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【關(guān)鍵詞】千伏;配電系統(tǒng);設(shè)計(jì);問(wèn)題舉措;當(dāng)前現(xiàn)狀
隨著電力系統(tǒng)的不斷改進(jìn),配電系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)人員對(duì)于千伏的配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理化,同時(shí)對(duì)他們的要求更加嚴(yán)格。尤其是改革開放以來(lái),用電負(fù)荷迅速加大,在最近幾年來(lái)設(shè)計(jì)的一些中型以及小型的工廠中,容量隨著工廠使用而變的非常的大。配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理化對(duì)于這樣的工廠以及企業(yè)來(lái)講非常受大家重視,然而對(duì)于千伏配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中有出現(xiàn)很多的問(wèn)題,這些實(shí)際性的問(wèn)題要求大家要進(jìn)行綜合的解決。我國(guó)在用電量上非常大,這樣在電量消耗上也會(huì)有超負(fù)荷狀態(tài)的出現(xiàn),對(duì)此我們就要針對(duì)千伏配電系統(tǒng)進(jìn)行綜合的設(shè)計(jì),找出設(shè)計(jì)問(wèn)題中的存在問(wèn)題并且加以改進(jìn),下面我們就要針對(duì)千伏配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行一定探討。
1、對(duì)當(dāng)前我國(guó)千伏配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的了解
要解決我國(guó)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題就要熟悉我國(guó)當(dāng)前千伏配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì),并且針對(duì)這些設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行對(duì)癥治療,從而保證配電系統(tǒng)的正常運(yùn)作。目前,我國(guó)的千伏配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中都是針對(duì)用電量而設(shè)計(jì)的。在我國(guó)尤其是最近幾年設(shè)計(jì)的小中型工廠變壓器的總裝機(jī)容量有一定的控制,一般都是控制在2000KVA到12MVA之間。隨著發(fā)展的進(jìn)步我國(guó)的高層建筑也越來(lái)越多,在對(duì)于這些高層建筑設(shè)計(jì)中,變壓器的容量控制在8400kVA。同時(shí)對(duì)于我們生活中的居民用電量也在4到8千瓦之間,但是人們生活水平的提高帶動(dòng)的使用電量也會(huì)逐漸增加,這就說(shuō)明供電部門在變壓站的設(shè)計(jì)中降壓站主變的容量也要跟著增加,所以基于我國(guó)對(duì)于千伏配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上還是要考察周圍的用電量以及供電容量。當(dāng)前我國(guó)在千伏配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上要有一定的方案,在設(shè)計(jì)方案上要針對(duì)居民的合理性以及安全性要加強(qiáng)注意。但是我國(guó)在設(shè)計(jì)上還不夠成熟,有很多地方的千伏配電設(shè)計(jì)還是過(guò)于復(fù)雜,很多方面還處于不發(fā)達(dá)狀態(tài),供電量還不是很完善,安全性需要提高。所以要設(shè)計(jì)出這樣的方案就要綜合考慮設(shè)計(jì)流程。在我國(guó)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)中還有很多問(wèn)題出現(xiàn),包括技術(shù)問(wèn)題、節(jié)能問(wèn)題等,接下來(lái)我們就來(lái)認(rèn)真的了解一下我國(guó)千伏配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題存在。
2、我國(guó)千伏配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題認(rèn)知
了解了當(dāng)前我國(guó)目前的配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì),就要針對(duì)我國(guó)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行探索,只有找到配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題才能進(jìn)行解決從而不斷的優(yōu)化方案,才能在我國(guó)千伏配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中進(jìn)行合理的創(chuàng)新。當(dāng)前我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平處于初級(jí)階段,所以在配電設(shè)計(jì)中就要充分的對(duì)其節(jié)能考慮。然而對(duì)于我國(guó)配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,在節(jié)能設(shè)計(jì)考慮上還有很大的欠缺。在長(zhǎng)期的投資設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員總是忽視了節(jié)能以及節(jié)能材料的分析,尤其是在千伏配電系統(tǒng)以及一些中型和小型的配電系統(tǒng)中沒(méi)有完全的考慮到配電系統(tǒng)中節(jié)能的應(yīng)用。在這樣的系統(tǒng)中很多都選擇了一些電線以及橫街面積以及線芯溫度不超過(guò)絕緣的材料。這些材料是通過(guò)溫升法,也就是電線、電纜通過(guò)負(fù)載電流的時(shí)候嗎,電線的線芯溫度沒(méi)有超過(guò)絕緣材料所允許的工作溫度來(lái)選擇截面。而選出的截面一般比經(jīng)濟(jì)電流選擇的面積要小的很多。所以針對(duì)設(shè)計(jì)成本要完全的考慮電能的損耗,運(yùn)行的相關(guān)費(fèi)用。目前正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期的我國(guó),在配電系統(tǒng)中的線路損耗也非常的高,根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn),在千伏配電設(shè)計(jì)中的損耗過(guò)程中占有整個(gè)損耗的線路的百分之六十之多,在一些電線以及電纜的設(shè)計(jì)中有很多的中、低亞供配電系統(tǒng),電能損耗相當(dāng)?shù)拇蟆K悦鎸?duì)當(dāng)前的設(shè)計(jì)來(lái)講,在設(shè)計(jì)中的經(jīng)濟(jì)資本設(shè)計(jì)成分是目前配電系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)問(wèn)題。同時(shí)在配電系統(tǒng)中的節(jié)約電量設(shè)計(jì)也有很大的問(wèn)題。在我國(guó)的千伏配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中耗能量非常的是一方面關(guān)鍵性的問(wèn)題,這一方面的問(wèn)題主要是居民以及工廠企業(yè)的用電量,線芯的橫截面積對(duì)節(jié)約能源上的設(shè)計(jì)不合理化導(dǎo)致很大的問(wèn)題出現(xiàn)。我國(guó)屬于用電量的國(guó)家,在用電量上非常受到居民的重視,耗能量增加成為居民以及高層建筑包括工長(zhǎng)的關(guān)注性問(wèn)題,這些問(wèn)題都應(yīng)該在設(shè)計(jì)中盡情的考慮。所以對(duì)于千伏配置系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)問(wèn)題已經(jīng)是當(dāng)前的主要問(wèn)題。對(duì)于千伏配電系統(tǒng)中還有很多其他的問(wèn)題,在此不做具體的講解。
3、對(duì)千伏配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題提出對(duì)策
有了對(duì)千伏配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題的深入了解也有了對(duì)當(dāng)前我國(guó)配電系統(tǒng)中設(shè)計(jì)出現(xiàn)問(wèn)題的認(rèn)知,就要針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行全面的考慮。并在考慮之下做成合理的設(shè)計(jì)方案。在以上的了解中我們知道了對(duì)于千伏配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中經(jīng)濟(jì)問(wèn)題以及節(jié)能問(wèn)題比較關(guān)注,那么針對(duì)這些關(guān)注的狀況我們就要做出了合理的舉措,對(duì)于千伏配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上為了能更好的解決我認(rèn)為適合采用的就是環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)以及高壓進(jìn)線總開關(guān)在采用CT8-1143操作季候后可以采用時(shí)間閉鎖電壓操作的自動(dòng)重合閘的方案來(lái)進(jìn)行全方面的完善。對(duì)于環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)來(lái)講它比較適用與前夫配電系統(tǒng)。當(dāng)前我國(guó)對(duì)于10千伏配電網(wǎng)絡(luò)大部分都在選用的設(shè)計(jì)方案是子區(qū)域降壓站以放射形饋出,并且在架空線上支接出幾個(gè)甚至是多個(gè)變電站,這種變電站的解法的卻比較實(shí)用,但是對(duì)于安全性以及可靠性是非常的不牢固的,主干線上一旦有問(wèn)題出現(xiàn),就會(huì)導(dǎo)致大面積的停電,給工廠和居民損失。目前為了解決這樣的問(wèn)題出現(xiàn)我們采用環(huán)網(wǎng)形式的供電來(lái)解決這樣的問(wèn)題。這種環(huán)網(wǎng)形式的配電的配套開關(guān)柜被稱為環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜、接地開關(guān)或者內(nèi)裝負(fù)荷開關(guān)。這種裝置在很多城市中會(huì)應(yīng)用,并且應(yīng)用的效果非常的好。其中主要的原理類似于并聯(lián)裝置,這種連接方式在經(jīng)濟(jì)上、節(jié)能上以及安全性能中都比較可靠,是千伏配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中深受大家認(rèn)可的一種設(shè)計(jì)方案以及材料。在這樣的環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)中環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜也許您還不是很認(rèn)知。在此我簡(jiǎn)單介紹一下,它由三個(gè)單元組成,兩臺(tái)具有分?jǐn)嗑€路負(fù)荷電流的設(shè)計(jì)開關(guān)以及一臺(tái)具有分?jǐn)嗑€路短路電流能力的用戶出線負(fù)荷開關(guān)組成。這樣對(duì)于那些用戶或者企業(yè)來(lái)講只需要有兩個(gè)或者三臺(tái)出線負(fù)荷的開關(guān)就可以連接。它的主要結(jié)構(gòu)就是一種是固定式充氣柜另一個(gè)就是模塊式,其中固定式充氣柜也就是我們所熟知的全封閉組合柜。這樣的結(jié)構(gòu)為千伏配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)取得良好的變電效果。在我國(guó)的很多城市已經(jīng)開始嘗試使用??傮w來(lái)說(shuō)效果比較可佳。
