本身的误差和被检测量的偏差是很难区分出来的,反馈检测元件的精度对系统的精度常常起着决定性的作用。在设计数控机床、尤其是高精度或太中型数控机床时,必须精心选用检测元件。所选择的测量系统的分辨率或脉冲当量,一般要求比加工精度高一个数量级。总之,高精度的控制系统必须有高精度的检测元件作为保证。

(二)先局部后整体。确定改造步骤时,应把整个电气设备部分改造先分成若干个子系统进行,如数控系统、测量系统、主轴、进给系统、面板控制与强电部分等,待各系统基本成型后再互联完成全系统工作。这样可使改造工作减少遗漏和差错。在每个子系统工作中,应先做技术性较低的、工作量较大的工作,然后做技术性高的、要求精细的工作,做到先易后难、先局部后整体,有条不紊、循序渐进。

(三)提高可靠性。数控机床是一种高精度、高效率的自动化设备,如果发生故障其损失就更大,所以提高数控机床的可靠性就显得尤为重要。可靠度是评价可靠性的主要定量指标之一,其定义为:产品在规定条件下和规定时间内,完成规定功能的概率。对数控机床来说,它的规定条件是指其环境条件、工作条件及工作方式等,例如温度、湿度、振动、电源、干扰强度和操作规程等。这里的功能主要指数控机床的使用功能,例如数控机床的各种机能,伺服性能等。

五、结语

电气和自动化论文范文第5篇

关键词:型材;万能轧机;调整

1 CCS万能轧机的背景

随着工业化的不断发展与进步,身处一线的生产者也要跟上时代先进的步伐,把最优秀的设备运用到轧钢企业的设备上去,让自动化程度较高的设备为我们生产与服务,从而减少我们的生产的劳动强度与节省过多的人力物力资源,同时也让自动控制精度比较高的设备为我们生产出自量合格与形状美观的产品。

使用工业自动化生产线的最重要作用是确保产出商品的品质,由于人工无法渗透生产经过进行有效干预,产出商品的品质仅仅依赖于线上检测品质的设施以及仪器,对商品品质对应参数进行实时监视,供给控制装置精准测定数据和所处状态。过去很长时间, PLC一直处在工业自动化控制的核心范畴,为多样专业设施提供相当可靠的应用效果。其中主因是PLC为自动化控制的实现提供可靠、完善而且相当安全的解决办法,适于当下工业产出类企业在自动化方面的需要。

本文重点讲述与分析的是当代轧钢工业当中型材轧制的主要设备单体某轨梁厂的CCS万能轧机中关于液压控制方面AGC的控制过程。其主要目的是更好地了解万能轧机设备的液合低持AGC控制部分。文章通过讲述轨梁厂的工艺去决定轨梁厂需要的生产设备。从生产设备中选择所要分析的CCS万能轧机。先讲述CCS轧机的AGC液压伺服系统的原理。再到万能轧机的数学模型建立及液压AGC数学模型的建立。进而确立CCS万能轧机的控制策略。利用仿真技术去分析该控制策略的优略。文章的最后章节简单的介绍了模糊PID控制在CCS万能轧机的液压AGC中应用。以下是本文具体完成的工作。

我国大量企业历经数年努力,工业过程控制范畴导入继电器设备,应用PLC,集中监控的集中化,在工业企业中针对现场操作广泛使用总线、一体化两大效率较高的控制系统,为我国企业商品产出过程的信息化和自动化奠定较好基础。①现今,工业企业的现代化改造的主要方向是自动生产的信息控制,近代工业企业实现全面自动化的最重要特定是综合运用自控、物流、信息等多种不同技术。为迎合企业所需品质优化、耗损降低、加工精细化、品种多、数量大、新品研发及管控融合等多种最新要求,工业自控技术变得网络化、智能化、数字化,并有逐步往在线实时进行与品质相关的参数数据的自动检测、采集,并对故障进行自动诊断、调试和管理不断发展的趋势。

所以我们更加有必要去深入了解我们现场已有的先进设备,用本次论文的契机去立体剖析轨梁厂从外国引进的西马克CCS万能轧机,而电气设备主要引进的是西门子,现场常用的软件是S7200、S7300、S7400等。我们从机械本体到液压桥梁再到自动化的PLC控制,多角度的解析他们之间的关系与现场的实际应用,这样可以让我们今后使用进口设备更加有利。

2 辊缝调整的原理

辊缝控制主要是控制轧机里面各个轧辊的液压缸动作。为了更好地理解该过程。要讲述轧机中液压部分的构造。整个系统的辊缝控制由四个辊构成,共有把八个液压缸分别控制。对于单个液压的控制来说在硬件上主要有伺服阀、位置传感器、压力传感器构成的液压伺服系统。

液压伺服系统也称为液压随动系统。在这个系统中,输出量(如位移、速度、力等)能自动地、快速而准确地跟随输入量(响应物理量的期望值或给定值)而变化,与此同时,输出功率被大幅度地放大。液压伺服系统是控制领域的一个重要组成部分。

