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一、現(xiàn)代基本設(shè)計(jì)課程與傳統(tǒng)教學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)的區(qū)別
電腦藝術(shù)設(shè)計(jì)課程是現(xiàn)代設(shè)計(jì)藝術(shù)的重要組成部分,是視覺傳達(dá)的重要手段。其教學(xué)內(nèi)容包括編排設(shè)計(jì)原則、編排設(shè)計(jì)原理、編排的視覺流程、編排設(shè)計(jì)的形式法則、編排的基本類型、文字的編排構(gòu)成、圖形的編排構(gòu)成及現(xiàn)代編排設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢等。通過在版面上對空間層次、主從關(guān)系、視覺秩序及彼此間的邏輯條理性的把握與運(yùn)用,將有限的視覺元素進(jìn)行有機(jī)的排列組合,將理性思維個(gè)性化地表現(xiàn)出來,使版面編排獲得良好的誘導(dǎo)力,更好地突出主題,在傳達(dá)信息的同時(shí),產(chǎn)生感官上的美感,達(dá)成最佳的訴求效果。
1.教學(xué)內(nèi)容外在形式的變化
傳統(tǒng)的編排設(shè)計(jì)教學(xué)的最大弊病在于信息傳遞媒體單一,教師靠口述和板書及有限的范圍在一定時(shí)間內(nèi),往往只能傳授給學(xué)生知識的結(jié)論,難以讓學(xué)生直觀感知、欣賞國內(nèi)外眾多的優(yōu)秀設(shè)計(jì)作品,更無法從多角度、多環(huán)境立體而全面地分析其創(chuàng)意形成的過程。學(xué)生經(jīng)自己觀察、思考、抽象后形成的知識少,實(shí)際上不自覺地扼殺了學(xué)生全面探索以及創(chuàng)造性思維的能力,從而限制了學(xué)生素質(zhì)的全面提高和能力的培養(yǎng)。多媒體技術(shù)的介入,無疑為電腦藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)注入了新的內(nèi)容,在同樣的時(shí)間內(nèi),課件以文字、圖像、聲音等有機(jī)結(jié)合的方式運(yùn)用于教學(xué),為學(xué)生創(chuàng)造了良好的知識情境,引導(dǎo)學(xué)生自己去探索、發(fā)現(xiàn)、歸納、總結(jié)知識的結(jié)論,從而有利于學(xué)生把握知識的整體和各個(gè)側(cè)面,增強(qiáng)了教學(xué)的系統(tǒng)性、深入性。
2.教學(xué)內(nèi)容內(nèi)在結(jié)構(gòu)的變化
教學(xué)內(nèi)容的內(nèi)在結(jié)構(gòu)就是學(xué)科知識結(jié)構(gòu)的組織設(shè)計(jì)。知識結(jié)構(gòu)是學(xué)科知識間的邏輯關(guān)系,是學(xué)科內(nèi)含智力因素的信息源。傳統(tǒng)的編排設(shè)計(jì)教材都是以教為主,以線性結(jié)構(gòu)來組織學(xué)科知識結(jié)構(gòu),學(xué)生利用它學(xué)習(xí)自由度不大,靈活性不強(qiáng),而且難以促使學(xué)生已有的知識結(jié)構(gòu)向新知識結(jié)構(gòu)的有效遷移。多媒體是一種以接近人類認(rèn)知特點(diǎn)的方式來組織、展示教學(xué)內(nèi)容及構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)的,它的信息組織方式是一種非線性結(jié)構(gòu)——把信息的組織形式與信息內(nèi)容呈現(xiàn)的多樣性、復(fù)雜性結(jié)合起來,為學(xué)生提供一種動(dòng)態(tài)的、開放的結(jié)構(gòu)化認(rèn)知空間,既注重學(xué)科的基本內(nèi)容,又包括學(xué)科內(nèi)容之間的邏輯關(guān)系;既注重知識的形成過程,又注重知識的結(jié)構(gòu),使教學(xué)內(nèi)容的統(tǒng)一性與靈活性得到了完善的結(jié)合。這種采用網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)來組織的教學(xué)內(nèi)容,把相互關(guān)聯(lián)的知識點(diǎn)有層次的構(gòu)成一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),系統(tǒng)由節(jié)點(diǎn)和鏈組成,節(jié)點(diǎn)表示教學(xué)內(nèi)容的知識點(diǎn),鏈?zhǔn)侵R點(diǎn)之間的層級邏輯關(guān)系,教學(xué)內(nèi)容在結(jié)構(gòu)的變化使學(xué)習(xí)的知識著眼于不同的側(cè)面,使學(xué)生對知識形成了多角度、豐富的理解,從而使他們在面對各種設(shè)計(jì)問題時(shí),能更容易地激活這種知識,靈活地利用它們進(jìn)行設(shè)計(jì),形成解決問題的程序。
二、電腦藝術(shù)設(shè)計(jì)色彩構(gòu)成教學(xué)
在電腦藝術(shù)設(shè)計(jì)色彩學(xué)習(xí)中,對呈現(xiàn)知識的框面藝術(shù)設(shè)計(jì)盡可能追求新穎獨(dú)特。色彩對于人們的重要性,猶如陽光,空氣和水一樣必不可少,作為美術(shù)設(shè)計(jì)者,更應(yīng)該自覺地認(rèn)識色彩、創(chuàng)造色彩,一件設(shè)計(jì)作品的美感是綜合了形態(tài)、色彩、質(zhì)感而產(chǎn)生的。然而,看到作品的瞬間。首先訴諸于觀者眼睛的是色彩的組合效果,也就是色彩美的問題。在設(shè)計(jì)中,不同的色彩搭配組合會(huì)給人的視覺和心理上形成諸如溫暖、寒冷、華麗、樸素、強(qiáng)烈、柔弱、明亮、陰暗等不同的環(huán)境氣氛,表現(xiàn)各種不同的感情效果。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式在講授色彩原理時(shí),教師往往以字代色,兩種或多種色彩的對比及調(diào)和效果,學(xué)生只能通過聯(lián)想加以比較,尤其對一些色彩感覺較弱,對色彩知識了解也較少的學(xué)生,這一點(diǎn)表現(xiàn)得尤為明顯,學(xué)生在后期的實(shí)際應(yīng)用中,很難把構(gòu)成中的色彩知識自覺地應(yīng)用于創(chuàng)作中,出現(xiàn)了臨摹不成問題,創(chuàng)作卻難上加難的情況,有的學(xué)生甚至要求在重新講解相關(guān)的色彩知識,這些都說明前期的教學(xué)模式存在著一些問題。AdobePhotoshop軟件作為影像處理軟件,在色彩的使用及調(diào)控方面有著較強(qiáng)的優(yōu)勢,快捷的填充,靈活的色彩更換方式,每一項(xiàng)都簡便易學(xué),把Photoshop應(yīng)用于色彩構(gòu)成教學(xué)中,教師可以通過屏幕對色彩間的復(fù)雜關(guān)系進(jìn)行形象地講解,學(xué)生通過真實(shí)的色彩表現(xiàn),輕松掌握色彩搭配規(guī)律,在作業(yè)的制作上,可免去學(xué)生手工操作過程中所出現(xiàn)的涂色不均等問題,并可衍生出多個(gè)方案,便于比較,擴(kuò)大練習(xí)范圍。作為設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生,除了教師的課堂講授外,更多的需要借助大量深入而又系統(tǒng)的色彩作業(yè)練習(xí)去理解色彩原理,磨煉色彩感覺,精純表現(xiàn)技巧,提高自身的色彩修養(yǎng),為以后與色彩相關(guān)的設(shè)計(jì)課程打下良好的基礎(chǔ)。
三、藝術(shù)設(shè)計(jì)過程的變化
我們曾以客觀物質(zhì)材料來塑模型,召集我們已逐漸步入虛擬實(shí)境的時(shí)代。計(jì)算機(jī)自身是一個(gè)復(fù)雜的信息處理系統(tǒng),同時(shí)它又與周圍的環(huán)境、開發(fā)商及使用者構(gòu)成另一個(gè)系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)環(huán)境下的工作帶來設(shè)計(jì)者的思維及工作方法的一系列變化:傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)程序是被化分為幾個(gè)階段,即分析—構(gòu)思—制作—選擇—評價(jià)—再修改制作—再選擇定案的過程,設(shè)計(jì)者必須親歷每個(gè)部分,參與每個(gè)過程,自身的角色也隨之不斷變化,設(shè)計(jì)者不但要有良好的設(shè)計(jì)思維,同時(shí)也要具備過硬的多種制作方法與手段;而運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)時(shí),情形就大有改觀:設(shè)計(jì)人員只需作好滿意的一個(gè)或幾個(gè)供選擇的構(gòu)思或創(chuàng)意,剩下的工作就是運(yùn)用適當(dāng)?shù)能浖ㄟ^指尖點(diǎn)擊鼠標(biāo)傳遞設(shè)計(jì)人的意旨,就可獲得形象色彩俱佳的設(shè)計(jì)稿來。免去了作者許多親身制作之苦,也往往獲得更為滿意的效果。
在平面設(shè)計(jì)中,通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),作者可得到多種質(zhì)感的表現(xiàn)效果。設(shè)計(jì)者運(yùn)用計(jì)算機(jī)材質(zhì)庫中所提供的材料肌理,使它與制作的圖形或文字結(jié)合,通過視覺產(chǎn)生軟硬、粗細(xì)、明暗、透明模型等對比的變化效果,來確定并有效地進(jìn)行形體、模塊的重組構(gòu)造,方便地改變開頭色彩等,還可利用計(jì)算機(jī)內(nèi)多種攝影特技技巧,造成特有的動(dòng)感效果,達(dá)到精細(xì)的設(shè)計(jì)作品,使其層次感、豐富性移樣化更為突出;而在立體的設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)者更能得心應(yīng)手,運(yùn)用自如地表現(xiàn)出物體的各個(gè)側(cè)面及細(xì)部,計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)功能可以將每一條曲線,徒刑模數(shù)精確計(jì)算出并能虛擬實(shí)境表現(xiàn)出來,顯示出模型的最終效果。設(shè)計(jì)者亦可以加入動(dòng)畫設(shè)計(jì),使物體處于運(yùn)動(dòng)之中,觀察設(shè)計(jì)物體在運(yùn)動(dòng)中的各部分關(guān)系,及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)構(gòu)思,這樣的設(shè)計(jì)過程生動(dòng)而直觀。無論是二維設(shè)計(jì)或是三維設(shè)計(jì),圖像或圖形通過數(shù)字化后的高速傳遞,一切都變得那么輕松自如。在這當(dāng)中設(shè)計(jì)者能體會(huì)到無窮的樂趣,也貪圖到變化多端的設(shè)計(jì)手法。新的設(shè)計(jì)造型語言和思維理念,更能貼近于生活,融入于時(shí)代之中。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)也給設(shè)計(jì)者提供了另一種巨大的新鮮設(shè)計(jì)空間:設(shè)計(jì)者一方面,既可以取材于身邊的或其它地方的現(xiàn)成材料通過掃描儀、數(shù)碼相機(jī)等工具的輸入加入設(shè)計(jì),又可加入音樂,聲響等情景資料豐富設(shè)計(jì)內(nèi)容;另一方面,可在虛擬的實(shí)境中建立三維模型進(jìn)行多媒體展示等等,按自己意念顯示出個(gè)性和多樣化。此時(shí)的設(shè)計(jì)者已成為設(shè)計(jì)元素融入設(shè)計(jì)作品當(dāng)中,將在傳統(tǒng)的以設(shè)計(jì)作品的靜態(tài)表述變成了如今動(dòng)態(tài)空間的多維設(shè)計(jì)表述,形成人機(jī)互動(dòng)的局面。
四、電腦藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)構(gòu)想