總而言之,我國(guó)在千伏配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上還有很大的問(wèn)題,這些問(wèn)題不僅僅是本文中所論述的問(wèn)題,還有很多實(shí)質(zhì)的問(wèn)題需要設(shè)計(jì)工作者去考慮。我國(guó)用電量比較大。除了居民的用電還有很多工廠企業(yè),加上高層建筑。在配電中的耗能和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題已經(jīng)成為了普遍的問(wèn)題,所以在此我希望廣大的千伏配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作者能有效的解決設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題并培養(yǎng)人才創(chuàng)新出更有效果的配電裝置,從而解決更多的系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:工廠照明;設(shè)計(jì);節(jié)電技術(shù)
前言:隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,能源的需求量急劇上升,電能也屬于能源的一種,在各領(lǐng)域中的作用越來(lái)越明顯。從用電比例上看,工廠所占的比例最大,而在工廠用電的比重中,照明用電占據(jù)了很大的一部分,為了有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源,在進(jìn)行照明設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)用了節(jié)電技術(shù)。對(duì)于工廠的生產(chǎn)來(lái)說(shuō),照明起著十分重要的作用,因此在設(shè)計(jì)時(shí)要按照一定的要求來(lái)進(jìn)行,以保證照明的質(zhì)量。
一、工廠照明設(shè)計(jì)的基本要求
工廠是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)的地方,對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)有著至關(guān)重要的作用,工廠內(nèi)部的照明具有獨(dú)特的特點(diǎn):結(jié)構(gòu)高大、燈具懸掛高、照明空間大,燈具數(shù)量多?;谶@些特點(diǎn),在進(jìn)行照明設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格的按照基本要求來(lái)進(jìn)行,一般來(lái)說(shuō),基本要求主要包含三點(diǎn):第一,照明方式的合理性,這是因?yàn)樾枰R(shí)別的對(duì)象具有比較強(qiáng)的特殊性,因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)照明方式時(shí),要具備合理性,同時(shí)要具備較高的照明質(zhì)量,在照明的過(guò)程中,顯色指數(shù)及光效都要比較好,在設(shè)置照度分布時(shí),也要保證合理性,另外,還要保證設(shè)計(jì)出來(lái)的照明方式兼具經(jīng)濟(jì)性及實(shí)用性,對(duì)于不同需求的照明都能很好地滿足;第二,合理選擇電光源和照明燈具,在進(jìn)行選擇時(shí),要保證電光源和照明燈具具備較長(zhǎng)的使用壽命、具備安全性、具備可靠性、便于維護(hù),對(duì)于光源,要盡量的少,以降低運(yùn)行費(fèi),并減少維修工作量,對(duì)于照明燈具,在布置時(shí)要保證合理性;第三,合理的設(shè)計(jì)照明配電網(wǎng)絡(luò),照明配電網(wǎng)絡(luò)的作用是保障供電,因此合理的設(shè)計(jì)能夠使光源正常的工作,在對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行管理及維護(hù)時(shí),為了實(shí)現(xiàn)便捷性,就需要選擇合理的控制方式。
二、工廠照明設(shè)計(jì)節(jié)電技術(shù)的應(yīng)用
(一)選擇節(jié)能型照明燈具
在工廠照明設(shè)計(jì)中,照明燈具的選擇十分的重要,在選擇燈具時(shí),首選光效高的燈具,同時(shí)還要滿足國(guó)家的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。在工廠環(huán)境下,照明燈具具備的眩光都有固定的要求,因此選擇燈具時(shí)也要注意滿足這方面的要求,此外,所選擇的節(jié)能型照明燈具還要具備易清潔、抗老化的特點(diǎn)。如果生產(chǎn)廠房比較高大,在選擇燈具時(shí)要選擇帶反射罩的開啟式燈具,而且要具備較高的效率;如果工廠的高度低于4.5m,而且在眩光限制要求方面,廠房的使用者要求并不高,這時(shí)就可以選擇簡(jiǎn)易式直管熒光燈具或者節(jié)能光源燈具。但是廠房對(duì)眩光的要求比較高時(shí),選擇的燈具就應(yīng)該是帶格柵的熒光燈具,同時(shí)要保證燈具的效率在60%以上。開啟式的照明燈具是工廠的有限選擇,而且照明燈具的光利用系數(shù)要比較高。
(二)合理的選擇光源
在進(jìn)行照明設(shè)計(jì)時(shí),選擇光源時(shí)需考慮的因素比較多,比如光效、光色、壽命、穩(wěn)定性、價(jià)格等,因此要在綜合考慮的基礎(chǔ)上合理的選擇光源。在選擇光源時(shí),可將節(jié)電光源代替原來(lái)的光源,以實(shí)現(xiàn)節(jié)電的目的,一般來(lái)說(shuō),當(dāng)工廠的高度在4.5m以下時(shí),在選擇光源時(shí),應(yīng)該選擇細(xì)管徑基色直管形T8或T5熒光燈,而且是廠房及辦公室都選擇這種類型的光源。當(dāng)工廠的高度高于4.5m時(shí),在選擇光源時(shí)應(yīng)該選擇金屬鹵化物燈、高壓鈉燈、稀土三基色節(jié)能燈。在選擇光源時(shí),最好不要選擇白熾燈,不但不能實(shí)現(xiàn)節(jié)電,而且在性能上也不如其他的光源,但是在裝飾時(shí)如果需要白熾燈,可以選擇功率在100W以下的白熾燈。
(三)照明方式的選擇、燈具布置及控制
對(duì)于工廠來(lái)說(shuō),在選擇照明方式時(shí),要盡量的選擇混合照明,同時(shí)設(shè)置值班照明。值班照明應(yīng)包含在正常的值班照明中,值班照明主要在工廠休假及夜間時(shí)使用。工廠會(huì)包含著很多的工作區(qū)域,當(dāng)某些工作區(qū)域的照度要求比較高時(shí),比如下料車間的劃線區(qū),就需要設(shè)置局部照明或者專用照明,以保證生產(chǎn)的質(zhì)量及效率。在布置燈具時(shí),要注重科學(xué)性,一般按照生產(chǎn)車間、工段或班組來(lái)布置,這樣的布置方法會(huì)使照明燈具易于管理。在對(duì)照明燈具進(jìn)行控制時(shí),照明配電箱出現(xiàn)回路要盡量的少,而且在其控制的范圍之內(nèi),照明線損要盡量的降低。
(四)科學(xué)的進(jìn)行日常維護(hù)管理
照明設(shè)備在使用一段時(shí)間之后,照度值就會(huì)下降許多,因此要定期的對(duì)照明設(shè)備進(jìn)行清潔并更換光源。在對(duì)照明設(shè)備進(jìn)行日常維護(hù)管理時(shí),要時(shí)刻注意節(jié)電,同時(shí)還要保證照明的質(zhì)量符合要求。在進(jìn)行照明設(shè)計(jì)階段,設(shè)計(jì)人員要進(jìn)行充分的考慮,以保證照明設(shè)計(jì)方案具備經(jīng)濟(jì)性、合理性、科學(xué)性以及節(jié)能型,同時(shí),設(shè)計(jì)人員要保證設(shè)計(jì)出來(lái)的照明便于維護(hù)及管理。日常的照明維護(hù)管理工作有利于保證照明的質(zhì)量,避免因?yàn)檎彰鞒霈F(xiàn)問(wèn)題而影響工廠的正常生產(chǎn)。
結(jié)論:近些年來(lái),節(jié)能高效成為我國(guó)照明科技發(fā)展的主要目標(biāo)。在我國(guó)的總電能能耗比例中,工廠用電耗能占據(jù)了很大的比例,在工廠用電的過(guò)程中,照明用電所產(chǎn)生的能耗比較多,為了符合我國(guó)節(jié)能的發(fā)展要求,就需要在設(shè)計(jì)工廠照明時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)約電能。將節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到工廠照明設(shè)計(jì)中,要按照一定的設(shè)計(jì)要求來(lái)進(jìn)行,并且選擇能夠節(jié)能的照明燈具及光源,同時(shí)還要合理的選擇照明方式,最終實(shí)現(xiàn)節(jié)電的目的。
參考文獻(xiàn)
[1]鄒輝,王峰.節(jié)電技術(shù)綜合應(yīng)用的探討[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2010,(01):88-90.
關(guān)鍵詞:供配電系統(tǒng) 電氣工程 設(shè)計(jì) 變電站 理論 節(jié)能
1 電氣工程概述
電力資源是支持國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的一種寶貴能源,電能的生產(chǎn)、傳輸、儲(chǔ)存高效、潔凈,它在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人們?nèi)粘I罴吧鐣?huì)各個(gè)領(lǐng)域中已獲得了廣泛應(yīng)用。工業(yè)工廠供配電系統(tǒng)是整個(gè)工廠生產(chǎn)的動(dòng)力源泉的命脈,它的正常運(yùn)行直接影響全廠安全生產(chǎn)?,F(xiàn)代大型工廠供配電系統(tǒng)的主接線及運(yùn)行方式都非常復(fù)雜,各種電器設(shè)備的數(shù)量和種類繁多。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、科技水平的不斷進(jìn)步,對(duì)電力的需求和要求也必然日益提高。在工廠里,電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力,但在工廠里生產(chǎn)的連續(xù)性強(qiáng),生產(chǎn)機(jī)械集中,對(duì)供電質(zhì)量的要求較高。因此對(duì)工廠的配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)對(duì)工廠的流水線以及它的產(chǎn)品產(chǎn)量是很重要的。某些對(duì)供電可靠性要求很高的工廠即使是極短時(shí)間的停電,也會(huì)引起重大設(shè)備損壞,或引起大量產(chǎn)品報(bào)廢,因此在工業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)行工廠負(fù)荷計(jì)算;確定補(bǔ)償容量,確定車間變電所的型式、數(shù)量;確定車間變壓器的數(shù)量、容量;進(jìn)行短路電流計(jì)算和電氣設(shè)備選擇,畫出該工廠的電氣接線圖是對(duì)工廠是極其重要的必不可少的一個(gè)過(guò)程。分析好工廠供電系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)工作對(duì)于工廠加快發(fā)展具有十分重要的意義。通過(guò)設(shè)計(jì),加深對(duì)工廠供電的認(rèn)識(shí),能獨(dú)立設(shè)計(jì)工廠的電氣主接線,會(huì)選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備,熟悉運(yùn)用電氣CAD進(jìn)行電氣圖的繪制。
新配電室在選位置的時(shí)候,通過(guò)分析符合以及增容的具體情況來(lái)明確負(fù)荷等級(jí),通過(guò)調(diào)整母線所接的負(fù)荷來(lái)確定系統(tǒng)運(yùn)行方案以及配電柜的參數(shù);為了選擇并校驗(yàn)符合條件的電氣設(shè)備應(yīng)當(dāng)通過(guò)計(jì)算負(fù)荷、短路電流以及動(dòng)熱穩(wěn)定校驗(yàn)計(jì)算設(shè)計(jì)二次回路,使變電所一次設(shè)備的控制、調(diào)節(jié)、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置、測(cè)量和信號(hào)回路以及操作電源系統(tǒng)能有效地運(yùn)行。在優(yōu)化系統(tǒng)的過(guò)程中為了節(jié)約能源和資金以降低改造成本,應(yīng)當(dāng)采取多種方式提高電能的利用率和使用效率并降低線損。在設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上為了使設(shè)計(jì)出的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)符合實(shí)際情況,應(yīng)當(dāng)根據(jù)變配電站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化的現(xiàn)狀從設(shè)計(jì)原則、系統(tǒng)配置、結(jié)構(gòu)、功能以及技術(shù)指標(biāo)等方面入手對(duì)變配電室綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行可行性分析。最后,為了有效地提升變配電室的智能化水平,還應(yīng)對(duì)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。
