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篇（1）

 

科學發展觀所強調的全面、協調和可持續發展，基本要求是走高質量、高效益發展之路，是使煤礦企業實現又快又好發展的基本指導方針，它反映了信息化建設的本質規律。

以深入貫徹落實科學發展觀為契機，加快推進煤礦企業的信息化建設步伐，完全符合塔山煤礦的創新品牌、塑造典范的發展目標，也符合集團公司高起點上再跨越、創造同煤新歷史的要求。

一、塔山煤礦信息化建設現狀

信息化是實現煤礦安全生產、管理現代化的手段，是現代化煤礦發展的必然趨勢。企業信息化就是運用先進的現代企業管理理論、計算機技術及網絡通信技術，改造和提升企業生產力和管理水平的過程。加快煤礦企業技術創新、管理創新、體制創新，提高生產力水平和經濟效益，確保安全生產，提高企業市場競爭力。

塔山煤礦公司自建礦以來，在科學發展觀的指引下，始終堅持以科技帶動生產，不斷提升企業的軟實力，努力推進企業的數字化、信息化建設。目前，企業擁有MIS信息管理系統、內部網站、郵箱系統、FTP服務、井上下工業電視系統、井下人員區域定位系統、高性能的冗余容錯以太網、綜合自動化設備監測系統等一大批具有國際領先水平的信息化系統。

1、高性能的冗余容錯以太網（FTE）：作為信息化建設的重要基礎部分，以太網擔負著整個礦井的數據傳輸任務。FTE極大地減少了我們的運行和維護成本，為提高系統的使用率和可靠性提供了理想的效果。它不僅提供容錯能力，還提供了工業控制應用所需的快速響應、決策和安全性。

下圖為網絡拓撲示意圖：

（圖一）

2、企業信息門戶：面向互聯網的新聞、信息網站，是企業展現宣傳的窗口。主頁上新聞、專題、欄目可以定制，所有的內容都通過后臺(管理信息系統)和管理。通過IP綁定和HTTP BASIC認證機制與管理信息系統進行通訊。

網站中包含有企業內部郵箱用于傳遞各種文檔；FTP服務器中存儲了各種辦公、殺毒等應用軟件；內嵌一個產量窗口，用于礦井日產、月產情況。

3、企業信息管理系統：信息管理系統包括11個對口業務子系統、1個協同辦公子系統（OA）并集成了地測、井下環境監控、設備監控、視頻監控4個子系統。

各對口的業務子系統均具有獨立的錄入、輸出（打印、導出excle表格）、查詢報表功能；各子系統除具有報表類功能外，還具有上傳、下載各類文件的功能。

各子系統主要包括：

1. 生產子系統。

2．調度子系統。

3．選煤子系統。

4．運銷子系統。

5．財務子系統。

6．機電（設備和配件）子系統。

7．人力資源子系統。

8．材料子系統。

9．考核子系統。

10．統計子系統。

11．協同辦公（OA) 子系統。

12．考試子系統

13．地測系統、工業監控系統等的數據集成。

管理信息系統從根本上改變了固有的工作模式，使工作方式發生了極大的改變，信息系統及時提供的信息內容，對管理工作的及時性、高效性、可靠性提供了保證，對提高公司的生產、經營管理水平和效率起到的作用是有目共睹的，使企業管理上升到了一個新的臺階。

該管理信息系統平臺的搭建和應用，無論從軟、硬件環境，均為塔山煤礦公司信息化建設的發展，奠定了一個良好的基礎。隨著數據信息量的不斷豐富，員工工作方式的逐步改變，對信息化認識程度的提高，將為今后擴展開發、應用高層次的管理軟件，進一步提高企業的管理水平和競爭力，打下堅實的基礎。

4、工業電視系統：工業電視系統充分利用光纖通訊技術，將井下各運輸皮帶、洗煤廠及地面的畫面清晰的傳輸至調度指揮中心視頻服務器，實現煤礦生產調度指揮的可視化。另外，所有畫面還將通過視頻分配器傳輸至高性能的冗余容錯以太網上，使公司各級領導及生產安全相關部門可以通過局域網進行井上下的視頻監視。

5、綜合自動化設備監測系統：以前，公司內各套系統獨立運行互不兼容,在井上下形成了一個個“信息孤島”，信息資源不能得到充分利用，不利于煤礦企業進行綜合管理和決策。

作為信息化建設的重要組成部分，設備監測系統利用現代信息通訊技術，集成包含綜采采煤機組、泵站等監測；井下電力監測；順槽及主井皮帶CST、貝克皮帶保護監測；主扇風機監測；排瓦斯泵站監測；制氮機監測；水泵房監測；束管防火監測；人員定位監測；洗煤廠監測；皮帶電子秤監測；礦壓監測等十二個子系統，涵蓋與礦井生產及安全相關的所有系統，將這些系統集成于一個平臺之上，在調度指揮中心或者局域網所覆蓋的每個角落都可以實時了解各套系統的運行狀況。

礦井綜合自動化系統依據“以信息化帶動自動化、自動化促進信息化建設”的建設原則，通過搭建綜合自動化監控網絡平臺、企業信息化管理網絡平臺，為數據傳輸、信息共享提供可靠的物理通道；通過建設管控一體化平臺，將底層自動化子系統相關安全、生產實時數據與管理信息有機結合。科技論文，創新發展。在實現所有子系統在礦調度指揮中心的集中監測與控制的同時實現塔山煤礦生產自動化、生產管理自動化與管理決策自動化的無縫融合。

6、井下無線通訊系統：

安全生產， 以人為本；生產調度，效率為本；

實施救援， 快捷為本；實時監控，通訊為本；

由此可見，現代通訊技術已經成為礦井信息化建設的重中之重。科技論文，創新發展。科技論文，創新發展。基于Wifi技術的MDS信息通訊系統已經通過公司有關部門的方案審核，并將在下半年進行安裝，系統設計覆蓋井下所有區域及部分地面辦公區域。科技論文，創新發展。

與國內傳統的礦井無線小靈通系統相比，該系統具有如下優點：

1、所有線路采用光纜傳輸，信號抗干擾能力強。科技論文，創新發展。

2、采用802.11b/g網絡傳輸標準，增加了信息通訊物理帶寬，使數字、視頻等信息的傳輸成為可能。

3、Wifi手機的無線通信質量非常好，就是在嘈雜的環境下，也有很好的過濾功能。

4、增加了網絡攝像頭、防爆攝像機、移動基站、防爆PDA、智能車輛監測等輔助設備，充分利用通信帶寬滿足不同的數字業務需求。

作為未來替代礦井有線電話的通訊技術，Wifi無線通訊系統不但實現了井上下實時的語音調度指揮和信息反饋，也為特殊情況下的應急救援、安全監控等提供了可靠保障。

二、礦井信息化發展思路

針對目前公司內部信息化建設的現狀，我們認真總結經驗，努力做到與時俱進和科學發展，使企業能夠在激烈的市場競爭中立于不敗之地。

1、健全完善信息化管理基礎工作

1）一套科學的信息化管理流程猶如一條信息高速公路，信息流程就是要保證企業內外部信息的暢通無阻。建立一套規范的信息資料收集、整理、共享、傳遞和報送等管理流程，會在企業信息化建設和完善進程中起到舉足輕重的作用。

2）加強信息化管理隊伍建設，提高公司信息化相關從業人員的業務素質，營造認真學習、刻苦鉆研的工作氛圍，提高人員主動學習的自覺性。

3）建立健全企業信息化建設管理制度，使得各項信息化管理工作有章可循。

2、注重科技創新、管理創新同企業信息化建設同步發展

以科技創新、管理創新為依托，不斷推進企業信息化建設，是現代化煤礦安全高效高產的發展方向。以人、機、環境和諧統一、科學發展為目標，把創新理論應用到煤炭企業信息化建設的實踐當中，使理論在實踐中得到應用和升華，使實踐得到理論的支撐和指引，最終實現企業的良性循環發展。

3、加大信息化建設的投入

1）一方面我們要加大革新力度，改造現有設備使其滿足現代煤礦生產的需求，另一方面不斷引進國際先進的設備和技術，努力使我們的硬件設施處于國際領先水平。

2）重視培養和引進符合煤礦信息化建設的復合型人才。信息化建設，人是根本。企業必須從長遠出發，制定實施人才強企戰略。與國內知名院校合作，一方面為院校提供實踐基地合作研究課題，另一方面利用院校優秀師資力量為我們培養復合型人才，實現互利雙贏。

信息化建設要統籌規劃，循序漸進。在推進信息化的過程中，要有相應的部門來研究和制定信息化的長期、中期和短期發展戰略和目標，提出相應的實施計劃和項目建議；要根據信息化的發展，提出并推動信息化的標準化工作，制定相應的數據標準，技術標準和安全標準；此外，還要監督、評估和管理重大信息化工程項目的實施。

