序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇自動化論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

自動化在各行各業(yè)、各個領(lǐng)域都發(fā)揮了其巨大的作用，同時也走入了我們的家庭。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，家庭自動化時代的來臨，消費電子產(chǎn)品（ConsumerElectronics）已與咨訊（Computer）、通訊（Communication）兩項產(chǎn)品的技術(shù)結(jié)合在一起，成為目前所通稱的3C產(chǎn)品，并使家用電子電器產(chǎn)品邁向家庭自動化（HomeAutomation）的方向。

隨著全球經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國的市場經(jīng)濟也飛速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，家庭自動化系統(tǒng)在美國以及國際市場都具有廣闊的前景，在中國市場也是快速形成期，這些提高人類生活質(zhì)量的產(chǎn)品將構(gòu)成世界范圍內(nèi)后PC時代的新興IT市場。

（二）、任務(wù)描述1、專案背景

項目名稱：家庭自動化系統(tǒng)（HomeAutomationSystem，簡稱HAS）

項目委托單位：XXX智能家居設(shè)備公司

軟件開發(fā)單位：蘭州商學院06級計算機科學與技術(shù)（1）班軟件開發(fā)小組

2、目的

本系統(tǒng)要求能夠?qū)崿F(xiàn)家庭住宅中各個設(shè)備的自動管理和人工個性管理，該系統(tǒng)能控制、監(jiān)視和協(xié)調(diào)家電（如室內(nèi)外照明、家庭保安系統(tǒng)、家庭環(huán)境控制系統(tǒng)、空調(diào)、電視機等）。該系統(tǒng)會在相應(yīng)的時間內(nèi)各個設(shè)備發(fā)出相應(yīng)的指令，完成各個設(shè)備的自動化管理。該系統(tǒng)應(yīng)該是可以適應(yīng)變化的，因此，必須偵測環(huán)境的變化，而且通過識別本系統(tǒng)中的變化來轉(zhuǎn)變，并且所識別出的變化應(yīng)該在系統(tǒng)中被實現(xiàn)。系統(tǒng)可以是自動適應(yīng)變化或是手工適應(yīng)變化。系統(tǒng)控制的任何設(shè)備發(fā)生異常，必須通過適當?shù)男畔硗ㄖ脩舨⑦M行異常處理。該系統(tǒng)必須有一個數(shù)據(jù)庫，內(nèi)含所有該系統(tǒng)所控制的設(shè)備的信息，包括每一種設(shè)備連接到系統(tǒng)的日期，系統(tǒng)用戶所的重要動作等信息。

3、運行環(huán)境

本系統(tǒng)是設(shè)備控制類系統(tǒng)，由主機通過相應(yīng)的接口部件監(jiān)聽和控制各個硬設(shè)備。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器由SQLServer實現(xiàn)。操作系統(tǒng)：windows2000、windowsxp以上；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端軟件SQLServer2005。

（三）、功能描述

本系統(tǒng)由“燈光控制”、“保安控制”、“環(huán)境控制”、“家電控制”、“用戶登錄及管理”等各模塊組成。

燈光控制：實現(xiàn)對室內(nèi)外所有燈光的時間周期性控制和用戶的直接控制；

保安控制：實現(xiàn)對室內(nèi)外所有視頻監(jiān)控設(shè)備的周期性工作控制及異常處理，和防盜防火設(shè)備的控制及異常處理；

環(huán)境控制：實現(xiàn)對家庭環(huán)境設(shè)備（包括花園、陽臺、室內(nèi)溫濕度報告）的時間周期性控制以及各設(shè)備的異常處理；

家電控制：實現(xiàn)對家庭中各個智慧家用電器的人性化控制及各設(shè)備的異常處理；

用戶登錄及管理模塊：實現(xiàn)用戶對各個模塊中所用設(shè)備的時間周期性定義以及對各個設(shè)備的直接管理和控制。

二、可行性分析

（一）、可行性研究的前提

家庭是高薪技術(shù)的下一個前沿陣地。對家庭中遙控、自動化和娛樂的要求呈上升態(tài)勢。消費者希望自己的日常生活更簡便、更安全。當然，優(yōu)秀的家庭自動化產(chǎn)品應(yīng)給具有以下的特性：

（1）、標準化：家庭自動化產(chǎn)品應(yīng)依照國際上流行的相關(guān)協(xié)議進行設(shè)計，充分保證各廠家產(chǎn)品間的兼容性和相互操作能力。

（2）、開放性：家庭自動化系統(tǒng)應(yīng)該具有開放的協(xié)議，統(tǒng)一的接口。

（3）、模塊化：采用模塊化的設(shè)計可以適應(yīng)各種場合的需要，保障用戶的利益，并允許系統(tǒng)的逐步到位。

（4）、實用性：家庭自動化產(chǎn)品應(yīng)該切實地為用戶提供各種實用化的功能和服務(wù)。

（5）、普及化：家庭自動化系統(tǒng)應(yīng)該面向低成本，高性能的目標設(shè)計，住戶對價格較為敏感，所以智能住宅采用的技術(shù)要較為經(jīng)濟。同時，家庭自動化系統(tǒng)應(yīng)該能最大程度兼容用戶原有的電器設(shè)備，保護用戶投資。

（6）、簡潔易用：好的家庭自動化產(chǎn)品應(yīng)該簡便易用、用戶接口友好，并且不需要使用者花上太多的精力就能掌握。

（二）、優(yōu)越性

在國內(nèi)家庭自動化是一個較新的概念，雖然越來越多的廠家開始投入到家庭自動化的來發(fā)和生產(chǎn)中，但是由于沒有統(tǒng)一的標準，尚處于一家一戶自行開發(fā)的局面。而隨著房屋的商品化，從而加強了人們對居家的要求，希望一步到位或者具有開放的協(xié)議，統(tǒng)一的接口，這樣來保證產(chǎn)品能不斷地適應(yīng)未來發(fā)展趨勢，而本系統(tǒng)就是基于統(tǒng)一的標準和接口設(shè)計的，具有充分的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

（三）、基本的數(shù)據(jù)流圖

圖1、HAS的基本數(shù)據(jù)流模型圖

圖2、HAS的一級數(shù)據(jù)流模型圖

圖3、HAS的二級數(shù)據(jù)流模型圖

（四）、經(jīng)濟可行性

1、支出

構(gòu)建系統(tǒng)時的金費主要有：用戶在要購買日常生活中的家電及各種電子產(chǎn)品是花費一定數(shù)額的資金，在購買組成系統(tǒng)的一些小型物理器件時會有資金的支出。

2、效益

可以高效，快捷的管理生活家電設(shè)施，提高生活的質(zhì)量。

3、收益、投資比良好、可行。（五）、技術(shù)可行性

本系統(tǒng)有許多不同的傳感器，單片機和輸出報警系統(tǒng)以及一些異常的自動處理系統(tǒng)和接入的各種家電設(shè)備組成。物理設(shè)備在市場上均有售，因此，物理設(shè)備上不用多考慮，我們主要實現(xiàn)將不同設(shè)備按照一定的結(jié)構(gòu)連接起來，使之能夠完成我們的預期目標

（六）、社會因素可行性分析

1、法律因素

申請法律保護或相關(guān)保險。

法律可行性是考慮要開發(fā)系統(tǒng)是否存在任何侵犯、妨礙和責任問題，用戶操作可行性考慮待開發(fā)軟件的運行方式在用戶組織內(nèi)是否行得通，現(xiàn)行管理制度、人員素質(zhì)、操作知識是否可行。

由于在本系統(tǒng)中是有合同作為雙方合作的基礎(chǔ)，所以不會存在任何侵犯、妨礙和責任問題。即使存在了，也可以根據(jù)合同進行分析，一定有人會負責任，所以此系統(tǒng)完全可以進行開發(fā)。

2、用戶使用可行性

本系統(tǒng)面向中高階層的人們消費，主要用于用戶實現(xiàn)對家電的統(tǒng)一管理，進行各種相關(guān)操作并對家電的狀態(tài)進行實時檢測。

由以上經(jīng)濟、技術(shù)、操作和法律四方面的分析可以看出，本系統(tǒng)的開發(fā)時機成熟，從多種角度考慮，都是可行的。

（七）、結(jié)論

經(jīng)過以上經(jīng)濟可行性、技術(shù)可行性以及法律因素各個方面的研究分析得出，本系統(tǒng)可行。

三、需求分析

（一）、家庭自動化系統(tǒng)工作流程分析

(1)、在用戶登錄時進行檢查，控制不同的用戶使用系統(tǒng)的權(quán)限;

(2)、對用戶的管理，包括對用戶信息的增加、刪除和修改;

(3)、對指定時間內(nèi)的操作記錄進行管理，包括查看操作記錄、手工刪除操作記錄、記錄一次操作以及對失效的記錄進行自動清除;

(4)、查看設(shè)備的狀態(tài)，包括對連接到系統(tǒng)控制中的所有設(shè)備的狀態(tài)以及是否出現(xiàn)異常現(xiàn)象進行查看;

(5)、控制子系統(tǒng)接受主系統(tǒng)發(fā)送的信息;以及向主系統(tǒng)發(fā)送信息;控制子系統(tǒng)將主系統(tǒng)發(fā)送的信息，發(fā)送給指定的設(shè)備;

(6)、對設(shè)備進行監(jiān)控，包括啟動監(jiān)控設(shè)備、停止監(jiān)控設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備;

(7)、對系統(tǒng)中的設(shè)備進行管理，包括增加設(shè)備以及刪除己經(jīng)連接到系統(tǒng)中的設(shè)備;

（二）、家庭自動化系統(tǒng)需求分析

1、家庭自動化系統(tǒng)的非功能性需求分析

設(shè)計家庭自動化系統(tǒng)的目的是完成對家電產(chǎn)品以及相關(guān)設(shè)備的管理和控制，達到遠程控制和使用家電設(shè)備的目的，其最終目的是提高人類的生活質(zhì)量，因此需要具備良好的性能，滿足實際工作的需要是十分必要的。

家庭自動化系統(tǒng)的具體性能目標如下:

（1）、系統(tǒng)的快速反應(yīng)

家庭自動化系統(tǒng)首先要保證的就是系統(tǒng)的反應(yīng)速度。在設(shè)計與實施中采用先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和系統(tǒng)，并在應(yīng)用軟件的選擇或編制中盡可能采用先進的技術(shù)，最大限度地提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，以便于快速查詢。

