發(fā)布時(shí)間：2022-09-24 18:08:19
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
【關(guān)鍵詞】工業(yè)，自動(dòng)化，現(xiàn)狀，發(fā)展方向
【 abstract 】 Since the reform and open policy, our country should strengthen the development of the industrialization, strengthen to advanced industrial technology research, industrial equipment and technology continuously realizes the breakthrough, perfect for industrial management, through many years development, our country at present already gradually by farming industrialises, with the development of scientific technology and the introduction of new technology, new equipment research and development, China's industrial automation level get promoted continuously, in many industrial fields automation have reached the pinnacle of achievement, but and western developed country, compared to our country industrialization level or whether the progress of industrialization, there are a large gap, therefore, from China's actual conditions, enhances our country industrial automation level, our country to promote the comprehensive national strength and international competitiveness, and has an important role. This paper is in China's industrial automation present situation, find out the industrial automation development in our country, the problems of China's industrial automation, the development trend of our country and the industrial automation development put forward some Suggestions.
【 key words 】 industry, automation, the current situation, development direction
中圖分類號(hào)：F4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一． 前言
. 隨著我國(guó)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的繁榮發(fā)展，煉油、化工，冶金、電力、生物、制藥等行業(yè)的投資生產(chǎn)的規(guī)模越來越呈現(xiàn)多層次化，復(fù)合化，施工難度更加復(fù)雜化，隨著對(duì)新設(shè)備的引進(jìn)和新的操控技術(shù)的掌握，各種可以一部分代替操作人員的手工操作，有力的保證了施工標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行，規(guī)范了操作程序，降低了工作人員的生命財(cái)產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，提高了生產(chǎn)管理的效率，降低了生產(chǎn)管理的成本，為整個(gè)工業(yè)化的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。工業(yè)自動(dòng)化綜合運(yùn)用控制理論、電子裝備、儀器儀表、計(jì)算機(jī)和相關(guān)工藝技術(shù)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達(dá)到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、節(jié)省能耗、降低消耗、減少污染、確保安全等目的的一種綜合惟技術(shù)，使生產(chǎn)在不同程度上自動(dòng)地進(jìn)行，并達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)，這種用自動(dòng)化裝置來管理生產(chǎn)過程的辦法，稱為生產(chǎn)過程自動(dòng)化。
二． 我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展近年來已經(jīng)取得了輝煌的成果，工業(yè)化的水平不斷得到提升，工業(yè)中的自動(dòng)化程度也日益加深。但是從我國(guó)的整體工業(yè)化發(fā)展?fàn)顩r來看，我國(guó)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)存在著技術(shù)裝備陳舊落后，能源消耗率高，資源浪費(fèi)多，產(chǎn)品質(zhì)量難以得到保障，對(duì)工業(yè)化自動(dòng)化的管理水平較低，這些方面與西方發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家相比，有著巨大的差距，我國(guó)自改革開放來，雖然加大了對(duì)設(shè)備技術(shù)等方面的引進(jìn)和研發(fā)，但在核心技術(shù)上的突破艱難，設(shè)備技術(shù)自動(dòng)化水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于西方發(fā)達(dá)工業(yè)化國(guó)家。面對(duì)著激烈的世界競(jìng)爭(zhēng)，我國(guó)必須將現(xiàn)代電子技術(shù)，現(xiàn)代信息技術(shù)運(yùn)用到我國(guó)的傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)的實(shí)施上來，不斷提高我國(guó)工業(yè)化水平和自動(dòng)化水平，這是提高企業(yè)素質(zhì)，提高整體效益最有效的方法之一。
三． 我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化存在的問題
1. 工業(yè)企業(yè)整體規(guī)模相對(duì)小，資金積累不夠，難以留住高端的優(yōu)秀管人才，企業(yè)的積累缺乏，是工業(yè)化，自動(dòng)化缺乏動(dòng)力。
2. 企業(yè)工業(yè)化水平提高，但缺乏鉆研突破的研究技術(shù)精神，缺乏對(duì)核心技術(shù)的研究，自動(dòng)化設(shè)備多采用進(jìn)口和引進(jìn)，難以形成自己企業(yè)的核心專利，難以保持自動(dòng)化的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
3．自動(dòng)化市場(chǎng)尚不完善，不夠健全，惡性競(jìng)爭(zhēng)，市場(chǎng)規(guī)范不嚴(yán)格，且產(chǎn)品品牌單調(diào)，品牌知名度不高，難以和國(guó)際知名自動(dòng)化品牌競(jìng)爭(zhēng)。
四． 我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展方向
1. 自動(dòng)化將會(huì)朝著智能化方向發(fā)展。
工業(yè)智能化。從工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)看，智能化是其核心部分，所謂智能化表現(xiàn)在其具有多種新功能。在工業(yè)控制方面，有關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)儀表在一起，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)自主調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)控制的徹底分散使調(diào)節(jié)要加及時(shí)，并提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。
2. 自動(dòng)化的操控更為精確，更加精工。
工業(yè)生產(chǎn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越嚴(yán)格，先進(jìn)技術(shù)的采用，科學(xué)管理方式的實(shí)施，自動(dòng)化水平不斷升高，使得施工標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格，產(chǎn)品的精度朝著更高的方向發(fā)展，因此，自動(dòng)化在工業(yè)生產(chǎn)中會(huì)有著更嚴(yán)密精確的要求。
3. 工業(yè)無線技術(shù)是自動(dòng)化操作更簡(jiǎn)便準(zhǔn)確。
該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸傳輸，特別適用于惡劣環(huán)境或振動(dòng)、高速旋轉(zhuǎn)對(duì)象的監(jiān)控，而且降低了安裝成本、持續(xù)降低運(yùn)行維護(hù)成本，同時(shí)更換方便，便于升級(jí)。還能夠減少接插件故障，移動(dòng)自由且不受限制，工業(yè)無線技術(shù)是工廠測(cè)控模式的變革，傳統(tǒng)認(rèn)為成本過高，無法大規(guī)模部署傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)的應(yīng)用，但這次變革將會(huì)有力的推進(jìn)我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程。
五． 我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展建議
1.政府加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化實(shí)施的引導(dǎo)和扶持
工業(yè)自動(dòng)化企業(yè)關(guān)系到民用甚至軍工行業(yè)的制造水平，政府要加大對(duì)工業(yè)自動(dòng)化企業(yè)的引導(dǎo)和扶持。政府部門要引導(dǎo)自動(dòng)化企業(yè)轉(zhuǎn)變觀念、穩(wěn)定心態(tài)，提高產(chǎn)品質(zhì)量以及服務(wù)質(zhì)量，引導(dǎo)優(yōu)秀的國(guó)產(chǎn)品牌進(jìn)入重要領(lǐng)域，為民族企業(yè)的發(fā)展提供空間。
2.企業(yè)加大對(duì)自動(dòng)化核心技術(shù)的研究，加大投入力度。
對(duì)以生產(chǎn)產(chǎn)品為主或者專門進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)的企業(yè)特長(zhǎng)推出主打產(chǎn)品能，才能取得進(jìn)一步發(fā)展。務(wù)必要在應(yīng)用上展現(xiàn)自己的專業(yè)化，在系統(tǒng)平臺(tái)方面則可以考慮開放化和標(biāo)準(zhǔn)化。未來的技術(shù)開發(fā)靠某個(gè)企業(yè)單打獨(dú)斗可能性較低，企業(yè)應(yīng)考慮資產(chǎn)重組或者進(jìn)行聯(lián)合開發(fā)，企業(yè)只有拿出自己的核心技術(shù)，整合資源，才能不斷增強(qiáng)本企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
3.要樹立品牌意識(shí)，要增強(qiáng)本企業(yè)品牌的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
我國(guó)的自動(dòng)化工業(yè)產(chǎn)品在國(guó)際上具有相對(duì)弱勢(shì)，很多企業(yè)品牌設(shè)計(jì)理念不鮮明，產(chǎn)品質(zhì)量難以提升，對(duì)產(chǎn)品的市場(chǎng)把握不夠敏感，難以組合的營(yíng)銷自己的產(chǎn)品，宣揚(yáng)自己的產(chǎn)品品牌。因此，必須樹立品牌意識(shí)，提升產(chǎn)品質(zhì)量，提升核心品牌的競(jìng)爭(zhēng)力。
六． 結(jié)束語(yǔ)
