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2.1電氣工程及其自動化技術在變電站的應用

電力設備運行的平穩、安全以及可靠是電氣工程及其自動化技術的基本保障，所以對電力設備進行在線監控、系統保護以及調動控制等措施是必不可少的，但是由于社會經濟的不斷發展，科學技術的不斷進步，變電站的電力設備也逐漸增多，并且電力設備之間的聯通方式也越來越復雜，為了確保電網的安全運行，電業部門，投入了大量的人力物力和資金，將電氣工程自動化技術引入到了變電站的設備控制之中，應用全微機化設備代替了原有的常規電磁式設備，應用計算機光纜或者電纜作為了電力信號電纜，使得變電站控制中心對變電站設備的控制變得快速而又安全。所以電氣工程及其自動化也成為了變電站建設過程中的重要組成部分，進而保證了變電站的自動化調控模式的高效率，所以對變電站實施自動化改造是必不可少的。

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機械設計制造以及實現工業生產的自動化需要做很多的準備工作，其中包括要擁有良好的產品設計模塊、保證產品的加工具有系統性、對于產品的銷售要具有規劃和策略，同時對現有機械制造體系進行整體的改造和完善，保證行業能夠具有一定的競爭力，在國際競爭市場中可以站穩腳步。機械設計制造以及自動化的實現離不開先進技術的支持，對于發達國家而言該技術已經較為成熟，但我國目前能處于發展階段，相應的技術體系還需要進一步完善。針對我國目前機械制造及自動化工業發展的實際情況而言，我國一直都在加強對其的研究力度，具體的來說，CIMS技術在我國的應用越來越為廣泛，我國目前建有很多關于該技術的實驗室，并且通過一定的實際操作對該技術體系不斷進行改良和完善，我國先后開展了很多關于CIMS技術的研究項目，對CIMS工程軟件不斷進行更新，優化。機械設計制造行業與IMS軟件有著很大的聯系，可以說二者相互影響，相互制約，因為會涉及到企業產品設計自動化的實現，工藝設計自動化的實現。加強對制造業質量技術的改善，建立良好的信息數據庫，可以為我國機械制造行業經濟的發展增加源源不斷的動力。目前我國仍有許多機械制造企業的管理信息系統存在很多缺陷，導致先進的CAD技術不能與企業的機械制造相融合，最總導致企業的自動化生產水平不高，數控機床技術的廣泛應用，制造行業的技術和設備也需要進行一場巨大的更新。二十一世紀是信息時代，也是機械制造領域需要大跨步的時代，一方面給我國國名經濟的發展帶來了巨大的機遇，另一方面也對我國機械制造行業的發展帶來了巨大的沖擊，因為我國機械制造領域的自動化水平與西方發達國家相比較仍有一定的差距，如果不能夠改變成產技術落后，制備工藝落后的現狀，則會對我國工業的國際市場競爭力帶來極其不良的影響。可以說實現全球化、科學化、自動化等模式是我國機械設計制造領域發展的必然趨勢。

3關于機械設計制造及其自動化技術應用環節的多元化分析

3.1機械設計制造及其自動化技術的應用趨勢

為了保證我國機械制造企業的長期發展，落實好基礎環節的自動化模塊是非常必要的，從而進行機械加工體系的健全，進行可編程控制器、工業機器人的有效應用，立足于我國經濟的發展情況，進行制造業基礎工作體系的健全，實現其內部各個環節的協調，以應對機械設計及其制造的國際化潮流。在當今國際科技應用背景下，進行先進性的制造技術的應用是必要的，這涉及到機械制造自動化技術、信息技術、傳感技術等的應用，保證現代系統管理體系的健全，積極做好相關的生產組織管理工作，進行高新技術的普及，讓制造及其自動化技術真正實現其系統性、整體性，從而保證我國制造業國際競爭力的提升。這對于機械制造成本提出了更高的要求，其產品開發模塊、工藝設計模塊、加工制造模塊等面臨著巨大的挑戰。如何做好機械制造體系的整體性應用工作，這是當下制造業發展所必須要解決的問題。機械制造業的市場競爭核心，就是生產率的提升，保證其市場全球化的拓展，進行勞動生產率提升，進行生產成本的控制，保證其制造成本、制造質量等的優化，這離不開對先進機械制造及其自動化技術的更新。

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2.1能耗大。雖然電氣工程自動化技術的出現為人類的發展進步做出了巨大貢獻，但是我們不能因此就看不到其本身存在的弊端，其中，擺在當前最為棘手的問題就是對于能源的消耗過大。在電氣工程自動的發展系統本身帶有復雜性，被應用的范圍逐步擴大，對于能源的需求量也與日俱增。電氣自動化是以消耗電能為主，作為當下最為先進的技術之一，對其本身最為基礎的要求就是要做到在運作過程中保證誤差小，并且準確有效，所以，就需要大批量的電氣設備共同運作，如此，對于電能的消耗可謂是不計其數，與我們國家提出的走綠色節能的可持續發展道路存在差距。2.2質量水平較低。就現階段的發展而言，電氣工程自動化技術已經得到的飛速的提升，但縱觀整體發展情況而言，其質量水平還處在發展低端。尤其是最近幾年，人們對于生活追求的品質不斷攀升，相應地也加大了對電氣自動化水平的要求，但是我國對這一領域研究的時間還不是很長，對于相應的管理流程和先進的發展模式還不能很好的予以把控，特別是在自動化工廠的生產環節，相關人員只關心結果而忽略過程中的質量問題。但是，眾所周知的是，如果電氣的生產質量得不到有效的保證，就會發生一系列的用電事故，嚴重的會造成爆炸、火災等重大安全事故出現，需要引起人們的深思。2.3集成化程度低。　顧名思義，集成化的主要運作原理就是把所有需要的東西做還集合工作，上文已經提到過，雖然電氣工程自動化近年來的發展勢頭迅猛，但由于起步過晚，　雖然在努力的向集成化方面靠攏，確切的來說，現在還處于自動化階段，技術水平發展有限，集成化技術還不成熟，各個體系和功能之間還無法做到有效的集成連接。所以，還達不到及時實現資源的有效共享，在一定程度上影響了電氣自動化功能的發揮，使電氣自動化工程技術滯后。

3對電氣自動化工程中節能設計技術

3.1減少線路傳輸產生的耗損。由于無法對線路上的電流做出改變，所以也只能通過減少電阻來有效降低電能在傳輸中產生的耗損。所以，可以從這幾方面做起，減少導線電阻：（1）使用功率較小導線；（2）使用相對較短的導線。這樣做可以避免在布線過程中少走彎路，減少人員的工作量，有效減少電能耗損，同時在安裝變壓器時候與負荷中心保持較短的距離，也是減少供電的距離；（3）使用截面積大較大的導線，如果條件允許，可以選用較大截面積的導線，有效減少電阻產生的耗損。3.2無功補償。電力系統在運行的過程中，配電設備中的無功功率占有較大的容量，所以存在較為嚴重的電能耗損的情況，不僅影響到電壓，還對整個電能的質量造成不良的影響。對使用者來說，無功功率主要表現在功率低，尤其是當功率過低的時候，用戶需要向相關部門繳納一定的罰款，因此如果說能夠使用合適的無功補償設備，就可以保證功率的平衡，有效提高供電質量。工作人員在操作中要盡量減少對電能不必要的耗損，從而確保電氣工程的安全運行。如果導線受到電阻的影響，那么由電機產生的電能就不能被變壓器更好的吸收，同時沒被吸收的那些電能在電流傳輸的過程中會被釋放出來。同時由于無功功率產生了一定的作用，因此可以讓電容器和無功功率進行抵消。利用電氣相關設備在進行無功補償時候，有幾處要格外注意：（1）利用電容器在進行無功補償的時候，一定要根據電壓容量，電壓負荷，自然功率，目標功率等參數來確定電容器的容量，同時如果在無功補償的環節中發現產生了諧波，需要通過串聯定量電抗器來消除諧波；（2）以參數的物理量來確定無功的電流，功率的參數，從而有效避免投切振蕩現象。

4結束語

綜上所述，電氣自動化對于節能設計的要求是為了響應綠色生產的理念，也是為了響應可持續發展的需求，同時也是時展的必然趨勢。雖然我國現階段在電氣自動化的節能設計中取得了顯著的進步，但是隨著社會的發展，電氣自動化節能技術仍然需要進行不斷完善和發展，不斷優化配電設計，在科學利用電力資源的同時，還需要不斷提高電力系統的運行效率，并最終達到節能的目的。

作者:吳尚坤 單位:山東鋼鐵集團日照有限公司

參考文獻

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1．廣告三維動畫設計三維動畫設計最主要的一種類型就是廣告三維動畫設計，以商業化廣告為目的，利用多媒體技術，豐富廣告內涵，提高廣告的表現力，從而吸引消費者，引導購物。廣告三維動畫設計具有很強的目的性，時間短，但是所要展示的內容卻要有針對性，能夠吸引人、感染人，實現商業化廣告效果。所以在廣告三維動畫設計中一般為了將廣告內容更加的形象化、生動化、具體化，往往采用多種特效技術，如:粒子效果、濾鏡效果等，將廣告動畫美化，提高廣告動畫的表現力和吸引力，達到引導消費者消費的目的。

2．影視三維動畫設計影視三維動畫設計主要是與影視相結合，將影視作品殊的鏡頭和畫面通過三維動畫設計合并成影片需要的特效。隨著影視制作技術和設備不斷提高和完善，人們對影視動畫的要求也越來越高。在影視作品中為了能夠有效的提高特殊鏡頭的感染力，給人以更大的視覺沖擊和巨大的視覺震撼，提高影視作品的藝術性。在影視作品制作中采用三維動畫設計，結合多種多媒體軟件，使影片發揮最大的表現力，以達到特殊的影視效果。利用三維動畫設計，影視動畫的展現將更加的真實，更能夠促動觀眾的情感，為影視作品提供更多的展示平臺，實現影視作品的真實化，給人以更廣闊的視覺享受空間。

