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【關(guān)鍵詞】電氣化鐵路;SCADA;牽引供電
目前,我國大規(guī)模地進行鐵路建設(shè)和既有線電氣化改造工程,膠濟客專、京滬高鐵、京九線等相繼開通或電氣化改造完成,在此進程中,所有的牽引變電所都采用了SCADA系統(tǒng), SCADA系統(tǒng)在保證電氣化鐵路的安全可靠供電、提高鐵路運輸調(diào)度管理水平等方面起了很大的作用。
1 SCADA系統(tǒng)簡介
SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) ,即監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的簡稱。SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域很廣,特別是在信息化高速發(fā)展的今天,它廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、給水系統(tǒng)等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制。SCADA系統(tǒng)在電氣化鐵路又稱遠(yuǎn)動系統(tǒng)。
SCADA系統(tǒng)是以計算機為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)。它對現(xiàn)場的運行設(shè)備進行監(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)、遠(yuǎn)方設(shè)備圖像監(jiān)視以及各類故障信號報警等各項功能。
由于各個應(yīng)用領(lǐng)域?qū)CADA的要求不同,所以不同應(yīng)用領(lǐng)域的SCADA系統(tǒng)發(fā)展也不完全相同。SCADA在鐵道電氣化遠(yuǎn)動系統(tǒng)上的應(yīng)用較早,近幾年隨著中國鐵路的迅猛發(fā)展,也帶動了鐵道電氣化遠(yuǎn)動系統(tǒng)向更高的目標(biāo)發(fā)展。SCADA系統(tǒng)在濟南局就存在交大光芒、北京南凱、北京國控等多家廠商,并且產(chǎn)品升級換代較快。
2 SCADA系統(tǒng)的主要功能
SCADA系統(tǒng)主要由現(xiàn)場被控端、信息傳輸通道、調(diào)度端組成,設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。該系統(tǒng)是對現(xiàn)場的運行供電設(shè)備進行監(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。
在電氣化鐵路SCADA系統(tǒng)中主要對牽引供電系統(tǒng)中的牽引變電所、分區(qū)所、開閉所及電力配電的變配電所、電力開關(guān)站、10/0.4kV低壓配電所、環(huán)網(wǎng)柜的設(shè)備運行狀態(tài)進行監(jiān)控。其主要功能分為“五遙”即遙控、遙測、遙信、遙調(diào)、遙視。
(1)遙控:即在調(diào)度端發(fā)出指令以實現(xiàn)開關(guān)設(shè)備的遠(yuǎn)方操作,如斷路器、隔離開關(guān)的“合”,“分”。遙控又分為單控、程控兩種情況,但在濟南局只有交大光芒的系統(tǒng)可以使用程控操作,北京南凱、北京國控系統(tǒng)尚未設(shè)置此項功能。
(2)遙測:遙測是將被控站的某些運行參數(shù)傳送給調(diào)度所的遠(yuǎn)動系統(tǒng)調(diào)度端,使調(diào)度員時刻掌握現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)。牽引供電系統(tǒng)的主要遙測對象有電源進線電壓、電流,主變功率27.5KV母線電壓,主變一次側(cè)有功電度、無功電度,饋線電壓、電流,饋線故障點參數(shù)(故障饋線號、動作電流、阻抗值、故標(biāo)等),電容補償裝置電流。在濟南局京滬高鐵遠(yuǎn)動系統(tǒng)中還將10KV電力配電納入到了調(diào)度所SCADA系統(tǒng),其主要遙測對象有進線電壓、電流,有功功率、電能、功率因數(shù),各段母線電壓,各饋線回路電流、有功功率,有功電能,調(diào)壓器電流、有功功率等。
(3)遙信:遙信是將被控站的設(shè)備狀態(tài)信號遠(yuǎn)距離傳給調(diào)度所的遠(yuǎn)動系統(tǒng)調(diào)度端。遙信分為位置遙信(開關(guān)對象的狀態(tài)信號)和非位置遙信(除開關(guān)對象位置信號外的其他故障狀態(tài)信息。如預(yù)告遙信:輕故障信號,事故遙信:重故障即事故信號)。
鐵路供電系統(tǒng)涉及的主要遙信量有遙控對象位置信號,進線有壓/失壓、自投投入/撤除信號,牽引變壓器的各類故障及預(yù)告信號(含保護動作信號),電容補償裝置的各類故障及預(yù)告信號(含保護動作信號),所用變壓器的各類故障預(yù)告及信號(含保護動作信號),饋線的各類故障及預(yù)告信號(含保護動作信號),各開關(guān)操作機構(gòu)的工作狀態(tài)信號(含控制回路斷線、控制方式),其它一次設(shè)備的故障、預(yù)告及動作信號(含自動裝置動作、壓互回路斷線等),其它智能設(shè)備故障及預(yù)告信號(含交、直流盤等),遠(yuǎn)動裝置、遠(yuǎn)動通道運行狀態(tài),安全監(jiān)控信號、設(shè)備環(huán)境監(jiān)控信號。
(4)遙調(diào):即在遠(yuǎn)動系統(tǒng)調(diào)度端發(fā)出指令直接對被控站的調(diào)壓器、變壓器抽頭的級數(shù)進行調(diào)整。
(5)遙視:遙視是將被控站設(shè)備的視頻信號傳送給調(diào)度端,進行遠(yuǎn)方圖像監(jiān)視,亦稱視頻監(jiān)控系統(tǒng)。調(diào)度員通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)及時掌握了解被控站的設(shè)備圖像,輔助調(diào)度員進一步實時掌握被控站的實際設(shè)備運行狀態(tài)及設(shè)備環(huán)境。
3 SCADA系統(tǒng)的傳輸通道
它是連接調(diào)度端與被控端的通信介質(zhì),用于傳輸遠(yuǎn)動信息,在信道中傳輸?shù)倪h(yuǎn)動信息分為上行信息和下行信息。下行信息即為調(diào)度員從調(diào)度端發(fā)往被控站的信息稱為下行信息(如下發(fā)遙控、遙調(diào)令),所有通道稱為下行信道。上行信息即為從被控站發(fā)往調(diào)度端的信息稱為上行信息(如被控站要上送的遙測量、開關(guān)狀態(tài)及事故信號等等),所有信道稱為上行信道。
4 被控站
被控站,也叫被控端,它是完成SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理,發(fā)送、接收及輸出執(zhí)行功能。主要包括牽引綜合自動化系統(tǒng),電力變配電所綜合自動化系統(tǒng),電力RTU,接觸網(wǎng)開關(guān)控制站和監(jiān)控單元等。
5 調(diào)度端的功能
調(diào)度端調(diào)度員工作站(通常簡稱調(diào)度端)是調(diào)度人員對供電系統(tǒng)進行監(jiān)視和控制的人機聯(lián)系設(shè)備,在調(diào)度員工作站顯示器上能夠?qū)崟r顯示供電系統(tǒng)圖、主接線圖、站場線路圖、設(shè)備及線路帶電狀態(tài)等動態(tài)畫面;顯示器的畫面上開關(guān)符號的顏色一般顯示合閘為紅色、分閘為綠色,并且能直觀顯示遙測量參數(shù);在系統(tǒng)的功能菜單中能夠在同一曲線圖上可以同時用不同的顏色來顯示電流、電壓多條不同的相關(guān)模擬量以進行比較。調(diào)度端的控制功能主要分為以下幾種即單控,程控,遙控試驗,復(fù)歸操作,閉鎖、解鎖操作,掛牌操作等。
a)通過調(diào)度端完成控制的功能
調(diào)度員通過調(diào)度端可以遠(yuǎn)程對被控站的斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)進行正確控制,對有載調(diào)壓變壓器分接頭調(diào)節(jié),對其它可控點進行控制(如電容器遠(yuǎn)方投切、電抗器遠(yuǎn)方投切等),對進線(變壓器)自投、重合閘的投切,對保護功能軟壓板的投切等。
b)調(diào)度端遙信監(jiān)視內(nèi)容及顯示處理功能
值班調(diào)度員通過調(diào)度端顯示器對設(shè)備的監(jiān)視,主要分為正常運行狀態(tài)監(jiān)視和異常運行狀態(tài)的監(jiān)視。正常運行狀態(tài)監(jiān)視即為不論裝置在何種狀態(tài)下,所有牽引供電系統(tǒng)、電力變配電系統(tǒng)的被監(jiān)控設(shè)備的分、合狀態(tài)均可以在調(diào)度端顯示器上進行顯示。其中分用綠色表示,合用紅色表示。另外,被控站通信狀態(tài)(通常稱為通道),調(diào)度主站設(shè)備狀態(tài)也可以在顯示器上進行顯示。異常運行狀態(tài)的監(jiān)視為當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障和事故時,變位信號優(yōu)先送往調(diào)度所控制中心,在顯示器上將有相應(yīng)故障報告信息彈出和聲音報警。
c)調(diào)度端報警信息處理
以北京南凱系統(tǒng)為例,調(diào)度端系統(tǒng)報警時有報警故障信息,存檔,及聲音報警等;當(dāng)供電系統(tǒng)及供電設(shè)備出現(xiàn)非正常運行或預(yù)告信號時,發(fā)出非緊急故障報警;出現(xiàn)設(shè)備事故時發(fā)出緊急故障報警,兩種報警音響可以設(shè)置不同聲音加以區(qū)別,并提供警報確認(rèn)、分類、歸檔、息音及存儲等手段。報警可分為不同優(yōu)先級,所有報警可根據(jù)不同的條件特征進行過濾提取并顯示,并且自動將報警信息存入新的警報記錄中。
根據(jù)不同的設(shè)備異常情況和設(shè)備故障,故障報警主要有以下幾種情況,①越限告警,即對需要報警的值設(shè)置上下限,當(dāng)越限狀態(tài)變化時,發(fā)生越限報警,越限報警在顯示器的窗口中顯示文字。②變位報警,即當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生異常變位時,顯示器畫面中變位點閃爍,并顯示變位狀態(tài),系統(tǒng)顯示變位狀態(tài)及變化時間、事件窗口顯示文字信息、同時根據(jù)需要發(fā)出音響告警,如故障跳閘時的斷路器的變位。③事故報警,發(fā)生事故后,系統(tǒng)發(fā)出事故音響報警;報警窗口顯示故障細(xì)目,跳出事故站點名稱、變位點發(fā)出醒目閃爍及變色;彈出故障報告窗口,提示故障報告。④預(yù)告報警,系統(tǒng)發(fā)出預(yù)告告警,在實時報警窗口中推出文字信息,仔細(xì)說明預(yù)告原;音響告警、提醒操作人員直到確認(rèn)。⑤設(shè)備故障告警:當(dāng)被控站設(shè)備通信中斷或主站設(shè)備發(fā)生故障時,發(fā)生告警信息,以提示維護人員及時處理;推出故障報告。
6 結(jié)束語
電氣化鐵路牽引供電SCADA系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,大大提高了牽引供電的整體功能和管理水平。了解認(rèn)識SCADA系統(tǒng)原理及各模塊功能對供電管理人員特別是供電調(diào)度員意義重大,它能夠幫助調(diào)度員盡快使用SCADA系統(tǒng)和提高值班水平。
【參考文獻】
[1]張平.我國高速鐵路牽引供電SCADA系統(tǒng)的分析與探討[J].鐵道建筑技術(shù),2010.