三、總結

煤炭工業是我國的基礎能源產業，要走新型工業化道路．就必須努力發展煤炭工業信息化。科技論文，創新發展。煤炭企業要從企業發展戰略的高度來認識信息化建設的重要性，把信息化建設納入企業發展戰略規劃，分階段實施，通過推進信息化建設，改進企業管理，提升企業競爭力，使企業在市場競爭中立于不敗之地。

信息化管理是長期的、艱巨的、規范的系統工程，只有堅持不懈地發展下去，才能為企業降本提效、提升管理水平，更好地為安全高效礦井服務。

參考文獻：

[1]馬延文.兗州煤業信息化管理實證研究[J].煤礦現代化2010(1):84-85

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中圖分類號： TM712 文獻標識碼： A 文章編號：

一．引言

我國對電氣自動化技術的研究與發展始于上世紀50年代，它是一門綜合性較強的技術學科，也是生產現代化的一種標志，近些年，計算機技術、通信技術、電子技術及嵌入式技術迅猛發展，也促進了電氣自動化技術在各行各業的應用取得了很大的進展。也引發了工程領域的一場技術革命。電氣自動化讓各個行業都走進了現代的、先進的生產方式與管理領域，走入了自動化發展階段。電力系統的發展使對電力的生產、傳輸及計量等提出了更高的要求，因此，將自動化技術應用于電力系統是行業發展的必要，自動化技術也是電力行業的發展中發揮出越來越重要的作用。

二．自動化發展趨勢。

自動控制技術正趨向于智能化、最優化、協調化、適應化、區域化發展。在設計分析上日益要求面對多機系統模型來處理問題。在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論。在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應用，保證了控制操作的高可靠性。在研究人員的構成上益需要多“兵種”的聯合作戰。

自動化的發展則趨向于：

（1）. 由開環監測向閉環控制發展，例如從系統功率總加到AGC(自動發電控制)；

（2）. 由高電壓等級向低電壓擴展，例如從EMS(能量管理系統)到DMS(配電管理系統)；

（3）. 由單個元件向部分區域及全系統發展，例如SCADA(監測控制與數據采集)的發展和區域穩定控制的發展；

（4）. 由單一功能向多功能、一體化發展，例如變電站綜合自動化的發展；

（5）. 裝置性能向數字化、快速化、靈活化發展，例如繼電保護技術的演變；

（6）. 追求的目標向最優化、協調化、智能化發展，例如勵磁控制、潮流控制；

（7）. 由以提高運行的安全、經濟、效率為完成向管理、服務的自動化擴展，例如管理信息系統在電力系統中的應用。

三．機電自動化中電氣自動化技術應用方向。

1. 電力系統自動化實時仿真系統的應用。

該仿真系統在可提供大量實驗數據的前提下，還可多種電力系統的暫態及穩態實驗同步進行，還能用以協助科研人員測試新裝置，且多種控制裝置都能與其構成閉環系統，從而為靈活輸電系統及研究智能保護的控制策略提供了一流的實驗條件。電力系統數字模擬實時仿真系統的引進，方便了對電力系統負荷動態特性監測、電力系統實時仿真建模等方面進行深入研究，從而建成具備混合實時仿真環境的實驗室。

2. 綜合自動化技術與智能保護的應用。

目前，國內的綜合自動化領域的研究已達到國際先進水平，智能自動化保護技術領域的研究相對處于國際領先水平，研制的分層式綜合自動化裝置能夠適用于各種電壓等級電站。將國內外最新的人工智能、網絡通信、微機新技術、自適應理論、綜合自動控制理論等應用于電氣自動化保護裝置中，對電力系統自動化保護的新原理進行了研究，可以大大提高電力系統的安全水平，使得新型保護裝置具有智能控制的特點。

3. 電力系統中人工智能的應用。

電力系統及其元件的故障診斷、運行分析、規劃設計等方面將模糊邏輯、專家系統以及進化理論應用到實際研究，并且結合電力工業發展的需要，開展了電力系統智能控制理論與應用的研究，同時也開展了在上述實用軟件研究的基礎上以提高電力系統運行與控制的智能化水平。

4. 電力系統配電網自動化技術。

該技術采用的模型為最新國際標準公共信息模型，輸電網的理論算法采用與配網實際與高級應用軟件相結合，負荷預測時配合應用人工智能灰色神經元算法進行，最后進行潮流計算時采用配網遞歸虛擬流算法。電力系統配電網自動化技術取得了重大技術突破，主要表現在信息配網一體化、高級應用軟件、配網模型、中低壓網絡數字方面，最終，解決了載波正在配電網上應用的路由、衰耗等技術難題，正是因為采用數字信號處理技術，才得以提高了載波接收靈敏度。

四．電氣自動化在辦公自動化中的應用。

1. 辦公系統需要實現自動化。

辦公系統主要應用于企事業單位的管理系統等方面，構建企業自動化管理系統需要很多技術的支持，例如計算機技術，通信技術及自動化技術。自動化辦公系統是提高工作效率與管理效率的有效方法，因此，實施辦公自動化信息戰略是企事業實現現代化辦公的需求與趨勢。企業的辦公系統實現自動化可以基于軟件來實現，也可基于硬件與軟件相結合的方法來實現，但是要注意到系統的開放性，可擴充性及升級的簡易性。現行的辦公系統還要具有良好的兼容性，這樣可以有效的節約系統的資源，還可以節約成本，在實際的辦公自動系統中已經有了很多成功的案例。

2. 辦公自動化的技術平臺。

當前，有代表性的三種主流的辦公自動化技術主要有三種，既LotusDomino/Notes平臺上辦公自動化系統，它也是最早的辦公自動化應用系統；基于Microsoft平臺的辦公自動化系統模式，主要采用WinNT/2000操作系統，以ASP為開發語言提供內容存儲；還有就是基于基于Jsp/Java平臺的辦公系統，其實現原理與上一種技術基本是一樣的，只在是使用的開發語言上略有不同，且其在系統的維護上費用較高。這三種技術平臺在設計與實施辦公自動化系統上有不同的應用領域，也是推動辦公系統自動化進程的主要技術。現在已經演變出更多的技術來實現辦公自動化。

3. 辦公自動化系統的核心功能的實現。

辦公自動化系統的核心功能主要是公文的收文、批閱、流轉與存檔等。但在對公文處理一岙會涉及到公文的流轉，其過程實現是較為復雜的，在開發的過程中也會受到很多方面的制約。其中有公文的查閱權限調協，公文的、修改、刪除等操作，都要在辦公自動化系統中實現，其中的關鍵技術主要有數字簽名技術、傳輸加密技術以及審批身份驗證技術等。辦公自動化系統核心功能的劃分與實現要與客戶的需求分析為依據，其主要原則則是要達到理念優先、技術先進、功能齊全、性能優良、價格合理。這些也是辦公自動化系統發前的前景與方向。

五．電氣自動化在汽車性能設計上的應用。

近些年，我國的經濟取得了很大的發展，但是伴隨著汽車數量的增加與路況復雜程度的不斷提高，駕駛的難度也越來越高，并且開始逐漸融入人類的能力范疇。當前，汽車駕駛自動化的實現主要借助于計算機技術及控制技術來實現。現在，汽車的競爭已經進入了白熱化的狀態，汽車生產廠家都下大力氣在汽車性能的提升上，其中自動化就是它發展的一個重要方向。駕駛者可以在計算機的協助下將駕駛工作逐漸轉移到用自動化技術來實現，通過廠商的大力發展，自動化技術在提升道路利用率，降低車輛的制造成本及燃油消耗方面都取得了進展與突破，收獲了可觀的經濟效益。

六．發展前景。

1. 電氣自動化工程系統的統一化。統一電氣自動化工程系統對電氣自動化產品的設計、測試、開機、維護都有重要意義。能夠把開發系統從運行系統中獨立出來，這對電氣自動化工程控制系統來說，是跨越性的一步，能夠將系統通用化。系統的網絡應該保證現場的設施、監管體系、企業工程的管理數據保持共通。

2. 電氣自動化工程控制系統的市場化。產品想長久的發展，就要深化制造部門的體制改革，還要關注市場化的影響，以便保證產品能夠滿足市場的需要。同時，企業不僅要在技術的開發上投入，還要使零件的配套生產市場化、專業化。產業市場化是產業發展的必然趨勢，這對提升資源配置效率有著顯著的促進作用。

