毕业论文完整版(实用10篇)
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2023 / 11 / 24
摘要:随着时代的发展,计算机网络控制系统的应用越来越广泛,本文对计算机和网络控制系统的工作原理进行了详细介绍,并根据目前社会计算机控制技术的发展水平,分析了计算机控制技术的应用,着重对计算机控制系统发展趋势进行了论述。
关键词:计算机;网络控制系统;工作原理;发展趋势
计算机网络控制系统是计算机技术和自动控制技术二者的结合,是二者发展到一定阶段上的产物。人们为了方便工作,用计算机来控制自动控制系统中的功能,于是就形成了计算机控制系统。它以计算机作为控制主体,并通过一些辅助部件将被控对象与计算机相连接,从而达到具有一定控制目的的系统。这里的辅助部件主要包括:输入输出接口、检测装置和执行装置等。它与被控对象的连接和部件间的连接通常有两种方式:有线连接、无线连接。以达到使被控对象的状态、运动过程达到某种指定的要求,也可以是使目标达到最优化。
一、计算机网络控制系统的工作原理
我们常说的计算机控制系统主要由硬件组成和软件两部分组成。在计算机控制系统中,一般都有专门的数字--模拟转换设备和模拟--数字转换设备。由于一般都是对系统进行实时控制,所以有时候对计算机硬件配置的要求并不是很高,但对于计算机可靠性、反应速度有着一定的要求。计算机控制系统的工作原理大致可分为以下三个阶段:(1)实时数据采集:对被控制对象工作的瞬时数据进行检测分析,并由传感器传输给计算机。(2)实时决策:对采集到的实时数据进行分析并与被控制对象的系统状态进行分析,并按已有的控制规律,决定下一步的控制过程。(3)实时控制:根据第二步的决策,适时地对执行部位发出信号,进而完成控制任务。这三个过程在一个控制系统中不断重复,使整个系统按照规定的标准进行工作,并对被控对象和设备本身的进行随时监控,一旦产生异常系统会及时作出处理。
二、计算机网络控制系统的应用
当今世界,要想提过一个国家的综合国力,就必须首先提高这个国家的科学技术上,尤其应该把重点放在提高产品的创新和开发能力上。在高科技信息技术应用方面,要充分将各种新技术、新材料、新能源相结合,并根据市场的需求来综合应用,力求工业设计与工程设计统筹兼顾的原则,使两者在实际应用中逐步融合,最终实现以为人服务为核心、控制一体化的智能控制体系。从目前工业发展的状况来看,随着CAD、人工智能、多媒体、虚拟现实等技术的逐渐发展和应用,使得人们对设计过程有了新的认识,对设计的思维有了更广阔的发挥空间。从产品的设计与制造过程来看,并行设计、协同设计、智能设计、虚拟设计、敏捷设计、全生命周期设计等设计方法引领了现代产品设计模式的发展方向。随着科技技术的不断发展,在信息化的推动下,产品设计模式必然朝着数字化、集成化、网络化、智能化的趋势发展。
三、计算机网络控制系统的发展趋势
(一)网络控制系统更加先进化
为了方便工业环境应用,人们设计出一种可编程序控制器(PLC)的微机系统。它利用可编程序的存储器来存储用户下达的指令,并将指令转化为数字形式,通过对数字进行分析来完成预定的逻辑、顺序、定时、计数和运算等功能。近年来可编程序控制器大多都采用计算机作为主要控制器,且存储器采均采用集成电路的形式,因为集成电路具质量可靠可靠、功能稳定、价格便宜、体积比较小等优点,且人们对集成电路的应用技术较为成熟。近些年来由于智能的I/O模块的出现,使PLC除了具备原来的逻辑运算、逻辑判断等功能外,还具备数据自动处理、故障自行诊断、PID运算及网络等新功能,从而大大地扩大了可编程序控制器的应用范围。
(二)网络控制系统更加集成化
计算机控制系统的核心是中央处理器,就像人的大脑一样,指挥真个系统的运行。人们把处理器、数据通信系统、显示操作装置、输入/输出接口、模拟仪表等众多原件有机地集成在一起,就形成了计算机控制系统,它的出现为生产的自动化提供了可能。在实际生产中采用集成化的控制系统,会使生产成本更低、生产过程更加便利、产品质量更加可靠。因此,在新时期计算机集成系统会朝着更加集成化的方向发展。
(三)网络控制系统更加智能化