2 電力工程設(shè)計(jì)
由發(fā)電廠、變電所、輸配電線路和用戶組成的整體稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)起著生產(chǎn)、分配、輸送和消費(fèi)電能的作用。要將電能輸送到用戶必須經(jīng)過(guò)電力網(wǎng)絡(luò)。電力網(wǎng)絡(luò)可分成110kV以上高壓網(wǎng)絡(luò)、10kV~110kV中壓網(wǎng)絡(luò)、10kV以下低壓網(wǎng)絡(luò)。電力網(wǎng)絡(luò)的電壓等級(jí)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行特性有著重大影響,因此也影響電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。電力網(wǎng)絡(luò)所選定的電壓等級(jí)將決定每條饋線的最大長(zhǎng)度、最大負(fù)荷和接線方式,以及饋線的總條數(shù)和每條饋線上的配電所數(shù)目。電力市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的必然結(jié)果就是供配電的自動(dòng)化,長(zhǎng)期以來(lái),由于供配電建設(shè)缺乏資金、設(shè)備技術(shù)落后以及事故頻繁發(fā)生等原因沒(méi)有得到足夠的重視,這些都嚴(yán)重地影響了人民的生活和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。此外,供配電技術(shù)的薄弱環(huán)節(jié)隨著電力市場(chǎng)的建立和發(fā)展凸顯得越來(lái)越嚴(yán)重,已經(jīng)形成了電力需求與供配電設(shè)施不協(xié)調(diào)的局面。電力隨著國(guó)家頒布《電力法》以后作為一種商品進(jìn)入市場(chǎng),在接受用戶監(jiān)督和選擇的同時(shí)還對(duì)電力供應(yīng)中的停電影響追求其責(zé)任。另外,電力經(jīng)營(yíng)者考慮的主要問(wèn)題是供配電的可靠性以及電能對(duì)高精密技術(shù)和裝備的質(zhì)量要求。工廠供電又稱為工程配電,是指工程所需電能的供應(yīng)和分配。工廠供電系統(tǒng)是由工廠降壓變電所、高壓配電線路、車間變電所、低壓配電線路以及用電設(shè)備組成的,它是將電力系統(tǒng)的電能降壓后再分到各個(gè)廠房或車間中去。根據(jù)各個(gè)車間的負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)、生產(chǎn)工藝對(duì)負(fù)荷的要求、負(fù)荷布局等進(jìn)行工廠總降壓變電所以及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其基本內(nèi)容有以下幾方面:進(jìn)線電壓的選擇,變電所位置的電氣設(shè)計(jì),短路電流的計(jì)算及繼電保護(hù),電氣設(shè)備的選擇,車間變電所位置和變壓器數(shù)量、容量的選擇,防雷接地裝置設(shè)計(jì)等。應(yīng)當(dāng)做好以下工作來(lái)確保工廠和生活用電的服務(wù):第一,安全:在供應(yīng)、分配以及使用電能的過(guò)程中不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故;第二,可靠:供電的可靠性應(yīng)當(dāng)滿足用戶的要求;第三,優(yōu)質(zhì):電壓以及頻率的質(zhì)量應(yīng)當(dāng)滿足用戶的要求。第四,經(jīng)濟(jì):盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量,盡量降低供電系統(tǒng)的投資以及運(yùn)行費(fèi)用。此外,在供電的工作中為了適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展,應(yīng)當(dāng)處理好局部和全部、當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)的關(guān)系,在照顧局部和當(dāng)前利益的同時(shí)還要從全局出發(fā)顧全大局。應(yīng)當(dāng)有一套完整的保護(hù)、監(jiān)視和測(cè)量裝置來(lái)保證工廠供電系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn),目前工廠的配電控制系統(tǒng)多采用自動(dòng)裝置以及計(jì)算機(jī)技術(shù)。
3 工廠供電設(shè)計(jì)的原則
工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-
95《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50053-94《10kV及以下設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》等的規(guī)定,應(yīng)當(dāng)遵循以下原則進(jìn)行工廠的供電設(shè)計(jì):第一,必須遵守國(guó)家的相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn),執(zhí)行包括節(jié)約能源以及有色金屬等經(jīng)濟(jì)政策和有關(guān)方針;第二,安全可靠、先進(jìn)合理;應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全,供電可靠,電能質(zhì)量合格,技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理,采用效率高、能耗低和性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品;第三,以近期為主的同時(shí)還要考慮長(zhǎng)期發(fā)展,根據(jù)實(shí)際情況以及規(guī)模和長(zhǎng)期規(guī)劃,處理好近期建設(shè)與長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的關(guān)系;第四,從全局出發(fā),按照負(fù)荷的性質(zhì)、用電容量以及工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等確定合理的設(shè)計(jì)方案。在整個(gè)工廠的設(shè)計(jì)中,供電設(shè)計(jì)是其重要的組成部分,供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)和發(fā)展。因此,供電工作人員應(yīng)當(dāng)了解并掌握供電設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)以更好地適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。
4 電氣工程自動(dòng)化意義
現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的主要能源和核心動(dòng)力就是電能。電能的重要性主要體現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)電氣化生產(chǎn)以后提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率并降低了生產(chǎn)成本,并且有利于生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn),而不是在產(chǎn)品成本以及投資總額中所占的比例。此外,如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷,就有可能給工業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重的損失。如:產(chǎn)品的大量報(bào)廢、重大設(shè)備損壞甚至造成人員的傷亡。不僅給企業(yè)和國(guó)家?guī)?lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失,更重要的是給家庭帶來(lái)了嚴(yán)重的傷痛。因此,要想實(shí)現(xiàn)工業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)以實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化首先要做好工廠的供電工作,此外,做好工廠的供電工作對(duì)于國(guó)家節(jié)約能源也具有重大的推動(dòng)作用。隨著改革的不斷深化,經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展。各電力部門對(duì)變電所設(shè)計(jì)水平的要求將越來(lái)越高?,F(xiàn)在所設(shè)計(jì)的常規(guī)變電所最突出的問(wèn)題是設(shè)備落后,結(jié)構(gòu)不合理,占地多,投資大,損耗高,效率低,尤其是在一次開關(guān)和二次設(shè)備造型問(wèn)題上,基本停留在50-60年代的水平上,從發(fā)展的觀點(diǎn)來(lái)看,將越來(lái)越不適應(yīng)我國(guó)城市和農(nóng)村發(fā)展的要求。國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,對(duì)電力能源需求也不斷增大,致使變電所數(shù)量增加,電壓等級(jí)提高,供電范圍擴(kuò)大及輸配電容量增大,采用傳統(tǒng)的變電站一次及二次設(shè)備已越來(lái)越難以滿足變電站安全及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,少人值班或者無(wú)人值班的要求?,F(xiàn)在已經(jīng)大多采用了微機(jī)保護(hù)。分級(jí)保護(hù)和常規(guī)保護(hù)相比,增加了人機(jī)對(duì)話功能,自控功能,通信功能和實(shí)時(shí)時(shí)鐘等功能,因此如果通過(guò)電力監(jiān)控綜合自動(dòng)化系統(tǒng),可以使變電站內(nèi)值班人員或調(diào)度中心的人員及時(shí)掌握變電站的運(yùn)行情況,直接對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作,及時(shí)了解故障情況,并迅速進(jìn)行處理,達(dá)到供電系統(tǒng)的管理科學(xué)化、規(guī)范化。
5 結(jié)束語(yǔ)
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,電能需求量越來(lái)越大,其中城市用電量更是急劇增加。這就要求提高設(shè)備配套能力:對(duì)工業(yè)企業(yè)和一些大型用電設(shè)備,進(jìn)行電壓升壓,可增加輸電距離,提高輸電能力;減少變壓器數(shù)量,簡(jiǎn)化配電系統(tǒng),提高供電可靠性;縮小電纜截面,節(jié)省有色金屬;降低功率損耗;擴(kuò)大異步電動(dòng)機(jī)的制造容量。只是由于我國(guó)在設(shè)備上還不能全面配套而尚未推廣。廣泛使用配電自動(dòng)化系統(tǒng):借助計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行離線和在線的智能化監(jiān)控管理。做到保護(hù)、運(yùn)行、管理的自動(dòng)化,提高運(yùn)行人員工作效率,增強(qiáng)供配電系統(tǒng)可靠性。
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故事一開始就充滿戲劇性,經(jīng)朋友推薦,Pian通過(guò)網(wǎng)絡(luò)找到了設(shè)計(jì)師導(dǎo)火牛。一心想將自己的新居打造得與眾不同又舒適美好的Pian,在簡(jiǎn)歐與新古典以及低調(diào)奢華中難以取舍,然而在與設(shè)計(jì)師充分討論過(guò)后,囿于現(xiàn)實(shí)的原因,又不得不改變思路,最終化繁為簡(jiǎn),追求最本質(zhì)的生活狀態(tài)
