时间:2023-01-03 23:09:29
序论:速发表网结合其深厚的文秘经验,特别为您筛选了11篇自动化技术设计论文范文。如果您需要更多原创资料,欢迎随时与我们的客服老师联系,希望您能从中汲取灵感和知识!
1.现代化的设计方式
设计师的思维能够利用动画技术来加以呈现。例如,在大型的建筑项目设计中,首先就应该对建筑的功能进行平面设计,包括建筑的剖面以及立面等,再使用数字动画技术对建筑的内部、外部、视觉效果等进行设计,以实现建筑的构思。在动画制作的过程中,其实也就是设计者思维的一种实际体现,以直观的动画方式,方便于设计者创作和构思,这就建立了现代化的建筑方式。
2.良好的展示平台
数字动画技术直观的反映了建筑空间的整体效果,体现了建筑内部空间和外部环境,对建筑中的各个功能设计联系加以明确,为设计师的设计提供了基础。通过数字动画技术应用到建筑设计中建立了灵活、方便的建筑设计以及平台。
3.现代化的营销模式的建立
在销售建筑的过程中,传统的销售是以制作大型建筑沙盘模型展示给客户看的,但是这种销售模式的成本较高,而且占据的空间也很大。相比之下,建筑动画可以真实的模拟建筑环境,从动画中体会到建筑的空间环境,推动客户快速做出决定。建筑动画其实也是一种广告的形式,能够以电视和网络的形式进行宣传。数字动画技术尽管通过3Dstudio软件完成以上功能,但是还应该掌握其关键技术:第一,在三维动画建模时,有的物体的形状较为特色,需要钻孔、削边等处理,这样就要对这些物体进行粘贴和做交集运算。因为使用的CAD软件中是由点组成线和线组成面的,在运算交集时,就会可能出现切割失败等问题。因此,在建模时就要特别重视刀子和切割物体的位置。第二,材质的制作和选择。3DS给予了丰富的材质库,不过在具体的配色中还要对一些具体的颜色进行额外的制作。在选择材质时,要从物体的透明性上来选择,不然就会导致着色后会看得清楚里面物体的轮廓,影响效果。第三,动画的编辑。对于已经生成的动画片,应该把动画分解成一张张的图片,在图像处理软件中对这些图片进行编辑和修改。反之,也可以把图片合成动画片段。第四,画中画的实现:为了实现动画中的一些动作,就要从不同的角度进行观察。可以在同一个屏幕上显示多个画面。例如,在设置场面时使用投影机再配合文字说明把动画投影到模建筑模型表面,实现画中画的效果。
二、数字动画对建筑设计的意义
实现建筑动画是数字动画技术的一个表现方向,即建筑三维动画。通过使用动画虚拟数码技术结合电影的方式,根据房地产的建筑、园林等设计图纸把建筑的外观和室内的结构等今后建成的场景提前展示给人们看,拓宽了人们的事业,而且能提前享受美好的家园生活。通过数字动画技术实现建筑设计的动画化,以全方位的镜头观察,逼真的展现了建筑整体的形象,能够拍到相机所不能拍到的镜头,把设计者的思想和艺术形象展现出来。建筑设计中利用动画技术时可视化的建筑设计是一种重要的表现手段。通过建筑物动画,在其设计的最初阶段就能够通过可视和动态的方式来展示建筑物的地理环境、外貌、附属设施等,让人们提前感受这美妙的情境。因此,数字动画技术也已经成为了建筑设计方案的效果展示、投标以及论证的有力工具,在建设设计业、房地产等利于有着良好的应用前景。而由数字动画技术制作的建筑物三维动画画面,压缩比高,能够以真彩色和大幅面细腻的展现出建筑物的造型和内部效果、材料质感、光照环境等等。几乎可以“以假乱真”。
市场类型是多种多样的,随着商品经济的发展,市场上的各种局面越来越丰富多彩。建筑设计市场作为一个持续发展且与人民生活紧密联系的地产市场,凭借着其高含量的技术不断增值。传统的建筑设计通常都是通过平面和静态效果图展现的。而数字动画技术的应用则使得建筑设计以三维图动画的形态立体和动态的表现了建筑设计。同平面设计相比,建筑动画有了更多的时间和空间概念。不仅仅是基于平面设计法则,更多的是依据艺术的规律拓展了更广阔的表现天地。建筑动画能够从多个角度反映设计师的设计理念,让人有身临其境的感觉,在建筑动画艺术氛围中实现观众和设计者的心灵上的共鸣。对于那么还没有实现甚至是没有准备的项目,客户能够提前领略到精彩实施后的结果。当今,通过多媒体传播的数字时代,数字动画技术在建筑设计中的应用效果是平面建筑设计无法比拟的。作为一个新兴的艺术技术,数字动画技术对建筑设计市场发展具有重要的意义。
三、数字动画技术建筑设计中的实际应用
1.制作模型建筑
一般使用AutoCAD来制作建筑模型,首先要把不同的图层进行分离,然后绘制建筑的平面文件,再把结果导入到3DSMAX的软件中去,在经过挤压以及放样等处理后建立建筑的三维模型,最后进行整合成为完整的场景。在模型的制作过程中还要对灯光加以布置,灯光的布置要能够使得亮度均匀,而且要去除阴影,去掉动态的光线反射,减少环境因素对于建筑的影响,以提供清晰明亮的建筑整体效果。
2.动画设置
在完成建筑的模型的制作后,就可以到动画模型的制作中。在不同的关键帧中使用变形、位移等工具实现爬模模型的建立。单个建筑模型的动画制作要规范,要和实际的施工情况相符合,而且多个模型动画要保持位置准确,根据先后顺序排列。在摄像机动画制作之前,应该先了解摄像机体现的重点,提前设计好摄像机的路线、镜头的拉伸和移动等等,表现动画的主题。在制作摄像机动画时,切不可出现抖动和镜头中断的现象,要进行自然地过渡。图四是某建筑动画的静帧效果图。
3.动画输出
在建筑动画设计中的输出动画阶段其实际就是摄像机拍摄的视图进行渲染的过程。建筑的最终效果图是展现建筑成果的方式,同虚拟现实技术相比,渲染技术的更为的精细,而且还能够对建筑的最终结果进行再现,更具有真实感。在渲染前要对建设好的模型进行环境的温完善和布置,调整相关的参数,实现渲染的最佳效果。对于建筑动画的输出,可从以下几个方面进行。
光源:在建筑动画设计的光源问题上要根据不同的场景以及建筑的角度选择不同角度的光源,并且对光源的位置加以调整,以达到光源位置的最佳设置。
材质:在选择建筑的材质时可通过设置坐标的方法,对建筑环境的光源、透明度、折射等的参数加以设置,给予建筑材质纹理。在这个过程中,设置的材质也可以利用修改工具进行后期的修改或者调整。
视点和相机:在数字动画设计和渲染的过程中,为了提高展示的效果,利于设计师进行修改以及相关人员的观察,在制作和渲染动画的过程中,可设置动画的观察角度,进行综合考虑,在最佳的地点设置视点,提出要渲染的建筑主体,通过关注环境场景和整体的效果来为最后的动画效果典型构图基础。
配景:完成建筑的渲染图后,要加入一些配景,诸如人、车辆以及标志牌等等,以更好的达到逼真的效果。数字动画技术软件中的配景图片可以根据实际的比例进行缩放,插入到渲染图中去,实现仿真效果。
2我国机械设计制造自动化技术发展的现状分析
机械设计制造以及实现工业生产的自动化需要做很多的准备工作,其中包括要拥有良好的产品设计模块、保证产品的加工具有系统性、对于产品的销售要具有规划和策略,同时对现有机械制造体系进行整体的改造和完善,保证行业能够具有一定的竞争力,在国际竞争市场中可以站稳脚步。机械设计制造以及自动化的实现离不开先进技术的支持,对于发达国家而言该技术已经较为成熟,但我国目前能处于发展阶段,相应的技术体系还需要进一步完善。针对我国目前机械制造及自动化工业发展的实际情况而言,我国一直都在加强对其的研究力度,具体的来说,CIMS技术在我国的应用越来越为广泛,我国目前建有很多关于该技术的实验室,并且通过一定的实际操作对该技术体系不断进行改良和完善,我国先后开展了很多关于CIMS技术的研究项目,对CIMS工程软件不断进行更新,优化。机械设计制造行业与IMS软件有着很大的联系,可以说二者相互影响,相互制约,因为会涉及到企业产品设计自动化的实现,工艺设计自动化的实现。加强对制造业质量技术的改善,建立良好的信息数据库,可以为我国机械制造行业经济的发展增加源源不断的动力。目前我国仍有许多机械制造企业的管理信息系统存在很多缺陷,导致先进的CAD技术不能与企业的机械制造相融合,最总导致企业的自动化生产水平不高,数控机床技术的广泛应用,制造行业的技术和设备也需要进行一场巨大的更新。二十一世纪是信息时代,也是机械制造领域需要大跨步的时代,一方面给我国国名经济的发展带来了巨大的机遇,另一方面也对我国机械制造行业的发展带来了巨大的冲击,因为我国机械制造领域的自动化水平与西方发达国家相比较仍有一定的差距,如果不能够改变成产技术落后,制备工艺落后的现状,则会对我国工业的国际市场竞争力带来极其不良的影响。可以说实现全球化、科学化、自动化等模式是我国机械设计制造领域发展的必然趋势。