3．游戲三維動畫設計游戲本身就是一個絢爛的，跳躍的，豐富的場景和畫面，游戲不同于一般的影視作品，具有真實存在的人，而是一個完全虛擬的平臺。三維動畫設計在游戲的開發設計中起著關鍵性的作用。游戲中的場景、人物、活動等都是通過三維設計制作的。利用三維技術，將游戲中的人物、場景生動形象化，利用環境效果，運動效果等特效，構成一個虛擬卻真實的世界，從而使游戲更加的吸引人，使游戲者在游戲中感受到樂趣。

4．工業三維動畫設計三維設計運用在每一個所需要的行業中都發揮著巨大的作用，在工業設計領域，三維動畫仍然起著十分重要的作用。利用三維動畫技術將工業的設計以立體的、空間的形式表現出來，能夠完整的、真實的模擬工業設計的流程和布局，這樣就能更加簡單的觀察設計中存在的不合理的地方，能夠有效的調整方案規劃設計，使工業設計流程布局更加的合理化和科學化，這樣就有效的減少了工業施工過程中存在的問題，提高了工業的成功率，有效的節約了時間。

5．建筑三維動畫設計建筑三維動畫設計與上述工業三維動畫設計類似，都是利用三維動畫技術，將建筑進行全方位的展示，提高建筑設計的效果。三維動畫設計技術將想象變為現實，以有限的視覺設計效果展示無限的設計空間。在未來建筑設計要求不斷增加的前提下，為了節約建筑成本，減少建筑施工過程中存在的問題，就必須將三維動畫設計具體的應用在建筑設計中，以三維動畫技術展示建筑設計的空間效果圖，使人們能夠更加全面的、立體的感受整個建筑的整體效果，提高建筑價值。

6．機械設計中的三維動畫機械設計中的三維動畫能夠有效的將機械的各個部分以及各個零件的運動關系，通過電腦真實的、客觀的表現出來，使其能夠從整體上把握機械設計，還能較快發現機械在細微之處存在的不足，并加以更正，避免了生產出產品后再進行更正，節省了大量的原料和時間，提高了生產效率。在機械設計中運用的三維動畫，要掌握相關的軟件，電腦系統配置要高，要滿足軟件的運行。在機械設計中的三維動畫的創造是有步驟，分過程進行的，一般而言主要分為三個部分:第一，動畫編導。它是機械設計的一個前期的準備工作。首先，設計人員對產品進行大致的一個三維模擬，將回路中的線路設計成場景，展示產品流程原理。其次，最重要的，單個的裝置可以按照準備好的路徑運行，在電腦上面放大檢測，觀察其運行情況。最后，合理的配置相關的配件，掌握好它們之間的工作原理，使整個流程更加的快速、順暢。動畫編導需要掌握相應的知識和技術，能夠靈活的運用軟件設備，有效的減少機械設計中的錯誤和偏差，提高機械設計的合理性。第二，資料收集。資料收集的途徑有很多種，如:網上查閱、圖書館等。主要收集的都是機械設計相關的內容和設備，如:收集路徑、機械設備，基本流程、三維幾何尺寸等。提高機械設計的效率。第三，建立模型。一般而言建立模型也分為設計水平不高的產品和設計難度系數大的產品。前者建立模型的方法有很多種，并且都簡單易操作。但是對于后者模型的建立就必須貼近原產品，模型建立難度大、時間長。下面主要就設計難度大的產品模型建立提出集中方法:第一種方法:創建實體模型，通過微調相關的比例修改產品尺寸，準確的把握好尺寸大小，抓住關鍵點建立基礎模型。第二種方法:通過函數程序在客戶端應用程序中創建對象，然后再分別創建一些子對象，最后通過這些子對象來完成實體的構建和編輯。編輯完成后再保存結果與原模型進行對比。在創建子對象以及對于實體的構建和編輯都可以通過軟件內部的宏功能輕松的實現。這種方法相對比較省時省力，適合創建一些結構單一、建模步驟較多的零部件。但是如果所需要創建的模型需要很多宏的時候，就比較容易出現差錯。

三、數字藝術設計中三維動畫設計過程

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1 實踐教學體系建立的目標及基本要求

1.1 目標實踐教學體系建立的目標是培養德智體全面發展的，能適應社會主義現代化建設需要，具有電力系統及其自動化、繼電保護及自動化、電氣技術、計算機應用等方面的基本理論素質、專業基本知識和較高綜合素質的復合型高級工程技術人才。畢業生能在電力部門、科研院所、國民經濟管理部門、工礦企業等單位從事與電氣工程有關的系統運行與維護、自動控制、電力電子技術、信息處理、實驗分析以及電子與計算機應用等工作一線的應用型高級技術人才。

1.2 要求根據專業培養的目標，本專業學生必須具有以下能力：

1.2.1 具有較扎實的數學、物理等基礎知識，具有良好的人文社會和管理科學基礎及外語綜合能力。

1.2.2 系統地掌握本專業領域必需的較寬的技術基礎理論知識，主要包括電工理論、電子技術、信息處理、控制理論、計算機軟硬件基本原理與應用等。

1.2.3 獲得較好的工程實踐訓練，具有較熟練的計算機應用能力。

1.2.4 了解本專業學科前沿的發展趨勢。

1.2.5 具有較強的工作適應能力，具備一定的科學研究、科技開發和組織管理的實際工作能力。

2 實驗、實踐教學的安排

通過對電氣工程及其自動化專業培養要求的分析，并考慮學院所在地區大量水電站的修建及工業園區的興建對電氣專業人才的需求情況，對西昌學院電氣工程及其自動化專業的實踐教學環節幾經修改，最后的專業實驗、實踐教學的課程安排如下：大學一年級除了公共實驗課以外，專業實踐課有大學物理實驗、電路原理實驗；大學二年級的實驗、實踐課程有：電路原理實驗、計算機輔助設計上機練習、數字電子技術實驗、電機實驗；大學三年級的實驗、實踐課程有：PLC實驗、PLC設計、微機原理實驗、運動技術設計系統、繼電保護課程設計、發電廠實習、單片機控制實驗、專業英語讀寫訓練、數值計算方法上機實驗、項目管理案列分析、自動檢測技術設計；大學四年級的實驗、實踐課程有：變電站（所）實習、生產實習、計算機仿真技術上機練習、電力市場調查畢業實習、畢業（論文）設計。 3 科學合理性的分析

3.1 形成模塊化、系統化的教學體系整個教學體系分為三個模塊，為公共實踐必修課、專業實踐必修課、專業實踐選修課。這三個模塊之間相互聯系，應用于某個學科方向或學科方向的分支形成體系和系統，使實踐教學的內容從相對獨立到學科融合，使學生從單門課程、系列課程到專業方向的實驗，由點到線、由線成面、由面建體，逐步的、分層次的、全方位培養實踐能力和創新意識[1]。如學生將專業實踐必修課中的數電模電與專業實踐必修課中的單片機和自動檢測技術這幾門課程相互聯系起來就能向計算機控制技術發展。

3.2 分層次提高學生的實踐能力一年級為公共基礎實驗訓練階段，如外語視聽、計算機上機、體育、社會實踐等，還有專業實踐如普通物理學實驗，大學物理實驗是學生進入大學后接受系統實驗方法和實驗技能訓練的開端，是對學生進行科學實驗基本訓練的重要基礎。二年級為專業基礎或專業技術基礎實驗訓練階段，如模擬電子技術實驗，數字電子技術實驗，這些實驗使學生掌握了基本電路參數測量方法，常用電子儀器使用方法以及中、小規模數字集成電路使用方法。三年級為學科專業主修及專題設計性實踐訓練階段，如PLC實驗和設計，繼電保護課程設計，同時還安排學生到發電廠實習，使學生進一步了解、熟悉專業知識及其在發電廠的應用，培養學生學習專業知識的興趣，使學生樹立專業思想。四年級為專業綜合能力，安排學生畢業實習，將前三年學的理論知識和實踐相結合，將各門課程相結合最后進行畢業設計。培養了學生的創新精神和創新能力，提高學生的工程設計和綜合應用素質。各教學層次均有課程實驗教學，實踐教學環節從基礎到專業、自底向上可形成體系，從單一實驗到綜合實踐環節，分模塊、成系統的培養學生的實踐能力，使學生從進校開始就接受由易到難、由簡到繁、由淺入深的實踐訓練。

3.3 增加實踐教學的比例在教學計劃的編制中，落實《西昌學院本科學分制實施辦法》中實踐教學模塊學分不低于三分之一的總體要求，充分體現了應用型人才培養目標，達到培養服務于地方經濟和社會發展需要的應用型高級技術人才。

3.4 其他強弱電結合能，強電包括了電機、繼電器等，弱電包括了單片機、自動檢測技術等，他們的結合能向控制方向發展；電工技術與電子技術結合向電力電子方面發展；軟件與硬件結合；元件與系統相結合。專業寬，既具有電氣工程方面的專業知識和技能，又有自動化和信息技術方面的基礎知識和基本技能，可以使學生受到電工電子、信息控制及計算機技術方面的基本訓練。

