自動化包裝范文
時間:2023-03-16 17:19:16
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篇1
關鍵詞:包裝機械;發展現狀;自動化;發展前景
一、我國包裝機械行業的現狀
中國包裝機械起步較晚,起于上個世紀70年代,北京市商業機械研究所在研究了日本的包裝機械后,制造了中國第一臺包裝機。包裝機械經過20多年的發展,已成為機械工業中十大行業之一,為我國包裝工業快速發展提供了有效的保障。
我國食品包裝機械大部分以單機控制為主,應用PLC和工控機、DCS及現場總線技術不到設備總數的10%。食品和包裝生產線的傳動以機械傳動為主,控制技術和驅動技術的綜合應用水平低,系統不能達到最優化設計。由于生產企業技術水平不高,傳感和檢測技術、定位控制、在線監測等得不到充分應用,與國外先進控制技術有較大的差距。食品和包裝機械高中低檔產品自動化水平差距大。中高檔食品和包裝機械中自動化產品平均約占銷售額的8%~12%,普遍應用PLC、變頻器、合資低壓電器產品,部分應用人機界面。低檔食品和包裝機械中,自動化產品平均約占銷售額的3%~5%,大部分還是應用繼電器控制,沒采用變頻器,應用國產低壓電器產品,基本不應用人機界面。
總之,最近的十年時間中國包裝機械的技術水平上有較大的提高,但是和發達國家相比,還存在一定的差距。所以要想加快包裝機械發展速度,趕超世界先進水平,我國必須采取強有力的措施,可以從以下幾個方面來做:
(1)要堅持自主創新,走產學研相結合的道
路。由于我國研發經費非常少,所以可以在大學知識研發應用的基礎上,加強科研機構技術開發、成果轉化與工程成套,并與企業規模化生產制造相結合的產學研一體化的技術創新。
(2)重大關鍵技術進行引進、消化吸收、再創新。我國目前的技術絕大部分是仿制國外的,真正自主研發的只有5%~10%,還太少。我們要在空白領域和重大關鍵技術方面通過引進,消化與吸收,然后再創新,開發具有自主知識產權的技術。
(3)提高企業內部的信息化管理,顧及到上下游的需求和安全。制造本身是一個系統工程,要建立以市場信息為先導、原料信息、加工信息、銷售與物流信息等一體的完整的產業信息體系,實現各產業鏈之間信息的有效反饋和銜接。
二、傳動系統
傳動產品在包裝機械上的使用主要是為了調整主工藝速度和控制電機在生產過程速度的期性變化。在現代包裝機械自動化中,變頻器充當了極為重要的角色,它是計算機技術、現代控制技術和網絡技術的有機結合,具有調速范圍寬、調速精度高、動態響應快、運行效率高、功率因數高、操作方便、節能效果顯著等一系列的優點。由于變頻器具有上述優點,因而在大型包裝機和包裝生產線上得到了廣泛地應用。應用在包裝機械行業的變頻器品牌主要有臺達和施耐德、富士、安川、SEW、西門子等。
三、人機界面
包裝機械的HMI以文本顯示器為主,通常與PLC或者單片機配合使用,用以設定生產工藝參數,監控設備運行狀態,記錄設備生產歷史。少數高端機械使用了觸摸屏。人機界面廠家主要有DIGITAL、HITECH、三菱、OMRON、西門子和EASYVIEW。
四、運動控制
運動控制產品在包裝機上的應用主要是實現精確的位置控制和嚴格的速度同步,主要通過伺服電機來實現,伺服電機具有自動調整、響應速度快、低振動等優點,故廣泛應用于裝卸,輸送,打標,碼垛,卸垛等工序。如臺達ASDA-A2高性能伺服控制器的送標、切標系統,使套標速度達到600~800瓶/min,可以滿足果汁飲料、啤酒等快速消費品生產需求。伺服控制器應用主要有松下、臺達、富士、三菱等進口及合資企業產品。
五、控制系統
PLC控制系統具有可靠性高、程序設計方便靈活、抗干擾能力強、運行穩定等諸多優點,包裝機械的大部分控制系統選擇使用了PLC控制系統。調查顯示PLC系統在5年以內將是包裝機械的主流控制系統。PLC、變頻器和人機界面的應用主要集中在啤酒和飲料包裝設備、方便食品生產線、全自動包裝機、瓦楞紙板(箱)生產設備、乳品包裝設備上,應用在食品包裝機械市場的PLC主要有三菱、OMRON、西門子、施耐德和臺達等品牌。
綜上所述,包裝行業雖屬于配套行業,但涉及國民經濟的許多領域,特別是食品與飲料行業,更是依賴于包裝行業的技術進步和配套服務,因此,我們努力積極推動包裝業走上快速健康發展的自動化道路。我國包裝機械發展對自動化的要求自動化改變著包裝機械行業的制造方法及其產品的傳輸方式,實現自動控制的包裝系統能夠極大地提高生產效率和產品質量,有效減輕職工的勞動強度并降低能源和資源的消耗。
食品原料在加工時不僅收獲主要產品,還收獲附加產品,如玉米加工,產品除了玉米淀粉外,還有玉米油、色拉油、人造黃油、葡萄糖、玉米蛋白及飼料等。另外還進行污水處理。生產全過程均為自動化,沒有廢棄物、沒有污染,其他產品的價值已大大超過玉米淀粉的價值。為了適應食品包裝機械對自動化趨勢發展的要求和日益提高的加工工藝,設計時將包裝機械的研發與計算機結合,實現機電一體化控制。從系統觀點出發,運用過程控制原理,將機械、電子與信息、檢測等有關技術進行有機組合,實現整體最佳化。具體來說,主要涉及到以下幾種自動化技術:
(1)現場總線技術現場總線技術的應用首先“解放”了大部分的硬件,其次簡化了安裝環節;可以將現場總線技術與ERP系統集成,這樣管理層就可以通過ERP系統十分便利地調取、分析運行數據,了解生產的實時情況,監測車間的運行情況。現場總線技術在國內的大型食品加工企業應用較為普遍,這為整個生產線的無人化操作以及傳動、檢測等工序的無縫銜接提供了可能。
(2)傳感器技術在包裝機械與食品加工行業中,傳感器的應用場合繁多,對食品飲料存儲罐的監控,對食品飲料的灌裝封裝、混合及加工、冷卻及加溫、清潔、包裝等工序都要用到傳感器。
(3)物流自動化技術物流自動化使得整個產品加工與包裝生產線得到完善,形成一個完整的產品加工鏈。物流自動化技術最直接的體現就是使得人力得到節省。
篇2
關鍵詞:包裝機械 自動化 應用對策
隨著經濟全球化的發展,我國工業發展越來越迅速。包裝機械作為產業機械中重要的組成部分,對工業發展有巨大的推動作用。包裝機械在日用家居,廚衛建材,醫藥食品,美妝護理等方面都有重要的作用,對這些行業的發展起到保證作用。但值得注意的是,包裝機械雖然給廠家生產帶來極大的便利,節省時間,降低了生產成本,可一旦包裝機械設備出現故障,就會停產,會造成巨大的經濟損失。因此。如何保證包裝機械設備的穩定性和可靠性是廠家面臨的巨大考驗。就我國目前情況而言,中國的包裝行業在不斷進步發展,而隨著科學技術的提高,包裝機械的自動化,智能化也在不斷加深。
一.我國包裝行業的現狀
我國的包裝機械行業起步較晚,國內的第一臺包裝機是北京機械研究所在研究了日本的包裝機械后,總結經驗,自主研發出來的。經過這些年的發展,包裝機械在我國取得長足進步,為我國的包裝工業發展提供了強大技術支持和保障。
雖然包裝機械對工業發展有很大影響,但也存在一些不足。在我國,包裝企業大多為民營企業,技術力量相對薄弱,資金狀況不足,且在生產過程中極容易出現重復生產的現象,這是對資源的浪費,而且損失了人力物力財力。據不完全統計,我國的包裝機械品種少,廠家自主研發能力差,所用技術都是靠引進,不能滿足我國社會的發展需求。
全球的包裝機械需求每年都在增長,尤其是發展中國家的包裝機械設備增長量急劇擴大,我國的包裝機械廠家立足現實,在設計,制造等方面都取得了一定進步,未來數年對各種包裝機械的需求將會快速增長。但值得一提的是,我國的包裝機械技術雖取得了較大的進步,但與西方發達國家相比仍有較大的差距,要趕上發達國家甚至超越發達國家的技術水平就要做到以下幾個方面:
