自动化概述

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自动化概述范文第1篇

【关键词】电气自动化；应用；发展

电气工程及其自动化（Electrical Auto-mation）简称为电气自动化，是现代科技领域中的核心学科之一，更是当今高新技术领域中不可缺少的关键学科，涉及电工、电子技术、自动化和计算机工程等多个学科，在国民经济发展中占有基础性地位，在经济发展中发挥着重要作用。其特点是强弱电相结合，计算机技术与自动化技术相结合，软硬件相结合。积极探讨电气自动化的进一步发展具有十分深远的现实意义。

1.电气自动化的现状

电气自动化技术随着智能控制、信息网络、电子技术的飞速发展而不断发展成熟。20世纪50年代，电机电力等产品的出现催生了电气自动化。20世纪60年代，现代控制理论开始出现，生产过程最优控制与管理也使自动化进入到了一个全新自动化阶段。20世纪70年代，大规模的系统控制和复杂系统智能控制的自动化理论、方法以及手段伴随着通讯现代化技术、微电子科学技术以及IT电脑技术对象的发展而产生。20世纪80年代以后，电气自动化技术的发展极大促进了人工智能、交通、医学、航空航天、现代制造技术等技术的发展。目前，电气自动化设备主要有三种不同的集中控制方式：便于运行维护的集中监控方式、组态灵活的远程监控方式和兼具前两者优点的现场总线监控方式。它一般具有以下功能：自动控制功能、保护功能、监视功能和测量功能。

2.电气自动化的应用

2.1 电气自动化在工业中的应用

电气自动化工程控制系统在现代工业社会经济的快速发展中起着无可替代的作用。在现代大工业生产中，电气自动化控制系统在减少劳动力成本和劳动强度方面具有重要的作用。在企业中，电气自动化工程的应用能够增强控制信号的有效性和实时性、提高产品质量，从而有效降低各种安全事故的可能性。电气自动化在我国工业事业的应用非常广泛，电力能源，计量测控，石油化工，输配电等等领域都有它触及的领域。在工业生产中，使用电气自动化技术可以提高生产率，使得企业可以获得更多的经济效益。例如，在空调设备应用中，在对湿度和温度进行控制的时候，可以使用比例积分运算的方式，将控制器和设定好的湿度进行比较，然后将信号传输到回风湿度控制上，使其湿度可以保持在一定的数值以内。在建筑行业，可以使用通信自动化系统实现建筑的智能化施工，使建筑在很多系统安装方面得到很大提高。

2.2 电气自动化在农业中的应用

近年来，自动控制在农业上的应用越来越受到重视。随着时代的发展和科技的进步，传统的农业生产方式正在逐渐被取代。把计算机、微处理和传感技术与检测、信息处理技术结合起来，应用于传统农业机械，可以极大地提高产品的性能。。例如，台湾的农业生产中，对落花生、玉米、高粱等作物的各项作业机械效率、作业成本与人工操作效率及成本进行分析，提供杂粮代耕中心经营管理的相关信息，建立早作机械化体系自动化。又如，英国通过对施肥机散播肥料的动力测量来控制肥料的精确使用量。在我国作物的灌溉管理中，集成简约的现代化管理方式代替了粗放的管理方式。借助电气自动化技术灌溉管理，可实现实时、高效和远程调控的目的。电气自动化在农业灌溉节水方面的应用十分广泛，通过实时监测，可合理的分配灌区的水量和不同灌区的灌溉顺序。在微灌技术领域，我国先后研制和改进了等流量滴灌设备、微喷灌设备、微灌带、孔口滴头、压力补偿式滴头、折射式和旋转式微喷头、过滤器和进排气阀等设备，总结出了一套基本适合我国国情的微灌设计参数和计算方法，建立了一批新的试验示范基地。在一些地区实现了自动化灌溉系统，可以长时间地自动启闭水泵和自动按一定的轮灌顺序进行灌溉。

3.电气自动化的发展趋势

3.1 电气自动化的智能化是发展动力

最近几年，我国在CIMS，自动控制，机器人产品，专用集成电路等方面发展进步较快，各个电气自动化开发设计公司推出了一些设计模式和理念，使电气自动化呈现出智能化发展趋势。未来的电气控制平台应有一个更可靠的自动化控制终端和编程语言系统，从而支持实现更加智能的功能。

3.2 电气自动化的安全性和可靠性是发展保障

电气自动化的真正含义在于，当操作或参与的人员较少甚至是无人管理的情况下，产品能够正常的按照设定好的计划或者程序运行。一个好的电气自动化控制系统应能够保证企业内部的计算机监督、控制设备、财物系统之间的数据通讯快速准确安全。集成化的安全保护装置是电气自动化控制系统的一个发展方向，它的重点就在于如何有效地保证设备安全运行，从硬件到软件，分层实现对控制系统的安全设计。管理者可通过内部网络对现场设备进行实时监督。

3.3 电气自动化的创新性是发展源泉

经济的发展离不开科学技术的带动和支撑，因此，一方面，不断加强企业的技术创新和研发能力，加大培养、吸收、引进创新型人才，建立和完善创新机制，加大电气自动化专业的投入力度，扩大电气自动化专业的研发项目，开拓电气自动化展业方面的人才市场。另一方面，加强政府部门的扶持，降低他们的研发成本，增强他们的研发实力，促进我国经济又好又快健康发展。

参考文献

[1]姜涛.电气自动化的应用与发展趋势研究[J]青春岁月， 2012，13：392.