現(xiàn)代簡(jiǎn)約。短暫的工期,急變的風(fēng)格,令設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)施工過(guò)程中“如超級(jí)舵手一般,海陸空反復(fù)折騰后,終于在混亂的方向中緊急剎車,確定最終路線?!?/p>
Pian是個(gè)有想法但在做決定時(shí)有些猶豫的人,導(dǎo)火牛卻有著設(shè)計(jì)師的“通病”――善于傾聽,卻又理性堅(jiān)持。于是,在這套公寓的設(shè)計(jì)過(guò)程中,像設(shè)計(jì)師所述的那樣,一切如“拔河般進(jìn)行著”,當(dāng)然,最終的結(jié)果是雙贏Pan有了滿意的家,導(dǎo)火牛有了得意的作品。
設(shè)計(jì)師導(dǎo)火牛,有著多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),對(duì)于家居設(shè)計(jì)的理解很純粹,“個(gè)人住宅不是樣板間。房子和家是完全不同的兩個(gè)概念。家的本質(zhì)是讓身心放松,是驅(qū)散都市塵囂的凈土。室內(nèi)的每件物品對(duì)生活都有關(guān)懷,它們最有發(fā)言權(quán)。衣柜會(huì)說(shuō):“我的胃口很大,要吞吃更多的衣服?!彪s物柜說(shuō):“我的消化系統(tǒng)異常發(fā)達(dá),可以吃得很雜。廚房則說(shuō)”胃口=食欲邯日光+美食,我是美食夢(mèng)工廠。餐桌和椅子說(shuō)。希望每一天都有營(yíng)養(yǎng)豐富的溫馨故事?!啊O(shè)計(jì)師要懂得將藝術(shù)還原到生活的每個(gè)細(xì)節(jié),讓家充滿美學(xué)素養(yǎng),讓生活變得更有趣味?!?/p>
看似簡(jiǎn)單易行的簡(jiǎn)約,實(shí)際是最不好掌握的風(fēng)格,稍不小心就過(guò)于簡(jiǎn)陋,稍一大意又似是而非。褪盡繁華后的清淡,卻是簡(jiǎn)約中的最高境界。這個(gè)120平方米的公寓就在設(shè)計(jì)師與業(yè)主的‘拔河’中漸漸露出模樣房、由工廠定制,可在門上刻圖案。Pian提供了幾個(gè)有故事情節(jié)的涂鴉圖案,但在導(dǎo)火??磥?lái),這些朋克調(diào)的涂鴉與跟整體設(shè)計(jì)風(fēng)格不兼容。于是設(shè)計(jì)師又重新找了很多線型圖案做對(duì)比,最后決定房門以撲克牌的形式出現(xiàn)。然而主臥門的黑桃J的在工藝上有點(diǎn)復(fù)雜,廠家的機(jī)器無(wú)法識(shí)別黑桃過(guò)于密集的線條走向。在與房門定制廠家技師詳細(xì)溝通制作工藝后,將黑桃J的圖案進(jìn)行了適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化,米白色的撲克門為這個(gè)簡(jiǎn)約之家增添了一道道別致的撲克表情。主副牌似的的房門也令人很簡(jiǎn)單地就分清了各道“表情”之后的空間屬生。
近年來(lái),化工廠泄露事故頻發(fā),造成了重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失?;どa(chǎn)中的三種主要事故:火災(zāi)、毒氣泄露和腐蝕都可能會(huì)產(chǎn)生人無(wú)法靠近的環(huán)境,并且可能對(duì)環(huán)境造成永久的損壞,這時(shí)需要工作人員穿著防化服或者其他防化措施靠近現(xiàn)場(chǎng),進(jìn)行洗消和搶險(xiǎn)作業(yè)以消除環(huán)境的危害。此時(shí)惡劣的環(huán)境和較為復(fù)雜的工況使得救災(zāi)人員在進(jìn)行一系列洗消作業(yè)和搶險(xiǎn)救災(zāi)時(shí)顯得力不從心,而且救災(zāi)人員的生命安全沒(méi)法得到很好的保障。
所謂搶險(xiǎn)救災(zāi)機(jī)器人,就是當(dāng)天災(zāi)人禍來(lái)臨時(shí),動(dòng)用一切力量搶險(xiǎn)救災(zāi)和保護(hù)人員生命和財(cái)產(chǎn)的安全。對(duì)于工況較為簡(jiǎn)單的環(huán)境,人為的進(jìn)行搶險(xiǎn)救災(zāi)無(wú)疑是最方便、最切實(shí)可行的一種方案。但是對(duì)于發(fā)生事故后的化工廠來(lái)說(shuō),惡劣的環(huán)境,例如酸性堿性腐蝕性液體氣體的存在,導(dǎo)致人員很難進(jìn)入,更別說(shuō)進(jìn)行一系作業(yè),而機(jī)器人則很好的適應(yīng)了這一發(fā)展的需求。
對(duì)于洗消作業(yè),機(jī)器人可以深入最危險(xiǎn)的區(qū)域,攜帶更多的洗消劑,其工作效率可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于人工。并且機(jī)器人準(zhǔn)備時(shí)間短,能迅速進(jìn)入事故現(xiàn)場(chǎng),盡可能早的投入救援或洗消。
與此同時(shí),隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,各類化工廠遍布全國(guó)。大部分化工廠都存在高溫高壓、有毒有害環(huán)境以及發(fā)生事故的隱患。無(wú)數(shù)的事故案例表明,我國(guó)的化工安全不容樂(lè)觀。在很多的化工廠,例如氯堿廠、化肥生產(chǎn)廠等,經(jīng)常會(huì)發(fā)生有毒有害氣體泄漏的情況。針對(duì)這種情況,尚無(wú)安全的處理方案。
以2014年8月2日昆山化工分廠爆炸事故為例:那次共有遇難人員共75之人,受傷人員更是多達(dá)185人。官方給出了以下幾點(diǎn)事故發(fā)生的原因:1.因爆炸會(huì)使得粉塵四處沖擊,加上現(xiàn)場(chǎng)情況混亂,導(dǎo)致危險(xiǎn)源沒(méi)有被移除,二次爆炸發(fā)生數(shù)次;2.生產(chǎn)工藝路線過(guò)緊過(guò)密,導(dǎo)致人員不易進(jìn)入,救援最佳時(shí)間被錯(cuò)過(guò);
3.車間內(nèi)所有電器設(shè)備沒(méi)有按防爆要求配置,導(dǎo)致很多發(fā)生電氣設(shè)備損壞,而且沒(méi)有及時(shí)關(guān)閉供電總閥,導(dǎo)致大面積起火。
綜上事故案例,設(shè)計(jì)一款專門用于化工廠的前線救災(zāi)洗消機(jī)器人,并使其具有平時(shí)自助巡航、全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)以及預(yù)警,在發(fā)現(xiàn)事故時(shí)能高效化自動(dòng)作業(yè)、及時(shí)上傳數(shù)據(jù)至監(jiān)測(cè)端,事故發(fā)生后能代替人力有效地進(jìn)入事故現(xiàn)場(chǎng),盡可能排出隱情或是降低工況環(huán)境危險(xiǎn)程度,更加便于搶險(xiǎn)人員進(jìn)入作業(yè)的能力,是十分必要的。
2 設(shè)計(jì)方案
該洗消機(jī)器人是一種能在化工廠使用的洗消機(jī)器人,該機(jī)器人有一定的越障能力,可以遠(yuǎn)程無(wú)線控制,攜帶盡可能多的洗消液,采用細(xì)水霧系統(tǒng)進(jìn)行洗消作業(yè),噴頭的高度、朝向可以調(diào)節(jié),洗消液流量也可以調(diào)節(jié),同時(shí)機(jī)械臂可以進(jìn)行一系列機(jī)械作業(yè)。該機(jī)器人設(shè)計(jì)上有以下特性:(1)穩(wěn)定的遠(yuǎn)程無(wú)線通信;(2)符合人機(jī)工程學(xué)的控制器;(3)無(wú)線視頻監(jiān)控;(4)符合人機(jī)工程學(xué)的操作界面;(5)安全、穩(wěn)定,有糾錯(cuò)能力的控制方案;(6)有防護(hù)設(shè)施的控制電路。
3 控制系統(tǒng)總體方案
根據(jù)設(shè)計(jì)的要求,將本機(jī)器人的控制分為兩大部分:上位機(jī)控制和下位機(jī)控制。上位機(jī)控制部分包括控制器、上位機(jī)和無(wú)線通信模塊,其主要作用是將控制器的信息通過(guò)上位機(jī)的讀取和轉(zhuǎn)換變成符合通信協(xié)議的控制字發(fā)送給下位機(jī)。同時(shí)上位機(jī)還具有無(wú)線視頻通信的功能,使用網(wǎng)絡(luò)攝像頭通過(guò)wifi信號(hào)傳輸現(xiàn)場(chǎng)圖像信息。
下位機(jī)的控制系統(tǒng)可以分為三部分:動(dòng)力部分,機(jī)械臂部分和細(xì)水霧部分。動(dòng)力部分包括2個(gè)120W的直流電機(jī);細(xì)水霧部分包括:一個(gè)水泵、一個(gè)電磁閥、一個(gè)升降桿和一個(gè)云臺(tái)電機(jī);機(jī)械臂部分包括四個(gè)圖1上位機(jī)控制原理圖
關(guān)鍵詞: 電力電子裝置;設(shè)計(jì)模式;數(shù)據(jù)通訊;IEC 61850;面向?qū)ο?/p>
中圖分類號(hào):F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
1引言[]
現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是智能化,而國(guó)內(nèi)原有的非智能變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分不可避免要進(jìn)行升級(jí)改造。通訊軟件的硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)不可避免的會(huì)更新升級(jí),由此帶來(lái)的異構(gòu)性給應(yīng)用軟件的互操作性、兼容性和平滑性升級(jí)能力帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn),尤其是對(duì)于通訊軟件而言,上百個(gè)規(guī)約的升級(jí)需耗費(fèi)巨大人力、物力。采用設(shè)計(jì)模式開發(fā)的通訊軟件則可以大大減少兼容、升級(jí)的工作量。
2設(shè)計(jì)模式
設(shè)計(jì)模式(Design patterns)是在設(shè)計(jì)面向?qū)ο筌浖倪^(guò)程中記錄的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),它是對(duì)被用來(lái)在特定場(chǎng)景下解決一般設(shè)計(jì)問(wèn)題的類和相互通信的對(duì)象的描述。設(shè)計(jì)模式的目的就是復(fù)用這些面向?qū)ο筌浖O(shè)計(jì)的解決方案以及便于這些抽象解決方案的積累和交流。設(shè)計(jì)模式不是用來(lái)解決某個(gè)特定實(shí)際問(wèn)題,而是某類問(wèn)題解決方案的抽象描述。
軟件設(shè)計(jì)有兩種設(shè)計(jì)方法,分別是結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法和面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)模式作為面向?qū)ο筌浖O(shè)計(jì)過(guò)程中知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)成果,具有很重要的作用,可以幫助設(shè)計(jì)者去分析和解決的問(wèn)題。與不使用設(shè)計(jì)模式的軟件系統(tǒng)相比,一個(gè)大量使用設(shè)計(jì)模式的軟件系統(tǒng)的對(duì)象建模更加合理,可以獲得高層次的設(shè)計(jì)復(fù)用和代碼復(fù)用。同時(shí),使用設(shè)計(jì)模式可以降低軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。
本文主要關(guān)注了工廠模式,一個(gè)設(shè)計(jì)模式的描述一般包含模式名、意圖、結(jié)構(gòu)、參與者和協(xié)作等五個(gè)方面。下面結(jié)合這五個(gè)方面詳細(xì)介紹工廠方法模式。
模式名:工廠方法(Factory Method) 模式,又稱為虛構(gòu)造器(Virtual Constructor)模式
意圖:定義一個(gè)用于創(chuàng)建對(duì)象的接口,讓子類決定實(shí)例化哪一個(gè)類。工廠方法模式使一個(gè)類的實(shí)例化延遲到子類
結(jié)構(gòu):工廠方法模式的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示
參與者:產(chǎn)品類定義工廠方法所創(chuàng)建的對(duì)象的接口,實(shí)際產(chǎn)品類實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品類;接口創(chuàng)建者類聲明工廠方法,該方法返回一個(gè)產(chǎn)品類型的對(duì)象。創(chuàng)建者類也可以定義一個(gè)工廠方法的默認(rèn)實(shí)現(xiàn),它返回一個(gè)默認(rèn)的實(shí)際創(chuàng)建者對(duì)象。實(shí)際創(chuàng)建者類重定義工廠方法返回一個(gè)實(shí)際創(chuàng)建者類實(shí)例。
