时间：2022-11-20 20:55:59
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篇智能化系统研究，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：机电设备；维修维护；原则
中图分类号：TG807文献标识码： A
一、机电设备维修维护的原则
机电设备是企业进行满负荷生产的必要条件，深入地下进行作业是企业生产环境的特殊性所在，这就决定了机电设备维修维护原则的特殊、复杂与严格。
（1）统筹兼顾，有主有次的原则
机电设备范围广，品种繁多，规格复杂，这就要求在机电设备的维修和维护的过程中贯彻统筹兼顾，有主有次的原则。企业生产所用的机械设备种类繁多，生产效率受到较为严格的要求，一般情况下不允许无理由的停歇和间断，加大对这些关键地方的关注度，通过解决主要问题的方式来解决整体问题。当然，我们强调关键部分、主要方面的重要性，并不是置那些不常见的设备的故障于彻底地不顾，还要坚持统筹兼顾的原则，对不同的设备和问题投入不同的时间和精力进行处理和解决，力求做到具体问题具体分析。
（2）着眼全局，突出重点的原则
对机电设备维修和维护既不能着眼于几个方面置全局于不顾，也不可能照顾到每一个小的细节，所以需遵循着眼全局，突出重点的原则，采用马克思唯物辩证法的矛盾分析法认识和解决问题。机电设备既然由数不胜数的零部件组成，其发生故障的概率也就自然而然地提高，把目光放在整体之上，从整体之中抓关键问题，对关键问题予以彻底、有效地处理，基本上就能解决整体的问题，毕竟关键部分对整体起着决定性的影响，这样做既切实有效的解决了问题，又保证了生产效率，是两全其美的做法。此外，详细记录出现频率较高的问题并对各种问题进行分类和系统化是我们较为提倡的方法，可以以最快的速度解决这些常见的问题和故障，及时发现问题并迅速解决也就保证了矿企生产的连续性，提高了生产力。
（3）定期检修和不定期维护相结合的原则
机电设备属于技术型产品，往往由数量众多的零部件构成，部件的精确性受到极高的要求，体现在安装、养护等多个方面，这是机电设备需要定期检修和不定期维护的主要因素，其实还存在外部的客观因素，那就是设备工作环境的特殊性，深入地下几十米进行作业，不见天日，潮湿阴暗这种恶劣的环境对机电设备的性能和质量提出了严格的要求，而如果想从最大程度上满足这种要求，对设备进行检修和维护是理所当然的。保证机电设备的经久耐用性，不能只顾定期检修和不定期维护其中的一个方面，兼顾二者，实现二者的有机结合才是最明智的选择。这样一来，不但准备工作做到位，后期的养护工作加以补充，会更加全面的保证了设备的正常运行和生产的安全性。机电设备的定期养护和不定期巡检应该形成制度，作为条例规范贯彻在机电设备维修维护的全过程中。
二、机电设备维护系统措施
（1）定期维护机电设备
高速公路机电设备安全运行时机电设备管理的核心目的。要保证机电设备安全正常运行，设备维护人员一定要定期对机电设备进行查看维护。在机电设备正常运行时，设备运行参数是否符合安全要求等。对于一些维护维修后，仍不能达到正常使用要求的设备，一定要及时更换，防止事故的发生。
在日常工作中，一定要严格统计机电设备的维护工作，把对机电设备的清洁维护与性能维护紧密地结合起来，努力提高机电设备的使用期限，及时更新设备维护数据，提高设备系统的运行速度。
高速公路机电设备中，大部分都是电子产品，而电子产品的更新速度较快，所以对于使用期限已满的机电设备要及时进行更新换代。机电设备管理机构要建立完善的机电设备报废制度，对于需要报废的机电设备，要进行及时处理，提高设备管理效率。
（2）加强质量管理
加强对维护维修过程的有效控制，在机电设备维护维修与管理工作中，成功引入了 ISO 9000 质量管理体系。想要维护维修工作的质量得到改善，必须实行规范化管理。根据质量管理体系标准，对每一个维护环节都要制定详细手册、程序、须知，明确各个岗位的工作职责，让每一个技术人员工作起来都有章可循，这样才能更好地确保维护工作的质量。
（3）合理管理设备备件
为了确保高速公路机电设备的正常运行，在做好日常维护工作外，还要做好设备备件的采购管理工作。为了保证机电设备的正常运行，设备管理机构要科学合理地管理设备备件，在拥有足量的设备备件时，还不能造成备件的严重的积压浪费。
机电设备使用部门，要随时掌握机电设备的运行和使用情况，根据设备实际使用情况，做出符合实际的设备维护、设备更新、备件配置等所需费用计划，合理使用经费，降低采购成本，提高备件的使用率。
（4）人员培养
机电设备的独有特点，使得它在使用中会不断更新，这就需要维护人员做到对机电设备系统相当熟悉，对业务也非常了解。系统精通就是对工作人员现在所维护的系统，系统的构成，系统线路的布设等情况，都要了解得非常详细，这也是工作人员维护好系统的关键所在。只有精通维护系统知识，才能在第一时间准确找到故障源头。熟悉设备不仅要熟悉它的各项功能和性能，因为机电设备是不断更新的，所以还要熟悉它实时的更新情况，国家是否有出台新的设备标准等。
（5）组织机构优化
组织机构是保证维护维修工作正常实施的基础。组织机构所设置的原则完全是按照机电设备的维护维修特点设计的。根据管理体系的实施，建立了组织机构，管理团队分为检测维修中心、维护实施组、质检三个部分。质检以下是质检工程师，维护实施组下面是维护技术工程师，检测维修中心下面是检测调试工程师。其中，检测调试工程师和维护技术工程师都属于专业组的范围。
维护实施组：是完成维护工作的主体，它的主要内容是负责编制年月的实施计划，负责所维护系统的故障诊断和故障排除，负责将拆卸下来的故障设备送到检测中心进行检修，负责建立维护保障项目。
检测维修中心：主要负责维护实施项目部送交的问题设备，对其进行检测、维修。负责对送修设备的跟踪服务，总结设备维修经验，提出可行性预防措施。
质检组：成立质检组是为了加强对维护实施过程和效果的跟踪和考评，从而建立有效的执行监督机制。质检组主要负责养护过程的质量监督，并且定期对各维护项目进行记录，逐渐形成量化的可行性报告。这也将推进整体工作的改进和完善。质检组是在维护实施组与检测维修中心之间工作，但是它并不隶属于维护实施组，其单独性也有利于对维护实施工作的考评，从而确保了维护工作的质量。
三、结语
总而言之，机电设备在保证生产的安全性、减少人力的投入和使用、提高生产效率、促进企业的可持续发展、保证国家的能源需求、维持国民经济的平稳运行方面发挥的作用已经不言而喻。因此， 对于机电设备的管理方面，机电设备管理机构只有从多方面进行有计划的、有效的、合理的进行维护机电设备，才能提高设备的维护工作，保证机电设备的正常运行，从而提高高速公路的运行安全。
参考文献
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[2]金音,朱佰敏. 高速公路机电设备维护维修信息化系统[J]. 安防科技,2008,08:30-33.
[3]魏养继,袁绍欣,郭兰英. 高速公路机电设备管理系统的研究设计[J]. 现代电子技术,2010,01:160-162+166.
[4]于征. 机电设备维护维修与管理的创新与发展[J]. 中国交通信息产业,2010,05:28-31.