[2]郑智.电气自动化的应用及发展趋势研究[J].黑龙江科技信息，2013，8：16.

[3]鲍继志.电气自动化的应用与发展趋势分析[J].现代商贸工业，201，6：158-159.

[4]马晓慧.电气自动化技术在灌溉管理中的创新和应用[J].电源技术应用，2013，6：159.

[5]郑向超.浅析工业电气自动化的应用及发展趋势[J].科技创新与应用，2013，29：88.

[6]杨艺渊.论述电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势[J].中国科技投资，2012，24：101.

自动化概述范文第2篇

关键词：计算机自动化项目生成，认知设计系统法，项目模型法，构念效度。

分类号：B841

随着心理测验在招聘选拔情境中的应用越来越普遍，测验项目的曝光问题也逐渐引起人们的重视。测验项目的曝光不仅会影响测验的公平性，也可能会影响测验的心理测量学属性。计算机自动化项目生成被许多研究者认为是应对测验项目曝光问题的很具前景的一项技术。自动化项目生成是指在测验过程中，计算机根据项目编制者或者自适应施测程序的要求，在项目生成算法的指导下，即时自动生成符合指定项目参数的项目。尽管这个项目先前并不存在，也没有经过试测，但项目参数可以通过基于项目刺激特征与项目属性之间关系的心理测量学模型进行预测。因而自动化项目生成可以看作是认知心理学、心理测量学以及计算机技术三者有机结合的产物，是对传统项目编制方法的革新。这种技术已经被应用到能力和成就测验领域，还被用于对复杂技能的评估，如问题解决、临床诊断和教学技能，因项目编制效率高、结构效度好而受到欢迎。

1　理论基础

尽管早在20世纪70年代已经有研究者提出项目生成的思想，但真正利用项目生成方法编制测验的实践则是从80年代中期才开始的。其间Embretson对构念效度的重新阐述对促进自动化项目生成的发展起着关键作用。Cronbach和Meehl提出的构念效度已经指导能力测验几十年了，但Embretson认为他们的提法混淆了构念本身的含义以及与其他类似构念的关联。由于相关数据的累积只能通过测验编制完成之后的施测获取，因此传统的构念效度概念只能用来描述测验当前的构念，却不能为测验设计提供指导。

为了将测验设计结合进构念效度概念，Embretson提出一个两部分分离的构念效度：构念表征(construct representation)和规则广度(nomothetic span)。构念表征涉及鉴别任务表现潜在的认知成分，而规则广度则关注测验分数与其他构念之间的详细关系。Embretson认为传统构念效度的方法只包含后者，通过和其他测量相关联给测验分数赋予意义(规则广度)：而认知心理学的新进展表明测量的意义也可以直接获得，即通过对在单个项目的问题解决行为中所涉及的过程、策略和知识的理解来确立(构念表征)。构念表征的研究范式包含运用认知心理学的方法为测量任务建立心理加工模型，如操纵测量任务的刺激特征，从而改变对假定认知过程的影响。

这种两部分分离的构念效度对测验编制来说有很大优势。最重要的是可以用认知理论指导测验编制。因为测验分数的意义在构念表征阶段已经确立，因此可以设计测验项目来反映特定的认知结构，进而根据那些已经得到实证性支持的影响目标过程、策略和知识结构的刺激特征来选择项目；同时，规则广度也受目标认知过程与重要外部变量之间关系的影响，对问题解决过程的认知分析可有助于它的提高。

2　具体方法

根据认知理论在项目生成中的影响过程和作用，Embretson等认为可将目前主要的自动化项目生成方法分成两种：认知设计系统法和项目模型法。这两种方法分别对应于Bejar等所提出的强理论(strong theory)和弱理论(weak theory)。强理论通过问题解决过程中隐含的心理学原理来精细地控制组成测验的模型或生成模型的实例的难度，如Embretson的矩阵完成测验和Beiar的心理旋转测验；弱理论以一组内容和难度上有广泛代表性的校准好的测验项目为起点，依据最佳实践原则(best-practice guideline)而非心理学原理生成模型，如GRE数学测验。这种分类方法对项目自动生成具有实践指导意义，因此下面将对两种方法的基本思想、步骤以及应用条件进行详细介绍。

2．1　认知设计系统法

认知设计系统法的基本思想是通过实验研究，发现项目刺激特征中的基本成分和随机成分。基本成分或控制成分(radicals or controlling elements)是指对项目心理测量学特性(如难度)有显著影响的项目刺激特征；随机成分或非控制成分(incidentals or non-controlling elements)被定义为对项目的心理测量学特性(如难度)没有显著影响的项目刺激特征。一般认为，基本成分主要有以下两类：第一类与工作记忆操作有关，如矩阵推理测验项目中规则的数量，阅读理解测验中的单词转换等；第二类与知识操作有关，如阅读理解测验中的词频等。随机成分都是些表层特征，如数学题目中涉及人物或物品的名称等。

