序論：速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗(yàn)，特別為您篩選了11篇數(shù)字動畫技術(shù)論文范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料，歡迎隨時與我們的客服老師聯(lián)系，希望您能從中汲取靈感和知識！

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配電自動化主要包括饋線自動化、變電站自動化、配電管理系統(tǒng)等，其中饋線自動化技術(shù)主要通過線路運(yùn)行狀態(tài)的檢測和控制來實(shí)現(xiàn)對線路故障的及時發(fā)現(xiàn)和隔離、以及負(fù)荷轉(zhuǎn)移和及時恢復(fù)供電的功能。變電站自動化借助計算機(jī)硬件系統(tǒng)等裝置，將自動控制技術(shù)與信息處理技術(shù)應(yīng)用于變電站的運(yùn)行、測量和監(jiān)控過程中，能夠更好地實(shí)現(xiàn)變電站數(shù)據(jù)的采集、計算和處理。通過與繼電保護(hù)信息的交換和自動控制的協(xié)調(diào)配合來實(shí)現(xiàn)其主要功能，是配電自動化的主要內(nèi)容。配電管理系統(tǒng)中主要應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)、通信技術(shù)結(jié)合相關(guān)設(shè)備來完成對配電網(wǎng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視、管理和控制。

配網(wǎng)自動化在電網(wǎng)中的應(yīng)用，保證了供電質(zhì)量，提高了供電可靠性，是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要基礎(chǔ)之一，目前我國配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設(shè)才剛剛起步，結(jié)合市場需求，我國的配電自動化系統(tǒng)將呈現(xiàn)多樣化、集成化和智能化特點(diǎn)，分別適用于不同需求的地區(qū)和人群，每個部分發(fā)揮自己的特點(diǎn)，形成一個高效的應(yīng)用整體。目前自動化系統(tǒng)中的技術(shù)正逐步走向智能化，電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用更具有廣闊的前景。

2電子技術(shù)與自動化系統(tǒng)的關(guān)系

2.1電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)中，電力電子技術(shù)可通過改善設(shè)備的運(yùn)行特性來實(shí)現(xiàn)對大型發(fā)電機(jī)的靜止勵磁控制和發(fā)電機(jī)的變速恒頻勵磁等，其調(diào)節(jié)具有快速高效的特點(diǎn)，還能在一定程度實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目的。在輸電環(huán)節(jié)中，主要通過柔流輸電技術(shù)來完善交流輸電或電網(wǎng)運(yùn)行性能，通過高壓直流輸電技術(shù)實(shí)現(xiàn)對孤立系統(tǒng)的供電，簡化了供電設(shè)備的使用，降低了生產(chǎn)造價。在配電環(huán)節(jié)中，電力電子技術(shù)的應(yīng)用有效地解決的供電可靠性和供電質(zhì)量不高的難題，是配電網(wǎng)對電能的控制能適合不同程度的要求，電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)的結(jié)合，使配電系統(tǒng)與用戶之間的聯(lián)系更加密切，提高了國家電網(wǎng)的供給和服務(wù)能力。

2.2信息電子技術(shù)在自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用

信息電子技術(shù)主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)的自動化中的電網(wǎng)調(diào)度自動化和變電站自動化中，電網(wǎng)調(diào)度自動化的主要功能是對電力生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控、電網(wǎng)運(yùn)行安全性分析、電能負(fù)荷預(yù)測等，結(jié)合對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和電網(wǎng)調(diào)度中心、服務(wù)器以及各終端設(shè)備的調(diào)控來實(shí)現(xiàn)自動化運(yùn)行。能有效解決電能的合理分配問題，同時保證電網(wǎng)調(diào)度的安全穩(wěn)定運(yùn)行。我國電網(wǎng)調(diào)度自動化分為五個等級，分別為國家電網(wǎng)調(diào)度、大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度、省級電網(wǎng)調(diào)度、地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度和縣級電網(wǎng)調(diào)度。

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2.掘進(jìn)機(jī)自動糾偏技術(shù)

掘進(jìn)機(jī)在完成截割落煤、裝煤和運(yùn)煤一個循環(huán)，進(jìn)行下一個自動截割之前要進(jìn)行自動糾偏操作，使掘進(jìn)機(jī)沿巷道中心線前進(jìn)。掘進(jìn)機(jī)前行是否滿足設(shè)計要求，主要通過方向和位置進(jìn)行判別。判斷掘進(jìn)機(jī)方向的元件是三維電子羅盤儀，通過檢測掘進(jìn)機(jī)行進(jìn)方向與地磁正北方向的夾角，即可確定掘進(jìn)機(jī)中性線與巷道設(shè)計中心線角度偏差，再利用激光指示儀指向，可控制掘進(jìn)機(jī)沿設(shè)計目標(biāo)前進(jìn)。判斷掘進(jìn)機(jī)中性線與巷道設(shè)計中性線位置偏離的執(zhí)行元件是超聲波測距傳感器，左面設(shè)置2個，右面設(shè)置3個。利用超聲波回聲測距以及精確測量時差就能夠測出傳感器與目標(biāo)之間的距離，再通過二軸傾角傳感器檢測機(jī)身與水平面之間的俯仰角以及機(jī)身側(cè)傾角控制掘進(jìn)機(jī)沿有利位置前進(jìn)。利用行走馬達(dá)、比例電磁閥及PLVC控制單元可調(diào)整掘進(jìn)機(jī)行進(jìn)方向和位置。

3.掘進(jìn)機(jī)煤巖識別技術(shù)

煤層和巖石硬度上的差別反映在掘進(jìn)機(jī)截割負(fù)荷的差異，具體到截割作業(yè)，截割煤層與截割巖層時截割電機(jī)的電流、旋轉(zhuǎn)油缸壓力、升降油缸壓力以致速度等參數(shù)都會發(fā)生改變，依據(jù)同一巷道截割不同層面下煤與巖石的參數(shù)值，就可以對煤、巖界面進(jìn)行判別。截割過程中底板、頂板和兩幫可依據(jù)這個原則進(jìn)行識別。例如沿底板截割時，如果截割軌跡在底板以上范圍遇到的巖石可判斷為夾矸，這種情況下可通過控制電磁比例閥降低進(jìn)給速度繼續(xù)截割；而在底板以下范圍遇到巖石可判斷為底板，可不斷抬高截割頭進(jìn)行水平截割嘗試，直至發(fā)現(xiàn)煤層。

4.掘進(jìn)機(jī)監(jiān)控技術(shù)

掘進(jìn)作業(yè)過程中，通過對施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，可及時而準(zhǔn)確掌握工作面信息（如孔隙水壓力、掘進(jìn)速度等），再經(jīng)過計算機(jī)模擬，為工作人員作出合理決策創(chuàng)造條件。自動監(jiān)測一般依靠上位機(jī)采集可編程控制器數(shù)據(jù)，再由組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)監(jiān)測，其功能包括參數(shù)顯示、數(shù)據(jù)存儲與處理、屏幕顯示等。上位機(jī)采用PC機(jī)，下位機(jī)采用現(xiàn)場從站和PLC控制系統(tǒng)。再利用相關(guān)軟件實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互、地表沉降量預(yù)測等功能。

5.掘錨一體化技術(shù)

傳統(tǒng)臨時支護(hù)施工采用“一掘一支”即掘進(jìn)與支護(hù)分開進(jìn)行的方法，嚴(yán)重影響綜掘效率，而且工人勞動強(qiáng)度大，操作安全系數(shù)低。掘錨一體化技術(shù)就是在掘進(jìn)機(jī)上配套錨護(hù)裝置，不退機(jī)完成頂幫錨桿（錨索）支護(hù)。該裝置由頂架、升降油缸、伸縮油缸、分流集油閥、換向閥及管路等組成，利用掘進(jìn)機(jī)自身的液壓系統(tǒng)，通過液壓閥切換到支護(hù)油路完成支護(hù)操作。支護(hù)完成后，再通過液壓閥切換到掘進(jìn)作業(yè)油路。支護(hù)操作不干擾掘進(jìn)作業(yè)，切換簡捷可靠。

6.運(yùn)輸自動化技術(shù)

一般在掘進(jìn)工作面工作室對輸送機(jī)進(jìn)行集中控制，由控制器對掘進(jìn)機(jī)狀態(tài)、帶式輸送機(jī)電機(jī)開關(guān)、除塵風(fēng)機(jī)開關(guān)等信號進(jìn)行聯(lián)鎖控制，利用多功能終端采集輸送機(jī)機(jī)尾跑偏、堆煤、電機(jī)電流、溫度、速度等數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)定的控制模式，出現(xiàn)故障時控制器自動作出包括急停、擴(kuò)音電話通知等控制功能，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸自動自動化。

7.通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)

掘進(jìn)工作面通風(fēng)安全是煤礦安全生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，為了在地面就能及時準(zhǔn)確地了解各工作面的通風(fēng)狀況，并進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，需要應(yīng)用自動化控制技術(shù)?？刂颇Ｊ接卸喾N，現(xiàn)舉一例說明。監(jiān)控系統(tǒng)分為地面集控中心、智能通風(fēng)控制子站、終端設(shè)備三個層級。地面集控中心作為控制系統(tǒng)的核心，主要負(fù)責(zé)各工作面通風(fēng)設(shè)備相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析和處理，并實(shí)時顯示工作面瓦斯?jié)舛确植夹畔⒁约巴L(fēng)風(fēng)量、風(fēng)速信息。智能通風(fēng)控制子站由光纖交換機(jī)、隔爆光端機(jī)、PLC控制器等組成，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、通信和對通風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制。終端設(shè)備用來采集工作面溫度、風(fēng)量、風(fēng)速、瓦斯?jié)舛纫约巴L(fēng)機(jī)電壓、電流等信息，并根據(jù)智能通風(fēng)控制子站的指令控制通風(fēng)機(jī)開度或電機(jī)轉(zhuǎn)速等。

8.自動探水、排水技術(shù)

透水事故是重大惡性事故，危害十分嚴(yán)重。在巷道掘進(jìn)到斷層、裂隙、溶洞時可能發(fā)生突然大量涌水現(xiàn)象，所以掘前要對可能突水地段進(jìn)行探測。探測之后，可以掘進(jìn)一定距離，然后再進(jìn)行探測和掘進(jìn)。這個過程對生產(chǎn)效率影響較大，若能自動測距、自動啟停作業(yè)，對提高掘進(jìn)效率和作業(yè)安全性是有幫助的。在掘進(jìn)機(jī)上安裝激光追蹤儀，距掘進(jìn)機(jī)一定距離的支架上安裝3D傳感器，再在控制柜內(nèi)設(shè)置PLC控制系統(tǒng)。根據(jù)設(shè)定的探水距離和掘進(jìn)距離，每掘進(jìn)到設(shè)定距離掘進(jìn)機(jī)自動停止作業(yè)，探水并重啟掘進(jìn)程序后才能繼續(xù)下一輪作業(yè)。這個技術(shù)可能算不上自動化程度很高的技術(shù)。下面這個例子可實(shí)現(xiàn)無人值守自動排水，其原理是設(shè)計由隔爆型液位控制器、電極、低壓防爆開關(guān)和水泵組成的排水系統(tǒng)。電極用于探測液位，并始終沒于水中。當(dāng)水位達(dá)到液位上限后，液位控制器動作，延時后自動啟動水泵抽水。同時設(shè)置各種保護(hù)動作和緊急情況下手動操作功能，防止排干水后電機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)而損壞水泵。