【关键词】 电力营销 智能用电 双向互动
随着建设坚强智能电网工作的快速推进，电力营销必须适应建设坚强智能电网的要求。全面推进智能化双向互动体系，提升用户服务质量，充分满足用户多元化、互动化、智能化需求，更好地适应经济社会发展需要，是电力营销业务未来发展方向。
基于智能用电技术的电力营销，将通过信息通信技术的运用，兼顾电网运营、用户需求和社会效益，实现市场参与者实时互动和能源供需平衡、最优分配的安全、经济、环保的电力营销模式。它能够实时满足电力需求，通过供给需求双方信息的双向透明和互动，鼓励消费者参与供用电优化电力资源的调配，逐步实现需求参与，体现供需一体化的联动，形成更为紧密与高效的市场行为，提高能源利用率，达到电力资源的多层优化配置和用电服务品质的全面提升。本文通过先进的智能用电技术，构建了新型的营销服务模式和应用支撑系统，并在国家电网公司威海电力公司进行了应用验证。
1 应用框架设计
智能电网业务的不断发展推动用电服务从传统单向采集计量向双向信息互动转变，实现能源流、信息流、业务流的整合。营销业务作为智能电网发展中的关键环节，随着智能电网的发展将产生新的业务模式和应用。本文通过研究营销业务与智能用电融合发展的业务需求及应用场景，采用分层设计的方法，从终端层、互动服务层、关键系统支撑层三个层面，规划了电力企业与居民用户互动应用框架图如图1所示：
1.1 终端层
终端层规划了手机、Pad、PC等多种终端操作软件，在传统95598营业厅基础上，拓展了电力营销服务渠道，方便用户更便捷的体验电力企业提供的优质服务。
1.2 互动服务层
互动服务层从电力企业业务服务角度，规划了我的用电、家庭能效、分布式能源、智能家居、我的社区、我的分享、电动汽车等多种互动服务。
我的用电：向用户展示家庭用电的量、价、费信息，以及当前所处的用电阶梯和用电时段，并提供历史用电账单、缴费记录、电力公司公告和营业网点查询功能。
家庭能效：对家用电器的用电过程，电量的构成以及趋势进行分析，帮助用户了解不同电器的用电特征和规律，对于异常用电、用电时段等情况推送用电提醒，帮助用户及时发现不合理用电行为。
分布式能源：为用户提供上网信息查询、电费结算及补贴信息查询等便捷化的服务。
智能家居：通过定时模式、情景模式等多种方式，实现对用户家庭电器的智能化控制，为用户提供高性价比的家居生活智能化服务。
我的社区：在物业、商家、社区、用户、电力企业之间建立一个互动的渠道，用户能够及时了解自家生活圈内的各类服务信息。
我的分享：为用户提供个人的云数据中心和云服务。实现在多种智能交互设备之间实现文件共享功能，以及在好友之间实现视频、图片等的分享互动功能。
电动汽车：为用户提供电动汽车购电预约、上门电池更换预约及业务查询服务。
1.3 关键系统支撑层
关键系统支撑层实现对多种终端的统一接入及权限管理及对互动服务内容维护、网络运行状态监控维护。规划的关键支撑系统主要包括业务管理子系统、网络管理子系统、用户统一认证管理、用户统一权限管理。
业务管理子系统：实现对互动服务内容管理和维护。
网络管理子系统：实现对宽带、ONU、防护墙等网络设备的管理及监控。
用户统一认证管理：实现对多种终端接入的统一身份认证。
用户统一权限管理：实现对多种终端服务菜单的授权。
2 互动服务系统关键架构设计
2.1 技术架构设计
设计的技术架构分为终端层、接入层、前置服务层、支撑系统层、数据资源层五层。终端层包括手机、Pad、PC终端，为用户提供便捷化、个性化的营销服务。接入层通过防火墙等一系列安全防护软硬件设备保证终端的接入安全。前置服务层实现对业务服务的监控、转发。系统支撑层实现对互动服务的管理和对集成系统的业务服务接入。数据资源层实现对上层业务的数据支撑。具体的技术架构如图2所示。
终端层：通过object-c、Java Android SDK、HTML5等前端研发技术，为服务终端提供技术支撑。
接入层：通过防护墙、身份认证、入侵检测等技术保证终端接入安全。
前置服务层：通过UAP平台的应用缓存技术、任务调度技术、权限控制技术，及行业内主流的gzip加解压技术、drools规则引擎技术、RSA/3DES数据加解密技术、Lucence信息检索技术等技术手段，为前置应用服务和管理功能提供支撑。
系统支撑层：通过数据缓存、数据转换及治理、服务授权和调度等技术，为支撑系统提供渠道监管及服务管理支撑。
数据资源层：通过存储过程、函数、触发器等数据库技术，实现数据的管理和存储。
2.2 网络架构设计
通过电力光纤复合技术，构建互联网、电信网、广播电视网三网融合的网络架构，为用户提供便捷化、个性化的网络服务。设计的网络架构如图3所示。
3 互动服务系统应用
智能化双向互动服务系统已在国家电网公司威海电力公司祥云花园气候小区试点项目得到应用，通过验收已正式上线试运行。通过建成的智能化双向互动服务系统，商户通过手机终端等设备实现了智能用电服务，能够通过系统获取最优用电方案，大大节省自身的用电成本。居民通过手机、Pad等终端设备实现智能用电服务和与商家的买卖交易服务。小区物业通过PC电脑，为社区居民提供社区资讯、社区公告、社区广告等服务。
智能化双向互动服务系统应用实现了能源、信息和公共服务资源的有机整合，打造了新型的电力营销互动服务模式，全新的智能化生活方式，建成了全省绿色节能创新示范基地和城市智能生活样本，达到了“绿色清洁、双向互动、节能减排”的发展目标。
要准确、及时的得到设备的运行状态，必须实时的对在线监测数据和预防性试验数据进行分析。在线监测数据包括：变压器局部放电、油色谱、铁芯接地电流、变压器套管的介损和电容，断路器的微水、密度、相对湿度、温度、压力、触电的电气和机械特性，避雷器的全电流、阻性电流、动作次数，GIS的局放、微水、密度、相对湿度、温度、压力等。这些数据分别存储在变电站的不同在线监测系统中，要从上述浩瀚的数据中了解设备状态的发展，不借助专用的软件支撑平台是难以实现的。
状态检修是应用现代管理理念和管理技术，采用有效的检测手段和分析诊断方法，准确掌握设备状态，合理把握检修时机，提高了设备检修的针对性和有效性，能有效延长设备使用寿命，降低设备运行维护成本，提高供电设备检修的有效性和经济性，以及设备运行的安全性、可用性和可靠性。
状态检修是通过对设备关键参数的监测来识别其已有的或潜在的劣化迹象，在设备不停止运行的情况下，对其状态进行综合评估。因此，状态检修的关键是设备的状态评估，而状态评估的关键则是状态信息的获取、处理和利用，以及状态评估的技术依据、方法和流程。
变电网络是个异常庞大复杂的系统，设备元件众多，而且设备的主要动态数据多来自于现场。因此，对设备状态数据的获取、储存、分析处理和利用存在较大难度。尤其随着状态检修工作的深化，管理工作由粗放型向精细型转变，设备状态评估由定性向定量的发展过程中，这样的困难会越来越大。针对目前已经建立的送电、变电、调度等多套生产管理系统相互独立，信息资源不能共享，数据格式不规范、关联性差，管理信息凌乱，难以对数据进行智能分析和综合评价的现状，建立变电设备状态检修自动化系统成为专业管理的迫切需求，尽快解决设备状态信息凌乱、不系统、不完整、不准确、不规范的被动局面，建立计算机管理系统，实现状态检修工作的智能化管理已成为状态检修管理的重要课题。
变电设备状态检修自动化系统正是本课题的研究项目，本系统的实施是对电力部门现行的设备检修体制的重大革新。该系统的建设是以数据库、Windows服务、等技术为核心内容，实现与生产管理信息系统PMS、SCADA、变电、继电保护、调度等管理系统信息资源共享，保证信息源头的唯一性，并确定合理的信息传递流程。变电设备状态检修自动化系统的任务就是要借助于这样的集成化的网络环境，构成设备状态检修管理、分析、决策的辅助智能化平台。该系统能够直接指导生产，实现了生产管理的智能化，提高了检修工艺的标准化、规范化，促进了生产效率的提高。由于电力是涉及全社会的公用事业，其生产成本和管理水平的高低将直接对整个社会的经济效益产生巨大影响。
变电设备状态检修自动化集成系统主要完成以下几个方面的任务：第一，实现设备在线监测数据和电能质量数据的整合和数据共享。目前，变电设备各在线监测系统处于一个个的信息“孤岛”。另外，电能质量数据存储在调度信息系统中。将各在线监测系统的数据和电能质量数据整合到一个中心，实现数据的集中存储，实现数据格式的标准化和规范化，以便于数据的共享利用。第二，对变电设备的在线监测数据和电能质量数据进行预警、诊断和分析，对数据进行各种图形分析，使得用户对变电设备的数据实时跟踪，及时掌握设备的运行状况。第三、该软件采用分布式面向对象的技术，采用多层架构的基于Web的B/S结构体系。系统具有极高的可扩展性，可以应用于变压器、电抗器、CT、CVT、MOA、断路器、GIS等变电设备，还可以扩展到电力电缆和架空线路、电动机、中频发电机、直流设备等输变电设备。采用上述技术使得用户可以在任何地方、任何时候及时的掌握设备的各种数据和当前的状态。目前，国家电网公司出台了新的高压电气设备状态维修试验规程，设备的维护和检修正在由“定期检测，定期维修”向状态检修转变，急需此类软件。
上世纪七十年代末，美国电力科学研究院对电力设备的状态检修进行研究并应用。日本从八十年代开始，对电力设备实施以状态分析和在线监测为基础的状态检修。欧洲大多数国家正在进行检修体制的改革，方向也是状态检修。我国也开始了在状态检修方面的研究，重庆大学、华北电力大学、浙大快威和中国电科院也有类似的研究。但重点在某种设备的某个状态量的监测和分析，没有将整个在线监测数据进行综合管理和分析的研究。