3关于机械设计制造及其自动化技术应用环节的多元化分析
3.1机械设计制造及其自动化技术的应用趋势
为了保证我国机械制造企业的长期发展,落实好基础环节的自动化模块是非常必要的,从而进行机械加工体系的健全,进行可编程控制器、工业机器人的有效应用,立足于我国经济的发展情况,进行制造业基础工作体系的健全,实现其内部各个环节的协调,以应对机械设计及其制造的国际化潮流。在当今国际科技应用背景下,进行先进性的制造技术的应用是必要的,这涉及到机械制造自动化技术、信息技术、传感技术等的应用,保证现代系统管理体系的健全,积极做好相关的生产组织管理工作,进行高新技术的普及,让制造及其自动化技术真正实现其系统性、整体性,从而保证我国制造业国际竞争力的提升。这对于机械制造成本提出了更高的要求,其产品开发模块、工艺设计模块、加工制造模块等面临着巨大的挑战。如何做好机械制造体系的整体性应用工作,这是当下制造业发展所必须要解决的问题。机械制造业的市场竞争核心,就是生产率的提升,保证其市场全球化的拓展,进行劳动生产率提升,进行生产成本的控制,保证其制造成本、制造质量等的优化,这离不开对先进机械制造及其自动化技术的更新。
2采矿机械装备中的自动化技术
近年以来,我国的采煤装备以及技术等各方面都有了很好的发展,同时采煤机械设备的自动化技术也取得了较大的发展。2.1液压支架中的电液控制系统液压支架电液控制系统方面的功能主要有支架的自降功能、自动推移刮板输送机、自动化跟机作业、远程操作作业等等,并且液压支架的电液控制系统已经完全摆托了对进口的依赖,实现了国产化。国内有很多液压支架电液控制系统的研究单位,主要分布在北京、河南、山西、广东等地,其中北京是主要的分布范围。2.2智能型采矿机的自动化控制智能型采矿机已经基本实现了记忆割煤、检测采煤位置、摇臂调高控制以及机身水平测试等等功能。国内的采矿机厂家有很多,都实现了挖矿机的这一重要功能。2.3刮板输送机中的自动化技术刮板式输送机的自动化功能不仅仅包括减速器、温度测试,还有电机的降压启动、链条张力检测以及破碎机自动推移等等。刮板式输送机的自动化技术在国内多家成套装备供应商家那里已经取得了突破,“三机”控制系统已经实现国产化。目前,多家公司组织专门的技术研究人员参与自动化控制方面的研究,并将无线、视频、音频等手段应用于输送机的自动化控制,致力于实现“无人跟机作业,有人安全值守”的理念。
3与国外先进机械设备对比
不可否认,我国自主研发的电牵引采煤机、液压支架、刮板式以及带式输送设备等都具有很强的技术实力,即使是在国外,也是有很强的竞争力的。但是,我国目前的煤矿开采机械设备同国外的相比仍有很多不足之处,主要体现在可靠性、安全性、智能化、信息化、自动化等方面,这些都是我国需要进一步提高的方面。3.1液压支架国产的液压支架主要是在材料、元部件、高级控制方面输与国外高端产品,而中国的液压支架的全自动控制系统还处在刚刚起步的阶段,更不要说与外国先进设备一较高下了。3.2采煤机国产的采煤机主要是在智能化功能方面弱于国外高端采煤机。如记忆割煤、远程遥控等等方面。要想取得长远的进步,必须在已有技术的基础上,借鉴国外的先进技术,同时也要有自己自主创新的过程。3.3输送机与国外高端输送机相比,国内的刮板式输送机主要是在自动伸缩机头以及在线故障诊断等方面存在着不足之处;对于带式输送机,主要是在动态分析、自控张紧技术等方面属于国外。3.4自动化技术在自动化技术以及设备的自动化方面,国内的科研单位在三维检测、自动找直等方面弱于国外技术。另外,我国的采煤设备,主要是以单机控制为主,缺乏联动控制;缺乏运输设备智能的一体化控制等等。
4我国采煤机械设备以及技术的发展方向
要想实现我国采煤技术以及开采机械设备的真正独立,必须要依靠自主创新,以期能够实现即使是在极其恶劣的情况下,也能安全信息传输、煤岩识别以及对安全的感知等等;形成一套依靠视频、音频、感知等手段的集检测、控制于一体的智能控制装备。通过对自动化技术的运用,将我国现有的液压支架、电牵引采煤机、刮板式输送机、带式输送机等有机地结合起来,全面提升我国采煤机械装备以及自动化技术的现有水平。努力为我国参与世界竞争创造条件。
中图分类号:TD5 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)11(a)-0045-01
对胶带机运输系统的集中控制及其相关问题进行研究与阐释,不仅事关胶带机使用效率的正常发挥,而且也事关矿山企业生产效率的提高。因此,有必要结合现有胶带机运输系统的集中控制实践,根据企业的生产需求与相关的自动化技术的发展,对其现存的问题进行科学地分析与客观地说明。从而提高胶带机运输系统的使用效率,推动胶带机运输系统的自动化水平。
1 胶带机运输系统的研究现状
1.1 分析现状的资料准备
为了充分地了解胶带机运输系统集中控制的研究现状,通过以下的方法来搜集相关的研究资料。首先,在知网上,以“胶带机运输系统”和“集中控制”为关键词进行相关的论文搜索。然后再针对搜索的结果,以论文刊发期刊的质量为标准,特别是核心期刊所载的论文更是研究分析的重点资料。其次,在此基础上,又以“下载”次数为标准,选择一批重点论文作为研究资料。因为知网上所统计的论文下载次数,不仅可以再现研究者关注的焦点所在,而且还能表明相关论文所阐释问题的影响力。
1.2 研究现状的具体分析
下边简单列举相关的研究论文:廉建国发表于《煤碳学报》的、名为《影响胶带机运输系统效率的因素探索》的文章,下载次数达到了106次;付征耀、罗福盛发表于《钢铁技术》的、名为《胶带机通廊系统钢结构设计》的文章,下载次数已达到了80多次;特别是2012年来源于会议数据库的、单福友的文章《胶带运输系统控制技术研究与应用》一文,更是大家关注的焦点。再如,郝榕、谭得健、王树胜、费运河的、名为《井下胶带机运输地面集中控制系统的应用》以及田刚发表于《电子世界》的文章《煤矿胶带机PLC集中控制系统的设计研究》一文。
虽然,在此不能穷尽我们为了分析胶带机运输系统集中控制的研究现状所阅读的各篇论文,但是,从上边简单的列举中,却可以发现这样的问题:首先,胶带机运输系统的集中控制的研究,必然要涉及到整个系统的各个环节。特别是从表面上看,《胶带机通廊系统钢结构设计》一文似乎与对胶带机运输系统的集中控制无关,但是,作为对胶带机运输系统集中控制产生重要影响的环境问题,也不容在具体的集中控制研究中所忽视。其次,作为一种集中控制研究,对胶带机运输系统的集中控制研究,必然要考虑到最后集中控制系统的运行效率问题。如何提高系统的运行效率,只有在设计之初对其就给予关注,才是最佳的解决办法。最后,胶带机运输系统的集中控制研究,其核心问题是相关的技术研究。就如《胶带运输系统控制技术研究与应用》、《煤矿胶带机PLC集中控制系统的设计研究》这几篇文章所涉及的问题一样,如何把具体的技术应用于集中控制实践是研究者在技术层面研究的重点。
