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远程控制技术论文赏析八篇

发布时间:2022-10-04 01:57:47

序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的远程控制技术论文样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。

远程控制技术论文

第1篇

【关键词】远程机电控制系统 网络模块 现场模块

一、基于Internet的远程机电控制系统的基础研究随着机电控制理论应用发展变化,传统机电控制系统的结构也变得越来越复杂

计算机价格的急剧下降和可靠性的明显改善,使得人们越来越多地选择计算机作为控制器。图1给出了一个传统的单回路机电控制框图。

根据传统的远程机电控制的理论和发展,本文给出基于Internet的RMCS的模型,如图2所示。从理论上分析,基于Internet的RMCS只是在传统机电控制的基础增加了一个网络环节,但实际的实现过程中需要解决很多难题。根据图2,我们可以将基于Internet的RMCS划分为3个部分:远程终端模块、网络模块、现场模块。这3个模块的分工和协作,共同实现对设备的远程控制任务。每个模块的功能如下。

(一)远程终端模块。

远程终端模块的作用是远程监控,一般是与Internet相连的远离现场设备的微型计算机,其目的是对现场设备进行远端的控制与监测。远程终端模块是用户与现场进行交互的界面,其功能主要包括远程设备状态的远程终端显示、控制命令及参数的解释,对现场模块所反馈的现场设备的参数和状态数据进行必要的处理以及其他操作。其中,必须包括必要的基础数据的处理和系统管理。整个系统负责定义用户、密码,并授予管理某个模块的权限。远程终端监控在整个控制系统中设计表现形式也就是在Internet的Web页,用户通过点击Web页上的功能项发送请求。Web服务器接受请求后将用户请求和处理结果显示在Web页。不同的用户通过授权具有不同的操作权限,包括浏览设备状态、发送控制命令、设备状态分析等各种操作权限。

(二)网络模块。

网络模块是数据远距离传输的通道,是连接远程终端模块和现场设备监控模块的中间环节,包括Internet的一些传输协议、应用软件和硬件等。网络模块的目的有两个:

1.将现场设备的参数和状态信息通过Internet尽快地传输到远程监控端,使远程监控端的操作人员能够及时对现场设备的参数和状态进行了解,并决定如何进行下一步操作(比如通过传输系统发出控制命令等);

2.将远程监控端的控制信息传输到现场的控制主机,进行对设备的控制。

(三)现场模块。

现场模块实现接收远程监控端通过传输通道发出的控制信息和对现场设备的直接检测与控制。其工作流程是根据远程监控端的控制数据对设备进行控制,同时监测设备的状态,并作必要的分析,再将这些状态信息通过传输通道反馈到远程监控端。现场模块还必须有处理中断的能力。现场模块一般情况下和传统的机电控制系统一样,是一个现场计算机控制系统,功能可以划分为数据采集处理、直接数字控制、监督控制、集散型控制、分级控制和计算机控制网络。用户可以根据生产类型、生产规模、控制对象等选择适合的系统类型。

二、智能网络接口单元的基本结构

依据基于Internet的远程控制系统理论和智能网络接口单元的功能,完备的远程控制系统结构。智能网络接口单元由CPU、RAM、ROM等组成的微处理器系统是智能网络接口单元的核心,它的主要作用是根据接收的有关信息,按选定的方法进行处理并产生必要的控制指令作用与被控对象。网络控制器是中央处理器和远端主机之间通过网络双向通信的通道,是系统网络环节的关键,设备如何上网就是由它来完成的,同样要受到中央处理机的控制。

三、软件设计原则

在上面的讨论中已经将基于Internet的远程控制系统分为了3个模块:远程终端模块、网络模块和现场模块。远程终端模块的作用是远程监控,一般是与Internet相连的远离现场设备的微型计算机,其目的是对现场设备进行远端的控制与监测;网络模块是数据远距离传输的通道,是连接远程终端监控模块和现场设备监控模块的中间环节;现场模块实现接收远程监控端通过传输通道发出的控制信息以及直接检测与控制现场设备,并将现场设备的状态信息及时的反馈给远端控制机。为了提高整个系统的实时性、准确性、安全性和通用性,在软件设计时我们应遵循以下几条程序设计原则:

(1)程序主要采用C/S模式,远程控制机端程序作为客户机,智能网络接口单元控制程序作为服务器端,程序以事件驱动方式运行;(2)服务器端和客户端的通信基于TCP/IP协议;(3)为了安全控制,服务器端要设置合法用户验证,并记录所有连接日志和对现场设备的操作;(4)服务器端响应客户端连接请求并接收其发送的指令,然后对接收到的指令进行解码将其转化为现场设备的控制命令,达到控制现场设备的目的。

第2篇

【关键词】GSM技术;深水网箱;自动投料机

1.引言

我国丰富的海洋生物资源和多样的生态环境类型为我国渔业的发展提供了广阔的发展空间。但近年来我国水域污染导致海洋生态环境不断恶化,水域生产力下降;过度捕捞造成渔业资源衰退,近海渔业资源日益衰退。为了提高养鱼的质量和扩展养殖高档鱼类的品种,减少对近海海域的污染,发展网箱养殖业成为我国渔业可持续发展发展的重要的途径之一。

我国自70年代开始发展海水网箱养殖,经过30年的发展,网箱总数量已经超过100万只。95年开始,国家和地方各级政府在网箱的材料、结构和抗风浪能力等方面进行了一定投入,不少科研机构开展了一些基础和应用性研究,但与欧美、日本等先进国家相比,将海水网箱养殖作为系统工程来进行开发研究,仍有较大差距,适用于网箱特别是深水网箱养殖的投饵机寥寥无几。为此,深水网箱养殖用投饵机的研制将填补国内空白,而设计一种自动投料装置,以减轻人工的劳动强度,节约投料成本,在促进养殖业的发展和海洋环境的保护都具有重大的社会效益。

2.基于GSM技术的深水网箱自动投料系统框架构建

深水网箱养殖具有离岸、水深、海域开阔的优势,为躲避风浪袭击,多采用下潜方式,这与传统的养殖模式相比,在投喂方式、网箱管理等多方面提出了新的挑战。

基于远程控制技术的深水网箱自动投料系统主要由主控器和各深水网箱自动投料机两大部分组成,如图1所示。主控器和深水网箱自动投料机之间具有双向通信功能。

主控器具有对各网箱投料机的主控和信息采集功能,能控制各网箱的投料机的启动、停止和每天投料次数、时间、投料速度的设置,并能收集各网箱实际运行信息的采集,以实时对各网箱进行优化控制。

