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關(guān)鍵詞:多智能主體;筑路機(jī)械機(jī)群;研究
1筑路機(jī)械機(jī)群智能化的多智能主體系統(tǒng)基礎(chǔ)
1.1筑路機(jī)械機(jī)群系統(tǒng)混雜分層結(jié)構(gòu)
與一般的多智能主體系統(tǒng)不同,在本文中,多智能主體系統(tǒng)被應(yīng)用于工程機(jī)械機(jī)群的智能化,具體來說,是以高等級路面施工機(jī)群的智能化為研究對象。
高等級路面施工機(jī)群主要由以下5種機(jī)械設(shè)備組成:瀝青拌合設(shè)備、攤鋪機(jī)、振動壓路機(jī)、裝載機(jī)和自卸車。由于是路面施工,這些設(shè)備的工作環(huán)境以高噪聲、高振動、受天氣狀況影響大等為特點(diǎn)。而且,結(jié)合現(xiàn)階段工程實(shí)際,要盡量控制機(jī)群智能化所需成本,否則,將會降低施工企業(yè)對機(jī)群智能化改造的接受程度。
當(dāng)前的筑路工程中,主要靠人工指揮,機(jī)械由人工操作,存在著如下弊端:資源配置不夠合理;施工信息交換量小,實(shí)時性差;易出現(xiàn)物料斷流或積壓(因?yàn)槲锪暇哂袑?shí)效性,所以造成極大浪費(fèi));能耗大,生產(chǎn)率低。
當(dāng)前的筑路工程中,主要靠人工指揮,機(jī)械由人工操作,存在著如下弊端:資源配置不夠合理;施工信息交換量小,實(shí)時性差;易出現(xiàn)物料斷流或積壓(因?yàn)槲锪暇哂袑?shí)效性,所以造成極大浪費(fèi));能耗大,生產(chǎn)率低。
1.2機(jī)群系統(tǒng)中的多智能主體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
一般的,在多智能主體系統(tǒng)中,多采用分布式控制策略,即各個智能主體的區(qū)別在于完成不同的職能,相互之間并無控制關(guān)系。這樣做的好處是系統(tǒng)最大地體現(xiàn)了分布式控制的優(yōu)點(diǎn),系統(tǒng)靈活性強(qiáng),易擴(kuò)展,魯棒性強(qiáng),可重用性好。缺點(diǎn)在于這樣的系統(tǒng)史多地適用于純軟件環(huán)境,在應(yīng)用于硬件實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)中時,會造成系統(tǒng)成本過高、設(shè)計(jì)過于復(fù)雜、系統(tǒng)反應(yīng)速度較低。對于本文所研究的機(jī)群系統(tǒng)而言,為了降低系統(tǒng)的最終成本,系統(tǒng)面向筑路工程機(jī)械機(jī)群設(shè)計(jì),采用了混雜分層式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(如圖1所示)。采用該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于可以大大簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì),將傳統(tǒng)的中央控制與分布式控制結(jié)合起來,在提高系統(tǒng)靈活性的同時,保持系統(tǒng)的反應(yīng)速度和不過于增加系統(tǒng)的復(fù)雜性。
該系統(tǒng)中的智能主體可分為兩類:一類是動作執(zhí)行智能主體,即各單機(jī)智能主體;另一類是控制智能主體,包括中央智能控制主體及其他控制主體。
該系統(tǒng)中,各智能化單機(jī)(包括智能化拌和機(jī)、攤鋪機(jī)、壓路機(jī)、自卸車等)構(gòu)成了系統(tǒng)的底層。單機(jī)本身具有一定的智能和自,在一定范圍內(nèi)控制自身運(yùn)行狀態(tài)。同時,這些單機(jī)都要受上層智能控制主體的控制。上層智能控制主體可按照其職能劃分為5個:中央控制智能主體,混合料拌和智能主體,混合料運(yùn)輸智能主體,混合料攤鋪智能主體和道路壓實(shí)智能主體。中央主體處于最高層,有最大的權(quán)限,其他智能主體處于第二層,負(fù)責(zé)各自的專項(xiàng)工作,有相對的局部權(quán)限,這是與工程實(shí)際相對應(yīng)的。中央控制智能主體負(fù)責(zé)監(jiān)督、協(xié)調(diào)工程現(xiàn)場,綜合現(xiàn)場的各種信息,為工程指揮提供決策支持,并負(fù)責(zé)對工程指揮的決策進(jìn)行解釋和任務(wù)分配?;旌狭习韬椭悄苤黧w指揮拌和機(jī)完成混合料的拌和,并指揮裝載機(jī)組協(xié)同完成工作?;旌狭线\(yùn)輸智能主體指揮自卸車組,完成混合料由拌和機(jī)到攤鋪機(jī)的輸送,以及混合料原料的運(yùn)輸?;旌狭蠑備佒悄苤黧w負(fù)責(zé)調(diào)度和指揮各攤鋪機(jī),完成路面攤鋪工作。道路壓實(shí)智能主體負(fù)責(zé)調(diào)度和指揮壓路機(jī)組,完成路面壓實(shí)任務(wù)。路面質(zhì)量檢測系統(tǒng)負(fù)責(zé)反饋路面質(zhì)量信息給中央主體。各個主體之間由無線的微波信道構(gòu)成通訊鏈路,交換信息,共享信息,構(gòu)成多智能主體協(xié)同工作的機(jī)群智能化系統(tǒng)。
中央控制主體是機(jī)群系統(tǒng)的核心,用于協(xié)調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)作。包括如下主要功能:
①任務(wù)規(guī)劃調(diào)度,負(fù)責(zé)管理所有任務(wù)的內(nèi)容,進(jìn)展?fàn)顟B(tài),性質(zhì),合作者情況等信息,根據(jù)當(dāng)前所有任務(wù)的級別和調(diào)度規(guī)則,形成任務(wù)調(diào)度隊(duì)列;
②協(xié)調(diào)控制中心負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)的運(yùn)行,是實(shí)現(xiàn)人-機(jī)交互的主要功能模塊,同時還解決協(xié)作過程中的沖突和矛盾,具有應(yīng)變意外情況的能力。在中央控制主體中構(gòu)建了知識庫系統(tǒng)作為決策支持。
其余的控制主體有如下特征:
①空間的分布化:處于不同的物理坐標(biāo);
②內(nèi)建的平行化:在同一時間各自執(zhí)行不同的任務(wù);
③功能的專門化:各控制主體的任務(wù)小同,在各個控制主體內(nèi)部可采用不同的控制方式。
1.3采用多智能主體設(shè)計(jì)機(jī)群系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
(1)分布式智能。將一個復(fù)雜的筑路任務(wù)通過分布式智能主體分解為有限復(fù)雜程度的多個了任務(wù),由中央主體、拌和主體、運(yùn)輸主體、攤鋪主體和壓實(shí)主體這5個主體各自負(fù)擔(dān)相應(yīng)的子任務(wù),充分發(fā)揮各個主體的功能與能動性,減輕了中央主體的工作負(fù)擔(dān)與控制的復(fù)雜程度。同時,由于各個主體也進(jìn)行了智能化,提高了對環(huán)境的適應(yīng)性。在傳統(tǒng)的集中控制方式中,中央控制系統(tǒng)由于承擔(dān)了所有的控制工作,往往功能十分復(fù)雜,設(shè)計(jì)與實(shí)施時都需要耗費(fèi)大量的人力物力。系統(tǒng)的風(fēng)險也集中在中央控制系統(tǒng),可靠性要求高,成本史是成倍提升。通過多智能主體設(shè)計(jì),將系統(tǒng)的智能分布到各個主體上,實(shí)現(xiàn)了分布式智能,簡化了中央控制。
(2)容錯性。由于各個主體具有不同等級的決策權(quán)限,并依據(jù)其決策權(quán)限等級來共享機(jī)群系統(tǒng)的信息,單個主體的出錯不會造成整個系統(tǒng)的失控。即使中央主體出故障,機(jī)群其他部分還可以獨(dú)立完成當(dāng)前任務(wù)的作業(yè)。在筑路施工過程中,由于環(huán)境惡劣,系統(tǒng)出現(xiàn)故障在所難免。例如設(shè)備保障、通訊故障、電力供應(yīng)故障以及人為錯誤等,都是施工現(xiàn)場現(xiàn)實(shí)存在的問題。當(dāng)中央主體出現(xiàn)故障,發(fā)出錯誤指令時,下級控制主體可對本地的局部信息和系統(tǒng)共享信息進(jìn)行綜合,對這個錯誤指令向中央主體發(fā)出疑問,處理主體故障。
(3)高可靠性。由于實(shí)現(xiàn)了功能的分布化,提高了整個機(jī)群系統(tǒng)的可靠性。機(jī)群中的各個主體具有相對獨(dú)立性,自行其是,單機(jī)智能主體或者單個控制主體的故障不會造成全局失控。特別是中央主體一旦失效,其他智能控制主體可以通過相互間的通訊和協(xié)調(diào),在一定時間內(nèi)保證施工的正常進(jìn)行。這一點(diǎn),集中控制方式的機(jī)群系統(tǒng)根本無法實(shí)現(xiàn),因?yàn)樗闹醒肟刂葡到y(tǒng)一旦失效就全局癱瘓了。
(4)高效率。強(qiáng)調(diào)機(jī)群系統(tǒng)的交互性和協(xié)作性,有利于提高機(jī)群系統(tǒng)的工作效率,降低能耗,節(jié)省物料,從而降低整個施工的成本。
2筑路機(jī)械機(jī)群智能化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵問題
2.1筑路機(jī)械機(jī)群多智能主體系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
各主體間的通訊網(wǎng)絡(luò)。通訊網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施是主體間信息共享與交換的基礎(chǔ)。物理實(shí)現(xiàn)以無線通訊為主,采用自建的微波通訊系統(tǒng)或者GSM/GPRS短信系統(tǒng),保證各主體間信道的暢通。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳捎镁W(wǎng)狀結(jié)構(gòu),在本系統(tǒng)的5個控制主體之間均存在獨(dú)立的數(shù)據(jù)鏈路,實(shí)現(xiàn)信息的交換與共享。
各智能主體的決策推理機(jī)設(shè)計(jì)與功能定義。包括多主體的協(xié)同決策模式研究,各智能主體的決策規(guī)則,中央智能控制主體和各智能控制主體在決策樹中所處的地位以及各自的權(quán)限分配。
管理層指令的基于多智能主體的分布式計(jì)算求解的算法,就是怎樣把管理層下達(dá)的一個筑路任務(wù)分解并分配給相應(yīng)的智能主體,形成任務(wù)調(diào)度序列,由中央智能控制主體居中協(xié)調(diào),共同完成施工任務(wù),實(shí)現(xiàn)施工調(diào)度的優(yōu)化。
多智能主體的信息處理與融合算法。
機(jī)群調(diào)度決策系統(tǒng)信息綜合(含機(jī)群多智能主體狀態(tài)參數(shù)、故障參數(shù),環(huán)境參量與突發(fā)事件)研究,其中包含了一個基于專家知識庫的故障診斷系統(tǒng)。
2.2筑路機(jī)械各單機(jī)智能主體的實(shí)現(xiàn)
單機(jī)智能主體的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如圖3所示,主要采用人-機(jī)共棲模式的智能主體形式,核心是研究“人-機(jī)”協(xié)調(diào)決策的方法。
由于各機(jī)種的自動化程度不同,人在決策中參與的程度也就有所區(qū)別。實(shí)現(xiàn)的要點(diǎn)在于:
①主體對象的定義,包括單機(jī)的功能、屬性、需要檢測的信息等;
②主體的定位方式,主體之間通訊方式與主體內(nèi)部異構(gòu)通訊協(xié)議的集成,包括主體間的通訊方式,主體內(nèi)部各子系統(tǒng)的通訊,以及二者間的交互;
③對應(yīng)各機(jī)種的知識庫,確定最優(yōu)工藝路線與參數(shù),并集成于各智能主體。
④最終建立各單機(jī)智能主體的智能決策控制體系。
3基于多智能主體的機(jī)群智能化技術(shù)的實(shí)施路線
當(dāng)前,國內(nèi)外的工程機(jī)械廠商已經(jīng)推出了全系列的智能化的單機(jī),單機(jī)智能化的技術(shù)己經(jīng)成熟了。但是,這樣的智能單機(jī)還不能直接應(yīng)用到智能化的機(jī)群之中,需要添加通訊設(shè)備和智能主體控制裝置。因此,實(shí)施基于多智能主體的機(jī)群系統(tǒng)的最好方式是:充分利用國內(nèi)外現(xiàn)有的工程機(jī)械單機(jī)智能化技術(shù),將機(jī)群智能化技術(shù)作為獨(dú)立的專有技術(shù)開發(fā),作為單機(jī)的智能主體可以兼容國內(nèi)外主要廠商的產(chǎn)品。
另外,采用開放式的開發(fā)方式,可成立機(jī)群智能化的標(biāo)準(zhǔn)化組織,定義當(dāng)前的智能單機(jī)改造成單機(jī)智能主體所需提供的外部接口,由各個廠商作為組織成員提供,這樣既保護(hù)了各自的知識產(chǎn)權(quán),又帶動了我國工程機(jī)械行業(yè)的科技進(jìn)步,有利于將機(jī)群智能化標(biāo)準(zhǔn)樹立為在我國實(shí)現(xiàn)的國際工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。特別是在我國加入WTO以后,它對實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)國際化,搶占技術(shù)制高點(diǎn),有著尤為重要的意義。
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(秦皇島消防支隊(duì),河北 秦皇島 066000)
【摘要】重點(diǎn)對消防自動報(bào)警系統(tǒng)和智能化系統(tǒng)聯(lián)動控制系統(tǒng)分析,探討系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、通信模塊設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),為消防自動報(bào)警系統(tǒng)和智能化系統(tǒng)聯(lián)動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),提供參考資料。
關(guān)鍵詞 消防自動報(bào)警系統(tǒng);智能化系統(tǒng);聯(lián)動控制
本文設(shè)計(jì)的消防自動報(bào)警系統(tǒng)處理器選用的是三星ARM9處理器,芯片為S3C2440,操作系統(tǒng)選用的是Linux。這一系統(tǒng)具有嵌入式Web接口,這樣在Internet訪問管理系統(tǒng)中移動終端也就能夠是實(shí)現(xiàn)關(guān)于設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。在室內(nèi)實(shí)施了GPRS通信模塊及Zigbee模塊設(shè)計(jì),以能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器和ARM9處理器之間的信號傳遞,強(qiáng)化室內(nèi)環(huán)境的有效監(jiān)控。本文把基于ARM的無線嵌入式消防自動報(bào)警系統(tǒng)的各方面設(shè)計(jì)實(shí)施分析研究。
1消防自動報(bào)警系統(tǒng)與智能化系統(tǒng)聯(lián)動控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
消防自動報(bào)警系統(tǒng)由多種子部件組成,在這些子部件的支撐下,該系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)內(nèi)部和外部智能化系統(tǒng)的通信,并強(qiáng)化內(nèi)部設(shè)備管理和控制。
2消防自動報(bào)警系統(tǒng)與智能化系統(tǒng)聯(lián)動控制系統(tǒng)的通信模塊設(shè)計(jì)
關(guān)于系統(tǒng)通信模塊的設(shè)計(jì)可以分成兩部分,其中分別是其內(nèi)部通信模塊及外部通信模塊。其中在內(nèi)部通信模塊設(shè)計(jì)中,最主要的就是設(shè)備控制器以及信號傳輸設(shè)備,但是在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中為了對環(huán)保和美化需求滿足,本次設(shè)計(jì)所選取的是Zigbee作為無線傳輸設(shè)備,這樣可以消除布線的麻煩。外部通信模塊主要包括互聯(lián)網(wǎng)、GPRS模塊以及終端設(shè)備,其中通過互聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備對IP地址的訪問,這樣也就可以成功實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和管理設(shè)備[1]。
3消防自動報(bào)警系統(tǒng)與智能化系統(tǒng)聯(lián)動控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
3.1嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的裁剪移植
Linux系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作可以分成兩個部分,首先需要實(shí)施控制系統(tǒng)初始化,同時將其內(nèi)核各項(xiàng)參數(shù)實(shí)施調(diào)用,實(shí)施開發(fā)板U-boot移植,另外也要對系統(tǒng)中的內(nèi)核啟動各項(xiàng)參數(shù)實(shí)施優(yōu)化設(shè)置;其次要對系統(tǒng)中的不必要部分進(jìn)行移除。
3.2Web服務(wù)器的設(shè)計(jì)
關(guān)于Web服務(wù)器理由的選擇范圍包括:Apache,mini-Httpd,Thttpd,Goahead等等。關(guān)于Web服務(wù)器核心處理器的應(yīng)用,則不但要確保其能夠?qū)崿F(xiàn)Web服務(wù)程序運(yùn)行,并且還要確保支持TCP/IP協(xié)議,這樣用戶在實(shí)施Web服務(wù)器訪問的時候通過APP或?yàn)g覽器即可,采用相關(guān)操作也就可以實(shí)現(xiàn)家庭設(shè)備的相應(yīng)監(jiān)控。
3.3Main軟件功能的設(shè)計(jì)
Main軟件功能設(shè)計(jì)主要是要實(shí)現(xiàn)其與攝像頭、紅外傳感器、溫控以及煙感等的有關(guān)連接,如果在房間內(nèi)的煙霧和溫度已經(jīng)達(dá)到之間設(shè)置的值時候,Main軟件也就會作出報(bào)警,在終端設(shè)備上出現(xiàn)相應(yīng)的顯示;如果屋內(nèi)出現(xiàn)明火,也就會把被紅外傳感器成功監(jiān)控到,該軟件會自行命令相關(guān)設(shè)備進(jìn)行噴淋,或者根據(jù)用戶通過終端設(shè)備下發(fā)的指令進(jìn)行其他的處理[2]。
4消防自動報(bào)警系統(tǒng)與智能化系統(tǒng)聯(lián)動控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1系統(tǒng)的所有硬件結(jié)構(gòu)
本文設(shè)計(jì)的消防自動報(bào)警系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)主要有:LED顯示設(shè)備、Zigbee調(diào)節(jié)器、電源模塊、、GPRS模塊、消防設(shè)備門禁傳感器等外圍設(shè)備、數(shù)據(jù)通信設(shè)備等
4.2嵌入式處理器
三星公司的ARM9處理器是本文設(shè)計(jì)的消防自動報(bào)警系統(tǒng)的處理器,其核心芯片是S3C2440,除了ARM9處理器本身具備的外設(shè)模塊外,其芯片也集成了JATG、通信、存儲器等模塊,使得系統(tǒng)變得更加穩(wěn)定、可靠[3]。
4.3Zigbee模塊
這一模塊在家庭網(wǎng)關(guān)中的重要作用是網(wǎng)絡(luò)協(xié)管器,經(jīng)常應(yīng)用的型號是網(wǎng)峰牌CC2530,主要是針對煙霧、紅外線傳感器、溫度、濕度以及門禁感應(yīng)器,終端處理模塊可以成功將數(shù)據(jù)無線傳輸和信號無線通信實(shí)現(xiàn),不但能夠作為是通信的起點(diǎn),同時也能夠作為是終點(diǎn),并且可以針對內(nèi)部設(shè)定的應(yīng)用軟件,采用相應(yīng)的應(yīng)急措施,有效的確保組網(wǎng)安全[4]。
4.4GPRS通信模塊
這一模塊主要被用來進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,并且將采集來的圖像成功轉(zhuǎn)化為電信號之后,將其傳輸給嵌入式系統(tǒng),成功連接智能消防設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)。在本次設(shè)計(jì)中所選用的GPRS通信模塊信號為M35,為四頻GSM/GPRS,這一模塊在應(yīng)用中具有抗干擾性能強(qiáng)、工作溫度范圍寬、尺寸小,同時功能消耗量比較小等,另外還可以同時支持多個IP地址以及Socket[5]。GPRS通信模塊在將信息成功處理之后,可以將其發(fā)送給運(yùn)動終端,讓用戶可以及時有效的對相關(guān)情況有所了解,提高設(shè)備監(jiān)控和管理的實(shí)時性和有效性。
5結(jié)語
本文設(shè)計(jì)的ARM的無線嵌入式消防自動報(bào)警系統(tǒng),由于能與智能化系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動聯(lián)動控制,比傳統(tǒng)的消防系統(tǒng)更加的節(jié)省材料,也更加簡潔、環(huán)保,也更加的方便、快捷、智能,具有較高的應(yīng)用價值。
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【關(guān)鍵詞】智能化;工程;機(jī)械;通訊;定位系統(tǒng);分析
近些年來,工程機(jī)械的發(fā)展十分的迅速,成為了人類開發(fā)利用資源和進(jìn)行基礎(chǔ)化建設(shè)的有力工具。如今,機(jī)械工程的發(fā)展進(jìn)入了一個嶄新的階段,智能化也成為了工程機(jī)械發(fā)展的主要方向。工程機(jī)械的優(yōu)良性與其核心的控制技術(shù)有著十分重要的關(guān)系。目前,我國的工程機(jī)械控制技術(shù)的發(fā)展還不夠完善,對于工程機(jī)械的生產(chǎn)大部分也是對從國外進(jìn)口的產(chǎn)品進(jìn)行組裝等,這就使得我國在設(shè)備技術(shù)上的資金投入量非常大。這些較為先進(jìn)的機(jī)械工程技術(shù)也相應(yīng)的存在著編程困難等問題。隨著各行各業(yè)對信息的使用和傳遞的要求不斷增加,智能化的定位系統(tǒng)等也逐漸在市場中占據(jù)了重要的位置。本文介紹一種新型智能化工程機(jī)械機(jī)群通訊與定位系統(tǒng),該系統(tǒng)以基于32位嵌入式微處理器的智能監(jiān)控器為核心,通過擴(kuò)展GSM無線通訊模塊和GPS全球定位系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了機(jī)群作業(yè)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與全局調(diào)度功能。