智能控制一直是人们追求的目标,是指不需要人的参与就能够自主地驱动智能机器实现预期的目标,是用机器代替人工的前提条件。智能控制由众多系统综合形成,包括:识别控制系统、分级控制系统、综合分析系统、控制系统和神经网络控制系统等。以计算机级基础,将智能控制技术和自动控制技术有机结合,可以实现工业生产系统的自动化的要求,这对推动科学技术进步有着重大意义。计算机技术的进步直接影响了智能控制系统的发展。虽然目前智能控制只能较为浅显的模拟人类大脑的思维判断过程,但是随着计算机技术的不断发展,未来控制系统会更加的智能化。
(四)网络控制系统更加网络化
当今时代,计算机网络技术的全面应用,催动着控制系统的变革,也加速了新的控制理论的产生。控制系统更为网络化,已经成为当前控制技术发展与创新的主要方向。网络技术的应用不仅能够实现数据资源的共享,它还可以应用于控制现场,并将控制与管理综合化、一体化。因特网的应用已经不仅仅局限于传统的信息浏览、查询、发布,人们现在可以利用因特网技术跨越地理因素,直接对现场设备进行远程监测与控制。现代我们所用到的控制系统是由网络构成信息和控制综合网络系统两部分组成。现场控制网络是将工作中的设备通过网络连接,形成分布式控制系统。通过因特网实现远端计算机对现场控制设备的远程监测与控制。在科技迅速发展的今天,网络控制系统的发展不仅仅局限于此,在未来会朝着更加网络化的方向发展。计算机网络控制系统正朝着智能化、集成化和网络化的趋势发展。更为先进集成电路的引用,提高了网络控制系统的可靠性和工作效率,使计算机网络控制系统在生产生活中的应用也越来越普及,在计算机技术高速发展的今天,网络控制技术的发展将会有更为美好的前景。
参考文献:
[1]于海生.微型计算机控制技术[M].清华大学出版社,1999.
[2]何克忠主编.计算机控制系统[M].清华大学出版社,1998.
[3]熊静琪.计算机控制技术[M].电子工业出版社.
[4]潘新民,玉燕芳,微型计算机控制技术实用教程[M].电子工业出版社20xx年5月.
0 引言
传统有轨电车在二十世纪前三十年得到了快速的发展,但随着汽车工业的崛起,传统有轨电车因其噪音、灵活性和效率等诸多劣势逐步退出历史舞台。现代有轨电车采用电力驱动、低地板列车和自动控制等新技术,以较大的载运量、绿色环保、城市景观效果好及投资规模小等综合优势得以快速发展,近30 年仅在法国有超过十个城市近30 条现代有轨电车线路投入运营,近年来也逐步进入中国,在上海张江开发区、天津滨海新区和沈阳浑南新区建成投运,也有很多城市在规划建设中。
1 现代有轨电车信号系统
信号系统是现代有轨电车的运行指挥系统,有轨电车由司机驾驶,遵照信号灯及操作控制道岔设备信号的指示,按照行车运行计划和规则行驶。信号系统为了保证基本行车安全和尽可能高的行车效率,采用各种技术实现列车的定位、车地通信、信号设备的自动控制和调度的信息化。信号系统主要解决的几个问题:
( 1) 运营调度,在控制中心进行行车计划的编制和下发,对实际列车运行情况跟踪监督。( 2) 车地之间,车上司机对地面道岔进行遥控从而实现走行方向的选择,道岔响应司机的操作指令并且进行线路占用条件的判断,符合安全逻辑的条件下转动到位并且联动控制地面信号灯指示,反馈车上司机运行许可信号。( 3) 列车与控制中心之间,控制中心需要掌握所有列车运行的位置,控制中心需要将运行计划下发至列车。( 4) 控制中心与地面信号之间,控制中心需要地面设备的实际状态信息和故障报警信息以便快速做出反应,控制中心也可以根据运行计划和列车运行位置远程控制道岔设备的动作从而提高运行效率。现代有轨电车信号系统的运营制式并非完全一致,根据具体线路和路权的设计存在差异性。
2 正线道岔控制系统
总体分析,现代有轨电车信号控制系统分为正线道岔控制系统和运营调度两大子系统。正线道岔控制系统是信号系统中唯一涉及安全的子系统,并且作为主要的地面控制设备与道岔转辙机、信号机、计轴等信号设备直接连接,还需通过无线和有线通信接口与车载设备、控制中心进行通信数据交互。正线道岔控制系统的核心设备是在每个有轨电车车站安装轨旁的道岔控制柜。
道岔控制柜中配置核心逻辑运算单元,运算单元通过通信总线与其他控制接口设备交互,接收控制命令,采集地面信号设备状态,进行联锁逻辑运算,向控制接口板发送指令控制地面信号设备动作,同时向车载和控制中心发送信号设备实时状态信息。基于安全性的考虑,核心运算单元在硬件上应该采用二取二制式。
