自動化技術論文范文

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機電自動化產品的功能十分強大，可以進行自動化控制、自動補償、自動校驗、自動調節、自動保護等多種功能，實現了智能化，因此可以滿足人們的多種應用需求，可以在多種場合、多種領域得到使用。強大的功能使得機電自動化產品具有很大的靈活性，因此應變能力較強。機電自動化產品的生產以及不斷革新，大大改變了人們的生產與生活方式，將人們從繁重的工作壓力中解放出來，有助于改善勞動條件，推動自動化生產的進行，提高生產效率與生產能力等。自動化的生產可以更好實現資源優化配置，并能夠在不斷實踐中不斷改革工藝與生產技術等，不斷減少耗材。

2機電自動化技術的發展趨勢

2.1智能化21世紀是一個信息化的時代，計算機技術以及網絡技術的發展極大地改變了人們的思維方式，促使了人工智能概念的提出以及技術的發展。目前，人工智能是人們重點研究的方向之一，越來越受到人們的重視，將人工智能運用到機電領域，實現人機智能化是一個重大突破。智能化就是在機器行為等一切理論基礎上，運用人工智能，計算機、動力學等學科，使其逐漸成為自動化產品的智能，但是要想使它完全達到人類智能幾乎是不可能的，但是通過一些高性能，速度的微處理器，運用多學科的知識，賦予其較低等級的智能卻是完全可以實現的，因此在未來，機電自動化技術會逐步實現智能化，由低等級的智能逐步向較高等級的智能水平發展。

2.2網絡化網絡技術的發展以及普及，將全球各地的人們聯系在一起，基于網絡技術產生了多種控制技術，其遠程控制終端更是為自動化本身產品量身定做的。隨著網絡和總線技術的推廣與應用，網絡化的趨勢已經無可阻擋，采用采用家庭網絡技術連接電器就可以有效實現計算機家庭化，因此在未來，網絡化必將會成為機電自動化技術的發展趨勢。

2.3模塊化機電自動化技術涵蓋很多方面，從機電自動化技術可以衍生出多種多樣的產品，因此生產機電自動化產品是一個相當艱巨的過程。工作人員研制和開發一定程度上的標準機械接口、電氣接口等的機電自動化技術產品單元是很困難的，如果擁有標準的單元，就可以在標準單元的基礎上迅速進行產品研發要創新，也可以迅速擴大機電自動化產品的生產規模，這就需要進行模塊化，并要在這基礎上制定出每個模塊的生產原則以及標準等，從而確保生產出的產品合乎要求。

2.4人性化機電自動化產品制造出來的目的是為人類服務，在未來，機電自動化產品會更加注重設計與功能實現的人性化。要使機電自動化產品更加具有人性化就要重點思考兩個問題：一是如何給自動化的實現更加人性化的一些功能？這個問題實際上是要求機電自動化產品的設計與制造更加凸顯人機一體化技術，如制造家用機器人等。二：如何模仿生物機理，研制出各種機電自動化技術產品？

2.5微型化20世紀80年代末掀起了一股微型化風潮，MEMS就代表微電子機械系統，也就是使機電系統逐步朝著微米、納米級方向發展，這樣生產出的機電自動化產品體積小，便于懈怠，靈活性比較好，消耗的能量比較少，因此可以廣泛應用到軍事、醫療等多個領域，并有著舉足輕重的作用。

2.6綠色化綠色產品要求產品從設計到生產制造的全過程都貫徹綠色環保的理念，在今天具有相當高的利用率。機電自動化產品的綠色化主要表現在無污染、能夠進行回收利用，因此，設計與生產有效的綠色機電化產品會具有廣闊的前景。

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1.1恒壓頻比(V/F)控制

恒壓頻比控制屬于開環調節,通過保持異步電機電壓和頻率之比近似相同以調節煤礦電機轉速的調節方法。V/F控制最大的優點,就是使用簡單,沒有復雜的算法流程、坐標變換及電機模型辨識過程,用戶使用起來十分的容易。而且,由于屬于開環控制,即便在負載出現任意擾動的情況下,輸出值也保持固定,不會受到什么影響。所以在某些時候,尤其是穩定度要求高的情況下,會采用該種控制方法。但由于其開環控制特性,控制精度低,無法像矢量控制那樣實現無偏差控制。這種控制方式主要運用于對精度要求不高的煤礦設備,如風機、水泵等。

1.2轉差率控制

根據電機轉速計算公式,轉差率控制是通過改變電機轉差率的大小來實現對電機轉速進行改變的控制方法。主要通過改變電機定子電壓和轉子電阻的方式進行。小功率電機或者電機轉速較慢的情況下會采用轉差率控制方法。恒壓頻比控制和轉差率控制方式都是基于電機系統的穩態模型和在穩態運行規律下進行控制的。這兩種控制方式無法對電機內部磁場的大小和位置進行控制,因而電機只能實現較為精確的轉速控制,而轉矩控制能力差。要想精確控制轉矩,就必須在動態過程中對電動機的磁場大小和位置進行控制。

1.3矢量控制(VC)

矢量控制是目前煤礦自動化領域中比較先進的控制方法。交流異步電機是一個十分復雜的系統。矢量控制的基本控制原理就是通過對異步電機定子電流在不同坐標系下進行矢量變換,最終將電流分解為可以分別控制的用于勵磁分量和用于產生電磁轉矩分量。矢量控制策略的基本思路就是將交流異步電機的耦合變量解耦,實現各個變量的獨立控制,使異步電機和直流電機一樣,獲得良好的控制性能。

1.4直接轉矩控制(DTC)

直接轉矩控制技術是基于矢量控制理論而建立的一種新型交流異步電機控制技術,直接轉矩控制將不會像矢量控制那樣考慮變量解耦的問題,而是直接控制電磁轉矩。直接轉矩控制不需要將交流異步電機轉化為直流電機的數學模型,而只關注電磁轉矩的變化。因此,和矢量控制不同,直接轉矩控制無需進行復雜的坐標變換和電機數學模型。但是,直接轉矩控制也有其缺點,例如低速情況下轉矩脈動大,啟動電流沖擊大等。目前,兆瓦級的大功率電牽采煤設備中直接轉矩控制方法運用的較為廣泛。