1機(jī)群智能化通訊系統(tǒng)的體系和結(jié)構(gòu)
機(jī)群智能化通訊系統(tǒng)主要有智能化機(jī)群通訊和定位系統(tǒng)兩大部分,主要由各個單機(jī)監(jiān)控器以及中心控制設(shè)備構(gòu)成。每個使用設(shè)備都有自己各自的移動終端,并安裝智能的監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控設(shè)備能夠?qū)C(jī)器的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,對設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行現(xiàn)實(shí),能夠使機(jī)械設(shè)備中出現(xiàn)的問題快速的的一發(fā)現(xiàn),并及時的得到有效的解決。除此之外。監(jiān)控設(shè)備還能夠接收GPS信號,對位置信息進(jìn)行確定以及傳送等等。同時,設(shè)備還配備有GSM無限調(diào)制解調(diào)器,能股根據(jù)系統(tǒng)的時間自動的進(jìn)行位置信息的更新,并及時的進(jìn)行發(fā)送等功能。該系統(tǒng)還能夠通過控制中心對信息的傳達(dá)對車輛等設(shè)施進(jìn)行簡單的操控。使用過程中更加的方便快捷。
2嵌入式工程機(jī)械監(jiān)控器
智能化機(jī)群通訊與定位系統(tǒng)的核心是嵌入式智能化工程機(jī)械監(jiān)控器。前如何監(jiān)控系統(tǒng)是當(dāng)前監(jiān)控系統(tǒng)中比較受到歡迎的一種。嵌入式系統(tǒng)的主要功能和作用是對設(shè)備等進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控,能夠保證在第一時間內(nèi)了解設(shè)備和機(jī)械的運(yùn)行情況,保證機(jī)械和設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和安全的工作。另外,嵌入式系統(tǒng)還能夠管理移動計(jì)算機(jī),對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時的處理,減少工作的時間,并能夠有效的提高工作的效率。嵌入式系統(tǒng)還有一大優(yōu)點(diǎn),就是能夠輔助其他設(shè)備進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn),從而完成自動化的運(yùn)轉(zhuǎn)方式。嵌入式系統(tǒng)和其他形式的系統(tǒng)進(jìn)行對比有著明顯的優(yōu)勢,嵌入式硬件以及嵌入式軟件都有著內(nèi)核小的優(yōu)點(diǎn)。同時,嵌入式系統(tǒng)的專用性相對來說較強(qiáng),軟件也有著可裁剪和實(shí)時性等特點(diǎn)。嵌入式系統(tǒng)由于其內(nèi)核較小等特點(diǎn),也較為適合在惡劣環(huán)境中使用和工作,運(yùn)行較為簡單方便。監(jiān)控器需要外接的擴(kuò)展接口,通過這些外接線設(shè)備能夠完成實(shí)時的監(jiān)控以及接受發(fā)送實(shí)時信息等工作。外接控制器還能夠從中現(xiàn)實(shí)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),在運(yùn)行過程中是否出現(xiàn)故障等,還能夠?qū)收献詣舆M(jìn)行診斷,對于系統(tǒng)的安全有著很高的保障。當(dāng)系統(tǒng)處于廢正常運(yùn)行狀態(tài),或輸入的數(shù)據(jù)不能夠正常的進(jìn)行運(yùn)行時,系統(tǒng)將會自動的進(jìn)行警告,以避免設(shè)備出現(xiàn)過于嚴(yán)重的問題和故障。在對機(jī)群進(jìn)行檢測的過程中,需要對個設(shè)備的移動終端有一二非常詳細(xì)的了解,所以系統(tǒng)連接了GSM模塊,GSM模塊能夠自動的向控制中心發(fā)送本機(jī)的狀態(tài)信息,并且能夠?qū)刂浦行牡馁|(zhì)量進(jìn)行接受和完成。
3工程機(jī)械智能監(jiān)控系統(tǒng)所具有的功能和特點(diǎn)
(1)CAN總線通訊CAN總線通訊能夠?qū)⒈緳C(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,并以一定的周期規(guī)律性的像監(jiān)控中心的顯示器進(jìn)行傳輸,具體傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有速度、溫度等。監(jiān)控器也要每個一段時間就對相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行接受并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。(2)基本界面顯示顯示界面需要對設(shè)備的全部信息進(jìn)行顯示。也正因?yàn)槿绱?,控制中心的基本顯示界面分為三個主要的部分,分別是:系統(tǒng)的信息顯示區(qū)、系統(tǒng)的狀態(tài)顯示區(qū)以及系統(tǒng)出現(xiàn)故障時的故障指令區(qū)。(3)GPS數(shù)據(jù)處理。(4)GSM通訊。(5)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)能夠?qū)Ψ答伒氖菙?shù)據(jù)進(jìn)行整理和處理,并將重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和記錄。(6)故障處理。
4GPS-GSM遠(yuǎn)程定位通訊系統(tǒng)
4.1GPS-GSM遠(yuǎn)程定位通訊系統(tǒng)的相關(guān)簡介
傳統(tǒng)的大型施工機(jī)群一般都是依靠施工人員的自身經(jīng)驗(yàn)對機(jī)械和儀器的運(yùn)行情況進(jìn)行大概的判斷,無法準(zhǔn)確的對機(jī)械出現(xiàn)的故障和問題進(jìn)行排除和診斷,對工程施工等造成了一定的影響。而現(xiàn)在,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的廣泛使用,這種問題已經(jīng)得到了有效的解決和控制,為生產(chǎn)和施工提供了高品質(zhì)的保障,并在一定程度上提高了生產(chǎn)和施工的質(zhì)量以及效率,促進(jìn)了工程機(jī)械的良好發(fā)展。近幾年來,GPS-GSM遠(yuǎn)程定位通訊系統(tǒng)被廣泛的使用,最具有代表性的就是出租車公司的管理系統(tǒng)。出租車公司能夠根據(jù)該系統(tǒng)對出租車的狀體進(jìn)行了解和檢測,保證出租車的正常運(yùn)行狀態(tài)以及準(zhǔn)確的了解出租車所在的地點(diǎn)。當(dāng)然,在其他的生產(chǎn)和工程中對該技術(shù)也有著廣泛的應(yīng)用。相對比來說,我國在該方面的技術(shù)還有待提升。
4.2GPS的使用和連接
GPS的連接過程中包有著很多相關(guān)的專業(yè)知識,而GPS在什么樣的情況下能夠正常的進(jìn)行連接和使用也是該系統(tǒng)在使用過程中的一個重要問題。由于遠(yuǎn)程定位通訊系統(tǒng)能夠在不同的工作環(huán)境中農(nóng)進(jìn)行使用,所以在使用過程中的要求和條件也不僅相同。例如在路面施工工程中,由于施工距離較遠(yuǎn)的原因,GPS就需要能夠連接到更遠(yuǎn)的距離,以保證控制中心能夠完全的對施工現(xiàn)場的機(jī)械進(jìn)行控制,保證施工的質(zhì)量以及施工安全。傳統(tǒng)的無線電和無線局域網(wǎng)都很難對這個距離進(jìn)行信號的覆蓋,所以采用GPS-GSM遠(yuǎn)程定位系統(tǒng)也是最為合適的選擇。GPS在使用過程中,需要對信息進(jìn)行傳輸。在傳輸過程中,信息以代碼的形式存在,然后經(jīng)過翻譯顯示在顯示器上。而控制中心也能夠通過顯示器上傳遞過來的信息對施工狀態(tài)進(jìn)行了解和掌控。
4.3使用過程中的優(yōu)缺點(diǎn)
GPS-GSM遠(yuǎn)程定位通訊系統(tǒng)具有先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),在使用過程中的方便以及快捷是我們能夠體會得到的。GPS系統(tǒng)能夠接受世界任何地方的信號,在環(huán)境較為惡劣的地方尤為合適。同時,該系統(tǒng)還具有傳輸數(shù)據(jù)量小的優(yōu)點(diǎn)。但是該系統(tǒng)在安裝和使用過程中的資金投入也很大,并不適用于日常生活中的使用。另外,對于通訊較為頻繁的業(yè)務(wù)也不是十分的適合。
5結(jié)束語
經(jīng)濟(jì)條件的不斷好轉(zhuǎn)以及科學(xué)技術(shù)的不斷提高使我們的生活質(zhì)量也隨之提高。那么施工技術(shù)以及工程機(jī)械也在我們不知不覺中不斷的改進(jìn),以滿足我們?nèi)找嫣岣叩纳钚枨?。智能化工程機(jī)械通訊定位系統(tǒng)就是科學(xué)技術(shù)和工程機(jī)械額發(fā)展的產(chǎn)物。該技術(shù)的提升使得施工過程中的管理明顯得到了加強(qiáng),對于機(jī)械在施工中出現(xiàn)的問題也能夠及時的得到解決,使施工的質(zhì)量和效率都有著明顯的提高,為我們的生活和工作都提供了很大的幫助。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】供暖公司;供暖管理;智能化;繳費(fèi)
前言
目前我國的供暖管理不完善,出現(xiàn)諸多管理漏洞,比如用戶繳費(fèi)不合理,繳費(fèi)不及時,用戶繳費(fèi)不公平等,同時,供暖用戶不能根據(jù)自身的需求自動調(diào)節(jié)供暖數(shù)值,造成了資源的極大浪費(fèi)。因此,急需要引進(jìn)一種新型智能化管理系統(tǒng),在解決現(xiàn)存供暖管理弊端的同時進(jìn)一步完善供暖系統(tǒng)的管理水平。
1 新型智能化管理系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)理念
1.1 確定整體框架圖
針對目前供暖管理分散的劣勢現(xiàn)象,技術(shù)人員提出了整體統(tǒng)籌管理的基本概念。首先應(yīng)該明確一個基本管理系統(tǒng)的具體范圍,可以是整個城市為單位也可以使某個鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單位,具體的范圍應(yīng)該根據(jù)地方的具體經(jīng)濟(jì)和政治等因素進(jìn)行相應(yīng)的確定。其次,在一個完整的管理區(qū)域內(nèi)可以進(jìn)行系統(tǒng)的級別劃分,管理人員應(yīng)該明確轄區(qū)內(nèi)部相關(guān)用戶的詳細(xì)資料數(shù)據(jù)。當(dāng)然,管理人員可以根據(jù)實(shí)際的需要確定具體的級別劃分?jǐn)?shù)量。
