機電一體化及自動化

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機電一體化及自動化范文第1篇

【關(guān)鍵詞】機電控制系統(tǒng) 自動控制技術(shù) 一體化設計

由于我國生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模也越來越大，因此自動化控制技術(shù)的應用越來越廣泛，已經(jīng)成為人們生活和工作中不可或缺的部分。近年來，隨著電工電氣制造業(yè)、機床電氣業(yè)以及電子信息產(chǎn)品制造業(yè)等行業(yè)的發(fā)展，人們對機電一體化的關(guān)注度越來越高。

1 機電控制系統(tǒng)自動控制技術(shù)闡述

1.1 機電控制系統(tǒng)

機電控制系統(tǒng)是指在沒有人參與的情況下由機械、設備等按照人們設計好的方式運行實現(xiàn)生產(chǎn)，通過機電控制系統(tǒng)，可以將控制器和控制對象等各種部件組成在一起。在實現(xiàn)機電控制系統(tǒng)的過程中，運用到的技術(shù)組要包括信息處理技術(shù)、計算機技術(shù)、電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)等，此外還會應用傳感檢測技術(shù)、通信技術(shù)、過程控制技術(shù)好自動化控制技術(shù)來實現(xiàn)，并且這種技術(shù)并不是單獨使用的，在機電控制的過程，需要將這些技術(shù)融合在一起形成綜合技術(shù)，然后才能實現(xiàn)機電控制系統(tǒng)。機電控制系統(tǒng)的出現(xiàn)為工業(yè)制造和工業(yè)生產(chǎn)帶來了很大的便捷，在很多領(lǐng)域和行業(yè)都得到了廣泛的應用，例如航海航空路英語和生產(chǎn)領(lǐng)域。對于機電控制系統(tǒng)，雖然是設備和儀器的控制過程，但是需要人進行遠程控制，管理人員主要通過計算機網(wǎng)絡對機電控制的各種儀器和設備進行控制，因此機電控制系統(tǒng)是在網(wǎng)絡平臺的基礎上發(fā)展起來的。

1.2 自涌刂萍際

自動控制技術(shù)是一種通過控制器對遠程的控制對象進行操作的一種技術(shù)方式，自動控制技術(shù)的理論基礎為自動控制原理，自動控制理論包括現(xiàn)代控制理論和經(jīng)典控制理論，是由電器部件和機械部件等共同完成的，自動控制技術(shù)在自動控制系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的角色。對于經(jīng)典控制理論，研究對象是單變量的線性時不變系統(tǒng)，需要借助數(shù)學工具拉普拉斯變換，在頻率域采用數(shù)學函數(shù)傳遞的方法進行系統(tǒng)分析，在負反饋閉環(huán)系統(tǒng)中，利用自動調(diào)節(jié)器，對系統(tǒng)的中心環(huán)境進行自動調(diào)節(jié)。

對于現(xiàn)代控制理論，研究對象主要為非線性、多變量和時變系統(tǒng)，需要借助數(shù)學工具中的線性代數(shù)、矩陣論和集合論等進行研究，其研究對象主要為自適應控制、最優(yōu)控制、隨機控制和魯棒控制，在時間域內(nèi)，采用狀態(tài)控制的方法進行系統(tǒng)分析，通過對系統(tǒng)現(xiàn)在所處的環(huán)境以及狀態(tài)對其下一步的狀態(tài)進行預測，然后用狀態(tài)方程的對整個系統(tǒng)過程進行描述。

2 機電一體化設計方法

對于機電控制系統(tǒng)的一體化設計，常用的設計方法主要包括組合法、取代法和整體法。

2.1 組合法

組合法是通過整合功能模塊來實現(xiàn)設計的一種方法，在設計過程中，需要將具有不同功能的標準功能模塊組成成機電一體化系統(tǒng)。機電控制系統(tǒng)的一體化是為了實現(xiàn)其功能的多樣化，當利用簡單的電子或者機械已經(jīng)不能順利完成制定的任務時，為了強化系統(tǒng)的功能性，可以將幾個不同功能模塊進行整合，形成一個具有多功能模塊的綜合系統(tǒng)，以實現(xiàn)其一體化設計，不同的功能模塊通過相互作用對系統(tǒng)進行設計。組合法在機電一體化設計中應用非常廣泛，尤其是在數(shù)控機床方面應用非常多，能夠取得良好的效果，表現(xiàn)出多種優(yōu)勢，使數(shù)控機床的功能呈現(xiàn)出多樣化特點，有效提高產(chǎn)品質(zhì)量。此外，采用組合法進行一體化設計，并不需要重新設計，而是將各種功能模塊整合在一起，因此一體化設計的周期比較短，設計過程比較簡便，應用非常廣泛。

