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關(guān)鍵詞:電氣;自動化;電氣工程
中圖分類號:TM76文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1673-0038(2015)47-0080-02
作者簡介:李?。?976-),男,河南省省直住宅小區(qū)服務(wù)中心,工程師,工學(xué)學(xué)士,工程碩士,主要研究方向為變配電站和配電系統(tǒng)的綜合自動化.李曉峰(1971-),男,武漢理工大學(xué)工程訓(xùn)練中心,高級工程師,工學(xué)學(xué)士
當(dāng)今,電氣工程在日常生產(chǎn)生活中具有非常關(guān)鍵的作用,它既能保證我國國民生活水平的穩(wěn)步提升,更是維持社會穩(wěn)定秩序的先決條件。電氣和自動化設(shè)計在電氣工程中有效融合對電氣工程的發(fā)展具有十分重要意義,它對優(yōu)化生產(chǎn)流程,科學(xué)合理分配資源能源,提升電氣工程整體水平具備關(guān)鍵作用。
1電氣自動化設(shè)計
1.1實現(xiàn)電氣工程設(shè)備的集控
電氣工程的處理器系統(tǒng)負(fù)責(zé)全部電力工程安全運行的處理工作,總體來看,電力系統(tǒng)需采取監(jiān)控的部分較多,直接增加了運行人員的任務(wù)量,太多的監(jiān)控點同樣提升了電纜的使用量,增加了施工成本,最終影響電力公司的效益。此外,線纜太長對電力系統(tǒng)運行的精度也會產(chǎn)生不良影響,輸配電負(fù)荷的提升也會造成系統(tǒng)出現(xiàn)安全事故。所以,需通過電氣和自動化對電氣工程的設(shè)備實行集控,進而提升電氣系統(tǒng)的運行成效。
1.2應(yīng)用遠(yuǎn)程控制模式
電氣工程包括的內(nèi)容多,涵蓋的范圍較廣,工程中需使用很多電纜,而輸電距離越長,采取集控方式越難,這是電力產(chǎn)業(yè)亟需解決的難點。當(dāng)前,電力公司多應(yīng)用自動化設(shè)計方式,應(yīng)用遠(yuǎn)程控制的模式,其一方面減少了運行人員和設(shè)備之間的距離,另一方面降低了電纜的使用量,壓縮了投入成本,提高了運行和管理成效,大大提高了系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。
1.3應(yīng)用現(xiàn)場總線模式
當(dāng)前,電氣工程中更多的采用現(xiàn)場總線監(jiān)控模式,由于其監(jiān)控具備優(yōu)良的針對性,可以運用合理的應(yīng)對方案針對工程現(xiàn)場距離的差異。所以,現(xiàn)場總線監(jiān)控方式在降低設(shè)備使用量的前提下,減少了成本投入。此外,現(xiàn)場總線監(jiān)控方式也具備遠(yuǎn)程監(jiān)控功能,使用更少的電纜,對工程中全部裝置實行工程現(xiàn)場安裝,且利用信息通信模式對電氣裝置實行整合,以實現(xiàn)對電氣系統(tǒng)運行的全程進行監(jiān)控。該方式切實降低了投入成本,提升了運行成效,很大程度提升了電氣工程運行的安全性和可靠性。
2電氣和自動化設(shè)計在電氣工程中的融合
2.1電氣和自動化設(shè)計和繼電保護設(shè)備的融合方式
電氣工程的繼電保護設(shè)備通常是在供電出現(xiàn)突然斷電或者其他突發(fā)異常狀況的時候,第一時間向控制中心進行告警,自主斷開電路,確保電氣裝置的安全,防止出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故。而保護裝置發(fā)生問題,一般表現(xiàn)為保護拒動與誤動兩種方式。拒動問題通常是當(dāng)電氣系統(tǒng)出現(xiàn)問題或方式其他突發(fā)狀況的時候,繼電保護設(shè)備不能在第一時間采取斷電措施,不能有效起到保護線路的功能;誤動問題就是電力系統(tǒng)運行正常,線路未出現(xiàn)任何故障的情況下,繼電保護設(shè)備本身出現(xiàn)錯誤的判斷,采取了錯誤的保護動作或是傳達不正確的告警信號,導(dǎo)致電氣系統(tǒng)發(fā)生整體混亂。
2.2變電所的自動化系統(tǒng)
電氣和自動化與變電所系統(tǒng)有效融合,能夠使其成為全面的綜合計算機監(jiān)測系統(tǒng),可以把自動化設(shè)備、信號監(jiān)管、繼電保護設(shè)備以及測量設(shè)備實行全方位的內(nèi)容整合、重組以及完善,合理革新技術(shù),確保其跟上時代步伐與用電客戶的用電需求。此外,變電所綜合性自動化系統(tǒng)能夠針對變電所內(nèi)部的通訊、線路、裝置和計算機系統(tǒng)應(yīng)用新式的科學(xué)技術(shù),進而實行全方位的檢測,充分發(fā)揮適時監(jiān)控、電力檢測以及通訊控制性能,推進變電所綜合性自動化系統(tǒng)向著集成化與智能化方向邁進,并且確保了變電所電力供應(yīng)的安全性和穩(wěn)定性。
2.3電氣和自動化設(shè)計與電廠分散控制系統(tǒng)的融合方式