2自動化系統在煤礦采煤中的應用

2.1試驗臺機械結構及總體布置

變速器試驗臺是一個綜合了機械、電氣、液壓原理的機電系統。其具體工作原理是驅動電機連續輸入額定轉速和扭矩,以模擬變速器在煤礦采煤工作中的輸入工況。由于驅動電機最高轉速的限制,往往無法達到發動機最高轉速的要求,因此,在驅動電機后加入一個升速齒輪箱,以滿足采煤系統的試驗能力要求。為了更接近礦區采煤的真實工況,在變速器輸入端增加一個慣量盤,其旋轉時的轉動慣量與在離合器飛輪和傳動軸旋轉時產生的轉動慣量相同。試驗臺的末端是加載裝置及其匹配的冷卻系統,它能給變速器施加阻力矩,以模擬設備采煤時的負載和道路阻尼。

2.2驅動設備的選擇

驅動設備需要給試驗變速器輸入試驗所要求的轉速和扭矩,驅動設備可以采用內燃機,也可以采用電動機作為輸入動力源。兩種不同的動力源均有其各自不同的優缺點。采用內燃機作為采煤系統驅動端,使得試驗更加接近變速器在采煤應用中的實際工況。但是內燃機也有較多缺點,比如噪聲大,產生的廢氣污染環境,而且內燃機轉速和扭矩不易控制,會導致試驗結果產生較大的誤差。采用電動機作為試驗臺動力源有噪音小、占地面積小、啟停方便、無污染、易于控制等優點。正是因為采用電動機作為試驗臺動力源具有較多的優點,目前電動機已經廣泛應用在各種煤礦傳動系統試驗設備上。

2.3加載裝置的選擇

加載裝置在整個采煤系統中為被測變速器施加負載轉矩,目前主流的工業設備一般采用測功機作為加載裝置。測功機一般用于測試發動機的功率,也可作為齒輪箱、減速機、變速箱試驗設備的負載裝置。測功機主要由功率吸收、負載調速、轉矩調節和冷卻部分組成。根據負載轉矩輸出方式的不同,一般可以將測功機分為水力測功機、電力測功機和電渦流測功機三種。自動化采煤系統一般采用開式布局,在保證試驗需求的情況下,基于上表的三種測功機的性能對比,采用電渦流測功機較適合于基礎的自動化采煤系統。該文采用一臺長沙湘儀動力測試儀器有限公司生產的CW-150系列電渦流測功機作為研究對象,其額定吸收功率為150kW,額定扭矩為520N•m,額定轉速為2500rpm。

2.4發動機速度特性分析

該文所建立的自動化采煤系統模型,選用交流異步電機作為試驗臺架的驅動系統,驅動試驗變速器及負載機構的運轉。這里所選用的驅動電機應能完全覆蓋被測變速器所匹配采煤設備發動機的全部性能和運行工況,同時還應具備轉速和轉矩的調節能力。為了使試驗結果更加準確,這里我們先要對發動機的速度特性進行簡要分析,從而為異步電機參數的確定提供理論依據。

2.5驅動電機主要參數的確定

在確定了采用交流異步電機作為驅動電機之后,就必須確定驅動電機的各種參數,從而完成異步電機驅動的變速器試驗臺動力學仿真。而部分電動機參數的確定必須參照發動機相關參數的確定原則,這樣才能提高驅動電機模擬發動機驅動的精確度。對于任意的一臺異步電機,它的參數例如定子電阻、轉子電阻、定子漏感、轉子漏感、定轉子互感、電機極對數以及轉子的轉動慣量等是異步電機所固有的參數,需要通過電動機試驗進行選定。而對于額定功率、額定轉速和額定轉矩等動力學參數,需要根據電動機所使用的特定場合進行選定。由于這里是用異步電機模擬汽車發動機作為驅動源,則其動力學參數參照發動機的參數確定則。

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主要是用作配電網的改造，其廣闊的覆蓋范圍和迅速的傳播速度使配電效率得到大幅度提升。計算機技術在發電、配電、變電、輸電等環節起到十分重要的作用，形成了主站、子站、光纖終端組成的網絡系統，這種合理化的格局，能夠有效提升傳輸速度。（3）變電系統能使高負荷供電站運行更加穩定，自動化技術主要通過現代通信技術、信號處理和計算機技術實現對設備的檢測，實現功能的優化和重組，有效控制電力系統的安全運行。