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1.2輸油管道儀表自動化技術(shù)單一。目前大多數(shù)的石油化工企業(yè)多采用單一的儀表自控系統(tǒng)，這使得石油化工企業(yè)在進(jìn)行輸油過程中極易形成孤島式的自動化控制和信息管理格局。隨著石油市場競爭的日益激烈和經(jīng)營規(guī)模的不斷擴(kuò)大，為了增強(qiáng)石油化工企業(yè)的競爭優(yōu)勢，及時、準(zhǔn)確地為豐富石油化工企業(yè)的輸油管道儀表自動化技術(shù)進(jìn)行決策服務(wù)十分重要。否則不能使石油化工的經(jīng)營決策轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)操作成果。此外，輸油管道儀表自動化技術(shù)的計算機(jī)控制系統(tǒng)和信息綜合系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)不能得到有效協(xié)調(diào)，傳統(tǒng)的DCS會使煉油化工企業(yè)的輸油效率較低。

1.3輸油管道儀表自動化技術(shù)操作不規(guī)范?，F(xiàn)代石油化工企業(yè)的操作要求越來越高，輸油管道儀表自動化技術(shù)的管理信息量也越來越大。由于現(xiàn)代煉油化工企業(yè)主要采用儀表自動化設(shè)備直接控制輸油管道的生產(chǎn)裝置的運(yùn)行狀態(tài)，而技術(shù)操作人員在對儀表自動化技術(shù)進(jìn)行操作過程中往往不按照科學(xué)的操作規(guī)范，尤其是忽視了對輸油管道儀表自動化設(shè)備的維修工作，使得石油化工企業(yè)在進(jìn)行輸油過程中經(jīng)常出現(xiàn)自動化儀表設(shè)備使用壽命短，輸油效率低，維修檢測輸油管道儀表自動化設(shè)備的成本高、儀表自動化設(shè)備的投入所占的份額越來越大等問題，給石油運(yùn)輸帶來了損失性的滯后被動維修，不利于提高石油化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

2完善儀表自動化技術(shù)在輸油管道的發(fā)展策略

2.1加強(qiáng)對輸油管道技術(shù)人員的定期培訓(xùn)。為了加強(qiáng)對輸油管道技術(shù)人員的定期培訓(xùn)工作，石油化工企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)專業(yè)知識的宣傳和教育工作，對燃?xì)夤艿兰夹g(shù)人員、石油和天然氣長輸管道技術(shù)人員、石油和天然氣集輸管道技術(shù)管理人員和操作人員進(jìn)行定期考核工作，加強(qiáng)技術(shù)操作人員之間的技術(shù)交流工作和技術(shù)探討工作。這樣不僅有利于提升石油化工行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，還有利于提高我國石油化工企業(yè)儀表自動化的應(yīng)用水平，使其適應(yīng)石油化工工業(yè)發(fā)展的需要。同時還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)與石油化工儀表自控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展較快的國際石油化工企業(yè)的技術(shù)交流和合作，尤其要突出發(fā)展輸油管道儀表自動化技術(shù)在先進(jìn)輸油管道控制技術(shù)的實(shí)用化、儀表數(shù)字化和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息綜合技術(shù)等方面的創(chuàng)新。

2.2建立網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化的儀表自控系統(tǒng)。隨著我國社會主義市場經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，為了建立網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化的儀表自控系統(tǒng)，石油化工企業(yè)必須完善與天然氣的生產(chǎn)配合工作，通過相互提供原料與半成品，達(dá)到最大化地提高經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的目的。現(xiàn)階段，應(yīng)當(dāng)摒棄運(yùn)作結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)單一的自動化控制技術(shù)，推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)化、智能化、集成化、系統(tǒng)化的新型運(yùn)作模式，強(qiáng)化自動化儀表的控制技術(shù)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計技術(shù)，促進(jìn)石油化工輸油管道自動化儀表各項功能的健康、持久、穩(wěn)定發(fā)展。

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在電網(wǎng)中，變電站是非常重要的組成部分，主要是傳輸和分配電能，并且進(jìn)行監(jiān)測、控制和管理。變電站綜合自動化系統(tǒng)具有的特征包括這些方面，首先是功能綜合化，指的是結(jié)合變電站自動化系統(tǒng)的運(yùn)行要求，綜合考慮二次系統(tǒng)的功能，優(yōu)化組合設(shè)計，以便促使繼電保護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng)達(dá)到統(tǒng)一。其次是構(gòu)成模塊化，模塊化和數(shù)字化保護(hù)、控制和測量裝置，這樣就可以利用通信網(wǎng)絡(luò)來連接各個功能模塊，以便有效的共享信息。再次是運(yùn)行管理智能化，變電站綜合自動化的實(shí)現(xiàn)，可以促使無人值班、人機(jī)對話得到實(shí)現(xiàn)，并且操作屏幕化、制表、打印以及越限監(jiān)視等功能也可以實(shí)現(xiàn)，對實(shí)時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫進(jìn)行構(gòu)建。

1.2變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能

在電網(wǎng)自動系統(tǒng)中，非常重要的一個組成部分就是變電站自動化，需要實(shí)現(xiàn)的功能有很多；對電網(wǎng)故障進(jìn)行檢測，以便對故障部分盡快隔離；對變電站運(yùn)行實(shí)時信息進(jìn)行采集，監(jiān)視、計量和控制變電站運(yùn)行情況；對一次設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，以便更好的維護(hù)一次設(shè)備；促使當(dāng)?shù)睾髠淇刂坪途o急控制得到實(shí)現(xiàn)。主要有這些表現(xiàn)，在微機(jī)保護(hù)方面，保護(hù)站內(nèi)所有的電氣設(shè)備，如母線保護(hù)、變壓器保護(hù)、電容器保護(hù)以及其他的安全自動裝置，如低頻減載、設(shè)備自投等等。其次是數(shù)據(jù)采集，在狀態(tài)量方面，斷路器狀態(tài)、隔離開關(guān)狀態(tài)以及變壓器分接頭信號等都屬于這個方面的內(nèi)容；各段的母線電壓、線路電壓以及電流和功率值等則屬于模擬量；脈沖電度表的輸出脈沖是脈沖量，促使電能測量得到實(shí)現(xiàn)。

1.3變電站綜合自動化的結(jié)構(gòu)模式

變電站綜合自動化包括諸多的結(jié)構(gòu)模式，如分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、分層分布式結(jié)構(gòu)等等，在對其選擇的時候，需要將需要和發(fā)展規(guī)劃給充分納入考慮范圍。其中，集中處理集中布置主要是在主控制室內(nèi)集中布置集控式屏、臺等，分布處理集中布置是在主控制室集中布置分布式單功能設(shè)備集中組屏；分布處理分散布置則是在一次設(shè)備的機(jī)柜內(nèi)布置分布式單功能設(shè)備，或者是將就地就近組屏分散布置的方式給應(yīng)用過來。對于部分變電站，有著較大的容量和較多的設(shè)備進(jìn)出線回路數(shù)，有著較為重要的供電地位，那么就可以將分層分布式結(jié)構(gòu)的雙機(jī)備用系統(tǒng)給應(yīng)用過來，將相應(yīng)的輔助功能給應(yīng)用過來，如保護(hù)、測量和控制及監(jiān)測等，并且遠(yuǎn)方的RTU功能也可以得到實(shí)現(xiàn)。對于新建的變電站，如果容量不大，有著較為簡單的主接線，沒有較高的供電連續(xù)性要求，那么就可以將常規(guī)的配置及前置機(jī)給取消掉，將單機(jī)系統(tǒng)給應(yīng)用過來，促使保護(hù)、測量以及控制等功能的管理得到實(shí)現(xiàn)。

2變電站綜合自動化的應(yīng)用

為了促使工程能夠可靠的工作，維護(hù)和擴(kuò)展比較的靈活方便，用戶可以便利的進(jìn)行操作和管理，通常將變電站綜合自動化系統(tǒng)劃分為三個組成部分，分別是基層、網(wǎng)絡(luò)通信層和監(jiān)視管理層。前置智能單元為系統(tǒng)的基層，主要是對系統(tǒng)最基本的功能進(jìn)行執(zhí)行，比如保護(hù)、測量和控制等等，為了促使網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)不會影響到基層模塊，特別是繼電保護(hù)裝置不受影響，需要保證保護(hù)的基本功能能夠在無網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下完成，在研發(fā)設(shè)計基層裝置的時候，盡量將自成一體的方法給應(yīng)用過來。網(wǎng)絡(luò)通信層主要是對系統(tǒng)后臺和基本單元進(jìn)行連接，為了促使網(wǎng)絡(luò)通信可靠性得到提升，在監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)層的時候，主要從后臺和前置兩個方面實(shí)現(xiàn)，如果有足夠的條件，可以將兩個獨(dú)立通訊網(wǎng)絡(luò)工作給應(yīng)用過來，同時或者備用都是不錯的選擇。另外，因?yàn)椴煌瑪?shù)據(jù)對于安全性有著不同的要求，那么就需要結(jié)合具體情況，劃分等級，這樣通信的可靠性方可以得到保證。在系統(tǒng)中，用戶最為關(guān)心的問題就是后臺監(jiān)控的操作、管理和維護(hù)，要求后臺軟件具有友好的人機(jī)界面，可以便利的進(jìn)行操作；另外，功能要開放，以便能夠促使未來可以較好的擴(kuò)展。

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2控制系統(tǒng)主要功能實(shí)現(xiàn)

2.1安全功能

生產(chǎn)線的安全控制分兩種，即急停安全和機(jī)器安全，通過TwinSAFE安全PLC端子模塊EL6900，4通道故障安全輸入模塊EL1904，4通道故障安全輸出模塊EL2904實(shí)現(xiàn)。其中模塊EL6900集成了256個安全功能塊；安全輸出模塊EL2904可以開關(guān)最大電流達(dá)2A的24V直流執(zhí)行器［3］。急停安全由復(fù)位按鈕、急停按鈕、控制電源反饋觸點(diǎn)組成，2個急停為常閉觸點(diǎn)，且EstopIn1和EstopIn2之間為邏輯與關(guān)系，當(dāng)操作員按下急停按鈕或控制電壓反饋觸點(diǎn)K24DC斷開時，急停輸出EstopOut斷開，控制電壓繼電器K24DC斷開，切換控制電源，設(shè)備停止，功能實(shí)現(xiàn)如圖4所示。機(jī)器安全實(shí)現(xiàn)時，其安全功能塊與急停功能塊相近，只是在安全外設(shè)選擇了安全光幕、雙手控制開關(guān)安全門限位和安全門進(jìn)入確認(rèn)按鈕，通過在功能塊中對這些安全輸入的失效時間（1s）進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)輸入點(diǎn)在規(guī)定的時間內(nèi)失效后，觸發(fā)監(jiān)控輸出，利用監(jiān)控輸出點(diǎn)實(shí)現(xiàn)相關(guān)動作的停止，保證機(jī)器安全。