驱动控制设备有道岔控制单元和信号机控制单元。道岔控制单元要能够驱动转辙机动作并采集转辙机的表示状态。在传统的铁路信号控制领域,转辙机驱采控制采用的是重力式继电器组合,触点控制方式,控制设备规模较大并且设备连接需要进行焊线,轨旁控制柜根本无法容纳如此笨重的控制设备,所以道岔控制采用电子化、模块化和无触点的控制板卡设备是必然的选择。电子化道岔控制设备可以采用电力电子开关技术、二取二控制校核方法、闭环检测方法、冗余通信总线技术来保证其安全性和可靠性。一个道岔控制单元控制一台转辙机,电气特性方面目前国内有轨电车转辙机多采用AC380V 和AC220V 驱动两种制式。有轨电车信号机一组有三个灯位显示,分别是红色禁止灯光,绿色直行指示灯光,黄色转向指示灯光,一个信号机控制单元可设计为驱动一组或两组信号机,信号机采用LED 信号灯,控制单元输出AC220V 驱动电源与信号点灯变压器连接。道岔控制单元和信号控制单元设计要遵循基本的“故障—安全”原则,比如信号机控制单元在通信中断的情况自动点亮红灯,道岔控制单元操动道岔启动后无论任何条件变化都要持续驱动到位。接口设备有通信接口单元和轨道状态检测单元。通信接口单元又分为车地通信接口单元,控制中心通信接口单元,接口单元负责将核心运算单元的通信数据转换为其他有线或无线方式的通信数据传输至车载和控制中心。
核心运算单元与道岔控制单元、信号机控制单元、通信接口单元、轨道状态检测单元之间采用通信总线方式连接,CAN 总线最为常用,也可采用串行或CPCI 总线等。
3 道岔控制逻辑
道岔路口的行车规则、道岔控制逻辑与有轨电车具体线路的路权设计、运营规划有关系,这里设计一种兼顾安全与效率的方案。
1#、2#、3#为路口号,对应位置设计为车地通信有效进入范围。A、B、C 点设计为区段占用检测点,用作检测列车占用或通过。进路处理逻辑如下:
( 1) 初始状态下,即在系统上电复位后,进路区段即道岔区段处于占用状态,信号灯XI、XII、XIII 处于红灯状态,道岔区段占用状态通过在车载设备或现地操作盘上进行确认复位后恢复正常即出清状态。
( 2) 列车行至1#路口时,司机根据信号灯XI 显示行车,信号灯显示红灯、进路区段出清、未排列进路,此种情况下,司机根据行车需要通过车载设备排列直行或右行进路,道岔转动到位后信号灯开放,直行开放绿灯,右行开放黄灯,道岔锁闭,以XI 为始端的进路排列成功。
( 3) 信号开放后列车驶入道岔区段,A 点检测到区段占用后信号关闭,进路状态改变为进路占用,列车驶过道岔区段后原进路信号自动开放,道岔保持锁闭状态,后续同向列车不需要再排列进路,根据信号开放显示行车。
( 4) 进路开行方向与计划行车方向不一致的时候,司机需要取消已排进路后再根据需要排列新的进路。
( 5) 已排列了以XI 信号机为始端的进路时,如果列车行至2#路口即XII 信号机前方并计划由2#路口行至1#路口,或者计划实施直行折返作业行至3#路口方向,计划行进方向与已排进路方向相反,此时确认道岔区段无车后通过取消进路操作后再排列需要的进路,已排进路取消后XI 信号机随即关闭转向红灯。
( 6) 三个路口的信号灯在同一时间最多只能有一个信号机处于开放状态。
该设计方法中,引入进路和信号灯防护的概念,相比完全由司机人工判断行车大幅提高了安全性; 列车驶入,信号关闭,列车驶出,信号自动开放,后续列车无需操作连续行进,保证了较高的效率。
4 车地通信技术
目前的信号系统方案中,车地通信采用了多种技术实现方式,主要有802. 11 无线网络WLAN 通信加电子标签定位方式、感应式通信环线技术、RFD 射频识别技术。更为先进的发展方向是采用4 G 移动通信LTE 技术,通过采用基于LTE 技术的超大带宽的传输平台,建立无线通信专用网络系统,不仅可用于车地双向通信,还可为其他如旅客引导系统、视频监控系统提供网络传输平台。
道岔控制柜与控制中心通信多采用光网有线通信方式,为了提高可靠性,也可采用工业环网设计。
4. 1 无线网络加电子标签方式