【關(guān)鍵詞】電氣自動化;無功補償;概念;應(yīng)用現(xiàn)狀
電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展,給人們的工作與生活提供了便利條件,但是這種技術(shù)還存在著不足,經(jīng)常出現(xiàn)無功功率損耗,造成浪費,因此無功補償技術(shù)的應(yīng)用很好的解決了這一難題,提高了電氣自動化設(shè)備的運行效率,在今后的應(yīng)用中將會有更加廣闊的前景。
1 電氣自動化中無功補償技術(shù)的工作原理
無功補償技術(shù)在電氣自動化中的工作是以物理原理作支撐的,利用不同的裝置設(shè)備把不同功率負(fù)荷的電路接到一條電路之上,在對其發(fā)出的電量進行相互調(diào)節(jié),實際上就是使用容性負(fù)荷對感性負(fù)荷的無功功率進行的輸出補償。詳細(xì)點說,我國的電力系統(tǒng)的供電功率主要分為兩種,一種是有功功率;另一種是無功功率,無功功率不能對遠(yuǎn)距離進行電力傳輸,那么基于這種原因,對于一些從屬用電或者配電變壓器所產(chǎn)生的無功功率就可立即進行補償。這種技術(shù)的運用主要是以安裝無功功率設(shè)備為基礎(chǔ),在整個供電系統(tǒng)中利用該設(shè)備進行協(xié)調(diào)。在電路中的用電設(shè)備和相應(yīng)的配電電壓器通過與無功補償設(shè)備的相互做功,可以達(dá)到抵消無功功率的工作效果,提高功率的因數(shù),那么從整體上來講就減少了不必要的電力浪費,達(dá)到了提高利用率的效果。
2 無功補償技術(shù)在電氣自動化中應(yīng)用的使用
(1)在電氣自動化的實際應(yīng)用中,實際輸出功率的相對損耗,小于估計值,無功補償技術(shù)的引用恰巧能彌補這一缺陷,所謂有功功率是指設(shè)備直接消耗電力的情況下,將電能轉(zhuǎn)化為熱能發(fā)散,或者轉(zhuǎn)化為機械能供人們加以使用;而不消耗電能的無功功率也能把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能,這種能可以在電網(wǎng)中實現(xiàn)周期性轉(zhuǎn)換。降低電能損耗,使無功功率的流動在整個電路中相對減少。
(2)在電流形成完整回路的過程中,無功補償技術(shù)的應(yīng)用可以降低單相電力負(fù)荷變化浮動程度,已達(dá)到節(jié)約電能,提升電能利用效率,提高設(shè)備電流輸送功率的作用。常用的方式有集中補償法,分組補償法和單臺電動機就地補償發(fā)三種。其中集中補償方式是將并聯(lián)電容器組安裝在高低壓輸電線路中;分組補償是將并聯(lián)電容器組安裝在工作人員的車間配電屏和配電變壓器的低壓側(cè);單臺電動機就地補償方式就是將并聯(lián)電容器組安裝在單臺電動機處。三者區(qū)別就是并聯(lián)電容器組安裝位置不同,雖然功能叫法不一樣,但結(jié)果也是一樣的。
3 結(jié)合電氣化鐵路探討無功補償技術(shù)的應(yīng)用實踐
近年來,國內(nèi)外針對自動化鐵路變電所的設(shè)計的作了大量研究,尤其是自動化鐵路變電所的無功補償技術(shù)。所有研究人員都希望通過試驗研究能夠得出一個或多個能夠有效處理基波補償牽引負(fù)荷下的感性無功功率的辦法,以達(dá)到提高電氣功率、降低電氣負(fù)荷、抵消諧波的目的。事實上,在大量研究工作中,研究人員也研發(fā)和探索出了多種有效的解決方法,比如在變電系統(tǒng)中安裝固定的電容器+單調(diào)諧濾波器,或者安裝真空斷路器投切電容器等等。下面對現(xiàn)有的,并且常見的幾種電氣化鐵路無功補償技術(shù)進行分析介紹。
(1)固定電容器+單調(diào)諧濾波器。無可厚非,該方法可在一定程度上實現(xiàn)電氣設(shè)備無功補償,但值得一提的是,在使用該方法來進行無功補償時,需要在設(shè)計初期先行過濾掉指定的諧波,并配合實施有效措施來提高電氣的功率因數(shù),降低其負(fù)序。
(2)真空斷路器投切電容器。在電氣化鐵路變電系統(tǒng)中安裝真空斷路器投切電容器的最大優(yōu)點是,操作工藝簡單方便,且投資成本低,具有較高的經(jīng)濟性。但該方法也具有一定的缺點,主要表現(xiàn)為:合閘或開啟電路時,電容器內(nèi)部所產(chǎn)生的電壓往往過大,容易給設(shè)備造成影響和損毀;另外,由于投切電容器的開關(guān)的書名有限,在頻繁和反復(fù)的投切、開合中容易損壞,進而影響電氣的動態(tài)補償效果。
(3)固定濾波器+晶閘管調(diào)節(jié)電抗器。該種解決方法在實際應(yīng)用時,需要將反并聯(lián)的晶閘管與電抗器進行串聯(lián),以保證固定的并聯(lián)濾波器中的容性無功補償電流能夠保持平衡,并能完全、充分的滿足電氣功率因數(shù)要求。該技術(shù)的最大優(yōu)點是:如果固定濾波器可長期投入,那么在應(yīng)用中所需要的晶閘管數(shù)量就會相對減少,響應(yīng)速度在一定程度上會有所提高。而唯一的缺點是在應(yīng)用和運行過程中容易產(chǎn)生諧波,影響無功補償效果。
(4)固定濾波器+可控飽和電抗器。該項技術(shù)通過調(diào)節(jié)飽和電抗器磁的飽和程度來達(dá)到改變感性電流大小以及均衡度的目的,流入回路的感性電流被改變之后,其能夠與并聯(lián)濾波器一些多余的容幸無功功率保持平衡,進而實現(xiàn)無功補償。該項技術(shù)的主要優(yōu)點是:固定濾波器可實現(xiàn)長期投入,與之并聯(lián)的濾波器支路也可長期投入;而缺點仍然是在運行中容易產(chǎn)生諧波和噪音,并且功率損耗較大。
(5)有源濾波器。有源濾波器英文簡稱“APF”,主要工作原理是:利用相關(guān)電力電子設(shè)備來產(chǎn)生一個與負(fù)荷中諧波電流相位相反的電流,使該電流與負(fù)荷諧波電流相互抵消,達(dá)到電源總諧波以及電流無功率的要求。該技術(shù)的優(yōu)點是無功補償靈活,電流的調(diào)節(jié)速度相對較快,且不會和電力系統(tǒng)產(chǎn)生諧振;缺點是相關(guān)電力電子設(shè)備的購進價格較為昂貴,經(jīng)濟價值較高。
(6)有源濾波器+無源濾波器。上述說到有源濾波器是通過電子設(shè)備產(chǎn)生與負(fù)荷諧波電流相位相反的電流來實現(xiàn)無功補償?shù)?,而如果將有源濾波器和無源濾波器結(jié)合起來,其具體的工作原理又會有所變化。盡管當(dāng)前“有源”和“無源”濾波器結(jié)合技術(shù)還處于研究階段,但不可否認(rèn)的是,這一技術(shù)同樣能夠充分利用無源補償技術(shù)的大容量,以及有源補償技術(shù)靈活、可控性來實現(xiàn)電氣鐵路無功補償。
4 基于諧波注入式并聯(lián)混合有源濾波器的無功補償技術(shù)及方案
為了有效地解決由于電力牽引負(fù)荷變化復(fù)雜和非線性因素引起的有源電力濾波器補償容量過大的問題,這里提出采用有源濾波器(APF)和無源濾波器(LC)混合,對APF和LC的混合采用是諧波注入式的無功補償方案。由于牽引負(fù)荷為非線性負(fù)荷,在此借鑒反無功控制相對較好的LAMSC型低壓智能投切電容器動態(tài)無功補償成套裝置的方法,可將電容C1改為動態(tài)補償形式。在改進后的諧振注入式混合補償器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,開關(guān)是在中央處理器的控制下根據(jù)負(fù)荷的大小動態(tài)投入電容器組C1,實現(xiàn)對負(fù)荷無功功率的動態(tài)補償,并有效的控制向系統(tǒng)返送容性無功;有源濾波在中央處理器的控制下向牽引供電系統(tǒng)注入與負(fù)荷諧波大小相等。
5 結(jié)語
國家大力發(fā)展經(jīng)濟建設(shè),在各種新興技術(shù)手段被不斷發(fā)掘發(fā)展的過程中,繼而產(chǎn)生的各種缺陷也不容忽視,合理的使用無功補償技術(shù),可以有效解決傳統(tǒng)的電氣自動化技術(shù),噪音大,耗能大的難題,為企業(yè)節(jié)約成本,為國家節(jié)約電能損耗,它靈活的可控性和操作性方便了人們的使用,可保障電力系統(tǒng)安全高效的運行,是電氣自動化應(yīng)用的一個新的發(fā)展方向。隨著電氣自動化建設(shè)的不斷推進,無功補償技術(shù)也將在更大范圍更深層次地更完善地實現(xiàn),會有更加廣闊的發(fā)展空間。
參考文獻:
[1]藍(lán)天.電氣自動化中無功補償技術(shù)的應(yīng)用[J].廣東科技,2012(9).
