时间：2023-05-30 09:57:25
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇自动化设备，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：机械自动化；设备；优化；
中图分类号：C33文献标识码： A
1机械自动化设备及技术的发展方向
1.1实用型的发展方向
随着社会不断的发展，机械自动化设备也在不断的更新，机械自动化的发展方向是由简单到复杂、由低级到高级的变化过程，这是工业发展的主要趋势，机械自动化设备的发展也会跟随着社会的发展而发展。对于工业生产来说，机械的实用性是最适合不过的了，实用才能有效的提高工业生产的经济效益，任何工业的生产都会将企业的经济效益放在首位，不断的去寻找实用型机械投入工业生产中，这也标志着机械自动化在朝着实用型的方向发展。
1.2经济型的发展方向
机械自动化设备投入到工业生产中使用，一是为了降低生产成本，二是提高生产效率，这是机械自动化设备的硬性需求。而机械自动化设备应用的技术本身就是一种生产成本，这也是机械自动化设备发展的主要方向，如果成本过高的话对企业也没有生产优势，因此在当今机械自动化技术的改良和更新中，机械自动化技术也会逐渐朝着经济型的方向发展。
1.3绿色型的发展方向
环境保护已经成为当今世界的焦点，而工业生产是对环境造成污染的主要根源，为了避免对环境的继续污染，要对投入使用的机械自动化设备进行更新，通过机械自动化技术不断的降低工业生产对环境造成的污染。这也是机械自动化朝着绿色型的发展方向，在节约生产原材料的同时，消除原材料对环境的污染因素，保护环境也成为机械自动化设备以及技术研究的一项重要工作。
2机械自动化设备优化的途径分析
机械自动化设备也可以叫做智能人工设备，是通过机械设备来代替人力生产的一种方式。传统的工业生产中，采用人工生产或人机生产两种，人工生产的主要生产劳动力全部有人工来完成的，不采取任何机械辅助设备，这样的生产需要大量的人力，而另外一种人机的生产模式，也是在利用人工的生产，但是会伴有少量的机械投入到生产中，也是需要客观的人力劳动才能维持生产，而且，如果是在生产环境较为危险的情况下，一旦人员操作不当很有可能出现人身伤亡事件。然而机械自动化设备的出台彻底打破了这个局面，从某种意义上说机械自动化设备不仅可以代替人来完成生产工作，还可以拥有人的智慧能做出一定的应急判断等，将彻底取代人力劳动，更能有效避免在生产过程中出现的人员伤亡事件，为工业生产做出了重大的贡献。通过自动化设备的生产缩短产品的生产周期，有效的提升生产效率，为生产企业创造更过的经济效益。但是，在机械自动化设备长期的试用中，还有很多不足的地方，如，仿真设计的缺陷、三维技术的缺陷等，为了弥补机械自动化设备的缺陷，必须做好相应的优化工作，可以将先进的科学技术作为优化的工具，来提高机械自动设备的设计工作，相关部门做好机械自动化设备能力创新的设计工作，而且，我们不能闭门造车，要及早的与国际接轨，再通过国外一些发达国家的自动化设计来带给我们启发，更好的完善机械自动化设备的优化工作。
3机械自动化设备优化分析
3.1建立主要的数学模型
随着社会科技的不断发展，机械自动化设备也不能始终适应工业的生产，因此要对机械自动化设备进行不断的优化，以实现满足工业的生产和发展，机械自动化设备大多都是由数学模型来进行操控的，因此，要把这个作为出发点，建立设备的主要数学模型。首先，要了解机械自动化投入使用的生产周期，以及相应的配置函数等，通过对多种数据的分析，来建立主要的数学模型，如，自动包装机的模型设置，该机器的生产主要有两种成本组成，一，直接成本，就是能对生产过程中产生的费用如，人工费用、设备费用、设备折损费用、原材料费用等；二，间接费用，是在生产中起到一些辅助工作的费用，如，管理费用、采购费用等。通过对这些数据的分析来建立自动包装机的主要模型，以实现机械生产的有效性。
3.2确定可行性方案
在利用机械自动化设备进行生产的过程中，有很多设备原本设计的方式非常巧妙，尤其是自动化的灵敏度特别高，但是在应用到实际中却出现很多问题，如，灵敏度达不到相应的要求、自动化程序缺乏功能性等，设备已经投资了却达不到应用的效果这是常有发生的事情，总的来说机械自动化设备缺乏可行性设计方案，因此，在对机械自动化设备进行优化的过程中，必须做好可行性方案的设计工作。首先，要从多方面考虑机械自动化设备的灵敏度，可以通过多目标优化法来对多目标的函数进行分析，来实现整体优化方案的可行性，然后才能将可行性方案赋予实际。
3.3环境保护设计的优化
人们赖以生存的环境在渐渐的恶化，大多数都是人为引起的，如，工业生产的能源消耗、废物废气排放等都会慢慢的腐蚀环境，人们也及时的认识到这个严重的现象，因此在任何生产和消耗中都主张环境保护，要尽量避免对环境造成污染。尤其机械制造业被成为对环境构成严重污染的企业，更应该加强对环境保护的措施，因此，要将环境保护设计列为机械自动化设备优化中的主要项目。首先，是设备生产的能源消耗问题，要做到低能耗、高生产的目的，然后，要设备生产后的排放做好环保工作，要严格按照环境保护的要求实施相关的优化工作，将机械自动化设备的生产逐渐走向环保型，以做到节能减排的目的。
3.4机械自动化设备智能化的优化
上面的发展方向也提到过，机械自动化设备逐渐的朝着智能化的方向发展，因此，我们必须做好设备智能化设计的优化方案，要彻底实现机械代替人工来工作。机械设备的智能化并不是代替人工的生产，有些时候甚至会超越人工生产，因为有很多情况是人的能力和智慧都无法达到的，而通过机械的智能化生产却能将其做的更好，不仅提升了工业的生产效率，还降低了人工的使用。机械智能化的优化可以实现人机工作，也可以实现单机工作，能解决很多传统生产中不能解决的问题，对于人类的生产来说，这是一项重要的发展标志，对于机械来说，是科技进步一个新的飞跃。
4机械自动化设备优化实例分析
4.1优化设备概述
机械自动化设备在工业应用的极为广泛，文章以某工业（W）的自动化设备生产机械（S）的优化为例。S设备为包装机设备，主要用于包装食品、物品、材料等用途，其主要构件由控制键、支架、控制器等部分构成，该设备在使用中直接影响产品的美观、使用、储存、运输等方面，如果设备有些构件有缺陷的话就会导致在运输或储存的过程中出现产品散落的现象，对产品的美观和使用造成一定的影响，如果是食物包装的话，包装不好就会引起食物变质，因此，要对其功能、部件进行以上提到的相关因素进行优化。
4.2优化前后对比
针对S设备优化前的使用参数进行分析，主要从机械的电源功率、打包速度，产品包装的美观受损现象、运输和储存过程出现的产品散落现象、产品投入使用变质或结构发生变化的现象等进行分析，以生产总例数为1000例的产品进行分析。以下是该设备优化前后的相关参数值。（如表1、表2所示）
表1
表2
结束语
机械自动化生产对于我国的经济发展和国民需求具有重要意义，而通过以某公司所生产的自动包装机为例，在经过上述的论述和分析，执行了生产优化和自身的机构优化，其结果对于机械自动化生产设备的效率提高具有一定的可行性和推动作用。可以说，本文对于生产设备优化问题的进一步研究提供了借鉴。
参考文献
[1]李浩.机械自动化设备优化分析[J].科协论坛（下半月），2013（1）.