深水网箱自动投料系统根据主控器设置的命令,定时、定速自动的实现投料,并采集实际运行情况及时告知主控器。

本系统的硬件部分主要包括主控器和自动投料料两大部分。主控器包括主控单片机系统的设计及主控通信部分的设计等;自动投料机包括投料器机械部分、投料机主控器、投料机通信部分以及投料电机控制器等的。

3.深水网箱自动投料系统的设计

本系统的构建关键是主控器与深水网箱自动投料机之间的通信模式的选择,这包括GSM通信模块的单片机机二次开发、水下投料的自动实现、投料机械装置的密封、网箱运行情况和环境的相关信息采集等相关技术。

3.1 投料机的机械设计

深水网箱自动投饵机由饵料仓、气室、投饵器、控制模块、密封盖、密封球、内部消波器、配重环组成。饵料仓用于储存颗粒饵料,气室主要为投饵机提供浮力,并提供投饵器布置空间。投饵器位于饵料仓下部,为由直流电机驱动的桨叶式投饵器,转速可通过位于投机上部的控制模块中的单片即芯片设定调节。投饵器下端设有密封球,当舱内失压或进行添加饵料操作时,避免海水对箱内饵料产生影响。投饵机顶部采用椭圆形内托式密封盖,通过顶部螺杆加紧密封。

3.2 投料机的饵料投放方式

目前网箱投料常采用高压空气或水作为动力通过电动振动抛洒方式,但喷洒方式会使饵料粉碎,不利于饵料的利用。另一种是利用电机的转动带动桨叶式饵料搅动叶片,在饵料的自重和气压作用下,饵料自动向下投放。这种投料方式比较节能省力,不易粉碎饵料饵料利用率高,而且出料的速度可以自动调节,因此采用后种投料方式更加适合。

3.3 饵料装置远程控制方案

采用GSM通信的控制方式,它可直接利用GSM通信网络,无需自建通信网络。控制距离远,在只要有GSM信号的任意地方都可以实现遥控。方案所图2所示。为进一步简化设计,主控器可直接采用用户的手机。此方案存在的问题是;若养殖区处于GSM的盲区或信号较弱,控制方案将失效。

为解决上述问题,在网箱处在海区无GSM或CDMA手机通信信号或信号较弱时,采用射频通信的控制方式进行遥控。方案如图3所示,通信方便灵活。

3.4 投饵机控制器的硬件设计

投饵控制装置硬件由通信模块、含EEPROM的单片机,实时时钟电路、D/A转换器、无刷电机控制器、无刷电机、LCD等器件组成,如图4所示,所有芯片都选用串行芯片。

(1)通信模块:GSM通信模块是实现岸上手机主控端与投饵控制装置之间命令和信息传送的桥梁。

(2)实时时钟模块:选择使用实时时钟电路DS1302,是DALLAS公司的一种具有涓细电流充电能力的电路,可为掉电保护电源提供可编程的充电功能,并且可以关闭充电功能。

(3)D/A模块:为实现直流电机的调速,在单片机控制的自动投料仪中,须把不同转速对应的数字量转换成模拟电压,才能达到自动调速的作用。选用了12位串行的D/A芯片TLV5616.

(4)显示器模块:采用LCD显示器,与传统的阴极射线管(CRT)相比,LCD占用空间小,低功耗,低辐射,无闪烁,降低视觉疲劳。

3.5 投饵机控制器的主程序的设计

投饵机控制器主要实现的是随时接收系统主控器发来的设置和控制命令,对此进行译码、存储并按投料机主控器的设置来实时控制投料机的定时、定量的投料或将投料机的环境和运行信息回发给主控器。为此主控器的主程序包括了控制器初始化、通信模块初始化、对接收来自主控器的命令和数据进行处理(包括对命令和密码的识别、出错告知、命令的存取和对各不同命令的执行处理)、对内部实时时钟的不断更新。

4.结论

将GSM通信技术应用到网箱投料机的远程控制系统中,控制可靠实用。基于GSM技术的深水网箱自动料装置基本上实现深水网箱的水下投料,对每天投料次数、时间、投料量在岸上进行设置;每天投料的定时时间会按潮汐而自动改变,对深水网箱自动投料机实现即时启停;并可实时采集深水网箱自动投料机的相关信息(如海水温度,电池电量,实际投料情况等),这些都间接的为养殖户提高了收入,产生十分可观的经济效益。

参考文献

[1]宋协法.网箱养殖配套设备的设计与试验研究[D].中国海洋大学博士论文,2006.

[2]郭根喜.深水网箱养殖装备技术前沿进展[J].中国农业科技导报,2011.

[3]胡喜.基于PLC的深水网箱自动投饵系统[J].南方水产科学,2011.

第3篇

关键词:因特网 局域网 远程监控

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)(03)(c)-0014-02

最近几十年,科学技术突飞猛进的发展,企业联盟和虚拟企业也相继出现,因此对自动控制领域有了更深层次的要求,于是,远程监控技术这一新的技术诞生了。远程控制技术就是将Internet技术和现场监测控制结合起来的一种技术,通俗的说就是将现场采集到的信息通过因特网传输的控制中心的一种复合型技术。远程监控技术的出现也在很大程度上解决了很多大型企业的管理和安全问题,一定程度上提高了企业的时效性。本课题是基于Internet网络的远程监控技术,由于该系统具有简单易用、可实现无限互联、易于再次扩展、覆盖范围广等特点,因此在高新开发技术中具有巨大潜能。

1 远程监控系统的总体结构

本课题是一种把嵌入式智能体、远程监控、网络传感器等相关技术集于一体的综合管理系统,在工业装备的控制和监测中体现的尤为明显。从组成结构上主要包括监控中心(上位机)、网络服务器以及现场信息采集终端(CAN节点)。其结构图如图1所示。

监控中心(上位机)是由VC++结合数据库技术编写,主要功能是监测现场设备,将现场采集到的数据信息通过Internet网络存储到数据库中,并进一步根据需要对向终端发送控制指令。网络服务器主要的作用是完成以太网和CAN总线之间的协议转换工作。数据采集终端,即CAN节点的作用是采集现场的数据,并负责将采集到的信息发送到因特网进而发送到上位机,同时响应应来自上位机的控制指令,并完成相应的动作。

