第一篇：國內(nèi)外復(fù)合材料自動化成型設(shè)備的發(fā)展趨勢

國內(nèi)外復(fù)合材料自動化成型設(shè)備的發(fā)展趨勢

目前，飛機(jī)復(fù)材構(gòu)件的自動化成型工藝主要包括纖維纏繞、纖維帶鋪放和纖維絲鋪放3種類型。其中，纖維纏繞技術(shù)是最早開發(fā)并廣泛使用的加工技術(shù)，亦是最成熟的生產(chǎn)技術(shù)。所謂纖維纏繞成型工藝，就是將浸過樹脂的連續(xù)纖維，按照一定規(guī)律纏繞到芯模上并層疊至所需的厚度，然后在加熱或常溫條件下固化、脫模，獲得一定形狀制品的工藝方法。自動鋪帶技術(shù)采用有隔離襯紙的單向預(yù)浸帶，在鋪帶頭中完成預(yù)定形狀的切割、定位，加熱后按照一定設(shè)計方向在壓輥?zhàn)饔孟?，直接鋪疊到曲率半徑較大且變化較緩的模具表面。鋪帶機(jī)多采用龍門式結(jié)構(gòu)，其核心部件是鋪帶頭，須完成超聲切割、夾緊、襯紙剝離和張力控制等功能。鋪絲技術(shù)綜合了自動鋪帶和纖維纏繞技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，由鋪絲頭將數(shù)根預(yù)浸紗在壓輥下集束成為一條由多根預(yù)浸紗組成的寬度可變的預(yù)浸帶后鋪放在芯模表面，經(jīng)過加熱軟化后壓實定型。鋪絲技術(shù)適用于曲率半徑較小的曲面產(chǎn)品表面制備，鋪設(shè)時沒有皺褶，無須作剪裁或其他處理。鋪絲可以代替鋪帶，相對于鋪帶，它的成本較高、效率也低一些，但復(fù)雜的曲面表面必須用鋪絲工藝完成。

在航空制造業(yè)，纖維纏繞技術(shù)主要用于雷達(dá)罩、發(fā)動機(jī)機(jī)匣、燃料儲箱、飛機(jī)副油箱和過濾器等零部件的成型，現(xiàn)代大型噴氣客機(jī)(如波音747等)上眾多的高壓氣瓶都是用玻璃纖維復(fù)合材料纏繞成型的，它們?yōu)轱w機(jī)提供了不可缺少的氣動控制動力源。

纖維帶鋪放技術(shù)制造的飛機(jī)復(fù)材構(gòu)件典型的有飛機(jī)機(jī)翼蒙皮、垂/平尾蒙皮、翼肋、方向舵和升降舵等。F-22戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)翼和波音777飛機(jī)機(jī)翼、水平和垂直安定面蒙皮、C-17運(yùn)輸機(jī)的水平安定面蒙皮、全球鷹RQ-4B大展弦比機(jī)翼、787機(jī)翼、A330和A340水平安定面蒙皮、A340尾翼蒙皮以及A380的安定面蒙皮和中央翼盒等，均采用鋪帶工藝成型。

鋪絲技術(shù)的典型應(yīng)用包括S形進(jìn)氣道、中機(jī)身翼身融合體蒙皮直至帶窗口的曲面等。首先應(yīng)用自動鋪放技術(shù)的是波音直升機(jī)公司，它研制了V-22傾轉(zhuǎn)旋翼飛機(jī)的整體后機(jī)身。在第4代戰(zhàn)斗機(jī)的典型應(yīng)用包括S形進(jìn)氣道和機(jī)身，F(xiàn)35的中機(jī)身翼身融合體蒙皮。在商用飛機(jī)方面有Premier I和霍克商務(wù)機(jī)的機(jī)身部件、大型客機(jī)波音747及波音767客機(jī)的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道整流罩試驗件和波音787機(jī)身則全部采用復(fù)合材料自動鋪絲技術(shù)分段整體制造等，自動鋪放技術(shù)的應(yīng)用大大簡化了制造工藝，帶來了航空制造技術(shù)的變革。

一、纖維纏繞成型設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀

20世紀(jì)40年代中期，國際上正式提出了纖維纏繞技術(shù)的概念。60年代初期，出現(xiàn)第一代機(jī)械式纖維纏繞機(jī)，其控制系統(tǒng)是由皮帶、齒輪、滑輪和鏈條等組成的機(jī)械系統(tǒng)。1973年Entec公司開發(fā)了第一臺微處理器控制的纖維纏繞機(jī)。1976年第一個商業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)的纏繞機(jī)型號McClean Anderson 60型投放市場。80～90年代，更多的計算機(jī)技術(shù)投入到纏繞機(jī)的開發(fā)當(dāng)中，新一代微機(jī)控制纖維纏繞機(jī)開始研制。英國的Pultrex有限公司采用通用數(shù)控系統(tǒng)成功開發(fā)了四軸聯(lián)動纖維數(shù)控纏繞機(jī)。當(dāng)時，每臺纏繞機(jī)的硬件部分都必須包括計算機(jī)和運(yùn)動控制卡，機(jī)床的速度控制得到了極大改善，計算機(jī)控制系統(tǒng)能夠更精確地跟蹤機(jī)床的位置和速度并對其進(jìn)行實時控制。與此同時，很多公司開始探索用計算機(jī)設(shè)計纏繞模式，即纖維纏繞CAD技術(shù)開始出現(xiàn)。用計算機(jī)輔助設(shè)計纏繞模式，大大簡化了纏繞模式的設(shè)計，從而減少了產(chǎn)品的開發(fā)和工藝設(shè)計周期。同時，為了提高生產(chǎn)效率，人產(chǎn)設(shè)計開發(fā)了多轉(zhuǎn)軸纏繞機(jī)，即1臺纏繞機(jī)同時纏繞多個部件或1臺纏繞機(jī)上裝有多個出紗裝置同時纏繞一個部件。

進(jìn)入21世紀(jì)，纏繞機(jī)的功能更加完善，各種類型的纏繞機(jī)廣泛應(yīng)用于航空航天、軍工和民用工業(yè)等領(lǐng)域。纖維纏繞設(shè)備的開發(fā)速度明顯加快，同時提高勞動生產(chǎn)率已被置于首要地位，多主軸、多運(yùn)動軸聯(lián)動纏繞機(jī)逐漸成為標(biāo)準(zhǔn)。為了解決異型件的纏繞成型，研制出了計算機(jī)控制的六軸聯(lián)動纖維纏繞機(jī)，解決了基本異型件的纏繞成型問題，結(jié)束了用手糊、半手糊方式生產(chǎn)常用管道配件彎管和三通管的歷史。更多運(yùn)動軸纏繞機(jī)的引入使得纏繞形狀更為復(fù)雜的產(chǎn)品成為可能，目前國際上已有七軸甚至多達(dá)十一軸的計算機(jī)控制纖維纏繞機(jī)。但由于高性能和大型的纏繞機(jī)可用于航空航天等軍工部門，國外對我國一直限制出口。對于中小型纏繞機(jī)雖然通過一些渠道可以出口，但價格昂貴，如可纏繞1.6m、長度6m壓力容器的四軸聯(lián)動臥式數(shù)控纏繞機(jī)價格要在40萬歐元以上。國外知名的纏繞機(jī)制造商主要有美國的ENTEC公司、McClean Anderson公司和德國的BSD公司等。

中型五軸控制四軸聯(lián)動數(shù)控纏繞機(jī)

除硬件外，目前國外的纖維纏繞CAD/CAM軟件也已經(jīng)發(fā)展到很高的水平。CAD/CAM軟件不僅具有完善的回轉(zhuǎn)體纖維纏繞軌跡設(shè)計功能，還具有異型件纖維纏繞軌跡設(shè)計功能。對于各種常見異型件，已經(jīng)開發(fā)出完善的CAD/CAM軟件進(jìn)行芯模設(shè)計、線型規(guī)劃以及后置處理，可以根據(jù)具體的數(shù)控系統(tǒng)生成相應(yīng)的控制代碼。如比利時MATERIAL公司的CADWIND和英國Crescent Consultants Ltd的CADFIL，其中CADWIND歷時12年研制成功，該CAD/CAM系統(tǒng)受到用戶的廣泛歡迎，經(jīng)多年實踐，開發(fā)了多個版本，其最高版本價格約為4萬歐元。

我國對纖維纏繞工藝的研究開始于1958年，其出發(fā)點(diǎn)是為兩彈一星國防建設(shè)服務(wù)。60年代初我國開始了纖維纏繞技術(shù)的研究。隨著微機(jī)和自動化技術(shù)的發(fā)展，目前國內(nèi)大部分纖維纏繞設(shè)備實現(xiàn)了微機(jī)控制，中低檔的兩軸、三軸微機(jī)控制纖維纏繞機(jī)制造技術(shù)和纏繞工藝已經(jīng)基本成熟，并在管道、儲罐以及各種壓力容器的纏繞成型方面發(fā)揮了重要作用。但在中高檔纏繞成型技術(shù)領(lǐng)域由于受到進(jìn)口限制，發(fā)展水平相對落后。哈爾濱工業(yè)大學(xué)從80年代開始從事纖維纏繞技術(shù)方向的研究，具體研究工作是結(jié)合用于制備火箭發(fā)動機(jī)、衛(wèi)星和導(dǎo)彈上復(fù)合材料纏繞構(gòu)件的高性能數(shù)控纏繞機(jī)的研制進(jìn)行的。所研制的數(shù)控環(huán)形氣瓶纏繞機(jī)、臥式數(shù)控纏繞機(jī)和車載氣瓶立式數(shù)控纏繞機(jī)等設(shè)備已在多家企業(yè)和科研單位獲得應(yīng)用。為航天系統(tǒng)某單位研制的中型臥式五坐標(biāo)控制四坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控纏繞機(jī)的最大纏繞直徑可達(dá)1.65m，最大纏繞長度達(dá)8m已經(jīng)用于多種型號的研制生產(chǎn)。2000年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)成功研制出了六軸微機(jī)控制纏繞機(jī)，并對葉片、彎管和三通等非回轉(zhuǎn)體異型工件的纏繞成型進(jìn)行了研究。研究成果標(biāo)志著我國在纖維纏繞工藝、控制軟件和硬件等方面取得了巨大的進(jìn)步。

纏繞理論方面1965年我國完全掌握了纏繞規(guī)律和纏繞速比計算方法，實現(xiàn)了螺旋纏繞排線機(jī)械化。1971年起開始研究異型件纏繞，提出了異型件截面的相當(dāng)圓假設(shè)原理，解決了異型件截面纖維纏繞的近似計算問題。1987年提出了網(wǎng)格結(jié)構(gòu)纖維纏繞計算原理，這項新技術(shù)的實現(xiàn)，不僅解決了某衛(wèi)星的關(guān)鍵技術(shù)，而且標(biāo)志著我國纖維纏繞技術(shù)進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段。1996～1998年，一類新的非測地線擬測地線路徑算法被提出，它主要用于回轉(zhuǎn)體的纖維纏繞穩(wěn)定軌跡設(shè)計。哈爾濱工業(yè)大學(xué)結(jié)合纏繞設(shè)備的研制，所開發(fā)的纏繞軟件Windsoft也愈趨完善，通過不斷改進(jìn)，現(xiàn)已經(jīng)推出了第3個版本，逐漸成為一套比較成熟的纖維纏繞CAD/CAM軟件。