(一)堅持走自主創新道路,堅持科學發展觀
創新是社會發展的必由之路,要想使我國的包裝機械制造水平領先世界,就要研發出屬于自己的技術,雖然研究經費少,但可以通過與大學合作,加強科研機構技術研發,形成一體化的產學研一技術創新之路。
(二)重大技術引進,消化吸收后進行創新
我國目前的包裝機械技術大多引進自國外,自主研發能力差。落后就要挨打,只有自己強大了,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。我國廠家要通過引進技術,然后通過技術分析,自主設計屬于自己的技術,吸收再創新,研發屬于我國的,擁有自主知識產權的技術。
(三)提高企業內部的信息化管理,使企業連成一個整體
在互聯網的大背景下,企業內部實行信息化管理尤其重要,要建立完整的產業信息,使企業能及時了解供需信息,原料信息,加工信息,實現各產業鏈之間信息的有效反饋和銜接,使企業更具競爭力,更好邁向新明天。
(四)要不斷創新
創新才能進步,每個產品都有衰退期,所以要創新才能使產品不斷延續下去。技術在進步,機械也在進步,"不進則退"。這是市場的規律。
(五)加強自動化產品在包裝機械行業中的應用。
二.自動化在包裝機械行業中的應用
現代化的生產方式不斷向著商品化,社會化,國家化方向發展,在包裝機械作業方面也有了更高的要求。包裝機械發展具有更新速度快的特點,使用自動化的包裝機械化產品主要有以下幾類:
(一)傳動系統
在包裝機械上使用傳動產品主要是為了調整工藝速度,控制周期性變化。變頻器作為計算機技術,現代控制技術和網絡技術的有機結合體,在包裝機械中起到重要作用。變頻器具有調速范圍寬,精確度高,動態響應快,操作方便,節能效果明顯等特點。所以,在大型機械設備和重要生產線上都能見到變頻器的身影。西門子,富士康等企業均使用到了變頻器。
(二)人機界面
典型的人機界面廠家主要有西門子,OMRON,三菱。人機界面主要是包裝機械的HMI以文本顯示器為主,通常要與單片機配套使用,它主要用于記錄各方面的數據信息,極少數的高端機械使用了觸摸屏。
(三)運動控制
運動控制主要體現在包裝時的精確定位,和嚴格的速度同步。具有速度快,振動低的優點,因此被廣泛應用于裝卸,碼垛等方面。應用這種運動控制系統的有松下,三菱等企業。
(四)控制系統
所謂控制系統,又可叫做PLC控制系統顧名思義,就是對產品生產進行控制,優秀的控制系統具有靈活方便,抗干擾能力強,運行穩定的特點。在包裝機械生產快速發展的今天,控制系統有極大的意義,為機械設備的穩定可靠發展提供了基礎保證。運用這種技術的廠家主要包括,施耐德,臺達等。
通過上述四方面的敘述我們發現,包裝行業涉及我國國民經濟的多個行業,尤其是食品,飲料,化妝品等行業,對包裝機械有很大的依賴。所以我國各個廠家應加快推動自動化在包裝機械中的應用,加快自主研發的速度,使包裝機械的生產能滿足人民日益強大的生產生活需求,加快我國工業的發展,縮短與發達國家的差距,為我國的振興貢獻力量。
三.我國包裝機械發展對自動化的要求
我國的包裝機械發展越來越迅速,在包裝機械中實現自動化和智能化能大大提高工作效率,減少人工勞動強度,降低能源消耗。在國際上,對食品包裝的自動化有如下要求:
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【關鍵詞】賴氨酸 自動化 包裝
一、前言
賴氨酸,按照含量不同可分為98%的賴氨酸鹽酸鹽、70%的賴氨酸硫酸鹽和65%的賴氨酸硫酸鹽。其產品均為顆粒狀,采用25KG復合紙袋包裝。1噸40包分8層放置于一個托盤上,然后進行入庫轉運。包裝過程包括接料、稱重、焊包、縫包和碼盤等。為了提高生產效率,減少人工成本和穩定包裝質量,同時為了提高企業的自動化水平,縮短與先進企業的差距,很多賴氨酸生產企業的產品包裝過程采用了自動化包裝流水線。
二、自動化包裝線的發展
包裝碼垛自動生產線屬于工業機器人 工業機器人是在第二次世界大戰期間發展起來的,始于20世紀40年代的美國橡樹嶺國家實驗室的搬運核原料的遙控機械操作手[1]。那時的自動化僅限于在包裝設備安裝一臺可編程邏輯限度器(PLC),用于限度邏輯功用和驅動器的機械動力軸,自動化程度非常低。近30年來,包裝線的自動化水平突飛猛進,基本可以實現無人包裝流水線。在借鑒國外先進經驗與技術的基礎上,經過不斷摸索研究,中國的包裝行業快速崛起,自動化包裝線的生產水平不斷提升,為賴氨酸行業包裝線的升級換代奠定了基礎。
三、自動化包裝線優點
自動化包裝機械的廣泛應用,提高了企業包裝的生產效率,自動包裝機的出現大大提高了企業的自動化程度,是未來企業產品包裝用應的主旋律。相對于傳統的包裝線,其優勢表現如下:能根據被計量物的特性,細微調整料斗門的開閉速度,防止破碎及卡;全自動完成送料、計量、充填制袋、打印日期、產品輸出全部生產過程;計量精度高,誤差小、省人工,易操作和維護,損耗低,可保證包裝質量;采用了步進電機,運轉安靜,動作穩定,壽命長;穩定的構造,高精度的傳感器,使正確計量瞬間進行實現,適用范圍廣,包裝速度快,計量精確,損耗低。
四、自動包裝線的主要控制系統
(一)除塵控制系統。除塵控制系統由除塵風機電機和脈沖控制儀回路組成,用于控制系統控制除塵器引風除塵、脈沖噴吹清灰的動作過程。除塵系統啟動(啟動除塵風機和脈沖控制儀,使脈沖控制儀按照預置的脈沖寬度和間隔時間控制脈沖閥噴吹清灰),除塵風機開始運轉,物料粉塵落入集塵斗,視集塵斗中的物料粉塵多少情況,由操作人員完成物料粉塵的清除及回收。根據一定時間內濾袋上的積塵量,可在脈沖控制儀上設置脈沖噴吹的脈沖寬度和間隔時間,以確保良好的過濾效果。
(二)稱重控制系統。
稱重控制系統的組成框圖如圖1所示。
其中稱重控制器是定量稱重部分的核心,它將物料的重量信息轉換為數字信息。具體過程為:稱重控制器將稱重傳感器輸出的模擬信號轉換成數字信號,并將其運算處理,得出相應的邏輯信號。
(三)包裝控制系統。可編程控制器是包裝控制系統的控制中心。PLC自動循環掃描各個輸入輸出點的當前狀態,并根據程序所確定的邏輯關系刷新輸出點的狀態,通過變頻器、交流接觸器和電磁閥來控制相應電機的啟停和氣缸的動作,從而完成包裝工藝流程的自動控制。
(四)封口機控制系統。封口機控制部分由交流接觸器、繼電器、加熱器、熱電偶及溫控器組成。起始時,若斷路器正常,操作面板上的選擇開關“加熱器停止/啟動”旋至“啟動”,則前、中、后加熱器通電運行。
(五)輸送檢測控制系統。輸送檢測控制系統由復檢秤控制器、PLC、檢測元件、操作界面、控制元件和執行元件六部分組成。復檢秤控制器是輸送檢測控制系統的核心,它將料袋的重量信息轉換為數字信息,具體過程為:復檢秤控制器將稱重傳感器輸出的模擬信號轉換成數字信號,并將其處理轉換成重量數值進行運算,得出邏輯信號。復檢秤控制器用此邏輯信號與PLC數字量I/O點通訊,實現復檢秤稱重過程控制。
五、賴氨酸生產企業自動化包裝系統的應用
如圖2所示,賴氨酸生產企業所應用的自動化包裝線主要由除塵控制系統、稱重控制系統、包裝控制系統、封口機控制系統、輸送檢測控制系統、碼垛控制系統等組成。
六、結束語
自動化包裝線在賴氨酸生產線上的用應,具有較高的包裝速度,精準的包裝效果,低能耗,既保證了充足的生產量,又可以給企業節省成本,為賴氨酸產業的發展與壯大提供有力的支持,自動化裝置的應用將是今后賴氨酸生產企業發展的趨勢。
參考文獻:
[1] 張碧波.淺談包裝碼垛自動生產線的發展應用現狀及發展趨勢[J],中國高新技術企業, 2008, (23):75-76.