我國(guó)要真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)化實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，就必須將自動(dòng)化控制技術(shù)和現(xiàn)代信息技術(shù)，相互融合，對(duì)我國(guó)的傳統(tǒng)工業(yè)控制進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)，提高我國(guó)工業(yè)化水平，通過采用先進(jìn)技術(shù)和科學(xué)設(shè)備，不斷提高經(jīng)濟(jì)效益，提高自動(dòng)化水平，在國(guó)家重視和企業(yè)不斷研究的過程中，加快核心技術(shù)的突破，努力提高我國(guó)自動(dòng)化水平，改善經(jīng)濟(jì)效益，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活水平的提高，奠定良好基礎(chǔ)。
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關(guān)鍵詞：化工儀表 控制系統(tǒng) 化工企業(yè) 應(yīng)用
中圖分類號(hào)：F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言：近幾年來，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)在飛速的發(fā)展，同時(shí)國(guó)內(nèi)外的化工企業(yè)也朝著高技術(shù)高水的方向不斷靠攏，化工的儀表設(shè)備逐步趨向自動(dòng)控制的網(wǎng)絡(luò)化、智能化、數(shù)字化的方向飛速發(fā)展。為了使生產(chǎn)變得更加安全可靠，在企業(yè)原有基礎(chǔ)信息系統(tǒng)上，不斷加強(qiáng)發(fā)展綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)，深化安全系統(tǒng)控制的應(yīng)用，將部分落伍的化工企業(yè)改造成技術(shù)型企業(yè)，應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)裝置推進(jìn)企業(yè)的快速發(fā)展。
一、 可編程控制系統(tǒng)的應(yīng)用
可編程控制系統(tǒng)簡(jiǎn)稱PLC，采取可以編制的程序存貯器，通過對(duì)模擬式和數(shù)字式的輸入輸出模塊來控制各類機(jī)械的運(yùn)作和生產(chǎn)，對(duì)于其內(nèi)部計(jì)算包括存貯器的邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)運(yùn)算、順序運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算和計(jì)數(shù)運(yùn)算等都有著很高的指令要求。
PLC的通用性相對(duì)較強(qiáng)，并且具有維護(hù)管理方便快捷、可靠性高、適應(yīng)面廣、編程簡(jiǎn)單、耗能低、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)。可編程控制系統(tǒng)分為分散型控制器和可編程控制器等多種方式式的控制儀器。其中分散型的控制系統(tǒng)通常是利用軟硬件和控制語(yǔ)言來對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)方面進(jìn)行操控的一類微處理器網(wǎng)絡(luò)體系；另外可編程控制器實(shí)際上就是一個(gè)小型的計(jì)算器，通過對(duì)各個(gè)單元的簡(jiǎn)單編程來達(dá)到對(duì)控制系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)備進(jìn)行控制，可以隨時(shí)更改編程來適應(yīng)所需的工藝需求，這樣一來大大改善了原始工藝流程更改需要重新布線的缺點(diǎn)，同時(shí)也很大程度上地降低了安裝維修費(fèi)用和提高了工作的整體效率。
二、 DCS技術(shù)（集散管理系統(tǒng)）的應(yīng)用
隨著DCS的快速發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)在各種領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，從工廠到企業(yè)的信息通道、從設(shè)備到各大車間、從鍋爐設(shè)備到工廠系統(tǒng)等都大量運(yùn)用了DCS系統(tǒng)。新一代的DCS系統(tǒng)主要分為了四個(gè)部分：控制裝置單片層、車間（工廠）層、現(xiàn)場(chǎng)儀表層及企業(yè)管理層。從操作功能角度DCS可以手動(dòng)自動(dòng)切換、報(bào)警裝置、進(jìn)行人工參數(shù)設(shè)定、歷史趨勢(shì)記錄和打印報(bào)表等。這些技術(shù)充分展現(xiàn)了新一代DCS的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、系統(tǒng)性和全面性。
由于DCS有著較為可靠的系統(tǒng)和較為親民的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，因此在鍋爐供熱領(lǐng)域取得了非常廣泛的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)大型熱電廠家才應(yīng)用DCS集散控制系統(tǒng)的情況，現(xiàn)在在各大中小型鍋爐供熱中也應(yīng)用了DCS這一系統(tǒng)，同以往的儀表控制及手工操作等手段組合而成的老式控制系統(tǒng)比DCS有著自控的優(yōu)勢(shì)，且DCS不斷提高在中小型鍋爐供熱系統(tǒng)中操作的可靠性、可行性及節(jié)能性，運(yùn)用DCS技術(shù)在鍋爐供熱系統(tǒng)的節(jié)能改造中取得了重大的突破，同時(shí)DCS也為企業(yè)效益取得了極大的提升空間增加了各個(gè)方面的成效。所以很多企業(yè)通過對(duì)DCS的節(jié)能改造后投入使用，根據(jù)各個(gè)企業(yè)的項(xiàng)目規(guī)劃不同，DCS設(shè)定的記錄參數(shù)也不盡相同，通常包括了溫度、液壓、流量、壓力等等，通過集中控制和顯示的方式進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制，DCS自動(dòng)化儀表設(shè)備主要通過對(duì)這些參數(shù)的控制來進(jìn)行打印報(bào)表、集中顯示，采取自動(dòng)控制方式讓儀表來進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)控制。對(duì)于DCS的手動(dòng)預(yù)先設(shè)定可以保證人員和生產(chǎn)設(shè)備的安全，將運(yùn)作過程的風(fēng)險(xiǎn)度降到最低。
三、 溫度檢測(cè)儀的應(yīng)用
所有化工企業(yè)的自動(dòng)控制設(shè)備都是通過控制溫度的變化來操作的。溫度的檢測(cè)元件主要分為熱電阻及熱電偶兩個(gè)部分，一般在檢測(cè)過程里都會(huì)涉及到安全柵機(jī)柜、控制器、現(xiàn)場(chǎng)熱電偶原件及端子柜等等。采集數(shù)據(jù)一般是由變送器或者傳感器來獲得，通過數(shù)據(jù)的采集將現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)傳輸?shù)侥０逯腥?，然后通過控制柜中的I/O卡件等轉(zhuǎn)換渠道把數(shù)據(jù)傳送到中央處理器去，然后進(jìn)行統(tǒng)一的計(jì)算和調(diào)整?，F(xiàn)場(chǎng)信號(hào)一般是先傳送到控制器CPU，然后在處理器中進(jìn)行計(jì)算后調(diào)整顯示。
四、 安全裝置檢測(cè)技術(shù)
化工企業(yè)在整個(gè)工業(yè)流程中非常重要的就是對(duì)安全監(jiān)測(cè)中安全等級(jí)的評(píng)估工作。保證安全可靠是對(duì)企業(yè)的運(yùn)作的基本要求，為了保證安全的生產(chǎn)，在危險(xiǎn)的場(chǎng)所、化學(xué)品存儲(chǔ)區(qū)域、可能發(fā)生爆炸的氣體泵房和裝有預(yù)警裝置的區(qū)域都要特別注意，都需要安裝裝置警報(bào)系統(tǒng)和設(shè)置現(xiàn)代化的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，比如安全聯(lián)鎖裝置及防爆的要求、火災(zāi)警報(bào)、安全閥等，采用多元化的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)于整體監(jiān)測(cè)來說有著揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短的作用，對(duì)整個(gè)監(jiān)測(cè)結(jié)果也更具有權(quán)威性，采用管理維護(hù)方式對(duì)于強(qiáng)腐蝕、高壓、高旋轉(zhuǎn)的設(shè)備多方進(jìn)行在線的分析和檢測(cè)，有利于對(duì)于設(shè)備進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)。
五、 電磁閥
電磁閥作為執(zhí)行器中的首要大類產(chǎn)品，發(fā)揚(yáng)了人類智慧的結(jié)晶，它利用了線圈通電而產(chǎn)生了電磁力，最后驅(qū)動(dòng)了閥芯來對(duì)開關(guān)進(jìn)行控制。電磁閥主要是對(duì)于整個(gè)流程中的管路進(jìn)行自動(dòng)控制，也可以對(duì)流量、溫度、液位等參數(shù)的變化進(jìn)行控制來進(jìn)行調(diào)節(jié)，同樣也可以通過運(yùn)算程序?qū)h(yuǎn)程監(jiān)測(cè)進(jìn)行控制。電磁閥內(nèi)部在不同的位置上有通孔，里面有密閉腔，當(dāng)中的各個(gè)孔都通向著不同的管道，腔中間為閥體，兩塊磁鐵中的閥體是通過線圈帶電后對(duì)閥體進(jìn)行吸引來控制介質(zhì)向哪個(gè)孔徑來排出的，而介質(zhì)的輸入孔是常通的，所以介質(zhì)就會(huì)不斷地從不同的介質(zhì)孔進(jìn)入，然后通過壓力的推動(dòng)進(jìn)入管道內(nèi)?；ば袠I(yè)中最忌諱的就是將有毒易爆、有害氣體置于易接觸的環(huán)境中，所以使用電磁閥裝置就可以保證這些氣體的密閉性，具有更高的可靠性、安全性和操作性，但必須選用符合防爆要求的電磁閥，從而來完成自動(dòng)控制介質(zhì)的出入的目的。快速的切斷管道的閥門可以禁止介質(zhì)的流出或者流入。
結(jié)語(yǔ)：自動(dòng)化控制系統(tǒng)的出現(xiàn)不僅提高了化工企業(yè)的整體工作效率，同時(shí)促進(jìn)了企業(yè)的快速發(fā)展、并且改善了整體工作環(huán)境。當(dāng)然自動(dòng)化控制系統(tǒng)終究不能取代員工，現(xiàn)代化設(shè)備在使用過程中需要人工操作保證整體裝置設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，要想控制儀表設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行需要對(duì)儀表儀器的合理操作、選擇合理的型號(hào)。儀表的自動(dòng)化、安全型信息化管理將是化工行業(yè)未來的發(fā)展方向，智能化的安全儀表設(shè)備將會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。
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關(guān)鍵詞:變電運(yùn)行設(shè)備;自動(dòng)化技術(shù);維護(hù)工作
隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,我國(guó)的電力系統(tǒng)也在廣泛的引入自動(dòng)化技術(shù)。因此,越來越多的無人值守電站被廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)工作當(dāng)中。因此,要確保變電設(shè)備正常運(yùn)行性,就要求做好智能化系統(tǒng)的維護(hù)工作,確保智能化系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
下文將圍繞著自動(dòng)化系統(tǒng)以及自動(dòng)化系統(tǒng)的維護(hù)工作展開,詳盡的介紹這方面的內(nèi)容。
1.智能化系統(tǒng)
變電運(yùn)行設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)是確保變電系統(tǒng)安全運(yùn)行,提高變電設(shè)備運(yùn)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平的重要技術(shù)手段,變電運(yùn)行設(shè)備的自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行狀況將直接影響變電的安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行。
1.1系統(tǒng)構(gòu)架
