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自动化技术的发展史范文1
【关键词】配网自动化；发展趋势；配网建设
我国配网自动化技术经过十几年的发展已取得了长足的进步，但许多早期建设的配网自动化系统没有在生产中发挥应有的作用，还存在一些问题，主要表现为以下几点：
1.对配网自动化应用的认识不足
各电力公司在十几年前对配网自动化的理解和认识还不够清晰，对配网自动化技术的了解不够，过高估计了其对提高供电可靠性的作用，从而造成投入时只考虑了配网自动化设备，未能充分考虑配电网改造的投入。实际上，提高供电可靠性首先要从改造网架结构、提升一次设备可靠性、减小故障率、提高检修工艺和采取配网自动化技术等多个方面进行考虑。主站系统设备过于豪华，功能过于繁多，而试点线路数量比较少，造成“头大身子小”的现象，无法发挥配网自动化系统的规模效应，只具备观赏性而不具备推广价值。此外，配网自动化系统功能种类繁多，追求过高的技术指标，不仅增加了不必要的麻烦还影响系统的稳定性，且运行维护工作量巨大。花高代价采集而来的数据不能突出所关心的主要指标，而且许多数据由于长期不维护和不更新而与实际发展不符失去了利用价值。仅仅认识到配网自动化技术在故障处理方面的作用，而没有认识到对扩大供电能力和经济运行等方面的作用。
2.技术与设备的不成熟
与较为普遍推广应用的输变电自动化技术相比，配网自动化需要解决许多实际面临的问题。例如：自动化终端需要在户外恶劣环境下可靠地运行，系统测控对象更加分散且数量规模大，需要妥善地解决故障处理过程中配电开关和自动化终端设备的操作电源与工作电源问题等。因此，将比较成熟的输变电自动化技术简单移植到配网自动化系统中，无论从可靠性、有效性还是建设费用上来说都是不可行的，而当时专门研制配网自动化成套设备的科研单位和企业才刚起步，产品尚未经过实践检验和完善定型。此外，当时配电一次设备的制造工艺水平也远不如输变电系统的一次设备，更没有很好地考虑配网自动化所需要的量测和电动控制等需要。
3.配电网架存在的问题
十几年前，我国的配电网架构十分薄弱，辐射状的配电网架比较普遍，馈线分段数量少且不够合理。随着城乡电网建设与改造的开展，许多地区建设带来有联络开关的、“手拉手”型馈线，但由于馈线的冗余容量不足，有时不能在故障处理过程中切倒大负荷，而且有些带联络开关的两条馈线同时出自一座主变电站的同一段10kV母线，影响了其切倒负荷能力。这些问题使得配网运行方式不够灵活、紧急应对能力弱，削弱了配网自动化系统的作用。
4.指导标准和规范的缺乏
当时国家并没有统一的有关配网自动化规划、设计、建设、运行与维护的标准和规范，各个电力公司和制造厂家都根据自己的理解应用和研制配网自动化系统，造成功能和指标的差异很大、数据接口标准不统一，给系统性能评价、功能扩展和升级，设备选型、运行和维护带来困难。
5.对配电网建设、改造及规划不充分
由于区域性发展差异大，用电性质变化快，对配电网建设和改造的规划建设考虑不够充分，再加上一些市政建设项目的实施，经常造成许多刚进行配网自动化改造不久的馈线又需要切改线或改为电缆线路，导致相应的配网自动化设施被废弃或迁移到其他馈线，对有些配网自动化设施造成一定的破坏和不影响。
6.对配网自动化系统的后期维护不够
配电网由于其电力设备元素多、覆盖面大，投入使用后，为保障系统的正常运行需要完善的运维队伍及管理机制。但是在配电网线路或电气设备的施工和检修工作中，电力运维人员往往忽视对配网自动化设施的维护，一些配电自动化设施受到了不同程度的损坏。如果这些损坏没有得及时的修复，日积月累，使配网自动化系统逐渐丧失了作用，甚至处于半瘫痪状态。另外，一些设施特别是通信光缆等受到自然或人为的破坏，维护不及时，也会造成系统无法正常运行。
7.管理机构不健全、缺乏相应的管理标准和制度
配网自动化系统工程是一项投资巨大、设备面广、使用环境恶劣、技术构成复杂、实现周期民的系统工程项目[1]。这种长期、复杂的系统工程项目的实施，及后期的运维管理，需要有合理的管理机构、人员和管理标准及制度保障的支持。而个别电力公司对配网自动化的管理存在脱节，过多的重建设、轻管理。造成建设在研究之前，缺乏对配网自动化规划、建设、技术应用、运行和维护的整体研究，甚至使人们对建设配网自动化失去了信心，产生了质疑，不利于配网自动化工程的推进。