3. 電氣自動化控制系統的標準化接口。采用微軟公司的標準化技術后，工程的成本大大降低了，成功地實現了數據資源的共享。考慮到自動化系統策劃方案的重要，當企業進行系統連接時，必須采用微軟操作系統，那么這種情況下辦公室使用的就是 IP 系統，管理系統和自動化控制之間聯系的建立就是通過 PC 系統。程序標準化接口使廠家之間的數據交換有了保證，解決了通訊產生的難題。

4. 電氣自動化工程的生產將更加的安全。安全防范技術的集成化是電氣自動化工程控制系統的一個發展方向，重點就是保證系統的安全。在非安全狀態下，用戶要如何選擇才能實現安全。在分析我國市場的發展特性后，我們應該從最高安全級別開始，逐漸延伸到安全級別低的領域，硬件設備與軟件設備，公共設施層與網絡層，實現對此系統的安全設計的全面研究。

5. 電氣自動化工程控制系統的創新技術。在我國電氣自動化發展計劃的指導之下，隨著市場化的環境，不斷提升電氣自動化工程控制系統的創新能力。并且企業不斷吸收創新技術以提升自身的創新能力，而科研的投入，為電氣自動化的創新提供了更加廣闊的空間，加強政策上的扶持，健全、完善機制對創新都是非常有利的。目前我國企業主要生產一些中低檔次的產品，產品主要服務于中小型的項目，企業應該打開自主創新的新局面，轉換經濟增長模式，逐漸提升創新能力。

電氣自動化可以與地球數字化互相結合。此設想包含了自動化的創新經驗，可以把大量的相關數據整體為坐標，最終成為一個電氣自動化數字地球。將信息全部放入計算機中，與網絡結合，不管人們在什么地方，根據地球地理坐標，便能知道任何地方的數據信息。還可以加強企業與相關院校之間的合作。鼓勵企業到此專業的學校中建立車間，進行技術生產等，建立學習形生產培訓基地。還可以走入企業進行教學。將實踐能力和理論學習結合在一起。此外，還要與現代網絡聯系起來，積極利用已有的科學技術。加強專業培訓，提供研究人員水平等。

七．結束語

電氣自動化技術我國有幾十年的發展歷程，其中經過了多次變革與專業的調整，但是由于其應用范圍廣泛，在社會的各種生產層面都會有所應用，與其他科學技術相結合，也對推動了社會生產力的發展，促進了各個行業的發展。電氣自動化技術與其他科學技術的結合與滲透革新了傳統的方法與理念，必將為我國經濟發展起到了重要的作用。

參考文獻：

[1] 范海蛟. 關于機電自動化實際應用的分析 [期刊論文] 《北京電力高等專科學校學報(社會科學版)》 -2012年8期.

[2] 孫永和Sun Yonghe. 樓宇自動化技術在醫院機電設備管理中的應用 [期刊論文] 《中國醫院管理》 -2005年5期.

[3] 姜新星 姜浩． 電氣自動化技術在煤炭工業中的應用 [期刊論文] 《機電信息》 -2012年21期.

[4] 房付玉. 電氣自動化技術在煤礦生產中的應用 [期刊論文] 《產業與科技論壇》 -2011年23期.

[5] 范翔. 試論機電自動化技術及其發展 [期刊論文] 《科技創新與應用》 -2012年10期.

篇（3）

1 引言

隨著可編程邏輯控制器（PLC）技術的逐漸發展，很多工業生產要求實現自動化控制的功能，都采用PLC來構建自動化控制系統，尤其是對于一些電氣控制較為復雜的電氣設備和大型機電裝備，PLC在電氣化和自動化控制方面具有獨到的優勢，如順序控制，可靠性高，穩定性好，易于構建網絡化和遠程化控制，以及實現無人值守等眾多優點。基于此，PLC技術逐漸成為工業電氣自動化控制的主要應用技術。

本論文主要結合數控機床的電氣化功能的改造，詳細探討數控機床電氣化改造過程中基于PLC技術的應用，以及PLC技術在實現數控機床自動化控制功能上的應用，以此和廣大同行分享。

2 數控機床的電氣化改造概述

2.1 數控機床的主要功能

數控機床是實現機械加工、制造和生產中應用的最為廣泛的一類機電設備。數控機床依托數控化程序，實現對零部件的自動切削和加工。但是目前我國仍然有超過近1000萬臺的數控機床，主要依靠手動控制完成切削加工，無法實現基本的電氣化和自動化控制。為此，本論文的主要的目的是基于PLC控制技術，實現數控機床的電氣化改造，主要實現以下功能：

（1） 數控機床的所有電機、接觸器等實現基于PLC的自動化控制；

（2）數控機床的進給運動由PLC控制自動完成，無需人工手動干預；

（3） 自動檢測零部件切削過程中的相關參數，如加工參數、狀態參數等等；

（4） 結合上位機能夠實現對數控機床的遠程控制，以達到無人值守的目的。

2.2 電氣化改造的總體方案

結合上文對于數控車床的電氣化、自動化改造的功能要求，確定了采用上位機與下位機結合的自動化改造方案。該方案總體結構分析如下：

（1） 上位機借助于工控機，利用工控機強大的圖像處理能力，重點完成數控車床的生產組態畫面顯示，以及必要的生產數據的傳輸、保存、輸出，同時還要能夠實現相關控制指令的下達，確保數控車床能夠自動完成所有切削加工生產任務。

（ 2）下位機采用基于PLC技術的電氣控制模式，由傳感器、數據采集板卡負責采集數控車床的生產數據、環境數據、狀態數據等所有參數，由PLC實現對相關數據的計算，并傳輸給上位機進行相關數據的圖形化顯示和保存；另一方面，PLC控制系統還接收來自于上位機的控制指令，實現對數控車床的遠程控制。

（3） 對于數控車床最為關鍵的控制――進給運動的控制，利用PLC+運動控制板卡的模式實現電氣化和自動化的控制。具體實現方式為：選用合適的運動控制板卡，配合PLC的順序控制，對進給軸電機實現伺服運動控制，從而實現對數控車床進給運動的自動化控制。

3 數控車床電氣化自動控制改造的實現

3.1 系統改造結構設計

數控車床的電氣化自動控制改造，其整體結構如下圖1所示，其整體結構主要由以下幾個部分構成：

3.1.1 底層設備

底層設備主要包括兩個方面，首先是實現數控車床自動切削加工運轉等基本功能的必要電氣、機電設備，如電源模塊、電機模塊等，這些機電設備能夠保證數控車床的基本功能的穩定可靠的實現；其次，底層設備還包括各類傳感器，比如監測電機轉速、溫度的速度傳感器和溫度傳感器，監測進給軸運動進給量的光柵尺等，這些傳感類和數據采集類設備為實現數控車床自動化控制提供了基礎數據源。

3.1.2 本地PLC站

本地PLC站主要負責接收底層傳感設備傳送過來的傳感參數、狀態參數及其他檢測參數，通過內部程序的運算，判斷整個數控車床的工作狀態，并將其中的重點參數上傳到遠程控制終端進行數據的圖形化顯示、存儲、輸出打印等操作；另一方面，本地PLC站同時還接收來自于遠程控制終端所下達的控制指令，比如停機、啟動等控制指令，PLC站通過對相應執行器（比如電機）的控制，從而實現自動化控制的功能。

3.1.3 遠程控制終端

遠程控制終端主要是依賴于工控機實現的上位機數據管理和狀態監控，需要專門開發一套面向數控車床加工、生產和自動控制的軟件程序，以實現對數控車床的遠程化、網絡化、自動化控制，真正實現無人值守的功能。

基于PLC的數控車床電氣自動化改造框圖

3.2 PLC電氣控制系統的設計實現

本研究論文以CK6140普通數量機床為具體研究對象，詳細探討其電氣化、自動化控制的改造。通過上文對機床改造方案和結構功能的分析，可以確定整個機床電氣化、自動化改造，一共需要實現14個系統輸入，9個系統輸出。結合控制要求，這里選用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC，輸入回路采用24V直流電源供電方式。根據對數控機床的各模塊控制功能的分析，選用合適的接觸器、繼電器、開關、輔助觸點等電氣控制元件，與PLC共同實現對電氣設備的控制，比如PLC通過接觸器控制電機模塊，PLC通過繼電器控制電磁閥等部件，從而完成基于PLC控制的數控車床電氣化改造。

4 結語

篇（4）

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 (2012) 11-0000-02

隨著我國經濟的高速發展，電壓等級和電網的規模日益增加，特別是隨著計算機技術和通訊技術的飛速發展，為變電站自動化技術提供了相應的理論基礎。變電站自動化監測系統為變電站和電網中一些問題的解決提供新的思路和解決方案，開拓和推動電力系統自動化技術的發展。