本系统的硬件组成上,主要包括:局域网设备、基于CAN/TCP协议的网络服务器、监控终端以及CAN节点。从软件的角度本系统主要分为:上位机控制程序、设备的驱动程序、数据采集程序、网络通信程序、数据库程序。

2 系统硬件设计

嵌入式系统的硬件主要包括处理器、存储器和设备三部分,它具有复杂性和多样性等特点。由于嵌入式开发的对象是具体的应用,并且各个项目实现的硬件环境也具有针对性的特点,所以开发嵌入式必须根据具体的应用环境配置、设计和调试[1]。

核心板主要包括微处理器S3C2410A、随机存储器(SDRAM)和FLASH。其中,SDRAM即为操作系统和运行程序的空间,FLASH用来保存移植的操作系统和应用程序的代码。板包括系统电源、CAN模块、以太网模块、JTAG模块和串口。电源模块用于输入5 V电压,提供3.3 V和1.8 V输出的直流供电。CAN模块用来收集和发送CAN总线上传输的数据,以太网模块用来连接互联网和硬件系统,JTAG和串口用来开发、调试和后期维护嵌入式服务器电路板,这些模块都是为了满足后续软件实现交叉编译方式而加入的。嵌入式服务器的硬件系统结构图如图2所示。

3 系统软件设计

本课题在设计远程监控平台的过程中,涉及到很多步骤,综合起来主要有五大阶段,分别为。

(1)需求分析阶段。在该阶段中,可以比较准确、及时地了解并分析用户的某些需求,因此它是远程监控平台设计过程中最基础的阶段,同时也是必不可少的。

(2)总体设计阶段。通过对前一阶段获取的用户需求加以综合、归纳与整理,形成一个与具体系统相独立的总概念模型,它是整个远程监控平台设计的关键阶段。

(3)各个部分具体实现阶段。在该阶段中,借助具体的开发语言、工具及运行环境,并依据总体设计的结构达到预期目标,同时建立各部分对应实现的功能,并对应用程序进行多次运行和调试,直到无误为止。

(4)系统集成阶段。这部分的主要工作是是对各部分实现的功能进行系统集成和整体测试,并根据测试所得结果进行相应的修改和完善,修改完毕之后再次试运行。

(5)系统运行与维护阶段。再次试运行成功以后,即可进行正式运行操作,整个系统在运行的过程中,很可能会出现一系列错误或非错误但不完善的问题,必须针对这些问题进行修改和调整将其全部解决。如图3所示。

在连接创建的过程中,必须与嵌入式服务器的网络进行连接,只有这样,这两者之间才有可能正常通信,如果两者未建立连接关系,则通信失败。正确连接之后,下一步的工作是获取现场设备的运行状态信息,这样正确设计接收模块就显得尤为重要,使用Socket来接收数据需要下面三个步骤:(1)监听网络,同意网络连接申请(即连接)。(2)获取用于接收数据的Socket实例以接收远程主机发送来的控制码等数据信息。(3)根据远程主机发送来的控制码,断开网络连接,并将资源进行清除。接收数据流程图如图4所示。

4 结语

在课题中,把CAN总线和嵌入式因特网技术结合之后应用到远程监控系统中,从而使得测控网络的全分散、全数字化得以实现,此外,它还解决了因特网和现场底层设备的无缝连接问题。在此过程中,远程监控平台通过嵌入式服务器对CAN总线上的智能设备进行访问,记录其在各个时刻的控制运行状态和参数,并把所获得的数据录入到数据库中以便于后续访问和获取。此外,网络数据库还支持智能CAN节点的动态配置与重构。

参考文献

[1]任明伟.基于ARM的嵌入式视频采集与远程传输系统的设计与实现[D].河北大学硕士论文,2011.

第4篇

【关键词】水汽品质;监控;网络;可靠性

各行各业的发展都离不开电力的支持,为了保证电厂的安全生产,电厂远程监控系统的设计与实现就非常必要。起初远程监控功能用于PC用户在离开办公室的时候能访问台式PC硬盘中的信息,甚至可以通过其台式PC访问企业网络资源。但随着通信技术、控制技术、计算机技术的飞速发展,远程监控技术愈来愈完善,Internet技术已经渗透到日常生活和工业生产的各个领域,包括工业控制方面,这使得电厂远程监控成为可能。

1.热电厂远程监控

热电厂实质上是一个能量转化工厂,由于电能尚且不能大量存储,而且热力设备众多、热力系统庞大、生产过程复杂。在这个过程中,应充分发挥计算机在机组运行检测、控制和管理上的作用,控制发电机组及其辅助设备在优良的状态下运行,最大限度地发挥机组设计效率。由于各局部生产过程之间的状态相互影响较大,而且各主要生产设备的动态特性之间存在很大的差异,发电机组的运行状态控制,必须具备协调不同运行设备工作的功能。

远程监控系统是集计算机技术、控制技术、通信技术、网络技术为一体的产品,是指具有数据采集、监视、控制功能的计算机系统,即监控和数据采集系统,也就是人们常说的SCADA系统。具有功能强大、操作简便和可靠性高等特点,它可以方便地用于工业装置的生产控制和经营管理。在这个系统中,计算机直接参与被监控对象的检测、监督和控制。由于远程监控的对象是现场设备,这就要求整个远程监控系统应该完备的考虑以下几点:首先,要可靠性和容错性,即要求在系统出现故障的情况下,能够自动或半自动地(需人工干预)采取相应的措施,保证系统恢复正常运行。

2.系统功能分析与设计

水汽品质的远程监控系统通过现场传感器取得采样值,然后经过现场控制测量设备对采样值进行一系列的数学处理,再通过网络把处理后的数据传送到远端监控站与服务器,从而使远端监控站和远程服务器可以对数据和状态值进行集中的管理。

2.1 水汽系统水处理流程

图1 发电厂水处理流程

图1是电厂水汽系统流程图,补给水是在原水经各种工艺处理后,补充因锅炉汽水损失的水。由于给水直接进入锅炉,故对其水质必须加以严格控制,以防止设备的结垢与腐蚀。然后进入锅炉,在锅炉本体蒸发系统中运行的水,则称为炉水。给水经省煤器提高温度后进入蒸发管(炉堂内侧的上升管),然后由下降管(炉堂外测)经下联箱进入蒸发管。在蒸发过程中,水吸热成为水汽混合物,又返回汽包形成循环回路,这就是锅炉的炉水系统。如炉水的水质不严格控制,就会导致水汽系统的结垢与腐蚀。水与汽在气包中得到分离后,产生的饱和蒸汽经过热器转为过热蒸汽进入气轮机。整个流程是由原水经处理后->补给水经给水泵使给水进入锅炉后,依次经过预热段->蒸发段->过热段->过热蒸汽->汽轮机排汽经凝汽器->凝结水->经处理后返回给水系统。

