第一篇：變頻調速系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望
變頻調速系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望
清華大學電機系冬雷李永東
[摘要］了解近十年來國外通用變頻器的技術發(fā)展對于深入了解交流傳動與控制技術的發(fā)展走向以及如何站在高起點上結合我國國情開發(fā)我國自己的產(chǎn)品都具有十分積極的意義。
[關鍵詞] 通用變頻 電力電子 IGBT IPM PWM DTC
1.前言
交流傳動與控制技術是目前發(fā)展最為迅速的技術之一，這是和冉力電子器件制造技術、變流技術控制技術以及微型計算機和大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展密切相關。
通用變頻器作為早個商品開始在國內上市，是近十年的事，銷售額逐年增加，于今全年有超過數(shù)十億元（RMB）的市場。其中．各種進口品牌居多，功率小至百瓦大至數(shù)千千瓦；功能簡易或復雜；精度低或高；響應慢或快：有PG（測速機）或無PG;有噪音或無噪音等等。
對于許多用戶來說,這十年中經(jīng)歷了多次更新，現(xiàn)所使用的變頻器大都屬于目前最為先進的機型如果從應用的角度來說，我們的水準與發(fā)達國家沒有什么兩樣。作為國內制造商,通過這十年來對國外的先進技術進行銷化，也正在積極地進行國產(chǎn)變頻器的自主開發(fā)．努力追趕世界發(fā)達國家的水平。
回顧近十年來國外通用變頻器技術的發(fā)展對于深入了解交流傳動與控制技術的走向，以及如何站在高起點上結合我國國情開發(fā)我國自己的產(chǎn)品應該說具有十分積極的意義.2.關于功率器件
變頻技術是建立在電力電子技術基礎之上的。在低壓交流電動機的傳動控制中，應用最多的功率器件有GTO、GTR、IGBT以及智能模塊IPM(Intelligent Power Module），后面二種集GTR的低飽和電壓特性和MOSFET的高頻開關特性于一體是目前通用變頻器中最廣泛使用的主流功率器件。IGBT集射電壓Vce可＜3V,頻率可達到20KHZ,內含的集射極間超高速二極管Trr可達150ns,1992年前后開始在通用變頻器中得到廣泛應用。其發(fā)展的方向是損耗更低,開關速度更快、電壓更高,容量更大(3.3KV、1200A), 目前，采用溝道型柵極技術、非穿通技術等方法大幅度降低了集電極一發(fā)射極之間的飽和電壓[VCE（sat)]的第四代IGBT也已問世。
第四代IGBT的應用使變頻器的性能有了很大的提高。其一是ICBT開關器件發(fā)熱減少，將曾占主回路發(fā)熱50－70％的器件發(fā)熱降低了30％。其二是高載波控制，使輸出電流波形有明顯改善；其三是開關頻率提高，使之超過人耳的感受范圍，即實現(xiàn)了電機運行的靜青化；其四是驅動功率減少，體積趨于更小。
而IPM的投入應用比IGBT約晚二年，由于IPM包含了1GBT芯片及外圍的驅動和保護電路.甚至還有的把光耦也集成于一體，因此是種更為好用的集成型功率器件，目前，在模塊額定由流10－600A范圍內，通用變頻器均有采用IPM的趨問，其優(yōu)點是：
（l）開關速度快，驅動電流小，控制驅動更為簡單。
〔2)內含電流傳感器，可以高效迅速地檢測出過電流和短路電流，能對功率芯片給予足夠的保護，故障率大大降低。
（3)由于在器件內部電源電路和驅動電路的配線設計上做到優(yōu)化，所以浪涌電壓，門極振蕩，噪聲引起的干擾等問題能有效得到控制。
（4）保護功能較為豐富，如電流保護、電壓保護、溫度保護一應俱全，隨著技術的進步，保護功能將進一步日臻完善。
（5｝IPM的售價已逐漸接近IGBT．而計人采用IPM后的開關電源容量、驅動功率容量的減小和器件的節(jié)省以及綜合性能提高等因素后在許多場合其性價比已高過IGBT，有很好的經(jīng)濟性。為此IPM除了在工業(yè)變頻器中被大量采用之后，經(jīng)濟型的IPM在近年內也開始在一些民用品如家用空調變頻器，冰箱變頻器、洗衣機變頻器中得到應用。IPM也在向更高的水平發(fā)展，日本三菱電機最近開發(fā)的專用智能模塊ASIPM將不需要外接光耦，通過內部自舉電路可單電源供電并采用了低電感的封裝技術，在實現(xiàn)系統(tǒng)小型化，專用化，高性能，低成本方面又推進了一步。
3.關于控制方式
早期通用變頻器如東芝TOSVERT－130系列、FUJI FVRG5／P5系列，SANKEN SVF系列等大多數(shù)為開環(huán)恒壓比（V／F=常數(shù)）的控制方式．其優(yōu)點是控制結構簡單、成本較低，缺點是系統(tǒng)性能不高，比較適合應用在風機、水泵調這場合。具體來說，其控制曲線會隨著負載的變化而變化；轉矩響應慢，電視轉矩利用率不高，低速時因定子電阻和逆變器死區(qū)效應的存在而性能下降穩(wěn)定性變差等。對變頻器U／F控制系統(tǒng)的改造主要經(jīng)歷了三個階段；
第一階段：
1.八十年代初日本學者提出了基本磁通軌跡的電壓空間矢量（或稱磁通軌跡法）。該方法以三
相波形的整體生成效果為前提，以逼近電機氣隙的理想圓形旋轉磁場軌跡為目的，一次生成二相調制波形。這種方法被稱為電壓空間矢量控制。典型機種如1989年前后進入中國市場的FUJI（富士）FRN5OOOG5/P5、SANKEN（三墾）MF系列等。
②引人頻率補償控制，以消除速度控制的穩(wěn)態(tài)誤差
③基于電機的穩(wěn)態(tài)模型，用直流電流信號重建相電流，如西門子MicroMaster系列,由此估算出磁鏈幅值，并通過反饋控制來消除低速時定子電阻對性能的影響。
④將輸出電壓、電流進行閉環(huán)控制，以提高動態(tài)負載下的電壓控制精度和穩(wěn)定度，同時也一定程度上求得電流波形的改善。這種控制方法的另一個好處是對再生引起的過電壓、過電流抑制較為明顯，從而可以實現(xiàn)快速的加減速。
之后，1991年由富士電機推出大家熟知的FVR與 FRNG7／P7系列的設計中，不同程度融入了②3．④項技術，因此很具有代表性。三菱日立，東芝也都有類似的產(chǎn)品。然而，在上述四種方法中，由于未引入轉矩的調節(jié)，系統(tǒng)性能沒有得到根本性的改善.第二階段：
矢量控制。也稱磁場定向控制。它是七十年代初由西德 F.Blasschke等人首先提出，以直流電動機和交流電動機比較的方法分析闡述了這一原理，由此開創(chuàng)了交流電動機等效直流電動機控制的先河。它使人們看到交流電動機盡管控制復雜，但同樣可以實現(xiàn)轉矩、磁場獨立控制的內在本質。