道岔控制柜作为WLAN 通信的局部中心端,车载设备配置有无线AP,列车进入WLAN 信号范围后通过验证自动接入,接入后就可以收到地面控制单元发送的呼叫信息从而实现与地面的通信。但是为了防止非法用户接入和前后多趟列车同时接入后对道岔的无序操作,需要确认先到达列车和对列车的操作授权,此时需要使用电子标签。无源电子标签可以存储道岔标识号、路口号和相关的位置信息,电子标签埋置于轨间,并且在岔前、岔后和弯股三个接近道岔区段的位置设置,列车接近道岔区段,可以从电子标签读入该道岔的识别信息,将该识别信息和该列车的车次号组合编码,通过WLAN 通信发送给道岔控制柜进行校验,说明该列车是最先接近道岔区段的,核心运算单元接收到该信息后校验道岔识别号正确并且道岔区段处于完全空闲状态,即可给该车次号列车授权进行道岔控制,可以响应该列车的道岔操动指令,该授权的有限期一直延续到列车压入道岔区段并且全列通过后道岔区段恢复空闲终止,在此期限内不再向其他进入道岔控制范围的列车进行授权和响应其操作指令。
4. 2 感应式通信环线方式
感应环线数据通信方式是采用环形布置的电缆作为发射天线的一种无线数据传输方式。感应环线通信系统包括轨间环线电缆、车载天线和地面车载的数据收发设备三部分。道岔控制柜中,核心运算单元通过感应环线通信接口板主动发送呼叫信息数据,数据经过接口板调制为FSK 信号,发送到轨间的环线电缆,列车驶入信号机前方接近区段的通信环线铺设范围,依据电磁感应原理,通过车载天线感应到来自地面的呼叫信号,此信号被送入车载设备的环线通信接口板,经过谐振、放大、滤波和解调,最终还原为有效的数据信息,接口板将信息转送给车载控制单元处理,车载控制单元收到呼叫信息意味着进入道岔控制区域范围,并且从呼叫信息中获知路口号、前方进路信息和道岔位置信息,此时车载单元要回传包含路口号的应答信息给地面道岔控制柜,道岔操作指令也包含在应答信息中,应答信息传输过程与呼叫信息传输过程正好相反,地面控制单元收到应答信息后校验路口号回传一致并读取该趟列车车次号,解析道岔控制命令进行运算执行。在该趟列车未完全驶过该路口的情况下不再响应其他应答信息,防止列车连续跟进造成道岔误动作。
感应通信环线实现车地之间的双向通信,采用微距通信和专用频率,相对开放式的WLAN 通信方式,具有安全性高、数据无延迟、通信对象唯一、准确和快速的优势。
5 列车定位技术
传统铁路中多采用的轨道电路列车定位技术,在开放式和嵌入地面的有轨电车线路上是不适用的,现代有轨电车多采用计轴、重力感应环、感应通信环线、GPS 定位等方式进行列车的定位追踪。正线道岔控制子系统中,分为接近区段、道岔区段和离去区段轨道占用情况检测,需要配置符合“故障—安全”原则的定位设备,一般采用组合技术实现,比如车地通信中介绍的感应通信环线也可作为检测列车接近和离去的手段,信标加WLAN 通信的方式也可以作为另一种接近和离去区段占用检测手段,道岔区段一般采用安全性较高的计轴设备,或者也可以采用基于安全设计加至少两点检查安全逻辑判断的重力感应环设备,计轴和重力感应环设备布置点类似。
6 结束语
正线道岔控制系统作为现代有轨电车信号系统中唯一涉及安全的子系统,目前国内开通线路多采用国外技术集成设备,比如西门子的全套系统。但就一套可靠高效的信号系统的各项集成技术目前在国内都有成熟的国产化的应用实例,比如全电子化道岔及信号控制技术、计轴设备实现列车定位、二取二的安全计算平台都通过了欧标SIL4 级认证并在国铁和地铁应用,感应式通信环线实现车地通信也已应用于高铁线路。基于国内传统铁路复杂联锁关系的研究应用经验,联锁安全方面也是国际领先的。所以在有轨电车信号系统方面,应该坚持走完全国产化的道路,降低成本,推动现代有轨电车系统的推广应用。
摘要:环保问题一直以来都是大家关心的问题,随着科学技术的不断发展,环保技术迎来了历史性的转折时期,就是才一直以来的“数字环保”转变成“智慧环保”,而物联网在这一次转折之中起到了一个基础的作用。本文将通过对“智慧环保”工作原理的叙述,说出“智慧环保”对于环境保护和环境信息归纳分析的重要性,从中引入江苏无锡太湖的“智慧环保”模式来做为例子,体现出“智慧环保”对于环保工作开展的重要作用和显著效果。
关键词:智慧环保;物联网;太湖防治
“智慧地球”概念最先提出是IBM公司通过运用先进信息技术对世界运行新构造的模型前景,通过引入新的信息技术去改善和改变商业运作方式手段和公共服务的形式效果是不少先进企业和科技研究机关想要采取的手段和达到的理想效果。随着“智慧地球”概念的提出和逐渐普及,加上环保问题近年来成为了大家讨论的热点。不少人在环保领域也纷纷加入了各种信息技术的运用,对环境信息进行感知和分析整合,让智慧环保的理念帮助决策更加切合环境发展的需要,力求在“智慧地球”的概念趋势下推出“智慧环保”的概念。