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1 概述

MES生產執行層系統（Manufacturing Execution System）的概念由美國先進制造研究協會（AMR）于1990年11月首次正式提出，1997年國際聯合會（MESA）了6個關于MES的白皮書，1999年美國國家標準與技術研究所（NIST）將MES有關概念規范化，2000年美國國家標準協會（ANSI）陸續了SP-95系列標準。MES系統在發達國家已實現了產業化，在醫療產品、塑料與化合物、金屬制造、電氣/電子、汽車、玻璃纖維、通訊等行業均有應用，國內MES市場處于起步階段，目前MES已在鋼鐵、石化、汽車、煙草等行業有應用，且開發完成了若干自主產權的MES系統，如上海寶信MES、中國石化MES（S-MES V1.0）等。隨著對離散制造MES探索性研究，國內市場上也出現一些針對離散制造業的MES產品，如ICON-MES、OrBit-MES、天為MES等。

MES市場行業特色明顯，要求開發團隊對行業工藝生產流程有深入和全面理解，對于MES廠商更要把握好產品標準化和客戶需求差異化平衡，雖然國內外MES應用取得了一定成效，但是存在著MES產品市場處于一個分散狀態，MES的應用價值得不到管理層的充分認知等不足，隨著信息技術在制造企業的推廣和應用，MES系統的未來被越來越多的人看好。煤制天然氣企業是國家示范工程，對MES系統功能設計和實施研究案例對行業信息化建設有重要意義。

2 現代煤制天然氣企業生產管理特點

煤制天然氣企業以煤為原料，經過加壓氣化、變換冷卻、低溫甲醇洗和甲烷化等主工藝生產天然氣，通過長輸管道輸送給用戶。作為現代化的煤制天然餛笠擔其生產管理特點主要表現為生產管理數字化、精細化，生產決策可視化、智能化，充分利用企業信息化推動企業降低成本、增強效益、不斷提升煤制天然氣化工產業化水平。

3 MES系統設計

煤制天然氣企業MES設計主流技術包括計算機操作系統（主要采用Windows平臺、Unix平臺和Linux平臺）、數據庫技術（開發商主要采用SQL Server和Oracle數據庫）、MES體系結構（主要采用C/S、Web使能、瘦客戶端等體系結構）、開發應用技術（（MES系統的開發主要采用DCOM、COM+，Active-X、XML，DotNET、J2EE，ODBC、OLE、OPC技術）和系統可配置性（通過標準化、組件、庫和客戶化定制4個指標評價）、集成技術。本文設計思想為強化生產過程自動化與信息化融合，應用集成技術完成MES功能、技術、安全、可靠性等設計，建立國內煤制天然氣企業生產執行系統MES。

3.1 功能設計

根據煤制天然氣企業生產管理特點，確定MES系統功能包括生產統計、管線監控、物料移動與平衡、罐區管理、能源管理等功能模塊，實現生產運營管理、生產統計管理和生產管理功能。MES功能模塊設計內容不是固定的，可根據企業特點、需求、管理模式等因素有所增減。圖1為MES功能模塊設計圖：

3.2 技術設計

要實現MES設計功能，必須借助于網絡設置、系統開發、數據庫建立等措施，其中來自生產的數據是基礎，并且這些數據要做到數出一門量出一家，數據單位要統一。技術設計主要包括五個步驟，即數據源（實時數據、質量數據、關系型數據、衡器數據、SCADA系統數據等）數據集成（數據抽取、數據加工與整合等）數據管理（管道運行監控數據、化工裝置監測數據、生產執行數據、汽車衡軌道衡數據等）數據應用（實時監控、開發報表、對外集成、生產計劃與統計、生產調度等）展示結果（以畫面、圖表等形式展示）。

3.3 系統集成設計

MES在企業信息化架構設計中處于中間層，是生產活動與管理活動信息溝通的橋梁，起著承上啟下的作用，它一方面接受PCS發出的生產指令；另一方面加工處理PCS的原始數據，為ERP提供及時、準確的生產數據。由此可見，MES系統必須與企業PCS、ERP系統實現集成，為系統之間的數據存取和數據交換提供接口。在集成時，涉及實時數據庫、衡器數據庫、實驗室管理信息系統等接口協議、通信方式、數據傳輸格式等，這就需要信息化技術人員進行全面考慮，最好在詳細設計階段之前，與DCS、PLC、SIS等廠家開設計協調會，明確接口方式及協議，為MES系統讀取數據源打下良好

基礎。

3.4 安全設計

MES應用的前提必須保證數據、服務器等具有很高的安全性，若不安全，MES應用不僅起不到良好作用，而且會給企業帶來巨大損失，因此安全需求必須作為MES設計的重要部分。MES的不安全對象主要包括業務數據、用戶身份、運行服務器和運行系統、數據庫和主機。為了保證數據等信息的安全性，安全對策就是保密性，即用戶通過統一方式實現用戶身份驗證，并根據自己的權限在不同的子系統中完成各自授權。

3.5 可靠性設計

為了提高系統高效率和可靠性，主要考慮系統雙機熱備、數據庫備份等方法。對運行服務器避免單點故障，對運行系統的平穩運行建立備份策略。

4 MES系統實施

4.1 結構組織

一個項目的實施，首先應設立組織機構，根據項目特點和技術，設立項目經理，實施組、業務專家組、信息專家組和系統開發組，應分別設立組長，根據崗位職責，完成各自工作。組織機構設置根據項目規模大小、定編定員等情況，可以適當變化。

4.2 關鍵技術

MES系統實施重點考慮系統集成性和完整性，關鍵技術主要包括模型搭建、可組態易保護的通用體系架構和分層次核心數據庫設計技術等，技術路線如表1

所示：

4.3 預期成果

按照MES系統設計方案，通過系統建模、系統調試、系統上線試運行，做到數出一門量出一家，實現設計全部功能，為調度人員做出作業計劃和優化提供平臺，該系統應用到企業生產和管理中，運用信息技術指導生產，提高生產水平和能源利用率，增加企業效益。通過設計和實施過程，預計總結出MES系統相關論文5篇，結合煤制天然氣企業現狀，相關論文對以后MES系統研究打下基礎。

5 結語

本文煤制天然氣企業MES系統設計與實施研究目的是利用信息化手段提高企業生產自動化水平，促進工業化與信息化融合，幫助企業達到“安穩長滿優”目標，進而提高企業市場競爭力。隨著信息技術的快速發展，企業信息化建設的重要性已凸現出來，國內煤制天然氣企業處于起步階段，且處于良好勢頭，這也給信息化建設和工程建設同步建設創造了機會，本文MES系統設計與實施在這樣的背景下提出，對正在信息化設計階段的企業具有指導和示范作用。

參考文獻

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以太網（Ethernet）出現于1975年，1982 年成為IEEE 802.3 標準的第一版本。1990年2月，該標準正式成為ISO/IEC 8802.3國際標準。進入21 世紀以來，以太網技術開始應用于工業自動化控制網絡。工業以太網交換機是在商用以太網交換機（IEC 8802.3 標準）的基礎上研制而成的，適應不同工業控制系統的功能和性能需求，適應各種惡劣環境的高可靠性數據交換設備。

2007 年12 月，IEC 出版了IEC 61158 現場總線第四版國際標準，包括EPA實時以太網在內的9 種類型的工業以太網進入新版標準。它標志著工業以太網技術成為與現場總線技術并列的工業自動化控制系統網絡通信解決方案。由于以太網技術標準開放性好，應用廣泛，使用透明、統一的通訊協議，以太網將成為工業控制領域唯一的統一通信標準。工業以太網為機器與機器之間的數據通信提供了統一的網絡平臺，是未來物聯網的重要網絡基礎。工業以太網與商業以太網都符合OSI 模型，但針對工業控制實時性、高可靠性的要求，工業以太網在鏈路層、網絡層增加了不同的功能模塊，在物理層增加了電磁兼容性設計，解決了通信實時性、網絡安全性、抗強電磁干擾等技術問題。目前工業以太網已逐步應用于電力、交通、冶金、煤炭、石油化工等工業領域中。

二、工業以太網技術應用在教學中的意義

結合我院實際情況，面向輕工行業中的印刷、包裝、紡織、塑料等行業的生產現場自動控制，工業以太網仿真教學系統的研究在我系的多個自動化類專業的實際教學中具有很高的應用價值。并且這一領域的知識具有廣闊的應用前景，對于學生將來在行業內部就業具有很強的實用意義。作為新興產業，全球工業以太網行業目前正處于產業發展的導入期，最近十年的增長速度遠高于互聯網和現場總線的增長速度。

我們選擇工業以太網技術來實現教學仿真系統主要是考慮到工業自動控制系統的網絡結構發展越來越分散化，同時系統越來越復雜，內部的連接越來越高速化與緊密化，集中控制系統已經不能滿足要求。系統細分成了獨立的控制孤島，因此對驅動器和用戶接口的需求越來越多。分布式實時控制的前提及其確定性的概念是一種網絡技術，其性能至少要高于現行的現場總線。傳統的PLC技術不能滿足這一要求。在所有的網絡技術中，以太網技術是至今最理想的選擇，它具有以下特點：

（1）高傳輸速率，目前到1000MB/s;

（2）高傳輸安全性和可靠性，集線器技術的確定性:

（3）幾乎不需考慮網絡的拓撲結構;

（4）傳輸物理介質:雙絞線、光纖、同軸電纜;

（5）集線器的應用可不需考慮網絡的擴展;

（6）建立一種標準:一個新的工控總線標準;

（7）與IT連接，“世界標準”的TCP/IP技術的應用;

（8）在整個網絡中的隨機網絡存取技術;

（9）低成本高性能面向未來的開發;

三、POWERLINK成為中國工業以太網推薦性標準

2012年3月7日，國家工業標準委員會工業二部孫維女士宣布《以太網POWERLINK通信行規規范》獲批成為中國國家推薦性標準，標準號GB/T-27960，這意味著POWERLINK這一全球范圍廣泛使用的實時通信技術得到了中國官方的認同和支持，并在全國范圍內推薦使用。