矢量控制的基本點是控制轉子磁鏈，以轉子磁通定向，然后分解定子電流，使之成為轉矩和磁場兩個分量，經(jīng)過坐標變換實現(xiàn)正交或解耦控制。但是，由于轉子磁鏈難以準確觀測，以及矢量變換的復雜性，使得實際控制效果往往難以達到理論分析的效果，這是矢量控制技術在實踐上的不足。此外．它必須直接或間接地得到轉子磁鏈在空間上的位置才能實現(xiàn)定子電流解耦控制，在這種矢量控制系統(tǒng)中需要配留轉子位置或速度傳感器，這顯然給許多應用場合帶來不便。僅管如此，矢量控制技術仍然在努力融入通用型變頻器中，1992年開始，德國西門子開發(fā)了6SE70通用型系列，通過FC、VC、SC板可以分別實現(xiàn)頻率控制、矢量控制、伺服控制。1994年將該系列擴展至315KW以上。目前，6SE70系列除了200KW以下價格較高，在200KW以上有很高的性價比。
第三階段：
1985年德國魯爾大學Depenbrock教授首先提出直接轉矩控制理論（Direct Torque
Control簡稱DTC）。直接轉矩控制與矢量控制不同，它不是通過控制電流、磁鏈等量來間接控制轉矩，而是把轉矩直接作為被控量來控制。
轉矩控制的優(yōu)越性在于：轉矩控制是控制定子磁鏈，在本質上并不需要轉速信息；控制上對除定子電阻外的所有電機參數(shù)變化魯棒性良好；所引入的定子磁鍵觀測器能很容易估算出同步速度信息。因而能方便地實現(xiàn)無速度傳感器化。這種控制方法被應用于通用變頻器的設計之中，是很自然的事，這種控制被稱為無速度傳感器直接轉矩控制。然而，這種控制依賴于精確的電機數(shù)學模型和對電機參數(shù)的自動識別（Identification向你ID),通過ID運行自動確立電機實際的定子阻抗互感、飽和因素、電動機慣量等重要參數(shù)，然后根據(jù)精確的電動機模型估算出電動機的實際轉矩、定子碰鏈和轉子速度，并由磁鏈和轉矩的Band－Band控制產(chǎn)生PWM信號對逆變器的開關狀態(tài)進行控制。這種系統(tǒng)可以實現(xiàn)很快的轉矩響應速度和很高的速度、轉矩控制精度。
1995年ABB公司首先推出的ACS600直接轉矩控制系列，已達到<2ms的轉矩響應速度在帶PG時的靜態(tài)速度精度達土O.01%，在不帶PG的情況下即使受到輸入電壓的變化或負載突變的影響，向樣可以達到正負0.1％的速度控制精度。其他公司也以直接轉矩控制為努力目標，如安川VS－676H5高性能無速度傳感器矢量控制系列，雖與直接轉矩控制還有差別，但它也已做到了100ms的轉矩響應和正負0.2%（無PG）,正負0.01％（帶 PG）的速度控制精度，轉矩控制精度在正負3％左右。其他公司如日本富士電機推出的FRN 5000G9／P9以及最新的FRN5000Gll／P11系列出采取了類似無速度傳感器控制的設計，性能有了進一步提高，然而變頻器的價格并不比以前的機型昂貴多少。
控制技術的發(fā)展完全得益于微處理機技術的發(fā)展，自從1991年INTEL公司推出8X196MC系列以來，專門用于電動機控制的芯片在品種、速度、功能、性價比等方面都有很大的發(fā)展。如日本三菱電機開發(fā)用于電動機控制的M37705、M7906單片機和美國德州儀器的TMS320C240DSP等都是頗具代表性的產(chǎn)品。
4.關于PWM技術
PWM控制技術一直是變頻技術的核心技術之一。1964年A.Schonung和H.stemmler首先在<
從最初采用模擬電路完成三角調制波和參考止弦波比較，產(chǎn)生止弦脈寬調制SPWM信號以控制功率器件的開關開始，到目前采用全數(shù)字化方案，完成優(yōu)化的實時在線的PWM信號輸出，可以說直到目前為止，PWM在各種應用場合仍占主導地位,并一直是人們研究的熱點。
由于PWM可以同時實現(xiàn)變頻變壓反抑制諧波的特點，由此在交流傳動乃至其它能量變換系
統(tǒng)中得到廣泛應用。PWM控制技術大致可以分為三類，正弦PWM（包括電壓，電流或磁通的正弦為目標的各種PWM方案，多重PWM也應歸于此類），優(yōu)化PWM及隨機PWM。正弦PWM已為人們所熟知，而旨在改善輸出電壓、電流波形，降低電源系統(tǒng)諧波的多重PWM技術在大功率變頻器中有其獨特的優(yōu)勢（如 ABB ACS1000系列和美國ROBICON公司的完美無諧波系列等）；而優(yōu)化PWM所追求的則是實現(xiàn)電流諧波畸變率（THD）最小，電壓利用率最高，效率最優(yōu)，及轉矩脈動最小以及其它特定優(yōu)化目標。
在70年代開始至80年代初，由于當時大功率晶體管主要為雙極性達林頓三極管，載波頻率一般最高不超過5KHZ，電機繞組的電磁噪音及諧波引起的振動引起人們的關注。為求得改善，隨機PwM方法應運而生。其原理是隨機改變開關頻率使電機電磁噪音近似為限帶白噪聲（在線性頻率坐標系中，各頻率能量分布是均勻的），盡管噪音的總分貝數(shù)未變，但以固定開關頻率為特征的有色噪音強度大大削弱。正因為如此，即使在IGBT已被廣泛應用的今天，對于載波頻率必須限制在較低頻率的場合，隨機PWM仍然有其特殊的價值（DTC控制即為一例）；另一方面則告訴人們消除機械和電磁噪音的最佳方法不是盲目地提高工作頻率，因為隨機PWM技術提供了一個分析、解決問題的全新思路。
5.展望
通用變頻器的發(fā)展是世界高速經(jīng)濟發(fā)展的產(chǎn)物。其發(fā)展的趨勢大致為：
5.l主控一體化
日本三菱公司將功率芯片和控制電路集成在一快芯片上的DIPIPM（即雙列直插式封裝）的研制已經(jīng)完成并推向市場。一種使逆變功率和控制電路達到一體化，智能化和高性能化的HVIC（高耐壓IC）SOC（System on Chip）的概念已被用戶接受，首先滿足了家電市場低成本、小型化、高可靠性和易使用等的要求。因此葉以展望，隨著功率做大，此產(chǎn)品在市場上極具競爭力。
5.2 小型化
用日本富士（FUJI）電機的三添勝先生的話說，變頻器的小型化就是向發(fā)熱挑戰(zhàn)。這就是說變頻器的小型化除了出自支撐部件的實裝技術和系統(tǒng)設計的大規(guī)模集成化，功率器件發(fā)熱的改善和冷卻技術的發(fā)展已成為小型化的重要原因。ABB公司將小型變頻器定型為Comp－ACTM他向全球發(fā)布的全新概念是，小功率變頻器應當象接觸器、軟起動器等電器元件一樣使用簡單，安裝方便，安全可靠。
5.3低電磁噪音化
今后的變頻器都要求在抗干擾和抑制高次諧波方面符合EMC國際標準，主要做法足在變頻器輸入側加交流電抗器或有源功率因數(shù)校正（Active Power Factor Correction． APFC）電路，改善輸入電流波形降低電網(wǎng)諧波以及逆變橋采取電流過零的開關技術。而控制電源用的開關電源將推崇半諧振方式，這種開關控制方式在30－50MhZ時的噪聲可降低15－20dB。
5.4專用化
通用變頻器中出現(xiàn)專用型家族是近年來的事。其目的是更好發(fā)揮變頻器的獨特功能并盡可能地方便用戶。如用于起重稅負載的 ARB ACC系列，用廣交流電梯的 Siemens MICO340系列和FUJI FRN5000G11UD系列，其他還有用于恒壓供水、上作機械主軸傳動、電源再生、紡織、機車牽引等專用系列。
