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工矿自动化论文

时间:2022-11-04 08:51:58

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篇工矿自动化论文,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。

工矿自动化论文

第1篇

关键词:远程控制 机电控制 网络接入

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)10(b)-0009-01

随着机电装备的复杂化,现在的机电设备,不仅体积大,规模大,内部结构复杂,而且其实现的功能非常多,往往需要同时完成若干多项功能,因此对于这一类机电装备的监测,其监测控制系统也必须具备较为复杂的控制功能。随着网络技术和远程控制技术的发展,逐渐对于大型机电装备的控制提出了远程网络化和无人值守控制的要求,这就要求必须利用网络控制技术实现对机电装备的远程控制和无人值守,因此,必须要对远程机电控制中的网络接入技术加以研究,以确定最适宜的远程网络接入和远程控制技术的应用。

1 远程控制技术发展概述

过去应用最为广泛的远程控制技术主要有以下几种类型。

1.1 集散式远程控制

集散式远程控制,是为每一个监控对象,即每一台机电设备都安装监测仪表,将所有的监测仪表所采集到的数据全部发送到控制机上,由控制机实现对全部机电设备的集中控制。这种远程控制模式应用方式简单,组网成本较低,但是由于全部数据由控制机进行操作,实际上增大了控制机的负担,导致整个系统的可靠性较低,健壮性较差。

1.2 分布式远程控制

针对集散式远程控制模式在实际应用中所出现的问题,逐渐出现了分布式远程控制代替了过去的集散式远程控制。分布式远程控制是将所有被监测的机电设备的相关参数进行采集与监测,分别发送到几个分站进行集中控制,通过通讯网络实现分站与主站之间的数据通讯,从而完成主站对各个监测对象的远程监测与控制。分布式远程控制的最大优势就在于客观上降低了主站控制机的负担,由各个分站控制机共同分担,从而在一定程度上提高了系统的可靠性和健壮性。但是分布式远程控制模式在应用中也存在一定的弊端,那就是组网复杂,组网成本较高,不适宜大规模应用。

1.3 现场总线式远程控制

现场总线式远程控制是近几年新发展起来并得到大规模应用的一种远程控制模式。这种控制模式能够根据现场需要被监测的机电设备的具体数据通讯接口分别设计不同的现场通讯总线,从而将集散式远程控制和分布式远程控制的优势集于一身。

2 基于工业以太网的远程机电控制接入技术探讨

2.1 面向工业以太网的网络接入技术

目前机电设备接入工业以太网有以下几种技术模式。

(1)通过传感仪表接入。

机电设备的自动化控制,离不开传感监测,因此很多机电控制系统都是通过传感仪表实现状态监测和数据的采集传输,利用传感仪表的输出接口,为其配置合适的网络接入接口,从而实现将机电设备的状态参数接入工业以太网。

(2)通过数据采集板卡接入。

在一些机电设备的自动化控制系统中,出于数据管理的需求,也会采用数据采集板卡的方式将机电设备接入以太网网络。将传感仪表所采集到的数据统一传输至数据采集板卡,由数据采集板卡的输出接口,根据工业以太网的传输规范,为其配置合适的网络通讯接口,例如普通的TCP/IP协议接口,串口转以太网接口,Modbus-TCP协议接口等等,实现工业以太网对机电设备的网络远程化控制。

(3)通过以太网接口模块接入。

有的机电设备,其数据通讯接口不是标准接口,这个时候就需要为其配置专用的以太网接口模块,而这种以太网接口模块并不是标准件,需要针对不同的机电设备的具体接口类型做有针对性的开发设计。但是不管用哪种类型的以太网接口模块,模块内部的以太网电路都是一样的,目前基本上都是采用RTL8019AS以太网通信控制器实现的,再配合双绞线驱动器和标准的以太网RJ45接口,从而完成由非标准的机电设备接口到标准的以太网通信接口的转换,实现工业以太网对机电设备的远程化控制。

2.2 实际应用中需要注意的问题

(1)网络迟延问题。

工业以太网由于采用的是侦听发送的机制,因此在进行数据交换传输的时候,会不可避免的产生延时的问题,而对于远程机电控制系统而言,控制的实时性要求非常严格,有的机电设备其控制指令甚至要求必须在千分之一秒内完成,因此这就对工业以太网的实时性提出了挑战。而事实上,工业以太网在实际应用中,也确实暴露出了迟延问题。为此,对于一些实时性要求较高的机电控制系统,必须采用合适的控制策略,比如VPN技术、流量管理策略等等,以提高工业以太网在机电设备自动化控制中的实时性。

(2)数据丢包问题。

由于工业以太网的迟延问题,所以数据丢包问题就不可避免,这也就造成了工业以太网的可靠性问题。对于此,必须要引入网络数据监管机制,对数据丢包率进行严格控制,尤其是对有可能会引发大规模数据丢包的网络载体和流量载体,必须单独构建传输网络,以提高工业以太网在机电设备自动化控制中的可靠性。

3 结语

基于工业以太网实现的远程无人值守自动化控制模式目前已经得到了大规模应用,尽管工业以太网在数据通讯的实时性方面有待突破,但是就目前的技术应用而言,工业以太网应用于工矿自动化控制是完全可行可靠的。本论文在对比分析了目前几种主流的远程控制技术的基础上,重点探讨了基于工业以太网实现的远程机电控制中的网络接入技术,详细探讨了接口技术在实际中的应用,对于进一步提高机电自动化控制的远程化、网络化、信息化水平具有很好的指导借鉴意义。当然,要实现将工业以太网完全取代现有的现场总线技术还有很长的一段路要走,其中需要攻克很多技术难关,这有待于广大网络通信技术人员的共同努力,才能够最终实现工业以太网在工矿自动化控制领域的大规模应用。

参考文献

[1] 颜建军,宋执环,韩波.基于嵌入式Internet的远程监控系统设计[J].机电工程,2003,20(5):55-57.

第2篇

关键词:课程建设;精品课程;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)21-0014-02

河南理工大学(以下简称“我校”)的“自动控制系统”课程经过30多年的教学改革和发展,取得了突出成果,于2008年评为国家级精品课程。近几年来,本课程教学组在整合原有资源的基础上,在师资建设、教学手段、实践环节、考试方式等方面进行了改革和实践,进一步加强精品课程建设,获得了课程教师和学习该课程的学生的肯定和一致好评。

一、课程教材建设

教材的选取和教材建设是决定教学质量的关键因素之一,它直接影响着教学内容与学生知识结构的合理性与科学性。[1]

我校“自动控制系统”课程始于1972年,是国内较早开设该课程的高校之一。在教材的建设上共进行了6次修编和选取。随着电力电子技术、计算机技术的发展,交流电力拖动控制技术取得了突破性进展,一些先进的控制理论和方法在交流电力拖动系统中得以实现。从1996年起为适应国家教育部“面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”的要求,将课程内容进行拓展,并结合我校与煤矿结合紧密的特点,增加交流调速控制学时,引入VC、DTC等先进控制策略的相关知识,以适应自动化专业人才培养的需要。2004年,根据我校特点的需要,再次对以往使用教材进行了修编,出版了“十五”国家级规划教材“自动控制系统”。根据课程发展的需要,今年再次对教材进行修订,进一步增加了交流调速内容在课程中的比重和课时。

二、教学方法建设

“自动控制系统”具有综合性强的特点,这门课程涉及的领域广泛,是电机学、电力拖动自动控制原理、微型计算机控制技术以及电力电子技术等多门课程的综合和升华,也是与工程实际接合非常紧密的一门专业课程。[2]在讲授课程的过程中,主要从以下几个方面着手:

1.培养学生的学习兴趣

“自动控制系统”课程是一门综合性和实践性很强的课程,培养学生对该课程的学习兴趣尤为重要。课程教学中始终贯穿课程内容的实用性是激发学生学习兴趣的关键所在。例如在课程开始就给学生先举一些很有吸引力的、多个领域的交直流调速系统应用实例,例如电力机车的启动、调速、停止过程和龙门刨床切削工件的过程,让学生直观形象地了解到本门课程在实际中的具体应用及重要地位,增加学生对电机调速系统的感性认识,通过这些例子用“调速”两个字来概括本课程的学习内容,让学生了解本课程的学习目的。然后从19世纪开始谈交直流的发展历史,比较交直流调速的优缺点进而让学生认识到交直流调速的发展趋势,使学生对本课程有一个宏观概念上的了解,清楚本课程的重要性,培养学生对本课程的学习兴趣。

2.鼓励学生自学、主讲,调动学生学习的积极性

课堂教学过程中,对于较难的章节可以以教师主讲形式进行,在本节课结束后,把本节课讲到的调速系统的缺点总结出来,提到下节课的调速方式可以解决存在的问题,让学生在课前自学,预先提醒下节课可以由学生来讲。在下节课时请学生来主讲,根据学生的理解,针对关键问题,回顾所学内容,对学习过的内容进行叙述,交流自己掌握的知识及学习体会。教师在听取学生讲课和回答问题的过程中,可以摸清学生对知识点的理解和掌握程度,对其中的错误概念和理解及时给予指导、纠正。在课程内容的讲授中,以控制方法作为主线,贯穿课程始终。按提出问题、分析问题、解决问题的方式,循序渐进、由浅入深地组织研讨型教学,充分调动学生的学习积极性。

3.精心选择教学内容,适当补充新的知识点

教学过程中应根据本课程的特点,使教学内容与该领域的先进技术同步,激发学生的学习兴趣。随着电力电子技术与自动控制技术的进步,应逐步增加交流调速的教学内容,减少直流调速的内容。其次,由于自动控制系统课程的讲授内容较多,要根据不同专业分配的课时合理选择讲授的内容,处理好教学内容和教学专业、教学课时之间的矛盾,做到由简入繁,重点突出。