（2）、系統(tǒng)良好的可維護行和開放性

系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)面向未來的發(fā)展，提供各種必要的標準接口，以使用戶可以根據(jù)需要隨時添加必要的設(shè)備和系統(tǒng)，擴充系統(tǒng)功能。要充分考慮到家庭自動化的發(fā)展趨勢以及不斷變化。

（3）、充分保證系統(tǒng)的安全性

家庭自動化系統(tǒng)中設(shè)備的使用具有安全性要求，因此，必須建立一整套的系統(tǒng)安全保密措施，規(guī)定一系列訪問系統(tǒng)的不同級別的權(quán)限，杜絕非法訪問。

（4）、友好的人機界面

系統(tǒng)的用戶不可能是專業(yè)的計算機技術(shù)人員，甚至對計算機了解甚少，所以要提供清晰、友好的系統(tǒng)接口，提高系統(tǒng)的可操作性和人機交互功能，最大限度地方便用戶的使用。同時系統(tǒng)應(yīng)能提供的方便的聯(lián)機再現(xiàn)幫助功能。

（5）、考慮家庭自動化系統(tǒng)中設(shè)備發(fā)生變化以后的集成

家庭自動化要實現(xiàn)真正的信息化，必須考慮以后系統(tǒng)的集成問題，這樣才能使系統(tǒng)不至于很快的就被淘汰。

2、家庭自動化系統(tǒng)的功能模塊分析

家庭自動化系統(tǒng)旨在開發(fā)出一個符合人類生活需求的家庭自動化模擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要分為五個子系統(tǒng):用戶登錄子系統(tǒng)，燈光控制子系統(tǒng)，家電控制子系統(tǒng)，環(huán)境控制子系統(tǒng)和保安控制子系統(tǒng)。

（三）、數(shù)據(jù)描述1、靜態(tài)數(shù)據(jù)

系統(tǒng)中預存的各種標準數(shù)據(jù)。

2、動態(tài)數(shù)據(jù)

（1）、輸入數(shù)據(jù)

系統(tǒng)所采集的各個實體設(shè)備的信息流。

（2）、輸出數(shù)據(jù)

經(jīng)過各個子系統(tǒng)處理后的對應(yīng)到各種設(shè)備的具體操作的信息流。

3、數(shù)據(jù)詞典。

數(shù)據(jù)名稱：家庭自動化系統(tǒng)

簡述：由系統(tǒng)管理員來負責對連接在系統(tǒng)中的各種家電實施具體動作。

數(shù)據(jù)條目：

系統(tǒng)管理要求=[用戶管理|燈光控制|家電狀態(tài)監(jiān)測|環(huán)境監(jiān)測|保安控制]

用戶管理=登錄+用戶信息+用戶權(quán)限

燈管控制=室內(nèi)燈光+室外燈光

家電狀態(tài)監(jiān)測=接入家電數(shù)目+家電功能+家電當前狀態(tài)

環(huán)境監(jiān)測=溫度+濕度+調(diào)節(jié)

保安控制=門窗監(jiān)控+視頻監(jiān)控

數(shù)據(jù)文件={用戶管理+燈光控制+家電狀態(tài)監(jiān)測+環(huán)境監(jiān)測+保安控制+核心子系統(tǒng)+日常報表|文件}

數(shù)據(jù)量：2000次/天

峰值：每天18：00—20：00有1000次

圖4、HAS的層次方框圖

圖5、家庭自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖

四、總體設(shè)計

（一）、處理流程

（1）在用戶登錄時進行檢查：控制不同的用戶使用系統(tǒng)的權(quán)限。

（2）對用戶的管理：包括對用戶信息的增加、刪除和修改。

（3）對指定時間內(nèi)的操作記錄進行管理：包括查看操作記錄、手工刪除操作記錄、記錄一次操作以及對失敗的操作記錄進行自動清除。

（4）查看設(shè)備的狀態(tài)：包括對連接到系統(tǒng)控制器中的所有設(shè)備的狀態(tài)以及是否出現(xiàn)異?，F(xiàn)象進行查看。

（5）控制子系統(tǒng)接受主系統(tǒng)發(fā)送的信息；以及向子系統(tǒng)設(shè)備發(fā)送信息；控制子系統(tǒng)將子系統(tǒng)發(fā)送的信息發(fā)送給指定的設(shè)備。

（6）對設(shè)備進行監(jiān)控:包括啟動監(jiān)控設(shè)備、停止監(jiān)控設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備中。

（7）對系統(tǒng)中的設(shè)備進行管理：包括增加新設(shè)備以及刪除已經(jīng)連接到系統(tǒng)中的設(shè)備。

（二）、總體結(jié)構(gòu)和模塊外部設(shè)計

在應(yīng)用系統(tǒng)總體設(shè)計中，以Servlets為前端控制器，負責管理用戶的登錄，以及數(shù)據(jù)的獲取等。以會話Bean實現(xiàn)系統(tǒng)的工作流，將會話Bean作為一個外觀，來封裝應(yīng)用程序的業(yè)務(wù)邏輯，業(yè)務(wù)邏輯再通過實體Bean組件來操作相關(guān)數(shù)據(jù)，從而形成HAS系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)體系。

圖6、系統(tǒng)總體設(shè)計結(jié)構(gòu)

（三）、接口設(shè)計1、用戶接口

本系統(tǒng)的用戶界面如下所示:

SHAPE\*MERGEFORMAT

圖7、用戶登錄界面

2、外部接口

本系統(tǒng)采用基于C/S模式的系統(tǒng)主機和系統(tǒng)終端的結(jié)構(gòu)，接口設(shè)備不僅要完成系統(tǒng)主機與各個終端之間的標準化物理連接之外，還要完成數(shù)據(jù)在系統(tǒng)主機和各個終端之間的傳送。故接口采用集成式、標準化的設(shè)備來完成，實現(xiàn)其功能。

（四）、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、數(shù)據(jù)庫三級模式結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)是指數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是由外模式、模式和內(nèi)模式三級構(gòu)成。

其中模式也稱邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。外模式也稱子模式或用戶模式，它是數(shù)據(jù)庫用戶（包括應(yīng)用程序員和最終用戶）看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。內(nèi)模式也稱存儲模式，它是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式。數(shù)據(jù)庫的三級模式是對數(shù)據(jù)的三個抽象級別，它把數(shù)據(jù)的具體組織留給DBMS管理，使用戶能邏輯的抽象的處理數(shù)據(jù)，而不必關(guān)心數(shù)據(jù)在計算機中的具體表示方式與存儲方式。為了能夠在內(nèi)部實現(xiàn)這三個抽象層次的聯(lián)系與轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在這三級模式之間提供了兩層映像：外模式|模式映像和模式|內(nèi)模式映像。正式這兩層映像保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)能夠具有較高的邏輯獨立性和物理獨立性。

影響一個系統(tǒng)性能的主要因素是數(shù)據(jù)庫性能和客戶端程序設(shè)計，所以進行數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與整個系統(tǒng)的性能、升級等都息息相關(guān)，在數(shù)據(jù)庫設(shè)計時，要考慮的主要原則有：

（1）、命名的格式規(guī)范：為了便于系統(tǒng)適應(yīng)不同的數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中各種對象的命名應(yīng)采用大小寫敏感的形式。

（2）、索引的使用：合理使用索引，如表的規(guī)模不大、表需要頻繁更新、以及查詢字段不確定時，盡量不用索引。

（3）、數(shù)據(jù)的一致性和完整性：為了提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，合理的冗余是必要的，所以設(shè)計時，要用有效手段保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性。

（4）、數(shù)據(jù)庫性能的調(diào)整。

2、主要表結(jié)構(gòu)

將對象模型映射成數(shù)據(jù)庫模型，也就是向數(shù)據(jù)表轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換方式如下：

（1）、一個對象類可以映射為一個以上的庫表，當類間有一對多的關(guān)系時，一個表也可以對應(yīng)多個類。

（2）、關(guān)系的映射可能有多種情況，但一般映射為一個表，也可以在對象類表間定義相應(yīng)的外鍵。對于條件關(guān)系的映射，一個表至少應(yīng)有三個屬性。

（3）、減少表之間的冗余字段。

（4）、映射后的表進行冗余控制調(diào)整，使其達到合理的安息范式，一般達到3NF即可。

在映射應(yīng)用對象時，除關(guān)系映射規(guī)范化后可能出現(xiàn)一對多的表映射外，大多數(shù)應(yīng)用對象與表對象是一一對應(yīng)的?？梢詫⒁?guī)范化處理后，有一個應(yīng)用對象映射出來的多個表看成一個數(shù)據(jù)庫對象。因此當部分應(yīng)用需求變更時，首先，系統(tǒng)修改可以不涉及需求不變更的部分，其次，變更部分的修改可以基本上只限于追加或刪除程序模塊或追加新庫表，而基本上不必修改原有程序代碼或原有庫表定義，從而大大減少了工作量，降低了工作難度。

根據(jù)對系統(tǒng)所進行的分析，以及對未來系統(tǒng)的擴展考慮，確定數(shù)據(jù)庫中的主要數(shù)據(jù)表有以下幾個：

表1、用戶信息表(user–info)

（五）、運行設(shè)計

(1)、系統(tǒng)用戶或者一般用戶通過登錄程序Login登錄到HAS系統(tǒng)中。

（2、用戶通過菜單（主菜單main;以及用戶菜單user；家電設(shè)備管理菜單appliance；操作記錄日志管理菜單log）選擇要執(zhí)行的操作。

(3)、用戶從子系統(tǒng)傳送過來的請求，通過服務(wù)器端控制程序HASServer進行解析，并且發(fā)送到相應(yīng)的類，并將處理結(jié)果返回給主系統(tǒng)。

（六）、出錯處理設(shè)計

當系統(tǒng)在執(zhí)行中間發(fā)現(xiàn)有異常情況發(fā)生或被要求執(zhí)行異常操作，系統(tǒng)要能自動檢測到并進行相應(yīng)的處理或形成報告返回給用戶進行相關(guān)處理會恢復操作。

1、出錯輸出信息

在系統(tǒng)進行完相關(guān)解析后形成日志保存，并有提示信息被顯示給用戶或系統(tǒng)操作員。

2、出錯處理對策

（1）、聯(lián)機事務(wù)處理(OLAP)是建立在TCP/IP協(xié)議上，有多階段事務(wù)處理響應(yīng)控制，保證事務(wù)處理前后臺一致性。