5.5系統(tǒng)化
作為發(fā)展趨勢，通用變頻器從模擬式、數(shù)字式、智能化、多功能向集中型發(fā)展。最近，日本安川由機提出了以變頻器，伺服裝置，控制器及通訊裝置為中心的”D&M&C”概念，并制定了相應的標準。目的是為用戶提供最佳的系統(tǒng)。因此可以預見在今后．變頻器的高速響應件和高性能什將是基本條件。
第二篇：變頻調速系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望
變頻調速系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望
摘要：詳細介紹了目前變頻調速領域研究的熱點問題，分析了最新技術發(fā)展對變頻調速系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化所帶來的影響，并對變頻調速系統(tǒng)的發(fā)展前景進行了預測。
關鍵詞：變頻調速系統(tǒng)；現(xiàn)狀；展望
一、在小功率交流調速方面，由于國外產(chǎn)品的規(guī)模效應，使得國內廠家在價格上、工藝上和技術上均無法與之抗衡。而在高壓大功率方面，國外公司又為我們留下了趕超的空間。首先，國外的電網(wǎng)電壓等級一般為3000V，而我國的電網(wǎng)電壓等級為6000V和10000V；其次，高壓大功率交流調速系統(tǒng)無法進行大規(guī)模的批量生產(chǎn)，而國外的勞動力成本，特別是具有一定專業(yè)知識的勞動力成本較高。
目前，研究較多的大功率逆變電路有：
? 多電平電壓型逆變器
? 變壓器耦合的多脈沖逆變器
? 交交變頻器
? 雙饋交流變頻調速系統(tǒng)
（1）多電平電壓型逆變器
日本長岡科技大學的A.Nabae等人于1980年在IAS年會上首次提出三電平逆變器，又稱中點箝位式（Neutral Point Clamped）逆變器。它的出現(xiàn)為高壓大容量電壓型逆變器的研制開辟了一條新思路。
多電平電壓型逆變器與普通雙電平逆變器相比具有以下優(yōu)點：
1.更適合大容量、高電壓的場合。
2.可產(chǎn)生M層梯形輸出電壓，對階梯波再作調制可以得到很好近似的正弦波，理論上提高電平數(shù)可接近純正弦波型、諧波含量很小。
3.電磁干擾（EMI）問題大大減輕，因為開關元件一次動作的dv/dt通常只有傳統(tǒng)雙電平的1/（M-1）。
4.效率高，消除同樣諧波，雙電平采用PWM控制法開關頻率高、損耗大，而多電平逆變器可用較低頻率進行開關動作、開關頻率低、損耗小，效率提高。
（2）變壓器耦合的多脈沖逆變器
變壓器耦合的多脈沖逆變器的三電平電路中，要獲得更多電平只須將每相所串聯(lián)的單元逆變橋數(shù)目同等增加即可。其優(yōu)點為：
1.不存在電壓均衡問題。無需箝位二極管或電容，適于調速控制；
2.模塊化程度好，維修方便；
3.對相同電平數(shù)而言，所需器件數(shù)目最少；
4.無箝位二極管或電容的限制，可實現(xiàn)更多電平，上更高電壓，實現(xiàn)更低諧波；
5.控制方法相對簡單，可分別對每一級進行PWM控制，然后進行波形重組。
當然，這種結構的不足之處在于需要很多隔離的直流電源，應用受到一定限制。
（3）交交變頻器
交交變頻器采用晶閘管作為主功率器件，在軋機和礦井卷揚機傳動方面有很大的需求。晶閘管的最大優(yōu)點就是開關功率大（可達5000V/5000A），適合于大容量交流電機調速系統(tǒng)。同時，大功率晶閘管的生產(chǎn)和技術功能技術相當成熟，通過與現(xiàn)代交流電機控制理論的數(shù)字化結合，將具有較強的競爭力。但是交交變頻器也存在一些固有缺點：調速范圍小，當電源為50Hz時，最大輸出頻率不超過20Hz；另一方面，功率因數(shù)低、諧波污染大，因此需要同時進行無功補償和諧波治理。
（4）雙饋交流變頻調速系統(tǒng)
雙饋交流變頻調速系統(tǒng)的變頻器功率小、功率因數(shù)可調、系統(tǒng)可靠性較高，因此近來受到了許多研究人員的重視。由于變頻器的功率只占電機容量的25%，因此可以大大降低系統(tǒng)的成本。但是，雙饋交流變頻調速系統(tǒng)中的電機需要專門設計，不能使用普通的異步電機；而且受變頻器容量和調速范圍的限制，不具備軟起動的能力。
二、高性能交流調速系統(tǒng)
V/f恒定、速度開環(huán)控制的通用變頻調速系統(tǒng)和滑差頻率速度閉環(huán)控制系統(tǒng)，基本上解決了異步電機平滑調速的問題。然而，當生產(chǎn)機械對調速系統(tǒng)的動靜態(tài)性能提出更高要求時，上述系統(tǒng)還是比直流調速系統(tǒng)略遜一籌。原因在于，其系統(tǒng)控制的規(guī)律是從異步電機穩(wěn)態(tài)等效電路和穩(wěn)態(tài)轉矩公式出發(fā)推導出穩(wěn)態(tài)值控制，完全不考慮過渡過程，系統(tǒng)在穩(wěn)定性、起動及低速時轉矩動態(tài)響應等方面的性能尚不能令人滿意。
考慮到異步電機是一個多變量、強耦合、非線性的時變參數(shù)系統(tǒng)，很難直接通過外加信號準確控制電磁轉矩，但若以轉子磁通這一旋轉的空間矢量為參考坐標，利用從靜止坐標系到旋轉坐標系之間的變換，則可以把定子電流中勵磁電流分量與轉矩電流分量變成標量獨立開來，進行分別控制。這樣，通過坐標變換重建的電動機模型就可等效為一臺直流電動機，從而可象直流電動機那樣進行快速的轉矩和磁通控制即矢量控制。
和矢量控制不同，直接轉矩控制屏棄了解耦的思想，取消了旋轉坐標變換，簡單地通過檢測電機定子電壓和電流，借助瞬時空間矢量理論計算電機的磁鏈和轉矩，并根據(jù)與給定值比較所得差值，實現(xiàn)磁鏈和轉矩的直接控制。
盡管矢量控制與直接轉矩控制使交流調速系統(tǒng)的性能有了較大的提高，但是還有許多領域有待研究：
（1）磁通的準確估計或觀測
（2）無速度傳感器的控制方法
（3）電機參數(shù)的在線辨識
（4）極低轉速包括零速下的電機控制
（5）電壓重構與死區(qū)補償策略
（6）多電平逆變器的高性能控制策略
三、展望
在交流調速的研究與制造過程中，硬件的設計與組裝占了相當大的比重。電機制造以及調速裝置的制造需要大批的技術熟練工人，對
人員的素質有一定要求。而國外相關產(chǎn)業(yè)的人工成本相對較高，在近十年內，交流調速的制造業(yè)有可能向發(fā)展中國家轉移。對中國來說，這也是一個機遇，如果我們抓住這個機會，再利用本身的市場有利條件，有可能在我國形成交流調速系統(tǒng)的制造業(yè)中心，使我國工業(yè)上一個新的臺階。需要注意的是發(fā)達國家在高技術領域是不會輕易放棄的，他們非常注意核心技術及軟件的保護和保密，為此，必須加大該領域的科研與開發(fā)的力度。
參考文獻：
[1]王樹.變頻調速系統(tǒng)設計與應用.機械工業(yè)出版社,2005