2.2邊模取置自動控制功能

邊模取置通常采用自動劃線，人工取置邊模和噴油操作，由于人為的失誤可導(dǎo)致產(chǎn)品直接報廢，而采用伺服系統(tǒng)自動控制劃線和邊模取置，提高了系統(tǒng)的控制精度和重復(fù)精度，邊模置放精度達(dá)到±2mm。由于控制特點(diǎn)具有很強(qiáng)的流程性，因此采用邏輯控制流程圖法中的循環(huán)流程、條件分支和平行分支來實(shí)現(xiàn)設(shè)計［4］，其控制功能流程圖如圖5所示。

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2工業(yè)電氣自動化數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用情況

2.1數(shù)字技術(shù)在航空工業(yè)中的應(yīng)用

航空市場發(fā)展問題對于我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展都是極為重要的，就我國當(dāng)前的航空市場現(xiàn)狀而言，已經(jīng)存在許多的航空巨頭，但是我國實(shí)際的航空技術(shù)水平與國外航空技術(shù)水平相比還是存在一定差距的，盡管隨著我國航空技術(shù)也在迅速發(fā)展，差距正在不斷縮小，但是對于一些高科技技術(shù)缺乏相應(yīng)的自主創(chuàng)新產(chǎn)權(quán)，多數(shù)需要依靠國外技術(shù)。對于大多數(shù)的航空機(jī)械加工都是需要高精度的工業(yè)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，但是我國明顯還是無法實(shí)現(xiàn)的，如果通過人工也是無法實(shí)現(xiàn)的，實(shí)際航空機(jī)械器件所使用的合金就是我國當(dāng)前工業(yè)技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的，所以加強(qiáng)我國工業(yè)電氣自動化中數(shù)字技術(shù)的發(fā)展對于我國航空技術(shù)的發(fā)展十分重要。

2.2數(shù)字技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，汽車的使用量不斷提高，這對于汽車工業(yè)的發(fā)展無疑是一個巨大的發(fā)展機(jī)會。我國當(dāng)前工業(yè)電氣自動化的生產(chǎn)水平要想滿足當(dāng)前汽車工業(yè)的發(fā)展，應(yīng)加強(qiáng)數(shù)字技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用，提高汽車工業(yè)生產(chǎn)力的發(fā)展，提高我國汽車工業(yè)加工效率，通過應(yīng)用數(shù)字技術(shù)發(fā)展汽車工業(yè)的柔性生產(chǎn)線，此外，還需要結(jié)合虛擬工業(yè)技術(shù)、集成控制技術(shù)等。

2.3數(shù)字技術(shù)的高性價比

把數(shù)字技術(shù)大量地運(yùn)用到實(shí)際的工業(yè)電氣中去，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)電氣自動化，這樣就能夠讓設(shè)備實(shí)現(xiàn)最大化地高效運(yùn)行等智能化工作狀態(tài)。運(yùn)用數(shù)字技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)資料收集一體化等功能，實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能化控制和工作。數(shù)字技術(shù)能夠?yàn)槠髽I(yè)節(jié)約大量的時間和成本。例如，用儀器設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)收集分析時，可以利用數(shù)字技術(shù)中的測試、樣品分析定位，在線數(shù)據(jù)分析和結(jié)果評估來進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和分析，這樣就能夠在設(shè)備收集的數(shù)據(jù)和分析出的數(shù)據(jù)之間進(jìn)行很好的比較和分析，并且還可以運(yùn)用多項數(shù)字技術(shù)來進(jìn)行多設(shè)備之間的數(shù)據(jù)收集和相互比較，這可以大大節(jié)約因?yàn)槎嘣O(shè)備數(shù)據(jù)量大而造成的工作量大容易失誤等問題。在工業(yè)電氣自動化中運(yùn)用數(shù)字技術(shù)可以大大提升設(shè)備的精確度，實(shí)現(xiàn)最大化的設(shè)備性價比的提升。

3數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動化的發(fā)展趨勢

數(shù)字技術(shù)對于工業(yè)發(fā)展有著重要作用，所以在工業(yè)電氣自動化中加強(qiáng)應(yīng)用數(shù)字技術(shù)對于工業(yè)電氣自動化的發(fā)展是極為重要的。在未來數(shù)字技術(shù)的發(fā)展中，數(shù)字技術(shù)主要用于智能化系統(tǒng)的發(fā)展，通過數(shù)字技術(shù)控制各個模塊進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，對于工業(yè)效率的發(fā)展需要重視應(yīng)該數(shù)字技術(shù)。在未來數(shù)字技術(shù)主要是用于智能化控制，例如電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)控制、自動識別負(fù)載控制、自動選型控制等智能化控制，所以數(shù)字技術(shù)的發(fā)展主要是向智能化控制方向發(fā)展。只有不斷加深數(shù)字技術(shù)在工業(yè)自動化方面的影響，才能夠推進(jìn)我國工業(yè)電氣自動化的發(fā)展和創(chuàng)新。

篇7

1.1.1現(xiàn)場總線及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及和應(yīng)用現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的全數(shù)字、雙向、多站的通信系統(tǒng)，其主要解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設(shè)備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。目前世界上存在著大約40余種現(xiàn)場總線，如法國的FIP，英國的ERA，德國西門子公司的Profibus，挪威的FINT，Echelon公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemounr公司的HART，CarloGavazzi公司的Dupline，丹麥ProcessData公司的P-net，PeterHans公司的F-Mux，以及ASI（ActraturSensorInterface），Modbus，SDS，Arcnet，國際標(biāo)準(zhǔn)組織-基金會現(xiàn)場總線FF：FieldBusFoundation，WorldFIP，BitBus，美國的DeviceNet與ControlNet等等。現(xiàn)場總線技術(shù)改變了整個工業(yè)控制過程的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使儀表信號（4～20mA）過渡到全數(shù)字通訊信號。這個改變對于造紙傳動自動化是顛覆性的，使整個控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和方式進(jìn)入到了一個信息化和智能化的嶄新階段。

1.1.2人機(jī)界面取代按鈕和操作器由人機(jī)交互式操作屏全面取代傳統(tǒng)的按鈕操作，也徹底改變了造紙傳動工業(yè)現(xiàn)場。操作屏不僅可以任意設(shè)置按鈕的功能和數(shù)量，還可以實(shí)時監(jiān)視系統(tǒng)的各個運(yùn)行狀態(tài)以及參數(shù)等。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面，目前普遍采用雙端口網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中一個端口用于傳動系統(tǒng)及各個執(zhí)行單元，另一個用于操作屏進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，提高抗干擾能力。操作屏的使用，使用戶節(jié)省了大量的現(xiàn)場電纜的鋪設(shè)以及操作臺的安裝，節(jié)約了自然資源和工作量。目前由于自然資源的價格上漲，顯示操作屏的價格下降，在一次成本投入上已經(jīng)十分相近，如果考慮輔助傳動控制的按鈕連線，操作屏的投入成本更具優(yōu)勢。

1.2公共直流母線的推廣和應(yīng)用

1.2.1公共直流母線與交流母線的區(qū)別與特點(diǎn)公共直流母線系統(tǒng)的應(yīng)用在造紙傳動自動化技術(shù)領(lǐng)域具有標(biāo)志性作用。所謂公共直流母線，簡單地說就是將變頻器的交直交內(nèi)部結(jié)構(gòu)，變?yōu)榻恢苯煌獠肯到y(tǒng)結(jié)構(gòu)。圖1和圖2是公共直流母線和交流母線的原理結(jié)構(gòu)圖，以說明兩者的區(qū)別。從圖中可以看出，交流母線變頻器是各個變頻器分別與交流電網(wǎng)連接，各自工作是獨(dú)立的；而公共直流母線結(jié)構(gòu)則是有一個總的進(jìn)線整流單元，通過直流向各個逆變器單元供電。這種結(jié)構(gòu)上的變化，導(dǎo)致其工作方式和效果不同。從相關(guān)資料和研究分析可以歸納這兩者的主要區(qū)別和特點(diǎn)如下：(1）由于烘缸等大慣性負(fù)載的存在，在交流母線系統(tǒng)中往往會出現(xiàn)過壓跳閘等情況。但在公共直流母線系統(tǒng)中，因?yàn)槟芰靠梢酝ㄟ^直流母線在所有電機(jī)之間互相流動，從而解決因?yàn)樨?fù)載波動引起的跳閘，很好地克服多電機(jī)間電動狀態(tài)和發(fā)電狀態(tài)之間的矛盾。(2）通過集中整流，可以使公共直流母線電壓在技術(shù)手段上做得更加可靠，降低故障率。但是事物總是利弊相伴，集中整流盡管可以通過技術(shù)手段提高可靠性，但畢竟是一個單機(jī)運(yùn)行，一旦整流單元故障，也會造成整個系統(tǒng)停機(jī)。而交流母線系統(tǒng)，由于每臺變頻器都是獨(dú)立的，因此，一臺故障不影響整個生產(chǎn)線的運(yùn)行，排除故障相對簡單。(3）關(guān)于節(jié)能和降低成本。由于在技術(shù)上明顯復(fù)雜，如果不采用特殊手段，公共直流母線的價格目前高于交流母線的價格。關(guān)于節(jié)能的觀點(diǎn)，目前尚沒有理論和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明這一說法。(4）關(guān)于諧波抑制問題。變頻器的諧波主要來源于高頻開關(guān)的脈沖電流，使電網(wǎng)的電流波形失真，導(dǎo)致大量諧波產(chǎn)生。從統(tǒng)計學(xué)的角度看，當(dāng)采用公共直流母線后，母線上的電流是多臺變頻器不規(guī)則的脈沖電流疊加，各個變頻器的電容相當(dāng)于并聯(lián)，理論上比交流母線電流波形好，諧波影響會得到改善。但由于整流單元的集中，對變壓器的影響比交流母線要大，特別是普通六脈波系統(tǒng)，會在電網(wǎng)側(cè)產(chǎn)生很大的5次諧波，甚至達(dá)到干擾其他用電設(shè)備的程度。因此，當(dāng)功率超過2000kW時，建議采用12脈波整流單元，這樣可以有效減小謝波干擾的影響。而交流母線系統(tǒng)，由于沒有集中大功率整流，因此5次諧波的影響要小。關(guān)于回饋制動問題。由于紙機(jī)傳動是一種長期穩(wěn)速運(yùn)行的系統(tǒng)，是否考慮增加回饋制動單元，應(yīng)當(dāng)根據(jù)系統(tǒng)的總投資、運(yùn)行車速及停機(jī)的要求綜合考慮。一種說法是通過能量回饋可以節(jié)省能源，但實(shí)際上紙機(jī)正常生產(chǎn)后是很少需要緊急停車的，因此用相當(dāng)增加一套整流系統(tǒng)的代價來解決回饋能量的回收問題值得權(quán)衡利弊。當(dāng)車速1000m/min以上時，為使慣性部分盡快停下來，適當(dāng)增加一定功率的能耗制動，也是一個不錯的選擇。