變電運(yùn)行設(shè)備的自動(dòng)化系統(tǒng)是以現(xiàn)代化的信息技術(shù)的各種智能型裝置的應(yīng)用為基礎(chǔ)的,為實(shí)現(xiàn)設(shè)備的狀態(tài)檢修提供了技術(shù)支持,不過,由于國(guó)內(nèi)外的各中變電站設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備的差異,這就導(dǎo)致了綜合管理設(shè)備運(yùn)行信息的難度特別大。文中的自動(dòng)化系統(tǒng)主要涵蓋了遠(yuǎn)程維護(hù)和管理的功能,其設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是設(shè)備狀態(tài)檢修,并結(jié)合了信息處理技術(shù)和現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù),使電力自動(dòng)化設(shè)備擁有了故障示警、診斷、維護(hù)、檢修等功能,有效的降低了設(shè)備維護(hù)的資金投入,同時(shí)縮短了維護(hù)周期,從而使變電設(shè)備能夠更多的用于正常運(yùn)行。該自動(dòng)化系統(tǒng)能夠運(yùn)用現(xiàn)代專業(yè)通訊手段完成遠(yuǎn)程控制和在線監(jiān)控、系統(tǒng)維護(hù)以及程序升級(jí)等,管理方便的功能有故障預(yù)警和故障診斷等自動(dòng)化功能,確保了變電設(shè)備的自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
該變電設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)行設(shè)備采用了多層結(jié)構(gòu)體系,本系統(tǒng)的特點(diǎn)是開放性、靈活性和可擴(kuò)展性,具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以參考下圖。
圖1
本系統(tǒng)充分考慮了變電設(shè)備以及后臺(tái)設(shè)備的復(fù)雜性,因此采用了維護(hù)界面,通信方式可以是數(shù)據(jù)網(wǎng)和專用光纖,支持各種應(yīng)用協(xié)議。這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)查看、運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)、設(shè)備故障預(yù)警,還有相應(yīng)的診斷和維修功能。其實(shí)系統(tǒng)的配置是可以根據(jù)具體的情況進(jìn)行不同的配備的,配置還是比較靈活的。
變電運(yùn)行設(shè)備的運(yùn)程維護(hù)部分主要包括了兩個(gè)大部分,即通信處理和業(yè)務(wù)后臺(tái)管理兩部分。這里前置機(jī)和通信設(shè)備之間是有物理連接關(guān)系的,所以要有固定處理,但是數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器則可以有選擇的與前置機(jī)放置在一臺(tái),也可以放置在不同計(jì)算機(jī)上。該系統(tǒng)能夠通過專線和電力數(shù)據(jù)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)連接方式,對(duì)廠家提供的軟件進(jìn)行統(tǒng)一管理和維護(hù),從而實(shí)現(xiàn)無人作業(yè)的遠(yuǎn)程維護(hù)。
1.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)主要有以下五個(gè)部門組成:網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫(kù)、前置子系統(tǒng)、后臺(tái)分析子系統(tǒng)、web服務(wù)子系統(tǒng)等。由于篇幅限制這里就不在對(duì)這五個(gè)部分進(jìn)行一一的闡釋。不過,相關(guān)內(nèi)容的研究都已經(jīng)比較成熟,可以參見相關(guān)的參考資料。
1.3系統(tǒng)功能
系統(tǒng)的功能主要包括了八個(gè)功能:規(guī)約處理功能、通信處理功能、異常報(bào)警功能、設(shè)備管理功能、WEB服務(wù)功能、設(shè)備健康狀況分析功能、知識(shí)庫(kù)管理功能、設(shè)備故障診斷分析功能等。
(1)規(guī)約處理
系統(tǒng)的規(guī)約處理功能是通過前置子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的,前置子系統(tǒng)中的規(guī)約庫(kù)是獨(dú)立存在的,不受其他數(shù)據(jù)庫(kù)的影響,規(guī)約通過獨(dú)立動(dòng)態(tài)庫(kù)方式實(shí)現(xiàn)規(guī)約。
(2)通信處理功能
系統(tǒng)的通信軟件是我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常見到的商業(yè)通信軟件,但是由于設(shè)備運(yùn)行的需要系統(tǒng)的,通信軟件是獨(dú)立于平臺(tái)軟件的。該系統(tǒng)具有獨(dú)立的通信處理能力,該系統(tǒng)沒有特殊的串口要求,也支持各種流行的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。數(shù)據(jù)通信方式非常多,通信部件通常采用服務(wù)器和終端服務(wù)器結(jié)合的形式,系統(tǒng)連接是直接通過TCP/IP協(xié)議與前置子系統(tǒng)的連接。
(3)設(shè)備管理
變電設(shè)備的自動(dòng)化職能系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)基本應(yīng)用管理,主要有信息調(diào)度、參數(shù)修改、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能,同時(shí)還能通過信息采集板實(shí)現(xiàn)維護(hù)功能和后臺(tái)系統(tǒng)維護(hù)功能。
信息采集板維護(hù)功能包括查看工作狀態(tài)、內(nèi)存查看修改、運(yùn)行庫(kù)參數(shù)修改、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查看、子模塊和處理器的通信轉(zhuǎn)臺(tái)查詢和一些特殊維護(hù),如系數(shù)整定和修改參數(shù)等。
(4)Web服務(wù)
系統(tǒng)的Web服務(wù)功能是以HTTP等應(yīng)用協(xié)議作為基礎(chǔ)的,系統(tǒng)的人機(jī)界面簡(jiǎn)明清楚,界面的編程語(yǔ)言和操作系統(tǒng)的菜單風(fēng)格是一致的,操作簡(jiǎn)潔,菜單也非常清楚明晰。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)分級(jí)管理和分權(quán)限管理的功能,無論是查詢、維護(hù)或系統(tǒng)參數(shù)修改等權(quán)限,都可以設(shè)置密碼,避免泄漏設(shè)備的數(shù)據(jù)信息,確保變電設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)的安全運(yùn)行。系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)管理功能實(shí)現(xiàn)了診斷數(shù)據(jù)格式和規(guī)范的共享,大大增加了數(shù)據(jù)庫(kù)的開發(fā)性。
(5)知識(shí)庫(kù)管理
該系統(tǒng)中的專家系統(tǒng)是不同于傳統(tǒng)的專家系統(tǒng)的,系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)管理功能能夠?qū)υO(shè)備運(yùn)行故障和相關(guān)的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行收集,從而不斷的豐富數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容。
2.狀態(tài)分析及故障診斷策略
系統(tǒng)之所以具有故障診斷處理和狀態(tài)分析等功能,主要是結(jié)合了專家系統(tǒng)、人工智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、粗糙集理論、多智能體系同等多種診斷手段,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)智能設(shè)備的運(yùn)行狀況分析。同時(shí)可以利用多種預(yù)算方式實(shí)現(xiàn)智能化設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行預(yù)警,還能綜合分析診斷故障產(chǎn)生的原因,并結(jié)合相關(guān)的數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)最佳維護(hù)方案的設(shè)計(jì)功能。系統(tǒng)能夠?qū)⒏髦胁煌墓收习咐嫒霐?shù)據(jù)庫(kù),以便作為后續(xù)工作的參考依據(jù)。
我們都知道,智能化系統(tǒng)之所以能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)處理功能,就是通過對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)收集和狀態(tài)監(jiān)測(cè),并以此為基礎(chǔ),并結(jié)合相關(guān)技術(shù),從而實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)的上述功能。系統(tǒng)采用的技術(shù)以及其主要環(huán)節(jié)可以參照下圖。
圖2
對(duì)于一些常規(guī)故障,系統(tǒng)能夠根據(jù)相關(guān)的方案實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恢復(fù)功能;如果故障是其他一些故障,系統(tǒng)也能夠提供相關(guān)的維護(hù)處理方案。不過,維護(hù)工作還是需通過專門的設(shè)備維護(hù)人員來進(jìn)行確認(rèn),確保變電系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行。
結(jié)論:隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,越來越多的電力系統(tǒng)引進(jìn)了職能化系統(tǒng)。變電運(yùn)行設(shè)備的職能化技術(shù)也被廣泛的應(yīng)用于變電站中,實(shí)現(xiàn)了無人作業(yè)的 遠(yuǎn)程控制和監(jiān)督功能,在很大程度上滿足了現(xiàn)代變電站和變電系統(tǒng)的需求。本文通過對(duì)變電運(yùn)行設(shè)備的自動(dòng)化技術(shù)與維護(hù)工作的分析,比較詳盡的介紹了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和其具備的系統(tǒng)維護(hù)功能,該系統(tǒng)有效的保障了變電運(yùn)行設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。
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論文關(guān)鍵詞：智能化；農(nóng)網(wǎng)；配網(wǎng)；升級(jí)
當(dāng)前，隨著國(guó)家在西部大開發(fā)的政策引導(dǎo)，小型城市及農(nóng)村的現(xiàn)代化工業(yè)、農(nóng)業(yè)正在崛起，使得中低壓電網(wǎng)配置與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展之間的矛盾日趨突出?！笆濉逼陂g，國(guó)家將安排4100億元用于農(nóng)網(wǎng)改造，對(duì)縣級(jí)電網(wǎng)而言，這是繼上世紀(jì)末農(nóng)網(wǎng)改造之后的又一次大規(guī)模升級(jí)改造，對(duì)農(nóng)網(wǎng)發(fā)展既是一個(gè)極好的機(jī)遇，也是一次嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。區(qū)域經(jīng)濟(jì)要發(fā)展，電力要先行，如何抓住這次電網(wǎng)改造升級(jí)的機(jī)遇，徹底解決目前存在的問題，建設(shè)一個(gè)堅(jiān)強(qiáng)的縣級(jí)電網(wǎng)，為區(qū)域政治、經(jīng)濟(jì)發(fā)展打好良好的基礎(chǔ)，是我們亟須認(rèn)真思考的問題。
一、農(nóng)網(wǎng)智能化的含義
農(nóng)網(wǎng)智能化的基本特征是技術(shù)上體現(xiàn)信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化，管理上體現(xiàn)集團(tuán)化、集約化、精益化、標(biāo)準(zhǔn)化。
信息化是指在農(nóng)網(wǎng)中體現(xiàn)為有效整合農(nóng)電管理信息資源，消除信息孤島，依靠農(nóng)網(wǎng)智能通信手段，利用信息集成技術(shù)解決方案，為農(nóng)電業(yè)務(wù)一體化管理提供智能決策支持。
自動(dòng)化是指在農(nóng)網(wǎng)中體現(xiàn)為適應(yīng)農(nóng)網(wǎng)特點(diǎn)和運(yùn)行環(huán)境，適度提高農(nóng)網(wǎng)智能裝備水平，依靠面向多點(diǎn)分散數(shù)據(jù)的低成本高可靠通信系統(tǒng)、實(shí)用化高效信息采集傳輸及集成應(yīng)用自動(dòng)化與優(yōu)化運(yùn)行系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行控制與管理水平提升。