一、相關技術介紹

本文采用基于JAVA編程語言和SQL SERVER 2000數據庫來進行變電站自動化監測系統的設計與實現。SQL SERVER 2000數據庫充分地吸取了SQL SERVER7.0數據庫的成功經驗，并結合最新的計算機成果，很好地考慮了數據庫應用背景的變化。SQL SERVER 2000數據庫要實現的主要功能，包括三個方面：(1) 信息的統計、匯總等；(2) 信息的修改、添加和刪除；(3) 信息瀏覽和查詢。

本文采用模型-視圖-控制結構（MVC），模型-視圖-控制結構（MVC）是交互式應用程序廣泛使用的一種體系結構，它有效地在存儲和展示數據的對象中區分功能模塊以降低它們之間的連接度。

JSP是Java Server Pages的縮寫，是由SUN公司倡導，許多公司參與，于1999年推出的一種動態網頁標準。JSP以Java技術為基礎，具有動態頁面與靜態頁面分離，能夠脫離軟件平臺的束縛和編譯后運行等優點，克服了ASP腳本級執行的缺點，因而逐漸成為Internet上的主流開發工具。

二、系統功能需求分析

變電站自動化監測系統架構圖如圖1所示。

\ 變電站自動化監測系統可以分為以下三個部分（1）前端監控點。前端監控點主要由視頻服務器、攝像機（含快速球形攝像機等）、等主要設備組成。主要完成音、視頻信號采集、視頻信號處理和報警信號及環境量采集和控制工作。（2）傳輸網絡。對于變電站自動化監測系統采用以太網傳輸方式：各變電站到監控中心的信道直接為以太網接口，光纖或微波傳輸設備直接提供以太網接口，各變電站的圖像數據信號經過各級交換機、路由器和HUB上傳至監控中心。（3）監控中心。主要由視頻監控系統服務器、圖像存儲系統、監控客戶終端等組成。主要完成現場圖像接收和顯示，用戶登錄管理和權限管理，攝像機和云臺的控制，視頻圖像的存儲、檢索、回放、備份等。

三、系統功能實現

（一）實時數據采集及處理功能

通過間隔單元，變電站自動化檢測系統采集來自CT、PT、配電裝置保護、直流系統、所用電系統等生產過程的模擬量、數字量、脈沖量及溫度量等，對所采集的輸入量進行數字濾波、有效性檢查、工程轉換、故障判斷、信號接點抖動消除、電度計算等加工，從而產生可供使用的電流、電壓、有功功率、無功功率、電度、功率因數等各種實時數據，供數據庫更新。

（二）圖形處理功能

變電站自動化檢測系統人機系統畫面所顯示的圖形可以無級嵌套縮放、平移；當圖形太大時，導航功能可以快速定位到某一點。回放功能可以以事件記錄作為觸發條件，去顯示歷史某一時刻的工況及狀態。與工業電視（攝像）圖像系統的鏈接，使無人操作變電站的功能得到了進一步的加強。

系統使用界面如圖2所示。

\ 由圖2可知，系統功能齊全，集成度高，具有動態IP功能；企業內部的所有電腦都可以看到圖像，只要獲得授權密碼；公司領導出差在外時可以通過Internet觀看視頻圖像；E-KAM網絡攝像機可外接多型號的探測器,進行監控探測；全嵌入式硬件前端設備，不需要員工懂得或操作電腦上網，實現免維護；支持多種動態域名解析功能；可在本地端或遠程端由網站提供的升級軟件自行更新，在網絡上就可以完成升級任務。

四、結束語

通過參考國內的CSC2000變電站綜合自動化系統、BSJ-2200變電站計算機監控系統和RCS-9600變電站綜合自動化系統，本文采用基于JAVA編程語言和SQL SERVER 2000數據庫來進行變電站自動化監測系統的設計與實現。采用系統論的方法，構建了一個在變電站監測方面穩定、可靠、安全的系統，在數據分析上具有更好的科學性、高效性與智能性。

參考文獻：

[1]孫毅.用VB, Matlab, SQL Server實現大氣污染監測數據的判別分析[D].遼寧師范大學,2007

[2]王凱.大型鋼廠能耗數據實時監測及查詢系統[D].北京交通大學,2008

篇（5）

中圖分類號：TQ056；TE967 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）46-0105-01

1 石油化工工業

石油化工工業是由化學工業發展而來，石油化工指以石油和天然氣為原料，生產石油產品和石油化工產品的加工工業。石油產品主要包括各種燃料油和油以及液化石油氣、石油焦碳、石蠟、瀝青等。生產這些產品的加工過程常被稱為石油煉制。石油化工產品以煉油過程提供的原料油進一步化學加工獲得。生產石油化工產品的第一步是對原料油和氣（如丙烷、汽油、柴油等）進行裂解，生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯為代表的基本化工原料。第二步是以基本化工原料生產多種有機化工原料（約200種）及合成材料（塑料、合成纖維、合成橡膠）。這兩步產品的生產屬于石油化工的范圍。有機化工原料繼續加工可制得更多品種的化工產品，習慣上不屬于石油化工的范圍。

2 石油化工自動化

石油化工自動化也分煉化自動化、油氣田自動化、海上平臺自動化及輸油、氣管線自動化等分支。從20 世紀60 年代起，我國在引進、消化、吸收基礎上，已經形成了石化工業和創新體系。2006年9 月投產的茂名年產100 萬噸乙烯工程，新建裂解裝置國產化率達到了 87.8%。目前我國在裂解技術、有機原料生產技術和聚合技術三大領域均有了一批自己的專利技術。煉油廠的燃料產品中，壓縮天然氣（CNG）和液化石油氣（LPG）等氣體燃料將成為21 世紀汽車的主導能源，加上天然氣原料增加因素，對于煉化工業的工藝會有一定影響。由于節能、環保、有效利用資源的要求，石化技術正出現新的突破，即出現第二代石化技術。

3 自動化儀表及系統

3.1 自動化儀表

自動化儀表主要有壓力儀表、溫度儀表、物位儀表和流量儀表四種。

①壓力儀表壓力范圍為負壓到 300MPa（高壓聚乙烯反應器）壓力傳感器、變送器和特種壓力儀表采用多種原理，而且可用于脈動介質、高溫介質、腐蝕介質、粘稠狀、粉狀、易結晶介質的壓力測量，精度可達 0.1 級。

②溫度儀表石化現場設備介質溫度一般都需要指示控制，溫度范圍為-200℃到 +1800℃.大多數采用接觸式測量.在現場指示的水銀玻璃溫度計多被雙金屬溫度計取代，最常用的是熱電阻、熱電偶。

③物位儀表在石化行業一般以液位測量為主，由于測量過程與被測物料特性關系密切，物料儀表沒有通用產品，按測量方式分為直讀式、浮力式、輻射式、電接觸式、電容式、靜壓式、超聲波式、重垂式、激光式、音叉式、磁致伸縮式、矩陣渦流式等。

④流量儀表如今所說的流量，不是一般的流速，是單位時間內流經有效截面的流體的體積和質量，另外還需要求知管道中一段時間內流過的累積流體的體積和質量（流量積算儀）。

3.2 其他儀表

3.2.1 分析儀和在線過程分析儀

從工藝上看，生產過程中對溫度、壓力、流量、液位等工藝參數的保證，只是間接保證最終產品或中間產品的質量合格，所以對過程中物料成分的直接分析和對最終產品的成分分析是非常重要的。又從環境保護的角度看，排放的物質也是要分析和在線監測的。多變量控制已在煉油，石化行業開始進入生產階段，它以DCS為基礎，可以是獨立的，也可以是一個軟件包，它與多變量動態過程模型辨識技術，軟測量技術有關，多采用測控與PID串級控制相結合方式等。

目前在煉油廠中，對于分析儀器和在線過程分析儀的需求很旺盛，分析儀器的高科技含量，特別是對多學科配合要求高等，使得近年來分析儀器的科研和應用投入力量大，主要有液相色譜、氣相色譜、質譜、紫外及紅外光譜、核磁、電鏡、原子吸收及等離子發射光譜、電化學等分析儀器。

3.2.2 執行器

由執行機構和調節機構聯動構成。石化行業經常使用的是氣動執行器，少數液動執行器，其中氣動薄膜調節閥又是最常用的，另有少數氣動活塞、氣動長行程執行機構。調節機構（閥）由閥體、閥芯、閥座、上閥蓋等構成，其中閥芯有平板、柱塞、開口3種類型。按閥體結構分調節閥的產品有直通單座、直通雙座、三通型、隔膜型、軟管閥、閥體分離閥、凸輪撓曲閥、超高壓閥、球閥、籠形閥等。