把電氣和自動化技術(shù)與電廠分散控制系統(tǒng)有效融合,能夠?qū)Ω黝愲娏ρb置工作中的有關(guān)參數(shù)采取實時報備方式,實時檢測各類電氣裝置的工作狀態(tài),滿足電廠對發(fā)電過程中的監(jiān)控與監(jiān)測要求,從根本上確保發(fā)電質(zhì)量和發(fā)電效率,以保證電力系統(tǒng)工作穩(wěn)定。
3電氣和自動化在電氣工程中融合的發(fā)展前景
電氣工程穩(wěn)定的發(fā)展依靠電氣系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性,若要切實有效的進行該項工作,則需使電氣和自動化設(shè)計在電力工程中有效融合,以先進科技為基礎(chǔ),使電氣系統(tǒng)的所有性能充分的發(fā)揮。電氣和自動化技術(shù)消除了原有電氣設(shè)備存在的問題和弊端,可以通過計算機技術(shù)和數(shù)字信息技術(shù)確保運行的精度和效率。但任何事情均有雙面性,盡管電氣和自動化技術(shù)可以保證電氣工程安全穩(wěn)定,確保電氣系統(tǒng)穩(wěn)定工作方面具備先進的技術(shù),可目前電氣和自動化技術(shù)依然不夠健全,尚處于初級階段,在電氣工程中的運用還不夠成熟,不可避免的會發(fā)生技術(shù)不夠全面或電力系統(tǒng)本身的問題。比如,繼電保護設(shè)備發(fā)生問題,不能達到變電系統(tǒng)的任務(wù)要求、電網(wǎng)系統(tǒng)超出負(fù)荷值、計算機系統(tǒng)的內(nèi)外電壓標(biāo)準(zhǔn)高、工作成效無法滿足人工服務(wù)指標(biāo)等各類情況,導(dǎo)致目前電氣和自動化技術(shù)無法確保速度和質(zhì)量的同時提高,對電氣工程的運行效率與運行質(zhì)量產(chǎn)生很大影響。
4總結(jié)
綜上所述,電氣和自動化在電氣工程中的融合是目前電氣行業(yè)發(fā)展的主要方向,也是有關(guān)技術(shù)與裝置進步的重要指標(biāo),它能切實滿足電氣工程的智能化與自動化要求,優(yōu)化電氣工程的規(guī)劃與施工環(huán)節(jié),提升生產(chǎn)成效,減少生產(chǎn)周期與生產(chǎn)運營成本,并消除專業(yè)差異的人員共同工作時發(fā)生的問題,確保電氣工程質(zhì)量。所以,有關(guān)工作人員需提高重視程度,持續(xù)研發(fā)創(chuàng)新,最終促進我國電氣工程的進步。
參考文獻
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1、加強控制設(shè)備可靠性研究的重要意義
1.1可靠性提高產(chǎn)品質(zhì)量
對于電氣自動化控制設(shè)備來說,其質(zhì)量的高底,在很大程度上受到可靠性的影響,或者說可靠性是衡量電氣自動化設(shè)備質(zhì)量的一個十分重要的指標(biāo)。對于電氣自動化控制設(shè)備來說,具有較高的可靠性就意味著在實際的運行和使用過程當(dāng)中能夠,盡可能的減少故障發(fā)生的概率,能夠有效的防治故障給生產(chǎn)帶來的影響,節(jié)約維修資金。因此電氣自動化控制設(shè)備的可靠性是其質(zhì)量的核心所在。
1.2可靠性可以增加市場份額
對于電氣自動化控制設(shè)備來說,具有良好的可靠性,能夠保證運行過程當(dāng)中盡可能減少故障發(fā)生的概率,因此能夠有效的提高自身的市場競爭力,吸引大量的客戶,在激烈的市場競爭當(dāng)中不斷的發(fā)展壯大。當(dāng)前隨著電氣自動化控制技術(shù)的不斷發(fā)展,相關(guān)控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性越來越高,功能也越來越強大,因此對于設(shè)備的可靠性的要求也越來越高,只有具有高度可靠性的產(chǎn)品才能夠獲得良好的發(fā)展。
2、控制設(shè)備的可靠性現(xiàn)狀
2.1工作環(huán)境、使用及維護不當(dāng)
由于電氣自動化控制設(shè)備被廣泛應(yīng)用于各個行業(yè),因此其面臨著十分復(fù)雜的工作環(huán)境。很多設(shè)備工作環(huán)境比較惡劣,環(huán)境因素成為影響設(shè)備可靠性的一個十分重要的因素。
2.1.1氣候條件??刂圃O(shè)備工作的場所的溫度、空氣濕度以及空氣中的污染物都回影響設(shè)備的可靠性,加速設(shè)備當(dāng)中一些比較敏感的電子元件的老化和損壞,導(dǎo)致性能降低、動作不準(zhǔn)等,甚至發(fā)生嚴(yán)重的故障。
2.1.2機械條件。在很多需要移動或者是震動較大的機械當(dāng)中也需要使用電氣自動化控制設(shè)備,這些機械在運動過程當(dāng)中產(chǎn)生的震動、沖擊等有可能造成設(shè)備元件損壞,長期下來還會導(dǎo)致金屬產(chǎn)生疲勞,從而導(dǎo)致設(shè)備可靠性大大降低。