2.2 取代法

取代法也是機電一體化設計的常用方法，在電子化產(chǎn)品的一體化設計中應用非常廣泛，取代法就是采用電子線路代替機械控制結(jié)構(gòu)的設計方法。機械控制結(jié)構(gòu)是工業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分，但是采用機械控制結(jié)構(gòu)完成生產(chǎn)任務，運行過程比較單一，因此運行生產(chǎn)的效率低下。而采用電子線路代替及系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)，就能夠改變機械控制結(jié)構(gòu)運行單一的缺陷，取得較好的效果。采用電子線路控制，整個過程需要分布進行。首先需要在微型的計算機或者控制器上編碼出電子線路的相應程序，這樣才能有效將電子線路和機械控制結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，然后進行取代工作，接觸式控制器也可以采用凸輪和變速結(jié)構(gòu)等代替。通過取代法，不僅能夠簡化傳統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)一體化設計，不斷提升產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。

2.3 整體法

采用整體法設計機電一體化產(chǎn)品，是將電子部分和機械部分有機結(jié)合，充分利用電子技術(shù)和機械技術(shù)，從整體視角對機電一體化產(chǎn)品進行設計。這種基于整體的設計需要花費較大的時間，同時在設備成本上也更大，但是其由于是基于整體的設計，因此能夠表現(xiàn)出創(chuàng)新的產(chǎn)品設計理論，和傳統(tǒng)設計模式不同，可以全面提升機電一體化產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，體現(xiàn)出了設計過程的創(chuàng)新性。

三種不同設計法的比較見表1。

3 結(jié)語

機電控制系統(tǒng)在人們的生產(chǎn)活動中發(fā)揮著重要的作用，是一種融合多種技術(shù)的綜合性技術(shù)系統(tǒng)，在新時代下，人們對機電一體化的需求越來越大，機電一體化設計的方法主要有組合法、取代法和整體法，不同設計方法各有優(yōu)勢，可以提高機械產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。

參考文獻

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[3]潘六壽.淺析機電控制系統(tǒng)自動控制技術(shù)與一體化設計[J].黑龍江科技信息，2015，5（01）：59-59.

作者簡介

馬榮鴻（1995-），男，廣西壯族自治區(qū)人。現(xiàn)讀于重慶大學。

機電一體化及自動化范文第2篇

現(xiàn)階段，我國的電力調(diào)度系統(tǒng)所采用的控制模式為統(tǒng)一控制，共同監(jiān)管的模式，在很長一段時間內(nèi)，這種模式在我國電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，但是隨著技術(shù)的進步，這一模式已經(jīng)很難滿足現(xiàn)階段電力系統(tǒng)的需求。而電力自動化的電力調(diào)度系統(tǒng)是應運而生的產(chǎn)物，是符合當今時展潮流的，其自動化技術(shù)對于問題的綜合處理與歸納具有很強的綜合性，這對于電力系統(tǒng)的進一步發(fā)展具有很大的優(yōu)勢，這也是現(xiàn)階段運用自動化技術(shù)的重要原因。

1 現(xiàn)階段電力調(diào)度系統(tǒng)存在的危險性

電力調(diào)度系統(tǒng)在其整體運行過程中，具有一定的整體性與系統(tǒng)性，其整體與部分之間的組合密切聯(lián)系，其中某一部分出現(xiàn)問題將會導致整體出現(xiàn)問題。因此，我國的電力調(diào)度系統(tǒng)面臨著重要的安全隱患問題，如何對某一部分乃至整體，進行有效的安全預警，盡量減少危險的發(fā)生，以及在危險發(fā)生時災害降到最低，將是下文要研究的具體方向。

1.1 電力系統(tǒng)自身存在的危險性

電力系統(tǒng)自身就是一個整體性的概念，其所包含的內(nèi)容復雜多樣，這在一定程度上也增加了電力調(diào)度系統(tǒng)的負擔。電力調(diào)度系統(tǒng)的運行并不是單一的系統(tǒng)運行方式，而是需要各個部門的相互配合。由于其所需要配合的部門角度，其所面臨的風險性相應的也會更大，往往在一個部門發(fā)生危險的時候，電力系統(tǒng)對危險的來源仍然很難把控，這就使得其措過了最佳的救援時期，這就是電力系統(tǒng)自身所存在的重要危險來源。

1.2 電力調(diào)度系統(tǒng)在日常工作中其自身也需要提高

我國電力調(diào)度系統(tǒng)，由于其系統(tǒng)特性，在很大程度上需要各部門之間相互協(xié)調(diào)，如此部門眾多的相互協(xié)調(diào)工作，導致電力調(diào)度系統(tǒng)的工作效率直線降低。這一問題也是當前電力調(diào)度系統(tǒng)面臨的重要問題，提高電力調(diào)度系統(tǒng)的及時性、準確性，是后續(xù)文章進行研究的重點問題。