[2]丁斗章.變頻調速技術與系統(tǒng)應用.機械工業(yè)出版社,2005
[3]周志敏、周紀海、紀愛華.變頻調速系統(tǒng)設計與維護.中國電力出版社，2007
第三篇：淺談我國電子銀行發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望
淺談我國電子銀行發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望
伴隨著當前網(wǎng)絡信息技術的深入發(fā)展和金融市場的日益創(chuàng)新，電子銀行業(yè)務已逐漸成為各大銀行發(fā)展的焦點。本文將從國內外電子銀行發(fā)展現(xiàn)狀、特點以及我國電子銀行未來發(fā)展方向和實現(xiàn)路徑等角度展開分析，找到我國電子銀行業(yè)務存在的現(xiàn)有問題，并提出解決辦法，從而不斷提升服務質量，促進電子銀行業(yè)的順利運作與健康發(fā)展。
一、國內外電子銀行發(fā)展現(xiàn)狀
1、什么是電子銀行？
電子銀行是依靠先進的網(wǎng)絡信息、電子技術，為客戶提供的一種自助式金融服務，主要包括網(wǎng)上銀行、自助銀行、電話銀行、手機銀行等類型。伴隨著網(wǎng)絡技術的廣泛應用及消費金融的日漸興起，電子銀行業(yè)不但通過創(chuàng)新消費模式拓展出全新的市場空間，而且逐漸對傳統(tǒng)金融服務業(yè)行成不可忽視的挑戰(zhàn)與沖擊。
2、國外電子銀行發(fā)展歷程
電子銀行最早興起于美國，1996年，美國“安全第一網(wǎng)絡銀行”便開始通過網(wǎng)絡開展金融業(yè)務，由于網(wǎng)上銀行的客戶、交易額等迅速超過傳統(tǒng)銀行，其業(yè)務覆蓋范圍快速擴大，得到英國、日本等其他國家的關注與借鑒。歐洲國家中英國和瑞士是最先發(fā)展網(wǎng)上銀行，德國、法國等緊隨其后。亞洲網(wǎng)上銀行業(yè)務起步較晚，但是發(fā)展進程非常迅猛。
近幾年，國外手機銀行業(yè)務占據(jù)了較大的市場份額，得到了普遍的認可。許多國家開展了手機銀行業(yè)務，尤以韓國與日本發(fā)展最快。就日本銀行而言，手機銀行己成為其零售業(yè)務的重要支柱之一。
總體來說，國外電子銀行通過10余年的發(fā)展，立足于完善的信用管理體系和網(wǎng)絡信息技術，得到了迅速的發(fā)展，已成長為金融市場不可忽視的力量，為我國電子銀行業(yè)的發(fā)展提供了有益的借鑒。
3、國內電子業(yè)務發(fā)展現(xiàn)狀
相對于國外，我國電子銀行受到法律法規(guī)、信用體系建設不完全及網(wǎng)絡信息技術較為落后等現(xiàn)狀的制約，起步較晚，但發(fā)展較快。
（一）網(wǎng)上銀行
1997年，招商銀行建立的“一網(wǎng)通”，首創(chuàng)我國網(wǎng)上銀行的先河，中行、建行、農行等也隨后陸續(xù)推出自己的網(wǎng)上銀行。進入21世紀以后，網(wǎng)上銀行業(yè)務流程更加現(xiàn)代化，網(wǎng)上銀行越來越受到企業(yè)與個人的青睞。2010年我國網(wǎng)上銀行市場交易額達到553.75萬億元，截止2010年底注冊用戶數(shù)超過3億。圖1為05年至10年我國網(wǎng)上銀行的交易額及增長水平。由
圖可看出交易額快速上升。
圖105-10年我國網(wǎng)上銀行交易額及增長情況
（二）銀行卡及自助銀行
據(jù)數(shù)據(jù)顯示，截至2010年末，我國銀行借記卡發(fā)卡量為21.9億張，信用卡發(fā)卡量為2.3億張。各類銀行結算賬戶共計33.76億戶，同比增長20%，另外，我國非現(xiàn)金支付工具辦理支付業(yè)務共277億筆，金額為905.2萬億元，同比分別增長29.4%和26.5%。其中銀行卡業(yè)務共257.6億筆，金額為246.8萬億元，同比分別增長30.8%和48.7%。銀行卡的使用，為消費者日常購物、交易等提供便利，排除了攜帶大量現(xiàn)金的安全隱患，無紙化操作也促使交易順利快速完成。
（三）電話銀行
電話銀行是近年來日益興起的一種電子銀行業(yè)務，它通過電話這一通信工具將用戶與銀行緊密相連，為客戶提供各類查詢服務的新型銀行。各大銀行均開通了“9”開頭的電話服務熱線，如中國銀行：95566。電話銀行操作簡單，自動化管理，可實時查詢，實現(xiàn)了銀行“24小時制”的服務模式。
（四）手機銀行
手機銀行是我國電子銀行的重要發(fā)展方向。手機具有方便攜帶、操作簡單等特征，用戶可以隨時與他人溝通聯(lián)系，是一種大眾化的便捷通信工具。1999年，我國首次開發(fā)手機銀行業(yè)務，為用戶提供賬戶查詢、繳費、轉賬與證券交易信息等服務。目前，中行、交行、工行等各大銀行均已開通手機銀行的業(yè)務，其中招商銀行用戶手機銀行轉賬匯款0費用、建行用戶可享受轉賬匯款1折優(yōu)惠等活動，大大促進了我國手機銀行業(yè)務的發(fā)展。
截至2011年6月，我國手機用戶已突破9億大關，超過3億的用戶使用手機上網(wǎng)業(yè)務，開通手機銀行的用戶已超7000萬，標志著我國手機銀行業(yè)務已進入了一個嶄新的發(fā)展階段。
二、電子銀行發(fā)展特點
電子銀行發(fā)展如此迅猛，很大程度上是由于它具有無紙化交易、方便快捷、成本低廉等的特點。
（一）無紙化交易
傳統(tǒng)銀行的日常支付手段通常是通過現(xiàn)金、票據(jù)等來完成的，而電子銀行的應用使我國實現(xiàn)了無紙化交易，它具有高效、安全、保密的特點，已成為銀行業(yè)及其他領域的發(fā)展主流。
（二）方便快捷
電子銀行使用非常便捷，不受時間與空間的限制，可以隨時隨地獲得服務。電子銀行提供的個性化服務，有助于針對性的為企業(yè)與個人提供理財投資服務，使其降低運營成本，提高資金的周轉率。電子銀行也為用戶日常生活提供了便利，足不出戶即可完成水電費、網(wǎng)上購物等的交易支付，省時省力。
（三）成本低廉
電子銀行的交易成本低廉，能夠實現(xiàn)銀行、客戶成本的雙降，實現(xiàn)共贏。電子銀行省去了以往傳統(tǒng)支付的繁雜手續(xù)，減少了銀行的開支，同時可以減少客戶交通等的額外費用。
三、我國電子銀行存在的問題及對策分析
應當看到，我國電子銀行的發(fā)展存在一定的問題，應當引起從業(yè)者的重視。
首先，電子銀行業(yè)務風險管理有待完善。電子銀行的無紙化操作雖規(guī)避了攜帶現(xiàn)金的安全隱患，但由于我國各大銀行電子銀行的安全技術標準不統(tǒng)一，缺乏整體規(guī)劃，潛在的信息安全漏洞以及銀行內部風險監(jiān)控體系的不完善為互聯(lián)網(wǎng)犯罪提供了條件。作為電子銀行運營的核心問題，風險管理漏洞如不能妥善解決，將成為制約行業(yè)長遠健康發(fā)展的瓶頸。