另外还可以适当引入和教材理论相关的生产实践的例子。例如在交流调速部分很多教材只介绍变频器的算法,很少提及变频器的应用。作为以培养应用型人才为目标的本科院校,应在教学过程中适当介绍几种当前比较先进的变频器的参数设置和使用场合,如ABB、SIEMENS等的应用实例,有利于培养学生的解决实际问题能力。

4.适当使用多媒体教学

改革传统的“黑板+粉笔”的教学方式,引入多媒体教学是目前在高校教学中普遍采用的一种教学手段。[3]但是过多地使用多媒体教学会限制学生的想象力,不利于学生创造性思维的发展,也缺少教学过程中的灵活性和同步性,同时也不利于教师主导课堂教学。[4]因此在自动控制系统的教学过程中,教师首先要合理规划好哪些章节使用多媒体课件教学,对于使用多媒体教学的章节一定要按照自己的思路对课件进行整理或自己制作课件。

一般来讲对于内容枯燥而要提高学生学习兴趣或图形较多的章节内容可以用多媒体教学,比如绪论、电枢可逆有环流调速系统制动过程分析等章节推荐使用多媒体讲解,使用多媒体讲解时也可以加上适当的板书。对常规内容、公式原理的推导等用板书完全可以满足教学要求。

5.加强实践环节教学

通过实践或实验环节可以加强学生对课本所学内容的理解。教学过程中注重课堂教学与课外创新实践活动相结合,在课堂上鼓励学生积极思考、提问和回答问题;在实验课将理论验证与综合设计、自主创新结合起来,给学生更多发挥个人创造力的机会;在课外积极鼓励、指导学生参加学校“大学生科技创新基地”的科技活动,通过此类活动反过来促进课堂教学,学生的创新实践能力得到加强。鼓励学生参加一些自动控制系统设计开发类的比赛和项目。近几年,我校学生参加飞思卡尔汽车大赛的热情不断高涨,在全国大赛上也取得了较好的名次。学有余力的同学也参加了自动化研究所教师承担的一些科研项目,在实践中得到了锻炼。

6.引入MATLAB进行辅助教学

利用MATLAB仿真工具设计自动控制辅助教学软件,通过Simulink生动再现了系统的动态响应过程,化解难点,同时增强学生探究式学习的兴趣。MATLAB软件可以搭建虚拟系统,实现系统的仿真任务,把这个软件引入到教学活动中,已经被越来越多的老师所采用。例如在讲授转速、电流双闭环直流调速系统的动态特性分析时,在MATLAB/SIMULINK环境下根据具体的系统参数设计该双闭环调速系统,仿真观察其动态特性,改变各调节器参数,由虚拟示波器得到不同的曲线,分析仿真结果,使学生直观地认识到所研究的双闭环系统的特点。在课程设计过程中,可以鼓励学生使用MATLAB软件对设计的系统进行仿真验证,克服了传统教学中枯燥、抽象、难以理解等弊端,达到良好的教学效果。

7.作业和考试方式上的改革

灵活布置和批改作业,提高教学效果。在课程教学中,根据重点、难点内容并结合实际调速系统发展现状与趋势,适当布置一些具有实践性、挑战性的作业,以启迪学生的创新思维能力,进一步拓展知识、开阔思路。此外,还布置学生撰写科技论文,培养学生查阅文献、分析归纳资料、书写论文、进行初步科学研究的意识和能力。

灵活运用多种考核形式,综合评定课程学习成绩。考试形式有:以考试为主,在课程网站上公布考试题目的类型,正确引导学生的复习方法和内容,强调考查学生运用知识分析问题,综合解决问题的能力,变单纯考核记忆能力的考试方式为重能力、求创新的考试方式。考试题目上有30分左右的英文题目,要求学生用英语作答,加强本课程的双语教学力度。对学生实验、课堂发言与科技论文写作考虑权重加权求和,给出课程的综合评价。

三、课程教学的预备和辅助工作建设

加强课程教学的师资队伍、网络教学环境和实践性教学准备工作属于课程教学的预备和辅助工作建设,为课程教学提供强有力的保障。

1.课程教学团队的建设

自动控制系统课程的一个特点是实践性强。任课教师的科研与工程实践方面的经验与能力对教学过程和教学效果的影响至关重要。由于课程的内容大量涉及到工程实际,而大多数新教师的学习经历都是从学校到学校,没有现场实际工作经验,缺少实际系统设计、安装调试经验,理论教学和实际脱节,对课程内容的理解深度受到限制,从而影响实际的教学效果。[5]近几年,课题组加强对教师的实践能力培养,提高教师自身的科研素质,提高对新技术的敏感性。具体的做法有:选择合适的工矿企业,派教师到这些单位参与生产和产品研发,掌握实际中应用的最先进技术,提高教师的工程实践能力和科研能力;鼓励新教师申请、主持或参与横向项目;聘请在工矿企业有工作经历的具有丰富实践经验的高级职称人员兼职教师进行授课,指导学生进行工程实践。通过教学团队建设,教师互通有无,带动整个教学团队的教学、科研、工程实践能力的提高。

2.网络教学环境建设

为适应教学网络化和信息化的发展趋势,先后投入大量资金和人力,依托国家级、省级精品课程建设及重点学科建设,建设了“自动控制系统”精品课程教学网站。在网站原有内容的基础上,不断吸纳校内、校外以及国外专家、同行、学生在利用精品课程资源学习过程中提出的意见和建议,来优化精品课程建设方案,从而调整和补充精品课程的教学内容,促进精品课程建设者与使用者的互动。[6]目前正在以虚拟仿真实验、远程监控和直流控制电路板制作三个实践性环节作为整个教学系统实践部分的核心开发网上远程实验系统平台,为学生进行综合实验提供了良好的网络学习环境。

3.实践性教学环境建设

自动控制系统的另一个特点是通用性强。课程内容不是专门针对某一种专门控制系统的工程技术,而是适用于很多控制系统和装置。以国家级实验教学示范中心“电工电子实验中心”和电力电子与自动控制系统实验中心作为依托,构建了“自动控制系统”实验教学新体系,建立了“立体化”实践教学模式;形成了“主导、自主、开放、创新”的实验教学理念;建成了能够进行“验证、设计、研究、创新等实验以及学生竞赛、科研活动等一条龙”的实践教学平台。自行研制设计开发了多功能调试平台、微控制器开发系统、机器人控制、三级倒立摆等实验教学设备,为培养学生的理论联系实际和系统综合设计能力创造了良好的条件。我校国家级电工电子教学示范中心和电力电子与自动控制系统实验室是开放实验室,全天候开放,为“自动控制系统”课程相关实验的开设提供了充分的保障。

在实践教学方面,根据实际科研中的经验,把大型项目分解成若干个子项目,给学生创设具有思考性、创新性的问题,培养学生的创新思维、创新意识,做到以科研促教学;在日常的教学活动中,注重把新技术、新成果引入课堂教学,鼓励优秀的学生参加教师的科研项目,使教学和科研有机地结合起来,激发学生科学研究的意识,培养学生的创新意识和创新能力。

四、结语

根据自动控制系统课程的特点,结合本校培养人才社会服务对象的实际,自动控制系统精品课程课题组进行教学内容的精练、教学手段的丰富和教学实践的完善,从学科特色、教学理念、教学内容及教学方式等方面入手,充分利用多媒体及网络技术的普及性及便利性,加强了精品课程建设。在本精品课程的示范和激励下,电气工程及其自动化专业的主干课程“供电技术”在2010年成果申报为国家级精品课程,自动化专业的主干课程“电力电子技术”“自动控制原理”课程也相继建设成为了省校级精品课程,[7]从而推动了自动化和电气工程及其自动化专业及学科的整个课程体系的发展,提高了电气工程与自动化学院各个专业的教育教学的质量,为高校培养高质量、高素质人才提供了强有力的保障。

参考文献:

[1]许玉格,罗飞.《运动控制系统》精品课程建设与双语教学的探讨[J].教育理论与实践2007,(27):123-124.

[2]周香珍.《运动控制系统》课程教学改革探索[J].中国科技信息,

2011,(23):191.

[3]高林,韩宁.运动控制系统课程多环节教学模式的探讨[J].中国现代教育装备2008,(65):78-79.

[4]王升杰.多媒体运用在课堂教学中的利弊之我见[J].教育科学,

2011,(9):141.

[5]卢秉娟.运动控制系统课程教学突出工程实际应用性研究[J].洛阳理工学院学报(自然科学版),2011,(21):88-90.

[6]隋玉敏,王秀英.高校精品课程建设中存在的问题及对策[J].教育探索,2011,(10):32-33.