1.3 電力調(diào)度系統(tǒng)相關(guān)管理人員的素質(zhì)原因

由于我國電力調(diào)度系統(tǒng)的發(fā)展相對較穩(wěn)定，其相關(guān)工作人員風險意識較為淡薄，在沒有出現(xiàn)風險之前認為其相對安全，這就造成相關(guān)工作人員的管理工作失職。提高相關(guān)管理人員的工作素質(zhì)，提升他們的技能能力，培養(yǎng)他們的責任意識，風險理念，是解決上述問題的一方面重要原因。管理人員的素質(zhì)提升，必將會對相關(guān)的風險隱患問題加以重視，這樣就會在一定程度上，減少風險事故的發(fā)生，進而我國電力系統(tǒng)會更加穩(wěn)健的運行。因此，如何增強相關(guān)管理人員的工作職責，明確責任范圍，是現(xiàn)階段需要重點考慮的問題。

2 電力調(diào)度自動化技術(shù)的應用――數(shù)據(jù)一體化的應用

2.1 數(shù)據(jù)一體化――數(shù)據(jù)顯示一體化

電力調(diào)度自動化技術(shù)可以將數(shù)據(jù)中的相關(guān)子系統(tǒng)界面，依據(jù)不同的處理分器，完成人機界面的交互運作。而且電力調(diào)度自動化技術(shù)的運用，可以運用已經(jīng)建成的數(shù)據(jù)庫，進而達到模型建設與圖形的交互統(tǒng)一。同時，在構(gòu)建EMS模型的過程中，應該對于其相關(guān)參數(shù)進行有效設置，如果相關(guān)模型不需要進行新的數(shù)據(jù)更換，則直接可以運用自動化技術(shù)中的子系統(tǒng)進行調(diào)控，而且對于系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)也可以進行傳承。這種數(shù)據(jù)顯示一體化的方式，在很大程度上節(jié)約了數(shù)據(jù)搜集、整理的成本，同時也增加了工作效率

2.2 數(shù)據(jù)一體化――維護一體化

電力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)實行統(tǒng)一存儲，集中管理的方式，這就使得電力調(diào)度系統(tǒng)中的整體數(shù)據(jù)是一個統(tǒng)一的整體，這種自動化的程序就大大便利了程序員的操作。在對電力系統(tǒng)進行維護的過程中，相關(guān)的使用人員，只是需要將相關(guān)的數(shù)據(jù)從總網(wǎng)中調(diào)出來，進而觀察是哪一部分出現(xiàn)了問題，再對部分進行維護。這種由部分到整體的維護方式，大大節(jié)約了維護的時間成本與人員成本，在一定程度上更有利于電力系統(tǒng)的穩(wěn)健運行。

2.3 數(shù)據(jù)一體化――數(shù)據(jù)錄入一體化

如果再對電力系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)錄入的過程中，并不使用一體化技術(shù)，就需要對涉及到電力系統(tǒng)的方方面面分別進行錄入，而且電力系統(tǒng)錯綜復雜，一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，將會導致其整體運行出現(xiàn)問題。電力系統(tǒng)引入自動化技術(shù)，可以將各個方面的數(shù)據(jù)進行整合匯總，錄入的數(shù)據(jù)量變小，工作任務變得更加簡單。

3 電力調(diào)度自動化技術(shù)的應用――系統(tǒng)平臺一體化

電力調(diào)度自動化技術(shù)之所以被廣為推廣，是因為其自身的優(yōu)越性，在很大程度上，電力調(diào)度系統(tǒng)自動化技術(shù)，具有很強的穩(wěn)定性與安全性，而且其性價比也相對較高。

3.1 應用框架跨平臺

現(xiàn)階段所采用的電力調(diào)度系統(tǒng)大多是單一平臺處理器的模式，與自動化的處理模式相比要落后很多。電力系統(tǒng)采用多平臺交互的方式可以有效的滿足各個系統(tǒng)之間的交互使用，有效數(shù)據(jù)的共享，安全的監(jiān)控，推動電力調(diào)度系統(tǒng)更加穩(wěn)健的運行。

3.2 接口一體化

電力調(diào)度系統(tǒng)為了規(guī)范管理，可以將其接口進行標準化制作，通過標準化模型的制作可以實現(xiàn)其在使用過程中的隨用隨插，而且對于系統(tǒng)的更新也變得更為簡單，往往只需要對標準化的模塊進行更新就可以了，節(jié)省了操作流程。接口一體化可以運用一定限制的資源數(shù)據(jù)進行查詢，實現(xiàn)對于資源的篩選，進而讓用戶自行選擇自己感興趣的方面進行查詢，這樣既可以滿足客戶的需求，同時也，滿足了數(shù)據(jù)的使用。

機電一體化及自動化范文第3篇

關(guān)鍵詞：電氣自動化技術(shù)；電力系統(tǒng)；應用

Abstract: Information technology, control technology and computer technology, greatly promote the electrical automation technology and its application in power system. The development of economy and society, people demand for electricity grows with each passing day, but also the power system operation reliability and safety put forward higher requirements. Combining with the working experience, the electrical automation technology and its application in electric power system research, design thought and research trends are analyzed in the paper, which has a certain reference value.