液压油作为电力传输和指控中,权力相比,虽然有许多缺点和局限性和更加昂贵,但它的优点是很好的响应速度,功率重量比和大型承载刚度等等。因此,在军事工业和民用工业有着广泛的应用价值和推广前景。电液伺服系统的出现,使液压伺服系统的应用更为广泛。在电液伺服系统中,电液伺服阀是一个关键组成部分,电气和液压转换。它可以使用低功耗电子信号来控制大功率液压动力。通过这种方式,可以将电子技术和液压技术的特点结合在一起,所以在高精度、高功率控制的占有独特的优势。冶金行业、机械设备的工作是非常大的,所以传输和控制的力量也是非常令人印象深刻;冶金机械和设备的技术进步和发展控制质量要求也不断上升。可以看到,冶金行业已成为液压伺服系统,一个最大的用户。目前,电液伺服系统已经取代了传统的电动机械辊压控制系统在现代高速和高精度连续轧钢机。在各种高速管生产线,为了得到高质量的产品、液压伺服系统已成为不可或缺的生产设备的一部分。

输入元素,添加一个给定值的输入系统,机械,电气,液压,气动,或这些方法的组合。反馈测量元件,测量系统的输出并将其转换为一个反馈信号。也是各种类型,这种类型的元素和各种类型的传感器通常用作反馈测量元素。比较器,比较反馈信号与输入信号产生一个错误的信号。放大器和能量转换组件――误差信号放大,和各种形式的信号为高功率液压能源。电气伺服放大器和各种类型的机液、电液伺服阀是如此常见的组件。执行机构――结果调整措施应用于控制对象,如液压缸或液压马达。控制对象――各种各样的生产设备和仪器控制的物理量。

3 辊缝调整的实现

确保轧制过程保持相同的辊缝。架变形:所谓的机架轧制过程中的变形是由于轧制力,齿条的力量会产生变形。由于框架的变形有偏差的准确性在轧制过程中辊缝控制系统。因此,为了保证轧制过程保持相同的辊缝,通过AGC控制得到补偿。每个液压缸的补偿是独立的。为了获得准确的补偿价值,有必要测量变形曲线校准的辊缝,但压力测量的压力值的观点是不同的根据不同的长度。

确保轧制过程保持相同的辊缝。架变形:所谓的机架轧制过程中的变形是由于轧制力,AGC的力量分为动态AGC和静态AGC。静态AGC是每个轧制变形补偿的开始。静态AGC框架的变形进行了计算和补偿根据每个滚动之前预期的轧制力。静态AGC赔偿在轧制过程中轧制力的变化不会改变。

动态自动增益控制是基于轧制时轧制力做闭环调整。按照动态自动增益控制轧制过程的轧制力辊缝做相应的不同补偿,实际辊缝来实现所需的值。

通过控制HGC静态AGC和动态AGC,辊缝控制可以实现高的响应速度、控制精度高和稳定的控制系统。辊缝,在轧制过程中轧制力可以通过EDAS软件监控和调整在轧制过程。EDAS软件可以自由添加和删除监测信号,而且根据触发信号存储监测数据对未来的分析和研究。确保轧制产品的质量。

注释

①林二妹.基于PLC控制的带式运输机控制系统设计[J].机电技术,2012,03:12-14.

参考文献

[1]李东君.皮带运输机的PLC控制系统设计[J].机械研究与应用,2005,06:79-80.

[2]庄超,张文辉.基于PLC单按启停控制电路设计[J].信息通信,2014,04:91.

电气和自动化论文范文第6篇

【关键词】机类专业;自动化;考核方式;改革

0 引言

课程考核是教学管理过程和课程开展的一个重要环节,也是评价教学、检验教学目标达到的程度和改进教学的重要依据[1]。

传统的课程考核形式以笔试为主,通常是闭卷答题,部分课程也可使用开卷形式。

以北京联合大学机械工程及自动化本科专业为例,自动化控制方向的课程主要包括电气控制与PLC、工业自动化技术及工程技术应用等课程,这些课程均为实践性很强的课程。这些课程的教学最初采用传统式考核方式,学生通常为应付考试,经常死记硬背,考前突击,考后所能掌握的知识所剩无几;考核内容受考核形式限制,容易偏重理论,高分低能的学生大有人在,因此不能反映学生的真实水平;同时,考核角度缺乏全面性,大部分缺少工程意识。

目前,各高等教育学校意识到考核改革的必要性,陆续出现了半闭卷考试、开卷考试、上机考试、撰写论文、笔试与实验报告相结合[2]、答辩等形式。这些考试形式,各有利弊,具体选择哪种考试形式,关键是根据课程特点来决定。

1 考核改革方法

为了寻找适合北京联合大学机械工程及自动化专业应用性本科学生在自动化控制方向专业课程的考核方式,克服以往传统闭卷考核方式的弊端,以学生为中心[3],培养真正适应社会发展的工程创新人才,近年来,本教学团队不断地对机类自动化控制方向的三门课程(《电气控制与PLC》、《工业自动化技术》和《工程技术应用》)进行了考核方式的改革,改革以学生为中心,以提高学生学习的积极性和主动性为目的,以培养机类行业应用和创新型自动化人才为目标进行展开。具体采取以下措施。

(1)为避免与工程实际脱节,通过调研和企业实践的方式,了解相关的实际工程项目内容,确定考核的素材。

(2)根据教学大纲的要求和工程实际,设计考核项目库,所设计的项目具有层次分明和系统性的特点,以便于适合不同程度的学生。

(3)开放实验室,充分利用现有实际设备,提高设备重复利用率;同时还为学生提供各种电路设计、编程调试等仿真软件,方便在实验室外进行仿真调试项目。所有这些,均为学生提前进行考核项目的设计和调试提供有利条件。