互動(dòng)化是指在農(nóng)網(wǎng)中體現(xiàn)為電力供應(yīng)與農(nóng)村社會(huì)發(fā)展需要相適應(yīng)，采用智能用電與互動(dòng)化新技術(shù)，通過信息實(shí)時(shí)溝通分析，為用戶提供透明、友好、便捷、安全的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)村分布式電源和儲(chǔ)能裝置的靈活接入，促進(jìn)電能的安全、高效、環(huán)保應(yīng)用。
二、西部縣級(jí)電網(wǎng)現(xiàn)狀
在上世紀(jì)末全國(guó)農(nóng)網(wǎng)改造中，對(duì)縣級(jí)電網(wǎng)的供電設(shè)施進(jìn)行了全面升級(jí)。以陜西黃龍供電分公司為例，通過當(dāng)時(shí)的升級(jí)改造，在中壓配網(wǎng)線路分段和分支上采用了真空開關(guān)，建成了陜西農(nóng)網(wǎng)首個(gè)環(huán)網(wǎng)供電線路，并取得了線路損耗明顯下降，電壓質(zhì)量和供電可靠性顯著提高的良好效果。但是隨著城市的現(xiàn)代化建設(shè)、工業(yè)的發(fā)展、居民生活水平的不斷提高，這些老舊的電網(wǎng)構(gòu)架、配變臺(tái)區(qū)的布點(diǎn)、設(shè)備的功能已不能滿足目前用戶的要求。
1.中低壓配網(wǎng)構(gòu)架布置不合理
縣城配網(wǎng)饋路供電輻射半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過承受能力數(shù)倍，電源單一，10kV配網(wǎng)線路N-1比例過低，發(fā)生故障后引起大范圍停電的風(fēng)險(xiǎn)較大。配電臺(tái)區(qū)布置供電半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過250M，配變?nèi)萘颗鋫洳蛔悖蛪簩?dǎo)線截面制約負(fù)荷發(fā)展裕度，對(duì)居民生活產(chǎn)生一定影響。
2.設(shè)備落后，電網(wǎng)升級(jí)發(fā)展基礎(chǔ)薄弱
雖然一些縣級(jí)配網(wǎng)較早實(shí)現(xiàn)了環(huán)網(wǎng)供電，但是在聯(lián)絡(luò)、分段、分支的開關(guān)選型上，10kV真空開關(guān)沒有監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制測(cè)量接口，保護(hù)的整定不能按負(fù)荷階梯型來整定。配變沒有監(jiān)測(cè)、保護(hù)、遠(yuǎn)抄接口，中壓配網(wǎng)一旦出現(xiàn)故障，仍然采用全線人工逐段排查，工作效率低，停電時(shí)間長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)損失大。
3.低壓配網(wǎng)導(dǎo)線載面偏小，集裝箱安裝方式缺陷多
雖然在上世紀(jì)90年代的電網(wǎng)改造中，縣城城網(wǎng)就采取了電纜下線，電度表集中安裝，但隨著居民生活水平的提高，負(fù)荷的自然增率以每年20%遞增，每戶居民最高負(fù)荷可達(dá)7kW，之前選用的電纜已無法承擔(dān)目前的負(fù)荷。加之低壓供電半徑偏長(zhǎng)，電壓質(zhì)量無法保證。
4.電網(wǎng)規(guī)劃缺乏前瞻性
由于西部的發(fā)展相對(duì)其他地區(qū)而言較為滯后，因此，電網(wǎng)的規(guī)劃水平受到經(jīng)濟(jì)、信息、技術(shù)、人才等多方面的制約。尤其是缺乏與發(fā)達(dá)地區(qū)的技術(shù)交流，缺少專業(yè)的技術(shù)人才來管理和維護(hù)引入的先進(jìn)系統(tǒng)，多種因素導(dǎo)致西部縣級(jí)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行水平都處于較為落后的狀態(tài)。
三、縣級(jí)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)需要注意的問題
（1）一般縣級(jí)電網(wǎng)的規(guī)模不大，在開展配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)時(shí)，應(yīng)該遵循穩(wěn)定可靠、實(shí)用、先進(jìn)性與經(jīng)濟(jì)性相結(jié)合的原則，避免追求配電自動(dòng)化系統(tǒng)的大而全和盲目建設(shè)。
（2）從經(jīng)濟(jì)方面考慮，縣級(jí)電網(wǎng)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)要有針對(duì)性，抓住要解決的重點(diǎn)問題，避免建設(shè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的自動(dòng)化系統(tǒng)，否則一方面投入大，另一方面維護(hù)起來也比較吃力。
（3）根據(jù)以往配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，通信是配網(wǎng)自動(dòng)化的瓶頸。已有的配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，往往由于通信通道故障，導(dǎo)致已有的系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果不理想，甚至癱瘓。尤其是一些采用光纖通信的系統(tǒng)，由于光纜運(yùn)行環(huán)境不好，容易受外力的破壞而中斷。所以，通信的管理和維護(hù)，是維持配網(wǎng)自動(dòng)化正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重中之重。
（4）在方案選擇上，不僅要注重故障處理的效果，還要關(guān)注達(dá)到這些效果所需要具備的條件，考慮各種情況下的可靠性。因?yàn)橛行┫到y(tǒng)發(fā)揮正常的故障處理功能需要具備許多條件。例如單一的主站集中控制的處理模式，這種模式要正常功能發(fā)揮必須同時(shí)滿足以下條件：通信信道完好；主站計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)穩(wěn)定正常；故障處理基于的計(jì)算機(jī)上的配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與現(xiàn)場(chǎng)一致；現(xiàn)場(chǎng)FTU設(shè)備和通信裝置運(yùn)行正常。但問題是上述4個(gè)要素經(jīng)常不能同時(shí)得到滿足。因此，在方案選擇時(shí)要深入分析，選擇適合自身?xiàng)l件的建設(shè)方案。
（5）配網(wǎng)自動(dòng)化涉及的技術(shù)專業(yè)面比較寬，所以在配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)中，要注重專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)和隊(duì)伍的組建，為后期的技術(shù)維護(hù)奠定基礎(chǔ)。
四、適用于縣級(jí)配網(wǎng)的自動(dòng)化建設(shè)方案
1.基于故障指示器的故障定位系統(tǒng)
故障指示器通過檢測(cè)短路電流的特征來判別短路故障。通過在分支點(diǎn)和用戶進(jìn)線等處安裝短路故障指示器，可以在故障后借助于指示器的指示，迅速確定故障分支和區(qū)段，大幅度減少了尋找故障點(diǎn)的時(shí)間，有利于快速排除故障，恢復(fù)正常供電，提高了供電可靠性。近年來還發(fā)展了具有同時(shí)檢測(cè)單相接地故障和相間短路故障的的二合一故障指示器，使得指示器的功能進(jìn)一步擴(kuò)展，而且它的通信可以采用GSM短信方式、GPRS／CDMA等通信方式，所以在此基礎(chǔ)上配合安裝一定數(shù)量的通信終端，可以將故障指示器的動(dòng)作狀態(tài)發(fā)送到控制中心，在控制中心的計(jì)算機(jī)地理圖上或單線圖上直接定位故障點(diǎn)，大大提高了故障指示器定位故障的自動(dòng)化程度和故障處理效率，是一種最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的自動(dòng)化方案。這種方案不需要改造一次設(shè)備，主要是在現(xiàn)有設(shè)備條件的基礎(chǔ)上加裝故障指示器和通信終端，就可以初步實(shí)現(xiàn)故障的快速定位，減少故障巡查和故障處理時(shí)間，而且投資省，見效快，容易實(shí)施，也容易推廣。
2.在故障定位系統(tǒng)基礎(chǔ)上升級(jí)的二遙方案
這種方案是在第一種方案的基礎(chǔ)上增加監(jiān)測(cè)終端，除了具有第一種方案的功能外，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電流和開關(guān)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的基本監(jiān)測(cè)。在故障自動(dòng)定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加線路電流的測(cè)量和監(jiān)測(cè)，在很多情況下可以更進(jìn)一步滿足我們對(duì)配網(wǎng)的基本監(jiān)測(cè)要求。而利用故障指示器本身作為電流測(cè)量探頭，正常情況下監(jiān)測(cè)負(fù)荷電流并定時(shí)上送，故障情況下檢測(cè)故障電流并給出故障指示的技術(shù)已經(jīng)獲得突破，將大大提高該自動(dòng)化方案的實(shí)用性，使得我們不需要對(duì)現(xiàn)有任何一次設(shè)備進(jìn)行改造，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)配網(wǎng)的兩遙監(jiān)測(cè)（遙測(cè)、遙信）。事實(shí)上，大多數(shù)需要遙測(cè)的地方，只要監(jiān)測(cè)負(fù)荷電流，已經(jīng)可以滿足我們對(duì)配網(wǎng)的監(jiān)測(cè)要求。對(duì)于縣級(jí)電網(wǎng)而言，這種方案采用GPRS／CDMA等通信方式基本就能滿足需要。
3.分布式智能控制方案
這種方案主要是用智能控制器配合電動(dòng)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)隔離和自動(dòng)轉(zhuǎn)供電，是在原來的電壓分?jǐn)嗥鳌㈦娏鞣謹(jǐn)嗥?、重合器技術(shù)基礎(chǔ)之上發(fā)展出的一種技術(shù)，投資省、見效快、可靠性高，不需要通訊。通過給電動(dòng)負(fù)荷開關(guān)、斷路器配置一臺(tái)智能自動(dòng)化裝置，綜合監(jiān)測(cè)線路電流、開關(guān)兩側(cè)電壓、結(jié)合開關(guān)狀態(tài)的檢測(cè)，在故障情況下可以自主判斷故障位置，自動(dòng)跳開故障區(qū)段的兩側(cè)開關(guān)，自動(dòng)合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段的自動(dòng)隔離和非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。如果在這種方案的基礎(chǔ)上增加通信裝置，可以自動(dòng)升級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)的FTU，實(shí)現(xiàn)三遙（遙測(cè)、遙信、遙控）功能，比較適合手拉手供電的環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)使用。
4.具有通信功能的分布式智能控制方案
這種方案是在第三種方案的基礎(chǔ)上，增加局部光纖通信，環(huán)網(wǎng)內(nèi)的各FTU互相交互信息，在故障后毫秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)直接跳開離故障點(diǎn)最近的兩側(cè)開關(guān)，而變電站出線開關(guān)并不需要跳閘，這使得停電區(qū)域最小，同時(shí)聯(lián)絡(luò)開關(guān)自動(dòng)合閘轉(zhuǎn)供，保證停電時(shí)間最短，而且這種方案即使在網(wǎng)絡(luò)通信失效的情況下，該環(huán)網(wǎng)中的設(shè)備會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)為第三種方案工作，從而保證故障處理的功能不會(huì)喪失。這種方案的特點(diǎn)是停電范圍最小、停電時(shí)間最短、效率高、投資省、見效快、可靠性高，適合具有光纖通信通道的場(chǎng)合，對(duì)供電可靠性要求較高的電網(wǎng)可以考慮使用這種方案。
The article mainly introduces the layout and application of Banduo Hydropower Station dam safety automatic monitoring system ；detailedly introduces the comparison and selection for the integrated scheme of automation system and early late half-automatic equipment and system integration implementating.