3.3 控制和安全系統

①常規控制石化工業自動化的連續控制、批量控制、順序控制的基本控制策略沒變。其中主要為連續控制，或稱反饋控制、回路控制，仍然以 PID 調節為基礎，功能塊之間連接可以是多重串接、選擇性連接、并聯連接，自動補償、自動跟蹤、無擾切換，多配方自動改變參數或功能塊連接方式。它能在保持系統穩定的基礎上滿足復雜參數的計算、綜合指標的顯示和監控，從而幫助操作人員實現回路操作、單元操作應付多種燃料變化、原料變化，實現生產指標、節能指標，保證環保運行，完成大型裝置的開、停車、一般故障處理及一般連鎖保護。但石化行業目前的主流控制策略仍是適應多回路控制站的功能塊復雜組態能力的控制策略。

②智能控制和優化在現代控制論的推動下，各種智能化算法應運而生，其中除智能 PID 控制器外，多變量預測控制已在煉油、石化行業開始進入生產實踐階段。

③人機界面目前石化企業正在由一個裝置一個控制室逐步過渡成數個裝置一個控制室，而且最終是以 CRT 或 LCD 屏幕顯示為主，輔以少數顯示儀表和指示燈，以鼠標、鍵盤操作為主，輔以觸摸屏及少數旋鈕和按鈕，工業電視攝像頭攝取的畫面也由專用屏幕逐步納入 DCS 操作站的屏幕。

④安全儀表系統石化裝置由于大型化、連續化及工藝過程復雜、易燃、易爆、對環境保護要求高等原因，安全性要求日益提高，由 DCS 等設備完成安全連鎖保護的方法，在某些企業已經不能滿足要求，所以緊急停車系統（ESD）等為 DCS 之外的單獨設備。此外還有火災和可燃氣體監測系統（FGS）、轉動設備管理系統（MMS）；特別是壓縮機組綜合控制系統（ITCC，因其防喘振而特殊）等。現在自動化儀表行業興起的基于 IEC61508 和 IEC61511 的安全儀表系統（SIS），正是為了進一步滿足石化企業的需求而開發的。它是在安全總概念下，不同于3C強制安全認證、Security保安等的Function Safety 功能安全。SIS 是專門的工程解決方案，它連續在線運行，當偵測任何不安全過程事件時，能夠立即采取行動，以減輕可能造成的損失。功能安全還應結合風險度、安全指標、安全完整性等級（SIL）等，正確選用 SIS（或直接稱 ESD）系統。

結語

近幾年來，我國在自動化儀表的發展取得了巨大進步.現代自動化儀表的智能化技術及系統改善了儀表本身的性能，影響了控制網絡的體系結構，其適應性越來越強，功能也越來越豐富。

參考文獻

[1] 期刊論文李楨.Li Zhen 自動化儀表系統供電方案的改進-石油化工自動化2008，44（6）.

[2] 陸德民.石油化工自動控制設計手冊（第三版）.化學工業出版社，2000，2.

篇（6）

國內外,由于水庫庫岸滑坡的失穩,產生了一系列的災難性事故,如 1959 年 2月 1 日,法國馬爾帕塞薄拱壩左壩頭沿絹云母頁巖發生滑動,致使壩體破裂,造成500 余人死亡;1963 年 10 月,意大利 Vajont 大壩庫水下降時大壩左岸山體發生順層基巖滑坡,激起 250m 高的涌浪,涌浪漫過壩頂,造成 1925 人死亡[1];我國湖南柘溪水庫在蓄水初期,在近壩段發生大型順層基巖滑坡(塘巖光滑坡),激起的涌浪沖毀了已建成的構筑物,并造成 40 余人死亡[2];湖北黃龍灘水庫在 1974 年至 1985年間,庫區發生了 73 處滑坡,造成了 11900 多人不得不進行移民搬遷[3];2003 年 6月,三峽水庫蓄水至 135m 后不久,發生大型順層基巖滑坡(千將坪滑坡),導致了 24 人死亡或失蹤[4]。

在這些災難發生之后,人們對水庫滑坡的穩定性給予了更多的關注。為了避免由于庫岸滑坡帶來的生命財產損失,在水庫建設和運行過程中,庫岸邊坡的監測工作也逐漸受到了更多的重視。國內大多數水庫庫岸滑坡的監測工作,主要是采用人工觀測的方式進行監測數據的獲取、分析和預報。人工觀測存在監測頻次低、數據采集過程中耗費的勞動量大、監測數據的采集過程容易受到外界不可抗力的影響(如強降雨)等缺點。不能夠較好的完成監測預警的目的。

隨著科技的進步,自動化數據采集技術和傳輸技術得到了長足的發展,目前自動化監測技術已逐漸的被應用于庫岸滑坡穩定性的監測工作中。如 1991 年我國在三峽庫區內 14 個重大滑坡體上組建了自動化監測站,目前這些自動化監測儀器運行正常,而且較好的完成了監測預警的目的,避免了生命財產的損失。1991 年 6 月29 日秭歸縣雞米寺 60 萬 m3 滑坡,通過及時準確的預警,滑坡區內 2504 人無一傷亡,財產損失也降到最低限度[5]。

自動化監測具有無人值守、實時在線、實時計算分析等優點,而且自動化監測技術能夠消除人為誤差對測量精度的影響,大大的提高了測量結果的可靠性,所以有必要對采用了人工觀測手段的庫岸滑動進行有針對性的自動化改造,消除人工觀測的弊端,達到更好的預警效果。

二灘水庫庫區內也布著較多的滑坡體。水庫兩岸大于 10 萬 m3 的各種不同類型的滑坡有 100 多處,大部分分布于支溝河谷中,對二灘大壩無直接的影響;干流岸坡穩定性較差,方量大于 500 萬 m3 以上的有 15 處。其中金龍山斜坡位于電站庫首左岸,距離二灘大壩 600m~1300m,穩定性問題十分復雜,對二灘大壩的安全及下游人民的安全威脅最大[6~7]。

金龍山斜坡上目前設置的變形監測控制網包含,地表位移變形、深層變形、地下水位、平硐監測和斜坡區氣象監測。現有的監測方案具有監測數據不完整,觀測頻次少,數據處理不能及時反映坡體的穩定情況等一系列問題;而且觀測過程中存在著數據采集工作繁重、也有一定的人為誤差和危險性,因此有必要對斜坡上現有的監測儀器進行自動化改造。

目前國內外已采用自動化監測技術的滑坡體,絕大多數是沒有在儀器安裝以前進行自動化監測技術的可行性研究,而是直接采購自動化監測儀器,并不考慮周圍環境對自動化監測設備運行以及監測數據真實性的影響,從而產生了監測數據誤差過大,甚至出現了自動化監測項目遭棄用的現象。如貴州省大方縣德興煤礦滑坡體上安裝的 GPS 監測系統,沒有在系統安裝前進行太陽能板的供電設計,造成了 GPS監測儀器不能夠正常工作、貴州省都勻市馬達嶺接娘平變形體沒有在 GPS 安裝之前進行 GPRS 無線信號強度測試,而是直接采用 GPRS 通訊業務進行監測數據的傳輸,最終導致 GPS 監測系統安裝完成后,監測數據無法正常發送。所以為了使金龍山斜坡現有監測儀器在自動化改造完成以后,能夠正常運行并且獲取的監測數據能夠達到一個較高的精度,安裝之前進行自動化監測技術研究就顯得更為重要。

鑒于此,作者在導師的指導下,結合作者參加的 雅礱江流域水電站重大滑坡體自動化監測技術研究 科研項目,以《二灘水電站庫區金龍山斜坡穩定性監測的自動化改造技術研究》為碩士論文選題,展開論文的研究工作,以期獲得對金龍山斜坡穩定性監測有益的成果及對類似工程具有指導意義的研究方法和手段。

1.2 國內外研究現狀

1.2.1 庫岸滑坡監測現狀

庫岸滑坡監測是為了避免或減輕由于岸坡失穩造成的生命財產損失,通過在岸坡的內部或表面安裝埋設監測設備,監控坡體在誘發因素作用下的變形發展趨勢,并在岸坡失穩前及時準確的進行預警預報。是集形成機理、監測儀器、時空技術和預測預報技術為一體的綜合性技術。

1963 年,意大利 Vajont 大壩左岸山體發生順層滑坡以后,國內外的專家學者逐漸意識到了庫岸滑坡穩定性監測工作的重要性,并開展了一系列的岸坡穩定監測工作研究;我國的庫岸滑坡監測工作是隨著二灘、小浪底和三峽工程的興建,而逐漸開展起來的[8]。早期的監測工作是通過水準儀、經緯儀和鋼尺等儀器,量取坡體的地表位移和宏觀變形;20 世紀 80 年代后,隨著測量機器人和 GPS 技術的引入,以及電子技術和計算機技術的發展,監測手段更多的向自動化、高精度及遠程化發展。