Key words: electric automation technology; power system; application

中圖分類號：F407.61 獻標識碼： A 文章編號：2095-2104（2012）12-0020-02

0引言

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用與日俱增。目前，電力系統(tǒng)中電氣自動化技術(shù)主要涉及以下3個方面：變配電站集中監(jiān)控、繼電保護和遠程調(diào)度管理部分。我國對電力系統(tǒng)中電氣自動化技術(shù)的研究起步較晚，近年來雖取得了一定的成績，但與國外先進水平相比仍存在較大的差距。因此，對電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用展開研究迫在眉睫，我們必須在結(jié)合本國實情的基礎上，研究和開發(fā)出更加符合我國國情的電氣自動化綜合技術(shù)化系統(tǒng)。

1電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應用的研究方向

目前我國對電力系統(tǒng)中電氣自動化技術(shù)開展的研究，主要可以概括為以下4個方面：

1.1對電力系統(tǒng)智能保護和綜合自動化技術(shù)開展的研究

我國對智能保護和綜合自動化技術(shù)的相關(guān)原理展開了大量研究，將先進的綜合自動化控制理論、人工智能理論、自適應理論、微機和網(wǎng)絡通信技術(shù)等引入到電力系統(tǒng)的自動化保護裝置中，使得保護裝置更加智能化，極大地提高了電力系統(tǒng)的可靠性和安全性。經(jīng)過多年努力所研制成功的分層式綜合自動化裝置，突破了傳統(tǒng)裝置所受的限制，能夠廣泛應用于各種電壓等級的電站，極大地拓寬了綜合自動化裝置的應用范圍。

1.2對電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化技術(shù)開展的研究

我國對電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化技術(shù)開展了大量的研究，主要表現(xiàn)在配網(wǎng)模型、中低壓網(wǎng)絡數(shù)字、信息配網(wǎng)一體化、高級應用軟件等方面的突破。其中，高級應用軟件將配電網(wǎng)的實際情況和輸電網(wǎng)的理論算法結(jié)合在一起，使用最新的國際標準公共信息模型，利用配網(wǎng)遞歸虛擬流算法對潮流進行計算，利用人工智能灰色神經(jīng)元算法對負荷進行預測，極大地提高了計算結(jié)果的準確性和可靠性。數(shù)字信號處理技術(shù)能夠提高載波接收的靈敏度，解決了載波在配電網(wǎng)使用中的路由和衰減等難題，提高了信號的處理速度和準確度。

1.3對電力系統(tǒng)人工智能技術(shù)開展的研究

我國對電力系統(tǒng)人工智能技術(shù)開展了大量的研究，主要體現(xiàn)在將模糊邏輯、專家系統(tǒng)和進化理論等先進理論運用到電力系統(tǒng)及其設備的故障分析、運行分析、規(guī)劃設計等方面，確保了電力系統(tǒng)運行的安全性和可靠性，并能及時診斷各種故障信息，將損失降低到最小，提高了電網(wǎng)規(guī)劃設計的科學性和合理性。

1.4對電力系統(tǒng)自動化實時仿真技術(shù)開展的研究

我國對電力系統(tǒng)自動化實時仿真技術(shù)開展了深入的研究，重點研究了電力系統(tǒng)實時仿真建模和負荷動態(tài)特性建模，同時將國外先進的電力系統(tǒng)數(shù)字模擬實時仿真系統(tǒng)引入到國內(nèi)，構(gòu)建了基于混合實時仿真環(huán)境的實驗室。電力系統(tǒng)自動化實時仿真系統(tǒng)不但能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)進行試驗，而且能夠聯(lián)合多種控制裝置，形成閉環(huán)系統(tǒng)，從而確保科研人員能夠完成對新裝置的測試實驗。

2電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應用的設計思想

2.1電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應用的選型原則

電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應用的選型原則，主要從遠程調(diào)度和自動化系統(tǒng)監(jiān)控這兩個方面進行考慮。電力系統(tǒng)的保護裝置一般優(yōu)先選用微機保護綜合自動化系統(tǒng)，電力系統(tǒng)中電氣自動化的選型接線比較簡單，通常以常規(guī)繼電保護裝置為主，選用性能可靠且價格合理的智能化開關(guān)。

2.2電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應用的設計原則

電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應用的設計原則主要應從以下幾個方面進行考慮：

（1）電氣主接線方式按照原設計來執(zhí)行，要將采用監(jiān)控系統(tǒng)后所增加的設備種類和數(shù)量（如電力監(jiān)控器、電量變送器等的數(shù)量）在單線系統(tǒng)圖的設備型號說明中加以標注；

（2）凡是需要利用計算機監(jiān)控系統(tǒng)進行遠程遙控操作的開關(guān)，一定要使用具備遠程分閘和合閘功能的智能開關(guān)，從而確保遠程遙控操作功能得以實現(xiàn)；

（3）運行狀態(tài)需要進入計算機監(jiān)控狀態(tài)的開關(guān)，通常需要使用一對獨立的常開接點引入計算機監(jiān)控系統(tǒng)，此外，低壓自動開關(guān)還需多選用一對常開輔助接點；