2.1.3電氣自動化控制設(shè)備當(dāng)中存在大量結(jié)構(gòu)比較精細(xì)的電子元件,這些電子元件對于干擾十分敏感。如果設(shè)備工作環(huán)境中存在大功率用電器,產(chǎn)生的電磁波有可能對設(shè)備造成干擾,導(dǎo)致設(shè)備控制精度下降,工作狀態(tài)不穩(wěn)定,甚至發(fā)生故障。還有一些操作人員本身并不具備專業(yè)的操作技能,在操作過程當(dāng)中沒有嚴(yán)格按照相應(yīng)的規(guī)章制度來進行,從而導(dǎo)致設(shè)備運行參數(shù)錯誤,對相關(guān)的設(shè)備缺乏必要的保養(yǎng),都會導(dǎo)致設(shè)備工作性能下降,導(dǎo)致可靠性降低。
2.2元器件質(zhì)量低下
電氣自動化控制設(shè)備當(dāng)中存在大量的精密的電子元件,這些電子元件質(zhì)量的好壞和精度的高低對于電氣設(shè)備的可靠性具有直接的影響。很多控制設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)在采購的過程當(dāng)中沒有進行嚴(yán)格的把關(guān),使用了一些達不到標(biāo)準(zhǔn)的劣質(zhì)電子元件,再加上沒有建立完善的質(zhì)量控制體系,導(dǎo)致控制設(shè)備中使用的電子元件達不到相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),從而嚴(yán)重的影響了設(shè)備的可靠性。
2.3提高控制設(shè)各的可靠性對策
要提高電氣自動化控制設(shè)備的可靠性,必須根據(jù)控制設(shè)備的特點,采用相應(yīng)的可靠性設(shè)計方法,從元器件的正確選擇與使用、散熱防護、氣候防護等人手,使系統(tǒng)可靠性指標(biāo)大大提高。
2.3.1在控制設(shè)備設(shè)計階段,研究產(chǎn)品與零部件技術(shù)條件,分析產(chǎn)品設(shè)計參數(shù),研討和保證產(chǎn)品性能和使用條件,正確制定設(shè)計方案;其次,根據(jù)產(chǎn)量設(shè)定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式和產(chǎn)品類型。因為產(chǎn)量的大小決定著生產(chǎn)批量的規(guī)模,生產(chǎn)批量不同,其生產(chǎn)方式類型也不同,因而其生產(chǎn)經(jīng)濟性也不同;同時,運用價值工程觀念,在保證產(chǎn)品性能的條件下,按最經(jīng)濟的生產(chǎn)方法設(shè)計零部件;在滿足產(chǎn)品技術(shù)要求的條件下,選用最經(jīng)濟合理的原材料和元器件,以求降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本;全面構(gòu)思,周密設(shè)計產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),使產(chǎn)品具有良好的操作維修性能和使用性能,以降低設(shè)備的維修費用和使用費用。
2.3.2從生產(chǎn)角度來說,設(shè)備中的零部件、元器件,其品種和規(guī)格應(yīng)盡可能少,盡量使用由專業(yè)廠家生產(chǎn)的通用零部件或產(chǎn)品。在滿足產(chǎn)品性能指標(biāo)的前提下,其精度等級應(yīng)盡可能低,裝配也應(yīng)簡易化,盡量不搞選配和修配,力求減少裝配工人的體力消耗,便于自動流水生產(chǎn)。
2.3.3電子元器件的選用準(zhǔn)則。根據(jù)電路性能的要求和工作環(huán)境的條件選用合適的元器件,元器件的技術(shù)條件、技術(shù)性能、質(zhì)量等級等均應(yīng)滿足設(shè)備工作和環(huán)境的要求,并留有足夠的余量;優(yōu)先選用經(jīng)實踐證明質(zhì)量穩(wěn)定、可靠性高、有發(fā)展前途的標(biāo)準(zhǔn)元器件,不選用淘汰和禁用的元器件;應(yīng)最大限度地壓縮元器件的品種規(guī)格,減少生產(chǎn)廠家,提高它們的復(fù)用率;優(yōu)先選用有良好的技術(shù)服務(wù)、供貨及時、價格合理的生產(chǎn)廠家的元器件。
2.3.4控制設(shè)備的散熱防護。溫度是影響電子設(shè)備可靠性最廣泛的一個因素。電子設(shè)備工作時,其功率損失一般都以熱能形式散發(fā)出來,尤其是一些耗散功率較大的元器件,散熱器上有多個肋片時,應(yīng)選用肋片間距大的散熱器;半導(dǎo)體分立器件外殼與散熱器間的接觸熱阻應(yīng)盡可能小,應(yīng)盡量增大接觸面積,接觸面保持光潔,必要時在接觸面上涂上導(dǎo)熱膏或加熱絕緣硅橡膠片,借助于合適的緊固措施保證緊密接觸;散熱器要進行表面處理,使其粗糙度適當(dāng)并使表面呈黑色,以增強輻射換熱;對于熱敏感的半導(dǎo)體分立器件,安裝時應(yīng)遠(yuǎn)離耗散功率大的元器件。
