自动化技术论文范文

1仪表自动化技术在输油管道的发展现状

1.1输油管道仪表自动化技术人员的素质较低。为了满足国内外石油市场的发展需求，生产出环境友好型、污染物排放量少的石油产品，石油化工企业需要建立适量生产高价值、高质量的石油产品生产体制。由于石油产品需要进行深度加工，加工程序比较复杂，石油化工企业需要对输油管道仪表自动化技术提出更高、更新的要求，这与现阶段输油管道仪表自动化技术人员的素质不高相悖，极大地影响了石油在储运过程中效率和质量的提高。

1.2输油管道仪表自动化技术单一。目前大多数的石油化工企业多采用单一的仪表自控系统，这使得石油化工企业在进行输油过程中极易形成孤岛式的自动化控制和信息管理格局。随着石油市场竞争的日益激烈和经营规模的不断扩大，为了增强石油化工企业的竞争优势，及时、准确地为丰富石油化工企业的输油管道仪表自动化技术进行决策服务十分重要。否则不能使石油化工的经营决策转变为生产操作成果。此外，输油管道仪表自动化技术的计算机控制系统和信息综合系统的应用开发不能得到有效协调，传统的DCS会使炼油化工企业的输油效率较低。

1.3输油管道仪表自动化技术操作不规范。现代石油化工企业的操作要求越来越高，输油管道仪表自动化技术的管理信息量也越来越大。由于现代炼油化工企业主要采用仪表自动化设备直接控制输油管道的生产装置的运行状态，而技术操作人员在对仪表自动化技术进行操作过程中往往不按照科学的操作规范，尤其是忽视了对输油管道仪表自动化设备的维修工作，使得石油化工企业在进行输油过程中经常出现自动化仪表设备使用寿命短，输油效率低，维修检测输油管道仪表自动化设备的成本高、仪表自动化设备的投入所占的份额越来越大等问题，给石油运输带来了损失性的滞后被动维修，不利于提高石油化工企业的经济效益和社会效益。

2完善仪表自动化技术在输油管道的发展策略

2.1加强对输油管道技术人员的定期培训。为了加强对输油管道技术人员的定期培训工作，石油化工企业应当加强专业知识的宣传和教育工作，对燃气管道技术人员、石油和天然气长输管道技术人员、石油和天然气集输管道技术管理人员和操作人员进行定期考核工作，加强技术操作人员之间的技术交流工作和技术探讨工作。这样不仅有利于提升石油化工行业的经济效益，还有利于提高我国石油化工企业仪表自动化的应用水平，使其适应石油化工工业发展的需要。同时还应当加强与石油化工仪表自控系统技术发展较快的国际石油化工企业的技术交流和合作，尤其要突出发展输油管道仪表自动化技术在先进输油管道控制技术的实用化、仪表数字化和计算机网络技术、信息综合技术等方面的创新。

2.2建立网络化、集成化、智能化的仪表自控系统。随着我国社会主义市场经济的快速发展，为了建立网络化、集成化、智能化的仪表自控系统，石油化工企业必须完善与天然气的生产配合工作，通过相互提供原料与半成品，达到最大化地提高经济效益和社会效益的目的。现阶段，应当摒弃运作结构传统单一的自动化控制技术，推进网络化、智能化、集成化、系统化的新型运作模式，强化自动化仪表的控制技术和数据统计技术，促进石油化工输油管道自动化仪表各项功能的健康、持久、稳定发展。

2.3规范输油管道仪表自动化技术操作流程。为了规范输油管道仪表自动化技术操作流程，提高我国石油化工企业仪表自动化技术的应用水平，尤其要突出发展仪表计算机网络技术数字化、先进控制技术的实用化和计算机信息系统综合化。仪表自动化技术操作人员应当严格遵守仪表技术操作手册的相关规定，尤其是加强仪表维护管理系统、上位机系统和人机操作站的节点控制。仪表自动化技术操作人员还应当加强对现场仪表的工位号、材料、量程、精度、运行状况的记忆和研究，使其能够深入熟悉现场仪表的全部运行情况。