（4）對繼電保護進行設計時，供電系統(tǒng)應該優(yōu)先考慮使用變壓保護和綜合電氣自動化技術(shù)。

3電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應用的研究趨勢

我國對電力系統(tǒng)中電氣自動化技術(shù)的研究還存在很多不足，未來的研究工作還有很多。電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應用的研究趨勢，主要包括以下3個方面：

3.1國際標準的大規(guī)模推廣和使用

近年來電氣自動化技術(shù)在我國有了廣泛的應用，但是由于電氣自動化設備的生產(chǎn)廠家眾多，導致這些設備的信息共享和相互操作間存在諸多障礙。為滿足不同廠家所生產(chǎn)設備的兼容性，電子工業(yè)協(xié)會制訂了IEC 61850標準，作為站端與站間進行通信的標準，從而實現(xiàn)站內(nèi)的無縫通信。我國要大力推廣和使用IEC 61850標準，并基于此標準開發(fā)出電氣綜合自動化系統(tǒng)的相關(guān)產(chǎn)品。

3.2將測量、保護和控制工作融合為一體

長期以來，受電力行業(yè)專業(yè)分工、人員配置和運行機制的影響，我國電氣自動化系統(tǒng)主要通過站內(nèi)監(jiān)控采集相關(guān)數(shù)據(jù)、單獨進行保護的工作模式。這種工作模式雖然能對事故進行清晰的分析和處理，但是增加了工作量，降低了設備的利用率。為了減少設備的重復配置率和操作人員的工作量，提高事故的處理效率，必須將測量、保護和控制工作融合在電氣自動化綜合系統(tǒng)中。

3.3以太網(wǎng)技術(shù)的使用

隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，人們對電力的需求與日俱增，加之電網(wǎng)系統(tǒng)越來越復雜化，其涉及的數(shù)據(jù)和信息也越來越多。在這種背景下，電氣綜合自動化系統(tǒng)所需要采集和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)日益龐大，對通訊的實時性和傳輸速度提出了更高的要求。以太網(wǎng)具有傳輸數(shù)據(jù)量大、傳輸數(shù)據(jù)快的優(yōu)勢，能夠滿足電氣綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展需求，因此，以太網(wǎng)在電氣綜合自動化系統(tǒng)中必然會有更多的應用。

4結(jié)語

電網(wǎng)調(diào)度自動化是電力系統(tǒng)自動化的主要組成部分。伴隨著科技的進步與社會的發(fā)展，自動化技術(shù)作為一門綜合性技術(shù)，它在電力系統(tǒng)中起到的作用越來越顯著，電力體制改革等新形勢對電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)既提出了新的挑戰(zhàn)，也提供了前所未有的機遇。未來調(diào)度自動化技術(shù)及系統(tǒng)將會有更快更大的發(fā)展，但也需要付出艱辛的努力。

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機電一體化及自動化范文第4篇

關(guān)鍵詞：電力調(diào)度；自動化；一體化中間件

中圖分類號：TN830.1文獻標識碼：A

1電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展及現(xiàn)狀

目前我國電力調(diào)度自動化系統(tǒng)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)“五遙”(遙測遙信、遙控、遙調(diào)、遙視)功能。并隨著電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)自動化設備的完善，統(tǒng)可以采集存儲的電網(wǎng)數(shù)據(jù)越來越多，電力調(diào)度自動化系統(tǒng)正逐漸采多種智能化技術(shù)，其方向就是智能化調(diào)度。中國地域面積非常大，整個電網(wǎng)的規(guī)模也非常大，電力調(diào)度分五級，分別是國調(diào)、網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、地調(diào)和縣調(diào)，對于不同級別的調(diào)度系統(tǒng)，重關(guān)心不同電壓等級的電網(wǎng);相鄰的兩級調(diào)度也要進行互聯(lián)通信。

2電力調(diào)度自動化系統(tǒng)體系架構(gòu)

2.1電力調(diào)度自動化系統(tǒng)體系架構(gòu)

目前電力調(diào)度自動化系統(tǒng)多采用客戶/服務器(Client/server)分布式體系結(jié)構(gòu)，具有如下突出特點:

(l)提供程序開發(fā)和運行一體化的運行環(huán)境；

(2)統(tǒng)一的、可擴展的、分布式的、透明于操作系統(tǒng)的平臺；

(3)真正的跨系統(tǒng)平臺，提供統(tǒng)一的開發(fā)接口，縮短系統(tǒng)開發(fā)進度，支持二次開發(fā)；

(4)提供全部分布式系統(tǒng)運行接口，擴展系統(tǒng)運行限制，使得上層系統(tǒng)具有高可用性；

(5)功能任務按需分布；

(6)功能任務多樣化；

(7)系統(tǒng)配置的選擇性；

(8)系統(tǒng)硬件配置可以分布實施，軟件功能可以靈活組態(tài)；

(9)配置的高度靈活保障了系統(tǒng)和網(wǎng)絡的可伸縮性；

(10)標準的外部通信接口可以和其它系統(tǒng)平臺進行簡單的無縫集成；

2.2電力調(diào)度自動化系統(tǒng)