尽管在发展过程中存在这样那样的问题，在这十几年中，配网自动化技术经历了从基于自动化开关设备相互配合的馈线自动化系统（FA）到配网自动化系统（DAS）再到基于人工智能的高级应用（DPAS）的发展过程。
在第一阶段，其主要设备为重合器和分段器，不需要建设通信网络和主站计算机系统，其主要功能是在故障时通过自动化开关设备相互配合实现故障隔离和健全区域恢复供电。后来随着计算机技术和通信技术的发展，配网自动化系统发展逐渐成熟，发展出一种基于通信网络、馈线终端单元和后台计算机网络的配网自动化系统。在配电网正常运行时，也能起到监视配电网运行状况和遥控改变运行方式的作用，故障时能够及时察觉，并由调度员通过遥控隔离故障区域和恢复健全区域供电[2]。后来随着负荷密集区配电网规模和网格化程度的快速发展，仅凭借调度员的经验调度配电网越来越困难，因此基于人工智能的高级应用应运而生，并成功地应用于一些大城市配电网。同时，许多电力公司对于应用前沿的通信网络技术比如光纤技术投入更多的关注，因为光纤网络技术的可靠性、速度及可扩展性，光纤通信成为主导，光纤以太网及SDH等先进通信技术得以实现，为研制一种全新的馈线自动化技术创造了条件。在这类高端配网自动化系统中，往往还结合了配电地理信息系统（GIS）、需求侧负荷管理（DSM）、调度员仿真调度（DTS）、故障呼叫服务系统（TC）和工作票管理（WMS）等管理功能，有时被称作配电管理系统（DMS）[3]。
随着智能电网的发展及配网自动化实施方式的更新，我们相信配网自动化建设必将为我国的配电网发展做出巨大贡献。
参考文献
[1]吴国良，张宪法，刘育新.开展配电自动化工程应注意的问题[J].供用电，1999， 16（1）：8-11.
自动化技术的发展史范文2
【关键词】节水灌溉；自动化；发展趋势
引言
我国是世界严重缺水的国家之一，农业是用水最大用户，农业用水总量4000亿m3，占全国总用水量的70%，而目前我国农田水分利用率和水分利用效率都比较低，其中农田灌溉水的利用率平均仅为40%―50%左右，农田对自然降水的利用率仅达到56%；农田灌溉水的利用效率仅有1.0kg/m3左右；旱地农田水分的利用效率为0.60―0.75 kg/m3。根据权威部门的预测结果，在不增加现有农田灌溉用水量的情况下，2030年全国缺水高达1300亿―2600亿m3，其中农业缺水500亿―700亿m3。加快发展节水高效农业，不仅是解决我国水资源短缺、实现水资源高效利用的有力保障，同时也是保障粮食安全、生态安全和水资源安全的重大基础战略，可以大幅度增加农民收入，有力地推动农业和农村经济可持续发展，具有重要的战略地位和深远的意义。而当前我国在节水灌溉方面还基本停留在人工操作上，即使有些地方搞了一些灌溉工程自动控制系统，但只是小面积的局部控制。真正具有扩展功能的大规模灌溉工程的计算机监控系统应用还不多见。
灌溉自动控制模式与人工控制力式相比，具有节省水、肥、能量、杀虫剂、人工等优点，并可基本消除在灌溉过程中人为因素造成的不利影响，提高操作的准确性，有利于灌溉过程的科学管理和先进灌溉技术的推广。同时通过灌溉控制器适时、适量地灌水，提高农作物产量，有利于我国广大农村劳动力的转移和农村经济结构的调整，同时，对环境保护也起到一定的作用。
一、国外灌溉自动化技术的发展状况
随着全球性水资源供需矛盾的日益加剧，世界各国，特别是发达国家都把发展节水高效农业作为农业可持续发展的重要措施。发达国家在生产实践中，始终把提高灌溉（降）水的利用率、作物水分生产效率、水资源的再生利用率和单方水的农业生产效益作为研究重点和主要目标。这些发达国家从最早的水力控制、机械控制，到后来的机械电子混合协调式控制，到当前应用广泛的计算机控制、模糊控制和神经网络控制等，控制精度和智能化程度越来越高，可靠性越来越好，操作也越来越简便。
1、 电气信息技术在灌溉控制中的应用