第3篇

论文摘要 煤矿胶带输送机控制运行系统种类繁多。采用可靠稳定的控制系统,提高皮带运转效率,在煤矿安全生产中具有重要意义。本文讨论应用plc控制系统来提高皮带运输系统的安全性和可靠性。 

1 概述 

现在的胶带输送机系统多数采用单片机控制,运行稳定性不高,智能化不强,尤其是综合保护装置稳定性差,各种保护传感器故障发生频繁,而且主机控制模块化,插件易损坏,更换频率高。由于采用模块化设计,小部分模块坏时,企业往往就要更换整个大模块,从而造成资源浪费,加大了煤矿生产成本投入。而采用plc可编程控制程序的综合保护装置,它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案,适合于当前工业企业对自动化的需要。它的主要优点包括: 

1.1可靠性高,抗干扰能力强 

高可靠性是电气控制设备的关键性能。plc控制系统由于采用现代大规模集成电路技术,内部电路具有先进的抗干扰技术,为使无故障工作时间更长,采用可编程二重容错处理技术。此外,plc控制系统带有硬件故障自我检测功能,出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中,应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序,使系统中除plc以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。 

1.2配套齐全,功能完善,适用性强 

plc发展到今天,可以用于各种规模的工业控制场合。随着plc的不断发展, plc在位置控制、温度控制、cnc等各种工业控制中的技术应用已相当成熟。 

1.3易学易用,维护方便 

plc作为通用工业控制计算机,是面向工矿企业的工控设备。它接口容易,编程语言易于为工程技术人员接受。plc用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造的周期大为缩短,同时维护也变得容易起来。 

1.4经济合算 

尽管使用plc首次投资要大些,但它的体积小、所占空间小,辅助设施的投入少;工作可靠,停工损失少;维修简单,维修费少;还可再次使用以及能带来附加价值等等,从中可得更大的回报。 

通过以上分析,采用plc控制系统,能大大改善胶带输送机运行稳定差,设备易损害,成本投入高等缺点。它在综合保护装置技术中的应用十分广泛,可行性强。 

2 plc控制程序在胶带输送机综合保护装置的应用 

胶带输送机综合保护装置主要包括主机、防滑保护、堆煤保护和防跑偏保护、温度保护、烟雾保护和自动洒水装置,以及沿线紧停开关和全巷道语音报警信号等,现就plc可编程控制系统在综合保护装置中的应用做如下介绍: 

2.1主机 

主机可采用plc多重处理器,并行处理技术,多重抗干扰技术,软件采用模块化设计。使配置应用灵活,便于扩展维护,易于编程,可实时显示工作状态及故障性质,同时选用可靠性高的连接器件,使其布局合理、体积小、重量轻,本安电路经防潮防水处理,避免出现受潮。同时设计启动预告、启动、停止、紧急停车、联锁等功能的开关量输出。包括烟雾保护、温度保护、超温洒水等。 

针对胶带输送机的频繁启动,输送带容易出现断带、撕带事故的弊端,设计胶带点动启动系统。同时可设有实验、集控、工作3种操作方式。可根据生产,维修需要任意转换,并可实时监测各种传感器状况及沿线紧停开关信号。 

1)在实验操作方式下,可以对任意一种传感器进行实验,并确认是否完好运转正常; 

2)在集控操作方式下,可以对某种故障传感器进行解除和投入。因某种传感器突然故障或其他原因等,仍使系统继续运转; 

3)在工作操作方式下,可以根据点动启动方式,先让输送带得到缓冲,然后第二次按启动按钮使输送机正常运转,既减轻了胶带撕带接头的缓冲压力,避免了胶带断带撕带现象,有效地遏止了事故的发生。 

2.2烟雾传感器 

采用专用烟雾集成电路,传感器输出与烟雾信号成正比的电压信号,经电压比较器及数字电路处理输出烟雾超限报警信号。特别适合于矿井防火洒水,起到高温报警的作用。 

2.3速度传感器 

速度传感器具有发光管和光电接收管,通过接收滚筒上的磁脉冲,通过在标准时间内计数脉冲次数得到轮的转速,从而得到轴转速。实现检测低速打滑、断带和超速保护。稳定性、抗干扰能力强。 

2.4防跑偏装置 

可由接线箱和传动杆两部分组成,导杆采用高速轴承接触与皮带同步运动,减少了皮带磨损,选用行程开关,传动导臂大于设定时停机。 

2.5堆煤传感器 

采用万向推杆方式,当皮带煤仓、煤流超限时,煤流推动导杆大于设定角度时,延时0s~4s主机动作,皮带停机。 

2.6温度传感器 

采用专用温度集成电路和高精度转换器、v/v转换、电压比较器、报警器及输出电路。具有精度高,免校准,工作稳定可靠,设定容易等优点。 

2.7急停开关 

作为沿线维修及系统异常事故的安全锁定,复位后方可开机。可采用行程开关设计。输送机巷道每个紧停开关用拉绳进行连接,信号接入带式输送机控制开关,实现在输送机巷道内任何一点都能紧急停车的功能。 

2.8语音信号器 

语音报警信号装置集信号传递、发光显示、通话为一体。通过电压放大器与输送机综合保护装置主机相连接。在全巷道内安设多个该装置,并通过电缆串联连接,从而在全巷道内实现了报警功能。当输送带要启动时,它与胶带综合保护装置主机启动信号同步响起,在全巷道内发出启动预警信号,提醒周围职工远离输送带,确保人员安全。 

2.9自动洒水装置 

洒水装置应安装在输送机驱动装置两侧,其洒水能够起到对驱动胶带和驱动滚筒同时洒水降温灭火的效果。它与温度保护、烟雾保护装置的作用是当输送带在驱动滚筒上打滑,使输送带与驱动滚筒摩擦,驱动滚筒与输送带的温度升高,热量积聚,产生烟雾时,监测温度信号、烟雾信号,实现自动停机,并自动洒水,把事故消灭在萌芽状态。 

3 结论 

胶带输送机保护装置中plc可编程程序控制技术的应用,方便实现了整条输送机的逻辑控制,主要技术参数的在线监测,大大提高了文明生产与科学管理的水平,实现其速度、堆煤、跑偏的自动检测与温度、烟雾动作时的自动洒水,可使胶带输送机司机心中有数,这对减员增效,降低工作的维修工作量,提高工人素质,改善其工作环境均有一定的现实意义。 

 

第4篇

(平顶山天安煤业香山矿有限公司,平顶山 467000)

(Pingmei Tianan Xiangshan Mine Co.,Ltd.,Pingdingshan 467000,China)

摘要: 根据矿山实际需要,本文着重讨论了安装井下语音广播系统的必要性,并对井下语音广播系统的设计原理、设计目标、结构组成进行了阐述。论文最后对各个系统的功能和特点分类加以解释说明,并从使用效果上印证了研究成果的可行性。

Abstract: According to the actual needs in mines, this paper focuses on the necessity of installing undergropund voice broadcast system. The design principle, design goal and structure of the system are expounded. Finally, the functions and features of each system are explained by classification, and the feasibility of the research results is confirmed from the use effect.

关键词 : 语音广播;应用;煤矿

Key words: voice broadcast;application;coal mine

中图分类号:TD655.3文献标识码:A文章编号:1006-4311(2015)25-0022-02

作者简介:李博(1981-),男,河南邓州人,本科,助理工程师,从事机电管理及信息化工作。

0 引言

由于矿山井下生产条件复杂,在遇到突发灾害时,不可能每名井下工作人员附近都有固定电话或人手一部移动通讯工具,因而会造成部分地点的部分人员得不到撤离通知,贻误脱险时机或得不到正确撤离、避险的指挥导致意外情况的发生。香山矿经过多方论证和试验,采用了工业以太环网传输的语音广播系统,该系统集背景音乐播放、安全教育和灾害事故紧急广播等众多功能于一身。突发事件发生、需要紧急撤人时,地面调度指挥中心工作人员能迅速通过设该系统指挥现场人员迅速、有序、安全撤离危险区域。同时,在平时,还可利用该系统在井下各地点播放背景音乐、安全注意事项等,使之又可成为企业有效的宣传工具。

1 实施方案

1.1 设计目的

本方案根据矿井下巷道和采掘工作面分布情况,将其划分为多个区域,通过设计系统之间的相互连接,实现井下各个硐室、架空乘人装置、皮带运输人行巷、采区轨道、掘进头、工作面的语音全覆盖和信息的及时传递。

①在紧急情况下,通过全矿井语音广播系统实现最短时间内的实时播放,使相关区域的工作人员能够根据语音广播内容,及时采取必要措施,确保安全生产和人员安全。

②在正常的生产生活时,通过井下井上对讲通讯,实现信息连接。

③实现与现有的自动化控制系统联动机制,例如:与瓦斯报警系统、人员定位系统实现信息联动传送后,传递效果更好、作用更明显。

④实现播放工作区域的打点语音提示信息。采用语音提示后,传播声音更大、更持续,容易起到提神、警醒的作用,从而为安全生产的顺利进行提供有效保障。

⑤实现对工人正常的安全教育知识的学习。通过井下语音提示系统,将一些有关煤矿安全生产的业务知识、注意事项等进行巡回播放,使井下职工能够在现场接受教育培训。

1.2 广播组成部分

地面部分基本设备有:IBM音频服务,市话接入主机,电话软交换机, 3002网络主机等。

井下部分基本设备有:矿用隔爆兼本安型广播通信主站4台,矿用隔爆兼本安型主音箱12台,矿用本安型副音箱10台,矿用隔爆兼本安型直流稳压电源(副音箱电源)12台,井下防爆电话10部。

1.3 传输方式

井下语音广播系统是一套由地面调度室对井下直接传输音频信号的实时语音工具,基于香山矿井下工业以太环网传输,可以实现调度室对各分区紧急呼叫,与井下音箱进行对话,并可根据系统分配的权限对其权限内的任意一分区或一编组分区进行电话广播。现安装于各水平大巷及主要轨道下山石门,车场及人行车候车处,井下分站音箱区域划分。

1.4 系统拓扑图

利用工业以太环网传输,见图1。

1.5 系统功能

①自动定时播放:可根据需要编制各信道的定时播放节目单,对播放内容、时间、区域等任意编程控制。计算机根据节目单自动定时播放。

②紧急广播:煤矿井下遇到紧急情况时,地面调度中心可对井下所有音箱进行紧急广播,最短时间内通知最多的人员,快速疏散人群,避免人员伤亡和财产损失;对救灾工作起到辅助作用。

③分区广播:可以实现多个区域的独立控制和任意组合,井下不同区域的音箱可以在同一时间内播放不同的内容。

④电话调度:可以对井下音箱进行讲话,并可根据系统分配的权限对其权限内的任意一分区或一编组分区进行电话广播,随时随地可以传达各科室会议指示通知和紧急避险通知。井下任意一部电话均可以实现和井下其他电话的双向通话功能,井下任意一部电话和调度室电话都可以对井下的音箱进行讲话,点对点、分组、分区、全区都可以实现调度讲话。