協(xié)作:創(chuàng)建者類依賴于它的子類來(lái)定義工程方法,所以它返回一個(gè)適當(dāng)?shù)膶?shí)際創(chuàng)建者實(shí)例。
圖1 工廠方法模式結(jié)構(gòu)
一般,工廠模式適用于類創(chuàng)建對(duì)象延遲到子類和類創(chuàng)建對(duì)象未知的時(shí)候。在實(shí)際使用過(guò)程中,工廠方法模式的父類和子類分別用來(lái)定義創(chuàng)建對(duì)象的接口和負(fù)責(zé)生成具體的對(duì)象,實(shí)例化的過(guò)程在子類中實(shí)現(xiàn)。
由于工廠方法模式隱藏了子類實(shí)例化不同對(duì)象的創(chuàng)建過(guò)程,降低了層次之間的耦合性,滿足了軟件擴(kuò)展性的需求,從而最大程度的減少增加新子類時(shí)需要付出的代價(jià)。這個(gè)特性很好的滿足了在規(guī)約轉(zhuǎn)換軟件中需要不斷升級(jí)和開發(fā)新規(guī)約的特點(diǎn)。
3通訊軟件的設(shè)計(jì)方案
傳統(tǒng)的通訊軟件針對(duì)具體的通信規(guī)約,每個(gè)軟件只能處理單個(gè)的通信規(guī)約,造成了巨大的資源浪費(fèi)并且效率低下。本軟件采用通用型通訊軟件方案,如圖2所示。在該方案中,變電站內(nèi)電力電子裝置可只有一個(gè)通訊軟件,該通訊軟件負(fù)責(zé)接入系統(tǒng)中所有電力電子裝置和監(jiān)控系統(tǒng)的信息交換,每個(gè)裝置或轉(zhuǎn)出系統(tǒng)相同的規(guī)約協(xié)議的通訊模塊程序僅需開發(fā)一次。使用這種通訊軟件將大大減少開發(fā)通訊模塊的工作,提高了代碼的復(fù)用率。
圖2通訊軟件
根據(jù)軟件需求分析得出的通訊軟件應(yīng)具備3方面的功能。
(1)系統(tǒng)配置
此功能主要用來(lái)配置系統(tǒng)中電力電子裝置信息、接入設(shè)備信息、通道信息和規(guī)約信息。
電力電子裝置信息主要包括裝置地址、數(shù)據(jù)傳輸通道信息和裝置本身具體的遙測(cè)、遙信等運(yùn)行信息,接入設(shè)備信息主要包括接入設(shè)備地址、數(shù)據(jù)傳輸通道和接入的具體遙測(cè)、遙信等信息,通道信息主要配置數(shù)據(jù)傳輸通道使用的規(guī)約以及輔助的通道地址、端口號(hào)等,規(guī)約信息用來(lái)配置具體的使用的規(guī)約庫(kù)。
(2)數(shù)據(jù)采集與處理
數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)是通訊過(guò)程上行和下行的數(shù)據(jù)按照具體的數(shù)據(jù)格式采集和發(fā)送出去。這是通訊軟件實(shí)際進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的地方,但并不進(jìn)行規(guī)約的解析和轉(zhuǎn)發(fā)處理。
(3)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換就是根據(jù)系統(tǒng)配置,電力電子裝置與接入設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,完成信息的無(wú)縫傳輸。這是通訊軟件的核心處理部分。
根據(jù)需求分析的結(jié)果,該軟件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。
圖3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
本軟件主要有系統(tǒng)配置工具、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和規(guī)約換庫(kù)組成,其工作思想如下:首先運(yùn)行系統(tǒng)配置程序,在配置界面進(jìn)行電力電子裝置和監(jiān)控系統(tǒng)的信息配置、物理通道配置和協(xié)議配置,進(jìn)行數(shù)據(jù)配置時(shí)需要該規(guī)約庫(kù)實(shí)際存在,否則無(wú)效,配置完成后運(yùn)行數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)則可以根據(jù)系統(tǒng)配置的結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,而電力電子裝置和監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的交換需要經(jīng)過(guò)中間數(shù)據(jù)處理組件的轉(zhuǎn)換后才可以進(jìn)行,而中間數(shù)據(jù)和具體的規(guī)約處理過(guò)程在各自的規(guī)約中處理。
實(shí)際運(yùn)行配置如圖4所示,設(shè)備配置和控制配置分別配置各自側(cè)的數(shù)據(jù)、規(guī)約類型和通道信息。圖中所示為接入側(cè)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的配置,需要指定該系統(tǒng)的通道信息,然后在通道中配置使用的規(guī)約信息。
圖4 規(guī)約配置
4 103規(guī)約向IEC61850標(biāo)準(zhǔn)接入的實(shí)現(xiàn)示例
每個(gè)設(shè)計(jì)模式系統(tǒng)地命名、解釋和評(píng)價(jià)了面向?qū)ο笙到y(tǒng)中一個(gè)重要和重復(fù)出現(xiàn)的設(shè)計(jì)?;谠O(shè)計(jì)模式的軟件設(shè)計(jì)就是在一個(gè)預(yù)先定義的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,根據(jù)具體應(yīng)用完成具體的設(shè)計(jì)。
4.1工廠模式在通訊軟件中的應(yīng)用
在進(jìn)行通訊軟件的設(shè)計(jì)時(shí),電力電子裝置通訊軟件使用的通信規(guī)約不盡相同。因此,本軟件開發(fā)了一些常用的通訊規(guī)約,使得他們之間能夠相互轉(zhuǎn)換。下面結(jié)合工廠方法模式說(shuō)明IEC-60850-103規(guī)約向IEC61850標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的過(guò)程。
在進(jìn)行通訊軟件的設(shè)計(jì)時(shí),注意到這樣一個(gè)現(xiàn)象,不同的規(guī)約采用的物理通道不同,也就是通訊方式的不同,而實(shí)際的通訊方式的種類遠(yuǎn)小于規(guī)約的種類,如果把具體的通訊方式寫在具體的規(guī)約中,當(dāng)不同的規(guī)約使用相同的通信方式時(shí),就會(huì)出現(xiàn)大量重復(fù)勞動(dòng)的現(xiàn)象。此時(shí)把不同的通訊方式抽象成一個(gè)基類,由具體的規(guī)約在使用時(shí)去實(shí)例化自己的通訊方式。因此在抽象工廠中定義了創(chuàng)建通道和創(chuàng)建規(guī)約的接口,使得規(guī)約的創(chuàng)建和通道的創(chuàng)建分開。這樣使用工廠模式可以很方便的開發(fā)新的規(guī)約,而不需要更改原來(lái)已經(jīng)完成的系統(tǒng),每增加一個(gè)規(guī)約只需要增加自己的工廠方法和實(shí)現(xiàn)類即可。如圖5所示。
圖5 工廠模式應(yīng)用
抽象工廠類,將抽象工廠類命名為IFactory,主要是定義了抽象的創(chuàng)建通道和規(guī)約的方法。分別是createProtocol()和createChannel()。
具體工廠類,將IEC61850工廠類命名為IEC61850 Factory,繼承于IFactory類。實(shí)現(xiàn)了具體的規(guī)約和通道的創(chuàng)建過(guò)程。
抽象通道類命名為IChannel,定義了通道的打開、關(guān)閉、讀和寫的方法以及通道狀態(tài)判別的方法。
TCP通道類命名為TCP,繼承于IChannel類,實(shí)現(xiàn)了TCP通信的具體工作。
抽象規(guī)約類命名為IProtocol。主要是定義了通用規(guī)約的通用數(shù)據(jù)變量和處理方法。
103規(guī)約類命名為IEC103,繼承于IProtocol類。主要工作是定義了將采集到的數(shù)據(jù)局轉(zhuǎn)換為中間數(shù)據(jù)IDevData的方法,以及將ICtrlData中的數(shù)據(jù)下發(fā)的方法。
IEC61850標(biāo)準(zhǔn)類命名為IEC61850,繼承于IProtocol類。主要工作是定義了將IDevData中的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析的方法和將需要下發(fā)的命令轉(zhuǎn)換為ICtrlData中間數(shù)據(jù)的方法。
4.2 IEC61850數(shù)據(jù)映射實(shí)現(xiàn)
IEC61850[13]是基于ISO/IEC9506制造報(bào)文規(guī)范(MMS)實(shí)現(xiàn)雙方的通信,而IEC61850-80-1[14]中提出了可以擴(kuò)充原有的數(shù)據(jù)類型,同時(shí)也給出了IEC60850-5-101和IEC60850-5-104數(shù)據(jù)向IEC61850映射的列子,結(jié)構(gòu)如下所示。其中casdu、ioa和ti分別映射的是IEC61850中的邏輯設(shè)備[15-16](Logical Device)、邏輯節(jié)點(diǎn)(Logical Node)、數(shù)據(jù)(Data)。而傳統(tǒng)的規(guī)約中仍是靠點(diǎn)索引來(lái)建模,即通過(guò)CPU號(hào)、組號(hào)和點(diǎn)號(hào)等來(lái)組織數(shù)據(jù),因此傳統(tǒng)規(guī)約向IEC61850轉(zhuǎn)換時(shí)必然要進(jìn)行一定的映射,這樣就利用擴(kuò)展的數(shù)據(jù)類型使得傳統(tǒng)數(shù)據(jù)點(diǎn)和IEC61850數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)起來(lái)。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):
當(dāng)系統(tǒng)在初始化時(shí),將中間數(shù)據(jù)中的哈希表進(jìn)行初始化。當(dāng)IEC61850作為智能設(shè)備規(guī)約時(shí),通過(guò)解析配置文件名,得到主鍵,按照一定的解析方法就可以得到對(duì)應(yīng)傳統(tǒng)規(guī)約的CPU號(hào)、組號(hào)和點(diǎn)號(hào);而IEC61850作為控制規(guī)約時(shí),將轉(zhuǎn)出的CPU號(hào)、組號(hào)和點(diǎn)號(hào)按照一定的組織方法形成具體的主鍵,即可在哈希表中得到唯一對(duì)應(yīng)的IEC61850的SCL腳本。這樣使得IEC61850和傳統(tǒng)規(guī)約就可以方便的進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換工作。
5 結(jié) 語(yǔ)
本軟件的開發(fā)采用了具有跨平臺(tái)特性的Qt開發(fā)環(huán)境,使得開發(fā)者僅開發(fā)一次就可以將源碼應(yīng)用在Windows系列、Unix/Linux、嵌入式等操作系統(tǒng)等平臺(tái)上,節(jié)約開發(fā)時(shí)間,提高開發(fā)效率。
電力電子裝置在現(xiàn)代電網(wǎng)中會(huì)已有很大的應(yīng)用,隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,電力電子裝置的運(yùn)行數(shù)據(jù)也會(huì)統(tǒng)一納入電網(wǎng)運(yùn)行大數(shù)據(jù)庫(kù),所以,靈活通用的通訊軟件越發(fā)顯得重要。本文對(duì)設(shè)計(jì)模式在電力電子裝置通訊軟件中的設(shè)計(jì)原理和功能框架進(jìn)行了分析,并為通訊軟件提供了人機(jī)友好的配置界面,不針對(duì)具體的規(guī)約提出了規(guī)約模式,并結(jié)合實(shí)際開發(fā)的IEC6080-5-103、IEC61850等通信規(guī)約驗(yàn)證規(guī)約模式的正確性,為其他的規(guī)約開發(fā)者提供了一個(gè)新的思路和方法。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:系統(tǒng)布置設(shè)計(jì);搬運(yùn)系統(tǒng)分析;動(dòng)線分析;物流仿真
中圖分類號(hào):F273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-8937(2014)30-0047-02