(4)根据应用性人才的培养目标,制定考核评分标准,不仅注重培养学生的专业水平,也注重培养学生的工程意识,提高学生灵活应用、动手操作、图纸规范、文档整理、团队合作等综合能力水平。

(5)对考核结果进行横向和纵向的比较,发现问题,并将之反馈于下一轮教学和考核。

2 考核改革实施

对于《电气控制与PLC 》,包含三部分内容:低压电器及继电接触器控制系统、PLC、现代电气控制系统设计。考虑到该课程内容多,实践性强,许多内容(如PLC指令)不需要死记硬背,因此将闭卷考试改为上机考试,并对每个学生增加答辩环节,以补充机考所未涉及的知识点。考试时,每位学生从项目库中随机抽取不同项目,确定I/O分配,绘制接线图,上机编程并调试,最后演示功能并上交项目设计文档。对于2学分的课程,由于学时有限,上机考核的题目稍简单,分为传统电气和PLC 控制两个小项目进行考核。对于3学分的课程,将学生按2人一组,从试题库中挑选相对综合的项目控制任务,在课程结束前两周按小组发给学生,学生利用课外的时间充分理解控制任务,并进行控制系统设计和调试;在考试期间,各组学生分工进行演示、每人进行答辩和递交小组项目报告。

对于《工业自动化技术》课程,主要考核学生对工业自动化技术的掌握情况及工程项目设计理念,如果学生在课程结束后自己亲自完成一个类似的项目,就可以趁热打铁,不仅快速而灵活地掌握本门课程所涉及的技术,而且对工程项目设计的理念也固化成形。因此,本门课程采用完全的项目考核。在《工业自动化技术》课程开始,介绍完课程内容、应用场合、现状及今后的发展方向后,就将项目考核要求发给学生,学生按小组根据项目任务要求自行调研当前的工业自动化领域的控制实例,并参照课程中所贯穿的饮料罐装生产线控制项目设计,选取自己感兴趣的自动化控制实例,利用实验室现有的实验装置,进行控制系统和上位监控系统进行设计,并应用网络通信技术。在考试期间,对本组设计的项目进行PPT汇报和实际演示,教师对每人进行答辩,最后小组递交项目报告。由于各小组所设计的项目不同,每组都愿意把自己最好的一面展示给同学,因此都精心准备自己项目的内容,增加创新点,项目完成的质量得到了提高,学生不仅通过项目考核掌握了专业知识,更锻炼了网络查新、团队合作、PPT制作和语言表达等方面的能力。

对于《工程技术应用》,则直接对学生所设计的项目进行考核。考核分为项目方案设计、项目硬件设计及施工、项目软件设计及调试、项目上位监控设计及调试、项目验收五个阶段,每个阶段都需要制作PPT进行阶段进度汇报。考核评分包括每一阶段的自评、小组互评和教师评价,针对项目的每一阶段所完成的内容和完成的效果进行评价。项目验收环节包含整个项目功能演示、PPT汇报及答辩、项目报告及使用说明等。在这门课程的考核中,由于学生在前两门课的考核中发现自己的不足,在这门课考核的每一阶段中,教师通过学生PPT汇报的环节可以及时发现学生不足并进行纠正,因此每组学生在这门课程中专业技能都得到了快速提高;同时,各组学生在互相听取PPT汇报和进行项目实施中,互相学习,互相促进,加深了对专业的学习和喜爱,也激发了各自潜在的创新能力。

上述课程的考核形式,各组项目独立,考核时间相对宽松,不仅从各方面真实检验了学生掌握知识的程度及是否达到教学目标,还促进了学生在考核的过程中加深对专业知识的理解,锻炼了学生动手能力、团队协作能力、创新能力、文档制作能力、语言表达能力等各方面综合能力。

3 结束语

以北京联合大学机电学院机械工程及自动化专业《电气控制与PLC》课程为例,2003-2006年采用闭卷考试,考试的平均成绩基本在70分左右。通过调查问卷,发现学生通常采用死记硬背的方式应对考试,并不能完全反映学生的真实水平。

将上述的教学及考核改革应用于实际,经过7年的实施,取得了非常好的效果。课堂上,几乎每一位学生都参与到教学的项目中,逐步实现项目任务;项目引导式教学方式与工程实际紧密结合,大大提高了学生学习兴趣,课下答疑的学生增加,对问题的探讨有独立的见解;每年的课程教学调查结果显示,除了个别学生存在专业抵触,95%以上的学生反映喜欢改革后的教学方式和考核形式;各个班级的平均考试成绩通常都在80分以上,比以前的平均成绩高出10分以上;在本科最后一年选择自动化控制方向的实践课程和毕业设计作为第一志愿的学生人数远大于计划人数,从侧面说明上述改革完全达到了最终的目的。

目前,自动化控制方向课程的考核项目暂时满足于使用,但反复应用,学生不可避免地会出现抄袭现象,导致偷懒的学生所学专业知识及能力培养达不到课程要求,因此需要每年都进行扩展;在改革过程中,发现大多数学生的文档功底较差,在其他课程中锻炼较少,因此可在本方向的课程教学和考核中进行强化。

【参考文献】

[1]赵欣.考试考核方法改革认识与实践[J].价值工程,2014,12:268-269.

[2]李振涛,陈书明,池雅庆,等.《VLSI设计》课程建设与教学改革[J].计算机工程与科学,2014,36(A1):47-50.