⑤系统联动:本系统可与瓦斯报警监控、市话网络联动。瓦斯报警主机接收到信号后,服务器自动对相应区域音箱播放预置的音频报警信号;给市话接入主机分配一个电话号码,可自动接听外电,通过授权对整个系统进行广播。

⑥一键实施:软件编程,预置报警信号,紧急情况时可以一键实施预置的报警信号。例如:按1键是瓦斯报警,按2键是火警预案,按3键是水灾预案等。

⑦ 软件功能强大:软件可实现在线监测井下音箱的工作状态;调节音箱音量;对广播内容录音;监听广播内容;更改音箱信息等一系列功能。

⑧远程系统管理:调度室可以对每个分区进行紧急喊话,本系统是基于煤矿井下工业环网传输的,调度中心可以通过HX-3002呼叫调度主机对井下音箱进行讲话,系统实现真正意义上的无人职守,能够通过系统软件实现对整个系统设备进行远程管理与监控。

⑨扩展覆盖区域:采用光转网主音箱将需要覆盖的范围扩展。光缆的带载区域不受限制,能够满足广范围和长距离的铺设。

⑩系统兼容性强:系统能够调度通信系统兼容,也可以单独作为另外一套通信系统使用。具体实施方式为主站通过外挂电话实现。

?輥?輯?訛硬件设备:音箱单独具有百兆网络板,有四个百兆光口与两个百兆电口,网络具有跨路由跨网段功能。能够连续提供两个小时的备用电源。音箱本身含有四个喇叭,音质细腻,扬声器本身具有防水功能。

?輥?輰?訛在线检测功能:可以实施检测每台主站,在软件操作界面可以直观的体现出主站的IP地址、工作状态、工作内容等,提升了系统的可检测性。

?輥?輱?訛供电稳定性:系统具有断电自保功能一旦发生断电,备用电池要保证供电工作2小时以上。

2 应用场合

香山煤矿广播通信系统基于矿井工业以太网,通过综合自动化网络平台传输,做到语音、视频、数据三网合一,语音、视频、数据联动,为井下工人提供音乐与安全知识教育以及紧急情况下的安全疏散撤离通知,提高职工的安全生产意识,丰富职工的文化生活。最主要是在矿井安全出现紧急情况下,可以在调度指挥中心,通过广播系统向井下覆盖地点下达安全指令,从而有效的指导人员的安全撤离。

3 结论

香山矿自2013年建成井下语音广播系统以来,取得了良好效果。该系统在结合传统调度通信系统及现有工作面、皮带沿线扩播话机通讯系统的基础上,采用太环网传输方式,实现了对井下电话网的有效管理和通信。平时,还可以在指定区域播放安全规章、安全措施、注意事项等,增强职工安全意识,实现了井下广播全覆盖。该系统的安装运行,受到职工的普遍好评,其不仅在音乐播放、语音宣传、温馨提示等方面给人以贴心、舒心的良好体验,而且即使在井下遭遇突发性事件时,也可以用最简捷、最快速的途径通知井下作业人员,以便采取紧急疏散或相应安全措施,并实施及时有效的应急救援,为井下作业人员在突况下安全撤离和紧急避险创造了更好条件,使井下工作变得更加安心与放心。

参考文献:

[1]《国家安全监管总局关于印发金属非金属矿山安全避险“六大系统”安装使用和监督检查暂行规定的通知》,安监总管-[2010]168号.

第5篇

摘要:在我国煤矿企业矿井建设不断发展的大背景下,煤矿的生产机械化水平以及各类机电装备的自动化程度也取得了大幅度的提升,在井下胶带输送机中,比较典型的就是钢丝绳芯带式输送机。与此同时,在许多煤矿企业,钢丝绳芯高强度带式输送机的应用非常广泛,所以,高强度带式输送机的启动特性引起了煤矿企业以及许多专家和学者的重视,启动特性的好坏,会使钢丝绳芯高强胶带的强度等级和使用寿命受到直接的影响。而CST(可控传输系统)具备非常良好的启动特性,有利于节约煤矿企业的成本,有利于节省煤矿企业后期的维护费用,有利于延长设备的使用寿命,但是,在实际应用的过程中,故障的发生也是不可避免的。基于此,本文探索了CST在井下胶带输送机中的应用与故障处理。

关键词:CST;井下胶带输送机;应用;故障处理

一、CST控制系统的概述

CST控制系统就是可控启动传输装置,其英文全称为Controlled Start Transmission,通过CST在井下胶带输送机中的应用,可以对于胶带输送机的输出轴的转速和扭矩进行有效地控制,能够使胶带机的启动变得非常平稳、运行也会变得非常安全、停机也会更加方便可靠。CST控制系统的组成部分包括:油冷却系统、齿轮减速系统(含多片湿式离合器)、PLC(可编程逻辑控制器,Programmable Logic Controller)控制的液压控制系统。

二、CST在井下胶带输送机中的应用

在现阶段,我国煤矿企业所采用的CST的胶带机,其控制系统可以使用天津贝克公司的集中控制系统,通过这种CST控制系统在井下胶带输送机中的应用,能够实现现场编程。在CST应用的过程中,配备了真空磁力启动器或者是高低压控制柜、执行器、保护传感器、信号联络和语音通信装置,从而能够具备控制、保护、通信、信号传输等等一系列的作用,具备非常强大的功能,对于井下胶带输送机能够起到非常良好的控制作用。

三、CST在井下胶带输送机中的应用的故障处理

(一)胶带打滑

通常情况下,胶带打滑这种故障的发生是由于下面两个方面的因素所造成的:第一,胶带松弛,没有张紧到位,在这种情况下,应该利用电机绞车张紧车或液压张紧车,改变张紧车的行程,从而能够加大张紧力,如果张紧行程比较短,那么,应该剪掉一段胶带,然后重新硫化或钉扣;第二,胶带打滑也可能是由于胶带严重过载,这就必须对胶带进行人工卸载物料,减小胶带的负载。

(二)上、下运胶带输送机的断带

在胶带严重过载时,胶带就会疲劳严重或者在卡口损坏,从而出现断带事故。在这种情况下,可以在胶带上坡段安装自动抓带装置,在进行断带的处理的过程中能够通过电机张紧车来牵引断带,在断口处重新硫化或钉扣。

(三)胶带发生撕带事故,胶带使用寿命缩短

胶带的使用寿命是和胶带的质量存在着非常密切的联系的。CST在井下胶带输送机中的应用的过程中,必须确保清扫器的安全可靠,并且保证回程胶带上没有物料,只有这样,才能够真正避免胶带在运行的过程中被物料割坏的问题的发生,避免胶带发生撕带事故,延长胶带的使用寿命。

(四)胶带产生异常噪音

CST在井下胶带输送机中的应用的过程中,胶带机在非正常运转的情况下会产生异常的噪音,按照噪音的具体情况可以对于故障进行有效的处理。

第一,张紧滚筒、驱动滚筒、卸载滚筒、改向滚筒、机尾滚筒的异常噪音。在滚筒正常运转的情况下,噪音是比较小的,对滚筒轴承座进行听诊,可以听到莎莎的转速声,而在出现异常噪音的情况下,可以在轴承座处听到咯咯的响声,与此同时,轴承端盖温度也会大幅度提升,这种情况下,必须及时将轴承换掉。

第二,托辊严重偏心时的噪音。CST在井下胶带输送机中的应用的过程中,如果发现托辊出现异常噪音,而且会伴随着周期性的振动。那么,在这种情况下,必须及时将托辊换掉。

第三,联轴器或平对轮两轴不同心时的噪音。CST在井下胶带输送机中的应用的过程中,如果发现驱动部位出现异常噪音,而且会伴随着周期性的振动。那么,可以判断出现异常噪音的原因为以下两种可能:一种可能是在驱动装置的高速端,电机与减速机之间的联轴器、平对轮或带制动轮的联轴器处出现的异常噪音,在这种情况下,必须立即改变电机减速机的位置,从而防止减速机输入轴断裂;另外一种可能是在减速机与驱动滚筒之间的联轴器出现的异常噪音,在这种情况下,必须立即对减速机、驱动滚筒的半联器进行径向跳动测量,如果跳动值大于0.10 毫米,那么,就必须立即拆开半联器,同时清洗张套,将灰尘等异物除掉。

四、结束语

通过对于CST在井下胶带输送机中的应用与故障处理的探索,发现CST在井下胶带输送机中的应用可以大幅度改善胶带机的技术性能,使胶带机使用寿命变长,维护费用减少,从而取得非常巨大的经济利润。因此,对于煤矿大量使用的钢丝绳芯带式输送机,实现CST在井下胶带输送机中的应用是非常科学可行的,有利于实现矿井的技术进步。在今后的运转中,还需要对于CST在井下胶带输送机中的应用的故障处理进行进一步的研究,改进CST的油冷却系统等装置,达到减小噪音污染、降低故障发生的可能性的目的。

参考文献:

[1] 徐京, 王建风, 张树栋. 基于CST系统控制的带式输送机在煤矿中的应用[J]. 科技信息, 2009,(23)

[2] 文赫岩,靳仁昌,李锦泽,刘春霞. CST软驱动在长距离带式输送机中的应用[J]. 水力采煤与管道运输, 2007,(02) .

[3] 沈印,刘振杰,彭建国,梁雄. CST在带式输送机的应用与故障处理[J]. 机电技术, 2010,(01) .

[4] 胡树伟. 带式输送机CST系统在现代化矿井中的应用[A]. 煤炭开采新理论与新技术——中国煤炭学会开采专业委员会2007年学术年会论文集[C], 2007 .