2計算機遠動控制技術的應用分析

計算機遠動控制技術的應用主要是通過遙測、遙信、遙控以及遙調等功能實現的，計算機遠動控制技術是電力系統自動化技術中的核心技術，其在電力系統運行中發揮著重要的作用，尤其是在電力系統中的數據采集、通信傳輸以及信道編譯碼等環節中占據著重要的地位。其中，計算機遠動控制技術的工作原理如圖1所示。2．1遠動控制技術中的數據采集技術遠動控制技術中的數據采集技術主要有A／D技術和變送器技術等，其處理的信號多數為0～5V的TTL電平信號，而在電力系統自動化技術中，多數采用大功率參數，為了實現采用遠動控制技術處理電力系統中的信號，只有通過變送器將大功率參數轉變為TTL電平信號，從而達到遙信信息的編碼和遙測信息的采集任務。其中在電力系統中，其遙信信息需要經過采集遙信對象的狀態，將采集到的描述遙信對象狀態的二進制位編進具體的遙信碼中這2個途徑進行傳送，然后再通過數字多路開關將電力系統各路的遙信狀態輸出到接口電路中，最后通過接口電路將遙信信息送入到CPU系統中進行處理，從而實現遙信信息編碼。2．2信道編譯碼技術分析在計算機遠動控制技術中的信道編譯碼技術主要有編碼、譯碼以及信息傳輸協議（規約）等。在電力系統自動化控制中，想要實現采用遠動控制技術進行信息采集，則必須通過通信信道傳輸到調控中心才能使用。因此在電力系統自動化控制中，為了進一步保證傳送的信息具有非常好的抗干擾能力，必須要對信息進行信道編譯碼，其中數字傳輸系統模型如圖2所示。在上述電力系統自動化系統中，通過采用遠動控制進行數字傳輸中，其干擾是不可避免的，而通過信道編譯碼能夠有效克服通道中的干擾，其中，信道編譯碼的方法主要采用線性分組碼中的循環碼進行編譯碼。2．3循環式數據傳送規約遠動控制技術在變電站、電廠以及調度中心的數據通信應用中，首先需要在信道編譯碼前，預先設定通信方式和數據格式，也就是通信信息傳輸協議（規約），以保證電力系統中數據通信的可行性。另外，在電力系統遠動控制技術中，其數據傳輸主要是以幀結構的形式進行傳輸的，其中重要的遙測信息主要安排在A幀，次要遙測信息安排在B幀，一般遙測信息安排在C幀。通過采用幀格式進行包裝后，電力系統中的數據就能夠有效按照規約進行傳送，從而實現信道全部編譯工作，實現對電力系統的全方位監控。

3電力系統自動化技術的發展及建議

對于電力系統自動化的發展方向，應從以下幾點出發：（1）兼顧提高經濟效益和改善自動化服務水平，我們追求的自動化技術應向著更優化、更具實效性、更加智能化、區域覆蓋更廣的方向前進。（2）加強電力自動化系統的設備穩定性，有效保障其安全運行，盡量減少大面積停電，建立一系列行之有效的處理機制，將停電損失降到最低。（3）開拓電力系統自動化的數字化之路，使數據更加全面，數字更加精準，力求節省更多時間和人力。（4）隨著科技的不斷進步，各種先進設備相繼出現，對電力企業的工作人員提出了更高的要求，加強電力企業人員的技能培訓和技術隊伍建設，注重對新技術高素質人才的引進和吸收，培養全面發展的技術人才，鼓勵員工以先進的理論知識和豐富的實踐武裝自身，投入更多精力到電力自動化的發展中去，推進電力自動化的發展進程。（5）在全球能源危機的嚴峻形勢下，正是挑戰電氣自動化進程的關鍵時期，要以可持續的發展觀，改善傳統的管理模式，從整體化逐步轉變為分布式、集約化的運營模式，實現能源利用的最大化、功耗的最小化、資金節約化。

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首先是程序單元。這個單元是機械自動化系統運行過程中最為重要的一個單元，系統當中應該執行的任務和執行任務過程中所采用的方式都是程序單元需要解決的問題。其次是作用單元。這一單元是整個自動化技控制系統中完成前期任務的重要組成部分，主要是在系統運行的過程中，為系統增加其保持正常運行過程中需要的能量，還要做好機械生產過程中的定位工作。再次是傳感單元。這一單元是系統運行過程當中最為基礎性的一個單元，主要是對系統在工作中的運行狀態和運行指標進行監控和檢測，保證系統處在正常的運行狀態當中。第四就是制定單元。這一單元是整個系統當中最為重要的一個單元，它能夠對傳感單元傳輸過來的信息進行詳細的分析和比較，這樣就可以根據實際的情況對相關的數據信息進行處理，并發出動作信號。最后一個就是控制單元。這個單元是系統中起到保障性作用的單元，在各個單元的制定和動作調節以及維護方面，控制單元有著十分關鍵的作用。

2機械自動化技術在機械制造中的應用分析

2.1集成化應用分析

對于機械制造領域來說，其中所涉及到的集成化實際上主要是在技術功能、技術經營上所進行的集成。而也正是由于信息技術的作用影響，才能夠使得計算機集成化技術轉化成為對于機械制造的整體性優化。企業本身在實際進行經營管理的過程中，所涉及到的相關動態集成措施，能夠讓制造企業本身的動態集成為一個整體，通過這方面的措施才使得自動化技術保持自身的應用合理性，進而讓企業信息管理系統、計算機輔助設計技術、數控加工技術等被應用到制造系統中。就現階段來說，將CAD/CAM作為主要核心的CIMS工程應用措施，實際上已經在整個制造行業中進行了覆蓋，其生產形式必然會成為未來的發展趨勢。

2.2柔性化應用分析

柔性化最顯著的特點在于其能夠根據外界因素作用力的差異表現出與之相對應的適應能力。換句話說，在柔性化應用過程中，生產出的產品能夠較好地適應市場的更改特性。現代機械制造行業必須針對終端用戶的各類需求及時精確地做出反應，進而對機械制造產品類型和結構屬性做出相應調整。從這一角度上來說，柔性化應用可以很好地解決該問題，其在確保必要生產柔性的基礎上，對人機交互界面進行了合理優化，并在構建產品制造信息系統的基礎上將計算機管理的工作效益發揮到最大。在當前技術條件的支持下，敏捷制造已成為柔性化應用的必然選擇與發展趨勢，其最顯著的應用優勢體現在以下幾個方面：a.提高產品生產質量和生產效率。b.確保產品交貨期，滿足客戶需求。c.強化信息系統運行全過程的可靠性。

2.3自動化的加工系統

機械是由不同的零部件組合而成，而成品是將零部件按照一定的順序和技術要求進行組裝而成的。自動化的加工系統能夠有效地完成生產過程中的重復勞動，能夠大大降低工人的重復勞動，節省體力，保證充足的人力資源。