智能化变电设备状态检修自动化集成系统软件的主要目的是为用户提供一个有效管理变电设备的各种状态数据、对数据做各种分析、通过分析对比对设备的当前状态做出正确判断的辅助管理平台。该系统首要任务是集成反映设备状态的各种数据。这些数据又安装在变电站的在线监测设备采集或由生产调度系统的自动化设备采集，有的存储在数据库中，有的未保存历史数据。其次，系统要完成对集成的数据的预警、诊断和分析，以便设备检修人员有效的利用这些数据对设备的状态做出正确的判断。
首先，系统完成各种反映设备状态数据的集成，包括：设备的在线监测数据、电能质量数据等。由于在线监测设备的厂家繁多，设备的类型和型号各异，在线监测数据的存储、分析方法差异很大，在数据集成的同时对数据进行规范化，建立标准的、统一的数据对象模型。
其次，对集成到系统的数据进行预警、诊断和分析。每种状态量数据依据国网公司试验规程中注意值、警示值或变化率的规定，对数据进行预警分析，超出规定值的数据报警。每种状态量数据提供数据报表查询和图形分析——趋势图分析。局部放电数据还提供二维（Q-Φ、N-Φ、N-Q）图、三维（N-Q-φ）图等谱图分析。油色谱数据提供三比值诊断，给出三比值计算结果，故障分析和故障成因分析等。
关键词：物联网；环境；检测（监控）；平台
哥本哈根气候峰会在2009年12月举行，许多国家希望达成一份具有约束力的二氧化碳减排协议。与此同时，各国都陆续将物联网的建设上升到国家战略的层面，旨在通过物联网的应用实现节能减排，成就低碳经济。物联网作为低碳经济革命的技术创新之一，是要在能源流的整个过程中提高能源生产率和降低二氧化碳的排放。低碳经济社会的特点是要建立能源互联网，使得不同形式、不同时空的能源可以得到聪明的使用。这既可以大幅度地减少能源消耗和二氧化碳排放，同时又可以大幅度地提高人们的生活质量和便利性。
1 系统总体设计
1.1 异构自组织无线传感器网络
拟采用三层架构：底层节点包括信息采集设备等；中间层由车载设备节点或多跳转发设备构成；上层由位置固定的网关节点组成。
1.2 平面型环境监测气体传感器
气体传感器：一是提高灵敏度和工作性能，降低功耗和成本，缩小尺寸，简化电路，与应用整机相结合，这也是气体传感器一直追求的目标。二是增强可靠性，实现元件和应用电路集成化，多功能化，发展MEMS技术，发展现场适用的变送器和智能型传感器。
1.3 环境与气象监测信息处理中心及通讯终端
监控中心采用标准的B/S系统架构，同时采用通用的软、硬件产品，并规范数据存储格式，使系统具有兼容性强、规模易扩展的特性。定制移动终端采用CPU+DSP核的硬件架构，可以实现高速的数据处理能力。丰富的外部接口和高亮度大屏幕，坚实的外壳能很好满足特殊要求。终端采用VISION公司的VISION225+TI公司的OMAP5910构成的硬件平台。
2 系统技术难点分析
基于物联网的智能化环境监测系统主要研究的内容是异构自组织无线传感器网络与平面型环境监测气体传感器。
2.1 异构自组织无线传感器网络系统架构
信息采集节点：由传感模块和数据处理传输模块组成，能够自组织成无线网络的节点。传输距离50-100米，功耗休眠期10mW，工作时间100mW，传输距离可扩展为500米，接口包括模拟4-20MA和RS485接口。车载节点和多跳转发节点：是具有较强数据收集能力的中心节点，把传感节点汇集来的数据进行接收和处理，传输距离500-1000米，功耗随传输距离变化。网关节点：把车载节点和多跳转发节点通过Internet转发给中央控制系统，具有无线接入网络和宽带接入网络功能。终端设备：是由能够上网的PC、PDA或智能手机构成，实现远程浏览。中央控制管理：通过节点收集的各类信息最终汇总到中央控制系统，自主设计开发的中央控制系统可以实现多方面的功能。监测区域的可视化展示：可以以三维立体的方式观察到监测区域和各节点所处位置。数据分析处理：可实时显示目前的状态数据，并对历史数据进行显示、分析、绘图和管理等操作。节点控制：可通过中控系统，实时查看各节点的工作状态、路由信息，并对其进行控制。反馈控制：可通过系统预设的下行通道，对相应的设备发出指令，进行反馈控制。
2.2 电化学传感器技术方案特点
化学气体传感器由贵金属催化电极、铂丝引线、气体传感器外壳、电解液及其它辅助材料组装而成，所用材料中贵金属催化电极、电解液为自加工配套生产，铂丝引线、气体传感器外壳为外部购件。综合运用了纳米材料制备技术合成核心功能材料、采用催化剂表面修饰技术、传感器表面选择性介孔分子筛制造技术、机械片式高分子材料自动拉伸复合透气膜制造技术、精密丝网印刷技术等先进技术，创新性强，技术含量高。
2.3 高效的数据链路层协议
基于各种特定应用环境特征（基于时间、空间特征和网络、终端属性）和规律，提取适用于资源极度受限条件下的微型特征库。进一步根据环境特征动态协同调整数据传输策略，减少信号冲突，降低资源开销。提出网络自适应、协同动态感知环境上下文算法，基于上下文感知设计自适应优化MAC协议，提出适应于多信道多收发器（MIMO）的协作式MAC协议。
2.4 跨层优化设计
基于最优提供不同协议层之间信息的交换与控制的机制，以改善异构网络，尤其是无线传感器网络的性能；基于信息返回的事件驱动模型和跨层数据共享与同步机制模型；定义新型可扩展的层间接口和各层之间的边界，提出各层之间协同的联合调度机制。
2.5 安全机制
基于多种异构网络环境下（现有的安全机制），结合各子网络的特征，在资源（如：电池能量、计算能力等）严重受限的情况下，研究多网络协同的安全体系结构；在多种异构网络环境下，研究以安全性为目标的新型路由机制；针对资源严重受限的异构网络（传感器网络）环境，提出高效率的加密算法。
异构自组织无线传感器网络是一种低成本、低功耗、多跳、多频、多点对多点通信的自组织的无线传感网解决方案。可根据不同的需求特征分为四种系列产品，可以广泛应用于气象与环境监测、建筑、矿山、仓储、工业、农业、医疗、军事等领域。
其中，A系产品是首要研发的基础系列有功能全、功耗低等特点；D系和B系拓展A系产品的通信能力，在稳定性、距离和带宽方面均有提高，其中D系侧重距离，B系侧重带宽；C系产品是外挂通信模块、自身只具有核心组网协议但运算速度很高系列产品，用于一些特殊应用场合。
3 系统硬件架构
定制移动终端采用CPU+DSP核的硬件架构，可以实现高速的数据处理能力。丰富的外部接口和高亮度大屏幕，坚实的外壳能很好满足特殊要求。终端采用VISION公司的VISION225+TI公司的OMAP5910构成的硬件平台。主处理器OMAP5910为ARM9内核心+DSP构架，运行操作系统和进行图像，数据的处理，VISION225实现无线数据的传输通讯。软件采用Windows Mobile 6.0操作系统。
4 系统主要研究目标
4.1 异构自组织无线传感器网络部分
选择评估不同无线频率的传输特性，测试抗干扰性指标和电磁兼容指标，确定异构自组织无线传感器网络中各设备的基本工作方式。基于自适应的拓扑结构和路由机制，在具有多种异构网络的环境下实现零配置动态组网机制，设计异构网络的拓扑管理和自动诊断与恢复机制，实现高容错的特征并进行验证。基于上下文感知设计自适应的数据链路协议，基于跨层优化思想设计高效的路由协议，开发信息采集节点、信息节点、车载设备、转发设备和网关节点，实现基本的网络管理和路由。
4.2 平面型环境监测气体传感器部分
按照高精度、高敏感的要求，开发新型气体传感器，达到批量生产的工艺要求。检测VOC的气体传感器，对甲苯，苯，丙酮检测下限在1ppm以下；测硫化氢的气体传感器，其检测下限在1ppm以下，而且响应恢复时间快，响应时间小于10秒， 恢复时间小于30秒；用于检测二氧化氮的气体传感器，对二氧化氮有很高灵敏度，检测下限在0.5ppm以下，而且元件功耗低，小于160毫瓦；用于检测氟利昂的气体传感器，对氟利昂有高灵敏度，检测下限在30ppm以下。
4.3 环境与气象监测信息处理中心部分
对信息中心的技术平台进行搭建；做出需求分析并完成信息中心的系统设计。完成信息中心进行代码设计、编写并进行整体的系统测试达到交付使用的目标。
5 系统实现的功能
⑴实现了环境监控网络系列节点平台，满足小型化、低功耗、长距离通信和功能可扩展等实际应用需求。在节点小型化、低功耗设计上，采用软硬件协同设计，合理利用处理器多种工作模式，采用片上系统（SOC），实现了系统功耗最低化；在长距离通信节点设计上，通过低噪放大器和功率放大器提高信号接收灵敏度和发送功率满足长距离通信需求。
⑵实现了适用性强、低功耗、高连通度的异构自组织无线传感器网络路由协议，并针对节点定位需求，设计了盲节点定位方案。
基于跨层优化设计的协议，具有报文负载小、网络通信量少、易于部署和维护等特点，很好地解决了安全监控系统的实际应用需求。
⑶实现了基于CDMA/GPRS/3G技术的远程监控网络，满足安全监控系统的远程实时监控需求。
同时，异构自组织无线传感器网络的不同系列产品还在此基础上，有针对性地对实现性能的进一步提升，以满足各行业不同的需求。
【关键词】智能自动化；通用管理平台；消防装备
绪论
近年来国内频发的高楼火灾、自然灾害和突发事件，引起对于灭火、抢险、救灾的特殊装备的关注和需求。灭火、抢险、救灾装备需要在及其复杂和恶劣的操作环境下，能够完成各项灭火、抢险救灾的作业，其中包括灭火、抢险、救灾、应急通讯、医疗抢救、消毒，桥梁和道路修复，甚至人员转移等等。而有效的完成上述作业则对消防装备的性能等智能化指标提出了更高的要求。
1、消防装备智能化控制技术研究的意义及必要性