[2]王李楊.淺析無功補償技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用[J].價值工程,2011(6).
[3]張宏杰.電氣自動化中無功補償技術(shù)的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2013(29).
關(guān)鍵詞:航天一院;電力變壓器;經(jīng)濟運行;有功損耗;降耗措施 文獻標(biāo)識碼:A
中圖分類號:TM41 文章編號:1009-2374(2015)35-0013-03 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.35.007
電站主變壓器的經(jīng)濟運行屬于電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度的范疇,是在保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行并在滿足用電需要的前提下,變壓器采取最合理的方式運行,最大限度地合理使用和節(jié)約能源,使用電企業(yè)取得最大的經(jīng)濟效益。變壓器經(jīng)濟運行主要包括變壓器額定容量選擇和變壓器運行方式的選擇,目的是使企業(yè)年支出費用(包括建設(shè)投資的等年值、損失電量等運行費用)最低。本文主要研究兩臺變壓器時,應(yīng)該如何選擇經(jīng)濟的運行方式。
3 結(jié)語
第一,本文中提到的變壓器效率η實際上是指變壓器的有功功率輸出與輸入的比值百分?jǐn)?shù),η值越高,說明輸出有功的效率越高,但并不代表變壓器的經(jīng)濟運行效果在此時最佳,畢竟效率和利用率有本質(zhì)區(qū)別??紤]到變壓器的投資成本、自身運行性能等因素,在正常運行條件下,變壓器的經(jīng)濟運行負(fù)荷率應(yīng)當(dāng)在75%左右。如果按照負(fù)荷率的要求研究本文中的變壓器實例,經(jīng)濟運行效果更不理想。
第二,配電變壓器的容量及臺數(shù)的確定應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小、對供電可靠性和電能質(zhì)量的要求及經(jīng)濟運行條件進行選擇。結(jié)合本文的研究,根據(jù)設(shè)計原則和經(jīng)濟運行要求,提出以下三點看法供參考:(1)計算負(fù)荷是變壓器容量設(shè)計的依據(jù),必須科學(xué)并且可靠。充分預(yù)計負(fù)荷的發(fā)展很重要,但是要有依據(jù)、有規(guī)劃。如果將可能的甚至想象的負(fù)荷計算進去,難免造成計算負(fù)荷失真,這樣不僅影響系統(tǒng)的經(jīng)濟運行,也沒有對變壓器的最佳使用年限做出充分考慮;(2)變壓器臺數(shù)的選擇應(yīng)滿足N-1原則,即兩臺及以上變壓器,其中一臺停止運行后,其余變壓器應(yīng)滿足一、二級負(fù)荷用電;(3)針對具有特殊負(fù)荷的設(shè)備,如電焊或其他沖擊性負(fù)荷較大的試驗設(shè)備,應(yīng)裝設(shè)專用變壓器。
第三,結(jié)合前文和一院地區(qū)電力變壓器安裝與運行現(xiàn)狀,可以采取以下措施改進系統(tǒng)的經(jīng)濟運行性能并得出結(jié)論:(1)安裝兩臺變壓器的站點,按照N-1原則,一臺變壓器能夠滿足運行要求;(2)如本文所述,科學(xué)調(diào)整變壓器的運行方式,能夠達(dá)到節(jié)能降耗的目的,但會大幅度提高值班運行人員和電氣試驗人員的工作強度,同時安全運行的風(fēng)險也會增加;(3)考慮現(xiàn)狀,類似本文舉例的站點,可以采取一臺運行、一臺冷備的運行方式,按照設(shè)備定期輪換和試驗制進行定期調(diào)整,同時遵守變壓器的試驗規(guī)程,在必要時進行試驗;(4)如有大負(fù)荷設(shè)備臨時啟動,造成一臺變壓器容量不足時,應(yīng)充分考慮:變壓器允許一定時間、一定程度的過負(fù)荷運行;可以將冷備變壓器在特定時間內(nèi)作為特殊設(shè)備的專用變壓器使用,但前提是規(guī)劃好現(xiàn)有負(fù)荷和電氣布局;大負(fù)荷設(shè)備可能對系統(tǒng)的局部產(chǎn)生沖擊,可能會影響運行的穩(wěn)定性,因此對于使用頻率不高的該類設(shè)備,在需啟用時,應(yīng)當(dāng)提前辦理用電申請。
第四,此種研究方法,能夠進行一定的延伸??山栌么朔N方法對航天一院南苑地區(qū)的所有變壓器運行方式進行分析,包括對100#變電站科研生產(chǎn)區(qū)未來的三臺變壓器如何經(jīng)濟運行進行分析,以期提出合理的經(jīng)濟運行方案。
參考文獻
[1] 郝廣發(fā).電工技師培訓(xùn)教材[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005.
[2] 陳雪峰,李愛國.運行方式變化對供電損耗的影響
[J].農(nóng)村電氣化,2009,(4).
關(guān)鍵詞:機電一體化;應(yīng)用現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢
中圖分類號:F407文獻標(biāo)識碼: A
引言
眾所周知,現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)極大地推動機械工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)改造和革命。迄今為止,世界各國都在大力推廣機電一體化技術(shù)。近些年來,我國的計算機技術(shù)和微電子技術(shù)得到了長足的發(fā)展。在此基礎(chǔ)上,這些技術(shù)被廣泛應(yīng)用到了機械工業(yè)領(lǐng)域,形成了機電一體化,不僅對機械工業(yè)的產(chǎn)品功能、構(gòu)成和技術(shù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了重要影響,而且也給機械工業(yè)的生產(chǎn)方式及管理體系帶來了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)從“機械電氣化”時代邁入了“機電一體化”階段。在人們生活的各個領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用,不僅深刻影響著機電一體化的發(fā)展趨勢,而且深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟、社會和軍事的發(fā)展,并以蓬勃的生機向前發(fā)展。
1機電一體化概述
機電一體化的概念最早是1960年代末由日本安川電氣公司提出,是將機械和電子技術(shù)集成結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。作為一門新型學(xué)科,機電一體化已經(jīng)建立起了一套自身的體系,并且隨著科技的進步不斷得到充實和更新。機電一體化的基本特征表現(xiàn)在:它從系統(tǒng)的視角出發(fā),成功將微電子技術(shù)、機械技術(shù)、自動控制技術(shù)、信息技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感測控技術(shù)及電力電子技術(shù)的應(yīng)用有機結(jié)合起來。作為一種系統(tǒng)工程技術(shù),機電一體化通過對各功能單元進行合理布局與配置,使這些功能的高質(zhì)量、高可靠性、低能耗價值得到了充分的體現(xiàn),實現(xiàn)了優(yōu)化系統(tǒng)的目的。一個所謂的機電一體化產(chǎn)品或機電一體化系統(tǒng)就由此產(chǎn)生。所以,“機電一體化,,涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方而。需要特別指出的是,機電一體化技術(shù)并不是微電子技術(shù)、機械技術(shù)等新技術(shù)的簡單拼湊,而是將以上技術(shù)群進行有機融合的綜合技術(shù)。正是這一點,使機電一體化在概念上與機械電氣化相區(qū)別。從發(fā)展歷程看,盡管從純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化,但這樣的機械工程技術(shù)仍屬傳統(tǒng)機械。進入到機電一體化階段后,其中的微電子裝置不僅具有了和某些機械部件一樣的功能,而且還具備了諸如自動處理信息、自動檢測、自動調(diào)節(jié)與控制等許多新的功能。形象地說,機電一體化產(chǎn)品不僅可以替代人力去完成許多機械勞動,實現(xiàn)人手和肢體的延伸,而且還擁有了智能化特征,實現(xiàn)了感官與頭腦的延伸。這一點也在功能上將機電一體化與機械電氣化區(qū)別開。這個定義強調(diào)它將扮演越來越重要的角色機電整合。它在復(fù)雜的非線性上下文包括電腦和數(shù)字信號處理器(dsp),它存儲和處理信息、通訊和互聯(lián)網(wǎng),這發(fā)送信息,以及各種計算機輔助設(shè)計(CLAD)軟件。
2國內(nèi)機電一體化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
當(dāng)前我國正處于市場經(jīng)濟的發(fā)展階段,盡管較之以往我們的機電產(chǎn)品出口取得了顯著的成績,但是仍然不能忽視存在的問題。正確對待機遇和挑戰(zhàn),思考并解決當(dāng)前存在的問題無疑會有助于提高我國機電技術(shù)產(chǎn)品的水平和性能,對于完善我們的市場經(jīng)濟制度也大有裨益。從促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,推動完整的機電一體產(chǎn)業(yè)形成的角度看,我們的機電一體化而臨以下兩點任務(wù):其一,要進一步推動傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)升級,實現(xiàn)節(jié)能高效,這就需要對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行微電子技術(shù)改造。其二,大張旗鼓地開發(fā)自動化、數(shù)字化、智能化機電產(chǎn)品,促進產(chǎn)品的更新?lián)Q代。
首先,在技術(shù)政策上,要對能耗高、效率低下、不符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行限制,加快對落后產(chǎn)品的淘汰。同時,要鼓勵對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實施機電一體化技術(shù)改造。
其次,我國機電一體化產(chǎn)業(yè)覆蓋而廣,發(fā)展迅速,而我們的財力、人力和物力是有限的,產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃和發(fā)展不可能而而俱到,所以我們應(yīng)建立機電一體化行業(yè)“協(xié)會”性質(zhì)的統(tǒng)管合作機構(gòu),并賦予其職能,既有利于深入的行業(yè)調(diào)查,指導(dǎo)行業(yè)布點布局的調(diào)整,發(fā)展重點項目,又有助于制定出縱覽全局的“機電一體化”發(fā)展計劃和戰(zhàn)略規(guī)劃,以避免開發(fā)上重復(fù)、生產(chǎn)上撞車。