1.2.2公共直流母線實(shí)現(xiàn)方案及運(yùn)行維護(hù)成本分析目前在ABB、AB和西門子公司的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品系列中，都有標(biāo)準(zhǔn)的直流母線系統(tǒng)。除AB系統(tǒng)在直流母線產(chǎn)品和交流母線產(chǎn)品中差別不大以外，其他兩家公司的直流母線系統(tǒng)都比交流母線系統(tǒng)價格要高。特別是整流逆變單元，比國產(chǎn)產(chǎn)品價格要高出數(shù)倍。因此，目前普遍解決方案是在不帶逆變回饋單元時較多采用的是國產(chǎn)整流單元，配以上述公司的逆變器或變頻器，這已經(jīng)在國內(nèi)許多造紙生產(chǎn)線上使用。當(dāng)然如果系統(tǒng)投資資金充足，客戶要求，采用更高性能的PWM整流逆變系統(tǒng)，既可以實(shí)現(xiàn)整流回饋，又可以降低諧波影響?，F(xiàn)將可能的方案介紹如下：(1）可控硅整流逆變回饋供電系統(tǒng)。這種系統(tǒng)是目前各大公司主推的系統(tǒng)，造價較高，具有能量回饋能力，諧波影響根據(jù)功率大小、6脈波和12脈波而不同。(2）國產(chǎn)整流單元，配逆變器加能耗制動公共直流母線系統(tǒng)。這種系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性較好，性能與整流回饋相同，諧波影響與上一方案相同。(3）國產(chǎn)整流單元，配變頻器加能耗制動公共直流母線系統(tǒng)。這種方案是國內(nèi)的系統(tǒng)集成商，在激烈競爭下采用的一種降低成本的方案。這種方案適合于當(dāng)變頻器價格低于逆變器價格時，具有一定競爭力，但如果與逆變器價格相當(dāng)，則與方案（2）相同。(4）局部直流母線方案，其是在交流母線系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，為了解決慣性負(fù)載的過電壓跳閘問題或針對某些負(fù)荷分配點(diǎn)需要能耗制動的情況下而采取的方案。整個系統(tǒng)仍然是交流母線即通常的變頻器系統(tǒng)方案，但是將慣性負(fù)載傳動點(diǎn)的變頻器外接制動單元的端子通過一定的技術(shù)手段相互連接，在相連接的變頻器之間形成公共直流母線。其性能和工作特點(diǎn)與集中整流直流母線相當(dāng)，只不過集中整流由分散整流代替。特點(diǎn)是簡單、低成本，但系統(tǒng)接線復(fù)雜，給系統(tǒng)的可靠性和維護(hù)帶來不便，在小系統(tǒng)中應(yīng)用比較適合?？傊?，從目前來看，公共直流母線、網(wǎng)絡(luò)通訊和操作屏等現(xiàn)代信息技術(shù)已經(jīng)成為紙機(jī)傳動自動化的發(fā)展趨勢；以AB公司等為代表的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控和服務(wù)等將成為下一步技術(shù)發(fā)展的大方向，甚至無線網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程調(diào)試等在今后的發(fā)展中都是可能的；對紙機(jī)傳動自動化來說，還有優(yōu)化設(shè)計、程序化的安裝和調(diào)試，以及精準(zhǔn)的故障診斷與維護(hù)等問題。

2現(xiàn)代紙機(jī)傳動自動化系統(tǒng)的組成與設(shè)計特點(diǎn)

2.1現(xiàn)代紙機(jī)裝備的最新技術(shù)動向從2014CIPTE國際造紙技術(shù)報告會獲悉，以芬蘭維美德公司、德國福伊特公司為代表的紙機(jī)裝備制造商，分別從各種不同的角度為紙機(jī)裝備的發(fā)展提出了多種解決方案。其中，優(yōu)化概念模塊化紙機(jī)實(shí)際上是在整個系統(tǒng)中，將不同紙機(jī)的各個部分部件，用統(tǒng)一的設(shè)計和規(guī)劃方案，尤其是連接部分、通用部件的標(biāo)準(zhǔn)方面，如同組裝模塊一樣，可以批量生產(chǎn)適合各種不同紙機(jī)的產(chǎn)品部件。在需要的時候，可以迅速地通過模塊組裝和連接形成不同的造紙機(jī)生產(chǎn)線，這就是優(yōu)化和模塊化的核心所在。在紙機(jī)裝備的模塊化和優(yōu)化設(shè)計的推動下，紙機(jī)傳動自動化其實(shí)也正在朝著這個方向發(fā)展和變化。無論是從軟件設(shè)計還是硬件結(jié)構(gòu)，國外的大公司以及國內(nèi)的一些企業(yè)已經(jīng)在不同程度上實(shí)施并推進(jìn)這一方法的實(shí)現(xiàn)。所謂面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法和解決方案，實(shí)際上是從軟件工程的開發(fā)角度，來設(shè)計和構(gòu)建電氣傳動系統(tǒng)的軟件和硬件系統(tǒng)，從而最大限度地減少重復(fù)性工作和最大限度地降低制造和設(shè)備采購成本，提高工作效率，降低系統(tǒng)的故障率和增加可靠性。

2.2硬件模塊化、通用化設(shè)計根據(jù)模塊化的設(shè)計思想和標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)目標(biāo)，ABB和西門子的大功率變頻器就是一個典型的實(shí)例。在ABB的大功率變頻器設(shè)計中即采用了模塊化的設(shè)計，一臺大功率變頻器可以由若干個硬件功率模塊組成。當(dāng)某個模塊故障時，可以在不停機(jī)的狀態(tài)下降低功率繼續(xù)使用，直至更換新的模塊以后恢復(fù)原功率運(yùn)行。西門子S120變頻器系統(tǒng)則在模塊化方面體現(xiàn)更加徹底，不但主回路模塊化，連控制回路也一起模塊化了。在新的系統(tǒng)中變頻器本身就組成了一個小型分布式控制系統(tǒng)，控制中心管理著變頻器的各個主回路模塊，每個模塊僅相當(dāng)于一個功率單元。如果說ABB變頻器是變頻器并聯(lián)運(yùn)行的話，西門子變頻器就是一個小型集散控制系統(tǒng)?？刂茊卧?dú)立于功率單元，一臺控制器可以管理多個功率單元。這種硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計使模塊化達(dá)到了電力電子裝置的最新高度。除此之外，在諸如電控柜、操作臺以及輔助傳動的控制回路設(shè)計方面，模塊化的設(shè)計也體現(xiàn)了面向?qū)ο蟮奶卣?。將一臺電控柜從柜體設(shè)計到安裝板以及柜內(nèi)的每一個部件和回路，統(tǒng)統(tǒng)按照對象描述和封裝模塊的思想進(jìn)行設(shè)計。在硬件的選擇上盡可能做到對于整個公司的硬件系統(tǒng)要求做到模塊化設(shè)計，即凡是運(yùn)轉(zhuǎn)方式、功率等級基本一致的對象，采用一樣的模塊加以控制，同時在對比較重要的控制單元的柜體設(shè)計中，凡是控制模塊在條件許可的情況下再增加一塊備用的控制模塊（與廠家協(xié)調(diào)），這樣當(dāng)某個受控對象的控制回路出現(xiàn)故障時，抽出故障模塊，換上備用模塊，系統(tǒng)先恢復(fù)運(yùn)行再維修故障模塊。在整個系統(tǒng)的硬件設(shè)計中，類的設(shè)計即每一種抽屜狀模塊的設(shè)計中，系統(tǒng)面向?qū)ο笏仨毦邆涞姆庋b及數(shù)據(jù)隱藏得以著重體現(xiàn)。在這里，我們強(qiáng)調(diào)的是每個受控對象（獨(dú)立的用電負(fù)載）不僅僅要有一個實(shí)實(shí)在在的硬件類與之對應(yīng)，在PLC程序中也會存在一個相對應(yīng)軟件類與硬件類對應(yīng)，這樣，每一個受控的實(shí)體對象都在控制系統(tǒng)對這兩個相互依存的類對象的調(diào)用中，實(shí)現(xiàn)工藝的要求。而在此時面對紙機(jī)裝備的優(yōu)化概念模塊化處理中，對于相對應(yīng)的控制系統(tǒng)，我們也應(yīng)該有同等的要求。在面向?qū)ο蟮挠布到y(tǒng)設(shè)計中，最大的特點(diǎn)就是控制回路的模塊化，使其在強(qiáng)電回路封裝的基礎(chǔ)上繼續(xù)封裝控制回路，從而使得系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：(1）盡管模塊受到被控對象功率的不同、運(yùn)行方式的差異導(dǎo)致具體電路上的差別，但在外觀上盡量標(biāo)準(zhǔn)化，使得除了模塊之外，柜體也可柔性化設(shè)計；(2）從元器件到模塊，應(yīng)盡量體現(xiàn)出最大程度的通用與互換性；(3）模塊的接口盡量簡單，互換時簡單方便；(4）模塊設(shè)計應(yīng)盡量使得可靠性足夠高。在面向?qū)ο蟮挠布到y(tǒng)設(shè)計中，我們可以做到：(1）大大簡化系統(tǒng)構(gòu)建及設(shè)計過程的難度；(2）形成柔性化的控制系統(tǒng)；(3）更加利于專業(yè)化分工；(4）更有利于系統(tǒng)未來的擴(kuò)容和改造。在這里，我們以最為常見的電動機(jī)控制回路的設(shè)計來詳細(xì)說明面向?qū)ο蟮挠布到y(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)：首先分析普通電機(jī)（對象）的特性：(1）電機(jī)直接啟動，自由停止；(2）無反接制動及能耗制動的需求；(3）電機(jī)內(nèi)無報警裝置，提供額外異常信號指示；(4）短時間的電機(jī)堵轉(zhuǎn)等異常情況在熱保護(hù)等手段作用之前，不會給電機(jī)帶來傷害。下面以一個簡單的電機(jī)控制系統(tǒng)為例，說明我們在硬件設(shè)計時采用的方法，如圖3、圖4。我們將一個普通的電機(jī)作為對象，對它進(jìn)行分析，從而得到控制要求，利用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，將跟它有關(guān)系的操作封裝在一個結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，使得在一張圖紙上可以看到它的全部信息，并且全部模塊化設(shè)計，利用端子接線。對于圖4，我們可以在它的基礎(chǔ)上，針對具體的工控要求，很快進(jìn)行修改而不破壞其內(nèi)部封裝，改造成適用于變頻和軟啟等硬件設(shè)計，幾乎沒有什么太大的變化，這一現(xiàn)象，體現(xiàn)面向?qū)ο笾欣^承的思想。同樣的設(shè)計完全可以在電控柜和操作臺上實(shí)現(xiàn)，從而將我們的關(guān)注點(diǎn)完全放在這樣一個個對象上，而不是一個龐大系統(tǒng)的每一個細(xì)節(jié)，可以極大地節(jié)省設(shè)計時間，簡化設(shè)計步驟。而對于相同或者差異不大的對象或者項目，完全可以很方便的完成，而不用再擔(dān)心改動錯誤。因?yàn)樵诜庋b對象的時候，我們投入了極大的精力，使得每一個對象里面的每個元件都有跟隨作用。如果封裝后有錯誤，是無法通過測試的。這首先保證了自己所使用的“元件”是無誤的，而不像面向過程中每一步都沒有電氣屬性，改動完之后不知道是否正確的尷尬局面。目前，對于整個造紙機(jī)傳動自動化來講，我們往往對于輔助傳動的著力點(diǎn)過少，從現(xiàn)在這個行業(yè)的故障率來講，目前應(yīng)該將輔助傳動控制與主傳動進(jìn)行一體化設(shè)計。對此，我們還是針對于每一個項目進(jìn)行具體設(shè)計，因?yàn)檩o助傳動在各自的分布可能要求不一致，系統(tǒng)之間又沒有具體的聯(lián)系，還是采用面向過程的設(shè)計思路，簡單方便、可靠性高。