[5] 印丽娜,董克娜,姜峰,王志刚. CST可控传输系统在大运量胶带输送机上的应用[J]. 矿业工程, 2009,(05) .

第6篇

关键词 高速铁路电力供电系统

Abstract electric traction is a new type of rail transport traction power form. In the trunk railway, has a wide range of railway transportation and mining transport. Electric traction electrical energy is used as traction power, converting electrical energy into mechanical energy, drive train, EMUs and rail vehicles are a form of transport rail transport operation.

Keywords high speed railway power supply system.

中图分类号:U224 文献标识码:A

一、电力牵引供电系统的概述

(一)电力牵引供电系统

电力牵引供电系统,是指电气化铁路中由牵引变电所和接触网组成的向电力机车供给牵引用电能的系统。牵引变电所将电力系统通过高压输电线送来的电能加以降压和变流后输送给接触网,以供给沿线路行驶的电力机车。有些国家电气化铁路有时由专用发电厂供电。

电力牵引供电系统按照向电力机车提供的电流性质分为直流制和交流制,交流制又分工频单相交流制和低频单相交流制。我国电气化铁路采用工频单相交流制电力牵引,直流制电力牵引仅用于城市轨道交通运输系统和工矿运输系统。各种电流制的电力牵引供电系统的设备有很大的差别。

工频交流单相电力牵引供电系统主要有牵引变电所和牵引网组成,牵引网实行单相供电,由馈电线、接触网、轨道电路及回流线等组成。为了使电能有效、可靠地供给电力机车、开闭所等。我国规定牵引网额定电压为25kv,额定平率为50Hz。牵引供电构成的回路是:牵引变电所——馈电线——接触网——电力机车——钢轨和大地——回流线——牵引变电所。

(二)电力牵引特点

1、电力牵引机车本身不带燃料,可使用二次能源,为非自给式牵引动力,并由大容量电力系统供电,连接全国电网,能源有保证。

2、机车或动车组总功率大,具有启动和加速快、过载能力强,运输能力大等特点,能满足各种现代交通运输队快速、大运输能力的需要。

3、不造成空气和环境(噪声)污染,改善劳动条件。

4、电力牵引的总效率高,节约能源。我过的铁路机车牵引经历了蒸汽机车、内燃机和电力机车的发展阶段。

5、安全性高。随着信息技术、微电子技术的广泛应用,电力机车可实现实时检测故障、自动驾驶、遥测及遥控,电力牵引系统易于实现全面自动化和信息化,从而大力提高劳动生产效率和经济效益。

6、有利于铁路沿线实现电气化,促进工农业发展。

二、接触网供电概述

(一)接触网供电

从牵引供电回路可知,接触网受到牵引供电系统的影响。接触网是在电器化铁道中,沿钢轨上空“之”字形架设的,供受电弓取流的高压输电线。接触网是铁路电气化工程的主构架,是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。

接触网主要由以下内容组成:①基础构件,如水泥支柱、钢柱及支撑这些结构物的基础;②基础安装结构件,这项内容的作用主要是连接接触网导线和基础构件;③接触网导线,这部分作用就是传输电流给电力机车;④其他辅助构件,包括回流线、附加悬挂等。接触网、钢轨与大地、回流线统称为牵引网。

接触网的电压等级:工频但相交流制度:25KV。

接触网主要通过单边供电、双边供电、越区供电及并联供电四种方式。

(二)优化接触网

接触网担负着把从牵引变电所获得的电能直接输送给店里机车使用的重要任务。因此接触网的质量和工作状态讲直接影响着电气化铁道的运输能力。为了减少接触网的弊端,我们主要通过;接触网的控制;供电方式的调整;防干扰设施来优化接触网。

1、接触网的控制

由于接触网是露天设置,没有备用,线路上的负荷又是随着电力机车的运行而沿接触线移动和变化的,对接触网提出以下要求:①在高速运行和恶劣的气候条件下,能保证电力机车的正常取流,要求接触网在机械结构上具有稳定性和足够的弹性。②接触网设备及零件要有互换性,应具有足够的耐磨性和抗腐蚀能力并尽量延长设备的使用年限。③要求接触网对地绝缘好,安全可靠。④设备结构尽量简单,便于施工,有利于运营及维修。⑤在事故的情况下,便于抢修和迅速恢复送电。⑥尽可能地降低成本,特别要注意节约有色金属及钢材。

2、供电方式的选择

供电方式直流制电气化铁路接触网普遍采用两边供电方式,在相邻的两个牵引变电所供电的接触网中间设置分区亭,将接触网连通。运行中的电力机车由两边的牵引变电所同时供电。这种供电方式可降低接触网中的电能损失,减小接触网的电压降,一个牵引变电所停电时,电力机车运行不致中断。交流制电气化铁路则常采用一边供电方式,接触网在分区亭处断开,分区亭只在一边牵引变电所停电时接通,由另一边牵引变电所越区供电。

3、防干扰设施的建立

防干扰设施为了减少接触网电流的电磁感应对沿线通信电路的干扰,在交流制电气化铁路邻近城镇的区段将接触网每2~4公里划成一个吸流分段,设置回流线和吸流变压器。这时,电力机车的电流沿回流线流回牵引变电所,从而沿轨道和大地流回的电流很少。回流线和接触网的电流近似相等,方向相反,这就大大减轻了电气化铁路对沿线通信电路的干扰。这种方式的缺点是吸流变压器串接在电路中,加大了接触网阻抗。日本新建设的工频单相交流制电气化铁路采用了自耦变压器方式,沿铁路每10公里左右设置一台自耦变压器。自耦变压器中性点接地,一端接接触网,另一端接回流线,称为正馈(电)线。正馈线和接触网电流大小相等,方向相反,同样起着减小对通信电路干扰的作用。另一方面,由于接触网和正馈线之间电压为二倍接触网电压,沿接触网电压降便大大减小。

三、牵引供电系统主要供电设备

(一)电气设备的概述:

一次设备分:开关电器、变换电气、保护电器、补偿电气、成套装置和组合电气。

(二)牵引变压器

电力变压器是变电所中最重要的一次设备,其主要功能是变换电压和传输电能,将一次侧的电能通过电磁能量转换的方式传输到第二侧,同时根据应用的需要将电压升高或降低,完成电能的输送和分配。

(三)变压器分类

1、按相数分:单相变压器和三相变压器。

2、按用途分:普通用途分升压变压器和降压变压器:其他用途分电炉变压器、电焊

3、变压器、整流变压器、掉压变压器和实验变压器等。

4、按铁芯结构分:心式变压器和壳式变压器。

5、按绕组数目分:自耦变压器、双绕租变压器、三绕组变压器和多绕变压器。

6、按绕组材质分:铝绕组变压器和铜绕组变压器。

7、按冷却介质和冷却方式分:油浸式变压器和干式变压器。

四、总结

本文通过对电力牵引供电系统的了解认识,更好的理解了接触网对我国高铁的应用。有效的协调了牵引供电系统可能对临近线路接触网的影响。减少接触网的弊端,实现我国高铁未来的高速的发展。

参考文献

第7篇

关键词:现场总线;粒子群算法;传输延时; 胶带控制;煤矿

中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)16-3819-02

The Research of Particle Swarm Optimization in Coal Mine

LI Hao-jian, WANG Yong-xia

(Shandong Lutai Coal Mining Co., Ltd, Jining 272349, China)

Abstract: For the application of PROFIBUS in the coal mine problems, this particle analysis the structure of PROFIBUS protocol and poses the time-delay model of high-priority messages generated random. Using Particle Swarm Optimization for token cycle time to reduce the high-priority transmission delay, reduces the high-priority message communication delay,meet the real-time of PROFIBUS network.

Key words: fieldbus; real-time performance; transmission delay; belt control; coal mine

煤矿井下环境恶劣,电流较大的用电设备较多,所产生的干扰影响PROFIBUS信号的传输。为保证控制信号的及时响应和紧急故障的处理,研究PROFIBUS总线的实时性能具有重要的现实意义。

PROFIBUS总线在煤矿井下网络中应用已经非常普及。但是目前针对PROFIBUS总线实时性的计算分析不够,用户多是参照厂家提供的数据,在选择总线时没有定性和定量的概念。对PROFIBUS总线的实时性能进行深入分析计算已经成为目前急需研究的重要问题,本文讨论粒子群算法在PROFIBUS总线优化中的应用。

1 PROFIBUS总线通信协议

PROFIBUS作为MAC层标准。总线上的各个点以总线方式互连,主站点由PLC、PC等控制中心组成,从站由传感器、执行器等构成。

PROFIBUS的每个站点都有一个逻辑地址,主站点地址的集合组成一个逻辑环,令牌控制帧在逻辑环上的各个主站点轮转,持有令牌的主站点被允许在持有期间轮询各从站,以交换数据。

通信总是由主站发起,令牌在一个逻辑环中从一个主站传递给另一个主站。这样,当一个主站可以存取介质时,令牌传递立即终止。令牌传递中每个主站知道它的前后,同时也知道他本身的地址。在令牌循环开始初始化时每个主站确定它的前站和后站地址,令牌帧将令牌按照站地址的升序用一个主站传送到另一个主站。为了封闭逻辑令牌环,具有最高地址的站要传送令牌给具有最低地址的站。

存取控制协议中定义了几个重要的时间量:

1) 目标令牌循环时间TTR:令牌在逻辑环上的循环时间。

2) 令牌实际循环时间TRR:令牌的实际动态循环时间。其计算方法为:

在某主站收到令牌后,TRR开始加计数或减计数,直到令牌再次到达该主站为止。计算这一时间时,需要考虑从站诊断报文、主从间的非周期数据交换、高优先级报文、逻辑令牌动态变化等情况下的动态令牌循环时间。