從上面可以看出來,電氣自動化控制設(shè)備的可靠性在很大程度上受到很多不同因素的影響。任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都有可能造成電氣設(shè)備可靠性的降低。因此,在電氣自動化設(shè)備的使用過程當(dāng)中,一定要做好相應(yīng)的維護工作,采取相應(yīng)的技術(shù)措施和管理手段,保證控制設(shè)備朐工作性能,確保設(shè)備的可靠性。
參考文獻:
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【關(guān)鍵詞】電氣自動化;自來水廠;設(shè)備;維護
人們在日常的生產(chǎn)和生活中所用的自來水都是自來水廠經(jīng)過嚴(yán)格的處理、消毒之后運用輸水管網(wǎng)向各家各戶輸送的。自來水廠的標(biāo)準(zhǔn)達到了國家飲水的標(biāo)準(zhǔn)要求,自來水廠是城市服務(wù)中非常重要的設(shè)施,與人們?nèi)罕姷纳钣兄o密的聯(lián)系。它主要是利用取水泵將來自江河湖泊和地下、地表的水源經(jīng)過消毒、沉淀和過濾等程序后在由泵站傳送到群眾家中的。在自來水生產(chǎn)過程中將電氣自動化應(yīng)用進對于自來水廠的發(fā)展具有極其重要的意義,不僅可以有效的確保供水的安全和優(yōu)質(zhì)同時,也確保了供水生產(chǎn)的科學(xué)、高效和合理性,使供水企業(yè)內(nèi)部發(fā)展具有一致性更利于供水作用的發(fā)揮特別是在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的前提下,供水企業(yè)要想加快現(xiàn)代化的發(fā)展步伐電氣自動化的應(yīng)用具有迫切性和必然性。
1 自來水廠電氣自動化應(yīng)用的主要設(shè)備
水廠電氣自動化系統(tǒng)需要分為四個工作站即水源站、加藥站、濾池站和送水泵站同時還需要對供水系統(tǒng)、加氯系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)和加藥系統(tǒng)進行自動化通過設(shè)立一個中心控制好來對整個自來水廠進行統(tǒng)一調(diào)度電氣自動化系統(tǒng)由三層結(jié)構(gòu)組成分別為信息管理層、控制層和檢測執(zhí)行層。
1.1 視頻監(jiān)控設(shè)備監(jiān)控設(shè)備主要由攝像機、硬盤錄像機和監(jiān)視器所組成,在這些組成設(shè)備中對于攝像機的要求較高需要高性能,而且經(jīng)國家防爆認(rèn)證的品牌攝像機,而對于室內(nèi)使用的攝像機則以一體化快球攝像機為主,室外則以彩色低照度攝像機為主,這樣對于系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠的運行具有極其重要的意義。
1.2監(jiān)控系統(tǒng)主機監(jiān)控系統(tǒng)主要是對自來水廠的所有電氣自動化系統(tǒng)實施監(jiān)視、控制和數(shù)據(jù)采集,其主要功能有運用通信通道向各個遠(yuǎn)程終端單元采集主要工藝參數(shù)及運行狀態(tài)。向每個被控站發(fā)送控制指令,通過站控系統(tǒng)執(zhí)行完成運行參數(shù)采集及狀態(tài)、動態(tài)趨勢、歷史趨勢和模擬流程顯示等運行事件對資料的存儲和記錄、運行報表和事故狀態(tài)報告打印、數(shù)據(jù)處理以及系統(tǒng)故障檢測和報警。
1.3 數(shù)據(jù)采集卡根據(jù)實際需要和對各種PCI型號的數(shù)據(jù)采集卡進行比較,最后選擇PCI1711這種數(shù)據(jù)采集卡PC-1711是12位的低損耗多功能采集卡,具有獨特的電路設(shè)計和完善的數(shù)據(jù)采集與控制功能,支持即插即用具有FIFO的高速緩存河靈活設(shè)定輸入類型和范圍具有16通道單端模/數(shù)輸入16通道數(shù)字I/O和2通道數(shù)模輸出采集速率可達100kHz一可編程的計勃計時器可作為A/D轉(zhuǎn)換的速度觸發(fā),同時具有通道自動搜索功能內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有單端模擬輸入通道、模擬輸出通道和觸發(fā)源連接三部分用戶,可以根據(jù)每個通道不同的輸入電壓類型來進行相應(yīng)的輸入范圍設(shè)定所選擇的增益值將儲存在SRAM中這種設(shè)計保證了為達到高性能數(shù)據(jù)采集所需的多通道和高速采樣。
1.4傳感器:(1)對壓力監(jiān)測時采用DPM100數(shù)字壓力表DPM100數(shù)字壓力表,主要由壓力傳感器和信號處理電路組成壓力傳感器性能優(yōu)越具有精度高航腐蝕航?jīng)_擊航震動高穩(wěn)定性無充油介質(zhì)等優(yōu)點,信號處理電路采用最新超低功耗處理器和信號處理芯片及電源管理芯片組成,采用大容量6V高性能鏗電池以保證儀表精度,性能和工作時間,設(shè)計合理,精妙對傳感器進行了非線型校正和溫度補償?shù)耐瑫r具備高效率和超低功耗等特性。(2)對流量監(jiān)測我們采用FR820數(shù)字流量計FR820數(shù)字流量計是一種由渦輪流量傳感器和智能積算儀組成的一體化流量測量數(shù)字儀表該流量計可直接安裝在管道上,替代由渦輪流量傳感器渦輪信號放大器、流量積算儀三部分組成的測量系統(tǒng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便并具有較低的生產(chǎn)成本、安裝費用和較高的測量精度。