“智慧环保”是建立在原来“数字环保”的概念上,引入互联网技术将感应器和感应装备嵌入到各种环境中的`监控对象中,通过超级计算机将整一个环保领域的网站联系整合起来,实现信息的互动互通,用更加精细和动态的方式实现环境的管理和决策,提高决策的智慧程度,实现对“数字”环保的最好延伸和发展,是信息技术进步的必然趋势。
“智慧环保”的构成模式通过感知层、传输层、智慧层和服务层来进行实现的。感知层是通过感知、捕捉和传递信息的设备,通过多种各种不同方位的信息实现对环境质量、环境污染、辐射等多种环境因素的感知;传输层就是利用网络的传播功能,加上3G、卫星通讯等高科技技术,将感知层收集到的环境信息进行物联网上的互动和共享,实现在环境信息上更加全面的互联互通;智慧层是采用云计算、虚拟化等技术手段,结合环保信息网络中的具体环境信息,实现对海量信息的及时管理、深度挖掘和模型分析,让智能化更加深入,使对环保信息的分析更加准确无误;服务层面向的主要对象是应用系统和信息服务门户,为环境质量、污染防治、生态保护、辐射管理等业务提供更智慧、更科学的决策,更好地达到环境保护的效果。
要真正实现“智慧环保”,实现从“数字环保”的飞跃,就要在感知层和智慧层加入信息科学技术,在这个基础上必须要做好两个关键点的建设。第一是充分利用好物联网,建立起一个实时、能自动适应进行环境参数感知的感知系统。第二是可以充分利用好高科技计算系统,对现有的环境信息进行整存归纳,要建设具有高速计算能力、大量信息存储和处理能力的智能环境信息处理大平台,为实现“智慧环保”的各项应用工作提供有力的保障和支持。
江苏无锡在“智慧环保”的引用上起到了一个很良好的模范作用。无锡市在2011年12月启动物联网的“智慧环保”, 这一套智慧环保系统主要是针对以水环境为核心的多种环境监测对象,将现有监控设施与物联网技术进行糅合,构建出一个开放式的平台,通过各种互联网终端实时掌控管理。
作为太湖保护“排头兵”,无锡政府自07年先后在太湖治污、周边环境整治上耗资千亿,并在国内率先启动物联网技术用于太湖水质监控。据统计,过去五年内,当地在太湖周边共布设了21个蓝藻巡视点、13个蓝藻分布视屏监视系统,实现了环境卫星、水下机器人、低空飞行器等水、陆、空、天“四位一体”的水质监测体系。
利用物联网进行环境的监督管理,创立一个新的环境监控系统已经成为了当代环境保护,现阶段巩固环保效果,减排防止污染的有效手段措施。物联网技术将会随着自身的不断完善,会更加广泛地应用在生态环境监测、生物种群等环境监测的工作当中。要更好地对环境进行感知,更彻底地实行智慧环保,就要建立布点合理、拥有先进设备、通信及时、有准确数据、有完备的通讯信息设备的“智慧环保”物联网平台,这样才可以对各种各样不同的环境信息进行充分交流和共享,为技术服务和信息服务提供更加有效有建设性的信息服务。
结束语:
随着科学技术的不断发展和人们逐渐对环保工作的重要,“智慧环保”已经成为了必然的趋势,这需要全社会的全力参与和互相配合,积极地在环境工作中加入智慧工作的因素,注重高端计算机在环保工作中的应用,也为新时期环保工作的开展进行提供了新的思路。在互联网之后,物联网一定会掀起新一轮的技术革命,也将是新时期环境信息进行共享交流的主要工具。“智慧环保”将在“数字环保”的基础上更加深入地对环保工作进行探讨和改进,成为我国乃至世界环保工作的历史性转折点,走出一条具有地区特色的“智慧环保”型环保之路。
参考文献:
[1]徐敏.孙海玲. 从“数字环保”到“智慧环保”[J].环境监测管理与技术,2011.(4)
[2]赵建华. 传统自然和谐观与现代环保理念[J].环境保护.2010. (11)
SS8型电力机车是采用微机控制的准高速客运电力机车,整个微机控制系统由微机控制柜和彩色液晶显示屏两部分组成,除传统的牵引制动控制和防空转滑行控制外,还具有故障诊断和故障数据记录功能。微机控制柜中的信息显示插件是微机控制柜与彩屏的接口。机车正常运行时,彩屏显示机车工况及运行参数,发生故障时显示故障种类、故障参数等并提示司机应采取何种措施。
一、硬件特点