30年前，沟灌和漫灌几乎全靠人力，自动化技术未能应用到灌溉工程中。真正的计算机控制灌溉源于以色列。该国最初把自动化控制技术应用到灌溉中的原因是：以色列足一个极其缺水的国家，从自然条件上讲必须发展节水农业；另一方面是出于中东安全的考虑，以色列人想通过自动化控制技术在家里控制农田灌水，减少由于武装冲突带来的危险。最初的灌溉控制器是一个简单的定时器，这可以看做是灌溉控制自动化的第一阶段。随着控制技术、传感器及水的发展，以色列开发了现代诊断式控制器，这种控制器把以前不能采集到的信息通过不同的传感器来获得，通过互联网、远程控制、CSM等来实现数据传输，然后通过计算机中的一些模型来处理信息，做出灌溉计划。
2、人工智能在灌溉中的应用
由于土壤湿度传感器的非线性以及其输出延迟较大，采用传统的反馈控制方法很难得到满意的结果，而近几年由于人工智能技术的发展，使得人工智能技术在节水灌溉中的应用显示出广阔的前景，其中包括用专家系统、模糊逻辑系统、神经网络来预测和建模，使得灌溉控制器用这些智能技术来及时、准确地预测环境参数，同时控制这些参数使得它更适合于作物生长。糊控制和神经网络在灌溉控制器中的应用较多，这些系统一般以土壤湿度传感器测土壤水分，同时还通过自动天气预报站估算出作物的蒸腾量，然后把这两个信息经模糊化后输入到模糊控制器，模糊控制器经模糊规则决策得出模糊输出，再把该模糊输出精确化传送给执行机构，控制电磁阀动作。如果该控制不能得到满意的结果，则可以通过神经网络来优化控制规则。
模糊控制不需被控对象的精确模型，它是根到另一个神经网络去预测灌溉需求。根据人的手动经验或专家的知识来设计的。一个有经验的农民能知道合适的灌溉时间和灌溉量，既然模糊控制能够模拟人的推理能力。所以把模糊控制技术和传统的控制方法结合将是非常有发展前途的。
二、国内灌溉自动化技术发展状况
国内在开发灌溉自动控制系统方面处于研制、试用阶段。能实际投入应用，且应用较广的灌溉控制器还不多见。在开发的产品中有代表性的如中国农业机械化研究院联合多家单位研制的2000型温室自动灌溉施肥系统，该系统是国家“九五”科技攻关项目中自主研发的科技产品。该系统结合我国温室的环境和实际使用特点，以积木分布式系统结构原理，解决了计算机适时闭环控制、动态监测、控制显示中文、施肥泵混合比可调、电磁阀开度可调等关键技术问题。该系统具
有手动控制、程序控制和自动控制等多种灌溉系统模式，可按需要灵活应用，在大连、北京等地已经投入了应用。从系统运行情况来看，该系统有很好控制效果。取得了一定的经济效益和社会效益。天津市水利科学研究所研制的温室滴灌施肥智能化控制系统主要用于现代温室，日光温室作种物的灌溉营养液施肥，环境监测的智能控制，采用世界先进的可编程序控制器和触摸屏控制技自动灌溉控制器，性能可靠、功能齐全、人机界面友好、操作简单、价格低廉，此控制系统的控制流量为15 m3h， 控制规模为1―2 hm2，能控制24路阀门，系统具有人工干预灌溉施肥功能，定时、定量灌溉施肥功能，条件控制灌溉施肥功能。北京澳作生态仪器有限公司的澳作智能节水灌溉控制系统可与各种滴、喷灌系统连接，实时监测土壤墒情，根据要求自动灌溉。控制方式灵活，手动、半自动、全自动任选且可随意在计算机上更改，可同时控制多个设备，受控区位置及形状，环境参数及设备状态可同时显示在中心计算机上。北京奥特思达科技有限公司研制的WT一02型微喷灌定时自动控制器，是一种供农业、草坪、果园、温室一般场合给水的电子灌溉自动控制系统。
1995年，许建中在大规模灌溉工程的计算机监控系统中采用分散功能和集中管理，各局部系统(RTU)都能独立工作，各RTU之间的信息则通过高速数据通道进行联系，其控制方式包括时间控制、水量控制、时间水量综合控制、综合分析制。毛慎建、张和许一飞(1995年)在智能化灌溉控制器研制中，介绍了以803l单片机为核心的全自动化灌溉控制器，该控制器可以按照任意设定周期进行灌溉控制，也可以根据检测的土壤水分状况进行闭环控制，能够控制多路灌溉系统进行多种方式灌溉，该系统已成功用于北京航空航天大学体育场，从投入运行的情况来看，情况良好。