2．2　项目模型法

项目模型法，也称模版法(template)，是指以具有良好心理测量学指标的项目为基准(原型或框架)，通过替换那些被认为与问题解决过程无关的特征，如物体名称、具体数字等，形成多个新项目。虽然这些新项目看起来与原来的项目不同，但实质却是类似的。实际上项目模型法也可看作是生成同构异形题多个实例的过程，这些项目在实质内容和心理测量学属性上都相一致。如果正如假设的那样，新项目继承了项目模板的特性，在心理测量学特性上与原先模板的特性非常接近，则可以直接通过这些新项目估计测试者的能力，而不需要进行试测。

2．3　两种方法的比较

这两种方法的根本差别在于对认知心理学研究成果的倚重程度，认知设计系统法对认知心理学的依赖程度更高些。

对项目模型法来说，认知心理学的影响主要体现在两个方面：(1)必须要限定那些与测量构念相关的变量允许替换的范围，以免在很大程度上改变认知加工过程。如替代的速度和距离需要更复杂的计算，以改变问题的难度。(2)利用语义网络来确定什么样的替代变量的组合是有意义的。比如在交通方式及其相应的动词上，飞机对应飞行，汽车对应行驶。项目模型法是期望通过最小限度地替换现存项目中的部分成分，去生成与原模板特性类似的大量项目。项目模型法因应用范围广、花费比较适中等优点，受到ETS等考试服务机构的青睐，如用于GRE中的数学测验、数量推理测验的项目生成。然而这样的项目因变动较小，重复曝光，容易被测试者记住，进而导致心理测量学属性的显著差异。

对认知设计系统法来说，认知心理学的研究起重要作用，它直接影响项目类型的认知加工分析和

解决过程中认知模型的建立。这个模型对项目解决过程、刺激特征对过程的影响以及过程对成绩的影响进行了详细说明。因此，基于认知设计系统法建构的项目，允许替换所有项目表层特征，只是基本成分的隐蔽性要求更好些。通过这种比较，我们可以看出对于那些有坚固认知研究基础的项目类型来说，认知设计系统法显然是更合理的选择。目前这种方法已经被用于非言语能力倾向测验，如矩阵推理项目、图形类推、空间折叠以及空间物品排列；正试图应用于其他类型的项目，如言语类推、言语分类、字母序列、段落理解以及数学问题解决。

3　具体步骤

下面介绍认知设计系统法的具体步骤。其实在具体实施中，项目模型法也秉承类似的做法，只是对实验控制和认知心理学实验的倚重程度上有所不同。根据Embretson等的做法，认知设计系统法指导下的自动化项目生成主要包括以下4个阶段：

3．1　为现存项目建立认知模型

在项目生成研究的最初阶段，认知设计系统法需要为现存的能力测验项目建立认知模型，目的是从整体上了解项目变异的来源。首先从文献综述出发，考察潜在的认知加工过程以及影响项目变异的刺激特征，即哪些刺激特征可能会对项目的难度、区分度等属性产生影响。一般而言，实验室研究中使用的任务通常会比真正的能力测验上的项目更简单，因此需要假设一个更复杂的模型来充分表征能力问题解决中的认知加工过程。然后采用多种研究手段(如眼动、计算机模拟)对所识别出的、可能影响项目属性的刺激特征进行实验验证，求这些刺激特征与项目属性之间的相关，或者比较操纵这些刺激特征引起项目属性的变化来确定它们的影响。尽管一般而言，项目难度是研究者最关注的项目属性，但反应时数据对认知加工模型的支持也很必要。

3．2　根据规则生成项目并修正认知模型

在项目生成研究的第二阶段，认知设计系统法主要关注项目编制和测验设计的问题，即项目刺激特征能否被单独操纵来影响加工难度，这些项目刺激特征是基于上一步建立的认知模型中的变量。为操纵项目刺激特征，根据认知模型变量建构一套项目编制说明(项目生成算法)，然后在据此手工编制一批新项目进行试测，确定项目刺激特征是否影响项目难度以及被试在这些项目上的表现。虽然通过试测可以估计项目和被试参数，但这一阶段的主要关注点仍是项目刺激特征。对于认知模型来说，项目刺激特征应当能充分预测项目难度、反应时以及其他一些心理测量学指标。另外，从实证的角度来说，具有相同刺激特征组合的项目在心理测量学指标上应该高度接近。

3．3　计算机自动化生成项目

在项目生成研究的第三阶段，需要编制计算机程序实现项目自动化生成，即计算机自动化项目生成器。尽管编制出项目生成和呈现机制方面的程序很重要，然而为特定项目类型发展出项目结构则是成功的关键。项目结构基于第二阶段修正的认知模型，是对所有影响项目认知复杂性的各种项目刺激特征特定组合的详细说明。这样，具有相同项目结构的项目携带有相同来源和水平的认知复杂性，并相应地具有相同的心理测量学指标。其他一些未纳入认知模型的刺激特征，对项目认知复杂性不造成显著的影响，是可以变动的。需要注意的是，不同项目类型(如测量空间能力与测量推理能力的项目)在项目结构上可能存在质的差异。