2 胶带机运输系统的集中控制研究
2.1 研究思路
通过上边的研究现状分析,可以看出,在目前的胶带机运输系统集中控制的研究主要涉及到两个层面的研究问题。即,从技术的层面上讲,涉及到某一技术或者说某自动化研究成果的具体运用,如PLC集中控制系统的设计应用问题;从研究的思路层面讲,或者说从整个胶带机运输系统的集中控制所涉及的具体问题出发,探讨相关的问题。如影响控制系统效率问题的分析,保证整个控制系统正常运行所需要的外部环境问题。前者可以称作是微观层面的研究,后者可以称为宏观层面的研究。然而无论是宏观层面的研究,还是微观层面的分析,都是研究胶带机运输系统集中控制的关键。
2.2 研究的核心问题分析
结合上边的分析,下边从宏观的层面,对胶带机运输系统的集中控制研究的核心问题进行逐一的阐释和分析。
(1)胶带机运输系统的集中控制所需要的研究问题可以简单地分为两类。一类是集中控制正常运行所需要的技术问题。包括整个运输系统每一个组成部分所需要的技术问题和整个集中控制所需要的技术问题。换而言之,在这个集中的控制中,需要根据每一个组成部分的运行特点,进行相关的技术设计。如,针对控制单元的技术设计、针对信息传送网络的通讯技术,特别是对于远程集中控制而言,通讯技术更为关键。再如,针对集中控制中心而言,面对众多的仪器、设备,研究者更需要相关的技术作为保障。其次,胶带机运输系统的集中控制还涉及针对故障处理的技术问题。特别是系统对故障的发现能力,直接关系到整个集中控制系统的运行效率和安全保障。
(2)胶带机运输系统的集中控制的相关研究还要涉及到具体的企业生产环境。这一点思考,是阅读《影响胶带机运输系统效率的因素探索》的感悟。生产者之所以要对在相关的生产中运用胶带机,之所以在运用的基础上还在实现对其整个运输系统进行集中控制,目的是非常的明确,即,提高工作效率。然而,胶带机运输系统的运用过程中,究竟有哪些因素会对其集中控制产生影响,这是设计中必须关注的问题。否则,即使你的设计再科学、再高效,也会在具体的运用实践中达不到其最初的设计目的。因此,研究者还要在具体的设计与运用中,考虑到胶带机使用企业的具体生产环境以及其员工的素质。一句话,企业的生产环境也是集中控制研究中必须考虑的核心问题。
总之,胶带机运输系统的集中控制有许多问题值得每一位研究分析和研究。这些问题,不仅是其技术层面的问题,也有研究者对现有胶带机运输系统的集中控制实践进行反思得出的宏观分析。特别是后者,它更能为技术层面的更新提供参考的依据。
参考文献
实践教学体系,是培养电气工程人员的关键环节,本文对这方面的内容做了粗浅的探讨。
1 实践教学体系建立的目标及基本要求
1.1 目标实践教学体系建立的目标是培养德智体全面发展的,能适应社会主义现代化建设需要,具有电力系统及其自动化、继电保护及自动化、电气技术、计算机应用等方面的基本理论素质、专业基本知识和较高综合素质的复合型高级工程技术人才。毕业生能在电力部门、科研院所、国民经济管理部门、工矿企业等单位从事与电气工程有关的系统运行与维护、自动控制、电力电子技术、信息处理、实验分析以及电子与计算机应用等工作一线的应用型高级技术人才。
1.2 要求根据专业培养的目标,本专业学生必须具有以下能力:
1.2.1 具有较扎实的数学、物理等基础知识,具有良好的人文社会和管理科学基础及外语综合能力。
1.2.2 系统地掌握本专业领域必需的较宽的技术基础理论知识,主要包括电工理论、电子技术、信息处理、控制理论、计算机软硬件基本原理与应用等。
1.2.3 获得较好的工程实践训练,具有较熟练的计算机应用能力。
1.2.4 了解本专业学科前沿的发展趋势。
1.2.5 具有较强的工作适应能力,具备一定的科学研究、科技开发和组织管理的实际工作能力。
2 实验、实践教学的安排
通过对电气工程及其自动化专业培养要求的分析,并考虑学院所在地区大量水电站的修建及工业园区的兴建对电气专业人才的需求情况,对西昌学院电气工程及其自动化专业的实践教学环节几经修改,最后的专业实验、实践教学的课程安排如下:大学一年级除了公共实验课以外,专业实践课有大学物理实验、电路原理实验;大学二年级的实验、实践课程有:电路原理实验、计算机辅助设计上机练习、数字电子技术实验、电机实验;大学三年级的实验、实践课程有:PLC实验、PLC设计、微机原理实验、运动技术设计系统、继电保护课程设计、发电厂实习、单片机控制实验、专业英语读写训练、数值计算方法上机实验、项目管理案列分析、自动检测技术设计;大学四年级的实验、实践课程有:变电站(所)实习、生产实习、计算机仿真技术上机练习、电力市场调查毕业实习、毕业(论文)设计。 3 科学合理性的分析
3.1 形成模块化、系统化的教学体系整个教学体系分为三个模块,为公共实践必修课、专业实践必修课、专业实践选修课。这三个模块之间相互联系,应用于某个学科方向或学科方向的分支形成体系和系统,使实践教学的内容从相对独立到学科融合,使学生从单门课程、系列课程到专业方向的实验,由点到线、由线成面、由面建体,逐步的、分层次的、全方位培养实践能力和创新意识[1]。如学生将专业实践必修课中的数电模电与专业实践必修课中的单片机和自动检测技术这几门课程相互联系起来就能向计算机控制技术发展。
3.2 分层次提高学生的实践能力一年级为公共基础实验训练阶段,如外语视听、计算机上机、体育、社会实践等,还有专业实践如普通物理学实验,大学物理实验是学生进入大学后接受系统实验方法和实验技能训练的开端,是对学生进行科学实验基本训练的重要基础。二年级为专业基础或专业技术基础实验训练阶段,如模拟电子技术实验,数字电子技术实验,这些实验使学生掌握了基本电路参数测量方法,常用电子仪器使用方法以及中、小规模数字集成电路使用方法。三年级为学科专业主修及专题设计性实践训练阶段,如PLC实验和设计,继电保护课程设计,同时还安排学生到发电厂实习,使学生进一步了解、熟悉专业知识及其在发电厂的应用,培养学生学习专业知识的兴趣,使学生树立专业思想。四年级为专业综合能力,安排学生毕业实习,将前三年学的理论知识和实践相结合,将各门课程相结合最后进行毕业设计。培养了学生的创新精神和创新能力,提高学生的工程设计和综合应用素质。各教学层次均有课程实验教学,实践教学环节从基础到专业、自底向上可形成体系,从单一实验到综合实践环节,分模块、成系统的培养学生的实践能力,使学生从进校开始就接受由易到难、由简到繁、由浅入深的实践训练。
3.3 增加实践教学的比例在教学计划的编制中,落实《西昌学院本科学分制实施办法》中实践教学模块学分不低于三分之一的总体要求,充分体现了应用型人才培养目标,达到培养服务于地方经济和社会发展需要的应用型高级技术人才。
3.4 其他强弱电结合能,强电包括了电机、继电器等,弱电包括了单片机、自动检测技术等,他们的结合能向控制方向发展;电工技术与电子技术结合向电力电子方面发展;软件与硬件结合;元件与系统相结合。专业宽,既具有电气工程方面的专业知识和技能,又有自动化和信息技术方面的基础知识和基本技能,可以使学生受到电工电子、信息控制及计算机技术方面的基本训练。
从培养具有创新能力的应用型人才目标出发,根据“电力电子技术”课程的特点,建立起如图1所示的“电力电子技术”课程实践教学体系。实践教学体系以培养学生的创新能力和实践能力为核心,涵盖课程实验、课程设计、学生科研、教师科研四个方面。在培养体系中,课程实验是基础阶段,课程设计是提高阶段,学生科研和教师科研是升华阶段。下面对体系的四个组成部分予以分别介绍。
1“.电力电子技术”课程实验