一、石油化工自动化概述
随着科技信息化技术快速发展，石油行业化工自动化技术也随之飞速发展，目前石油化工设备的自动化是发展的趋势。作为我国经济建设发展的基础，我国在发展自动化技术方面投入了大量人力、物力，并取得了相当的成效。就现阶段而言，我国石化设备正向着设备大型化发展，所以更要提高相关石油化工自动化设备的水平，提高效率。
通常而言，石油化工自动化技术的要求包括三个方面：
1.安全控制
安全性控制需要控制系统的可靠、相关检测机构或部门对设备及其他装置的正常运行提供有效的保障，所以对关键部位的设备、装置进行专业化的故障诊断与基本保养、维修。
2.效率控制
通过科学、合理的计划调度安排与模拟流程技术以期提高设备与相关装置的生产效率与原材料使用率。
3.成本控制
通过先进的技术来实现降低能源与原材料的消耗、通过建模、控制、优化技术来相应的提升产品的合格率、利用率。
二、石油化工自动化设备在应用中的缺陷
石化行业自动化设备在应用中存在着一些问题亟待解决，主要包括设备系统内部控制原因不合理、石化工艺控制设备产生故障、现场操作不稳定等情况。
1.系统内部不合理
它主要体现在使用前对控制系统的选型不合理，并没有根据项目所在地实际情况进行考察、分析、研究、论证，而是直接采购，在很大程度上增加了使用的成本，导致石油化工的自动化设备使用难度大幅度增加。尤其中石化行业中串级、比值、分程等繁琐复杂的控制程序，其对控制用的初始条件要求繁多，针对不同工作环境，它需要反复、多次数的调整相关设备作业参数，且在调整参数在使用过程中较难，不能够完全的体现自动化设备的意义。除此之外，由于调整参数的工作难度大，导致多数自动化设备在未调整的情况下运行了很长时间，影响了正常生产作业的高效率运行。
2.控制设备故障
就是指石油化工自动化设备在使用过程中发生故障。其中包括调节阀关闭的严密性不够而产生的漏液漏气情况、操作设备动作缓慢，设备实现实时化相对低，甚至出现无响应情况等，对于比较重视数字化的自动设备来说，其数字信息丢失情况比较严重，在正常的实地作业环境中，数字化设备不能实时将各项诸如温度、压力等参数反应出来，滞后情况严重，导致部分操作人员只可采取手动操作，影响了设备的使用效率与施工进度。
3.现场操作不稳定
其与石油化工企业自身原因有关，目前石化企业经常会出现原料不足或是超负荷工作情况，这两种极端情况出现在作业设计的下限或是上限边缘。如在化工作业过程中的一个自动化装置往往因为上道工序中原料使用量不够，以造成后期溶剂量太低，进而导致自动化控制比例系统不能实现自动化运行，只能依赖人工替代机器，大幅度降低了自动化设备的使用效率，对原材料也形成了浪费。又如在加热炉作业时，由于原料增加导致将自动化设备的功能全开也未能满足其加热需要，产生这种现象，只有通过手动开启侧边阀门，以此满足增加炉内温度，满足加热需要，使自动化控制设备失去了其原来的作用。
4.其他原因
一般由化工企业设计初期，考虑不全面，在选择或采购设备时选择了不符合实际需要的设备与仪器，缺少对设备运行时遇到特殊情况的测试，导致后续自动化设备作业由自动变手动，违背企业要求自动化的初衷。
三、石油化工自动化设备的应用要点
1.明确工艺、流程，挑选适合的设备
在对自动化设备的应用中，应首先明确作业项目的工艺路线和作业的流程，全面考虑实地作业环境和气象气候变化等的客观条件，根据实际需求选择适合的自动化设备。在选择、安装、调试自动化设备参数过程之中，要重视对特殊情况下的测试操作，并以此为基本依据，确定自动化设备作业饱和极限能力。对于每一台设备的选择应该与企业的生产能力相匹配，要能合理衔接起企业每道工序。
2.重视应用细节，定期检查与保养
在自动化设备应用中，要重视设备的使用细节，对于诸如调节阀之类的设备，要做好定期检查与保养工作，时刻关注调节阀运行正常与否，测量系统是否准确等，定期对设备进行维护。现今绝大多数自动化设备都有设备操作记录储存在设备内部，可随时供技术人员读取，对自动化设备的维护、应用提供了数据支持，这些数据可以提供设备的状态分析，以此分析设备运行是否正常、运行参数是否合理、早期故障征兆是否存在等问题，并且对故障部位的定位有着很大的帮助。
3.专业技术人员的培养
培养自动化设备专业的使用人员。这些专业人员除了要知晓工艺设备、转动设备、控制设备管理的理论知识以外，还应该充分利用计算机，对自动化设备的运行使用情况及设备历史操作数据来判断设备所存在的问题，并加以合理解决，发挥自动化设备的优越性。
四、石油化工自动化设备的发展前景
1.控制系统优化
目前我国石油化工企业大部分设备装置还是采用传统的常规控制系统，其中大部分还是采用PID控制系统，基于此，导致自动化设备的潜力并没有全面的被发挥出来。所以开发及优化控制系统是自动化设备的发展必然趋势。
2.仪表升级
石油化工企业及其相关产业企业，所使用的仪器、设备中仪表数量庞大，品类繁多。我国目前仪表配套的品种不齐，缺口较大。制造仪表的辅助材料供应不全。所以自动化设备的方向应向着仪表优化升级、仪表使用的成套率发展。
3.过程控制
分散控制系统、编程控制器、自动化系统随着计算机技术与网络技术的不断成熟本着开放化、标准化的原则，采取国内外市场通用硬软件的方法，将向着开放的分布式监控控制系统发展。
4.总线应用
其主要被运用在作业现场，要在现场设备、仪表间实现全数字化、串行、双向、变量的数字通信网络，连接技术非常重要。总线技术的应用，使连接技术日趋势成熟，将对自动化设备控制技术领域产生重要的积极作用。
五、结语
总而言之，石油化工自动化设备在其应用中，应充分考虑实际作业环境，从设备的安装开始，做好特殊情况下的测试工作，在应用中应培养专业技术人员尽可能的使用设备的自动化相关功能，藉此发挥自动化设备的优势，提高企业生产力、提升作业质量、提高生产效率。
参考文献：
1电气自动化设备管理系统概述
电气自动化管理系统通常可以理解为一个包括管理、通信以及应用计算机三项一体，为管理人员提供准确的参考信息并辅助管理人员完成管理工作的现代化管理工具。
1.1电气自动化设备和技术
随着科学技术日新月异的高速发展，在人们的日常生活，电气自动化设备已经随处可见，小到电源插排，大到“辽宁号”航空母舰，都少不了电气自动化设备的应用。电气自动化技术于二十世纪五十年代在我国出现并获得发展，如今已经在我国市场经济的发展中发挥着越来越重要的作用，为提高国民的生活水平和生活质量做出了重要贡献。
1.2电气自动化设备管理系统
电气自动化设备管理系统，简单来说就是基于计算机技术，实现对电气自动化设备进行程序化管理的一种工具。它的存在对电气自动化技术的发展必不可少，如果没有合适的设备管理系统，电气自动化设备的便利优势就无法得到体现，设备管理系统可以说是电气自动化设备工作的最核心部分。
2电气自动化设备管理系统在设计过程中容易出现的问题
在社会经济的发展过程中，人们首先会注意到的就是市场中的各类科技产品给人们生活带来的便利与快捷。人们对于电气自动化设备的产品与性能的重视程度远远高于对设备管理系统设计的重视，这样的情况造成了管理系统设计与电气自动化设备之间不可避免的出现不相容问题。
2.1电气自动化设备管理系统设计的滞后问题
“与时俱进”可以说是我国各行各业对于企业发展和科技创新的基本需求，是我国市场经济能在国际社会上站住脚的关键。在人们的思维逐渐跟不上科技发展脚步的现代，“有设备却不会用”这种看似浅薄、荒诞的现象却能经常真实的出现在人们的工作生活中。就像大部分老年人不会用电脑，很多中年人不会用软件一样，会不会出现有一天我们做出了先进的电气自动化设备，却找不到没有合适的设备管理系统这样的情况出现呢？其实现代电气自动化行业中已经出现了类似的情况，企业拥有高新的电气自动化设备，却因为管理系统设计技术的落后，无法发挥出高新设备的先进性，导致预期的生产生活条件无法达到。所以未来对于管理系统的设计理念应该重视“与时俱进”原则，紧跟电气自动化设备高新技术的脚步，加强设计人员的学习，提高设计能力。
2.2电气自动化设备管理系统设计的狭隘问题
很多电气自动化设备管理系统的设计理念中是没有对未来信息、技术的更新模块的，当老旧的设备无法胜任更加复杂的生产工作时，只能重新购进更加先进、更符合市场经济标准的高新设备，这样的设计思路和工作流程对于设备资源造成了极大的浪费，不符合当今社会的科学发展观和可持续发展理念。
3解决电气自动化设备管理系统设计问题的构想
3.1采用合适的架构设计电气自动化设备管理系统