1具有复合功能，应用范围广

机电自动化产品的功能十分强大，可以进行自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护等多种功能，实现了智能化，因此可以满足人们的多种应用需求，可以在多种场合、多种领域得到使用。强大的功能使得机电自动化产品具有很大的灵活性，因此应变能力较强。机电自动化产品的生产以及不断革新，大大改变了人们的生产与生活方式，将人们从繁重的工作压力中解放出来，有助于改善劳动条件，推动自动化生产的进行，提高生产效率与生产能力等。自动化的生产可以更好实现资源优化配置，并能够在不断实践中不断改革工艺与生产技术等，不断减少耗材。

2机电自动化技术的发展趋势

2.1智能化21世纪是一个信息化的时代，计算机技术以及网络技术的发展极大地改变了人们的思维方式，促使了人工智能概念的提出以及技术的发展。目前，人工智能是人们重点研究的方向之一，越来越受到人们的重视，将人工智能运用到机电领域，实现人机智能化是一个重大突破。智能化就是在机器行为等一切理论基础上，运用人工智能，计算机、动力学等学科，使其逐渐成为自动化产品的智能，但是要想使它完全达到人类智能几乎是不可能的，但是通过一些高性能，速度的微处理器，运用多学科的知识，赋予其较低等级的智能却是完全可以实现的，因此在未来，机电自动化技术会逐步实现智能化，由低等级的智能逐步向较高等级的智能水平发展。

2.2网络化网络技术的发展以及普及，将全球各地的人们联系在一起，基于网络技术产生了多种控制技术，其远程控制终端更是为自动化本身产品量身定做的。随着网络和总线技术的推广与应用，网络化的趋势已经无可阻挡，采用采用家庭网络技术连接电器就可以有效实现计算机家庭化，因此在未来，网络化必将会成为机电自动化技术的发展趋势。

2.3模块化机电自动化技术涵盖很多方面，从机电自动化技术可以衍生出多种多样的产品，因此生产机电自动化产品是一个相当艰巨的过程。工作人员研制和开发一定程度上的标准机械接口、电气接口等的机电自动化技术产品单元是很困难的，如果拥有标准的单元，就可以在标准单元的基础上迅速进行产品研发要创新，也可以迅速扩大机电自动化产品的生产规模，这就需要进行模块化，并要在这基础上制定出每个模块的生产原则以及标准等，从而确保生产出的产品合乎要求。

2.4人性化机电自动化产品制造出来的目的是为人类服务，在未来，机电自动化产品会更加注重设计与功能实现的人性化。要使机电自动化产品更加具有人性化就要重点思考两个问题：一是如何给自动化的实现更加人性化的一些功能？这个问题实际上是要求机电自动化产品的设计与制造更加凸显人机一体化技术，如制造家用机器人等。二：如何模仿生物机理，研制出各种机电自动化技术产品？

2.5微型化20世纪80年代末掀起了一股微型化风潮，MEMS就代表微电子机械系统，也就是使机电系统逐步朝着微米、纳米级方向发展，这样生产出的机电自动化产品体积小，便于懈怠，灵活性比较好，消耗的能量比较少，因此可以广泛应用到军事、医疗等多个领域，并有着举足轻重的作用。

1纸机传动技术的发展历程

1.1现场总线与网络技术及公共直流母线技术的兴起

1.1.1现场总线及网络技术的普及和应用现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统，其主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器和执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。目前世界上存在着大约40余种现场总线，如法国的FIP，英国的ERA，德国西门子公司的Profibus，挪威的FINT，Echelon公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemounr公司的HART，CarloGavazzi公司的Dupline，丹麦ProcessData公司的P-net，PeterHans公司的F-Mux，以及ASI（ActraturSensorInterface），Modbus，SDS，Arcnet，国际标准组织-基金会现场总线FF：FieldBusFoundation，WorldFIP，BitBus，美国的DeviceNet与ControlNet等等。现场总线技术改变了整个工业控制过程的系统结构，使仪表信号（4～20mA）过渡到全数字通讯信号。这个改变对于造纸传动自动化是颠覆性的，使整个控制系统结构和方式进入到了一个信息化和智能化的崭新阶段。