現(xiàn)代的教學(xué)方法變傳統(tǒng)的課程講授式為啟發(fā)引導(dǎo)式,追求教與學(xué)的合作化,實(shí)現(xiàn)“教”與“學(xué)”的良性互動(dòng)?;诙嗝襟w計(jì)算機(jī)的聯(lián)網(wǎng),協(xié)作討論成為多媒體輔助教學(xué)中最有特點(diǎn)的教學(xué)方法——不但師生之間可以交流,而且學(xué)生之間實(shí)現(xiàn)了交互協(xié)作——協(xié)作形式有可能是文件、數(shù)據(jù)、也有可能是語言、圖形、圖像,為啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué)創(chuàng)造了共同討論交流的條件。我們把這一新的教學(xué)形式運(yùn)用于教學(xué)活動(dòng)中,并作了一定嘗試-針對電腦編排創(chuàng)意設(shè)計(jì)課程課題的提出,首先讓學(xué)生去思考宣傳手冊的整體形象設(shè)計(jì),要求每個(gè)學(xué)生拿出整體設(shè)計(jì)方案一套,通過競標(biāo),點(diǎn)評學(xué)生的作品,挑選出最佳設(shè)計(jì)方案,經(jīng)集體討論評估使方案得以完善,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行自選課題的設(shè)計(jì)。
1.1 電力自動(dòng)化技術(shù)的概念
在科技發(fā)展的帶動(dòng)下,電網(wǎng)技術(shù)得到了長足的發(fā)展,而配電網(wǎng)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化程度也在不斷的提高,這就為電力自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展提供了良好的契機(jī)。電力自動(dòng)化技術(shù)融合了現(xiàn)代化的電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等一系列高科技技術(shù)手段。在電力工程當(dāng)中,它能夠幫助電力系統(tǒng)進(jìn)行有效的遠(yuǎn)程監(jiān)控和監(jiān)視管理工作。電力自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用,是電力系統(tǒng)得到了更加穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境和更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
1.2 電力自動(dòng)化技術(shù)的要求
電力自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用要保證電力系統(tǒng)中各個(gè)組成部分都要符合技術(shù)要求,確保設(shè)備的安全運(yùn)行。同時(shí)基于設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況,保證操作人員的實(shí)際控制和協(xié)調(diào)工作。利用電力自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)更多的注重對安全性能方面的優(yōu)化,減少事故率,以達(dá)到節(jié)省人力和物力的目的。此外,要對電力系統(tǒng)的整體數(shù)據(jù)和各方面的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行收集和檢驗(yàn),并進(jìn)行相應(yīng)的處理,以確保電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的運(yùn)行。同時(shí),還要保證電力系統(tǒng)在安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的條件下,發(fā)揮正常的作用。
2 電力工程中電力自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用
2.1 現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用
現(xiàn)場總線技術(shù)是將電力工程現(xiàn)場的智能自動(dòng)化裝置和其它的儀表控制設(shè)備等連接在一起,共同構(gòu)成一個(gè)多項(xiàng)、多站、串行的數(shù)字化、一體化信息網(wǎng)絡(luò)。通過這種連接,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)設(shè)備、智能傳感器設(shè)備、數(shù)字通訊設(shè)備、控制設(shè)備等有效的融合[1]。
現(xiàn)場總線技術(shù)是通過利用分散電力工程中的控制功能,來實(shí)現(xiàn)其在電力工程中的作用,同時(shí)配備了相應(yīng)的計(jì)算機(jī)設(shè)備,對被控設(shè)備的信息進(jìn)行收集和處理。只需要將這些信息與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接,然后設(shè)定相應(yīng)的信息調(diào)度命令,就能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行。在實(shí)際操作中,總線設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)前置機(jī)和上位機(jī)之間的配合,從下方對電力工程進(jìn)行控制。然后通過控制相應(yīng)的儀表設(shè)備,來提高電力系統(tǒng)中控制功能的性能。
2.2 主動(dòng)對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用
在電力工程當(dāng)中,主動(dòng)對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)主要是應(yīng)用在電力系統(tǒng)中的監(jiān)視系統(tǒng)中。這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用,給電力系統(tǒng)的開發(fā)、繼承、封裝等工作都帶來了很大的幫助,也在一定程度上促進(jìn)了軟件技術(shù)的改革和發(fā)展[2]。實(shí)踐證明,主動(dòng)對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)在電力系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用取得了十分良好的效果,也受到了廣泛的支持。和電力工程中其它的關(guān)系數(shù)據(jù)庫相比,由于主動(dòng)對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)是用來支持對象標(biāo)準(zhǔn),因此其主要作用是對電力工程中的技術(shù)和主動(dòng)功能進(jìn)行技術(shù)支持。正是由于主動(dòng)對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)的這些功能特點(diǎn),以及其良好的穩(wěn)定性和兼容性,使得其在電力系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用,并逐漸取代了其它的數(shù)據(jù)庫技術(shù)。
主動(dòng)對象數(shù)據(jù)庫技術(shù)能夠通過電力系統(tǒng)中的監(jiān)視功能,充分的利用對象函數(shù)的作用,來實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行。隨著觸發(fā)機(jī)制的使用,能夠更加有效的實(shí)現(xiàn)和控制數(shù)據(jù)庫的監(jiān)視功能,也為數(shù)據(jù)的傳輸節(jié)省了大量的時(shí)間。
2.3 光互聯(lián)技術(shù)的應(yīng)用
在此過程中,它能夠避免時(shí)間應(yīng)電容性的負(fù)載影響,也不會(huì)受到平面的限制。同時(shí),還能夠促進(jìn)電力系統(tǒng)的集成度提升,加強(qiáng)系統(tǒng)的監(jiān)控功能。實(shí)踐表明,利用電子交換技術(shù)和電子傳輸技術(shù),能夠有效的拓展互聯(lián)網(wǎng)、重組編程結(jié)構(gòu),使電力工程當(dāng)中的電力系統(tǒng)具有更高的靈活性[3]。
此外,光互聯(lián)技術(shù)具有很強(qiáng)的抗電磁干擾的能力,能夠有效的提高處理器的干涉能力,使數(shù)據(jù)的通訊和傳輸更加的方便、快捷。光互聯(lián)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用,對電力工程的可靠性、安全性以及可信度等方面都有著十分顯著的提高。
最后,光互聯(lián)技術(shù)還具有采集數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)、計(jì)算數(shù)據(jù)、以及人機(jī)界面處理等多方面的功能。同時(shí)還能夠進(jìn)行電網(wǎng)的分析和其它高級應(yīng)用功能。這就使得光互聯(lián)技術(shù)在電力工程當(dāng)中的應(yīng)用變得更加的靈活、清晰,使工作人員能夠更好的進(jìn)行調(diào)度工作,對電力工程的發(fā)展具有十分重要的作用。
3 總結(jié)
帶傳動(dòng)是機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用較多的傳動(dòng)裝置之一,主要有主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和傳動(dòng)帶組成。工作時(shí)靠帶與帶輪間的摩擦或嚙合實(shí)現(xiàn)主、從動(dòng)輪間運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞。
帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)平穩(wěn)、價(jià)格低廉、緩沖吸振及過載打滑以保護(hù)其他零件的優(yōu)點(diǎn)。
1.2圓錐-圓柱齒輪傳動(dòng)減速器
YK系列圓錐-圓柱齒輪傳動(dòng)減速器適用的工作條件:環(huán)境溫度為-40~40度;輸入軸轉(zhuǎn)速不得大于1500r/min,齒輪嚙合線速度不大于25m/s,電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為減速器額定轉(zhuǎn)矩的兩倍。YK系列的特點(diǎn):采用一級圓弧錐齒輪和一、二、三級圓柱齒輪組合,把錐齒輪作為高速級(四級減速器時(shí)作為第二級),以減小錐齒輪的尺寸;齒輪均采用優(yōu)質(zhì)合金鋼滲碳淬火、精加工而成,圓柱齒輪精度達(dá)到GB/T10095中的6級,圓錐齒輪精度達(dá)到GB/T11365中的7級;
減速器的選用原則:(1)按機(jī)械強(qiáng)度確定減速器的規(guī)格。減速器的額定功率P1N是按載荷平穩(wěn)、每天工作小于等于10h、每小時(shí)啟動(dòng)5次、允許啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為工作轉(zhuǎn)矩的兩倍、單向運(yùn)轉(zhuǎn)、單對齒輪的接觸強(qiáng)度安全系數(shù)為1、失效概率小于等于1%等條件算確定.當(dāng)載荷性質(zhì)不同,每天工作小時(shí)數(shù)不同時(shí),應(yīng)根據(jù)工作機(jī)載荷分類按各種系數(shù)進(jìn)行修正.減速器雙向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),需視情況將P1N乘上0.7~1.0的系數(shù),當(dāng)反向載荷大、換向頻繁、選用的可靠度KR較低時(shí)取小值,反之取大值。功率按下式計(jì)算:P2m=P2*KA*KS*KR,其中P2為工作功率;KA為使用系數(shù);KS為啟動(dòng)系數(shù);KR為可靠系數(shù)。(2)熱功率效核.減速器的許用熱功率PG適用于環(huán)境溫度20℃,每小時(shí)100%連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和功率利用律(指P2/P1N×100%)為100%的情況,不符合上述情況時(shí),應(yīng)進(jìn)行修正。(3)校核軸伸部位承受的徑向載荷。