课程实验是整个体系的基础阶段,是培养学生创新能力和实践能力的最起码的条件。课程实验包括验证性实验、设计性实验和研究性实验,主要是锻炼学生应用所学的电力电子理论知识验证电力电子主电路、触发电路与控制电路的工作原理、综合应用电力电子技术设计、电力电子电路等方面的能力,使学生具备初步的电力电子技术实验能力。为了更好地锻炼学生的创新能力和实践能力,我们采取的措施一是在实验项目中增加设计性实验项目的比例,使其达到50%,二是大胆尝试研究性实验教学方法。研究性实验教学根据“电力电子技术”课程教学大纲要求,根据课程实验课时要求,让学生完成规定的研究性实验项目。研究性实验项目跟一般的验证性实验项目相比有着本质的区别,着重锻炼学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,达到培养学生创新能力和实践能力的目的。研究性实验项目可以单独完成,也可以和其他学生组成小组共同完成。完成后必须撰写实验研究报告并答辩。
2“.电力电子技术”课程设计
课程设计是实践教学体系的提高阶段,主要是锻炼学生在课程实验的基础上综合应用所学的电力电子技术设计某种实际的电力电子应用电路(电力电子装置)或驱动电路、控制电路。设计内容包括电路拓扑结构的选择、功率开关器件的选型与参数计算、控制电路设计、驱动电路设计和保护电路设计等,为将来从事电力电子装置的研究和开发奠定基础。根据需要,我们给学生课程设计的题目也基本上归纳为主电路(含整流电路、斩波电路、交流电力控制与交变频电路、逆变电路)设计及器件选型与参数计算、PWM控制电路设计、驱动电路设计和保护电路设计,同时要求学生能熟练应用PSIM和MATLAB等仿真软件对所设计的电力电子主电路、控制电路和保护电路进行仿真分析。通过课程设计让学生具备“方案论证—理论分析—仿真分析—参数计算—器件选型—实验验证”的电力电子装置设计能力。
3“.电力电子技术”学生科研
学生科研就是积极鼓励学生申报电力电子技术类科研课题,带着问题去学习、去探索,锻炼学生的文献查阅能力、应用电力电子技术解决实际问题的能力等,从理论和实践两个方面全面提升学生的实践能力和创新能力。学生科研的主要途径就是申报各级各类大学生科研项目,如湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目、邵阳学院学生科研项目等。我们鼓励并资助大学生开展研究性学习和创新性实验计划项目,从项目的实施与管理、资助条件与项目申报、项目结题与奖励等几个方面对大学生申报项目进行管理。到目前为止,电气工程及其自动化专业学生已获得湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目4项、获得校级大学生科研立项项目2项。这些项目均以电力电子装置的设计与实验为研究内容。通过这些项目的研究,学生发表学术论文8篇、获得软件著作权3项。
4“.电力电子技术”教师科研
除了学生自己申报各级大学生研究性学习和创新性实验计划项目外,同时积极引导学生参与教师与电力电子技术相关的科研课题,进一步培养学生的创新意识和创新能力。在锻炼创新能力和实践动手能力的过程当中,要结合学生具体的研究课题进行专题培训。主要是让学生通过阅读相关专著、文献等掌握所研究课题的发展情况及最新进展。目前,学生已经参与到湖南省自然科学基金项目“基于VSI-SPWM结构的综合电能质量调节器关键技术研究”、湖南省教育厅优秀青年项目“基于并联补偿的配电网电能质量控制技术研究”等多项电力电子研究课题当中,学生的毕业设计课题、申报的科研项目也大都与教师的科研课题相关。
二、“电力电子技术”课程实践教学体系的成效
中图分类号:TP317.1 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)07-0187-02
1 研究背景
随着科技的发展,传统的办公室工作方式已不再适应雪崩式的信息增长,这造成了高校对信息的更大依赖性和信息需求的迫切性。简单的说,办公自动化通过因特网技术,利用先进的科学技术,使办公人员方便快捷地共享信息,高效地协同工作,改变过去复杂、低效的手工办公方式,为高校管理知识资源提供了良好的平台,将办公活动中的信息共享、校园管理等进行重新整合,可以让用户在不同时间不同地点进行办公,提高办公的效率及决策能力[1]。
办公自动化经历了三个阶段[2],从办公自动化的出现,利用办公软件、办公设备,将各类文件数字化处理,对文件进行各类编辑操作,以提高工作效率;到协作性办公自动化的发展,利用办公自动化系统来完成文档的传阅与审核等协作性工作;到办公自动化系统的协作与知识的大力发展,在完成了办公的协作的同时,提供信息辅助领导的决策,达到提高效率和协同办公的效果,最后实现决策效能的目标。通过建立内部可以方便快捷通信的平台,校园内部信息,完成工作流程自动化、文档管理自动化及资产管理、会议管理等辅助办公。
2 相关开发技术
毕节学院办公自动化系统的设计与开发中主要是基于B/S(浏览器/服务器)开发模式,用到的技术有、数据库、工作流。
技术提供了统一的Web开发模型,无缝使用所见即所得的HTML编辑器和其他编程工具[3],在这个系统开发中,采用技术设计的页面在用户访问时只需进行一次编译,而为技术提供了巨大的帮助,如包含的DataGrid等数据库元件可以和数据库进行直接联系。并且技术采用了一种“Code.Behind”(代码后)的新型代码编写方式,可以使程序编写的工作变得更加简单,所设计的程序结构也更加清晰与合理,极大提高了系统的性能和安全性。
SQL Server 2005是一个完全支持WEB的数据库产品,提供了对可扩展标记语言(XML)的核心支持,以及在Internet上和防火墙外进行查询的能力。从数据管理和分析角度看,将原始数据转化为商业智能和文化娱乐活动析利用Web带来的机会非常重要[4]。
工作流技术(Workflow)就是工作流程的计算模型,即将工作流程中的工作如何前后组织在一起的逻辑和规则在计算机以恰当的模型进行表示,并对其实施计算[5]。工作流解决的主要问题是:为实现某个业务目标,在多个参与者之间,利用计算机,按某种预定规则自动传递文档、信息或是任务。
B/S结构(Browser/Server,浏览器/服务器模式),是随着WEB的兴起在C/S结构的基础上进行改进的一种网络结构模式。B/S结构最大的优点就是运行维护比较简便,能实现移动办公,并且维护和升级简便,成本降低,安全可靠。
3 毕节学院办公自动化系统设计
3.1 系统结构模块设计 本系统主要包括以下五个功能模块:个人办公,公共信息,组织管理,公文流转,权限管理。
功能模块设计的具体说明:
3.1.1 个人办公 我的办公桌可以链接到每个功能模块,公布最新消息让登陆用户查看;我的便签模块实现添加便签、修改便签、删除便签、查看便签等功能;通信录模块能够添加、删除、修改、浏览和查询通信信息。
3.1.2 公共信息 授权登陆用户能够、删除和修改公共信息,而普通登陆用户只能够查看公共信息。
3.1.3 组织管理 组织管理的设计首先选择要采用的组织架构。组织架构的形式可以分为:集权型组织架构、职能型组织架构、混合型组织架构和网状型组织架构。
在办公自动化系统我们选择职能型的组织架构,机构下可以挂子机构也可以挂员工。机构设计为树型结构。
3.1.4 公文流转 在这个功能模块中,我们将使用工作流引擎JBPM。利用JBPM的流程设计器设计流程,授权登陆用户能够上传流程文件、流程图片,删除流程,普通登陆用户能够查看流程定义文件、图片,审批公文,查看待审批公文、公文审批历史等。
3.1.5 权限管理 通过权限管理,能够设置不同用户的访问权限,而且要控制到CRUD(增删改查)的操作级别。可以单独对用户授权,也可以统一授权。