1.1.2人机界面取代按钮和操作器由人机交互式操作屏全面取代传统的按钮操作，也彻底改变了造纸传动工业现场。操作屏不仅可以任意设置按钮的功能和数量，还可以实时监视系统的各个运行状态以及参数等。在系统结构方面，目前普遍采用双端口网络系统，其中一个端口用于传动系统及各个执行单元，另一个用于操作屏进行数据传输，提高抗干扰能力。操作屏的使用，使用户节省了大量的现场电缆的铺设以及操作台的安装，节约了自然资源和工作量。目前由于自然资源的价格上涨，显示操作屏的价格下降，在一次成本投入上已经十分相近，如果考虑辅助传动控制的按钮连线，操作屏的投入成本更具优势。

1.2公共直流母线的推广和应用

1.2.1公共直流母线与交流母线的区别与特点公共直流母线系统的应用在造纸传动自动化技术领域具有标志性作用。所谓公共直流母线，简单地说就是将变频器的交直交内部结构，变为交直交外部系统结构。图1和图2是公共直流母线和交流母线的原理结构图，以说明两者的区别。从图中可以看出，交流母线变频器是各个变频器分别与交流电网连接，各自工作是独立的；而公共直流母线结构则是有一个总的进线整流单元，通过直流向各个逆变器单元供电。这种结构上的变化，导致其工作方式和效果不同。从相关资料和研究分析可以归纳这两者的主要区别和特点如下：(1）由于烘缸等大惯性负载的存在，在交流母线系统中往往会出现过压跳闸等情况。但在公共直流母线系统中，因为能量可以通过直流母线在所有电机之间互相流动，从而解决因为负载波动引起的跳闸，很好地克服多电机间电动状态和发电状态之间的矛盾。(2）通过集中整流，可以使公共直流母线电压在技术手段上做得更加可靠，降低故障率。但是事物总是利弊相伴，集中整流尽管可以通过技术手段提高可靠性，但毕竟是一个单机运行，一旦整流单元故障，也会造成整个系统停机。而交流母线系统，由于每台变频器都是独立的，因此，一台故障不影响整个生产线的运行，排除故障相对简单。(3）关于节能和降低成本。由于在技术上明显复杂，如果不采用特殊手段，公共直流母线的价格目前高于交流母线的价格。关于节能的观点，目前尚没有理论和实验数据证明这一说法。(4）关于谐波抑制问题。变频器的谐波主要来源于高频开关的脉冲电流，使电网的电流波形失真，导致大量谐波产生。从统计学的角度看，当采用公共直流母线后，母线上的电流是多台变频器不规则的脉冲电流叠加，各个变频器的电容相当于并联，理论上比交流母线电流波形好，谐波影响会得到改善。但由于整流单元的集中，对变压器的影响比交流母线要大，特别是普通六脉波系统，会在电网侧产生很大的5次谐波，甚至达到干扰其他用电设备的程度。因此，当功率超过2000kW时，建议采用12脉波整流单元，这样可以有效减小谢波干扰的影响。而交流母线系统，由于没有集中大功率整流，因此5次谐波的影响要小。关于回馈制动问题。由于纸机传动是一种长期稳速运行的系统，是否考虑增加回馈制动单元，应当根据系统的总投资、运行车速及停机的要求综合考虑。一种说法是通过能量回馈可以节省能源，但实际上纸机正常生产后是很少需要紧急停车的，因此用相当增加一套整流系统的代价来解决回馈能量的回收问题值得权衡利弊。当车速1000m/min以上时，为使惯性部分尽快停下来，适当增加一定功率的能耗制动，也是一个不错的选择。