3．4　实证性地检验自动生成的项目

在这最后阶段，还需要收集些实证数据来评估项目生成器的稳定性以及自动生成项目的质量。项目生成器的稳定性主要是检视自动化生成的项目外观上是否符合预期的设定。自动化生成项目的质量通过比较项目生成算法预测出的参数与项目的实际参数进行评估，若两者非常接近，则表明设立的认知模型以及项目生成算法是有效的。

4　相关IRT模型

正如前面所提及的，自动化项目生成需要合适的心理测量模型以及实质性研究(认知基础)。实质性研究很大程度上依赖于认知心理学，从而通过预测取代估计项目参数，而心理测量学模型则依赖于项目反应理论的发展。随着测量模型和认知心理学理论的发展，研究者提出多种能将认知心理学理论和测量模型连接起来的拓展项目反应理论模型，如线性逻辑斯蒂模型(LLTM，Linear Logistic TestModel)、约束两参数逻辑斯蒂模型(2PL-constrainedmodel)和项目结构的多层次IRT模型(HierarchicalIRT model for item structure)。其中前两种模型特别适用于认知设计系统法，最后一种特别适合于项目模型法。这些模型的共同特征是将影响项目认知复杂性的变量进行量化，纳入到测量模型，从而为项目自动化生成的参数预测奠定基础。

5　优缺点评述

Embretson对自动化项目生成的优缺点进行了总结。她认为，与传统项目编制方法相比，自动化项目生成有如下几点优势：(1)编制新的项目更容易，从而更好满足自适应测验对大量项目的需求；(2)生成指定难度水平与合适心理测量学特性的项目，避免了传统测验编制时有大量项目因试测中品质不合格而被抛弃；(3)如果项目生成算法足够精准，则可不必经过试测而将新生成项目放入题库；(4)结构效度存在于项目水平，即每个项目认知复杂性的具体来源都可以通过给模型变量赋以特定权重来确定；(5)可以重新设计测验来表征项目难度的特定来源，即认知复杂性的某些来源的影响可以直接加以控制。而自动化项目生成的局限性主要体现在：(1)这种方法需要实质心理学的支持，即为特定的项目类型发展出合理的认知模型需要一些实证性研究来支持。然而对某种特定的测验来说是否实际，还得在最初的研究花费与可以生成无限个的新项目的成果之间权衡。(2)尽管这种方法可以应用于新的项目类型，但还是对已经发展出来的项目类型最有效。因为对新项目类型来说，它们结构效度中的规则广度还需要通过从该项目类型获得分数的相关的研究来证实。

6　研究展望

从20世纪80年代中期开始，心理和教育测量领域的一些研究者对很多项目类型进行了认知分析并应用到新项目的编制，探讨如何将认知理论结合到测验编制中。到现在为止，已经在多个方面取得进展，如GRE的数量推理、分析性推理等。对于自动化项目生成，目前国外最新的研究趋势主要集中在以下4个方面：

6．1　原有模型的修正

尽管先前的研究已经找到影响认知复杂性的一些因素，但随着认知心理学研究的深入，一些研究者认为过去的认知模型不能覆盖所有这些重要的影响因素，因此需要对以往的模型进行修正，以建立解释率更高的认知模型来拟合相关问题解决过程，如Diehl在项目生成算法中纳入干扰项的特性。

6．2控制机制的引入

对于自动化项目生成，如何在研究者不干预的情形下产生符合要求的测验?Embretson自动化生成的抽象推理测验项目，从知觉角度分析，大约有7％的项目不符合要求。将自动生成的这些项目直接呈现给测试者，这在高利害关系的测验中显然是不允许的。因此有必要引入项目质量控制机制，如Arendasy等人建议加入基于Rasch模型的校准机制。

6．3　内容领域的扩展

过去计算机自动化项目生成的一些测验主要集中于有坚固认知基础的领域(如心理旋转、隐蔽图形和抽象推理测验)，很容易通过操纵相关刺激特征控制加工难度。言语测验的自动化项目生成则涉猎较少。自然语言机制研究的进展，逐渐为言语测验的自动化项目生成提供技术支持，如GRE的分析性推理测验项目的生成。

6．4　测验技术的革新

自动化概述范文第3篇

关键词：电气工程；自动化；智能化

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.125

新世纪的诞生使得先进技术获得了很好的发展先机。电气自动化和信息技术的融合可以使得自动化技术获得很好的提升。以往的电气工程因为存在一定的问题，为解决这样的问题就需要在自动化中加入智能化技术，让电气工程更好更快发展。二十一世纪的今天，智能化技术逐渐和先进网络技术进行了紧密的结合，虽然这种融合处于起步阶段但是却有很大的发展潜力。