（2）、數(shù)據(jù)庫處理事務(wù)失敗自動回滾技術(shù)，保證數(shù)據(jù)庫表的數(shù)據(jù)一致性和完整性。

（3）、重要數(shù)據(jù)的校驗檢查。

（4）、各個子系統(tǒng)的操作監(jiān)控，異常情況報告；并提供報表等跟蹤記錄。

（5）、提供友好的用戶界面和幫助信息及配合嚴格的檢查，減少用戶出錯機會。

五、詳細設(shè)計

（一）、軟件結(jié)構(gòu)

圖9、系統(tǒng)用例圖

（二）、程序描述

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的基本思想

（1）、面向?qū)ο蟮挠蓙砗桶l(fā)展

對象代表著待處理問題中的一個實體，在處理問題過程中，一個對象可以以某種形式與其他對象通信。從概念上講，一個對象是既包含數(shù)據(jù)又包含處理這些數(shù)據(jù)操作的一個程序單元。類用來描述特性相同或相近的一組對象的結(jié)構(gòu)和行為。該語言還支持類的繼承，可將多個類組成為層次結(jié)構(gòu)，進而允許共享結(jié)構(gòu)和行為。

后來出現(xiàn)的Smalltalk語言是第一個比較成功的面向?qū)ο笳Z言，對后來面向?qū)ο笳Z言的發(fā)展產(chǎn)生過重大影響。該語言豐富了Simula中類和對象的概念，信息也更加隱蔽，程序設(shè)計就是向?qū)ο蟀l(fā)送信息。20世紀80年代以后，面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言廣泛應(yīng)用于程序設(shè)計，并且有許多新的突破。特別是隨著操作系統(tǒng)和軟件項目日益龐大，人們?nèi)找嫘枰环N更高效的開發(fā)方式，這更加推動了面向?qū)ο笳Z言的發(fā)展。

（2）、面向?qū)ο蟮囊?/p>

面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)包含了3個要素：對象、類和繼承，這3個要素反映了面向?qū)ο蟮膫鹘y(tǒng)觀念。面向?qū)ο蟮恼Z言應(yīng)該支持這3個要素。首先，應(yīng)該包括對象的概念。對象是狀態(tài)和操作的封裝體，狀態(tài)是存儲操作結(jié)果的。滿足這一點的語言被認為是基于對象的語言。其次，應(yīng)該支持類的概念和特征，類是以接口和實現(xiàn)來定義對象行為的樣板，對象是由類來創(chuàng)建的。支持對象和類的語言被認為是基于類的語言。最后，應(yīng)該支持繼承，已存在的類具有建立子類的能力，進而建立類的層次。支持上述3個方面的語言稱為面向?qū)ο蟮恼Z言。

（三）、功能

本系統(tǒng)由燈光控制、保安控制、環(huán)境控制、家電控制、用戶登錄及管理等各模塊組成。

燈光控制：實現(xiàn)對室內(nèi)外所有燈光的時間周期性控制和用戶的直接控制；保安控制：實現(xiàn)對室內(nèi)外所有視頻監(jiān)控設(shè)備的周期性工作控制及異常處理，和防盜防火設(shè)備的控制及異常處理；環(huán)境控制：實現(xiàn)對家庭環(huán)境設(shè)備（包括花園、陽臺、室內(nèi)溫濕度報告）的時間周期性控制以及各設(shè)備的異常處理；家電控制：實現(xiàn)對家庭中各個智慧家用電器的人性化控制及各設(shè)備的異常處理；用戶登錄及管理模塊：實現(xiàn)用戶對各個模塊中所用設(shè)備的時間周期性定義以及對各個設(shè)備的直接管理和控制。

本系統(tǒng)將采用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的基本思想編寫各個模塊的程序，實現(xiàn)其應(yīng)用的各項功能。

（四）、程序邏輯

圖10、用戶登錄模塊程序流程圖

圖11、燈光控制模塊程序流程圖

圖12、家電控制模塊程序流程圖

（五）、接口

本系統(tǒng)采用基于C/S模式的系統(tǒng)主機和系統(tǒng)終端的結(jié)構(gòu)，接口設(shè)備不僅要完成系統(tǒng)主機與各個終端之間的標準化物理連接之外，還要完成數(shù)據(jù)在系統(tǒng)主機和各個終端之間的傳送。故接口采用集成式、標準化的設(shè)備來完成，實現(xiàn)其功能。

（六）、測試要點

本系統(tǒng)的最終實現(xiàn)是將各個信號作用于各個實體，即各個家電設(shè)備包括照明燈、空調(diào)、灑水噴頭、門窗監(jiān)聽器、攝像頭等具體設(shè)備。所以系統(tǒng)測試時，可模擬具體設(shè)備的狀態(tài)信號，將這些模擬的狀態(tài)信號作用于本系統(tǒng)中，達到測試的目的。

六、軟件測試

（一）、測試計劃

1、測試方案

本系統(tǒng)的最終實現(xiàn)是將各個信號作用于各個實體，即各個家電設(shè)備包括照明燈、空調(diào)、灑水噴頭、門窗監(jiān)聽器、攝像頭等具體設(shè)備。所以系統(tǒng)測試時，可模擬具體設(shè)備的狀態(tài)信號，將這些模擬的狀態(tài)信號作用于本系統(tǒng)中，達到測試的目的。

2、測試項目

主要對各個控制子系統(tǒng)進行模擬測試，包括燈光控制子系統(tǒng)、家電控制子系統(tǒng)、環(huán)境控制子系統(tǒng)和保安控制子系統(tǒng)。

（二）、測試用例

1、輸入

輸入各種模擬設(shè)備所能出項的所有信號量值，查看系統(tǒng)反饋。

2、輸出

首先列出對應(yīng)的輸入所預期的系統(tǒng)輸出值，再從系統(tǒng)中獲取的實際值做比較，分析誤差。

3、允許偏差

給出實測結(jié)果與預期結(jié)果之間允許偏差的范圍。

（三）、評價

最終經(jīng)測試得出本系統(tǒng)良好。

七、總結(jié)和展望

（一）、總結(jié)

針對目前國內(nèi)的現(xiàn)狀，房屋的商品化，人民的生活水平日益提高，信息化產(chǎn)業(yè)深入到各行各業(yè)，智能家具的要求越來越高，人民希望生活在一個以住宅為平臺、服務(wù)、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。本系統(tǒng)就是利用先進的計算機技術(shù)將與家居生活有關(guān)的各種設(shè)備、家電有機地結(jié)合在一起，通過統(tǒng)籌管理，讓家居生活更加舒適、安全、有效。通過該系統(tǒng)可以模擬對空調(diào)等家用設(shè)備的控制。

本課題創(chuàng)建一個系統(tǒng)控制的家庭自動化系統(tǒng)HAS。是家庭自動化系統(tǒng)的一個原型。該系統(tǒng)能控制、監(jiān)控和協(xié)調(diào)家電(如空調(diào)、灑水裝置)，同時該系統(tǒng)能適應(yīng)變化的。通過識別出HAS中的變化來轉(zhuǎn)變，而且所識別出的變化應(yīng)該在系統(tǒng)中被實現(xiàn)。本中系統(tǒng)用自動適應(yīng)變化和手工適應(yīng)變化兩種方式來實現(xiàn)。對于發(fā)生了故障的家電，系統(tǒng)通過適當?shù)男畔硗ㄖM行故障處理。

（二）、展望

該系統(tǒng)還存在一系列需要優(yōu)化和改善的地方，如該系統(tǒng)能實現(xiàn)的家電控制目前僅僅添加了三種家電，而且家庭自動化系統(tǒng)不僅僅要實現(xiàn)對家電和設(shè)備的管理，還應(yīng)該能夠和其他系統(tǒng)進行連接。如小區(qū)的報警系統(tǒng)等。以及火警的監(jiān)控等。系統(tǒng)對硬件方面涉及較少，如家居系統(tǒng)的布線等。

希望本系統(tǒng)的進一步開發(fā)能使國內(nèi)企業(yè)在生產(chǎn)過程中，縮短研制周期，加快產(chǎn)品上市時間，減小前期投資風險，從而在激烈的市場競爭中取得優(yōu)勢地位。同時希望本系統(tǒng)的開發(fā)能起到一個拋磚引玉的作用，在不久的將來，市場上能看到國內(nèi)廠商生產(chǎn)的優(yōu)秀的自動化產(chǎn)品。

參考文獻

[1]李云洪.《家庭自動化系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)》[A].同濟大學工程碩士學位論文,2006

篇（2）

二、自動化系統(tǒng)設(shè)計

2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計。阿爾油田的自動化建設(shè)，以聯(lián)合站為中控室為監(jiān)控中心，以單井、閥組間和聯(lián)合站等各個生產(chǎn)單元為節(jié)點，構(gòu)成一個二級SCADA自動化監(jiān)控管理系統(tǒng)。各生產(chǎn)單元采用遠程終端單元（RTU）或PLC等檢控裝置，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集和控制，并通過無線和有線方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊[2]，自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3。抽油機井生產(chǎn)現(xiàn)場的示功圖、壓力、溫度等監(jiān)控儀表，全部采用433MHz短距離無線通訊技術(shù)，實現(xiàn)信號的無線傳輸，最大限度減少了對草原的破挖。單井與監(jiān)控中心采用McWell無線寬帶通訊系統(tǒng)，McWiLL是一種基于全IP移動寬帶無線接入系統(tǒng)，能提供超大容量的移動寬帶數(shù)據(jù)和移動語音業(yè)務(wù)，可以為油田單井的視頻監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集提供無線寬帶接入方式[3]。解決了偏遠地區(qū)的數(shù)據(jù)、圖像和語音的通訊問題。

2.2監(jiān)控中心。根據(jù)油田的規(guī)模，在阿爾聯(lián)合站建設(shè)屬于站場一級的監(jiān)控中心，按照《油氣田地面工程數(shù)字化建設(shè)規(guī)定（試行）》的要求，應(yīng)具有以下功能：（1）對站內(nèi)與所轄井、站（廠）、管道的工藝參數(shù)進行數(shù)據(jù)采集、處理。動態(tài)工藝流程顯示；報警、事件管理及報表的自動生成打印；（2）實時和歷史數(shù)據(jù)的存儲、歸檔、管理以及趨勢圖顯示；（3）PID控制、批量控制、邏輯控制和緊急停車；（4）單井計量管理；（5）站場可燃（有毒）氣體、火災報警和安全狀況監(jiān)視；（6）經(jīng)通信接口與第三方的監(jiān)控系統(tǒng)或智能設(shè)備交換信息；（7）為上一級計算機控制系統(tǒng)提供有關(guān)數(shù)據(jù)并接受其調(diào)度指令。