1.2.2公共直流母线实现方案及运行维护成本分析目前在ABB、AB和西门子公司的标准产品系列中，都有标准的直流母线系统。除AB系统在直流母线产品和交流母线产品中差别不大以外，其他两家公司的直流母线系统都比交流母线系统价格要高。特别是整流逆变单元，比国产产品价格要高出数倍。因此，目前普遍解决方案是在不带逆变回馈单元时较多采用的是国产整流单元，配以上述公司的逆变器或变频器，这已经在国内许多造纸生产线上使用。当然如果系统投资资金充足，客户要求，采用更高性能的PWM整流逆变系统，既可以实现整流回馈，又可以降低谐波影响。现将可能的方案介绍如下：(1）可控硅整流逆变回馈供电系统。这种系统是目前各大公司主推的系统，造价较高，具有能量回馈能力，谐波影响根据功率大小、6脉波和12脉波而不同。(2）国产整流单元，配逆变器加能耗制动公共直流母线系统。这种系统经济性较好，性能与整流回馈相同，谐波影响与上一方案相同。(3）国产整流单元，配变频器加能耗制动公共直流母线系统。这种方案是国内的系统集成商，在激烈竞争下采用的一种降低成本的方案。这种方案适合于当变频器价格低于逆变器价格时，具有一定竞争力，但如果与逆变器价格相当，则与方案（2）相同。(4）局部直流母线方案，其是在交流母线系统的基础上，为了解决惯性负载的过电压跳闸问题或针对某些负荷分配点需要能耗制动的情况下而采取的方案。整个系统仍然是交流母线即通常的变频器系统方案，但是将惯性负载传动点的变频器外接制动单元的端子通过一定的技术手段相互连接，在相连接的变频器之间形成公共直流母线。其性能和工作特点与集中整流直流母线相当，只不过集中整流由分散整流代替。特点是简单、低成本，但系统接线复杂，给系统的可靠性和维护带来不便，在小系统中应用比较适合。总之，从目前来看，公共直流母线、网络通讯和操作屏等现代信息技术已经成为纸机传动自动化的发展趋势；以AB公司等为代表的工业以太网技术以及远程监控和服务等将成为下一步技术发展的大方向，甚至无线网络和远程调试等在今后的发展中都是可能的；对纸机传动自动化来说，还有优化设计、程序化的安装和调试，以及精准的故障诊断与维护等问题。

2现代纸机传动自动化系统的组成与设计特点

1把握自动化技术的发展与走向

注重坚持自动化技术的发展，正确判断、识别并坚持自动化技术的方向，对于自动化技术的发展至关重要.目前,机械制造自动化技术的发展朝着数字化、绿色化与智能化方向发展.数字化是制造技术发展的核心，是制造技术、计算机技术、网络技术与现代管理科学交叉作用的共同结果，这将是自动化技术发展的必经之路.随着人们对人类与环境之间的关系这一问题认识的逐渐加深，实现人类与环境之间的协调、可持续发展是当代经济发展必须遵循的原则.自动化技术的发展与走向，首先是自动化技术的发展.目前，虽然我国机械制造业发展规模较大，但是并没有较扎实的基础，在自动化方面的应用还存在很多不足之处.一个国家机械制造业的发展直接由机械制造业规模以及自动化水平的高低决定.改革开放以来，无论是在人力、物力还是财力上，我国对机械制造业投入了很多，但由于我国机械制造业的基础较薄弱，没有能够充分地引进外部先进技术，曾在一段时期发生了逐渐降低的趋势.由此可见，我国机械制造业在相当长的一段时期内都处于低水平状态.我国科技的不断发展，以及对国外先进技术的不断引进和学习，为我国机械制造业的发展提供了良好的条件.但是我国机械制造业水平与其他发达国家相比，仍需要提高，针对我国国情，自动化技术的发展应该与生产实际相结合.在实际生产中，要想获得良好的经济效益和社会效益，必须在借助自动化技术与我国生产的实际情况相结合.

2自动化技术与绿色经济

自动化技术的进步推动了工业生产的飞速发展，尤其是在石油、化工、冶金、轻工业等行业，由于采用自动化仪表和集中控制技术，促进了连续生产过程自动化的发展，大大提高了劳动生产率.产业的大环境为工业领域提出了很多新的课题，如产业结构的优化、竞争力和创新能力的提升、制造业的绿色与智能化“.绿色”等关键词融入行业发展的必要性和紧迫性也被赋予越来越重要的定位.绿色经济是以效率、和谐、持续发展为目标，以循环工业和持续服务产业为基本内容的经济结构、增长方式和社会形态.绿色经济是一种全新的三位一体思想理论和发展体系.历史表明，绿色经济是人类社会继农业经济、工业经济、服务经济之后新的经济结构，是更加高效、和谐、持续的增长方式，也是继农业社会、工业社会和服务经济社会之后人类最高的社会形态.绿色经济、绿色新政、绿色社会是二十一世纪人类文明的全球共识和发展方向.毫无疑问，绿色经济是一种新的发展理念、新的发展目标、新的经济结构和新的发展方式.新的人本自然的理念替代了以人为本的旧理念，新的效率、和谐、持续的发展目标替代了传统的单一目标.目前，绿色经济正以其强大的力量推动全球经济转变，发达国家普遍转向了绿色经济，在传统经济向绿色经济转变中实现结构增长.在绿色经济模式下，环保技术、清洁生产工艺等众多有益于环境的自动化技术被转化为生产力，通过有益于环境或与环境无对抗的经济行为，实现经济的可持续增长.绿色经济的本质是以生态、经济协调发展为核心的可持续发展经济，是以维护人类生存环境，合理保护资源、能源以及有益于人体健康为特征的经济发展方式，是一种平衡式经济.实现这一目标，离不开自动化技术.