二、動鋪帶機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r

受采用復(fù)合材料生產(chǎn)F16戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)翼部件應(yīng)用的牽引，美國Vought公司在20世紀(jì)60年代開發(fā)了世界上第一臺自動鋪帶機(jī)。后來這一技術(shù)逐漸在其他種類飛機(jī)（如運(yùn)輸機(jī)、轟炸機(jī)和商用飛機(jī)機(jī)翼等）部件上獲得應(yīng)用。為此，生產(chǎn)鋪帶機(jī)的專業(yè)設(shè)備制造商投入了大量的人力物力研制相關(guān)的技術(shù)。鋪帶機(jī)屬于技術(shù)含量比較高的專用設(shè)備，世界上只有為數(shù)不多的幾家公司掌握核心技術(shù)。目前，鋪帶機(jī)功能日趨完善，自動鋪帶工藝也越來越成熟。自動鋪帶機(jī)的主體結(jié)構(gòu)與橋架式龍門數(shù)控機(jī)床相類似，一般有約10個運(yùn)動控制軸，其中有4～6個集中在核心部件鋪帶頭上，鋪帶頭的主要構(gòu)成包括預(yù)浸帶裝夾系統(tǒng)、襯紙回收系統(tǒng)、缺陷檢測系統(tǒng)、預(yù)浸帶輸送導(dǎo)向系統(tǒng)、預(yù)浸帶超聲切割系統(tǒng)、預(yù)浸帶加熱系統(tǒng)和柔性壓實系統(tǒng)等。鋪帶機(jī)能進(jìn)行0、90和45方向標(biāo)準(zhǔn)角度和鋪放，鋪帶寬度最大可達(dá)300mm、生產(chǎn)效率可達(dá)1000kg/周，是手工鋪疊的數(shù)十倍。目前，能制造自動鋪帶機(jī)的專業(yè)廠商主要有美國Cincinnati Machine公司、CityMachine ToolDie公司、ITW Workholding公司、Ingersoll公司和歐洲的M.Torres公司、FOREST-LINE和BSD公司等。它們所生產(chǎn)的設(shè)備價格昂貴，一般中等規(guī)格的一臺鋪帶機(jī)也要500萬歐元以上。

鋪帶頭 目前世界領(lǐng)先的復(fù)合材料專用設(shè)計/制造軟件有CATIA CPD(CATIA Composite Design)模塊和VISTAGY公司開發(fā)的FiberSIM軟件。前者與CATIA系統(tǒng)完全集成，后者亦能完全集成到CATIA、Pro/E、UG等CAD軟件中。復(fù)合材料專用設(shè)計/制造軟件可提供高效的復(fù)合材料數(shù)字化設(shè)計/制造工具，進(jìn)行復(fù)合材料構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、鋪層設(shè)計、鋪層展開和制造數(shù)據(jù)準(zhǔn)備等工作。

我國開始研究纖維鋪放技術(shù)領(lǐng)域是近幾年的事情，2004年南京航空航天大學(xué)與中國一航材料研究院聯(lián)合研發(fā)了一臺小型鋪帶機(jī)，并進(jìn)行了基于AutoCAD的初級CAD/CAM軟件的開發(fā)。目前已著手研制中型自動鋪帶工程樣機(jī)。北京航空制造工程研究所在引進(jìn)鋪帶頭關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上研制了一臺中型鋪帶機(jī)，在自主研發(fā)方面邁出了可喜的一步。國內(nèi)某飛機(jī)制造公司2008年引進(jìn)了一臺西班牙M.Torres公司生產(chǎn)的鋪帶機(jī)，并進(jìn)行了一些機(jī)翼整體壁板鋪放工藝流程方面的試驗。成飛等幾家單位也有引進(jìn)國外先進(jìn)鋪放設(shè)備的意愿。

三、自動鋪絲機(jī)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r

最早開始研制纖維鋪放技術(shù)的有Boeing公司、Cincinnati Milacron公司和Hercules公司等，20世紀(jì)80年代開始設(shè)備設(shè)計、工藝與材料研制等諸項工作。20世紀(jì)80年代初，Boeing公司的機(jī)械工程師Quentin Wood提出了AVSD鋪放頭（Automated Variable Strained Dispensing Head）設(shè)想，解決了纖維束壓實、切斷和重送的問題，1985年Hercules公司研制出了第一臺原理樣機(jī)。1989年Cincinnati Milacron公司設(shè)計出其第一臺纖維鋪放系統(tǒng)并于1990年投入使用。1995年Ingersoll公司也研制出其第一臺鋪放機(jī)。隨著自動鋪放技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)從模擬控制升級到全數(shù)字控制。20世紀(jì)90年代還開發(fā)了專用的CAD/CAM軟件與硬件配套，使其功能日臻完善。設(shè)備制造商和飛機(jī)部件制造商也不斷開發(fā)出自動鋪放新技術(shù)，包括雙向鋪放頭技術(shù)、絲束重定向控制技術(shù)、張力控制技術(shù)、預(yù)浸絲束整形技術(shù)、Fiber Steer技術(shù)、柔性壓輥技術(shù)、熱塑性自動鋪放技術(shù)、超聲固接成型技術(shù)和CAD/CAM軟件技術(shù)等。目前鋪絲機(jī)的單絲剪切、夾緊和重送等動作均可在計算機(jī)協(xié)調(diào)控制下完成，所使用的纖維束主要是由12K預(yù)浸長纖維組成，標(biāo)準(zhǔn)寬度有3.2mm、6.4mm、12.7mm三種。鋪絲寬度調(diào)節(jié)靠裁剪纖維束的根數(shù)完成，由32根纖維絲集束組成的絲束寬度可達(dá)300mm。鋪絲張力約為1～3N，鋪放精度可達(dá)到0.005mm。目前國際上主要的鋪絲機(jī)生產(chǎn)商有美國Cincinnati machine、Ingersoll公司，歐洲的Automated Dyna Micro、M.Torres等。

在鋪絲成型結(jié)構(gòu)設(shè)計和分析方面，堪薩斯大學(xué)開發(fā)了復(fù)合材料分析與設(shè)計系統(tǒng)（Steered Composite Analysis and Design System，SCADS)，該系統(tǒng)集復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計和分析于一體，將手工鋪放和自動鋪放有機(jī)結(jié)合，可根據(jù)復(fù)合材料零件實際工況優(yōu)化纖維鋪放路徑。SCADS的開發(fā)側(cè)重于2個方面，一方面?zhèn)戎赜谲壽E規(guī)劃，并在被鋪放曲面上仿真纖維路徑；另一方面是纖維路徑與現(xiàn)有的復(fù)合材料分析軟件的整合。SCADS系統(tǒng)中的纖維鋪放分析環(huán)境（FPA）具有在絲束級別上分析纖維性能的能力，包括纖維方向和曲面曲率分析，絲束縫隙和重疊的分析，以及對有限元網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的自動幾何解析。

國內(nèi)對纖維鋪絲技術(shù)的研究開展時間不長，起步基點(diǎn)較低，還沒有定型產(chǎn)品設(shè)備在生產(chǎn)中得到應(yīng)用。南京航空航天大學(xué)在總裝航空支撐項目和國家863項目資助下，完成了國內(nèi)第一臺八絲束纖維鋪放原理樣機(jī)，開發(fā)了基于CATIA的自動鋪放的CAD/CAM軟件原型，進(jìn)行了纖維鋪放及裝備的初步技術(shù)儲備。武漢理工大學(xué)與北京航天工藝研究所和西安復(fù)合材料研究所等單位合作開展自動鋪放研究，對圓錐體進(jìn)行了鋪放機(jī)理的研究并進(jìn)行了計算機(jī)仿真。從原理上設(shè)計了一臺纖維鋪放機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)四路絲束鋪放，每路絲束可單獨(dú)控制絲束切斷或絲束重新輸送。哈爾濱工業(yè)大學(xué)開發(fā)了纖維鋪放軌跡規(guī)劃設(shè)計與仿真軟件，深入研究了基于機(jī)械手臂末端運(yùn)動軌跡和基于機(jī)械手臂末端施壓方向的2種機(jī)床后置處理算法，提出了新的鋪放軌跡規(guī)劃方法和優(yōu)化方法，實現(xiàn)了鋪放軟件的前期規(guī)劃、設(shè)計工作。完成了七自由度四絲束纖維鋪絲機(jī)的設(shè)計及調(diào)試工作，并進(jìn)行了鋪放試驗。在鋪放過程中，設(shè)備及數(shù)控系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠，運(yùn)動位置準(zhǔn)確，具有工程實用價值。

四、未來復(fù)合材料成型設(shè)備的發(fā)展展望

我國大飛機(jī)工程已經(jīng)啟動，復(fù)合材料規(guī)劃用量初期要達(dá)到15%～25%，后期隨著材料與設(shè)計制造技術(shù)的成熟將逐步擴(kuò)大，最終的上限可能接近甚至超過現(xiàn)有波音787飛機(jī)的復(fù)合材料用量水平。在實現(xiàn)這一目標(biāo)的過程中，復(fù)合材料成型設(shè)備及工藝很有可能會是一個技術(shù)瓶頸，成為制約大飛機(jī)研制的關(guān)鍵一環(huán)，應(yīng)予以高度重視。目前，國家已經(jīng)把大型自動鋪絲機(jī)和鋪帶機(jī)列入了數(shù)控重大專項重點(diǎn)研制設(shè)備，而數(shù)控重大專項屬于國家中長期規(guī)劃的十六個重大專項之一?？梢姡瑥?fù)合材料自動化成型設(shè)備的研制已引起有關(guān)方面的高度重視。在大飛機(jī)上大量應(yīng)用復(fù)合材料是我國航空業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展的迫切需求，面對鋪放設(shè)備的進(jìn)口管制瓶頸，應(yīng)當(dāng)加大對具有自主知識產(chǎn)權(quán)的鋪放設(shè)備研制的支持力度，同時開展自動鋪放CAD/CAM軟件和鋪放工藝技術(shù)的研究，為復(fù)合材料在大型飛機(jī)上的大規(guī)模應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

第二篇：國內(nèi)外變電站自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

國內(nèi)外變電站自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

作者：

指導(dǎo)老師：

摘要：根據(jù)有關(guān)工作調(diào)研、設(shè)計實踐，對國內(nèi)外變電站綜合自動化的現(xiàn)狀和發(fā)展 進(jìn)行了總結(jié)和分析, 并對當(dāng)前應(yīng)用變電站綜合自動化技術(shù)提出了若干建議。關(guān)鍵詞：變電站綜合自動化 結(jié)構(gòu) 性能