2.2 功能分析

远程监控系统有两种类型,一种是在生产现场没有现场监控系统,而是将数据采集后直接送到远程计算机进行处理;另一种是现场监控和远程监控并存,这里选择采用后一种方式,即有现场监控系统。水汽品质远程监控系统能实现以下一些功能:

1)数据传输与处理功能:主要是把生产过程中采集的各种模拟或数字量,通过串口和网络传输到数据处理器和远程监控站与服务器并进行相应处理,同时通过EXCEL表把数据显示给用户。

2)管理功能:管理人员能够通过IE浏览器监测到系统的运行状态、现场工作人员的工作记录等。

3)存储功能:对实时数据和历史数据加以存储。

4)冗余容错技术:使用双网、双机热备、冗余等技术保证系统可靠运行。

5)安全与报警功能:利用己有的有效数据、图像、报表等对工况进行分析、故障诊断、险情预测,并以声、光、电的形式对故障和突发事件报警。

2.3 结构设计

完整的基于Intranet的远程监控系统可划分现场设备层、现场监控层和远程监控层,它们相互独立,通过网络技术和数据交换技术有机的结合起来,如图2所示。

图2 远程监控系统拓扑分层

现场设备层是由安装在工业现场的智能仪表、采集器等各种具有数据采集功能的智能设备以及其采用的总线和协议组成。与现场监控层采用RS-485总线进行串口传输,现场模块不断的采集现场原始数据,在它们不发送数据时处于监听模式,主机对一个模块发出一个带地址的命令,然后等待模块的相应。现场监控层从现场设备中获取数据,完成各种控制、运行参数的监测、报警等功能,另外还包括控制组态的设计。可以说现场监控层是整个远程监控系统的核心,由多个数据处理器子站构成,通过控制网络与现场设备层进行数据交换。现场监控层对数据的实时性要求比较高,它要保证系统采样的实时性以及系统对各种操作的响应时间要求,而采用RS-485串口通信可以满足水汽品质系统对实时性的要求。远程监控层以现场监控层为基础的信息系统,通过通信对现场数据分类管理,并通过企业管理信息系统(MIS)数据,这一部分的实现使得远程监控系统的功能得到延伸和完善。

3.软件开发与可靠性研究

系统采用C/S与B/S编程模式相结合的软件结构进行设计,它不仅能够实现对水汽品质现场数据的采集与监控,而且能够通过浏览器实现数据的远程网络查询和共享。

3.1 程序设计

C/S模式的软件设计实现的功能是:远端用户可以通过客户端应用程序在线监测系统现场设备层的工作情况,实现远程监测;远程用户可以通过虚拟界面向现场设备层发送控制命令,实现远程控制。监控程序需要专门创建一个线程来处理串口数据,接收串口采集来的数据并予以显示。系统必须对端口进行配置,以完成串口的采集。

对于远空间距离的技术人员和厂级管理人员需要观测远程监控系统的数据的变化,可以通过以TCP/IP为核心协议的网络技术来实现。基于B/S方式的远程监控系统是以数据采集层为基础的,而数据采集层实际上包括了设备层和监控层,前面已经对设备层和监控层进行了设计,监控层是实现对采集数据的处理、显示,对设备层的管理、控制,同时将处理过的数据写入数据库中,因而监控层又是数据库与设备层之间的桥梁。ASP技术是Browser/Server模式下编制动态网页的一种很理想的工具,它支持ActiveX控件和动态HTML,能实现用户的编程要求。ASP根据访问数据库的结果集生成HTML语言的主页返回给浏览器端。利用ASP技术实现Web数据库的数据流图如图3所示。

图3 ASP技术实现Web数据库流程

整个系统的运转情况是:用户通过网络浏览器查询网络服务器提供的数据页面并发出请求,网络服务器根据请求查询数据库,并向用户返回查询结果。

3.2 监控系统可靠性分析

热电厂水汽品质远程监控系统的可靠性从总体上考虑主要是四部分,分别是系统结构的可靠性、数据传输网络的可靠性、硬件的可靠性及软件的可靠性。在未采取可靠性措施前,系统都是串联结构的,即系统的每一个部分都相当重要,任何一部分发生故障整个系统都会受到牵连。所以我们必须采取一定的冗余措施,对系统进行备份,热电厂水汽品质远程监控系统系统备份可靠性框图分别如图4所示。

图4 系统备份可靠性框图

适当采取冗余措施,能大大提高系统可靠性,并且采用模块备份能得到比系统备份更大的可靠性。除此之外,远程监控主机部分采用双机热备份方式,从机与主机之间的监听采取请求与应答的方式,从机以一定的时间间隔向主机发出请求,主机应答表示工作正常,主机如果没有作出应答,从机将切断主机的网络数据传输,立即与现场工作站进行握手连接。

4.总结

本文论述的热电厂水汽品质远程监控系统是基于Intranet的远程监控系统,它将网络技术、数据库技术和控制技术结合起来,进行了C/S(Client/Server)和B/S(Browser/Server)相结合的软件设计,不仅实现了水汽品质现场数据的采集与监控,而且能够通过浏览器(比如IE浏览器)实现数据的远程网络查询和共享。同时为提高系统的可靠性,分别对系统体系结构、网络传输结构、软件及硬件这四个方面进行了可靠性设计。工作人员不必亲临现场(尤其在恶劣环境下)就可以对现场的工作情况进行监控,完成参数设置与调整,进行故障恢复等,大大提高了劳动生产率;通过远程监控技术,可以加强企业内部合作,可以更合理的安排生产,加强企业的竞争力。

参考文献

[1]张云生,祝小红,王静.网络控制系统[M].重庆:重庆大学出版社.2003.

[2]曹长武,宋丽莎,罗竹杰.火力发电厂化学监督技术[M].中国电力出版社.2005.

[3]邱小虎.基于B/S结构的开放性工业信息监控系统研究[硕士学位论文].昆明:昆明理工大学.2001.

[4]Fujimoto,K.Ata,S.Murata,M.Playout control for streaming applications by statistical delay analysis[J].IEEE International Conference on Communications.v8,2001.