3自动化技术的前景

自动化技术目前着重发展机电一体化、机械功能多元化、结构设计标准化、结构运动高精度化与模组化、控制智能化.国内外的工业发展史告诉我们，实现自动化技术是一个由低级到高级、由简单到复杂、由不完善到完善的发展过程.当机器的操作采用自动控制器后，生产方式才从机械化逐步过渡到机械控制自动化、数字控制自动化、计算机控制自动化.只有建立了自动化工厂后，生产过程才能全盘自动化，才能使生产率全面提高，达到自动化的高级理想阶段.随着工业化的发展，对能源和资源的使用需求越来越大.在资源匮乏问题日益突出的今天，环境的污染问题也越来越严重.如果人们不重视这两个问题，一切发展都是没有前途的，都是灾难性的.对于能源和资源匮乏的问题，谁能更好的利用自动化技术提高生产效率，在尽可能少的使用能源情况下，把有限的资源最大化转化为产品，谁就能在越来越激烈的竞争中生存下来，这是绿色经济的一个表现方面.现在环境污染问题日益严峻，利用自动化技术，高效生产，降低污染，这是各行各业必须放在首位的问题.如果不重视这个问题，也许未来的几百年甚至几十年后，地球就会变成一个不宜居的星球.这是绿色经济的另一个表现方面.

由环境污染而衍生的环保行业也开始进入快速发展阶段，逐渐成为经济效益快速增长的重要力量，并正在成为许多国家革新和调整产业结构的重要目标.环保行业的三个发展方向为：对自然环境的保护、对人类环境的保护和对地球生物的保护.这些发展方向都可以在自动化技术的支持下，成为绿色经济的支柱产业.总之，自动化技术的应用,给很多行业带来变革.正确认识绿色经济，并把自动化技术与绿色经济相结合，才是行业真正正确的发展方向。

作者：潘宇锴单位：济南市半导体元件实验所

第一篇

1在机械工程应用自动化技术的主要形式

自动化技术在机械工程中的应用主要体现为：检测过程自动化、加工自动化、装备系统自动化、物流供输系统自动化、信息流自动化等。其中信息流自动化主要涵盖了以下几个层面：计算机辅助制造功能、产品的数据管理系统、计算机辅助设计功能。计算机辅助制造功能主要作用于辅助相关工艺人员的生产制造过程，通过计算机编程技术在较短的时间内完成工艺文件的编制，并且能够保证文件的完整性与工艺的精细。通过应用该技术，大大缩短了生产耗时，并且完成了整个生产，由制定计划到制定资源需求计划乃至计算工时定额等一系列过程。机械生产过程与产品的数据管理等一系列相关信息结合在一起，同时也与产品相关的一切处理流程或者程序紧密结合在一起。计算机辅助设计主要包含了计算机辅助设计过程管理、概念设计、计算机辅助绘图、优化设计等内容，通过以上四个环节有效实现机械工程的自动化设计。在机械工程中较为关键的环节就是物流供输，物流供输的主要工作流程是，首先将生产原材料输送至制造系统中，随后由相应的物流输送设备将生产原材料运送至相应机械体系中。机械加工的自动化，主要工作内容包括辅助工件自动化、装卸工件、加工循环自动化等。在整个机械生产体系中，最重要的一部是装备系统自动化，该设备的运行主要通过搬运、连结、调配等环节，完成生产零件的组装过程使之成为完整的产品，并且运用自动化检测手段，加强对产品的质量控制水平，提高产品的质量。