2.3軟件系統(tǒng)設(shè)計。對照監(jiān)控中心所具有的功能要求，油田生產(chǎn)自動化系統(tǒng)的上位機軟件主要由組態(tài)軟件、實時數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用軟件等構(gòu)成。2.3.1組態(tài)軟件。采用美國Wonderware公司的Intouch人機組態(tài)軟件包。是實現(xiàn)人機界面生成最快捷和最容易的一款軟件，充分利用其提供的各種繪圖工具和動畫連接技術(shù)，使圖形、文字等與現(xiàn)場的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，創(chuàng)建以窗口為界面的工藝流程動態(tài)顯示[4]，實際顯示畫面如圖42.3.2實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。采用美國Wonderware公司的InSQLServer實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)?？蓪崿F(xiàn)實時數(shù)據(jù)的秒級存儲，對后期工藝過程進行優(yōu)化控制和在線分析，及時調(diào)整工藝參數(shù)和大數(shù)據(jù)分析，打下良好基礎(chǔ)。2.3.3示功圖量油軟件系統(tǒng)。在采集的地面示功圖時，同步對電參量（電流、功率等）進行采集，實現(xiàn)油井產(chǎn)液量計量、系統(tǒng)效率的自動計算、油井工況診斷、優(yōu)化決策、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)查詢等功能。

篇（3）

2后臺監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

CBZ8000自動化系統(tǒng)支持WindowsXP操作系統(tǒng)，利用SQLServer2000構(gòu)造數(shù)據(jù)庫，基于VisualBasic語言編制程序。實現(xiàn)無人值守自動化模型，需要得到正確的網(wǎng)絡(luò)拓撲連接，實現(xiàn)系統(tǒng)實時分析。上述算法即為網(wǎng)絡(luò)拓撲連通性的驗證，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點矩陣自動生成可以大大降低計算工作量。進入監(jiān)控系統(tǒng)前要完成登陸，系統(tǒng)設(shè)計時一定要根據(jù)不同的用戶組設(shè)置不同的權(quán)限，進入登陸系統(tǒng)后就可以查詢各個子系統(tǒng)的狀態(tài)，還可以查看整個變電站的運行數(shù)據(jù)(見圖3)。監(jiān)控系統(tǒng)還可以查看變壓器和進線的調(diào)度，如感性有功電度、感性無功電度、容性有功電度、容性無功電度等。變電站出現(xiàn)故障后，會彈出報警界面，同時記錄下超限值和發(fā)生故障的時間，工作人員需要查看上邊的提示，通過保護裝置進行操作。本設(shè)計采用的終端設(shè)備是WYD—800系列RTU，由測控設(shè)備完成初始數(shù)據(jù)采集和預處理，經(jīng)以太網(wǎng)由終端設(shè)備傳輸?shù)郊卣?。較以往系統(tǒng)相比，本次設(shè)計中改進了微機五防操作系統(tǒng)，主機可以基于規(guī)則庫中的數(shù)據(jù)對實際數(shù)據(jù)進行邏輯對比，并生成相應(yīng)的操作程序。操作票專家系統(tǒng)設(shè)置了5種開票方式:圖形開票、專家?guī)扉_票、調(diào)用典型票、手工開票、歷史操作票。

3遙視系統(tǒng)設(shè)計及測試

現(xiàn)有變電站一般都具有四遙系統(tǒng)，本設(shè)計在這個基礎(chǔ)上增加了遙視系統(tǒng)，即遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)。此系統(tǒng)可以實現(xiàn)以下功能:監(jiān)控35kV變電站變壓器和主要設(shè)備情況;對周圍環(huán)境進行監(jiān)控并實現(xiàn)消防系統(tǒng)報警;對門禁情況進行中心控制;輔助電力生產(chǎn)減少工作量。變電站遙視系統(tǒng)設(shè)備主要有:可控攝像機、煙霧傳感器、紅外傳感器、電源、計算機、交換機、服務(wù)器等(見圖4)［6］。中心監(jiān)控服務(wù)器是本系統(tǒng)的核心，承擔著工作人員與前端設(shè)備聯(lián)絡(luò)的任務(wù)，其可以實現(xiàn)服務(wù)器模塊管理、監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置、身份認證、權(quán)限管理、視頻設(shè)備管理、鏡頭分組、報警和聯(lián)動、中心錄像、數(shù)據(jù)檢索、電子地圖等功能。遙視系統(tǒng)應(yīng)用時，工作人員可以在集控站對變電站受控設(shè)備進行遠程巡視，實現(xiàn)無人值守變電站的自動控制功能，并結(jié)合視頻監(jiān)控系統(tǒng)和圖像監(jiān)視系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)，遠程控制現(xiàn)場球形攝像機(見表1)。

篇（4）

將供、配電系統(tǒng)中的自動化技術(shù)與移動客戶端相結(jié)合，內(nèi)嵌手機短消息報警裝置，從而能夠?qū)?、配電系統(tǒng)的狀態(tài)進行監(jiān)控管理，一旦出現(xiàn)問題，能夠在第一時間通知運行人員及管理人員，對設(shè)備問題及時處理，避免電器設(shè)備發(fā)生故障。在自動化系統(tǒng)中支持各種綜合自動化監(jiān)控單元通訊接口，實現(xiàn)在線操作，獲取斷路器及隔離開關(guān)的實時狀態(tài)信息，當狀態(tài)信息不對應(yīng)時裝置報警。

2全方位數(shù)據(jù)采集與指令管理

在集控站自動化系統(tǒng)中，各站安裝了微機保護、測控一體化設(shè)備以及其它的電子設(shè)備，采用分層式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)通信管理機與設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，而且該系統(tǒng)配置了數(shù)字錄音系統(tǒng)，能夠?qū)φ{(diào)度指令進行存儲、記錄、錄音以及查詢，具有全方位數(shù)據(jù)采集的特點，具有良好的擴充性與維護性。

3煉油供、配電系統(tǒng)中集控站自動化技術(shù)的應(yīng)用特點

3.1綜合操作屏操作直觀

采用嵌入式技術(shù)支撐的綜合操作屏能夠?qū)鹘y(tǒng)的常規(guī)控制屏、信號顯示屏于一體，從而在同一界面下實現(xiàn)信號顯示、遙控以及模擬操作功能，操作人員能夠?qū)υO(shè)備進行有效操作，因為煉油供、配電低通需要頻繁的對設(shè)備進行操作，采用傳統(tǒng)的控制技術(shù)需要更多的人力資源。采用集控站自動化技術(shù)，能夠通過屏幕對配、供電設(shè)備進行監(jiān)視、模擬與操作，在可視的情況下實現(xiàn)遙控控制。

3.2確保操作唯一性

集控站自動化系統(tǒng)的建設(shè)能夠進行遠程控制、后臺操作與管理，在運行過程中，一旦進行某項操作，必須禁止其它操作。采用集控站自動化技術(shù)，采用電子碼鑰匙進行控制管理，能夠確保操作的唯一性，避免多箱操作引發(fā)雙系統(tǒng)錯誤。相比于傳統(tǒng)的“五防”邏輯判斷的方式實現(xiàn)閉鎖，集控站自動化技術(shù)能夠通過設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集進行邏輯判斷，并且采用接點串連閉鎖技術(shù)，具有遙控、強制性閉鎖的功能，能夠確保系統(tǒng)安全、穩(wěn)定地運行，有效杜絕站間防誤閉鎖、雷擊等影響。

3.3預演、操作、告警圖像聯(lián)動

集控站自動化系統(tǒng)能夠?qū)b控操作進行判斷，通過模擬或操作現(xiàn)場設(shè)備時，從而最大限度地發(fā)揮系統(tǒng)功能。采用自動化系統(tǒng)能夠?qū)υO(shè)備進行自動跟蹤與定位，提升培訓的有效性，當出現(xiàn)告警事件時，系統(tǒng)能夠調(diào)出相應(yīng)區(qū)域的參數(shù)及圖像，從而更加直觀地了解系統(tǒng)的情況。

篇（5）

摘要：近年來中國的現(xiàn)代化在飛速的發(fā)展中，其中自動化機械制造是近年來發(fā)展中速度與更新都是較為突出的，尤其在數(shù)控技術(shù)加入后，二者的相互融合，促使了自動化機械制造有著進一步的提升。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；自動化機械制造；運用

在近年來，自動化機械制造有著突飛猛進的提升，為了將提升最大化，大多數(shù)企業(yè)都漸漸的把數(shù)控技術(shù)融入到其中。但在全世界的總體來看，我國的技術(shù)水平還是相對落后的，這一領(lǐng)域還等待我國近一步開發(fā)，這也是我國現(xiàn)在所要突破的關(guān)鍵。本文主要在闡述數(shù)控技術(shù)相關(guān)的含義與特點、現(xiàn)階段我國自動化機械制造發(fā)展的狀況、現(xiàn)階段數(shù)控技術(shù)在自動化機械制造中的運用，來總結(jié)未來數(shù)控技術(shù)在自動化機械制造中的運用更好的發(fā)展，為我國經(jīng)濟化建設(shè)作出更大的貢獻。

1數(shù)控技術(shù)相關(guān)含義與特性

（1）數(shù)控技術(shù)的含義。數(shù)控技術(shù)其主要指采用電腦程序控制機器的方法，按工作人員事先編好的程序?qū)C械零件進行加工的過程。數(shù)控技術(shù)是發(fā)展我國現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)可以將程序與機械充分的融合。數(shù)控技術(shù)能使得我國大部分的機械制造都存在著技術(shù)的支持，這種情況下我國的機械制造產(chǎn)業(yè)才能更加穩(wěn)固的持久的發(fā)展和壯大，為我國現(xiàn)代化建設(shè)作出了巨大貢獻。

（2）數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用特性。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用在現(xiàn)在很多領(lǐng)域都有所涉及，這是數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用所獨有的特性所決定的，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用特性主要變現(xiàn)在：

1）數(shù)控技術(shù)具有著更強大的效率和時效。數(shù)控技術(shù)加入后，可大范圍的減少人工操作。只要設(shè)定好程序的編寫，就可以通過機器取代人工，這種情況下可大幅度的提高操作效率，還可以加入復雜的加工程序、縮小生產(chǎn)時間、減少投入成本和增加所出產(chǎn)品的時效性。從安全性考慮，不用人工的加入，就可以減少一些因為操作不當引起的安全事故，更加大大降低了機器使用安全隱患的發(fā)生。