再次,通過“協(xié)會”的有效組織和廣泛宣傳,一來可以建立行業(yè)信息平臺,及時分享更多的行業(yè)內(nèi)部信息,二來可以增加產(chǎn)業(yè)在社會上的認(rèn)知,使行業(yè)內(nèi)外都重視和支持“機電一體化”的發(fā)展,既可以吸引外商到我國投資發(fā)展“機電一體化”的眼球,又可以更加方便合理調(diào)配資源。同時,盡管人民幣升值短期內(nèi)會減緩我國機電產(chǎn)品出口,但對技術(shù)貿(mào)易來講,卻可以利用此時的時機,大量引進相關(guān)產(chǎn)業(yè)的先進技術(shù),反哺自身加工業(yè),提高企業(yè)的利潤空間。作為世界上最大的發(fā)展中國家,大力發(fā)展機電一體化技術(shù),用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),開發(fā)數(shù)字化、智能化機電產(chǎn)品,既是振興我國傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力,也是一條促使機電行業(yè)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整日益完善的捷徑。
3機電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢
Electrochemic-mechanical系統(tǒng)(MEMS)一直是一個近年來熱門研究領(lǐng)域。它也是一個快速增長的行業(yè),它們的大小已經(jīng)超過100億美元,數(shù)以百萬計的MEMS一直在等產(chǎn)品汽車安全氣囊和噴墨打印機。MEMS技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到開發(fā)微型光學(xué)開關(guān)來處理高卷數(shù)據(jù)和話音通信的通信。MEMS本身是一個機電一體化極好的例子。作為另一個措施,表示的重要性小型化、美國政府投資270美元在2000年在國家納米技術(shù)倡議關(guān)于人口統(tǒng)計學(xué)的改變,ASME報告中,“人口統(tǒng)計學(xué)是第二強大的力量改變世界的經(jīng)濟和社會。在未來40年,世界人口預(yù)計將將增長50%左右。嬰兒潮一代將進入高級成熟度然后年老?!叭缓?,報告觸動了幾個具體的方而包括歐洲和日本人口迅速老齡化趨勢。雖然報告中沒有討論ASME,這種趨勢將激勵機電朝著人性化方向發(fā)展,如護理機器人的研發(fā)被稱為人類友好的機電一體化。美國機械工程師協(xié)會(CASME)最近發(fā)表了一份報告,題為《機械工程在21世紀(jì)的發(fā)展趨勢》,其內(nèi)容主要介紹了從20世紀(jì)到21世紀(jì)機電一體化的進展和今后發(fā)展的趨勢。它從以下四個類別描述了工程學(xué)的變革趨勢:技術(shù)變革、人口變革、經(jīng)濟變革和社會變革。隨著科技的進步,以下八個領(lǐng)域?qū)菣C電一體化發(fā)展的主要途徑:信息技術(shù)、微型化、材料科學(xué)、生物工程和醫(yī)藥、能源、運輸、環(huán)境工程和制造業(yè)等。
4結(jié)論
在經(jīng)濟全球化趨勢逐漸增強,市場競爭日趨激烈的當(dāng)今社會,機電一體化的發(fā)展對優(yōu)化本國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和發(fā)展本國經(jīng)濟具有至關(guān)重要的作用。機電制造思維是基于現(xiàn)代工程教育而逐步興起和發(fā)展起來的。機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的,它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶,是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)物。當(dāng)然,與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多,并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯,機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將越來越光明。總而言之,機電一體化技術(shù)作為機械技術(shù),信息技術(shù),電子技術(shù)和計算機技術(shù)的融合、發(fā)展與延伸,在經(jīng)濟社會不斷建設(shè)發(fā)展的過程中占據(jù)著極為關(guān)鍵的地位。我們需要明確機電一體化技術(shù)未來發(fā)展方向,妥善處理機電一體化技術(shù)在發(fā)展過程中而臨的問題與障礙,推動機電一體化時代的全而發(fā)展。
參考文獻:
[1]安紅杰.機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].黑龍江科技信息,2012,(1):37.
2015年5月10日,鮑勇劍采訪了西門子(中國)有限公司的執(zhí)行副總裁兼數(shù)字化工廠集團總經(jīng)理王海濱先生。鮑勇劍(以下簡稱鮑)就工業(yè)4.0 的社會意義、對未來工業(yè)發(fā)展路徑的影響和它背后的思維方式提出一系列的問題。 王海濱(以下簡稱王)對相關(guān)問題做了全面而系統(tǒng)的闡述。
鮑:2013年4月漢諾威工業(yè)博覽會期間,德國工程院院長代表“工業(yè)4.0”項目組向德國聯(lián)邦總理默克爾呈交“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略實施白皮書。在大眾輿論爆炸性地報道下,它似乎橫空出世,閃電般上升為德國國家戰(zhàn)略。
王:其實不然。3年來工業(yè)4.0所獲得的輿論關(guān)注,是德國工業(yè)30年來漸進發(fā)展和進化的自然結(jié)果。對外界,它似乎是高新鮮度的戰(zhàn)略;對德國業(yè)內(nèi)人士,它不過是早已發(fā)生的未來,即過去機械化、電氣化、自動化發(fā)展道路可以預(yù)想的延伸。在技術(shù)的背后,它的策略目標(biāo)也是從效率到質(zhì)量到個體化靈活性定制生產(chǎn)的。
具體而言,德國的企業(yè)在機械化、電氣化和自動化的進程中已經(jīng)積累了大量的技術(shù)知識。到了數(shù)字化階段,每個技術(shù)領(lǐng)域和相關(guān)的部門都需要將已經(jīng)有的知識數(shù)據(jù)化。這樣,一個新的要求便自然浮現(xiàn)出來:如何讓各自總結(jié)的數(shù)字化技術(shù)知識能夠相互交流而不需要二次轉(zhuǎn)譯。這個內(nèi)生的需求便發(fā)展為相互協(xié)作的系統(tǒng)目標(biāo)。
簡言之,工業(yè)4.0既是階段性成長的目標(biāo),也是突變?yōu)榇笙到y(tǒng)協(xié)作的目標(biāo)。
鮑:按照工業(yè)4.0的未來藍(lán)圖,這個大系統(tǒng)將無所不在,無所不能,無所不知,無所不為。它會不會自我成長為一個“工業(yè)怪獸”?
王:這倒不必過度擔(dān)心。工業(yè)4.0仍然是生產(chǎn)工具。 設(shè)計者和使用者還是人。終極決策者還是制造工具的人。
同時,與人相比,機器的智能遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上人的智慧。例如,西門子研究運動控制的德國專家告訴我,機器人的手很難趕上人手的靈活程度,甚至無法相提并論。人手的功能和表現(xiàn)太豐富了。它可以觸摸、撫摸、、傳遞情感。這種復(fù)雜多樣性,機器人的手是很難完全模仿的。
鮑:中國武俠小說中用“任督”二穴表達(dá)系統(tǒng)的關(guān)鍵點。發(fā)展工業(yè)4.0的“任督”二穴在哪里?
王:算法和安全是工業(yè)4.0發(fā)展的兩個關(guān)鍵點。 面對同樣的大數(shù)據(jù),不同的算法代表著不同的思維方式,能夠產(chǎn)生不一樣的系統(tǒng)效應(yīng)。因為未來的大系統(tǒng)萬物相聯(lián),聯(lián)系越多越廣,受到外來干擾的環(huán)節(jié)就越多,安全性就是重要的問題。
如果再加一條,非技術(shù)性的策略也很關(guān)鍵。產(chǎn)業(yè)從上下游“鏈”的概念轉(zhuǎn)向物聯(lián)網(wǎng)的“網(wǎng)”的概念。它需要企業(yè)對自己與合作者之間的策略關(guān)系進行重新認(rèn)識。企業(yè)必須回歸到根本,重新思考自己的核心競爭力在哪兒,以及如何定位自己與合作者之間的策略關(guān)系。
鮑:生產(chǎn)力決定/影響生產(chǎn)關(guān)系,這是馬克思的政治經(jīng)濟學(xué)的基本原理。當(dāng)以工業(yè)4.0為內(nèi)核的工業(yè)生產(chǎn)力改變后,以人與人之間互動形式的社會關(guān)系將受到怎樣的沖擊?具體而言,工業(yè)4.0對社會倫理有怎樣的沖擊?
王:工業(yè)4.0的技術(shù)發(fā)展確實會觸發(fā)對社會關(guān)系和倫理的再思考。例如,無人駕駛的汽車傷及人身安全時,如何判斷責(zé)任和法規(guī)的運用邊界。有人駕駛的汽車傷及他人時,現(xiàn)在的法律系統(tǒng)有全面的責(zé)任界定,法規(guī)處罰的程度和邊界都很清楚。但是,當(dāng)無人駕駛的汽車出事后,誰將負(fù)責(zé)?負(fù)責(zé)任的比例和邊界如何劃分?是車輛的擁有人負(fù)責(zé)?坐在車子中的人負(fù)責(zé)?車輛制造廠商負(fù)責(zé)?軟件公司負(fù)責(zé)?控制零部件廠商負(fù)責(zé)?這一連串的問題已經(jīng)超過工程師的設(shè)計和決策范圍,必須在社會文化和歷史背景下去理解。
與之相聯(lián)系的是一個社會倫理問題。例如,當(dāng)遇到兩邊都是人,路況失控時,無人駕駛車輛代替里面坐著的人決策以少數(shù)人的代價換取對大多數(shù)的保護時,這個責(zé)任如何界定?怎樣寫包含這些社會抽象倫理道德原則的算法?要回答這些問題, 我們更多的需要依賴哲學(xué)和社會學(xué)的知識和判斷。
鮑:德國有工業(yè)4.0,美國有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),中國強調(diào)“中國工業(yè)2025”。它們之間有何不同?
王:這些策略的技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施有相似之處,不過風(fēng)格還是有各自的特征。例如,美國強調(diào)技術(shù)為商業(yè)模式的創(chuàng)新服務(wù);德國著重于工業(yè)體系的全生命周期的有機協(xié)作;中國的“二化”更著力于融合和兼顧。
鮑:問一個跳躍性較大的問題,德國的工業(yè)4.0與德國的哲學(xué)有關(guān)系嗎?