POWERLINK通訊技術于2001年由貝加萊公司研發并推向市場，同年成立EPSG(Ethernet POWERLINK Standardization Group)聯盟，如今POWERLINK已經成為國際標準（IEC61158和IEC61784-2），并滿足工業安全標準IEC61508。全球已有240個機械制造商正在使用POWERLINK技術。

POWERLINK是一個嚴格且具有確定性的實時通訊軟件協議，它完全建立在以太網硬件基礎上，現在可實現波特率為1Gbits/s的安全通訊速率。POWERLINK不僅支持PLC，I/O以及運動控制數據的循環通信，同時也支持實時網絡節點間的非同步通信，并且專門為這一目的預留有部分網絡帶寬。

四、基于POWERLINK的工業以太網仿真教學系統從站功能分析

工業以太網仿真教學系統從站是一種處于控制系統最底層的設備,需要有信息輸入模塊，如模擬量傳感器或者是數字量IO輸入，還需要有像繼電器和機械開關這樣的執行機構。但在本設計中由于只是實現POWERLINK網絡的正常連接和通訊，所以沒有必要花費更多的物力和人力在執行機構上。

仿真教學系統從站設計上主要需要一個主控芯片完成POWERLINK通訊協議，以及控制執行機構以實現POWERLINK主站下發的指令。在主芯片需要一個SRAM芯片做內存之用，以便處理器在處理網絡協議的時候可以緩存網絡數據。FLASH芯片用于存儲部分掉電不能丟失的數據，如主站給從站下發的參數設置，以及一些系統信息等，以便在某個從站出現問題時能在不停掉整個系統的情況下，對其進行及時的更換。作為工業以太網從站，這里需要一個100M/s PHY芯片做網絡通訊。最后還需要8個LED燈，以便學生在使用此仿真教學系統做實驗的時候，通過眼睛能觀察到從站對主站命令的執行情況。

五、從站硬件系統整體結構

硬件原理圖的設計上，主要以滿足從站設計要求為主，由于設計初衷是選擇在FPGA內部放置一個Nios II內核作為核心CPU，對于Nios II CPU來講需要外掛一片FLASH和SRAM就能作為最小系統工作起來了。所以，器件的設計上不必配備像DDR2這種高速的且必須用FPGA的專用管腳去連接的芯片。系統整體原理框圖如圖1所示。

圖1 仿真教學系統從站原理框圖

六、小結

本論文提出并實現了POWERLINK智能從站的硬件設計方案。本文基于Ethernet POWERLINK技術設計出以FPGA（現場可編程門陣列）為基礎的POWERLINK智能從站仿真系統，目的是開發出一套對現有的POWERLINK技術平臺進行虛擬化仿真教學的系統，以適應高職教育的特點。在教學中，學生可以通過該系統對POWERLINK技術有更加直觀的認識和了解。

截至目前，由于時間與技術等諸多因素的限制，本文對基于POWERLINK的工業以太網仿真教學系統的研究工作還只是處于初級階段。接下來我們要做的是，從站的器件選型、從站的重要器件原理設計、從站軟件設計等方面的工作。

參考文獻：

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根據本地區經濟與社會發展對高技能專門人才的實際需求，基于電氣自動化專業崗位典型工作任務，以能力培養為主線，將中（高）級維修電工、可編程控制系統設計師、機電一體化工等職業資格認證課程內容融入到專業課程體系。構建以電氣控制系統的運行維護及技術改造；自動化生產線的組裝與調試、維護和維修及電子線路的設計與維修等3大能力培養為主線的課程體系。有專業指導委員會對人才培養目標進行恰當的定位；根據培養目標，設計培養規格；根據培養目標與培養規格制定人才培養方案，人才培養方案擁有科學的理論、實踐教學有機整合的模塊化課程體系。 根據培養目標、培養規格與培養方案，以校內、校外實習實訓基地為載體，采用“任務驅動、實境育人”的人才培養模式，采用“項目引導”、“任務驅動”、“學訓交替”等多種工學結合適合職業教育目標的課程組織模式。通過畢業生的社會反饋，畢業生適應本地區社會經濟發展的需求。

電氣自動化技術課程的設置主要有兩種方法，一是在保持原來開設的電氣自動化基礎課程基礎上，將當前通用的電氣自動化技術插入到傳統技術課程中，如將 PLC技術或變頻調速技術穿插到電機控制、接觸器/繼電器控制等技術中，以解決電氣自動化技術課程不足的問題。二是單獨開設自動控制原理、傳感器、PLC、單片機技術、電力電子技術、變頻調速技術、供配電技術、工業網絡、組態技術等都課程，由于信息技術和計算機技術在電氣自動化領域中的應用日益廣泛，要求我們必須改革原有課程體系中陳舊的內容，并根據自動化技術的發展增加新的教學內容。

強調以素質教育為核心的“基礎+專業”結構本科人才培養模式，隨著教學改革新形勢的不斷變化而變化。學校制定和修訂人才培養計劃，要貫徹黨的教育方針，遵循高等教育教學基本規律，主動適應社會、經濟、文化和科技發展對人才培養的需要。固化學校已經取得的教育教學研究成果，借鑒、吸收外校教學改革的成功經驗，體現學校定位和人才培養目標，反映學校辦學特色。堅持知識、能力、素質協調發展和綜合提高，使學生得到全面發展。堅持整體優化，科學地處理好各教學環節之間的關系；堅持共性與個性的充分結合，因材施教，促進學生個性發展；突出人才培養特色，滿足行業發展需求，構建適應未來社會發展以及終身教育需求的知識結構、能力結構及綜合素質培養。

篇9

一．引言。

將水能轉變為電能的機電設備稱水電站動力設備。其在常規水電站和潮汐電站為水輪機和水輪發電機組成的水輪發電機組，及附屬的調速器、油壓裝置、勵磁設備等。抽水蓄能電站的動力設備為由水泵水輪機和水輪發電電動機組成的抽水蓄能機組及其附屬的電氣、機械設備。水電站的電氣裝置除水輪發電機及其附屬設備外，還包括發電機電壓配電設備、升壓變壓器、高壓配電裝置和監視、控制、測量、信號和保護性電氣設備等。如何解決水電站建設施工中設備管理的問題也是當下相關部門必須要解決的問題。

二．水電站設備管理存在的主要問題。

1. 管理方面的問題。

1.1投資的盲目性，導致管理重視程度不夠。

一些水電站，尤其是水電站是由一些個體企業及私人老板投資而成，這些群體對水電開發知之甚少，屬于盲目跟從型的投資。他們有時為了自身的經濟效益，盲目地追求產值最大化，狠抓發電環節，忽視了設備管理。甚至，直至設備出現了嚴重的問題，影響電站的生產和發展時，才會考慮設備的管理問題。

1.2. 管理不正規，導致管理的混亂性。

電站本身規模就小，投資不是很大。而開發商的目的是效益最大化，有的投資方為了節約投資，工程建設中不按建設工程的管理程序進行。首先是沒有認真對電站的前期工作進行落實，實行“三邊工程”。其次是沒有招投標過程，不管施工隊伍有沒有資質，也不請監理單位來進行監督管理施工。最后是參建單位無質量監督體系，工程質量低劣，不經驗收和安全鑒定就投人運行。沒有安全保障體系，安全管理失控，導致安全事故頻發。

2. 技術方面的問題。

2.1. 水電站因為其規模小，電站人數也比較少，運行與檢修人員沒有嚴格的區分，有的甚至沒有檢修人員，技術力量嚴重薄弱，設備檢修與維護不成系統。沒有正確掌握設備操作技能與維護的技術性規范，特別是對改造后自動化程度比較高的設備，對其檢修更是無從下手。

2.2  隨著水電站設備的不斷更新，各型號設備在技術設計理念的區別，同類設備可能在工作原理、結構性能、自動控制、運行要求上存在差異，但一部分工作人員由于掌握的圖紙及其他技術資料不足，導致其對設備狀況的了解夠細致；對于投入運行的新設備，一些工作人員由于對自身要求不高，對新設備投運前的技術培訓、調試運行狀況及設備運行數據的了解、分析不夠重視,對新設備的技術了解不夠全面、細致和嚴謹，對新設備運行技術容易存在一些錯誤的習慣性思維。

三.水電站設備管理的措施。

1. 建立規章制度。

據國家的法律、法規和有關規程, 結合本公司的實際制定《安全生產管理獎懲制度》、《生產事故調查實施細則》、《運行生產管理制度》、《廠( 站) 用電及通訊中斷事故處理辦法》、《反事故措施計劃》等，以適應生產經營管理的需要。同時還應建立運行分析制度, 即對運行中通過儀表指示、運行紀錄、設備巡檢和操作等反映的各種問題和現象進行分析, 及時找出產生各種問題和現象的原因、規律, 并采取相應措施及對策。

2. 加強技術監督與設備評級。

水電站的技術監督是運用各種科學試驗方法, 對各種設備進行定期或不定期的檢驗和檢測,了解掌握設備的技術狀況及在運用中的變化規律,保證設備有良好的技術狀況。水電站的技術監督包括儀表、絕緣、金屬、化學等十大監督, 關鍵是對儀表、絕緣、金屬三項的監督。金屬監督是監督各種金屬部件在運行中的性能變化, 特別是水輪機的氣蝕和泥沙對轉輪的破壞和磨損, 易磨部位的磨損情況等。設備評級在水電站的技術管理工作中也非常重要,設備評級為三類設備的改造和更新提供了有力的依據。