1 智能化技术分析

（1）该技术的使用。在如今的市场中应用智能化技术产品可以很好的挥发出自身的优势。该技术除了可以增加设备的稳定性，同时可以减少设备的成本费用。在完善化操作的环境的同时减少了劳动力，增加了工作效用及总体质量。确保危险情况下的施工可以更加好的完成。故障的诊断也变得更加简单[1]。

（2）智能化技术的实际概念。上世纪五十年代的时候智能化技术被正式提出，该技术的提出突破了以往的局限，机械化设备可以自行完成某些难度和危险系数高的任务，这种先进技术很快被很多行业使用。该技术在电气自动化设备中的使用是借鉴人脑的计算进行信息的处理，事实说明智能化技术的使用可以很好的提升电气设备的效率，及节约成本，在减少相关操作人员的劳动力的同时确保了施工的总体质量和安全性。

2 技术的使用

人类的进步使得人工智能技术获得了很好的发展，每个行业中对于计算机智能技术的使用可以帮助操作更加便利。智能化设备在电气工程中的使用优势尤为明显。下面就使用进行简单的说明[2]。

（1）故障诊断。电气设备的运行多少都会出现一些故障问题，这种故障是因为大多数人们难以预计这种故障发生的可能性。这种智能化技术的使用可以很好地对于故障进行诊断。使用其对其中故障的成因及范围进行确定，随后相关人员依据相关数据内容找寻实际故障地点进行维修处理。

（2）智能控制。电气自动化容易出现不可控的危险因素。使用智能化技术可以代替人工操作。实现电气自动化控制的无人操作。在确保效益的同时，保证设备的自主化性能。

（3）优化设计。因为行业的特殊性，程序的复杂要求设备人员必须对相关知识有一个基本的了解，因为以往的手动设计会使得质量不高的问题，需耗费较大的人力及费用。但是使用智能化技术则可以使用计算机做好设计，不仅省去了人脑对于复杂内容的思考，同时也确保方案的可行性及总体质量，同时大大缩小耗用时间[3]。

3 智能化技术的发展趋势

（1）性能。电气工程自动化中使用该技术，可以让工程变得更为精准和高效。综合性使用智能化技术可以帮助电力设备变得更为优质。

（2）功能。对要素进行利用使得智能化技术可以在电气自动化工程中获得更好的发展。智能化界面使得人们的操作变得更为简单，帮助非专业人员的运用，电气自动控制领域对于可视化技术的将极大地减少产品设计耗费的时间，增加质量减少项目资金。控制系统安装olc便于使用者的修改和编制，创造出适宜的\用程序。智能化设备的使用大大提高了对于信息的处理效率[4]。

（3）体系结构。智能化技术为电气自动化工程提供了系统化的发展方向。显示屏大，可以展示很多的信息，便于电气工程自动化显示器发挥自身的效能。该技术的使用可以促进电气自动化的系统模块化。帮助操作更加具有科学性。借助网路的优势，联网作业可以做到无人操作。并在一台机械上对别的机械实施控制，将别的画面集中呈现在一个屏幕中。

4 智能化技术使用优势

（1）不用创造控制模型。通常我们在对控制器进行控制的时候会因为种种原因无法对其进行精准的管控，这直接致使设计中会出现很多不可预知的情况，情况的控制可以保证模型的精准度。实际效率也会相应地贬低。智能化减少了模型设计的工序，所以极好地避免模型设计中可能出现的因素，使得控制器精密获得显著的增加[5]。

（2）方便管控。智能化控制可以保证自动化控制环节可以很好的完成，自身的性能获得提升。事实证明智能化控制器相比以前的自动化控制器优势明显，并且更加适用于电气工程。电气设备只需要数据作支持就可以完成调节工序，省去了专业人员的工作环节。同时它可以开展远距离调节控制，做到了无人控制的目标。

（3）步调一致。智能化控制特征是步调一致性，其对于种类不同的数据处理方面。即使数据再陌生同样也可以有非常好的估计效果。控制效果因为对象的不同而有一定的区别，虽然在进行控制时没有及时进行处理，但是其处理效果还是很好。在进行控制系统的设计时需要将设计进行仔细的考虑，依据对象的不同对于实情进行全方位的考虑。必须使得控制环节严格依据相关要求，如果出现使用中情况不佳的情况，不要往下定义，需要对于工程每个环节进行仔细的分析。

5 总结

上文中我们得知智能化技术在很多领域都获得了较好的发展，其运用在电气工程中也可以推动其自动化进程。所以，相关人员需要加强对于智能化技术的使用。降低劳动者的劳动强度，增加工作成效。确保相关人员的人身安全。在使用智能化技术的时候需要充分结合智能化的理论，理论为基础进行合理化的运用。确保智能化技术可以在电气工程中发挥实际效用，将电气设备真正变为自动化。在进行实际使用的时候需要不断累积总结，将运作时发生的问题进行及时的处理。以助我国的电气自动化工程获得长久性的发展。

参考文献：

[1]刘次福.初探智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].通讯世界，2013（11）：118-119.

[2]刘璐.基于电气工程自动化的智能化技术应用分析[J].科技资讯，2013（21）：119.

[3]华树超，孙娜.基于电气工程自动化的智能化技术应用分析[J].科技创新与应用，2012（26）：158.