2.3軟件模塊化、通用化設(shè)計在國外，1999年Benitez等人提出面向?qū)ο蠓椒ㄔ赑LC程序設(shè)計應(yīng)用中的必然性。2010年ChiacchioP．等人提出IEC61131標(biāo)準(zhǔn)中的PLC程序設(shè)計方法已無法滿足自動化系統(tǒng)的發(fā)展需求，提出面向?qū)ο蟮木幊谭椒?。AdnanSalihbegović等人也提出將軟件工程方法運(yùn)用到工業(yè)自動化控制中。在國內(nèi)，2000年陳娟等人將面向?qū)ο蠓椒ㄟ\(yùn)用到糧食儲運(yùn)自動化系統(tǒng)中，討論了類的抽象和封裝的實(shí)現(xiàn)。2009年張逸群等人將面向?qū)ο蠓椒ㄟ\(yùn)用到煤炭輸送機(jī)控制系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計中，闡述了基于STEP7的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法。2009年12月，祝瓛冰出版了《面向?qū)ο蟮默F(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)的實(shí)用設(shè)計技術(shù)》一書，更是取得突破性技術(shù)，使得面向?qū)ο蟮姆椒ǜ訉?shí)用于PLC程序設(shè)計。綜上所述，在國內(nèi)外研究中面向?qū)ο蠓椒ㄒ呀?jīng)在工業(yè)控制中嶄露頭角。但在此時，紙機(jī)傳動自動化軟件設(shè)計還是處于傳統(tǒng)的階段，對于此次當(dāng)代紙機(jī)裝備制造商提出的優(yōu)化概念模塊化紙機(jī)，為了提高工業(yè)效率的適應(yīng)性，還是難以滿足，所以我們將面向?qū)ο蠓椒ㄒ爰垯C(jī)傳動自動化行業(yè)，在硬件上加以強(qiáng)類封裝，同時相對于每一個硬件類，都有一個相對應(yīng)的軟件類。這樣對于一個控制系統(tǒng)的對象，我們只要通過接口，操作硬件類與軟件類相互聯(lián)系，就可以很好地完成控制任務(wù)。下面以普通電機(jī)為例，介紹其每個環(huán)節(jié)的做法：(1）建立需求分析表，如表1。其作用就是以控制系統(tǒng)對此類目標(biāo)的需求，對未來對象所執(zhí)行的任務(wù)進(jìn)行反向遞推，將需求層層細(xì)化。(2）建立變量表，如表2。這個需要好好琢磨，以至于反復(fù)修改。(3）編制類的梯形圖，測試修改，反復(fù)多次。這樣，所有編程均基于所述接口，對于每一個具體的工程對象，僅僅只需要修改相對應(yīng)的外部變量，而不需要在所封裝的程序內(nèi)部做修改。當(dāng)然這個過程是循環(huán)往復(fù)的，它需要我們有足夠的測試對象以及測試次數(shù)，但這一點(diǎn)，相對于以往工程項目毫無頭緒的修改，導(dǎo)致的出錯率還是可以接受的。

3現(xiàn)代紙機(jī)傳動系統(tǒng)常見技術(shù)問題分析與處理方法

紙機(jī)在運(yùn)行中，由于機(jī)械、電氣緊密聯(lián)系，相互配合，因而故障出現(xiàn)時，往往會導(dǎo)致很難確定是何原因。作為電氣技術(shù)人員，在對所管設(shè)備充分了解后，理應(yīng)對于其工作原理以及設(shè)計思想有所了解，最后依據(jù)現(xiàn)象做出分析判斷，區(qū)分故障，從而解決問題。在造紙生產(chǎn)中，不可避免地會出現(xiàn)一些類似操作失靈、頻繁斷紙等表面現(xiàn)象，操作人員往往第一時間會認(rèn)為是出現(xiàn)了電氣故障。此時，作為電氣工程師則必須首先對故障現(xiàn)象進(jìn)行仔細(xì)分析，完整描述，準(zhǔn)確判斷。要做到一看、二想、三檢驗(yàn)，即：一看就是先看準(zhǔn)問題的部位和現(xiàn)象，進(jìn)行細(xì)致分析和準(zhǔn)確描述，分清問題所在。二想就是對于問題表現(xiàn)的現(xiàn)象，要冷靜思考、綜合判斷，特別是結(jié)合公共和電氣參數(shù)的記錄值，對現(xiàn)象的產(chǎn)生原因做出判斷，防止誤判。三檢驗(yàn)就是在可能情況下，通過一些參數(shù)的人為變化，檢驗(yàn)和核對問題的原因，最終確定問題的原因和處理方法。下面通過對幾種常見問題的分析和判斷，以說明問題的處理方法。

3.1速度不穩(wěn)、斷紙、引紙困難這類問題在早期的新紙機(jī)調(diào)試和二手機(jī)開機(jī)過程以及更換產(chǎn)品品種時較易發(fā)生。由于目前機(jī)械和傳動設(shè)備都已經(jīng)設(shè)計比較完善，操作人員也已經(jīng)比較熟練。在設(shè)備和工藝以及電氣之間發(fā)生問題梳理不清的情況已經(jīng)減少。但是，從電氣技術(shù)原理的角度分析問題的根源和找出解決辦法仍然是電氣工程師應(yīng)當(dāng)具備的基本能力。面對速度不穩(wěn)、斷紙這樣的現(xiàn)象，往往會伴隨著工藝和機(jī)械設(shè)備等相互交織的問題。有經(jīng)驗(yàn)的車間主任、班組長可以很快判斷問題的原因所在。以下通過電氣傳動的參數(shù)數(shù)據(jù)分析來說明邏輯分析方法：(1）仔細(xì)觀察上位機(jī)記錄的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩變化曲線，在反應(yīng)的斷紙點(diǎn)觀察是否有速度的突變和轉(zhuǎn)矩突變以及突變的方向和規(guī)律。這一點(diǎn)非常重要，傳動參數(shù)的記錄數(shù)據(jù)，特別是實(shí)時數(shù)據(jù)對分析判斷至關(guān)重要。(2）基本分析和判斷：如果在斷紙附近速度曲線變化不明顯，而轉(zhuǎn)矩或電流在斷紙附近顯著波動，通?？梢哉J(rèn)為調(diào)速系統(tǒng)是正常的?？梢圆挥枥頃P(guān)于速度波動的說法，這是因?yàn)槿绻俣葲]有明顯變化而轉(zhuǎn)矩或電流有明顯波動，則恰恰說明調(diào)速系統(tǒng)是正常的。在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，速度反饋是外環(huán)，電流或轉(zhuǎn)矩是內(nèi)環(huán)。內(nèi)環(huán)的響應(yīng)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外環(huán)，因此正是電流的波動才抑制了或抵消了速度的波動，是正常的響應(yīng)。(3）反之如果先有速度的變化，不論是緩慢變化還是突變，之后才是電流的變化，那么可以懷疑調(diào)速系統(tǒng)或在設(shè)備的某些部位存在問題?？赡艿膯栴}有：編碼器或速度反饋干擾或不穩(wěn)定，引起速度波動；可以進(jìn)一步觀察速度反饋系統(tǒng)或電機(jī)和編碼器的連接部位，進(jìn)行必要的檢修和加固，對導(dǎo)線連線以及屏蔽等進(jìn)行檢查和再次接線；如果電氣系統(tǒng)檢查無誤，則可以懷疑設(shè)備或安裝存在的可能問題。在某廠的系統(tǒng)中曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)過施膠部在施膠過程中主傳動點(diǎn)速度緩慢變化的情況，后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是由于主從控制的安裝不當(dāng)引起，當(dāng)膠輥在受熱后形變較大時，會發(fā)生直徑增加的情況因而導(dǎo)致線速度緩慢增加。引起不穩(wěn)定或張力增加而出現(xiàn)斷紙，更改主從配置后問題得以解決。(4）另外，在壓榨部也會出現(xiàn)莫名其妙斷紙的現(xiàn)象。在觀察電氣記錄后如果沒有發(fā)現(xiàn)問題，則可以提醒操作人員注意真空度和濕紙的干度，真空度的變化也會引起紙的強(qiáng)度變化。同時，應(yīng)當(dāng)充分注意速度環(huán)PID參數(shù)整定要合適。舉例說明，如圖5。此為卷取部換卷時的曲線記錄。從曲線上看，當(dāng)換卷時從三烘到卷取的紙幅所承受的拉力減小，從而導(dǎo)致三烘部的負(fù)荷加大，引起速度下降，在速度閉環(huán)系統(tǒng)的控制下，變頻器進(jìn)行了自動調(diào)節(jié)，但是此過程持續(xù)時間較長，從而可以明顯看到三烘之前的紙幅下垂現(xiàn)象。從圖5（上）明顯還可以看出，速度控制的調(diào)節(jié)時間太長，速度下跌較大，因此需要增大速度環(huán)的比例系數(shù)，縮短積分時間。從圖5（下）明顯可以看到，同樣在進(jìn)行換卷時，速度有波動，但是速度下跌較小，而且調(diào)節(jié)過程的時間明顯縮短，紙幅變化量不大?？傊?，應(yīng)對速度不穩(wěn)問題，一定要以記錄數(shù)據(jù)為依據(jù)，然后再根據(jù)工藝過程分析問題的根源所在。電氣工程師不但應(yīng)當(dāng)能夠發(fā)現(xiàn)自身系統(tǒng)的問題，更要能夠分析和判斷出其他方面的問題，才能是合格的工程師。