篇4
關鍵詞:自動化技術現狀 應用技術 發展趨勢
中圖分類號:F426 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5336(2014)10-0081-02
1 食品包裝機械自動化技術的現狀
目前,在我國大型食品加工廠中應用機器總線技術比較普遍,其中機器人技術、機器總線技術、人機界面與傳感器等是食品包裝機械中采用的自動化技術主要幾大技術。大型食品加工廠中普遍運用無人操作、檢測及傳動等自動化工序,另外傳感器在食品的加工與包裝過程中運用也極為普遍,機器人在食品的包裝、堆垛、裝卸及碼放過程中應用。
但是隨著食品加工工藝的不斷提高,控制標準對原有的包裝參數的要求也在不斷提高,這就意味著現有的應用技術已無法滿足發展需要,必須對其提出全新的創新要求。目前,我國已經注重提高包裝機械的自動化水平,在今后的研發設計中,主要就是避開采用集光、電、機、磁、氣于一體的機械化食品包裝機械電子設備。所研發的機電一體化主要以實現機械、電子、信息、檢測相結合,以系統觀點為核心,運用控制原理的全過程,達到整體的最優化配置。
隨著自動化技術的發展,在食品包裝機械領域,計算機自動化技術將逐步被引入,根據食品包裝的工藝要求,去設置全自動包裝系統,并對整個生產過程進行控制與檢測,以達到提高機電一體化的應用水平,同時使企業實現優質、高效、低耗、安全生產。這個目標是食品包裝機械技術的總體發展方向。
2 主要技術應用
(1)傳感器在在食品包裝機械行業中的應用比較廣,而且在當前傳感技術的應用也有了新突破。目前我國對食品安全越來越重視,并且對食品檢測技術提出了精細化要求,主要是因為當前食品安全問題過于突出。食品保質檢測配置主要由掃描儀與傳感器組成,此項配置形成的對比參數十分準確,能在短時間內檢測到食品什么時間變質。另外在國外食品加工廠中,還有一種新型集成電路檢測器被廣泛應用,這種技術可直接檢測出食品的變質時間。(2)總線型運動控制器在食品包裝行業發展前景十分廣闊在我國食品包裝機械正面臨從勞動密集型向知識密集型轉變的過程,因此總線型運動控制器是當前自動化技術中在食品包裝行業發展前景十分廣闊一項技術。此項技術主要以高速的總線通訊方式,來實現轉換多個位置控制模式、高速追蹤、交換多通訊口數據信息等功能。所以企業管理者為了提高食品包裝質量、以降低生產成本,也應提高對運動控制技術的重視。
3 食品包裝機械的未來發展趨勢
(1)技術標準趨同化。全球性食品機械領域規避技術壁壘的重要舉措就是為了國際間技術交流和貿易往來的一致性和協調性,這就意味著世界各國的食品加工與食品機械技術標準就必須向國際標準或歐盟標準靠攏。如果國家的食品機械市場競爭力沒有上去,就說明國家的食品機械制造業在國際貿易中受阻,其主要原因就是國家沒有傾向全球性食品機械領域規避技術壁壘的重要舉措去做。尤其是WTO成員國,要鞏固國際標準在實現全球化生產和制造中的地位,就必須以國際標準作為制定本國技術法規的基礎,從而進一步強化國際標準在協調各國技術法規的作用。(2)高新技術實用化。高新技術是食品機械當今食品機械的市場競爭主要是技術競爭,此項技術的發展應用前景也是相當廣闊的。在食品機械加工中,通過采用高新技術可提高生產效率、降低能耗、增加得率和附加值、保持食品營養成分、風味及保證食品安全。因此,提高食品機械技術含量已是食品機械制造業的發展主題。目前,國外發達國家不斷推出技術含量更高、更人性化的新設備、新產品,主要都是采用高新技術應用到食品機械中,從而使設備性能大大提高。(3)設備高度效率化。食品機械制造企業要使生產線實現連續化生產、專業化作業、自動化調節、規模化經營等,食品加工設備局必須高度效率化,由專業化生產設備代替通用化生產設備;由人型化生產設備代替中小型生產設備;由連續式生產設備代替間歇式生產設備。其主要是采用機電一體化技術和光、電、液、自動化控制技術等來實現的,繼而可顯著提高生產效率和經濟效益。所以,只有發展生產線高度自動化、生產規模大型化的生產設備,才能提高食品機械大型制造企業或跨國公司高效率生產,才能贏得市場的競爭能力。(4)質量控制全程化。食品機械制造企業要使食品加工技術適應質量安全的全程控制要求,就必須與國際接軌。現代國際通行的食品加工生產方式是世界食品機械的技術發展主流之一,其主要是防范在不衛生條件、可能引起污染或品質劣化的環境下作業,避免因批量生產不合格產品所造成的損失;另外一方面就是減少食品加工作業過程中人為或設備的差錯降低到最低限度;將質量保證的重點由傳統的對最終產品的檢驗轉移到對加工工藝過程中的關鍵控制點進行管制。(5)技術裝備安全化。基于全球性的食品安全日趨嚴峻,世界各國的食品機械都在與國際接軌,根據國際上食品機械研究、開發、制造的通行要求,推出大量符合質量安全要求的食品機械。制訂完善的設備技術規范并且按照這些技術規范嚴格組織食品機械的設計、制造和應用是研發、制造加工設備本身做到食品加工的安全性主要實現方式。在這些技術規范中,最主要的是食品機械的機械安全與衛生要求,必須符合這些基本要求,才能達到與國際接軌。
4 結語
綜上所述,我國的食品包裝機械行業還有很大的上升空間,機械自動化技術的提高可有效提高我國食品包裝行業在國際上的競爭力,對我國的食品包裝業的發展有重要意義,食品包裝機械自動化是我國食品包裝機械行業發展的必由之路。
參考文獻
篇5
關鍵詞:現代樓宇;電話報警;系統設計
中圖分類號:TP277;TP368.1
作為家用的基于電話網絡的自動報警系統,為了方便調試和便于功能擴展,現采用模塊化設計,系統主要分為以下幾個模塊:預警探測模塊、自動撥號模塊、錄放音模塊、監聽模塊、電話信號判斷模塊和總控模塊。
1 預警探測模塊
報警探測器是用來探測入侵者的入侵行為。需要防范入侵的地方可能會很多,可以是某些特定的點、線、面,甚至是整個空間。探測器由傳感器和信號處理器組成。入侵探測器中傳感器實現探測的方式也是多種多樣的。例如:微波探測器、玻璃破碎探測器、熱釋電紅外傳感器等。由于考慮到家庭使用,綜合成本和報警效果等的因素,建議采用光觸發報警方式。目前,監控領域中使用的紅外燈主要為半導體固體發光(紅外發光二極管)紅外燈,紅外輻射功率與正向工作電流成正比,在接近正向電流的最大額定值時,器件的溫度因電流的熱耗而上升,使光發射功率下降。紅外二極管電流過小,將影響輻射功率的發揮,但工作電流過大將影響其壽命,甚至使紅外二極管燒毀。為增加紅外光的有效范圍,建議采用以定時器為核心的施密特觸發器來調制紅外二極管來發射紅外光,再采用以CX20106芯片為核心的紅外光接收器作為接收端,當紅外光被阻擋后,接收端收到的紅外光頻率發生變化,接收電路就將向總控模塊以中斷方式發出信號。調解芯片的電阻值可以改變其所接受的光的頻率。
2 自動撥號模塊
我國的電話網絡采用的是DTMF(Dual Tone Multi-Frequency):雙音多頻信號來完成撥號。所以應采用具有重撥功能的雙音多頻撥號模塊,這樣不但可以完成我們的撥號任務,也同時可以簡化相應的電路。現決定采用HOLTEK公司生產的型號為HT9302G的雙音多頻撥號芯片作為電路的核心。芯片HT9302G的工作電壓2.0V-5.5V。HT9302G的 - 和 - 所接為標準4*4鍵盤。HT9302G可以產生脈沖撥號信號和雙音多頻信號進行撥號,我們的設計中只采用雙音多頻信號進行撥號,所以其mode引腳直接接地來選擇雙音多頻信號撥號。
3 錄放音模塊
錄放音模塊的作用是在撥號模塊接通電話后將事先錄制的報警語音傳到電話線路當中去,提示主人現場發生的情況。現選定美國ISD公司生產的型號為ISD2560的錄放音芯片,錄音時間為60秒。它的最大特點在于片內E2PROM容量為480K,所以錄放時間長;有10個地址輸入端,尋址能力可達1024位;最多能分600段,只要在分段錄/放音操作前(不少于300納秒),給地址A0-A9賦值,錄音及放音功能均從設定的起始地址開始,錄音結束由停止鍵操作決定,芯片內部自動在該段的結束位置插入結束標志(EOM);而放音時芯片遇到EOM標志即自動停止放音。