1.2 進(jìn)行詳細(xì)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)
1.2.1 管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與功能設(shè)計(jì)
1)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì):該系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分為兩層:數(shù)據(jù)處理層和用戶的控制層。其中數(shù)據(jù)處理層包括:中央處理器,它負(fù)責(zé)管理所有子級的管理計(jì)算機(jī),并通過集線器和下一級計(jì)算機(jī)建立起聯(lián)接,用來控制整個城市、地區(qū)的數(shù)據(jù)信息和供暖,將所有信息收集在一起統(tǒng)一管理,并負(fù)責(zé)發(fā)放所有的控制命令;底層管理計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)所管轄范圍內(nèi)的居民的取暖信息的收集、控制和信息的反饋等功能。
用戶的控制層主要包括:網(wǎng)關(guān)、控制供暖的智能儀表、數(shù)據(jù)線等。
2)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì):智能化管理系統(tǒng)的最強(qiáng)勁優(yōu)勢在于引進(jìn)了全新的智能化儀表,智能化儀表的安裝可以改變傳統(tǒng)繳費(fèi)難的問題。首先,可以依據(jù)每戶基本建筑面積和實(shí)際供暖時間確定供暖的基本費(fèi)用,并實(shí)行一次性繳費(fèi)完畢。其次,用戶可以依據(jù)實(shí)際需要,自行控制供暖的時間和強(qiáng)度。這種方式通過數(shù)據(jù)總線于底層管理計(jì)算機(jī)之間通信,當(dāng)用戶卡的費(fèi)用滿足一定底線的要求前提下,接通供暖信號開始使用暖氣。用戶在供暖期間如果受外部氣溫影響,個人居住環(huán)境等影響,需要相應(yīng)降低供暖熱量時,可以通過數(shù)據(jù)申請,實(shí)現(xiàn)自動化的供暖量減少甚至停止供暖。用戶的供暖量在較少的同時,供暖費(fèi)用也隨之有所改變,由于引進(jìn)智能化管理系統(tǒng),所以繳納的費(fèi)用不需要人工計(jì)算即可實(shí)現(xiàn)智能輸出。同時用戶收到個人居住要求的影響,需要提升供熱量,也可以通過數(shù)據(jù)申請而實(shí)現(xiàn),同時繳納的費(fèi)用也隨之改變。具體的操作程序?yàn)?,如果用戶想提高供暖溫?則通過智能儀表將信號送給管理計(jì)算機(jī),啟動加熱設(shè)備,自己設(shè)置加熱溫度、加熱的時間長短。同時,該系統(tǒng)避免了以往的統(tǒng)一供暖期限的確定,用戶可以根據(jù)自身的實(shí)際需要,進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓┡瘯r間延長。供暖時間延長需要遵循一定的操作步驟,首先,用戶應(yīng)該向供暖公司遞交申請資料,供暖公司根據(jù)智能儀表的數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行分析,決定申請的審核。對于符合基本要求的合理申請,供暖公司可以審批,同時對于不符合申請條件的,供暖公司可以拒絕申請。另外,由于供暖公司內(nèi)部管道老化程度不同,管道鋪設(shè)質(zhì)量差異,所受環(huán)境的影響等原因?qū)е碌墓┡枨蟾淖儯脩艨梢詫?shí)現(xiàn)不付費(fèi)的供暖調(diào)節(jié),充分保證了用戶的基本供暖需求。雖然,該智能化系統(tǒng)只在部分高檔小區(qū)實(shí)行了初步試驗(yàn),但是隨著人們生活需求的提高,經(jīng)濟(jì)收入的增加,該種智能化的引用設(shè)備將不再是影響其拓展的主要障礙,未來智能化管理系統(tǒng)將在各個小區(qū)的供暖中得到普及。
1.2.2 智能儀表的設(shè)計(jì)
智能儀表的主要組成部分是讀磁卡口,它是可以掃描用戶的磁卡信息,并在信息顯示處顯示出用戶卡所剩的費(fèi)用,同時給出相應(yīng)的提示信息。該信息顯示能夠?yàn)橛脩籼峁┘皶r的供暖相關(guān)信息,是供暖公司與用戶個人之見溝通的平臺,用戶可以根據(jù)反饋信息確定具體的調(diào)節(jié)數(shù)據(jù),同時公司可以根據(jù)用戶的整體需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。需要值得注意的是,由于智能化儀表可能遭受到外部的損壞,從而影響整體管理功能的實(shí)現(xiàn),所以需要對儀器設(shè)置特殊的保護(hù)外膜。
1.2.3 智能加熱設(shè)備設(shè)計(jì)
智能化供熱設(shè)備的出現(xiàn),使用戶的供暖費(fèi)用收取更合理,避免了以往因?yàn)楣峁緝?nèi)部問題導(dǎo)致供熱異常,而按正常供熱環(huán)境繳費(fèi)的不公平現(xiàn)象的發(fā)生。用戶可以根據(jù)室內(nèi)溫度自行調(diào)整供熱的溫度和時間。一種情況是,這種供暖自動調(diào)節(jié)的原因是供暖公司內(nèi)部設(shè)備運(yùn)作不良,導(dǎo)致的供暖溫度降低,經(jīng)過自動化設(shè)備的數(shù)據(jù)分析,可以實(shí)現(xiàn)供暖數(shù)值提升,但由于是供暖公司內(nèi)部的問題導(dǎo)致,所以對用戶不收取調(diào)節(jié)的費(fèi)用。另一種情況是,由于用戶的個人需要進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。該種情況下,自動化設(shè)備根據(jù)數(shù)值分析,允許實(shí)現(xiàn)一定限度內(nèi)的溫度調(diào)整,但是由于是用戶的意愿使然,所以用戶需要交納一定的調(diào)節(jié)費(fèi)用。智能化加熱設(shè)備的引進(jìn),不僅能夠使得用戶的供熱費(fèi)用實(shí)現(xiàn)公平交納,還能夠滿足不同用戶的多種需求,是目前正在逐漸研發(fā)和利用的一種新型設(shè)備之一。
1.2.4 系統(tǒng)管理軟件的設(shè)計(jì)
智能化供暖管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)需要一定的管理軟件的支撐。根據(jù)智能化管理系統(tǒng)的電子信息處理手段要求,所以新的管理軟件應(yīng)該與計(jì)算機(jī)設(shè)備相連接,主要包括以下兩個基本的部分:
(1)用戶管理模塊:用戶管理模塊,顧名思義就是主要負(fù)責(zé)管理用戶基本信息的模塊界面,主要負(fù)責(zé)錄入供暖所有用戶的基本信息,主要包括用戶的詳細(xì)地址,用戶供暖的基本面積,用戶供暖的繳費(fèi)和欠費(fèi)情況等。該用戶模塊不僅是供暖管理人員的操作系統(tǒng),同時用戶可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的信息查詢。
(2)系統(tǒng)管理模塊包括:資源管理模塊,它負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)公司目前提供供暖所有耗材的數(shù)量及費(fèi)用;系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理模塊,它負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)的所有相關(guān)數(shù)據(jù)包括員工工資和用戶相關(guān)數(shù)據(jù)的管理;采暖用戶信息實(shí)時處理系統(tǒng)負(fù)責(zé)實(shí)時監(jiān)控供暖情況和實(shí)時處理用戶的信息。系統(tǒng)用戶管理負(fù)責(zé)管理所有使用該系統(tǒng)的人員的信息及權(quán)限。
2 總結(jié)
智能化供暖管理系統(tǒng)由于需要引進(jìn)智能化加熱設(shè)備以及智能化軟件等輔助設(shè)施,所以管理的成本費(fèi)用比較高。但是該種管理模式能夠?qū)崿F(xiàn)用戶繳費(fèi)形式的多樣化以及供暖需求的自行調(diào)節(jié),符合基本的用戶需求和供暖領(lǐng)域發(fā)展需求,因此,將成為未來中國小區(qū)的一種管理必然趨勢。本文對于該系統(tǒng)的深入研究也將推動我國供暖系統(tǒng)的智能化改革進(jìn)程。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:發(fā)電廠;繼電保護(hù);整定計(jì)算系統(tǒng);智能化;智能設(shè)計(jì) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
中圖分類號:TM771 文章編號:1009-2374(2015)23-0016-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.23.009
發(fā)電廠想要穩(wěn)定安全地運(yùn)行,繼電保護(hù)的整定計(jì)算是基本保障,研究整定計(jì)算的智能化具有重大意義。現(xiàn)階段已經(jīng)開發(fā)出很多繼電保護(hù)整定計(jì)算軟件,依據(jù)模塊的不同可以分為以下種類,如故障計(jì)算、圖形建模、數(shù)據(jù)管理以及整定計(jì)算等,從而保證可以很好地進(jìn)行整定計(jì)算。目前,已經(jīng)研究的成果逐漸得到了廣泛應(yīng)用,但是還會使用一些人為的操作方式,從而很大程度限制了軟件的發(fā)展和推廣,分析和研究繼電保護(hù)整定計(jì)算的智能化,保證具有最小的人員操作,兼?zhèn)湔ㄓ?jì)算的實(shí)用性,促進(jìn)發(fā)電廠的長遠(yuǎn)發(fā)展。
1 整定計(jì)算應(yīng)用現(xiàn)狀
雖然繼電保護(hù)整定計(jì)算已經(jīng)使用了很多年,但是在實(shí)際使用的時候還是會存在一些問題:(1)沒有很高的智能化程度;(2)具有很大的系統(tǒng)維護(hù)工作;(3)整定計(jì)算系統(tǒng)沒有很高的通用性;(4)沒有十分實(shí)用的定值管理系統(tǒng)。例如,某電廠的整定計(jì)算,需要所有人員簽字以后進(jìn)行一定的圖形掃描,然后合理地掃描到庫中,這種定值計(jì)算不僅比之前的計(jì)算方式多了一個掃描入庫的環(huán)節(jié),還不能直接搜索定值,需要一定的數(shù)據(jù)檢索信息,不但沒有提高效率,還增加了工作負(fù)擔(dān)。
2 面向操作的智能設(shè)計(jì)
現(xiàn)階段,對于智能是什么,智能化系統(tǒng)是什么,還沒有相應(yīng)的具體定義,但是可以依據(jù)大量的數(shù)據(jù)表明,得到一種認(rèn)可的理念就是智能化水平量化形式,實(shí)際上就是把人們獨(dú)立構(gòu)建的不確定系統(tǒng),當(dāng)作智能化度量的標(biāo)準(zhǔn),在機(jī)器、人為以及環(huán)境等交互中具有一定的靈活性,從而可以很好地體現(xiàn)外部環(huán)境的智能化,在研發(fā)整定計(jì)算智能化系統(tǒng)的時候,應(yīng)該充分分析外部環(huán)境,重視智能系統(tǒng)研發(fā)的問題。