C/S体系，即大家熟知的客户机和服务器结构。它是软件系统体系结构，通过它可以充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配到Client端和Server端来实现，降低了系统的通讯开销。采用C/S体系结构作为电气自动化设备管理系统的框架可以提高管理工作灵活性，管理人员将所有电气自动化操作的数据库建立在同一个服务器下，将大幅度简化管理人员处理电气自动化设备的操作任务。同时也能让电气自动化设备管理较大限度的脱离对人工操作的依赖，突出了电气自动化设备管理系统的智能性、可操作性，提高了电气自动化设备管理的工作效率。
3.2采用合理的功能模块划分设计电气自动化设备管理系统
通常，根据电气自动化设备管理的要求，电气自动化设备管理系统应该实现并完善几个核心功能模块：数据输入功能模块、数据处理功能模块、系统操作功能模块以及系统维护功能模块。数据输入功能模块的作用是给系统提供工作参数，让系统能够根据参数准确的实现管理员的工作要求。数据处理功能模块，顾名思义，它的作用就是对系统中给定数据参数进行增加、修改、删除和查询等处理的，将数据参数变成计算机程序语言，让设备能够正常工作。系统维护功能模块主要用来实现系统的维护，数据的更新和备份等功能的，保证系统运行的安全可靠，避免系统崩溃给企业生产带来不便。
4结论
关键词：水电厂；自动化设备；维护；策略
中图分类号：TG807 文献标识码： A
引言
随着我国经济的快速发展，用电需求也不断增加，给整个供电网络都带来了沉重的供电负担，电气自动化控制设备的应用提高了水电厂的生产效率，在给我们带来利好的同时，我们也要时刻关注电气设备的稳定性，保障电力供应的稳定和安全。
一、发电机组自动化设备检修、管理的必要性
发电机组是发电站中的重要设备，每天需要发送的电流量非常大，并且都是高电压，所以对于自动化设备的要求比较高，要保证自动化设备的安全稳定运行。在对发电机组的自动化设备进行安装的过程中，需要严格按照说明书上的要求执行，并且安装的材料质量要有所保证，满足规定的规格型号，保证安装工程的顺利进行。此外，在安装的过程中，还要保证接线的正确和稳固，保证焊接的质量。在水电厂中，自动化设备广泛应用于发电机组等重要设备。这些设备每天要输送大量高电压的电流，不仅工作量大，而且危险性高，因此对自动化设备的依赖程度很高，可以说，对自动化设备的维护关系到水电厂功能的发挥。在水电厂进行电力生产和传输的过程中，以往的大部分环节都是靠人工来操作和监视，不仅需要大量的人员参与，同时工作人员难免有疏忽造成监管不当，从而导致一些问题甚至安全事故。随着大量自动化设备的引入，那些需要监视和控制的生产环节现在基本上都由这些设备来进行监视和控制了。这样不但可以保证监控的时间，也能实现更精细化的管理，以往很多人眼所观察不到的隐患和问题，都可由自动化设备检测出来，准确性和及时性是人工所不能比拟的。因此，从这一方面来说，对自动化设备进行维护非常必要。
二、水电厂电气自动化设备稳定性的现状
1、工作环境的影响
在水电厂应用的电气自动化设备稳定运行面临的第一个考验，就是水电厂的严酷工作环境，因为水电厂选址一般都是由水力资源优势为导向的，只有在水力资源充沛的地方建设水电站才能保证水电站的发电能力和发电效率，这样一来水电站建设地址的其他环境就难以保证了，所以水电站一般都处在自然环境比较恶劣的地段，自然环境中的温度、湿度、大气成分等因素都会对电气自动化设备产生影响，造成电气自动化设备稳定性的下降，影响其正常功能的发挥。水电厂的环境因素并不只有自然环境因素还有机械作用力因素、电磁干扰因素等影响因素，其中机械作用力因素是指在电气自动化设备的组网安装时，因为设计或者安装的不合理导致的，电气设备之间的机械运作会产生相互的冲撞、震荡等，这些机械之间的相互作用力会导致电气设备的形变，导致元器件的参数变化。
2、操作维护不规范
电气自动化设备依靠其自身的高智能性和高自动化水平，能够极大的解放劳动力，让机械设备实现自主运行，但是再先进的机械设备也还是帮助人类完成特定工作的工具，需要人为的控制和维护，在这一过程中，因为电气自动化设备本身科技含量的高超，以及自动控制系统的复杂性，导致了电气自动化设备的操作和维护，都需要操作者和维护者有较高的电气自动化知识基础，在操作和维护中每一个微小的操作和维护失误，都可能会对电气化设备造成重大的破坏、
三、提升发电机组自动化设备检修与管理的措施
1、强化和规范维护操作流程
自动化设备比较复杂，对它的使用和维护也不容易，很多时候一些设备故障是由于工作人员进行操作时不按说明书的要求和水电厂制定的规章制度进行而造成的，只是一些小问题，然而造成的后果往往较严重。另外，也有很多工作人员为了省事，或由于对维护步骤不熟悉等，在对水电厂的自动化设备进行维护时不按操作流程进行，这往往使得维护工作质量不高，设备故障等问题得不到及时彻底的解决，给以后的运行留下不少隐患。同时，在水电厂这样的工作环境中，不按操作流程进行维护也会对工作人员的人身安全造成威胁。针对这种情况，水电厂应加强对相关工作人员的培训，让他们掌握自动化设备维护的完整流程，要求他们严格按规定执行。同时，制定相应的奖罚机制。另外，由于自动化设备在各个水电厂的应用环境各不相同，为了更好地发挥自动化设备的作用，在操作流程的规范和制定上还需根据各个水电厂自身的具体情况，尽量做到因地制宜。
2、提高工作人员的技术水平
自动化设备一般来说技术含量都比较高，相关的维护要求也比较复杂，因此，相应地对工作人员的维护水平也提出了较高的要求。当前，很多水电厂的自动化设备没法发挥出应有作用以及故障率比较高都是因工作人员技术水平达不到要求所致。针对这一情况，有必要采取各种措施提高工作人员的技术水平。具体来说，首先在新员工的准入方面就应该把好关，在进行员工招聘时应要求员工是相关专业出身，对相关知识和技能的掌握情况也要进行必要的了解，确保其能够达到水电厂的要求。其次在新员工接触自动化设备前要对其进行必要的培训，让他们熟悉各自动化设备的结构、性能、功能和技术参数等，先让其辅助老员工进行操作，待其比较熟悉后再由他们自己独立操作和维护。再次，自动化设备出现的故障较多，种类不一，且时常有新情况产生，这些都对维护技术提出了更高的要求，因此技术工人有必要不断学习和进修，这样才能适应新环境的要求，使维护水平保持在较高的层次上。
3、加强元器件质量把关
在水电厂电气自动化控制系统的稳定性维护中，要想提高电气化自动控制设备的稳定性，就一定要从元器件的质量入手严把质量关，在进行电气自动化设备的采购时，就要对设备的整体进行质量考察和实验，同时还要结合水电站自身的特点，观察电气设备是否适用于该水电站，在设备安装调试完成之后，在系统的后期维护中要尽量使用系统原厂生产的配件，进行系统的维护与保养，让电气自动化控制系统始终保持较高的整体性，不会因为系统内部不符合质量要求或者不符合标准要求的元器件对整个系统产生破坏。
4、保护设施的应用
为了提高电气自动化系统运行的稳定性，为系统提供必要的保护措施是必然的，具体的保护措施要结合系统的运行环境进行具体的分析，首先一个就是针对水电厂的自然环境的保护措施，水电厂空气中的水含量一定很大，对系统设备的腐蚀性威胁较高，在这样的条件下，应该为电气自动化系统提供防水保护层的覆盖保护，将空气中的水分隔绝在系统之外，防止因为空气中水分的腐蚀而导致系统运行出现问题。
5、设计过程控制
对于电气自动化设备运行中稳定性影响最大的，莫过于系统生产之前的系统设计过程，在现有的系统基础上进行针对环境因素的改进，只是一种修修补补的改进方式，在系统生产设计过程中就针对环境进行设计，才能真正从源头上从根本上减少环境因素对系统运行稳定性的影响，所以水电厂的电气自动化控制设备最好能够在订购中实现专门的定制，让电气自动化控制设备的生产厂家到水电厂来实地考察，在系统的设计中充分考虑水电厂的要求和环境因素，进行针对性的系统设计，只有这样才能将电气自动化设备的稳定性做到最佳。
结束语
自动化设备是发电厂中的重要设备，在我国工业生产中发挥了重要的作用。在现代科技的影响下，发电机组的自动化设备应用的比较广泛，有利的促进了发电机组的运转效率。在发电机组自动化设备运行的过程中，要做好检修与管理工作，保证设备的正常稳定运行，为水电发电厂创造有利的基础。
参考文献
[1]孙煜.小型水电站计算机监控系统设计[D].内蒙古大学，2013.