2.4智能化應用分析

智能化機械制造技術，主要是將自動化技術、人工智能技術、機械制造技術、系統工程管理技術等多項不同的技術進行了良好的結合。而通過和專家系統所進行的結合，智能機械實際上完全能夠依據機械制造體系中所呈現出的環境不同變化。機械智能化體系中所存在的一個主要特性，便是其所呈現出的極為特殊的人機工作界面，在實際執行制造工作的過程中，可以利用交互界面來進行人機溝通。智能化技術的應用，其中所存在的關鍵，就在于使用智能技術來對于相關專家所呈現出的智力活動加以模擬，如此一來，便能夠使得自動化機械按照專家化的模式來進行運轉。同時，還由于智能技術的應用，使得運行的系統能夠依據自身當前所呈現出的情況來執行實時性的檢測工作，盡可能的保證運行得以優化。

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鋼鐵冶煉系統中，節能技術的問題，主要表現在方法單一上。我國鋼鐵冶煉行業運營中，節能一直是社會關注的問題，雖然鋼鐵冶煉行業積極提倡節能，但是其在實際節能中，仍舊采用的是單一的節能技術，無法在根本上降低鋼鐵冶煉的能源消耗，很難提高鋼鐵冶煉生產的效率。鋼鐵冶煉系統中，如果要引入先進的節能途徑，就要以冶煉系統的整體為主，需要消耗大量的資金，如果缺乏資金支持，鋼鐵冶煉系統的節能技術，就無法落實到位。鋼鐵冶煉行業，綜合考慮到鋼鐵利用率、節能減排指標等，已經注意到成本投入在冶煉系統節能中的重要性，關鍵問題是，社會對鋼鐵的利用率，不能為鋼鐵冶煉行業帶去足夠的資金效益，進而阻礙了節能新技術的發展，增加了鋼鐵冶煉系統的節能壓力。

2電氣工程及其自動化中存在的問題

2.1能耗大。雖然電氣工程自動化技術的出現為人類的發展進步做出了巨大貢獻，但是我們不能因此就看不到其本身存在的弊端，其中，擺在當前最為棘手的問題就是對于能源的消耗過大。在電氣工程自動的發展系統本身帶有復雜性，被應用的范圍逐步擴大，對于能源的需求量也與日俱增。電氣自動化是以消耗電能為主，作為當下最為先進的技術之一，對其本身最為基礎的要求就是要做到在運作過程中保證誤差小，并且準確有效，所以，就需要大批量的電氣設備共同運作，如此，對于電能的消耗可謂是不計其數，與我們國家提出的走綠色節能的可持續發展道路存在差距。2.2質量水平較低。就現階段的發展而言，電氣工程自動化技術已經得到的飛速的提升，但縱觀整體發展情況而言，其質量水平還處在發展低端。尤其是最近幾年，人們對于生活追求的品質不斷攀升，相應地也加大了對電氣自動化水平的要求，但是我國對這一領域研究的時間還不是很長，對于相應的管理流程和先進的發展模式還不能很好的予以把控，特別是在自動化工廠的生產環節，相關人員只關心結果而忽略過程中的質量問題。但是，眾所周知的是，如果電氣的生產質量得不到有效的保證，就會發生一系列的用電事故，嚴重的會造成爆炸、火災等重大安全事故出現，需要引起人們的深思。2.3集成化程度低。　顧名思義，集成化的主要運作原理就是把所有需要的東西做還集合工作，上文已經提到過，雖然電氣工程自動化近年來的發展勢頭迅猛，但由于起步過晚，　雖然在努力的向集成化方面靠攏，確切的來說，現在還處于自動化階段，技術水平發展有限，集成化技術還不成熟，各個體系和功能之間還無法做到有效的集成連接。所以，還達不到及時實現資源的有效共享，在一定程度上影響了電氣自動化功能的發揮，使電氣自動化工程技術滯后。

3對電氣自動化工程中節能設計技術

3.1減少線路傳輸產生的耗損。由于無法對線路上的電流做出改變，所以也只能通過減少電阻來有效降低電能在傳輸中產生的耗損。所以，可以從這幾方面做起，減少導線電阻：（1）使用功率較小導線；（2）使用相對較短的導線。這樣做可以避免在布線過程中少走彎路，減少人員的工作量，有效減少電能耗損，同時在安裝變壓器時候與負荷中心保持較短的距離，也是減少供電的距離；（3）使用截面積大較大的導線，如果條件允許，可以選用較大截面積的導線，有效減少電阻產生的耗損。3.2無功補償。電力系統在運行的過程中，配電設備中的無功功率占有較大的容量，所以存在較為嚴重的電能耗損的情況，不僅影響到電壓，還對整個電能的質量造成不良的影響。對使用者來說，無功功率主要表現在功率低，尤其是當功率過低的時候，用戶需要向相關部門繳納一定的罰款，因此如果說能夠使用合適的無功補償設備，就可以保證功率的平衡，有效提高供電質量。工作人員在操作中要盡量減少對電能不必要的耗損，從而確保電氣工程的安全運行。如果導線受到電阻的影響，那么由電機產生的電能就不能被變壓器更好的吸收，同時沒被吸收的那些電能在電流傳輸的過程中會被釋放出來。同時由于無功功率產生了一定的作用，因此可以讓電容器和無功功率進行抵消。利用電氣相關設備在進行無功補償時候，有幾處要格外注意：（1）利用電容器在進行無功補償的時候，一定要根據電壓容量，電壓負荷，自然功率，目標功率等參數來確定電容器的容量，同時如果在無功補償的環節中發現產生了諧波，需要通過串聯定量電抗器來消除諧波；（2）以參數的物理量來確定無功的電流，功率的參數，從而有效避免投切振蕩現象。

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綜上所述，電氣自動化對于節能設計的要求是為了響應綠色生產的理念，也是為了響應可持續發展的需求，同時也是時展的必然趨勢。雖然我國現階段在電氣自動化的節能設計中取得了顯著的進步，但是隨著社會的發展，電氣自動化節能技術仍然需要進行不斷完善和發展，不斷優化配電設計，在科學利用電力資源的同時，還需要不斷提高電力系統的運行效率，并最終達到節能的目的。

作者:吳尚坤 單位:山東鋼鐵集團日照有限公司

參考文獻

[1]陸偉.電氣自動化的節能設計技術研究[J].中國高新技術企業,2015(07).