2．2．1CC-2000系統(tǒng)

采用開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計，采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，利用事件驅(qū)動和封裝的思想為應用軟件提供了透明的接口。采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，并引進了一個大對象的概念，以適應封裝性、繼承性以及事件驅(qū)動的要求。支撐系統(tǒng)專用性和通用性的有機結(jié)合。既適應電力系統(tǒng)的需要，又兼顧其它行業(yè)實時應用的要求。按照軟件工程的規(guī)律進行開發(fā)，達到軟件工程產(chǎn)品化。技術(shù)鑒定認為，按照開放式系統(tǒng)設計和采用面向?qū)ο蟮燃夹g(shù)，都屬于國際先進或領(lǐng)先范疇.現(xiàn)結(jié)合東北電網(wǎng)，由電科院、電自院、清華大學、東北電力集團公司、北京科東公司在統(tǒng)一協(xié)調(diào)下，共同在CC-2000支持系統(tǒng)平臺上開發(fā)電網(wǎng)應用軟件，從而實現(xiàn)完整的EMS系統(tǒng)。

2．2．2SD-6000系統(tǒng) SD-6000系統(tǒng)是電力部重點項目，由電自院南瑞系統(tǒng)控制公司和淄博電業(yè)局聯(lián)合開發(fā)的具有統(tǒng)一平臺的開放式分布式能量管理系統(tǒng)，1994年投運，1996年通過測試和鑒定。該系統(tǒng)集成了超大規(guī)模的調(diào)度投影屏、調(diào)度電話自動撥號、氣象衛(wèi)星云圖等新技術(shù)。該系統(tǒng)特點是:具有開放式和分布式的支撐系統(tǒng)平臺。具有面向?qū)ο蟮娜藱C界面管理系統(tǒng)。其中較突出的是廠站單線圖、電網(wǎng)元件模型、電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫同期生成技術(shù)。EMS支撐軟件與管理系統(tǒng)的商用數(shù)據(jù)庫采用SQL標準接口.便于用戶自行開發(fā)和由第三方開發(fā)應用軟件。有較高的穩(wěn)定性和可靠性，前置機應用軟件設計合理，實用。

2．3OPEN-2000系統(tǒng)

OPEN-2000系統(tǒng)是江蘇省立項的重大科技項目，是由電自院南瑞電網(wǎng)控制公司開發(fā)的新一代EMS系統(tǒng)。OPEN-2000系統(tǒng)是南瑞公司于1998年開發(fā)成功的一套集SCADA、AGC、PAS、DTS、DMS、DMIS于一體，適用于網(wǎng)、省調(diào)和大中型地調(diào)的新一代能量管理系統(tǒng)。是國內(nèi)外發(fā)展速度快、適用面廣、性能完善、成熟性好、可靠性高的能量管理系統(tǒng)，是國內(nèi)首套將IEC870-6系列TASE.2協(xié)議集成于軟件平臺的系統(tǒng)。

OPEN-2000系統(tǒng)采用100M平衡負荷的雙網(wǎng)機制，流量更大。可靠性更高。完全基于商用數(shù)據(jù)庫開發(fā)的、具有客戶/服務器模式的全新的能量管理系統(tǒng)。采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，以電力設備為對象建立數(shù)據(jù)存取模式和電力系統(tǒng)模型，軟件設計全部采用面向?qū)ο蠓椒ê兔嫦驅(qū)ο笳Z言。

3系統(tǒng)平臺一體化

3.1系統(tǒng)平臺一體化

電力調(diào)度自動化系統(tǒng)在計算機硬件和操作系統(tǒng)有成熟、穩(wěn)定、可靠和實時性好的特點。由于X86系列和X64系列PC計算機也具有有性價比高的特點，系統(tǒng)也必須支持X86系列和X64CPU的Windows操作系統(tǒng)、Solaris和Linux操作系統(tǒng)，提供給客戶更靈活的選擇。利用中間件技術(shù)，在數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)和底層不同硬件體系、不同操作系統(tǒng)之間建立一個基于應用中間件的分布式運行和開發(fā)中間軟件包，即系統(tǒng)的應用中間件平臺。

中間件的主要工作機制為:客戶端上的應用程序需要從網(wǎng)絡中的某個地方獲取一定的數(shù)據(jù)或服務，這些數(shù)據(jù)或服務可能處于一個運行著不同操作系統(tǒng)和特定查詢語言數(shù)據(jù)庫的服務器中。客戶/服務器應用程序中負責尋找數(shù)據(jù)的部分只需訪問一個中間件系統(tǒng)，由中間件完成到網(wǎng)絡中找到數(shù)據(jù)源或服務，進而傳輸客戶請求、重組答復信息，最后將結(jié)果送回應用程序的任務。