[5]袁巍.远程监控系统体系结构研究及实现技术[硕士学位论文].南京:南京理工大学.2004.4.

第5篇

关键词:变频器,PLC,工艺除尘,风力送丝除尘,节能

 

1.概述

随着我厂生产能力的增大,原动力车间的中央除尘系统已不能满足卷接包装车间设备增加后其生产所需的负压和除尘要求,为此必须增加除尘设备,以满足生产要求,增加的除尘设备与原中央除尘系统采用本地控制+集中控制模式,其集中模式接入动力车间的中央除尘系统原有的监控面。

2.除尘系统的组成及工作原理

集中工艺除尘、风力送丝除尘系统由卷接包装机组集中工艺风力除尘系统FC1,卷接包装机组风力送丝除尘系统FS1,粉尘收集系统YC三部份组成。论文参考网。卷接包装机组集中工艺风力除尘系统FC1,由集中风力系统的风机供给机组卷烟、接嘴生产和除尘所需的工艺风力,将工艺风力和除尘有机结合,实现卷烟工艺风力和除尘风力集中供给的方式。FC1除尘系统风机采用变频调速,主风管上设置压力传感器,根据风压变化,自动调节风机转速,控制风压波动,从而达到稳定系统风压的目的。各卷烟机台有风压平衡器与气动风力平衡阀,根据卷接机组的设备运行状况自动调节风力,确保系统在不同工况下风力稳定并合理分配到每台卷烟机和接嘴机上,完全满足卷接机组的生产要求。系统根据负荷(开机台数)变化后,主风管上风压变化,自动调节风机转速及执行阀,实现系统在不同生产负荷条件下卷接工艺风力恒压供给。

卷接包装机组风力送丝除尘系统FS1,由物料输送和除尘两部份组成,当设置于系统尾部的风机启动后,系统内形成负压,烟丝和空气从送丝机一端被吸起,烟丝在料管中经过风力加速后配给卷烟机,而含尘空气则沿回风管经除尘器净化后排入大气。FS1除尘风机采用变频调速,主风管上设置压力传感器,各卷烟机台有风送控制仪TP170A,可从控制仪上实时监控本机风送状态并对本机的送丝风速设定值进行设定。系统采用实时控制手段,自动实现在不同生产负荷条件下,送丝风力速度、压力的稳定,可靠。

粉尘收集系统YC,将集中工艺风力除尘系统FC1与风力送丝除尘系统FS1三台除尘器卸灰电机卸下的粉尘通过管道连接至除尘室。

3、除尘系统的控制方案

除尘系统要为卷包车间增加的4 台卷接机组提供集中工艺风力除尘以及烟丝风力输送除尘自动监控功能,希望该系统具有:

1)动态显示四台卷接机组工段的工艺风力除尘、风力送丝及除尘系统的工艺流程;

2)自动调节风压风量,保证系统稳定运行,提高机台有效作业率,同时达到节能效果;

3)提供系统远程操作功能,在中央控制室即可完成系统的启动、停止、参数设定工作及报警信息显示;

4)在线报警功能,系统实时监控工艺设备的运行状态,以明确的信息,定位指示故障类型和原因,使故障得到及时排除。

对此,针对卷接机组集中力量工艺除尘、风力送丝的特点,采用西门子S7-300 控制系统、Profibus-DP 现场总线控制技术、人机界面操作系统,利用变频调速技术对系统进行恒压负反馈控制,使系统在不同负荷下运行稳定,确保卷接机组正常工作,同时节约电能。

4.电控系统的组成及各部分的功能

4.1电控系统的硬件组成

系统网络结构图如图2 所示,控制系统主要由西门子S7-300系列的PLC、ET200S分布式I/O、Profibus-DP 现场总线控制技术和人机界面MP370和风送控制仪TP170A等组成。控制系统实现对整个风力系统的设备启停,风量、风压、风速调节,系统状态参数检测,故障信息报警等功能。MP370人机界面、变频器及PLC所控制的电机启动器、接触器安装在电控柜内,电控柜内还安装电控系统所需的电源开关,电压、电流显示仪表,各种信号指示灯,各种状态的选择开关,起、停按钮,报警装置、接触器、继电器、过载保护元件,除尘器控制元件等。ET200S分布式I/O、风送控制仪TP170A、压力检测元件、电动执行元件安装在增加的四台卷接机组工段。

4.2电控系统的软件组成

系统由西门子STEP7 语言和ProTooL CS 组态软件开发而成。作为上位机的MP370 人机界面显示现场控制画面,可以进行系统相关工艺参数设置和启停控制,并通过Profibus-DP网与除尘系统的变频器、各现场I/O站(风送控制仪TP170A)进行数据交换。系统中主要设备的重要信息均可在MP370 人机界上显示,如变频器参数、卸料阀状态以及除尘系统的压力等工艺参数信息等。

4.3主要硬件的功能

1)S7-300用于采集系统总管风压、监控除尘器卸灰阀、除尘器喷吹系统运行状态。

2)2个变频器DP从站完成对除尘系统除尘风机的启停,风压、风量的控制与调节。

3)控制系统设置4个卷接机组分布式I/O站(风送控制仪TP170A)通过Profibus-DP与S7-300PLC通讯。

4)ET200S分布式I/O站(风送控制仪TP170A)的功能:a.可设定和监测卷接机组吸丝风速并根据设定的吸丝风速进行自动调节实现均速供丝。b.监测风送系统气动补风阀与卷接机组吸丝阀状态并自动控制风送系统气动补风阀补风,以实现风送系统风力平行。c.监测卷接机组的工作状态,控制接嘴机除尘支管气动调节风力平衡阀,以保证卷接机组对风力系统的工艺要求。论文参考网。d.监测卷烟机及接嘴机的负压支管压力;e.监控卷烟机除尘支管风压调节电动阀;f.监控卷烟机组除尘总管尾部补风调节电动阀。

5)人机界面功能:显示除尘系统的工作状态(包括:除尘器、风机、电机工作频率、电流、电机的输出功率、变频器散热器温度、系统工作压力值、除尘器除尘布袋阻力值、卸灰阀和本地开关的工作状态、控制方式选择:自动/禁控/手动,系统控制模式选择:频率设定、压力设定、阀门开度设定设置按钮等)。