3.2 系统安全性设计
3.2.1 数据库安全需求 由于本系统是面向Internet开放的,所以说数据库的安全是非常重要的。为了确保数据库的安全可靠,本系统将应用服务器和WEB服务器以及数据库服务器分开隔离。将应用服务器和数据库服务器安置在第二级防火墙的内部网络上,这样用户就无法直接访问到网站数据库。对于数据库本身,还需要设定好用户密码级别和用户权限。数据库的备份和恢复是必不可少的一份工作,备份和恢复对于维护数据库十分重要。在面对系统故障造成数据丢失或损坏时,可以通过备份的数据库快速地恢复数据,可以有效地减少或者减免损失。
3.2.2 网络安全需求 网络安全是指网络系统的硬件和软件以及系统中的数据信息受到保护,不因意外或者人为恶意的破坏,系统能连续正常地运行,网络服务不中止。网络安全不仅仅包括网络安全产品,是一个比较复杂的系统工程。具体到某一个网站上还涉及到它的功能和需求以及与之相配套的安全策略。从网络安全产品的多种多样,除了防火墙外,还包括安全评估系统、入侵检测系统、和防病毒产品等等。而每一种安全产品都是构建在一种或几种安全技术之上的[6,7]。
3.3 工作流引擎的系统结构的设计 本论文设计的工作流引擎被划分为了两个功能子系统:Executor和 Monitor.Executor实现了绝大多数的复杂工作流程的流转功能,该部分不仅要完成流转这一基本功能,还牵涉到工作流实体对象的持久化,工作流事务等方面。Monitor主要判断是否有超时的过程实例或者节点实例存在,但Monitor不对发现的超时对象进行处理,而是采用消息通信的方式,通过引擎消息队列通知Executor来处理这些超时的对象[8,9]。
参考文献:
[1]冯栋.浅谈高等院校办公自动化系统构建的必要性[J].电脑学习,2010年8月.
[2]盛宇华,朱晓锋.企业办公自动化管理系统[M].科学出版社,2004年7月.
[3]汪维清主编 Web程序设计与应用[M].清华大学出版社,2011:08.
[4]王能斌.数据库系统原理[M].北京:电子工业出版社,2010.
[5]傅勇,王儿珍.工作流技术在办公自动化系统中的应用研究[J].小型微型计算机系统,2001,6.
[6]元春欣,江建慧主编.安全关键计算机系统[M].中国铁道出版社,2003.
电气自动化课程一般都开设《自动控制原理》等关于电气自动化技术基础方面的课程, 课程内容除了一些有关自动化系统的基础理论外,其课程中所讲述的电气自动化技术、装置与器件,大多数都与当前工业现场使用的技术、装置与器件有脱节。显然,这样的教学,无论是内容、方法及水平、都已大大落后于技术的发展,脱离了职业岗位的需求。深化校企合作,创新人才培养模式,紧密结合产业发展,深化课程体系和课程内容改革,在办学过程中,电气自动化专业逐步构建起了“校企融合、能力递进”的工学结合人才培养模式。以“工学结合”的模式校企共同培养本专业自动化生产设备应用方向的学生。既突出岗位技能,又注重人文素质培养。学生综合素质高,专业技能强,从而受到用人单位的普遍欢迎。
根据本地区经济与社会发展对高技能专门人才的实际需求,基于电气自动化专业岗位典型工作任务,以能力培养为主线,将中(高)级维修电工、可编程控制系统设计师、机电一体化工等职业资格认证课程内容融入到专业课程体系。构建以电气控制系统的运行维护及技术改造;自动化生产线的组装与调试、维护和维修及电子线路的设计与维修等3大能力培养为主线的课程体系。有专业指导委员会对人才培养目标进行恰当的定位;根据培养目标,设计培养规格;根据培养目标与培养规格制定人才培养方案,人才培养方案拥有科学的理论、实践教学有机整合的模块化课程体系。 根据培养目标、培养规格与培养方案,以校内、校外实习实训基地为载体,采用“任务驱动、实境育人”的人才培养模式,采用“项目引导”、“任务驱动”、“学训交替”等多种工学结合适合职业教育目标的课程组织模式。通过毕业生的社会反馈,毕业生适应本地区社会经济发展的需求。
电气自动化技术课程的设置主要有两种方法,一是在保持原来开设的电气自动化基础课程基础上,将当前通用的电气自动化技术插入到传统技术课程中,如将 PLC技术或变频调速技术穿插到电机控制、接触器/继电器控制等技术中,以解决电气自动化技术课程不足的问题。二是单独开设自动控制原理、传感器、PLC、单片机技术、电力电子技术、变频调速技术、供配电技术、工业网络、组态技术等都课程,由于信息技术和计算机技术在电气自动化领域中的应用日益广泛,要求我们必须改革原有课程体系中陈旧的内容,并根据自动化技术的发展增加新的教学内容。
强调以素质教育为核心的“基础+专业”结构本科人才培养模式,随着教学改革新形势的不断变化而变化。学校制定和修订人才培养计划,要贯彻党的教育方针,遵循高等教育教学基本规律,主动适应社会、经济、文化和科技发展对人才培养的需要。固化学校已经取得的教育教学研究成果,借鉴、吸收外校教学改革的成功经验,体现学校定位和人才培养目标,反映学校办学特色。坚持知识、能力、素质协调发展和综合提高,使学生得到全面发展。坚持整体优化,科学地处理好各教学环节之间的关系;坚持共性与个性的充分结合,因材施教,促进学生个性发展;突出人才培养特色,满足行业发展需求,构建适应未来社会发展以及终身教育需求的知识结构、能力结构及综合素质培养。
当前在变电所自动化领域中,智能化电气设备的发展,特别是智能开关、光电式互感器等机电一体化设备的出现,变电所自动化技术即将进入数字化新阶段。科学技术的发展是没有止境的,随着智能开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电所运行操作培训仿真等技术日趋成熟,以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用,势必对已有的变电所自动化技术产生深刻的影响,全数字化的变电所自动化系统在不远的将来将成为现实。
一、变电所自动化系统的特点
(一)一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路采用微处理器和光电技术设计,简化了常规机电式继电器及控制回路的结构,数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。换句话说,变电所二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序所代替,常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤替代。
(二)变电所内常规的二次设备,如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控制装置、远动装置、故障录波装置、电压无功控制、同期操作装置以及正在发展中的在线状态检测装置等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造,设备之间的连接全部采用高速的网络通信,二次设备不再出现常规功能装置重复的I/O现场接口,通过网络真正实现数据共享、资源其享,常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。
(三)变电所运行管理自动化系统应包括电力生产运行数据、状态记录统计无纸化;数据信息分层化、分流交换自动化;变电所运行发生故障时能即时提供故障分析报告,指出故障原因,提出故障处理意见;系统能自动发出变电所设备检修报告,即常规的变电所设备“定期检修”改变为“状态检修”。