和国外车载消防装备行业相比，虽然近年来国内的研发能力有了明显的进步，但是对于一些关键设备和零部件还是依赖进口，整车技术更是如此，基本上还没有走出仿制的阶段，主要体现在：
1）我国汽车行业起步晚，技术不完善，缺乏自身技术核心，特别是为特种车提供特种底盘的性能达不到要求；
2）缺乏人性化的操作界面，只是基于传统的技术，满足设备的基本功能要求，使得操作繁琐化，技术操作培训时间长，缺乏考虑宜人化，简单操作化；
3）系统的集成度低，运用简单的开关设备进行操作，信号的采集不完善，数据单一化，整车的配置响应速度慢，出现故障频繁；
4）整车的控制系统缺乏整体机电一体化，机电在整体的协调性较差；
在实际的抢险救灾应用过程中，上述的问题在运用中严重地影响特种车消防装备的性能。因此本文的研究成果拟在提高消防装备整车性能，为国家在特种汽车领域提供高性能的自动化技术及信息融合的消防装备。
2、消防装备智能化控制技术研究内容
新一代基于自动化和信息化技术的消防装备智能化控制技术实现装备智能化、人性化、操作简易化，增强装备的机动性、快速响应能力和可靠性。新一代产品具有友好的触摸屏操作界面、性能优越的移动控制器、应用于汽车的总线通讯局域网等自动化技术设备进行组合控制的特征，通过高度集成的可视化信息系统，使整机的操作、信息的显示、数据的采集、数据的分析、数据的处理和控制，更为稳定，更加简便和直观[1]。
2.1基于虚拟技术的远程控制
虚拟技术的远程控制的运用，主要有以下方面的考虑：
1）虚拟技术的高可靠性，能够处理特殊事件，以保护人员的安全。从而确保特种车面临灾难的正常运行。
2）虚拟技术主要是以电脑的模拟界面要远程的控制，通过数据的高速采集，分析，处理可以稳定的控制特种车的部分设备的运转，甚至整车的控制。
3）可进行远程的故障检测、诊断、修护设备。
因此虚拟技术的远程控制是需要以计算机技术、人机交互技术、信息处理技术、通讯技术为基础，实现特种车的整车的快速响应、高可靠性、高安全性。
2.2友好的人机界面
人机界面（Human-Computer Interface，简写HCI，又称用户界面或使用者界面）：是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，是计算机系统的重要组成部分。它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换[2]。
友好的人机界面将是特种车辆性能领域的重要研究的课题。系统研究必须考虑系统响应时间、用户求助机制、错误信息处理和命令方式四个方面。此外，显示出错信息时，若再辅以听觉（铃声）、视觉（特种颜色）刺激，则效果更佳；命令方式最好是菜单与键盘命令并存。
2.3特种车辆通用的管理平台
建立特种车辆的通用管理机制，特别对特殊部件的定期的维护、检查和维修，信息数据的采集与对比、分析[3]。如对水泵管路的检查，先采集进液口的流量，压力的数据，再测出液口的流量和压力的数据，扣去水泵本身的机械损耗及前期数据的对比，可以分析出是水泵的性能受损，还是管路的影响，并可以依据数据进行水泵回路的维修，从而大大的节省了维修的时间和对不确因素的干扰，延长水泵管路系统的使用期限。同时也减少了在紧急事件中出现不必要的“小问题”而导致的“大麻烦”。
2.4特种运动平台控制技术
运动控制平台，在扩展硬件资源，优化软件资源配置基础上，充分利用成熟而完备的运动控制技术，将嵌入式结构、PC技术和专业运动控制技术有机结合。其紧凑的嵌入式结构带来的高可靠性和稳定性以及PC强大的扩展能力和兼容能力提高了速度、精度、执行效率，可实现软硬件加密，为设备独立工作和车辆网络化、自动化提供了整体解决方案。特种运动平台控制技术的人工智能自动化技术是基于嵌入系统融合在特种装备上运行的控制系统；大大提高基于虚拟技术的远程控制的稳定性，安全性[4]。
3、消防装备智能化控制技术研究方法及技术路线
消防装备智能化控制技术研究的方法主要依据理论研究与实际应用相结合、理论分析与实验相结合、成熟技术与先进适应技术相结合的方法。
消防装备智能化控制技术研究的技术路线经过9个阶段来实现智能化控制技术的研发和产业化，其中包括：市场调研与需求分析、研究方案确定、关键技术重点突破、研究方案设计、各功能部件模块开发、样机试制与测试、产品优化设计、产品定型测试和产品产业化及示范推广。
结论
消防装备智能化控制技术研究为研发能够应对突发事件并具有高机动性、高稳定性，高可靠性以及具备快速响应能力的智能化特种消防装备奠定基础，并为现代特种车发展提供了新的发展方向，为故障处理及特种装备管理提出新的解决方案。
参考文献
[1]王万良.人工智能及其应用[M].北京：高等教育出版社，2008
[2]孟祥旭.人机交互技术原理与应用[M].北京：清华大学出版社，2004
关键词：工程机械；智能化；智能控制；智能监测；机群协同作业；发展趋势
制造业不仅是国家技术水平的重要体现，也是国家经济发展、提高综合竞争力的重要途径。在世界经济变革的浪潮中，在加入WTO之后，中国制造业所面临的是与国际接轨、与国际竞争的严峻形势。信息技术能够改造、提升传统机械产业，智能机器与系统能够推动国家经济建设。工程机械智能化是未来发展的必然趋势。本文简要分析了我国工程机械现状及智能化的发展趋势，并探讨工程机械智能化的发展策略。
一、工程机械的智能化发展趋势
智能化是工程机械的主要发展方向，当前，工程机械智能化主要体现在三个方面，包括工程机械单机智能控制技术和监控技术，以及施工作业机群的智能化调度控制技术。
1.1单机智能控制技术
工程机械单机智能控制技术包括自动换挡变速技术、负荷传感全功率控制技术以及摇操作与无人驾驶技术等等。从整体上看，自动换挡系统的应用日益得到推广，应用范围逐渐扩大，其能够有效改善工程机械的使用性能，降低劳动强度。其整个系统包括液压式和电液式，分别负责油压信号和电信号的转换，从而实现自动换挡。负荷传感全功率控制从很大程度上提升了系统的工作效率，负荷传感系统的应用也日益广泛，由于其具有良好的控制性能和动态性能，且具有较长的使用寿命，节能环保，受到了高度重视。应用计算机控制技术，能够实现全功率控制，从而使发动机与变量泵的匹配达到经济最优。遥操作也就是机器人化，是工程机械的重点发展方向。这种操作十分适用于高危作业区，从而避免对工作人员造成伤害，如塌陷区、易爆炸区、高辐射区等等。具有视觉性能的摇控系统，利用远程控制来完成高危作业任务。
1.2智能监控技术
智能监控技术可以实现对工程机械的监控、检测、诊断、报警等等。工程机械智能监控技术已经在向电子监控系统、多传感器融合技术等方面发展，从而实现工程机械故障监控的自动化、数字化以及智能化。随着科技的快速发展，电子技术、计算机技术的普及，一些发达国家的工程机械企业已经开始在工程机械上融入电子监控技术，同时也取得了显著的成效。与发达国家相比，我国当前工程机械在这个领域中的应用与研究还有很大的进步空间，电子监控技术还处于发展和应用的初级阶段。多传感融合应用于工程机械是将不同类型的传感器设置于诊断系统，目的是实现对部件磨损、疲劳断裂等现象引起的振动、温度、压力等反映的探测，在整个作业过程中，对多个不同对象进行定位、跟踪及分类识别，为故障预测和诊断提供有效的参考。当前我国传感器技术也落后于先进国家水平，从某种程度而言，传感器技术是我国电子监控与故障诊断发展的瓶颈。
1.3群机智能化高度控制技术
在工程施工作业中，会用到多种不同的机械设备，这些设备的运行状态具有较强的随机性，而在实际施工作业中，对于项目的控制、高度始终是一个难题，一方面要降低施工成本，另一方面还要优化机群的配置和高度，使机群达到最佳的工作效率。对于这方面的问题，国内外一直在进行不断探讨和研究，虽然在理论上取得了一些成果，但是由于不具备相应的科学技术手段，工程化成果还没有应用到实际工程项目中，因此，工程化的研究十分重要。
二、工程机械智能化发展策略
现代化的工程机械发展，需要综合多方面的技术性能，如网络技术、智能技术、数字化技术等等，从而优化和提升我国工程机械的性能和技术，同时，针对我国国情创新研发适用于工程机械的产品，推动我国工程机械的发展步伐，增强我国工程机械的国际竞争力。首先，综合利用微电子、计算机、多传感器以及自动控制等技术，使工程机械集成操作技术及控制系统更加优化，并成为智能化发展趋势的重点，同时也是工程机械智能化发展的关键性技术。其次，研发故障诊断系统和技术，凭借安装多传感器来反应机械中的关键零部件，来更好的监测和控制机械工作状况，同时根据不同的故障进行不同的报警，实现有效监控。再次，大力开发远程监控技术和智能维护技术，对工程机械中的故障进行有效预防。然后，深入研发机群控制技术，逐步实现机群相关配置的优化、实时科学调度、协同化控制等等。最后，研发新智能机来科学有效地控制机群。
三、结语
现代大规模的基础设施建设日益增多，这些建设是由多个品种，多个数量的工程机械来完成，特别是机群的协同作业，有效提高了整个工程的施工效率及施工质量。与此同时，工程机械的监测与维护工作也日益加重。因此经，工程机械的单机智能化控制、智能化监控以及机群智能化控制及监测非常必要。科技的快速进步，电子技术的精益求精使得工程机械正在向智能化迈进，这种发展趋势必然引起一场声势浩大的革命，为工程机械行业带来重大影响。
参考文献：
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[3]张运泉,刘金霞.我国工程机械行业国际竞争力变动及其决定因素的实证研究[J].国际贸易问题,2012,03:34-44.