电气和自动化论文范文第7篇

论文关键词:变电站;变电站数字化;通信网络

为了提高电力系统的自动化水平和可靠性,提高电网企业的经济效益和管理水平,我国电力企业积极进行变电站的数字化。随着国家标准的不断完善以及智能断路器、非常规互感器和网络技术的发展,数字化将是未来变电站自动化发展的必然趋势。

一、数字化变电站的特点

随着数字化技术的出现和应用,数字化变电站的概念也被提出。数字化变电站可以实现信息的整体和统一处理,同时具备变电站内ied之间、控制中心和变电站之间协同互动运行的能力。一般情况下,数字化变电站具备以下几个技术特点。

1.层次化

由于所具备的功能差异,变电站的结构逻辑可分成间隔层、过程层以及变电站层。间隔层的作用是通过本间隔的数据作用于自身间隔的一次设备。所有与一次设备接口功能的实现是通过过程层完成的。利用全站的数据,变电站层可以对全站的一次设备进行监视以及控制,同时可以实现与远方控制中心进行交换数据。

2.一次设备的智能化

可编程(plc)控制器可以替换变电站二次回路中的继电器及其配套的逻辑回路,光电数字和光纤将会代替变电站目前普通的模拟信号和控制线路被。

3.二次设备的网络化

变电站的二次设备不设功能装置重复的输入/输出接口,通过网络可以真正实现数据共享、资源共享,普通的功能装置也会演变成逻辑的功能模块。

4.运行管理实现自动化

日常运行、维护、数据记录可以实现无纸化办公和自动化的信息分流交换;变电站发生故障时,及时提出故障原因和维修意见;系统可以自动发出变电站设备状态检修报告。

二、数字化变电站中的关键技术

由于用户对供电质量、可靠性要求以及电压等级和电网容量的不断提高,电力电子、传感器、网络通信和信号处理等技术日渐成熟,所以变电站一次设备智能化、自动化成为发展的必然趋势。当前,该技术主要是智能断路器、集成型智能开关以及电子式电流电压互感器等设备的发展和应用。

1.非常规的互感器

随着计算机技术和光电技术日益成熟,非常规互感器在实际生产中得到了广泛的应用。它具有很强的抗电磁干扰能力、绝缘好、可测量频带宽,新型光电/电子式互感器具有现代光电技术的优点以及电光晶体的各种优异特性,在电力行业有着广泛的应用。同时,结合数字信号处理dsp技术和光电技术,未来将呈现出很好的发展势头。

数字化保护和测控设备可以和非常规互感器直接接口,省去了中间环节。它的优点是:能隔离高低压,绝缘性能良好;由于不含铁芯,铁磁谐振和磁饱可以消除;良好的抗电磁干扰性能,低压侧无开路高压危险;测量精度高,动态范围大;频率响应范围大;无易燃、易爆等危险。

由于以上优点,非常规互感器不仅具有可观的经济效益和社会效益,而且能很好地适应电力系统数字化、智能化和网络化发展的需要,提高了电力系统自动化程度并且能够保证其安全可靠的运行。

2.断路器智能技术

为了改变现有断路器的单一空载分闸特性,自动获得实际开断时电气和机械性能上的最佳开断效果,且由于电网运行过程中会经常有各种开断指令,断路器可以执行相应的智能操作——自动调整执行机构和灭弧室工作条件的选择。通过智能断路器的过程层(i/o)通信接口,输入和输出通信数据,而这些通信数据必须符合iec61850标准。或者说根据iec61850提出的标准体系,断路器属于过程层设备,所以控制跳合闸命令的传递以及断路器状态信息传输是通过iec61850标准的通信数据来实现的。

3.集成型智能开关设备

国外一些大的电力设备生产公司已经推出类似产品,瑞士abb公司推出的接插式开关系统pass是最具代表性的。它是abb公司在生产气体绝缘组合电器gls和空气绝缘开关设备als的基础上研发的一种新型电器设备,而该款产品具备了gls的优点。从20世纪末应用至今,已在美国、加拿大、英国、瑞典等变电站使用并且用户反应良好。可以说,集成型智能开关设备是电力系统将来一次电气设备的发展方向,它的主要优点是结构紧凑、安装方便、接线简化、占地面积小、自动化程度高、可靠性高和日常维护简单。

三、数字化变电站通信网络结构

建设数字化变电站的基础之一就是从逻辑概念和物理概念上,将通信体系分为三个层次,即间隔层、变电站层以及过程层,并且制定了各层通信接口之间的通信标准。而另一个前提就是制定的iec61850标准,该标准的制定,有利于实现电力自动化系统的三个功能,即控制、监视和继电保护功能。

由于没有规定通信拓扑,并且对设备之间的通信接口没有任何标准,所以各个厂家只是根据客户需求自行设计和定义物理通信链路上的通信接口,上述的三个层次仅是抽象的概念。由于iec6185o使用以太网作为基本通信技术,并没有限制实际的网络形式,所以,随着网络技术的进步,同一个网络完全可以融合变电站总线和过程总线。这样的通信系统既有利于变电站与控制中心构成统一的无缝通信网络,而且可以同时实现变电站内的无缝连接。

变电站层有两种功能。变电站层功能是指sas到各个接口的功能,即到本地站操作员人机接口、远方控制中心遥控接口或远程监视维护工程远方监视接口的功能。另外一个功能是指利用多个变电站或间隔的数据,而且作用到整个站的一次设备或多个间隔。