Abstract: According to the status and development of related research, design practice , both at home and abroad substation integrated automation Summarized and analyzed, and the current integrated substation automation technology made several recommendations.Keywords：substation integrated automation

configuration

performance 引言：變電站綜合自動化是將變電站的二次設(shè)備（包括控制、信號、測量、保護(hù)、自動裝置及遠(yuǎn)動裝置等）應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)，經(jīng)過功能組合和優(yōu)化設(shè)計，對變電站實施自動監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化系統(tǒng)。實現(xiàn)變電站綜合自動化，可提高電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，減少基建投資，并為推廣變電站無人值班提供了手段。計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，帶動了變電站綜合自動化技術(shù)的進(jìn)步。近年來，隨著數(shù)字化電氣量測系統(tǒng)（如光電式互感器或電子式互感器）、智能電氣設(shè)備以及相關(guān)通信技術(shù)的發(fā)展，變電站綜合自動化系統(tǒng)正朝著數(shù)字化方向邁進(jìn)。

1.國內(nèi)變電站綜合自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢

我國變電站綜合自動化技術(shù)的起步發(fā)展雖比國外晚, 但我國70年代初期便先后研制成電氣集中控制裝置和 “四合一”裝置(保護(hù)、控制、測量、信號)。如南京電力自動化設(shè)備廠制造的 DJK 型集中控制裝置, 長沙湘南電氣設(shè)備廠制造的 WJBX 型“四合一”集控臺。這些稱之為集中式的弱電控制、信號、測量系統(tǒng)的研制成功和投運(yùn)為研制微機(jī)化的綜合自動化裝置積累了有益的經(jīng)驗。70年代末80年代初南京電力自動化研究院率先研制成功以 Motorola 芯片為核心的微機(jī) RT U 用于韶山灌區(qū)和鄭州供電網(wǎng), 促進(jìn)了微機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。1987年, 清華大學(xué)在山東威海望島35kV 變電站用3臺微型計算機(jī)實現(xiàn)了全站的微機(jī)繼電保護(hù)、監(jiān)測和控制功能。之后, 隨著1988年由華北電力學(xué)院研制的第1代微機(jī)保護(hù)(OI 型)投 入運(yùn)行, 第 2代微機(jī)保護(hù)(WXB-11)1990年4月投入運(yùn)行并于同年12月通過部級鑒定。較遠(yuǎn)動裝置采用微機(jī)技術(shù)滯后且更為復(fù)雜的繼電保護(hù)全面采用微機(jī)技術(shù)成為現(xiàn)實。至此,隨著微機(jī)保護(hù)、微機(jī)遠(yuǎn)動、微機(jī)故障錄波、微機(jī)監(jiān)控裝置在電網(wǎng)中的全面推廣應(yīng)用,人們?nèi)找娓械礁鲗I(yè)在技術(shù)上保持相對獨(dú)立造成了各行其是, 重復(fù)硬件投資, 互連復(fù)雜, 甚至影響運(yùn)行的可靠性。1990年,清華大學(xué)在研制鞍山公園變電站綜合自動化系統(tǒng)時, 首先提出了將監(jiān)控系統(tǒng)和 RT U 合而為一的設(shè)計思想。1992年5月,電力部組織召開的“全國微機(jī)繼電保護(hù)可靠性研討會”指出: 微機(jī)保護(hù)與 RT U, 微機(jī)就地監(jiān)控, 微機(jī)錄波器的信息傳送, 時鐘、抗干擾接地等問題應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃并制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn), 微機(jī)保護(hù)的聯(lián)網(wǎng)勢在必行。由南京電力自動化研究院研制的第1套適用于綜合自動化系統(tǒng)的成套微機(jī)保護(hù)裝置 ISA 于1993年通過部級鑒定以后, 各地電網(wǎng)逐步開始大量采用變電站綜合自動化系統(tǒng)。1994年中國電機(jī)工程學(xué)會繼電保護(hù)及自動化專委會在珠海召開了 “變電站綜合自動化分專業(yè)委員會”的成立大會,這標(biāo)志著對變電站綜合自動化的深入研究和應(yīng)用進(jìn)入了一個新階段。

目前, 國內(nèi)有關(guān)研制和生產(chǎn)單位推出的變電站自動化系統(tǒng)及產(chǎn)品很多, 根據(jù)該技術(shù)的發(fā)展過程及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn), 歸納起來可分為3種典型類型。第1種類型為基于 RT U、變送器及繼電保護(hù)與自動裝置等設(shè)備的變電站綜合自動化系統(tǒng), 一般稱為增強(qiáng)型 RT U 方式, 也稱集中式, 或第1代綜合自動化系統(tǒng)。該類系統(tǒng)實際上是在常規(guī)的繼電保護(hù)及二次接線的基礎(chǔ)上增設(shè) RT U 裝置以實現(xiàn) “四遙”。結(jié)構(gòu)上僅是站級概念, 有關(guān)重要信息通過硬接點(diǎn)送給 RT U 裝置, 變電所的監(jiān)測量一般經(jīng)變送器變換后送給 RT U。開關(guān)監(jiān)測量是直接引至 RT U , RT U 的控制輸出一般經(jīng)遙控執(zhí)行柜發(fā)出控制命令。該類系統(tǒng)的特點(diǎn)是: 系統(tǒng)功能不強(qiáng), 硬件設(shè)備重復(fù), 整體性能指標(biāo)低, 系統(tǒng)聯(lián)接復(fù)雜, 可靠性低, 但其成本低, 特別適合于老站的改造。實際上該類系統(tǒng)僅為變電站綜合自動化的初級形式, 尚不能稱為綜合自動化系統(tǒng)。第2種類型為從硬件結(jié)構(gòu)上按功能對裝置進(jìn)行了劃分, 摒棄了集中式單 CP U 結(jié)構(gòu)而走向分散, 系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集單元,主機(jī)單元、遙控執(zhí)行單元、保護(hù)單元組成。各功能單元通過通信網(wǎng)絡(luò)等手段實現(xiàn)有機(jī)結(jié)合, 構(gòu)成系統(tǒng)。該類系統(tǒng)可替代常規(guī)的保護(hù)屏、控制屏、中央信號屏、遠(yuǎn)動屏、測量儀表等。它具有較強(qiáng)的在線功能。各種功能比較完善, 且人機(jī)界面較好。但系統(tǒng)仍然比較復(fù)雜, 聯(lián)結(jié)電纜較多, 系統(tǒng)可靠性不太高。這類系統(tǒng)雖然做到了一定程度上的分散,但沒有從整體上來考慮變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu), 一般僅是監(jiān)控系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)簡單的相加。由于我國保護(hù)和遠(yuǎn)動分屬不同的部門和專業(yè)。故我國目前的大多數(shù)綜合自動化系統(tǒng)均屬此類結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。這類系統(tǒng)一般稱為分散式系統(tǒng)或第2代綜合自動化系統(tǒng), 是一種過渡方案。第3種類型系統(tǒng)是采用國際上成熟的先進(jìn)設(shè)計思想, 引入了站控級和間隔級概念, 系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)。設(shè)備分變電站層設(shè)備(站控級)和間隔層設(shè)備(間隔級)。間隔層設(shè)備原則上按一次設(shè)備組織, 例如1條線路、1臺主變壓器。每一間隔層設(shè)備包括保護(hù)、控制、測量、通信、錄波等所有功能。設(shè)計的原則是: 凡是可以在本間隔層設(shè)備完成的功能, 盡量由間隔層設(shè)備就地獨(dú)立處理, 不依賴于通信網(wǎng)和變電站層設(shè)備。變電站層設(shè)備是通過間隔層設(shè)備了解和掌握整個變電站實時運(yùn)行情況, 并通過間隔層設(shè)備實現(xiàn)變電站控制, 它還負(fù)責(zé)站內(nèi)信息收集、分析、存儲以及與遠(yuǎn)方調(diào)度中心的聯(lián)系, 這類系統(tǒng)實現(xiàn)了信息資源的共享以及保護(hù)、監(jiān)控功能的綜合化,大大簡化了站內(nèi)二次回路, 它完全消除了設(shè)備之間錯綜復(fù)雜的二次電纜。由于間隔層設(shè)備可放在開關(guān)柜上或放置在一次設(shè)備附近, 從而可大大縮小主控制室面積, 節(jié)省控制電纜, 減少 CT 負(fù)擔(dān)。同時大大提高了整個系統(tǒng)的可靠性、可擴(kuò)展性, 是綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展方向。該類系統(tǒng)一般稱為分層分布式系統(tǒng), 也稱為第3代變電站綜合自動化系統(tǒng)。第1種技術(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為: 變電站綜合自動化系統(tǒng)主要考慮 “四遙量”的采集, 以點(diǎn)為對象, 面向 “功能設(shè)計”, 故變電站綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)以傳統(tǒng) RT U 裝置或在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來的數(shù)據(jù)采集裝置、主控單元、遙控執(zhí)行等裝置組成的監(jiān)控為基礎(chǔ)組成, 它與微機(jī)保護(hù)的聯(lián)系只要通過裝置上的串行口收集信息即可, 并且特別強(qiáng)調(diào)保護(hù)的獨(dú)立性, 即兩者不能有任何硬件上的融合。由于變電站綜合自動化系統(tǒng)源于傳統(tǒng)的 “四遙”并且是在微機(jī)遠(yuǎn)動、微機(jī)保護(hù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的, 且保護(hù)和遠(yuǎn)動分屬不同的部門和專業(yè), 故這種技術(shù)觀點(diǎn)曾一度流行。而第2種技術(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為: 綜合自動化技術(shù)是以先進(jìn)可靠的微機(jī)保護(hù)為核心, 以成熟的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)將測量控制與繼電保護(hù)融為一體, 共享數(shù)據(jù)資源, 并十分強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)是以對應(yīng)的一次設(shè)備為對象, 面向“對象設(shè)計”。當(dāng)然它也強(qiáng)調(diào)保護(hù)的相對獨(dú)立性, 主張在決不降低保護(hù)可靠性和功能的前提下, 目前至少可以在低壓上采用保護(hù)與測控合一的綜合裝置。第2種技術(shù)觀點(diǎn)是在微機(jī)保護(hù)技術(shù)成熟并向網(wǎng)絡(luò)化多功能方向發(fā)展的基礎(chǔ)上形成的。因此, 第2種技術(shù)觀點(diǎn)正逐步成為大家的共識, 它也成為了目前綜合自動化技術(shù)發(fā)展的趨勢和潮流。

綜觀目前國內(nèi)變電站綜合自動化技術(shù)的發(fā)展軌跡, 我們可以看出如下發(fā)展趨勢:在總體結(jié)構(gòu)上引入國際上成熟的先進(jìn)設(shè)計思想, 采用分層分布式結(jié)構(gòu), 并采用計算機(jī)局域網(wǎng)(L AN), 通信規(guī)約向國際標(biāo)準(zhǔn)靠攏;通信媒介普遍采用光纖, 因為光纖具有抗電磁干擾的突出優(yōu)點(diǎn);c.間隔層設(shè)備逐步采用保護(hù)與測控合一的綜合裝置, 對于配電線直接安裝在開關(guān)柜上。