3.2負(fù)荷分配控制方案及存在問題對策在網(wǎng)部和壓榨部以及施膠部等，都存在負(fù)荷分配的控制問題。早期直流系統(tǒng)中負(fù)荷分配控制是由模擬的轉(zhuǎn)矩電流分配器來完成的，現(xiàn)代紙機(jī)由于采用了通訊控制方式，這種分配關(guān)系由模擬變?yōu)閿?shù)字，但基本的控制原理是相同的。本文所要闡述的是在負(fù)荷分配控制中針對不同情況的控制策略選擇問題，這也是本人及其團(tuán)隊多年來研究和實(shí)踐的總結(jié)，現(xiàn)分幾個問題介紹如下：(1）剛性負(fù)荷分配控制的穩(wěn)定性問題通常情況下壓榨部、網(wǎng)部、施膠部等各部分的負(fù)荷分配問題，都可以定義為剛性連接的負(fù)荷分配控制問題。所謂剛性連接就是指兩個連接的電動機(jī)之間沒有速度誤差，例如壓榨部，上下輥之間在正常時是不可能有速度偏差的，否則紙頁就會產(chǎn)生質(zhì)量問題，網(wǎng)部和施膠部都可以做類似的解釋。在這種負(fù)荷分配控制中，普遍采用的方案是用轉(zhuǎn)矩或電流疊加進(jìn)行分配，其中一臺作為主傳動，另一臺作為輔傳動。通過轉(zhuǎn)矩電流的比例分配，滿足協(xié)調(diào)所需的工藝控制要求。但是，這種方案是否存在穩(wěn)定性問題呢？長期以來一直沒有理論的證明和分析，陜西科技大學(xué)2013屆研究生張洪濤在參考相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，將速度反饋微差注入的方法引入到負(fù)荷分配控制的穩(wěn)定性仿真分析中，在理論上證明了剛性連接情況下采用轉(zhuǎn)矩或電流進(jìn)行負(fù)荷分配控制是穩(wěn)定的。現(xiàn)將這一原理仿真模型進(jìn)行說明。圖6中編號1代表的是速度給定，編號2和3是負(fù)載和負(fù)載擾動的加載點(diǎn)。模型中剛性耦合的模擬是通過求取兩者的速差，然后再乘以剛性系數(shù)去疊加到各電流調(diào)節(jié)器的輸出上，從而代表由于速差而引起的轉(zhuǎn)矩傳遞。主傳動點(diǎn)的速度給定直接乘以一個補(bǔ)償系數(shù)作為從傳動點(diǎn)的速度給定，此補(bǔ)償系數(shù)一般大于1，目的是為了使從傳動點(diǎn)的速度調(diào)節(jié)器飽和。將主傳動點(diǎn)的電流反饋和主傳動點(diǎn)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)取最小運(yùn)算，目的是為了使主傳動點(diǎn)的電流反饋值對從傳動點(diǎn)的電流給定值起到一個限幅的作用，也即從傳動點(diǎn)跟隨主傳動點(diǎn)的電流反饋，從而模擬轉(zhuǎn)矩控制的效果。仿真波形如圖7所示。由仿真波形可以看出，速度的穩(wěn)定性較高而且從點(diǎn)電流在整個過程當(dāng)中都僅僅跟隨主點(diǎn)電流，保證主從出力相同。在25s時在標(biāo)號2處添加一個負(fù)載擾動信號，此時轉(zhuǎn)速變化很小，而電流的波動相對轉(zhuǎn)速要大，但在不到2s時間內(nèi)又穩(wěn)定下來，且主從電流一致。從仿真波形來看，用轉(zhuǎn)矩控制的負(fù)荷分配方式對剛性耦合的負(fù)載進(jìn)行控制，系統(tǒng)始終是穩(wěn)定的。(2）柔性耦合的負(fù)荷分配控制的穩(wěn)定性問題圖8是柔性耦合負(fù)荷分配控制系統(tǒng)中基于速度控制的仿真模型，其中主從傳動點(diǎn)都處于速度控制模式，通過比較主從點(diǎn)的電流反饋值，然后求差，再乘以柔性補(bǔ)償系數(shù)疊加到從點(diǎn)的速度給定上，從而微調(diào)從點(diǎn)電流，使得從點(diǎn)的電流值跟隨主點(diǎn)電流的目的。在柔性耦合的負(fù)荷分配控制中，同樣先采用主從傳動點(diǎn)都處于速度控制模式進(jìn)行仿真分析。在速度控制模式下通過比較主從點(diǎn)的電流反饋值，然后求差，再乘以柔性補(bǔ)償系數(shù)疊加到從點(diǎn)的速度給定上，從而微調(diào)從點(diǎn)電流，使得從點(diǎn)的電流值跟隨主點(diǎn)電流。模擬柔性耦合機(jī)械上的連接還是通過求速差，再乘剛性系數(shù)去疊加到各電流調(diào)節(jié)器的輸出上。和剛性耦合中不同的是，當(dāng)在主點(diǎn)加負(fù)載擾動時，其對從點(diǎn)轉(zhuǎn)矩的影響需要經(jīng)過一定的延時，所以在此還是通過求速差，再乘剛性系數(shù)去疊加到各電流調(diào)節(jié)器的輸出上。在此模型中，添加了一個延時模塊，其延時取決于實(shí)際轉(zhuǎn)矩的傳遞時間。仿真時，在編號2處加負(fù)載擾動，而延時環(huán)節(jié)則加在去主點(diǎn)電流環(huán)的一側(cè)，此時代表當(dāng)從點(diǎn)負(fù)載發(fā)生波動時，其到主點(diǎn)轉(zhuǎn)矩的傳遞需要經(jīng)過一定的延時。仿真波形如圖9所示。從仿真波形可以看出，當(dāng)從點(diǎn)加負(fù)載擾動時，主從點(diǎn)轉(zhuǎn)速的波動仍然很小，電流波動相對較大，但在短暫調(diào)整后又趨于平穩(wěn)，從點(diǎn)的電流跟隨性良好，說明主從點(diǎn)負(fù)載均衡，達(dá)到了負(fù)荷分配的目的。從上面仿真結(jié)果來看，對柔性耦合的負(fù)載采用速度控制的負(fù)荷分配方式是穩(wěn)定的。圖10是柔性連接的轉(zhuǎn)矩控制方式仿真模型，模型中柔性耦合的模擬與剛性連接相同，均采用求取速度反饋差值的辦法，用差值乘以剛性系數(shù)后疊加到各電流調(diào)節(jié)器的輸出上，代表由于速差而引起的轉(zhuǎn)矩傳遞。主傳動點(diǎn)的速度給定直接乘以一個補(bǔ)償系數(shù)作為從傳動點(diǎn)的速度給定，此補(bǔ)償系數(shù)一般大于1，目的是為了使從傳動點(diǎn)的速度調(diào)節(jié)器飽和，從而形成轉(zhuǎn)矩控制的方式。將主傳動點(diǎn)的電流反饋和主傳動點(diǎn)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)取最小運(yùn)算，目的是為了使主傳動點(diǎn)的電流反饋值對從傳動點(diǎn)的電流給定值起到一個限幅的作用，也即從傳動點(diǎn)跟隨主傳動點(diǎn)的電流反饋，從而模擬轉(zhuǎn)矩負(fù)荷分配控制的效果。與剛性連接不同的是增加一個延時環(huán)節(jié)，圖10是將主擾動的影響經(jīng)過延時后疊加到從點(diǎn)上。由圖11仿真波形我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)柔性耦合的負(fù)載采用總線通訊轉(zhuǎn)矩控制的負(fù)荷分配方式時，主從點(diǎn)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩都發(fā)生了振蕩的現(xiàn)象。而前面采用總線通訊速度控制方式時，主從點(diǎn)的速度與轉(zhuǎn)矩都能經(jīng)過短暫的調(diào)節(jié)趨于穩(wěn)定，且從點(diǎn)的電流和主點(diǎn)的電流基本相等。這也說明了柔性耦合的負(fù)載當(dāng)采用轉(zhuǎn)矩控制的負(fù)荷分配方式時是不穩(wěn)定的，此跟實(shí)際調(diào)試當(dāng)中遇到的現(xiàn)象完全吻合。總之，對于負(fù)荷分配控制系統(tǒng)而言，正常情況下我們都可以看作是剛性連接的系統(tǒng)。因此，無論是速度控制方式還是轉(zhuǎn)矩控制方式，系統(tǒng)本身都是穩(wěn)定的。但是如果具有延遲特性的負(fù)荷分配控制系統(tǒng)，由于轉(zhuǎn)矩和速度之間增加了反饋延遲，就會造成不穩(wěn)定現(xiàn)象。典型的例子如高速衛(wèi)生紙機(jī)的負(fù)荷分配控制系統(tǒng)，在網(wǎng)部和大缸之間由10m以上的毛布進(jìn)行連接，毛布的彈性作用會導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩和速度的延遲。這時如果采用轉(zhuǎn)速控制的負(fù)荷分配方案則是穩(wěn)定的，反之如果采用通常的轉(zhuǎn)矩負(fù)荷分配控制方案則極有可能會造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，理論研究和實(shí)踐都證明了這一點(diǎn)。

篇8

3D數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)，給人最多的是視覺的震撼，導(dǎo)演能熟練運(yùn)用數(shù)字技術(shù)，更加精彩的再現(xiàn)動畫電影場景。例如，針對動畫電影《瘋狂原始人》中，應(yīng)用3D數(shù)字技術(shù)，不論是人物造型還是場景設(shè)置，都是利用電腦平臺，采取3D數(shù)字技術(shù)對其進(jìn)行建模制作的，不僅使動畫電影達(dá)到非常自然逼真的播放效果，同時也豐富了動畫設(shè)計，使得動畫電影創(chuàng)作更接近生活[3]?；趶?qiáng)大的3D數(shù)字技術(shù)，不僅開始對電影的人物真實(shí)性提出更高的需求，同時在動畫電影的造型、構(gòu)圖、配色上，也要求可以有真實(shí)的觀影效果。

1.2動畫影院播放

在動畫電影創(chuàng)作中，3D技術(shù)可以更好的深化主題，且動畫創(chuàng)作中，還會按照音樂與影片之間的聯(lián)系關(guān)系，采取3D數(shù)字技術(shù)描繪場景，有效渲染動畫電影氣氛，以音畫同步式的配樂形式，在3D數(shù)字技術(shù)描繪場景中，很好的感染觀眾情緒，使觀眾對于動畫電影的視覺感官得到提升，3D數(shù)字技術(shù)使得動畫電影表現(xiàn)的感情不再孤立，更能夠深化提升動畫電影畫面氛圍。

2.3D數(shù)字藝術(shù)對動畫電影創(chuàng)作的影響

2.1提升觀眾的觀影體驗(yàn)