2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1V帶傳動(dòng)
帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)檢查帶輪的尺寸與其相關(guān)零部件尺寸是否協(xié)調(diào)。例如對于安裝在減速器或電動(dòng)機(jī)軸上的帶輪外徑應(yīng)與減速器、電動(dòng)機(jī)中心高相協(xié)調(diào),避免與機(jī)座或其它零、部件發(fā)生碰撞。
2.2減速器內(nèi)部的傳動(dòng)零件
減速器外部傳動(dòng)件設(shè)計(jì)完成后,可進(jìn)行減速器內(nèi)部傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算。
1)齒輪材料的選擇應(yīng)與齒坯尺寸及齒坯的制造方法協(xié)調(diào)。如齒坯直徑較大需用鑄造毛坯時(shí),應(yīng)選鑄剛或鑄鐵材料。各級大、小齒輪應(yīng)該可能減少材料品種。
2)蝸輪材料的選者與相對滑動(dòng)速度有關(guān)。因此,設(shè)計(jì)時(shí)可按初估的滑速度選擇材料。在傳動(dòng)尺寸確定后,校核起滑動(dòng)速度是否在初估值的范圍內(nèi),檢查所選材料是否合適。
3)傳動(dòng)件的尺寸和參數(shù)取值要正確、合理。齒輪和蝸輪的模數(shù)必須符合標(biāo)準(zhǔn)。圓柱齒輪和蝸桿傳動(dòng)的中心距應(yīng)盡量圓整。對斜齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)還可通過改變螺旋角的大小來進(jìn)行調(diào)整。
根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果,將傳動(dòng)零件的有關(guān)數(shù)據(jù)和尺寸整理列表,并畫出其結(jié)構(gòu)簡圖,以備在裝配圖設(shè)計(jì)和軸、軸承、鍵聯(lián)結(jié)等校核計(jì)算時(shí)應(yīng)用。
聯(lián)軸器的選擇
減速器的類型應(yīng)該根據(jù)工作要求選定。聯(lián)接電動(dòng)機(jī)軸與減速器,由于軸的轉(zhuǎn)速高,一般應(yīng)選用具有緩沖、吸振作用的彈性聯(lián)軸器,例如彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器。減速器低速軸(輸出軸)與工作機(jī)軸聯(lián)接用的連周期,由于軸的轉(zhuǎn)速較低,傳遞的轉(zhuǎn)距較大,又因?yàn)闇p速器軸與工作機(jī)軸之間往往有較大的軸線偏移,因此常選用剛性可以移動(dòng)聯(lián)軸器,例如滾子鏈聯(lián)軸器、齒式聯(lián)軸器。
聯(lián)軸器型號按計(jì)算轉(zhuǎn)距進(jìn)行選擇。所選定的聯(lián)軸器,起軸孔直徑的范圍應(yīng)與被聯(lián)接兩軸的直徑相適應(yīng)。應(yīng)注意減速器高速軸外伸段軸徑與電動(dòng)機(jī)的軸徑不得相差很大,否則難以選擇合適的聯(lián)軸器。
目錄
一緒論………………………………………………………………………1
二結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
三設(shè)計(jì)計(jì)算過程及說明……………………………………………………….3
1選擇電動(dòng)機(jī)..............................................................................................….3
2傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配.......................................….............................3
3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力裝置參數(shù)..................................…........................3
4帶傳動(dòng)設(shè)計(jì).......................................................…..........................................4
5齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì).....................................................…........................................5
6軸的設(shè)計(jì)........................................................................................…...........11
7軸承的選擇..............................................................................................…22
8鍵的選擇.....................................................….........................................…22
9減速機(jī)箱體的設(shè)計(jì)...............................................…......................................23
10減速器附件設(shè)計(jì).....................................................................................….2311密封與.......................................................…........................................24
1焊接小車
焊接小車是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接過程的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),它安裝在焊接軌道上,帶著焊槍沿管壁作圓周運(yùn)動(dòng),是實(shí)現(xiàn)管口自動(dòng)焊接的重要環(huán)節(jié)之一。焊接小車應(yīng)具有外形美觀、體積小、重量輕、操作方便等特點(diǎn)。它的核心部分是行走機(jī)構(gòu)、送絲機(jī)構(gòu)和焊槍擺動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。行走機(jī)構(gòu)由電機(jī)和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成,為使行走電機(jī)執(zhí)行計(jì)算機(jī)控制單元發(fā)出的位置和速度指令,電機(jī)應(yīng)帶有測速反饋機(jī)構(gòu),以保證電機(jī)在管道環(huán)縫的各個(gè)位置準(zhǔn)確對位,而且具有較好的速度跟蹤功能。送絲機(jī)構(gòu)必須確保送絲速度準(zhǔn)確穩(wěn)定,具有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,動(dòng)態(tài)性能較好,同時(shí)應(yīng)具有足夠的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。而焊槍擺動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)應(yīng)具有焊槍相對焊縫左右擺動(dòng)、左右端停留、上下左右姿態(tài)可控、焊槍角度可以調(diào)節(jié)的功能。焊接小車的上述各個(gè)部分,均由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)可編程的自動(dòng)控制,程序啟動(dòng)后,焊接小車各個(gè)部分按照程序的邏輯順序協(xié)調(diào)動(dòng)作。在需要時(shí)也可由人工干預(yù)焊接過程,而此時(shí)程序可根據(jù)干預(yù)量自動(dòng)調(diào)整焊接參數(shù)并執(zhí)行。
2焊接軌道
軌道是裝卡在管子上供焊接小車行走和定位的專用機(jī)構(gòu),其的結(jié)構(gòu)直接影響到焊接小車行走的平穩(wěn)度和位置度,也就影響到焊接質(zhì)量。軌道應(yīng)滿足下列條件:裝拆方便、易于定位;結(jié)構(gòu)合理、重量較輕;有一定的強(qiáng)度和硬度,耐磨、耐腐蝕。軌道分為柔性軌道和剛性軌道兩種。所謂剛性軌道就是指軌道的本體剛度較大、不易變形,而柔性軌道則是相對剛性軌道而言。兩種類型的軌道各自有各自的特點(diǎn)。剛性軌道定位準(zhǔn)確、裝卡后變形小,可以確保焊接小車行走平穩(wěn),焊接時(shí)焊槍徑向調(diào)整較小,但重量較大、裝拆不方便。而柔性軌道裝拆方便、重量較輕,精度沒有剛性軌道高。
3送絲方式
送絲的平穩(wěn)程度直接影響焊接質(zhì)量。送絲方式可以簡單分為拉絲和推絲兩種方式。拉絲時(shí)焊槍離送絲機(jī)的安裝位置較近,焊接過程中焊絲離開送絲機(jī)后受到的阻力較小,因此可以保證送絲過程平穩(wěn),但送絲機(jī)和焊絲盤均須安裝在焊接小車之上,增加了焊接小車的重量,給人工裝拆增加了困難,重量增加還容易造成焊接小車行走不平穩(wěn)。使用直徑為0.8mm或1.0mm的小盤焊絲(重量約為5kg)減輕了焊接小車的重量和負(fù)載,又使得焊接過程容易控制,但對焊接效率有一定的影響。采用推絲方式時(shí),將送絲機(jī)構(gòu)安裝于焊接小車之外,減小了焊接小車的體積和重量,可以使用大功率的送絲機(jī)和直徑為1.2mm的大盤焊絲(重量約為20kg),從而提高焊接效率。然而,由于推絲時(shí)送絲機(jī)離焊槍較遠(yuǎn),兩者之間須有送絲軟管相連,當(dāng)焊絲被連續(xù)推送到焊槍嘴處時(shí),焊絲受到的摩擦阻力較大,而且,焊接過程中送絲軟管的彎曲度對送絲的平穩(wěn)程度有一定的影響,嚴(yán)重時(shí)造成送絲不暢,因此使用推絲時(shí)須充分考慮述因素。
4焊接工藝的選擇
目前,除采用手工焊接外,管道焊接較多的是采用埋弧自動(dòng)焊接工藝和氣體保護(hù)焊工藝。
埋弧自動(dòng)焊有焊縫成型好、焊接效率高、焊接成本低等特點(diǎn),對于管道施工而言,埋弧自動(dòng)焊可用于雙管聯(lián)焊,簡稱“二接一”,即焊槍固定在某一位置,管子轉(zhuǎn)動(dòng)。顯然長距離管道焊接時(shí)不可能讓管子轉(zhuǎn)動(dòng),因而“二接一”只能用于管子的預(yù)制。如果管道全位置自動(dòng)焊采用埋弧焊工藝,那么焊接裝置上必須配加焊劑的投放、承托與回收機(jī)構(gòu),使得焊接裝置的結(jié)構(gòu)變得較為復(fù)雜,給操作與裝拆帶來不便,而且增加了行走小車的負(fù)載,影響小車行走的平穩(wěn)性。埋弧焊一般采用粗焊絲、大電流的焊接方式,用于全位置自動(dòng)焊可能會(huì)由于熔敷率較高出現(xiàn)熔滴下垂、流動(dòng)等焊接缺陷,影響焊縫的成型與質(zhì)量,因此將埋弧焊應(yīng)用于管道全位置自動(dòng)焊接實(shí)現(xiàn)起來困難較大。
采用藥芯焊絲加氣體保護(hù)的焊接工藝,若是多遍成型,則每次焊縫表面清渣費(fèi)工費(fèi)時(shí);若是強(qiáng)迫成型,則須配加一個(gè)與焊槍一起運(yùn)動(dòng)的成型銅滑塊,并通入循環(huán)冷卻水,可以大大提高焊接效率,這樣一來不僅焊接裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而且重量增加。因?yàn)樗幮竞附z的價(jià)格較高,同時(shí)還要解決保護(hù)氣體的氣源,所以焊接成本較高。單一使用自保護(hù)焊絲,雖然節(jié)省了保護(hù)氣體,但存在清渣困難問題。