面向操作設(shè)計(jì)的基本原則就是應(yīng)該符合整定流程,不應(yīng)該建立在功能模塊、設(shè)計(jì)整定計(jì)算、數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼麄€過程,獨(dú)立操作每一個部分,以便于直接控制流程,建立一定的人工修改空間,方便調(diào)整,從而保證系統(tǒng)的通用性。這樣可以保證能夠很好地分離操作與模塊,能夠直接進(jìn)行整定計(jì)算,最大程度降低修改配置工作,從而達(dá)到實(shí)際設(shè)計(jì)需求。
3 繼電保護(hù)系統(tǒng)整定計(jì)算的智能化系統(tǒng)
為了可以更好地降低在進(jìn)行整定計(jì)算的時候所需要的人員操作,需要設(shè)計(jì)出更加合理的和完善的整定計(jì)算設(shè)置方案、定制單輸出、建模方式,不斷研究和分析發(fā)電廠繼電保護(hù)整定計(jì)算系統(tǒng)智能化。
3.1 在圖形文件識別基礎(chǔ)上的全自動建模方式
目前,大部分的發(fā)電廠都是利用AUTOCAD軟件來繪制OWG格式的電子版電氣接線圖,在所繪制的圖形文件中,不僅涉及到很多的電路關(guān)系,還存在著一定的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)。只要能夠很好地讀取這部分圖形文件,就會得到一定的計(jì)算模型,合理地完成計(jì)算任務(wù),還可以在一定程度上保證整定計(jì)算系統(tǒng)全自動穩(wěn)定運(yùn)行。進(jìn)行圖形文件識別的時候,一般來說都需要一定的通用數(shù)據(jù)接口來合理讀取文件信息,還可以對相應(yīng)的圖形數(shù)據(jù)、文字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行解析,利用一定的圖形認(rèn)知,從而確保電氣設(shè)備可以呈現(xiàn)出相應(yīng)的鏈接精確性,合理地使用參數(shù)模板來更好地完成一定數(shù)據(jù)的讀取,其中主要有七個方面:第一,在讀取電廠所需要的系統(tǒng)圖形、電氣主接線圖的時候,基本上都是使用AUTOCAGD軟件來合理繪制圖形文件OWG格式,并且對于一些不同格式的文件,需要進(jìn)行一定的處理和轉(zhuǎn)換之后,利用OWG格式合理進(jìn)行使用。除此之外,為了可以有效地人工識別修改,保證使用的精確度,應(yīng)該合理地把發(fā)電廠主要的文件圖形的設(shè)計(jì)工作交給相對比較專業(yè)的設(shè)計(jì)院進(jìn)行圖形設(shè)計(jì)、施工等,從而更好地保證圖形文件可以完整地呈現(xiàn)出相關(guān)數(shù)據(jù);第二,預(yù)處理一些相關(guān)數(shù)據(jù),從而可以更好地分離圖形數(shù)據(jù)、打成文字的效果,在設(shè)計(jì)的時候,還應(yīng)該注意圖形和圖形之間、文字和圖形之間的相對和諧位置,構(gòu)件矩陣形式;第三,在認(rèn)知一些基礎(chǔ)圖形的時候,基本構(gòu)成圖形的就是內(nèi)圓、直線、多段線、圓弧等部分,利用上述基本圖元屬性來合理確定自身的位置;第四,合理地使用位置和圖元以及電氣設(shè)備符號之間的關(guān)系來匹配和構(gòu)建電氣接線圖;第五,合理地配置符合規(guī)則以及參數(shù)設(shè)備的模板下的電氣設(shè)備參數(shù);第六,逐漸形成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠P?;第七,合理地使用人工修正的方式來?jì)算模型和電氣接線圖,保護(hù)電氣設(shè)備的配置,為了便于進(jìn)行人工修改,需要建立相應(yīng)的基本圖元模型,合理利用基本圖元來構(gòu)件發(fā)電廠系統(tǒng)接線以及電氣系統(tǒng)接線,從而可以很好地實(shí)現(xiàn)設(shè)定話框電氣設(shè)備參數(shù)。
3.2 采用“數(shù)據(jù)―公式―保護(hù)裝置模板―實(shí)例”多層知識結(jié)構(gòu)的整定計(jì)算模塊
構(gòu)成系統(tǒng)整定計(jì)算的最基礎(chǔ)元件就是電氣變量,可以有效地操作最小的元素,例如電壓、電流以及電抗百分比等,電氣變量的基礎(chǔ)表征就是公式,與此同時也是合理保護(hù)整定計(jì)算的基本單位和方式,可以使用相同的裝置來合理保護(hù)不同的設(shè)備以及整定公式,例如,合理計(jì)算電流I=KIN。保護(hù)裝置模板實(shí)際上,可以依據(jù)具體需求來進(jìn)行確定,是集合用電設(shè)備保護(hù)配置的主要類型。整定實(shí)例實(shí)際上就是某電廠的基本整定設(shè)置樣本,以便于可以更好向用戶提供所需要的實(shí)際案例。建立這種“數(shù)據(jù)―公式―保護(hù)裝置模板―實(shí)例”多層知識結(jié)構(gòu),可以在一定程度上保證系統(tǒng)可以自下而上地進(jìn)行構(gòu)建,合理利用公式庫、數(shù)據(jù)庫、實(shí)例庫以及模板庫為設(shè)計(jì)提供一定的數(shù)據(jù)和參數(shù)的選擇依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn),不僅可以在一定程度上保證整定計(jì)算的簡單化,也可以很好地保證整定方案的修改和生成,為智能化系統(tǒng)發(fā)展提供依據(jù)。
4 結(jié)語
總而言之,為了促進(jìn)發(fā)電廠的發(fā)展和整定計(jì)算的實(shí)用性,不斷研究整定計(jì)算的智能化已成為了發(fā)展趨勢,希望使用最少的人工達(dá)到最大的效益。由于科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及互聯(lián)網(wǎng)時代的發(fā)展,整定計(jì)算越來越智能化,很大程度降低了系統(tǒng)的維護(hù),從而促進(jìn)了發(fā)電廠的進(jìn)步和發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:數(shù)字化變電站 告警預(yù)警機(jī)制 決策分析
中圖分類號:TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-9416(2016)12-0076-02
隨著變電站的數(shù)字化發(fā)展,所用的設(shè)備性能越來越先進(jìn),結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜,但是數(shù)據(jù)傳輸與處理能力受規(guī)約影響仍舊處于較低層面。導(dǎo)致調(diào)度中心接受的信息數(shù)量大大增高,當(dāng)工作處于正常狀態(tài)時,會有上千條信息需要讀取與處理,將消耗工作人員大量的時間與精力。當(dāng)工作處于非正常狀態(tài)時,會出現(xiàn)信息“井噴”現(xiàn)象,海量信息會上傳到調(diào)度中心,致使工作人員對于重要信息查找、辨別、讀取的難度大大增加,出現(xiàn)關(guān)鍵信息漏讀,處理事故的效率受到嚴(yán)重影響。因此,建設(shè)合理的故障報(bào)警及診斷系統(tǒng),增強(qiáng)數(shù)字化變電站警示告警與決策的性能非常必要。本文將著重對該系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究分析。
1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
項(xiàng)目旨在建立一套變電站和調(diào)度中心兩級分布式數(shù)字化報(bào)警和故障診斷系統(tǒng),在站端獲取保護(hù)、測控、故障錄波、網(wǎng)分裝置等信息,通過一系列的分析處理后形成站內(nèi)告警故障報(bào)告上送給調(diào)度端,調(diào)度端接收各個站的告警故障報(bào)告綜合處理,形成全網(wǎng)告警故障報(bào)告,此報(bào)告的生成可以增加系統(tǒng)可靠性,降低運(yùn)行人員故障處理難度,節(jié)省故障處理時間。如圖1所示。
與當(dāng)前調(diào)控中心、變電站智能告警建設(shè)模式相比,分布式智能告警架構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn):重點(diǎn)發(fā)展分布式智能高級應(yīng)用功能,通過變電站和調(diào)度中心的互動,來解決調(diào)度體系中的分布自治和集中協(xié)調(diào)的矛盾;提出一種分布式智能報(bào)警方法,充分利用變電站本地的豐富報(bào)警信息,大幅度消除智能報(bào)警的不確定性,找到報(bào)警的真正根源,消除錯誤的報(bào)警信息,并大幅度降低變電站和調(diào)度中心的通信信息量,提高智能報(bào)警功能的可靠性和敏捷性;對監(jiān)控系統(tǒng)輸出的信息進(jìn)行有效地處理并指導(dǎo)運(yùn)行人員作業(yè),從而將運(yùn)行人員從浩繁的信息處理手工作業(yè)中解放出來;高效的從龐大的信息流中篩選出重要信息,提供快速的故障告警識別和決策支持,事故發(fā)生10分鐘內(nèi)生成故障快報(bào),提交調(diào)度、運(yùn)行及保護(hù)人員。
2 關(guān)鍵技術(shù)
2.1 分布式數(shù)字化報(bào)警
數(shù)字化變電站智能警示告警與決策分析系統(tǒng)研究及應(yīng)用解決方案有以下三個子功能組成:一是站內(nèi)多源信息的快速報(bào)警,二是變電站與調(diào)度中心的實(shí)時數(shù)據(jù)交互,三是調(diào)度中心的全局協(xié)調(diào)方式。變電站――調(diào)度中心兩級協(xié)調(diào)數(shù)字化故障診斷和報(bào)警功能原理圖,如圖2所示。
2.2 在線故障分析
當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時,調(diào)度中心收到的各廠站的故障信息實(shí)時地在監(jiān)視畫面上顯示,以圖形畫面方式和語音提示方式推出事故報(bào)警提示和故障簡報(bào);在全網(wǎng)接線圖上對應(yīng)的站點(diǎn)及故障線路將以動態(tài)閃爍的方式快速直觀地顯示故障站點(diǎn)和故障線路。
故障事件綜合的功能將故障時的多條事件進(jìn)行綜合,通過綜合而成的故障事件可以進(jìn)入在線故障分析,輔助調(diào)度運(yùn)行人員快速分析判斷故障性質(zhì)。綜合而成的故障事件包含多條信息:報(bào)警事件、動作事件、錄波簡報(bào)、錄波數(shù)據(jù)等。
系統(tǒng)根據(jù)變電站故障錄波器記錄的故障錄波數(shù)據(jù)和實(shí)際故障線路的物理參數(shù)、錄波器數(shù)據(jù)通道和線路的對應(yīng)關(guān)系,進(jìn)行故障選線、故障選相、故障測距,并形成錄波分析簡報(bào)。
3 系統(tǒng)主要功能
3.1 通信采集
站端通信采集基于61850規(guī)約,建立通信裝置模型,在DL/T860標(biāo)準(zhǔn)中采用了面向?qū)ο蟮慕7椒?,其分層的信息模型由物理設(shè)備(Physical Device, PHD)、邏輯設(shè)備(Logical Device, LD)、邏輯節(jié)點(diǎn)(Logical Node, LN)、數(shù)據(jù)對象(Data Object, DO)和數(shù)據(jù)屬性(Data Attribute, DA)組成。其中,邏輯節(jié)點(diǎn)表示與其它IED進(jìn)行信息交互的最小功能單元,是整個模型體系的核心部分。
本系統(tǒng)采用并行數(shù)據(jù)采集方式,在主站端與任意廠站之間通信都是并行的,任何廠站的告警信息、異常狀態(tài)都將立即被捕獲到,這將大大提高了系統(tǒng)的實(shí)時性,能夠?yàn)榭茖W(xué)研究及時地收采到現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