動畫電影創(chuàng)作中，應(yīng)用3D數(shù)字技術(shù)，再應(yīng)用透鏡組合，調(diào)節(jié)畫面轉(zhuǎn)換效果，采用精密機(jī)械式調(diào)節(jié)方式，使得動畫電影創(chuàng)作發(fā)生技術(shù)上的改革。故此，在動畫電影的創(chuàng)作中，更加注重動畫的表現(xiàn)力與場景的真實(shí)效果，縱觀每部動畫電影，在其創(chuàng)作中，多具有奇幻、炫酷的3D場景，并且更是通過3D數(shù)字技術(shù)，深化與烘托動畫電影中的人物與情節(jié)，有效填補(bǔ)動畫電影場景之間的空白間隔，還很好的發(fā)揮一定的敘事功能，擴(kuò)大動畫電影的創(chuàng)作空間。同時，動畫電影創(chuàng)作中，追求與3D技術(shù)的融合，采取3D技術(shù)創(chuàng)作動畫電影，如在《龍騎俠3D》中，采用了3D數(shù)字技術(shù)進(jìn)行動畫播放，可以提升動畫的震撼場面，基于3D影院轉(zhuǎn)換設(shè)備的支撐，更是可以精彩再現(xiàn)動畫中激烈的戰(zhàn)斗鏡頭，塑造主人公堅強(qiáng)勇敢的正面形象，且延續(xù)了勵志冒險的主題內(nèi)容，增添了故事的趣味性和可看性，采用“控制景深，調(diào)節(jié)速率，善用顏色”手段，保證立體效果基礎(chǔ)上，為觀眾帶來極度震撼和華麗的視覺體驗(yàn)。3D數(shù)字技術(shù)，不僅會影響動畫電影觀眾的心理，也會影響其視覺感官，深化動畫電影的主題[4]。在動畫電影中，通過3D數(shù)字技術(shù)，不僅可以抒發(fā)影片中人物的情感，還可以渲染場景以及刻畫電影人物的性格，引導(dǎo)暗示觀眾在觀看影片時的情緒，這是其他動畫電影語言所無法代替的。

2.2豐富動畫電影播放色彩

色彩在動畫電影作品創(chuàng)作中，可以賦予作品以藝術(shù)基調(diào)，直接關(guān)系到動畫電影作品的成功。動畫電影創(chuàng)作中，應(yīng)用3D數(shù)字技術(shù)，提升動畫電影播放精度，有效調(diào)控電影畫面色彩，給觀眾帶來更好的觀影體驗(yàn)。采用了光回收系統(tǒng)，分光路不同光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、PLC電氣精準(zhǔn)控制系統(tǒng)的組合，達(dá)到提高3D轉(zhuǎn)換設(shè)備的整體光效值和對比度值。其中光回收系統(tǒng)，采用同一束光在經(jīng)過特制光學(xué)原件后進(jìn)行分光，并對原本的一束不可用光進(jìn)行回收重新轉(zhuǎn)換，在分光路不同光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，對光回收系統(tǒng)中分光產(chǎn)生的兩束光分別進(jìn)行機(jī)械式和液晶式的調(diào)制，達(dá)到兩束光的光學(xué)同步投影，在PLC電氣精準(zhǔn)控制系統(tǒng)中，采用PLC對整個電氣運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行控制，保證控制精度。應(yīng)用3D數(shù)字技術(shù)，將DLP放映機(jī)放出來的畫面進(jìn)行轉(zhuǎn)換分離，使左右眼圖像光束分別具有不同的偏振特性，觀眾再佩戴上對應(yīng)的偏振眼鏡，就可以使左右眼看到對應(yīng)的畫面，從而在觀眾的大腦中合成出立體畫面。目前市面上使用的3D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)主要有主動式和被動式兩種。動畫電影創(chuàng)作中，應(yīng)用3D數(shù)字技術(shù)，通過修改材料的配方，使得數(shù)字放映機(jī)透射出的畫面顏色損失最小，從而具有較好的色彩還原性。播放方面應(yīng)用主動式設(shè)備，根據(jù)3D數(shù)字技術(shù)特征，主要依靠色彩原理實(shí)現(xiàn)了對光的轉(zhuǎn)換，從而使左右眼畫面分開交替顯示。應(yīng)用3D數(shù)字技術(shù)，對于動畫電影播放中的被動式設(shè)備，則主要依靠光學(xué)偏振片完成了對光的轉(zhuǎn)換。主動式設(shè)備由于轉(zhuǎn)換效果不徹底、重影嚴(yán)重、色彩飽和度差及轉(zhuǎn)換后畫面亮度太低而被市場逐步淘汰。在被動式設(shè)備中又分為兩類，機(jī)械偏振式和液晶偏振式。機(jī)械偏振式主要通過偏振調(diào)制器（主要材料偏振膜片）被伺服電機(jī)帶動高速旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)高幀率的左右眼畫面分離并交替顯示，從而達(dá)到3D轉(zhuǎn)換的目的。而液晶偏振式則是通過液晶分子對電壓趨向性的快速反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)3D轉(zhuǎn)換目的。3D數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)，提升了動畫電影后期創(chuàng)作水平[5]。

2.3優(yōu)化動畫電影播放效果

在3D動畫電影的播放中，當(dāng)顯示器在顯示左眼畫面時，右眼鏡片應(yīng)該是全黑的，若是快門式眼鏡開關(guān)周期與顯示器刷新周期沒準(zhǔn)同步，會導(dǎo)致漏鏡片的鬼影的出現(xiàn)，影響人們觀看3D電影的效果。故此，在3D動畫電影創(chuàng)作中，應(yīng)用面向影院的3D轉(zhuǎn)換設(shè)備，強(qiáng)化對此問題的重視，不論是3D動畫電影的內(nèi)傾角，還是平行光軸，以及外傾角，強(qiáng)化其3D動畫電影的播放效果，提高左右畫面的重合度，使人們觀看3D動畫電影時的視野更開闊。3D數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用，使觀眾能毫無阻礙地通向?qū)а輼?gòu)思，通過3D技術(shù)，讓觀眾站在原地就可以看到更為廣闊的世界。動畫電影創(chuàng)作中，更加關(guān)注播放效果，故此，擬采用組合透鏡的方式對光程差進(jìn)行調(diào)節(jié)，首先通過整個機(jī)械系統(tǒng)和光學(xué)系統(tǒng)，精確計算出兩路光的光程差，然后根據(jù)光程差設(shè)計組合透鏡的相關(guān)參數(shù)，但是通常由于機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)械加工進(jìn)度等誤差，這些微觀的誤差會在光學(xué)系統(tǒng)中做宏觀的表現(xiàn)，所以需要在設(shè)計完成后通過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步確認(rèn)。就如對于動畫電影《豚鼠特工隊》之中，不管是簡單模型的創(chuàng)作，還是對于動畫中豚鼠形象的創(chuàng)作，總是秉持人們的立體視覺體驗(yàn)，結(jié)合3D數(shù)字技術(shù)，進(jìn)行活動跟蹤，對指定地區(qū)舉行活動的跟蹤闡發(fā)，有效應(yīng)用3D數(shù)字技術(shù)，并主動創(chuàng)建出主要的動畫幀，將3D數(shù)字技術(shù)得到的跟蹤結(jié)果，應(yīng)用到動畫電影創(chuàng)作之中，用實(shí)體任務(wù)動作標(biāo)記動畫人物的行動，使用計算機(jī)設(shè)計動畫人物行為，使得動畫電影的效果更加逼真。動畫電影創(chuàng)作中，應(yīng)用3D技術(shù)，產(chǎn)生積極的影響。

2.4促使動畫電影創(chuàng)作向3D發(fā)展

基于3D數(shù)字技術(shù)的動畫電影，帶給人更多的新奇感，特別是在影院播放中，基于3D數(shù)字技術(shù)的支持，不僅提升動畫電影的逼真效果。同時震撼觀眾心靈，呈現(xiàn)出美麗且動人的畫面，給人的心理上產(chǎn)生巨大感觸，增加人們在視覺上的認(rèn)知度。動畫電影創(chuàng)作中，也開始構(gòu)建更具想象力的場景，動畫電影創(chuàng)作也開始走向3D技術(shù)方向。并且在動畫電影中可以應(yīng)用3D數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)，將動畫電影虛擬在人的眼前，使人們產(chǎn)生更加真實(shí)的觀影體驗(yàn)[6]。例如，對于動畫電影《大鬧天宮》，該片應(yīng)用3D數(shù)字技術(shù)，不僅制造的動畫電影色彩濃重，動畫人物造型奇異，動畫的場面也是十分的雄偉壯麗，賦予動畫形象鮮明的人格特征，使得動畫電影的情節(jié)跌宕有致，將孫悟空這一中國式的神話英雄，生動地再現(xiàn)于銀幕；3D數(shù)字技術(shù)版的《大鬧天宮》，保留了中國傳統(tǒng)的藝術(shù)風(fēng)格，同時節(jié)奏更加緊湊，并且配合3D數(shù)字效果，更是在片中設(shè)計了幾十個鏡頭，做出“沖出銀幕”的效果處理，突出地表現(xiàn)孫悟空機(jī)智樂觀、大膽反抗神權(quán)的無畏精神，不僅滿足觀眾立體觀影感，同時也喚起觀眾對中國傳統(tǒng)動畫作品的熱愛[7]。在動畫電影創(chuàng)作中，還需結(jié)合動畫電影播放效果考慮，因?yàn)楫?dāng)前3D技術(shù)在電影行業(yè)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用，不僅在動畫電影播放中做出一定的改進(jìn)，還采取先進(jìn)技術(shù)，使得動畫電影的畫面更加精細(xì)，色彩也更加豐富，更能提高動畫電影制作水準(zhǔn)，有效提升觀眾喜愛度，做出巨大技術(shù)上的提升，有效提高觀眾對動畫電影的觀影體驗(yàn)。例如在動畫電影《怪物史瑞克》中，就采取3D數(shù)字技術(shù)，設(shè)計出其主要的故事人物形象，“怪物”史瑞克不僅是可愛的綠色怪物，同時也是極富正義感的故事人物，他在動畫電影中的神態(tài)、動作、語言以及周圍的場景，美化動畫電影的影院播放水平，使人們可以接受這樣的動畫形象，通過3D數(shù)字轉(zhuǎn)換播放設(shè)備，使史瑞克更加真實(shí)。

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2在電力自動化中的應(yīng)用分析

2.1移動手機(jī)短信通信技術(shù)的應(yīng)用分析

隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的快速發(fā)展，航天技術(shù)和電話通信技術(shù)的結(jié)合，移動手機(jī)通信技術(shù)得到了快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。手機(jī)短信遙控電路技術(shù)是移動手機(jī)通信技術(shù)在電力自動化中的典型應(yīng)用。以往，移動手機(jī)通過短信控制太空中的衛(wèi)星和讀取衛(wèi)星上的傳輸數(shù)據(jù)，而裝上藍(lán)牙系統(tǒng)后，可采用無線方式接收和發(fā)射信號，且可有效控制衛(wèi)星對電力自動化進(jìn)行監(jiān)控。其原理為：手機(jī)短信遙控電路技術(shù)集合了過濾器、短信內(nèi)容提取和來電顯示等模塊，在移動電話控制模塊內(nèi)輸入具有相應(yīng)權(quán)限的手機(jī)號碼，并編制遙控指令的短信內(nèi)容后，僅具有相應(yīng)資格的手機(jī)號碼和正確的短信內(nèi)容，才能接收短信，從而實(shí)現(xiàn)對電力自動化的遙控，否則，無法驅(qū)動遙控對象，將拒絕執(zhí)行短信遙控命令。