关键词：电网厂站端；自动化；设备调试
电网厂站端自动化属于现代电网事业重点建设的对象，有利于提高电网发展的效率，而电网厂站端自动化发展的核心是设备支持，需通过调试的方法，为电网厂站端提供可靠的条件。近几年，电力企业非常注重电网厂站端自动化设备调试，通过调试方法发挥设备的可靠作用，稳定其在电网厂站端自动化中的应用，体现设备调试的重要性。
1.电网厂站端自动化设备调试的基本
电网厂站端自动化设备调试的过程中，涉及多项领域，重点分析设备调试的基本目的和基本要求，如下：
1.1设备调试的基本目的
电网厂站端的自动化发展，与电网系统的变电、集控部分存在密切的联系，同时利用远动调试的方法，完成信息传输[1]。设备调试的基本目的是辅助远动调试，促使厂站端的电力数据能够与电网系统保持一致，形成对应的电力数据，进而保障电网厂站端自动化与电网系统自动化的同步发展。
1.2设备调试的基本要求
设备调试的基本要求是保障电网厂站端自动化处于安全的运行环境中，不仅要实现厂站端的安全稳定，更是要保障设备的安全运行。根据电网厂端自动化的发展，提出设备调试的基本要求，如：①保障电网厂站端供电的可靠性，完善整个设备调试的环境；②保障集控中心的稳定监控，确保监控信息的准确度；③保障地调端与厂站端的协同性，同时稳定地调端的监控环节。
2.电网厂站端自动化设备调试分析
电网厂站端自动化设备的调试方法大致可以分为三类，实现电网厂站端的调试控制，对其做如下分析：
2.1独立停电调试
基于电网厂站端自动化的需求，独立停电调试分为两种，如：（1）一次设备的停电调试，需要完全退出运行后才能进行独立调试；（2）一次与二次设备的运动调试，是指其可以不用完全退出运行，但是需要处于联动的状态，与自动化设备保持协同性，由此完成独立停电调试[2]。设备独立停电调试的方法为：首先根据远动调试的需求，构建信息库，利用遥信的方式调试控制设备，不断改变设备状态，确保其符合电网厂端自动化的需求；然后借助试验设备，检测不同的模拟量，对比监控端，检查厂站端的数据是否出现改变；最后将独立停电调试的设备应用在监控端，同时利用实践操作的方式，观察电网厂站端自动化的表现是否产生相应的变化。设备独立停电调试在电网厂站端比较常用，但是仍旧存在明显的缺点，即设备再次启动运行时的容易降供电效率，无法达到原本的状态。
2.2辅助停电调试
辅助停电调试是指电网厂站端有设备变化需要停电时，结合此类停电机会进行的设备调试。一般辅助停电调试中也需要远动调试，促使设备更加符合电网厂站端自动化的需求。设备在远动调试的过程中，为电网厂站端自动化的发展提供建议，尤其是无人值班环节，在远动调试的作用下，增加测试对象，如：遥信、遥测等，确保辅助停电设备在电网厂站端自动化中，起到完善作用。例如：当无人值班实现自动化运行时，会增加电网厂站端自动化运行的压力，此时运行设备处于高度紧张的状态，无法进行独立性停电，只能根据设备调试的需求，间接性执行辅助停电调试，部分设备需利用其他停电机会完成调试，有利于降低设备调试的工作负担，同时也会存在一个明显的问题，促使设备调试的周期明显增加。
2.3不停电调试
电网厂站端自动化中的部分运行设备，可以在不停电的状态下进行调试，所以电力企业将不停电调试应用在特殊设备或停电困难的设备中。设备的不停电调试具有很强的技术性，需在非常安全的环境下，实现设备调试[3]。例如：某变电站，需调试的设备不允许在独立停电或辅助停电的状态下进行，只能采取不停电调试的方法，该变电站要求调试人员全面做好安全工作，合理安排设备调试工作，调试人员在调试设备时，需要满足变电站运行、监控的协同要求，此时调试人员需选择抽测方式，以此做为远动根本，进而确定遥控调试的途径。不停电状态下的设备调试，与电网厂站端的现场情况存在密切联系，降低不停电调试的风险，在不停电调试设备的过程中可以发现，安全是一项非常重要的问题，必须在安全条件下才可进行此类设备调试。
3.电网厂站端自动化设备调试的改进
电网厂站端自动化设备调试存在需要改进的点，明确设备调试的状态，根据设备调试的现状，分析设备调试的改进，如下：
3.1设备调试改进
电网厂站端在原有设备调试的基础上，需要增加调试内容，规划改进后的调试内容，如：①根据元件性能测试调试设备状态；②调试设备的安全保护系统，确保设备安全；③校验设备灵敏度要求高的元件；④检测设备的开入、开出；⑤控制监测系统的准确度；⑥实现多个系统的联调；⑦测试电网厂站端与其他模块的远动调试；⑧合理安排特性试验。
3.2调试工作改进
电网厂站端自动化设备的调试工作较为复杂，而且项目多，电力企业应结合调试工作的实况，不断改进工作内容，促使其更贴近厂站端自动化设备调试的标准。按照电网厂端自动化设备的调试类型，改进调试工作的范围，要求设备进行远动调试时，能够处于更安全的环境中，实现大规模的自动化建设，为电网厂站端自动化设备提供优质的调试条件，确保设备调试工作的稳定进行，而改进调试工作逐渐成为电力企业发展中的重要任务。
4.结束语
电网厂站端的自动化发展，一直是电力事业的重点部分，为提高厂站端的优化程度，电力企业采取设备调试的方法，同时结合设备调试的现状提出改进建议，保障设备调试在电网厂站端的积极应用，进而改善电网厂站端自动化的情况，体现了设备调试的意义。电网厂端在设备调试的支持下，全面达到自动化的运行状态，为电网系统创造更大的社会效益。
参考文献：
[1]严浩军.变电站自动化设备对点调试方法探讨[J].浙江电力，2011，（04）：12-14
【关键词】煤炭生产；自动化设备；自动化技术；设备检修
随着煤炭企业改革的逐渐深化、市场竞争的加剧以及科技的进步，单纯依靠工作经验和传统的生产设备已无法适应现代化矿井生产需求，因此，自动化设备在现代煤炭企业中的作用就显得更加突出。为了保证煤炭自动化设备的正常使用，设备的检修、维护和保养也必须跟上，将日常检修工作做好有利于降低设备故障发生率，减少停机维修时间，这对于保证煤炭生产安全性和高质性、实现修旧利费等方面的重要意义，通过对煤炭自动化设备和自动化技术的应用将设备用好、管好、修好，不断提升煤炭设备检修企业管理水平，努力实现企业效益最大化。
1、煤炭自动化技术的应用范围
1.1机电一体化技术 机电一体化技术是机械技术与电子计算机技术的结合，是对有关技术的综合应用。对于机械系统来说，所谓的机电一体化就是指在机械、动力、信息处理和控制功能方面引进电子技术，进而使机械装置与电子设备以及相关软件结合起来共同运行，在系统中，可采用电力电子器件、电子控制装置和驱动设备实现机械传动、连接等各个部件的有关动作，大大简化了机械结构，为生产自动化的实现提供了有利条件。机电一体化技术的产生促进了煤炭专用机电一体化设备的发展和应用，在煤炭生产中，提升机、矿用开关电器等都是基于机电一体化技术设计出来的，机电一体化技术在很大程度上推动着煤炭自动化发展，将其应用于煤炭生产和设备检修中能够简化工作程序，提高工作效率。
1.2电子技术 随着科技的发展，电子技术迅速兴起，电子器件逐渐被广泛应用于社会各个领域。电子技术主要包括微电子技术和电力电子技术两类，首先，由于电子器件具有反应快、灵敏度高、应用便捷的特点，微电子技术的应用范围迅速扩大，而这也促进了电力电子技术的快速发展，在已进入信息时代的今天，电子技术在现代化生产中的作用越来越突出。煤炭自动化系统和监控系统中就应用了电子技术中的信息采集、监测、传输、处理功能，并通过其控制功能实现了大功率设备比如排水、采掘、提升、通风等设备的功率和转速的控制。在矿用设备检修工作中，有必要对电子技术加以应用。
1.3控制理论 现代化企业生产与控制理论息息相关。控制理论指的不仅是对动态系统中运动状态的研究，还是指随着现代自动化技术的发展而逐渐形成的与现代生产系统有着直接关系的理论体系，比如半导体变流技术、微型机控制技术等。控制理论随着科技和生产的发展而不断更新和完善，其反过来也促进着科学技术和现代化生产的进步。煤炭设备自动化主要由生产机械、驱动装置以及控制设备几部分，其中驱动装置包括动力、液压、气压驱动，以电力驱动应用最广，当前其已广泛应用于交、直流驱动系统中；控制设备主要以数字化技术和电子计算机技术为核心，控制策略则以控制理论为依托。控制理论的应用为煤炭设备检修提供了科学的理论支持。
2、煤炭自动化技术应用与设备检修的意义
2.1有利于保证设备的安全性和可靠性 矿井生产作业环境较为复杂，生产过程具有连续性特征，这就决定了设备在生产过程中安全性和可靠性的重要性，而一些矿用设备在长期使用过程中难免会出现各种各样的故障，如果设备带病工作，很有可能导致事故发生，影响生产的安全、顺利进行，只有定期对设备进行检修，查看设备运行状况比如检查其运行温度、运行速度、螺丝固定情况、蓄电池用电情况、液压油和冷却液容量、滤芯安装、传动胶带的运行情况等，才能从源头上消除安全隐患。另一方面，现代自动化设备的硬件系统可靠性较高，软件也具有高度灵活性，能够实现故障监测与诊断、故障保护、状态监测、故障控制等功能的有机结合，如果在检修工作中充分应用煤炭设备自动化技术能进一步保证矿用设备运行的安全性和可靠性。