采用實(shí)芯焊絲加氣體保護(hù)的焊接工藝,若是多遍成型,則焊接過程可簡單分為打底、填充、蓋面三個(gè)階段,無須對焊縫表面進(jìn)行清理而直接進(jìn)行下一道工序,但焊接速度相對強(qiáng)迫成型而言慢一些。保護(hù)氣體一般為純二氧化碳?xì)怏w、二氧化碳和氬氣或二氧化碳和氧氣的混合氣體。二氧化碳和氬氣的混合氣體可以使得焊接時(shí)的電弧燃燒穩(wěn)定、飛濺較小,但在野外施工時(shí)氬氣氣源難尋、價(jià)格較高,從經(jīng)濟(jì)方面考慮,在焊接輸油管道時(shí),最好盡量使用純二氧化碳作為保護(hù)氣體。在有條件的地區(qū)施工,使用二氧化碳和氬氣作為保護(hù)氣體較為理想。
5控制方式
油污和油漆的清洗一直都是電力設(shè)備檢修要點(diǎn)之一。在油污和油漆的清洗的過程中,如果工作人員發(fā)現(xiàn)了電力設(shè)備上存在油污、油漆等,應(yīng)當(dāng)及時(shí)對其進(jìn)行處理,從而有效避免通往調(diào)節(jié)器的兩并聯(lián)線圈的電流不能隨發(fā)電機(jī)電壓的升高而增大。除此之外,在油污和油漆的清洗的過程中,如果電力設(shè)備上存在油污、油漆等則發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器之間存在一定電阻,使通往調(diào)節(jié)器的兩并聯(lián)線圈的電流不能隨發(fā)電機(jī)電壓的升高而增大,造成截流器白金觸點(diǎn)不能閉合和1Ω電阻燒毀而不充電。因此,油污和油漆的清洗就顯得極為重要了。
2電力檢修工作接地裝置自動(dòng)化技術(shù)
電力檢修工作接地裝置自動(dòng)化技術(shù)是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作,其主要內(nèi)容包括了優(yōu)化接地類型、發(fā)電機(jī)自動(dòng)化、更新自動(dòng)化設(shè)備、照明設(shè)備合理化。下文從幾個(gè)方面出發(fā),對電力檢修工作接地裝置自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行了分析。
2.1優(yōu)化接地類型
優(yōu)化接地類型是電力檢修工作接地裝置自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)和前提。在優(yōu)化接地類型的過程中工作人員為了更好地滿足電力系統(tǒng)或電氣設(shè)備的運(yùn)行要求可以將電力系統(tǒng)的某一點(diǎn)進(jìn)行接地,即所謂的工作接地,例如電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地就是非常典型的工作接地。除此之外,在優(yōu)化接地類型的過程中工作人員也可以采取相應(yīng)的防雷接地,這一接地方式的優(yōu)化主要是為了更好地防止雷電過電壓對人身或設(shè)備產(chǎn)生危害并且設(shè)置的過電壓保護(hù)設(shè)備的接地,例如避雷針、避雷器的接地就是典型的防雷接地。除此之外,在優(yōu)化接地類型的過程中工作人員還可以采取保護(hù)接地,從而能夠在防止電氣設(shè)備的絕緣損壞的同時(shí)促進(jìn)電力檢修工作接地裝置自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用水平的持續(xù)提升。
2.2發(fā)電機(jī)自動(dòng)化
發(fā)電機(jī)自動(dòng)化對于電力檢修工作接地裝置自動(dòng)化技術(shù)的重要性是不言而喻的。在發(fā)電機(jī)自動(dòng)化的過程中,工作人員應(yīng)當(dāng)注重將發(fā)電機(jī)電樞與磁場接線柱用導(dǎo)線短接起,來并且當(dāng)調(diào)節(jié)器出故障時(shí),工作人員可以將發(fā)電機(jī)電樞與磁場接線柱用導(dǎo)線短接起來,從而能夠更好地使其隔離調(diào)節(jié)器的調(diào)壓部分。除此之外,在發(fā)電機(jī)自動(dòng)化的過程中,工作人員還可以避免因發(fā)電機(jī)隨轉(zhuǎn)速提高電壓也大大提高,過電壓會(huì)使用電設(shè)備燒毀。另外,在發(fā)電機(jī)自動(dòng)化的過程中工作人員應(yīng)當(dāng)注重避免由于電流過大而燒毀觸點(diǎn)和激磁線圈,從而能夠促進(jìn)電力檢修工作接地裝置自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用效率的持續(xù)進(jìn)步。
2.3更新自動(dòng)化設(shè)備
更新自動(dòng)化設(shè)備是電力檢修工作接地裝置自動(dòng)化技術(shù)的核心內(nèi)容之一。在更新自動(dòng)化設(shè)備的過程中工作人員應(yīng)當(dāng)避免串聯(lián)使用兩只容量不同的蓄電池,從而有效避免減少電池的使用壽命。除此之外,在更新自動(dòng)化設(shè)備的過程中工作人員應(yīng)當(dāng)注重使用接地設(shè)備時(shí)必須將其與后燈同時(shí)接通,并且避免單獨(dú)的接通儀表燈,即通過更新自動(dòng)化設(shè)備來促進(jìn)電力接地裝置的有效功率得到持續(xù)的提升,最終能夠在此基礎(chǔ)上促進(jìn)電力檢修工作接地裝置自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用可靠性的不斷進(jìn)步。
2.4照明設(shè)備合理化
照明設(shè)備合理化是電力檢修工作接地裝置自動(dòng)化技術(shù)的重中之重。在照明設(shè)備合理化的過程中工作人員應(yīng)當(dāng)有效避免儀表燈被燒毀問題的出現(xiàn)。除此之外,在照明設(shè)備合理化的過程中,工作人員在不用照明設(shè)備時(shí)應(yīng)當(dāng)注意使其停止運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣可避免發(fā)電機(jī)軸承無意義磨損,并減小發(fā)動(dòng)機(jī)功率消耗。另外,在照明設(shè)備合理化的過程中工作人員應(yīng)當(dāng)考慮到重復(fù)接地問題的出現(xiàn)。在低壓配電系統(tǒng)的tn-c系統(tǒng)中,為防止因中性線故障而失去接地保護(hù)作用,造成電擊危險(xiǎn)和損壞設(shè)備,從而能夠在此基礎(chǔ)上促進(jìn)電力檢修工作接地裝置自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用合理性的持續(xù)進(jìn)步。
3結(jié)語
1.能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
教師在課程教學(xué)中可利用幻燈、投影、錄音、錄像、電視、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件(CAI)等現(xiàn)代教育技術(shù),把運(yùn)動(dòng)生理學(xué)中復(fù)雜、抽象和動(dòng)態(tài)的人體微觀環(huán)境直觀展示出來,比傳統(tǒng)的板書填鴨式教學(xué)形象生動(dòng)、通俗易懂,從而更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)效果。
2.能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新熱情
教師在上課過程中,根據(jù)教學(xué)大綱要求結(jié)合實(shí)際操作,可充分運(yùn)用各種教具和多媒體等教學(xué)手段進(jìn)行模擬演示,并且給學(xué)生提供動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)。在這過程中學(xué)生可以通過自己的成果,最終得到同學(xué)們的承認(rèn),能夠增強(qiáng)學(xué)生新奇感,從而誘發(fā)學(xué)生探索的欲望,有利于開拓思路,強(qiáng)化想象思維,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新熱情。
3.能激發(fā)教師教學(xué)模式改革熱情
隨著現(xiàn)代教育技術(shù)在高校體育教學(xué)中的使用,越來越多的體育教師借助多媒體教學(xué),從而擺脫了傳統(tǒng)教學(xué)“黑板粉筆”的限制。越來越多的視頻、動(dòng)畫、圖像、聲音等媒介,應(yīng)用于教學(xué)過程中,激發(fā)了教師進(jìn)行課程及教學(xué)模式改革的熱情。
二、現(xiàn)代教育技術(shù)在運(yùn)動(dòng)生理學(xué)教學(xué)中的具體應(yīng)用
1.抽象變形象
運(yùn)動(dòng)生理學(xué)中有許多抽象的知識,用一般方式無法驗(yàn)證或顯示,因此這類知識學(xué)生很難理解和掌握。如果利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)可以模擬,將其高度抽象化的內(nèi)容具體化,那么學(xué)生理解和掌握這類知識容易得多,并且圖文并茂,動(dòng)畫生動(dòng)逼真,便于學(xué)生記憶,大大提高學(xué)生了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
2.微觀變宏觀
許多運(yùn)動(dòng)生理學(xué)內(nèi)容是顯微鏡觀察的結(jié)構(gòu),由于受器材、儀器的限制,教學(xué)方式很不方便,影響教學(xué)效果。目前許多院校將只能一人觀察的顯微組織顯示在屏幕上,極大方便了教師授課和學(xué)生的學(xué)習(xí)。
3.復(fù)雜變簡單
運(yùn)動(dòng)生理學(xué)中一些現(xiàn)象發(fā)生過程復(fù)雜,或者發(fā)生在極其短暫的一瞬間,或者需要幾十小時(shí)、幾天甚至幾年才能完成物質(zhì)變化過程。對這類知識學(xué)生難以消化,而利用現(xiàn)代教育技術(shù)則可以輕松地把復(fù)雜知識變簡單。在幾分鐘內(nèi)就可以用計(jì)算機(jī)動(dòng)畫模擬技術(shù)再現(xiàn),實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量的教學(xué)過程。
三、總結(jié)
1前言
移動(dòng)通信業(yè)務(wù)之所以發(fā)展迅猛主要是其滿足了人們在任何時(shí)間。任何地點(diǎn)與任何個(gè)人進(jìn)行通信的愿望。移動(dòng)通信是實(shí)現(xiàn)未來理想的個(gè)人通信服務(wù)的必由之路。在信息支撐技術(shù)、市場競爭和需求的共同作用下,移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展更是突飛猛進(jìn),呈現(xiàn)出以下幾大趨勢:網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化、分組化,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)寬帶化,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能化,更高的頻段,更有效利用頻率,各種網(wǎng)絡(luò)趨于融合。了解、掌握這些趨勢對移動(dòng)通信運(yùn)營商和設(shè)備制造商均具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化、分組化
2.1無線數(shù)據(jù)——生機(jī)無限當(dāng)前移動(dòng)數(shù)據(jù)通信發(fā)展迅速,被認(rèn)為是移動(dòng)通信發(fā)展的一個(gè)主要方向。近年來出現(xiàn)的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信主要有兩種,一種是電路交換型的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),如TACS、AMPS和GSM中的承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及GSM系統(tǒng)的HSCSD;另外一種是分組交換型的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),如摩托羅拉的DataTAC、愛立信的Mobitex和GSM系統(tǒng)的GPRS。