2 自來水廠自動化設(shè)備的維護
水廠電氣自動化系統(tǒng)作為一個智能的控制系統(tǒng),其在長期生產(chǎn)過程中有效的提高了水廠的生產(chǎn)能力降低了員工的勞動強度,確保了生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性。但在長期運行過程中不可避免的會有故障發(fā)生廠旦發(fā)生故障不能及時進行修理維護,則會導(dǎo)致生產(chǎn)工藝的自動化系統(tǒng)變?yōu)榘胱詣踊到y(tǒng),所以對于電氣自動化系統(tǒng)進行維護具有極為重要的意義。目前對于水廠自動化系統(tǒng)普遍存在一些問題,由于自動化配件具有更新快的特點這樣就導(dǎo)致水廠自動化系統(tǒng)中的配件出現(xiàn)問題時出現(xiàn)了更換上的困難部分配件早已停產(chǎn),所以無法購置到相同型號和規(guī)格的配件,而且常規(guī)的配件采購渠道也存在著不暢通的情況,再加之缺乏高素質(zhì)的電氣自動化人才這樣就導(dǎo)致自動化系統(tǒng)出現(xiàn)故障后較長時間內(nèi)處不到具體的維修,在很大程度上影響了電氣自動化系統(tǒng)在自來水廠應(yīng)用過程中各項性能的有效發(fā)揮。
3 電氣自動化人才培養(yǎng)
自來水廠電氣自動化的應(yīng)用過程中其維護具有極其重要性。維護方法中極為重要的一部分即是需要加強對電氣自動化人才的培養(yǎng),自來水廠電氣自動化系統(tǒng)安裝完成后在后期的使用過程中維護工作極其重要,這就需要具有高素質(zhì)和高技術(shù)水平的電氣自動化人才,這才是確保電氣自動化能夠穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。對電氣自動化人才培養(yǎng)的最好的辦法就是在電氣自動化系統(tǒng)安裝時,讓員工直接接觸控制設(shè)備與安裝人員一起經(jīng)歷自動化系統(tǒng)安裝、調(diào)試的整個過程,這將使員工對新系統(tǒng)增強感性認(rèn)識,操作人員能更好理解系統(tǒng)為何按某一特定方式安裝為應(yīng)付突然出現(xiàn)的故障及惡劣運行環(huán)境下維護做好準(zhǔn)備。另外焙養(yǎng)員工掌握自動化控制基本理論掌握自動化控制系統(tǒng)的分析和常用生產(chǎn)控制系統(tǒng)的設(shè)計方法,具備電氣設(shè)備的安裝、調(diào)試、運行和維修能力是現(xiàn)階段供水企業(yè)的重要問題。
由于人口的不斷增加同時經(jīng)濟的快速發(fā)展人們在生產(chǎn)生活中對水的需求量不斷增加,為了確保自來水企業(yè)能夠更好的做好各項生產(chǎn)和服務(wù)工作,則需要加快電氣自動化的應(yīng)用有效提高自來水廠生產(chǎn)運行自動化的水平,對管網(wǎng)的運行情況進行監(jiān)視確保網(wǎng)絡(luò)運行的可靠性和通訊的完整性,為自來水廠的生產(chǎn)、服務(wù)、經(jīng)營和管理提供多方面的技術(shù)支撐,確保企業(yè)運行的不斷優(yōu)化在電氣自動化應(yīng)用過程中經(jīng)濟效益的增加,電氣自動化系統(tǒng)在應(yīng)用上具有較大的便利性,而且性能和經(jīng)濟性也較好有效的保證了供水企業(yè)的投資利益的實現(xiàn)。
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【關(guān)鍵詞】電氣自動化;掘進工作面
1 引言
自從上個世紀(jì)九十年代以來,隨著以計算機技術(shù)為代表的信息技術(shù)在企業(yè)的經(jīng)營、管理、設(shè)計和制造中得到日益廣泛深入的應(yīng)用,世界煤炭工業(yè)的大公司和發(fā)達國家的煤炭生產(chǎn)企業(yè)在技術(shù)發(fā)展和自身競爭需求的推動下,迅速由生產(chǎn)過程自動化向企業(yè)自動化、信息化的轉(zhuǎn)變,對擴大經(jīng)營規(guī)模并有效控制經(jīng)營成本,提升企業(yè)的核心競爭力起到巨大的推動作用。目前,在世界煤炭工業(yè)的大公司和發(fā)達國家的煤炭生產(chǎn)企業(yè)中,企業(yè)自動化、信息化的水平已經(jīng)達到相當(dāng)高的程度。通過企業(yè)自動化、信息化的建設(shè),改進了企業(yè)的生產(chǎn)工藝和流程,極大地提高了生產(chǎn)效率,為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中的信息獲取、存儲、處理、傳輸?shù)葎?chuàng)造了條件,為企業(yè)擴大經(jīng)營并有效控制經(jīng)營成本提供了有力的技術(shù)手段。