2.國外變電站綜合自動化技術(shù)發(fā)展概況

國外從70年代末、80年代初就開始進(jìn)行保護(hù)和控制綜合自動化系統(tǒng)的新技術(shù)開發(fā)研究工作。其主要特點(diǎn)為: 系統(tǒng)一般采用分層分布式, 系統(tǒng)由站控級和元件/ 間隔級組成, 大部分系統(tǒng)在站控級和元件/ 間隔級的通信采用星形光纖連接,繼電保護(hù)裝置下放到就地, 主控制室與各級電壓配電裝置之間僅有光纜聯(lián)系, 沒有強(qiáng)電控制電纜進(jìn)入主控制室, 這樣節(jié)約了大量控制電纜, 大大減少對主控制室內(nèi)計算機(jī)系統(tǒng)及其他電子元件器的干擾,提高了運(yùn)行水平和安全可靠性。2.1國外在制定變電站綜合自動化技術(shù)規(guī)范方面的進(jìn)展

國外變電站綜合自動化系統(tǒng)制造廠商頗多, 但他們彼此之間一開始就十分注意系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的制定及協(xié)調(diào), 以避免各自為政造成的不良后果, 以便于這門新技術(shù)能夠迅速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。目前, 許多國際性組織或權(quán)威機(jī)構(gòu)都在進(jìn)行這項工作, 如國際電工委員會(IEC)、國際大電網(wǎng)會議(CIGRE)、德國電力事業(yè)聯(lián)合會(VDEW)和電工供貨商機(jī)構(gòu)(ZVEI)、美 國 電 力 科 學(xué) 研 究 院(EP RI)和 IEEE 的電力工程學(xué)會(IEEE、PES)都正在制訂或已制訂了某些標(biāo)準(zhǔn)。1.2.1 德國電力事業(yè)聯(lián)合會(VDEW)和電工供貨商機(jī)構(gòu)(Z VEI)制定的關(guān)于數(shù)字式變電站保護(hù)控制系統(tǒng)的推薦草案。該草案于1987年公布, 成為 IECT C57在起草保護(hù)與控制之間接口標(biāo)準(zhǔn)的參考。德國的3大電氣公司Siemens、ABB、AEG 基本上是按照這一推薦規(guī)范設(shè)計和開發(fā)自己的產(chǎn)品。該草案把變電站的結(jié)構(gòu)規(guī)定為 站 控 級(St atio n L evel)和元 件/ 間隔 級(BayL ev el)。對于系統(tǒng)的硬件、軟件、參數(shù)化、資料、測試、驗收和現(xiàn)場調(diào)試等都做出了具體而詳盡的規(guī)定。該推薦草案的公布不僅對德國國內(nèi)變電站綜合自動化的發(fā)展而且對整個歐州地區(qū)都起了一定的促進(jìn)和規(guī)范作用。

2.2美國電力科學(xué)研究院關(guān)于變電站控制與保護(hù)工程的系統(tǒng)規(guī)范

該規(guī)范由美國電力科學(xué)研究院(EPRI)委托西屋電氣公司研究起草, 于1983年8月發(fā)表, 1989年11月對該規(guī)范作了進(jìn)一步的修改與增補(bǔ)。該規(guī)范定義出了變電站綜合自動化系統(tǒng)的范疇, 同時列出了該系統(tǒng)應(yīng)具備的功能菜單, 規(guī)定了每一種功能應(yīng)具備的內(nèi)容及基本要求。它反映了變電站綜合自動化的基本要求, 總共逐個規(guī)定了26種功能。普遍認(rèn)為, 任何一種裝置的功能都不可能超出上述功能清單之外。

3.國內(nèi)變電站自動化技術(shù)發(fā)展存在的問題

目前變電站綜合自動化系統(tǒng)的設(shè)計還沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此標(biāo)準(zhǔn)問題，其中包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、自動化系統(tǒng)模式、管理標(biāo)準(zhǔn)等問題，是當(dāng)前迫切需要解決的問題。3.1不同產(chǎn)品的接口問題

接口是綜合自動化系統(tǒng)中非常重要而又長期以來未得到妥善解決的問題之一，包括RTU、保護(hù)、小電流接地裝置、故障錄波、無功裝置等與通信控制器、通信控制器與主站、通信控制器與模擬盤等設(shè)備之間的通信。這些不同廠家的產(chǎn)品要在數(shù)據(jù)接口方面溝通，需花費(fèi)軟件人員很大精力去協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)格式、通信規(guī)約等問題。當(dāng)不同廠家的產(chǎn)品、種類很多時，問題會很嚴(yán)重。如果所有廠家的自動化產(chǎn)品的數(shù)據(jù)接口遵循統(tǒng)一的、開放的數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，則上述問題可得到圓滿解決，用戶可以根據(jù)各種產(chǎn)品的特點(diǎn)進(jìn)行選擇，以滿足自身的使用要求。3.2運(yùn)行維護(hù)人員水平不高的問題 解決好現(xiàn)行的變電站綜合自動化系統(tǒng)管理體制和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等問題的同時，還要培養(yǎng)出一批高素質(zhì)的專業(yè)隊伍。目前，變電站綜合自動化系統(tǒng)絕大部分設(shè)備的維護(hù)依靠廠家，在專業(yè)管理上幾乎沒有專業(yè)隊伍，出了設(shè)備缺陷即通知相應(yīng)的廠家來處理，從而造成缺陷處理不及時等一系列問題。要想維護(hù)、管理好變電站綜合自動化系統(tǒng)，首先要成立一只專業(yè)化的隊伍，培養(yǎng)出一批能跨學(xué)科的復(fù)合型人才，加寬相關(guān)專業(yè)之間的了解和學(xué)習(xí)。其次，變電站綜合自動化專業(yè)的劃分應(yīng)盡快明確，杜絕各基層單位“誰都管但誰都不管”的現(xiàn)象。變電站綜合自動化專業(yè)的明確，對于加強(qiáng)電網(wǎng)管理水平，防止電網(wǎng)事故具有重大意義。

結(jié)論

近年來，通信技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，給變電站綜合自動化技術(shù)水平的提高注入了新的活力，變電站綜合自動化技術(shù)正在朝著網(wǎng)絡(luò)化、綜合智能化、多媒體化的方向發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]龔強(qiáng).王津.地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)與應(yīng)用.北京: 中國電力出版社,2005.[2]張繼雄.變電站自動化系統(tǒng)選型中應(yīng)注意的問題.內(nèi)蒙古電力技術(shù),2005,2.[3]洪良山.變電站自動化的現(xiàn)狀與發(fā)展.電力自動化設(shè)備,1999 [4]齊有武.淺談變電站綜合自動化系統(tǒng)及其發(fā)展趨勢,科學(xué)論壇,2011

第三篇：國內(nèi)外農(nóng)機(jī)自動化現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

本文簡要回顧了國內(nèi)外農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化現(xiàn)狀，分析了我國自動控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化中的現(xiàn)狀及存在的主要問題，探討了我國農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化發(fā)展趨勢，對以后農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化產(chǎn)品改進(jìn)、完善以及自動化的開發(fā)提出了新思路。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，自動化控制技術(shù)，在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中不可替代的地位和作用越來越被人們所認(rèn)識。農(nóng)業(yè)自動化能夠大大提高勞動生產(chǎn)率和增加勞動舒適性，而且隨著經(jīng)濟(jì)的全球化，面臨農(nóng)產(chǎn)品開放進(jìn)口和市場競爭的壓力，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)只有通過進(jìn)一步提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品品質(zhì)才能生存。從這些新的需求出發(fā)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向著高效率和高精度的機(jī)械化、自動化方向發(fā)展是必然的選擇。

一、現(xiàn)狀

1、國外

近年來，國外農(nóng)業(yè)自動化飛速發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計正向高速、寬幅、大功率和舒適的方向發(fā)展。自動化控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的應(yīng)用已相當(dāng)普及，一些著名廣商已把自動控制、信息處理、全球定位系統(tǒng)、激光和遙感等現(xiàn)代尖端技術(shù)與裝備應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械。如一種農(nóng)用激光平地機(jī)就是利用激光調(diào)平傳感微機(jī)處理技術(shù)，經(jīng)一次地面平整作業(yè)即可成形，且能達(dá)到“寸水不露泥”的精度。美國約翰·迪爾公司所生產(chǎn)的水稻聯(lián)合收割機(jī)，就安裝有一套精密的作業(yè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能提供產(chǎn)量或收獲量、濕度及待收獲作物總質(zhì)量等信息，能精確測量糧食升運(yùn)器頂部的谷物流量及實時的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，能分別對分離、滾筒轉(zhuǎn)速、割臺升降、割臺傾斜和停車制動安全等裝置進(jìn)行實時快捷地監(jiān)測與控制。該機(jī)還裝備了全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和示差定位信號裝置，可快速確定出機(jī)器所處位置。

隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)正越來越被世界各國所重視。1994年美國機(jī)器人的年產(chǎn)量為16480臺，日本有機(jī)器人生產(chǎn)廠家300多個，生產(chǎn)的機(jī)器人占世界總擁有量的60%。農(nóng)業(yè)機(jī)器人己被廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域。

(l)1994年，日本生物系特定產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究所推進(jìn) 機(jī)構(gòu)開發(fā)的蔬菜、果樹用無人駕駛少量農(nóng)藥噴灑機(jī)，利用地磁方位傳感器來檢測噴灑機(jī)的行走方位。

(2)日本研究出棒狀傳感器檢測秧株，靠離合器接 通和斷開實現(xiàn)轉(zhuǎn)向自動控制的聯(lián)合收割機(jī)。

(3)日本京都大學(xué)研究出利用機(jī)械式傳感器檢測犁耕地的壁面，控制拖拉機(jī)的行走方位。

2、國內(nèi)

由于歷史、觀念和技術(shù)等方面原因，我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械與發(fā)達(dá)國家相比有很大差距，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)農(nóng)業(yè)的科技進(jìn)步。近些年來，自動化研究逐漸被人們所認(rèn)識，自動控制在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用越來越受到重視。如把計算機(jī)、微處理和傳感技術(shù)與檢測、信息處理技術(shù)結(jié)合起來，應(yīng)用于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械，極大地促進(jìn)了產(chǎn)品性能的提高。我國農(nóng)業(yè)部門，總結(jié)了一些地區(qū)的農(nóng)業(yè)自動化先進(jìn)經(jīng)驗(如臺灣地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動化、漁業(yè)生產(chǎn)自動化、畜牧業(yè)生產(chǎn)自動化及農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易自動化)開發(fā)與應(yīng)用情況，同時也汲取了國外的先進(jìn)經(jīng)驗、技術(shù)。如日本的4行半喂入聯(lián)合收割機(jī)，就是計算機(jī)控制的自動化裝置在半喂入聯(lián)合收割機(jī)上的應(yīng)用。又如，英國通過對施肥機(jī)撒播肥料的動力測量，來控制肥料的精確使用量等。這些技術(shù)和方法使我國農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動化裝置得到了補(bǔ)充和新的發(fā)展，從而形成了一系列適合我國農(nóng)業(yè)特點(diǎn)的自動化控制技術(shù)。