王:應(yīng)該是有的。我們可以從工業(yè)4.0設(shè)計思想中看到德國的哲學(xué)和邏輯的影子。先驗邏輯(思想中的秩序觀)和經(jīng)驗體現(xiàn)(實體展現(xiàn)的工業(yè)秩序)之間有著對應(yīng)關(guān)系。怎么想會影響到如何做;這樣做又反饋回那樣想,循環(huán)往復(fù),內(nèi)外實踐不斷優(yōu)化。這也體現(xiàn)在西門子的“全生命周期”的工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計思想中。
另一方面,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S自然訓(xùn)練出對大系統(tǒng)和子系統(tǒng)之間層層疊疊關(guān)系的看法。等級差序的,普遍聯(lián)系的,相互關(guān)聯(lián)的,漸進演化的,大系統(tǒng)的,這些邏輯觀念也反映在工業(yè)4.0的設(shè)計思想中。
鮑:相比之下,中國人的機巧思維是否會成為嚴(yán)謹(jǐn)開發(fā)工業(yè)技術(shù)大系統(tǒng)的障礙? 例如, 我們會過度強調(diào)顛覆模式和彎道超車的機會。工業(yè)4.0可以彎道超車嗎?
王:思維沒有好壞、上下、優(yōu)劣,但有合適與否的問題。機巧思維有助于跨界和靈活。不過,工業(yè)大系統(tǒng)的發(fā)展路徑的連續(xù)性、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿?、漸進優(yōu)化的思維還是需要的。主導(dǎo)工業(yè)發(fā)展的一些基本原理,如牛頓定律、法拉第的電磁學(xué)原理等,仍然起作用。只要是這樣,幻想般的顛覆和跨越是不可取的。
至于彎道超車,它要看在哪些行業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域。如果數(shù)碼技術(shù)行業(yè),技術(shù)的性質(zhì)允許和鼓勵顛覆和跨越,它們符合自身內(nèi)部的定律,例如摩爾定律。又如,如果是以社會關(guān)系和消費關(guān)系再造為基礎(chǔ)的商業(yè)模式變化為價值創(chuàng)造的動力,那么這些市場中的顛覆和跨越也是可能的。至于工業(yè)4.0的發(fā)展領(lǐng)域,長期、漸進和系統(tǒng)優(yōu)化的積累還是主旋律,彎道超車的機會恐怕不是那么顯著。
鮑:在推進工業(yè)4.0的過程中,德國的西門子公司如何將德國的工業(yè)邏輯帶入中國?
王:我們沒有這個問題,因為我們在中國的策略邏輯沒有德國的和中國的區(qū)別。西門子中國強調(diào),我們就是一個中國企業(yè)。我們在中國的3萬4千多名員工的99%是中國本土雇員。公司認(rèn)為在核心價值和行為準(zhǔn)則方面,總部和中國公司沒有區(qū)別,也就沒有德國化或中國化的問題。 80年代初,西門子與中國政府有一個全面合作的協(xié)議。2011年,我們再次續(xù)簽了這個協(xié)議。在新協(xié)議中,本土化、本土創(chuàng)新、本土價值創(chuàng)造更加得到重視。
一個根源于德國的企業(yè)要成長為一個本土化的中國公司,把中國市場當(dāng)作海外的“本土市場”, 這樣的策略本身就是創(chuàng)新。我們需要做的就是扎扎實實的證言。
鮑:所以工業(yè)4.0為這樣的本土化策略提供了一個證言的機會。
王:是的!
關(guān)鍵詞:電氣控制線路設(shè)計;電氣設(shè)備;方法
中圖分類號:U463.6 文獻標(biāo)識碼:A
1 電氣控制線路設(shè)計的內(nèi)容
生產(chǎn)中機械使用有效性與電氣制動化有著非常緊密的聯(lián)系,機電一體化已經(jīng)成為現(xiàn)在生產(chǎn)企業(yè)的一種趨勢。因此電氣化的控制與機器設(shè)備之間的配合尤為重要,這就要求設(shè)計人員對機械的結(jié)構(gòu)與原理有著深刻的認(rèn)識,同時對于機械設(shè)計的工藝也要有所了解,這樣才能符合電氣控制的要求。
機械設(shè)備的控制系統(tǒng)絕大多數(shù)屬于電力拖動控制系統(tǒng),因此生產(chǎn)機械電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容有以下幾個方面:
1.1 確定電力拖動方案
1.2 設(shè)計生產(chǎn)機械電力拖動自動控制線路
1.3 選擇拖動電機及電器元件,制定電器元件明細(xì)表
1.4 進行生產(chǎn)機械電力裝備施工設(shè)計
1.5 編寫生產(chǎn)機械電氣控制系統(tǒng)的說明書與設(shè)計文件
2 電力拖動方案確定的原則
對于生產(chǎn)機械電氣控制的設(shè)計,首先是確定明確、選擇出合理的方案。方案的確定要考慮兩點。
第一是設(shè)備的工藝與設(shè)備的結(jié)構(gòu),根據(jù)生產(chǎn)的設(shè)備的調(diào)速來制定方案。
第二是考慮電動機的調(diào)速特性與負(fù)載的相適應(yīng)。
2.1 生產(chǎn)機械不需要電氣調(diào)速要求
通常情況下,在沒有電氣調(diào)速、啟動的不頻繁場合,鼠籠式異步電動機就應(yīng)該被應(yīng)用。如果在傳動裝置中負(fù)載轉(zhuǎn)矩很大則考慮繞線式異步電動機。對于同步電動機的適合場合則是在負(fù)載平穩(wěn)時,并且容量與起停的次數(shù)很少的時候,通過這種有效合理的傳動機不但充分提高電動機的效率,同時也能調(diào)節(jié)勵磁在過勵的條件下從而讓電網(wǎng)功率因數(shù)提高。
2.2 生產(chǎn)機械需要電氣調(diào)速要求
這里的拖動方案的設(shè)計是根據(jù)生產(chǎn)機械的調(diào)速,在充分保證技術(shù)的基礎(chǔ)上通過比較最終選擇拖動方案。
速范圍D=2-3,調(diào)速級數(shù)3,調(diào)速級數(shù)≤ 2-4 時,一般采用改變磁極對數(shù)的雙速或多速籠式異步電動機拖動。
調(diào)速范圍D<3,月不要求平滑調(diào)速時.采用繞線式轉(zhuǎn)子感府電動機拖動們只適用于短時負(fù)載和重復(fù)短時負(fù)載的場合。
調(diào)速范圍D=3-10,且要求平滑調(diào)速時,在容量不大的情況下,可采用帶滑差離合器的異步電動機拖動系統(tǒng)。若需長期運轉(zhuǎn)在低速時,也可考慮采用品間管直流拖動系統(tǒng)。
調(diào)速范圍D:10-100考慮使用直流拖動系統(tǒng)或交流調(diào)速系統(tǒng)。
三相異步電動機的調(diào)速,以前主要依靠改變定子繞組的極數(shù)和改變轉(zhuǎn)子電路的電阻來實現(xiàn)。目前,變頻調(diào)速和串級調(diào)速已得到廣泛的應(yīng)用。
2.3 確定電動機調(diào)速的性質(zhì)
對于雙速籠型異步電動機,當(dāng)定子繞組由Δ連接改為YY接法時,轉(zhuǎn)速由低速轉(zhuǎn)為高速,功率都變化不大,適用于恒功率傳動;當(dāng)定子繞組由Y連接改為YY接法時,電動機輸出轉(zhuǎn)矩不變,適用于恒轉(zhuǎn)矩傳動、對于直流他勵電動機,改變電樞電壓調(diào)速為恒轉(zhuǎn)矩輸出;而改變勵磁調(diào)速為恒功率調(diào)速。
如果采用不對應(yīng)調(diào)速,恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載采用恒功率調(diào)速或者恒功率負(fù)載采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速,將電動機額定功率增大到D倍,(D為調(diào)速范圍,)并且一部分轉(zhuǎn)矩為充分利用,因此電動機調(diào)速性質(zhì)是反應(yīng)調(diào)速范圍內(nèi)轉(zhuǎn)矩、功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系。
3 電氣控制方案的確定原則
明確控制方案是設(shè)計出合理適用的電力控制系統(tǒng)的前提保證。因此設(shè)計人員要按以下原則來進行:
3.1 拖動需要與控制方式相適應(yīng)
控制方式不是越多就越好,主要看它的經(jīng)濟效益。當(dāng)加工生產(chǎn)的程序變化很多時,采取編程序控制器,要是邏輯控制比較簡單則可以采用穩(wěn)定的生產(chǎn)設(shè)備即繼電解除控制法。
3.2 控制方式與通用化程度相適應(yīng)
通用化可以說是對不同生產(chǎn)對象通用程度,應(yīng)該區(qū)別自動化。因此通用化程度低的但也許保持著較高的自動化,這類機床使用固定的控制電路較好。若是小的零件則采用數(shù)字程序。應(yīng)為這樣對于加工對象采用不同的程序提高通用與靈活性。
3.3 最大限度滿足工藝要求
為了滿足較高的工藝水平,確保機械的工作效率,可以在控制線路中加入自動循環(huán)、半自動循環(huán)、故障診斷等功能。
3.4 電路電源的可靠性
簡單的電路采用電網(wǎng)式電源,相反元件多的話采用電壓隔離降壓的方法。如果要采用直流電源,則必須滿足自動化程度高的設(shè)備,這么做也可以對空間進行節(jié)省,方便操作。在實際的生產(chǎn)中,最終的方案取決于設(shè)計人員經(jīng)驗,設(shè)計人員因此應(yīng)該靈活運用方案。
4 電氣控制線路的設(shè)計方法
雖然電氣控制線路的設(shè)計方法有不同,但都要滿足幾點要求。首先應(yīng)能滿足生產(chǎn)機械的工藝要求。其次線路結(jié)構(gòu)要簡單,力求精簡。再次操控,掌握,維修要簡單。第四要具有應(yīng)對安全隱患的措施,在發(fā)生事故時也能很好及時的完成任務(wù)。第五要能適應(yīng)生產(chǎn)時所在的環(huán)境。
4.1 控制線路的設(shè)計方法簡介
電氣控制線路的設(shè)計方法有兩種,一種是經(jīng)驗設(shè)計法,另一種是邏輯沒汁法。
經(jīng)驗設(shè)計法:它是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求,按照電動機的控制方法,采用典型環(huán)節(jié)線路直接進行設(shè)計,先設(shè)計出各個獨立的控制電路,然后根據(jù)設(shè)備的工藝要求決定各部分電路的聯(lián)鎖或聯(lián)系。這種方法比較簡單,但是對于比較復(fù)雜的線路,設(shè)計人員必須具有豐富的工作經(jīng)驗,需繪制大量的線路圖,并經(jīng)多次修改后才能得到符合要求的控制線路。
邏輯設(shè)計法:采用邏輯代數(shù)進行設(shè)計,按此方法設(shè)計的線路結(jié)構(gòu)合理.可節(jié)省所用元件的數(shù)量。
4.2 設(shè)計控制線路時應(yīng)注意的問題
設(shè)計具體線路時,為了使線路設(shè)汁得簡單且準(zhǔn)確可靠,應(yīng)注意以下幾個問題。
首先盡量減少連接導(dǎo)線,設(shè)汁控制電路時,應(yīng)考慮各元器件的實際位置,盡可能減少配線時的連接導(dǎo)線。
其次正確連接電器的線圈。電壓線圈通常不能串聯(lián)使用,由于它們的阻抗不盡相同,造成兩個線圈上的電壓分配不等。即使是兩個同型號線圈,外加電壓是它們的額定電壓之和,也不允許這樣連接,因為電器動作總有先后,當(dāng)一個接觸器先動作時,其線圈阻抗增大,該線圈上的電壓降增大,使另一個接觸器不能吸合,嚴(yán)重時將使線團燒毀。電感量相差懸殊的兩個電器線圈,也不要并聯(lián)連接。在接通電源時可正常工作,但在斷開電源時,由于電磁鐵線圈的電感比繼電器線圈的電感大得多,所以斷電時,繼電器很快釋放,但電磁鐵線圈產(chǎn)生的自感電動勢可能使繼電器又吸合一段時間,從而造成繼電器的誤動作,解決的方法是各用一個接觸器的觸點來控制。
結(jié)語
通過以上分析可以得出電氣控制線路設(shè)計對于電氣控制的影響力之深,不能簡簡單單從設(shè)計的角度來認(rèn)識電氣線路,要在實際的設(shè)計、生產(chǎn)、維護中總結(jié)出經(jīng)驗,同時設(shè)計者應(yīng)該對電氣線路進行深入的研究,對設(shè)計重視起來,從實際出發(fā),依托自身的經(jīng)驗,設(shè)計出合理的線路來確保電氣路線的準(zhǔn)確性。
參考文獻
[1]賀哲榮.機床電氣控制線路圖試圖技巧[M].機械工業(yè)出版社,2005.