目前,無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)只占GSM網(wǎng)絡(luò)全部業(yè)務(wù)量中的很小一部分,但是在未來的兩年中這種狀況將開始扭轉(zhuǎn),并大大改變。1999年以后,隨著HSCSD、GPRS等新的高速數(shù)據(jù)解決方案顯露崢嶸,并成為數(shù)據(jù)應(yīng)用的新焦點(diǎn),無線數(shù)據(jù)將成為運(yùn)營商經(jīng)營計(jì)劃中越來越重要的部分,它預(yù)示著未來大量的商業(yè)機(jī)遇。
(1)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)市場
無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的主要驅(qū)動(dòng)力在于用戶的應(yīng)用。話音是單一的、易于被大眾所接受的業(yè)務(wù),然而無線數(shù)據(jù)則不同,無線數(shù)據(jù)最初的應(yīng)用重點(diǎn)放在運(yùn)輸管理這樣的專業(yè)市場。近期無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的目標(biāo)市場是銷售人員或現(xiàn)場工程師這樣的用戶群。從這些先發(fā)目標(biāo)的應(yīng)用中積累無線數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn),并從中受益。
在過去的十年里,傳統(tǒng)的生活方式已經(jīng)在迅速改變,人們更經(jīng)常性地移動(dòng),職業(yè)和個(gè)人生活之間的分界變得模糊,人們需要不分時(shí)間、地點(diǎn)訪問很重要的信息。發(fā)生在用戶身上的這種生活方式的改變將成為驅(qū)動(dòng)無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的重要因素。
(2)因特網(wǎng)的影響
和通信的其他領(lǐng)域一樣,無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的一個(gè)最重要的驅(qū)動(dòng)力來自Internet。根據(jù)最近的研究,未來兩年歐洲的因特網(wǎng)用戶數(shù)量將翻一番。在我國,因特網(wǎng)用戶的年增長率將高達(dá)300%,顯然用戶在運(yùn)動(dòng)中接入因特網(wǎng)的需求將會(huì)增長。
為了滿足接入因特網(wǎng)的需求,一個(gè)全球性的開放協(xié)議——無線應(yīng)用協(xié)議(WAP)應(yīng)運(yùn)而生。WAP為將Internet的信息內(nèi)容以及增值業(yè)務(wù)傳送到移動(dòng)終端提供了一種開放的通用標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)了IP與GSM網(wǎng)絡(luò)的橋接,是一個(gè)為廠商提供加速市場增長、避免網(wǎng)絡(luò)割接、保護(hù)運(yùn)營商投資的標(biāo)準(zhǔn),WAP確保任何與WAP兼容的GSM手機(jī)都能工作。
(3)數(shù)據(jù)速率的發(fā)展
GSM承載業(yè)務(wù)所提供的GSM數(shù)據(jù)速率最高只能達(dá)到9.6kbit/s。國際上1998年引入的高速電路交換數(shù)據(jù)(HSCSD)技術(shù)將實(shí)現(xiàn)57kbit/s的數(shù)據(jù)速率,對要求連續(xù)比特率和傳輸時(shí)延小的應(yīng)用是理想的,如會(huì)議電視、電子郵件、遠(yuǎn)程接入企業(yè)的局域網(wǎng)和無線圖像。1999年商用化的GPRS是第一個(gè)GSM分組數(shù)據(jù)應(yīng)用,將實(shí)現(xiàn)超過100kbit/s的數(shù)據(jù)速率。對較短的“突發(fā)”類型業(yè)務(wù)是理想的,如信用卡認(rèn)證、遠(yuǎn)程測量和遠(yuǎn)程事務(wù)處理。EDGE(增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率GSM改進(jìn)模式)使用修改過的GSM調(diào)制方式來實(shí)現(xiàn)超過300kbit/s的數(shù)據(jù)速率。EDGE會(huì)讓GSM運(yùn)營商特別受益,他們不但可以贏得第三代移動(dòng)通信的經(jīng)營執(zhí)照,還可以提供有競爭力的寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
2.2個(gè)人多媒體通信——網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的方向
對隨時(shí)隨地話音通信的追求使早期移動(dòng)通信走向成功。移動(dòng)通信的商業(yè)價(jià)值和用戶市場得到了證明,全球移動(dòng)市場以超凡的速度增長。移動(dòng)通信演進(jìn)的下一階段是向無線數(shù)據(jù)乃至個(gè)人移動(dòng)多媒體轉(zhuǎn)移,這一進(jìn)展已經(jīng)開始,并將成為未來重要的增長點(diǎn)。個(gè)人移動(dòng)多媒體將根據(jù)地點(diǎn)為人們提供無法想像的、完善的個(gè)人業(yè)務(wù)和無線信息,將對人們工作和生活的各個(gè)方面產(chǎn)生影響。在個(gè)人多媒體世界里,話音郵件和電子郵件被傳送到移動(dòng)多媒體信箱中;短信將成為帶有照片和視頻內(nèi)容的電子明信片;話音呼叫將與實(shí)時(shí)圖像相結(jié)合,產(chǎn)生大量的可視移動(dòng)電話,還將實(shí)現(xiàn)移動(dòng)因特網(wǎng)和萬維網(wǎng)瀏覽。像無線會(huì)議電視這樣的應(yīng)用將隨處可見,電子商務(wù)將蓬勃開展。對于運(yùn)動(dòng)中的用戶還有隨時(shí)隨地的各種信箱和娛樂服務(wù)。
3網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的寬帶化
在電信業(yè)歷史上,移動(dòng)通信可能是技術(shù)和市場發(fā)展最快的領(lǐng)域。業(yè)務(wù)、技術(shù)、市場三者之間是一種互動(dòng)的關(guān)系,伴隨著用戶對數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)需求的增加,網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)向數(shù)據(jù)化、分組化發(fā)展,移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)必然走向?qū)拵Щ?/p>
通過使用電話交換技術(shù)和蜂窩無線電技術(shù),70年代末誕生了第一代模擬移動(dòng)電話。AMPS(北美蜂窩系統(tǒng))、NMT(北歐移動(dòng)電話)和TACS(全向通信系統(tǒng))是三種主要的窄帶模擬標(biāo)準(zhǔn)。第一代無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一大成就就是去掉了將電話連接到網(wǎng)絡(luò)的用戶線。用戶第一次能夠在他們所在的任何地方無線接收和撥打電話。
第二代系統(tǒng)引入了數(shù)字無線電技術(shù),它提供更高的網(wǎng)絡(luò)容量,改善了話音質(zhì)量和保密性,并為用戶引入了無縫的國際漫游。今天世界市場的第二代數(shù)字無線標(biāo)準(zhǔn),包括GSM、MMPS、PDC(日本數(shù)字蜂窩系統(tǒng))和IS95CDMA等,均仍為窄帶系統(tǒng)。
第三代移動(dòng)系統(tǒng),即IMT-2000,是一種真正的寬帶多媒體系統(tǒng),它能夠提供高質(zhì)量寬帶綜合業(yè)務(wù)并實(shí)現(xiàn)全球無縫覆蓋。2000年以后,窄帶移動(dòng)電話業(yè)務(wù)需求將依然很大,但隨著Internet等高速數(shù)據(jù)通信及多媒體通信需求的驅(qū)動(dòng),寬帶多媒體綜合業(yè)務(wù)將逐步增長,而且就未來信息高速公路建設(shè)的無縫覆蓋而言,寬帶移動(dòng)通信作為整個(gè)移動(dòng)市場份額的子集將顯得愈來愈重要。
第三代系統(tǒng)預(yù)計(jì)在2002年投入商用。
從第二代到第三代系統(tǒng)的變化并不像從第一代模擬網(wǎng)絡(luò)到第二代數(shù)字網(wǎng)絡(luò)那樣存在重大的技術(shù)變遷。從目前的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢來講,第二代系統(tǒng)將逐步子滑過渡到第三代系統(tǒng),在此演進(jìn)過程中,移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)所能實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)速率逐步升級:GSM承載業(yè)務(wù)所能提供的數(shù)據(jù)速率為9.6kbit/s,1998年商用的HSCSD技術(shù)實(shí)現(xiàn)了57kbit/s的數(shù)據(jù)速率,1999年引入的GPRS將實(shí)現(xiàn)超過100kbit/s的數(shù)據(jù)速率,將在2000年引入的EDGE技術(shù)可實(shí)現(xiàn)超過300kbit/s的數(shù)據(jù)速率。2001年后投入商用的第三代系統(tǒng)將能夠在廣域網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)384kbit/s的數(shù)據(jù)速率,在辦公室和家中還可以達(dá)到2Mbit/s。
4網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能化
移動(dòng)通信需求的不斷增長以及新技術(shù)在移動(dòng)通信中的廣泛應(yīng)用,促使移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)得到了迅速發(fā)展。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)由單純地傳遞和交換信息,逐步向存儲(chǔ)和處理信息的智能化發(fā)展,移動(dòng)智能網(wǎng)由此而生。移動(dòng)智能網(wǎng)是在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中引人智能網(wǎng)功能實(shí)體,以完成對移動(dòng)呼叫的智能控制的一種網(wǎng)絡(luò),是一種開放性的智能平臺(tái),它使電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者能夠方便、快速、經(jīng)濟(jì)、有效地提供客戶所需的各類電信新業(yè)務(wù),使客戶對網(wǎng)絡(luò)有更強(qiáng)的控制功能,能夠方便靈活地獲取所需的信息。移動(dòng)智能網(wǎng)通過把交換與業(yè)務(wù)分離,建立集中的業(yè)務(wù)控制點(diǎn)和數(shù)據(jù)庫,進(jìn)而進(jìn)一步建立集中的業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)和業(yè)務(wù)生成環(huán)境來達(dá)到上述目標(biāo)。通過智能網(wǎng),運(yùn)營公司可以最優(yōu)地利用其網(wǎng)絡(luò),加快新業(yè)務(wù)的生成;可以根據(jù)客戶的需要來設(shè)計(jì)業(yè)務(wù),向其他業(yè)務(wù)提供者開放網(wǎng)絡(luò),增加收益。
關(guān)于移動(dòng)智能網(wǎng)的研究,早在1995年就已開始,剛開始并沒有具體的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議出現(xiàn),各廠商各自制定了自己的標(biāo)準(zhǔn),并且據(jù)此進(jìn)行了不少的研究工作,如Alcatel、Nortel、Ericsson等都先后推出了自己的初期產(chǎn)品。這些工作為最終移動(dòng)智能網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的形成積累了經(jīng)驗(yàn)。