現(xiàn)代商品市場(chǎng)已從生產(chǎn)者導(dǎo)向轉(zhuǎn)變到消費(fèi)者導(dǎo)向,并且隨著全球經(jīng)濟(jì)聯(lián)系日趨緊密,消費(fèi)者需求的轉(zhuǎn)變也在加速,企業(yè)如何應(yīng)對(duì)這種外部環(huán)境的巨大變化,并對(duì)瞬息萬(wàn)變的消費(fèi)需求做出何種回應(yīng),才能使企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。顯然“剛性”制造系統(tǒng)和大批量生產(chǎn)方式已難以適應(yīng)市場(chǎng)的瞬息萬(wàn)變,只有加快產(chǎn)品創(chuàng)新、降低生產(chǎn)成本、不斷提高生產(chǎn)效率才能使企業(yè)不至于被激烈的競(jìng)爭(zhēng)所淘汰。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為,降低生產(chǎn)成本主要是著眼于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和加工工藝的改進(jìn),但是根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)分析,產(chǎn)品制造費(fèi)用的20%~50%用于物料搬運(yùn),而物料搬運(yùn)直接與工廠的設(shè)施布局有關(guān)。據(jù)專家統(tǒng)計(jì)分析,有效的設(shè)施布局大約可以減少搬運(yùn)費(fèi)用的30%。由此可見,工廠設(shè)施布局的優(yōu)劣不僅直接關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)是否通暢,而且也決定了產(chǎn)品生產(chǎn)成本的高低。
20世紀(jì)50年代以前,工廠設(shè)計(jì)常用的方法有流程圖分析、樣片排列等;20世紀(jì)50年代以后,隨著工業(yè)工程、系統(tǒng)工程學(xué)科的發(fā)展以及系統(tǒng)論方法的普及,工廠設(shè)施布局已從定性分析轉(zhuǎn)變?yōu)槎糠治觯瑢?shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。美國(guó)查德?繆瑟于1961年提出了一種通過(guò)建立表示各部門緊密程度的相關(guān)圖,將物流因素和非物流因素相結(jié)合并進(jìn)行定量試算,最終得到滿意結(jié)果的方法,即傳統(tǒng)的系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)(Systematic Layout Planning,SLP)。但科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展以及消費(fèi)者需求的快速轉(zhuǎn)變,現(xiàn)代制造企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)更多體現(xiàn)在順應(yīng)市場(chǎng)變化、快速響應(yīng)客戶需求和按時(shí)、按質(zhì)、按量提供所需產(chǎn)品等方面,此時(shí)傳統(tǒng)的SLP方法已不能再繼續(xù)適應(yīng)現(xiàn)代制造企業(yè)的設(shè)施布局。本文針對(duì)傳統(tǒng)SLP方法在現(xiàn)代制造企業(yè)設(shè)施布局應(yīng)用中存在的不足,分析比較了兩種改進(jìn)的SLP方法,并探討了組合運(yùn)用布置設(shè)計(jì)方法達(dá)到設(shè)施布局科學(xué)、物料搬運(yùn)合理的目標(biāo)以保證物流合理化。
1 設(shè)施布置設(shè)計(jì)概述
設(shè)施布置設(shè)計(jì)是現(xiàn)代企業(yè)為了取得更大的經(jīng)濟(jì)效益,在特定的空間內(nèi)根據(jù)其經(jīng)營(yíng)目標(biāo)統(tǒng)籌安排其原料的接收、部件的制造以及成品的包裝與發(fā)運(yùn)等過(guò)程,力爭(zhēng)將人員、設(shè)備和物料所需要的空間做最適當(dāng)?shù)姆峙浜妥钣行У慕M合。
SLP方法把量的概念引入到工廠設(shè)計(jì)分析的過(guò)程中,提出了作業(yè)單位相互關(guān)系密級(jí)表示法,通過(guò)建立表示工廠各部門之間緊密程度的相關(guān)圖,將物流因素和非物流因素相結(jié)合并構(gòu)建數(shù)學(xué)模型進(jìn)行定量試算,最終得到滿意結(jié)果。SLP方法是對(duì)傳統(tǒng)憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行布局設(shè)計(jì)方法的挑戰(zhàn),對(duì)設(shè)施布局的發(fā)展產(chǎn)生了較大影響。因?yàn)樵摲椒▽⒉季衷O(shè)計(jì)工作從以往的定性分析轉(zhuǎn)向到定量計(jì)算,使得布局設(shè)計(jì)利用最新的信息技術(shù)、大幅度提高設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量成為可能。目前這種方法應(yīng)用非常普遍,不僅適應(yīng)于工廠、物流配送和物流中心,還適用于商場(chǎng)和超市、醫(yī)院以及學(xué)校等服務(wù)設(shè)施的布局設(shè)計(jì)。
2 傳統(tǒng)的SLP方法存在的不足
現(xiàn)代制造企業(yè)生產(chǎn)模式和管理模式及其生存環(huán)境的變化使得傳統(tǒng)SLP方法在現(xiàn)代制造企業(yè)的設(shè)施布置應(yīng)用實(shí)踐中存在諸多不足,劉旺盛等學(xué)者總結(jié)出了傳統(tǒng)的SLP方法直接應(yīng)用到現(xiàn)代企業(yè)設(shè)施布局中存在的問(wèn)題,主要包括以下幾方面:
①不適合現(xiàn)代制造企業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)。
②缺少物流戰(zhàn)略規(guī)劃。
③缺少動(dòng)態(tài)柔性。
④缺少動(dòng)線分析過(guò)程。
⑤沒(méi)有充分考慮利用計(jì)算機(jī)技術(shù)。
由于在繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖和面積相關(guān)圖時(shí),需要設(shè)計(jì)人員不斷地手工調(diào)整和修正原有方案以滿足相應(yīng)條件,因此,最終的布局設(shè)計(jì)方案往往受到設(shè)計(jì)人員主觀經(jīng)驗(yàn)、自身知識(shí)及能力等因素影響,從而導(dǎo)致最終設(shè)計(jì)方案可能因人而異,缺乏科學(xué)性和合理性。隨著研究的深入和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,目前已研究出多種計(jì)算機(jī)輔助布置設(shè)計(jì)的算法和程序,但還遠(yuǎn)達(dá)不到預(yù)期的目標(biāo)。
3 兩種改進(jìn)的SLP方法分析
經(jīng)過(guò)制造企業(yè)的應(yīng)用實(shí)踐和國(guó)內(nèi)外學(xué)者的深入研究,SLP方法在制造企業(yè)的布置設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)踐中和學(xué)術(shù)研究上都有了長(zhǎng)足發(fā)展,通過(guò)分析比較兩種改進(jìn)的SLP方法供制造企業(yè)應(yīng)用參考。
3.1 動(dòng)線型SLP法
針對(duì)傳統(tǒng)SLP方法的不足,國(guó)內(nèi)學(xué)者提出了該進(jìn)的SLP方法――動(dòng)線型SLP方法,在搜集和分析影響布置設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和資料階段,動(dòng)線型SLP方法是基于市場(chǎng)需求拉動(dòng),對(duì)EIQR-
STC(E-Entry,I-Item,Q-Quantity,R-Route,S-Service,T-Time,C-Cost)進(jìn)行分析,與基于PQ推動(dòng)的傳統(tǒng)SLP方法有本質(zhì)區(qū)別。在方案評(píng)估階段,運(yùn)用系統(tǒng)工程、計(jì)算機(jī)仿真等方法綜合評(píng)價(jià)各方案后選擇一到兩個(gè)可選方案,并通過(guò)詳細(xì)設(shè)計(jì)后對(duì)其進(jìn)行搬運(yùn)系統(tǒng)分析(Systematic Handling Analysis,SHA)。由于產(chǎn)品制造費(fèi)用的20%~50%是由物料搬運(yùn)產(chǎn)生的,所以現(xiàn)代制造企業(yè)應(yīng)該重視物料搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
物料搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)就是對(duì)物料的搬運(yùn)路線、運(yùn)量、搬運(yùn)方法和設(shè)備、儲(chǔ)存場(chǎng)地等做出合理的安排。物料搬運(yùn)系統(tǒng)分析就是在確定需要搬運(yùn)物料的數(shù)量、路線、后勤服務(wù)和時(shí)間等因素后,選擇最優(yōu)的搬運(yùn)設(shè)備和方法。通過(guò)以上分析后,還需在實(shí)踐中對(duì)最優(yōu)方案進(jìn)行反饋、調(diào)整,以保證物流動(dòng)線及人行動(dòng)線的流暢與合理,最終提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。
通過(guò)以上分析,我們不難看出,動(dòng)線型SLP方法與傳統(tǒng)SLP法相比在設(shè)計(jì)程序上做了改進(jìn):它在傳統(tǒng)的SLP方法的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)之上,根據(jù)現(xiàn)代制造企業(yè)特點(diǎn),增加了設(shè)施布置類型確認(rèn)和動(dòng)線分析等環(huán)節(jié),著重強(qiáng)調(diào)對(duì)動(dòng)線分析之后各部門內(nèi)部的反饋與調(diào)整。
3.2 基于Flexsim的SLP方法
借助最新的計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù),物流仿真技術(shù)可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)的方法對(duì)物流系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)建模,模擬實(shí)際物流系統(tǒng)運(yùn)行狀況,對(duì)生產(chǎn)物流系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)、改造車間物流、識(shí)別瓶頸工序及資源,最大限度地挖掘物流系統(tǒng)價(jià)值,是一種用于指導(dǎo)物流系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)與運(yùn)作管理的新型實(shí)用技術(shù)。物流仿真技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)就是不論實(shí)際物流系統(tǒng)是否存在,均可建立系統(tǒng)研究模型,通過(guò)物流仿真對(duì)物流系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)和修正,比較和驗(yàn)證不同設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn),以從中選擇合適方案。物流仿真可以降低實(shí)際的物流投資成本,已在現(xiàn)代企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。
Flexsim作為三維仿真軟件,能應(yīng)用于系統(tǒng)建模、仿真以及實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程可視化,其中的對(duì)象參數(shù)可以方便的表示如機(jī)器裝備、傳送帶、叉車等實(shí)物對(duì)象,并且其操作直觀,圖像和結(jié)果都可以與其它軟件共用。另外運(yùn)用Flexsim進(jìn)行仿真運(yùn)行,可統(tǒng)計(jì)出包括狀態(tài)特征(空閑、阻塞、繁忙等)、輸入和輸出的數(shù)量、最大等待時(shí)間等數(shù)據(jù)的仿真報(bào)告,有利于布置方案的選擇和效果的驗(yàn)證,便于領(lǐng)導(dǎo)科學(xué)決策。因此將SLP系統(tǒng)化的布置設(shè)計(jì)與Flexsim強(qiáng)大的動(dòng)態(tài)三維仿真效果和分析功能相結(jié)合,降低了現(xiàn)代制造企業(yè)的成本,使SLP方法可以更加方便地運(yùn)用到設(shè)施布置中。