3.2 波形分析
第一,針對收到的保護(hù)、錄波數(shù)據(jù),可以進(jìn)行各種故障分析,包括:根據(jù)采樣點(diǎn)繪曲線圖、向量圖的繪制、阻抗軌跡繪制、序分量的計(jì)算、序分量功率及方向的計(jì)算、諧波分析等;第二,從故障錄波信息中智能提取故障起始時間、故障持續(xù)時間、故障相別、故障類型、故障前后相量等故障簡況;第三,從故障錄波文件中智能提取SOE(開關(guān)量變位信息)、故障前后指定周期波形、故障通道波形等,并生成消除冗余信息的錄波文件,實(shí)現(xiàn)對故障錄波文件“無效”信息的智能過濾;第四,進(jìn)行波形顯示、波形同步、波形測量、波形峰值查找、波形突變查找、諧波分析、相量分析、序分量分析等;第五,自動生成故障分析報(bào)告。在故障信息歸檔、波形分析,故障測距的基礎(chǔ)上,提供故障分析報(bào)告模板工具,將選中的錄波文件相應(yīng)的通道數(shù)據(jù)讀取后形成圖檔文件,在模板中自動給出故障相關(guān)的一、二次設(shè)備名稱,動作時間及錄波文件形成的圖片文件,便于故障分析報(bào)告的生成。
【關(guān)鍵詞】倉庫管理 信息化 智能化 高效精準(zhǔn)
1 研究背景
1.1 傳統(tǒng)的建筑施工材料信息管理
入庫流程:貨物到達(dá)施工現(xiàn)場,庫管員登記出入庫手工臺帳,料帳員填寫入庫票據(jù),登記出入庫電子臺帳,供應(yīng)商的結(jié)算電子臺帳。
出庫流程:施工單位憑限額領(lǐng)料單領(lǐng)取施工材料,庫管員依據(jù)限額領(lǐng)料量發(fā)放材料,填寫限額領(lǐng)料單并登記出入庫手工臺帳,開具出庫票據(jù);料帳員復(fù)核出庫票據(jù)并套價、匯總,登記出入庫電子臺帳,統(tǒng)計(jì)并核算物資入庫、出庫、庫存成本,編寫相關(guān)報(bào)表并上報(bào)。
1.2 傳統(tǒng)的建筑施工材料信息管理存在的弊端
(1)出入庫繁瑣的流程造成人員浪費(fèi)。不管是入庫流程還是出庫流程,材料的出入庫信息都需要庫管員的手工填寫,并且需要庫管員及料帳員共同參與才能完成。顯然,庫管員的出入庫手工臺帳與料帳員的出入庫票據(jù)的數(shù)據(jù)應(yīng)該是一致的,后期料帳員登記電子臺帳時又要將數(shù)據(jù)錄進(jìn)電腦,這相當(dāng)于同樣的數(shù)據(jù)做了3遍的登記工作。
(2)人工填寫出入庫信息可能會造成人為的信息錯誤。人工填寫出入庫信息,可能會在手寫錯誤的情況下填錯出入庫數(shù)量、單價錯誤或者材料信息規(guī)格型號與實(shí)際不相符,這就導(dǎo)致了出入庫信息的不準(zhǔn)確,在后期發(fā)現(xiàn)問題再來查找錯誤,工作量大并且難于查找。
(3)后期數(shù)據(jù)處理及編制報(bào)表工作量大。料帳員將出入庫信息登記到電子臺帳后,要對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理,形成報(bào)表,如果沒有一個專門的管理信息系統(tǒng)的話,工作量很大。
1.3 研究意義
基于以上所述的傳統(tǒng)的建筑施工材料管理的方法及存在的弊端,本文設(shè)計(jì)了一套建筑施工材料管理信息系統(tǒng),該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了材料信息的管理及維護(hù),出入庫數(shù)據(jù)的打印,自動生成出入庫流水及報(bào)表功能,包含材料的合同管理,需用計(jì)劃,采購訂單,采購入庫,材料出庫,材料結(jié)算,盤點(diǎn),庫存動態(tài)管理,報(bào)表及出入庫票據(jù)打印功能,減少了材料信息的重復(fù)登記工作,大部分工作由計(jì)算機(jī)完成,減少了人工操作,降低了數(shù)據(jù)的出錯率,降低了紙張的使用量,實(shí)現(xiàn)了庫存的動態(tài)控制,從而降低了材料的成本,提高了項(xiàng)目效益。
2 信息化智能倉庫管理系統(tǒng)的需求分析
2.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理
填寫項(xiàng)目的基本信息,項(xiàng)目人員的基本信息,分包單位的基本信息,項(xiàng)目的材料基本信息。
2.2 項(xiàng)目合同管理
填寫項(xiàng)目主合同、物資合同、分包合同的基本信息。
2.3 材料計(jì)劃管理
填寫物資需用計(jì)劃,需用計(jì)劃的材料只能從材料庫里存在的材料中選擇,選擇完材料后系統(tǒng)將會自動套用物資合同清單中的材料單價,根據(jù)采購數(shù)量自動計(jì)算該批次材料的采購金額。創(chuàng)建采購訂單,根據(jù)物資需用計(jì)劃生成采購訂單,填寫完必要的信息后形成標(biāo)準(zhǔn)的采購訂單。
2.4 材料應(yīng)用管理
物資到達(dá)現(xiàn)場后,經(jīng)相關(guān)人員驗(yàn)收合格后,填寫送料入庫單,對于物資合同清單中存在的固定單價的材料,則自動提取物資合同清單中的合同單價,對于物資合同清單中變動單價的材料,在送料入庫單中需根據(jù)公司已認(rèn)好價的采購訂單中的單價手工錄入,登記完送料入庫單后,與送貨單上的采購單價進(jìn)行對比,對于有出入的單價,以合同單價或者公司確認(rèn)的單價為準(zhǔn),送料入庫單確認(rèn)無誤后,保存單據(jù)電腦將自動打印單據(jù),相關(guān)人員確認(rèn)簽字。
施工單位領(lǐng)取材料后,庫管員在領(lǐng)料單中輸入限額領(lǐng)料單編號,提取限額領(lǐng)料單中的材料信息,手工輸入實(shí)際領(lǐng)料量,所輸入的實(shí)際領(lǐng)料量不得大于限額領(lǐng)料量,否則在保存單據(jù)時系統(tǒng)提示報(bào)錯并且無法保存。填寫完領(lǐng)料單并且確認(rèn)無誤后,保存單據(jù),電腦自動提示打印,打印完成后庫管員及領(lǐng)料人簽字留底。
2.5 采購結(jié)算單管理
當(dāng)同一批次物資全部入庫完成后即可生成采購結(jié)算單。
2.6 報(bào)表管理
當(dāng)?shù)竭_(dá)每月時間節(jié)點(diǎn)時,選擇本月時間區(qū)間,創(chuàng)建或更新出入庫流水賬(即電子臺帳)。每月盤點(diǎn)完成后,錄入實(shí)盤數(shù)據(jù),即可與盤點(diǎn)日的動態(tài)庫存表數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,在材料設(shè)備清產(chǎn)對比表中可以看出材料的盤虧盤盈情況,了解材料的貨損率。
2.7 數(shù)據(jù)查詢分析
查詢匯總指定區(qū)間的材料入庫總額,出庫總額
2.8 輔助變量表
用于儲存表與表之間關(guān)聯(lián)的變量,在做表間關(guān)聯(lián)時便于調(diào)用相關(guān)表格中的數(shù)據(jù),提高數(shù)據(jù)查詢及匯總的效率。
2.9 工作流
工作流可以使數(shù)據(jù)按照公司的管理流程和權(quán)限角色進(jìn)行流動,可以通過使用、設(shè)定表間公式來快速獲取所需要的數(shù)據(jù)。例如,一份采購訂單的審批流程可以通過工作流來實(shí)現(xiàn)。
3 相關(guān)硬件、軟件平臺及開發(fā)語言簡介
根據(jù)軟件需求,選擇合適的硬件和軟件平臺及開發(fā)語言,確保系統(tǒng)運(yùn)行流暢,降低運(yùn)行成本,才能確保軟件的推廣應(yīng)用。
電腦硬件采用CPU:intel i3-3220,雙核四線程,主頻3.3GHz;內(nèi)存:4G*1;硬盤:SATAⅢ 2TB;網(wǎng)卡:千兆自適應(yīng)網(wǎng)卡。
軟件開發(fā)平臺采用Excel服務(wù)器2010;
數(shù)據(jù)庫采用Microsoft sql server 2005。SQL Server 是Microsoft公司推出的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。
在開發(fā)過程中,主要采用VBA語言作為輔助語言。
4 系統(tǒng)的綜合應(yīng)用
為方便操作使用,信息化智能倉庫管理系統(tǒng)的填報(bào)方式分為兩種:一是客戶端填報(bào),二是網(wǎng)頁填報(bào)。
采用客戶端填報(bào),只需在辦公的電腦必須安裝客戶端。采用網(wǎng)頁填報(bào)在辦公的時候不用要求電腦安裝客戶端,可以隨時隨地,隨便一臺電腦,只要有網(wǎng)有瀏覽器,就可以開展工作。
4.1 客戶端填報(bào)方式
首先,在平臺輸入要登錄的服務(wù)器地址及端口號,選擇應(yīng)用系統(tǒng),輸入用戶名及密碼,點(diǎn)“確定”登錄。登錄完成后,會顯示我的工作臺,工作臺里的會顯示當(dāng)前登錄用戶具有操作權(quán)限的表。點(diǎn)擊相應(yīng)的表格會在右邊的上半窗口顯示已填報(bào)的表單,右下半窗口顯示該表單的明細(xì)記錄。
左鍵雙擊某一表單即可查看該表單的詳細(xì)記錄。右擊某一表單即可選擇當(dāng)前登錄用戶對該表單具有權(quán)限的操作,例如:查看、修改、刪除、重存、導(dǎo)出表單、打印表單。
右擊左邊窗口的表名可以執(zhí)行的操作有:新建,導(dǎo)出數(shù)據(jù)清單,導(dǎo)出表單,打印表單及刷新功能。例如,新建領(lǐng)料單。點(diǎn)擊新建后,系統(tǒng)跳轉(zhuǎn)到新建的表單頁面。
分別點(diǎn)擊領(lǐng)料單位、單位工程、材料類別的下拉可以選擇相關(guān)的數(shù)據(jù)項(xiàng),點(diǎn)擊出庫日期選擇日期,手工輸入工程編號及領(lǐng)料單號,然后點(diǎn)擊料具名稱可以選擇要出庫的材料。選擇完材料后,系統(tǒng)將自動套取該材料的單價,輸入材料的數(shù)量后即可保存、關(guān)閉及打印了。
4.2 網(wǎng)頁填報(bào)方式
在瀏覽器中輸入信息化智能倉庫管理系統(tǒng)的網(wǎng)址并訪問,便會跳轉(zhuǎn)到Excel服務(wù)器的登錄頁面,和客戶端一樣,輸入完信息后登錄到網(wǎng)頁系統(tǒng)。登錄成功后,和客戶端是一樣,進(jìn)入到我的工作臺。
5 總結(jié)與展望
員工太多還不聽話、效率低下、貨損率高、成本高,信息化智能倉庫管理系統(tǒng)的研究實(shí)現(xiàn)了材料從計(jì)劃到消耗的過程的信息管理功能,另外還包含了合同管理,結(jié)算管理,票據(jù)打印等功能,在一定程度上減輕了庫管員手寫出入庫單,手工登記臺帳的工作量,同時多級審批制度也在一定程度上減少了數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤的概率,另外還實(shí)現(xiàn)了報(bào)表功能,自動匯總流水?dāng)?shù)據(jù),表與表間的關(guān)聯(lián)使得管理者能夠更快速的獲取所需的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)庫存的動態(tài)化,數(shù)據(jù)實(shí)時化,為采購計(jì)劃實(shí)時提供數(shù)據(jù)支持,一定程度上避免了因盲目采購而導(dǎo)致的積壓庫存過大,材料浪費(fèi)等現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場管理與信息管理的高效融合。