1997年末,美國蜂窩電信工業(yè)協(xié)會(huì)(CTIA)制定了移動(dòng)智能網(wǎng)的第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議——IS-41D協(xié)議。1998年1月,歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)研究所(ETSI)在GSMphase2+階段引入了CAMEL協(xié)議(移動(dòng)通信高級邏輯的客戶化應(yīng)用程序),當(dāng)時(shí)的版本是Phase1。1998年4月,ITU-T在新推出的智能網(wǎng)能力集一2標(biāo)準(zhǔn)中描述了移動(dòng)接入的功能實(shí)體,稱為CAMELphase2標(biāo)準(zhǔn)。
伴隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)向第三代系統(tǒng)的演進(jìn),網(wǎng)絡(luò)的智能化程度也在不斷地提升。智能網(wǎng)及其智能業(yè)務(wù)是構(gòu)成未來個(gè)人通信的基本條件。
5更高的頻段
從第一代的模擬移動(dòng)電話,到第二代的數(shù)字移動(dòng)網(wǎng)絡(luò),再到將來的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)使用的無線頻段遵循一種由低到高的發(fā)展趨勢。1981年誕生的第一個(gè)具有國際漫游功能的模擬系統(tǒng)NMT的使用頻段為450MHz,1986年NMT變遷到900MHz頻段。我國目前的模擬TACS系統(tǒng)的使用頻段也為900MHz。在第二代網(wǎng)絡(luò)中,GSM系統(tǒng)的開始使用頻段為900MHz,IS-95CDMA系統(tǒng)為800MHz。為了從根本上提高GSM系統(tǒng)的容量,1997年出現(xiàn)了1800MHz系統(tǒng),GSM900/1800雙頻網(wǎng)絡(luò)迅速普及。2002年將投入商用的第三代系統(tǒng)IMT-2000則定位在2GHz頻段。
6更有效利用頻率
無線電頻率是一種寶貴資源。隨著移動(dòng)通信的飛速發(fā)展,頻譜資源有限和移動(dòng)用戶急劇增加的矛盾越來越尖銳,出現(xiàn)了“頻率嚴(yán)重短缺”的現(xiàn)象。解決頻率擁擠問題的出路是采用各種頻率有效利用技術(shù)和開發(fā)新頻段。
模擬制的早期蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)采用頻分多址方式,主要通過多信道共用、頻率復(fù)用和波道窄帶化等技術(shù)實(shí)現(xiàn)頻率的有效利用。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展,模擬系統(tǒng)已遠(yuǎn)不能滿足用戶發(fā)展的需求。數(shù)字移動(dòng)通信比模擬移動(dòng)通信具有更大的容量。同樣的頻分多址技術(shù),數(shù)字系統(tǒng)要求的載干比較小,因而頻率復(fù)用距離可以小一些,系統(tǒng)的容量可以大一些。而且,數(shù)字移動(dòng)通信還可采用時(shí)分多址或碼分多址技術(shù),它比模擬的頻分多址制在系統(tǒng)容量上大4-20倍。
GSM作為最具代表性和最為成熟的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng),其發(fā)展歷程就是一部頻率有效利用技術(shù)的演進(jìn)史。GSM采用時(shí)分多址制式,其對頻率的有效利用主要是通過頻率復(fù)用技術(shù)的不斷升級實(shí)現(xiàn)的。從傳統(tǒng)的4×3方式,到3×3、1×3、MRP、2×6等新的復(fù)用技術(shù),頻率復(fù)用的密集度逐步提升,頻譜效率快速提高,GSM系統(tǒng)的容量得到逐步釋放。1995年開始投入商用的IS-95CDMA(窄帶)系統(tǒng),以無線技術(shù)的先進(jìn)性和大容量等特點(diǎn)著稱。它以擴(kuò)頻技術(shù)為基礎(chǔ),不同用戶的信號靠不同的編碼序列來區(qū)分,如果從頻域或時(shí)域來觀察,多個(gè)CDMA信號是相互重疊的,故理論上CDMA系統(tǒng)的頻譜利用率比GSM系統(tǒng)更高,網(wǎng)絡(luò)容量更大。同時(shí)CDMA系統(tǒng)具有一定的過載能力,即系統(tǒng)具備軟容量。作為未來第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)主流無線接入技術(shù)的WCDMA(寬帶碼分多址)能夠更高效地利用無線電頻率。它利用分層小區(qū)結(jié)構(gòu)、自適應(yīng)天線陣和相干解調(diào)(雙向)等技術(shù),網(wǎng)絡(luò)容量可得到大幅提高,可以更好地滿足未來移動(dòng)通信的發(fā)展要求。
7網(wǎng)絡(luò)趨于融合,走向統(tǒng)一
7.1第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
第三代系統(tǒng)的主要目標(biāo)是將包括衛(wèi)星在內(nèi)的所有網(wǎng)絡(luò)融合為可以替代眾多網(wǎng)絡(luò)功能的統(tǒng)一系統(tǒng),它能夠提供寬帶業(yè)務(wù)并實(shí)現(xiàn)全球無縫覆蓋。為了保護(hù)運(yùn)營公司在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)施上的投資,第二代系統(tǒng)向第三代系統(tǒng)的演進(jìn)遵循平滑過渡的原則,現(xiàn)有的GSM、D-AMPSIS-136等第二代系統(tǒng)均將演變成為第三代系統(tǒng)的核心網(wǎng)絡(luò),從而形成一個(gè)核心網(wǎng)家族,核心網(wǎng)家族的不同成員之間通過NNI接口聯(lián)結(jié)起來,成為一個(gè)整體,從而實(shí)現(xiàn)全球漫游。在核心網(wǎng)絡(luò)家族的,形成一個(gè)龐大的無線接入家族,現(xiàn)有的幾乎所有的無線接入技術(shù)以及WCDMA等第三代無線接入技術(shù)均將成為其成員。
1.1提高效率
我國總體用電量隨著居民生活水平的提高,呈現(xiàn)日益上升趨勢。根據(jù)近幾年的發(fā)電效率而言,發(fā)電量明顯無法滿足居民用電量,特別是夏天分時(shí)段的供電,嚴(yán)重影響了居民的正常生活。隨著家用電器的增加,居民用電量也日益攀升,電力廠相應(yīng)的發(fā)電要求也隨之提高。傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)存在的問題,嚴(yán)重影響發(fā)電量和發(fā)電效益的提高,致使居民用電要求無法得到滿足。而電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中的應(yīng)用,有效提高了發(fā)電效率,解決了這一問題[2]。電氣自動(dòng)化技術(shù)通過收集有用數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,制定出具體可行的實(shí)施方案,在運(yùn)行時(shí)間的強(qiáng)度方面做好有效規(guī)劃,在滿足居民用電的同時(shí),減少發(fā)電過程中產(chǎn)生的資源浪費(fèi)。
1.2降低成本
煤和石油是傳統(tǒng)的發(fā)電材料,發(fā)電技術(shù)落后,很難完成發(fā)電強(qiáng)度的準(zhǔn)確分析,對發(fā)電量的控制也存在問題,容易出現(xiàn)發(fā)電過多或不足現(xiàn)象。另外,由于人工操作的原因,也存在資源燃燒不充分所造成的浪費(fèi)問題。而電氣自動(dòng)化技術(shù)可以使用計(jì)算機(jī)軟件,準(zhǔn)確算出資源充分燃燒所需的時(shí)間,大大提高資源的使用效率。在火力發(fā)電中使用電氣自動(dòng)化技術(shù),既能提高發(fā)電廠的發(fā)電效率,也能滿足居民在用電量方面的需求。在降低發(fā)電成本的同時(shí),更好地實(shí)現(xiàn)了電量供應(yīng)目標(biāo)。
1.3優(yōu)化配置
合理分配資源是火力發(fā)電過程中的重要內(nèi)容,需要重點(diǎn)注意。發(fā)電廠內(nèi)設(shè)備比較多,為達(dá)到供電要求,通常需要長時(shí)間的同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。而發(fā)電設(shè)備作為機(jī)械,有一定的運(yùn)作限度,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間過長或進(jìn)行超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),都會(huì)影響設(shè)備的運(yùn)作效率,嚴(yán)重情況下會(huì)損壞設(shè)備。而電氣自動(dòng)化技術(shù)可以準(zhǔn)確計(jì)算出設(shè)備所需運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間,在出現(xiàn)超負(fù)荷情況下可自動(dòng)停止,待設(shè)備冷卻后再進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。因此,發(fā)電設(shè)備在電氣自動(dòng)化技術(shù)下可以進(jìn)行輪流休養(yǎng),設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率得到提升,使用年限也得到有效保障。另外,電氣自動(dòng)化技術(shù)可以對設(shè)備故障進(jìn)行報(bào)警,及時(shí)提醒管理人員發(fā)現(xiàn)并解決問題。以往數(shù)據(jù)的輸入可以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的人工模擬操作,最大程度提高設(shè)備的使用效率。
2應(yīng)用現(xiàn)狀
在設(shè)備保護(hù)方面的應(yīng)用。電氣自動(dòng)化技術(shù)在設(shè)備保護(hù)方面的應(yīng)用包括聯(lián)鎖保護(hù)、裝置保護(hù)、繼電保護(hù)和防雷保護(hù)。電氣自動(dòng)化技術(shù)在設(shè)備出現(xiàn)異常情況時(shí),會(huì)及時(shí)關(guān)閉閘門,使故障設(shè)備停止生產(chǎn)運(yùn)行,對設(shè)備進(jìn)行有效的聯(lián)鎖保護(hù)。電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠協(xié)調(diào)搭配火力發(fā)電廠中的危機(jī)保安器、安全門等保護(hù)裝置,在排除外因干擾的前提下,完成電氣操作運(yùn)行指令。繼電保護(hù)是通過連接計(jì)算機(jī)和繼電器,構(gòu)建自動(dòng)化的控制模式,實(shí)現(xiàn)繼電器在火力發(fā)電廠運(yùn)行過程中的有效調(diào)控。電氣自動(dòng)化技術(shù)對電力設(shè)備的保護(hù)控制,通過使用防雷器,減少雷擊對電機(jī)設(shè)備產(chǎn)生的干擾。在常規(guī)控制方面的應(yīng)用。電氣自動(dòng)化技術(shù)在常規(guī)控制方面的應(yīng)用有集中控制、就地控制、自動(dòng)控制和故障控制。在集中控制中,電氣自動(dòng)化技術(shù)有效組合了發(fā)電機(jī)組、爐鍋和汽輪機(jī),實(shí)現(xiàn)了控制操作的集中化,設(shè)備運(yùn)行效率得到明顯提高。就地控制是針對規(guī)模相對比較小的火力發(fā)電廠采用的控制方式,通過連接重要設(shè)備及裝置,實(shí)現(xiàn)設(shè)備的整體運(yùn)行[3]。自動(dòng)控制即自動(dòng)化的電能生產(chǎn),在減少設(shè)備運(yùn)行錯(cuò)誤的同時(shí),電能生產(chǎn)的難度也相應(yīng)降低,電能產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)效益也得到提高。在故障控制中,技術(shù)人員只需通過計(jì)算機(jī)監(jiān)控運(yùn)行設(shè)備,可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障并解決。對于比較小的設(shè)備故障,系統(tǒng)可根據(jù)操作指令自動(dòng)進(jìn)行處理。