4 監聽與電話信號判斷模塊
我們決定采用飛利浦公司生產的型號為TEA1062A的芯片作為監聽模塊的核心。利用靈敏度較高的柱極性電容話筒采集現場聲音送入芯片TEA1062A處理再送入電話網絡。
電話線上的信號在不同情況下分為不同的頻率,忙音信號頻率為450Hz(或440Hz)。為檢測電話是否處于占線狀態或者是否接通,必須對電話線上的信號進行檢測。這里采CLARE公司生產的型號為M-984-02的芯片作為該電路核心。當輸入信號在450Hz時M-984-02的D400引腳將給出相應的信號,而當電話機接通ENV引腳也會給出信號。將ENV引腳、D400引腳與單片機相連當與忙音信號時單片機將控制重新撥號,當電話接通會播放錄音。
5 總控模塊
使用經典的51系列單片機作為這款報警裝置的控制中心。其中80C51是INTEL公司MCS-51系列單片機中最基本的產品。它采用INTEL公司可靠的CHMOS工藝技術制造的高性能8位單片機,屬于標準的MCS-51的HCMOS產品。它結合了HMOS的高速和高密度技術及CHMOS的低功耗特征,它繼承和擴展了MCS-48單片機的體系結構和指令系統。
此外,80C51還可工作于低功耗模式,可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結CPU而RAM定時器、串行口和中斷系統維持其功能。掉電模式下,保存RAM數據,時鐘振蕩停止,同時停止芯片內其它功能。80C51有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)兩種封裝形式。在我們所設計的報警系統中P0端口用來控制錄放音芯片ISD2560,P1端口接監控模塊用來監視監控模塊是否有信號發出,P2端口用作信號的監控。當探測模塊遇到情況時,將向單片機以中斷方式發出信號,單片機判斷是P0的哪一路發出信號并選擇ISD2560的相應的地址播放相應錄音。之后單片機控制接通外線完成模擬摘機,控制撥號模塊完成撥號,如果電話線中是忙音信號,則等待一段時間后重新撥號。在電話線接通后將錄音模塊和監聽模塊分先后接入電話外線,最后在判斷對方掛機后掛斷電話。
6 結束語
電話自動報警裝置雖然實現了我們所期望的部分功能,可以通過電話網路及時將警情傳出,但也存在著一些不足。第一,整個系統依附于普通電話機,需要改裝電話,所以很不利于普通家庭的方便使用;第二,主要采用分離器件的設計造成系統穩定性差,調試復雜;第三,各種傳感器易受環境的影響,容易產生誤判發出錯誤信號,所以可靠性受到限制。此外,數字化已成為各種通信方式和家用電器的發展方向,所以新系統的設計應該盡量降低成本并且希望可以做到純數字化的工作方式。
數字交換系統可以直接處理,傳送和交換數字信息,與模擬交換系統相比,抗干擾性強,易于時分多路復用,便于加密,適于信號處理和控制,便于引入遠端集線器,易于集成容量大阻塞低的數字交換網絡,并有利于實現數字交換與數字傳輸的直接聯接,構成綜合數字網(IDN),為向ISDN過渡奠定基礎。頻移鍵控(FSK):是為了能在傳統電話線路的基礎上傳送數字信號而用特殊的音頻范圍來區別發送和接收的數字數據。如調頻ModemBell-103型發送和接收數據的二進制邏輯被指定的專用頻率是:發送,信號邏輯0、頻率1070Hz,信號邏輯1、頻率1270Hz;接收,信號邏輯0、頻率2025Hz,信號邏輯1、頻率2225Hz,這樣便達到了在電話線上傳送數字信號的目的。在新系統的設計中我們也將其分為幾個部分從而便于管理,氣主要分為預警探測部分、DTMF撥號部分、FSK調制解調器、擴展存儲器部分和總控部分。新系統共包括所用芯片在內整個系統共用器件49個,較原系統已大大減少,成本也必將隨之降低。此外新系統中除了DTMF信號的產生和發送以外全部為數字信號,也已基本達到家庭使用的要求。
參考文獻:
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[3]李春玲.紅外自動水龍頭[J].無線電制作精匯,2005(02):261-262.
篇6
【關鍵詞】火電廠,熱控自動化,保護裝置
中圖分類號:TM621文獻標識碼: A
一、前言
我國在火電廠熱控自動化保護裝置中的過程中雖然取得了飛速發展,但依然存在一些問題和不足需要改進,在建設社會主義和諧社會的新時期,加強對火電廠熱控自動化保護裝置的分析,對構建和諧社會有著重要意義。
二、火電廠熱控系統的概述
隨著火電廠機組容量和運行參數的不斷提高,熱控系統扮演著越來越重要的角色,熱控系統主要實現對熱力設備及其系統的工況進行測量和控制。熱工測量和控制儀表遍布火力發火電廠的各個部位,它是保障機組安全啟停、正常運行、防止誤操作和處理故障等非常重要的 技術裝備,是火力發火電廠安全經濟運行、提高勞動生產率、減輕運行人員勞動強度等必不可少的設施,也是反映火力發火電廠自動化水平的重要標志之一。一方面熱控系統及時準確的保護聯鎖可以避免設備損壞和人身傷亡,另一方面熱控系統的誤動、拒動、測量顯示失準等都會嚴重威脅機組的安全穩定運行。所以非常有必要分析影響熱控系統可靠性的方方面面因素,并采取措施提高火電廠熱控系統的安全可靠性。
1、安裝位置
測溫元件應安裝在能代表被測溫度、不受劇烈振動和沖擊的地方。如空預器出口一、二次風溫,出口煙溫等等寬度較大的煙風道溫度測點的布置,磨煤機進口混合風溫度測點的布置,一旦不合理導致的溫度測量偏差將會很大。外對于泵、風機本體和電機軸承溫度熱電阻安裝時需通過壓簧、套管將熱電阻端面與被測物的表面緊貼, 以提高測量的可靠性和準確性.。
2、保護套管
用于高溫、高壓及有高速流體沖擊的場合,必須有足夠強度的保護套管保護,保護套管的設計要考慮它的強度以保證測溫元件正常、安全工作,不會彎曲和斷裂。一般來說保護套管壁厚的增加會提高應力強度,但壁厚的增加相應會導致傳感器熱惰性的增加,需合理設計和選擇保護套管。熱電阻、熱電偶與保護套管裝配不規范也會引起溫度測量滯后,非接觸式安裝的靜態特性和動態特性都比接觸式安裝差很多。保護套管材質的選擇要考慮被測介質的壓力,溫度、流速等。套管材質選擇不當,會引測溫元件銹死在套管里,若出現故障,需要更換時無法取出,則必須重新開孔安裝。氣固混合物管道溫度如磨煤機出口溫度應采用耐磨保護管,低溫煙氣溫度如脫硫系統溫度保護管應考慮耐腐蝕,介質流速較大的低壓管道如汽機屏蔽、系統接地
三、火電廠熱控自動化保護裝置的現狀
1、隨著熱控系統監控功能不斷增強,范圍迅速擴大,故障的離散性也增大
當熱控系統的控制邏輯、測量和執行設備、電纜、電源、熱控設備的外部環境,以及安裝、調試、運行、維護。檢修人員的素質等。這中間任一環節出現問題。都會引發熱控保護系統的誤動或機組跳閘,影響機組的安全運行。因此,如何進一步做好熱控系統從設計、基建安裝調試到運行、維護、檢修的全過程質量監督與評估,提高熱控設備和系統運行的安全可靠性至關重要。
2、熱控保護系統可預防的誤動仍時有發生
由于各種原因,熱控系統設計的科學性與可靠性、控制邏輯的條件合理性和系統完善性、保護信號的取信方式和配置、保護聯鎖信號定值和延時時間設置、系統的安裝調試和檢修維護質量、熱控技術監督力度和管理水平等都還存在不盡人意之處。隨著電力建設的快速發展和發電成本的提高,電力生產企業面臨的安全考核風險將增加,市場競爭環境將加劇。因此,如何提高機組設備運行的安全性、可靠性和經濟性是火電廠經營管理工作中的重中之重。
3、浪費了人力、物力,還有可能增加設備的異常
熱控設備管理目前仍停留在傳統的管理模式上,所有設備的檢修,不管運行狀況如何,基本都采用定期檢修與校驗方式。例如儀表調前合格率統計達98%甚至更高。仍按規定的周期全部進行檢測校驗。一些單位設備采購時。因對設備質量好壞不了解和無設備選型參考依據。購入一些質量不好的產品,影響甚至威脅到機組的安全運行。因此,如何通過對在線運行設備進行可靠性分類,制定合理的儀表校驗周期。是火電廠管理工作中迫切需要解決的問題。