第二章 工程地質條件

金龍山斜坡坡面與巖層走向夾角 30°,巖層傾右岸但偏下游,在順河流方向上巖層以 16°左右的視傾角傾向下游,陽新灰巖頂底假整合面自上游的臨空狀態向下游逐漸插入河床之下,造成了坡體由上游至下游穩定條件上的差異。根據兩條假整合面的出露程度將金龍山斜坡從自西向東劃分為三個區段[20~23]。Ⅰ區:古滑坡區,位于斜坡上游側,呈順坡槽谷地貌;Ⅱ區:巖體蠕變區,位于斜坡中部,呈脊形地貌;Ⅲ區:淺-表層滑坡區段,位于斜坡下游側,呈脊形地貌,見圖 2-1。

第三章 現有監測成果分析與方案評價 ...............17

3.1 監測儀器布置及運行情況 ...........17

3.2 變形特征分析 ....................19

3.3 現有監測方案存在的問題 ..........41

3.4 小結 ............................43

第四章 信號測試與分析 ...............45

4.1 GPS 監測系統概述 ................45

4.2 GPS 采集信號測試 ................49

4.3 GPS 信號測試成果分析 ............52

4.4 無線數據傳輸信號測試 ............58

4.5 小結 ........ .....61

第五章 自動化改造方案研究 ..............62

5.1 現有監測項目自動化改造方案研究 ..........62

5.2 新增自動化監測項目 ....................79

5.3 數據傳輸系統的選擇 ....................81

5.4 自動化輔助系統研究 .................... 82 5.5 自動化監測方案效果評價 ..................86

結語

本文以金龍山斜坡現有監測儀器的自動化改造為研究主題,在對現有監測資料分析的基礎上,結合 GPS 采集信號分析成果,明確了有必要進行自動化改造的監測項目和監測部位;然后根據 GPRS/CDMA 無線傳輸信號強度的測試成果、斜坡的地形地貌條件和現有的自動化改造技術,最終確定了適合于金龍山斜坡的自動化改造方案。本文得出的主要結論和成果如下:

(1)通過對現有監測資料的分析研究,明確了影響坡體穩定性的外界因素,統計了地表位移特征點、滑面位置和 V 號平硐內變形量大的監測部位,總結出現有監測方案中存在的問題。

(2)利用 TEQC 質量分析軟件分析評價了 3 個地表位移控制點和 13 個地表位移特征點的 GPS 采集號質量。分析結果表明:斜坡地區大部分地表位移測點是完全可以利用 GPS 監測系統進行替代。

篇（7）

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.025

1 引言

根據公布的全國第二次水土流失遙感調查，我國的水土流失面積達356萬km?，占國土總面積的37%，很顯然，我國已經是水土流失比較嚴重的國家之一。而本研究區興山縣地處長江西陵峽以北，自古以來水土流失問題都是其生態、環境、土地、經濟發展的主要制約因素，因此，預防和治理水土流失成了當地水保部門的重要工作。

2 研究區概況

興山縣位于湖北省西部，長江西陵峽以北，地處秦巴大山區，在東經110°25′至111°06′，北緯31°04′至31°34′之間。東臨宜昌、保康，西與巴東毗鄰，南接秭歸，北抵神農架林區。

數據資料包括興山縣高分辨率TM影像、DEM數據、土地利用和土壤類型數據、降雨量數據、雨站分布圖、水土保持現狀圖及規劃圖以及自然狀況調查統計資料等數據。

3 RUSLE模型及各因子自動化提取步驟

RUSLE模型是國內外研究水土侵蝕最常見的模型，其表達式為：A=R*K*L*S*C*P，式中：A為年土壤流失量；R為降雨侵蝕因子；K為土壤侵蝕因子；L為坡長因子；S為坡度因子；C為地表覆蓋與管理因子；P為水土保持措施因子。

本論文主要研究基于遙感和GIS的土壤侵蝕信息提取系統，各因子的計算均利用遙感和GIS技術來實現，因此，各因子的提取均是自動化的，下面是各因子的計算方法與自動化提取步驟。

3.1 R因子

（1）R因子與降雨量、降雨歷時、雨滴大小、降雨強度及雨滴下降速度有關，反映了降雨對土壤的潛在侵蝕力，公式如下：R=-0.0334*P+0.006661*P2式中P為年降雨量。（2）自動化提取步驟。①錄入降雨數據 ②創建泰森多邊形 ③泰森多邊形柵格化 ④獲得R因子圖。

3.2 S因子

（1）S因子反映地形對水土侵蝕的影響。（2）自動化提取步驟。①錄入等高線數據 ②生成TIN ③由TIN生成DEM ④對DEM重采樣 ⑤坡度分析獲得S因子圖。

3.3 L因子

（1）L因子也反映地形對水土侵蝕的影響，本文采用Wischmeier和Smith在1978年提出并改善的經典公式：L=（l/22.13）m。式中：22.13為標準小區坡長，L為坡長因子，l為像元坡長，m為坡長指數。（2）自動化提取步驟。 ①對DEM填洼分析 ②流向分析 ③提D因子 ④坡度分析 ⑤獲L因子圖。

3.4 K因子

（1）K因子是水土侵蝕的內在因素，是評價土壤被降雨侵蝕力分離、沖蝕和搬運難易程度的指標，反映了土壤對侵蝕的敏感性。（2）自動化提取步驟。①錄入土壤類型數據 ②通過Sandy、Silt、Clay、Om字段轉柵格 ③由以上柵格圖疊加獲得K因子圖。

3.5 C因子

（1）C因子反映農作物種植和管理對土壤侵蝕的影響，本文通過計算植被覆蓋度求得C因子值。（2）自動化提取步驟。①錄入土地現狀數據 ②矢量轉為柵格 ③獲取C因子圖。

3.6 P因子

（1）P因子是采取水保措施后， 土壤流失量與順坡種植時的土壤流失量的比值。根據興山縣內水土保持措施特點，對每類土地覆蓋類型進行了P因子賦值，如表1。（2）自動化提取步驟。①錄入土地利用數據 ②進行賦值處理 ③轉為柵格獲得P因子圖。

3.7 生成土壤侵蝕分級圖

由以上所生成的各圖層，根據修正后的水土侵蝕表達式A=R*K*L*S*C*P，利用柵格計算器進行疊置分析，得到土壤侵蝕分級圖。

4 信息提取系統的設計

4.1 系統界面

本系統主界面主要由以下幾個部分組成：（1）系統菜單。a）添加mxd文檔：可直接將ArcGIS保存的地圖文檔打開，并顯示在地圖容器中。b）添加.shp數據：可添加shp格式的矢量數據。c）添加柵格數據：可添加img格式的柵格數據。（2）功能菜單。包括RUSLE模型的各因子提取，只需輸入原始數據，系統會自動化處理并得到結果。（3）工具條。包括添加地圖、地圖放大縮小等常用的地圖交互式工具，可以方便的瀏覽、查詢地圖。（4）圖層管理窗體。位于窗體左側，便于管理地圖中的各個圖層，也便于查詢圖層屬性信息。（5）地圖容器。地圖窗體用于展示地圖數據和處理結果數據，制版窗體可以預覽出圖效果。

4.2 系統作業及相關功能

縣域土壤侵蝕信息提取系統面向的是縣域范圍，監測的方法是實時的處理，分析輸出土壤侵蝕等級圖，通過與六大侵蝕因子的疊加分析得出侵蝕原因并給出決策，從而達到監測與保持的目的。整個系統體現專業化，智能化，自動化，操作簡單。

5 結束語

通過以上研究發現：①從研究方法上來看，將GIS、RS和水土侵蝕模型結合，快速有效地獲得土壤侵蝕分級圖，為縣域提供直觀的土壤侵蝕結果，并根據結果提供合理的處理措施。文中除P因子是用興山縣水土保持措施特點進行賦值外，其他因子的計算均采用GIS和RS技術。GIS主要用于數據的處理和數據空間分析，RS主要用于信息的提取。②從研究的系統上看，本論文系統的設計還有不足，不能達到數據共享的目的，如果能夠利用WebGIS技術開發B/S形式的信息提取系統，那么就可以達到多用戶實時的處理與獲取查詢結果，這方面工作還有待于進一步努力。

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中圖分類號P64 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）96-0126-02