關(guān)鍵詞：班多水電站；安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化；系統(tǒng)集成；
中圖分類號(hào)：F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
Keywords: Banduo Hydropower Station; dam safety automatic monitoring；system integration;
1 工程概況：
黃河班多水電站位于位于青海省海南州興?？h與同德縣交界處的班多峽谷出口處，距上游茨哈峽水電站6.5km，距下游羊曲水電站約75km，距湟源轉(zhuǎn)運(yùn)站282km，距西寧333km。
班多水電站工程以發(fā)電為主。樞紐主要由左岸混凝土壩、泄洪閘、河床式電站廠房及右岸混凝土副壩、開關(guān)站以及對(duì)外交通公路等主要建筑物組成。壩軸線長(zhǎng)303.00m，壩頂高程2764.00m，最大壩高79.7m。設(shè)計(jì)正常蓄水位2760.00m，廠內(nèi)安裝三臺(tái)軸流轉(zhuǎn)漿式水輪發(fā)電機(jī)，總裝機(jī)容量360MW，總庫(kù)容1535萬m3。
班多水電站工程等別為二等大（2）型，擋水、泄洪、引水及發(fā)電等永久性主要建筑物為2級(jí)，次要建筑物為3級(jí)。導(dǎo)流建筑物主要有導(dǎo)流明渠及泄洪閘，導(dǎo)流明渠壩址處在工程后期回填成左岸混凝土副壩。
2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介：
安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要包括電站建筑物及其邊坡的變形、應(yīng)力應(yīng)變及溫度、滲流，傳感器數(shù)量為273支，主要為差動(dòng)電阻式和振弦式儀器。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工及蓄水期加密觀測(cè)需要，目前已有178支內(nèi)觀傳感器接入數(shù)據(jù)采集模塊，共安裝各類數(shù)據(jù)采集模塊15個(gè)，其中弦式采集模塊2臺(tái)，差阻式采集模塊13臺(tái)，分別安裝在廠房、左右付壩及泄洪閘測(cè)站，各采集模塊獨(dú)立運(yùn)行。作為半自動(dòng)化設(shè)備，可用便攜式采集裝置實(shí)現(xiàn)測(cè)站自動(dòng)數(shù)據(jù)采集，未形成網(wǎng)絡(luò)集中控制；
前期半自動(dòng)化系統(tǒng)由西安華騰光電實(shí)施，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟件采用sql sever 2000作為其數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件。
后期自動(dòng)化改造工程于2012年5月由南京南瑞集團(tuán)公司中標(biāo)實(shí)施，主要包括繞壩滲流、揚(yáng)壓力、垂線、引張線、邊坡穩(wěn)定儀器接入自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)和前期半自動(dòng)化設(shè)備的集成，通過集成網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)所有自動(dòng)化設(shè)備的控制。
3．系統(tǒng)布置
班多水電站由于點(diǎn)少且較為集中，可實(shí)現(xiàn)全部測(cè)點(diǎn)的自動(dòng)化觀測(cè)，上游邊坡儀器（共計(jì)36支）由于現(xiàn)場(chǎng)條件受限，自動(dòng)化實(shí)施困難。上下游水位獨(dú)立監(jiān)測(cè)不納入自動(dòng)化。則有232支儀器可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化觀測(cè)，其中177支已接入半自動(dòng)化設(shè)備，另有54支儀器需接入自動(dòng)化系統(tǒng)，主要為繞壩滲流、壩基揚(yáng)壓力、垂線、引張線及下游邊坡巖石變位計(jì)。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，共安裝南瑞公司DAU2000采集單元6臺(tái)。各類NDA模塊10塊。分別布設(shè)于1#、2#、3#垂線室及左岸交通廊道。
4.雙系統(tǒng)集成方案選擇：
4.1集成方案的選擇
方案一：
依據(jù)原有華騰設(shè)備廠家提供的通訊協(xié)議，編寫華騰設(shè)備控制控件并將控件增加至南瑞公司系統(tǒng)管理軟件，實(shí)現(xiàn)南瑞系統(tǒng)軟件對(duì)半自動(dòng)化設(shè)備的采集、控制；
該集成方法優(yōu)劣分析：
優(yōu)點(diǎn)：
（1）同一軟件控制不同系統(tǒng)，維護(hù)操作較為方便。
（2）運(yùn)行維護(hù)人員比較熟悉南瑞系統(tǒng)，可減少運(yùn)行維護(hù)培訓(xùn)力度，節(jié)省培訓(xùn)費(fèi)用；
缺點(diǎn)：
（1）需重新編寫控制軟件，開發(fā)軟件投入較大，沒有類似工程經(jīng)驗(yàn)；
（2）各廠家設(shè)備用同一總線連接成串，總線線路較長(zhǎng)，兩廠家設(shè)備通信能力不同，容易造成通信不穩(wěn)；
（3）同一總線傳輸不同設(shè)備控制命令，容易造成信號(hào)沖突；
（4）后期軟件若出現(xiàn)運(yùn)行故障，故障較難查找，維護(hù)難度較大。
方案二：
各系統(tǒng)分別采集、存儲(chǔ)并保存至相應(yīng)數(shù)據(jù)管理軟件，然后編寫數(shù)據(jù)傳輸軟件將華騰設(shè)備采集所采集原始數(shù)據(jù)同步至南瑞系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，然后在南瑞系統(tǒng)軟件中建立相應(yīng)測(cè)點(diǎn)，與華騰系統(tǒng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中測(cè)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，在南瑞系統(tǒng)軟件中實(shí)現(xiàn)原始資料的計(jì)算、整編、過程線繪制等功能；
該集成方案優(yōu)劣分析：
優(yōu)點(diǎn)：
（1）實(shí)施只需編寫數(shù)據(jù)傳輸軟件，并且有類似工程經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)難度不大；
（2）并且雙系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，信號(hào)傳輸不會(huì)產(chǎn)生沖突，獨(dú)立運(yùn)行、獨(dú)立維護(hù)，維護(hù)難度較小。
缺點(diǎn)：
（1）兩條線路需要各自獨(dú)立的服務(wù)器和光纜線路支持，加大了服務(wù)器和通訊光纜的需求量。
經(jīng)過資金投入和技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度對(duì)比分析，認(rèn)為第二種實(shí)現(xiàn)方式投資較少、技術(shù)上易于實(shí)現(xiàn)，故采用第一種方案實(shí)現(xiàn)雙系統(tǒng)的集成。
4.2系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)：
半自動(dòng)化設(shè)備以“一進(jìn)一出”串糖葫蘆總線方式用屏蔽雙絞線并聯(lián)接入網(wǎng)絡(luò)，總線首端位于壩頂3#垂線室，尾端接入匹配電阻以防止信號(hào)反射，以保證總線線路通信能力。
后期改造工程設(shè)備按設(shè)計(jì)文件要求安裝至各測(cè)站，并將傳感器按測(cè)點(diǎn)配置表接入各模塊，并已總線方式將設(shè)備連接成網(wǎng)絡(luò)?？偩€末端分別位于壩頂1號(hào)垂線室和基礎(chǔ)廊道2號(hào)垂線室?？偩€首端位于壩頂3#垂線室。
在3#垂線室風(fēng)別安裝適合半自動(dòng)化設(shè)備和南瑞設(shè)備的光端設(shè)備，將各系統(tǒng)總線接入4芯通訊光纜（南瑞系統(tǒng)和華騰系統(tǒng)各兩芯）通至辦公樓中控室，中控室分別安裝其采集計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和整編。
示意圖見圖一：
圖一:班多水電站安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)示意圖
5 運(yùn)行狀況
班多水電站安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化自2012年12月10日正式投運(yùn)進(jìn)入試運(yùn)行期，試運(yùn)行期間，仍采用原先人工觀測(cè)對(duì)各壩段位移進(jìn)行觀測(cè)，將其結(jié)果與自動(dòng)化觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較，以檢驗(yàn)自動(dòng)化系統(tǒng)觀測(cè)結(jié)果的可靠性。
5.1 外觀位移監(jiān)測(cè)
取倒垂線測(cè)點(diǎn)IP1為例，進(jìn)行比測(cè)分析：
圖二:IP1測(cè)點(diǎn)人工、自動(dòng)化比測(cè)過程線
由于人工觀測(cè)早于自動(dòng)化觀測(cè)存在累計(jì)位移值，從圖二可以看出，人工、自動(dòng)化變化趨勢(shì)一致，存在臺(tái)階為人工觀測(cè)累計(jì)位移值；
5.2外觀滲流監(jiān)測(cè)
取測(cè)點(diǎn)UP-05為例，進(jìn)行比測(cè)分析：
圖三:UP-05測(cè)點(diǎn)人工、自動(dòng)化比測(cè)過程線
從圖三可以看出，對(duì)于滲流觀測(cè)，自動(dòng)化觀測(cè)精度明顯高于人工觀測(cè)，人工、自動(dòng)化變化趨勢(shì)一致，滿足觀測(cè)要求；
5.3內(nèi)觀應(yīng)力監(jiān)測(cè)
取測(cè)點(diǎn)R-XS-13為例，進(jìn)行比測(cè)分析：
圖四:R-XS-13測(cè)點(diǎn)人工、自動(dòng)化比測(cè)過程線
從圖四可以看出，人工、自動(dòng)化比測(cè)差值較小，滿足觀測(cè)要求；
5.4內(nèi)觀位移監(jiān)測(cè)
取測(cè)點(diǎn)S506-CF-3為例，進(jìn)行比測(cè)分析：
圖五: S506-CF-3測(cè)點(diǎn)人工、自動(dòng)化比測(cè)過程線
從圖五可以看出，自動(dòng)化略有跳值，但跳幅較小，精度滿足要求，內(nèi)觀觀測(cè)人工、自動(dòng)化變化一致，總體測(cè)值穩(wěn)定；
5.5內(nèi)觀滲流監(jiān)測(cè)
取測(cè)點(diǎn)P6-XZ為例，進(jìn)行比測(cè)分析：
圖六: P6-XZ測(cè)點(diǎn)人工、自動(dòng)化比測(cè)過程線
從圖六可以看出，對(duì)于部分測(cè)值，人工觀測(cè)由于觀測(cè)周期限制，未能準(zhǔn)確反映周期外變化，而自動(dòng)化觀測(cè)則能避免部分特征值漏測(cè)；比測(cè)人工、自動(dòng)化比測(cè)差值較小，滿足觀測(cè)要求；
6 結(jié)論和幾點(diǎn)建議
班多水電站大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)建成后，運(yùn)行穩(wěn)定，為后期自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)用化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并且其中雙系統(tǒng)的集成方法對(duì)于其他電站系統(tǒng)集成提供了工程經(jīng)驗(yàn)。
（1）垂線、滲流、內(nèi)觀等各分系統(tǒng)運(yùn)行良好， 測(cè)值穩(wěn)定無突跳，觀測(cè)精度滿足規(guī)范要求；
（2）華騰系統(tǒng)和南瑞系統(tǒng)運(yùn)行良好，通訊穩(wěn)定，測(cè)值能實(shí)時(shí)采集并存儲(chǔ)至各自系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中；