(1)已有的農(nóng)業(yè)機(jī)械及裝置部分自動化控制。自動化技術(shù)提高了已有農(nóng)業(yè)機(jī)械及裝置的作業(yè)和操作性能，浙江省把自動化技術(shù)應(yīng)用于茶葉機(jī)械上，成功研制出6CRK-55型可編程控制加壓茶葉揉捻機(jī)，它利用計算機(jī)控制電功加壓機(jī)構(gòu)，能根據(jù)茶葉的具體情況編制最佳揉捻程序，實現(xiàn)揉捻過程的自動控制，是機(jī)電一體化技術(shù)在茶葉機(jī)械上的首次成功應(yīng)用。①拖拉機(jī)。在農(nóng)用拖拉機(jī)上，已廣泛使用了機(jī)械液壓式3點(diǎn)聯(lián)結(jié)的位調(diào)節(jié)和力調(diào)節(jié)系統(tǒng)裝置，現(xiàn)又在開發(fā)和采用性能更完善的電子液壓式3點(diǎn)聯(lián)結(jié)裝置。②施肥播種機(jī)。根據(jù)行駛速度和檢測種子粒數(shù)，來確定播種量是否符合要求的裝置以及將馬鈴薯種子切割成種塊后的播種裝置等。③谷物干燥機(jī)。是不受外界條件干擾、能自動維持熱風(fēng)溫度的裝置，停電或干燥機(jī)過熱引起火災(zāi)時，自動切斷燃料供給的裝置。

(2)微灌自動控制技術(shù)。我國從20世紀(jì)50年代就開始進(jìn)行節(jié)水灌溉研究與推廣,1992年,全國共有節(jié)水灌溉工程面積1330 hm2，其中噴灌面積80h時，農(nóng)業(yè)節(jié)水工程取得了巨大進(jìn)展。灌溉管理自動化是發(fā)展高效農(nóng)業(yè)的重要手段,高效農(nóng)業(yè)和精細(xì)農(nóng)業(yè)要求必須實現(xiàn)水資源的高效利用。采用遙感遙測等新技術(shù)監(jiān)測土壤埔情和作物生長情況,對灌溉用水進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測預(yù)報,實現(xiàn)灌溉用水管理的自動化和動態(tài)管理。在微灌技術(shù)領(lǐng)域，我國先后研制和改進(jìn)了等流量滴灌設(shè)備、微噴灌設(shè)備、微灌帶、孔口滴頭、壓力補(bǔ)償式滴頭、折射式和旋轉(zhuǎn)式微噴

頭、過濾器和進(jìn)排氣閥等，總結(jié)出了一套基本適合我國國情的微灌設(shè)計參數(shù)和計算方法，建立了一批新的試驗示范基地。在一些地區(qū)實現(xiàn)了自動化灌溉系統(tǒng)，可長時間地自動啟閉水泵和按一定輪灌順序進(jìn)行灌溉。這種系統(tǒng)，應(yīng)用了灌水器、土壤水分傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、水位傳感器、雨量傳感器以及電線等。

(3)自動控制技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)上，運(yùn)用高新技術(shù)進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的管理。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)較傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)其先進(jìn)之處主要是應(yīng)用了全球定位系統(tǒng)(CPS)、地理信息技術(shù)、計算機(jī)控制技術(shù)和專家與決策知識系統(tǒng)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的定位、定量和定時，做到精耕細(xì)作。把電子技術(shù)、微電子技術(shù)和通信技術(shù)緊密結(jié)合起來，采用現(xiàn)代方法進(jìn)行自動化監(jiān)控和管理非常必要，如在渠系、灌水和泵站等方面實現(xiàn)自動化監(jiān)控與管理等。目前，農(nóng)業(yè)自動化正向智能化方向發(fā)展，進(jìn)一步發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)要發(fā)展節(jié)水、節(jié)肥精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的自動化控制，實施精準(zhǔn)灌溉、精準(zhǔn)施肥提高水資源和化肥資源的利用率。精細(xì)設(shè)施農(nóng)業(yè)，主要發(fā)展以溫室為主的自動控制系統(tǒng)智能化，從而降低成本、提高作物產(chǎn)量、提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，這有助于我國農(nóng)業(yè)資源的高效利用和農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，是發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)的重要途徑。計算機(jī)視覺技術(shù)是一個相當(dāng)新且發(fā)展十分迅速的研究領(lǐng)域，日本、美國等發(fā)達(dá)國家已在農(nóng)業(yè)計算機(jī)視覺技術(shù)方面進(jìn)行了廣泛而深入的研究，如農(nóng)業(yè)種子資源管理、獲取作物生長狀態(tài)信息、農(nóng)產(chǎn)品自動收獲以及農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)鑒定等。英國開發(fā)研制的采摘蘑菇機(jī)器人，在定位蘑菇采摘點(diǎn)和測量時，已經(jīng)利用了計算機(jī)視覺和圖像處理技術(shù)。計算機(jī)視覺技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化方面已開始應(yīng)用，但在設(shè)施農(nóng)業(yè)、虛擬農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用尚處于起步階段，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)、加快該領(lǐng)域的研究與應(yīng)用。

2、結(jié)論

我國農(nóng)業(yè)自動化已在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的溫室自動化控制、排灌機(jī)械自動化和部分農(nóng)業(yè)機(jī)械裝置自動化等方面得到一定的發(fā)展，尤其精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展越來越得到重視。電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，推動了農(nóng)業(yè)機(jī)械向自動化方向發(fā)展。隨著智能化技術(shù)的發(fā)展，人工智能將是21世紀(jì)農(nóng)業(yè)工程發(fā)展的重點(diǎn)，各種農(nóng)業(yè)機(jī)器人或智能化系統(tǒng)將在農(nóng)業(yè)自動化控制中不斷涌現(xiàn)，繼續(xù)推動和實現(xiàn)農(nóng)業(yè)自動化，是農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程技術(shù)工作者所面臨的長遠(yuǎn)課題和挑戰(zhàn)，并進(jìn)一步促進(jìn)農(nóng)業(yè)自動化控制技術(shù)向智能化技術(shù)發(fā)展。

編后語：2009年初，中央財政下達(dá)昆明市農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼資金1570萬元，其中包括400萬元的鋼架大棚及噴滴灌等設(shè)施農(nóng)業(yè)的補(bǔ)助，在我市的安寧、晉寧兩縣（市）進(jìn)行試點(diǎn)示范。

第四篇：國內(nèi)外變電站自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 RTU SCADA

國內(nèi)變電站綜合自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢

我國變電站綜合自動化技術(shù)的起步發(fā)展雖比國外晚, 但我國70年代初期便先后研制成電氣集中控制裝置和 “四合一”裝置(保護(hù)、控制、測量、信號)。如南京電力自動化設(shè)備廠制造的 DJK 型集中控制裝置, 長沙湘南電氣設(shè)備廠制造的 WJBX 型“四合一”集控臺。這些稱之為集中式的弱電控制、信號、測量系統(tǒng)的研制成功和投運(yùn)為研制微機(jī)化的綜合自動化裝置積累了有益的經(jīng)驗。70年代末80年代初南京電力自動化研究院率先研制成功以 Motorola 芯片為核心的微機(jī) RT U 用于韶山灌區(qū)和鄭州供電網(wǎng), 促進(jìn)了微機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。1987年, 清華大學(xué)在山東威海望島35kV 變電站用3臺微型計算機(jī)實現(xiàn)了全站的微機(jī)繼電保護(hù)、監(jiān)測和控制功能。之后, 隨著1988年由華北電力學(xué)院研制的第1代微機(jī)保護(hù)(OI 型)投 入運(yùn)行, 第 2代微機(jī)保護(hù)(WXB-11)1990年4月投入運(yùn)行并于同年12月通過部級鑒定。較遠(yuǎn)動裝置采用微機(jī)技術(shù)滯后且更為復(fù)雜的繼電保護(hù)全面采用微機(jī)技術(shù)成為現(xiàn)實。至此,隨著微機(jī)保護(hù)、微機(jī)遠(yuǎn)動、微機(jī)故障錄波、微機(jī)監(jiān)控裝置在電網(wǎng)中的全面推廣應(yīng)用,人們?nèi)找娓械礁鲗I(yè)在技術(shù)上保持相對獨(dú)立造成了各行其是, 重復(fù)硬件投資, 互連復(fù)雜, 甚至影響運(yùn)行的可靠性。1990年,清華大學(xué)在研制鞍山公園變電站綜合自動化系統(tǒng)時, 首先提出了將監(jiān)控系統(tǒng)和 RT U 合而為一的設(shè)計思想。1992年5月,電力部組織召開的“全國微機(jī)繼電保護(hù)可靠性研討會”指出: 微機(jī)保護(hù)與 RT U, 微機(jī)就地監(jiān)控, 微機(jī)錄波器的信息傳送, 時鐘、抗干擾接地等問題應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃并制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn), 微機(jī)保護(hù)的聯(lián)網(wǎng)勢在必行。由南京電力自動化研究院研制的第1套適用于綜合自動化系統(tǒng)的成套微機(jī)保護(hù)裝置 ISA 于1993年通過部級鑒定以后, 各地電網(wǎng)逐步開始大量采用變電站綜合自動化系統(tǒng)。1994年中國電機(jī)工程學(xué)會繼電保護(hù)及自動化專委會在珠海召開了 “變電站綜合自動化分專業(yè)委員會”的成立大會,這標(biāo)志著對變電站綜合自動化的深入研究和應(yīng)用進(jìn)入了一個新階段。