2）數(shù)控技術(shù)具有更強大的簡潔性。數(shù)控技術(shù)在加入后，大部分的操作流程都可以簡潔化，大大的減低了操作程序。許多需要繁瑣的流程，在加入數(shù)控技術(shù)后都可變成機器化操作，這樣的簡潔性大大的提高了生產(chǎn)的效益，減少一些不必要的流程。整體來看，數(shù)控技術(shù)進入到自動化機械制造中是必然現(xiàn)象，只有把二者相互融合，才提高在把自動化機械制造的企業(yè)整體效益。

2現(xiàn)階段自動化機械制造的應(yīng)用

（1）自動化機械制造逐漸占據(jù)主導地位?，F(xiàn)當代我國，現(xiàn)代化建設(shè)在飛速發(fā)展著，機械制造在逐漸的取代傳統(tǒng)老工業(yè)。隨著我國經(jīng)濟飛速的發(fā)展，人們的需求量逐漸的加大。在發(fā)展的過程中，逐漸的傳統(tǒng)制造業(yè)已經(jīng)遠遠滿足不了人們的需求量，人們開始研究自動化機械制造，開始把生產(chǎn)品批量化，更好的滿足人們的需求。自動化機械不單單的把生產(chǎn)流程提速，提高了生產(chǎn)效率，而且還豐富產(chǎn)品系列，使得人們的對新鮮感需求大大的得到了滿足，這也說明了自動化機械制造剛剛出現(xiàn)就受到眾多企業(yè)的認可。

（2）自動化機械制造相比較落后。隨著中國現(xiàn)代化發(fā)展加快，自動化機械制造也在不斷的發(fā)展中，自動化機械制造的不斷的發(fā)展和擴大，也使得自動化機械制造也不斷的更新中。但由于我國自動化機械制造發(fā)展的時間過于短暫，許多技術(shù)相對于國外而言還是趨于落后，我們很多技術(shù)在與國外相比較還是面臨著：事故易多發(fā)、工藝相對毛糙、使用年限過短、功率效益較低等等一系列問題，這些問題的出現(xiàn)，就證明我國自動化機械制造還有充足的發(fā)展空間，這也需要我國技術(shù)人員不斷的努力創(chuàng)新。

3現(xiàn)階段數(shù)控技術(shù)在自動化機械制造中的運用

數(shù)控技術(shù)在自動化機械制造中在我國方方面面都有著巨大的運用，比如說：工業(yè)生產(chǎn)上、汽車的制造等等重大企業(yè)都有著重大幫助。

（1）數(shù)控技術(shù)自動化機械在工業(yè)生產(chǎn)上的作用。我國近年來工業(yè)生產(chǎn)有著巨大的進步，但是隨著進步，人民所擔心的問題也逐漸出現(xiàn)，最大的問題則是安全問題，在早期我國的工業(yè)生產(chǎn)中最主要的形式還是在流水生產(chǎn)線上的人為操控，這種情況下，不單單人們要忍受低劣環(huán)境，還要注意安全操控；但現(xiàn)在數(shù)控技術(shù)的加入，主要在于把人與機器的分離。人們只需要操控機械就可以進行著生產(chǎn)與加工，這種情況下就不用擔心，低劣的環(huán)境與安全問題所給人們帶來的安全隱患。

（2）數(shù)控技術(shù)自動化機械在汽車的制造的作用。我國近年來，隨著人們生活水平有所提高，汽車市場的需求量驟然增加，這樣給汽車制造企業(yè)帶來了巨大的壓力，在這種壓力下，汽車制造的企業(yè)迅速接受了數(shù)控技術(shù)，數(shù)控技術(shù)自動化機械在汽車零件加工和汽車組裝都起到巨大的效果。數(shù)控技術(shù)自動化機械飛速的提高了汽車生產(chǎn)速度和質(zhì)量。更加能滿足汽車市場的需求量，并且減少汽車出廠的時間，進而將汽車利益最大化。

4數(shù)控技術(shù)在自動化機械制造中的運用更好的發(fā)展

數(shù)控技術(shù)在自動化機械制造中的運用，雖在在我國有著巨大的發(fā)展，但還是遠遠不足的，想要數(shù)控技術(shù)在自動化機械制造中的運用更好的發(fā)展必須做到：要依據(jù)我國國情，合理的引進先進的技術(shù)，將本國的數(shù)控自動化水平提高；把數(shù)控技術(shù)在自動化機械制造中的運用范圍擴大化，把各產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益最大化；隨著時代的更新，將數(shù)控技術(shù)隨之更新；培養(yǎng)更多技術(shù)型人才，將數(shù)控技術(shù)在自動化機械制造中運用到實處。

5結(jié)束語

近年來，數(shù)控技術(shù)在自動化機械制造中在各個方面都有著充分的應(yīng)用，這也說明數(shù)控技術(shù)在自動化機械制造中更擁有著宏達的發(fā)展前途，現(xiàn)在的我們要在使用數(shù)控技術(shù)自動化機械的過程中發(fā)現(xiàn)問題的原因、正式問題的出現(xiàn)、找到解決問題的方案，讓數(shù)控技術(shù)在自動化機械制造中的運用更加貼切，為我國經(jīng)濟發(fā)展做出更加突出的貢獻。

篇（6）

恒壓頻比控制屬于開環(huán)調(diào)節(jié),通過保持異步電機電壓和頻率之比近似相同以調(diào)節(jié)煤礦電機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)方法。V/F控制最大的優(yōu)點,就是使用簡單,沒有復雜的算法流程、坐標變換及電機模型辨識過程,用戶使用起來十分的容易。而且,由于屬于開環(huán)控制,即便在負載出現(xiàn)任意擾動的情況下,輸出值也保持固定,不會受到什么影響。所以在某些時候,尤其是穩(wěn)定度要求高的情況下,會采用該種控制方法。但由于其開環(huán)控制特性,控制精度低,無法像矢量控制那樣實現(xiàn)無偏差控制。這種控制方式主要運用于對精度要求不高的煤礦設(shè)備,如風機、水泵等。

1.2轉(zhuǎn)差率控制

根據(jù)電機轉(zhuǎn)速計算公式,轉(zhuǎn)差率控制是通過改變電機轉(zhuǎn)差率的大小來實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速進行改變的控制方法。主要通過改變電機定子電壓和轉(zhuǎn)子電阻的方式進行。小功率電機或者電機轉(zhuǎn)速較慢的情況下會采用轉(zhuǎn)差率控制方法。恒壓頻比控制和轉(zhuǎn)差率控制方式都是基于電機系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)模型和在穩(wěn)態(tài)運行規(guī)律下進行控制的。這兩種控制方式無法對電機內(nèi)部磁場的大小和位置進行控制,因而電機只能實現(xiàn)較為精確的轉(zhuǎn)速控制,而轉(zhuǎn)矩控制能力差。要想精確控制轉(zhuǎn)矩,就必須在動態(tài)過程中對電動機的磁場大小和位置進行控制。

1.3矢量控制(VC)

矢量控制是目前煤礦自動化領(lǐng)域中比較先進的控制方法。交流異步電機是一個十分復雜的系統(tǒng)。矢量控制的基本控制原理就是通過對異步電機定子電流在不同坐標系下進行矢量變換,最終將電流分解為可以分別控制的用于勵磁分量和用于產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩分量。矢量控制策略的基本思路就是將交流異步電機的耦合變量解耦,實現(xiàn)各個變量的獨立控制,使異步電機和直流電機一樣,獲得良好的控制性能。

1.4直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)

直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)是基于矢量控制理論而建立的一種新型交流異步電機控制技術(shù),直接轉(zhuǎn)矩控制將不會像矢量控制那樣考慮變量解耦的問題,而是直接控制電磁轉(zhuǎn)矩。直接轉(zhuǎn)矩控制不需要將交流異步電機轉(zhuǎn)化為直流電機的數(shù)學模型,而只關(guān)注電磁轉(zhuǎn)矩的變化。因此,和矢量控制不同,直接轉(zhuǎn)矩控制無需進行復雜的坐標變換和電機數(shù)學模型。但是,直接轉(zhuǎn)矩控制也有其缺點,例如低速情況下轉(zhuǎn)矩脈動大,啟動電流沖擊大等。目前,兆瓦級的大功率電牽采煤設(shè)備中直接轉(zhuǎn)矩控制方法運用的較為廣泛。

2自動化系統(tǒng)在煤礦采煤中的應(yīng)用

2.1試驗臺機械結(jié)構(gòu)及總體布置

變速器試驗臺是一個綜合了機械、電氣、液壓原理的機電系統(tǒng)。其具體工作原理是驅(qū)動電機連續(xù)輸入額定轉(zhuǎn)速和扭矩,以模擬變速器在煤礦采煤工作中的輸入工況。由于驅(qū)動電機最高轉(zhuǎn)速的限制,往往無法達到發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速的要求,因此,在驅(qū)動電機后加入一個升速齒輪箱,以滿足采煤系統(tǒng)的試驗能力要求。為了更接近礦區(qū)采煤的真實工況,在變速器輸入端增加一個慣量盤,其旋轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)動慣量與在離合器飛輪和傳動軸旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動慣量相同。試驗臺的末端是加載裝置及其匹配的冷卻系統(tǒng),它能給變速器施加阻力矩,以模擬設(shè)備采煤時的負載和道路阻尼。

2.2驅(qū)動設(shè)備的選擇

驅(qū)動設(shè)備需要給試驗變速器輸入試驗所要求的轉(zhuǎn)速和扭矩,驅(qū)動設(shè)備可以采用內(nèi)燃機,也可以采用電動機作為輸入動力源。兩種不同的動力源均有其各自不同的優(yōu)缺點。采用內(nèi)燃機作為采煤系統(tǒng)驅(qū)動端,使得試驗更加接近變速器在采煤應(yīng)用中的實際工況。但是內(nèi)燃機也有較多缺點,比如噪聲大,產(chǎn)生的廢氣污染環(huán)境,而且內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和扭矩不易控制,會導致試驗結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差。采用電動機作為試驗臺動力源有噪音小、占地面積小、啟停方便、無污染、易于控制等優(yōu)點。正是因為采用電動機作為試驗臺動力源具有較多的優(yōu)點,目前電動機已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各種煤礦傳動系統(tǒng)試驗設(shè)備上。