关键词：智能化；机器人焊接技术；发展趋势；制造业
引言
现代科学技术的发展，传统焊接技术也已经发生了天翻地覆的变化，已经从过去单纯的手工式的焊接转变而智能化的操作，并且随着先进制造技术的发展，焊接技术的自动化、智能化得到了显著提升，无论是焊接精度、效率都得到了快速发展与提高，可以说未来智能化机器人焊接技术的发展是大势所趋，必然会在大部分的制造业中取代传统的手工焊接。从上世纪六十年代至今，焊接机器人控制与发展主要经历了三个阶段，包括示教再现阶段、离线编程阶段和自主编程阶段。而现代计算机控制技术以及智能化微处理技术的发展，也进一步提升了智能化机器人焊接技术的发展速率，未来的智能化机器人不仅仅是能够按照预先的编程进行运行和焊接，同时也能够实现多项命令下的同时操作以及良好的应变能力，由此更加智能化、柔性化的进行加工和生产。
1.人焊接智能化技术的主要构成
现代焊接技术具有典型多学科交叉融合的特点，将现代智能技术引入到传统焊接应用中国，通过微处理技术和计算机技术，将预先程序事先植入到焊接机器人中，从而实现了其行为的自主性，由此使得其能够执行一系列复杂的动作，并且由于计算机的操控可以对其行为以及环境进行实时监控，从而保证了行为的有效性以及故障的可追溯性。可以说智能化机器人焊接技术是多种技术的集成，实现了远程监控管理、统一调度规划等多项功能，让现代焊接效率更高，流程更清晰，分工更明确，同时也更加便于管理与协调，仅仅需要通过改变一定的程序就能够实现整体的焊接模式和机器人行为，无疑与传统单一的机器人焊接而言有了长足的进步。
2.基于直接视觉信息的机器人焊接任务自主规划技术
传统的机器人焊接其往往非常单一，只能够做一些比较单调的动作。而智能机器人的出现，特别是基于视觉信息的机器人的诞生，无疑让智能化焊接技术得到了飞跃发展，其不仅仅是能够对单一动作以及命令的执行，更为重要的是其能够实现现代运动力学的多种负责行为，特别是弧焊技术，基于多关节设置，让整个焊接变得更加柔性化。其关键技术通常包括视觉传感器的设计以及焊缝信息的获取问题、规划控制器的设计问题。利用微处理芯片技术，应用设置的关节动感接收装置和复杂的程序编程以及中央处理装置，弧焊机器人能够依据CAD图纸以及模拟仿真人类行为，从而依据相应的红外线触控与触感技术，精确实现焊接任务。
从现有的技术发展现状而言，应用中的焊接机器人离线编程与规划系统依赖于CAD图纸输入焊缝及工艺信息，其已经能够实现具有一定精度需求的任务，但是由于本身的运动更多是一种表面的，受制于自身庞大的机械关节，使得其在实际的转向以及变形过程中依然受到了限制，而这也是未来弧焊技术发展的主要方向。弧焊智能化机器人不仅仅要依赖于CAD图纸输入等等，还要学会模仿人类的行为，模仿有经验的焊接技术人员了解其焊接手法和不同的动态运动轨迹，结合不同的装备参数进行自主的焊接行为的选择，根据周围环境的变化以及变量的选择，更好的提升焊接要求和有效性，由此就要在智能化机器人焊接技术的设置过程中注重与提高关节灵活程度，将其外部设计更加的小巧玲珑，同时增加内部环境辨识技术，充分对不同的环境以及设备进行观察和了解。
3.智能化机器人焊接柔性制造单元/系统及其应用
针对焊接柔性制造单元/系统在宏观上具有离散性，在微观上具有连续性。焊接柔性制造系统其应用多多个Agent间的相互协调来提升整体设备的协调性，从而使得智能化机器人更加的灵活，嫩巩固更好的适应多种工种、特别是复杂公众的要求，例如造船、航天制造业、电子精密仪器等等的焊接，以此提升其本身的应用范围，同时从现有的部分行业例如汽车领域的应用来看，取得了良好的效果，这也说明未来其应用的潜力，可以更好地在远程监控条件下，实现复杂项目的焊接，更加有效的降低了企业本身的人力资本以及额外的成本的支出。
4.机器人焊接的焊缝跟踪与导引技术
这是又一项未来智能化机器人焊接技术的发展趋势，其能够对现有的焊缝进行跟踪，依据实现设定的初始焊位导引进行特定的项目操作，其相对于传统的机器人焊接而言，可以更好地根据不同环境下目标的实际体积、焊缝大小以及环境变化所带来的具体的焊缝状态的改变，而进行针对性的焊接，依据传感器收到的信息进行实施控制与修正机器人的操作，无疑大大提高了焊接精度，提高了整体智能化机器人的应用范围，将传统的焊接技术应用到各个环境下，避免了传统环境变化下的焊接方式与精度的缺失，以此为未来高空作业、高温作业或是极寒天气下作业奠定了基础，更好的依据物体实际形态而进行针对性的焊接作业，进而保证了工人能够避免恶劣条件下的作业，而仅仅需要通过远程操控就能够实现上述环境下的焊接，减少了工作的危险性，提高了整个制造、生产行业的工作环境的安全性。
5.结束语
现代科学技术的发展，传统焊接技术也已经发生了天翻地覆的变化。可以说，智能化机器人焊接技术的发展必然会在大部分的制造业对于传统人工焊接的取代，其无论是精度、使用效率还是企业成本支出都将得到优化。上述技术虽然部分已经在实践中得到应用，但是其中的应用依然存在一定的限制，同时现有技术还存在一定的不成熟之处，需要未来的企业与研究人员结合现代企业实际需求和不同的外部环境进行针对性的改善，从而更好地服务于现代制造业、建筑业的生产与发展需求。
参考文献：
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[2] 邓喜培.智能化焊接技术[J].中国高新技术企业. 2007（07）
关键词：红绿灯；毫米波雷达；蓝牙设备；安全智能
随着人民生活水平的提高，人们为了享受，越来越不注重安全的问题。本文基于毫米波雷达的工作原理和蓝牙无线传输技术，巧妙地勾勒出了未来红绿灯智能化控制的发展蓝图。该设计方案能够在红绿灯运用上智能化的控制车速，从源头上消除了闯红灯发生事故的隐患。
1 重要装置
毫米波雷达：毫米波雷达运用在交通上的测距方式为调频连续波测距方式（FMCW）。它的工作过程是：雷达天线连续的发射调频信号，若前方有障碍物时，会产生一定规律的回波，无线接收器接收到此回波信号之后，将此信号与发射时的信号比对，微处理器经过分析处理之后，显示出障碍物相对于雷达的速度。
AIRcable Host XR蓝牙设备：蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般是10m之内）的无线电技术，能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙的标准是IEEE802.15，工作在2.4GHz频带，带宽为1Mb/s。通过装备一个强力的蓝牙信号发射器，再加上一些专业设备，这款蓝牙器件的传输距离可达到空前的30公里之远。通过一个9dBi的全方位天线，这款蓝牙器件的传输距离可以达到2公里，如果换用一个18dBi的全方位天线，其信号传输距离可以达到10公里。
2 智能化红绿灯设计原理
如图1所示，当一辆车从红绿灯正前方驶向红绿灯时，安装在红绿灯架杆上的ECU发出指令，使毫米波雷达工作对目标车辆进行多次测量，在该车辆到达安全控制线之前，毫米波雷达完成对该车辆的车速测量，然后将测量的多组数据传给红绿灯ECU，ECU经过处理数据，分析计算出其平均加速度，然后结合红灯即将持续时间（当然，也可以把黄灯的持续时间的一半算入其中），进而计算出在此时间段内该车行驶的距离，ECU将此距离与标准的安全距离比较之后，控制蓝牙设备发出无线信号，进而控制车上的ECU，对目标车辆的行驶状态进行控制。
3 智能化红绿灯控制的工作过程
当处于红灯状态时，假设一辆车在安全线之前行驶，毫米波雷达迅速完成对该车的速度V和平均加速度ā，ECU结合红灯将要持续的时间段t，并计算出在此状态下该目标车辆在此时间段t内行驶的距离L，之后在编定程序下进行L与安全距离L’进行对比。
运用公式：
注：V表示对目标车辆检测时的初速度；
t表示对目标车辆测量开始红灯所持续的的时间；
L表示该目标车辆在红灯持续时间段内行驶的距离；
ā表示目标车辆的平均加速度；
若ECU处理结果是L>L’，则ECU将此信号通过编订程序传至蓝牙设备，使其与该行驶车辆建立无线信号传输桥梁，进而控制车辆ECU，使其做减速运动，并保证车辆在红灯持续时间内、在临界安全线处停下。此过程的控制，由红灯持续时间紧密联系，进而将不符合程序规定的车辆在车头未跨出临界安全线处停下。若红绿灯ECU检测目标车辆的车速和加速度在允许范围内，则红绿灯ECU不会发出控制指令，蓝牙设备也不会工作，从而使车辆正常行驶。
当处于绿灯状态时， 中的红灯持续时间t为0，所以此时该车辆的行驶状态符合安全规定，ECU和蓝牙设备不工作。
4 结论
本文的设计方案简单可行，智能化控制精确度高。将现有毫米波雷达技术与蓝牙设备的巧妙结合，使得车辆在临界安全线处停下，保证了汽车在过红绿灯是的安全，从源头上减少了交通事故的发生，是未来交通智能化的发展方向。
[参考文献]
[1]林元新.超声波测距和汽车防撞雷达的设计[J].汽车电器，2006（12）：52-55.