4、專業檢修隊伍取代本廠檢修隊伍將是新建火電廠發展趨勢
隨著企業管理向集約化經營和管理結構扁平化發展,為提高經濟效益,火電廠在多發電、提高機組利用小時數的同時。通常通過減少生產人員以提高勞動生產率。此外,發電企業密切與外包檢修企業之間的聯系。在這種情況下,如何監督、評價、驗收機組熱控系統的檢修、維護、運行質量,尚缺少一個系統的、可付諸操作的評估標準。綜合上述火電廠控制設備的運行環境以及火電廠設備維護工作方面日益嚴重的制約因素,本著電力生產“安全第一、預防為主”的方針及效益優先的原則,從提高熱控系統的可靠著手,開展了深入的技術研究工作。
四、完善火電廠熱控自動化保護裝置的措施
1、加強人員培訓工作
全面提高員工的整體素質,培養員工強烈的責任心。過硬的技術本領,熟練掌握所管轄設備技術性能和操作要求,杜絕人員責任事故出現,并盡可能地防范其它因素的事故發生。
2、加強對熱工設備選購的監督
注重產品的穩定性,嚴把技術審核關、嚴把驗收關,杜絕質量不合格的產品進入。
3、加強熱工系統的管理
防止因熱控系統問題引起重大設備損壞。及時更新各種規章制度和措施,對熱工系統進行嚴格管理和維護。認真執行有關檢修規程,嚴格質量驗收過程,提高檢修質量,確保控制設備動作靈活可靠。加強試驗管理,不僅認真完成檢修后試驗,還要嚴格定期試驗制度,健全試驗記錄及試驗報告。除定期對熱工保護系統進行試驗和檢查外,對每一次保護動作或故障后都要及時分析,查找原因,制定反措。并建立健全熱控設備投停記錄本,對每次保護、自動投退情況詳細記載,手續嚴格。
4、建立完善設備臺帳,掌握系統、模塊、卡件性能,滿足其外部環境要求
建立“設備異常情況分析”登記表,熱控系統備品、配件更換、維護檔案,定期分析熱工系統運行情況和存在問題,做好熱控設備壽命評估工作,掌握主動。
5、現場人員要有事故預想
針對不同情況、案例,制定合理的防范措施。
重點對控制邏輯的條件合理性和系統完善性、保護信號的取信方式和配置、保護聯鎖信號定值和延時時間設置、系統的安裝調試和檢修維護質量、熱控技術監督力度和管理水平等方面進行評估。通過對設備微觀變化的分析,掌握設備狀況的變化趨勢,以此判斷安全程度,采取預防措施,防患于未然。通過評估工作的開展,促進熱控系統全過程監督的科學化、規范化、精細化管理,提高監督工作的實效性和機組運行的可靠性。
6、熱控設備可靠性分類與測量儀表合理校驗周期及方法
熱控設備的可靠性差別很大,有的設備運行多年無異常,有的設備一投運問題就層出不窮,其原因除設計外,與設備選型也有較大關系。為保證經濟效益的最大化,不同系統的設備應根據可靠性要求,選用可靠性級別不同的設備。而測量儀表的校驗周期,應按規程進行周期校驗,但由于現有校驗規程落后于儀表的發展,各火電廠實際上都自定了校驗周期,但無據可依。
五、結束語
隨著火電廠熱控系統理體制的不斷完善,火電廠熱控自動化保護裝置中出現的問題將會得到更多管理者的重視,火電廠熱控系統的試管理將會發揮著越來越重要的作用。
參考文獻
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[2]王建峰.火電廠熱控系統中熱控保護裝置的故障分析與保護探究[J].科技與企業,2013
篇7
關鍵詞:配電網;10kV饋電;事故連帶性;分界開關成套設備
中圖分類號:TM923 文獻標識碼:B 文章編號:1009-9166(2011)032(C)-0239-01
一、信陽配電網自動化現狀分析
隨著國民經濟的高速發展,在信陽配電網(城網和農網)建設的過程中,10kV配電線路主網不斷改良安全運行率趨于穩定,但各用戶支線入口處大量使用著戶外柱上開關和隔離開關,它們一般均為手動操作,主要用于正常分、合線路負荷電流和隔離電源等作用,不具有自動隔離用戶側事故的功能,伴隨逐年來信陽各類新用戶的不斷增多,線路結構越加復雜給故障排查帶來更大的困難,絕大多數配電線路T接多條支線或與多臺變壓器呈放射狀輻射;線路短的只有幾十米,長的穿山越嶺長達十幾千米,支線環節多為全線架空或局部電纜與架空混合線路;出于臨時用電需要有的架空線路臨時帶有電纜用戶、架設臨時箱變等,支線末端用戶配電變壓器嚴重老化等現象;從而出現單一用戶側的事故(主要指單相接地故障),尤其當線路故障點難以確定,延誤了事故處理,造成故障擴大,進一步發展為相間短路,給配電網主網的安全運行帶來隱患。
二、配電網中性點接地方式的分析
10kV配電網中性點接地方式主要分為不接地、經消弧線圈接地和經低值電阻接地三種方式。在不同的中性點接地方式下,單相接地時的故障電流大小和繼電保護的動作行為是不同的。在中性點不接地或經消弧線圈接地的方式下,變電站出線開關的零序保護不作用于掉閘;在中性點經低電阻接地的方式下,零序保護作用于掉閘。
(一)中性點不接地方式(請參閱圖1)
C1為故障點前段線路(包含架空線和電纜)的相對地電容值的總和。C2為故障點后段線路(包含架空線和電纜)的相對地電容值的總和。計算公式:I01=3ωU0C1 I02=3ωU0C2式中U0為電源相電壓,ω為角頻率。
電源側線路中包含架空線和電纜的相對地電容值的總和,零序電流的大小可由架空線和電纜的長度進行估算,一般來講,C1遠大于C2,因此I02比I01要小得多,即接地故障發生在用戶界外時檢出的零序電流很小,而接地故障發生在用戶界內時檢出的零序電流卻很大。
(二)中性點經消弧線圈接地方式(請參閱圖2)
C1為故障點前段線路(包含架空線和電纜)的相對地電容值的總和。C2為故障點后段線路(包含架空線和電纜)的相對地電容值的總和。L為消弧線圈電感值。零序電流的大小和方向隨補償方式而改變,但一般來講,其脫諧度應不小于5%,因此,I´01仍遠大于用戶界外發生接地故障時產生的零序電流I02。從而可準確區分用戶界內或外外的接地故障。
(三)中性點經小電阻接地方式(請參閱圖3)
計算接地點故障電流公式:I01′=I01+I02-IR 因IR遠大于I01和I02,因此I01'約等于IR。據統計國內以中性點經10Ω電阻接地系統應用較多為例,一般純金屬性接地故障電流在300A~500A,用戶界內單相接地時,零序電流互感器檢出的是所有的接地電流I02,而在用戶界外發生單相接地故障時產生的接地電流,零序電流互感器檢出的零序電流為I01。通過對三種接地方式的界內和界外產生的接地電流分析,在變電站接地選線裝置不能滿足快速查找接地故障點的條件下,研究如何監測毫安級零序電流的手段,采集該零序電流的大小來判定故障所發生的區域,通過切斷該區域單相接地故障電流,從而明確事故分段點,減小停電范圍。
三、運行分析
經過近二年在信陽配電網的技術運用,該類用戶分界開關可針對配網不同中性點接地方式方式,通過對過流保護、零序保護定值的調整,保證了分界斷路器能可靠切除單相接地及相間短路故障,支線故障率大幅下降,配電網安全運行到明顯的提高。
結論:本文首先對現有配電網支線保護技術進行了分析及研究,通過高精度三相一體化零序電流互感器監測零序電流為判斷故障,使其行之有效地對配電網的監視和控制。在今后配電網發展的歷史過程中,配電系統必將獲得迅速大規模的發展,分界斷路器作為配電系統的重要組成部分,同時迎來了配網自動化的發展新機遇。
篇8
關鍵詞:微機保護裝置;自動化水平;測試系統軟件;服務功能;應用范圍
數字化時代的到來,為現代化輸配電網絡運行效率及服務功能提出了更高的要求,需要相關的技術人員結合輸配電網絡的結構特點,注重微機保護裝置的合理設置,確保這種保護裝置的穩定性、可靠性等能夠滿足相關生產活動的各種需求。因此,需要對各種微機保護裝置的自動化測試系統軟件設計進行必要地分析。
1 開發平臺LabWindows/CVI概述