關(guān)鍵詞:機電一體化;技術(shù);應(yīng)用;發(fā)展
Abstract: the mechanical and electrical integration technology to make strategic changes happened machinery industry, the traditional mechanical design method and design concept of the revolutionary changes happening. To develop a new generation of mechanical and electrical products, not only is transforming traditional mechanical equipment requirement, and is to promote mechanical products renewal and open up new areas, development and the only way of mechanical industry. This paper discusses the application of the electromechanical integration technology and development.
Keywords: mechanical and electrical integration; Technology; Application; development
中圖分類號: TH-39 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:
隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用,加速了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機械工程這一領(lǐng)域中,機電一體化隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展以及向機械工業(yè)的滲透開始逐漸形成并不斷完善,其對機械工業(yè)的產(chǎn)品機構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系產(chǎn)生了巨大的變化,我國工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)邁入了以“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。
一、 機電一體化技術(shù)的涵義
機電一體化指的是在機構(gòu)的動力功能、 主功能 、控制功能及信息處理功能上引進電子技術(shù),將電子化設(shè)計及軟件與機械裝置結(jié)合起來所組成的系統(tǒng)的總稱。 其特征可概括為:機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā),綜合運用微電子技術(shù) 、機械技術(shù)、 計算機技術(shù) 、自動控制技術(shù) 、信息變換技術(shù)、 接口技術(shù)及軟件編程技術(shù)等多種技術(shù)的有機融合,根據(jù)系統(tǒng)優(yōu)化組織目標(biāo)與功能目標(biāo),合理布局與布置各功能單元,在高質(zhì)量 、多功能、 低能耗 、高可靠性的意義上實現(xiàn)特定功能價值,并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。
“機電一體化 ”包涵了“ 技術(shù) ”與 “產(chǎn)品 ”2個方面?!?機電一體化技術(shù)” 不是微電子技術(shù)、 機械技術(shù)與其他新技術(shù)的簡單拼湊、 組合,而是這些技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)。這也是機電一體化與電氣與機械所形成的機械電氣化在概念上的本質(zhì)區(qū)別 。機械工程技術(shù)在發(fā)展到機電一體化后,其微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外,還可以賦予許多新的功能,如自動處理信息 、自動檢測 、自動調(diào)節(jié)與控制 、自動顯示記錄 、自動診斷與保護等 。機電一體化產(chǎn)品不僅代替了人的肢體功能,還能起到感官與大腦的作用,具有智能化的特征是機電一體化產(chǎn)品與機械電氣化產(chǎn)品在功能上的根本區(qū)別。
二、機電一體化技術(shù)的應(yīng)用
1、數(shù)控機床
(1)高速化。
由于受到高速加工技術(shù)不斷普及的影響,機床各項功能的速度得到了大幅增加,其中,車床的主軸轉(zhuǎn)速由以往的3000~4000r/min提高到現(xiàn)在的8000~10000r/min;加工中心和銑床的主軸轉(zhuǎn)速由以往的4000~8000r /min提高到現(xiàn)在的12000~40000r/min;機床的移動速度由過去的10~20m/min提高到現(xiàn)在的48~120m/min。在速度速度不斷提高的同時,運動部件啟動的加速度也由過去的0.5g提高到現(xiàn)在的1.5g~15g。
(2)高精度化。
隨著技術(shù)的不斷進步,我國生產(chǎn)的普通數(shù)控機床的定位精度逐漸由過去的0.01~0.02mm提高到現(xiàn)在的0.008mm;亞微米級數(shù)控機床的定位精度提高到了0.0005mm左右;納米級數(shù)控機床的定位精度提高到了0.005~0.01μm。 由我國自主研發(fā)的,最小分辨率達(dá)到0.000001mm的數(shù)控機床也已經(jīng)問世。
另外,數(shù)控機床中兩軸以上的插補技術(shù)也日漸成熟,納米級插補技術(shù)的出現(xiàn)更使得兩軸聯(lián)動出的圓弧可以達(dá)到1u的圓度,并且在插補前還會進行程序預(yù)讀,不僅能夠大幅提升插補質(zhì)量,還衍生出了自動進行拐角處理的功能。
(3)復(fù)合加工。
各類具有復(fù)合加工功能的機床大量出現(xiàn),例如通過5軸5聯(lián)動的方式加工各類異型零件的機床,通過5軸5面進行復(fù)合加工的機床。 另外,也出現(xiàn)了一些結(jié)構(gòu)新穎、 功能獨特的機床,例如串并聯(lián)絞鏈機床和6軸虛擬軸機床等,它們通過采用特殊的機械結(jié)構(gòu)和計算公式的方式來加工各類非常規(guī)性零件。
(4)聯(lián)網(wǎng)管理。
聯(lián)網(wǎng)功能已經(jīng)成為現(xiàn)代化生產(chǎn)對于數(shù)控機床的基本要求,它不僅有利于提高數(shù)控機床的生產(chǎn)效率,也能方便企業(yè)對其進行合理化、 最佳化運用,是目前數(shù)控機床發(fā)展的一個潮流。
2、DCS
分布式控制系統(tǒng)簡稱DCS,它不僅能夠控制生產(chǎn)過程,還能在線完成生產(chǎn)計劃的統(tǒng)計管理、 生產(chǎn)過程的實時調(diào)度以及生產(chǎn)過程的優(yōu)化,是一種管、 控、 測一體化的綜合型系統(tǒng)。 由于其采用了集中監(jiān)視、 分散控制的工作方式,因此系統(tǒng)的局部故障不會對其他部分造成影響,具有極高的安全性和穩(wěn)定性,是目前大型機電一體化系統(tǒng)的主要潮流。
3、 交流互動技術(shù)
數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展使得對于生產(chǎn)的矢量控制成為了可能,而交流調(diào)速系統(tǒng)的性能通過近些年來不斷的發(fā)展和完善已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了直流調(diào)速的水平,所以交流傳動系統(tǒng)在鋼鐵工業(yè)中一經(jīng)應(yīng)用就受到了用戶的廣泛好評,它也因此開始取代直流傳動成為電氣傳動技術(shù)中的最重要的組成部分。
三、機電一體化技術(shù)的發(fā)展
1、智能化
智能化是機電一體化與傳統(tǒng)機械自動化的主要區(qū)別之一, 也是21世紀(jì)機電一體化的發(fā)展方向。近幾年 ,處理器速度的提高和微機的高性能化, 傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件 ,有力地推動著機電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。 智能機電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能 ,具有某種程度的判斷推理 ,邏輯思維和自主決策能力, 從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。
2、數(shù)字化
微控制器的發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化基礎(chǔ),如不斷發(fā)展的數(shù)控加工機床和機器人,而計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展,為數(shù)字化的設(shè)計與制造鋪平了道路。數(shù)字化機電一體化產(chǎn)品軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性及診斷能力以及友好人機界面,數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。
3、模塊化
由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又是非常重要的事情,可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品,也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模,制定各項標(biāo)準(zhǔn),以便各部件、單元的匹配和接口。
4、網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對機電一體化有重大影響 ,使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 機電一體化產(chǎn)品的種類很多, 面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同 。由于網(wǎng)絡(luò)的普及 ,基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾 ,而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品。
5、微型化
微型化是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢,國外稱其為微電子機械系統(tǒng)(MEMS)。泛指幾何尺寸不超過1cm的機電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活,具有不可比擬的優(yōu)勢,如各種微型傳感器、各種微型構(gòu)件等。
6、集成化
集成化是指既包含技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與組合,又包含生產(chǎn)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。首先將系統(tǒng)分為若干層次,再通過軟、硬件將各層次有機聯(lián)系起來,使其性能最優(yōu),功能最強。
7、帶源化
指機電一體化產(chǎn)品自身帶有能源,如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能,因而運動的機電一體化產(chǎn)品自帶動力源具有獨特的好處,帶源化是機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。
8、綠色化
當(dāng)今時代的一大主題就是綠色環(huán)保。發(fā)達(dá)的工業(yè)在提高我們生活舒適度的同時,資源卻在不斷地減少,生態(tài)環(huán)境污染也越來越嚴(yán)重。保護生態(tài)環(huán)境、節(jié)約社會資源和回歸自然得到了人們強烈的呼吁,綠色環(huán)?;匀痪统蔀闄C電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。在設(shè)計、制造、使用和銷毀的整個生命過程中,環(huán)保化產(chǎn)品必須符合人類健康和特定的環(huán)境保護要求,對資源利用率要求極高,而且要無害或極少危害到生態(tài)環(huán)境。使用時對生態(tài)環(huán)境不造成污染,報廢后回收利用率很高,這是機電一體化產(chǎn)品綠色環(huán)?;闹饕w現(xiàn)。機電一體化技術(shù)的綠色環(huán)?;l(fā)展通過以資源、能源的高效利用為特色的集約型發(fā)展模式,尋求可持續(xù)發(fā)展的根本道路。
機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的, 它是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶, 是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。大力發(fā)展新一代機電一體化產(chǎn)品, 不僅是改造傳統(tǒng)機械設(shè)備的要求, 而且是推動機械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、 發(fā)展與振興機械工業(yè)的必由之路。
參考文獻:
[1] 張延波. 光機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J]. 化學(xué)工程與裝備, 2009,(01) .