2在机械工程中应用自动化技术

随着科学技术的不断进步，机械工程自动化也迎来了广阔的发展前景，自动化技术在机械工程中的应用发展也逐渐向虚拟化、集成化、敏捷化、智能化发展，加速了机械工程制造产业的革新和转变。虚拟化机械制造技术主要包括多媒体技术、现代制造工艺、人工智能、信息技术等一系列新兴技术组合而成，是一项涵盖了多种学科内容的综合技术。该技术能及时发现潜在问题，并针对该问题采取及时的应对和预防措施，有效实现产品制造的一体化，减少产品从设计开发到生产销售之间的耗时，从而达到缩减投资成本的目的，并在一定程度上提升产品的市场竞争力。机械制造的集成化，实际上就是运用网络信息技术收集各类物料加工信息和生产技术信息并对其进行集成，用以优化机械工程的整体制造流程，从而实现制造技术与经营技术双向发展的目标。机械制造的敏捷化主要作用在于辅助企业对市场信息进行判断和掌握，提高企业的判断力，加强企业的市场灵敏度，优化企业的生产水平，保证企业的生产质量，从而有效提高企业的经济效益，保障企业的市场竞争力。

3关于自动化技术在机械工程中应用的未来展望

现阶段，随着市场竞争的愈演愈烈，各企业为了适应市场竞争环境，普遍加速了自动化技术在机械工程生产中的应用，由此可以看出机械工程的自动化技术应用在未来具有相当可观的发展前景。为了满足不断升级的市场需求，生产制造产业必须不断改革机械制造模式，创新生产技术，完善生产制造机制，提高机械工程生产的自动化水平，降低生产中的能耗，缩减生产成本投资，实现企业经济利益的最大化发展。自动化技术在机械工程中的应用是时展的必然结果，也是未来一段时间内的首要发展目标，随着我国科学技术的日新月异，自动化技术的应用模式也将得到不断地创新与提高，在科技时代的促使下我国的生产制造产业将会逐渐实现国际化发展目标。

4结束语

一、自动化技术在机械制造中的实际应用

1.智能化应用在机械制造中，系统工程技术、人工智能技术、机械制造技术以及自动化技术相互融合，进而催生出了一种新的、综合性强的应用技术——智能化技术。智能化应用实现了人机一体化，能够对生产过程中的各工艺环节进行智能化推理、分析、判断、决策。所以，机械制造技术和人工智能技术相互结合从而形成了智能机械制造技术，它在机械制造系统中加入了人工智能因素，能够模拟出专家活动，对机械制造过程进行实时的自动化监测，及时发现和处理各种问题。除此之外，随着智能化应用的广泛应用，机械制造企业能够依据外部条件的变化，及时调整自身参数，从而适应市场需求，有效提升机械产品质量。

2.虚拟化的应用在机械制造企业利用仿真技术、建立系统模型，能实现自动化技术的虚拟化应用。虚拟化应用综合了信息技术、人工智能、多媒体技术、并行工程、现代机械制造工艺以及计算机图形学的综合利用，是一项系统性技术。在信息技术和计算机仿真技术的共同支撑下，机械制造企业能对生产过程进行模拟和仿真，从而发现其存在的各种问题，切实降低企业生产成本，缩短产品开发周期，确保产品质量，提升机械产品的市场占有额。

二、自动化技术在我国机械制造中的发展前景

我国的经济发展水平以及民族的崛起，在很大程度上受机械制造行业的影响。长期以来，我国自动化水平偏低，所以企业都在寻求快速发展之路，但是要提高我国的自动化水平，必须循序渐进，有计划、有步骤的开展。在发展过程中，我们不能不加选择的照搬国外自动化技术，而要从我国具体国情出发，制定出长期有效的发展规划，逐步提升我国机械制造行业的自动化水平。相较于西方发达国家，我国机械制造业的自动化技术尚处于起步阶段，自动化水平较低，但是随着我国科学技术水平的不断发展和进步，我国自动化技术将会越来越多的应用到机械制造领域。机械制造企业要取得长远发展和进步，就要始终坚持国家的政策导向，时刻以推动国民经济发展为导向，顺应企业发展形势，坚持实事求是，引进并借鉴外国先进技术，为我国机械自动化技术的健康、稳定发展奠定基础，不断提高机械制造领域的经济效益，加快实现机械自动化的伟大目标，提升我国机械自动化技术在国际市场上的竞争力。

三、结语

总而言之，随着科学技术的不断发展，我国的自动化技术也将取得跨越式发展，这将在很大程度上提升我国的机械自动化水平。所以，我们要坚持与时俱进，加强与国际社会的交流与合作，引进外国先进技术，树立持续开发的发展理念，为我国机械自动化技术的发展奠定坚实的基础，提升机械制造行业的经济效益，推动机械制造行业的可持续发展和进步。