3. 加強維護檢修管理。

電站的維護及檢修必須貫徹預防為主的方針,切實做到“應修必修, 修必修好”,切忌“硬拼、硬撐”。在“質量第一、安全第一”的前提下,結合實際進行挖潛, 積極推行技術更新、技術改造工作, 逐步把恢復設備性能轉變到改進設備性能上來, 延長檢修周期, 縮短檢修工期, 保證設備的檢修質量。強化設備缺陷管理周匯報制度和缺陷處理制度,制訂《設備缺陷管理制度》, 各電站每周匯報缺陷情況, 運行管理部門進行統計匯總后交安生部專責進行審查。

4. 優化調度提高效率。

水電站在運行中應正確處理發電用水與灌溉、防洪等的關系, 實行優化調度。一是及時準確了解上游各水文站的水文預報資料, 并根據上游調節庫容下泄流量對來水量進行析, 作好日( 周、旬、月、年) 水情、負荷預測, 確定運行方式。二是合理利用電站有效庫容, 盡可能提高上游水位運行。三是利用豐枯、峰谷電價政策, 盡量做到早晚高峰多發電, 提高綜合電價水平。四是機組的組合運行方式應按效率高、耗水低優先的原則, 保證機組在高效區運行, 以獲得最大的經濟效益。五是配合調度部門做好經濟運行方案, 并要充分利用水資源, 最大限度地發揮電站發電效益。

5. 新建項目中的水電工程及防雷接地工程，在技術設計之前必須征求水電管理科的意見，施工中必須使用安全節能裝置和節能計量儀表，工程竣工后應經水電管理科驗收，驗收合格并將竣工圖紙、資料送交水電管理科備存后，方可接水接電。改、擴建水電工程及防雷（重復）接地工程、水電維修工程由水電管理科負責組織實施。

6. 主供水管上的閥門和消防栓由水電管理科和消防安全科專門管理，任何單位和個人未經批準不得無故開啟

生產設備是生產力的重要組成部分和基本要素之一，是企業從事生產經營的重要工具和手段，是企業生存與發展的重要物質財富，也是社會生產力發展水平的物質標志。生產設備無論從企業資產的占有率上，還是從管理工作的內容上，以及企業市場競爭能力的體現上，它都占有相當大的比重和十分重要的位置。管好用好生產設備，提高設備管理水平對促進企業進步與發展有著十分重要的意義。

五．結束語

中國經濟已進入新的發展時期，在國民經濟持續快速增長、工業現代化進程加快的同時，資源和環境制約趨緊，能源供應出現緊張局面，生態環境壓力持續增大。據此，加快西部水力資源開發、實現西電東送，對于解決國民經濟發展中的能源短缺問題、改善生態環境、促進區域經濟的協調和可持續發展，無疑具有非常重要的意義。另外，大力發展水電事業將有利于縮小城鄉差距、改善農村生產生活條件，對于推進地方農業生產、提高農民收入，加快脫貧步伐、促進民族團結、維護社會穩定，具有不可替代的作用。水電開發通過投資拉動、稅收增加和相關服務業的發展，將把地方資源優勢轉變為經濟優勢、產業優勢，以此帶動其他產業發展，形成支撐力強的產業集群，有力促進地方經濟的全面發展。

參考文獻：

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[2]馬桂娥 羅玉圓水電站工程起重機事故隱患分析 [期刊論文] 《紅水河》 2005年4期

[3]孫翔 加強設備管理提高經濟效益 [期刊論文] 《經營與管理》 2002年11期

[4]初曰亭 龍灘水電工程施工設備管理 [期刊論文] 《紅水河》 2006年4期

篇10

地鐵的供電系統為地鐵運營提供電能。無論地鐵列車還是地鐵中的輔助設施都依賴電能。地鐵供電電源一般取自城市電網，通過城市電網一次電力系統和地鐵供電系統實現輸送或變換，然后以適當的電壓等級供給地鐵各類設備。

地鐵全面采用變電站自動化設計，由于變電站數量多、設備多，在加上其完善的綜合功能，信息交換量大，而且要求信息傳輸速度快和準確無誤。在變電站綜合自動化系統中，監控系統至關重要，是確保整個系統可靠運行的關鍵。

變電站自動化系統，經過幾代的發展，已經進入了分散式控制系統時代。遙測、遙信、遙控命令執行和繼電保護功能等均由現場單元部件獨立完成，并將這些信息通過通訊系統送至后臺計算機系統。變電站自動化的綜合功能均由后臺計算機系統承擔。

將變電站中的微機保護、微機監控等裝置通過計算機網絡和現代通信技術集成為一體化的自動化系統。它取消了傳統的控制屏臺、表計等常規設備，因而節省了控制電纜，縮小了控制室面積。

2地鐵變電站自動化系統組成

在本地鐵變電站自動化系統設計中，采用分層分布式功能分割方案。系統縱向分三層，即變電站管理層、網絡通訊層和間隔設備層。分層式設計有利于系統功能的劃分，結構清晰明了。系統采用集中管理、分散布置的模式，各下位監控單元安裝于各開關柜內，上位監控單元通過所內通信網絡對其進行監視控制。變電站自動化系統需要對35kV交流微機保護測控裝置、直流1500kV牽引系統微機保護測控裝置、380/220V監測裝置、變壓器及整流器的溫控裝置、直流/交流電源屏等設備進行監控和數據采集。

由于可編程序控制器技術經過幾十年的發展，已經相當成熟。其品種齊全，功能繁多，己被廣泛應用于工業控制的各個領域。用PLC來實現地鐵變電站自動化的RTU功能，能夠很好地滿足“三遙”的要求。本系統采用了ModiconQuantum系列PLC，來實現變電站自動化的RTU功能。Quantum具有模塊化，可擴展的體系結構，用于工業和制造過程實時控制。對應于變電站的電壓等級和點數的多少，可以選用大、中、小型不同容盈的PLC產品。

隨著當地保護裝置功能的日益強大，可以通過與保護裝置的通訊來實現遙控和遙信功能。一些特殊要求的情況下，采用DI,DO,AI模塊來實現遙控和遙信。使用PLC的DI模塊來實現遙信、用PLC的DO模塊來實現遙控、用PLC的AI模塊來實現遙測、用PLC的通信功來完成與微機保護單元的通訊。利用PLC的各種模塊可以很方便的實現“三遙”基本功能。

3地鐵變電站自動化系統設計

3.1系統結構

變電站管理單元內的主監控部分采用可編程控制器PLC。CPU模塊采用80586處理器，主頻66MHz，內存2M，并配有存放數據、可調參數和軟件的RAM和FLASHMEMORY。能對CPU及I/O進行自診斷。

電源模塊，采用冗余配置。電源采用冗余配置，系統輸人兩路直流電源，保證系統在1路電源失電時，系統仍可無擾動安全運行，提高系統的可靠性。通訊模塊采用Modbus+通訊模塊。系統結構如圖1所示:

間隔層的微機保護裝置經過RS一485總線分成幾個組，連接到網橋的Modbus通訊口上，通過網橋收集數據并將這些數據通過MB+網絡送到主監控單元PLC。

系統的主監控單元可通過可編程網橋編制不同的規約，滿足與不同智能設備之間的接口需要。MODBUS網橋NW-BM85C002MB+網橋/多路轉換器，每臺網橋具有4個通訊口與間隔層的智能設備通訊，網橋將MODBUS協議的數據進行協議轉化，通過MB十網絡與PLC建立網絡通訊，同時在中央信號屏中還配有可編程網橋NW一BM85C485，通過MB+網絡與PLC連接，每個可編程網橋具有四個通訊協議可編程的RS一485口，在本方案中對其中的兩個口進行編程，使之通過IEC一60870-7-101與中央控制中心通訊。

系統網絡通訊層向上通過可編程網橋的RS一422接口采用IEC60870-5-101國際標準規約實現與控制中心通訊;向下網絡通訊層通過網橋RS-422接口MODBUS標準規約實現與主變電站內的各開關柜或保護屏內的微機綜合保護測控單元等智能裝置通訊，滿足變電所綜合自動化系統控制、測量、保護的技術要求。通過網橋與智能設備及控制中心通訊，由網橋實現協議轉換，降低PLC的CPU模塊負荷率，提高系統的可靠性。

配置液晶顯示器，用于變電所內監控、軟件維護，設備調試，站控層操作等人機接口。帶有液晶顯示器實現站內數據的顯示和控制。液晶顯示以漢字實時顯示所內所有事故、預告信號、所內各微機綜合保護測控單元的運行狀態。事件變位的內容、時間等。當多個事故信號同時發生時，液晶顯示報警裝置按新舊次序，在所內時間分辨率的范圍內依次顯示各種信息，并能存儲。操作員通過按鈕對顯示進行選擇，必要時操作員可通過該組操作按鈕對開關進行所內集中控制。

“就地一遠方”控制切換裝置。為便于系統運行的需要，在中央信號屏內裝有“就地一遠方”切換開關，實現就地控制和遠方控制之間的方式切換和閉鎖。在變電站控制上，方便分層控制和管理。

系統的電源采用冗余配置，系統輸人兩路直流電源，保證系統在一路電源失電時，系統仍可無擾動安全運行，提高系統的可靠性。

3.2開放式、宜擴展性設計

可以與滿足相應標準規約(profibus,spabus,modbus等)的其它公司相關的(IED)互聯進行信息交換。充分考慮到變電站擴建、改造等因素，間隔層設備基于模塊式標準化設計，可根據要求隨意配置，變電站層設備設置靈活。