3系統(tǒng)配置
3.1I/O監(jiān)控
I/O監(jiān)控是一種集中監(jiān)控方式,設(shè)備中電器的所有饋線都需要設(shè)置對應(yīng)的I/O接口,通過電纜連接各個(gè)I/O通道,設(shè)備在進(jìn)行A/D處理后進(jìn)入DCS狀態(tài),由此使整個(gè)發(fā)電工廠的設(shè)備處于DCS的監(jiān)控之下。I/O監(jiān)控在運(yùn)行過程中,方便進(jìn)行維護(hù),問題發(fā)現(xiàn)和解決速度快,優(yōu)勢明顯。相對比較低的監(jiān)控防護(hù)等級,降低了DCS的造價(jià),也有效降低了發(fā)電所需的成本。而I/O監(jiān)控所涉及范圍包括所有電氣設(shè)備,工程量大且比較復(fù)雜。電氣設(shè)備的增加,無疑會(huì)加大監(jiān)控范圍,致使監(jiān)控運(yùn)行壓力增加。監(jiān)控范圍以及空間跨度的擴(kuò)大,也相應(yīng)增加了電纜的距離,DCS的可靠性受到一定程度的干擾。
3.2遠(yuǎn)程智能I/O控制
遠(yuǎn)程智能I/O控制,作為一種監(jiān)控技術(shù),在生產(chǎn)中的應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛。遠(yuǎn)程智能I/O控制的采用,相對減少了人力資源的使用,操作人員可在遠(yuǎn)程接觸中實(shí)現(xiàn)對電氣設(shè)備的智能控制,有效緩解了操作人員的工作壓力,降低了工作強(qiáng)度?;鹆Πl(fā)電過程中,I/O信號通過電纜連接加采集柜,利用光纖或者雙絞線實(shí)現(xiàn)加采集柜與DCS控制器的連接,從而進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。遠(yuǎn)程智能I/O控制不需要操作人員進(jìn)行近距離接觸,在電纜鋪設(shè)方面節(jié)省了部分安裝費(fèi)用。另外,I/O控制可以自動(dòng)對所收集數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查、處理和校正。而在電量變送器、卡件和模擬量卡件方面,I/O控制也無法減少。
3.3總線控制
總線控制技術(shù)在電氣設(shè)備上的應(yīng)用,通常需要利用3G技術(shù)來實(shí)現(xiàn),通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)三者的配合和促進(jìn),是信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在設(shè)備控制領(lǐng)域有效發(fā)展的重要基礎(chǔ)。總線控制技術(shù)通過避開DCS控制站中的輸入、輸出單元,改變了傳統(tǒng)DCS控制中的集中和分散相結(jié)合控制體系。傳統(tǒng)集散結(jié)合的控制模式,在部分電氣設(shè)備的管理上是統(tǒng)一進(jìn)行的,缺乏針對性和及時(shí)性。而總線控制技術(shù),有效解決了這一問題,對電氣設(shè)備進(jìn)行高度的分散管理和分散控制。
4創(chuàng)新手段
4.1單元爐機(jī)組的統(tǒng)一
電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電應(yīng)用中的創(chuàng)新,需要實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠電、機(jī)、爐的一體化,形成單元制的監(jiān)控運(yùn)行方式?;鹆Πl(fā)電廠中的DCS控制可通過這種監(jiān)控方式,分析和總結(jié)火電機(jī)組整體的運(yùn)行參數(shù)以及狀態(tài)信息,發(fā)掘火電機(jī)組的最大潛力,其自身獨(dú)具的控制功能在得到發(fā)揮的同時(shí),也在一定程度上縮小了控制范圍,對監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的簡化,有效降低了造價(jià)成本[4]。另外,在采集火力發(fā)電中有關(guān)電廠信息管理系統(tǒng)的信息方面,統(tǒng)一單元爐機(jī)組有重要的促進(jìn)作用,實(shí)現(xiàn)了火電電網(wǎng)運(yùn)行管理的統(tǒng)一和加強(qiáng),中調(diào)AGC的相關(guān)要求和指令也逐一完成,電網(wǎng)工作效率提高,整個(gè)運(yùn)行處于最佳、最經(jīng)濟(jì)狀態(tài)。單元爐機(jī)組的統(tǒng)一,有效提高了火電機(jī)組的自動(dòng)化水平,其監(jiān)控水平也得到相應(yīng)提升。
4.2控制保護(hù)手段的創(chuàng)新
在傳統(tǒng)火力發(fā)電中,系統(tǒng)控制方式是報(bào)警,聯(lián)鎖是其采用的保護(hù)手段,而這種控制保護(hù)手段,僅僅適用于帶有波動(dòng)性的超限報(bào)警和聯(lián)鎖跳機(jī)。電氣自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用,通過計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)控制和保護(hù)目的,在檢測電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)營、診斷出現(xiàn)故障的過程中,火電設(shè)備系統(tǒng)的隱患能夠提前被發(fā)現(xiàn),控制保護(hù)策略也可以及時(shí)進(jìn)行改善,如主動(dòng)性的控制和保護(hù)措施的采用,可以自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)故障的控制范圍,實(shí)現(xiàn)有效的防范,從而保證電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。此外,控制保護(hù)手段的創(chuàng)新,也使電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在設(shè)備維護(hù)上處于主動(dòng)防患狀態(tài),設(shè)備出現(xiàn)的故障能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。
4.3電氣的全通信控制
就目前情況來看,電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在火力發(fā)電中的應(yīng)用,還無法達(dá)到DCS控制系統(tǒng)的要求,在DCS控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的電氣全通信控制方式也無法得到滿足。通信的速度以及系統(tǒng)的可靠性都需要有一定的提升,而DCS控制系統(tǒng)與電氣自動(dòng)化系統(tǒng)之間所存留的部分硬接線,也是需要解決的問題[5]。電氣全通信控制模式的形成,需要解決好熱工工藝連鎖方面的問題,在實(shí)際應(yīng)用上提高電氣后臺(tái)系統(tǒng)的水平,對于初期階段的基礎(chǔ)運(yùn)轉(zhuǎn)監(jiān)控功能,還需要不斷豐富,在實(shí)際操作過程中,提高電氣自動(dòng)化系統(tǒng)控制的邏輯性,在控制水平、運(yùn)行管理水平以及自動(dòng)化水平方面不斷提升。
4.4通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建
在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)成功生產(chǎn)運(yùn)營過程中,通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建有重要的推動(dòng)作用。電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電中的創(chuàng)新應(yīng)用,需要選擇合適的網(wǎng)絡(luò)通訊產(chǎn)品,能夠在擴(kuò)展自動(dòng)化辦公環(huán)境的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)元件甚至電氣自動(dòng)化系統(tǒng)整體范圍內(nèi)的使用,以電廠管理層為基礎(chǔ),發(fā)揮對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控功能,保證計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、管理系統(tǒng)以及控制設(shè)備之間信息傳輸?shù)臅惩ㄐ?實(shí)現(xiàn)整體集中運(yùn)行的自動(dòng)化。
5結(jié)語
論文摘要:隨著我國電子信息和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,電力企業(yè)得到了很大的改善,遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù)對于供電企業(yè)提高用電營銷管理水平、增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和獲得較大的社會(huì)效益意義重大。本文介紹了遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù)在電力企業(yè)中的應(yīng)用情況,分析和指出了遠(yuǎn)程自動(dòng)抄技術(shù)在營銷工作中需要注意的問題及改進(jìn)措施。
1 遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)現(xiàn)狀
遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)運(yùn)用電量采集設(shè)備和應(yīng)用軟件系統(tǒng),建立了相應(yīng)的電能表檔案,實(shí)現(xiàn)對采集電量的分析處理,可監(jiān)測計(jì)算母線電量平衡,及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題,現(xiàn)了對變電站出口計(jì)量客戶的自動(dòng)抄表.與營銷信息系統(tǒng)連接進(jìn)行電費(fèi)計(jì)算,對高耗能客戶“五天一抄表、五天一結(jié)算”。
目前,系統(tǒng)根據(jù)具體情況分別通過光纜、公用電話網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)3種方式進(jìn)行通信,可實(shí)現(xiàn)主叫與被叫。用于與采集設(shè)備進(jìn)行通信的通信控制軟件,可監(jiān)測采集器及相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行。支持本地、網(wǎng)絡(luò)多路徑存放數(shù)據(jù)文件,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全、可靠。
在應(yīng)用的過程中,受客觀條件限制,還存在著一些影響或限制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的問題:
1.1 防火墻等網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)尚未與系統(tǒng)結(jié)合應(yīng)用,系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性還存在隱患。
1.2 采集終端還不能完全統(tǒng)一,仍存在機(jī)械表或機(jī)電一體式電能表,對數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性有一定影響。
1.3 數(shù)據(jù)規(guī)約管理還存在差異。部分變電站建成的遠(yuǎn)程采集電能表或采集設(shè)備不符合當(dāng)前應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)規(guī)約,使得數(shù)據(jù)傳輸通信受到限制。