2.3加載裝置的選擇

加載裝置在整個采煤系統(tǒng)中為被測變速器施加負載轉(zhuǎn)矩,目前主流的工業(yè)設(shè)備一般采用測功機作為加載裝置。測功機一般用于測試發(fā)動機的功率,也可作為齒輪箱、減速機、變速箱試驗設(shè)備的負載裝置。測功機主要由功率吸收、負載調(diào)速、轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)和冷卻部分組成。根據(jù)負載轉(zhuǎn)矩輸出方式的不同,一般可以將測功機分為水力測功機、電力測功機和電渦流測功機三種。自動化采煤系統(tǒng)一般采用開式布局,在保證試驗需求的情況下,基于上表的三種測功機的性能對比,采用電渦流測功機較適合于基礎(chǔ)的自動化采煤系統(tǒng)。該文采用一臺長沙湘儀動力測試儀器有限公司生產(chǎn)的CW-150系列電渦流測功機作為研究對象,其額定吸收功率為150kW,額定扭矩為520N•m,額定轉(zhuǎn)速為2500rpm。

2.4發(fā)動機速度特性分析

該文所建立的自動化采煤系統(tǒng)模型,選用交流異步電機作為試驗臺架的驅(qū)動系統(tǒng),驅(qū)動試驗變速器及負載機構(gòu)的運轉(zhuǎn)。這里所選用的驅(qū)動電機應(yīng)能完全覆蓋被測變速器所匹配采煤設(shè)備發(fā)動機的全部性能和運行工況,同時還應(yīng)具備轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)能力。為了使試驗結(jié)果更加準確,這里我們先要對發(fā)動機的速度特性進行簡要分析,從而為異步電機參數(shù)的確定提供理論依據(jù)。

2.5驅(qū)動電機主要參數(shù)的確定

在確定了采用交流異步電機作為驅(qū)動電機之后,就必須確定驅(qū)動電機的各種參數(shù),從而完成異步電機驅(qū)動的變速器試驗臺動力學仿真。而部分電動機參數(shù)的確定必須參照發(fā)動機相關(guān)參數(shù)的確定原則,這樣才能提高驅(qū)動電機模擬發(fā)動機驅(qū)動的精確度。對于任意的一臺異步電機,它的參數(shù)例如定子電阻、轉(zhuǎn)子電阻、定子漏感、轉(zhuǎn)子漏感、定轉(zhuǎn)子互感、電機極對數(shù)以及轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量等是異步電機所固有的參數(shù),需要通過電動機試驗進行選定。而對于額定功率、額定轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)矩等動力學參數(shù),需要根據(jù)電動機所使用的特定場合進行選定。由于這里是用異步電機模擬汽車發(fā)動機作為驅(qū)動源,則其動力學參數(shù)參照發(fā)動機的參數(shù)確定則。

篇（7）

2.自動化專業(yè)畢業(yè)實習模式的實踐與探索

3.電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計研究 

4.略論高職自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計的改革 

5.電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計選題的探討 

6.農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計改革探索 

7.基于項目導向的自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計模式研究——以欽州學院為例

8.提高電氣工程及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量探討

9.提高自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的研究與實踐

10.應(yīng)用型本科機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計選題研究 

11.新形勢下自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計的研究與實踐 

12.探索提高熱工自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計教學質(zhì)量 

13.MATLAB在電力系統(tǒng)自動化學生畢業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用初探

14.基于ASP及VBA技術(shù)實現(xiàn)畢業(yè)論文格式規(guī)范自動化

15.自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計模式探討

16.機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計的改進措施探索

17.提高電氣工程自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的方法

18.關(guān)于電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計大綱的探討 

19.高職自動化專業(yè)學生畢業(yè)實踐的探討

20.應(yīng)用型本科自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計運行機制的創(chuàng)新研究與實踐 

21.仿真技術(shù)在自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計教學環(huán)節(jié)中的應(yīng)用 

22.應(yīng)用型本科院校自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(論文)的探索與實踐——以太原工業(yè)學院自動化專業(yè)為例 

23.提高自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的方法研究 

24.淺淡電氣自動化專業(yè)高職畢業(yè)沒計

25.機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計的改進措施探索

26.利用網(wǎng)絡(luò)資源與計算機仿真技術(shù)突出創(chuàng)新能力的培養(yǎng)——電氣自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計教學改革的實踐

27.試論技工院校電氣自動化專業(yè)高技班開展畢業(yè)設(shè)計

28.對自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計的經(jīng)驗總結(jié)與思考 

29.如何做好應(yīng)用型本科院校自動化專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計 

30.農(nóng)機化及其自動化專業(yè)畢業(yè)論文與科研結(jié)合效果探討

31.自動化專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計現(xiàn)狀分析與新模式探索

32.工科畢業(yè)設(shè)計新模式的探索與實踐——以華北電力大學自動化系為例

33.談電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)的畢業(yè)實習與設(shè)計

34.機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計的改進措施探究 

35.高校自動化專業(yè)畢業(yè)實習的探討

36.基于就業(yè)能力提升的自動化專業(yè)畢業(yè)實習教學改進

37.提高工科自動化專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(論文)質(zhì)量的實踐與探索

38.地方農(nóng)業(yè)院校機械類專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計教學探析——以農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)為例

39.高職電氣自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指導方法探索與實踐

40.高職機械制造與自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計模式改革與實踐

41.機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計改革探討

42.電力系統(tǒng)廠站及調(diào)度自動化綜述  

43.微生物自動化分析儀的畢業(yè)實習帶教初探

44.電氣自動化技術(shù)專業(yè)卓越技師畢業(yè)設(shè)計作品化改革與實踐——以山東勞動職業(yè)技術(shù)學院為例

45.自動化和建環(huán)專業(yè)聯(lián)合開展畢業(yè)設(shè)計的教學改革實踐

46.基于工作過程的電氣自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計教學模式探討

47.提高工科高校學生畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的改革與探索——以自動化專業(yè)為例

48.CAD技術(shù)在電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用

49.淺談自動化專業(yè)本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)指導規(guī)范化

50.機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計成績評定質(zhì)量的研究——以常州工學院為案例  

51.機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計的實踐及思考

52.工程教育專業(yè)認證背景下培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求的制定——以廣東石油化工學院電氣工程及其自動化專業(yè)為例

53.電氣工程與自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計改革的探索與實踐 

54.電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)實習與畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)改革探析

55.電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計選題的探索與實踐

56.提高電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的研究與實踐 

57.基于CDIO的電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計改革探索

58.不變與應(yīng)變——自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計的再思考

59.電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)畢業(yè)實習教學模式探討

60.自動化儀表專業(yè)畢業(yè)設(shè)計的改革實踐

61.MATLAB在自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用

62.高職高專電氣自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計方案研究

63.高職焊接技術(shù)及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計存在的問題與對策

64.以實際生產(chǎn)工藝過程作為自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計題目的思考

65.電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計改革的探討

66.畢業(yè)設(shè)計與畢業(yè)分配掛鉤新的教學模式 記92屆電氣自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計

67.工企自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指導工作的研究

68.談中專自動化專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計

69.自動化專業(yè)新形勢下畢業(yè)設(shè)計過程與質(zhì)量研究 

70.電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計中的問題及改進措施 

71.電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)實習改革探索 

72.電子束離子束專業(yè)結(jié)合畢業(yè)實踐研制用于生產(chǎn)自動化儀表零件的電子束焊機

73.機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)實習的改革 

74.機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計模式的教學改革

75.畢業(yè)設(shè)計過程中學風因素及治學方略研究——以機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)為例

76.本科畢業(yè)設(shè)計過程中學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實踐和思考

77.工業(yè)自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計注重能力培養(yǎng)的實踐

78.高職電類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計選題探討

79.本科畢業(yè)設(shè)計過程管理平臺的設(shè)計與實踐

80.基于學科平臺開展本科畢業(yè)實習的改革與實踐

81.實驗室自動化系統(tǒng)應(yīng)用對檢驗醫(yī)學本科生實習的影響與對策

82.加強實踐教學,提高本科生畢業(yè)設(shè)計能力

83.畢業(yè)設(shè)計過程中如何培養(yǎng)獨立學院學生的創(chuàng)新能力

84.“變電站綜合自動化”教學實踐 

85.醫(yī)院藥房自動化管理系統(tǒng)應(yīng)用進展

86.人工與自動化雙分揀區(qū)系統(tǒng)品項分配優(yōu)化

87.機械自動化技術(shù)的應(yīng)用研究

88.基于配電網(wǎng)自動化的多Agent技術(shù)在含分布式電源的配電網(wǎng)繼電保護中的研究

89.基于不同接線模式的饋線自動化實現(xiàn)方式

90.自動化炒青綠茶生產(chǎn)線的設(shè)計與應(yīng)用 

91.薄煤層綜采工作面自動化技術(shù)綜述

92.饋線自動化自適應(yīng)快速保護控制方案 

93.滾筒采煤機自動化與智能化控制技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用

94.國外圖書館自動化系統(tǒng)市場發(fā)展狀況研究

95.正念訓練的去自動化效應(yīng):Stroop和前瞻記憶任務(wù)證據(jù)

96.電力自動化技術(shù)的新發(fā)展  

97.軟件測試自動化技術(shù)應(yīng)用研究 

98.基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的軟件自動化測試框架 

99.省級氣象計量檢定業(yè)務(wù)自動化系統(tǒng)

100.辦公自動化系統(tǒng)的應(yīng)用  

101.壓力容器焊接自動化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展

102.薄煤層綜采自動化配套裝備開采技術(shù)

103.電氣自動化控制設(shè)備可靠性探究 

104.自動化裝配設(shè)備的總體設(shè)計

105.配電自動化 

106.探討220kV變電站綜合自動化系統(tǒng)的應(yīng)用

107.機械制造及其自動化的發(fā)展趨勢分析

108.電氣自動化控制設(shè)備可靠性探究 

109.從國內(nèi)外建設(shè)經(jīng)驗探討廣州配電自動化建設(shè)模式

110.檳榔包裝的自動化生產(chǎn)線設(shè)計 

111.我院基于整體設(shè)計的自動化藥房建設(shè) 

112.配電自動化實用化關(guān)鍵技術(shù)及其進展 

113.云計算環(huán)境下圖書館自動化系統(tǒng)發(fā)展探索

114.電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運用淺談

115.基于CAN總線的船舶自動化系統(tǒng)研究與設(shè)計

116.基于SMART準則的配電自動化建設(shè)效果評價體系研究 

117.基于Android的自動化測試的設(shè)計與實現(xiàn) 