（3）數(shù)據(jù)傳輸軟件運(yùn)行良好，通過設(shè)置定時(shí)傳輸任務(wù)，華騰數(shù)據(jù)能定時(shí)傳輸至南瑞系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)整編，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定、可靠。
幾點(diǎn)建議：
（1）監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)若包含多廠家設(shè)備，需在施工前將各自責(zé)任及義務(wù)界定清楚，以免在發(fā)生出現(xiàn)故障時(shí)各設(shè)備廠家相互推諉導(dǎo)致故障不能及時(shí)處理，造成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中斷。
（2）建立完善的運(yùn)行維護(hù)制度（如：編寫運(yùn)行維護(hù)規(guī)程并執(zhí)行；建立臺(tái)賬登記制度等），保證故障能得到及時(shí)有效的處理；
（3）定期對(duì)運(yùn)行維護(hù)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)（一年一次或者半年一次），提高故障處理能力，縮短故障處理周期，保證數(shù)據(jù)缺失率。
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關(guān)鍵詞：變電站；綜合自動(dòng)化；現(xiàn)狀；發(fā)展
中圖分類號(hào)：TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）01-0189-02
1 引言
變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)在近些年成為熱門話題，主要是因?yàn)椋孩傥覈?guó)電網(wǎng)越來越復(fù)雜，調(diào)度中心有更多的信息需求；②變電站需求遠(yuǎn)方控制和操作；③為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的信息共享；④對(duì)電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求越來越高。
2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展概況
國(guó)外變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)從20世紀(jì)70年代開始研究，變電站監(jiān)控功能得到了很快的發(fā)展。我國(guó)的相關(guān)研究從80年代中期開始，清華大學(xué)電機(jī)工程系1987年成功研制變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)并投入運(yùn)行。近年來隨著科技通信技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)幾個(gè)比較大的自動(dòng)化系統(tǒng)生產(chǎn)單位制造出了高水平的產(chǎn)品。
3 變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)
3.1 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的類型
變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)按照發(fā)展過程及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以分為3種類型。
（1）增強(qiáng)型RTU方式。增強(qiáng)型RTU方式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的主要設(shè)備包括RTU、變送器、繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置等。
該系統(tǒng)具有系統(tǒng)功能不強(qiáng)，硬件設(shè)備重復(fù)，整體性能指標(biāo)低，系統(tǒng)聯(lián)接復(fù)雜，可靠性低等缺點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)是成本低。該系統(tǒng)比較適合于老站的改造。
（2）分散式系統(tǒng)或第2代綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。使用該類系統(tǒng)可以取消常規(guī)的保護(hù)屏、控制屏、中央信號(hào)屏、遠(yuǎn)動(dòng)屏、測(cè)量?jī)x表等。
該系統(tǒng)的優(yōu)c是各種功能比較完善、人機(jī)界面較好、在線功能強(qiáng)。缺點(diǎn)是系統(tǒng)仍然比較復(fù)雜、聯(lián)結(jié)電纜較多、系統(tǒng)可靠性不太高。該系統(tǒng)總整體上來看僅是監(jiān)控系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)簡(jiǎn)單的相加，并沒有從整體上來考慮變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
（3）引入了站控級(jí)和保護(hù)裝置級(jí)概念的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用國(guó)際上成熟的先進(jìn)設(shè)計(jì)思想，可以實(shí)現(xiàn)信息資源的共享以及保護(hù)、監(jiān)控功能的綜合化， 站內(nèi)二次回路大大簡(jiǎn)化，完全消除了設(shè)備之間錯(cuò)綜復(fù)雜的二次電纜由于保護(hù)裝置可放在開關(guān)柜上或放置在一次設(shè)備附近，從而可大大縮小主控制室面積，節(jié)省控制電纜。
3.2 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能
變電站綜合自動(dòng)化是綜合了多專業(yè)的技術(shù)，其子系統(tǒng)主要包括監(jiān)控子系統(tǒng)、微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)、電壓無功綜合控制子系統(tǒng)、電力系統(tǒng)的低頻減負(fù)荷控制、備用電源自投控制、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的通信。
監(jiān)控子系統(tǒng)的功能主要包括有：①SOE事件順序記錄；②數(shù)據(jù)采集；③操作控制；④故障記錄、故障錄波和側(cè)距；⑤人機(jī)聯(lián)系；⑥安全監(jiān)視；⑦諧波分析與監(jiān)視；⑧打??；⑨數(shù)據(jù)處理與記錄。
微機(jī)保護(hù)子系統(tǒng)功能主要包括母線保護(hù)、線路主保護(hù)和后備保護(hù)、配電線路保護(hù)、主變主保護(hù)和后備保護(hù)、不完全接地系統(tǒng)單相接地選線、無功補(bǔ)償電容器組保護(hù)。
電壓，無功綜合控制子系統(tǒng)是綜合調(diào)節(jié)控制有載調(diào)壓變壓器分接頭和并聯(lián)補(bǔ)償電容器組，從而保證電壓質(zhì)量和優(yōu)化無功補(bǔ)償。
4 變電站自動(dòng)化研究的新技術(shù)動(dòng)向
4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的使用已使得自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的多，性能上也大大優(yōu)于以往的系統(tǒng)。通過新技術(shù)的應(yīng)用，測(cè)控設(shè)備將完全融合一次設(shè)備，系統(tǒng)的每個(gè)設(shè)備都有保護(hù)、監(jiān)控、計(jì)費(fèi)、操作、閉鎖等一系列功能及信息庫(kù)，僅通過一對(duì)通信雙絞線實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能化。
4.2 系統(tǒng)性能
今后努力的方向是充分利用資源，通過優(yōu)化系統(tǒng)功能，從而實(shí)現(xiàn)電壓無功控制、小電流接地判別、防誤操作、事故應(yīng)急處理方案、多臺(tái)主變的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案優(yōu)化、線路同期、設(shè)備壽命管理、錄波等功能。
4.3 系統(tǒng)通信
典型的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，可分為分布式的綜合設(shè)備、站內(nèi)通信網(wǎng)、變電站層的監(jiān)控及通信系統(tǒng)三個(gè)層次。
（l）在測(cè)控單元和通信單元之間。與比較點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信信道網(wǎng)（星形網(wǎng)），現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)在于多點(diǎn)共享。面對(duì)多CPU系統(tǒng)的信息傳輸及突發(fā)事件的優(yōu)先傳輸問題，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高速傳輸、設(shè)置傳輸優(yōu)先級(jí)、安排信息傳輸?shù)捻樞颉⒍嗦穫陕犠詣?dòng)上送功能。
（2）在當(dāng)?shù)赜?jì)算機(jī)和通信單元方面。由于利用變電站自動(dòng)化來實(shí)現(xiàn)無人值班，因此其傳遞的信息容量將很大。從系統(tǒng)整體的可靠性考慮，應(yīng)配備雙通信單元、雙以太網(wǎng)、雙計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)信息的傳輸及管理，該方案的通信媒介大多采用雙絞線。
（3）與多個(gè)控制中心的連結(jié)。與控制中心的連接突出表現(xiàn)在通道和通信協(xié)議上。變電站自動(dòng)化的信息傳輸己逐漸向網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展，并將由局域網(wǎng)互聯(lián)向廣域網(wǎng)互聯(lián)發(fā)展，由此而帶來的電力系統(tǒng)信息共享的益處將是巨大的。
4.4 通信協(xié)議
設(shè)備的互聯(lián)互通不成問題，既可以靈活地進(jìn)行系統(tǒng)集成，又便于操作人員的運(yùn)行維護(hù)。國(guó)外大公司如西門子和ABB等對(duì)EJC6185O的研究，在理論上已經(jīng)成熟，并正在開發(fā)支持EIC61850的產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)的南瑞、四方等也都在全面跟蹤研究EIC61850的最新發(fā)展動(dòng)向，但還沒有適合國(guó)情的完整技術(shù)方案，更沒有示范工程的實(shí)施。在通信協(xié)議上大家還是選擇EIC60870系列標(biāo)準(zhǔn)，主要原因是受到技術(shù)水平以及研究水平的限制。
5 對(duì)變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的展望
（1）智能電子裝置（EID）、現(xiàn)場(chǎng)總線及工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)會(huì)加速變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展；（2）數(shù)字式視頻圖像監(jiān)視技術(shù)會(huì)越來越重要；（3）與電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)充分融合；（4）光電互感器的研究與應(yīng)用；（5）電能質(zhì)量的在線監(jiān)測(cè)充分融合；（6）越來越廣泛的應(yīng)用范圍。
6 結(jié)語(yǔ)
變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化是變電站的發(fā)展趨勢(shì)，是技術(shù)變革的發(fā)展方向。通過繼續(xù)拓展思路，不斷的應(yīng)用新技術(shù)、新原理、新設(shè)備，將設(shè)備工藝進(jìn)一步優(yōu)化，不斷的相應(yīng)要求，從而實(shí)現(xiàn)變電站的不斷發(fā)展。