作為一種重要的C語言開發平臺,LabWindows/CVI在長期的使用中取得了良好的作用效果,為相關軟件性能的優化及開發效率的提高提供了重要的參考依據。因此,需要對這種開發平臺有著必要地了解。具體表現在:(1)LabWindows/CVI的功能非常強大,通過對靈活性強的C語言的有效使用,為平臺運行中數據采集分析效率的提高提供了重要的保障,優化了平臺實際應用過程中的服務功能;(2)該開發平臺通過對集成化開發環境、交互式編程方法的合理運用,豐富了其中的庫函數,促使C語言的各項功能使用中能夠達到預期的效果,減輕了開發設計人員的工作量,實現了自動化測試環境的優化;(3)在該開發平臺的支持下,可以為基于良好的測試環
境、高效的數據采集系統、監控系統等組成結構一體化軟件開發環境設計目標的實現提供必要的服務,增強了軟件開發環境實際應用的良好性。LabWindows/CV的主要特點有:開發中所涉及的程序交互性強;擁有豐富的庫函數,相關儀器的控制作用效果良好;包含了開發中所需的IVI儀器驅動程序,外部接口功能完善。
2 微機保護裝置的自動化測試系統軟件設計要點分析
2.1 測試系統組成結構分析
結合現階段微機保護裝置的實際應用狀況,可知其中的硬件產品種類繁多,充分地滿足了相關生產活動的實際需求。像BI、BO、I/O板等各種擴展板,實際的應用范圍正在擴大。因此,結合微機保護裝置自動化測試系統軟件設計的相關要求,需要建立性能可靠的測試平臺,確保測試軟件使用中能夠保持良好的兼容性及良好性,優化測試系統軟件長期使用中的服務功能。
通過對該測試系統結構的有效設置及合理分析,可以為測試裝置、測試平臺、相關軟件、測試通道等組成部分實際作用的充分發揮提供可靠地保障,促使測試系統組成結構使用中能夠達到微機保護裝置的具體要求,全面提升該保護裝置的整體服務水平。
2.2 測試系統軟件框架分析
微機保護裝置工作中對測試系統軟件的可擴展性及靈活性有著較高的要求,而測試系統自身未包含測試流程實施中所需的各種參數,而是按照合理的方式將這些參數保存在相關的配置文件中。系統運行中可以通過對各種配置文件的訪問獲得相關的數據,并結合以太網接口的作用,實現對測試設備的實時控制。當測試系統運行中需要對被測設備之間保持正常的通信模式時,需要加強對各種外部工具的合理配置。因此,需要注重微機保護裝置相關的測試系統軟件框架的有效構建。具體表現在以下方面:
(1)注重FTS系統組成結構的合理設置。為了確保該系統的正常運行,需要對其中的配置文檔、外部工具、各種測試程序等進行有效地設計,完善測試設備的服務功能,增強FTS系統的適用性。
(2)明確測試系統不同層的功能特性。該測試系統包括頂層應用層及底層驅動層。底層驅動層的主要作用在于對各種測試設備進行實時地控制,確保測試設備能夠與被測裝置之間保持良好的數據交互效果,確保各種配置文件可以進行正常地解析,結合應用層的實際需求,提供相關的接口函數;頂層應用層的主要作用在于實現各種測試條目,像報告是否順利地生成、人機交互效果是否良好等,優化了測試設備正常工作中的自檢功能,保持了測試作業計劃實施過程中的高效性,促使自動化測試系統軟件使用中能夠達到微機保護裝置的各種要求,消除微機保護裝置使用中存在的相關影響因素。
(3)注重通信測試、開出量測試、通道測試等結構的合理設置,確保測試系統軟件框架使用中能夠滿足實際生產活動的各種需要,實現軟件框架的優化設計。
3 基于VISA硬件驅動設計要點分析
注重性能可靠的Agilent硬件測試設備的合理使用,有利于提高測試系統的運行效率,確保測試系統在微機保護裝置測試過程中能夠保持良好的作用效果,實現對微機保護裝置的不斷改進,加快智能化、集成化微機保護裝置的研究步法,推動相關行業的快速發展。
VISA本質上是一個接口軟件,是虛擬儀器系統正常工作中接口功能的良好反映。VISA使用中最大的特點是:打破了總線、工作環境、操作平臺的束縛,并對底層的相關協議進行了屏蔽。在統一方式的作用下,為LAN、USB等系統進行了科學化配置、測試等,并包含了硬件驅動設計中所需的控制函數,促使設計人員在具體的設計過程中無需考慮相關通信協議的要求,確保了設計工作的高效性。
結合微機保護裝置自動化測試系統軟件設計的要求,需要對基于Agilent VISA的硬件設備驅動程序進行合理地設置,增強各種設備驅動程序設置的合理性。具體表現在:(1)選擇相關的函數對虛擬儀器進行實時地控制,確保虛擬儀器能夠處于穩定、高效的工作狀態;(2)結合讀寫命令函數的作用,增強測試系統的性能可靠性,確保系統運行中能夠對相關被測設備的數據進行正常地讀取。
4 自動化測試系統軟件測試過程分析
為了對微機保護系統的自動化測試系統軟件的實際作用效果進行綜合地評估,需要對該測試系統軟件的測試過程進行必要地分析。以通道校準為例。具體的測試過程體現在:(1)在測試系統的支持下,對被測模擬通道的相關配置軟件進行讀取,獲取其測試過程中所需的各種參數;(2)加強對測試通道結構特性的深入分析,對通道的ID、單位、接線類型等參數進行采集,通過自動化測試系統軟件的作用,對通道參數進行科學地分析。
5 結束語
通過對LabWindows/CVI平臺的合理利用,增強了微機保護裝置的自動化測試系統軟件設計的合理性,為現代化微機保護裝置保護效果的增強及使用壽命的延長打下了堅實的基礎。因此,未來輸配電網絡組成結構優化的過程中。應注重微機保護裝置工作中自動化測試系統軟件的優化設計,加強對這種測試軟件的科學使用,充分地滿足微機保護裝置正常工作的各種需求,降低輸配電網絡運行中的故障發生率,促進我國經濟社會的穩定發展。
參考文獻
篇9
關鍵詞: 變電所; 微機綜合保護裝置; 改造; 應用
中圖分類號: TD61 文獻標識碼: A 文章編號: 1009-8631(2012)07-0081-02
RCX-900變電站綜合自動化保護裝置,吸收國外先進技術,利用國際先進的DSP芯片研制的集保護、遠動、通訊于一體的綜合自動化保護系統,該系統具有遙測、遙信、邀脈、遙調、遙控功能,可實現對變電所全方位的控制和管理,實現了無人值守功能。2007年我廠進行了技術改造,35KV總降壓變電所實現了微機綜合保護,而6KV變電所仍采用常規的電磁式保護裝置,上下級變電所保護裝置的匹配問題凸顯。2009年對所有6KV變電所進行了微機綜合保護裝置改造,有效地解決了影響安全供電的問題,迄今為止,該系統運行穩定、功能完善、采樣準確、通訊可靠。
一、常規電磁式保護裝置存在的問題
(一)常規電磁式保護裝置的發展
繼電保護系統經歷了機電型、整流型、晶體管型和集成電路型幾個階段后發展到微機保護階段。上世紀60年代是晶體管繼電保護技術廣泛應用的時期。70年代中期起,基于集成運算放大器的集成電路投入研究,到80年代末集成電路保護逐漸取代晶體管保護技術,集成電路保護技術研制、生產、應用的主導地位持續到90年代初。隨著微機保護裝置的研究,在微機保護軟件、算法等方面取得了很多成果,繼電保護技術進入微機保護時代。
(二)我廠繼電保護裝置現狀及存在的問題
我廠高壓系統有1個35KV總降壓變電所和5個6KV變電所,35KV總降所于2007年技改期間新建,保護裝置比較先進,采用上海天正明日STS-300系列微機綜合保護裝置;5個6KV變電所的保護仍采用電磁式保護,存在元器件多、精度低、穩定性差、維護強度大、故障率高等缺點,且電磁式保護動作時間過長,在300ms以上,而微機綜合保護動作時間小于25ms,導致兩級保護不匹配。自2007年35KV總降所投運以來,多次發生6KV變電所故障引發總降所主變壓器甚至電源進線柜越級跳閘事故,造成全廠停電,嚴重影響了生產秩序,損失很大。
二、RCX-900系列微機綜合自動化保護裝置
2009年對6KV變電所86臺高壓柜進行了綜保裝置改造,采用杭州繼保南瑞公司RCX-900系列微機綜合保護裝置取代原有電磁式繼電器,根據負荷使用了RCX-900系列微機綜保裝置中的以下幾種:
(一)差動保護部分
RCX-993變壓器差動保護測控裝置(帶操作回路):具有差動速斷保護、二次諧波抑制、CT斷線閉鎖、非電量保護、CT斷線閉鎖、告警、Y/補償投入、故障錄波等功能。