[2] 肖盛聰. 簡析機電一體化技術(shù)[J]. 硅谷, 2009,(21) .
有分析人士指出阿里之所以投資海爾日日順物流,是為了幫助天貓發(fā)力大家電市場,補齊天貓大家電配送在三、四線城市的短板,同時也是對京東發(fā)力大家電的有力回應(yīng)。而也有內(nèi)部消息稱,阿里投資海爾是為了更好地運用自身積累的數(shù)據(jù),生產(chǎn)符合消費者需求的定制化家電。
2012年天貓曾聯(lián)手家電生產(chǎn)商舉辦定制團購活動,當(dāng)時創(chuàng)下了開賣1天半,銷售8.3萬臺的紀(jì)錄。之后,又有空調(diào)廠家聯(lián)手團購平臺展開定制團購,消費者可在空調(diào)的功率、面板外觀、功能等方面通過投票方式隨意搭配,最后選定兩款機型進行量產(chǎn),短時間內(nèi)完成了團購定制萬臺的銷售奇跡。
這一切似乎預(yù)示著C2B(customer to business)的時代已經(jīng)悄然來臨。C2B預(yù)售模式的推出將有助于更加精準(zhǔn)地鎖定消費者、提前備貨,具有定制化、無庫存、供應(yīng)鏈協(xié)同的優(yōu)點?;ヂ?lián)網(wǎng)的快速發(fā)展既可以讓消費者獲得比同類產(chǎn)品更高的性價比,也可以將原本分散但數(shù)量龐大的用戶聚合,形成強大的采購力量。
工業(yè)發(fā)達(dá)國家的制造業(yè)正在加速朝著以計算機控制為主,以定制化、智能化、柔性化和集成化為特征的自動化生產(chǎn)方向發(fā)展。我國制造業(yè)正在面臨市場需求乏力,產(chǎn)能過剩的窘境,C2B模式會成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要驅(qū)動力。
但對于生產(chǎn)企業(yè)來說,個性化定制對生產(chǎn)模式是極大的考驗。定制生產(chǎn)的服務(wù)鏈相對更長,生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化也更難操作,這就要求企業(yè)要具備過硬的生產(chǎn)制造技術(shù),并提供完善的服務(wù)體系。首先是生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變,由大規(guī)模制造到訂單柔性生產(chǎn),對企業(yè)的精益化生產(chǎn)和并行工程等都提出了新的要求。
上世紀(jì)20年代在泰勒“科學(xué)管理”影響下,工業(yè)界將管理思想與當(dāng)時的電氣化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化結(jié)合,成功地誕生了“少品種大批量生產(chǎn)”的生產(chǎn)模式,給制造業(yè)注入了新鮮血液,它推動了工業(yè)化發(fā)展的進程。但隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展,企業(yè)的競爭形式也在發(fā)生變化,剛性生產(chǎn)模式的弊端逐漸顯現(xiàn),主要表現(xiàn)在:成本增加、過量庫存、適應(yīng)市場的靈敏度低。為此,1998年美國里海大學(xué)和GM公司共同提出了柔性生產(chǎn)模式AM(Agilemanufacturing),現(xiàn)已成為21世紀(jì)制造業(yè)新戰(zhàn)略。
汽車廠商早已成為CES展會的???,而隨著無人駕駛、智能汽車等趨勢的明確,汽車工業(yè)和科技產(chǎn)業(yè)的融合勢在必行。NVIDIA在2016年的增長很大部分源于VR和汽車電子,嘗到甜頭的NVIDIA除在會上公布最新的車載計算平臺“XAVIER”外,更明確將推出Tegra芯片、AI Co-Pilot等用于汽車的技術(shù),深耕無人駕駛領(lǐng)域的決心很大。
而微軟同樣積極和日產(chǎn)、寶馬等傳統(tǒng)汽車廠商合作,努力將Cortana語音助理乃至系統(tǒng)推向無人駕駛領(lǐng)域。當(dāng)然,英特爾、高通等企業(yè)同樣明確將深入同汽車廠商的合作,明確以無人駕駛為發(fā)展方向,傳統(tǒng)制造業(yè)與科技企業(yè)的融合,讓我們在CES 2017上看到了眾多改變出行方式的黑科技,而這些,都成為汽車廠商“霸屏”CES 2017的關(guān)鍵。 馬HoloActive Touch虛擬觸屏技術(shù)
在本次展會上展出的重磅產(chǎn)品和技術(shù)包括樂視LeSEE Pro、法拉第電動汽車FF91、BMW i Vision Future Interaction概念車、豐田愛i概念車、現(xiàn)代IONIQ無人駕駛汽車、百度智能汽車、日產(chǎn)ProPILOT自動駕駛輔助系統(tǒng)、NVIDIA智能駕駛平臺等,大眾、福特等廠商也將旗下的最新概念產(chǎn)品進行了常規(guī)展示。從這些產(chǎn)品和技術(shù)中,我們不難發(fā)現(xiàn),隨著智能化概念的深入,廠商已經(jīng)開始將自己的注意力轉(zhuǎn)移到更專業(yè)的汽車領(lǐng)域,試圖通過全新的硬件和技術(shù)架構(gòu)來對整個汽車產(chǎn)業(yè)進行重新解讀。在未來的汽車領(lǐng)域,我們可以預(yù)見將會有更多的變革產(chǎn)生,這些故事將在傳統(tǒng)的汽車廠商、新晉的硬件和技術(shù)提供商和激進的互聯(lián)網(wǎng)廠商中產(chǎn)生,我們不妨可以先聊聊這個。
首先是傳統(tǒng)的汽車廠商,隨著網(wǎng)絡(luò)的普及,我們大概都會對冠以“傳統(tǒng)”二字的廠商都抱有一種偏見,認(rèn)為這類廠商雖然有著龐大的體積,但在觀念上卻因循守舊、食古不化。但在汽車領(lǐng)域,傳統(tǒng)的廠商卻并非如此。汽車產(chǎn)品作為一種重要的科技產(chǎn)品,一直在進化,但受限于安全、法規(guī)、成本等諸多因素,很多奇妙的設(shè)計并不能成為最終的產(chǎn)品呈現(xiàn)在消費者面前,最終被消費者誤解也是在所難免,事實上汽車廠商對最新的技術(shù)一直是持歡迎太多,并采用了諸多手段促進汽車與最新技術(shù)的融合。關(guān)于這一點可以參見一級方程式賽車的例子,如果不是有著諸多限制,眾多車隊早已裝備了時速超過600公里的,能夠離地懸浮的飛車了。在大多數(shù)時候,汽車廠商更愿意的是較為低調(diào)的行事方式,如今世界排名靠前汽車廠商大多是傳承百年的品牌,張揚高調(diào)一直不是他們的風(fēng)格。
其次是新晉的硬件和技術(shù)提供商,隨著智能化浪潮的發(fā)展,很多廠商正處于自身發(fā)展的十字路口,是固守原有領(lǐng)域,還是積極去拓展新的領(lǐng)域?這個選擇并不困難,而且也是科技廠商樂意去進行嘗試的,在本次CES上,我們就見到了這樣可喜的一幕,Intel、NVIDIA等科技領(lǐng)域的廠商都開始紛紛與汽車廠商進行深度合作,將自己的最新技術(shù)融入到汽車廠商的新品中去。
最后是新晉的互聯(lián)網(wǎng)廠商,從嚴(yán)格的意義上來講,特斯拉就是汽車產(chǎn)業(yè)中互聯(lián)網(wǎng)廠商的開山鼻祖,通過網(wǎng)絡(luò)聚集用戶,為互聯(lián)網(wǎng)上出現(xiàn)的最新技術(shù)提供給終端的消費者。隨后,又有一系列的廠商加入到其中,但是汽車工業(yè)是一個需要底蘊的產(chǎn)業(yè),資本的力量固然強大,但卻不是萬能的,很多新加入的互聯(lián)網(wǎng)廠商以為資本就是力量,結(jié)果弄出了“PPT汽車”,也就是只存在于各種商業(yè)計劃書上的汽車產(chǎn)品,最后實現(xiàn)的幾乎沒有,不過慶幸的是,在本次CES上,我們看到了樂視LeSEE Pro和法拉第電動汽車FF91,不僅是為樂視正了名,也為互聯(lián)網(wǎng)廠商爭了口氣。
滿城皆是人工智能
說完廠商,我們不妨來說說產(chǎn)品,今年汽車廠商在CES重點展示的幾乎都是融合了最新科技的產(chǎn)品,主要的方向是人工智能、無人駕駛、AR、車網(wǎng)互聯(lián)、共享與服務(wù)技術(shù)、混合動力和電動等,我們不妨來說說幾個重點廠商的產(chǎn)品。