[2]廖术娟，刘然，崔德琦.基于毫米波雷达测距的汽车防撞系统研究[J].技术与市场，2010（10）：10-10.
关键词：电网 故障监控系统 智能化 趋势
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（b）-0028-01
1 引言
电力系统的安全稳定运行对于我国经济的持续发展以及社会民生的安定具有十分重要的意义。随着“十一五”期间1000kV特高压电网的建成，我国的电网发展进入了一个新的进程，与此同时，电网的稳定性和安全性进入到了一个更高的战略地位。然而在实际的电网运行中，由于环境气候等客观因素以及设备老化、运行人员疏忽等主观因素的存在，电网故障时有发生，电网故障发生后如何尽快实现故障诊断、故障隔离以及供电恢复将直接关系到电网的稳定运行以及经济损失的挽回，在此背景下，电网故障监控系统成为了当前电力领域的研究热点之一。
随着未来智能电网的高速发展，电网的运行将更加智能化，其中电网故障监控系统在对电网故障的诊断以及修复过程中也将更加智能化。所以智能电网故障监控系统是电网故障监控研究的一个发展趋势。对此，本文进行详细论述。
2 电网故障监控系统概述
电网故障监控系统的主要功能是根据电网中配置的各级保护设备所发出的预警信号、电流和电压值的特征信号以及断路器的开关状态变化情况等进行综合分析，根据运行人员的经验和保护设备的动作情况来判断电网中故障发生的位置以及类型，以便于进一步进行处理。当前电网中配置的电网故障监控系统根据在处理故障事故中的作用和职能的不同，主要分为三种，叙述如下。
静态安全监视和控制系统（SCADA）。该系统出现于20世纪70年代，截至到目前发展已经相对成熟。该系统主要功能在于根据一定的采样周期（时间间隔）对电网的实时状态进行数据采集，例如电流、电压、有功和无功潮流等，还包括断路器和隔离开关的动作状态，然后将相关信息送至调度中心进行处理。该系统所反映出的信息是某一时刻电网实时的状态信息，属于断面信息。
动态安全监视和控制系统（又可称之为广域测量系统，缩写为WAMS）。这类系统主要是通过一个基于GPS技术的同步向量测量装置来对电网数据进行采集，该设备可利用GPS（全球定位系统）实现对电网中电压、电流以及相角等动态量的实时监控，为电网的稳定运行提供相应的监控数据。相对于静态安全监控系统来说，该系统提供的数据是连续的、实时的，可以看出电网状态的变化过程，对于监控电网动态过程十分有利。
电网故障信息系统。该系统主要根据厂站端保护设备的动作信息、开关量信息以及故障录波器所记录的电网模拟量数据信息等实现对电网的安全监控，该系统在采集到上述数据信息后，对数据进行汇集、分类和转换，然后通过电力通信网，将上述数据信息传送到调度中心，在电力系统调度中心里，主站系统将对上述信息进行综合分析，从而了解电网的运行状态。
3 电网故障监控系统智能化发展趋势
传统电网中的数据采集方式都是基于客户端/服务器（C/S）结构，即发生信号装置通过电力通信网络与IP固定的主机相连，采集到的数据信号被发出后，多次经由路由器转发，最终达到主机。在转发过程中，常会有延迟和数据丢失发生，所以信号发生装置在向中心主机传送数据的通道是不可靠的。此外，对于一些复杂的故障，各个调度中心在故障处理过程中相互访问的时间也是一个不得不考虑的因素。鉴于上述缺陷，传统的电网故障监控系统存在诸多问题，而目前已经出现了一些新型的智能化的电网故障监控系统架构，介绍如下。
3.1 基于网格的智能电网监控系统
这种电网故障监控系统主要基于了一种网格技术，“网格”的功能可简述为在动态跨机构的虚拟组织中协调资源共享和协同解决问题，根据此定义不难分析，基于网格技术的智能电网故障监控系统与传统的系统相比较，主要在于各级调度中心之间在对计算能力、硬件资源以及数据信息等进行配合协调时将更加方便随意，共享性大大提高，从而实现对整个电网中数据的获取与协调。使得监控系统在对故障的诊断和隔离过程中反应更加迅速，极大的提高了监控系统的智能化和自动化水平。
3.2 基于云计算电网信息平台的智能电网故障监控系统
该类电网故障监控系统主要是基于了云计算的电网信息处理平台，而这个平台的核心技术便是采用了云计算技术，云计算技术即通过虚拟化技术将本应由本地计算机处理的计算分布在了不同地区的分布式计算机上，从而大大的降低了本地计算机的负担并且提高了数据处理的效率，不难看出，与基于网格的监控系统一样，该类电网故障监控系统同样在数据处理上远远快于传统的电网故障监控系统，从而提高了其智能化水平。
4 结语
电网运行的稳定性和安全性关乎国家的经济发展和社会民生的安定，而目前由于主观或客观因素的影响，电网故障的发生在所难免，所以对电网进行有效的智能化故障监控十分必要。未来智能电网的发展将极大的促进电网运行的智能化和自动化，其中电网故障监控系统也将逐渐呈现出智能化的发展趋势，在智能电网故障监控系统下，电网将快速的实现故障诊断、故障隔离和电网恢复，使得电网运行更加安全稳定，尽可能的减少了经济损失。
参考文献
[1] 王磊.电网故障诊断方法及其系统架构研究[J].山东大学博士学位论文，2013.