RCX-994線路差動保護測控裝置:具有差動速斷保護、二次諧波抑制、過電流過負荷保護、零序過電流、過電壓保護、控制回路斷線、故障錄波等功能。
RCX-997線路光纖縱差保護測控裝置:具有差動速斷保護、二次諧波抑制、CT斷線閉鎖、CT斷線警告、過電流過負荷保護、零序過電流、過電壓保護、控制回路斷線、故障錄波等功能。
(二)后備保護部分
RCX-981主變壓器后備保護測控裝置:具有速斷保護、限時速斷、過電流過負荷保護、負序過電流保護、零序過電流保護、過電壓保護、母線接地、CT、PT斷線保護、非電量保護、故障錄波等功能。
RCX-984主變壓器后備保護操作裝置:具有主變各側開關分合操作指示;非電量繼電器重動功能。
RCX-985主變壓器非電量保護測控裝置,具有瓦斯保護、壓力釋放、溫度超高、油位高低、油溫高低、風冷故障告警等功能。
(三)負荷保護部分
RCX-971微機線路綜合保護裝置:具有速斷保護、限時速斷、過電流過負荷保護、重合閘、零序過電流保護、過電壓低電壓保護、母線接地、CT、PT斷線保護、、控制回路斷線、故障錄波等功能。
RCX-972微機變壓器綜合保護裝置:具有速斷保護、限時速斷、過電流過負荷保護、零序過電流保護、過電壓低電壓保護、母線接地、CT、PT斷線保護、低頻減載、非電量選擇、控制回路斷線、故障錄波等功能。
RCX-973微機電動機綜合保護裝置(異步):具有過電流過負荷保護、零序、負序過流保護、過熱保護告警、母線接地、CT、PT斷線保護、非電量保護、控制回路斷線、故障錄波等功能。
RCX-974微機電動機綜合保護裝置(同步):具有過電流過負荷保護、零序、負序過流保護、過熱保護告警、母線接地、CT、PT斷線保護、非電量保護、控制回路斷線、故障錄波等功能。
RCX-976電容器保護裝置:具有速斷、限時速斷、過電流過負荷保護、不平衡電流不平衡電壓保護、母線接地、CT、PT斷線保護、控制回路斷線、故障錄波等功能。
(四)輔助保護部分
RCX-962備用電源自動投入裝置:具有電源自動投入、母聯過流保護、控制回路斷線、事件記錄、故障錄波等功能,適用于110KV以下進線開關、內橋開關及主變兩側開關的自投裝置。
RCX-964電容器自動投切保護測控裝置;具有速斷、過電流過負荷保護、不平衡電流不平衡電壓保護、過電壓低電壓保護、母線接地、零序過電流保護、PT斷線保護、無功功率設定、電容器投入組別、控制回路斷線、故障錄波、遙控遙調等功能。適用于35KV及以下等級的電容器保護。
RCX-966母線PT綜合保護并列裝置:具有母線接地告警、PT斷線失壓切換告警、過電壓低電壓告警、故障錄波,具有測量、控制、遠動、通訊功能,適用于110KV及以下雙母線PT的測量、保護、并列等,并可實現同等電壓兩段PT并列。
采用RCX-900型微機保護裝置后,克服了6KV變電所長期存在的缺陷,元件數目大大減少,二次接線簡單,故障率和維護量減少,精度和供電穩定性提高。微機綜合繼電保護裝置與常規電磁式繼電保護裝置的主要區別在于:由于微機控制的動作時間遠小于傳統繼電器的動作時間,因此靈敏性遠高于電磁式繼電器,且能很好地與上級35KV總降壓變電所保護裝置相匹配,有效杜絕了越級跳閘事故發生。自2009年改造至今,雖然發生了電解602架空線路因風雨天氣樹枝擺動造成相間短路等意外事故,卻未造成總降壓變電所主變、進線柜越級跳閘,大大減少了事故,提高了我廠供電系統的安全可靠性。
三、RCX-900系列微機綜合保護裝置簡介
RCX-900系列微機綜保裝置,是為適用變電所綜合自動化系統最新要求而推出的新一代集保護測控功能于一體、目前最先進的DSP(數字信息處理)微機綜保裝置。該系統采用分層分布式控制模式,具有獨立的電源,CPU及獨立的操作回路,完成對變電所對應間隔的保護、測量、控制等功能,采用了隔離、軟硬件濾波、看門狗電路、抗干擾編碼、智能診斷、各種開放、閉鎖電路、抗震動,各裝置通過現場總線直接連接微機進行通訊,將采集到的信息上傳到微機監控系統,面向對象,綜合分析變電所對信息的采集、處理及控制要求,實現了綜合自動化。
(一)微機綜合保護裝置硬件配置
CX-900型微機綜保裝置由液晶顯示板、總線板、電源及斷路器出口操作模件、交流采樣模件、CPU及開入模件等組成。具體結構如圖1所示:
(二)微機綜保裝置特點
1.漢字顯示:該裝置通過液晶采用漢字直接顯示電流、電壓、功率等,并將保護動作各種信息顯示在液晶屏幕上,并記錄其動作時間及大小。
2.采樣分流:保護和測控具有獨立的采樣回路,既保證了測量監測精度、又保證了保護的抗飽和性能。
3.指示明確:保護裝置上有7個指示燈,可以指示保護裝置的工作狀態、監視元件狀態及對斷路器跳合位監視。
4.抗擾性能:單元機箱均采用密閉式,內部雙層屏蔽,減少了電磁的干擾。
5.運行可靠:完善的自檢體系,硬件檢測直到繼電器跳閘出口,均采用進口可靠的元器件。
6.通用性強:裝置工作及操作電源交、直流通用,不會因直流系統出現故障而停止工作及保護。
7.控制閉鎖:保護裝置可實現就地、現場、遙控、及調度的四者控制,且相互閉鎖。
8.元件新穎:保護裝置主要元器件全部采用美國原裝進口芯片,雙CPU均為DSP芯片。出口繼電器為日本松下DSP系列。
(三)微機保護測控裝置技術參數
1.裝置額定數據:
交流電流:5A或1A 交流電壓:100V或100/V
直流電壓:265V到85V 頻率:50Hz
2.測量元件精度:
刻度誤差:不大于±1% 測量電流:0.2級 P、Q、COSφ:0.5級
母線電壓:0.2級 輸出精度:0.2級 頻率: 0.01Hz
3.抗干擾性能:
脈沖干擾:符合IEC255-22-5,GB/T15145-94
快速瞬變干擾:裝置能承受IEC255-22-4標準規定的IV級(4KV)快速瞬變干擾試驗。
靜電放電:裝置承受IEC255-22-2標準規定的IV級(空間放電15KV,接觸放電8KV)靜電放電試驗。
沖擊電壓:各I/O分別對地, 交流回路和直流回路之間,交流電流回路和交流電壓回路之間,能承受5KV(峰值)的標準雷電波沖擊檢驗。
機械性能:正常條件:通過Ⅱ級振動響應、沖擊響應檢驗。
4.保護、測量范圍:
測量電流:0.1In~1.2In 保護電流:0.1In~20In
零序電流:0.1In~20In 電壓:0.1V~120V
頻率:48.00~52.00H
5.整組動作時間(1.2倍動作量)
瞬時段不大于20ms 過流段不大于25ms
6.接點容量:
跳閘、合閘線圈出口:0.5 至5A自適應
跳閘、合閘出口:DC220V 5A
繼電器最大出口:10A
信號出口:DC220V 5A
四、效益分析
(一)直接經濟效益
我廠6KV高壓系統進行微機綜合自動化繼電保護裝置改造后, 2009年成功阻止了2次越級跳閘事故,分別為電解602線路和選礦615線路因雨天樹枝擺動造成相間短路。一旦事故越級跳閘,會導致35KV總降壓變電所的主變跳閘,造成全廠停電40分鐘,影響生產約2小時的重大事故,因減產造成的直接經濟損失50萬元。采用RCX-900系列微機綜合保護裝置后,有效地阻止了事故的發生,為企業挽回了巨大的損失,具有可觀的經濟效益。
(二)社會效益
若再考慮故障率大大降低、維修強度減少、備件費用降低,設備使用壽命延長,變電所無人值守后人力資源優化,降低企業用工成本等因素,社會效益也十分可觀。
結束語
微機綜合自動化保護,實現對全變電所的主要設備和輸、配電線路的自動監視、測量、自動控制和微機保護,以及與調度通信等綜合性的自動化功能。將變電所運行的狀態信息,迅速、準確、全面地進行采集,實現繼電保護功能,且把相關信息可靠地傳送到主站端計算機系統,由計算機系統進行處理,通過人機對話方式在圖形顯示終端上顯示,將處理和運算的結果及時告知調度,以便及時做出科學決策或采取相應的措施,確保電網系統安全、穩定、可靠地運行。
參考文獻:
[1] 劉東.面向對象的電力系統自動化[M].中國電力出版社,2009.