目前, 國內(nèi)有關(guān)研制和生產(chǎn)單位推出的變電站自動化系統(tǒng)及產(chǎn)品很多, 根據(jù)該技術(shù)的發(fā)展過程及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn), 歸納起來可分為3種典型類型。第1種類型為基于 RT U、變送器及繼電保護(hù)與自動裝置等設(shè)備的變電站綜合自動化系統(tǒng), 一般稱為增強(qiáng)型 RT U 方式, 也稱集中式, 或第1代綜合自動化系統(tǒng)。該類系統(tǒng)實際上是在常規(guī)的繼電保護(hù)及二次接線的基礎(chǔ)上增設(shè) RT U 裝置以實現(xiàn) “四遙”。結(jié)構(gòu)上僅是站級概念, 有關(guān)重要信息通過硬接點(diǎn)送給 RT U 裝置, 變電所的監(jiān)測量一般經(jīng)變送器變換后送給 RT U。開關(guān)監(jiān)測量是直接引至 RT U , RT U 的控制輸出一般經(jīng)遙控執(zhí)行柜發(fā)出控制命令。該類系統(tǒng)的特點(diǎn)是: 系統(tǒng)功能不強(qiáng), 硬件設(shè)備重復(fù), 整體性能指標(biāo)低, 系統(tǒng)聯(lián)接復(fù)雜, 可靠性低, 但其成本低, 特別適合于老站的改造。實際上該類系統(tǒng)僅為變電站綜合自動化的初級形式, 尚不能稱為綜合自動化系統(tǒng)。第2種類型為從硬件結(jié)構(gòu)上按功能對裝置進(jìn)行了劃分, 摒棄了集中式單 CP U 結(jié)構(gòu)而走向分散, 系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集單元,主機(jī)單元、遙控執(zhí)行單元、保護(hù)單元組成。各功能單元通過通信網(wǎng)絡(luò)等手段實現(xiàn)有機(jī)結(jié)合, 構(gòu)成系統(tǒng)。該類系統(tǒng)可替代常規(guī)的保護(hù)屏、控制屏、中央信號屏、遠(yuǎn)動屏、測量儀表等。它具有較強(qiáng)的在線功能。各種功能比較完善, 且人機(jī)界面較好。但系統(tǒng)仍然比較復(fù)雜, 聯(lián)結(jié)電纜較多, 系統(tǒng)可靠性不太高。這類系統(tǒng)雖然做到了一定程度上的分散,但沒有從整體上來考慮變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu), 一般僅是監(jiān)控系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)簡單的相加。由于我國保護(hù)和遠(yuǎn)動分屬不同的部門和專業(yè)。故我國目前的大多數(shù)綜合自動化系統(tǒng)均屬此類結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。這類系統(tǒng)一般稱為分散式系統(tǒng)或第2代綜合自動化系統(tǒng), 是一種過渡方案。第3種類型系統(tǒng)是采用國際上成熟的先進(jìn)設(shè)計思想, 引入了站控級和間隔級概念, 系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)。設(shè)備分變電站層設(shè)備(站控級)和間隔層設(shè)備(間隔級)。間隔層設(shè)備原則上按一次設(shè)備組織, 例如1條線路、1臺主變壓器。每一間隔層設(shè)備包括保護(hù)、控制、測量、通信、錄波等所有功能。設(shè)計的原則是: 凡是可以在本間隔層設(shè)備完成的功能, 盡量由間隔層設(shè)備就地獨(dú)立處理, 不依賴于通信網(wǎng)和變電站層設(shè)備。變電站層設(shè)備是通過間隔層設(shè)備了解和掌握整個變電站實時運(yùn)行情況, 并通過間隔層設(shè)備實現(xiàn)變電站控制, 它還負(fù)責(zé)站內(nèi)信息收集、分析、存儲以及與遠(yuǎn)方調(diào)度中心的聯(lián)系, 這類系統(tǒng)實現(xiàn)了信息資源的共享以及保護(hù)、監(jiān)控功能的綜合化,大大簡化了站內(nèi)二次回路, 它完全消除了設(shè)備之間錯綜復(fù)雜的二次電纜。由于間隔層設(shè)備可放在開關(guān)柜上或放置在一次設(shè)備附近, 從而可大大縮小主控制室面積, 節(jié)省控制電纜, 減少 CT 負(fù)擔(dān)。同時大大提高了整個系統(tǒng)的可靠性、可擴(kuò)展性, 是綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展方向。該類系統(tǒng)一般稱為分層分布式系統(tǒng), 也稱為第3代變電站綜合自動化系統(tǒng)。第1種技術(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為: 變電站綜合自動化系統(tǒng)主要考慮 “四遙量”的采集, 以點(diǎn)為對象, 面向 “功能設(shè)計”, 故變電站綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)以傳統(tǒng) RT U 裝置或在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來的數(shù)據(jù)采集裝置、主控單元、遙控執(zhí)行等裝置組成的監(jiān)控為基礎(chǔ)組成, 它與微機(jī)保護(hù)的聯(lián)系只要通過裝置上的串行口收集信息即可, 并且特別強(qiáng)調(diào)保護(hù)的獨(dú)立性, 即兩者不能有任何硬件上的融合。由于變電站綜合自動化系統(tǒng)源于傳統(tǒng)的 “四遙”并且是在微機(jī)遠(yuǎn)動、微機(jī)保護(hù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的, 且保護(hù)和遠(yuǎn)動分屬不同的部門和專業(yè), 故這種技術(shù)觀點(diǎn)曾一度流行。而第2種技術(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為: 綜合自動化技術(shù)是以先進(jìn)可靠的微機(jī)保護(hù)為核心, 以成熟的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)將測量控制與繼電保護(hù)融為一體, 共享數(shù)據(jù)資源, 并十分強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)是以對應(yīng)的一次設(shè)備為對象, 面向“對象設(shè)計”。當(dāng)然它也強(qiáng)調(diào)保護(hù)的相對獨(dú)立性, 主張在決不降低保護(hù)可靠性和功能的前提下, 目前至少可以在低壓上采用保護(hù)與測控合一的綜合裝置。第2種技術(shù)觀點(diǎn)是在微機(jī)保護(hù)技術(shù)成熟并向網(wǎng)絡(luò)化多功能方向發(fā)展的基礎(chǔ)上形成的。因此, 第2種技術(shù)觀點(diǎn)正逐步成為大家的共識, 它也成為了目前綜合自動化技術(shù)發(fā)展的趨勢和潮流。

綜觀目前國內(nèi)變電站綜合自動化技術(shù)的發(fā)展軌跡, 我們可以看出如下發(fā)展趨勢:在總體結(jié)構(gòu)上引入國際上成熟的先進(jìn)設(shè)計思想, 采用分層分布式結(jié)構(gòu), 并采用計算機(jī)局域網(wǎng)(L AN), 通信規(guī)約向國際標(biāo)準(zhǔn)靠攏;通信媒介普遍采用光纖, 因為光纖具有抗電磁干擾的突出優(yōu)點(diǎn);c.間隔層設(shè)備逐步采用保護(hù)與測控合一的綜合裝置, 對于配電線直接安裝在開關(guān)柜上。

國外變電站綜合自動化技術(shù)發(fā)展概況

國外從70年代末、80年代初就開始進(jìn)行保護(hù)和控制綜合自動化系統(tǒng)的新技術(shù)開發(fā)研究工作。其主要特點(diǎn)為: 系統(tǒng)一般采用分層分布式, 系統(tǒng)由站控級和元件/ 間隔級組成, 大部分系統(tǒng)在站控級和元件/ 間隔級的通信采用星形光纖連接,繼電保護(hù)裝置下放到就地, 主控制室與各級電壓配電裝置之間僅有光纜聯(lián)系, 沒有強(qiáng)電控制電纜進(jìn)入主控制室, 這樣節(jié)約了大量控制電纜, 大大減少對主控制室內(nèi)計算機(jī)系統(tǒng)及其他電子元件器的干擾,提高了運(yùn)行水平和安全可靠性。

RTU RTU（遠(yuǎn)程終端單元），英文全稱RemoteTerminalUnit，中文全稱為遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)，負(fù)責(zé)對現(xiàn)場信號、工業(yè)設(shè)備的監(jiān)測和控制。RTU(RemoteTerminalUnit)是構(gòu)成企業(yè)綜合自動化系統(tǒng)的核心裝置，通常由信號輸入/出模塊、微處理器、有線/無線通訊設(shè)備、電源及外殼等組成，由微處理器控制，并支持網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它通過自身的軟件(或智能軟件)系統(tǒng)，可理想地實現(xiàn)企業(yè)中央監(jiān)控與調(diào)度系統(tǒng)對生產(chǎn)現(xiàn)場一次儀表的遙測、遙控、遙信和遙調(diào)等功能。RTU，是SCADA系統(tǒng)的基本組成單元。RTU是安裝在遠(yuǎn)程現(xiàn)場的電子設(shè)備，用來監(jiān)視和測量安裝在遠(yuǎn)程現(xiàn)場的傳感器和設(shè)備，負(fù)責(zé)對現(xiàn)場信號、工業(yè)設(shè)備的監(jiān)測和控制。RTU將測得的狀態(tài)或信號轉(zhuǎn)換成可在通信媒體上發(fā)送的數(shù)據(jù)格式，它還將從中央計算機(jī)發(fā)送來得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成命令，實現(xiàn)對設(shè)備的功能控制。

SCADA SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)是以計算機(jī)為基礎(chǔ)的DCS與電力自動化監(jiān)控系統(tǒng)；它應(yīng)用領(lǐng)域很廣，可以應(yīng)用于電力、冶金、石油、化工、燃?xì)?、鐵路等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域[1]。

在電力系統(tǒng)中，SCADA系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛，技術(shù)發(fā)展也最為成熟。它在遠(yuǎn)動系統(tǒng)中占重要地位,可以對現(xiàn)場的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等各項功能,即我們所知的“四遙”功能.RTU(遠(yuǎn)程終端單元),FTU(饋線終端單元)是它的重要組成部分．在現(xiàn)今的變電站綜合自動化建設(shè)中起了相當(dāng)重要的作用．

第五篇：成型設(shè)備總結(jié)

曲柄壓力機(jī) 1.定義

標(biāo)稱壓力：是指滑塊距下死點(diǎn)某一特定距離時滑塊上所容許承受的最大作用力。標(biāo)稱壓力角：與標(biāo)稱壓力行程對應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角定義為標(biāo)稱壓力角。標(biāo)稱壓力行程：滑塊距離下死點(diǎn)的某一特定距離。

滑塊行程：是指滑塊從上死點(diǎn)到下死點(diǎn)所經(jīng)過的距離，其值是曲柄半徑的兩倍，它一般隨設(shè)備標(biāo)稱壓力值的增加而增加。

滑塊行程次數(shù)：指在連續(xù)工作方式下滑塊每分鐘能往返的次數(shù)，與曲柄轉(zhuǎn)速對應(yīng)。封閉高度：是指滑塊處于下死點(diǎn)時，滑塊下表面與壓力機(jī)工作臺上表面的距離。裝模高度：是指滑塊在下死點(diǎn)時滑塊下表面到工作臺墊板上表面的距離。2.填空

按滑塊數(shù)量，曲柄壓力機(jī)：單動壓力機(jī)、雙動壓力機(jī) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有幾種形式：曲軸式，偏心齒輪式

裝模高度的調(diào)節(jié)方式有：調(diào)節(jié)連桿長度，調(diào)節(jié)滑塊高度，調(diào)節(jié)工作臺高度 過載保護(hù)裝置：壓塌塊式過載保護(hù)裝置和液壓式過載保護(hù)裝置 離合器：剛性離合器和摩擦式離合器

剛性離合器：轉(zhuǎn)鍵式、滑銷式、滾柱式和牙嵌式 摩擦式離合器：干濕式

制動器：帶式制動器(偏心帶式、凸輪帶式、氣動帶式)，摩擦式制動器 3.簡答

組成部分及作用: 1.工作機(jī)構(gòu)。由曲柄、連桿、滑塊組成，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成往復(fù)直線運(yùn)動。

2、傳動系統(tǒng)。由帶傳動和齒輪傳動組成，將電動機(jī)的能量傳輸至工作機(jī)構(gòu)。

3、操作機(jī)構(gòu)。主要由離合器、制動器和相應(yīng)電器系統(tǒng)組成，控制工作機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)，使其能夠間歇或連續(xù)工作。

4、能源部分。由電動機(jī)和飛輪組成，電動機(jī)提供能源，飛輪儲存和釋放能量。

5、支撐部分。由機(jī)身、工作臺和緊固件等組成。它把壓力機(jī)所有零部件連成一個整體。

6、輔助系統(tǒng)。包括氣路系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、過載保護(hù)裝置、氣墊、快換模、打料裝置、監(jiān)控裝置等。提高壓力機(jī)的安全性和操作方便性。工作原理: 電動機(jī)1通過V帶把運(yùn)動傳給大帶輪3，再經(jīng)過小齒輪