網絡通訊層設計考慮到工業以太網、CAN、422、modbus+等現場總線的接口設計，能充分滿足大流量實時數據傳送的實時性和可靠性。

3.3軟件設計

PLC軟件方面，由于PLC以循環掃描和中斷兩種方式來執行程序。為了完成所有RTU功能，PLC采用循環掃描方式，與各個間隔層保護單元進行通訊。通過Modbus總線，讀取各個保護單元的遙測、遙信信息，同時通過總線通訊對各個智能保護裝置進行設點操作，實現對開關的遙控功能。本系統采用了Quantum系列PLC配套的con-cept編程軟件中的FBD方式，進行了PLC的組態，實現了變電站自動化的三遙功能。

如圖2所示的遙控功能的組態。通過使用合適的功能塊的組合，可以實現你所要的功能。其中的功能塊有concept軟件的FFBlibarary提供的標準功能塊，也可以自己定義，自己獨特的功能塊。

遙信的實現，有兩種方式。一種是通訊方式，當變電站設備發生變位時，通過PLC與智能保護裝置的通訊，讀取變位的信息到PLC中，并將其上送給控制中心。另一種為D工模塊方式，通過連接設備的位置繼電器，PLC的DI模塊能夠感知設備的變位信息。

遙測的實現也包含兩種方式。一種是通訊方式，PLC通過與智能保護裝置的通訊，實時獲取保護裝置采集的遙測量信息，相當于由保護裝置完成現場級的采集功能。另一種為AI模塊方式，由PLC自己來完成現場的遙測量采集，并將采集到的數據存放在RAM中。網橋將RAM中的遙測量信息，作為二級數據，實時的與控制中心進行通訊。

網橋中的報文接收分析程序分析控制中心傳來的報文，如果分析認為其是遙控報文，對其進行報文解析，將獲取的遙控對象信息寫入PLC，由PLC程序與智能保護裝置通訊，來完成遙控功能。

3.4系統功能及特點

變電站自動化實施對變電站各種設備進行實時控制和數據采集，實現對各種設備的微機控制、監視、邏輯閉鎖、微機測量以及實現所間開關聯跳功能。

變電站自動化系統的特點:

(1)完善的自檢功能，除通過通信對各單元進行監控外，各單元中保護和監控模塊都具有極強的自檢功能，同時二者相互監視，一旦發生異常，及時報警，提高系統運行可靠性。

(2)開關、刀閘狀態信息采用常開及常閉雙位置接點，通過軟件判斷其合法性。

(3)監控系統采用PLC代替傳統的RTU，各智能模塊采集的數據通過現場總線上傳到通訊控制器。

(4)取消了常規光字牌，采用計算機模擬光字牌，并按不同電壓等級的分層模式來顯示。

(5)簡化防誤閉鎖設計，重要設備之間用硬接線實現閉鎖功能，綜合自動化軟件具備軟件邏輯判別功能，但考慮到已有運行和檢修經驗，一般不在后臺軟件中進行閉鎖。

(6)對暫態變位信號，經軟件處理，采用自保持方式，未經人工確認信號不會消失。

4結束語

在實際運行中，網橋與控制中心的雙通道設計，給運營和檢修帶來了很大的便利。因為是軟件自動切換，克服了進口系統手動切換通道的缺點，通道的狀態由軟件來判斷，大大提高了發現問題的及時性。雙通道同時出現故障的概率并不是很高，實際運營中有在備用通道長時間運行的情況，這樣就給檢修人員預留了充足的時間來檢查問題。

PLC硬件由于應用工業級可靠性設計，因此實際運行中非常可靠，絕少出現死機的情況，可靠性遠高于采用windows操作系統的通用計算機，很好的滿足了供電監控的要求。從交付使用到現在PLC還沒有出現過硬件故障，凸顯了PLC對地鐵的潮濕、高溫環境的適應性。模塊化的設計也使的系統的檢修和更換更為便捷。

需要更改進的方面，就是對通信的改進。由于設計中沒有采用光纖通訊模塊，各設備對由絕緣檢修和線纜破損竄進來的高壓電，不能非常有效的隔離，會造成設備的高壓擊穿，造成不必要的損失，計劃在今后的設計中對于高電壓的隔離方面加以改進，就可以很好的避免這種問題。

參考文獻

[1]施耐德.ModiconTsxQuantum硬件手冊，1998

[2]黃益莊.變電站綜合自動化技術.北京:中國電力出版社，2000,1(2):41-43

篇11

1.1 題目背景

水資源監測是水資源管理與保護的重要手段，我國水資源緊缺、水污染嚴重，如何高效、實時地獲取水環境參數、研究開發水環境監測新方法，已成為水環境管理與保護的一項重要任務。無線傳感器網絡 WSN(Wireless Sensor Network)是將有感知能力、計算能力和通信能力的微小傳感器節點采用規則或隨機方式部署在監控區域，通過無線自組織和多跳的方式構成的分布式網絡。它集傳感器技術、嵌入式技術、現代網絡技術、無線通信技術和分布式信息處理技術于一體，以數據處理為中心，協作地感知、采集、處理和傳輸目標區域的監測信息并報告給用戶。它具有可快速部署、無人值守、功耗低和成本低等優點。

1.2 國內外相關研究情況

在世界上我國屬于水資源貧乏國家, 對水資源的優化使用對我國實施可持續發展戰略具有十分重要的意義。強化對水資源環境的監控是一個長期的任務。常規水資源環境監測方法主要分為以下兩種:(1)利用便攜式水質監測儀人工采樣、實驗室分析的方式。該方式僅限于對河流、湖泊的幾個斷面采樣,采樣頻率從每月數次到每日數次。(2)采用由一個中央控制室和若干個監測子站組成的水環境自動監測系統對水環境參數進行自動連續監測, 數據遠程自動傳輸, 可以實時查詢所設站點的水環境參數[1]。前者由于無法對水環境參數進行遠程實時監測, 存在水質監測周期長、勞動強度大、數據采集速度慢等問題, 不能很好地反映水環境的連續動態變化, 不易及早發現污染源并預警。后者能很好地解決水質監測周期長、勞動強度大、數據采集和傳輸速度慢等問題, 但由于有鋪設電纜和建立監測子站的施工要求, 因而存在對監測地點原有的生態環境影響大、系統投資成本高、監測水域范圍有限的缺點, 同時無法進行大面積布設監測子站、對每個小水域實施多點遠程實時監測。基于無線傳感器網絡的水資源實時監測系統, 比較典型的國外代表有美國Heliosware公司的EMNET系統和澳大利亞CSIRO 的Fleck系統[2、3]。上述兩種系統可采集參數種類較少、不提供對水資源的視頻監測功能且通信速率低、產品體積較大、功耗較高, 目前僅適合用作研究, 尚不能作為實用系統在現場使用。國內已對基于無線傳感器網絡的水資源實時監測系統的一些關鍵技術進行了研究[4]。與傳統的監測法相比, 無線傳感器網絡具有對生態環境影響小、系統成本低等優點。

近些年來，無線傳感器網絡是國際上非常關注的、涉及到多個學科高度交叉、知識高度集中的熱點研究領域。目前，無線傳感器網絡的研究經過了兩個階段。第一階段主要是采用MEMS技術設計微型節點，代表性的研究成果是智能埃及SmartDus無線集成網絡傳感器WINS。第二階段是研究網絡問題。國外設計了很多套演示系統取得了一系列重大的理論研究成果。在國外，Intel公司于2002年了基于無線傳感器網絡的新型計算機發展戰略，主要研究無線傳感器網絡在醫學、森林防火、環境監測等方面的應用。在國內，很多科研機構和大學隊無線傳感器網絡都進行了相關方面的研究。有業內專家指出，中國掌握了物聯網(WSN的實際應用)的世界話語權，不僅表明我國在該領域上的技術領先，同時也在于中國式世界上少數能將WSN實現產業化的國家之一。

1.3 研究意義

水資源是生命生存不可替代的自然資源，是生命支持系統之一，也是重要的環境要素。樓蘭古城的興起是由于豐富的羅布泊湖水的滋潤，富庶的樓蘭11萬平方米，人口達萬人，是樓蘭國的首邑，是我國古代一重鎮，也是絲綢之路南線必經之地。后來由于種種原因導致水資源衰竭，繁華的古城衰落，直至湮沒在茫茫的荒漠之下。

水資源危機究竟始于何時，目前學術界尚無公論。但是水資源危機引起了世界各國的關注與不安。我國是一個人口眾多，水資源絕對數量較高而相對數量較低的缺水國家。1988年7月1日《中華人民共和國水法》正式實施后，確立了每年水法宣傳周(簡稱為水周)，其目的就是通過這一活動，向公眾集中灌輸有關水資源開發利用與保護方面的知識和政策法規，以增強公眾節約水資源的意識。

我國的水資源價值理論受水資源是取之不盡，用之不竭的傳統價值觀念影響，造成了水資源長期被無償地開發利用，不僅造成了巨大的寶貴水資源浪費和對水資源非持續開發利用，同時對人類的生存及國民經濟的健康發展產生了嚴重的威脅。盡管近幾年來對此有所認識，采取了相應的行政或法律手段扭轉這種被動局面，但是，由于對水資源價值理論的研究不夠深入，致使所采取的措施缺乏廣泛的經濟社會基礎，最終結果是政府干預行為過于集中和強硬，市場行為和經濟杠桿的作用又過于薄弱，導致期望與現實相差甚遠。因此，水資源價值研究在持續利用水資源過程中具有重要的地位，是實現持續發展戰略一個組成部分，開展此方面的研究是十分必要的。

2.本課題研究的主要內容和擬采用的研究方案、研究方法或措施

2.1 研究的主要內容

根據無線傳感器網絡的基本理論和水資源監測的實際需求，設計基于無線傳感器網絡的水資源實時自動監測系統，能夠在線實時測量溫度、PH 值、電導率、濁度等參數的水資源監測系統，此系統在監測區域內采集相關數據，利用監測區域協調器節點和遠程監測中心(PC 機)之間的通信,把經過處理的測量結果動態地顯示出來。本課題完成系統上位機的軟件設計，由串口接收協調器節點送來的水資源監測數據，進行數據解析，提取出各個傳感器采集的數據并通過界面動態的顯示出來。