篇10
關鍵詞:低甲基化;穿孔素啟動子區;CD4+T 細胞;慢性阻塞性肺疾病
Abstract:Objective This study aimed at investigating the methylation status of perforin regulatory elements in CD4+ T cells from peripheral blood of COPD patients and its possible role in the pathogenesis of this disease. Methods The peripheral blood CD4+ T lymphocytes of eight patients with COPD and eight healthy controls were separated, and genomic DNA and RNA was extracted from the isolated cells. The methylation levels of perforin regulatory elements in peripheral blood CD4+ T lymphocytes were determined, expression of perforin investigated.Results The methylation levels in CD4+T lymphocyte perforin regulatory elements of patients with COPD were significantly lower than those in the control group, while the expression levels of perforin gene were relatively higher and the difference was statistically significant (P
Key words:Hypomethylation; Perforin regulatory elements; CD4+ T cell; COPD
COPD是臨床上非常常見的一種疾病,嚴重影響廣大患者的身體健康。目前該病的發病機制不是十分明確,尤其是其肺功能不斷惡化的特點還需要進一步研究。相關文獻報導,自身免疫反應可能是該病不斷進展的原因[1];但具體到這種反應是如何形成和發展的還不太清楚。我們前期動物實驗表明:CD4+T 淋巴細胞穿孔素基因啟動子區低甲基化可促進穿孔素基因的表達,從而參與自身免疫性肺氣腫的發生[2];但該機制是否同樣適用于被稱之為自身免疫性疾病的COPD目前還不是十分清楚,有待進一步探討。本研究以COPD患者為研究對象,通過檢測CD4+T 淋巴細胞穿孔素基因啟動子區域 DNA 平均甲基化水平以及穿孔素基因mRNA的表達,旨在探討其在COPD發病中的作用。
1資料與方法
1.1一般資料 2014年2月~4月在我院呼吸內科病房選取經常規治療達到穩定期的COPD患者8例,納入COPD組;同期招募正常健康人8例,納入正常對照組。COPD組患者均符合中華醫學會呼吸病學分會慢性阻塞性肺疾病學組制訂的慢性阻塞性肺疾病診治指南(2013 年修訂版)中的診斷標準[3];其中,男性 5 例,女性 3例,年齡45~68歲,平均(56.4±7.8)歲。正常對照組男性 4例,女性4例,年齡40~58歲,平均(49.8±6.2)歲。兩組年齡、性別差異無統計學意義,具有可比性。所有參加本次試驗研究的對象均排除風濕性關節炎、過敏性哮喘、系統性紅瘢狼瘡(SLE)等常見免疫系統疾病。所有受試者均簽署知情同意書,見表1。
1.2材料和方法
1.2.1主要材料 人外周血淋巴細胞分離液(天津灝洋生物制品科技有限公司),人CD4+T淋巴細胞分選磁珠(德國美天妮公司),亞硫酸氫鹽處理試劑盒、質粒抽提試劑盒(德國QIAGEN公司),PGEM-T和PGEM-T Easy載體系統(Promega公司),M-MLV逆轉錄酶(Promega公司),dNTP(Generay Biotech公司)等。
1.2.2方法 外周血CD4+T 淋巴細胞分離、DNA、RNA提取、穿孔素基因mRNA表達測定以及穿孔素啟動子區基因測序參照相關文獻進行[4,5]。
1.3統計學處理 采用SPSS11.5軟件包進行統計學處理,正態分布的計量資料以(x±s)表示,非正態計量資料以中位數(四分位間距)表示。采用t檢驗和秩和檢驗,以P
2結果
兩組CD4+T淋巴細胞穿孔素基因啟動子區域DNA平均甲基化以及穿孔素基因mRNA比較:COPD患者CD4+T淋巴細胞穿孔素基因啟動子區域DNA平均甲基化水平顯著低于正常對照組(P0.05);但穿孔素基因mRNA的表達較正常對照組增強(P0.05),見表2。
3討論
目前,專家們普遍認為,COPD患者盡管給予良好的治療,但其肺泡損害一直不斷發展;究其原因可能和其機體內存在的自身免疫反應有關。國外有學者研究發現:將自身免疫肺氣腫大鼠脾臟中的CD4+T 淋巴細胞注入正常大鼠體內可誘發其出現肺泡隔細胞凋亡及自身免疫性肺氣腫產生[6],從而提示:CD4+ T淋巴細胞功能異常是肺氣腫形成的重要原因。因為COPD的主要病理變化包括慢性支氣管炎和肺氣腫,所以我們推測該機制亦適用于臨床上被稱為自身免疫疾病的COPD。
Motz GT 等[7] 進一步研究證實:從長期被動吸煙的小鼠體內分離T細胞并轉移到其他正常小鼠體內,后者會出現COPD樣的疾病;所以,該研究進一步支持我們上述假設成立的可能。
DNA甲基化是一種化學修飾,在許多高等生物的生命活動中起到重要作用。甲基化常發生在啟動子區CpG島,DNA甲基化升高常抑制基因表達,反之則促進其表達。
我們的研究表明:COPD患者CD4+ T淋巴細胞穿孔素基因啟動子區域DNA平均甲基化水平顯著低于正常對照組;但穿孔素基因mRNA的表達較正常對照組增強,結合我們前期動物實驗得到類似結果[2],我們認為:CD4+ T 淋巴細胞穿孔素基因啟動子區低甲基化可促進穿孔素基因的表達,從而參與COPD的發生。究其具體機制,考慮可能和該區域低甲基化狀態誘發的肺泡隔細胞凋亡有關[2]。
目前,促甲基化藥物已在臨床上廣泛使用,無明顯副作用。故本研究可望為臨床上進一步探討COPD的發生機制及尋求新的治療方法提供思路。
參考文獻:
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[2]Zhang C,Yan MY, Lu P,et al. Hypomethylation of perforin regulatory elements in CD4+T cells from rat spleens contributes to the development of autoimmune emphysema[J].Respirology,2014,19(3):376-381.
[3]中華醫學會呼吸病學分會慢性阻塞性肺疾病學組.慢性阻塞性肺疾病診治指南(2013 年修訂版)[J].中國醫學前沿雜志(電子版),2014,6(2):67-80.
[4]肖嶸,李勇堅,陸前進,等.SLE患者T淋巴細胞穿孔素基因啟動子區域甲基化狀態的探索[J].中華皮膚科雜志,2007,40(2):89-91.
[5]李勇堅,肖嶸,李亞萍,等.SLE患者T淋巴細胞穿孑L素mRNA及其蛋白的表達[J].中華皮膚科雜志,2007,40(1):57-58.