二、变电所自动化系统的结构
在高压或超高压变电所中,保护装置、测控装置、故障录波及其他自动装置的I/O单元,如A/D变换、光隔离器件、控制操作回路等将割列出来作为智能化一次设备的一部分。反言之,智能化一次设备的数字化传感器、数字化控制回路代替了常规继电保护装置、测控等装置的I/O部分;而在中低压变电所则将保护、监控装置小型化、紧凑化,完整地安装在开关柜上,实现了变电所机电一体化设计。
数字化变电所自动化系统的结构在物理上可分为两类,即智能化的一次设备和网络化的二次设备;在逻辑结构上可分为三个层次,根据IEC6185A通信协议草案定义,这三个层次分别称为“过程层”、“间隔层”、“所控层”。
1、过程层:该层是一次设备与二次设备的结合面,或者说过程层是指智能化电气设备的智能化部分。过程层的主要功能分三类:(1)电力运行实时的电气量检测;(2)运行设备的状态参数检测;(3)操作控制执行与驱动。
(1)电力运行的实时电气量检测。
它是与传统的功能一样,主要是电流、电压、相位以及谐波分量的检测,其他电气量如有功、无功、电能量可通过间隔层的设备运算得出。与常规方式相比所不同的是传统的电磁式电流互感器、电压互感器被光电电流互感器、光电电压互感器取代;采集传统模拟量被直接采集数字量所取代,这样做的优点是抗干扰性能强,绝缘和抗饱和特性好,开关装置实现了小型化、紧凑化。
(2)运行设备的状态参数在线检测与统计。
变电所需要进行状态参数检测的设备主要有变压器、断路器、刀闸、母线、电容器、电抗器以及直流电源系统。在线检测的内容主要有温度、压力、密度、绝缘、机械特性以和工作状态等数据。
(3)操作控制的执行与驱动。
操作控制的执行与驱动包括变压器分接头调节控制,电容、电抗器投切控制,断路器、刀闸合分控制,直流电源充放电控制。过程层的控制执行与驱动大部分是被动的,即按上层控制指令而动作,比如接到间隔层保护装置的跳闸指令、电压无功控制的投切命令、对断路器的遥控开合命令等。在执行控制命令时具有智能性,能判别命令的真伪及其合理性,还能对即将进行的动作精度进行控制,能使断路器定相合闸,选相分闸,在选定的相角下实现断路器的关合和开断,要求操作时间限制在规定的参数内。例如对真空开关的同步操作要求能做到开关触头在零电压时关合,在零电流时分断等。
2、间隔层:其主要功能是:(1)汇总本间隔过程层实时数据信息;(2)实施对一次设备保护控制功能;(3)实施本间隔操作闭锁功能;(4)实施操作同期及其他控制功能;(5)对数据采集、统计运算及控制命令的发出具有优先级别的控制;(6)承上启下的通信功能,即同时高速完成与过程层及所控层的网络通信功能。必要时,上下网络接口具备双口全双工方式,以提高信息通道的冗余度,保证网络通信的可靠性。
3、所控层:其主要任务是:(1)通过两级高速网络汇总全所的实时数据信息,不断刷新实时数据库,按时登录历史数据库;(2)按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心;(3)接收调度或控制中心有关控制命令并转间隔层、过程层执行;(4)具有在线可编程的全所操作闭锁控制功能;(5)具有所内当地监控,人机联系功能,如显示、操作、打印、报警,甚至图像,声音等多媒体功能;(6)具有对间隔层、过程层诸设备的在线维护、在线组态,在线修改参数的功能;(7)具有变电所故障自动分析和操作培训功能。
三、变电所自动化系统中的网络选型
网络系统是数字化变电所自动化系统的命脉,它的可靠性与信息传输的快速性决定了系统的可用性。常规变电所自动化系统中单套保护装置的信息采集与保护算法的运行一般是在同一个CPU控制下进行的,使得同步采样、A/D转换,运算、输出控制命令整个流程快速,简捷,而全数字化的系统中信息的采样、保护算法与控制命令的形成是由网络上多个CPU协同完成的,如何控制好采样的同步和保护命令的快速输出是一个复杂问题,其最基本的条件是网络的适应性,关键技术是网络通信速度的提高和合适的通信协议的制定。
如果采用通常的现场总线技术可能不能胜任数字化变电所自动化的技术要求。目前互联网异军突起,已经进入工业自动化过程控制领域,固化OSI七层协议,速率达到100MHz的嵌入式以太网控制与接口芯片已大量出现,数字化变电所自动化系统的两级网络全部采用100MHz以太网技术是可行的。(注:OSI模型,即开放式通信系统互联参考模型(Open System Interconnection Reference Model),是国际标准化组织(ISO)提出的一个试图使各种计算机在世界范围内互连为网络的标准框架,简称OSI。)
四、变电所自动化系统发展中的主要问题
电网“黑启动”是指整个电网因故障崩溃停运后,系统全部停电,处于全“黑”状态,此时通过系统中具有自启动能力机组的启动和外来电源,带动无自启动能力的机组,逐步扩大系统的恢复范围,最终实现整个系统的恢复和正常供电。
一、黑启动原则
(一)目标要求
电力系统黑启动是指在系统全停的情况下,利用系统外电源或系统内具有自启动能力的机组逐步恢复系统正常运行的过程。电力系统恢复的总目标是在最短时间内使系统恢复带负荷的能力,具体要求有两个:尽可能地用最小启动功率启动机组;制定严格的操作票制度,实现操作步骤最少。
(二)恢复方法
一般电网全停后主要靠两种方法来恢复:从周边还有电源的系统取得电源,用来恢复本地区的电网网架和启动本地区的主要电厂;利用本电网区域内的、具有自启动能力的电厂首先启动,然后再逐步恢复系统。
(三)方案的制定
在制定黑启动方案时需考虑下列原则:路径中电压转换的次数尽量少;每个方案的路径长度尽可能短;尽量先启动离重要负荷近的机组;每个方案开关操作次数尽量少;每个方案在启动容量允许的前提下,要选择被启动机组的容量尽量大;便于主网架的快速恢复。
(四)子系统划分
针对黑启动的具体情况,黑启动时可以将电网划分成为多个子系统,各子系统内部可以同时进行黑启动操作,以加速全系统的恢复。每一个子系统都应有1个主网架,包括子系统内的黑启动电源、主要电厂、枢纽变电站和重要负荷。子系统划分原则如下:根据电网结构特点和黑启动电源所在的地理位置合理划分子系统;各子系统至少有1个黑启动电源并具有较好的调频调压手段;各子系统应具有明确可靠的同期并列点,子系统之间具有的合环点需要明确。
(五)电源电厂的选择
选择黑启动电源的电厂时应遵循下列原则:尽量选择调节性能好的、启动速度快、具备进相运行能力的机组;优先选用直调电厂作为启动电源,其次选用用户电源;尽量选择接入较高电压等级的电厂;有利于快速恢复其他电源的电厂;距离负荷中心近的电厂。
(六)恢复过程
黑启动中可以把恢复过程分为三个阶段:形成独立的子系统;各子系统的并列与合环;负荷的恢复,最终电网全面恢复正常运行。
二、负荷恢复中的注意事项
第一,黑启动过程中,应当按照负荷的重要等级,并考虑电网的稳定及恢复速度有序恢复,在负荷恢复的过程中,系统频率应控制在49. 5~50. 5 Hz 之间。在调度操作方案中应列出负荷恢复的优先次序和数量,优先保证各级电力调度机构、电厂、通讯部门、党政机关、重点厂矿企业的保安负荷等重要负荷的供电。
第二,负荷恢复过程中,电压应控制在0. 9~1.1p . u. 之间。每一步操作都需要监测重要节点的电压水平,否则极易导致黑启动失败。
第三,负荷恢复过程中,系统应留有一定的旋转备用容量,旋转备用容量一般不低于系统发电负荷的30 %。
第四,采用外网黑启动时,其容量较大、安全稳定余度较高,故黑启动的同时即可恢复部分负荷;采用内部自启动电源进行黑启动时,其容量较小、启动及恢复速度较慢、安全稳定余度较低,故黑启动的同时可恢复的负荷要根据机组的容量及运行要求,密切配合调度人员和电厂运行人员逐步恢复,不能操之过急。