2.2 研究方案

關于本次研究的課題，基于無線傳感網絡的水資源監測系統的設計，主要可分為三個部分，由于本次課題的研究只涉及上位機部分，即圖一中的虛線部分，主要設計上位機的軟件界面的設計部分，其中包括有串口接收數據，解包數據，以及顯示部分，其中的解包部分包括,將PH值，濁度，在線實時溫度，電導率和它們各自對應的數值一一對應起來，這部分主要涉及用Visual C++語言將其用軟件編程，并實現功能，其流程圖為圖2：

實現過程為：先初始化軟件，再設置軟件編輯界面，設置好界面后，開始接收由協調器經串口發送過來的數據，進而解包數據，接著處理數據，將PH值、實時測量溫度、濁度以及電導率的各組數據按照一定的要求計算好，顯示各組數據，最后結束程序。

在這個過程中，實現了串口接收數據，解包數據，處理數據以及最后將數據動態的顯示出來，完成了本次研究的要求。

3.本課題研究的重點及難點，前期已開展工作

要完成這次課題，即基于無線傳感器網絡的水資源監測系統的設計上位機，需要完成的內容有：系統上位機的軟件設計、接收由串口協調器節點發送過來的水資源監測數據、進行接收數據的解析、提取出各個傳感器采集的數據并且通過界面動態的顯示出來。其中重點以及難點有：系統上位機的軟件設計，由于對上位機不是很了解，以前也沒有接觸過上位機，對它的功能，使用不了解，也沒有接觸過Visual C++語言，屬于初學者，會有一定的難度，既是重點也是難點;把接收到的數據進行數據分析，要進行合理的、有效的數據分析，是一個關乎本次課題成敗的重點;將提取出的數據通過界面動態的顯示出來，要通過一定的平臺來顯示，即要通過一定的硬件設施顯示，這就需要能夠正確的，有效的連接到所用的平臺，是研究的最后一道門檻，也是重點。

目前為止，已經開展的工作有，通過查詢相關資料以及通過互聯網了解到上位機的功能，以及它所需要的編輯工具-----Visual C++，對我來說這是一種新的語言，現在已經開始看有關C++方面的書，開始學習使用它一些簡單的使用方法。

4.完成本課題的工作方案及進度計劃(按周次填寫)

第1-3周：查找借閱相關書籍資料,確定系統的總體方案，完成開題報告;

第4-9周：進行上位機軟件編程學習，軟件界面設計

第10-11周：進行軟件設計、進行數據解析;

第12-15周：系統調試，驗證系統功能;

第16-17周：完成畢業論文,準備答辯

注：

1、正文：宋體小四號字，行距22磅。

2、開題報告裝訂入畢業設計(論文)附件冊。

參考文獻

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軟件技術畢業生論文開題報告范文 工資管理系統的目的和意義

在中原大化儀表公司是一家省屬大型企業分支單位,隨著社會主義市場經濟的快速發展,該公司下在發生著日益的變化,職工流動速度在加快,工資增減幅度在加大,員工,職稱,績效評定等信息也隨之越來越多 ,作為工資管理和發放單靠傳統的手工處理已顯得力不從心,手工發放需要反復進行抄寫,計算,不僅浪費時間,還常因抄寫不慎出現張冠李戴,或者由于計算疏忽,出現工資發放錯誤的現象.同時工資的發放具有較強的時間限制,必須嚴格按照公司規定的時間完成任務.正是這種重復性,規律性,時間性,使得工資管理的計算機化成為可能.

使用計算機進行工資發放,不僅能夠保障工資核算無誤,快速輸出,而且還可以利用工資數據庫對有關的各種信息進行統計,服務于上級財務部門的核算與賬務處理.從而提高工資管理發放的效率,實現企業員工工資管理的系統化,規范化和自動化.

計所達到的要求,技術指標,預計的技術關鍵,技術方案和主要實驗研究情況

預計達到的要求:

技術指標

(1)開發環境:visual foxpro6.0

(2)運行環境:windows9x/windowsXX

技術關鍵:

采用foxpro編程思想,利用其強大而完整的功能開發這樣一套職工工資管理軟件,其主要技術有:foxpro數據庫技術,新類的設計與應用,系統容錯性的處理,組合查詢技術的實現等.

技術方案和主要實驗研究情況:

(1)開發職工工資管理系統

(2)職工工資管理系統的數據庫結構設計與實現

(3)職工工資管理系統的具體實現

課題研究進展計劃:

月28號:畢業設計選題

月10號:開題報告撰寫

月19號:對開題報告進行改進

月29號:對系統整體設計

月15號:中期報告

月21號:論文撰寫

月28號:系統檢查

月4號: 論文答辯

現有在條件,人員(姓名,職稱)及主要設備情況

已有軟件:microsoft visual foxpro 6.0,winXX平臺

設計人員:樊利清

主要設備:計算機(intel pentium 4)一臺,激光打印機 一臺

參考文獻

(1)開發使用手冊 人民郵電出版社

(2)數據庫系統概論 高等教育出版社

(3)個人電腦實用基礎教程 寧杭出版社

(4)數據庫系統及應用基礎 北方交通大學出版社

(5)數據結構 中央廣播電視大學出版社

篇12

一、當前傳感器實驗教學中的主要問題分析

隨著各類新型傳感器的不斷涌現，教材內容和實驗手段卻沒有及時更新，導致學生學習了“傳感器及檢測技術”課程而不認識實際使用的傳感器，不會根據具體的檢測任務選擇合適類型、精度的傳感器，面對傳感器與控制器的接線無所適從等的教育問題。出現上述問題有以下四方面原因。

1.過分強調教師的指導性，忽略了學生的能動性

表現為實驗教學中以教師為主，學生被動地按教師的演示方法或實驗教材規定的步驟進行實驗結果的驗證，實驗教師教什么和怎么教，既不考慮專業培養的發展需要，也不考慮培養對象的個人興趣，致使學生處于被動學習的狀況，教師僅僅講解而不進行教學信息的雙向交流，不利于提高學生學習的積極性和主動性。

2.實驗內容陳舊，實驗手段單一

目前傳感器課程的實驗設備的主流產品是組合實驗箱，這種儀器是把多種傳感器、電源、處理電路、顯示儀表集于一體，組成了一個完整的測量系統。實驗時學生主要根據實驗指導書給出的步驟接幾根線，手動調節實驗儀器，手動記錄輸入和輸出值、計算實驗結果、畫出實驗曲線。這種實驗箱對學生的開放程度比較低，學生只是操作、記錄實驗數據，對實驗的傳感器種類、實驗原理、測量電路和方法了解的少。這種通過實驗箱完成的以驗證型實驗為主的實驗方式不利于培養學生實驗的興趣，更不利于培養學生的動手能力和創新能力。

3.傳感器課程的實驗內容設置不合理

傳統實驗教學按課堂教學的各個課程階段進行，教學內容是以課堂教學中的理論或定律的驗證和求證為主，各類新型傳感器的不斷涌現和廣泛應用并沒有設置在當前實驗內容中，與企業生產實踐和工程實際應用嚴重脫節。

4.實驗考核手段呆板

在傳統的實驗教學中，學生實驗成績的評價是按實驗預習、實驗操作步驟的完成情況、實驗結果、實驗報告完成情況等來考核，這導致學生處于不假思索的被動實驗狀態，甚至同學之間相互抄襲，沒有留給學生發揮創造思維的空間，嚴重影響了學生的學習積極性和熱情，不利于學生的自主發展。

二、改革具體實施方案

在20世紀80年代和90年代，在工業界和政府部門工作的工程師，就已經和學校的教學領導一起討論如何改善工程教育的狀況。其共識是對當前工程教育偏重于包括數學、科學和技術專業方面的理論教學，而對強調技能如設計、團隊合作和溝通等方面的實踐基礎沒有加以足夠的重視。[2]該共識提出學生的能力不僅包括自學能力、應用能力和實際動手能力，還應包括創新能力和團隊合作和溝通能力。因此，必須深化實驗教學內容、實驗手段及實驗方式的改革。

為了加強工程教育的改革，我校先后與國內外著名企業合作共建了一批具有較強工程實踐背景的，適應現代工程技術，融基礎性、綜合性、設計性和創新性特點為一體的一流實驗中心（室）。如三菱電機自動化實驗中心、ge自動化系統集成實驗室、西門子先進自動化聯合示范實驗中心、博世力士樂機電一體化實驗中心、臺達自動化實驗中心、賽普拉斯聯合共建psoc實驗室等。在此基礎上，進行了一系列課程教學和實踐的改革。傳感器技術及應用課程也進行了改革的探索和實施。

課程設置上提高了實驗學時的比例，并且把教室放到了實驗室，教師一邊講解一邊操作，增加了學生對傳感器的直觀認識和學習興趣，真正做到“做中學”。實驗課程以當前自動化系統所涉及到的主要物理量及主流傳感器類型為實驗對象，分層次設置基本技能型實驗、驗證型實驗、綜合型實驗、設計型實驗四級實驗課程模塊，嘗試采用開放式實驗教學，加強實驗與實踐環節，以提高學生的綜合實踐能力和創新能力。制訂對學生實踐動手能力、綜合運用理論知識解決實際問題的能力和獨立設計能力進行評估的綜合評估方案。