3) 主站持有令牌时间TTH:某主站收到令牌到该主站将令牌传送到下一主站的目标时间,其表达式为TTH=TTR-TRR。

2 粒子群算法

PSO模拟鸟群的捕食行为。设想这样一个场景:一群鸟在随机搜索食物。在这个区域里只有一块食物。所有的鸟都不知道食物在那里。但是他们知道当前的位置离食物还有多远。那么找到食物的最优策略是什么呢。最简单有效的就是搜寻目前离食物最近的鸟的周围区域。

在PSO算法中,用粒子的位置表示待优化问题的解,每个粒子性能的优劣程度取决于待优化问题目标函数确定的适应值,每个粒子由一个速度矢量决定其飞行方向和速率大小。

数学语言描述为:设在一个 维的目标搜索空间中,m个粒子组成的种群X=(x1,x2,…,xm)T;群体中的第i个微的位置可表示为xi=(xi1,xi2,…,xin)T;微粒i的速度表示为vi=(vi1,vi2,…,vin)T。微粒i的个体最优位置(粒子i所经历过的具有最好适应值的位置)为pi=(pi1,pi2,…,pin)T;微粒群中全局最优位置(整个粒子群迄今为止搜索到的最优位置)为pg=(pg1,pg2,…,pgn)T。微粒群按下面两个公式改变速度和位置:

(1)

(2)

其中,i=1,2,…m,d=1,2,…D;vk id是微粒i在第k次迭代中第d维的速度;r1、r2是[0,1]之间的随机数;加速系数(学习因子)c1和c2是非负数,分别调节微粒向全局最优微粒和个体最优微粒方向飞行的步长,合适的c1、c2可以加快收敛且不易陷入局部最优,通常c1=c2=2;xkid是微粒i在第k次迭代中第d维的当前位置;pkid是微粒i在第k次迭代中第d维的个体极值点的位置;pkgd是整个群在第k次迭代中第d维的全局极值点的位置。

3 煤矿井下现场总线网络优化的研究

3.1 系统的总线结构及构成

3.1.1 总线结构

图1中,以某煤矿为例,井下主站强力皮带PLC带有以太网模块,可以连接到附近交换机通过以太网与地面控制中心通信,CPU模块的与石门皮带和1号给煤机PLC 通脱PROFIBUS总线相连,强力皮带PLC主要是控制皮带开停,并取温度、烟雾、打滑、急停、张力、跑偏等保护信号以供地面监控;1号给煤机落煤于强力皮带,开停控制与强力皮带存在联锁关系,除开停控制外还有温度、纵撕、煤位传感器;石门皮带、给煤机PLC控制互锁关系的皮带和给煤机,监控信号有烟雾、温度、打滑、跑偏、煤位等;泵房PLC带有以太网模块,可以通过以太网和地面通信也可通过PROFIBUS和其他PLC通信,主要控制三采区排水系统,包括水泵、电磁阀、电动闸阀、液位传感器等;上运皮带PLC主要控制皮带开停,其包括高台电机、低台电机、电磁闸,另外与2、3、4号给煤机联锁,所取保护信号有温度、烟雾、打滑、急停、张力、跑偏等;2号给煤机除开停外有温度、纵撕信号;3、4号给煤机PLC除开停外有温度传感器信号。

3.1.2 系统的系统的实时性能分析

一采强力皮带由于处于向下倾斜比较大的运输巷道中,为避免出现“飞车”事故,强力皮带和给煤机只作监测未作控制,因此在这条PROFIBUS网络上只有石门皮带PLC参与控制,只要满足石门皮带的实时性能就能达到网络性能要求。另外一条PROFIBUS网络上,三采上运皮带处于上升的斜巷道中,有三个给煤机输送煤流,运输量较大,有两台电机驱动。该皮带在运行过程中,要求不能满负荷无故停车,因此对该皮带的安全和实时性要求较高,这里我们重点分析这条PROFIBUS网络的实时性能。

假设运行状态中某一时刻其各个主站的高优先级报文(每个报文含有20个字节信息)个数和截止期如表1。

令牌传递时间:

高优先级报文的时间长度为:

低优先级报文的时间长度为:

本网络全部采用的是西门子S7-300系列同一型号的PLC,四个主站PLC的目标令牌循环时间TTR的值相同,采用粒子群算法对目标令牌循环时间TTR合理选取适合的值,在粒子群算法中,将TTR作为一维空间向量,向量的上限设为80ms,下限为20ms,种群数为40,迭代次数10次,优化后TTR取值为36ms,如图2所示,最大的通信延时为116ms,平均延时为75ms,最大的通信延时小于140ms,满足信息截止期要求。

4 结束语

论文介绍了PROFIBUS总线的协议结构、令牌传递方式、通信延时计算方法,以及粒子群算法的原理,并以井下煤矿皮带控制系统的实例分析了现场总线传输网络的实时性能要求,并采用粒子群算法优化目标令牌循环时间的选取,通过实验仿真,证明该算法是有效、可行的,算法收敛的,符合井下现场总线通信网络通信实时性要求。

参考文献:

[1] 刘文文.PROFIBUS现场总线实时性能研究[D].西安:西安电子科技大学,2007.

[2] 贾志勇,李长军.粒子群算法在优化PROFIBUS总线中的应用[J].电脑知识与技术,2009(19).

[3] 彭娟.基于粒子群算法的自动配煤系统多目标优化[J].工矿自动化,2009(10).

[4] 纵瑞梅.PROFIBUS总线的研究与应用[J].电脑知识与技术,2009(25).

[5] 张轶.基于多主站PROFIBUS网络的实时性能研究[D].兰州:兰州大学,2008.

[5] 石晓亮.基于FPGA的PROFIBUS-DP从站设计[D].杭州:浙江大学,2008.

[5] 张玉萍.Profibus单主站系统实时性研究[J].低压电器,2009(11).

第8篇

【关键字】交通工程;灰色模型预测;人口预测

1前言

在交通需求预测时,要求对城市人口进行较为精确的预测,一般的预测方法都需要所研究的人口有具体详细的统计资料,如按年龄和性别的人口数、出生率和死亡率等,且多采用模型如回归预测等进行静态分析预测,往往预测得到的结果不是很满意。灰色系统理论研究的是贫信息建模,从杂乱无章的原始数据中去开拓、发现、寻找关系。因此,为了提高城市人口预测精度,提出了运用灰色模型对人口进行预测。

灰色系统指的是部分信息已知,部分信息未知的系统。灰色系统的理论是将一切随机过程看作是与时间有关的灰色过程,用数据生成的方法发现数据间的内在规律[1]。实质是将无规律的原始数据进行累加生成数列,再重新建模。生成模型得到的数据通过累加生成的逆运算D累减生成得到还原模型,再由还原模型作为预测模型,是一种动态预测模型,这样能够实现对城市人口进行较为准确地预测,为交通需求预测提供科学、可靠的依据。

2灰色模型的建立

灰色预测模型即GM模型,建模时不直接采用原始数据,而是通过原始数据累加生成,得到规律性较强的序列,用函数曲线去拟合得到预测值。本文运用GM(1,1)一阶一元灰色预测模型,具体建模过程如下:

设原始数据序列 有n个观察值,

通过累加生成新序列

利用新生成的序列 拟合函数曲线,利用拟合出来的函数,求出新生序列 的预测值序列 。

利用 累减还原,得到灰色预测值序列:

其中,n为基础数据年数,m为未来预测年个数。

3 模型求解

以重庆地区人口预测为例,相关统计人口数据为基础数据,对特征年和目标年的人口数据进行预测。

根据交通需求预测需要,利用行政区的划分并根据各区县的经济发达程度将重庆划分交通小区。

利用灰色GM(1,1)模型对原始序列的确定增长趋势进行预测,利用原始数据对2011-2015年人口进行预测。

以1小区为例,算法如下:

根据上述数据,建立含有6个观察值原始数据序列 :

={ 311.88,307.10,304.45,302.91,300.37,299.41}

对其进行一次累加,得到累加数列,再进行函数拟合,得到拟合值:

(t)={ 312.01,618.68,923.39,1226.16,1526.96,1826.82}

再进行累减,得到累减数列:

={ 312.01,306.67,304.72,302.76,300.81,298.85}

运用该模型对2011-2015年1小区人口进行预测得到:

={296.899,294.945,292.991,91.037,89.083}

4模型精度检验

4.1 残差检验

根据统计学知识,模型精度检验一般用到的指标有原样本均值、方差、标准差、残差及残差的均值、方差,下面对灰色预测模型进行计算结果精度检验。

定义残差为

运用模型对原始数据2005年―2010年人口数量处理如下表所示:

从上表计算相对误差结果看出,相对误差很小,计算精确度比较高。

4.2后验差检验

4.2.1指标方差比值 [2]

计算原始数据均值

原始数据的方差

计算原始数据均值

原始数据的方差

根据统计检验理论知道,残差方差越小,预测精度就越高,但残差方差为一绝对性的数值,其与原始数据大小也有关系,因此,考虑将计算得到的原始数据方差与计算得到的残差方差求比值,得到相对方差量,更准确评价数据的波动,增加检验方法的可靠性,使得到的结果精度更高。

即方差比值

4.2.2小误差的概率 [3]

根据上述两个指标将灰色预测模型等级划分为四个等级,如下:

通过以上步骤,对残差、小误差概率等进行检验,指标均在范围内,可以用灰色模型进行城市人口预测,且误差比较小,精度比较高。

5结论

由于灰色模型预测中常用的一阶一元预测模型GM(1,1),模型需要的数据较少,原理也比较简单,计算量也不大,结果精度也较高,比较一般的回归模型,采用了动态预测方法,避免了回归模型对预测本身带来的误差,灰色模型体现了很明显的优势。所以,研究其在交通需求四阶段法中对城市人口进行高精度预测的应用具有重要的意义。

但是,灰色预测模型也有一定的适用条件:(1)短期预测性。灰色预测模型只能用于短期预测,不能用于长期的预测,一般预测年限为五年,本论文实例中即为对城市人口进行五年预测,否则会产生比较大的误差。这是由灰色模型的本身原理决定的;(2)数据要具有连续性。灰色预测模型实质是一种微分拟合,如果经常性地出现突变,则不宜采用灰色预测模型。

参考文献:

[1] 成枢,任丽艳,张周平,牛学军. 灰色模型预测城市地面沉降的研究[J]. 矿山测量,2008.10,4:56.