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關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù)；水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)；水情自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)；水電站；水力發(fā)電
1水情的自動(dòng)檢測(cè)方面的報(bào)告技術(shù)
水情的自動(dòng)檢測(cè)方面的報(bào)告涉及到通信領(lǐng)域、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、控制以及測(cè)量領(lǐng)域，并且水利設(shè)施航運(yùn)方面、防洪方面及水庫(kù)的調(diào)度方面以及發(fā)電的基礎(chǔ)也是這些。在20世紀(jì)80年代初期，我國(guó)的水情自動(dòng)檢測(cè)報(bào)告系統(tǒng)開始建設(shè)，經(jīng)過了30多年的發(fā)展，已經(jīng)取得了顯著的成就。水情自動(dòng)監(jiān)檢測(cè)方面的報(bào)告系統(tǒng)的發(fā)展過程大致可以分為以下三個(gè)階段：
1.1探索階段
20世紀(jì)80～90年代的初期中期是我國(guó)水情監(jiān)測(cè)報(bào)告工作的探索階段。在這個(gè)階段內(nèi)，消化、引進(jìn)和吸收國(guó)際的先進(jìn)技術(shù)是我們的主要內(nèi)容，這個(gè)階段的時(shí)間約為5年；而在中后期，我國(guó)開始逐步進(jìn)行自主的改進(jìn)和開發(fā)。在此工作最初始的階段，自動(dòng)檢測(cè)方面的報(bào)告系統(tǒng)所運(yùn)用的工作體制是查詢——應(yīng)答的體制，在當(dāng)時(shí)情況下，因?yàn)橛芯€信號(hào)的可靠性低下，所以無線通信得到了極大的重視，但是因?yàn)槌滩ǖ碾娕_(tái)的質(zhì)量不夠高以及電路的設(shè)計(jì)存在相當(dāng)大的問題，所以導(dǎo)致了誤碼率以及通信的暢通率低下，最終導(dǎo)致野外的遠(yuǎn)傳和采集遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法達(dá)到要求。到1994年年底，美國(guó)的HANDAR公司的產(chǎn)品被貴州的天生橋工程公司引進(jìn)，這是在多年后的又一次引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)的產(chǎn)品，這次的產(chǎn)品引進(jìn)使我們清楚的認(rèn)識(shí)到了我國(guó)與國(guó)外水情自動(dòng)檢測(cè)報(bào)告技術(shù)之間存在的差距有多大，我們與國(guó)外的差距主要表現(xiàn)在4個(gè)方面：第一，遠(yuǎn)程的通信，我國(guó)的產(chǎn)品僅僅可以接入VHF信息通道；第二，設(shè)備的可靠性，國(guó)外的產(chǎn)品的平均失效時(shí)間是我國(guó)產(chǎn)品的10倍；第三，工藝水平，國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)不夠精細(xì)化；第四，智能化程度，國(guó)外的產(chǎn)品工作模式多樣，而國(guó)內(nèi)產(chǎn)品僅有幾種工作模式。從這些差距中可以看出，中國(guó)的水情自動(dòng)檢測(cè)報(bào)告技術(shù)仍然有很長(zhǎng)的路要走。
1.2發(fā)展
20世紀(jì)90年代中期～21世紀(jì)初是我國(guó)水情自動(dòng)檢測(cè)報(bào)告技術(shù)的發(fā)展階段。隨著對(duì)外技術(shù)交流渠道的通暢以及我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，國(guó)際方面的貿(mào)易變得更加的頻繁，我國(guó)系統(tǒng)方面的開發(fā)商們也開始了對(duì)各種中心站系統(tǒng)平臺(tái)的研究創(chuàng)造，并且，水情自動(dòng)檢測(cè)方面的報(bào)告技術(shù)也因此得到了很大的改善以及提升，各類通信接口、傳感器接口的多樣性、數(shù)據(jù)采集器的可靠性等有了非常大的改良，我國(guó)的技術(shù)水平與國(guó)外的技術(shù)水平越來越接近。由于水情自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)告系統(tǒng)應(yīng)用了衛(wèi)星通信技術(shù)，我國(guó)一些偏僻的地區(qū)在此類系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行時(shí)的可靠性也得到了保證。20世紀(jì)90年代中期，我國(guó)逐步開始在國(guó)內(nèi)推廣國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星，國(guó)內(nèi)的開發(fā)商因?yàn)榇祟愋l(wèi)星的傳輸可靠性以及大范圍覆蓋性，所以對(duì)此的重視度異常之高。在經(jīng)歷了兩年的研發(fā)與改善后，INMARST2C開始被使用，在經(jīng)過進(jìn)一步的調(diào)試與改善，INMARSAT開始被用于數(shù)據(jù)的傳輸，在惡劣的交通環(huán)境和因需要多級(jí)中繼而造成的維護(hù)與安裝的困難因?yàn)橛辛怂膽?yīng)用而得到了很好的解決。自此，衛(wèi)星業(yè)務(wù)開始飛速發(fā)展。1997年，國(guó)家電力公司的科研項(xiàng)目——水電站的水情自動(dòng)檢測(cè)報(bào)告系統(tǒng)的研究這一課題被電力部南京自動(dòng)化研究院所承擔(dān)，它們的目標(biāo)是研制出一種可以接入多種通信設(shè)備的可靠性高的數(shù)據(jù)方面的采集系統(tǒng)，開發(fā)出一套符合中國(guó)國(guó)情的、適合中國(guó)發(fā)展的中心站處理軟件以及大型水情數(shù)據(jù)庫(kù)的軟件。在3年的不懈實(shí)驗(yàn)與研制后，此項(xiàng)目的各個(gè)指標(biāo)以及數(shù)據(jù)都達(dá)到了要求，所有的研發(fā)方面的成果都通過了現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)定，經(jīng)過商討，此項(xiàng)目有良好的社會(huì)效益以及經(jīng)濟(jì)效益，因此電力部南京自動(dòng)化研究所榮獲2002年科學(xué)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
1.3提高
從2002年至今，是我國(guó)的提高階段。在21世紀(jì)之后，水情自動(dòng)檢測(cè)報(bào)告系統(tǒng)的應(yīng)用變得更加廣泛，已經(jīng)拓寬到了水質(zhì)監(jiān)測(cè)方面的系統(tǒng)、墑情監(jiān)測(cè)方面的系統(tǒng)以及氣象站方面的系統(tǒng)等領(lǐng)域，系統(tǒng)的各個(gè)指標(biāo)也慢慢的接近甚至超越了國(guó)際上的各類產(chǎn)品。從2002年開始，水情監(jiān)測(cè)報(bào)告系統(tǒng)飛速發(fā)展的同時(shí)，移動(dòng)通信也在快速的發(fā)展，于是，在水情檢測(cè)報(bào)告系統(tǒng)中便開始應(yīng)用移動(dòng)通信系統(tǒng)，二者相結(jié)合。同年，我國(guó)的首款小型化和模塊化的ACS300數(shù)據(jù)采集器被國(guó)電自動(dòng)化研究院研制成功，此類產(chǎn)品的工作溫度范圍指標(biāo)以及微功耗指標(biāo)已經(jīng)與世界先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品的水平相當(dāng)。2003年左右，我國(guó)自主研發(fā)出的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)逐漸開始商業(yè)用途，這個(gè)系統(tǒng)的傳輸延時(shí)小、控制簡(jiǎn)單、通信容量大，所以我國(guó)水情監(jiān)測(cè)報(bào)告系統(tǒng)的市場(chǎng)迅速被該衛(wèi)星系統(tǒng)所占據(jù)，地位無法撼動(dòng)。
2水調(diào)的自動(dòng)化方面的平臺(tái)支撐
水調(diào)的自動(dòng)化平臺(tái)的支持涉及到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)層面、通信層面以及水文層面，它通過收集和整理歷史方面的資料，依靠先進(jìn)的傳輸通信方面的技術(shù)和采集方面技術(shù)，可以準(zhǔn)確、及時(shí)地獲取到其他的相關(guān)系統(tǒng)和流域地區(qū)的氣象、水庫(kù)運(yùn)行的信息和水文。根據(jù)水調(diào)自動(dòng)化方面的技術(shù)所建設(shè)的系統(tǒng)現(xiàn)在已被廣泛用于流域梯調(diào)、電網(wǎng)調(diào)度、水利樞紐、水電站和流域集控中心等方面，已經(jīng)成為了日常的生產(chǎn)管理和調(diào)度中不可或缺的系統(tǒng)。我國(guó)的水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)在20世紀(jì)90年代中期開始建設(shè)，迄今為止已經(jīng)有15年左右的歷史，它有兩個(gè)發(fā)展階段。
2.1嘗試性探索
1995～2000年的這一階段被稱為嘗試性探索階段。在這個(gè)時(shí)期內(nèi)，水調(diào)自動(dòng)化方面的系統(tǒng)是由數(shù)個(gè)水情自動(dòng)檢測(cè)方面的報(bào)告系統(tǒng)組合而成的，除了數(shù)據(jù)庫(kù)可以進(jìn)行跨越平臺(tái)來進(jìn)行工作之外，其他的水調(diào)方面的系統(tǒng)的應(yīng)用與服務(wù)都是在Windows上，數(shù)據(jù)方面的處理、通信等方面的后臺(tái)服務(wù)都是相對(duì)獨(dú)立的程序并且全部都是定制的。圖形報(bào)表、水調(diào)監(jiān)視界面雖然有可組態(tài)的特征，但是數(shù)據(jù)的查詢方面、業(yè)務(wù)的報(bào)表方面和監(jiān)視的圖形方面都是獨(dú)立的進(jìn)行窗口運(yùn)行，綜合能力相對(duì)來說比較的薄弱，只存在一種單一的客戶端的模式來工作。受制于數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)技術(shù)層面、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)層面以及計(jì)算機(jī)的性能等原因，此時(shí)期水調(diào)方面的系統(tǒng)大部分都是單網(wǎng)，報(bào)表查詢與水務(wù)計(jì)算相對(duì)來說都比較慢。
2.2實(shí)用化階段和規(guī)范的發(fā)展
2000～2005年期間，通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展飛快，與此同時(shí)，水調(diào)系統(tǒng)中也根據(jù)此類技術(shù)引入了Web技術(shù)、中間件技術(shù)。其中，系統(tǒng)的通信服務(wù)以及網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)服務(wù)通過中間件技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，這使得數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)與訪問變得集中化，大大加強(qiáng)了安全性與系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。伴隨著相關(guān)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)范的頒發(fā)，水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)也隨之確定了發(fā)展研究的范圍與方向。投運(yùn)的系統(tǒng)不僅達(dá)到了行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，還滿足了實(shí)際的生產(chǎn)需求。通過綜合考慮水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)的兩個(gè)階段可以得出，水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)隨著信息技術(shù)的發(fā)展先后發(fā)生過幾次重要的跨越。從最初的平臺(tái)只有數(shù)據(jù)處理功能、圖形報(bào)表方面的查詢功能、報(bào)警、水務(wù)計(jì)算以及采集通信等功能。水調(diào)自動(dòng)化方面的系統(tǒng)的功能在不斷完善與優(yōu)化。