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論文摘要：數控機床電氣系統故障的調查、分析與診斷的過程也就是故障的排除過程，一旦查明了原因，故障也就幾乎等于排除了。因此故障分析診斷的方法十分重要。

一、故障的調查與分析

這是排故的第一階段，是非常關鍵的階段，主要應作好下列工作：

1、詢問調查在接到機床現場出現故障要求排除的信息時，首先應要求操作者盡量保持現場故障狀態，不做任何處理，這樣有利于迅速精確地分析故障原因。

2、現場檢查到達現場后，首先要驗證操作者提供的各種情況的準確性、完整性，從而核實初步判斷的準確度。由于操作者的水平，對故障狀況描述不清甚至完全不準確的情況不乏其例，因此到現場后仍然不要急于動手處理，重新仔細調查各種情況，以免破壞了現場，使排故增加難度。

3、故障分析根據已知的故障狀況按上節所述故障分類辦法分析故障類型，從而確定排故原則。由于大多數故障是有指示的，所以一般情況下，對照機床配套的數控系統診斷手冊和使用說明書，可以列出產生該故障的多種可能的原因。

4、確定原因對多種可能的原因進行排查從中找出本次故障的真正原因，這時對維修人員是一種對該機床熟悉程度、知識水平、實踐經驗和分析判斷能力的綜合考驗。

5、排故準備有的故障的排除方法可能很簡單，有些故障則往往較復雜，需要做一系列的準備工作，例如工具儀表的準備、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采購甚至排故計劃步驟的制定等等。

下面把電氣故障的常用診斷方法綜列于下。

(1)直觀檢查法這是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的檢查。

①詢問向故障現場人員仔細詢問故障產生的過程、故障表象及故障后果，并且在整個分析判斷過程中可能要多次詢問。

②目視總體查看機床各部分工作狀態是否處于正常狀態(例如各坐標軸位置、主軸狀態、刀庫、機械手位置等)，各電控裝置(如數控系統、溫控裝置、裝置等)有無報警指示，局部查看有無保險燒煅，元器件燒焦、開裂、電線電纜脫落，各操作元件位置正確與否等等。

(2)儀器檢查法使用常規電工儀表，對各組交、直流電源電壓，對相關直流及脈沖信號等進行測量，從中找尋可能的故障。例如用萬用表檢查各電源情況，及對某些電路板上設置的相關信號狀態測量點的測量，用示波器觀察相關的脈動信號的幅值、相位甚至有無，用PLC編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。

(3)信號與報警指示分析法

①硬件報警指示這是指包括數控系統、伺服系統在內的各電子、電器裝置上的各種狀態和故障指示燈，結合指示燈狀態和相應的功能說明便可獲知指示內容及故障原因與排除方法。

②軟件報警指示如前所述的系統軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設有報警顯示，依據顯示的報警號對照相應的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。

(4)接口狀態檢查法現代數控系統多將PLC集成于其中，而CNC與PLC之間則以一系列接口信號形式相互通訊聯接。有些故障是與接口信號錯誤或丟失相關的，這些接口信號有的可以在相應的接口板和輸入/輸出板上有指示燈顯示，有的可以通過簡單操作在CRT屏幕上顯示，而所有的接口信號都可以用PLC編程器調出。

(5)參數調整法數控系統、PLC及伺服驅動系統都設置許多可修改的參數以適應不同機床、不同工作狀態的要求。這些參數不僅能使各電氣系統與具體機床相匹配，而且更是使機床各項功能達到最佳化所必需的。因此，任何參數的變化(尤其是模擬量參數)甚至丟失都是不允許的；而隨機床的長期運行所引起的機械或電氣性能的變化會打破最初的匹配狀態和最佳化狀態。此類故障多指故障分類一節中后一類故障，需要重新調整相關的一個或多個參數方可排除。

(6)備件置換法當故障分析結果集中于某一印制電路板上時，由于電路集成度的不斷擴大而要把故障落實于其上某一區域乃至某一元件是十分困難的，為了縮短停機時間，在有相同備件的條件下可以先將備件換上，然后再去檢查修復故障板。

鑒于以上條件，在拔出舊板更換新板之前一定要先仔細閱讀相關資料，弄懂要求和操作步驟之后再動手，以免造成更大的故障。

(7)交叉換位法當發現故障板或者不能確定是否故障板而又沒有備件的情況下，可以將系統中相同或相兼容的兩個板互換檢查，例如兩個坐標的指令板或伺服板的交換從中判斷故障板或故障部位。這種交叉換位法應特別注意，不僅硬件接線的正確交換，還要將一系列相應的參數交換，否則不僅達不到目的，反而會產生新的故障造成思維的混亂，一定要事先考慮周全，設計好軟、硬件交換方案，準確無誤再行交換檢查。

(8)特殊處理法當今的數控系統已進入PC基、開放化的發展階段，其中軟件含量越來越豐富，有系統軟件、機床制造者軟件、甚至還有使用者自己的軟件，由于軟件邏輯的設計中不可避免的一些問題，會使得有些故障狀態無從分析，例如死機現象。對于這種故障現象則可以采取特殊手段來處理，比如整機斷電，稍作停頓后再開機，有時則可能將故障消除。維修人員可以在自己的長期實踐中摸索其規律或者其他有效的方法。

二、電氣維修與故障的排除

電氣故障的分析過程也就是故障的排除過程，因此電氣故障的一些常用排除方法在上一節的分析方法中已綜合介紹過了，本節則列舉幾個常見電氣故障做一簡要介紹，供維修者參考。

1、電源電源是維修系統乃至整個機床正常工作的能量來源，它的失效或者故障輕者會丟失數據、造成停機。重者會毀壞系統局部甚至全部。西方國家由于電力充足，電網質量高，因此其電氣系統的電源設計考慮較少，這對于我國有較大波動和高次諧波的電力供電網來說就略顯不足，再加上某些人為的因素，難免出現由電源而引起的故障。