其次，電子銀行業(yè)務品種單一，經(jīng)營理念落后。目前，電子銀行服務僅包括賬單查詢、匯款、轉賬以及企業(yè)資金結算與調撥等業(yè)務。新型電子銀行未能在傳統(tǒng)銀行的基礎上加以創(chuàng)新，研發(fā)出具有行業(yè)特色的產(chǎn)品，長期局限于傳統(tǒng)銀行業(yè)務的窠臼。相對于西方銀行以客戶為主，針對客戶不同需求提供個性化服務的經(jīng)營理念，我國的電子銀行仍以產(chǎn)品為主，服務項目存在較大的雷同性，無法滿足不同層次的客戶需求。不能通過聚焦細分市場，以產(chǎn)品的差異化來提高自身競爭力。
最后，電子銀行法律不夠健全，信用體系有待進一步完善。由于我國尚未針對本行業(yè)出臺完善的法律法規(guī)，影響了行業(yè)內信用體系的完善，阻礙了我國電子銀行業(yè)務的發(fā)展進程。
對于我國電子銀行存在的問題，筆者認為應從以下幾方面采取有力措施，推進行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
（一）把握戰(zhàn)略定位，加大科技投入
電子化水平的高低是衡量電子銀行綜合實力的關鍵因素，直接關系到電子銀行業(yè)務的順利運行。因此，我們務必加大科技資金和開發(fā)的投入，加強優(yōu)秀科技人員對電子銀行各方面項目的深入研究與開發(fā)。
（二）提高風險防范意識，強化業(yè)務監(jiān)督
我國電子銀行業(yè)應建立統(tǒng)一的準入和支付標準，規(guī)范網(wǎng)上銀行支付規(guī)范，避免不當操作引起的損失。同時應加強電子支付的網(wǎng)絡安全建設，防范計算機、銀行卡、手機銀行在支付環(huán)節(jié)的信息遺漏風險。此外，央行應當積極引導各銀行采用SET運作模式，在各交易參與方之間建立防火墻，提高信息安全性。
（三）提升銀行服務質量，增加客戶滿足度
加強對高級復合人才的培養(yǎng)，提升銀行從業(yè)人員的服務質量，有助于提高客戶對電子銀行業(yè)務的認識，提升電子銀行業(yè)的品牌影響力。
為全面提升服務質量，應采取以下措施：
1、定期開展培訓，加大培訓力度。銀行員工培訓主要包括專業(yè)技能與綜合素質方面，培訓過程中能夠挖掘員工潛力，使員工更好地掌握電子銀行業(yè)務，并能夠提高團隊素質以及綜合能力，增強員工防范意識，按規(guī)操作，相互監(jiān)督。
2、創(chuàng)建學習型團隊，培育員工終身學習的理念。
3、樹立以客戶為中心，以提升服務效率為目標的評估體系，不斷地提高客戶滿意度。
（四）強化產(chǎn)品功能，以差異化促發(fā)展
電子銀行的產(chǎn)品開發(fā)人員應根據(jù)客戶的需求進行產(chǎn)品的研發(fā)，發(fā)掘細分市場，在傳統(tǒng)銀行原有功能基礎上增加新功能，適應當前電子產(chǎn)品的發(fā)展。本著以客戶為中心的經(jīng)營理念，長期持續(xù)對不同需求的客戶進行咨詢和調查，打造差異化發(fā)展戰(zhàn)略，逐步搭建核心競爭力并賦予其新的內涵。
（五）建立規(guī)范的法律法規(guī)
我國關于電子銀行已經(jīng)制定的規(guī)章包括：《電子銀行業(yè)務管理辦法》、《電子銀行安全評估指引》，屬行業(yè)指導性文件，而現(xiàn)行的《商業(yè)銀行法》、《銀行業(yè)監(jiān)督管理法》、《人民銀行法》等法律，均未對我國電子銀行業(yè)務進行規(guī)定。監(jiān)管法律的缺失導致我國電子銀行業(yè)長期處于無序發(fā)展狀態(tài)，影響了行業(yè)的健康發(fā)展。因此我國應在不斷完善銀行卡、網(wǎng)上銀行、手機銀行等業(yè)務管理辦法的基礎上，積極推動出臺相關立法，為我國電子銀行業(yè)務的發(fā)展創(chuàng)造良好的法律環(huán)境。
四、我國電子銀行前景展望
電子銀行伴隨著網(wǎng)絡信息技術的興盛而產(chǎn)生，適應了現(xiàn)代電子網(wǎng)絡時代的步伐。電子銀
行業(yè)務作為一種虛擬的銀行柜臺，作為新興的金融服務，為廣大客戶的金融理財提供了極大的便利，其發(fā)展勢不可擋。
手機銀行業(yè)務將憑借手機特有的優(yōu)勢，成為未來幾年的發(fā)展熱點。它有成為與網(wǎng)上銀行與銀行卡并駕齊驅第三極的潛力。另外，電子銀行與第三方支付的競爭與合作將進一步加深。目前我國各大銀行已與支付寶展開了合作，共同開拓電子商務市場。
我們應當立足國內市場特征，逐步解決電子銀行的各項問題，推進我國電子銀行與電子商務的迅速發(fā)展。
第四篇：超臨界二氧化碳的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望
超臨界二氧化碳的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望
摘 要:超臨界二氧化碳具有氣體的低粘度、高擴散系數(shù)和液體的高密度,且化學惰性,無毒無腐蝕,臨界狀態(tài)容易實現(xiàn),是一種性能優(yōu)良的環(huán)境友好溶劑。本文在超臨界二氧化碳的萃取、超臨界流體沉淀技術、化學反應介質、取代傳統(tǒng)工藝助劑和溶劑等方面就目前的現(xiàn)狀做了簡介,指出了目前超臨界二氧化碳的研究進展以及今后的研究方向。關鍵詞:超臨界二氧化碳;綠色溶劑;萃取；沉淀；化學反應
超臨界流體(Supercritical Fluid , 簡稱SCF),是指處于臨界溫度和臨界壓力之上的流體。這種流體具有氣體的低粘度、高擴散系數(shù)和液體的高密度特性,對許多物質具有很強的溶解能力,而且其溶解能力對溫度和壓力的變化極為敏感,易于調節(jié)。隨著科技發(fā)展和人們對環(huán)境問題認識的不斷提高,目前化學工業(yè)、涂料、油漆、泡沫塑料、機械、微電子等行業(yè)使用的揮發(fā)性有機溶劑所帶來的溫室效應、臭氧層空洞、水源污染等環(huán)境問題越來越引起了人們的重視,因而對一些性能優(yōu)良且環(huán)境友好的超臨界流體的應用研究受到了許多國家的政府、尤其是科學工作者的廣泛關注。超臨界流體技術自上世紀70年代開始嶄露頭角以來，以其環(huán)保、高效等顯著特性迅速超越了傳統(tǒng)技術。
近二十多年來，隨著人們對可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略認識的不斷加強，在國民經(jīng)濟各領域，特別是工業(yè)領域，綠色化學、清潔生產(chǎn)技術受到越來越多的重視。超臨界技術在國內外迅猛發(fā)展，在食品、化工、香料、環(huán)保、納米材料、生物醫(yī)藥等諸多領域均有廣闊的應用前景，也取得了眾多的重要成果。常見的超臨界流體中,由于二氧化碳化學性質穩(wěn)定,無毒性和無腐蝕性,不易燃和不爆炸,臨界狀態(tài)容易實現(xiàn),而且其臨界溫度(31.1 ℃)接近常溫,對食品及醫(yī)藥中香氣成分、生理活性物質、酶及蛋白質等熱敏性物質無破壞作用,因而,有關超臨界二氧化碳的應用研究尤為廣泛。