2.2有利于提高煤炭生产率和生产质量 目前，我国正在大力开发高产、高效工作面，对设备功率需求和控制要求逐渐提高，自动化系统具有完善的信息检测功能、数据采集和处理功能、优化控制策略功能，而注重设备的日常维护保养和维修、做好故障预防能够将设备的故障隐患及时消除，将煤炭自动化技术的应用与设备检修相结合能够使设备始终处于最佳运行状态，这对于提高煤炭生产率和生产质量具有重要作用。
2.3有利于节约能源、成本和劳动力 在煤矿生产过程中，一些更换、回撤下来的设备、材料和配件等物资在经过维修后基本上能恢复原有性能，相比于采集新的物资，通过检修不仅能节约大量资金，还能使物资设备价值得以充分发挥，大大减少了资源浪费，提高了经济效益。另外，优先应用煤炭自动化设备和技术，自动化系统能够根据设备负荷状况对其运行状态做出及时调整和优化，并实现设备的软启动和平滑调速，这能大大降低运行损耗，减轻设备运行过程中的电流冲击，降低机、电应力，有利于减少故障发生率，降低设备维修成本，提高工作效率，保证设备的安全、可靠运行，最终使企业获得客观的经济效益。
3、结语
总之，煤炭自动化设备和技术的应用以及设备检修对于保证设备在煤炭生产过程中的安全性和可靠性、提高煤炭生产率和生产质量以及节约能源、成本和劳动力具有重要现实意义，我们应当严格按照操作规程办事，将煤炭自动化设备的操作同设备检修管理工作的强化有机结合起来，致力于降低设备故障发生率，使设备高精度、高效率的特性充分发挥出来，努力实现企业经济效益和社会效益最大化。
参考文献
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关键词：PLC，电气自动化设备，作用
中图分类号：F470.6 文献标识码：A
1、前言
在 P L C 技术投入生产和使用初期, 就主要应用于电气自动化系统中各类开关量的控制应用中。在这一阶段,PLC 技术特点还有待发展,存在着诸如数据处理不强、通讯和监控能力较弱以及控制范围单一等不足。然而伴随着工业改革的不断深入还让科学技术的不断发展,就目前来说,PLC 控制技术完全能够胜任单独控制的工作。例如在冶金生产过程中, 依据实际的生产情况、控制规模和控制复杂程度, 已经能够合理选择 P L C 控制系统并解决了控制问题。而在电气自动化设备的工业生产过程中, 通过引入 P L C 控制技术, 不但令系统的可靠性大大增加。如今操作人员只需要进行简单的分项操作, 就能够完成科学合理的控制,并且,这也大大简化了二次接线的过程。
2、 PLC技术优势
在电气自动化应用的过程中,PLC 技术显示出了诸多的优点和技术优势, 具有重要意义。首先, P L C技术具有可靠性强、操作简单的特点,其干扰能力远远强于传统的继电气控制技术,能够适用于更加复杂的工业生产环境;同时技术人员通过简单的指令,例如形象、直观的程序段,能够精确反映操作命令,适应范围广泛。其次,PLC 控制系统的反应速度快, 其控制功能也相对完善,在设施齐全、实用性强方面,使其成为一个具有综合控制的整体,通过对继电器控制系统进行替换,通过内部的逻辑关系进行控制,大大减轻了工作强度。
3、PLC技术应用
鉴于PLC 的技术优势和技术特点,其在电气自动化专业和电气自动化设备中得到了广泛的应用
3.1 顺序控制作用
顺序控制应用属于 PLC 的基础功能,在PLC 技术刚刚被研制和开发的过程中,其基本作用就是通过顺序控制对各类电气自动化设备进行控制操作。经过多年的发展,其顺序控制力度也得到了大大的加强,逐步适应了国家所提出的节能减排和提高工作效率的要求。不但如此,PLC 技术在电气工程应用中,通过信息模块和通信总线连接的作用,使其成为一个综合性的整体,以完成更加复杂的控制任务。
3.2 开关量控制作用
开关量控制属于 PLC 的另一种控制形式,由于传统的电气控制系统多采用电磁继电器的形式进行开关控制, 此种系统不但维修困难、反应速度慢, 而且常会出现触点降低等不可靠情况。P L C 控制技术的顺利应用,不但克服了上述各类缺陷, 还具有操作简单的优点。工作人员通过简单的合闸操作,就能够根据实际情况发出合理的指令。即使在控制工作过程中出现故障时, 也能够进行自动分闸操作, 大大简化
了工作流程。
3.3 闭环控制作用
一般来说, 电气自动化设备中的启动方式可采用自动启动和手动启动两种。在自动启动和控制过程中,PLC 内嵌控制模块能够根据实际的操作特点,各运营时间进行主设备选择;手动操作则是通过人员工作时间进行选择。如今在电气自动化设备中的控制类部分主要由 P L C 和常规控制两种, 其中 P L C 为控制主体,常规回路作为补充部分,并可成为设备控制的安全回路,这样就能够实现 P L C 的安全性能,即使出现故障,也能够保证设备的正常使用。
3.4 自动切换
一般来说,为了提高设备的可靠性,通过 PLC 组成在备用电源中的自动投入装置,能够通过各种程序段,进行多种控制操作。同时还能够以正常运营时的信号数据作为备用电源起动开关的开—闭依据, 提高了PLC 控制系统的数据处理能力和逻辑判断能力。所以说,PLC 技术既能够完成备电自投操作,还能够根据操作过程中的具体运行情况满足其它的操作要求,提高了设备的整体性和智能性。
3.5 调速器控制
调速器属于电气自动化设备中的重要部件, 由于其设备需要进行各类不同的生产操作, 因此需要调速器进行调节, 满足生产需要。在整个调速控制的过程中, P L C 主要由电子调节单元、电液执行单元及转速测量单元组成, 因此针对不同的参数进行
4、PLC技术在电气自动化中的作用
现以某型号的电气自动化设备为例,进行 PLC 控制系统设计,通过实例进行说明。
4.1 控制要求
在系统设计过程中, 首先需要对其烤制要求进行分析和规划, 此类型电气自动化设备在运营过程中,主要对某工厂进行传送控制任务,通过控制工厂内的传送站, 以此完成对下一道工序的木材传送任务。具体操作是在传送站将木料从仓库中取出, 并运送到加工站进行毛坯加工; 其中需要设置延时信号,并由 5 秒的时间差以等待下道工序的准备;运送运输返回原位。
4.2 编程设计
4.2.1 总体方案
在总体方案设计中,确定具体控制原理和基础装置的设定。两处端点设置两个传感器,用于检测。而运输臂的气缸伸缩和伸展部分选用二位五通双控电池换向阀进行通电和断电控制。除此之外,其它部分诸如电磁换向阀、上位机、下位机、传感器以及气动装置等,均需要严格选择。其中对于模拟量的输入 / 输出转换原理公式如式 1 所示。
4.2.2 硬件选择
对 PLC 控制系统中的硬件选取,主要包括 4 个 PNP型数字量传感器、4 个电磁转向阀、3 个按钮开关、一个指示灯及报警灯等,通过组装共同完成控制任务。同时还根据实际的商场需要对电源进行选择。例如在此装置中可采用 307 5A 电源模板,输入电压为 120V/230V。主机选用CPU314 型号,能够与操作板进行连接;数字量输入 / 输出模块采用 SM323 型号。
4.2.3 控制回路图与流程图设计
硬件选取结束,需要对系统进行控制回路图和流程图的设计,根据所选硬件、电气规范及相关标准,进行规范安装、布线和连线操作。在操作过程中,要注意接地和屏蔽问题,避免不必要的干扰,如图 1 所示.
4.3 测试
PLC 控制系统安装完毕,在投入使用之前,需要进行系统内部测试,以确保其具有良好的控制性能并能够很好的完成控制任务。测试过程中, 上位机通过通讯口,将程序传送至 P L C 系统、并对各种传感器进行输入、输出测试,同时还包括程序运行情况、换向情况和通气路流畅情况等执行元件工作。在模拟后,一切顺利则可进行上位工作。测试过程中, 对于 PLC 可靠性的计算, 数学模型见式2:
5、 PLC 发展趋势
伴随着 PLC 控制技术在电气工程中的应用广泛,其发展步伐也在不断的加速,其发展趋势主要包括网络数字化加速和稳定性提高。
5.1 网络数字化
随着社会的发展和科技的进步,在PLC 系统发展过程中,也越来越依赖计算机网络技术,PLC 数字化发展成为其主要趋势。在发展过程中, 将逐步摒弃缓慢和D O S 语言, 并开始成立通用的硬件平台。在这一平台中,PLC 将实现与 DOS 语言系统相结合,共同取长补短,走向同化。
5.2 稳定性