1.實驗課程設置

在實驗內容的安排上以校企共建實驗室為依托，以培養綜合實踐能力和以獨立思考能力為主線，從簡到繁，循序漸進，進行實驗內容的整合，建立與傳感器理論課程并駕齊驅的實驗課程，在人才培養和目標定位上形成二者并重的既緊密聯系又相對獨立的兩個支柱。同時在實驗內容設置上將電子技術、單片機技術、plc與電氣控制、檢測技術等課程內容有機地結合起來，形成以項目實現為目標的綜合性實驗內容，克服傳統傳感器及檢測技術實驗教學中驗證性、低層次重復性實驗過多的弊端，增加綜合性、設計性實驗教學內容，為培養學生綜合能力、實踐能力和創新能力奠定基礎，加強了學生的團隊合作和溝通能力。

2.實驗內容建立多級分層的模塊結構

按照傳感器學科特點和職業技術的要求，分層次建立起基本技能型實驗、驗證型實驗、綜合型實驗、設計型實驗四級實驗課程模塊。

基本技能型實驗包括儀器、儀表的使用和基本的電子工藝，為后續實驗的操作打下堅實的基礎。

驗證型實驗指通過實驗來驗證傳感器課程中的基本理論，加深對相關理論的理解和認識，這部分內容可通過教師在講授理論的課堂演示和學生課外自己操作。實驗內容如箔式應變片性能，相敏檢波器原理及特性，電感、電容、磁感應式傳感器的特性，直接檢測式、對射式、反射式光電傳感器的性能等實驗內容。

綜合型實驗旨在培養學生綜合運用傳感器理論知識分析問題和解決問題的能力。綜合性實驗內容要體現系統性和實用性，實驗項目要包括被檢測信息的獲取、轉換、顯示以及測量數據的處理等技術。實驗教師僅提出實驗項目要求和實驗條件，學生以小組為單位查閱相關資料，把學過的理論知識與實驗內容聯系起來，并結合實驗室現有設備和條件，提出項目方案論證，由教師確認可行之后動手完成實驗。這種實驗教學，極大地提高了學生學習的主動性，增強了動手能力，更有利于培養學生的綜合實踐能力與創造性思維能力。綜合型實驗將學生置于校企共建實驗室環境中，可以將自動化專業多門課程綜合應用，如采用plc技術和傳感器技術綜合設計并制作一個恒壓供水系統，采用溫控儀或plc和傳感器技術設計并制作一個恒溫控制系統、采用mcs51系列單片機構建一個智能汽車超載報警器、采用mcs51系列單片機完成微位移測量并顯示系統等。

設計型實驗以工程實際應用為背景，以項目的方式完成實驗課程的訓練。指導教師僅提出項目需求，由學生查閱資料、根據校企合作共建實驗室現有設備自行設計項目實施方案，并由指導教師確認并實施。校企合作實驗室均采用開放式管理，使得學生完成實驗的方式和手段不拘泥于課堂上而完全轉變為課堂外，增加了實驗的靈活性和提高了學生的創新能力。設計性實驗如學完壓電式傳感器設計并制作一個壓電式玻璃破碎報警器、學完霍爾式傳感器設計并制作智能測速儀，學完光電式傳感器設計一個智能路燈亮滅控制系統、對城市路燈具有一定的節能管理功能以及酒后駕車智能酒精濃度報警器，智能障礙探測儀等具有實際應用意義的實驗項目，使得學生具有濃厚的興趣和項目完成的成就感。

3.實驗實施方案

實驗課改變傳統的以課時為單位的教學方法為項目教學法。綜合性和設計性實驗以小組為單位，每小組3～4人，信息的收集、方案的設計以及項目實施都由學生自己負責，學生通過該項目的實施，解決并把握整個過程及每一個環節中的基本要求，教師僅提供指導。改變教師的主導地位和單向的授課方式為相互的交流和討論，創設情境，啟迪思維，引導學生積極主動地參與教學，激發學生的學習興趣，增加課堂信息量，營造積極活躍的學習氛圍，培養學生形象思維及創新思維能力。組織學生分組討論，然后派代表發言，使得學生由被動接受轉換為主動思考，深化了學生對教學內容的理解。實驗室采用開放式管理，學生可以靈活的控制項目進度。

4.制訂合理的實驗成績考核方案

篇13

1.電氣主接線的基本要求

可靠性。所謂可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對用戶不間斷的供電。衡量可靠性的客觀標準是運行實踐。經過長期運行實踐的考驗，對變電所采用的主接線經過優選，現今采用主接線的類型并不多。主接線的可靠性不僅要考慮―次設備對供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護二次設備的故障對供電可靠性的影響。同時，可靠性不是絕對的，而是相對的。一種主接線對某些變電所是可靠的，而對另一些變電所可能是不可靠的。

靈活性。主接線的靈活性有以下幾方面要求：一是調度要求。可以靈活的投入和切除變壓器、線路、調配電源和負荷，能夠滿足系統在事故運行方式下、檢修方式下以及特殊運行方式下的調度要求。二是檢修要求。可以方便的停運斷路器、母線及其繼電保護設備，進行安全檢修，且不致影響對用戶的供電。三是擴建要求。可以容易的從初期過渡到終期接線，使在擴建時，無論一次和二次設備改建量最小。

2.電氣主接線的原則

考慮變電所在電力系統中的地位和作用。變電所在電力系統中的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電所不管是樞紐變電所、地區變電所、終端變電所、企業變電所還是分支變電所，由于它們在電力系統中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經濟性的要求也不同。

考慮近期和遠期的發展規模。變電所主接線設計應根據5―10年電力系統發展規劃進行。應根據負荷的大小和分布、負荷增長速度以及地區網絡情況和潮流分布，并分析各種可能的運行方式，來確定主接線的形式以及所連接電源數和出線回數。

考慮負荷的重要性分級和出線回數多少對主接線的影響。對一級負荷，必須有兩個獨立電源供電，且當一個電源失去后，應保證全部一級負荷不間斷供電；對二級負荷，一般要有兩個電源供電，且當一個電源失去后，能保證大部分二級負荷供電。三級負荷一般只需一個電源供電。

考慮主變臺數對主接線的影響。變電所主變的容量和臺數，對變電所主接線的選擇將產生直接的影響。通常對大型變電所，由于其傳輸容量大，對供電可靠性要求高，因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對主接線的可靠性、靈活性要求低。

考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響。發、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電、適應負荷突增、設備檢修、故障停運情況下的應急要求。電氣主接線的設計要根據備用容量的有無而有所不問。例如，當斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運；當線路故障時允許切除線路、變壓器的數量等，都直接影響主接線的形式。

二、電氣主接線設計程序

1.電氣主接線的設計程序

電氣主接線的設計伴隨著變電所的整體設計，即按照工程基本建設程序，歷經可行性研究階段、初步設計階段、技術設計階段和施工設計階段等四個階段。在各階段中隨要求、任務的不同，其深度、廣度也有所差異，但總的設計思路、方法和步驟相同。

對原始資料進行分析，具體內容如下：一是本工程情況。主要包括：變電所類型；設計規劃容量；變壓器容量及臺數；運行方式等。二是電力系統情況。電力系統近期及遠景發展規劃（5―10年）；變電所在電力系統中的位置（地理位置和容量位置）和作用；本期工程和遠景規劃與電力系統連接方式以及各級電壓中性點接地方式等。三是負荷情況。負荷的性質及地理位置、電壓等級、出線回路數及輸送容量等。電力負荷在原始資料中雖已提供，但設計時應該認真地辯證地分析。因為負荷的發展和增長速度受政治、經濟、工業水平和自然條件等方面影響。如果設計時，只依據負荷計劃數字，而投產時實際負荷小了，就等于積壓資金，否則電量供應不足，就會影響其他工業的發展。四是環境條件。當地的氣溫、濕度、覆冰、污穢、風向、水文、地質、海拔、地震等因素對主接線中電器的選擇和配電裝置的實施均有影響。

2.擬定主接線方案

根據設計任務書的要求，在原始資料分析的基礎上，可擬定若干個主接線方案。因為對電源和出線回路數、電壓等級、變壓器臺數、容量以及母線結構等考慮的不同，會出現多種接線方案（近期和遠期）。應依據對主接線的基本要求，從技術上論證各方案的優缺點，淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留2―3個技術上相當，又都能滿足任務書要求的方案，再進行可靠性定量分析計算比較，最后獲得技術合理、經濟可行的主接線方案。

3.主接線設計

主接線的基本形式，就是主要電氣設備常用的幾種形式，分為兩大類：有匯流母線的接線形式、無匯流母線的接線形式。

變電所電氣主接線的基本環節是電源（變壓器）、母線和出線（饋線）。各個變電所的出線回路數和電源數不同，且每路饋線所傳輸的功率也不一樣。在進出線數較多時（一般超過4回），為便于電能的匯集和分配，采用母線作為中間環節，可使接線簡單清晰，運行方便有利于安裝和擴建。但有母線后，配電裝置占地面積較大，使用斷路器等設備增多。無匯流母線的接線使用開關電器較少，占地面積小，但只適用于進出線回路少，不再擴建和發展的變電所。有匯流母線的接線形式主要有：單母線接線和雙母線接線。設計中僅以單母線接線為例。

由于斷路器具有開合電路的專用滅弧裝置，可以開斷或閉合負荷電流和開斷短路電流，故用來作為接通或切斷電路的控制電器。隔離開關沒有滅弧裝置.其開合電流能力極低，只能于設備停運后退出工作時斷開電路，保證與帶電部分隔離，起著隔離電壓的作用。所以，同一回路中在斷路器可能出現電源的一側或兩側均應配置隔離開關，以便檢修斷路器時隔離電源。若饋線的用戶側沒有電源時，斷路器通往用戶則可以不裝設線路隔離開關。但如果費用不大，為了防止過電壓的侵入，也可以裝設。

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