化學過程工業(yè)中許多反應、抽提、分離和其他操作均涉及使用有機溶劑，但其會造成許多環(huán)境問題，常規(guī)有機溶劑為揮發(fā)性有機化合物。此外，有機溶劑有可能破壞臭氧層而受到限制。超臨界二氧化碳是傳統(tǒng)有機溶劑有吸引力的替代方案。二氧化碳不是揮發(fā)性有機化合物。雖然二氧化碳是溫室氣體，如果它從環(huán)境中抽取，應用于過程中，然后再返回到環(huán)境中，則不會造成溫室氣體效應。超臨界二氧化碳具有不斷增多的商業(yè)化應用潛力。與許多有機溶劑不同，超臨界二氧化碳不可燃。它為惰性、無毒，具有適中的臨界常數(shù)。二氧化碳：臨界溫度為31．1℃，接近常溫，用于對溫度敏感的材料有吸引力。二氧化碳的臨界壓力為7．38 MPa。由于其分子非極性，故液態(tài)的二氧化碳對極性物質的溶解能力極低，而對低極性和非極性物質卻具有較高的溶解能力，二氧化碳對非極性或疏水性纖維具有較高的溶解能力。如果把二氧化碳置于封閉體系中升溫和加壓后，當溫度和壓力超過二氧化碳的臨界溫度(31．1℃)和臨界壓力(7．39 MPa)即超過臨界點后，則二氧化碳就轉變?yōu)槌R界流體狀態(tài)。由于它不同于氣體、液體和固體，故將這種液體狀態(tài)稱為超臨界流體。處于超臨界流體的二氧化碳：和氣體一樣，可以均勻地分布在整個容器中，通過控制壓力，可以達到和液體一樣大小的密度(0．3 g／cm 以上)，它對物體具有很強的滲透作用，對物質的溶解能力比氣體大得多，甚至比液體還要強，超臨界二氧化碳流體的密度是氣體的數(shù)百倍，接近于液體，但其粘度又和氣體相等，它的擴散系數(shù)是氣體的l％左右，但又比液體大數(shù)百倍，這就是溶解分散在超臨界二氧化碳流體中的物質易擴散、滲透能力強的原因所在。1超臨界流體特性
超臨界流體(Supercritical Fluid，簡稱SCF)是指臨界溫度和臨界壓力以上的高密度流體，超臨界流體兼具氣體和液體的雙重特性，密度接近于液體，粘度和擴散系 1
數(shù)接近于氣體，滲透性好。目前，有文獻報道的超臨界流體大致有幾十種，最為常見的是二氧化碳和水，均具有價廉易得、安全無毒等特點，應用較為廣泛。
2超臨界技術的發(fā)展現(xiàn)狀
近來的一些研究表明，超臨界流體溶劑有優(yōu)于普通溶劑的特性。如：可用超臨界 CO2取代老溶劑氟里昂，作為氟代丙烯酸酯單體自由基聚合反應的溶劑，氣產(chǎn)率高，而且產(chǎn)物易于分離；在三乙胺或三乙胺/甲醇存在下CO2催化加氫合成甲酸或甲酸衍生物的反應在超臨界CO2中進行時，其反應速率明顯大于在其他溶劑中進行時的速率。由于超臨界流體的獨特性質，使得超臨界技術正作為一種具有廣闊應用前景的“綠色工藝”，受到越來越多國家的重視。從目前的發(fā)展狀況看，超臨界技術在以下幾個方面發(fā)揮了重要的作用。
2.1超臨界流體萃取
在臨界點附近的超臨界流體,操作溫度或操作壓力的微小變化,都會引起超臨流體密度的很大變化,從而可導致其溶解能力高達幾個數(shù)量級的變化。超臨界CO2 萃取即是在低溫或高壓(高密度)條件下,溶解出所需的成分,然后提高溫度或降低壓力,在低密度條件下使萃取出來的成分與萃取劑分離,從而實現(xiàn)超臨界CO2 萃取分離過程。
食品工業(yè)上，超臨界二氧化碳萃取主要用于從天然中提取各種脂溶有效成分，其提取率優(yōu)于有機溶劑萃取，且無溶劑殘留，為純天然產(chǎn)品?，F(xiàn)已成功提取的物質有啤酒花浸膏、咖啡因、亞麻酸、農副產(chǎn)品植物油脂（如小麥胚芽油、米糠油、玉米油、大蒜油、洋蔥油、姜油、橄欖殼油、辣椒萃取物、胡椒萃取物、花椒提取物、蛋黃油、魚油（EPA、DHA）等）、植物種子油料（如沙棘、黑加侖、大豆、可可豆、松子油、向日葵、棕櫚、咖啡豆等油脂）、天然色素（辣椒紅、玉米黃、番茄紅、紫草色素等）等。例如： 清華大學紫光集團利用超臨界流體萃取技術，成功開發(fā)了從啤酒花提取啤酒花浸膏、從桂花提取桂花浸膏、紅豆杉中提取紫杉醇、紫草中提取紫草素、小麥胚芽里提取胚芽油、黑加侖里提取籽油 沙棘植物中提取沙棘油 干辣椒中提取辣椒紅色素等系列產(chǎn)品的加工工藝。醫(yī)藥領域中，利用超臨界二氧化碳萃取技術提取米油沙棘油、維生素E、紫杉醇、銀杏黃酮、人參皂苷、馬錢子堿、青蒿素等多種藥用成分。在工業(yè)廢物處理及回收利用方面, Hurren和Fu報道了利用超臨界CO2萃取從金屬加工業(yè)產(chǎn)生的油泥中回收金屬和切削油。傳統(tǒng)采用擠壓或離心方法能將污泥中含油量降至10～ 15%而采用超臨界CO2萃取則可降至1%以下,并且回收的油相當潔凈,可直接再次使用。還有油泥中金屬粉末也能全部回收,而此前只能作為廢物進行填埋處理。
2.2 超臨界流體沉淀（supercritical fluid precipitation SFP）
早在1879年,Hannay等人就發(fā)現(xiàn),當SCF溶液快速降壓膨脹(RESS)時,溶液中的溶質會象雪花一樣在氣體中沉淀。但是,RESS這一現(xiàn)象真正得到人們關注是在20世紀80年代。當時Krukonis預測到了這一現(xiàn)象的實用價值,并開展了相應的研究工作,使人們對這一現(xiàn)象有了深刻的理解。隨后,Battelle研究所發(fā)展了RESS成核結晶技術并使這一過程在實驗室得以實現(xiàn)。該方法利用SCF的溶解能力隨壓力變化這一特性,把溶質溶解在SCF中,然后使溶液通過一毛細噴嘴高速噴入一常壓沉淀設備內,SCF由于壓力降低而迅速膨脹成氣態(tài),其對溶質的溶解度迅速降低,溶液過飽和度迅速增大,致使溶質結晶沉淀出超細粒子,經(jīng)過濾裝置可收集到不含溶劑之潔凈的超細粒子產(chǎn)品。人們在對采用RESS技術制備超細微粒進行更深入的研究中發(fā)現(xiàn),雖然RESS具有過程簡單、操作容易等許多優(yōu)點,但是當成核物質在SCF(如CO2)中難溶解或不溶解時,則不宜采用該法。
目前SEP 技術涉及的研究領域有無機、有機、高分子材料及藥物等的超細化；藥物的維球化、微膠囊化、納米懸浮液的制備，易爆物質的粉碎，膜制備及粒子涂層等。如：Elvassore 等人將胰島素與可生物分解的聚合物（聚L－ 丙交換脂或聚乙烯乙二
醇）溶解在二氯甲烷與二甲基亞砜組成的混合溶劑中，以SF-CO2為抗溶劑成功地制備出了平均尺寸分別為0.5－ 2um、400－ 600nm，粒度分布窄，殘留溶劑消除徹底且內部均勻混有保持著高的藥用活性胰島素的聚合物微球或納米球；通過嚴格控制溫度、壓力、流量聚合物樣品等操作條件，可以得到表面光滑、內部結構堅實且重現(xiàn)性高的不團聚、不絮凝的內部均勻混有胰島素的聚合物納米球。
2.3超臨界流體二氧化碳作為反應介質