0引言

在我國對于國內的水文纜道的研究以及實驗制造、發展最終達到了穩定的實驗過程整整花費了五十余年，而隨著當代科技的不斷進步，我國的水文纜道的建設也在不斷的改進著，從1954年6月份我國從浙江修筑起國內的第一座使用人力來進行操作的水文纜道之后，我國的水文纜道建設技術的發展便一發不可收拾，1956年，重慶北碚水文站建立了；電動水文纜道，而在之后的幾年中，相繼在兩會期間出臺了大量的有關于水文纜道建設運行相關的多方面問題解決方案，讓我國的水文纜道的發展逐漸向著規模化，現代化發展。

1我國水文纜道現狀及出現的問題

1.1我國全自動化水文纜道測流系統的發展

所謂的水文纜道全自動化的控制系統，指的是使用包括交流變頻纜道控制臺進行控制，同時對于水文絞車，測流鉛魚以及流速傳感器、測距定位儀、水系綜合信號源和通訊模塊、計算機系統以及相關的控制測算軟件進行多方面的自動化控制的水文纜道系統，而這種系統到目前為止仍然具有極大的升級空間，可以說潛力巨大。我國最早的全自動水文纜道測流系統問世時間在2000年，這種系統主要采用交流變頻器的工作模式，可以將傳統德爾技術難點進行解決，同時可以做到對于測流鉛魚進行無級變速控制，保證測流鉛魚無論在告訴還是低俗都可以保證平滑穩定，保證性能良好，可以對于測流鉛魚的定位精度進行極大程度的提高，也實現了較為精細，定位更加準確的信號傳輸性能，其工作原理主要是將水下的綜合信號源的工作，讓三種信號（水面、流速儀、河底）在不同和頻率的情況下發射交流脈沖信號，最后通過接收器的放大和整形過程，最終讓三者的信號相互分離，讓系統的抗干擾能力和靈敏程度進一步的提高，更是讓傳統的系統傳輸方式存在的信號之間互相干擾而產生的問題得到有效的解決和緩解。

1.2水文纜道技術監督進行標準化實施

想要讓水文纜道實現全自動、半自動以及手動三者進行兼容操作的目的，就需要對于水文纜道的技術進行標準化的實施，讓水文纜道融合高新技術應用，為水文纜道標準化技術的大規模普及和大規模的應用奠定良好的基礎。近幾年來，我國水文纜道的測流技術發展十分迅速，近幾年來更是受到了國家水文儀器以及巖土工程一其生產的許可審查部的穩妥，在我國數百家大大小小的水文站纜道現場進行監督檢查測試，同時在全國的大小水文站例如武漢、樟樹坑、杜鋒坑、仙桃、古城以及黃龍潭、峽山等地實施全自動水文纜道測流系統以及水文纜道測流自動控制儀等數百種水文纜道的系統儀器進行進一步的實踐操作和實際測試抽樣，現場對于水文纜道儀器進行有效的檢測，檢測包括外觀質量、流速指標、水深技術范圍以及起點距技術范圍、參數記憶存貯、全自動、半自動化以及手動測量功能、測速精度、側身精度以及信號通道、抗干擾能力以及計算機處理數據等儀器設備功能方面的測試，力圖保證水文纜道的標準化進程，隨著我國的標準化進程的推進，我國當前的水文纜道測流技術的科技含量也在逐漸的提高，讓全自動、半自動以及手動兼容操作的切換兼容得到實現，同時根據筆者的調查，我國的檢查結果中發現，大多數儀器已經可以實現三種制動共同發展，并且具有防雷功能，可以說較為先進。

2 我國水文纜道發展前景

隨著我國科學技術水平的不斷發展，我國的抗洪抗澇技術也在逐漸的提高著，而水文資源的開發也是應大眾的要求而進行開發，隨著群眾的呼聲 越來越高，全國各地的水文站經費的投入 也將會不斷的提高，讓國內外的一流科技可以引進到我國的內部，和我國的水文技術進行融合和發展，讓我國的水溫攬到的發展水平進一步提高，因此可以說，到目前為止，我國的水文纜道具有極大的發展潛力，提高空間巨大。

2.1水文纜道發展將會發展迅速

在我國加入世界貿易組織之后，隨著世界市場的打開，我國的科學技術也在不斷的和外國科學家進行著交流，這也讓我過的水文系統的科學技術不斷的增加，同時為了對于國際的技術的最新動態進行交流，保證不斷的對于國外的一些先進的水文監測技術和儀器進行引進，同時讓我國的技術和他不斷的融合，最終獲得更加先進的技術，促進我國水文纜道技術的發展和普及。另外，我國要不斷的對于國際上的最新的技術動向進行追蹤，對于大多數的適合我國當前的海洋局勢情況的技術和理論進行學習，同時引進一些先進的環境檢測儀器和檢測系統，進最大可能促進我國水文纜道的現代化建設。

2.2我國的水文纜道向著三化方向進行發展

所謂三化，指的是在我國的水文纜道技術應用過程中，采用多元化的高新技術應用，同時保證定位移動監測一體化，另外保證無人值守的智能化，向著著三個方向發展。

在應用高新科技應用的多元化發展方向的過程中，存在幾種十分先進的技術，例如雷達技術、激光技術、聲學多普勒技術等先進的技術，這些先進的技術會對于我國的水文纜道的建筑過程中進行自動實時監控方面產生巨大的推動作用。同時，由于我國的土地面積廣闊，幅員遼闊，同時水資源的分布空間分布極不均衡，其許多復雜的環境都無法支持通信線路的安裝，艱難的地形會讓我國的資料傳輸過程變得十分艱難，更是會讓大量的資料無法傳送完整而導致傳輸過程的失敗和資料的消失。更是會導致自動化的智能操作模式無法成為現實。

3 結論

作為一個大國十分重要的管理技術，我國的水文纜道需要更進一步的發展和普及，這樣才能保證我國水土資源的平穩發展，讓我國的人民更加安全、穩定的生活。

篇（9）

2. 新時期配電系統綜合自動化面臨的問題

2.1 配電管理應面對的問題

電力市場環境下的配電管理系統必須在以下幾方面加以提高和改進

(1)具有電能質量監測評價的功能。電力市場環境下對電能質量的廣泛關注迫使配電公司建立有效的電能質量監測手段。但如果專門建立一套監測系統將花費很大的一次投資及運行維護費用，勢必加大供電企業的成本。因此，理想的辦法是把電能質量監測作為配電系統綜合自動化的一項功能，開發出考慮電能質量監測的配電SCADA系統和相應的分析軟件來對各種電能質量問題進行系統的分析。做到共用信息通道、共用數據庫系統等，從而實現對電能質量的經濟有效的實時在線監測和分析處理。供電公司可以通過所監測到的信息檢驗其電能質量的狀況和決定應該采取的措施。

(2)必須對部分高級應用分析軟件加以改進以適應電力市場需求，并且真正實用化。負荷預測:市場環境下由于峰谷電價、分時電價及實時電價的推行，尤其是在實行需求側競價后，負荷的隨機性增大，增加了負荷預測難度，負荷預測軟件必須適應這種變化。無功優化與電壓調整:傳統的無功優化是在滿足電壓約束的條件下以網損最小為目標的，在電力市場環境下，無功優化及電壓調整涉及到用戶供電的質量問題，而不同的供電質量應該有不同配電電價，因此優化的目標將以收益最大為目標。故障恢復與網絡重構:在電力市場環境下故障恢復及網絡重構目標也轉變為收益最大。

(3)提高和加強信息系統集成化及應用功能綜合化的力度。為降低供電成本，必須打破以往各單項自動化工程相互獨立、功能重疊的弊端，將配網自動化系統的信息進行集成，對其功能進行重組與綜合。實現SCADA系統與CIS系統的一體化設計、融合現有的CIS系統、線損管理系統、可靠性管理系統及生產MIS系統，實現一體化的配電管理系統。

2.2 用戶自動化應面對的問題

(1)在零售競爭電力市場模式下，由于開放了零售競爭，允許需求側競價，這就要求配電網絡運營商有相應的技術手段對配電網絡阻塞進行有效管理。而利用配自動化系統完成這一任務將是經濟有效的選擇。

(2)具有分時電價、實時電價信息及計量與結算功能。在電力市場環境下，為充分運用電價的調節功能，采用分時電價、實時電價手段調整用戶及系統的負荷曲線、降低高峰提高系統容量負載率，降低配電網的建設入運行成本(包括提高系統容量負載率、減少及延緩基建投資、過負荷損耗等)。而分時電價、實時電價必須有相應的技術手段支持。因此，可以將分時電價、實時電價信息及計量與結算作為配電系統綜合自動化的一項基本功能，可以大大提高自動化系統綜合效益。