3.1.1COBRA中間件

MicrosoftCOM(ComponentobjeetModel)是一種模塊間通訊標準接口，它是Mierosoft的OLE及ActiveX技術(shù)的基礎，DCOM(DistributedComponetObjeetModel)是COM的分布式版本，該模型在Mierosoft的WindowS環(huán)境中得到良好的實現(xiàn)，但較難移植到其他環(huán)境中。而CORBA(CommonObjeetRequestBrokerArehitect

ure)是oMG的以分布對象為基礎的公共對象請求結(jié)構(gòu)。

CORBA產(chǎn)品具有下列特性:

(l)支持分布計算，提供跨網(wǎng)絡、硬件和05平臺的透明性的應用或服務的交互;

(2)滿足實時EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和處理的速度要求;

(3)支持標準的協(xié)議;

(4)支持多種編程語言;

(5)提供接口描述語言(如IDL)到c++、Java等多種語言的映射;

(6)支持在服務端和客戶端之間多種數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)傳輸;

(7)提供高性能的多線程機制，支持并發(fā)訪問;

(8)支持在ORB級進行各種策略的配置;

(9)具有負載平衡功能，根據(jù)提供的負載平衡策略;

3.1.2 跨平臺的圖形應用框架

目前先進的電力調(diào)度自動化系統(tǒng)多是基于跨平臺的GUI庫Qt開發(fā)統(tǒng)一的圖應用平臺。該中間件平合具有如下特點:

(l)充分考慮了各類操作系統(tǒng)之間的差異，并對這種差異進行了透明的處理和包裝，使上層應用不必修改代碼就可以移植到不同的操作系統(tǒng)之上。

(2)為上層應用提供了一個虛擬的、統(tǒng)一的、可擴展的、分布的開發(fā)平臺，使得僅僅單一系統(tǒng)的可編程轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N系統(tǒng)的可編程

(3)根據(jù)電力企業(yè)自動化系統(tǒng)的特點和操作系統(tǒng)提供的基本開發(fā)接口，對開發(fā)上層應用所需的關(guān)鍵任務集中進行包裝處理，形成了一系列軟件包，為上層應用提供實用的、統(tǒng)一的、完善的編程接口和服務。

參考文獻

[1]辛耀中.新世紀電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)發(fā)展趨勢(Developmenttrendofpowersystemdispatehin

gautomationteehniqueinZlstcentury)[J].電網(wǎng)技術(shù) (PowerSystemTechnique)，2001.

機電一體化及自動化范文第5篇

關(guān)鍵詞：計軸；自動站間閉塞；電路

目前鐵路設計自動站間閉塞采用的方式：（1）在64D基礎上疊加計軸設備方式。使用64D實現(xiàn)閉塞的辦理過程，用計軸設備實現(xiàn)對列車完整到達的檢查從而構(gòu)成自動站間閉塞電路。（2）采用自動閉塞的2線制方向電路的方式。方向電路中對區(qū)間的檢查由計軸設備實現(xiàn)。（3）一體化計軸自動站間閉塞方式。

如果利用方法一，那么在辦理閉塞過程以及計軸時就需要兩個通道，這種情況下通道資源占用相對較大，并且電路也相對復雜。若計軸發(fā)生故障，導致無法進行區(qū)間檢查，那么車站可以對計軸條件進行屏蔽，繼而使用64D也可以辦理閉塞。在采用方式二時，由于方向電路采用缺乏安全性的信號有極繼電器代表車站的接發(fā)車狀態(tài)，使得使用過程中車站“雙接”、“雙發(fā)”現(xiàn)象時有發(fā)生，造成設備的不穩(wěn)定。上述兩種方式表面上看使用了設備進行閉塞辦理，降低了人工勞動量，使得運輸作業(yè)更加高效，而實際上卻降低了自動站間的電路安全，埋下了大量的安全隱患，并且由于電路變得更加復雜，因而電路上連接的設備的安全性也隨之降低。而方式三中，電路采用的是繼電器結(jié)合電路，提高了計軸設備以及站內(nèi)連鎖條件和站間電路的安全性，并且站間閉塞信息由計軸設備進行傳遞，因而效率更高，下面便針對第三種方式展開簡要探討。

1 計軸自動站間閉塞各繼電器工作原理

電路包含三個電路，按照繼電器分包括請求發(fā)車電路、統(tǒng)一接入?yún)^(qū)電路以及開通電路，即QFJ、TJJ、KTJ。下面以兩站間的發(fā)車為例，對電路繼電器動作進行分析。

1.1 QFJ（請求發(fā)車繼電器）電路

QFJ繼電器電路對發(fā)車進路建立進行記錄，并在鎖閉后請求閉塞，從而令KTJ勵磁吸起，完成發(fā)車條件的建立（見圖1）。從發(fā)車站的角度分析，若發(fā)車進路并鎖閉后，F(xiàn)SBJ會落下，同時對KTJ落下進行檢查，即保證本站的未發(fā)車狀態(tài)，發(fā)車站LQFJ落下且TJJ落下，則發(fā)車站不處于接車狀態(tài)，并且接車站也并未發(fā)起發(fā)車請求，此時QGJ吸起，則本站QFJ勵磁吸起。