4 組合運(yùn)用布置設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)物流合理化
通過(guò)上述兩種改進(jìn)SLP方法的分析比較,我們不難看出它們的共同之處是在利用傳統(tǒng)的SLP方法得到初步設(shè)施布置后,又對(duì)方案的各個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)的綜合分析,如物料搬運(yùn)、物流效率、空間利用率、工作環(huán)境安全性與舒適性以及布置方案的可擴(kuò)展性等,通過(guò)防止物流堵塞、避免物流路線迂回和倒流等,消除物流瓶頸以降低物流總成本,從而達(dá)到優(yōu)化企業(yè)設(shè)施布局、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。
因此,SLP與Flexsim或者與系統(tǒng)搬運(yùn)分析(SHA)相結(jié)合可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)的SLP方法的不足,幫助企業(yè)更有效率的實(shí)現(xiàn)物流順暢,從而提高其生產(chǎn)效率,使企業(yè)能更好地適應(yīng)現(xiàn)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。
5 結(jié) 語(yǔ)
科學(xué)的設(shè)施布局和良好的物料搬運(yùn)系統(tǒng)是提高制造企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要手段,是制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)等先進(jìn)生產(chǎn)方式的基礎(chǔ),因此只有把SLP方法與Flexsim仿真技術(shù)和SHA方法組合運(yùn)用才能最大限度的優(yōu)化設(shè)施布局,實(shí)現(xiàn)物流合理化,提高設(shè)施布置的科學(xué)性。同時(shí),制造企業(yè)設(shè)施布置設(shè)計(jì)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程,為適應(yīng)企業(yè)快速獲得較優(yōu)設(shè)施布局方案的需求,還有待對(duì)SLP方法以及相關(guān)技術(shù)進(jìn)行深入的研究和完善。
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關(guān)鍵詞:供應(yīng)鏈 信息 管理
現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)在造船廠中得到了廣泛使用,其中計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)對(duì)于提高造船廠的效率和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力至關(guān)重要。然而,CIMS是注重探討如何將企業(yè)的有限資源充分的利用起來(lái),主要以船廠本身為研究對(duì)象,范圍還沒(méi)有延伸到整個(gè)造船產(chǎn)業(yè)。因此,為了使組織運(yùn)行按照正常的生產(chǎn)、管理秩序,合理的分配設(shè)備、設(shè)施和均衡的組織人力資源,提高設(shè)備利用率和生產(chǎn)效率,就要將信息化融入到造船工程中進(jìn)行研究。
一、造船工程信息化數(shù)據(jù)
在造船工程中對(duì)信息的收集、加工、處理、傳遞、應(yīng)用等都是信息管理的任務(wù)。供應(yīng)、合同、設(shè)計(jì)、工廠為造船工程信息化管理工作提供相關(guān)信息和基礎(chǔ)數(shù)據(jù),供應(yīng)鏈管理體系收集這些信息來(lái)制定各項(xiàng)計(jì)劃,其主要來(lái)源:
1.供應(yīng)信息。一部分信息來(lái)源于船廠內(nèi)部,計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)將這些信息進(jìn)行集成管理。此外,還有一部分信息則來(lái)源船廠外部,造船供應(yīng)鏈平臺(tái)也對(duì)來(lái)自供應(yīng)鏈上的各個(gè)合作伙伴信息進(jìn)行有效集成。
2.合同信息。信息里的工程內(nèi)容、船東背景、工廠經(jīng)營(yíng)方針是從經(jīng)營(yíng)部門獲取的。其中船東背景主要指船東的相關(guān)資料,比如說(shuō):船東的國(guó)籍、船東的喜好等。工程內(nèi)容比較重要,它是最終工作目標(biāo),主要包括兩個(gè)大的方面:船舶的主要建造內(nèi)容、建造要求。工廠經(jīng)營(yíng)方針是指導(dǎo)方向,給企業(yè)制定質(zhì)量管理提出了要求,也依賴此來(lái)計(jì)劃控制成本。
3.承接船舶產(chǎn)品信息。對(duì)承接船舶產(chǎn)品的信息需要認(rèn)真的研究,只有充分的掌握后才可以進(jìn)行設(shè)計(jì),對(duì)建造程序做計(jì)劃及進(jìn)行編制。在操作過(guò)程中各個(gè)工作部門都必須重點(diǎn)考慮理解船舶產(chǎn)品的相關(guān)信息內(nèi)容如:產(chǎn)品的性能要求、產(chǎn)品的技術(shù)要求、對(duì)設(shè)備的要求、一些特殊工藝的要求等。
4.產(chǎn)品建造財(cái)務(wù)信息。如何平衡產(chǎn)品的成本和資金這一問(wèn)題是生產(chǎn)部門在建造方針編制、綜合日程管理表制定時(shí)認(rèn)真思考的一個(gè)問(wèn)題,就是為了達(dá)到企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的最大化這一個(gè)目標(biāo)在不斷的努力。
5.設(shè)計(jì)信息。設(shè)計(jì)信息是由這樣三部分組成的,首先是做初步設(shè)計(jì),其次是詳細(xì)設(shè)計(jì)、最后進(jìn)入生產(chǎn)設(shè)計(jì)過(guò)程。這一環(huán)節(jié)對(duì)如何編制造船工程計(jì)劃提供了主要信息。如:船舶產(chǎn)品的主尺度、有關(guān)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)等信息都是由設(shè)計(jì)部門提供,用來(lái)計(jì)算船體重量、涂裝面積。
6.工廠基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。工廠基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分析非常重要,它關(guān)系到施工方法的確定、如何編制日程計(jì)劃、如何平衡生產(chǎn)能力的負(fù)荷。在實(shí)際過(guò)程中各項(xiàng)工作計(jì)劃、措施的制定都必須以工廠基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(資源現(xiàn)狀、技術(shù)水平、歷史經(jīng)驗(yàn)總結(jié)數(shù)據(jù))為依據(jù),這樣才不脫離“廠情”。
7.各種原則、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際操作過(guò)程中都需要遵循一定的原則、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)建造計(jì)劃、日程計(jì)劃進(jìn)行編制,來(lái)綜合平衡生產(chǎn)能力。為了使各項(xiàng)工程管理工作能正確合理的進(jìn)行,這些原則、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)非常有力的保障,同時(shí)也被用來(lái)作為依據(jù)來(lái)檢驗(yàn)最終工作結(jié)果與當(dāng)初的需求是否相符合。
二、造船供應(yīng)鏈的發(fā)展需要造船工程信息化
造船工程信息化能有效的幫助更好的進(jìn)行造船供應(yīng)鏈管理,可以從以下幾個(gè)方面體現(xiàn):
1.原材料供應(yīng)需要信息化。當(dāng)代社會(huì)是一個(gè)信息化的社會(huì),造船的原材料種類繁多如:鋼材、涂料、相關(guān)儀器等,這些材料的供應(yīng)過(guò)程中如果有一個(gè)成熟的網(wǎng)絡(luò)作為平臺(tái)就方便很多。
2.員工管理意識(shí)增強(qiáng)需要信息化。信息技術(shù)時(shí)時(shí)更新,無(wú)處不在,這種廣泛存在的信息技術(shù)也能感染到員工,員工可以借助快速的信息流通學(xué)習(xí)掌握更多的知識(shí),無(wú)形中給員工提供了很好的學(xué)習(xí)環(huán)境來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)。在不斷的學(xué)習(xí)中掌握更多新鮮知識(shí),員工的管理意識(shí)也逐步的增強(qiáng)。
3.企業(yè)管理體制改革需要信息化。信息處理量在不斷的增加,主要因?yàn)榘殡S著工時(shí)管理體制的改革和激勵(lì)機(jī)制的不斷的完善,計(jì)劃、財(cái)務(wù)、質(zhì)管等部門的信息在上升。因此,必須要進(jìn)行信息化的建設(shè)。
4.生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備的完善需要信息化。信息的傳遞特別快,能夠及時(shí)準(zhǔn)確的獲得并掌控所需要的信息包括過(guò)去的信息及各個(gè)部門給予的信息,都有可能幫助更快更好的工作,效率大大提高。同時(shí),如果利用信息化使生產(chǎn)技術(shù)得到充分的準(zhǔn)備,那么各部門之間也能更好的信息溝通及并行協(xié)作。
5.更好的深化生產(chǎn)設(shè)計(jì)需要信息化??梢岳眯畔⒒瘜?duì)各種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較,更新優(yōu)化,最終選擇最優(yōu)方案。同時(shí),可以利用信息技術(shù)實(shí)行在線動(dòng)態(tài)控制,即可設(shè)計(jì)出更佳更優(yōu)的圖紙。
由此可見,利用信息化技術(shù)來(lái)進(jìn)行供應(yīng)鏈的管理,造船工程管理技術(shù)、思想和制度要進(jìn)行革新,重要內(nèi)容之一也就是要實(shí)現(xiàn)造船供應(yīng)鏈管理的信息化。
三、構(gòu)建供應(yīng)鏈的造船工程信息化平臺(tái)
造船供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)是一個(gè)龐大的信息平臺(tái),它連接了物流、資金流,也實(shí)現(xiàn)了物流、資金流的信息化。有效的使用該系統(tǒng)能使企業(yè)更好的實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈管理。作為一個(gè)較全面的信息平臺(tái),造船企業(yè)供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)應(yīng)該由四個(gè)部分組成:
1.造船信息平臺(tái)
造船信息平臺(tái),該平臺(tái)與企業(yè)信息化協(xié)同商務(wù)平臺(tái)有著密切的聯(lián)系,它其實(shí)就是企業(yè)的業(yè)務(wù)推廣平臺(tái)。不斷的建設(shè)和完善造船供應(yīng)鏈管理系統(tǒng),也將為企業(yè)提供一個(gè)平臺(tái),一個(gè)高效的生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃信息的信息平臺(tái):
借助于Intranet將造船企業(yè)內(nèi)部的不同的部門聯(lián)網(wǎng),有了這個(gè)內(nèi)部網(wǎng)以后,所有的信息都能在企業(yè)內(nèi)部共享。這樣各部門就可以更便捷的及時(shí)獲取所需信息,從而能更好地安排好工作任務(wù)。另外造船供應(yīng)鏈系統(tǒng)還提供企業(yè)資源信息的共享;實(shí)時(shí)監(jiān)控掌握到設(shè)備是否閑置;了解工作人員的狀態(tài),能合理的安排工作人員;給現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度提供最新信息,幫助完善調(diào)度過(guò)程;實(shí)現(xiàn)提高整個(gè)環(huán)節(jié)的高效率。借助于Internet網(wǎng)絡(luò)體系連接外網(wǎng)。這樣,如果工作人員公事不在公司,不管他人在哪里,只要有Internet網(wǎng)絡(luò),他們就可以登錄所需企業(yè)的網(wǎng)址了解相關(guān)信息,如:可以登錄所選鋼鐵廠,瀏覽該產(chǎn)品的相關(guān)內(nèi)容;也可以選擇多家供應(yīng)商,進(jìn)入他們的網(wǎng)頁(yè),進(jìn)一步的了解相關(guān)原材料,這樣能更好的幫助我們進(jìn)行采購(gòu)。與此同時(shí),船東也可以隨時(shí)通過(guò)Internet登陸系統(tǒng),對(duì)企業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)度信息實(shí)時(shí)監(jiān)控了解,以便安排各自的工作。