雖然該系統(tǒng)在實(shí)際使用中取得了一定的成果,但是,該系統(tǒng)仍然需要在以下幾個方面進(jìn)行進(jìn)一步研究的:a.由于時間較為倉促,該系統(tǒng)的界面較為簡單,可視化做的還不夠好;b.對表與表間的表間公式進(jìn)行優(yōu)化,使得數(shù)據(jù)查詢、處理、分析的速度更快,效率更高;c.在出入庫的數(shù)據(jù)輸入可以采用無線手持條碼數(shù)據(jù)采集儀結(jié)合條形碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速登記出入庫,數(shù)據(jù)既可以實(shí)時傳輸?shù)叫畔⒒悄軒旆抗芾硐到y(tǒng),也可以采用離線同步的方法,將數(shù)據(jù)采集完畢后一次性將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X上。采用這種方法可以更好的提高庫管員登記材料出入庫的效率,對于建筑現(xiàn)場的實(shí)物盤點(diǎn)的效率提高也是非常有意義的。
作者簡介
楊勇(1976-),男,江西省高安市人?,F(xiàn)任職于中建五局工業(yè)設(shè)備安裝有限公司。研究方向?yàn)锽IM技術(shù)應(yīng)用。
任建康(1988-),男,廣東省茂名市人?,F(xiàn)任職于中建五局工業(yè)設(shè)備安裝有限公司。研究方向?yàn)樾畔⒒悄軅}庫管理系統(tǒng)的研究及軟件編程。
關(guān)鍵詞:消防工程;機(jī)電系統(tǒng);智能化
實(shí)際上,所謂的消防工程機(jī)電系統(tǒng)智能化主要是以防火防災(zāi)技術(shù)為主。通過應(yīng)用先進(jìn)的智能化技術(shù)以及相關(guān)設(shè)備,進(jìn)一步提高消防工程機(jī)電系統(tǒng)的使用性能,從而達(dá)到理想的防火防災(zāi)效果。其中,探測技術(shù)能夠在火災(zāi)發(fā)生前期及時作出感應(yīng),同時啟動滅火裝置,以此來達(dá)到安全防火的目的。所以,在現(xiàn)代消防工程機(jī)電系統(tǒng)智能化設(shè)計(jì)中,更應(yīng)該加強(qiáng)建立完善的探測應(yīng)用規(guī)范,通過將消防自動裝置系統(tǒng)與中央監(jiān)控系的相互聯(lián)動,促使智能化的消防工程機(jī)電系統(tǒng)獲取更加精確的數(shù)據(jù)信息。因此,本文重點(diǎn)對消防工程機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行了探討分析,并總結(jié)了一些自己的看法和觀點(diǎn)。
1 消防工程機(jī)電系統(tǒng)智能化的設(shè)計(jì)理念
在現(xiàn)代智能化消防工程機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,主要是將信息通信技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)電系統(tǒng)相互結(jié)合在一起,通過對建筑物內(nèi)部的設(shè)備整合,以此來為使用者提供一個安全舒適的居住環(huán)境。并且,由于消防工程機(jī)電系統(tǒng)與人們的生命財(cái)產(chǎn)安全有著密切的關(guān)聯(lián),在需求方面有著較多的要求,一般智能化消防工程機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)概念表現(xiàn)在以下幾個方面:一是要保證消防工程機(jī)電系統(tǒng)具備較強(qiáng)的自動報(bào)警能力,能夠?yàn)槿藗冋_引導(dǎo)避難,通過利用這些高科技減少火災(zāi)險情的發(fā)生。但是,就我國當(dāng)前建筑物防火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來看,盡管很多結(jié)構(gòu)體都是利用防火材料進(jìn)行了火災(zāi)的防范,可是一旦發(fā)生火災(zāi)時,仍舊會造成重大的人員傷亡事故。由此我們可以看出,想要依靠建筑結(jié)構(gòu)體提高系統(tǒng)的防火性能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,同時還要對火災(zāi)發(fā)生過程中產(chǎn)生的濃煙以及有毒氣體進(jìn)行有效的控制,幫助使用者安全離開火災(zāi)區(qū)域。
2 消防工程機(jī)電系統(tǒng)智能化的技術(shù)需求與架構(gòu)
2.1 智能化消防技術(shù)需求
國外有關(guān)智能化建筑防火防災(zāi)技術(shù)的研究始于智能化建筑的領(lǐng)域?;仡欉^去20年有關(guān)智能化建筑的研究所定義的10個環(huán)境品質(zhì)量度,其中的M6即為“安全防災(zāi)指標(biāo)”,這包括防火、防震、防災(zāi)及結(jié)構(gòu)損害等指標(biāo),并羅列了與建筑防火相關(guān)的技術(shù)發(fā)展需求包括:軟件系統(tǒng)的開發(fā)主要是發(fā)展與火災(zāi)偵測與防護(hù)相關(guān)的電腦程序的開發(fā);硬健設(shè)備的研發(fā)主要是研發(fā)智能化火場控制及全能式自動火災(zāi)警報(bào)與偵測系統(tǒng)的研發(fā)。而最近的技術(shù)發(fā)展趨勢則在于精密自動化獨(dú)立警報(bào)與啟動晶片感測器等。目前,產(chǎn)業(yè)界在滿足“可定位火災(zāi)偵測與警報(bào)系統(tǒng)”的技術(shù)需求后,又演變出以的系統(tǒng)獨(dú)立性相關(guān)技術(shù)需求:AAF警報(bào)演算法,也即當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時,AAF可自行通報(bào)建筑內(nèi)部并向消防單位通報(bào);AAF可調(diào)節(jié)界限控制演算法,也即警報(bào)的界限及容錯范圍;AAF自我診斷分析功能,作用在于降低AAF火警誤報(bào)率。
2.2 智能化消防工程機(jī)電整合管理系統(tǒng)
消防工程機(jī)電系統(tǒng)智商高低在于各子系統(tǒng)間的整合,特別是防火防災(zāi)系統(tǒng)必須與系統(tǒng)管理整合成為聲合型的消防工程機(jī)電系統(tǒng)。消防工程機(jī)電系統(tǒng)與其他系統(tǒng)呢整合需求包括如下內(nèi)容:實(shí)現(xiàn)消防工程系統(tǒng)自身的空調(diào)、燈光及保全自動系統(tǒng)的整合,如一旦發(fā)生火災(zāi),消防機(jī)電系統(tǒng)可以控制空調(diào),使得煙不會借助排煙閥門散布,并阻礙建筑外部的進(jìn)氣以避免助燃;垂直運(yùn)輸系統(tǒng)(電梯等)與火災(zāi)警報(bào)系統(tǒng)的整合,如一旦發(fā)生火災(zāi),消防機(jī)電系統(tǒng)可以控制電梯僅在哪幾個樓層開放與運(yùn)作;火災(zāi)警報(bào)系統(tǒng)與保全系統(tǒng)整合,如一旦發(fā)生火災(zāi),保全系統(tǒng)可以開敲原本上鎖的門域,以方便逃生。另外,實(shí)踐應(yīng)用結(jié)果也發(fā)現(xiàn)一些消防工程機(jī)電系統(tǒng)智能化方面的技術(shù)需求,包括:復(fù)雜動態(tài)控制性技術(shù);人機(jī)互動技術(shù);仿生行為相關(guān)技術(shù)。
3 智能化消防工程機(jī)電系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)
智能化消防工程機(jī)電系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)就是能夠有效提高設(shè)備的運(yùn)行效率,充分保障了設(shè)備運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。并且,通過將自動化技術(shù)、電子信息技術(shù)等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用。進(jìn)一步提高了消防工程機(jī)電系統(tǒng)的使用性能,加快實(shí)現(xiàn)了自動化控制的目標(biāo),以下筆者就對機(jī)電智能化技術(shù)所具備的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行簡要的介紹。
3.1 提高機(jī)械生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量
一般來說,在大多數(shù)的機(jī)械智能化產(chǎn)品中,其自身有著較強(qiáng)的信息自動處理性能,而將機(jī)電智能化系統(tǒng)已用其中將會有效提高機(jī)械產(chǎn)品對信息的里靈敏程度,促使檢測準(zhǔn)確性得到了充分的保障。并且,智能化消防工程機(jī)電自動化技術(shù)的應(yīng)用還能夠去保證機(jī)電自動化系統(tǒng)按照預(yù)定動作設(shè)計(jì)要求完成。并且在實(shí)際運(yùn)行過程中,不會受到人文因素的影響,有效避免了外界的干擾,從而有效提高了工作效率和質(zhì)量。
3.2 可提高機(jī)械生產(chǎn)的安全性和可靠性
目前,智能化消防工程機(jī)電系統(tǒng)具備了預(yù)警自動監(jiān)視等多項(xiàng)使用功能,這樣就有效降低了機(jī)電自動化產(chǎn)品運(yùn)行故障的發(fā)生率,而先進(jìn)高效的自動監(jiān)視技術(shù)不僅能夠更加全面地掌握系統(tǒng)自身的運(yùn)行狀態(tài),還可以事先對運(yùn)行故障進(jìn)行有效的防治與控制,從而確保消防工程機(jī)電系統(tǒng)的安全運(yùn)行,并從一定程度上,大大延長了設(shè)備的使用壽命。
3.3 改善生產(chǎn)條件
除了以上所例舉的幾大優(yōu)點(diǎn)之外,機(jī)電自動化控制技術(shù)還能有效改善工業(yè)生產(chǎn)條件。自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用使工業(yè)生產(chǎn)模式由傳統(tǒng)的“機(jī)械電氣化”逐漸轉(zhuǎn)變了“數(shù)字控制化”,而數(shù)字控制技術(shù)以及信息技術(shù)的引進(jìn)使工業(yè)生產(chǎn)不再需要過多的人工勞動力,機(jī)械代替人力的勞動形成,從真正意義上實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)電自動化。
通過上文敘述,我們已經(jīng)大致了解到消防工程機(jī)電系統(tǒng)智能化的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn),而其中存在的機(jī)電自動化控制技術(shù)的適用范圍較廣,目前已經(jīng)在我國工業(yè)生產(chǎn)中得到了十分廣泛的應(yīng)用,有效的改善了生產(chǎn)條件,減少了人力的過多投入,大大降低了生產(chǎn)成本,并從一定程度上,促進(jìn)智能化消防工程機(jī)電系統(tǒng)的長遠(yuǎn)發(fā)展,使其自身重要的效能得以充分發(fā)揮。
結(jié)束語
我國應(yīng)該參考國外的規(guī)范,建立早期探測的應(yīng)用規(guī)范。通過良好的信息通信網(wǎng)絡(luò)科技,結(jié)合自動化消防工程技術(shù),將安全防火防災(zāi)系統(tǒng)與中央監(jiān)控系統(tǒng)作完整的連結(jié)與互動,獲得正確的信息,掌握狀況的先機(jī),發(fā)揮有效的動作,達(dá)到安全防災(zāi)與救災(zāi)的目的。
參考文獻(xiàn)
[1]張明明.數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢――智能化數(shù)控系統(tǒng)[J].黑龍江科技信息,2010,6.