许吉力(2000年)以以色列和法国Richel温室系统为对象，综合分析了温室灌溉系统的要求和特点，提出了一种以集散控制系统方式的温室计算机控制系统的组成方式，采用了面向对象编程技术和事件驱动方式，能及时响应用户请求，使系统不但具有非常友好的人机交互界面，而且具有良好的实时控制功能，强大的信息查询能力。胡清和桂玉屏(1999年)在采用计算机控制农田灌溉网络系统设计中，介绍了一种低成本新型水传感器，并把它用在农田灌溉计算机网络系统中，该装置成功应用于福建省漳州市甘蔗灌溉试验站，取得了满意的结果。朱长青、曹成茂(2001年)在多用途节水灌溉控制系统研制中，介绍了一种以单片机控制为核心，能适应多种作物节水灌溉控制系统，该系统研制时充分考虑各种作物的特点，综合选择与灌溉控制密切相关的三个因素作为综合控制对象。其它国内研制得自动灌溉控制器，还有直接用PC机进行控制的，这样使成本增加，不易在田间较恶劣环境下使用等缺陷。
三、节水灌溉自动化技术发展趋势
经过多年的发展，国外灌溉控制器已逐步趋于成熟、系列化，但价格昂贵。国内虽引进一些，但多数是农业示范区、科研单位、高校，虽然国外生产的灌溉控制器性能优越。但没有考虑我国特殊的自然、气候、土地资源、农民经济状况等因素，因而国外引进的灌溉控制器在国内应用并不普及。国内虽然有多家研制灌溉控制器。但多数是小规模、实验和理论的探讨，应用不够普及，究其原因一则是开发性能完善的灌溉控制系统需要大量的人力、物力的投入，需要多部门、多学科的融合，这在一定程度上限制了性能完善、适应性强的控制器的开发。其次是现在开发出来的灌溉控制器价格昂贵，农民尽管知道能节省人力、灌溉用水、提高产量，但由于一次性投资太大，多数农民承受不起，这也在一定程度上限制了灌溉控制器的普及。
随着中国农业现代化进程的加快、农业结构的调整、以及我国加入WTO等因素，可以预计对农业灌溉自动化技术的要求会越来越高。灌溉控制器在我国将有巨大的市场。节水灌溉控制器近期在中国应朝着价格低、性能可靠、操作简便的方向发展。但从长远利益考虑，新的智能化技术、传感技术和农业科技的引入、应用和普及，将会有智能化程度更高、功能更强、性能更稳定可靠的灌溉控制器出现。
结束语
综上所述，西方发达国家在节水灌溉控制器的开发上已越来越成熟，且发展趋势是研制大型分布式控制系统和小面积单片机控制系统。同时随着人工智能技术的发展，模糊控制、神经网络等新技术为节水灌溉控制器的研制开辟了广阔的应用前景。而国内在灌溉控制器的研制方面还没有形成规模大、应用范围广的成套灌溉控制产品，国内的一些高尔夫球场等大面积场地灌溉控制，一般引用国外现成的成套灌溉控制产品。而广大农村可根据我国国情和各地经济和技术发展的实际情况，采取简单可行的节水灌溉措施及相应的排灌机械和设备，大力发展可靠、实用、成本低、操作简便的节水灌溉控制器，这样做不仅具有广阔的市场，而且具有巨大的社会和经济效益。
【参考文献】
【1】毛慎建，张，许一飞.智能化灌溉控制器.北京农业工程大学，1995（2）
自动化技术的发展史范文3
关键词：水电厂；水电站；自动化；数字化；智能化；回顾与展望
水力发电是指利用江河水流从高处流到低处的落差所具备的位能做功，推动水轮机旋转，带动发电机发电。水轮发电机组在电力系统中要做到持续、安全、可靠地运行必然涉及自动化技术的应用。随计算机技术、信息技术、网络技术的飞速发展，给水电厂自动化系统提供了一个广阔的发展舞台。水电厂自动化必须发展成为一个集计算机、控制、通信、网络、电力电子等多种技术为一体的综合系统，具备完备的硬件结构，开放的软件平台和强大的应用功能才能适应新的形势需要。在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压水电厂采用了自动化技术实现无人值班，而且在超高压水电厂建设中也大量采用自动化新技术，从而大大提高了电网建设的数字化水平，增强了输配电和电网调度的可能性，降低了水电厂建设的总造价。然而，技术的发展是没有止境的，随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、水电厂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，势必对已有的水电厂自动化技术产生深刻的影响，水电厂自动化系统需要进一步的改善和发展。