超臨界流體作為反應介質，具有許多優(yōu)越性。首先是具有氣體的特征：粘度小，擴散性能好，易于和其它氣體互溶，傳質與傳熱性能好；同時又具有液體的密度和強溶解度，易于通過調節(jié)壓力、溫度?？刂屏黧w的密度、介電常數(shù)、粘度和擴散系數(shù)。常用的有超臨界水反應及超臨界二氧化碳反應。水及二氧化碳均系對環(huán)境無污染的介質，超臨界流體反應工程屬于綠色產(chǎn)業(yè)的應用技術，宜于在2l世紀的新興產(chǎn)業(yè)中推廣。近幾年，在超lI缶界流體技術應用于反應工程上的主要研究方向有：測定均相反應的反應速率和溶劑效應，以及尋求新的應用對象；研究非均相催化和生物催化反應的一般行為，以及拓寬其應用范圍；物料的轉化和分解反應；在超臨界水中的氧化反應等。
2.4 用于取代傳統(tǒng)工藝助劑或溶劑
超臨界CO2可以很好地溶解分子質量較小的有機化合物,若添加適當?shù)谋砻婊钚詣?則如聚合物、重油、石蠟、蛋白質等許多分子質量較大的物質可以在超臨界CO2 中溶解,因此,以超臨界CO2 代替?zhèn)鹘y(tǒng)工業(yè)溶劑,減少揮發(fā)性有機溶劑的排放具有顯著的優(yōu)勢和廣闊的應用前景。
2.4.1 超臨界CO2噴漆技術
涂料中使用的揮發(fā)性有機溶劑,不僅危害施工人員的健康,而且可污染大氣和水源,嚴重威脅人類的生存環(huán)境。使用環(huán)境友好的超臨界CO2代替?zhèn)鹘y(tǒng)噴漆過程中的快揮發(fā)溶劑,而僅保留原溶劑總量1/ 3～1/ 5 的慢揮發(fā)溶劑,可獲得良好的噴漆質量。實踐證明這種新的噴漆系統(tǒng)能大大減少環(huán)境污染的揮發(fā)性有機溶劑的排放,同時改善施工環(huán)境,有利于操作人員的身體健康,具有廣闊的應用前景。
2.4.2 超臨界CO2清洗技術
在機械、電子、醫(yī)藥和干洗等行業(yè)中普遍采用揮發(fā)性有機溶劑來進行清洗,帶來了大氣污染等環(huán)境問題和人身危害安全問題。由于許多工業(yè)材料在超臨界CO2中的溶解度較低,為此,美國北卡羅萊納大學的J.M.Desimore 等人設計了一種含氟化合物表面活性劑,可使聚合物、重油、石蠟、蛋白質等許多分子質量較大的物質在超臨界CO2中溶解,因此可使用超臨界CO2代替?zhèn)鹘y(tǒng)有機溶劑作為工業(yè)清洗劑。超臨界CO2清洗技術一方面可減少有毒有機物的排放,不污染環(huán)境,另外與用水或溶劑常規(guī)清洗相比,可降低清洗費用,清洗部件不需干燥處理,可縮短清洗時間。
3.前景與展望
綜上所述,超臨界流體二氧化碳作為新型的綠色溶劑,不但可以替代傳統(tǒng)的有機溶劑而且能夠為反應分子提供新的分子環(huán)境,使反應的選擇性轉化率得到改變和提高,或使分離提純等過程較容易進行。因此,綠色溶劑的研究已引起了科學家的濃厚興趣并有待進一步的開發(fā),如何增強其商業(yè)可行性及預防污染在未來對化學家的工作將起到重要作用。每一位化學家需要知道如何設計生產(chǎn)程序,將注意力集中在有效預防環(huán)境問題及解決那些環(huán)境問題上,并重視選擇合適溶劑,我們相信,綠色溶劑將迎來一個更加繁榮的春天。
第五篇：SCADA系統(tǒng)發(fā)展歷程和前景展望
SCADA系統(tǒng)發(fā)展歷程和前景展望
SCADA系統(tǒng)概述
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)的應用領域很廣，它可以應用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領域。在電力系統(tǒng)以及電氣化鐵道上又稱遠動系統(tǒng)。
SCADA系統(tǒng)是以計算機為基礎的生產(chǎn)過程控制與調度自動化系統(tǒng)。它可以對現(xiàn)場的運行設備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設備控制、測量、參數(shù)調節(jié)以及各類信號報警等各項功能。
由于各個應用領域對SCADA的要求不同，所以不同應用領域的SCADA系統(tǒng)發(fā)展也不完全相同。
在電力系統(tǒng)中，SCADA系統(tǒng)應用最為廣泛，技術發(fā)展也最為成熟。它作為能量管理系統(tǒng)（EMS系統(tǒng)）的一個最主要的子系統(tǒng)，有著信息完整、提高效率、正確掌握系統(tǒng)運行狀態(tài)、加快決策、能幫助快速診斷出系統(tǒng)故障狀態(tài)等優(yōu)勢，現(xiàn)已經(jīng)成為電力調度不可缺少的工具。它對提高電網(wǎng)運行的可靠性、安全性與經(jīng)濟效益，減輕調度員的負擔，實現(xiàn)電力調度自動化與現(xiàn)代化，提高調度的效率和水平中方面有著不可替代的作用。
SCADA在鐵道電氣化遠動系統(tǒng)上的應用較早，在保證電氣化鐵路的安全可靠供電，提高鐵路運輸?shù)恼{度管理水平起到了很大的作用。在鐵道電氣化SCADA系統(tǒng)的發(fā)展過程中，隨著計算機的發(fā)展，不同時期有不同的產(chǎn)品，同時我國也從國外引進了大量的SCADA產(chǎn)品與設備，這些都帶動了鐵道電氣化遠動系統(tǒng)向更高的目標發(fā)展。
SCADA系統(tǒng)發(fā)展歷程
SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)系統(tǒng)，全名為數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)自誕生之日起就與計算機技術的發(fā)展緊密相關。SCADA系統(tǒng)發(fā)展到今天已經(jīng)經(jīng)歷了三代。
第一代是基于專用計算機和專用操作系統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)，如電力自動化研究院為華北電網(wǎng)開發(fā)的SD176系統(tǒng)以及在日本日立公司為我國鐵道電氣化遠動系統(tǒng)所設計的H-80M系統(tǒng)。這一階段是從計算機運用到SCADA系統(tǒng)時開始到70年代。
第二代是80年代基于通用計算機的SCADA系統(tǒng)，在第二代中，廣泛采用VAX等其它計算機以及其它通用工作站，操作系統(tǒng)一般是通用的UNIX操作系統(tǒng)。在這一階段，SCADA系統(tǒng)在電網(wǎng)調度自動化中與經(jīng)濟運行分析，自動發(fā)電控制（AGC）以及網(wǎng)絡分析結合到一起構成了EMS系統(tǒng)（能量管理系統(tǒng)）。第一代與第二代SCADA系統(tǒng)的共同特點是基于集中式計算機系統(tǒng)，并且系統(tǒng)不具有開放性，因而系統(tǒng)維護，升級以及與其它聯(lián)網(wǎng)構成很大困難。90年代按照開放的原則，基于分布式計算機網(wǎng)絡以及關系數(shù)據(jù)庫技術的能夠實現(xiàn)大范圍聯(lián)網(wǎng)的EMS/SCADA系統(tǒng)稱為第三代。這一階段是我國SCADA/EMS系統(tǒng)發(fā)展最快的階段，各