5 变频器的选用和节能效果

FC1 除尘电机的具体参数为功率75kW,频率50 Hz,电压380 V,2 极,额定电流139.2 A;FS1风送电机功率为30kW,额定电流为56.9 A。DANFOSS 变频器功能强大,性能优越,调试和运行简单。论文参考网。VLT5000系列变频器在VVC控制基础上发展为VVCplus控制方式,使得变频器在低速(0~10 Hz)范围内动态特性得到了改善,速度精度也得到了提高。变频器选用型号为VLT5032PT5 C20 ST RO F10,变频器接受来自安装在管道上的压力传感器、I/O 箱及PLC 的信号,实现对风机的自动调节,调整管道负压的大小,来完成送丝和除尘任务。在变频器的控制上分压力控制和频率控制,压力控制是PI 闭环控制,系统以恒定的压力来控制;频率控制是开环控制,风机以固定的转速运行。如果卷接集中工艺除尘系统反映风力不够,可以在“设定参数”画面中调高变频器的运行频率或者调高设定压力;如果没有风力,则检查变频器是否跳闸或防火阀关闭。如果是变频器跳闸,则记录故障代码,用“停风机”断电后重新上电在PLC及人机界面出现故障时,为了不影响卷包车间的生产,可以采用变频器手动控制风机,将变频器从“REMOTE”模式切换到“LOCAL”模式,可在面板上控制实施。本系统具备卷接机组远程控制风机启停功能,即通过判别卷接机组是否运行,决定工艺风力系统启/停,节省能源。

本系统拆除了卷接机组本身的风力发生装置,不再需要购置小风机,电机等备件,并们免除了与此有关的维修工作,从而节约了大量的备件和维修费用。系统的总装机容量小,运行耗能和运行费用低,以一个系统布置4组PROTOS70卷接机组为例,集中除尘要一台30KW的大风机,加上卷接机组本身的8台小高压风机52KW(卷烟机5.5KW,接嘴机7.5KW)系统总装机容量82KW,而集中工艺风力除尘系统仅由一台75KW的大风机作为动力,系统的装机容量减小22KW,另外,采用风机变频调速,系统恒压控制方式,系统实际功率运行110KW,节能效果非常明显,主一点,在目前我国提昌节能减排尤为重要。本系统2008年5 月调试成功通过验收,经过一年的平衡运行表明,采用PLC、现场压力检测装置及VLT5000 系列变频器构成的闭环自动控制系统,是卷烟机组除尘系统中一次全面的智能升级,具有以下优点。与未改造前的手动系统相比,系统节电效果明显,FC1电机额定电流由139.2A降为105A 左右,FS1 电机额定电流平均由56.9 A降为69 A 左右。通过一年运行,从系统的整体运行情况来说,每年就能比改造前节省大约30%的电能,节能效果显著。自采用了变频调速技术调试完毕投入运行后,卷接工艺风力平衡和恒压供给,改善了卷接设备工艺风力性能,降低了车间噪声水平,改善了车间作业环境;集中工艺风力除尘系统,采用自动控制技术,实现了系统运行状态和参数的实时监控。在目前的烟草行业中,少人值守,无人值班的要求越来越高,采用PLC、变频器、风压检测装置组成的闭环控制系统,做到了在线监控,实时了解和掌握变频器等设备的运行状态,完全能满足上述要求。

第6篇

关键词:机电一体化 发展趋势 机械工业

1前言

现代科学技术的不断发展.极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域.由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化.使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化。使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。论文 毕业论文

2机电一体化的优点

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术.将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称 其涵盖“技术”和“产品”两个方面.是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术.而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑.这是机电一体化与机械+电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别机械工程技术由纯机械发展到机械电气化.仍属传统机械.其主要功能依然是代替和放大的体力 但是发展到机电一体化后.其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外.还能赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等 即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸.还是人的感官与头脑的眼神。机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别是智能化 机电一体化产品的典型例子有:数控加工中心、机器人以及具有检测控制性能的数码相机等。总之.一个机电一体化的系统主要是由机械装置、执行装置、动力源、传感器、计算机这五个要素构成。

3 机电一体化的发展历史

2O世纪6O年代以来.人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能后.刺激了机械产品与电子技术的结合,再后来计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展更进一步奠定了技术基础 大约到20世纪8O年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认:机电一体化技术和产品得到了极大发展:各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持:2O世纪9O年代后期.开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段.机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化.微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚.出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法.机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。

我国是从20世纪8O年代初才开始在这方面研究和应用。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作.取得了一定成果,但与欧美、日本等先进国家相比仍有相当差距机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合。它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。

机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科.随着科学技术的不但发展.还将被赋予新的内容。

4 机电一体化发展趋势的分析

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此,机电一体化的主要发展方向如下:

4.1 智能化

智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然使机电一体化产品具有与人完全相同的智能是不可能的,也是不必要的。但是高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。

4.2 模块化

模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突,近期很难制定国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。

4.3 网络化

20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育等人们日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势,利用家庭网络(homenet)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliancesystem,CIAS),使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。

4.4 微型化

微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm。的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

4.5 绿色化

工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。

第7篇

【关键字】高速公路,机电工程,电力监控系统,作用

中图分类号:U412.36+6 文献标识码:A 文章编号:

一.前言

高速公路综合电力监控系统是近年来随着高速公路的发展而不断兴起的系统,是为了适应现代化高速公路管理的需要。综合电力监控系统能够实现高速公路的自动化管理,同时还能促使高速公路的管理更加的科学化。本文笔者结合自己多年来在高速公路综合电力监控系统方面的研究,现简要谈谈机电工程电力监控系统在高速公路中的作用,希望能够使电力监控系统广泛的应用于高速公路,同时为电力监控系统的不断发展作应有的贡献。

二.高速公路综合电力监控需求分析

在以往高速公路沿线的收费站、互通枢纽、服务区、隧道或隧道群变电站或隧道监控室全部靠人工进行日常表计抄录、操作控制、日常维护、故障巡查等,因此.每个变电站或隧道监控都要配备24小时值班人员,人工成本高,效率十分低。高速公路综合电力监控系统需求如下:

(一)监视高速公路全线关键设备的工作状态和故障报警,如市电停电或高压柜故障、发电机故障、收费站UPS故障、隧道埋地变故障、隧道风机故障等,确保高速公路安全畅通:

(二)对站的高低压配电室、发电机室及隧道进行视频遥视:变电站偷盗报警及外场电力或照明电缆偷盗报警:

(三)对站高低压配电室和发电机室进行温度遥测,并根据测量温度控制室内通风风机:对隧道一氧化碳进行遥测,并根据一氧化碳浓度对隧道风机进行启停控制:

