工业自动化( 二 )


工业自动化

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工业自动化需求动力:市场竞争,资源利用,减轻劳动强度,提高产品质量,适应批量生产需要 。主要特点:此阶段主要为单机自动化阶段,主要特点是:各种单机自动化加工设备出现,并不断扩大套用和向纵深方向发展 。典型成果和产品:硬体数控系统的数控工具机 。第二阶段60年代中--70年代初期需求动力:市场竞争加剧,要求产品更新快,产品质量高,并适应大中批量生产需要和减轻劳动强度 。主要特点:此阶段主要以自动生产线为标誌,其主要特点是:在单机自动化的基础上,各种组合工具机、组合生产线出现,同时软体数控系统出现并用于工具机,CAD、CAM等软体开始用于实际工程的设计和製造中,此阶段硬体加工设备适合于大中批量的生产和加工 。典型成果和产品:用于钻、镗、铣等加工的自动生产线 。第三阶段70年代中期--至今需求动力:市场环境的变化,使多品种、中小批量生产中普遍性问题愈发严重,要求自动化技术向其广度和深度发展,使其各相关技术高度综合,发挥整体最佳效能 。主要特点:自70年代初期美国学者首次提出CIM概念至今,自动化领域已发生了巨大变化,其主要特点是:CIM已作为一种哲理、一种方法逐步为人们所接受;CIM也是一种实现集成的相应技术,把分散独立的单元自动化技术集成为一个最佳化的整体 。所谓哲理,就是企业应根据需求来分析并克服现存的“瓶颈”,从而实现不断提高实力、竞争力的思想策略;而作为实现集成的相应技术,一般认为是:数据获取、分配、共享;网路和通信;车间层设备控制器;计算机硬、软体的规範、标準等 。同时,并行工程作为一种经营哲理和工作模式自80年代末期开始套用和活跃于自动化技术领域,并将进一步促进单元自动化技术的集成 。典型成果和产品:CIMS工厂,柔性製造系统(FMS) 。
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工业自动化设备技术及製作管理控制随着国民经济的发展,人民生活水平的提高,电能的需要也在不断地增加,发电设备也相应增多,电网结构和运行方式也越来越複杂,人们对电能质量的要求也越来越高 。为了保证用户的用电,必须对电网进行管理和控制 。电力系统运行管理和调度的任务很複杂,但简单说来,就是:①、儘量维持电力系统的正常运行,安全是电力系统的头等大事,系统一旦发生事故,其危害是难以估计的,因此,努力维持电力系统的正常运行是首要任务;②、为用户提供高质量的电能,反映电能质量的三个参数就是电压、频率和波形 。这三个参数必须在规定範围内,才能保证电能的质量 。稳定电压的关键是调节系统中无功功率的平衡,频率的变化,是整个系统有功功率的平衡问题,波形是由发电机决定的;
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工业自动化③、保证电力系统运行的经济性,使发电成本最经济 。电力系统是一个分布面广、设备量大、信息参数多的系统,发电厂发出电能供给用户,必须经几级变压器变压才能传输 。各级电压通过输电线路向用户供电,电压从低到高,再从高到低,以利于能量的传送 。电压的变换,形成不同的电压级别,形成一个个不同电压级别的变电站,变电站之间是输电线,因而形成了複杂的电力网拓扑结构 。电网调度正是按照电网的这种拓扑结构进行管理和调度的 。一般情况下,电网按电压级别设定调度中心,电压级别越高,调度中心的级别也越高 。整个系统是一个宝塔型的网路图 。分级调度可以简化网路的拓扑结构,使信息的传送变得更加合理,从而大大节省通信设备,并提高了系统运行的稳定性 。按中国的情况,电力系统调度分为国家调度中心,大区网局级调度控制中心,省级调度控制中心,地区调度控制中心,县级调度中心 。各级直接管理和调度其下一层调度中心 。电网调度电网调度自动化是一个总称,由于各级调度中心的任务不同,调度自动化系统的规模也不同,但无论哪一级调度自动化系统,都具有一种最基本的功能,就是监视控制和数据收集系统,又称SCADA系统功能(Supervisory Control And Data Acquisition) 。SCADA主要包括以下一些功能:⑴数据採集; ⑵信息显示;⑶监视控制; ⑷报警处理;⑸信息存储及报告 ⑹事件顺序记录;⑺数据计算; ⑻具有RTU(远端终端单元)处理功能;⑼事件追忆功能 。自动发电控制功能AGC:AGC系统主要要求达到对发电机发电多少不是由电厂直接控制,而是由电厂上级的调度中心根据全局最佳化的原则来进行控制 。经济调度控制功能EDC(Economic Dispatch Control):EDC的目的是控制电力系统中各发电机的出力分配,使电网运行成本最小,EDC常包含在AGC中 。安全分析功能SA(Security Analyze):SA功能是电网调度为了做到“防患于未然”而配备的功能 。它通过计算机对当前电网运行状态的分析,估计出可能出现的故障,预先採取措施,避免事故发生 。如果电网调度自动化系统具有了SCADA+AGC/EDC+SA功能,就称为能量管理系统EMS(Energy Management System) 。数字传输技术和光纤通信技术的提高,使得电网调度自动化也进入了网路化,如今电网调度中的计算机配置大多採用了开发分散式计算机系统 。随着中国国民经济的发展,中国也进入了大电网、大机组、超高压输电的时代 。完全可以相信,随着中国新建电网自动化系统的发展,中国电网调度自动化水平会进一步地提高,达到世界先进水平 。