1水电厂自动化的发展趋势
总的发展趋势是:智能化、人性化、可选择性、用户二次开发。所谓智能化，主要指系统的软件具有人类的一部分归纳、推理、判断的能力。水电站计算机监控系统的智能化水平是指:在一定条件下，它能更多地代替运行人员，在判断和归纳的基础上自动提示更多信息、自动进行一些操作，使机组运行在更安全的工况区域内。智能化水平越高的系统对使用人员的要求越低，不需要培训或进行简短的培训就可以使用操作，有问题翻阅一下说明书就可以解决，得像家电那样简单，接上电源就能使用。智能化水平越高的系统，能够根据使用的情况，对自身或控制设备的状态给出恰当统计、准确的诊断、适当的报警提示，以使用户时刻清楚监控系统的情况，时刻清楚监控系统及被控设备的状态。
所谓人性化，首先使用系统是方便的、简单的，其模式、布置、颜色、操作等可以满足大多数使用者的需要，并可以随时进行调整、修改。
可选择性也可以说定制性，也就是指系统功能的多少、投退可以选择，设备控制与报警，数据的流向，设备的状态具有选择性。使用人员可以方便、简单地改变系统的配置、功能的配置、信息的配置及表现方式，可以更好地满足使用者的需要和习惯。
用户二次开发。提供一系列方便、友好工具软件，支持用户二次开发，使用户按照设备的变化情况和现场的需要随时方便、简单地对数据库、画面、报表、通信内容进行修改，使监控系统真正成为用户自己的系统，成为用户满意的系统。
2水电厂自动化系统的数字化特点
2.1智能化的一次设备。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。换言之，水电厂二次回路中常规的继电器及其逻辑回路被可编程序代替，常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。
2.2网络化的二次设备。水电厂内常规的二次设备，如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控制装置、电压无功控制以及正在发展中的在线状态检测装置等全部基于标准化、模块化的微机处理设计创造，设备之间的连接全周；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。
2.3自动化的运行管理系统。水电厂运行管理自动化系统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、分流交换自动化；水电厂运行发生故障时能及时提供故障分析报告，指出故障原因，提出故障处理意见；系统能自动发出水电厂设备检修报告，即常规的水电厂设备定期检修改变为状态检修。
3水电厂自动化系统的数字化结构
3.1过程层
（1）电力运行的实时电气量检测
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
水电厂需要进行状态参数检测的设备主要有发电机、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、液位、密度、绝缘、机械特性以及工作状态等数据。
（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。又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。
3.2间隔层。间隔层设备的主要功能是:汇总本间隔过程层实时数据信息；实施对一次设备保护控制功能；实施本间隔操作闭锁功能；实施操作同期及其他控制功能；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；承上启下的通信功能，即同时高速完成与过程层及站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。