(四)站点实现无人值守,故障自动定位:

(五)数据、视频及报警信息满足高速公路分布式实时远程传输要求:

(六)满足高速公路所处环境和管理运行所要求的可靠性与安全性要求:

(七)与高速公路运行管理模式相适应,全线综合电力监控数据无纸记录,自动统计,自动显示与打印。

三.简谈机电工程电力监控系统作用

1.有着遥信、遥测及遥控的作用

通过现场的控制的网络,整个电力设备的运行的情况以及电量等等各种信息,将会通过光纤输送到控制枢纽并自动的存放到数据库中。只需要观察工作站内监控系统的荧光屏幕,工作人员能够直观的知道设备运行的具体的情况、电量、设备开关等情况,显示甚至自动地打印所有的电量上下波动的的曲线、潮流越线报警和设备出现故障时的报警,并经过监控中心来远程控制电力开关和设备。通过自身携带有通信接口的微机继电保护设备,检测线路的三相电压、电流,功率、电量、频率、设备温度、断路器状态等数据,实现速断保护、过流保护以及重合闸等保护功能。

2.数据处理

数据处理的功能非常的强大,具体包括:遥测数据综合的处理、系统的统计、报表的生成、数据的整合、事件顺序记录的处理;非寻常的情况、趋势弧线的生成以及操作的记录等提示的告警和打印;历史文档的采集、分析、整理和保存。

历史数据库管理系统根据实时数据的存储的具体的情况,定时将数据从实时数据库转存到历史数据库中,以实现数据的交换和传输。

3.人机界面

机电工程电力监控系统能够模拟接线图的一些功能,比如报警的功能、实时显示的功能、数据查询的功能、图形自动编辑的功能等。此外,机电工程电力监控系统还具有系统的自动的对时、容错、安全管理、通道监视和站端系统维护等功能。

三.监控系统组成

高速公路供配电系统的主要负荷有:收费、通信、监控设施的用电;服务设施、管养设施、收费站等场区用电;特殊区段的动力及照明用电等。受当地电网条件和地理条件的限制,路段变配电所通常都为分散独立设置,同时配备柴油发电机组或者采用双电源和UPS作为备用电源以提高一、二级负荷供电可靠性。机电工程电力监控系统采用分布式设计,利用网络通信技术和网络控制技术将高、低压设备进行组网,实现供配电的综合自动化和网络管理化。土千网络采用单模光纤,组成光纤环网。对于设备相对集中的区域,用通信网关构成现场子网。现场设备采用RS一485/422或RS一232等通信接口和现场总线接入到通信集中器,集中接入主干网络。整个机电工程电力监控系统由监控中心、配电 站和通信系统(数据传输网络)组成。

1.监控中心

监控中心是机电工程电力监控系统的核心,采用多机单网模式,包括监控工作站、数据服务器、通信服务器、网络交换机、 激光打印机等。监控中心软件系统由服务器操作系统、工作站操作系统、支持软件、数据库管理系统和电力监控系统软件组成。监控中心负责数据的集中通信、分析计算,可实时显示系统一

次主接线图、二次设备配置图、系统运行的曲线图、电量报表、保护定值等各种数据信息,并且可随时打印各种数据报表、故障信息、历史记录等,通过人机接口,实现对整个配电网(照明、动力等)的监控管理。

2.通信系统

通信系统在机电工程电力监控系统中处于关键的地位,它能够把控制中心的控制命令准确无误的传送到数量众多的远方终端,反映并搜集远方设备的运行情况的数据信息,并提交到监控中心。可以这么说,通讯系统就像快递员,负责着把信息从监控终端传递到各个端口。

四.监控系统建设必要性

一般来说,监控系统的主要功能是对全线路面的交通、天气等状况的搜集与分析整理,但是在实际工作中,人们往往忽视机电工程电力监控系统的作用。而在实际运营的机电系统的维护过程中,机电T程电力监控系统在监控系统中是不可或缺的一部分。建立完善的机电工程电力监控系统,关系到收费系统是否能够正常、便捷的工作。

想要采用高速公路联网收费的方式,就必须有可靠的高速公路收费系统,同时要求该系统能够便利、稳定的工作。要保证收费系统顺利的工作,就必须保证供电系统能为整个系统提供正常的运作环境。一旦发生停电的现象,虽然收费站收费系统所配备的专用UPS可以保证至少30min的供电,若是超过这个规定的上限的时间,市电仍然无法正常的供应,而备用柴油发电机又没有自动切换启动,则收费站将在UPS电量耗尽后瘫痪,这将影响整个联网收费片区的收费工作。故而,我们必须在机电工程电力监测系统上做文章,加大投入,建立高效的机电工程电力监控系统。这样,就能够迅速的发现问题,及时的排除问题,由监控中心统一集中监控,很显然这样就能够大大的提高设备运行的可靠性和安全性,以实现供电系统的高效性、科学性、自动性的目标。

另外,现阶段小偷盗窃高速公路沿线的电缆的情况非常的普遍,如果建立了机电工程电力监控系统,就可以对全线的外场设备的供电情况进行有效的监控,当小偷切断电缆的时候,外场设备供电系统就会中断,监控中心的工作人员就会快速的收到供电异常报警信息,并根据外场设备的具体的里程桩号通知路政队的工作人员上路巡查,这在一定的程度上,为当场抓获盗窃者提供了可能性,能够极大的震慑电缆盗窃者,保卫高速公路沿线的电缆的安全。因此,机电工程电力监控系统是高速公路监控系统中不可缺少的重要的组成部分,一个相对完整的监控系统毫无疑问应该包含一个科学、高效、全方位的机电工程电力监控系统。

四.结束语

高速公路综合电力监控系统的设计对于高速公路的现代化自动管理具有重要意义,应该注重加强这方面的研究和应用。

参考文献:

[1]丁书文 胡起宙 赵勇 变电站自动化系统设计中的几点建议(被引用 6 次)[期刊论文] 《电力自动化设备》ISTICEIPKU-2000年4期

[2]陆曙东 轻轨明珠线工程中的电力调度及设备监控综合控制系统[期刊论文] 《上海电器技术》-2003年3期

[3]郑杰 余臻 基于CDT规约的变电站电力监控系统设计[会议论文],2004 - 中国自动化学会华东地区第十七届学术年会

[4]李中伟 佟为明 刘勇 PCI DeviceNet板卡和短窗Morlet复小波在继电保护监控系统中的应用[会议论文],2005 - 第五届输配电技术国际会议

第8篇

论文摘要:随着我国经济的发展,能源瓶颈问题将更加突出,但如果只增加电力基础设施投资。不进行节能。将造成能源的极大浪费。特别是近10年来。负荷的增长速度大于电量的增长。使得电网的负荷率下降。峰谷差加大,为电网调峰及经济运行带来困难。并且影响了电网运行的可靠性及经济性。从实现电力工业的可持续发展和社会系统资源利用最优出发,必须高度重视电力需求侧管理的研究和开发。加大电力需求侧管理的运用和发展。