微机控制柜以插件箱为基本控制单元,每个插件箱独立控制1个转向架,即第一层插件箱(RACK1)控制I端转向架,第二层插件箱(RACK2)控制II端转向架,第一层与第二层插件箱布线稍有不同。第一、二层插件箱中对应位置的插件相同,插件可以互换,但同一插件箱中的数字入/出A、B插件由于内部跨接矩阵不同而不能互换。
1.模拟输入信号:司机控制器的指令信号、电压/电流传感器的反馈信号、速度传感器反馈信号、制动缸压力传感器反馈信号等,分别经相应信号调整处理电路,送A/D采样。
2.模拟输出信号:计算机输出的数字控制量,经D/A转换输出8路模拟信号。
3.外部数字信号:经带过压吸收的光电隔离的数字信号输入电路后,送CPU的内部数据总线。
4.内部数字信号:通过无隔离的通用数字输入/输出通道(GP线)用于插件箱内部各插件间的连接。这种GP线既可以用作输入,又叫以用作输出,根据不同的应用通过跨接矩阵灵活设置,大大增强了数字入/出的通用性。
5.数字输出信号:经继电器隔离输出数字控制信号,如过载跳主断等。
6.脉冲输出信号:脉冲控制及根据SBC送来的移相控制信号(UE1、UE4)控制晶闸管的触发时刻和触发位置,实现牵引/制动的调速控制。
二、微机控制系统功能概述
1.牵引控制功能
2.制动控制功能
3.防空转/滑行保护功能
防空转、防滑行控制使机车运行在尽可能大的粘者附近,可以保证机车在任何轨面条件下启动、加速、制动不擦伤轮轨,不发生牵引电机超速。
4.故障转换功能
SS8机车微机控制装置不设A、B组,采用转向架独立控制,即每个插件控制一个转向架。故障转换开关在微机柜左上部,三个位(Ⅰ位、Ⅱ位、正常位)的含义与模拟车不同:Ⅰ、Ⅱ位作故障位,平时应放在正常位。
5.交叉保护功能
6.自检功能
7.列车供电控制功能
列车供电系统的功能是将供电绕组的交流电压整流滤波成为直流600V向列车供电,以满足客车车厢空调、采暖、照明等用电需要。
8.自动过分相
所谓自动过分相就是免去手动操作,由机车上自动分合主断路器来通过电网分相区,目前仅广深线SS8机车运用自动过分相功能。在分相区前后若干距离处各埋设地面无源信号设备,平时不工作。在机车的前后左右四个方位距轨面正上方10厘米左右装有地感器。在机车运行时,地感器不断发射高频信号,地面信号装置受高频信号感应而得能量,并发射一定频率的信号,机车上的地感器检测到这一信号,给微机柜送一110V数字过分相信号(PHASE)。在此应注意,无论在过分相前分主断还是在过分相后合主断,微机柜所接到的信息是一样的过分相信号。
三、常见故障分析及处理方法
1.无流
无流分正常无流及故障无流两种情况。正常无流主要是由于手柄位置不当或安全系统(如列车运行监控装置)要求产生的卸载无流。故障无流的原因如下:
(1)线路接触器未闭合,主电路未构成。
(2)预备、零位、牵引、制动等状态信号不对。最常见的是预备不好,引起微机柜封锁脉冲。
(3)微机柜未收到司机给定指令,如司机控制器电位器无电源、无输出或传输线不良。
(4)微机柜未收到牵引响应或制动响应信号。这可能是牵引主电路或制动主电路未构成,也可能是线路接触器和励磁接触器的联锁接点接触不良。
(5)运行中正常位时突然某架无电流,有可能是电源自身保护造成的。这可用分合电子控制自动开关的方法,使电源重新起动来解决。
(6)微机柜封锁脉冲。一般应首先考虑没有同步电压或插件未插到位,此外外部复位的复位继电器不释放,带插座的芯片接触不良等也可能造成无流。
2.电流不平衡
(1)由传感器引起的电流不平衡。重点检查电流传感器、电压传感器是否有正偏或负偏的现象,速度传感器松脱或故障,传感器正负偏较大或其它故障时必须更换。
(2)由硅元件损坏引起的电流不平衡。此故障表现为:在主桥没有全开放以前,电流不平衡不明显,因为系统为闭环控制,当主桥满开放或已达到电机限压时,电机电流不平衡现象加剧。回库后应对硅元件和快熔进行检套,发现损坏进行更换。
(3)由于轮径设定不当引起的电流不平衡。
(4)由于微机本身故障、接插元器件松动引起的电流不平衡。
(5)由于二次削磁引起的电流不平衡。
3.过载
当电流传感器故障无电流反馈时、电压传感器故障失去限压功能时及变流器触发极故障时,都可能引起过载,主断路器跳闸。应更换相关故障元器件。
4.窜车
所谓窜车指手柄一离开零位就有较大的电枢电流,使机车存在冲动的现象。造成此现象的原因有:
(1)司控器线接错,或电位器不良,使司控器输出的电压异常,微机接收到错误的手柄位后产生错误的控制输出。
(2)脉冲控制板或脉冲放大板故障,造成可控硅开放角错误。
(3)同步变压器接线错误,使其极性产生变化,从而导致脉冲控制板产生错误的控制脉冲。
5.彩色显示屏全黑
彩色显示屏全黑的原因有:
(1)多功能接口板保险烧坏。经常是因为X103上110V电源接反。
(2)多功能接口板电源模块烧坏。可用万用表测板上X2的奇偶脚之间是否有+5V电压。
(3)背光电源逆变器坏。可用万用表量X7、X8的1、2脚,正常时应有交流电压200~1000V。注意1脚要接表的正端。
(4)多功能接口板X7、X8是否与显示屏连接好。
(5)显示屏损坏(灯管坏)。
6.显示屏全白无字符显示
通常情况为显示线松动,显示屏与显示卡未正常连接。
7.微机屏显示一、二架故障
造成微机屏故障灯亮的原因,一是微机电源故障,二是微机与显示屏通信故障,三是两个司机室电钥匙全合上后,造成通信冲突。先易后难,首先检查两个司机室电钥匙状态,如全合上,应将另一端司机室的电钥匙断开。
8.微机显示正常,提手柄发现二架无压无流。
处理:首先更换二架的脉冲放大和脉冲控制插件,故障现象仍然存在。再更换单板机,故障还是未能消除。后更换同步变压器,正常。
分析:对于机车无压无流的现象,原因一是工况电路异常,如预备、零位、牵引、制动等状态信号不对,引起微机脉冲封锁;原因二是微机接收不到手柄位给定指令,如司机控制器无电源,电位器无输出或传输线不良;原因三是微机柜插件不良;原因四是无同步同压。
9.先一架故障,后二架也故障,复位不成功。
处理:检查发现为两架微机电源均保护,可以确定为微机板存在短路或微机外部电路存在短路现象,甩开N101插头后正常,可以断定为外部传感器短路,更换一轴传感器后正常。
分析:SS8型微机电源板有短路保护功能,一旦存在过流现象时,电源板就会自动关闭。电源板除给微机柜的各个插件供电后,还为司控器、电压电流传感器、速度传感器供电以及产生触发脉冲,以上各个环节存在短路现象时,均会使微机电源保护。因为外部短路的原因,广铁集团所属机务段已经发生几起机破事件。目前,株洲电力机车研究所正在研究解决方案。发生此类故障时,可以通过以下办法进行应急处理:司机停车后关闭微机电源,打开微机柜盖板,取下先故障的那一架微机的转换控制板,一二架转换开关置正常位,利用良好的一架的电机运行回段处理。
[摘 要]电力事业在发展中,引进大量的先进技术和设备,能够有效提升电力生产水平,促使电力企业朝着现代化前进。建立在先进科学技术基础上的电气自动化工程对于企业持续发展和社会进步具有十分重要的促进作用,能够有效降低人工劳动强度和成本费用,进一步提高检测精准度,确保后续生产活动有序开展。此外,电气自动化工程可以为设备安全运行提供保障,尤其是在当前激烈的市场竞争背景下,电气自动化工程企业更好的迎合了时代的发展要求,提升市场竞争优势。由此看来,加强电气自动化工程控制系统研究是十分有必要的,对于后续理论研究和时间工作开展具有一定参考价值。
[关键词]电气自动化工程;控制系统;现状;发展趋势
1 电气自动化控制系统发展现状
电气自动化工程DCS系统
电气自动化工程DCS系统是指分布式控制系统,是一种相较于集中控制系统而言的先进计算机控制系统,两者之间存在密切联系。在传统集中式控制系统基础上,通过进一步的优化和创新演化而成,以其突出的实时性和可靠性,被广泛应用在自动化控制领域。伴随着DCS系统的不断完善和推广,能够更加深刻的感受到分布式控制系统中存在的缺陷和弊端,很容易受到混合体系制约和束缚,仍然采用传统型仪表设备,在一定程度上影响到控制系统的稳定性和可靠性,对于后续维修工作开展产生一定阻碍作用。
电气自动化控制系统的标准语言规范
电气自动化发展领域中,人机交互界面操作已经成为主流趋势,具有十分突出的集成化和灵活性控制特点。此外,电气自动化工程控制系统中应用的标准语言是Windows NT和IE标准语言,促使维护工作更加便利。
集中监控方式下自动控制系统
集中控制下的自动控制系统数据处理速度较慢,主要是由于所使用的控制方式是将所有功能集中在同一个处。此外,系统所有仪器和设备均在监控范围内,将导致监控数量过大,占据更多的主机空间,相配套电缆数量也在不断增加,进一步加剧成本费用,不利于控制系统的安全性和稳定性。由于集中监控的方式是采用硬接线,所以设备功能受到较大的局限和制约,加之系统反复的接线方式,加剧后续故障排查和维修难度,严重影响到电气自动化工程控制系统的安全、可靠性。