电气自动化设备的主要需要是具有一定的稳定性和可靠性,已完成愈加复杂的工业生产。因此, 在PLC 技术发展过程中,如何提高其稳定性和操作安全性成为此类问题研究的重点和热点,也是一个难点问题。因此, 在发展过程中, 需要加强对外界电磁干扰的抵抗,并对错误程序段或者操作进行提示, 以满足生产需要。
结束语
数字化、信息化和智能化如今已成为电气工程发展的主要方向,而通过引入 PLC 控制技术,大大加速其发展,同时也满足了生产和生活中的任务。技术人员通过直观、清晰的人机界面、更加完善的电气设备,以及成熟的现场总线控制,完成对电气设备的操作,从而能够达到理想中的生产效果。
参考文献:
关键词 仪表自动化 设备故障 维护技术
中图分类号：TE968 文献标识码：A
1自动化仪表常见故障
1.1温度控制仪表系统故障
当温控仪表出现异常故障时，应能了解到温控仪表测量时滞后性表现明显，即仪表测量通常滞后性较大。首先，观察仪表显示值大小，如若仪表测量时显示值突然不稳定，出现变大抑或变小时，则确认出其故障出现在系统内部。其次，如若发现温控仪表显示出现较快震荡行为，则基本可确认为PID调整不当所引发异常。最后，温控仪表指示如若出现较慢范围波动，则基本可确认出其故障引发是工艺生产所致。
1.2医疗控制仪表常见的系统故障
首先，当压力控制仪表出现波动性震荡变化时，一般通过这种异常特征可确认出是生产工艺操作出现异常变化引发其出现异常。其次，可能是压力系统仪表显示出死线变化，即使工艺操作发生调整或变化，其显示值也没发生改变时，则一般故障会出现在测量系统中。为此，要重点检查引压管是否出现堵漏，如若没发现堵漏则可判断故障点出现在测量指示系统中，故而采取针对性方案进行调整或维修。
1.3流量控制仪表系统故障
首先，测量控制仪表如若发现指示值处于最小状态，则需要重点对现场仪表予以检查，如若无异常状况，则故障应定位在显示仪表中。此时，如若未能检验出异常，则故障最可能出现在系统压力参数不足或者系统内部出现堵塞，即这些情况可能是操作不当，抑或介质结晶参数不对所造成。如此一来，当系统管路出现堵塞，则需要了解其管堵原因。其次，当发现测量仪表指示值处于最大状态时，则与其对应的检测仪表指示也会处于最大状态。此时，可以手动调试或遥控调节阀开度。最后，如若流量控制指示确实波动频率较高，则可以将控制状态改为手动调整，并对应改变控制参数PID或者调整工艺操作流程予以解决故障。
1.4液位控制仪表系统故障
首先，液位控制显示值如若出现最大或最小异常情况时，则要检测仪表是否处于正常指标状态。具体操作时要观察液位的在操作过程中的变化情况，可以采用手动的液位控制方式。根据液位的变化区间范围来判断故障点的位置，如果液位是在固定的范围内变化，那在液位控制系统中是存在着故障的。其次，液位控制指示和现场仪表指标不配套时，则首先检查负压导压管的封液情况是否存在测漏、渗漏，如果确实发现测漏，重新灌注封液即可。最后，当控制仪表指示不能稳定，即波动频率比较频繁，则需要结合工艺操作系统检查液位容量是否正常，当发现确有故障采取针对性解决措施即可。
1.5调节阀卡堵、波动
调节阀的振动主要是由两个方面的原因引起的：一方面可能是由于调节阀的弹簧太软因此调节阀的输出信号不稳定的情况；另一方面引起调节阀非正常振动的原因是整个系统的振动频率和调节阀的振动频率是处在同一个频率。针对调节阀振动的故障最简易快捷的方法是提升调节阀弹簧的硬度，但是如果是因为相同的振动频率的话就要将调节阀换掉，使用新的调节阀进行工作。
2仪表自动化设备的预防性维护措施
2.1实行TPM管理，制定合理的操作规范
近几年来，备受油气储运企业推崇的TPM管理是指全员参与步步深入的，通过制订规范，执行规范，评估效果，不断完善、改进TPM，使TPM更加规范化，是一种全面规范化生产维护措施。
实行TPM需要我们坚持不断深入地观察实际情况，根据实际情况，对机械加深了解，找出其操作应用的客观规律，而后制定出合理的操作应用规范，并不断根据情况将其优化发展。简单来说TPM的实施主要就是以下四个步骤：首先，去现场观察了解事实和实物；其次，要根据实际运行的情况寻找相关的规律指定合理的规划；再次，制定维修相关的条例，以文本的形式进行落实；最后，根据以上的方法进行评估实际的效果，并且不断进行修正和优化。
2.2制定仪表维护规范，定期进行维护
油气储运公司在仪表自动化设备管理方面应该以预防为主，推行规范作业行为和规范作业程序。可以将平时积累的自动化仪表设备的相关的维护经验进行总结和书面化，这样可以以书面的形式进行教学和传播，用手册拿来对员工培训，提高其操作水平，另外制定出仪器维护规范，将设备的维护定期化，制度化。除此之外，还根据作业维护执导书，结合仪表设备运行状况，定期编制预见性维护计划，如仪表设备的月检修计划、维护保养计划等，确保了设备的长周期运行。
2.3制定科学的维护计划和方案
伴随着科学的不断进步，自动化仪表设备的自动化程度也在不断提升，现在很多仪表设备都能够对故障进行自检，进行故障的判断和修复，这样就可以根据它制定出更为科学的维护计划和方案，从而大大地降低仪器维护的工作量。
3结语
自动化仪表对于各个行业来说是有着至关重要的作用的，对于整个机器的运行起着安全高效的作用。因此对于自动化仪表要进行高度关注，对于自动化仪表的故障要进行经常性的检测，对自动化仪表的故障进行针对性的维护，并且进行针对性制定相应的维护计划，这样能够延长自动化仪表的使用寿命，降低企业的消耗和维修成本，提升企业的经济效益。
参考文献
【关 键 词】焊接自动化；大型船舶；机器人焊接
【中图分类号】 TG409【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0244-01
船舶制造，尤其是大型船舶制造在海防军事、货运旅游、海洋工程等领域的都有着战略性的意义。焊接技术在船舶制造中是较为核心的工艺技术。焊接自动化的应用对于提高船舶制造效率、可靠性、先进性等都有着重要的意义。对于提高焊接自动化的工艺技术水平，同时加强其在大型船舶上的应用都是意义重大的课题。
一、我国船舶焊接自动化的应用现状和发展前景
我国的船舶制造，尤其是大型船舶的制造与国外造船厂的主要生产指标都有着4倍左右的差距，包括生产效率、造船吨位、产值等。采用计算机技术的焊接自动化生产工艺在国外使用较为广泛，使用的形式涵盖整条的生产线、焊接设备的群控等，同时还可以实现焊接过程中的自动适应、智能化。可以自动选择焊接材料厚度，进行预置焊接等。截至2012年，我国虽然在近几年自己生产了部分焊接生产线和焊接设备，同时也从国外有过部分设备的引进，但面对国内大型船舶的制造与生产，以及高效率高精度的要求，这些还远不能满足需求。
目前，我国大型船舶的焊接技术还处于自动化技术应用的初期，水平较低。我国船舶焊接设备正在向更近一步的自动化阶段发展，传统的旋转式直流电弧焊现在完全被淘汰，主流为整流电弧焊机、自动化平角焊机、垂直气电焊机等。但是在焊接工艺的效率和焊接自动化方面与国外还存有较大的差距。目前我国整体的自动化设备的应用比例不高，工艺仍以半自动化和焊条电弧方式为主，自动化程度也有待提升。对于先进的自动化焊接工艺的开发力度不够，比如机器人焊接工艺、复合焊接工艺等这方面都仅仅处于起步阶段。
近年来，大型船舶的焊接越来越急迫的朝着自动化、智能化方向发展。自动化流水线的应用、焊接质量的自动监控、智能化的焊接装置以及焊接机器人技术的开发与应用，都将成为自动化焊接的发展方向。
二、船舶焊接自动化的特点及应用的重要意义
焊接工艺的先进性对于船舶制造的质量的高低有着直接的影响。船体制造中，焊接部分要占到整体工时的约三分之一。传统的焊接方式以及焊接质量已经不能满足现代化大型船舶的制造生产。焊接自动化以其优良的特性成为大型船舶制造的发展趋势。
1、船舶焊接自动化特点
（1）质量好、精度高、可靠性好。自动化的控制使得焊接朝着更为精密的方向发展。目前，焊机机器人和精密焊接等自动焊接都在精度和质量方面有着良好的表现，无论是定位还是移动都能控制在0.1以内。
（2）焊接设备系列化标准化。对于通常生产的大型船舶中的部件，如板材、管材、圆筒等，都已经开发出系列的、对应的焊接设备，针对性的焊接具有很高的焊接效率和焊接质量。目前，针对大型船舶的构件，其针对性的焊接设备处于进一步的研究生产中。
（3）智能化。在大型船舶的焊接中，焊接过程中需要根据部件的实际情况考虑诸多问题，譬如装配间隙误差、几何形状的偏差以及焊接过程中的热变形等。自动化焊机技术采用了自适应的控制系统以及传感技术，实现了实际应用过程中的智能化及自动调整的焊接。
2、焊机自动化应用的重要意义