【关键词】永磁同步；电动机；伺服系统
0 引言
科学技术是第一生产力，人类历史上也经历了几次工业革命，整个世界也发生了翻天覆地的变化。尤其是第二次世界大战之后，第三次工业革命的爆发，科学技术的发展更是进入了新的台阶。世界上的电子电力技术、通信技术的发展，也大大改变了人类的生产方式与生活方式。尤其是随着永磁材料的出现，电力电子技术的发展，特别是数字信号处理器技术的进步，让永磁同步电机的交流伺服系统得到了普及应用，如今在实际中的应用也非常普及。例如激光加工、机器人、数控机床、大规模集成电路制造以及办公自动化设备，甚至在雷达军工控制随动系统等，总的来说对于高科技的进步起到了非常关键的角色。据相关调查，如今随着现代功率电子技术、微电子技术以及计算机技术的快速发展，永磁同步电动机交流伺服系统与传统的伺服系统相比，具有更强的性能，能够让电动机的传统优势得到有效的发挥。
关于永磁同步电动机交流伺服系统的研究，国内学者也做了相关的探讨。彭瑞（2007年）在《永磁同步电机交流伺服系统的研究》中提到了永磁同步电动机转子励磁由永磁体产生，无励磁绕组和滑环、电刷，具备比较高的效率，同时也具有较高的功率密度以及较小的转动惯量等，包括有着较高的可靠性能高。在研究中，作者也重点探讨了DSP TMS320LF2407A和CPLD EPM3128ATC100-10构成的控制电路。应用汇编语言也逐步实现了控制系统的软件设计，同时在相关的在硬件平台上开展了相对应的测试，实验结果表明，该系统具有非常好的动态和静态性能。辛小南； 贺莉； 王宏洲在《永磁同步电动机交流伺服系统控制策略综述》中提到了这些年来，随着科学技术的发展，永磁同步电动机交流伺服系统的发展较快，文章近些年来永磁同步电动机交流伺服系统的控制策略以及研究方向做了简单的综述。在分析永磁交流伺服系统发展方向的基础上，对永磁同步电动机交流伺服系统的控制策略详细分类，分别介绍了经典控制策略、现代控制策略、智能控制策略和复合控制策略，并对永磁同步电动机交流伺服系统的发展前景做了展望和预测。
1 永磁同步电动机交流伺服系统的介绍
1.1 伺服系统定义及工作原理
“伺服”一词最终来源于古希腊，开始是表示奴隶的意思，如今伺服系统已经属于电动机方面的重要部分。伺服系统，主要体现了执行机构依据一定的控制信号的规定进行运作，在相关的控制信号达到之前，被控制的对象非运动状态，在接受的系统的相关信号之后，被控制的对象就应该按照相关的规定进行作业，在控制信号慢慢失去只会，被控制的对象又可以自动停下来。
伺服系统的主要原理是根据控制命令相关规定，加强对信号的转换，并进一步实现调控以及放大功率等功能，这样能够灵猴有效地控制驱动装置输出的力矩、速度以及位置等。
1.2 伺服系统的基本特征及要求
一般来说，伺服系统的以下的特点：首先是要具有精准的检测装备，这样才能构成速度与位置的闭环控制系统。其次伺服系统给的反馈方法主要有脉冲比较、相位比较以及幅值比较等三类。再次，伺服系统由于要经常启动或者制动，这样将会对电机的输出力矩以及转动惯量的比值要求比较高。最后在速度伺服系统方面，数控机床的主运动要求调速性能也是非常高的，总的来说机床会要求伺服系统为较高性能的宽调速系统等。伺服系统给的要求，首先要具备较高的稳定性，也就是在外在因素的干扰之下依然可以在短时间内容进行调节并恢复正常的状态，其次伺服系统要具备比较高的精度，以及要及时能够跟踪到相关的指令信号。
1.3 永磁同步电动机交流伺服系统介绍
目前，国内的交流永磁同步伺服系统，主要是由控制系统、变频器以及电动机等三者构成，与其他交流伺服系统对比，它的主要区别是在电动机方面。目前平时运用的永磁同步电动机主要有无刷直流电动机、三相永磁同步电动机等，它们各自有自身的优点与缺点，例如后者检测装置比较简便，成本消耗比较少，但是缺点就是脉动力矩相当大，这样会直接影响伺服系统的最终的工作性能。
2 永磁同步电动机交流伺服系统的未来前景
2.1 数字化程度更高
21世纪是信息技术高速发达的社会，如今各行各业都开始走信息化发展，信息技术也快速改变现代人类的生产方式与生活方式。永磁同步电动机的交流伺服系统，未来发展趋势就要数字化程度会逐步提升，如今国内一些高校也正在研究了单片机以及DS形成的全数字化交流伺服系统，例如华中科技大学以及沈阳工业大学都在这方面做出较前沿的研究。很多企业的科研机构，也不断改进伺服系统的性能，实现伺服系统工作的完全数字化，进一步提高精度以及可靠性，有助于提升实际的生产效率。
2.2 永磁同步电动机交流伺服系统的智能化
随着科学技术的发展，智能化是现代技术发展的重要体现。在德国，工业发展速度非常，已经走进了工业4.0时代，主要体现了工业开始走智能化道路。永磁同步电动机交流伺服系统的未来趋势，也是走智能化道路，国外也开始尝试用机器人去操作永磁同步电动机，并取得了不错的成绩。随着国外技术的引进，我国未来的伺服系统也逐步走智能化道路。
3 总结
总的来说，永磁同步电动交流伺服系统是现代技术高度发展的产物。本课题概括与总结了伺服系统的相关定义、工作原理以及性能特点，同时阐述了永磁同步电动交流伺服系统各类型的优点及缺点，在本课题中，提出了永磁同步电动机交流伺服系统未来主要走数字化道路，同时智能化水平也慢慢提升。
【⒖嘉南住
[1]辛小南，贺莉，王宏洲.永磁同步电动机交流伺服系统控制策略综述[J].微特电机，2010，02：67-70.
[2]陈涛.永磁同步电动机交流伺服系统研究[D].北方工业大学，2009.
[3]李敏.交流永磁同步伺服电动机控制系统的研究[D].华南理工大学，2010.
关键词：智能电网；智能变电站；电气自动化
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）26-0118-02
近年来，我国建设坚强智能电网的进程不断推进，以智能化、自动化、节能高效为特征的智能电网时代已经悄悄来临。智能电网的迅猛发展推动了电网的发输变配等各个环节的技术革新，目前新建变电站中智能变电站占据了较大比重，基于此，有关智能变电站的电气自动化和数字化等问题成为理论界的研究热点。
1 智能电网与智能变电站
在世界能源危机背景下，智能电网的概念应运而生。同传统的电网技术相比，智能电网以清洁、灵活、自愈为特征，具有显著的优点，成为近年来世界电网发展的主流方向。
智能电网六大支撑技术包括：灵活的网络拓扑技术、实时通信技术、先进的传感与测量技术、智能化继电保护、发达的故障诊断技术、科学的运行决策技术。
智能变电站的建设与应用恰是智能电网技术的集中体现，在信息的采集、通信、传递和输出的全过程实现了智能化，以保护智能化、通信网络化、协议统一化、管理自动化为特征，如图1所示。
2 智能变电站的电气自动化探讨
我国的变电站电气自动化技术起步较晚，但发展迅速，经历了电磁式、晶体管型、集成电路等发展阶段后，微机保护开始占据变电站继电保护的主流，近年来逐渐成熟的智能化保护更是成为智能变电站电气自动化的发展热门。
2.1 一次设备的智能化
智能变电站的发展首先推动了一次设备的智能化，首先是变压器的自动化，主要体现在在线监测的自动化，包括：对变压器油的色谱实时监测、套管绝缘的实时监测、变压器油等的实时监测，通过对变压器工作状态的实时监测实现变压器的智能化。
此外，包括互感器、开关、断路器在内的一次设备普遍实现了智能化，包括各类测量表计、PMU、合并单元、智能终端等在内的电气设备智能化，通过测量数字化、控制网络化，实现一次设备的状态可视化和功能一体化，从而完成对变电站设备的实时监控，实现站内一次设备的整体可控制和自动化，近年来逐渐向着集成式一次设备方向发展和演变，将数字化测量、智能化控制和状态监测集成于一体。
同时，智能变电站的发展也给光电互感器技术发展带来了巨大机遇，各类新型的光学数字式互感器进入变电站，成为智能变电站发展的重要特征，随着光电技术和微电子技术的发展，有源光电互感器迅速发展，通过光纤传输节省了大量的电缆，模拟量的A/D转换直接在互感器内部进行，降低了敷设工作的压力，节省了投资成本，普通互感器与光学互感器的对比，如图2所示。
2.2 二次设备的智能化
2.2.1 智能化保护
智能化保护的系统结构图，如图3所示。通过光学互感器或电子式互感器采集一次设备的电压、电流等模拟量，并经过合并单元对数据进行数据的汇总，通过多路采集器来将模拟量进行汇总并上送，从而节省了大量的电力电缆，达到了变电站一次与二次系统的隔离，提升了模拟量的测试精度。变电站内间隔层与过程层之间通过IEC61850-9-2协议进行通信，将各类信息上送到智能化保护，在保护中完成逻辑的运算，随着近年来DSP和单片机技术的发展，智能化保护在计算速度、指令周期、运算效率等方面的性能不断提升，保护输出的GOOSE跳闸指令能够实时下发，控制断路器的跳合闸。
2.2.2 电力系统广域保护
电力系统广域保护也是近年来电网电气自动化技术的研究热点问题，为电网后备保护的发展提供了新的思路。传统的继电保护必须依靠系统的单端电气量或双端电气量，而电力系统广域保护则立足于广域电气量的采集，将各区域电网视为一体，实时采集广域量，并通过实时数据监测和高速数据运算，来实现保护逻辑的判断，最终动作于告警和跳闸。
目前，广域保护包括集中式、IED分布式、集中和分布式相配合这三种模式，与传统保护相比，广域保护能够更好的适应不同的负荷工况和系统运行方式、保护功能的实现对定值整定的依赖程度低、提升了系统躲过负荷限制的能力。
同时，由于广域保护需要采集众多的电网内部广域数据，因此需要的信息交互延时较长，一定程度上影响了其动作速度，因此，可以作为后备保护应用于电网。
2.3 各类人工智能技术的应用
随着智能电网的推进，电力系统逐渐向着智能化、网络化、一体化方向发展，各类人工智能技术在变电站电气自动化领域发挥了巨大作用，包括神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑、小波理论等新型技术获得推广应用，继电保护技术逐步向着保护、控制、测量、通信集成的方向发展。
在此推动下，电力系统继电保护不仅能够存储更大容量的故障信息，还能有更快的数据处理功能和更大的存放空间，保护的通信能力更强，能够更加智能化的与其它的保护和控制设备通讯，实现全网数据与信息的资源共享。
以人工神经网络为例，电力系统内部存在很多非线性元件，包括电容、电感、电力电子元件等，通过人工神经网络理论，能够克服传统保护方法的特点，很好的解决包括配电箱线损较高、电网动态分析等非线性难题。
2.4 交直流一体化电源
智能变电站能够通过调控一体和运维一体化实现无人值守，无人值守变电站需要配备交直流一体化的电源，通过统一设计、统一集中控制、统一进行生产和调试，来达到对分散数据的采集和集中管控，同时在变电站内，能够实时查阅各交直流电源的参数和运行状态，并同步修改系统的参数、运行方式，发出相应的遥控开关命令，从而实现对智能变电站一体化交直流电源的状态检修和智能化管理，降低日常巡视、管理、维护的工作量。
3 结 语
智能电网技术的发展在全世界范围内掀起了一场技术革新的浪潮，变电站作为电网的基本组成部分，包括一次设备、二次设备、辅助电源等在内的电气设备逐步自动化和智能化，电网处于不断的发展和变革之中，电网技术的发展也将更加的多元化、多维度、高精度，经过持续不断的技术探索，我国智能变电站的发展前景持续向好，电气自动化程度将不断提升。
参考文献：
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[2] 熊小伏，陈星田，夏莹，等.面向智能电网的继电保护系统重构[J].电力系统自动化，2009，（17）.