4、大齒輪5傳給曲柄7，通過連桿9轉(zhuǎn)換為滑塊10的往復(fù)直線運(yùn)動 液壓機(jī) 1.定義

標(biāo)稱壓力是指液壓機(jī)名義上能產(chǎn)生的最大力量。

最大凈空距H是指活動橫梁停止在上限位置時，從工作臺上表面到活動橫梁下表面的距離。最大凈空距反映了液壓機(jī)高度方向上工作空間的大小。最大行程S指活動橫梁能夠移動的最大距離。2.填空

液壓機(jī)的典型結(jié)構(gòu)形式：梁柱組合式，單臂式，雙柱下拉式，框架式

液壓機(jī)一般由本體和液壓系統(tǒng)組成，本體結(jié)構(gòu)一般由機(jī)架部件、液壓缸部件、運(yùn)動部分及其導(dǎo)向裝置所組成。

液壓機(jī)框架式特點(diǎn)：剛性好，導(dǎo)向精度高，疲勞能力較強(qiáng)

梁柱組合式液壓機(jī)關(guān)鍵部件：立柱，橫梁；立柱的預(yù)緊方式：加熱預(yù)緊、液壓預(yù)緊與超壓預(yù)緊，立柱與橫梁的連接形式：雙螺母式、錐臺式、錐套式。3.簡答

液壓機(jī)與機(jī)械壓力機(jī)各有什么優(yōu)缺點(diǎn)，如何選用? 液壓：1.工作壓力大，運(yùn)行平穩(wěn)，工作行程可以自由控制調(diào)節(jié)范圍大，工作空間較大，工作效率適中，可以完成機(jī)械壓力機(jī)絕大部分的工作，適用面廣，本體結(jié)構(gòu)簡單，制造容易。2.液壓壓力機(jī)配置較為復(fù)雜，稍微大一點(diǎn)壓力機(jī)一般都配有獨(dú)立的泵站，控制部分和回路較為復(fù)雜，造價相對較高。

機(jī)械：運(yùn)行快，效率高，造價低，控制部分較為簡單，易維護(hù)保養(yǎng)，2；工作臺面較小，為增加其傳遞動力一般配有配重輪（飛輪）體積較大，運(yùn)行時噪音大，振動大 試述Y32-315液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)的工作原理。P102 液壓機(jī)的工作原理P82 擠出機(jī) 1.定義

幾何壓縮比：加料段第一個螺槽容積與均化段最后一個螺槽容積之比。物理壓縮比，設(shè)計時應(yīng)使幾何壓縮比大于物理壓縮比。擠出的綜合工作點(diǎn)：螺桿特性線與口模特性線的交點(diǎn)。2．填空 按螺桿數(shù)目：單螺桿擠出機(jī)、多螺桿擠出機(jī)；

按可否排氣：排氣式擠出機(jī)、非排氣式擠出機(jī)； 按有無螺桿：螺桿擠出機(jī)、無螺桿擠出機(jī)； 按螺桿位置：立式擠出機(jī)、臥式擠出機(jī)。壓縮比：幾何壓縮比，物理壓縮比

擠出機(jī)料筒的結(jié)構(gòu)形式：整體式料筒，分段式料筒，雙金屬料筒 熔體在螺槽中的4種流動分別是：正流逆流橫流漏流 擠出的綜合工作點(diǎn)：螺桿特性線與口模特性線的交點(diǎn)。

擠出機(jī)中常規(guī)螺桿的主要參數(shù)有:螺桿直徑，螺桿的長徑比，螺桿的分段，螺桿頭部結(jié)構(gòu)，螺桿材料的選擇

擠出機(jī)的冷卻系統(tǒng)有：風(fēng)冷和水冷；一般都設(shè)置在：料筒螺桿料斗座

擠管輔機(jī)的定型裝置的定徑方法：外徑定徑（內(nèi)壓充氣法和真空定徑法）內(nèi)徑定徑 4.簡答

塑料擠出機(jī)一般由哪幾部分組成?每部分的作用是什么？

主機(jī)（擠出機(jī)）、輔機(jī)和控制系統(tǒng) a.主機(jī)

(1)擠壓系統(tǒng)：主要由螺桿和料筒組成，塑料在擠壓系統(tǒng)被塑化成均勻的溶體，被螺桿連續(xù)定壓、定溫、定量地從機(jī)頭擠出。

(2)傳動系統(tǒng)：驅(qū)動螺桿，保證螺桿在工作過程中獲得所需要的扭矩和轉(zhuǎn)速。(3)加熱冷卻系統(tǒng)：通過對料筒和螺桿進(jìn)行加熱和冷卻，保證塑料在擠壓過程中的溫度控制要求。b.輔機(jī)

(1)機(jī)頭:也稱口模，是擠出機(jī)的成型部件，熔融塑料通過它獲得所需制品的截面形狀和尺寸。

(2)定型裝置:通常采用冷卻和加壓的辦法，將從機(jī)頭擠出的塑料的形狀穩(wěn)定下來，并對其進(jìn)行精整，以得到更精確的截面形狀和光亮表面。

(3)冷卻裝置:使從定型裝置出來的制品得到進(jìn)一步的冷卻，從而獲得最后的形狀和尺寸。

(4)牽引裝置:用來均勻地牽引制品，使擠出過程連續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行。制品的截面尺寸可通過調(diào)節(jié)牽引速度的快慢進(jìn)行控制。(5)切割裝置:將連續(xù)擠出制品按要求切成一定的長度或?qū)挾取?6)卷取裝置:將軟制品卷繞成卷。c.控制系統(tǒng)

主要由電器、儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。用于控制擠出機(jī)主機(jī)和輔機(jī)的拖動電動機(jī)、驅(qū)動液壓系統(tǒng)、液壓缸和其他各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使其按所需的功率、速度和軌跡運(yùn)行；檢測主機(jī)和輔機(jī)的溫度、壓力、流量等參數(shù)，從而實現(xiàn)對整個擠出機(jī)組的自帶控制和對產(chǎn)品質(zhì)量的控制。

常規(guī)螺桿分為哪幾段？各段有何作用？物料在各段是什么形態(tài)？

1）固體輸送區(qū)：物料由旋轉(zhuǎn)的螺桿作用，通過料筒內(nèi)壁和螺桿表面的摩擦作用，向前輸送并逐步被壓實，但仍處于固體狀態(tài)。

2）熔融區(qū)：一方面由于螺紋深度減小使物料進(jìn)一步被壓縮，另一方面在料筒外部加熱和螺桿剪切、摩擦熱的作用下，物料開始熔融。

3）均化區(qū)：物料全部熔融。均化區(qū)則進(jìn)一步將熔體均勻塑化，并使其定量、定壓、定溫地從機(jī)頭擠出。

漸變型和突變型螺桿有何區(qū)別？他們分別適合那類塑料的擠出？為什么？

漸變型螺桿大多用于非結(jié)晶型塑料的加工，它對大多數(shù)物料能提供較好的熱傳導(dǎo)，對物料的剪切作用較小，而且可以控制，適用于熱敏性塑料，也可用于結(jié)晶型塑料。突變型螺桿由于壓縮段較短，對物料能產(chǎn)生較大的剪切作用，故適用于粘度較低、具有突變?nèi)埸c(diǎn)的結(jié)晶型塑料，如尼龍、聚烯烴等。對于高粘度塑料易引起局部過熱不宜使用，故不適于聚氯乙烯。

擠出機(jī)定型裝置的作用是什么？

管坯離開口模的溫度還相當(dāng)高，可視為一種軟性管狀物，沒有足夠的強(qiáng)度和剛度來承受自重。為了保證管子獲得正確的幾何形狀和尺寸精度，必須立即進(jìn)行定徑和冷卻，使其硬化定型。

擠出輔機(jī)有何作用？一般由哪幾個基本部分組成？

（輔機(jī)的作用：將機(jī)頭連續(xù)擠出并獲得初步形狀和尺寸的高溫熔體冷卻，并在一定的裝置中定型，再通過進(jìn)一步冷卻，使之由高彈態(tài)最后轉(zhuǎn)變?yōu)槭覝叵碌牟ＡB(tài)，達(dá)到一定的表面質(zhì)量，成為符合要求的制品或半成品。

輔機(jī)的組成：冷卻定型（吹脹）裝置－冷卻裝置－牽引裝置－切割裝置－卷?。ǘ逊牛┭b置。）擠出機(jī)的加熱冷卻系統(tǒng)有何作用？為什么加熱冷卻系統(tǒng)多是分段設(shè)置的？

在擠出過程中的熱量來源有兩個：一是料筒外部加熱系統(tǒng)供給電能轉(zhuǎn)化成的熱量；另一個是傳動系統(tǒng)的機(jī)械能通過塑料剪切和摩擦而轉(zhuǎn)化成的熱量。

在螺桿的加料段，因為槽較深，物料尚未壓實，產(chǎn)生的摩擦熱較少，主要靠外部加熱來提高料溫；

在均化段，物料已是溫度較高的熔體，而且螺槽較淺，產(chǎn)生的剪切摩擦熱量較多，有時不但不需要加熱器供熱，還需冷卻器進(jìn)行冷卻；

在壓縮段，物料受熱情況是上述兩種情況的過渡狀態(tài)。因此，擠出機(jī)料筒的加熱和冷卻系統(tǒng)是分段設(shè)置的。此外，為使塑料能連續(xù)地從料斗進(jìn)入料筒，加料口處也要進(jìn)行冷卻。

注射機(jī) 1.定義

注射量也稱公稱注射量。它是指對空注射的條件下，注射螺桿或柱塞作一次最大注射行程時，注射裝置所能達(dá)到的最大注射量。注射量在一定程度上反映了注射機(jī)的加工能力，標(biāo)志著能成型的最大塑料制件。

注射機(jī)的塑化能力是指單位時間內(nèi)所能塑化的物料量。

注射時為了克服熔料流經(jīng)噴嘴、流道和型腔時的流動阻力，螺桿(或柱塞)對熔料必須施加足夠的壓力，此壓力稱為注射壓力。

鎖模力是指注射時為克服型腔內(nèi)熔體對模具的漲開力，注射機(jī)施加給模具的鎖緊力。

注射量也稱公稱注射量。它是指對空注射的條件下，注射螺桿或柱塞作一次最大注射行程時，注射裝置所能達(dá)到的最大注射量。2.填空

注射機(jī)的型號表示：注射量表示法（立方厘米）合模力表示法（*10kn），注射量與合模

力表示法

注射機(jī)的基本參數(shù)有：注射量、注射壓力、注射速率、注射速度、注射時間、塑化能力、鎖模力、合模裝置的基本尺寸、開合模速度、空循環(huán)時間等。

注射量有兩種表示方法：一種是以聚苯乙烯為標(biāo)準(zhǔn)，用注射出熔料的質(zhì)量(單位g)表示；

另一種是用注射出熔料的容積(單位cm3)表示。注射壓力的大小與流動阻力，制件的形狀，塑料的性能，塑化方式，塑化溫度，模具溫 度，對制件的要求等有關(guān)