關(guān)鍵詞:輸變電系統(tǒng);智能化;監(jiān)控
1 引言
電力系統(tǒng)主要由發(fā)電、輸電、變電及配電等系統(tǒng)構(gòu)成。為有效提升各系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)效率、可靠度,并確保供電品質(zhì),均分別裝設(shè)電力監(jiān)控系統(tǒng)(Supervisory Control and Data Acquisition, SCADA)于配電調(diào)度中心(Distribution Dispatching Control Center, DDCC)、區(qū)域調(diào)度中心(Area Dispatching Control Center, ADCC)、中央調(diào)度中心(Center Dispatching Control Center, CDCC)。應(yīng)用電力監(jiān)控系統(tǒng)除可節(jié)省電力維護(hù)管理人力及提升供電品質(zhì)與用電安全外,也可借助電能管理來節(jié)約能源降低用電費(fèi)用。
2 輸變電系統(tǒng)智能化監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)
輸變電監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)應(yīng)包含完整的保護(hù)、控制、監(jiān)視和通訊等功能,借助人機(jī)界面和套裝控制軟件,以個人電腦執(zhí)行變電所的控制?;究磥?,套裝控制軟件功能包括完整的監(jiān)視控制和資料收集,以及用于回路控制和保護(hù)的智能型電子裝置(Intelligent Electronic Device, IED)。SCADA系統(tǒng)可概分為下列幾部分。
2.1 備份系統(tǒng)
備份系統(tǒng)包括電腦監(jiān)控主機(jī)備份及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)備份,監(jiān)控主機(jī)為管理者對電力設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控的重要界面,而網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)則為資料傳送的重要媒介,都必須穩(wěn)定不出故障。監(jiān)控主機(jī)通常采用復(fù)聯(lián)式系統(tǒng)架構(gòu)(Redundancy System),網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)則采用Dual Bus Redundancy或Ring Redundancy,采用復(fù)聯(lián)式系統(tǒng)架構(gòu)不管是軟件或硬件發(fā)生錯誤時,系統(tǒng)仍能繼續(xù)且正確地執(zhí)行某特定工作。復(fù)聯(lián)式電腦系統(tǒng)由于技術(shù)成熟及價格較具競爭力,近十年來越趨重要且普及。以往監(jiān)控電腦多會浪費(fèi)時間,現(xiàn)在電腦普遍應(yīng)用至商業(yè)、航管、軍事及工業(yè)控制等,只要有些許故障,將嚴(yán)重造成環(huán)境安全、巨大財(cái)物損失甚至生命安危。
復(fù)聯(lián)式系統(tǒng)之所以越來越重要是因?yàn)殡娔X所需處理的問題越來越嚴(yán)格。通常的系統(tǒng)架構(gòu)包含如下內(nèi)容:網(wǎng)絡(luò)上由兩臺監(jiān)控電腦同時執(zhí)行監(jiān)控功能,一臺為運(yùn)轉(zhuǎn)主機(jī),另一臺為備份主機(jī);運(yùn)轉(zhuǎn)主機(jī)為主要執(zhí)行控制及監(jiān)視的電腦,備份主機(jī)則以監(jiān)視為主,但隨時偵測運(yùn)轉(zhuǎn)主機(jī)的狀況,一旦發(fā)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)主機(jī)故障,備份主機(jī)立即轉(zhuǎn)接成為運(yùn)轉(zhuǎn)主機(jī)執(zhí)行控制及監(jiān)視功能,原運(yùn)轉(zhuǎn)主機(jī)待修復(fù)后自動轉(zhuǎn)換為備份主機(jī),確保系統(tǒng)運(yùn)作正常。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)備份若采用Dual Bus Redundancy Network,則由1條主傳輸網(wǎng)絡(luò)及1條備份傳輸網(wǎng)絡(luò)組成,系統(tǒng)故障時自動切換,若采用Ring Redundancy Network則網(wǎng)絡(luò)中任何一節(jié)點(diǎn)故障,資料仍可由兩端線路傳回系統(tǒng),不受節(jié)點(diǎn)故障的影響。
2.2 系統(tǒng)校時
一是電腦內(nèi)部計(jì)時電路。每部個人電腦都有兩個時鐘,一為軟件時鐘,另一為硬件時鐘;硬件時鐘靠電源持續(xù)運(yùn)作,軟件時鐘只于電腦啟動時運(yùn)作,每當(dāng)電腦電源啟動時,軟件時鐘會在一秒內(nèi)向硬件時鐘對時。由于硬件時鐘很容易受到各種外在環(huán)境因素的影響,大部分電腦硬件時鐘每日誤差約在5~15秒間,故電腦硬件時鐘并不適合精確計(jì)時用,特別對于計(jì)時精度要求高的電力監(jiān)控領(lǐng)域。
二是網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)上的時間協(xié)定包括:(1)Day Time Protocol (RFC-867)、(2)Time Protocol(RFC-868)、(3)Network Time Protocol (RFC-1305)、(4)Simple Network Time Protocol (RFC-2030)等。最早使用的網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)定是RFC-867(port 13)和RFC-868(port 37)。Day Time Protocol送出的碼都是ASCII碼,可直接表示日期、年份、時間及時區(qū)。Time Protocol送的則是32 bit的binary number,以二進(jìn)位表示自公元1900年1月1日零時開始的秒數(shù),時區(qū)都是格林威治時區(qū)。而Day Time Protocol和Time Protocol都只能表示到秒,且無估算網(wǎng)絡(luò)的延遲。Network Time Protocol使用port 123,64 bit的binary number,前32 bit和Time Protocol一樣,后32 bit用以表示秒以下的部分,并加上網(wǎng)絡(luò)傳遞延遲量的估計(jì)。理論上可以精確到2-32秒,實(shí)際使用上廣域網(wǎng)絡(luò)大約50ms,在區(qū)域網(wǎng)絡(luò)則可達(dá)1ms。在使用上若要求不高,建議采用Time Protocol較簡單方便。若精確度要求在秒以下,建議采用SNTP(Simple Network Time Protocol)。如果是一群工作站需要同步或做精密時間運(yùn)算,應(yīng)采用NTP(Network Time Protocol)。
三是GPS。以全球定位系統(tǒng)(Global Position System, GPS)衛(wèi)星所發(fā)射的信號,經(jīng)接收機(jī)接收及解碼后,作為電腦校正時間的依據(jù),其精度小于1ms。由于電力監(jiān)控對故障分析需詳細(xì)記錄跳脫時間,所要求的反應(yīng)時間在毫秒內(nèi),因而應(yīng)采用GPS校時。
2.3 遠(yuǎn)端終端單元
現(xiàn)場電力系統(tǒng)數(shù)位、類比資料,由遠(yuǎn)端終端單元(Remote Terminal Unit, RTU)設(shè)備收集整理,經(jīng)傳輸系統(tǒng)回傳至控制中心主電腦資料庫,經(jīng)由處理分析可獲得受控設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。對于有異常狀態(tài)的設(shè)備,管理操作人員可借助主電腦通過人機(jī)介面觸控畫面下達(dá)控制指令,直接操控現(xiàn)場開關(guān)設(shè)備。
2.4 多功能電表
可量取V、A、Hz、功率(kW/kvar)、電量(kWh/kvarh)、功率因素及需量等。并應(yīng)具備標(biāo)準(zhǔn)通訊界面(如Modbus),以利與電腦設(shè)備整合。
2.5 智能型電子裝置(IED)
智能型電子裝置(Intelligent Electronic Device, IED)一般安裝于電力開關(guān)設(shè)備(Switchgear)內(nèi),具馬達(dá)保護(hù)(Protection)、量測(Measuring)、控制(Control)及通訊(Communication)等功能。
3 輸變電系統(tǒng)智能化監(jiān)控系統(tǒng)的軟件功能
一是自動定位系統(tǒng)。采用配電盤警報(bào)快速跳圖功能,結(jié)合系統(tǒng)本身的警報(bào)功能,當(dāng)警報(bào)事件發(fā)生時,可直接跳入其電力細(xì)節(jié)圖、電力總圖與平面圖以快速定位故障確實(shí)位置,幫助維護(hù)人員快速排除故障問題,縮短查詢的時間,能更快速處理警報(bào)事件,提供現(xiàn)場操作人員迅速掌握發(fā)生事故的配電盤所在位置。
二是配電盤位置圖與單線圖快速跳圖連結(jié)功能。平面圖即表示變電站開關(guān)室配電盤配置圖,可明確標(biāo)示出電力盤的相關(guān)位置。點(diǎn)選其盤體可進(jìn)入詳細(xì)的電力單線圖。警報(bào)發(fā)生時,電力盤體會變成紅色,讓使用者能通過Layout清楚了解警報(bào)發(fā)生位置。
三是數(shù)位式保護(hù)馬達(dá)具有參數(shù)定期查詢監(jiān)視功能,而保護(hù)馬達(dá)事故跳脫也可以自動報(bào)表列印。軟件還具有故障報(bào)表資料庫,能夠自動記錄馬達(dá)跳脫時的數(shù)值,以便于事故分析。另外,暫態(tài)波形記錄器可自動記錄電力系統(tǒng)異常被觸發(fā)時的暫態(tài)波形,以便于事故分析。另外,暫態(tài)波形記錄資料庫則可自動記錄每一筆電力系統(tǒng)異常被觸發(fā)時的暫態(tài)波形。
四是電力品質(zhì)監(jiān)視系統(tǒng)可配合IED或及多功能數(shù)位電表的電壓/電流諧波量測功能,以即時監(jiān)視電力系統(tǒng)重要負(fù)載及各出入口的諧波污染狀況,做即時警報(bào)及改善計(jì)劃的參考依據(jù)。系統(tǒng)自我診斷是最重要的部分,用以監(jiān)視系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
4 結(jié)束語
電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用對電力系統(tǒng)供電品質(zhì)、可靠度與穩(wěn)定度提升幫助甚大,但目前大型電力系統(tǒng)故障異常時,電力監(jiān)控系統(tǒng)所收集的資料,電力工程人員大都仍需以人為方式判斷,未來監(jiān)控軟件若能導(dǎo)入專家系統(tǒng)(Expert System),協(xié)助電力工程人員作更精確迅速的故障分析判斷,應(yīng)更能發(fā)揮電力監(jiān)控功能。電纜部分放電測試,對明確重大電纜異常狀況易于判讀,但應(yīng)用于送電運(yùn)轉(zhuǎn)中的輸電線,作為電纜事故前的預(yù)警判斷,仍有較大的困難課題待解決處理突破,目前許多專家學(xué)者、廠商已導(dǎo)入類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(Neural Network Technlogy),以期能預(yù)警性的部分放電測試技術(shù)有更突破性的進(jìn)展。
參考文獻(xiàn)