第五,为了保证电网的电压水平,要求电网中的无功补偿设备能根据电压情况进行必要投切,避免远距离输送无功功率。
三、系统要求
(一)初始状态
黑启动调度操作方案中应根据其路径方案明确各黑启动机组、被启动机组的初始状态,以及各厂站上的初始状态。对各厂站的黑启动初始状态安排中,要有防止非同期合闸的操作及措施。黑启动机组、被启动机组的初始状态应保证直流及安全控制回路正常、机组的各参数正常、具备黑启动条件。黑启动路径中各变电站应按照预定方案倒为黑启动初始运行方式,可以直接由外部受电,并可作为下一级厂站的电源。
(二)二次系统
1.直流系统
电网黑启动过程中,各调度机构及厂站应加强对直流系统的监视和维护,采取减少直流负荷的措施,延长直流电源的供电时间,一般情况下应大于4小时。若变电站停电时间过长,直流电源已耗尽,将会造成断路器和隔离开关等设备无法进行自动操作,从而导致黑启动时间延长、延缓整个电网的恢复过程。
2.电力通信
电网黑启动过程中,各级调度机构及厂站应保持通信畅通,若不能直接联系,可以通过第三方联系。但系统全停时,通信系统应立即按照应急机制启动通信应急预案,保证调度电话和继电保护通道的畅通。
3.继电保护
电网黑启动过程中,各保护应充分考虑系统电源问题,以保证在黑启动过程中快速切除故障。对继电保护的要求为:重合闸应退出运行;过电压保护必须投入;低电压和低周保护(低周保护是当电源频率低于设定值时,保护电路就动作,并发出报警信号) 停用。
4.安全自动装置
系统全停后,原则上退出区域稳控装置中的切除机组、切除负荷出口压板,就地稳控装置的运行状态不变。
5.调度自动化
电网黑启动过程中,调度自动化系统应立即按照应急机制启动自动化应急预案,保证自动化信息的准确、可靠。
四、黑启动决策支持系统
(一)人工制定黑启动方案的弊端
目前黑启动方案总体制定一般是根据系统的具体情况,人工选择一条或几条黑启动路径,然后借助各种电力系统分析软件对黑启动过程中所涉及的不同问题分别进行分析校验,确定可行的方案。但是人工制定方案有很大弊端:首先,黑启动方案的制定需要进行大量的系统计算分析,靠人工对初选方案进行分析比较,确定可行方案过程复杂,而且所能研究的方案数量有限,很难得到最优的方案;其次,由于系统运行情况的多变性,已制定的黑启动方案难以及时更新,不能适应新的系统结构和运行方式,影响黑启动方案的可用性。
(二)黑启动决策支持系统的优势
为了克服人工制定黑启动方案的不足,根据黑启动的特点,借助人工智能搜索技术,并结合传统的数值计算方法和优化规划技术设计的一种黑启动决策支持系统,可为调度人员提供一个科学、直观的决策依据。决策支持系统的一个显著优点是:方案制定者可根据系统的实际状态,及时快速地修正黑启动方案库。
(三)黑启动决策支持系统特性及发展方向
通常设计的黑启动决策支持系统需要具有较强的抗干扰能力、自学习能力、良好的可维护性和灵活处理恢复中遇到的各类实际问题的能力。随着电网规模越来越大,建立自适应的黑启动策略将成为一个趋势。
五、结语
伴随着电网规模的扩大,电网事故的几率也在增大,造成电网大面积停电的原因变得越来越复杂。若电网发生大面积停电甚至全部停电事故,其恢复的难度远大于因设备故障而造成的个别地区部分停电。因此,除了加强电网建设和安全管理,还要做到防患于未然,对电力系统黑启动进行深入的研究,一旦发生电网全停或者大面积停电事故,电网黑启动预案将发挥极其重要的作用。
1.毕业设计(论文)综述(题目背景、国内外相关研究情况及研究意义)
1.1 题目背景
水资源监测是水资源管理与保护的重要手段,我国水资源紧缺、水污染严重,如何高效、实时地获取水环境参数、研究开发水环境监测新方法,已成为水环境管理与保护的一项重要任务。无线传感器网络 WSN(Wireless Sensor Network)是将有感知能力、计算能力和通信能力的微小传感器节点采用规则或随机方式部署在监控区域,通过无线自组织和多跳的方式构成的分布式网络。它集传感器技术、嵌入式技术、现代网络技术、无线通信技术和分布式信息处理技术于一体,以数据处理为中心,协作地感知、采集、处理和传输目标区域的监测信息并报告给用户。它具有可快速部署、无人值守、功耗低和成本低等优点。
1.2 国内外相关研究情况
在世界上我国属于水资源贫乏国家, 对水资源的优化使用对我国实施可持续发展战略具有十分重要的意义。强化对水资源环境的监控是一个长期的任务。常规水资源环境监测方法主要分为以下两种:(1)利用便携式水质监测仪人工采样、实验室分析的方式。该方式仅限于对河流、湖泊的几个断面采样,采样频率从每月数次到每日数次。(2)采用由一个中央控制室和若干个监测子站组成的水环境自动监测系统对水环境参数进行自动连续监测, 数据远程自动传输, 可以实时查询所设站点的水环境参数[1]。前者由于无法对水环境参数进行远程实时监测, 存在水质监测周期长、劳动强度大、数据采集速度慢等问题, 不能很好地反映水环境的连续动态变化, 不易及早发现污染源并预警。后者能很好地解决水质监测周期长、劳动强度大、数据采集和传输速度慢等问题, 但由于有铺设电缆和建立监测子站的施工要求, 因而存在对监测地点原有的生态环境影响大、系统投资成本高、监测水域范围有限的缺点, 同时无法进行大面积布设监测子站、对每个小水域实施多点远程实时监测。基于无线传感器网络的水资源实时监测系统, 比较典型的国外代表有美国Heliosware公司的EMNET系统和澳大利亚CSIRO 的Fleck系统[2、3]。上述两种系统可采集参数种类较少、不提供对水资源的视频监测功能且通信速率低、产品体积较大、功耗较高, 目前仅适合用作研究, 尚不能作为实用系统在现场使用。国内已对基于无线传感器网络的水资源实时监测系统的一些关键技术进行了研究[4]。与传统的监测法相比, 无线传感器网络具有对生态环境影响小、系统成本低等优点。
近些年来,无线传感器网络是国际上非常关注的、涉及到多个学科高度交叉、知识高度集中的热点研究领域。目前,无线传感器网络的研究经过了两个阶段。第一阶段主要是采用MEMS技术设计微型节点,代表性的研究成果是智能埃及SmartDus无线集成网络传感器WINS。第二阶段是研究网络问题。国外设计了很多套演示系统取得了一系列重大的理论研究成果。在国外,Intel公司于2002年了基于无线传感器网络的新型计算机发展战略,主要研究无线传感器网络在医学、森林防火、环境监测等方面的应用。在国内,很多科研机构和大学队无线传感器网络都进行了相关方面的研究。有业内专家指出,中国掌握了物联网(WSN的实际应用)的世界话语权,不仅表明我国在该领域上的技术领先,同时也在于中国式世界上少数能将WSN实现产业化的国家之一。
1.3 研究意义
水资源是生命生存不可替代的自然资源,是生命支持系统之一,也是重要的环境要素。楼兰古城的兴起是由于丰富的罗布泊湖水的滋润,富庶的楼兰11万平方米,人口达万人,是楼兰国的首邑,是我国古代一重镇,也是丝绸之路南线必经之地。后来由于种种原因导致水资源衰竭,繁华的古城衰落,直至湮没在茫茫的荒漠之下。
水资源危机究竟始于何时,目前学术界尚无公论。但是水资源危机引起了世界各国的关注与不安。我国是一个人口众多,水资源绝对数量较高而相对数量较低的缺水国家。1988年7月1日《中华人民共和国水法》正式实施后,确立了每年水法宣传周(简称为水周),其目的就是通过这一活动,向公众集中灌输有关水资源开发利用与保护方面的知识和政策法规,以增强公众节约水资源的意识。