自动化概述范文第4篇

关键词：110KV变电站；综合自动化；存在问题；技术改造

中图分类号： TM411 文献标识码： A

变电所是电力系统的重要组成部分，110KV及以下的变电站一般与电力系统直接相关。对110KV变电站综合自动系统进行改造，主要是为了实现变电站的经济运行，同时也为了保证电力系统的安全。在技术改造过程中，通过计算机技术以及通信技术的合理运用，为新的控制技术提供支持，使变电站在监视以及控制方面的自动化水平得到进一步的提高。另外，还要在管理、技术等方面做好协调工作，提高变电站的综合运行水平。

一110kV变电站综合自动化系统概述

变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护，控制、测量，信号，故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本，提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。

二 变电站的工作原理

变电站是把一些设备组装起来，用以切断或接通、改变或者调整电压，在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点。其原理：为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。变压器按其作用可分为升压变压器和降压变压器。前者用于电力系统送端变电站，后者用于受端变电站。变压器的电压需与电力系统的电压相适应。为了在不同负荷情况下保持合格的电压有时需要切换变压器的分接头。

三110kV变电站综合自动化系统存在的问题

（一）技术标准问题。目前变电站综合自动化系统的设计尚无统一的标准,这是当前迫切需要解决的问题。

（二）运行维护人员水平低。目前,变电站综合自动化系统的部分管理和维护人员专业素质差,不能很好适应新形势下变电站综合自动化系统管理和维护需要,工作效率低,只求过得去,不求技术精,工作缺乏积极性和创造性。

（三）电力管理体制与变电站综合自动化

系统未能形成一个有机的整体。变电站远动与保护专业虽然有明确的专业设备划分，但其内部联系已经成为不可分割的整体。一旦有设备缺陷均需两个专业同时到达现场进行检查分析，这样极易造成推诿责任的情况，且两专业衔接部分的许多缺陷问题成为“两不管地带”，不利于开展工作。

四110kV变电站自动化改造的内容及技术分析

（一）一次设备的改造及技术

（1）断路器的改造。主要是能实现无油化及遥控操作功能，提供可靠的断路器位置信号；断路器辅助触点改造为双辅助触点接线以防信号误发。

（2）高压开关柜的改造。完善机械防止误操作措施，完善柜间距离。要求隔离物起绝缘支撑作用，要具有良好的阻燃性能：采用包绝缘护套的办法加强母线导体问、相对地问绝缘水平；采用额定电压12kv撮高工作电压75kV的电流互感器，使之达到高压开关柜使用工况要求的绝缘水平。

（3）过电压保护设备的改造。对变电站10kV中性点加装自动跟踪、自动调谐的消弧线圈或经小电阻接地：为减少变电站的运行维护工作量，降低残压，防止避雷器爆炸。变电站10kV避雷器宜更换为无问隙金属氧化物避雷器。

（4）主变压器辅助元件的改造。改造中性点隔离开关及操作机构，能实现遥控操作：对有载调压分接开关实现当地和远方遥控操作；实现主变温度远方测量及上传功能等。

（二）二次设备改造及相应的技术

（1）要使断路器控制回路简单化，增强其可靠性，同时杜绝迂回接线；使测控单元以及信号、控制等方面实现电源分离；一旦控制回路出现断线、无控制电源等情况，要及时进行远方报警，同时要保留相应的故障信号。

（2）当变电站的保护回路设有单独的熔断器时，要加强保护。一旦保护回路直流消失，要及时远程报警。

（3）重合闸要实现自动投退。在遥控和在当地合闸后应自动投入电源，同时其放电回路自动断开；在跳闸之后，要自动退出重合闸电源，同时重合闸要实现自动放电。另外，还要根据需要加速和一次重合闸，当系统稳定措施装置出现动作跳闸等情况时，要自动闭锁重合闸。

（4）断路器位置信号灯具使用发光二极管等节能灯具，不仅节能环保，而且还可以提高可靠性。

（5）要针对具体情况对中央信号装置进行必要的改造，另外还需要改造加装遥控与合闸闭锁回路等设施。

在进行二次设备改造时需要注意的事项有以下几个方面：首先，要确保变电站所接的电压互感器二次回路只有一个接地点，同时要在PT接口屏地排处设置接地位置。其次，要按照安全管理规定将电流互感器中性线的接地点设置于保护室之内，同时要确保一点接地。最后需要注意的是，要保证控制电缆屏蔽层为两点接地。

五110kV变电站自动化改造中应注意的问题

（一）完善四遥功能

有人值班变电站中一般具有遥信、遥测功能，但不具备遥控功能，其遥信、遥测功能只是为调度自动化服务。因调度所关注的遥信量相对较少，而无人值班后，监控值班员对变电站运行情况的判断和处理就全部依赖监控系统。所以在无人值班改造中，要充分考虑所采集的信息全面、够用也要考虑遥控、遥调点的实用性，保证能够及时发现异常及时处理异常和事故。尽可能减少值班员在变电站和监控中心间无谓的往返。