在汽車產(chǎn)品方面,本田重點展示NeuV智能電動車,號稱擁有配備一臺“情感引擎”的人工智能引擎,其可以通過智能操作系統(tǒng)與駕駛者進行情感交流,從而可對駕駛者的情緒和心情作出預(yù)判反應(yīng),同時還能分享給其他車輛,減少車輛之間的交流障礙。奔馳展示的純電動概念SUV Generation EQ、前衛(wèi)貨運概念車Vision Van,比較特殊的是Vision Van,擁有無人機,能自動取、送包裹,具備自動化的載貨空間和遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng),能與配送中心分享包裹狀態(tài)。豐田展示的是愛i概念車,配備“Yui”人工智能系統(tǒng),可以逐漸學(xué)習(xí)不同用戶的情趣以及喜好,支持自動和手動兩種駕駛模式,可實現(xiàn)完全自動駕駛??巳R斯勒展示的是Portal概念車,具備生物識別技術(shù)和自動駕駛技術(shù),用操控桿代替了方向盤,還有多個屏幕顯示人機交流界面和諸多信息。此外,還有全新電動車Eli Zero、百度智能汽車、法拉第FF91等汽車產(chǎn)品展出。 本田的“情感引擎”
在技術(shù)方面,寶馬本次展示了HoloActive觸控技術(shù),其原理類似戰(zhàn)斗機的平顯系統(tǒng),能夠通過光線反射制造出虛擬的屏幕,讓駕駛者通過這塊虛擬屏幕來控制車輛,有種好萊塢科幻大片的即視感。福特展示的是第二代自動駕駛系統(tǒng),配備激光雷達(dá)傳感器、外觀傳感器、攝像頭和中央計算機,強化了自動駕駛技術(shù),福特計劃在2021年前推出一個支持完全自動化駕駛技術(shù)的汽車乘坐共享服務(wù)。谷歌和現(xiàn)代聯(lián)合推出了全新Blue Link車載系統(tǒng),支持語音控制汽車功能,也可遠(yuǎn)程遠(yuǎn)程操控Blue Link來解鎖車門、啟動車輛和直接在車載系統(tǒng)中輸入導(dǎo)航信息等。德國大陸集團展示的有生物識別、云終端、智能眼鏡車窗遮光調(diào)節(jié)、高分辨率三維激光掃描雷達(dá)等技術(shù)。NVIDIA聯(lián)合奧迪、奔馳等廠商,展示了自動駕駛平臺DRIVEPX 2,支持不同級別的自動駕駛操作。Intel聯(lián)合BMW、Mobileye推出了GO智能駕駛5G車載通信平臺,還計劃在2017年下半年推出無人駕駛汽車,進行路測。而奧迪則展示了全新交通信號燈輔助系統(tǒng)Traffic Light Information,可與車載導(dǎo)航、自動啟停等功能結(jié)合,自動調(diào)整最優(yōu)行駛路線,降低污染。大眾了全新的數(shù)字座艙概念產(chǎn)品,展示了3D技術(shù)、視覺追蹤以及增強現(xiàn)實(AR)技術(shù)在車內(nèi)的應(yīng)用
產(chǎn)品和技術(shù)說了這么多,我們不妨來說點別的。首先,未來不論是怎樣的汽車廠商,都回將精力集中到智能駕駛這一領(lǐng)域中來,而實現(xiàn)這一目標(biāo)的途徑,都是大量加裝傳感器,而對消費者來說,智能的介入有一個度量的問題,雖然可以進行選擇,但過度的智能介入是不是會降低駕駛的樂趣?這是值得汽車廠商深思的問題。其次,現(xiàn)在的智能駕駛,有很大的一部分是落腳到自動駕駛方面,這就對當(dāng)前的人工智能提出了相當(dāng)高的要求,如何讓系統(tǒng)能夠完全識別路面上變化并對車輛加以控制,還要充分保證安全,這是一個相當(dāng)相當(dāng)浩大的工程。第三,時下的智能駕駛的終極目標(biāo)是實現(xiàn)無人駕駛,而在此之前則有4檔級別的自動駕駛,但不幸的是,目前還沒有任何一個國家能夠完全開放無人駕駛汽車上路,其深層的原因顯然是安全,因此立法或行業(yè)約定必須走在前面,對自動駕駛或無人駕駛的技術(shù)理念進行全方位的詮釋,什么情況適用什么級別的自動駕駛必須加以規(guī)范,需要如何獲得操作資質(zhì)等都需要進行規(guī)范,為未來的發(fā)展找到良好的契機。
寶馬HoloActive Touch虛M觸屏技術(shù)
BMW HoloActive觸控技術(shù)是寶馬在車內(nèi)控制與顯示技術(shù)領(lǐng)域的最新成果和技術(shù)突破,并為BMW iDrive車輛控制系統(tǒng)翻開新的一頁,將人機交互體驗提升至新的高度。 法雷奧
BMW HoloActive觸控系統(tǒng)的原理與平視顯示系統(tǒng)類似,通過反射原理在中控臺位置投射出一塊“懸浮”屏幕,駕駛者通過指尖“點擊”虛擬屏幕來控制車輛,呈現(xiàn)出科幻大片的既視感。汽車電子是無人駕駛的基石,而觸控系統(tǒng)無疑是最成熟的人機交互系統(tǒng)。這套系統(tǒng)通過高敏感度的攝像頭捕捉駕駛者指尖的動作。在超聲波裝置的配合下,客戶的手指可以感受到輕微的壓力,模擬了傳統(tǒng)觸控屏的體驗,讓操作更符合人們的習(xí)慣。
本田的“情感引擎”自動駕駛概念汽車
本田在CES 2017展會上帶來了NeuV智能電動車,其配備一臺“情感引擎”的人工智能引擎,其可以通過智能操作系統(tǒng)與駕駛者進行情感交流,從而可對駕駛者的情緒和心情作出預(yù)判反應(yīng),同時還能分享給其他車輛,減少車輛之間的交流障礙。
看到本田這產(chǎn)品,第一反應(yīng)是汽車會不會也有路怒癥,這種超前的想法如果真的可以順利實施,的確有可能改變現(xiàn)有出行駕乘方式,日系企業(yè)其實在機器人領(lǐng)域也做過這樣的嘗試,軟銀機器人Pepper同樣嘗試過情感理解和表達(dá),但這背后涉及的機器人語言、大數(shù)據(jù)運算乃至傳感器技術(shù)過于復(fù)雜,在機器人領(lǐng)域最終的推行效果并不好,汽車工業(yè)恐怕短時間也不太可能在情感上取得突破。
法雷奧展出無人駕駛電動巴士
新能源汽車普及從商務(wù)車開始,相對于大眾購買的小轎車,無人駕駛普及第一波往往在地鐵、輕軌和巴士公交領(lǐng)域,而法雷奧集團于2016年10月收購了法國Navya公司的股份,沿著汽車自動駕駛科技和電氣化技術(shù)研發(fā)路徑,Navya公司推出了創(chuàng)新成果Navya Arma,一輛荷載15人的、全自動的、無人駕駛的電動巴士。
除了在CES 2017上展示Navya Arma外,定位智能鑰匙的法雷奧Mov’InBlue方案,讓車主通過智能手機或智能手表,即可完成車輛的上鎖、解鎖和啟動,為汽車租賃等應(yīng)用提供了不小便利。
汽車自動駕駛科技和電氣化動力總成是法雷奧創(chuàng)新戰(zhàn)略的兩大聚焦所在,相對于不少企業(yè)在乘用車方面的努力,從電動巴士和智能解鎖兩方面入手頗接地氣,也能較好地推動無人駕駛發(fā)展。
用戶買得起的無人駕駛汽車現(xiàn)代Ioniq
這款具備自動駕駛功能的Ioniq,外形看起來跟電動版Ioniq沒多大區(qū)別,為了降低制造成本,這輛Ioniq自動駕駛汽車沒有使用昂貴的360度激光雷達(dá),現(xiàn)代使用三個更便宜的IBO LIDAR激光雷達(dá)―位于Ioniq的前方和側(cè)面,與此同時,現(xiàn)代在前后使用中程和遠(yuǎn)程雷達(dá),以及在擋風(fēng)玻璃上的后視鏡附近安裝的四攝像機陣列。這些重疊的覆蓋范圍為道路提供了360度的視角,其成本遠(yuǎn)低于Google LIDAR系統(tǒng)。
現(xiàn)代和谷歌的關(guān)系一直讓市場頗為好奇,這款I(lǐng)oniq或許在自動駕駛精度方面有待考驗,但從輔助駕駛的角度出發(fā),其本身也算一款非常不錯的產(chǎn)品了,而且ADAS本身也是無人駕駛、智能汽車的起點。
以人為本奔馳Fit&Healthy健康概念車
在CES 2017上,梅賽德斯-奔馳為大家呈現(xiàn)了Fit&Healthy健康概念車,它可以幫助駕乘者維護和改善身心健康,甚至還能成為你在駕駛旅途中的“隨車健康顧問”。Fit&Healthy健康概念車項目旨在借助Mercedes me的生態(tài)系統(tǒng),與駕駛者互聯(lián),根據(jù)駕駛者的狀況,提供有益其健康和生活方式的個人化服務(wù)和建議。Fit & Healthy健康概念車基于梅賽德斯-邁 巴 赫S級轎車打造,提供多項創(chuàng)新體驗。
健康其實只是Fit&Healthy的一個買點,其主要的看點在于將互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與汽車工業(yè)產(chǎn)品融合,雖然沒有“無人駕駛”那樣的大跨度改變,但卻以健康為橋梁,讓兩個不同的領(lǐng)域得以融合,這樣融合的方式,也算是對未來智能汽車應(yīng)用形態(tài)的摸索。
爭議的焦點法拉第FF91
法拉第(Faraday Future)終于在CES 2017展會上了他們的首款量產(chǎn)電動車―FF91。根據(jù)官方的介紹,F(xiàn)F91是世界上百公里加速加速最快的量產(chǎn)電動車,0~60英里只需要2.36秒;同時,它還是世界上續(xù)航最遠(yuǎn)的量產(chǎn)電動車,一次充電的續(xù)駛里程超過700公里。在互聯(lián)方面,F(xiàn)F91基于多個CAT6 LTE調(diào)制解調(diào)器實現(xiàn)高速的車載光速網(wǎng)絡(luò),同時基于FFID,F(xiàn)F 91將時刻感知用戶的個性化需求,從而實現(xiàn)無縫進入、多屏互聯(lián)的強大交互體驗。