间隔层是利用分析某个间隔数据,然后可以实现控制该层一次设备的目的。该功能是与任何类型的i/o或智能传感器和执行器通信,即通过一定的逻辑接口在间隔层内通信或与过程层通信。

过程层功能是连接到过程的全部功能。

四、数字化变电站对变电站的影响

1.对二次系统应用的影响

由于现代数字技术的发展以及相关标准的制定,变电站数字化技术得以迅速发展应用。在电气量采集的环节、ied设备数据传输交换方式、变电站信息冗余性、变电站二次系统运行安全性、可靠性等,都将由于变电站数字化技术的应用产生巨大的影响。

2.对变电站整体建设方案的影响

当今,由于土地价格昂贵,缩小变电站的占地面积将是目前变电站建设急需考虑的问题。由于电子式互感器的体积小,方便安装,与其他高压设备集成方便,所以能减少变电站的占地面积。实现数字化的变电站基本上没有电缆,采用光纤通信,造价低,重量轻。可以取消变电站内大部分电缆井和电缆层,建设变电站的成本也可大大减少。

3.数字化变电站对设备调试的影响

数字化变电站不仅可以提高二次系统安全性,而且可以大大简化二次系统的调试;电压互感器的极性由安装位置决定,所以现场不需要校验;绝缘电阻不需要测试;电子式互感器还可以确保使用数据正确,这是由于该设备传输的数据都有标记,方便识别;除此之外,由于一二次回路接线不需要查线,原来的查线工作大大减少,减轻运行维护人员的工作量;由于绝缘的系统的光纤信号传输回路,所以没有接地,减少了变电站检查接地的工作量。

五、数字化变电站未来的发展

电力系统通过sas技术的应用,不仅提高了电网运行的安全性、稳定性,而且还大大减少了系统的维护和检修费用,具有十分明显的经济价值。由于变电站是整个电力系统最基本信息源,所以它也是整个系统中数字化的基础。基于以上原因,数字化变电站应具备以下几项技术优点。

(1)过程层信息系统内部互相调用。在数字化变电站过程层的数据化的信息传输都是通过光纤完成的,所以过程层的信息可以实现系统内部互相调。

(2)数字化变电站通信网络技术有及时性、稳定性以及兼容性等优点。

(3)信息模型化和互操作。作为电力系统的信息源头,数字化变电站不仅要提供尽可能多的信息,而且这些信息应建立在统一的电力系统信息模型的基础之上。作为执行终端,实现各种协同功能是数字化变电站最基本的特征,这要求ied之间能够互操作。为了实现设备之间互相操作,变电站信息的标准化是基础。

(4)检测调试方法的变化。由于数字化变电站中的大多数自动化功能都以数据通信的方式实施,所以通信监测设备显得非常关键,不仅用于检查网络的联通性,而且对通信过程和传输信息进行监视,用来分析自动化功能的实施情况。

(5)广域自动化功能。数字化变电站的通信网络建设需求是互相兼容的,传输的信息有同一个标准同时必须能够相互共享,这样才能达到电网与变电站之间协同配合的目的。

六、总结

由于数字化变电站技术涉及到许多通信网络以及新设备的应用,所以从研发到实际应用将会是比较长期的过程。如iec61850标准体系、智能断路器、电子式互感器、网络通信技术等。由于各种新技术没有经过一定时期的实践检验,所以在现场应用的稳定性需要结合工程实际逐步完善。

国内外数字化变电站的研究和建设也还在起步阶段。我国的数字化变电站建设的总思路是先把低电压变电站(110kv以下)作为建设试点,通过一段时间的摸索,然后应用到高的电压等级的变电站上,在此期间更需要进行大量的理论研究和实践摸索。同时,由于目前大部分变电站都没有经过数字化改造,所以现有的常规变电站就可以为数字化变电站技术的发展提供应用的平台,而电网的发展也为变电站数字化技术提供契机。未来数字化变电站应用技术的成熟,将标志着新一代数字化电网的实现。

电气和自动化论文范文第8篇

【关键词】L型前装机;转向系统;闭环控制系统

0 引言

自20世纪90年代以来,采矿设备的发展日新月异,世界上采矿设备生产巨头们像卡特彼勒、小松、久益环球、利勃海尔等公司纷纷推出自己的各种新产品,这些新的产品共同的特点是不断涌现出新结构和新元件时还广泛应用新的控制技术,技术发展的重点在于增加产品的电、液技术含量,应运更先进的电气、液压控制系统和更先进、灵敏的原件来实现对操作的优化。现在越来越多的控制技术和控制理论开始应运到前装机上,如变频调速控制系统、PLC控制系统、单片机控制系统、传感器控制技术等,这些技术的应用在控制精确度和效率上使前装机达到了一个前所未有的高度。

节能减排技术将是未来装载机行业的发展方向[1],更是采矿设备行业的发展方向。节能减排是个世界性的大课题,对于以柴油发动机作为主要动力源的前装机来说,这不仅因为节能和减排本身就是一对儿矛盾,而且还要考虑产品的性价比与可靠性。节能减排不仅仅关乎发动机、传动、液压和电控等系统,这是一个综合性的课题。对于装载机来说,合理的工作装置设计可以提高作业效率,减小作业阻力,降低油耗,但是控制系统的合理、先进设计同样对节能减排起巨大的作用。