（1）提高焊接效率，保证焊接质量。传统的焊接都采用人工焊接，对于操作人员的要求较高，若要得到均匀稳定的焊接效果就需要保证焊接参数的稳定，和以及焊接速度和伸长量的稳定，这些对于人工操作都是很难达到的。焊机自动化保证了电压、电流、速度等一系列焊接参数的稳定，从而保证了焊接质量的稳定，提高了焊接效率。
（2）生产效率和劳动条件的改善。焊接自动化技术的应用，可以实现全天不间歇生产，操作人员只需对焊接对象进行搬运，从而改变了传统的繁重体力劳动，也从焊接的烟雾、强光中解脱出来。
（3）更容易控制产品生产。焊接自动化对于焊接时间的控制更明确，对于生产效率生产周期变动因素较少，可以按计划来安排生产。同时可以通过修改程序来实现各种焊接，大大扩充了焊接的范围，所以能对产品的生产换代有很好的适应性。
三、焊接自动化设备船舶应用的先进技术研究
焊接自动化是传统的焊接各部分有机高效的结合，其中包括焊接夹持装置、智能化的控制系统、运动系统等。其主要形式包括自动化的焊接专用设备和焊接机器人。其中焊接机器人是近几年的研究热点，其典型的技术问题是自动化焊接的核心，也是亟待深入研究的发展方向。
第一、焊缝跟踪技术。焊接过程往往伴随着各种强光、烟尘、加工误差、焊接精度等问题，这些问题尝尝造成焊缝焊接的偏差。现代焊接机器人可以采取传感器技术，采集电弧和光学参数，自动调整焊炬和焊缝之间的距离。具体的以焊炬和焊接对象的空间参数，同时结合焊接参数的变化来调整，从而实时监测偏差的出现，保证焊接效率及质量。
第二、自动编程焊接技术。其研究的目标在于只要根据船舶焊接部件的信息，就可以自动生成焊接程序，并自动完成焊接过程。程序生成内容包括焊接任务、焊接轨迹、焊接路径、焊接各参数等。目前自动编程技术可以实现采集工件信息，辅助编程者完成编程的能力，实现了半自动的编程。
第三、多设备协调焊接技术。大型船舶的制造任务繁多复杂，如何实现多设备协同合作完成一个既定的任务，是当前的先进技术的研究热点。其研究的目标在于实现多设备的能够在整体的任务中既能与其他设备有合作关系，又能形成自己的独立的系统。目前多智能体系的技术在这方面研究中得到了应用和体现。
第四、机器人仿真技术。仿真技术研究难点较多，通常需要对其焊接轨迹进行运动学、动力学、自由度等分析，计算分析复杂。这方面目前正在运用机器人学理论、模拟仿真技术、动画显示等相结合进行研究。
船舶制造，尤其是大型船舶制造在海防军事、货运旅游、海洋工程等领域的都有着战略性的意义。焊接技术在船舶制造中是较为核心的工艺技术。焊接自动化的应用对于提高船舶制造效率、可靠性、先进性等都有着重要的意义。对于提高焊接自动化的工艺技术水平，同时加强其在大型船舶上的应用都是意义重大的课题。
总之，新时代的来临给我国大型船舶的制造带来了机遇的同时也带来了更大的调整。对于我国焊接自动化的发展和在大型船舶方面的应用，都要清醒的认识到与国外的巨大差距。船舶制造先进化、精密化对于焊机技术和设备有着越来越高的要求，焊接的自动化、智能化成为焊接技术发展的必然趋势。加大自动化设备的研究开发和投入使用成为亟待解决的课题。同时，高新自动化焊接技术，尤其是机器人焊接技术的发展对于未来大型船舶的建造有着战略性的意义。
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关键词：电力系统；自动化水平；防雷新技术
随着电力系统容量的增加和自动化水平的不断提高，电力调度自动化系统已广泛使用计算机、RTU等微电子设备。县级电力调度及其变电站由于其所在地土壤电阻率较高或地处山区等，其地网的接地电阻往往很难达到规程的要求，其防雷工作更需引起重视。尽管有些电力调度自动化系统采取了一定的防雷措施，但其效果并不理想，仍然经常发生雷害事故。本文通过在县级电力调度自动化系统防雷的实践，提出调度自动化设备的现代防雷技术。
1 雷电入侵通道
雷电直接击在变电所设备上，这种情况几率比较小，因为设计和施工的时候都会考虑到安装独立的避雷针，避雷带和避雷网。
雷电可能沿着电源线入侵，雷电波沿线路侵入到变电所，如避雷器动作，则是避雷器残压叠加后，通过所用变的电磁感应耦合到低压网络，使微机保护、综合自动化的电源模块损坏的。此时，低压电网过电压的幅值主要与避雷器的残压，避雷器与变压器距离和避雷器接地引下线的长度有关。
雷电可能沿着通信线入侵，雷电引起的过电压在通信线路与设备之间有一定电位差直接作用于串行通信口（RS232/422/485等），根本原因是在400V低压电源侧缺少必要的防雷保护措施，特别是缺少相应电压等级的避雷器保护，使低压网络中的雷电过电压得不到有效的限制。同时，雷电对微机监控系统、调度自动化系统和通信系统的电源又没有与其他电源分离，或采取特别的防止雷电干扰的措施而使雷害事故发生。
雷电感应时常发生，通过35kV或10kV高压感应到400V的低压线路。如低压网络较大，或有低压架空线路时，当雷电在其近区活动时，会在400V低压网络上感应出较高的过电压而打坏接在低压电网上的微机保护、综合自动化系统，调度系统或通信系统的电源部分。
此外，雷电还通过反击、截波以及倒灌等方式作用在设备上，如图1所示。
2 目前二次设备防雷存在的问题
2.1 MOV残压与二次设备耐压值配合不合理
由于目前的制造工艺有限，使得避雷器的残压比额定电压高6倍。例如在220V线路上使用的低压避雷器残压为1.3kV，而一些敏感芯片的耐压值仅为6～10V，其残压值极大地超过了芯片的安全电压。
2.2 MOV动作时引起截波过电压
避雷器在动作时电压下调（截波），通过避雷器安装点到二次设备端之间导线的电感与二次设备输入端对地电容构成谐振回路。截波通过该谐振回路会产生很高的过电压（截波过电压）。
3 针对问题的对策
3.1 电源系统等电位技术
IEC1024规定：为实现雷击保护电位均衡，应采用均压等电位导体或过电压保护器，将处于被保护空间中的外部避雷装置、建筑物钢筋架、安装设备、各种导电体、供电及通信设备等连接在一起。当雷击时，地网电位升高φ=IRch=100kA×2Ω=200kV，水平方向的电位以1kV/m的速度下降。由于二次设备所用电源都是由变电站的站用变压器所供给，站内各二次设备分布在不同位置，而设备外壳则是就近接地，电源中性点与设备外壳间的电位差引发反击，如图2所示。由电源系统造成巨大的电位差，导致反击和“倒灌”的发生。
电位差计算。三个设备外壳电位分别为：φ(A,B,C)=IR-L(1,2,3)ε；而电源的电位为：φD=IR-L4ε；设备外壳与电源电位差为：Δφ=φ(A,B,C)-φD。其中ε为电压降常数1kV/m。
各二次设备与电源系统的电位差数据表如表1所示。
解决办法：二次设备用电源通过1：1 的隔离变压器向二次设备供电，使被保护对象的各部位尽可能构成等电位，从而杜绝电位差对电子设备造成的损害。如图3所示
隔离变压器的作用：电位浮动，二次设备用电源通过1：1隔离变压器向二次设备供电，实现二次设备局部地网电位“浮动”，利用“水涨船高”原理消除反击。
雷电波隔离，通过隔离变压器初、次级开路的原理对沿电源入侵的雷电波实现隔离，被隔离的雷电能量经隔离变初、次级的避雷器入地。
3.2 避雷器残压衰减技术
针对避雷器残压远远大于二次设备芯片耐雷水平的情况，可采用一种新型的中和变压器对其进行衰减。
该中和变压器由一环形铁心和绕在铁心上的线圈组成。如图4所示，新型中和变压器的工作原理：一般情况下，中和变压器是在差模输入的状态，产生的感应电势方向相反相互抵消，对于二次系统无任何影响。
当雷电入侵时，变压器是在共模输入的状态，雷电流经避雷器进行泄放，在线圈里会感应出很高的电势，这部分的变化电压抵消部分残压，以达到降低残压的目的。
U输出=U入残压-ΔU，
而ΔU=L(di/dt)，此时两线圈中的电流方向相同，则
Φ=Φ1+Φ2，
所以总电感值为：
L=L1+L2+2M。
两线圈的互感系数M由磁通量和雷电流决定。
雷电流的陡度是非常大的，根据上式则可明显看到中和变压器输出给二次系统的电压有很大减低。
此外，使用中和变压器还能消除直接使用避雷器而产生的截波过电压。
4 结束语
随着电力调度自动化系统电脑通信设备的大规模使用，雷电造成的危害越来越严重，以往的防护体系已不能满足电脑通信网络安全的要求。我们应从防直击雷，防感应雷电波侵入，防雷电电磁感应，防地电位反击等多方面作系统综合考虑。严格按防雷接地规程办事，应用新技术新装置，采用电源系统等电位技术和避雷器残压衰减技术是确保电力调度自动化系统极大减少雷害的重要手段。
参考文献 ：
〔1〕 唐兴祚.高电压技术〔M〕.重庆大学出版社，1991.
〔2〕 王剑，张学鹏．输电线路防雷改进措施的研究〔J〕．华北电力技术，1998（10）：1～5.
〔3〕 周泽存.高电压技术〔M〕.中国电力出版社，2004.
〔4〕 王巨丰.现代防雷新技术〔M〕，2007.7.