2、數控系統位置環故障

①位置環報警。可能是位置測量回路開路；測量元件損壞；位置控制建立的接口信號不存在等。

②坐標軸在沒有指令的情況下產生運動。可能是漂移過大；位置環或速度環接成正反饋；反饋接線開路；測量元件損壞。

3、機床坐標找不到零點。可能是零方向在遠離零點；編碼器損壞或接線開路；光柵零點標記移位；回零減速開關失靈。

篇7

鋼鐵冶金行業對自動化技術的需求比較大，主要是在科學技術發展的帶動下，體現出了自動化技術的優勢。鋼鐵冶金行業的生產規模越來越大，涉及到的工藝和技術呈現復雜化的發展趨勢，需要利用自動化技術，支持鋼鐵冶金行業的發展，分析鋼鐵行業對自動化技術的需求，如下：自動化技術的邏輯控制需求，其在鋼鐵冶金行業中發揮準確的控制作用，提供機械化、信息化的控制方式，落實自動化技術的控制途徑，保障鋼鐵冶金行業的生產效率。鋼鐵冶金行業利用自動化技術實現智能控制，輔助智能化的編程，充分應用自動化的技術與系統，為鋼鐵冶金行業提供可靠的技術支持，確保鋼鐵冶金的效率與效益，有利于鋼鐵冶金行業的綜合化發展，通過自動化技術優化了鋼鐵冶金行業的生產環境，保障多學科的融合化發展，滿足鋼鐵冶金行業對自動化技術的實踐需求。

2自動化技術在鋼鐵冶金行業中的未來發展

自動化技術在鋼鐵冶金行業中起到重要的作用，一方面提高鋼鐵冶金的自動化水平，另一方面改進鋼鐵冶金的生產工藝，體現技術型的控制優勢。自動化技術成為鋼鐵冶金行業的重點，表現出良好的發展趨勢，分析自動化技術的未來發展。

2.1自動化控制的高效性發展鋼鐵冶金行業的自動化技術，其對控制性能的要求比較高，需要具備高效性的特點，由此才能適應鋼鐵冶金行業的發展。現代鋼鐵冶金行業中引進了智能化、數字化的技術，增加了自動化控制的負擔，所以針對自動化技術提出高效性的發展要求，促使其在未來發展中達到高效的規范標準，適應鋼鐵冶金行業的發展需求，最大程度地提高自動化的控制效率。高效性是鋼鐵冶金行業自動化技術的基礎發展，輔助鋼鐵冶金行業改進生產工藝，保障自動化生產的效率。

2.2自動化技術的一體化發展一體化的自動化技術具有集成的特點，其在鋼鐵冶金行業中涉及到電子、電氣等多項技術，推進自動化技術一體化的融合性發展。一體化的自動化技術解決了傳統技術在鋼鐵冶金行業中出現的應用問題，落實一體化的操作途徑。例如：鋼鐵冶金行業自動化技術中的EIC，聯合了儀表、電氣等技術，明確劃分鋼鐵冶金行業中的生產工藝，充分利用邏輯控制的方式，避免出現邏輯上的問題，EIC還能在自動化技術一體化的基礎上，引進運行軟件的應用，提高EIC軟件控制的能力，按照鋼鐵冶金行業的需求，推進EIC的一體化發展，表明自動化技術一體化的應用價值。

2.3低成本發展趨勢低成本是指自動化技術的資源控制，在保障自動化技術準確應用的基礎上，降低鋼鐵冶金行業的資源投入，還要提高自動化技術的運行效益。自動化技術低成本的發展趨勢，需要采用模塊化的發展方式，優化鋼鐵冶金行業的資源配置，而且低成本是現代工業的一種趨勢，其在鋼鐵冶金自動化方面體現出了積極性。例如：冶金行業中的自動化技術，利用IPC模塊，結合CIMS、STD，限制資源投入的規模，有目的的控制成本的投入，打破冶金行業資源高消耗的方式，自動化技術的低成本發展，更有利于自動化技術的應用，展示自動化技術低成本的優勢。低成本已經成為自動化技術在鋼鐵冶金中的一項趨勢，滿足鋼鐵冶金行業的未來需求，體現自動化技術低成本的實踐性。

3結語

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1.1配電自動化的安全系統面臨嚴峻挑戰

進入信息時代之后，科學技術飛速發展，人們的思想觀念和生活方式都發生了很大的改變，在這樣的背景下，我國電網自動化技術也取得了不小的發展，取得了一定的成效。自動化以及計算機技術的發展，為城市電網配電自動化系統建設提供了技術支撐，但是也面臨著嚴峻的安全挑戰，還有一系列的安全問題已經技術問題亟待解決。提起電網自動化，大多數人都不會陌生，但是在科學技術飛速發展的今天，我們也應當意識到，電網自動化建設需要一個長期的過程，并不能一蹴而就。今天，我們享受到的很大一部分的電力服務都還是數十年前的電網設備提供的，在電子設備更新換代速度如此之快的今天，依托數十年前的電網設備給整個城市供電必然要冒著巨大的風險，因此包括我國在內的很多國家都在對老化的電網及其效率、各種環境因素等進行管控，從而一步步改造電網，朝著電網自動化邁進。

1.2配電自動化的通信系統設計存在缺陷

通信系統是實現配電自動化的重要部分，配電自動化系統依靠快速有效的通信手段將指令傳遞給遠方的終端，遠方的終端再將信息反饋給指控中心才能實現配電網絡的正常運轉，如果將配電自動化網絡比作身體，那通信系統就是神經中樞，因此，建設配電自動化必須有合理的通信系統設計。但是目前，我國配電自動化的通信系統設計還存在很多缺陷，難以實現信息的實時傳遞和快速查詢，阻礙了配電網絡功能的正常發揮。