（二）装设安全视频监控系统

变电站安全视频监控系统集智能的防盗、防火、辅助巡视、事件记录和管理等功能于一体,为无人值班变电站的安全运行提供了重要技术手段。变电站安全视频监控系统包括:摄像机等监视设备,红外对射、红外双鉴、高分贝声光告警装置等防盗设备,以及主机及数据采集和控制单元。主要在围墙配置红外对射,在主要出入口配置红外双鉴,在主建筑或者围墙上装设高分贝声光告警装置,并且对灯光进行控制。通过主机实现图像的压缩和远传、告警和连动、图像的记录、与消防主机互联。值班员可以在监控中心对变电站进行可视化监控。

（三）提升数据通信处理能力

为提高与110kV变电站数据通信的实时性、信息传输容量、扩展性和可靠性,在改造中应用电力实时数据传输规约,采用网络通信和常规串行通信两种方式自动切换,保证信息传输的可靠性、唯一性和一致性,并依靠可靠、快速的自愈光纤通信网络,充分发挥新型通信规约传输容量大、功能丰富、实时性强的优势,进而解决系统实时性的瓶颈问题。

（四）改进计算机电源系统

进行此项改造工程时,要使用交流电源,如后台机、通信主机、网络设备等,如果对这些设备断电的话,将造成变电站失去监控,历史数据丢失,所以这些设备都要求不间断供电。传统的电源都采用UPS,在改造中,经过对站用蓄电池容量验算后,安装了在线式逆变电源。在运行中还严格要求非重要负荷不能接到逆变电源上,保证了这些重要设备的不间断供电和切换。

六 结束语

110kv变电站的运作中，综合自动化技术的采用是必然趋势。110kV变电站自动化改造也是行业发展的需要，供电单位应针对本地区变电用量的实际情况，设计切实可行的自动化调控方案，解决系统改造过程中遇到的问题，最大程度地发挥出综合自动化技术改造后的110kv变电站的工作能力。

参考文献：

[1]许欣宇.110kv变电站的综合自动化技术改造[J].科技风，2012(18)．

自动化概述范文第5篇

关键词：技术难点；电控系统；措施

1 改造中的技术难点

实施技术改造的目的是做到“吃大坯”和“一火成材”，提高轧制速度和成品质量。但是实施高速轧制后，带来轧材上冷床的控制以及冷床拨料周期不能适应高速轧制节奏等问题。因此，解决“超短冷床”对高速轧材收集的协调控制问题是本次技术改造的核心问题。

在原有条件下实现改造的工艺设备布置如图1所示。通过对增加的单夹辊、分线器、双夹辊、双夹制动器和双线收集落料器等工艺设备的整体协调控制使上述矛盾得以解决。而其本质在于“一线”变“双线”。具体工作过程是：轧材从成品机架出来后先由倍尺飞剪剪切，然后用分线器将高速行进的轧材交替送入1#通道或2#通道，双夹辊的作用是保证分线后的轧材能顺利行进，当轧材尾部接近双夹制动器时，制动器对高速行进的轧材进行制动，使轧材以较低的速度安全抛送上冷床的双线收集落料器，再由双线收集落料器将轧材放入“步进式齿条输送冷床”的相应位置，完成轧材收集任务。

1―推钢机；2―加热炉；3―Φ500 mm×3机列；4―160 t剪；5―Φ400 mm×1机列；6―Φ300 mm×5机列；7―Φ300 mm×3机列；8―飞剪；9―单夹辊；10―分线器；11―双夹辊；12―双夹制动器；13―双线收集器；14―冷床； ―光电管F

由剪之后的轧材可以由分线器分别送入两条输送通道，因此能有效解决高速轧制和冷床收集能力低的矛盾。显然这种“提高”收集能力的办法是通过“双线收集落料器”的双线收集能力和将轧材分别放入不同的步进齿条位置的功能，使步进齿条输送机的一个工作周期的动作等效完成了两次步进输送动作而实现的。通过上面的介绍可以知道，这种工艺的实现要求电气控制系统必须完成对单夹辊、分线器、双夹辊、双夹制动器和双线收集落料器以及步进式齿条输送机等设备的整体协调连动控制。各单体设备的动作时机要准确、恰到好处。否则，轻则影响轧材质量，重则导致跑钢事故。

2 电控系统的配置

实施上述改造方案以后，轧制速度提高，因此差动连轧机列存在轧制的稳定问题。解决的办法是增设活套实现无张力轧制或微张力轧制。倍尺飞剪也必须与终轧速度配合，完成剪切控制。同时还要对系统的运行状态进行监测和保护，完成对各架轧机的基速设定，实现多台工艺设备的联动控制。