【关键词】现场总线；无扰切换；设备管理
0.引言
FCS现场总线是连接控制设备与上层自动化控制设备之间的双向串行链路，以其结构和布线简单、数字传输准确可靠、现场信息丰富等特点，在工厂自动化控制中得到越来越广泛的应用。它的全数字化、双向传输、多点通讯，逐步取代之前在工业中广泛应用的DCS集散控制系统。本文采用的是其中的Profibus-DP标准，它是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，为实现工厂综合自动化和现场工艺设备智能化提供了可行的解决方案。
1.设备控制与管理
本文的工艺设备主要分为三类，一类是只需要起停控制的设备，包括除尘器、皮带运输机、搅拌电机等。控制目的是保证正常顺序开停车，以及故障或非正常状况下的连锁停车。另一类是需要调速的设备，包括泵类、风机类、给料机等设备。控制目的是参与到液位、流量、压力等的闭环控制中，以保持运行工况的稳定性。第三类是自成系统的设备，比如破碎机、球磨机、陶瓷过滤机等。这类设备相对较为独立，其信息主要是用于监测，或加入少量的控制。对于前两类设备，与之相连的直接控制设备是变频器、软起动器、马达保护器等控制器。这些控制器接收PLC通过DP总线发出的指令，同时又将设备运行或故障信息反馈给PLC，并在上位机监控画面显示这些状态。上位机画面包含有丰富的信息，包括设备起停操作界面、运行状态信息、趋势曲线等，通过对数据库信息进行统计分析、处理，还可以在上位机中得到生产设备的历史曲线、台时、整机效率计算，电量水量统计等，实现工厂过程数据可视化及设备管理。不难看出，设备控制顺序是上位机—PLC—控制器—现场设备。
2.控制器与现场设备
对现场设备的电气控制分为就地和总线两种方式。就地控制时，现场设备起停依赖于动力站的变频器、软起动器、马达保护器等控制器接收安装在设备近旁的就地操作箱上的起停按钮或频率给定装置发出的信号；远程控制时，设备起停则依赖于控制器通过DP总线接收的上位机画面发给PLC的指令。无论这两种哪种控制方式，PLC都可以通过DP总线读到控制器中存放的设备运行或故障状态。就地和总线切换过程要使设备平稳的保持原有状态，这种保持，除了像软起和马达保护器这些工频运行的设备不能因转换而停车或启动外，对于正在以某个频率运行的变频设备，切换时还要维持运行频率不变，即无扰切换。由于总线控制的加入，在外部电路及参数设置方面对切换电路予以充分考虑，使得就地/总线无扰切换比用DCS方式更加可靠。
无扰切换电路设计，在没有采用FCS之前，主要通过远程就地切换继电器与主回路接触器通断的时间差，来保证远程就地切换瞬间设备启动回路或运行回路不断电。即切换过程要保证主回路接触器线圈失电、触点断开的时间，要大于切换继电器线圈得电、触点闭合的时间。FCS系统，从电路及程序上，充分考虑切换的顺畅。以变频回路为例。总线/就地切换开关不影响就地启动继电器的动作，通过变频器运行输出继电器，以及总线/就地停止继电器，来保持给变频器的启动信号维持切换之前的状态。为了保持变频器切换前后频率不变，配合以智能操作器，此操作器可显示变频器的频率给定值SV和频率反馈值MV。无论总线还是就地，MV都对应于变频器的实际频率反馈值。SV则不同。就地时，SV显示操作器给变频器的频率设定值；总线时，SV显示的是MV通过操作器自身变送输出的值，与此时PLC通过总线设置给变频器的频率给定值基本一致。在就地切换到总线的瞬间，PLC通过总线将频率实时数据传输给变频器作为频率给定信号；在总线切换到就地的瞬间，则是利用操作器自身的无扰切换功能，操作器接收转换信号后，瞬间将显示的SV的值输出给变频器作为给定频率，从而实现双方向的可靠的无扰切换。
3.PLC与控制器
控制器主要包括变频器、软起动器、马达保护器等。为实现总线控制，需设置控制器参数。除了基本的额定电压、频率、电流、功率因数、总线地址等的设置外，对于变频器，还需要设置起停模式(如惯性、斜坡等)、加减速时间、控制信号源、频率源等；软起动器需要设置起停模式(如电压、力矩)、升降压时间、限流倍数、保护类别、输入输出功能等；马达保护器需要设置操作模式、保护设置、控制设置等。初始设置一般是通过控制器本身的键盘完成。也可以由PLC通过DP总线对控制器参数进行设置和修改，并对控制器的特性进行连续监测与控制。
为对不同控制方式的电机进行统一管理，PLC中设置统一的电机控制变量，包括电机控制类型、控制字、状态字、频率设定、频率反馈、电机电流、电机功率、故障代码。其中电机控制类型中显示变频器控制、软起动器控制、电机保护器控制、普通电机控制等信息。控制字中包括起停电机、故障复位。状态字包括运行/停止、总线/就地、故障、急停、合闸/分闸等信息。频率设定和频率反馈对应于变频器，电机电流、功率、故障代码对应于所有总线控制设备。故障代码是FCS较DCS优势之处，PLC通过总线读取故障代码后，可以对现场装置进行远方诊断，快速判断故障原因，排查故障。
4.上位机与PLC
上位机与PLC的通讯，采用DAServer作为接口，DAServer根据设定时间比如1000ms来读写需要与PLC交互的数据。上位机则是以事件形式读取接口中的数据。这些数据信息的读写，需要上位机进行解码及编码，以对应到特定位，实现PLC中控制字及状态字在上位机画面的显示。对于自成系统的如球磨机等设备，由于自身存在很完备的监控系统，通过通讯读取需要特别关注的参数以显示在画面中。如球磨机的油站、离合器、慢驱电机、主电机等的状态、报警等信息，轴瓦及定子温度、油压油流、振动等信息，陶瓷过滤机的循环泵、加酸泵、真空泵等相关信息。
5.上位机与服务器
上位机与PLC之间的通讯使得画面可以获得设备运行的实时数据。如若需要生产的历史数据或关键的性能指标，则需要从服务器中获得数据。各PLC设备将总线传输的与生产密切相关的设备数据存储到服务器，上位机利用ActiveFactory分析报表工具读取服务器的历史数据，以跟踪生产信息，并对信息进行分析、计算、处理，得到生产设备的历史曲线、台时、整机效率、耗电量、用水量等。工厂过程数据可视化后，管理人员能够在详细的数据趋势及信息基础上，采取行动优化生产过程。生成数据报表及设备管理报表，提高生产绩效。
6.总结
本文利用FCS(现场总线控制系统)中的Profibus-DP总线在工厂的实际应用，从现场设备、控制器、PLC、上位机以及服务器等方面，介绍了FCS对电气设备无扰切换控制及自动化设备管理的实现方法。 [科]
【参考文献】
1.1机械设计自动化设备安全评估的基本模式
要对机械设计自动化设备进行安全评估，其出发点为逻辑控制管理，根据相关的安全评估结果使机械设计方案得到进一步的优化，从而使得机械设计自动化设备符合全部的安全要求，更好的实现机械设备在使用过程中的安全操作及安全控制管理。在进行机械设计的过程当中，要严格遵照国家的相关进行设计工作，使得所设计及制造的机械自动化设备的工艺操作流程得到较好的安全保证，从而使得自动化安全系统的设计得到更深一步的优化，质量水平进一步的提升。
1.2机械设计自动化设备安全评价
机械设计自动化设备安全评价工作的主要内容是对相关的安全风险进行综合且全面的分析，并对机械设备存在的安全风险进行全面的分析及优化，从而有效的增强机械设备安全能力，为机械的安全操作及全面的安全管理工作创造更加优越的条件。在机械设计的整个过程当中，要将设计方案及设备控制模式两者进行密切的联系，从而使得机械设备的整体控制能力均得到提高。此外，在进行机械设计自动化设备安全风险评价时，要对存在的诸多安全危险点进行彻底的、详尽的分析，使得机械设备自动化安全能力及机械控制管理工作质量都得到全面提升。在机械设备自动化控制管理中，要特别强调安全限制的作用，在机械设备的使用过程中要严格遵守安全使用章程，在机械的有效寿命周期内，要时刻对机械自动化设备进行安全控制管理，从而避免因人为操作不当而造成的安全事故，全面发挥机械设备的安全及控制水平。基于对机械自动化设备的正确操作及使用，可以较好的实现对机械的安全风险分析，有助于机械安全控制管理水平的完善及提高。
1.3机械设计中自动化设备的风险评定
机械设计中要对设备进行自动化安全风险评定，才能更好的减少安全风险，对机械设备的正常运行创造良好的条件。随着机械自动化水平越来越高，机械设备的风险评价迭代过程越来越复杂，需要从风险识别的全过程出发，不断加强自动化设备安全管理，提高机械设备的安全自动化控制能力。机械设计中自动化设备的风险识别要从信息确认开始，保证机械设计风险自动化迭代符合安全控制的要求。
2机械设计自动化设备安全控制的基本原则
2.1机械设计自动化设备安全控制要符合机械功能要求
在进行机械设备自动化设备安全控制管理时，最基本的要求就是要满足机械设备的使用功能，即其各项安全自动化控制功能要得到全面的保障。机械设计自动化设备安全控制要符合核心功能的要求，保证机械信息和设备控制能够符合技术指标的要求。在机械自动化设备的具体操作过程当中，要结合其设计、制造及相应的安全操作规程等多个方面的因素，进行全面的安全掌控，进而从基础上提升机械设备的自动化安全控制管理水准。
2.2机械设计自动化设备安全控制要利用先进技术
我国原有的机械设备自动化技术水平与西方技术发达国相较起来，还存在着较大的差距，要想使我国的相应技术得到快速的提升，就要虚心向先进国家学习，学习其先进行设计及制造技术和先进的安全管理技术。机械设计自动化设备安全管理不管从产品还是从系统角度出发，不断提高机械设备自动化安全控制能力。机械设计自动化设备安全控制要以技术为主，才能保证机械能够完成智能化功能，同时能够满足人性化的安全管理要求。机械设计自动化安全设备管理要对各种加工设备的框架进行优化，从安全管理的角度出发，不断增加输出设备的功能。在能量转换机械设备的过程中需要保证各种能量转换能够安全可靠，提高机械设备的安全控制能力。
2.3机械设计自动化设备控制要坚持安全性和可靠性原则
机械设计自动化设备控制要从产品故障管理角度出发，保证机械设备能够进行自动化故障处理，提高机械设备的控制管理能力。机械自动化控制与产品优化是紧密结合在一起，机械自动化产品要和安全智能化控制紧密融合，保证各种机械设备的诊断、处理和监控能够符合安全控制的基本原则。机械设计自动化设备控制要从操作环节出发，减少机械事故发生的几率，通过对机械设计自动化设备的安全控制，可以提高机械设备的灵敏度。机械设备安全控制管理要从方便操作的角度出发，不断优化设计方案。机械设备中各种自动化产品的功能要进行有效的监控，保证操作流程能够符合设备控制管理的要求。通过对机械设备各种安全程度的控制，达到优化操作的总体目标，从而能够全面实现机械设备的自动化控制和管理。机械设备自动化控制系统的安全指标要从不同的周期出发，积极引进新的技术方案，从而能够对安全控制的措施进行全面的分析，提高机械设备的综合管理水平。
3结语