2.3 配電自動化面臨的問題

(1)高度可靠和快速反應的變電站、饋線自動化系統。在電力市場環境下，為了保障終端用戶的供電可靠性，自動化系統不僅要求能夠正確判斷故障、隔離及恢復故障，而且要求加大對自動化系統的投資，增加快速、可靠的開關及控制裝置，盡量減少對用戶的停電次數和停電時間。同時，因配電網故障必須中斷部分負荷供電時，應能快速自動識別重要用戶，優先保障其供電。

(2)為了適應市場環境下的競爭需要，SCADA系統的功能應該是強大的，特別是對重要用戶的監控更應該作到準確、可靠、靈敏。否則會給配電公司帶來較大的損失，這種損失包括對用戶的真接停電和造成社會影響的間接損失。

(3)實現SCADA與GIS一體化設計，達到SCADA和GIS數據一體化、功能一體化、界面一體化，實現從GIS中自動提取SCADA需要的網絡結構和屬性數據及由SCADA系統向GIS提供配電實時運行數據。

(4)采用可擴展綜合型的配電自動化終端(CDAU)。為滿足電力市場對電能質量的監測及實時電價信息的要求，實現綜合信息的采集及控制，盡可能減少現場終端的數量及降低系統的復雜性，應考慮采用可擴展功能的綜合型配電自動化終端。該終刪除了具有通常的功能外，還具有電能質量監測、實時電價信息、故障錄波及部分儀表功能。

3. 配電自動化系統的運行維護和人員培訓

配電自動化系統是復雜的多功能綜合系統，健全、完善的配網自動化掛你機制是發揮其功能，提高企業和社會綜合經濟效益的保障。配電自動化系統的運行維護應從組織機構、規章制度、人員培訓三方面著手。通過合理的分工協作，明確的規章制度和專業的運行人員使配電自動化系統發揮最大的效益。

篇（10）

論文摘要：智能住宅不僅僅可為人們提供舒適,便利的環境,還具有可持續發展的節能功效。智能住宅應該滿足人類與自然和諧共存的需要,是滿足未來發展需要的建筑。

智能建筑是傳統建筑工程和新興信息技術相結合的產物。智能建筑是指運用系統工程的觀點：將建筑物的結構（建筑環境結構）、系統（智能化系統）、服務（住用、用戶需求服務）和管理（物業運行管理）四個基本要素進行優化組合，以最優的設計，提供一個投資合理又擁有高效率的幽雅舒適、便利快捷、高度安全的環境空間。智能建筑物能夠幫助建筑物的主人，財產的管理者和擁有者等意識到，他們在諸如費用開支、生活舒適、商務活動和人身安全等方面得到最大利益的回報。

一、智能住宅的含義

所謂智能住宅,是指將家庭中各種與信息的通訊設備，如計算機、電話、家用電器和家庭保安等裝置通過家庭總線技術連接到一個中心進行集中或異地的監視、控制和家庭事務性管理，同時能與住宅外部世界聯系，并保持這些家庭設施與住宅環境的和諧與協調,從而給住戶提供一個安全、高效、舒適、方便適應當今高科技發展要求的人性化住宅。

構成智能住宅的基本條件有如下三點:

1、具有相當于住宅神經的家庭網絡；

2、能夠通過這種網絡提供各種服務；

3、能與社會等外部世界相連接。

一般認為智能住宅應具備的四種功能

1、安全防衛自動化系統；

2、身體保健自動化系統；

3、食物烹調自動化系統；

4、文化、娛樂、信息自動化系統。

二、建設智能建筑的目標

智能建筑要滿足兩個基本要求。

1、對使用者來說，智能建筑應能提供安全、舒適、快捷的優質服務，有一個有利于提高工作效率、激發人的創造性的環境。

2、對管理者來說，智能建筑應當建立一套先進科學的綜合管理機制，不僅要求硬件設施先進，軟件方面和管理人員（使用人員）素質也要相應配套，以達到節省能耗和降低人工成本的效果。

三、智能建筑的系統構成

1、樓宇自動化系統

BAS的功能是調節、控制建筑內的各種設施，包括變配電、照明、通風、空調、電梯、給排水、消防、安保、能源管理等，檢測、顯示其運行參數，監視、控制其運行狀態，根據外界條件、環境因素、負載變化情況自動調節各種設備，使其始終運行于最佳狀態；自動監測并處理諸如停電、火災、地震等意外事件；自動實現對電力、供熱、供水等能源的使用、調節與管理，從而保障工作或居住環境既安全可靠，又節約能源，而且舒適宜人。

BAS按建筑設備和設施的功能主要劃分為幾個子系統。

（1）變配電控制子系統（包括高壓配電、變電、低壓配電、應急發電等），主要功能有監視變電設備各高低壓主開關動作狀況及故障報警；自動檢測供配電設備運行狀態及參數；監理各機房供電狀態；控制各機房設備供電；自動控制停電復電；控制應急電源供電順序等。

（2）照明控制子系統（包括工作照明、事故照明、舞臺藝術照明、障礙燈等特殊照明），主要功能有控制各樓層門廳及樓梯照明定時開關；控制室外泛光燈定時開關；控制停車場照明定時開關；控制舞臺藝術燈光開關及調光設備；顯示航空障礙燈點燈狀態及故障警報；控制事故應急照明；監測照明設備的運行狀態等。

（3）通風空調控制子系統（包括空調及冷熱源、通風環境監測與控制等），主要功能有監測空調機組狀態；測量空調機組運行參數；控制空調機組的最佳開/停時間；控制空調機組預定程序；監測新風機組狀態；控制新風機組的最佳開/停時間；控制新風機組預定程序；監測和控制排風機組；控制能源系統工作的最佳狀態等。

（4）交通運輸控制子系統（包括客用電梯、貨用電梯、電動扶梯等），主要功能有監測電梯運行狀態；處理停電及緊急情況；語音報名服務系統等。

（5）給排水設備控制子系統，主要功能有監測給排水設備的狀態；測量用水量及排水量；檢測污物、污水池水位及異常警報；檢測水箱水位；過濾公共飲水、控制殺菌設備、監測給水水質；控制給排水設備的啟停；監測和控制衛生、污水處理設備運轉及水質等。（6）停車庫自動化子系統，主要功能有出入口票據驗讀及電動欄桿開閉；自動計價收銀；泊位調度控制；車牌識別；車庫送排風設備控制等。

（7）消防自動化子系統，主要功能有火災監測及報警；各種消防設備的狀態檢測與故障警報；自動噴淋、泡沫滅火、鹵代烷滅火設備的控制；火災時供配電及空調系統的聯動；火災時緊急電梯控制；火災時的防排煙控制；火災時的避難引導控制；火災時的緊急廣播的操作控制；消防系統有關管道水壓測量等。

（8）安保自動化子系統，包括門禁系統、閉路電視監控系統、防盜報警系統和防火報警系統等等。

2、通信自動化系統

CAS是保證建筑物內語音、數據、圖像傳輸的基礎上，同時與外部通信網（如電話網、數據網、計算機網、衛星以及廣電網）相連，與世界各地互地互通信息的系統。CAS按功能劃分為幾個子系統：

（1）固定電話通信系統，設PABX或采用公網的集中小交換機。

（2）聲訊服務通信系統（語音信箱和語音應答系統），具有存儲外來語音，使電話用戶通過信箱密碼提取語音留言；可自動向具有那個語音信箱的客戶提供呼叫（當語音信箱系統和無線尋呼系統連接后），通知其提取語音留言；通過電話查詢有關信息并及時應答服務功能。

（3）無線通信系統，具備選擇呼叫和群呼功能。

（4）衛星通信系統，樓頂安裝衛星收發天線和VAST通信系統，與外部構成語音和數據通道，實現遠距離通信的目的。

（5）多媒體通信系統（包括Internet和Intranet），Internet可以通過電話網、分組數據網（X25）、幀中繼網（FR）接入，采用TCP/IP協議。Internet是一個企業或集團的內部計算機網絡。

（6）計算機通信網絡系統，由網絡結構、網絡硬件、網絡協議和網絡操作系統、網絡安全等部分組成。

3、辦公自動化系統

OAS分為辦公設備自動化系統和物業管理系統。辦公設備自動化系統要具有數據處理、文字處理、郵件處理、文檔資料處理、編輯排版、電子報表和輔助決策等功能。對具有通信功能的多機事務處理型辦公系統，應能擔負起電視會議、聯機檢索和圖形，圖像，聲音等處理任務。物業管理系統不但包括原傳統物業管理的內容，即日常管理、清潔綠化、安全保衛、設備運行和維護，也增加了新的管理內容，如固定資產管理（設備運轉狀態記錄及維護、檢修的預告，定期通知設備維護及開列設備保養工作單，設備的檔案管理等）、租賃業務管理、租務管理，同時賦予日常管理、安全保衛、設備運行和維護新的管理內容和方式（如水、電、煤氣遠程抄表等）。