注射形式：柱塞式、螺桿預(yù)塑式和往復(fù)螺桿式

注射螺桿有漸變螺桿和突變螺桿兩大類。實現(xiàn)變化的方法有等距變深和等深變距兩種。注射機(jī)的噴嘴按其結(jié)構(gòu)分：直通式和自鎖式兩大類。

根據(jù)注射和合模裝置的排列方式進(jìn)行分類：立式注射成型機(jī)，臥式注射成型機(jī)

角式注射成型機(jī)

液壓式合模裝置的主要形式有單缸直壓式、充液式、增壓式、穩(wěn)壓式等。

液壓－曲肘式合模裝置：單肘式合模裝置、雙肘式合模裝置 調(diào)模裝置是用于:液壓曲肘式合模裝置。

調(diào)模裝置有:螺紋肘桿調(diào)距，移動合模液壓缸位置調(diào)距，拉桿螺母調(diào)距

動模板間連接大螺母調(diào)距

頂出裝置有:機(jī)械頂出，氣動頂出，液壓頂出 3.簡答: 注射機(jī)由哪幾部分組成？各部分的功用如何？

（注射裝置、合模裝置、液壓傳動系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)等。）(1)注射裝置

使塑料均勻地塑化成熔融狀態(tài)，并以足夠的速度和壓力將一定量的熔料注射進(jìn)模具型腔的系統(tǒng)。(2)合模裝置

保證注射模具可靠地閉合，實現(xiàn)模具開、合動作以及頂出制件的系統(tǒng)。(3)液壓和電器控制系統(tǒng)

保證注射機(jī)按預(yù)定工藝過程的要求（如壓力、溫度、速度和時間）和動作程序準(zhǔn)確有效工作的系統(tǒng)。

試述注射成型動作循環(huán)過程，為何注射后要保壓？

1.合模和鎖緊2.注射裝置前移3.注射與保壓4.制件冷卻與預(yù)塑化5.注射裝置后退 6.開模與頂出制件

注入模腔的熔料由于低溫模具的冷卻作用而產(chǎn)生收縮，為了生產(chǎn)出質(zhì)量致密的制件，對熔料還需要保持一定壓力以進(jìn)行補(bǔ)縮。分析比較臥式注射機(jī)與立式注射機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)。立式注射成型機(jī)

注射裝置與合模裝置的軸線呈一直線且鉛垂排列。優(yōu)點(diǎn)：占地面積小，模具拆裝方便。

缺點(diǎn)：不易實現(xiàn)全自動化操作，穩(wěn)定性差，加料及機(jī)器維修不便。

主要用于注射量在60cm3以下的小型注射機(jī)。臥式注射成型機(jī)

注射裝置與合模裝置的軸線呈一直線且水平排列。

優(yōu)點(diǎn)：機(jī)身低，利于操作和維修，穩(wěn)定，易實現(xiàn)全自動操作。

對大、中、小型注射機(jī)都適用。

螺桿式注射裝置的結(jié)構(gòu)組成、工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)。

組成和工作原理：由兩個料筒組成的，一個是螺桿預(yù)塑料筒，另一個是注射料筒，兩個料筒的連接處有單向閥。粒料通過螺桿預(yù)塑料筒而塑化，熔料經(jīng)過單向閥進(jìn)入注射料筒。當(dāng)注射料筒中的熔料量達(dá)到預(yù)定量時，螺桿塑化停止，注射柱塞前進(jìn)并將熔料注入模腔。預(yù)塑料筒中的螺桿在轉(zhuǎn)動過程中不僅輸送塑料，還對塑料產(chǎn)生剪切摩擦加熱和攪拌混合作用。

塑化質(zhì)量和塑化效率比柱塞式注射裝置有顯著提高。注射時壓力損失也大大減小，注射速率也比較穩(wěn)定，故在連續(xù)注射或大型注射裝置上應(yīng)用較多。

柱塞式注射裝置的塑化部件有何缺點(diǎn)？柱塞式注射裝置中分流梭的有何作用？

塑化方式：利用外加熱的熱傳導(dǎo)方式使塑料熔融塑化。會使料筒內(nèi)的塑料形成一定的溫度梯度，而塑料的導(dǎo)熱性能差，故塑料與料筒接觸處的溫度和塑料與分流梭接觸處的溫度是不同的，從而造成塑化不良和溫度不均。柱塞式注射裝置的結(jié)構(gòu)組成、工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)。柱塞式注射裝置的組成和工作原理

組成：定量加料裝置、塑化部件、注射液壓缸、注射座移動液壓缸等。

工作原理：粒料從料斗落入加料裝置的計量室中，當(dāng)注射液壓缸中的活塞前進(jìn)時，推動柱塞前移，與之相連的傳動臂帶動計量室同時前移，從而將一定量的粒料推入料筒的加料口。當(dāng)柱塞后退時，加料口的粒料進(jìn)入料筒，同時料斗中的第二份粒料又落入計量室中。注射動作反復(fù)進(jìn)行，粒料在料筒中不斷前移，在前移的過程中，依靠料筒加熱器加熱塑化，使粒料逐漸變?yōu)檎沉鲬B(tài)，通過分流梭與料筒內(nèi)壁間的窄縫，使熔料溫度均勻，流動性進(jìn)一步提高。最后，在柱塞的推動下，熔料通過噴嘴注射到模腔中成型。

塑化方式：利用外加熱的熱傳導(dǎo)方式使塑料熔融塑化。會使料筒內(nèi)的塑料形成一定的溫度梯度，而塑料的導(dǎo)熱性能差，故塑料與料筒接觸處的溫度和塑料與分流梭接觸處的溫度是不同的，從而造成塑化不良和溫度不均。

提高塑化能力，主要依靠增加料筒直徑和長度。因這種注射裝置的料筒分為加料室和塑化室兩段，提高塑化量意味成倍增加料筒的長度或截面積，這對設(shè)計和熱傳導(dǎo)均不利，從而限制了塑化能力的提高。因此，這種塑化裝置一般用于小型注射機(jī)上。

注射壓力損耗大。這是因為粒狀塑料在柱塞的推力作用下，首先被壓實成柱，然后被分流梭分開，物料進(jìn)一步受到壓縮，這自然要有一定的壓力損失。另外，物料熔融前后流經(jīng)料筒、分流梭、噴嘴時要克服一定的阻力，也要損失一部分壓力。往復(fù)式注射裝置的主要作用是什么？

對塑料進(jìn)行加熱加壓，塑化注射。注射裝置應(yīng)能均勻加熱和塑化一定數(shù)量的塑料；以一定的壓力和速度將熔料注入模腔；保壓一段時間以防止模內(nèi)熔料的反流，且向模內(nèi)補(bǔ)充一部分熔料，補(bǔ)償制件的冷卻收縮。

依靠螺桿的轉(zhuǎn)動，使塑料逐漸塑化塑化的熔料被輸送到螺桿前端，隨著螺桿的轉(zhuǎn)動，塑料不斷被塑化，塑化的熔料在噴嘴處越集越多，壓力也越來越大，在熔料壓力的作用下，螺桿邊轉(zhuǎn)邊退，螺桿后退的背壓通過背壓閥進(jìn)行調(diào)節(jié)；當(dāng)螺桿前端的熔料達(dá)到所需注射量(即螺桿后退到一定距離)時，撞擊行程開關(guān)(計量裝置6)，使螺桿停止轉(zhuǎn)動；開始注射；注射時壓力油進(jìn)入注射液壓缸5的右腔推動活塞帶動螺桿2以一定的速度和壓力將熔料注入模腔，進(jìn)行保壓補(bǔ)料，開模取件，隨后開始第二次循環(huán)。液壓式和液壓－肘桿式合模裝置各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？

試述液壓－曲肘式合模裝置的工作原理和特點(diǎn)，鎖模力是如何獲得的？ 當(dāng)壓力油從合模液壓缸的上部進(jìn)入時，推動活塞向下，迫使兩根連桿伸展為一條直線，從而鎖緊模具。開模時，壓力油從液壓缸下部進(jìn)入，使連桿屈曲。液壓缸用鉸鏈與機(jī)架相連，開、合模過程中，液壓缸可以擺動。液壓-曲肘式合模裝置

1)具有增力作用。增力倍數(shù)的大小與肘桿機(jī)構(gòu)的形式、各肘桿的尺寸以及相互位置有關(guān)。2)具有自鎖作用。肘桿自鎖獲得鎖模力

3)運(yùn)動特性好。模板運(yùn)動速度從合模開始到終了是變化的。4)模板間距、鎖模力、合模速度調(diào)節(jié)困難，必須設(shè)置專門調(diào)模機(jī)構(gòu)。壓鑄機(jī) 1． 定義

合模力:壓鑄機(jī)的合模裝置對模具所能施加的最大夾緊力，單位常用kN。它限制了設(shè)備所能成形制品的最大投影面積。

壓射力:壓射沖頭作用于金屬液的最大力，單位常用kN。壓射過程中設(shè)備作用于金屬液的壓射力不是恒定不變的，它的大小隨不同的壓射階段而改變，在金屬液充滿模腔的瞬間升至最大值。

壓射比壓：壓射沖頭作用于單位面積金屬液表面上的壓力，單位常用MPa。

壓室容量:壓鑄機(jī)的壓室每次澆注能夠容納金屬液的最大質(zhì)量，單位常用kg，其大小與壓室直徑及壓鑄合金的種類有關(guān)，反映了設(shè)備能夠成形制品的最大質(zhì)量。2.填空

壓鑄機(jī)的類型：熱壓室壓鑄機(jī)，臥式冷壓室壓鑄機(jī)，立式冷壓室壓鑄機(jī)，全立式冷壓室壓鑄機(jī)

高壓和高速是壓鑄區(qū)別于其他鑄造方法的重要特征。表示方法：J1113B

13-鎖模力：1300kn 鎂、鋅合金及其他低熔點(diǎn)合金壓鑄成形通常選用熱壓室壓鑄機(jī)，鋁、銅合金及黑色金屬壓鑄通常選用冷壓室壓鑄機(jī)。

中心澆口的制品比較適合于立式冷壓室壓鑄機(jī)成形，用側(cè)澆口的制品較適合于臥式冷壓室壓鑄機(jī)成形

帶嵌件(如電動機(jī)轉(zhuǎn)子)壓鑄件則較適合于全立式壓鑄機(jī)壓鑄成形。3.簡答

金屬壓鑄成形有何特點(diǎn)？ 壓力鑄造簡稱壓鑄，它是將熔融合金在高壓、高速條件下充型并在高壓下冷卻凝固成形的一種精密鑄造方法，是發(fā)展較快的一種少無切削加工制造金屬制品的方法。高壓和高速是壓鑄區(qū)別于其他鑄造方法的重要特征 壓鑄機(jī)的基本結(jié)構(gòu)主要由哪些部分組成？

組成：合模機(jī)構(gòu)、壓射機(jī)構(gòu)、機(jī)座、動力部分、液壓與電氣控制系統(tǒng)及其他輔助裝置。需配備合金熔爐和保溫爐。工作原理P206