[3] 邵宝珠，王优胤，宋丹.智能电网对继电保护发展的影响[J].东北电力技术，2010，（2）.
关键词：制造执行系统；生产异常；风险控制
中图分类号：TB文献标识码：A 文章编号：1672-3198（2012）12-0155-02
1 MES的简介
制造执行系统（manufacturing execution system，简称MES）能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂发生实时事件时，MES能对此及时做出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。有效地指导工厂的生产运作过程，从而使其既能提高工厂及时交货能力，改善物料的流通性能，又能提高生产回报率。MES还通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。
工厂制造执行系统MES是近10年来在国际上迅速发展、面向车间层的电子商务生产管理技术与实时信息系统。MES可以为用户提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造业环境，帮助企业减低成本、按期交货、提高产品的质量和提高服务质量。从本质上讲，它并不是高深的理论，且具有很强的可操作性。
MES系统主要由工序详细调度、资源分配和状态管理、生产单元分配、文档控制、产品跟踪和产品清单管理、性能统计分析、人力资源管理、维护管理、过程管理、质量管理、数据采集等多个功能模块构成。
2 国内MES系统研究发展的薄弱环节
近几年，国内对MES系统得研究与产业化应用都有了比较大的发展，但是国内的研究开发和技术应用都与国外有较大的差距，主要表现在以下两个方面。
MES系统很重要的部分是生产过程管理，其中必然要涉及生产计划，包括产品的质量计划、消耗计划、成本计划等等，这些计划最终通过调度指令、生产活动。过程优化是我国 MES系统研究发展中的弱项。
MES系统的智能化也是我国MES系统研究与国外有较大差距的一个方面。过去，生产过程的管理基本凭借操作人员与管理人员的经验。我国MES系统仅仅提供了一个替代经验管理方式的操作系统平台，但是，如何将生产管理者的经验固化在MES系统中，在我国MES系统研究开发中还未有所涉及。MES系统智能化是我国MES系统研究实现跨越发展的主要方向。
3 生产异常防范在MES系统的实现
下面着重以生产过程（以蒙昆公司为例）中异常防范为重点阐述对MES系统的构建方案。
需求：工段在生产A牌号烟丝时先由带班领导在车间生产管理系统中安排生产任务，向中控操作人员下达工单，中控操作人员再按照工单要求选择工艺路线，选择柜的号别进行存储，选择执行的工艺标准。确认后交由现场操作工进行现场生产操作，并及时与中控人员沟通。至此生产的先期操作基本完成，之后的时间由生产设备自动完成，如无故障或参数异常不需人工干预。生产结束后由中控人员确认生产完成，并存入车间生产管理系统。
烟丝生产过程中要分阶段对原料进行回潮、切片、加水、加料、加温，由于原料自身的特性及环境的变化，导致加水、汽、料的多少是一个变化的值。围绕工艺标准会生成一条接近标准的曲线，在物料添加波动大的情况下，就会产生异常。
（1）MES的目标、功能模块、总体构架。设计MES系统时，在保证系统的完整性的同时，突出通过MES系统实现对生产过程异常状况的防范。
（2）先来解释生产过程异常：生产过程是由操作者和所操作的设备共同对操作的对象进行自动或手动加工的操作，在操作过程中必然会由于人的操作问题、设备自身运转问题、被加工物料自身特性以及添加辅料等多方因素造成所加工物品低于或高于产品质量标准的要求，从而产生生产质量的波动，我们将这种波动称为生产过程异常。
（3）异常的分级。按照异常影响的严重程度，可将异常分为红、橙、黄三个级别。分别给予三个不同级别异常以不同的响应的时间，红色的最高级别具有最短的响应时间，如为1分钟。橙色稍弱，响应时间可以稍长，3~5分钟。黄色最低，响应时间也相应最长，10分钟。
（4）通过对生产过程异常的解释，我们可以发现造成异常产生的情况可以归纳有：人的操作失误或错误。人的差错又可分为：人为技能差错、人为规则差错；设备的运行异常。设备的异常通常会通过设备运行时的电流、电压、机体温度、机械振动等多个方面表现出来。被加工物料与辅料的自身特性及添加量，有时也被称为工艺过程异常。工艺流程的异常指加工的物料、水、蒸汽、压缩空气、香料的比例。
（5）异常处理方式包括了智能化处理与人工处理两种方式。智能化即从数据的采集、比对、分析、提出应对方案的全过程均由MES系统完成，降低人的参与，提高效率；在了解了生产过程中异常产生的三个方面后，我们希望能够找到及时判断异常产生的标准、依据和处理方法；不可避免的错误需要提供可逆的操作既然我们承认，即使用户是专家也会出现错误，那么，系统就应该宽容用户错误。特别是应该提供用户操作的可逆性，就像我们熟悉的台式机系统，它们都支持“取消”命令；针对人为造成的生产过程异常纷繁复杂，我们对整个生产过程中可以进行人工干预的点或生产工序进行统计汇总，并在每次人为操作时进行警示，确认无误，系统才会允许操作被执行。对于重点工序或整个流程的操作，我们对操作人员进行权限分级，以保证低权限的人员无法对高权限动作进行操作。从这两个方面对人为操作进行确认和保证，将人为的异常发生降到最低；对于设备运行的异常判断，由于生产线上设备众多，不能对每一台套设备进行监控，可以对影响产品质量的重点设备进行重点监控，在MES系统中建立相应设备空运行、负载运行、过载运行时的电流、电压等特征数据曲线，并以此为依据，对设备运行参数进行采集、比对、分析，如在正常的负载运行阶段出现持续的过载或空载信号，系统会先将采集数据与标准数据进行比对，在出现持续接近临界值的情况下，向操作者提出黄色警示，如果采集值达到临界值将会向操作者提出橙色警示，如果超出临界值，便提出红色警示，请操作人员对出现的这种严重异常情况做出判断，是否继续生产，是否停车维修。系统对所采集的数据进行比对分析，并依照工艺标准或标准数据提出处理方案，将危害程度最高的异常交由有相关权限的操作人员决定处置的方法。
4 方案存在的风险及风险的控制
（1）人为风险：惯性思维，真实异常发生时反而不被重视、方案的目的没有实现、方案实施周期长、操作人员对警示的错误操作，如不应停机时，错误操作使设备停机。规避：严格管理与培训、重点突出，逐步完善、实行分级管理，对操作人员实行权限分级，不同权限的人员对系统和生产过程可以进行不同的操作。
（2）对工艺过程及重点设备的异常防范可以按照损害程度进行分级，不同级别的异常状态可以由不同的操作人员执行或有系统自主决定损害程度小的异常处理方式。
（3）目前MES系统多是为操作人员提供事后的数据与报表，大量的分析工作是需要由操作人员或管理人员来完成的。而且，在操作人员或管理人员拿到数据时情况已经发生完成。可能已对生产造成影响。
（4）由于生产线上的数据采集点众多，现场操作人员及中控操作人员有限，不可能随时观察到每个点的生产情况，并对每个点的数据进行及时的分析处理。针对这种情况，我们希望MES系统能够对实时采集的数据进行较多的分析和比对，实现在一定程度上的智能化，或延长MES系统智能化链条。尽可能减少生产过程中出现异常状况时人的参与，提高生产效率。
（5）仍以我们前面提到的生产流程为例，在生产过程中，需对物料进行水、汽、香料等的添加。在添加过程中系统会实时采集添加的数值，并与系统内的标准之进行比对，在所采集的一组数据持续接近标准值的边界，但尚未超过边界时，MES系统通过对数据统计的分析，会向操作人员提出一个层级较低，危险程度较低的警报信息，如黄色报警。如果采集数据继续向边界靠近，MES系统会将警报的级别提高，如橙色警报。如果采集数据超出标准数据边界，系统将会出现最高级别警告，如红色警报。
（6）以往的系统中只是对超出标准数据边界范围的情况进行报警，出现这种情况时，生产过程中应该就已经出现错误，而不是异常了，已经对产品质量造成影响。我们所要做的就是在出现这种绝对错误前，对生产过程中的数据进行分析比对，做出先期防范。
参考文献