作者：冀阳阳单位：嘉兴学院机电工程学院

1全面数字化技术

数字化变电所是基于IEC61850标准统一建模，并采用众多智能技术，进行一体化设计的单一系统变电站，具有数据采集数字化、系统分层分布化、系统结构紧凑化、系统建模标准化、信息交互网络化、信息应用集成化、设备检修状态化及设备操作智能化等鲜明的特征[3]，它在变电所建设、运行、维护和管理方面的独特优势，使其在变电所自动化技术上具有划时代的意义。数字化变电所由站控层、间隔层和过程层构成。其中过程层应用了电子式互感器和智能开关设备，可实现对运行电气量检测、设备状态检测和控制命令执行等功能。间隔层配置测控装置、保护装置、安全自动装置、电能计量装置和故障录波器等设备，实现实时数据汇总、一次设备保护控制、操作闭锁等功能，由于网络接口采用双口全双工方式，网络通信可靠性得到保障。站控层由主机/操作员站、五防工作站、保护信息子站及远动装置等组成，具有数据更新及时、与电网调度中心联系紧密、可在线编程操作闭锁控制、站内监控、人机联系以及对间隔层、过程层在线维护、在线组态、在线修改参数等功能。因此，数字化变电所代表了当前变电所自动化技术发展的最高水平和成就。

2.变电所自动化技术应用

2.1工程概况某煤矿电网拥有多座35kV变电站和数座6kV变电站，承担着矿区内所有生产矿井及周边地区供电任务。自上世纪90年代起，已陆续对部分变电所进行了自动化改造，并且尝试了调度自动化技术。然而各变电站内网络结构、传输规约、通信协议等各不相同，变电站的运行维护成本高，系统互联及互操作性差，也对变电所继续升级改造形成很大阻力。为此，需要进行较为彻底的改造，以从根本上改变目前的被动局面。如上所述，应用IEC61850标准进行数字化改造可以较为完美解决这个问题。

2.2改造目标与要求根据工程具体情况，制定了“一次规划、分段实施”和“电力调度一体化系统”的原则，主要内容包括变电站综合自动化改造、五防系统建设、一体化传输网络平台建设等内容，并作出以下具体要求：变电站主接线运行可靠，操作、维护、检修简便；开关设备实现无油化；采用直流操作电源，并有可靠备用电源；遥测量、遥信量要全面、准确、可靠等。

2.3实施方法变电站总体架构将操作员接口、工程师接口、通用计算机接口、现场单元（1、2、…、n）、低级人机接口分别与通信网络设备互联，即将物理上分散配置的各计算机、现场单元通过通信网络设备有机连接在一起，实现信息交互、资源共享，以便集中控制。变电站综合自动化模块分为中心枢纽单元和现场单元两部分，并分别与通用通信网络和专用通信设备（通道控制机）相连，实现通信和控制功能。中心枢纽单元包括调度员接口（操作员接口）、维护人员接口（工程师接口）、通用微机接口、上级调度接口，这些设备安装在变电站（所）值班室内，并通过站内以太网连接。现场单元包括数据采集与处理模块、主变保护模块、出线保护模块、母线保护模块、直流保护模块、电容器保护模块，这些设备分布于变电站现场。采用一体化通信平台作为各变电站、电力调度中心和用户之间的高速数据网络平台，并采用光纤通道实现高可靠性的通信要求。除保留必要的紧急操作的手动分、合闸以外，其他全部监控、测量、报警等都由监控计算机完成。调度自动化平台由前置系统、系统服务器和Web服务器等设备组屏而成。改造后的数字化变电所具有分布式结构与集中设计相结合、系统结构简单可靠、兼容性与可扩展性强的特点。