118.電氣自動化在電氣工程中的應(yīng)用 

119.自動化綜采工作面概念探討

120.任務(wù)復雜度對自動化意識的影響 

121.探析智能型機械自動化應(yīng)用趨勢

122.自動化控制技術(shù)在煤礦通風系統(tǒng)中的應(yīng)用

123.軟件自動化測試概述及應(yīng)用工具分析

124.試論化工自動化控制的發(fā)展趨勢

125.基于IEC61850國際標準的配電自動化系統(tǒng)應(yīng)用研究

126.遠動控制技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的應(yīng)用

127.智能配電網(wǎng)饋線自動化發(fā)展及展望

128.圖書館自動化開源系統(tǒng)的市場可行性研究

129.國內(nèi)石油鉆機自動化技術(shù)現(xiàn)狀與建議

130.變電站綜合自動化系統(tǒng)的選型

131.IEC61850在高級配網(wǎng)自動化中的應(yīng)用

132.機械自動化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展前景的探索

133.智能電網(wǎng)發(fā)展的機制及其對電網(wǎng)自動化技術(shù)的影響

篇（8）

自動化技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用

在機械制造的實際操作中，對機械自動化生產(chǎn)的實際運用更加重視。隨著機械制造自動化理論研究不斷深入，自動化的目的也更加明確，使其更加適用于實際生產(chǎn)。為此，在實現(xiàn)機械制造的自動化進行研究時，主要是結(jié)合企業(yè)發(fā)展的需要不斷針對生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行突破，使其更加符合企業(yè)的需要，并能夠有效實現(xiàn)自動化促進企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟效益的目的，同時推進自動化技術(shù)的不斷發(fā)展。就當下我國機械制造自動化技術(shù)的實際情況而言，自動化技術(shù)主要集中投資少回報快的技術(shù)上。特別是我國在機械制造水平上正處在較為落后的情況，更加應(yīng)當注重發(fā)展?jié)摿Υ?、成本費用較低并且能夠得到快速回報的自動化技術(shù)上，使企業(yè)的經(jīng)濟效益能夠得到快速的回報。麻省理工大學在二十世紀所提出的LP精細生產(chǎn)模式，就能夠有效實現(xiàn)低投入高回報的典型代表技術(shù)。結(jié)合我國當前情況來看，機械制造企業(yè)運用的生產(chǎn)設(shè)備大多是通用設(shè)備，并且隨著自動化機械制造過程的不斷發(fā)展，不斷對自動化生產(chǎn)設(shè)備進行改進，但均是圍繞企業(yè)機械制造生產(chǎn)的實際需要來推進自動化設(shè)備的生產(chǎn)布局，并在重點關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行制造設(shè)備的添置，結(jié)合CAD\CAM技術(shù)、優(yōu)秀的計算機隊伍，通過計算機自動化技術(shù)對機械制造系統(tǒng)進行有效的整合，使自動化技術(shù)的優(yōu)勢能夠得到有效發(fā)揮，全面推進我國機械制造自動化技術(shù)水平的不斷上升。就當下我國在機械制造自動化的水平上來看，我國企業(yè)在自動化的發(fā)展上主要還是依照循序漸進的方式來開展，重點發(fā)展具有現(xiàn)代化特色的機械自動化。機械制造自動化技術(shù)主要是遵循由低級、簡單到高級、復雜的發(fā)展過程，有效突進了自動化管理質(zhì)量的快速提升。在當前的機械制造行業(yè)中，大多數(shù)的企業(yè)基本上已經(jīng)實現(xiàn)了自動化控制設(shè)備，在機械制造生產(chǎn)過程也逐漸實現(xiàn)了機械控制自動化、數(shù)字化以及智能化的發(fā)展。在實現(xiàn)了機械化和自動化生產(chǎn)的工廠中，運用單機自動化生產(chǎn)設(shè)施來實現(xiàn)生產(chǎn)線的自動化，并通過綜合自動化設(shè)備來對生產(chǎn)線進行管理，進而能夠更加有效控制生產(chǎn)，促使生產(chǎn)效率的快速提升，使機械制造自動化更加符合理想需要。當前，我國在機械制造水平上相較于先進的制造水平還有這較大的差距。為此，大多數(shù)的企業(yè)并沒有在生產(chǎn)過程中將計算機完全應(yīng)用到其中，對“高度自動化”的追求也稍有欠缺，并且針對制造過程中出現(xiàn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也均是通過將低成本的自動化手段來進行改革實現(xiàn)自動化。隨后在此基礎(chǔ)上，通過不斷積累自動化技術(shù)的經(jīng)驗，以及設(shè)備的改進，來實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，最終目的是實現(xiàn)高度自動化的CIMS生產(chǎn)。隨著我國在機械制造自動化的不斷發(fā)展，技術(shù)水平的不斷提高，部分企業(yè)在機械自動化的生產(chǎn)、技術(shù)以及管理等方面上均有了非常大的提高，因此，自動化設(shè)備應(yīng)當逐漸向高級自動化、集成化發(fā)展，使機械制造自動化生產(chǎn)體系更加趨于成熟。

自動化技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用發(fā)展趨勢

當前我國自動化在設(shè)備上、技術(shù)上以及管理方法上均有了非常明顯的提升，通過逐漸的積累，我國在機械制造自動化技術(shù)的經(jīng)驗更加豐富，發(fā)展也日漸成熟，逐漸向集成化、虛擬化以及智能化方向趨近。

二十一世界機械制造自動化發(fā)展方向中，集成制造技術(shù)可以說是最為重要的方向，更是當下機械制造企業(yè)不斷改革的生產(chǎn)模式。將計算機組合應(yīng)用作為基礎(chǔ)，再通過有效的整合使生產(chǎn)制造系統(tǒng)能夠作為一個整體來進行運作，通過多個分系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)使其呈現(xiàn)為模塊式的組合模式，自動化制造系統(tǒng)、自動化管理系統(tǒng)以及自動化信息系統(tǒng)均包含其中，同時信息集成程度高的制造系統(tǒng)則還將質(zhì)量信息系統(tǒng)一并包含。

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二、我國機械自動化的現(xiàn)狀

機械自動化技術(shù)從上個世紀20年代開始發(fā)展應(yīng)用以來，已經(jīng)得到了迅速的發(fā)展，特別是近年來計算機的高度集成化，開始采用了計算機集成制造系統(tǒng)，大大加快了機械自動化的發(fā)展，但我國仍處于初級操作階段的自動化。目前，世界各國的機械自動化水準除少數(shù)工業(yè)發(fā)達國家的某些生產(chǎn)部門外，大多數(shù)還處于操作階段的自動化。我國也不例外，我國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次低。我國機械制造業(yè)目前有11.4萬個企業(yè)，發(fā)展很不平衡，有大量落后于現(xiàn)代水準的產(chǎn)業(yè)，大部分企業(yè)還比較落后，手工勞動占有相當?shù)谋戎?，我國能獨立開發(fā)現(xiàn)代機械自動化技術(shù)的企業(yè)可以說沒有；我國機械制造業(yè)企業(yè)中自動化裝備少、水準低，不僅在數(shù)量上同世界先進國家有較大差距，而且在品種上、質(zhì)量上、使用上，同世界先進水準也存在階段性差距。實現(xiàn)我國機械自動化技術(shù)是一個長期的過程，不可能一蹴而就。需要循序漸進，不斷努力，創(chuàng)造條件，向自動化的高級理想階段邁進。當前，我國還處在社會主義初級階段，經(jīng)濟、財力、生產(chǎn)力水準、國民素質(zhì)等，與世界主要國家的差距是很大的；我國有豐富的勞動力資源，每年城鎮(zhèn)新增就業(yè)人口達兩千多萬，且今后每年的就業(yè)人數(shù)還會增加。機械自動化最大限度地提高勞動生產(chǎn)率，勞動力的過剩和分工的轉(zhuǎn)移就是一個現(xiàn)實問題。

三、我國機械自動化發(fā)展之路探索

（一）結(jié)合生產(chǎn)實際發(fā)展機械自動化技術(shù)

先進制造技術(shù)的全部真諦在于應(yīng)用。發(fā)展機械自動化技術(shù)，應(yīng)以企業(yè)的生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的實際需要及具體條件為導向。只有對合適的產(chǎn)品采用與之相適應(yīng)的自動化方式進行生產(chǎn)，才能收到良好的技術(shù)經(jīng)濟效益和社會經(jīng)濟效益。我國發(fā)展機械自動化技術(shù)，應(yīng)結(jié)合實際，注重實用，即對國民經(jīng)濟產(chǎn)生實際效益。那種盲目搞自動化、搞自動線的做法，全年生產(chǎn)任務(wù)只需1～2個月就完成的低負荷率生產(chǎn)也要搞的傾向應(yīng)當糾正，對國民經(jīng)濟不產(chǎn)生顯著促進、效率低下的要緩搞。我們要的是效益，而不單純是速度。國產(chǎn)造型生產(chǎn)線因產(chǎn)品質(zhì)量差、可靠性低、實用性差，開工率一般僅在50％～60％。而能在生產(chǎn)中長期服役的主力生產(chǎn)線很少，像第一汽車制造廠的01線、第二汽車制造廠的BMD線等具有全年開工業(yè)績的線更是鳳毛麟角。這種現(xiàn)象不屬偶然或局部，而是帶有普遍性。據(jù)調(diào)查，我國引進的弧焊機器人，完全正常運轉(zhuǎn)、充分發(fā)揮效益的只占1/3；另外1/3處于負荷不滿或不能完全正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)；還有1/3不能正常使用，直接影響了用戶使用更多機器人的信心。

（二）發(fā)展投資少、見效快的低成本自動化技術(shù)

發(fā)展低成本自動化技術(shù)，潛力大，前景廣，投資省，見效快，提高自動化程度，可以收到事半功倍的經(jīng)濟效果，適合我國現(xiàn)階段的發(fā)展需要和國情。美國麻省理工學院提出的精節(jié)生產(chǎn)LP模式，就是以最小的投入，取得最大的產(chǎn)出的具體表現(xiàn)。日本豐田公司采用適時生產(chǎn)JIT、全面質(zhì)量管理TQC和成組技術(shù)GT、彈性作業(yè)人數(shù)和尊重人性為支柱的精節(jié)生產(chǎn)方式，使自動化程度不高的工廠取得了良好的效益。芬蘭NOKOAData機工廠的組裝車間內(nèi)擁有一條能制造286、386和486微機的靈活生產(chǎn)線，它并不完全由自動化設(shè)備組成，中間穿插著借助計算機指導的人工參與，將高新技術(shù)與原有工藝基礎(chǔ)巧妙靈活地結(jié)合在一起，從而使這種生產(chǎn)線的造價較低，同時卻具有柔性制造系統(tǒng)的性能。實際上精節(jié)生產(chǎn)本身就意味著從國情和企業(yè)實際情況出發(fā)，借鑒國外發(fā)展機械制造業(yè)低成本自動化技術(shù)的經(jīng)驗是有益的。我國機械制造業(yè)各企業(yè)有大量的通用設(shè)備，在發(fā)展現(xiàn)代機械自動化技術(shù)時，若以原有的設(shè)備為主，合理調(diào)整機床布局，添加少量的數(shù)控設(shè)備，引入CAD／CAM技術(shù)，就能充分發(fā)揮計算機自動化管理的優(yōu)勢和人的創(chuàng)造性，共同構(gòu)成一個以人為中心、以信息自動化為先導、樹立自主的單元化生產(chǎn)系統(tǒng)，為我國機械制造業(yè)自動化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用提供了一條投資少、見效快、效益高、符合我國國情的機械自動化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用新途徑。