2.2DTMF撥號遙控技術(shù)的應(yīng)用分析

DTMF信號是一種穩(wěn)定性、可靠性相對較高的實(shí)用通信技術(shù)，最早應(yīng)用在程控電話交換系統(tǒng)中。DTMF信號包括以下2種：①高音組。包括1633Hz、1477Hz、1336Hz和1209Hz。②低音組。包括941Hz、852Hz、770Hz和697Hz。共8種頻率信號，DTMF撥號遙控技術(shù)選用8選2的方式，分別在高音組和低音組中選擇1個信號組成復(fù)合信號，進(jìn)而形成16組特定編碼的遙控信號系統(tǒng)。DTMF撥號遙控技術(shù)在電力自動化中的應(yīng)用原理為：在遠(yuǎn)端電話控制模塊中設(shè)置具有遙控權(quán)限的電話，并保證電話號碼具有相應(yīng)的身份遙控功能；當(dāng)撥號驗(yàn)證通過時，通信系統(tǒng)能提供相應(yīng)的提示，并進(jìn)行相應(yīng)的DTMF編碼撥號，驅(qū)動相應(yīng)的遙控對象動作；對于沒有相應(yīng)權(quán)限的電話，則不予以接聽和撥號。DTMF撥號遙控指令編碼方案主要包括9種：①第一路開關(guān)。遙控開啟撥號編碼為1*，遙控關(guān)閉撥號編碼為1#。②第二路開關(guān)。遙控開啟撥號編碼為2*，遙控關(guān)閉撥號編碼為2#。③第三路開關(guān)。遙控開啟撥號編碼為3*，遙控關(guān)閉撥號編碼為3#。④第四路開關(guān)。遙控開啟撥號編碼為4*，遙控關(guān)閉撥號編碼為4#。⑤第五路開關(guān)。遙控開啟撥號編碼為5*，遙控關(guān)閉撥號編碼為5#。⑥第六路開關(guān)。遙控開啟撥號編碼為6*，遙控關(guān)閉撥號編碼為6#。⑦第七路開關(guān)。遙控開啟撥號編碼為7*，遙控關(guān)閉撥號編碼為7#。⑧第八路開關(guān)。遙控開啟撥號編碼為8*，遙控關(guān)閉撥號編碼為8#。⑨第1～8路開關(guān)。遙控開啟撥號編碼為9*，遙控關(guān)閉撥號編碼為9#。

2.3電話振鈴遙控技術(shù)的應(yīng)用分析

電話振鈴遙控技術(shù)的振鈴遙控由提取來電顯示號碼、號碼過濾器和振鈴電壓等模塊組成，將具有相應(yīng)權(quán)限的固定電話或移動電話設(shè)置在遠(yuǎn)端電話控制模塊中，以保證電話號碼具有相應(yīng)的“身份證”。電話振鈴遙控技術(shù)的遠(yuǎn)端控制模塊僅接收具有相應(yīng)權(quán)限電話的振鈴信號，并驅(qū)動相應(yīng)的遙控電路，進(jìn)而根據(jù)相應(yīng)的狀態(tài)信息回傳給遠(yuǎn)端電話，振鈴遙控信號的回傳。此外，還需要采用不同的傳感器連接，比如采用單片機(jī)電路，電路接口用下沿觸發(fā)，觸發(fā)電平自高而下，從5V至0V。對于沒有權(quán)限的電話，則不予以接收振鈴信號，進(jìn)而也無法驅(qū)動遙控電路。

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2化工儀器儀表化工自動化技術(shù)的應(yīng)用

2.1這就需要儀表具備可編程的功能。通過對計算機(jī)軟件的應(yīng)用，進(jìn)行大量硬件邏輯電路的取代，從而實(shí)現(xiàn)硬件的軟化，在電路控制過程中，需要針對接口芯片的位控特性進(jìn)行分析，進(jìn)行不同功能的控制。這就需要進(jìn)行軟件的編程，可以進(jìn)行軟件儀器儀表的置入，進(jìn)行硬件結(jié)構(gòu)的簡化，保證常規(guī)邏輯電路的取代。這也需要儀表具備良好的記憶能力，在以往的儀表應(yīng)用中，我們需要進(jìn)行組合邏輯電路及其時序電路的應(yīng)用，保證該狀態(tài)信息的分析，進(jìn)行微機(jī)的儀表引入，保證隨機(jī)存儲器的應(yīng)用工作，進(jìn)行前一狀態(tài)信息的記憶工作，保證記憶的保存，進(jìn)行多種狀態(tài)信息的記憶，做好重現(xiàn)及其相關(guān)的處理工作。如果儀表具備了計算的功能，就說明自動化儀表已經(jīng)具備計算機(jī)的一部分的能力，從而滿足工作計算的需要，能夠保證工作的良好精度。在自動化儀表的應(yīng)用過程中，其計算形式是多樣化的。

2.2儀表如果具備數(shù)據(jù)處理的功能，就能夠有效進(jìn)行測量的線性化處理，進(jìn)行自檢自校、工程值轉(zhuǎn)換及其抗干擾問題的分析，這就需要進(jìn)行微處理器及其軟件的應(yīng)用，保證這些軟件的良好處理，從而進(jìn)行硬件負(fù)擔(dān)的降低，從而進(jìn)行了處理功能的優(yōu)化，滿足了日常工作檢索、優(yōu)化等需要。整體來說，儀表具備比較復(fù)雜的控制功能，進(jìn)行自動化的應(yīng)用，從而滿足了設(shè)備自動化的工作需要。比如在氣相儀器的應(yīng)用過程中，通過對該儀器的應(yīng)用，可以進(jìn)行復(fù)雜化學(xué)混合物的分析，進(jìn)行色層分離方法的應(yīng)用，保證樣品的化學(xué)成分含量的分析。隨著時代的發(fā)展，電子信息技術(shù)體系不斷的健全，從而滿足常規(guī)儀表的發(fā)展需要，通過對新型數(shù)字儀表、程序控制器等的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的不同工作實(shí)際及其需求的滿足，更有利于提升當(dāng)下自動化工作的效益。氣動儀表、電動儀表、模擬儀表、數(shù)字儀表以及各種智能化儀表,計算機(jī)等都在進(jìn)行使用,形成了氣電結(jié)合、模數(shù)共存、取長補(bǔ)短,協(xié)同發(fā)展的局面。它們構(gòu)成的各種自動化控制系統(tǒng)極大地推動著我們的現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)。整體來說化工生產(chǎn)過程中自動化涉及的層面是非常廣泛的，其綜合性非常的強(qiáng)，其需要進(jìn)行自動控制學(xué)科儀器的應(yīng)用，進(jìn)行計算機(jī)學(xué)科理論的應(yīng)用，進(jìn)行化學(xué)工程學(xué)科的有效服務(wù)，從而滿足實(shí)際工作的要求，提升現(xiàn)代化化學(xué)工程的應(yīng)用效益，提升現(xiàn)代社會的經(jīng)濟(jì)發(fā)展效益。這需要相關(guān)人員意識到這個觀點(diǎn)，現(xiàn)代化工工藝及設(shè)備與自動化裝置已經(jīng)構(gòu)成了有機(jī)的整體,使儀表實(shí)現(xiàn)高速、高效、多功能、高機(jī)動靈活等性能,使化工生產(chǎn)自動化水平不斷提高。

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2化工生產(chǎn)中電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用

2.1先進(jìn)控制

2.1.1先進(jìn)控制的特點(diǎn)

在化工的生產(chǎn)當(dāng)中，往往生產(chǎn)過程較為復(fù)雜多樣，這樣就很難的建立起數(shù)學(xué)模型。一旦沒有完善的數(shù)學(xué)模型，就會導(dǎo)致預(yù)測和推斷的失誤。與傳統(tǒng)的控制技術(shù)相比，先進(jìn)的控制技術(shù)能夠更加的抓準(zhǔn)將要預(yù)測和推斷的難點(diǎn)[3]。

2.1.2先進(jìn)控制的應(yīng)用

先進(jìn)控制的應(yīng)用在當(dāng)今的自動化技術(shù)當(dāng)中得到過廣泛的應(yīng)用，與傳統(tǒng)的技術(shù)水平相比，現(xiàn)如今的技術(shù)手段不僅僅應(yīng)用到了信息化技術(shù)手段，還應(yīng)用到了很多數(shù)學(xué)模型之類的知識。因?yàn)橹挥薪⒘送晟频臄?shù)學(xué)模型，才能夠?qū)Σ杉降淖兞窟M(jìn)行精確的統(tǒng)計和計算。再加上信息化的先進(jìn)技術(shù)，這些是保障先進(jìn)控制應(yīng)用的有效技術(shù)手段之一。

2.2現(xiàn)場總線

2.2.1現(xiàn)場總線的特點(diǎn)

現(xiàn)場總線具有將所有的線路連接起來的功能，現(xiàn)場總線將所有的自動化系統(tǒng)和只能現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行了連接，使得這些智能化設(shè)備能夠聽從統(tǒng)一的號令，這種管理方式既能夠節(jié)省大量的人力和物力，還能夠在很大程度上使得系統(tǒng)的管理變得更具有自動化和智能化。線路總線基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動化技術(shù)，使得系統(tǒng)的單回路調(diào)節(jié)器、現(xiàn)場變送器、現(xiàn)場執(zhí)行器、可編程序控制器等設(shè)備能夠與總線進(jìn)行連接，進(jìn)而對化工生產(chǎn)當(dāng)中的一些設(shè)備進(jìn)行更好的控制和調(diào)整。

2.2.2現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的

現(xiàn)場總線系統(tǒng)能夠在化工生產(chǎn)和電氣自動化的生產(chǎn)當(dāng)中保證成本的最低化和投資以及安裝費(fèi)用的最低化，這些費(fèi)用對于任何一個商家來說都是應(yīng)當(dāng)精打細(xì)算的，只有注重每一個細(xì)節(jié)，才能夠使得企業(yè)不斷的變得強(qiáng)大起來?，F(xiàn)場總線的控制還能夠減少工人的工作量，在保證質(zhì)量的情況下增加了工作的效率[4]。

3化工生產(chǎn)中電氣自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

化工生產(chǎn)中電氣自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢已經(jīng)越來越趨向于國際化，因?yàn)槲覈壳暗碾姎饣l(fā)展已經(jīng)采用了很多先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和技巧，現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)與先進(jìn)的技術(shù)是完全分不開的，其中以電子信息技術(shù)為最主要的技術(shù)手段?，F(xiàn)如今在這個二十一世紀(jì)當(dāng)中，更多的事業(yè)都趨向于信息化和國際化。自從研發(fā)出了電氣自動化技術(shù)在化工廠當(dāng)中的應(yīng)用，對于提高信息系統(tǒng)的處理能力就有著很高的要求，然而信息系統(tǒng)的運(yùn)行和應(yīng)用又完全離不開網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。通過電氣自動化的運(yùn)行和應(yīng)用可以加快我國現(xiàn)有工業(yè)的發(fā)展，從節(jié)約資源入手，盡最大的可能去降低生產(chǎn)的成本和費(fèi)用，保證少成本就可以獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。能夠合理并且高效的應(yīng)用現(xiàn)代化信息技術(shù)是縮短我國與其他國家之間差距的一個保障之一，只有促進(jìn)全國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展才能夠讓更多的百姓擁有現(xiàn)代化的生活。