1.4 采集系統(tǒng)覆蓋面還不夠,一部分大客戶、配變還未完全納入遠(yuǎn)抄范圍,使得線損計(jì)算、電量綜合統(tǒng)計(jì)分析等管理只局限于變電站層面。
2 遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)規(guī)劃
2.1 完善變電站遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)
2.1.1 針對新增變電站提出遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)建設(shè)要求,選用數(shù)據(jù)規(guī)約相符的多功能電能表,選用原有設(shè)備廠商提供的新型采集設(shè)備,統(tǒng)一納入現(xiàn)有遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)管理。
2.1.2 對變電站各級關(guān)口電能表擬定分批更換為全電子式多功能電能表的工作計(jì)劃,爭取資金,對三相三線制計(jì)量方式進(jìn)行三相四線制改造,在從互感器、電能表上提高計(jì)量精度的同時(shí),將電能表分批更換為多功能電能表,以適應(yīng)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的技術(shù)要求。
2.1.3 在相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)連接的關(guān)口設(shè)置防火墻,防止因系統(tǒng)連接外網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)之間連接使系統(tǒng)數(shù)據(jù)受到病毒侵入等安全威脅。
2.2 新建大用戶和配電變臺(tái)自動(dòng)抄表系統(tǒng)
基于大用戶和配電變臺(tái)計(jì)量點(diǎn)較分散的特點(diǎn),難以做到給每個(gè)分散的地點(diǎn)都安裝固定電話或移動(dòng)卡,根據(jù)當(dāng)前遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù)發(fā)展形勢,計(jì)劃采用適合配電變壓器數(shù)據(jù)采集的新技術(shù)。有選擇地在每個(gè)半徑500~3000m的區(qū)域內(nèi),使用1臺(tái)高性能的智能電表數(shù)據(jù)采集器,自動(dòng)抄收區(qū)域內(nèi)的多塊配變電表數(shù)據(jù)。用微波通信無線抄表器完成配變電能表與采集器之間的預(yù)定時(shí)間信息傳遞和邏輯連接。采集器既可以使用gprs無線網(wǎng),也可使用有線電話網(wǎng)或電腦以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)。
配電變臺(tái)及高耗能用電客戶遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)主要由智能電表數(shù)據(jù)采集器、無線抄表器、通信控制軟件、電量管理分析軟件四部分組成。智能電表數(shù)據(jù)采集器除了能采集電能表的電量數(shù)據(jù)之外,還能采集有功功率、三相電流、三相電壓、功率因數(shù)、失壓報(bào)警、電表時(shí)鐘等多種數(shù)據(jù)。并可具有單總線上多協(xié)議的功能。采集器除了配備gprs模塊外,還配置有線電話接口,以方便與其他系統(tǒng)相連接。無線抄表器使用單片式無線數(shù)字通信集成電路,配有8個(gè)信道。郊外通信距離可達(dá)3km左右,城區(qū)約在0.5~1.5km。通信控制部分與電量管理分析軟件可以使用現(xiàn)有系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行升級,以監(jiān)測采集器及相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行,并進(jìn)行電量數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)分析。
2.3 建設(shè)居民集中抄表系統(tǒng)
根據(jù)電能表型式及裝設(shè)模式的不同分別采取不同的終端采集方式,如:零散住戶、舊的居民小區(qū)考慮到電能表分樓層裝設(shè),其采集終端數(shù)據(jù)信息可利用載波方式傳輸?shù)郊衅?;而新的居民小區(qū)已經(jīng)要求電能表全部采用一樓集中裝設(shè)模式,故可以應(yīng)用485數(shù)據(jù)線連接方式傳輸?shù)郊衅?,大大提高?shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴E_(tái)區(qū)與主站的通信方式可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況和地區(qū)通信業(yè)特點(diǎn)選擇有線電話撥號或gprs方式。
2.4 與營銷信息管理系統(tǒng)的管理接口
目前使用的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)與營銷信息管理系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)中間庫形式的接口,遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)通過中間庫,根據(jù)營銷信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需求提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。要求新建的項(xiàng)目必須統(tǒng)一使用與現(xiàn)有遠(yuǎn)抄系統(tǒng)數(shù)據(jù)規(guī)約、技術(shù)要求相符的硬件和軟件,以達(dá)到系統(tǒng)的集中規(guī)范,也便于與營銷信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)連接共享。
3 遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù)應(yīng)用中存在的問題及解決措施
通過近年來的發(fā)展,遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù)在供電企業(yè)的應(yīng)用愈加廣泛,在變電站、大用戶、配電公用和專用變臺(tái)、居民小區(qū)等都有應(yīng)用,但因投資、規(guī)劃和技術(shù)發(fā)展等原因,使得很多地方在技術(shù)應(yīng)用方面存在著一些問題,主要有以下方面。
3.1 技術(shù)、設(shè)備
變電站遠(yuǎn)抄、大用戶和配變抄表以及居民小區(qū)集中抄表所應(yīng)用的遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表技術(shù)、設(shè)備的廠家不統(tǒng)一,存在著系統(tǒng)維護(hù)、應(yīng)用分散現(xiàn)象,缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái),使得各個(gè)系統(tǒng)不能充分發(fā)揮作用。
解決措施:應(yīng)該在所應(yīng)用的系統(tǒng)中確定一個(gè)主流系統(tǒng),將其他應(yīng)用整合到這個(gè)系統(tǒng)中來,形成一個(gè)綜合遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng),與營銷信息管理系統(tǒng)以數(shù)據(jù)接口方式進(jìn)行連接,實(shí)現(xiàn)全部數(shù)據(jù)的綜合分析,線損也可實(shí)現(xiàn)分電壓等級、分線分臺(tái)區(qū)的分別統(tǒng)計(jì)分析和匯總,使得系統(tǒng)可以集中為營銷管理工作發(fā)揮整體作用。
3.2 采集終端
自動(dòng)抄表采集終端采用全電子式電能表的適應(yīng)環(huán)境能力還不能完全達(dá)到實(shí)際應(yīng)用要求。根據(jù)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,電子戶外式多功能電能表工作條件為-25~55℃,極限工作條件為-25~60℃,這對我國大部分地區(qū)的氣候都能夠滿足,但在我國北方的部分地區(qū),在溫度超過其工作條件時(shí),會(huì)導(dǎo)致電能表液晶屏幕停止工作或電子元件損壞。在逐步擴(kuò)大遠(yuǎn)程抄表應(yīng)用面的過程中,應(yīng)用于室外的情況越來越多,針對過低溫度超過標(biāo)準(zhǔn)工作條件以下時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)的電能表停滯,應(yīng)該做好一定的準(zhǔn)備,防范在此過程中造成數(shù)據(jù)損失。
用全電子式電能表更換原有的機(jī)械表,無論從計(jì)量精度,抄表系統(tǒng)的維護(hù)量及自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)的豐富性等方面都有極大的改善,并且結(jié)合某些電能表的負(fù)荷控制功能,系統(tǒng)還可以對指定線路的負(fù)荷進(jìn)行控制,借助于智能電能表的預(yù)付費(fèi)功能,系統(tǒng)還可以發(fā)展大用電客戶的遠(yuǎn)程付費(fèi)控制業(yè)務(wù),這已經(jīng)是當(dāng)前發(fā)展的主流趨勢。為了保證終端工作的穩(wěn)定可靠,一是要在選型時(shí)充分考慮當(dāng)?shù)貧夂驐l件,為供貨商提供必要的技術(shù)要求,要求其供應(yīng)產(chǎn)品的工作條件要滿足當(dāng)?shù)匦枨?。二是對安裝在戶外,尤其較偏遠(yuǎn)地段的臺(tái)區(qū),采取定制的計(jì)量箱,設(shè)置必要的防高溫、防寒隔層措施,以保證電能表的工作環(huán)境符合要求。
3.3 通信方式
自動(dòng)抄表的通信方式各有利弊,不可片面追求通信方式統(tǒng)一。在實(shí)際應(yīng)用過程中,由于面對的是城區(qū)、近郊以及遠(yuǎn)郊的不同區(qū)域,公用電話網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)都會(huì)有難以覆蓋需求區(qū)的情況,應(yīng)該考慮因地制宜,考慮各種通信方式的優(yōu)缺點(diǎn),采取復(fù)合通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
通信系統(tǒng)主體一般主要有光纖傳輸、無線傳輸電話線傳輸和低壓電力線載波傳輸4種。光纖通信頻帶寬、傳輸速率高、傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾性強(qiáng),適合上層通信網(wǎng)的要求,但因其安裝結(jié)構(gòu)受限制且成本高,一般只應(yīng)用于變電站層面。無線通信適用于用電客戶分散且范圍廣的場合,其優(yōu)點(diǎn)是傳輸頻帶較寬,通信容量較大,通信距離遠(yuǎn),主要缺點(diǎn)是需申請頻點(diǎn)使用權(quán),且如果頻點(diǎn)選擇不合理,相鄰信道會(huì)相互干擾。目前,gprs無線通信網(wǎng)絡(luò)為無線抄表系統(tǒng)的實(shí)施提供了高效、便捷、可靠的數(shù)據(jù)通道。租用電話線通信數(shù)據(jù)傳輸率較高且可靠性好,投資少,不足之處是線路通信時(shí)間較長(通常需幾s甚至幾十s)。電力載波通訊最大的問題就是信號衰減和抗干擾能力,雖然很多廠商研制了抗干擾電路、中繼功能、擴(kuò)頻技術(shù)的綜合應(yīng)用,但其實(shí)用性還有待于在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)一步檢驗(yàn)。
3.4 應(yīng)用
自動(dòng)抄表系統(tǒng)應(yīng)用方面,受應(yīng)用企業(yè)人員、管理等方面因素限制.全面功能的開發(fā)使用還有不足。必須要有相應(yīng)的組織機(jī)構(gòu)及技術(shù)人員去管理和維護(hù),需要多學(xué)習(xí)同行業(yè)先進(jìn)單位的好經(jīng)驗(yàn),取長補(bǔ)短,不斷完善。