2.造船協(xié)同政務(wù)平臺(tái)
(1)信息協(xié)同。供應(yīng)鏈上各個(gè)企業(yè)及部門都可利用本系統(tǒng)提供一些基本信息,如:工程、訂單、合同、船東、主要合作廠商、工程技術(shù)應(yīng)用、工廠設(shè)備、施工班組等,同樣也可以借助于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來(lái)獲得其它企業(yè)及部門的共享信息。只需系統(tǒng)將各部門數(shù)據(jù)庫(kù)開放,這樣其他用戶即可以通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)訪問(wèn)該數(shù)據(jù)庫(kù),進(jìn)行信息的獲取,這樣也能根據(jù)各部門的工作計(jì)劃迅速有序的安排工作。
(2)業(yè)務(wù)協(xié)同。在該系統(tǒng)中,任何一個(gè)相關(guān)用戶都能以系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)為平臺(tái)來(lái)自己的信息。信息在網(wǎng)絡(luò)中傳遞,企業(yè)的各個(gè)部門,如:設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、質(zhì)管等部門都能第一時(shí)間獲取,這樣能幫助提高整體工作效率。一些部門的業(yè)務(wù)員,例如技術(shù)部門或經(jīng)營(yíng)部門的,他們可以將相關(guān)信息,如:產(chǎn)品的參數(shù)、特點(diǎn)、設(shè)備、工藝、場(chǎng)地、合同要點(diǎn)、工程內(nèi)容等錄入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。這些信息就可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)流向生產(chǎn)部門的系統(tǒng)中,生產(chǎn)部門的工作人員掌握了這些信息后對(duì)這些信息進(jìn)行詳細(xì)的分析,初步的船舶生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃由此產(chǎn)生。
3.信息知識(shí)管理平臺(tái)
造船供應(yīng)鏈管理有時(shí)候要處理特別多的數(shù)據(jù),也隨之生成非常多的信息,所以系統(tǒng)工程相當(dāng)龐大。此外,隨著社會(huì)的進(jìn)步,企業(yè)的規(guī)模也在不斷擴(kuò)展,制造出的輪船型號(hào)在不斷的變更、數(shù)量在不斷的增加,這樣相匹配的信息如:成本、質(zhì)量、經(jīng)營(yíng)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等資源對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。怎樣有效的管理這些重要的信息呢?這就需要有一個(gè)強(qiáng)大的信息知識(shí)管理平臺(tái),有限制的共享各生產(chǎn)部門有用的知識(shí)信息,實(shí)現(xiàn)船廠的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的供應(yīng)鏈管理。
4.辦公自動(dòng)化
現(xiàn)在大多數(shù)企業(yè)都已經(jīng)實(shí)施了辦公自動(dòng)化操作。在造船管理信息化的建設(shè)中它是基礎(chǔ),是不可缺少的一個(gè)主要內(nèi)容。辦公自動(dòng)化平臺(tái)也是造船管理系統(tǒng)提供的基本功能平臺(tái)。比如:所有的文件都是借助計(jì)算機(jī)軟件編制而成,然后借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳遞,這樣基本實(shí)現(xiàn)了無(wú)紙化操作。通過(guò)這種方式既能減少工作負(fù)荷又節(jié)省了很多資源,而且避免了人工操作帶來(lái)的高誤差率。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:PLC控制系統(tǒng);漏電斷路器;檢測(cè)系統(tǒng);硬件電路設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2011)07-0077-02
在當(dāng)今的檢測(cè)系統(tǒng)中對(duì)自動(dòng)化程度要求也越來(lái)越高,特別是現(xiàn)在一些大的公司,為了提高產(chǎn)品質(zhì)量,在元器件出廠前都要進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè),傳統(tǒng)的檢測(cè)方法存在多種弊端,并且要耗費(fèi)大量的人力,物力和財(cái)力,因此在現(xiàn)代的檢測(cè)系統(tǒng)中引入PLC等基于電子技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的檢測(cè)控制系統(tǒng),這樣的檢測(cè)控制系統(tǒng)可靠性高,檢測(cè)功能強(qiáng),動(dòng)作迅速快,實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化。
現(xiàn)代的企業(yè)或工廠當(dāng)中,為了防止和減輕人身觸電時(shí)的傷害程度,人們采取了許多安全措施,然而,這些措施無(wú)論如何完善仍不能從根本上杜絕觸電事故的發(fā)生。為此,人們又研究出新的、更加完善的防止人身觸電的保護(hù)技術(shù)一一漏電保護(hù)。在《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定,“施工現(xiàn)場(chǎng)所有用電設(shè)備,除作保護(hù)接零外,必須在設(shè)備負(fù)荷線的首端處設(shè)置漏電保護(hù)裝置”。漏電斷路器(漏電保護(hù)開關(guān))是一種漏電保護(hù)裝置。將漏電斷路器安裝在低壓電路中,當(dāng)發(fā)生漏電和觸電時(shí),且達(dá)到保護(hù)器所限定的動(dòng)作電流值時(shí),就立即在限定的時(shí)間內(nèi)動(dòng)作自動(dòng)斷開電源進(jìn)行保護(hù)。
漏電保護(hù)裝置存在誤操作和拒操作。誤操作是指線路或設(shè)備未發(fā)生預(yù)期的觸電或漏電時(shí)漏電保護(hù)裝置產(chǎn)生動(dòng)作;拒操作是指線路或設(shè)備已發(fā)生預(yù)期的觸電或漏電而漏電保護(hù)裝置卻不產(chǎn)生預(yù)期的動(dòng)作。誤操作和拒操作主要由本身和線路兩方面的因素所引起的。由裝置本身引起誤操作動(dòng)作的主要原因是質(zhì)量問(wèn)題。因此本文研究的就是利用PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)漏電斷路器在出廠時(shí)的檢測(cè)。
一、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟
(一) 對(duì)控制任務(wù)作深入的調(diào)查研究
在著手設(shè)計(jì)之前,要詳細(xì)了解檢測(cè)過(guò)程和控制要求,例如那些信號(hào)需要輸入PLC,是模擬量還是開關(guān)量,應(yīng)采用什么方式,選用什么元件輸入信號(hào),那些信號(hào)需要輸出到PLC外部,通過(guò)什么執(zhí)行元件去驅(qū)動(dòng)負(fù)載等。
(二) 確定系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案
這是最為重要的一步,若總體方案的決策有誤,會(huì)使整個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)不能順利地完成,甚至失敗并造成很大的浪費(fèi)。要在全面深入了解控制要求的基礎(chǔ)上確定電氣控制方案。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案就是通過(guò)PLC來(lái)檢測(cè)電流信號(hào)和控制輸入輸出單元模塊。
(三) 根據(jù)控制要求確定輸入/輸出元件,選擇PLC機(jī)型
在確定電氣控制方案之后,可進(jìn)一步研究系統(tǒng)的硬件構(gòu)成。要選擇合適的輸入和輸出元件;確定主回路各電器及保護(hù)器件;選擇報(bào)警和顯示元件等。根據(jù)所選用的電器或元件的類型和數(shù)量,計(jì)算所需PLC的輸入/輸出點(diǎn)數(shù),并參照其他要求選擇合適的PLC機(jī)型。本系統(tǒng)中選用日本三菱公司的FX2N 32MR PLC,F(xiàn)x系列PLC是三菱公司后期的產(chǎn)品,是目前運(yùn)行速度最快的小型PLC之一。
(四) 確定PLC的輸入/輸出點(diǎn)分配
明確各輸入電器與PLC輸入點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,各輸出點(diǎn)與各輸出執(zhí)行元件的對(duì)應(yīng)關(guān)系,作出PLC的I/O分配表。
(五) 設(shè)計(jì)應(yīng)用程序
在完成上述工作之后可開始控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)。程序設(shè)計(jì)的質(zhì)量關(guān)系到系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。應(yīng)根據(jù)控制要求擬定幾個(gè)設(shè)計(jì)方案,經(jīng)認(rèn)真比較后選擇出最佳編程方案。也可將其分成多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子任務(wù),最后將各個(gè)子任務(wù)的程序合理的連接在一起。
(六) 應(yīng)用程序的調(diào)試
對(duì)編寫好的程序,可以先利用模擬實(shí)驗(yàn)板模擬現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行初步的調(diào)試。經(jīng)反復(fù)調(diào)試修改后,使程序基本滿足控制要求。圖1是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟:
二、PLC控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
在PLC硬件電路設(shè)計(jì)當(dāng)中,我們選用了三菱公司的FX2N 32MR PLC,有16個(gè)輸入點(diǎn),16個(gè)輸出點(diǎn)。圖2是硬件設(shè)計(jì)框架圖:
硬件設(shè)計(jì)主要分兩個(gè)部分,第一部分就是首先用電流傳感器檢測(cè)漏電斷路器中的漏電電流,將檢測(cè)到的電流通過(guò)變送器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),然后通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊,將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送到PLC進(jìn)行計(jì)算處理,如果檢測(cè)到的電流大于額定漏電動(dòng)作電流,把報(bào)警燈點(diǎn)亮,如果檢測(cè)到的電流小于額定漏電動(dòng)作電流,報(bào)警燈就熄滅;或者當(dāng)漏電斷路器動(dòng)作的時(shí)候,報(bào)警燈就亮,當(dāng)不動(dòng)作的時(shí)候報(bào)警燈就不亮。
第二部分就是通過(guò)PLC發(fā)出一定的電流信號(hào)(可以是額定漏電動(dòng)作電流或稍微大于額定漏電動(dòng)作電流或稍微小于額定漏電動(dòng)作電流)檢測(cè)漏電斷路器的是否動(dòng)作,再通過(guò)第一部分檢測(cè)電流,判斷漏電斷路器質(zhì)量的好壞。
三、PLC軟件設(shè)計(jì)
(一) 控制要求
假設(shè)漏電斷路器的額定漏電動(dòng)作電流是30mA,要求有一批漏電斷路器檢測(cè)出其不合格的產(chǎn)品。先設(shè)計(jì)單一產(chǎn)品檢測(cè)。批產(chǎn)品檢測(cè)類似。
(二) I/O地址分配