本次选题准备以转向系统的控制设计为例来说明装载机目前的自动化控制水平和将来的发展方向。为了保证转向系统平稳、快速的运转,我们设计了本选题的电气控制系统和液压控制系统,在对各种电气和液压元件控制方法的工作原理进行了详细的分析的基础上,提出了L1150型前装机转向系统控制设计的选题。希望通过我们的研究能把前装机目前的自动控制技术提高到一个新的高度。

1 L型前装机转向系统总体模型设计

转向是电液控制的自动控制系统。则转向系统总体设计结构图如图1所示。

由上述结构图可以得出系统的传递函数为以下三部分组成,其中G1(S)是电气系统的传递函数,G2(S)是电液比例控制阀占空比对换向阀流量的传递函数,G3(S)是液压系统的传递函数,如图2所示:

所以本论文的设计分为俩部分,一部分为电气控制结构的设计,另一部分为液压控制结构的设计。

2 L型前装机转向系统控制设计

2.1 电气控制结构设计

电气控制是当操作手柄给左转向命令时,操作手柄移动被转换成CAN信息。CAN全称为Controller Area Network即控制器局域网[2],CAN总线是国际上应用最为广泛的现场总线之一。由操作手柄输出转向命令值输入到控制器,控制器接收到输入信号后输出PWM脉冲信号给控制阀,控制执行元件动作。转向位置传感器随时监控转向的位置角度并转化为电信号反馈给VCU,和操作手柄的给定值比较以便进一步的控制。该系统设计为负反馈闭环控制系统,所谓反馈控制系统,就是指根据系统输出变化的信息来进行控制,即通过比较系y行为(输出)与期望行为之间的偏差,并消除偏差以获得预期的系统性能。L型前装机转向系统的电气控制控制结构图设计如图3所示。

2.2 液压控制结构设计

液压技术的发展[3],可追溯到 17 世纪帕斯卡提出了著名的帕斯卡定律,开始奠定了流体静压传动的理论基础。液压系统:液压油从油箱流入转向泵的入口。转向泵输出液压压力油经控制阀和流量放大器后流入转向油缸,转向油缸动作从而实现转向运动。通过负载感知把负载的压力分别反馈回控制阀和转向泵,反馈回控制阀的压力油与给定值比较后进一步控制方向阀芯的开口大小从而进一步的控制压力油流向转向油缸的流量。由于液压系统运行时容易发热,为了节省功率和减少发热量负载反馈的压力油同时反馈给转向泵,从而可以控制转向泵斜盘角度,进一步控制转向泵的输出功率。该系统设计为负反馈闭环控制系统,所谓反馈控制系统,就是指根据系统输出变化的信息来进行控制,即通过比较系统行为(输出)与期望行为之间的偏差,并消除偏差以获得预期的系统性能。在反馈控制系统中,既存在由输入到输出的信号前向通路,也包含从输出端到输入端的信号反馈通路,两者组成一个闭合的回路。因此,反馈控制系统又称为闭环控制系统。反馈控制是自动控制的主要形式。在工程上常把在运行中使输出量和期望值保持一致的反馈控制系统称为自动调节系统,而把用来精确地跟随或复现某种过程的反馈控制系统称为伺服系统或随动系统。L型前装机转向系统的液压控制控制结构设计如图4所示。

图4 转向系统的液压控制结构图

3 转向控制系统的测试和分析

把设备所有的电气系统和液压系统以及其他的结构件等安装调试完成后,启动设备做了左转向、无转向、右转向等的一系列空载、有载测试,空载测试是指设备没有装载并处于平整的地面上,有载是指设备处于装载的工作状态,并处于工况不是很好的环境下,测试结果见表1所示。(下转第287页)

从表1中的测试结果可以看到当有禁止状态时,转向接口卡无输出。当发出左转向命令的时候,转向接口卡输出的电压为12V-18V;当操作手柄处于中位时转向接口卡的输出为12V;当发出右转向命令时转向接口卡的输出为6V-12V;这完全符合当初设计的期望值,在进一步的测试中该电路输出稳定、可靠符合要求。

4 结论

本论文的设计以L型前装机转向系统的设计为主题,主要包括电气系统和液压系统俩部分。电气系统采用LINCS II控制系统,由操作手柄通过CAN控制系统发出转向命令通过数字接口卡转化为数字信号后输入到VCU(VECHICLE CONTROL UNIT) VCU接受到信号后发出PWM输出信号给数字接口卡的转向接口卡通道,然后再传输到PVG32先导控制阀控制液压系统。转向位置传感器随时监控转向的位置角度并反馈给VCU和给定值比较以便进一步的控制。液压系统采用电液比例先导控制,液压油从油箱流入转向泵的入口,液压压力油从泵流过高压过滤器后到达流量放大器阀(Danfoss) 的HP口。当有转向命令时PVG32先导控制阀控制先导油推动流量放大器的方向阀芯后从泵出来的油经流量放大阀芯被导向转向油缸从而实现转向运动。

【参考文献】

[1]皮钧.工程机械的技术发展方向[J].工程机械,2012(11):27-30.

[2]杨洪.基于CAN总线的控制系统及应用研究[D].华侨大学,2014.