信息集成化的电气自动化控制系统
电气自动化控制系统中包含的信息技术更多的体现在管理层面上,企业内部的人力资源管理和财务核算涉及到的数据信息均需要借助特定浏览器进行操作,能够对操作过程有效的监控,更为及时的掌握新鲜资料;信息技术在电气自动化设施和系统中横向扩展,尤其是微电子技术水平的不断提高,原来的设备和技术逐渐落后,以及无法满足日益增长的技术需求,而结构软件和通讯能力则变得越来越重要。
2 电气自动化工程控制系统的发展趋势
电气自动化工程控制系统的创新技术
自改革开放以来,我国各方面环境越来越开放,在这种环境下,电气自动化只有不断创新,以提高引入、消化、吸收再创新的能力。加大自主知识产权的产品研究是很有必要的,同时不断追求发展产品自身的技术创新,让电气自动化工程朝着国际先进水平发展。电气自动化工程控制系统创新主体应以企业为主导,政府适当的提供一些资金和技术的自持,同时还可以提供优厚的政策环境,支持企业电气自动化自主创新,这也能促进国家经济发展。
电气自动化工程系统的统一化
统一电气自动化工程系统有很多优越性,具体来说表现在能够实现电气自动化产品的测试与运行、周期性设计、维护与运行、开机与调试等等,这些好处所带来的直接影响就是能缩短设计到完工所需要的时间和资金。除了上述优点之外,还可以把开发系统彻底从运行系统中独立出来,从而满足客户的需求。电气自动化工程控制系统成功的将电气自动化系统通用化了。那么,在运行过程中,电气自动化网络构成必须得保证企业工程的管理体系的通讯数据、计算机的监管体系、现场的设施政策运行,确保数据通畅。
电气自动化工程控制系统的标准化接口
这些年来,由于微软公司的技术的标准化,带来了很多好处,其中一个就是缩短了电气自动化工程的时间,同时还减少了成本,促成了电气子自动化系统和办公室系统资源数据的共享交换。电气自动化系统是十分重要的,因此在企业通相关的系统进行连接时,必须使用Windows XP系统。在办公室自动化控制和管理系统使用的是IP系统,两者间的连接中介是PC系统。这样就实现了电气自动化工程控制系统的标准化接口,为厂家之间进行数据交换提供了条件。
市场产业化中的电气自动化工程控制系统
企业咋看实行体制改革,进行产业结构优化升级时,更需要关注的是市场产业化形成带来的问题,而不仅仅是依据科学技术推动发展。电气自动化企业不光只重视技术和集成系统,还需重视零部件配套的生产。在生产零部件时,企业可以运用社会性质的协作和分工外包的形式,提高零部件生产的市场化。同时,逐渐提升自主装备创造的比例,有計划的进行大型装备技术的研究和开发。产业不断发展所带来的一个必然结构就是产业市场化,产业市场化不但能节省企业的时间和资金,还能有效的提升企业的工作效率,促进资源的优化配置。
电气自动化产品和工程的生产将更安全
现今,电气自动化企业十分重视安全防范技术的发展,为的就是提高产品的安全度,减少安全事故。现阶段电气自动化企业不是特别注意安全系统的控制,因此,将来电气自动化系统的亮点就在与电气自动化产品的系统安全。做好安全防控措施首先应从硬件设备延伸到软件设备,从安全级别需求高的领域逐步延伸到危险级别相对较低的领域,对电气自动化产品和工程的生产安全进行全面的研究与防范。
3 对电气自动化工程控制系统所提出的建议
电气自动化工程控制系统要加强风险的控制,控制系统研发单位要深入到企业使用方进行沟通和研究,多关注市场的动向,操作控制设备有一定的安全问题,所以要加强对使用者安全防范意识的培训和教育。及时的对设备运行情况进行实时记录,以便以后在设备维护和检修时能够准确的找到故障源加以维护。
4 结语
电气自动化工程控制系统的建设实现了我国生产和生活的系统化、专业化。通过本文对其现状和未来发展趋势的研究,将现代理论技术与实践应用相融合,在其未来发展过程中会更加趋向于技术创新化、系统统一化、系统标准化、市场产业化和生产安全化五方面发展。电气自动化工程系统控制的产生能够实现我国现代信息技术的长期发展,提高我国的综合国力,促进我国社会主义的长期建设。
参考文献
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