2解決配電自動化系統存在問題的有效對策

2.1提高配電自動化系統的安全性

安全問題一直是配電自動化系統建設需要重點解決的問題，為了提高配電自動化系統的安全性，要從硬件和軟件兩方面下手。首先要將網絡安全和加密作為關注的焦點，運用現代化的手段設計系統安全方案，利用高級物理安全實現無可比擬的低成本IP保護，從而預防克隆以及外設安全認證，還可以通過雙向安全認證、多層加密和物理篡改檢測等方法預防電網遭受網絡攻擊。為了保護硬件的安全，從硬件的制作、安裝到最后的銷毀，產品整個的生命周期都要使用安全的材料并制定周密的安全保護方案，從而防止制作時的合作伙伴訪問私鑰，防止他人開發攻擊系統的途徑。

2.2完善配電自動化的通信系統設計

通信系統是配電自動化系統的神經中樞，如果沒有合理有效的通信系統，配電自動化系統的正常功能就難以實現。廈門采用基于GIS的配電通信網絡管理系統，這一套管理系統分為兩個部分，一部分集成在電網GIS平臺之上，可以對配電通信線路資源進行圖形管理，使工作人員能夠直觀地了解到當前路線的地理連接情況和邏輯拓撲結構等信息；另一部分與GPMS系統集成，能夠實現通信設備的臺賬資源管理。在這個通信系統的支持下，配電自動化人員通過電腦可以快速而便捷地查詢到相關匯接點通信資源的使用情況，包括光纜數量、通信設備數量、端口使用情況等，為自動化方案的設計提供了參考。隨著科學技術的發展和科學研究的進一步深入，現階段通信系統設計中存在的缺陷定能被一一改進。

3結語

篇9

（一）優化配電設計。隨著我國經濟的發展，對能源的需求量也是非常大的，尤其是對新能源的開采利用量更是很大，電能作為新型能源，逐漸的激怒了人們的視野。越來越成為人們備受關注的焦點，國家對電能的運用給予了厚望，當然社會也不例外，在這種情況下，國家投入了大量的財力，對電力系統進行升級改造，并達到了預期的效果。在整個配電網絡中電力系統的正常運轉發揮著重要的作用，我們也把該電力系統與整個配電系統匹配作為重要的環節。在確保電力系統的運轉能實現高效的前提下，把可操控性和穩定性作為重要的控制因素，當然安全性和實用性也必不可少。我們要把電力系統的安全問題放到第一位上，將其作為尚方寶劍懸掛在企業的戰略思維中，全員明確電能的功效強大，和在一定情況下造成的可怕之處，所以，我們要采取相應的措施，把電線網絡的絕緣性落實到實處，其次是在進行線路規劃時，也要將其因素全部考慮進去，其設計和規劃要從全局的角度出發，確保導線之間都能夠實現絕緣距離，從而將危害降到最低。當出現一些惡劣的天氣時，尤其是雷雨天，這個時候最容易出現一些人們不愿意看到的現象，如用電設施的損壞，看似簡單的損壞，它就會影響到人們的日常生活，帶來經濟上的損失，更有甚者會付出生命的代價，因此，我們要把安全意識放到第一位，嚴格落實各項規章制度，使其作為沒有人敢碰的高壓線。

（二）減少電能的傳輸損耗設計。由于我國區域的特征，各個地區各不相同，大小不一。電能通過遍布各地的網絡進行輸送的過程中，電阻在導線上會帶來一定的損失，這損失量每年都是很大的，讓電能在輸送的過程中就白白的浪費，從而使電能的利用率大大的降低了。如何解決上述的問題，那就在電能的利用率放在首位，降低輸送中的消耗率，這就要從減小導線的電阻這下功夫。下面介紹方法來解決上述問題，方法一是根據對供電網絡線路進行合理的設計與布局，本著一些能夠把握的原則，對線路進行相應的規劃，盡可能的做到簡單的直線分布，這樣就能在一定程度上緩解損耗的浪費；方法二是要在變壓器這個器件上做足功夫，讓它盡可能靠近負荷中心，這樣就能在一定程度上緩解損耗的浪費。也在一定程度上解決了損耗的問題；

二、電氣自動化節能技術功能分析

通過上述的分析，我們發現電氣自動化的技能設計尤為重要。我們希望采取一定的措施進行保駕護航，新技術和新思路是必不可缺少的，只有這樣才能保證設備的安全運行，運行的成本在一定程度上也得到了有效控制。在實際的應用過程中，我們要考慮到設計與施工過程中的各個環節，從以下幾個方面出發，進行相應的優化。

（一）無功補償。在電氣自動化系統中，無功功率是相關行業面臨的一個嚴重的問題，也是現實面臨的一個問題，這個問題的出現在一定程度上影響了作業的效率，它占有供配電設備的容量，容量要根據實際情況來確定，其數量也不是小的，而是非常的龐大的，這種現象的出現必然會帶來一系列的影響，這種占有必然會增大了線路的損耗，損耗也帶來一系列的問題，電網的電壓的呈現出來下降的趨勢，電壓一出現下降的趨勢，必然會在一定程度上大幅度影響到電能的質量，電能的質量受到影響后，電網的正常運行是很難保證的。因此，為了實現無功就地平衡，減少各個環節的損耗，我們可以根據實際情況，采取系列的措施，對無功補償設備根據實際情況有針對性的選擇，這樣就會出現一定的成效，能夠有效提高社會和經濟的雙重效益。具體按照下列的情況進行相應的操作，在使用電容器補償時，也要考慮相應的具體參數，不能泛泛的去考慮參數，并且通過調整這些參數來進行相應的確定；也可以有另外的一種選擇，就是選擇無功功率作為投切參數物理量，這樣它會帶來很多的好處，不僅可以有效防止投切振蕩，而且還可以使無功倒送等情況的發生。此外，還要考慮無功補償裝置，要選擇好安裝的方式是非常關鍵的，最好就地安裝，在就地安裝的基礎上實行就地補償，這樣會帶來一系列的良好的連鎖反應，它既減少了無功傳輸，又減少了損耗，從而實現了節能效能的目的。