电气和自动化论文范文第9篇

目前以高压液体作为驱动源的伺服系统在各行各业应用十分的广泛,液压伺服控制具有以下优点:易于实现直线运动的速度位移及力控制,驱动力、力矩和功率大,尺寸小重量轻,加速性能好,响应速度快,控制精度高,稳定性容易保证等。

液压伺服控制系统的工作特点:(1)在系统的输出和输入之间存在反馈连接,从而组成闭环控制系统。反馈介质可以是机械的,电气的、气动的、液压的或它们的组合形式。(2)系统的主反馈是负反馈,即反馈信号与输入信号相反,两者相比较得偏差信号控制液压能源,输入到液压元件的能量,使其向减小偏差的方向移动,既以偏差来减小偏差。(3)系统的输入信号的功率很小,而系统的输出功率可以达到很大。因此它是一个功率放大装置,功率放大所需的能量由液压能源供给,供给能量的控制是根据伺服系统偏差大小自动进行的。

综上所述,液压伺服控制系统的工作原理就是流体动力的反馈控制。即利用反馈连接得到偏差信号,再利用偏差信号去控制液压能源输入到系统的能量,使系统向着减小偏差的方向变化,从而使系统的实际输出与希望值相符。

在液压伺服控制系统中,控制信号的形式有机液伺服系统、电液伺服系统和气液伺服系统。机液伺服系统中系统的给定、反馈和比较环节采用机械构件,常用机舵面操纵系统、汽车转向装置和液压仿形机床及工程机械。但反馈机构中的摩擦、间隙和惯性会对系统精度产生不利影响。电液伺服系统中误差信号的检测、校正和初始放大采用电气和电子元件或计算机,形成模拟伺服系统、数字伺服系统或数字模拟混合伺服系统。电液伺服系统具有控制精度高、响应速度高、信号处理灵活和应用广泛等优点,可以组成位置、速度和力等方面的伺服系统。

2、液压传动帕优点和缺点

液压传动系统的主要优点液压传动之所以能得到广泛的应用,是因为它与机械传动、电气传动相比,具有以下主要优点:

1液压传动是由油路连接,借助油管的连接可以方便灵活的布置传动机构,这是比机械传动优越的地方。例如,在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动,以克服长驱动轴效率低的缺点。由于液压缸的推力很大,且容易布置。在挖掘机等重型工程机械上已基本取代了老式的机械传动,不仅操作方便,而且外形美观大方。

2液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。例如相同功率液压马达的体积为电动机的12%~13%。液压泵和液压马达单位功率的体积目前是发电机和电动机的1/10,可在大范围内实现无级调速。借助阀或变量泵、变量马达可实现无级调速,调速范围可达1:2000,并可在液压装置运行的过程中进行调速。

3传递运动均匀平稳,负载变化时速度较稳定。因此,金属切削机床中磨床的传动现在几乎都采用液压传动。液压装置易于实现过载保护,使用安全、可靠,不会因过载而造成主件损坏:各液压元件能同时自行,因此使用寿命长。液压传动容易实现自动化。借助于各种控制阀,特别是采用液压控制和电气控制结合使用时,能很容易的实现复杂的自动工作循环,而且可以实现遥控。液压元件己实现了标准化、系列化、和通用化,便于设计、制造和推广使用。

液压传动系统的主要缺点:1液压系统的漏油等因素,影响运动的平稳性和正确性,使液压传动不能保证严格的传动比:2液压传动对油温的变化比较敏感,温度变化时,液体勃性变化引起运动特性变化,使工作稳定性受到影响,所以不宜在温度变化很大的环境条件下工作:3为了减少泄漏以及满足某些性能上的要求,液压元件制造和装配精度要求比较高,加工工艺比较复杂。液压传动要求有单独的能源,不像电源那样使用方便。液压系统发生的故障不易检查和排除。

总之,液压传动的优点是主要的,随着设计制造和使用水平的不断提高,有些缺点正在逐步加以克服。

3、机床数控改造方向

(一)加工精度。精度是机床必须保证的一项性能指标。位置伺服控制系统的位置精度在很大程度上决定了数控机床的加工精度。因此位置精度是一个极为重要的指标。为了保证有足够的位置精度,一方面是正确选择系统中开环放大倍数的大小,另一方面是对位置检测元件提出精度的要求。因为在闭环控制系统中,对于检测元件本身的误差和被检测量的偏差是很难区分出来的,反馈检测元件的精度对系统的精度常常起着决定性的作用。在设计数控机床、尤其是高精度或太中型数控机床时,必须精心选用检测元件。所选择的测量系统的分辨率或脉冲当量,一般要求比加工精度高一个数量级。总之,高精度的控制系统必须有高精度的检测元件作为保证。

(二)先局部后整体。确定改造步骤时,应把整个电气设备部分改造先分成若干个子系统进行,如数控系统、测量系统、主轴、进给系统、面板控制与强电部分等,待各系统基本成型后再互联完成全系统工作。这样可使改造工作减少遗漏和差错。在每个子系统工作中,应先做技术性较低的、工作量较大的工作,然后做技术性高的、要求精细的工作,做到先易后难、先局部后整体,有条不紊、循序渐进。

(三)提高可靠性。数控机床是一种高精度、高效率的自动化设备,如果发生故障其损失就更大,所以提高数控机床的可靠性就显得尤为重要。可靠度是评价可靠性的主要定量指标之一,其定义为:产品在规定条件下和规定时间内,完成规定功能的概率。对数控机床来说,它的规定条件是指其环境条件、工作条件及工作方式等,例如温度、湿度、振动、电源、干扰强度和操作规程等。这里的功能主要指数控机床的使用功能,例如数控机床的各种机能,伺服性能等。