我國煤炭企業(yè)自動化、信息化的建設(shè)起步并不晚,但自動化的水平與其他行業(yè)相比而言還是相對較低。企業(yè)自動化、信息化的系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用絕大部分仍然停留在重復(fù)的單項開發(fā)和單項應(yīng)用的水平上,形成了一個個的“信息孤島”;部分企業(yè)建立了計算機網(wǎng)絡(luò),但大多數(shù)也只是空網(wǎng),沒有充分發(fā)揮其效用,即使有部分應(yīng)用也是各自獨立,各子系統(tǒng)之間沒有共享數(shù)據(jù)。目前,很少有煤炭企業(yè)建成完善的自動化管理信息系統(tǒng),只有少數(shù)企業(yè)初步實現(xiàn)了基本的應(yīng)用系統(tǒng)集成,建成了管理信息系統(tǒng)雛形。礦井的自動化、信息化所包含的內(nèi)容非常多,比如礦井的自動采煤系統(tǒng)、自動掘進系統(tǒng)、自動運輸系統(tǒng)、自動提升系統(tǒng)等等,而本文主要談?wù)勲姎庾詣踊诰蜻M工作面的應(yīng)用。
2 電氣自動化在掘進工作面的應(yīng)用
掘進工作面自動化控制技術(shù)的研究就是要實現(xiàn)掘進工作面生產(chǎn)過程的自動化,以減輕工人勞動強度,提高生產(chǎn)效率;實現(xiàn)對主要生產(chǎn)設(shè)備工況的實時在線監(jiān)測,及時發(fā)現(xiàn)故障隱患,及時采取措施避免設(shè)備損壞,提高設(shè)備正常開機率;將掘進工作面的相關(guān)信息及時傳輸?shù)降孛妫⑼ㄟ^計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)共享,達到生產(chǎn)管理的信息化。下面主要從電氣自動化在掘進工作面除塵系統(tǒng)的應(yīng)用、電氣自動化在掘進工作面工藝設(shè)備中的應(yīng)用、電氣自動化在掘進工作面的系統(tǒng)集成這三個方面進行簡要的論述。
2.1 電氣自動化在掘進工作面除塵系統(tǒng)的應(yīng)用
掘進工作面割煤作業(yè)過程中無防塵措施時,工作面粉塵濃度可達 2000~3000 mg/m3,在采取內(nèi)外噴霧措施后,其截煤時的粉塵濃度可達200~500 mg/m3,仍威脅著安全生產(chǎn)及工人的身體健康,對掘進自動化工作面建設(shè)存在一定影響。為了保證安全,保護工人的身體健康,為掘進自動化工作面建設(shè)創(chuàng)造條件,必須采取有效的防塵降塵措施。
掘進自動化工作面采用了KCS-400L礦用掘進濕式離心除塵系統(tǒng),該技術(shù)除塵效果好,能有效降低工作面粉塵濃度95%左右。該系統(tǒng)由旋轉(zhuǎn)風(fēng)流發(fā)生器(附壁風(fēng)筒)和礦用離心濕式除塵器兩部分組成。附壁風(fēng)筒將壓入式風(fēng)機的供風(fēng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)風(fēng)墻,將工作面的產(chǎn)塵逼至窩頭附近,通過除塵風(fēng)機產(chǎn)生的負(fù)壓力,將煤塵經(jīng)負(fù)壓風(fēng)筒吸至除塵器中,經(jīng)過離心濕式除塵器的過濾將煤塵濕化隨水排走,除塵器尾部則排除新鮮的風(fēng)流。
通過采用該除塵系統(tǒng)將綜掘工作面產(chǎn)生的粉塵封鎖在司機位前方,再通過除塵器將工作面沒有被噴霧沉降的所有粉塵全部收集起來,然后將其凈化掉,從而全面改善機掘工作面空間的粉塵污染,改善了掘進工作面工作環(huán)境,保證了掘進自動化工作面對工作環(huán)境的要求。
2.2 電氣自動化在掘進工作面工藝設(shè)備中的應(yīng)用
在工作面控制室安裝一臺KTC 101控制器,通過Modbus/RS485通訊協(xié)議接入工業(yè)以太環(huán)網(wǎng),實現(xiàn)地面主機的數(shù)據(jù)集成與監(jiān)控,將跑偏、堆煤、煙霧、速度、溫度、電機電流等保護接入控制器,同時將掘進機的狀態(tài)、皮帶電機開關(guān)、工作面除塵風(fēng)機開關(guān)等的控制引入控制器,實現(xiàn)自動化掘進工作面設(shè)備之間的信號閉鎖及集中控制。通過掘進面集中控制室的KTC 101系統(tǒng)控制器,根據(jù)實際情況選擇不同的控制方式,則控制器將按照邏輯啟停掘進皮帶,實現(xiàn)掘進工作面皮帶運輸?shù)淖詣涌刂啤?/p>
此外,通過控制器采集運輸系統(tǒng)的實時工況信息,對運輸系統(tǒng)進行實時的監(jiān)測,當(dāng)有異常情況時自動進行報警,并通過交換機傳入工業(yè)以太環(huán)網(wǎng),以實現(xiàn)掘進工作面運輸信息的地面終端顯示。
2.3 電氣自動化在掘進工作面的系統(tǒng)集成