3結(jié)語(yǔ)
由于中國(guó)的水電資源的分布不均勻，水庫(kù)群之間有著非常大的補(bǔ)償，特別是隨著特高壓輸電網(wǎng)以及三峽工程的開展運(yùn)作和建設(shè)，全國(guó)范圍內(nèi)將會(huì)形成一個(gè)非常大的電網(wǎng)來相互關(guān)聯(lián)。而且隨著智能電網(wǎng)這一概念的提出，如何節(jié)能發(fā)電調(diào)度和怎樣適應(yīng)節(jié)能減排成為了水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)所面臨的新的挑戰(zhàn)，電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)以及電網(wǎng)安全生產(chǎn)對(duì)于水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)的要求和管理也越來越高。加強(qiáng)水情水調(diào)方面的建設(shè)管理工作以及加快水調(diào)方面的自動(dòng)化系統(tǒng)的步伐對(duì)目前系統(tǒng)的管理以及維護(hù)工作、提高聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的系統(tǒng)的可靠性與安全性，實(shí)現(xiàn)水調(diào)平臺(tái)的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、水調(diào)方面業(yè)務(wù)過程當(dāng)中的信息化、流程化、管理調(diào)度的智能化和精益化、加強(qiáng)對(duì)無資料或少資料地區(qū)的洪水天氣預(yù)報(bào)、可視化的實(shí)用產(chǎn)品研發(fā)以及高智能算法，對(duì)水情水調(diào)業(yè)務(wù)的發(fā)展有著重大的影響。
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關(guān)鍵詞：精確農(nóng)業(yè)，技術(shù)體系，農(nóng)業(yè)裝備
1.精確農(nóng)業(yè)技術(shù)的內(nèi)涵
精確農(nóng)業(yè)亦稱作“精細(xì)農(nóng)業(yè)”或“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”。它建立在“空間差異”和“時(shí)間差異”的數(shù)據(jù)采集和處理上，實(shí)時(shí)測(cè)知作物（畜禽）個(gè)體小群體或小地塊生長(zhǎng)及疫病的實(shí)際情況，進(jìn)而確定其針對(duì)性投入的最佳數(shù)量和時(shí)機(jī)，以求最優(yōu)效果最低代價(jià)。
2.精確農(nóng)業(yè)技術(shù)支持體系
2.1全球定位系統(tǒng)
精確農(nóng)業(yè)中的定位信息采集與處方農(nóng)作實(shí)施，需要采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，它一般由衛(wèi)星、地面站組和用戶設(shè)備等組成。免費(fèi)論文。現(xiàn)投入運(yùn)行的有美國(guó)GPS系統(tǒng)和俄羅斯的GOLNASS系統(tǒng)。近幾年來，GPS產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展迅速，若干大公司迅速涉足農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，提供了用于農(nóng)田測(cè)量的DGPS產(chǎn)品?，F(xiàn)有國(guó)外農(nóng)機(jī)廠商配套的GPS產(chǎn)品，大多采用EJI方式引進(jìn)關(guān)鍵部件進(jìn)行二次開發(fā)后嵌入農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)用系統(tǒng)中，可使性能價(jià)格比顯著改善。GPS作為農(nóng)業(yè)空間信息管理的基礎(chǔ)設(shè)施，一旦建立起來，即不但可服務(wù)于精細(xì)農(nóng)作，也可用于農(nóng)村規(guī)劃、土地測(cè)量、資源管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)等定位服務(wù)，其農(nóng)業(yè)應(yīng)用技術(shù)開發(fā)的前景廣闊。
2.2遙感（RS）技術(shù)
遙感技術(shù)是精確農(nóng)作技術(shù)體系獲得田間數(shù)據(jù)的重要來源，它可以提供大量的田間時(shí)空變化信息，基本上達(dá)到了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。該系統(tǒng)具有時(shí)效強(qiáng)、靈活、精度高等特點(diǎn)，目前已用于森林蟲害監(jiān)測(cè)，果園病蟲害監(jiān)測(cè)、農(nóng)作物病蟲害監(jiān)測(cè)、產(chǎn)量和肥力圖制作?？娠@示出由于農(nóng)田土壤和作物特性的空間反向光譜變異性，提供農(nóng)田作物生長(zhǎng)的時(shí)空變異性的信息，在一季節(jié)中不同時(shí)間采集的圖像，可用于確定作物長(zhǎng)勢(shì)和條件的變化。由于應(yīng)用衛(wèi)星遙感的成本比航空攝影的成本低一半以上，衛(wèi)星遙感技術(shù)預(yù)計(jì)在21世紀(jì)的前5年內(nèi)，在精確農(nóng)業(yè)技術(shù)體系中扮演重要角色。
2.3地理信息系統(tǒng)
地理信息系統(tǒng)可比作精確農(nóng)業(yè)的大腦，主要由計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)和管理人員組成。它可將傳感器或監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)隨時(shí)輸入，帶有持久性的數(shù)據(jù)可以一次事先存入或定期存入，專家系統(tǒng)及其它決策支持系統(tǒng)也可事先存入。在精確農(nóng)業(yè)技術(shù)體系中主要用于建立農(nóng)田土地管理、土壤數(shù)據(jù)、自然條件、作物苗情、病蟲害發(fā)生發(fā)展趨勢(shì)、作物產(chǎn)量的空間分布等的空間信息數(shù)據(jù)庫(kù)和進(jìn)行空間信息的地理統(tǒng)計(jì)處理、圖形轉(zhuǎn)換與表達(dá)等，為分析差異性和實(shí)施調(diào)控提供處方信息。由于農(nóng)業(yè)活動(dòng)涉及廣闊的地理空間和各種管理信息都有明顯的空間隨機(jī)分布性，GIS在農(nóng)業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
2.4作物生產(chǎn)管理決策支持系統(tǒng)
決策支持系統(tǒng)是能對(duì)計(jì)劃、管理、高度、作戰(zhàn)指揮和方案尋優(yōu)等應(yīng)用問題進(jìn)行輔助決策的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。一般決策過程由問題識(shí)別、建立模型、執(zhí)行模型、評(píng)判決策、修改模型五個(gè)階段組成。近年來，不少專家提出應(yīng)把專家系統(tǒng)的技術(shù)加入到?jīng)Q策支持系統(tǒng)中去，建造“智能決策支持系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)的決策水平和決策自動(dòng)化程度。
3.國(guó)外精確農(nóng)業(yè)研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)
精確農(nóng)業(yè)作為20世紀(jì)90年代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新技術(shù)，其發(fā)展十分迅速。美國(guó)在精確農(nóng)業(yè)研究與應(yīng)用領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。在美國(guó)，加里福尼亞及德克薩斯州部分地區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)用精確農(nóng)業(yè)技術(shù)耕作，美國(guó)各大學(xué)農(nóng)業(yè)工程系均在進(jìn)行精確農(nóng)業(yè)技術(shù)研究及推廣應(yīng)用，目前，美國(guó)農(nóng)業(yè)工程界正致力于土壤元素含量測(cè)定技術(shù)及裝備的研究，以及產(chǎn)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究。如：新型移動(dòng)或土壤肥力測(cè)定器與手動(dòng)探測(cè)方法對(duì)比研究，多功能圖像儀及地理系統(tǒng)用于處方農(nóng)業(yè)管理及產(chǎn)量監(jiān)測(cè)確定施肥變量的研究等。瑞典農(nóng)業(yè)工程研究所進(jìn)行了變量氮肥對(duì)作物產(chǎn)量及質(zhì)量影響的研究。法國(guó)谷物研究所進(jìn)行了根據(jù)作物及土壤特性采用變量氨肥實(shí)施技術(shù)研究。日本農(nóng)業(yè)工程科研機(jī)構(gòu)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化控制技術(shù)方面進(jìn)行了大量的研究。免費(fèi)論文。
4.我國(guó)精確農(nóng)業(yè)技術(shù)體系應(yīng)用前景
1985年以來，我國(guó)科學(xué)家一直從事專家系統(tǒng)、系統(tǒng)工程的應(yīng)用研究設(shè)計(jì)工作，完成過專家系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)，積累了豐富的設(shè)計(jì)思想，有許多獨(dú)特的設(shè)計(jì)思想。近年來，我國(guó)在應(yīng)用氣象衛(wèi)星遙感森林蟲害方面又有突破性進(jìn)展，在這些成果基礎(chǔ)上完成了GIS,GPS,RS（指氣象衛(wèi)星遙感）EUCERES(農(nóng)田生態(tài)資源高效利用技術(shù)集成專家系統(tǒng)）集成，以實(shí)現(xiàn)4S一體化技術(shù)。該技術(shù)可以有效地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)科學(xué)、現(xiàn)代信息技術(shù)，知識(shí)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)、人機(jī)界面、數(shù)學(xué)物理模型等內(nèi)容的有機(jī)結(jié)合，是中國(guó)特色“精確農(nóng)作”的技術(shù)核心和基礎(chǔ)。目前，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)“精細(xì)農(nóng)業(yè)研究中心”已經(jīng)啟動(dòng)了有關(guān)研究工作，內(nèi)容涉及GPS,GIS(農(nóng)業(yè)應(yīng)用，田間信息采集傳感技術(shù)，智能型農(nóng)業(yè)機(jī)械監(jiān)控技術(shù)，精細(xì)農(nóng)作技術(shù)和系統(tǒng)集成與發(fā)展戰(zhàn)略研究。免費(fèi)論文。未來農(nóng)民將能在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)終端上從影像圖中獲得他的農(nóng)田長(zhǎng)勢(shì)征兆，通過GIS和EUCERES分析，制定出行動(dòng)計(jì)劃，然后在車載GPS和電子地圖指引下實(shí)施農(nóng)田作業(yè)，及時(shí)預(yù)防自然災(zāi)害和病蟲害。
參考文獻(xiàn)
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