4、结语

液压技术在高、新、尖技术装备中有着举足轻重的作用,掌握液压控。

论文关键词数控液压伺服系统数控改造

电气和自动化论文范文第10篇

根据电力行业仿真培训工作安排,定于 2012年10月末在西安进行电力行业仿真培训高级指导教师培训考试认证工作,同时进行已取证高级指导教师复训认证工作,现将有关事项通知如下:

一、时间

2012年10月28日报到,10月29日—11月2日培训考试及复训。

二、地点

陕西电力职工培训中心(西安市长乐西路180号,西安电力高等专科学校燃料管理中心)

三、培训考试认证及复训认证

(一)培训考试认证:分培训与考试两个环节进行。

1.培训:以专题讲座和研讨的形式进行。专题讲座主要内容包括:国内外电力生产的新设备新技术,仿真新技术的开发及发展。

2.考试:采用答辩的形式,分电气和热动两个专业进行。每位参加考试人员答辩时间为 20分钟,首先由参加考试人员简述自己的主要业绩,包括从事仿真培训工作经历、技术和管理方面的创新、获得奖励的情况等,然后由答辩专家提问。

3.培训考试合格者,由中电联技能鉴定与教育培训中心颁发培训考试合格证书,证书自颁发之日起生效,有效期为四年。

(二)复训认证:采用培训与交流方式进行。

1.培训:以专题讲座和研讨的形式进行。专题讲座主要内容包括:国内外电力生产的新设备新技术,仿真新技术的开发及发展。

2.交流:安排专场大会与分组交流。

3.复训合格者,由中电联技能鉴定与教育培训中心颁发复训合格证书,证书自颁发之日起生效,有效期为四年。

四、培训考试认证申报

(一)基本条件

1.从事仿真培训或生产运行岗位工作5年以上,具有相关专业本科及以上学历,或具有副高职及以上专业技术职称。如从事仿真培训或生产运行岗位工作20年以上,则只需具有相关专业大专及以上学历,或具有中级及以上专业技术职称。

2.已取得电力行业仿真培训指导教师培训考试合格证书,并在有效期内。

3.具有良好的职业道德,较强的事业心和责任感,能够认真执行本单位及电力行业颁布的培训大纲、计划和质量标准。

4.具有良好的语言和文字表达能力。

(二)具体要求

1.对仿真培训教学、管理或仿真技术等有独到见解。

2.对本单位仿真基地(中心)建设以及培训教学、管理工作做出了突出贡献。

3.近四年的教学、研究成果满足下列条件之一:

(1)在公开出版发行的刊物上发表与仿真培训与技术有关的论文二篇及以上。

(2)主编与仿真培训相关的培训教材一部,并由出版社正式出版,或未正式出版但能证明已得到电力行业仿真培训中心广泛使用,本人承担部分不少于60%。

(3)参编两部及以上与仿真培训相关的培训教材,并由出版社正式出版,或未正式出版但能证明已得到电力行业仿真培训中心广泛使用,每部本人承担部分不少于20%。

(4)获得仿真培训教学、管理或仿真科研等省部级及以上奖励。

(三)申报材料

1.填写电力行业仿真培训高级指导教师培训考试认证申报表,个人工作简历、业绩表,本人所在单位推荐表。

2.最后学历的毕业证书复印件。

3.职称(资格)证书复印件。

4.身份证复印件。

5.本人近期同一底版黑白一寸照片两张(不包括申报表上的相片),请在相片背面填好本人姓名。

6.获奖证书复印件。

7.论文、著作复印件(著作复印有关页码)。

8.电力行业仿真培训指导教师培训考试合格证书复印件。

9.其他证明材料。

以上所有材料用A4纸复印,排好顺序,装订成册。

(四)申报程序

请将申报材料(一份)于 2012年 9月 25 日前,用特快专递寄往华北电力大学(保定)自动化系(以邮戳为准)。地址:河北省保定市永华北大街619号94信箱彭学斌,邮编:071003。或将扫描件电子文档发送至以下电子信箱:。

经对申报材料进行审查合格后,通知申报人参加培训与考试认证。

五、复训认证人员报名

(一)参加人员

已取得电力行业仿真培训高级指导教师培训合格证书需复训认证人员。

(二)申报

填写报名表,提供一寸照片2张,高级指导教师培训合格证书复印件,取得高级指导教师培训合格证书后的培训工作总结。将上述材料于9月25日前, 寄往华北电力大学(保定)自动化系(以邮戳为准),或发电子邮件。

六、费用

每人交培训认证费 1800 元,培训期间统一安排食宿,食宿费自理。

七、其他

(一)陕西电力职工培训中心乘车路线

1.火车站:乘坐13、231、240、105、42、511路公交车到安仁坊下车,步行至电专燃管楼;

2.咸阳国际机场:乘机场大巴至钟楼美伦酒店,步行至钟楼,乘坐4、15、11、K605路公交车到安仁坊下车,步行至电专燃管楼。

(二)联系人及电话

华北电力大学 彭学斌,0312-7522051,13803120606;陶 哲,0312-7523363,13930805790;马少华,0312-7522164(传真),13785435421。

陕西电力职工培训中心 张丛麟,98474-9082,13096901660,029-81009079(传真)。

技能鉴定与教育培训中心

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