3 主要问题的技术措施

要实现整个工艺过程，必须解决下面几个方面的问题：

（1）确保成品质量和连续稳定轧制的活套控制问题；

（2）快速倍尺剪切问题；

（3）高速轧材超短距离制动的上冷床控制问题；

（4）冷床拨料周期长与高速轧制的矛盾，提高冷床的收集能力；

（5）实现全线的自动和协调控制。限于篇幅，这里仅以冷床的协调控制方面的问题作介绍。

3.1 高速轧制与超短距离制动矛盾的解决

从成品轧机出来的轧材经倍尺剪切后上冷床的自由滑行距离与其速度的平方成正比。

改造后的终轧速度为14 m/s，轧材的自由滑动距离为24.5 m，原有飞剪与冷床的距离只有12.8 m，显然不能满足要求。为解决这一问题，在冷床前部设置了制动器，使高速行进的轧材适当降速以便实现安全上冷床。由（1）式可知制动的速度也不能太低，应与制动器到冷床的距离相配合，保证轧材离开制动器后能全部自由滑入收集器内。由此可以确定制动器的速度应为

3.2 分线器的转换时机

用制动器解决高速轧材上冷床的问题实质上仅是解决了轧材的高速度与超短距离制动的矛盾，并不能彻底解决整条自动化生产线的矛盾，反而会带来轧材的制动和高速轧制节奏的严重冲突。这个问题的解决是通过设置一个分线器，实现一线变双线使之得到彻底解决的。从这个角度可以说分线器是体现新轧制工艺的关键设备。

分线器进行转换动作的时间参考点有两个，一是飞剪的剪切时刻，在飞剪剪切前一段时间动作；二是双夹辊的动作时刻，双夹辊夹住轧材后就可以保证轧材在该线路上正常行进，此时分线器就可以动作。利用前一参考时刻要受到飞剪动作的影响，使系统更为复杂，因此实际系统中采用后一种办法，简单可靠。

3.3 双线收集落料器的控制

双线收集落料器与步进齿条输送冷床配合动作。当倍尺轧材全部进入收集器后，传动轴转动半周，轴上凸轮将槽瓦打开，轧材落入步进冷床。传动轴每转动半周，双线收集落料器完成一次落料动作，落料动作两侧交替进行，这样与分线器、双侧制动器配合，就可以解决因终轧速度高而出现的冷床拨料周期来不及的问题。

双线收集落料器的工艺动作是基于在双线两侧设置的金属检测器信号再配合适当的延时以及配合配置在落料器转动轴上的半周检测器信号共同完成的。

3.4 热金属检测器

为了完成轧线各设备的协调动作，在飞剪前、单夹送辊前和双夹送辊前设置了热金属检测器

F0、F1和F2（F3）。各检测器的作用如下：

（1）F0为飞剪切头、切尾提供动作的基准信号；

（2）F1为单夹输送器提供动作的基准信号；

（3） F2（F3）为分线器、双夹输送器和制动器提供动作的基准信号。

为了正确地完成工艺动作，各信号均需配合一定的延时时间。其中，由F2（F3）产生的信号要控制分线器、双夹输送器和双线制动器等几个设备的动作，与它配合的有几个延时时间。从工艺动作的要求可以看出：双线输送器和双线制动器的动作必须是互补的。所谓互补，是说当一侧的输送器实现输送动作时，同侧的制动器必须处于非制动状态；而当本侧的输送器完成输送动作后，这一侧的制动器则开始制动动作。另一侧的情况也是如此。具体的动作过程如下：

当棒材从成品的终轧机架来到热金属检测器F0时， F0发出一个信号给PC，PC接收到这个信号后经过一个延时t0（确保棒材已到达飞剪）向飞剪发出切头动作信号，使飞剪完成切头动作。当棒材头部还没有到达F1时，分线器处于原始位置（例如1#通道），后面的双侧夹送输送器的两侧都处于放松状态，尽管没有棒材，但此时双侧的制动器都处于制动状态。当棒材头部到达F1时，它向PC发出一个信号，经过一个延时t1后（确保棒材已经到达单夹输送器），PC向单夹输送器发出动作信号，使单夹输送器实现夹送动作。此时的分线器仍处于原始位置（例如1#通道），因此棒材将被送入1#通道。

当1#通道的热金属检测器F2检测到棒材时，将信号提供给PC，经过延时，PC向1#通道的双夹输送器发出动作指令，实现棒材的接续输送功能，此时同侧的制动器立刻变为放松状态，保证

正常输送棒材。一侧的双夹输送器一旦完成夹送动作，就为分线器的换线动作（由1#通道转换到2#通道或由2#通道转换到1#通道）提供了充分条件，但是为了减少不利的轧制工况（扭曲拉伸轧制），经过适当的延时后，PC再向分线器发出动作命令，为下一根棒材进入2#通道做好准备。

当棒材尾部离开F0以后，F0信号的消失通知PC适时做切尾动作。

由剪进行倍尺剪切前，单夹输送器早已处于夹送状态，飞剪倍尺剪切时，由于前后棒材的速度不同，必然使切开的棒材之间出现空档。因此，当前一根棒材一离开F1， F1的信号会变为低电平，使单夹输送器立刻放松，为下一次夹送棒材做好准备。

当棒材尾部离开F2时，双线夹送器1#侧立刻放松，稍加延时同侧的制动器即开始夹紧制动动作，实现制动上冷床。

下一根棒材的头部来到F2时，工况变为下一个轧制节奏。单夹输送器重复以前的动作，而此时的分线器已指向2#通道，从而实现了分线功能。这以后2#通道的工况与1#通道一样。