我国的水资源价值理论受水资源是取之不尽,用之不竭的传统价值观念影响,造成了水资源长期被无偿地开发利用,不仅造成了巨大的宝贵水资源浪费和对水资源非持续开发利用,同时对人类的生存及国民经济的健康发展产生了严重的威胁。尽管近几年来对此有所认识,采取了相应的行政或法律手段扭转这种被动局面,但是,由于对水资源价值理论的研究不够深入,致使所采取的措施缺乏广泛的经济社会基础,最终结果是政府干预行为过于集中和强硬,市场行为和经济杠杆的作用又过于薄弱,导致期望与现实相差甚远。因此,水资源价值研究在持续利用水资源过程中具有重要的地位,是实现持续发展战略一个组成部分,开展此方面的研究是十分必要的。
2.本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施
2.1 研究的主要内容
根据无线传感器网络的基本理论和水资源监测的实际需求,设计基于无线传感器网络的水资源实时自动监测系统,能够在线实时测量温度、PH 值、电导率、浊度等参数的水资源监测系统,此系统在监测区域内采集相关数据,利用监测区域协调器节点和远程监测中心(PC 机)之间的通信,把经过处理的测量结果动态地显示出来。本课题完成系统上位机的软件设计,由串口接收协调器节点送来的水资源监测数据,进行数据解析,提取出各个传感器采集的数据并通过界面动态的显示出来。
2.2 研究方案
关于本次研究的课题,基于无线传感网络的水资源监测系统的设计,主要可分为三个部分,由于本次课题的研究只涉及上位机部分,即图一中的虚线部分,主要设计上位机的软件界面的设计部分,其中包括有串口接收数据,解包数据,以及显示部分,其中的解包部分包括,将PH值,浊度,在线实时温度,电导率和它们各自对应的数值一一对应起来,这部分主要涉及用Visual C++语言将其用软件编程,并实现功能,其流程图为图2:
实现过程为:先初始化软件,再设置软件编辑界面,设置好界面后,开始接收由协调器经串口发送过来的数据,进而解包数据,接着处理数据,将PH值、实时测量温度、浊度以及电导率的各组数据按照一定的要求计算好,显示各组数据,最后结束程序。
在这个过程中,实现了串口接收数据,解包数据,处理数据以及最后将数据动态的显示出来,完成了本次研究的要求。
3.本课题研究的重点及难点,前期已开展工作
要完成这次课题,即基于无线传感器网络的水资源监测系统的设计上位机,需要完成的内容有:系统上位机的软件设计、接收由串口协调器节点发送过来的水资源监测数据、进行接收数据的解析、提取出各个传感器采集的数据并且通过界面动态的显示出来。其中重点以及难点有:系统上位机的软件设计,由于对上位机不是很了解,以前也没有接触过上位机,对它的功能,使用不了解,也没有接触过Visual C++语言,属于初学者,会有一定的难度,既是重点也是难点;把接收到的数据进行数据分析,要进行合理的、有效的数据分析,是一个关乎本次课题成败的重点;将提取出的数据通过界面动态的显示出来,要通过一定的平台来显示,即要通过一定的硬件设施显示,这就需要能够正确的,有效的连接到所用的平台,是研究的最后一道门槛,也是重点。
目前为止,已经开展的工作有,通过查询相关资料以及通过互联网了解到上位机的功能,以及它所需要的编辑工具-----Visual C++,对我来说这是一种新的语言,现在已经开始看有关C++方面的书,开始学习使用它一些简单的使用方法。
4.完成本课题的工作方案及进度计划(按周次填写)
第1-3周:查找借阅相关书籍资料,确定系统的总体方案,完成开题报告;
第4-9周:进行上位机软件编程学习,软件界面设计
第10-11周:进行软件设计、进行数据解析;
第12-15周:系统调试,验证系统功能;
第16-17周:完成毕业论文,准备答辩
注:
1、正文:宋体小四号字,行距22磅。
2、开题报告装订入毕业设计(论文)附件册。
参考文献
1、任丰原,黄海宁,林闯.无线传感器网络.软件学报,2003,14(7) 1282--1291
2、于海滨,曾鹏.分布式无线传感器网络协议研究.通信学报,2004,25(10).
3、Jesse Liberty Pogers Cadenhead 著,袁国忠,朱永正译,C++入门经典(第五版)北京:人民邮电出版社 2011年10月
4、武万峰, 徐立中, 徐鸿. 水质自动监测技术综述[ J]. 水利水文自动化, 2004, 22( 1) : 14-18.
5、吴金平 等编著 Visual C++编程与实践 北京:中国水利水电出版社,2004
6、龚道礼 基于无线传感器网络的环境监测系统研制 硕士学位论文 北京 2011
7、赵丽花、樊俊青 计算机与现代化 基于无线传感器网络的水资源监测系统关键技术研究 2010年第八期
8、高峰,俞丽,张文安等 农业工程学报 基于无线传感器网络的作物水分状况监测系统研究与设计 2009年2月第25卷第2期
9、高峰,俞丽,王涌等 农业工程学报 无线传感器网络作物水分状况监测系统的上位机软件开发 2010年5月第26卷第6期
10、武万峰,徐立中,徐鸿 水质自动监测技术综述[ J]. 水利水文自动化, 2004, 22( 1) : 14--18.
11、但德忠 我国环境监测技术的现状与发展 中国测试技术 2005 31(5):157--161
12、孙利民,李建中,陈瑜等 无线传感器网络 北京:清华大学出版社 2005 15--16
13、康绍忠,蔡焕杰,冯绍元.现代农业与生态节水的技术创新与未来研究重点阴.农业工程学报,2004,20(1):l一6.
软件技术毕业生论文开题报告范文 工资管理系统的目的和意义
在中原大化仪表公司是一家省属大型企业分支单位,随着社会主义市场经济的快速发展,该公司下在发生着日益的变化,职工流动速度在加快,工资增减幅度在加大,员工,职称,绩效评定等信息也随之越来越多 ,作为工资管理和发放单靠传统的手工处理已显得力不从心,手工发放需要反复进行抄写,计算,不仅浪费时间,还常因抄写不慎出现张冠李戴,或者由于计算疏忽,出现工资发放错误的现象.同时工资的发放具有较强的时间限制,必须严格按照公司规定的时间完成任务.正是这种重复性,规律性,时间性,使得工资管理的计算机化成为可能.
使用计算机进行工资发放,不仅能够保障工资核算无误,快速输出,而且还可以利用工资数据库对有关的各种信息进行统计,服务于上级财务部门的核算与账务处理.从而提高工资管理发放的效率,实现企业员工工资管理的系统化,规范化和自动化.
计所达到的要求,技术指标,预计的技术关键,技术方案和主要实验研究情况
预计达到的要求:
技术指标
(1)开发环境:visual foxpro6.0
(2)运行环境:windows9x/windowsXX
技术关键:
采用foxpro编程思想,利用其强大而完整的功能开发这样一套职工工资管理软件,其主要技术有:foxpro数据库技术,新类的设计与应用,系统容错性的处理,组合查询技术的实现等.
技术方案和主要实验研究情况:
(1)开发职工工资管理系统
(2)职工工资管理系统的数据库结构设计与实现
(3)职工工资管理系统的具体实现
课题研究进展计划:
月28号:毕业设计选题
月10号:开题报告撰写
月19号:对开题报告进行改进
月29号:对系统整体设计
月15号:中期报告
月21号:论文撰写
月28号:系统检查
月4号: 论文答辩
现有在条件,人员(姓名,职称)及主要设备情况
已有软件:microsoft visual foxpro 6.0,winXX平台
设计人员:樊利清
主要设备:计算机(intel pentium 4)一台,激光打印机 一台
参考文献
(1)开发使用手册 人民邮电出版社
(2)数据库系统概论 高等教育出版社
(3)个人电脑实用基础教程 宁杭出版社
(4)数据库系统及应用基础 北方交通大学出版社
(5)数据结构 中央广播电视大学出版社