3.变电所自动化技术展望

虽然数字化技术较好地解决了变电所自动化过程中存在的众多问题，但是仍未完全成熟，目前存在的不足有：（1）IEC61850应用问题，如该标准基于欧美标准和习惯而制定，与我国目前使用的保护功能、方法等方面存在一些差异，在实际建模过程中受到一些限制；再如高压保护双重化配置，两套保护同时动作并发送报文时存在冲突的可能。（2）设备方面的不成熟，如智能一次设备智能断路器未完全成熟，所以采用完全数字化技术有一定困难，折中的解决方法包括设计基于IEC61850通信协议的过渡型数字变电站或基于IEC61850通信协议与数字化互感器的实用型数字化变电站。无论如何，一项新技术从孕育、发展到成熟必然有一个过程，展望未来可以预计在信息安全、状态检修、基于GOOSE网络技术新应用、采用高端交换机冗余组网、高度集成、智能自愈、异地同步测量、三态数据标准化等方面会有所突破，从而使数字化变电站运行更加智能、可靠，并为智能电网的建设奠定坚实基础。

1通信系统的设计方案

根据地理气候条件，构建无线宽带专网、光纤通信网、中压PLC载波、短距离无线通信共同交互耦合的通信网，是当前较为有利的组网方案。多种通信方式共同交互耦合，符合电力通信专网的演进策略。在建设初期，通信的业务量相对较小，覆盖面大，而光纤的造价较高，全光纤网不满足经济性组网需求，采用此种组网方案可在建设初期减少投资，同时便于日后通信业务量增加时的通信网络改造升级。同时，现有的GPRS公网并不可靠，属于非实时和安全性很低的网络，难以满足配电自动化需求。而无线专网具有可靠性高、实现性和安全性高的特点，可满足集抄业务安全性以及配电自动化业务实时性的要求。在使用上，无线专网将逐步作为稀疏地区光纤通信盲点的补充，且进一步将其作为光纤网络的备份系统和应急系统，从而提高电力通信网络的可靠性。

2自动化通信系统的主要功能及可行性分析

配电终端互相间的通信，就是指各FTU能够实现与所属TTU互相间的通信。因为各FTU与其所属TTU距离比较小，电缆通信方式作为一种性价比很高的通信手段，具有高度的稳定性，所以可在各FTU与所属TTU间设立电缆，并应用RS-485的通信方式。对于通信系统的介质，应选用具有屏蔽功能的普通通信电缆及双绞线。各FTU将从所属TTU收集到的信息、数据不予任何加工、处理，直接传送到主站系统，统一由主站系统进行数据的加工、处理。相反，来自配电网中心主站的指令下达到对应的FTU，经过FTU的判断，当为FTU指令时，将由FTU作出回应；经过FTU的判断，如果为TTU指令时，则FTU需要把指令传送给TTU，这是应由TTU作出回应。原因是FTU不会对属于TTU的指令做出任何回应，因此，针对FTU及TTU的应用类型不会受到任何限制。到2010年，国内供电企业基本已建成覆盖全部变电站的光纤通信网。以此为基础，以变电站为起点建设10kV线路段的电力通信网，即可完成配网段的电力专网。配电自动化通信系统的可行性主要体现在技术方面，即光纤、PON技术已经成熟，供应厂商有华为、中兴等知名企业，在电力行业中已有很多应用实例，是国网公司电力光纤、配电自动化、调度通信系统等项目的推荐技术。无线宽带方面，国内有自主知识产权的Mcwill、LT800产品，也有Wimax等国际标准产品，且已在少数省网公司的用电信息采集系统以及铁路、机场等工业专网中有所应用。

3通信系统自动化技术规约

因为馈线自动化系统中具有多个通信点，然而通信的数据信息量太少，所以这种在调度自动化过程中选用相对较多的循环式CDT规约以及查询式的POLLING花费时间过长的办法并不适合实际问题的解决。当前，世界电工委员会确定的IEC870-5-101规约是目前来说较为适合配电自动化系统的通信规约。

3.1IEC870-5-101规约用户数据分类

在自动化的配电系统信息数据传输中，对于很多信息数据极为重要，必须立刻进行传输，它们拥有很高的传输优先性；而对于一些数据信息传输的优先性很低，可以进行比较慢的传输。从以上原则的角度考虑，在实际配电自动化系统中，为了确保优先、迅速传输事故状态数据信息以及迅速实现事故识别，并迅速完成事故状态的隔离及恢复供电，把负荷开关的变更状态及电力系统的事故信号等关键信息作为优先数据信息来进行解决；而电流、电压以及功率等其它的测量量则作为二级的用户数据信息来进行解决；对于有关脉冲量及统计量都为视为慢数据信息来进行处理。