系統(tǒng)集成通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為三級,即信息層、傳輸層和監(jiān)控層。
2.3.1 信息層
地面設(shè)置服務(wù)器,運行系統(tǒng)集成軟件。主要功能有:
(1)從工作面主控計算機采集數(shù)據(jù):包括工作面集控信息、掘進機信息、工作面運輸信息等。
(2)將采集的數(shù)據(jù)進行集中顯示、存儲、打印和數(shù)據(jù)傳輸。
(3)運程診斷:對與系統(tǒng)維護者,可以通過地面主機對工作面的主機進行遠(yuǎn)程診斷和參數(shù)調(diào)整。
(4)OPC接口:提供與第三方集成商的數(shù)據(jù)交互通道。
2.3.2 傳輸層
本層在工作面控制室設(shè)置一臺礦用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)交換機,采用兩芯光纖傳輸。各系統(tǒng)通過以太環(huán)網(wǎng)與地面主控計算機進行通訊,用來傳遞井上下的監(jiān)控數(shù)據(jù)。
2.3.3 監(jiān)控層
在工作面設(shè)置一臺井下防爆計算機作為自動化掘進工作面監(jiān)控主機,通過TCP/IP協(xié)議方式接入以太環(huán)網(wǎng)實現(xiàn)地面主機的數(shù)據(jù)集成,實現(xiàn)對工作面設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)測顯示。KTC101皮帶通訊集中控制系統(tǒng)通過modbus/RS485通訊協(xié)議接入以太環(huán)網(wǎng),實現(xiàn)地面主機的數(shù)據(jù)集成與監(jiān)控。錨網(wǎng)支護巷道頂板離層監(jiān)測系統(tǒng)通過RS485通信協(xié)議接入以太環(huán)網(wǎng)實現(xiàn)地面主機的數(shù)據(jù)集成與監(jiān)控。工業(yè)電視系統(tǒng)中視頻服務(wù)器通過TCP/IP協(xié)議接入以太環(huán)網(wǎng),在地面通過視頻解碼器解析出視頻圖像集中顯示在調(diào)度室LED大屏,為礦井生產(chǎn)調(diào)度用戶創(chuàng)建了形象、直觀的生產(chǎn)動態(tài)監(jiān)視畫面,實時顯示工作面生產(chǎn)工況和環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù),同時支持?jǐn)?shù)據(jù)WEB方式瀏覽,為各級領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)部門通過礦局域網(wǎng)及時、準(zhǔn)確的了解礦井生產(chǎn)工況和環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù),從而提高綜合管理水平。
3 結(jié)束語
近年來,我國礦山行業(yè)的自動化、信息化建設(shè)雖然取得了一定的進步和發(fā)展,但在礦山勘察、規(guī)劃、設(shè)計、生產(chǎn)、管理等自動化、信息化領(lǐng)域,與發(fā)達國家的差距有進一步加的趨勢。我國礦山?jīng)]有把信息資源當(dāng)作礦山的重要戰(zhàn)略資源之一加以統(tǒng)籌開發(fā)與綜合利用,總體來說存在礦山自動化總體水平較低,大部分企業(yè)只注重硬件投資,忽視了軟件的開發(fā)、管理與應(yīng)用,對現(xiàn)代信息化、自動化認(rèn)識不足、信息資源管理不夠完善等等問題。因此,本文從電氣自動化在掘進工作面除塵系統(tǒng)的應(yīng)用、電氣自動化在掘進工作面工藝設(shè)備中的應(yīng)用、電氣自動化在掘進工作面的系統(tǒng)集成這三個方面進行簡要的論述,希望能夠起到一個拋磚引玉的作用,不足之處歡迎大家的批評指正。
[關(guān)鍵詞]無功補償;電氣自動化;實際應(yīng)用
中圖分類號:TM121.1.3 文獻標(biāo)識碼:B 文章編號:1009-914X(2015)46-0011-01
一般情況下,電力系統(tǒng)面臨著較為復(fù)雜的線性與非線性負(fù)荷狀況,不僅大大增加了電路中各用電設(shè)備的附加損耗,使得設(shè)備急劇升溫,更導(dǎo)致電路系統(tǒng)承受的電流量嚴(yán)重超載,阻礙了正常的電力輸送。因此,自主研發(fā)無功功率率補償技術(shù)、推廣綜合無功補償方法迫在眉睫。
一、無功功率補償技術(shù)的基本原理
一般情況下,電力系統(tǒng)的輸出功率由有功功率與無功功率兩方面組成。如果電力系統(tǒng)在不消耗電能的前提下將電能轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量,我們稱之為無功功率。無功功率并不消耗電能,因而這種能量轉(zhuǎn)換方式具有一定的周期性,是電氣設(shè)備作功的基礎(chǔ)[1]。當(dāng)我們在電路中將有容性功率負(fù)荷裝置和電感性功率負(fù)荷裝置并聯(lián)起來,促使能量能夠在兩種負(fù)荷中發(fā)生交換時,有容性負(fù)荷裝置所輸出的無功功率能夠滿足電感性負(fù)荷裝置的運行需要,這種方式即為無功補償。