圖1

1.2 TJJ（同意接入?yún)^(qū)間繼電器）電路

從接車站角度分析，若本站接收到發(fā)車站發(fā)車信息，那么LQFJ吸起，在確保FSBJ吸起、KTJ落下、QGJ吸起后，TJJ勵磁吸起（見圖2）；而發(fā)車站KTJ吸起，QFJ復原，則接車站LQFJ落下、LKTJ吸起，由于LKTJ吸起，利用這一條件TJJ可以構(gòu)成自閉，為避免TJJ由于瞬間失電而掉落，TJJ繼電器需要使用緩放型繼電器。當發(fā)車站向接車站發(fā)出的列車一進入?yún)^(qū)間，QGJ落下，或當發(fā)車站取消發(fā)車進路或人工解鎖發(fā)車進路，發(fā)車站FSBJ吸起后，使發(fā)車站KTJ復原，繼而使接車站LKTJ落下使TJJ復原。

圖2

1.3 KTJ（開通繼電器）電路

若發(fā)車站請求發(fā)車，那么此時QFJ吸起，接車站發(fā)出同意接入信息后，發(fā)車站LTJJ吸起、QGJ吸起表示區(qū)間空閑，在這種狀態(tài)下，發(fā)車站KTJ吸起，完成閉塞（見圖3）。由于QFJ前接點斷開，會導致KTJ瞬間失電，為了避免由于瞬間失電導致繼電器掉下，KTJ繼電器也需要使用緩放型。

當發(fā)車站向接車站發(fā)出的列車一進入?yún)^(qū)間，QGJ落下，或是發(fā)車站取消發(fā)車進路或人工解鎖發(fā)車進路，F(xiàn)SBJ吸起后，使KTJ復原。

計軸自動站間閉塞電路中所設的三個繼電器，常態(tài)及故障情況落下均為安全側(cè)。以上電路均串有QGJ條件，在區(qū)間占用或QGJ故障落下時，上述電路都不會動作，因此可保證閉塞辦理的安全性。

圖3

2 在辦理閉塞出現(xiàn)異常情況時，電路不導致危險輸出。

（1）在請求發(fā)車階段，當發(fā)車站QFJ因故障無法吸起時，接車站的TJJ和發(fā)車站的KTJ均無法吸起，無法完成閉塞的辦理，發(fā)車站出站信號無法開放。

（2）在同意接入?yún)^(qū)間階段，當接車站TJJ因故障無法吸起時，發(fā)車站LTJJ無法吸起，無法完成閉塞的辦理，發(fā)車站出站信號無法開放。

（3）在開通階段，則可分為以下幾個情況：a.發(fā)車站無法開放出站信號。這是由于閉塞辦理時發(fā)車站由于發(fā)生KTJ故障，致使KTJ無法吸起所致。b.發(fā)車站KTJ吸起，若接車站LKTJ故障導致繼電器無法吸起，那么接車站TJJ便會由于自閉電路被切斷而掉下，那么發(fā)車站LTJJ也會落下，為避免發(fā)車站KTJ落下，而將發(fā)車站出站信號關(guān)閉，而不將LTJJ吸起接點串聯(lián)在KTJ電路中。c.當列車從發(fā)車站發(fā)出并進入發(fā)車進路狀態(tài)下，由于列車沒有進入?yún)^(qū)間，因而發(fā)車站KTJ吸起，此時接車站的TJJ吸起。若發(fā)車站KTJ由于故障落下，那么接車站TJJ自閉電路便會受到影響而被切斷。而發(fā)車站KTJ由于故障落下，會導致發(fā)車站QFJ勵磁，因而接車站TJJ受到影響，其勵磁電路會再次接通，因此接車站TJJ在發(fā)車站KTJ故障落下的情況下不致落下，雖然遇到故障后上述電路動作次序處于非常態(tài)，但齊安全性仍舊得以保障，不會出現(xiàn)危險輸出。

（4）當計軸設備故障時，立即改為人工（電話）閉塞。

3 計算機聯(lián)鎖功能

（1）FSBJ設計依照故障導向安全原則，其驅(qū)動輸出由計算機聯(lián)鎖進行，正常狀態(tài)下吸起，一旦發(fā)車進路建立，鎖閉繼電器落下。

（2）計算機在開放出發(fā)信號的聯(lián)鎖時，不但需要檢查QGJ吸起，同時還需要檢查KTJ吸起。

（3）若本站JGJ落下、QGJ落下，且JGJ落下時間滯后QGJ30秒以上，那么就會發(fā)出接近警報，從而對列車運行方向進行區(qū)分。

4 信息傳輸方式

一體化計軸自動站間閉塞站間信息和計軸信息共用一條傳輸通道，傳輸通道采用獨立的光纖通道。

從以上電路的分析來看，方式三聯(lián)系電路處理簡單實用，即使在辦理閉塞出現(xiàn)異常情況時，電路不會導致危險輸出，可降低因電路復雜帶來的安全隱患。