1 引言

电力需求侧管理是以市场需求为导向,以优化能源消费结构为重点,运用电力需求侧管理技术提高电能在终端能源消费中的比重。随着以厂网分开、建立区域电力市场为特征的电力工业市场化改革的深入以及电力供应紧张形势趋缓、负荷率将越来越低、峰谷差越来越大,以同时提高用户用电效益和电网经营企业自身的经济效益,成为迫切需要研究和解决的问题。

目前DSM已成为国际上先进的能源管理活动和发达国家可持续发展战略的重要手段,在法国、德国、韩国、美国、加拿大等30个国家和地区取得了成功实施,并越来越受到关注。国际能源署(IEA)2004年报告显示,发达国家自石油危机以来,通过实施DSM等多种措施,使单位GDP能耗降低了约50%。我国也于90年代初开始研究并实施DSM项目。目前已积累了一定的经验。

2 国内电力需求侧管理现状

近年来,国内供电公司坚持改革和发展,开展了一系列有关加强电力需求侧管理的活动,取得了一定的经济效益和社会效益。建立与之相适应的管理机制作深入探讨。目前电力需求侧管理在国内电力公司中的主要应用方面有:

(1) 移峰填谷。通过对工商业用户实行分时计量电量,实行尖峰、峰谷平分时电价措施引导工商业用户调整生产运行方式,转移高峰时刻的用电负荷,降低高峰用电需求,提高电网供电设备的负荷率和利用率,缓和高峰时刻的供用电矛盾。

(2) 无功补偿。对配变变压器就地无功补偿和变电站集中无功补偿相结合的方式,降低了电网无功损耗。

(3) 电力负荷管理系统。通过远程控制技术实现对5000KW以上的大用电用户进行24小时的动态监控,在供电紧张时,根据电网负荷的情况,有序的控制用户的用电负荷。

(4) 节能。对终端用电户,鼓励采用先进的节能技术改造配电系统。

(5) 落实有序用电方案动态管理。在电力紧缺的情况下,需要对供电用户实行拉闸限电时,通过现有的技术手段,制定落实有序用电方案,结合负荷的动态变化,实行方案动态管理。

3 实施电力需求侧管理的策略

3.1 加强电力建设,增加电力供应

供电企业加强电力安全生产监督管理,指导各发、供电企业建立可靠的电力事故应急机制,落实保证电网安全运行的各项组织措施。严防大面积停电事故的发生,同时,深入开展依法治电,依法护电,严厉打击盗窃电能和破坏电力设施犯罪,遏制违章建筑,违章作业等各类危害电力设施安全的行为,确保电力设施安全稳定运行。

加快电网建设,解决电网供应瓶颈现象,对今年在建的电网建设工程加强调度及时协调解决建设中存在的问题。

积极协调所在地区范围内的企业自备电厂、地方电厂多发、满发’充分发挥这些电厂的积极作用,千方百计增加地方电力供应。

3.2 电价手段

电价制度的确定,要考虑电价水平和电价结构两个方面。在电价结构方面,主要是制定一个面向电力用户多种可供选择的激励性电价,如容量电价、峰谷电价、分时电价、季节性电价、可中断负荷电价等,其目的主要是激发电力用户在削峰、填谷和移峰填谷方面的主动性。

建立多种结构有选择性的电价制度,为供电企业开拓电力市场,促进电力商品化创造了条件。它增强了电力用户在削减电网负荷尖峰、增加填谷电量、进行移峰填谷和减少用电的内在动力,同时也是调节需求侧管理效益在供电企业和电力用户之间合理分配时的一种手段。 转贴于  3.3 针对大用户采用可中断负荷管理

根据国外的经验,对可中断负荷容量超过一定数量的大工业用户,实施可中断负荷管理是最具成效的。因此,在当前很多城市缺电严重,峰谷电价影响存在滞后现象的情况下,对大用户实施可中断负荷就成为了必要手段。

可中断负荷管理是指电力公司与用户签订可中断负荷协议,在电力公司需要时,中断和削弱用户的电力供应的一种负荷管理的技术手段。对可中断负荷管理中,电价的折扣率和相关优惠措施是该办法能否顺利实施的关键。

3.4 加强宣传推广

充分利用电视、报纸、广播等媒体广泛宣传当前的电力供应紧张形势,号召人民群众在不影响正常生活的前提下节约用电,随时关闭不必要的用电设备,适当提高空调的制冷温度,最终使广大市民深刻意识到节约用电的重要性并对当前的供电形势给予理解和支持。

印制大量电力需求侧管理的宣传彩页分发到社区、企业和街头,以加强需求侧管理和推广蓄能、节能技术为核心的展板放置于各营业所的显著位置,大力推广使用绿色节能照明和蓄冰制冷等新技术节电措施,提高用电负荷率;充分发挥经济杠杆作用,大力推行峰谷分时电价,鼓励用户在电网低谷时段多用电。

3.5 节电设备使用优惠

(1)免费安装激励。免费安装激励被视为需求侧管理相当成功的一个激励工具。由于电力用户不必或仅支付少许费用。减轻了电力用户节电的投资风险和资金筹措的困难,因此很受电力用户的欢迎。

(2)借贷优惠激励。供电企业在选择贷款对象时,在可能的条件下要使节电所带来的收益超过提供贷款而减少的利息收入。

4 结论

需求侧管理是一个庞大复杂的系统工程,它涉及整个社会、每个领域,涉及国家电价政策和各种管理体制。以往各供电公司进行需求侧管理的经验,充分说明了需求侧管理系统的优越性,它可以把缺电造成的影响和损失减到最小,从而保障广大人民群众的生活用电,促进社会有序用电。

参考文献

1.曾鸣.电力需求侧管理.北京:中国电力出版社,2000.

2.苏宁.电力价格政策的实施对电力需求侧管理的影响.华北电力技术,2005(10):33—35.