二、無功功率補償技術(shù)的重要作用
(一)有效降低電力系統(tǒng)的損耗率
電氣工程的高度自動化給社會生活的各個領(lǐng)域帶來了數(shù)不盡的改變,人們對這項技術(shù)的過度依賴也意味著電能的損耗在同步快速地增長著。同時,電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定性與危險性也就不斷引起人們新的隱患與擔(dān)憂。因此,在電氣自動化領(lǐng)域大力推廣無功功率補償技術(shù)能夠為整個電力系統(tǒng)保駕護航,這種周期性的能量交換有效降低了供電系統(tǒng)與配電系統(tǒng)的折損率,不斷為供電配電系統(tǒng)增容,最大程度上保障了電氣設(shè)備的順利運行。
(二) 提升電力系統(tǒng)的功率因數(shù)作用
功率因數(shù)是評價電力系統(tǒng)運行效率高低的重要指標(biāo)。功率因數(shù)越大,電路中能夠供給有功功率的視在功率越多,電路中無功功率所損耗的能量也就越少[2]。因而提升電力系統(tǒng)的功率因數(shù),能夠顯著地提高電力系統(tǒng)中發(fā)電設(shè)備、供電設(shè)備與用電設(shè)備的使用效率。因此,大型供電企業(yè)要引進利用無功功率補償技術(shù)以提升電氣設(shè)備的工作效率。
(三) 降低消耗提升效益,造就企業(yè)與用戶的雙贏
無功補償技術(shù)能夠自發(fā)地、迅速地對電力系統(tǒng)的無功功率進行補償,這就意味著整個電力系統(tǒng)出現(xiàn)安全故障的風(fēng)險大大降低了。杜絕電力安全事故的發(fā)生,能夠為企業(yè)節(jié)省大量的人力物力與財力,也確保用戶能夠放心用電,有利于提高人們的生活質(zhì)量。此外,降低企業(yè)用電上的消耗也意味著各項資源能夠得到最優(yōu)的配置,提升企業(yè)經(jīng)濟效益的同時確保供電企業(yè)能夠持續(xù)、穩(wěn)定地將電力輸送到用戶家中。
三、無功功率補償技術(shù)在電氣自動化領(lǐng)域的實際應(yīng)用
(一)無功補償在變電站中的應(yīng)用
無功功率補償技術(shù)在變電站的實際應(yīng)用主要體現(xiàn)在為主要的變壓器提供無功功率,以降低變電站自身的無功功率損耗[3]。一般情況下,變電站對無功功率的需求由空載無功功率和負(fù)載無功功率兩部分組成,其具體補償量由變電站的規(guī)模決定:長時間處于低負(fù)荷運行狀態(tài)下的變壓器,保證其補償量稍大于變壓器空載狀態(tài)的無功功率損耗值即可;針對大型的、負(fù)荷量較重的變電站,應(yīng)根據(jù)電壓幅度的具體情況按需調(diào)整無功功率的補償量。
(二) 無功補償在配電線路中的應(yīng)用
一般情況下,配電線路中變壓器處于空載狀態(tài)下所消耗無功功率的多少決定其補償量,在算出最為科學(xué)的補償量與安裝位置后,在配電線路上安裝電容器以達到補償?shù)哪繕?biāo)。為節(jié)約電能,電容器應(yīng)進行編組,并按照電壓與時間的變化自動運行和關(guān)閉,使用最少的無功功率實現(xiàn)最優(yōu)的補償分配。
(三) 無功功率補償技術(shù)在用戶內(nèi)部供電中的應(yīng)用
補償用戶內(nèi)部供電的無功功率,可按照實際的供電規(guī)模采取集中補償、分組補償或個別補償?shù)姆椒?。如果用戶的供電?guī)模較大,集中補償?shù)姆绞侥軌蛟黾又髯儔浩鞯挠泄ω?fù)荷,減少主變壓器的無功功率,保證變壓器增容在小范圍內(nèi)浮動,從而大幅度減少輸電線路的損耗;對于中等供電規(guī)模的用戶,我們應(yīng)采取分組補償?shù)姆椒ǎ捶纸M安裝電容器實現(xiàn)無功功率的補償,保證各線路的無功電力達到大致的平衡,最大限度的減免上級電路的無功損耗;當(dāng)用戶的供電規(guī)模較小,可將電容器并聯(lián)在分散的、個別的用電設(shè)備上進行補償。
結(jié)束語:
現(xiàn)階段的電氣設(shè)備,大到電力系統(tǒng)中的電動機、變壓器,小到常用家庭電器中的洗衣機、電冰箱,都以電感性負(fù)荷為主,這就意味著使用靜態(tài)無功功率補償技術(shù)或動態(tài)無功功率補償技術(shù)均可以有效地提供無功功率補償,從而提升整個電力系統(tǒng)或設(shè)備的使用壽命,以達到確保系統(tǒng)與設(shè)備安全穩(wěn)定運行的目的。因此,利用無功功率的補償技術(shù)解決電能損耗也成為了電氣自動化進程中的客觀需要與必然趨勢。
參考文獻
[1] 胡樹平.電氣自動化中無功補償技術(shù)探討[J].黑龍江科技信息,2014,(12):44-44.
電氣工程 電氣安全論文 電氣培訓(xùn)總結(jié) 電氣設(shè)計論文 電氣專業(yè) 電氣預(yù)算 電氣調(diào)查報告 電氣施工總結(jié) 電氣自動化發(fā)展 電氣控制論文 紀(jì)律教育問題 新時代教育價值觀