（二）選擇電壓等級。電壓等級是一個關鍵的指標，所以在日常的操作當中，我們一定要把握好這個指標，它是否合理配置關系到了系統的正常運轉，它也起到了較好的節能效果，所以，在實際的操作中，我們要選擇高壓和低壓配電是一個非常重要的環節，當然處理好高壓和低壓配電的電壓等級的關系就顯得更是重要了，另一方面，如何確定供電電壓，這也是該領域重點關注的一個問題，我們不能孤立的看待這個問題，要站在全局的角度來看待，它不是考慮單一的因素，我們要根據處于的實際環境重要的考慮，這里講的考慮是指要考慮全面的因素，要把設施的整體情況一并考慮進去，根據設施的自身特點，進行相應的配套匹配。

（三）照明節能。在電氣自動化的使用過程中，節能設計一直貫穿始終，照明就是一種很好的方式，我們在實際運用中是可實現的，在具體的操作過程中，照明節能可通過以下兩種方式來實現，一種方法是把高效光源作為利用對象，來改造傳統的白熾燈，雖然它有簡單便宜的優勢，但是它的發光的效率低下是難以改變的；另一種方式就是把自然光充分的利用起來，這就需要對構筑物進行相應的改造，把門窗進行擴大，或者是對建筑物朝向進行改造。以上兩種方法都能實現電器自動化。

三、結束語

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IP，又稱為互聯網協議，其主要作用是用來解決各種網絡在互聯網的連接和通信上存在的問題。IP技術的在主要應用原理是將各種數據編碼成數據部分，并附加具有尋址、轉發以及路由選擇功能的包頭，然后，通過傳輸介質傳輸到目的端，解碼后上傳給上層應用。上世紀末期，伴隨著計算機網絡技術以及信息技術的發展，IP技術也進入了高速發展階段，并迅速實現了對視頻、音頻等網絡業務進行承載和傳輸。而經過近些年的發展，技術人員已經通過研制MPEG-4、H.264、WMA、PAC等編碼解碼技術成功解決了以往不同業務在對IP包進行壓縮編碼及在網絡上傳輸的問題，使IP技術能夠更好的承載和傳輸各種網絡業務。

2電力通信自動化現狀

2.1電力通信網絡構成電力通行網絡主要由調度數據網和管理信息系統網絡兩個模塊組成。其中，調度數據網是整個電力通信網絡調度和控制的基礎平臺，通過該平臺，能夠順利、高效的對輸配電線路、變電站、電廠等電力系統基礎設備進行監測和控制。管理信息系統是整個電力企業的經營管理系統，主要包括生產管理子系統、營銷管理子系統、辦公自動化子系統等，通過這些系統，能夠實現對電力企業的生產和經營進行管理。

2.2網絡特點

2.2.1安全性為了保證調度數據網的安全性，首先，應該加強對一些比較重要的網絡的管理，比如，財務管理信息系統、人力資源管理信息系統以及電費結算管理信息系統等；其次，應該設置網絡防火墻，保證各網絡的安全性，避免遭受網絡攻擊或者是發生信息泄露等問題；最后，應該通過IDS等監控方式對訪問WAN的用戶進行限制，如果發現訪問用戶非內部用戶，要立即禁止其訪問權，以提升網絡的安全性。

2.2.2可靠性與實時性調度數據網絡對遙測、遙調、遙信、遙控、遙視量以及遙脈的采集以及二次保護信息等專用信息在專用光纜纖芯中的傳輸，對可靠性與實時性都有著比較高的要求，因此，電力系統應該要具有比較高的可靠性和實時性。

3基于IP的電力系統通信方式分析

3.1IPoverATMATM是一種異步傳輸模式，其最初的設計目的是為了能夠為數字通信傳輸寬帶綜合業務提供一種能夠將所有數據傳輸集成到相同構架的傳輸方式。ATM的傳輸方式是在固定長度的信元中封裝帶有信元頭的信息段，進而實現數據在網絡中的傳輸。信元頭包含了信元的地址、糾錯碼、業務控制以及維護信息，是ATM實現數據傳輸的主要憑借，其具體格式，如圖1所示。

3.2IPoverSDHIPoverSDH是一種通過SDH光纖實現IP業務傳輸的物理網絡傳輸模式,在該模式中，IP包的封裝的參考協議是點對點協議(PPP)，在PPP幀的信息段中插入IP分組。然后，經過SDH通道層將其映射到同步凈荷中,通過幀層和段層，并加上相應的開銷，使其進入光層傳輸。在SDH中,SDH支撐IP網的主要方式是鏈路方式,同時，利用該方式還能夠有效提升數據點對點的傳輸速率。另外，在SDH中，通過映射、定位校準以及復用可以在SDH幀結構的凈負荷區內裝入各種支路信號，進而得到標準的STM-N傳送模塊,其具體復用映射結構。

3.3IPoverWDMWDM是一種通過復用技術直接實現在光層中對數據進行傳輸的傳輸技術，其基本工作原理，是直接將光纖和光耦合器連接在一起,然后利用光纖將輸入端和輸出端連接在一起，利用光耦合器分開或者是組合各波長。在發送端,對不同波長的光信號進行組合(復用)，并將其送入1根光纖中進行傳輸；在接收端,分考（解復用）組合光信號，并將其送入不同終端。

4各IP電力通信方式特點及選擇

IPoverATM具有支持業務廣、傳輸可靠性高以及控制方式多的特點，比較適用于系統內音頻數據、視頻業務傳輸以及各級管理信息系統網絡組網等業務。IPoverSDH具有帶寬和傳輸速率高、點對點傳輸能力強、自愈能力強以及構建成本比較低等特點，比較適用于縣下一級各營業處以及服務中心和通信中心的通信業務。IPoverWDM是一種應用了復用技術的全新的通信模式，具有網絡管理簡單、模式實現簡單以及傳輸速率高等特點，比較適用于省、市級主干網絡的互聯互通業務。

5結束語