（三）注重配套發(fā)展機械自動化技術(shù)

現(xiàn)代自動化技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用就是在控制理論的指導下，對生產(chǎn)的物流和人的作用進行綜合的研究，涉及到機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制理論和計算機技術(shù)等。發(fā)展機械自動化技術(shù)，必須主要地關(guān)注電子學、電子計算機技術(shù)、零件檢測和機床裝料自動化，廣泛采用程序數(shù)控機床，以及研制高效的和可靠的自動化生產(chǎn)線、計算機應(yīng)用于生產(chǎn)的信息系統(tǒng)和自動化控制系統(tǒng)等。發(fā)展應(yīng)用機械自動化技術(shù)，要扎扎實實地抓好自動化技術(shù)應(yīng)用項目的基礎(chǔ)工作和從實際出發(fā)的推廣應(yīng)用工作，既要發(fā)展主機，也要配套發(fā)展自動化元件及控制系統(tǒng)?？删幊炭刂破?、微處理機、各種傳感器、新型刀具、控制系統(tǒng)及系統(tǒng)軟件、電子計算機等，這些都將是今后機械自動化的主要技術(shù)基礎(chǔ)。

參考文獻：

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[2]張世昌.先進制造技術(shù)[M].天津：天津大學出版社，2004.

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一、概述

電網(wǎng)是一個不可分割的整體，對整個電網(wǎng)的一、二次設(shè)備信息進行綜合利用，對保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行具有重大的意義。變電站綜合自動化是一項提高變電站安全、可靠穩(wěn)定運行水平，降低運行維護成本，提高經(jīng)濟效益，向用戶提供高質(zhì)量電能服務(wù)的一項措施。隨著自動化技術(shù)、通信技術(shù)、計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高科技的飛速發(fā)展，一方面綜合自動化系統(tǒng)取代或更新傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，已經(jīng)成為必然趨勢。另一方面，保護本身也需要自檢查、故障錄波、事件記錄、運行監(jiān)視和控制管理等更強健的功能。發(fā)展和完善變電站綜合自動化系統(tǒng)，是電力系統(tǒng)發(fā)展的新的趨勢。

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

目前從國內(nèi)、外變電站綜合自動化的開展情況而言，大致存在以下幾種結(jié)構(gòu)：

（一）分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

按變電站被監(jiān)控對象或系統(tǒng)功能分布的多臺計算機單功能設(shè)備，將它們連接到能共享資源的網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)分布式處理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最大特點是將變電站自動化系統(tǒng)的功能分散給多臺計算機來完成。分布式模式一般按功能設(shè)計，采用主從CPU系統(tǒng)工作方式，多CPU系統(tǒng)提高了處理并行多發(fā)事件的能力，解決了CPU運算處理的瓶頸問題。各功能模塊(通常是多個CPU)之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，選用具有優(yōu)先級的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較好地解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問題，提高了系統(tǒng)的實時性。分布式結(jié)構(gòu)方便系統(tǒng)擴展和維護，局部故障不影響其他模塊正常運行。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統(tǒng)組態(tài)結(jié)構(gòu)，較多地使用于中、低壓變電站。分布式變電站綜合自動化系統(tǒng)自問世以來，顯示出強大的生命力。目前，還存在在抗電磁干擾、信息傳輸途徑及可靠性保證上的問題等。

（二）集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

集中式一般采用功能較強的計算機并擴展其I／O接口，集中采集變電站的模擬量和數(shù)量等信息，集中進行計算和處理，分別完成微機監(jiān)控、微機保護和自動控制等功能。由前置機完成數(shù)據(jù)輸入輸出、保護、控制及監(jiān)測等功能，后臺機完成數(shù)據(jù)處理、顯示、打印及遠方通訊等功能。目前國內(nèi)許多的廠家尚屬于這種結(jié)構(gòu)方式，這種結(jié)構(gòu)有以下不足：

前置管理機任務(wù)繁重、引線多，降低了整個系統(tǒng)的可靠性，若前置機故障，將失去當?shù)丶斑h方的所有信息及功能。

軟件復雜，修改工作量大，系統(tǒng)調(diào)試煩瑣。

組態(tài)不靈活，對不同主接線或規(guī)模不同的變電站，軟、硬件都必須另行設(shè)計，工作量大并且擴展一些自動化需求的功能較難。

（三）分層分布式結(jié)構(gòu)

按變電站的控制層次和對象設(shè)置全站控制級——變電站層(站級測控單元)和就地單元控制級——間隔層(間隔單元）的二層式分布控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。也可分為三層，即變電站層、通信層和間隔層。

這種結(jié)構(gòu)相比集中式處理的系統(tǒng)具有以下明顯的優(yōu)點：

可靠性提高，任一部分設(shè)備故障只影響局部，即將“危險”分散，當站級系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)故障，只影響到監(jiān)控部分，而最重要的保護、控制功能在段級仍可繼續(xù)運行；段級的任一智能單元損壞不應(yīng)導致全站的通信中斷，比如長期霸占全站的通信網(wǎng)絡(luò)。

可擴展性和開放性較高，利于工程的設(shè)計及應(yīng)用。站內(nèi)二次設(shè)備所需的電纜大大減少，節(jié)約投資也簡化了調(diào)試維護。

三、常見通訊方式

目前國內(nèi)常采用以太網(wǎng)通訊方式，在以太網(wǎng)出現(xiàn)之前，無論RS-232C、EIA-422/485都無法避免通信系統(tǒng)繁瑣、通訊速度緩慢的缺陷。現(xiàn)場總線的應(yīng)用部分地緩解了便電站自動化系統(tǒng)對通信的需求，但在系統(tǒng)容量較大時依然顯得捉襟見肘，以太網(wǎng)的應(yīng)用，使通訊問題迎刃而解。常見的通訊方式有：

雙以太網(wǎng)、雙監(jiān)控機模式，主要是用于220-500kV變，在實現(xiàn)上可以是雙控機+雙服務(wù)器方式，支撐光/電以太網(wǎng)；單以太網(wǎng)，雙/單監(jiān)控機模式；雙LON網(wǎng)，雙監(jiān)控機模式；單LON網(wǎng)，雙/單監(jiān)控機模式。

四、變電站自動化系統(tǒng)應(yīng)能實現(xiàn)的功能

微機保護：是對站內(nèi)所有的電氣設(shè)備進行保護，包括線路保護，變壓器保護，母線保護，電容器保護及備自投，低頻減載等安全自動裝置。各類保護應(yīng)具有下列功能：故障記錄；存儲多套定值；顯示和當?shù)匦薷亩ㄖ?；與監(jiān)控系統(tǒng)通信。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)命令發(fā)送故障信息，動作序列。當前整定值及自診斷信號。接收監(jiān)控系統(tǒng)選擇或修改定值，校對時鐘等命令。通信應(yīng)采用標準規(guī)約。

數(shù)據(jù)采集及處理功能：包括狀態(tài)數(shù)據(jù)，模擬數(shù)據(jù)和脈沖數(shù)據(jù)

狀態(tài)量采集。狀態(tài)量包括：斷路器狀態(tài)，隔離開關(guān)狀態(tài)，變壓器分接頭信號及變電站一次設(shè)備告警信號、事故跳閘總信號、預告信號等。目前這些信號大部分采用光電隔離方式輸入系統(tǒng)，也可通過通信方式獲得。模擬量采集。常規(guī)變電站采集的典型模擬量包括：各段母線電壓、線路電壓，電流和有功、無功功率值。饋線電流，電壓和有功、無功功率值。

事件記錄和故障錄波測距。事件記錄應(yīng)包含保護動作序列記錄，開關(guān)跳合記錄。

變電站故障錄波可根據(jù)需要采用兩種方式實現(xiàn)，一是集中式配置專用故障錄波器，并能與監(jiān)控系統(tǒng)通信。另一種是分散型，即由微機保護裝置兼作記錄及測距計算，再將數(shù)字化的波型及測距結(jié)果送監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)存儲和分析。

控制和操作功能。操作人員可通過后臺機屏幕對斷路器，隔離開關(guān)，變壓器分接頭，電容器組投切進行遠方操作。為了防止系統(tǒng)故障時無法操作被控設(shè)備，在系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)保留人工直接跳合閘手段。

防誤閉鎖功能。系統(tǒng)的自診斷功能

系統(tǒng)內(nèi)各插件應(yīng)具有自診斷功能，并把數(shù)據(jù)送往后臺機和遠方調(diào)度中心。對裝置本身實時自檢功能，方便維護與維修，可對其各部分采用查詢標準輸入檢測等方法實時檢查，能快速發(fā)現(xiàn)裝置內(nèi)部的故障及缺陷，并給出提示，指出故障位置。

數(shù)據(jù)處理和記錄。歷史數(shù)據(jù)的形成和存儲是數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容，它包括上一級調(diào)度中心，變電管理和保護專業(yè)要求的數(shù)據(jù)，主要有：

斷路器動作次數(shù)；斷路器切除故障時截斷容量和跳閘操作次數(shù)的累計數(shù)；輸電線路的有功、無功，變壓器的有功、無功、母線電壓定時記錄的最大，最小值及其時間；獨立負荷有功、無功，每天的峰谷值及其時間；控制操作及修改整定值的記錄。

根據(jù)需要，該功能可在變電站當?shù)厝繉崿F(xiàn)，也可在遠動操作中心或調(diào)度中心實現(xiàn)。

人機聯(lián)系系統(tǒng)的自診斷功能。系統(tǒng)內(nèi)各插件應(yīng)具有自診斷功能，自診、斷信息也像被采集的數(shù)據(jù)一樣周期性地送往后臺機和遠方調(diào)度中心或操作控制中心與遠方控制中心的通信。