種最新的計算機技術都匯集進SCADA/EMS系統(tǒng)中。這一階段也是我國對電力系統(tǒng)自動化以及電網(wǎng)建設投資最大的時期，國家計劃未來三年內投資2700億元改造城鄉(xiāng)電網(wǎng)可見國家對電力系統(tǒng)自動化以及電網(wǎng)建設的重視程度。
第四代SCADA/EMS系統(tǒng)的基礎條件已經(jīng)或即將具備，預計將與21世紀初誕生。該系統(tǒng)的主要特征是采用Internet技術、面向對象技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術以及JAVA技術等技術，繼續(xù)擴大SCADA/EMS系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的集成，綜合安全經(jīng)濟運行以及商業(yè)化運營的需要。SCADA系統(tǒng)在電氣化鐵道遠動系統(tǒng)的應用技術上已經(jīng)取得突破性進展，應用上也有迅猛的發(fā)展。由于電氣化鐵道與電力系統(tǒng)有著不同的特點，在SCADA系統(tǒng)的發(fā)展上與電力系統(tǒng)的道路并不完全一樣。在電氣化鐵道遠動系統(tǒng)上已經(jīng)成熟的產(chǎn)品有由我所自行研制開發(fā)的HY200微機遠動系統(tǒng)以及由西南交通大學開發(fā)的DWY微機遠動系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)性能可靠、功能強大，在保證電氣化鐵道供電安全，提高供電質量上起到了重要的作用，對SCADA系統(tǒng)在鐵道電氣化上的應用功不可沒。
SCADA系統(tǒng)發(fā)展瞻望
SCADA系統(tǒng)在不斷完善，不斷發(fā)展，其技術進步一刻也沒有停止過。當今，隨著電力系統(tǒng)以及鐵道電氣化系統(tǒng)對SCADA系統(tǒng)需求的提高以及計算機技術的發(fā)展，為SCADA系統(tǒng)提出新的要求，概括地說，有以下幾點：
SCADA/EMS系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的廣泛集成SCADA系統(tǒng)是電力系統(tǒng)自動化的實時數(shù)據(jù)源，為EMS系統(tǒng)提供大量的實時數(shù)據(jù)。同時在模擬培訓系統(tǒng)，MIS系統(tǒng)等系統(tǒng)中都需要用到電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)，而沒有這個電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)信息，所有其它系統(tǒng)都成為“無源之水”。所以在這今十年來，SCADA系統(tǒng)如何與其它非實時系統(tǒng)的連接成為SCADA研究的重要課題；現(xiàn)在在SCADA系統(tǒng)已經(jīng)成功地實現(xiàn)與DTS(調度員模擬培訓系統(tǒng))、企業(yè)MIS系統(tǒng)的連接。SCADA系統(tǒng)與電能量計量系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)、水調度自動化系統(tǒng)、調度生產(chǎn)自動化系統(tǒng)以及辦公自動化系統(tǒng)的集成成為SCADA系統(tǒng)的一個發(fā)展方向。
變電所綜合自動化
以RTU、微機保護裝置為核心，將變電所的控制、信號、測量、計費等回路納入計算機系統(tǒng)，取代傳統(tǒng)的控制保護屏，能夠降低變電所的占地面積和設備投資，提高二次系統(tǒng)的可靠性。變電所的綜合自動化已經(jīng)成為有關方面的研究課題，我國東方電子等公司已經(jīng)推出相應的產(chǎn)品，但在鐵道電氣化上還處于研究階段。
專家系統(tǒng)、模糊決策、神經(jīng)網(wǎng)絡等新技術研究與應用
利用這些新技術模擬電網(wǎng)的各種運行狀態(tài)，并開發(fā)出調度輔助軟件和管理決策軟件，由專家系統(tǒng)根據(jù)不同的實際情況推理出最優(yōu)化的運行方式或出來故障的方法，以達到合理、經(jīng)濟地進行電網(wǎng)電力調度，提高運輸效率的目的。
面向對象技術、Internet技術、及JAVA技術的應用
面向對象技術(OOT)是網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫設計、市場模型設計和電力系統(tǒng)分析軟件設計的合適工具，將面向對象技術(OOT)運用于SCADA/EMS系統(tǒng)是發(fā)展趨勢。
隨著Internet技術的發(fā)展，瀏覽器界面已經(jīng)成為計算機桌面的基本平臺，將瀏覽器技術運用于SCADA/EMS系統(tǒng)，將瀏覽器界面作為電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)的人機界面，對擴大實時系統(tǒng)的應用范圍，減少維護工作量非常有利；在新一代的SCADA/EMS系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的MMI界面將保留，主要供調度員使用，新增設的Web服務器供非實時用戶瀏覽，以后將逐漸統(tǒng)一為一種人機界面。
JAVA語言綜合了面向對象技術和Internet技術，將編譯和解釋有機結合，嚴格實現(xiàn)了面向對象的四大特性：封裝性、多態(tài)性、繼承性、動態(tài)聯(lián)編，并在多線程支持和安全性上優(yōu)于C++，以及其它諸多特性，JAVA技術將導致EMS/SCADA系統(tǒng)的一場革命。
什么是SCADA?
SCADA是Supervisory Control And Data Acquisition的縮寫，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)是以計算機為基礎的生產(chǎn)過程控制與調度自動化系統(tǒng)。它可以對現(xiàn)場的運行設備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設備控制、測量、參數(shù)調節(jié)以及各類信號報警等各項功能。
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