[2] 徐家湛. 灰色模型预测在经济数列预测中的应用[J]. 北方统计,2004.6,170:49.

第9篇

【关键词】存货 采购 外售 盘点

【作者简介】赵艳红(1971.4-)女,大学本科。1991年参加财会工作,现就职于鞍钢计财部驻铁运公司财会处,曾任出纳、审核、存货管理、工资公积金、财务、稽核等工作。

存货是指公司在日常生产经营过程中持有以备出售,或者仍然处在生产过程中,或者在生产过程或提供劳务过程中将将消耗的材料或物料等。具体项目包括原主材料、辅助材料、燃料、备品备件、包装物、生产及管理用具、委托加工材料、在途材料、在产品及半成品、产成品、发出商品等其他物资。存货不仅占用的资金大,而且品种繁多,并且贯穿于企业生产经营的各个环节,对企业生产经营的影响非常大。特别是在存货管理存在管理漏洞的情况下,直接影响企业的发展壮大。如何解决企业存货管理方面存在的问题是摆在每一个企业面前必须解决的难题,而运转协调的优良的存货管理机制有利于提升企业经营绩效,增强企业活力,最终实现企业资产保值增值的目标,直接促进企业的健康发展。

鞍钢铁路运输公司是鞍钢集团直属大型物流企业,公司主要承担鞍钢原燃材料输入、产成品输出及部分主体厂矿工序链接任务,同时也为市政部分单位提供运输服务,是鞍钢生产工艺的重要组成部分。公司主厂区位于鞍钢东南,所属运输总站为货运行车组织实体,为鞍钢和市政130多个工矿企业服务;机车厂主要为铁路运输生产提供牵引动力和车辆等设备,同时具备电力机车、内燃机车大中修能力;电务修建公司是公司电力、电路、通讯、信号设备的维护、检修单位,具有三级铁路电务工程施工能力。目前公司共有电力机车33台,内燃机车39台,各种车辆2182辆,铁路线路540公里 ,大型调车场8座,全自动化驼峰一座,电力、通讯线路578公里 ,接触网531公里,自动化调度指挥中心一个。

一、存货管理的现状

1.1会计集中核算,物资系统滞后

2005年4月鞍钢集团铁路运输公司接受鞍钢集团公司计财部的委托实行会计集中核算,即每个下属单位留下两名会计人员,进行基础核算,对所属单位的其余会计人员统一划归至鞍钢计财部驻铁运公司财会处,并会计业务进行一级核算。对于单位经济活动是否合法,经济活动凭证的实际内容是否真实,会计核算中心无法监督和管理,必须由单位负责。铁运公司财会处对凭证进行准确分类、正确记录、及时结账、生成报表,及时向单位提供信息,做好会计档案管理。

在会计实行集中核算后,铁运公司各厂均存在物资管理部门并相应设置存放的仓库。几十年来各自为政的管理模式,已经不能适应财务集中后的管理方式,因此,就要对铁运公司机关及下属三个分厂的存货管理模式进行规范,并达到统一的模式,为将来物资系统一级管理打基础。

1.2物资实物已经入库,财务部门没有记录。

由于企业采购业务与财务信息处理脱节,财务信息不能真实反映物流信息,二者在时效的反映上存在着很大差异,由于存在发票等单据到达不及时的情况,造成财务核算失真。由于货物存放较为分散,管理部门较难完全控制,虽然在应付款账户中反映出采购行为,却存在着企业资源潜在的风险。

1.3物资己做财务入库,但对实物的控制权缺失。

由于财务部门不能对基层单位的自有存货进行有效控制,很少通过实地盘点来核对账实,所以入库只是账面行为,存货只是以数据形式存在,极有可能造成账实不符。

1.4库存货物已经出库,在财务账面没有反映。

物品已经提货或已做转移却没有反映在财务记录中。如果财务和业务部门不及时协调核对,则账面和报表的数字就会失真。

1.5缺乏对存货的期末盘点。

因为上述的客观原因和传统做法,企业重视账面数字而缺乏实地盘点,不能及时对所辖的存货进行必要的评估,势必加大存货估价的误差。

1.6缺少对存货损耗的判定。

由于缺乏盘点,就不能对损耗的数量和损耗的环节(采购、运输、加工等)做准确的判定。

以上问题影响了企业资产损益的真实性,影响了对企业资源配置利用的判断,影响企业资金的正常运转,削弱了企业对资源的利用程度,很可能导致管理漏洞的产生。

二、制定合理的存货周转流程

实践证明,对存货进行定期抽查评审,是发现管理隐患、堵塞管理漏洞的有效途径。通过开展公司内部存货管理评审业务,对存货管理程序上的缺失和不当及时进行揭示和评价,并提出改进建议,从而强化了内控管理的力度,确保了资产的安全性。开展存货定期抽查评审大有可为,它真正起到了摸家底、揭隐患、促发展的作用。

针对公司的具体情况,以财务部门为中心制定一套适合本公司的高效合理的存货周转流程。市场营销部门、生产调度中心、生产部门、采购中心、库房、车间按照流程填制各类单证,保证原材料的采购、领用、加工、入库、发货和销售,使每一环节物流、单证流同步进行,财务部根据单证按照一定的方法及时记账,对重点存货做到永续盘存,从财务账上反映出产品的生产过程。

2.1规范统一的存货入库手续

仓储部门要对存货数量、质量进行检验,审核采购清单、产成品交付清单及剩余存货的退料清单,并与实物一一核对无误后验收入库,开具入库凭证,打印入库单,入库单要有采购经办人员、仓储人员等有关责任人签字。对于无法入库保管直接运抵使用现场的存货:采购、质检、仓储及使用部门的有关人员必须到现场验收,打印出入库单,由经办人员签字确认。

2.2规范统于的存货发出程序

2.2.1一般存货领用:采购中心对需用单位生产或项目发货:生产物资由仓储部门保管人员按审核的工单发货,对成本中心发货按审核的需求计划形成的预留发货;项目物资按审核的项目需求计划形成的预留对资产发货,领料成本自动记入相应费用。按上述类别发货后及时打印出库单,由双方签字确认。

2.2.2销售商品出库:根据资产经营中心出具有评估单为依据,业务部门根据评估单开具提货单,到财务部门开具销售发票,仓储部门按提货单、财务部门已开具发票凭据发货、同时打印出库单,由双方签字确认后,再由门卫凭出库单“出门证”联核实后放行。

2.3存货的外售

当前在企业生产经营过程中,经常存在已购不能继续使用,或因生产技术更新等不适用的存货。因此,就需要将此部分存货通过资产经营中心进行外售或调剂,但外售存货的同时又会增加相应的应收账款,而企业居高不下或发生坏账损失问题,已成为影响一部分企业发展乃至生存的一个突出问题。因此,如何在争取销售得到发展的同时,加强企业存货的管理,控制存货的增加,避免存货报废毁损,已成为企业应该严肃对待和认真解决的一个重要问题。因此,企业必须建立严密、有效的内部控制制度,确保销售和存货管理业务的顺利进行。应建立和健全销售和存货业务的内部控制制度,是企业通过对应收账款的管理来加强存货控制的有效途径,进而加快企业资金的周转速度。

2.4存货盘点管理

存货数量的正确与否关系到存货计价的准确性。为保证存货数量计算的正确性、保证存货的实物流转和价值结转的一致性,做到存货账实相符,发现存货数量盘盈或盘亏的数额较大且情况比较异常时,应分析具体情况,找出造成异常的根本原因。

2.4.1分类盘点:仓储部门根据存货的品种,定期分类盘点存货,对不同类别的存货采取同时点(每天、周、月、季)自行清查,并将清查的结果与财务部门的账表数据核对。如发现存货发生短缺、毁损、灭失,要及时向管理部门及领导汇报。

2.4.2公司根据实际情况,每年至少进行两次全面盘点(年中、年末盘点),并出具残次冷背存货报告单。存货全面盘点工作由计划、财务部组织,仓储部门、使用部门负责实物盘点,填写盘点表,并与ERP系统库存清单核对计算出盈亏,由不相容部门(人员)监督、审核、签字。不相符的要查明原因,提出处理意见,报相关领导审批后处理。

三、会计集中核算后的存货控制

实行会计集中核算管理后,会计监督职能得到了加强,改变了过去财会人员对单位的依附,单位领导对财务收支随意性和盲目性的弊端得到改观,强化了会计业务监督,规范了财务管理的秩序。会计集中核算作为一种融会计服务和管理监督为一体的新型会计管理模式,其基本职能是:纳入集中核算的单位在资金所有权、使用权和财务自不变的情况下,由财会部门负责各单位的资金结算、会计核算职能,并行使监督职能。实行集中核算可以加强核算单位日常的财务管理,使财会监督深入到预算编制的各个环节,具体参与和了解预算编制及用款情况,从根本上提高预算的科学性和准确性。对于存货管理而言,要把与存货业务的相关购销合同副本、采购标本等手续纳入会计凭证一并管理。严格按照会计集中核算管理的规定,把监督的重点放在审核原始单据是否合法,内容是否符合国家财经制度的规定等方面,目的是建立有效的经济监督体系。更新会计设计模式,把存货管理控制的理念延伸到会计资料之中,改变传统的凭证、账簿格式,这是加强存货管理控制体系建设的重要手段。

【参考文献】

[1]梅盛才,《企业存货管理模式比较研究》,硕士学位论文,2004年4月。

[2]吕太亭,《企业加强存货管理有效途径的探讨》,《莱钢科技》,2006年8月。

第10篇

关键词:10KV真空断路器,手动合闸,永磁机构

 

目前我国大量使用的10KV真空断路器,均为吸纳国外先进技术,立足于国产原材料和工艺的基础上,研制成功的拥有自主知识产权和专利技术的真空断路器。配用单稳态永磁机构,具有结构简单、零部件少、可靠性高、免维护等特点。适用于城网、农网、矿山及铁道等户外运行环境,目前己在全国许多城市的城乡电网、工矿企业等配电网中挂网运行,其运行状况良好。

1户外真空断路器手动合闸功能的实现

随着配电系统自动化的迅速发展,用户对开关设备的功能要求也越来越完善。与弹簧机构真空断路器相比,永磁机构真空断路器优点很多,其优点在前面的部分己介绍过,在此不再赘述。但是永磁机构真空断路器也有其自身的缺点,其中一个最致命的缺点----无手动合闸功能。永磁机构真空断路器的这个缺陷可以说是它的先天性不足,是其最大的劣势,相反这恰恰是弹簧机构真空断路器最显著的特点。本文所研究的户外真空断路器实际产品中配用的是单稳态永磁机构,也同样存在类似的缺陷。在正常情况下,该真空断路器靠分、合闸控制系统控制其分、合闸操作,无需手动操作,而且可以远距离控制。。但是,一旦分、合闸控制系统出现故障不能进行分、合闸操作时,用户要求开关可以采用手动分、合闸装置进行手动分、合闸操作。对于本文所研究的户外真空断路器手动分闸操作已经得到了很好的解决,它可以进行手动分闸操作,因为它的分闸操作与分闸保持都是靠分闸弹簧完成的,所以手动分闸速度与电流脉冲的分闸速度是一样的。关于手动合闸的问题,从原理上讲,单稳态永磁机构不能进行手动合闸操作,而且初步了解单稳态永磁机构真空断路器的手动合闸功能到目前为止还没有很好的解决方案。

2 手动合闸功能解决方案的提出

目前真空断路器实际应用的操动机构主要是弹簧机构和永磁机构,弹簧机构真空断路器的应用经验已经比较成熟,而永磁机构作为新一代的操动机构也正逐步迈向成熟,永磁机构真空断路器的许多应用经验都来自于弹簧机构真空断路器。正是基于此原因,本文在寻求永磁机构真空断路器手动合闸功能的解决方案时,借鉴了弹簧机构真空断路器手动合闸功能的解决办法。为此本文提出了采用弹簧机构的手动储能装置与永磁机构配合来实现永磁机构真空断路器手动合闸功能的解决方案。

3解决方案的试验研究

对于永磁机构真空断路器的手动合闸功能,本文拟采用的解决方案如下:利用弹簧机构的合闸储能装置与永磁机构配合来实现手动合闸功能。其原理为:利用手动储能手柄为弹簧机构的合闸储能弹簧进行手动储能,不需要合闸锁扣装置进行储能保持。当合闸储能完毕,合闸弹簧的储能释放,通过输出拐臂带动永磁机构动铁心进行手动合闸操作。确定了解决方案之后,本文通过实际的安装调试及试验来验证该方案的可行性。在此涉及到两个参量,一个是合闸弹簧的拉动距离lT,就是指合闸弹簧储能完毕时所处的最大储能位置与合闸弹簧储能释放完毕时所处的位置之间的距离,另一个是永磁机构的动铁心行程ly。经过多次的试验与调试发现,当lT与ly之间的关系不同时,会产生不同的结果:如果lT>ly、,那么永磁机构能够可靠合闸,但弹簧机构合闸弹簧的储能不能完全释放;如果lT<ly,那么弹簧机构合闸弹簧的储能能够完全释放,但永磁机构不能可靠合闸;如果lT=ly,那么永磁机构能够可靠合闸,弹簧机构合闸弹簧的储能也能够完全释放,完成手动合闸操作。。严格保证lT与ly相等在工程实际当中是不现实的,因为机械加工本身存在的误差较大,在各部件的装配过程中也会产生累计误差,任何一个部件的误差偏大都很可能会导致不能可靠合闸或合闸弹簧的储能不能完全释放。因此需要研究lT与ly之间偏差有多大能够保证手动合闸功能可靠实现。经过试验验证,当lT与ly之间偏差为土3mm时,能够保证手动合闸功能可靠实现,并经过多次试验测得手动合闸的平均速度为0.96m/s。上述解决方案的缺点是要求的加工精度较高,因此本文在上述研究的基础上修改了解决方案,即加上弹簧机构的合闸锁扣装置,当lT<ly时,弹簧机构合闸弹簧的储能释放完毕,利用弹簧机构合闸锁扣装置,将永磁机构的动铁心进行锁扣,这样也可以保证手动合闸功能可靠实现,经过多次试验测得手动合闸的平均速度为0.97m/ s。改进后的解决方案与改进前相比,lT与ly之间偏差可达到5mm,但在手动合闸之后,进行下一次分闸时需要先将合闸锁扣脱扣,才能保证分闸完成,否则不能实现分闸动作,这也就使得改进后的方案在操作上稍微有些繁琐。本文对手动合闸功能进行了上述研究,两种解决方案均可实现手动合闸功能,但两种方案具有各自的缺点,因此还有待于进一步的研究。

4试验的安装调试过程中所遇到的问题及其解决办法

在对户外真空断路器试验的安装与调试过程中,有时会出现合闸合不上等现象,本文对产生此种现象的原因进行了分析并给出了解决办法。产生合闸合不上的原因主要来自两个方面:一是提供合闸动力的永磁机构本体不能满足要求;二是阻碍合闸操作的反力太大造成合闸失败。

4.1 永磁机构本体原因。

永磁机构合闸动力主要来自合闸电流所产生的磁场对动铁心的电磁吸力,在合闸阻力(主要包括分闸弹簧力和触头弹簧力)满足要求的情况下,合闸合不上主要有以下两方面原因:一是合闸电流对动铁心的电磁力不够,导致动铁心不能克服合闸阻力完成合闸操作;二是合闸电流对动铁心的电磁力能够满足要求,但由于永磁体对动铁心的保持力不够而导致合闸合不上,合闸线圈通电,驱动动铁心合闸,当动铁心运动到合闸位置时,由于永磁体的保持力不够,动铁心不能保持在合闸位置,最终导致合闸操作失败。

如果断路器在合闸过程中出现有时合不上,有时能合上,而且在能合上闸时的合闸速度能够满足断路器机械特性参数要求,那么此时合不上闸就是由于永磁体的保持力不够所致。解决办法是增加永磁片的数目,使其保持力足够大,从而使断路器能够可靠合闸。如果断路器总是合不上闸,不妨拆去其中的一相或两相灭弧室,使永磁机构带动两相或一相灭弧室进行合闸操作,如果此时断路器能够正常合闸,则说明是由于永磁机构合闸电流对动铁心的电磁力不够而导致合不上闸。

4.2合闸阻力太大原因。

当永磁机构合闸电流对动铁心的电磁力足够大,永磁体的保持力也足够大时,如果产生合闸合不上的现象,那么应该考虑是由于合闸阻力太大造成的。永磁机构合闸阻力太大主要是由于分闸弹簧力和触头弹簧力两方面原因引起的。合闸过程中,永磁机构一方面要提供合闸操作的动力,同时也要为下一次的分闸操作储能,将永磁机构的部分动能转化为分闸弹簧的弹性势能,储存在分闸弹簧中。在整个合闸过程中都伴随这种能量的转化,分闸弹簧力由始至终阻碍着合闸操作,它也是导致合闸合不上的主要原因之一。而触头弹簧仅仅在灭弧室动触头运动到超行程阶段时对合闸产生阻碍作用,它的能量同样也是由永磁机构在合闸过程中为其储能的,因此触头弹簧力太大也会导致合闸合不上。是否由于触头弹簧力太大引起的合不上闸很好判断,也很好解决。由于触头弹簧力的大小与动触头的超行程大小有关,超行程越大,触头弹簧力也就越大,因此可以通过测量断路器的超行程大小来判断是否由于触头弹簧力太大造成合闸失败。一般情况下,要求断路器的超行程为1.7-3mm,如果超过这个范围则说明触头弹簧力过大。解决办法是通过调整绝缘拉杆减小超行程,减小触头弹簧力,使合闸操作可靠完成。在永磁机构本体以及动触头超行程(也就是触头弹簧力)能够满足要求的条件下,如果分闸速度较大,那么合不上闸可能是由于分闸弹簧力过大造成的,不妨调松分闸弹簧,减小分闸弹簧力,看此时能否合闸,如果能够合闸而且分闸速度也能够满足要求时,则说明是由于分闸弹簧力过大造成的,解决的办法就是调松分闸弹簧,减小分闸弹簧力。。如果通过调松分闸弹簧能够合闸,但是分闸速度不能满足机械特性参数要求,那么说明合闸合不上不是分闸弹簧力的原因造成的,此时要考虑永磁机构本体的原因。

【参考文献】

[1]. 楼家法 著. 高压开关机构设计[M]. 机械工业出版社, 1981

[2]. 章名涛,肖如鸿著. 电机的电磁场[M]. 机械工业出版社,1988

[3]. 林莘著. 永磁机构与真空断路器[M]. 机械工业出版社, 2002

[4]. 徐国政等编著. 高压断路器原理和应用[M]. 清华大学出版社, 2000

[5]. (美)金建铭著,王建国译. 电磁场有限元方法[M]. 西安电子科技大学出版社, 1998