3.3站控层。站控层的主要任务是:通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息，不断刷新实时数据库，按时登录历史数据库；按既定规约将有关数据信息送向调度或控制中心拟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；具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能；具备站内当地监控，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；具备水电厂故障自动分析和操作培训功能。
4 水电厂自动化系统数字化发展中的主要问题
目前研究的主要内容集中在过程层方面，诸如智能化开关设备、光电互感器、状态检测等技术与设备的研究开发。国外已有一定的成熟经验，国内的大专院校、科研院所以及有关厂家都投入了相当的人力进行开发研究，并且在某些方面取得了实质性的进展。但目前主要存在的问题是：研究开发过程中专业协作需要加强，比如智能化电器的研究至少存在机、电、光三个专业协同攻关；材料器件方面的缺陷及改进；试验设备、测试方法、检验标准，特别是EMC(电磁干扰与兼容准制与试验)还是薄弱环节。
5 结语
目前，水电厂自动化技术随着计算机技术的发展得到了迅猛发展，并已比较成熟。但随着国家对水电开发的远期规划对我们提出的更高目标，数字化水电厂自动化是一个系统工程，要实现全数字化水电厂自动化的功能，还有许多技术问题需要攻关解决，要认真总结经验，时刻保持清醒的头脑，不断开拓思路，不断探索创新。在水电厂状态检修、流域水能资源调度与高效利用、水电站控制新技术等领域进一步突破，使数字化的水电厂自动化系统，有一个蓬勃的发展期，为我国的水电建设和现代化事业做出应有的贡献。
参考文献：
[1]李维东.工业微机型水轮机凋速器的研究与开展，2009(01).
[2]徐林之.国内外水情自动测报技术的现状与发展，1999(04).
[3]王德宽.水电厂计算机监控技术的发展与回顾，2007(03).
[4]陈铁华，高明.水电厂自动化技术发展趋势的探讨．吉林电力，2005(4).
自动化技术的发展史范文4
关键词：传感器 自动化 发展
传感器是自动化系统和信息系统的关键性基础器件，其技术水平直接影响到自动化系统和信息系统的水平，自动化技术水平越高，对传感器技术依赖程度越大。在信息社会中，人们为了推动社会生产力的发展，需要用传感器来检测许多非电量信息，如力、压力、流量，速度、温度、湿度以及生物量等等。
近百年来，传感器的发展大致经历了以下三个阶段。(1)传统，(2)模拟集成传感器／控制器-(3)智能传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。
一、传感嚣在现代信息技术中的发展现状
21世纪是人类全面进入信息电子化的时代，随着人类探知领域和空间的拓展，使得人们需要获得的电子信息种类日益增加，需要信息传递的速度加快，信息处理能力增强，因此要求与此相对应的信息采集技术一一传感技术必须跟上信息化发展的需要。
作为现代信息技术的三大核心技术之一的传感技术，它是人类探知自然界信息的触觉，为人们认识和控制相应的对象提供条件和依据，将是二十一世纪世界各国在高新技术发展方面争夺的一个重要领域。
不难看出，传感器技术是涉及国民经济及国防科研各领域的重要技术。如果不建立我国自己的传感器产业，而一味依赖从国外进口传感器来满足需要，将使我国国民经济及国防力量的加强受到制约，因此必须尽快地发展我国的传感器产业。
1.敏感元件与传感器作为信息系统的关键基础元器件，在国外一直得到了高度重视，很多发达国家为了夺取未来经济发展制高点，大力投入人力、物力和财力来发展它。如美国提出的“国家纳米技术创”(NationalNano-technologylnitiative，简称NNl)，计划投资五亿美元的研究经费，其中传感器是极为重要的内容之一，日本和欧洲也不断增加研究经费支持更多的相关研究项目。
2.半导体硅是固态传感器的最重要的材料，但对其它新型敏感材料和功能材料的开发仍未停止，如陶瓷、高分子、生物、智能材料等新型材料的开发与应用，不仅扩充了传感器的种类，而且改善了传感器的性能，拓宽了传感器的应用领域。如新一代光纤传感器、超导传感器、焦平面阵列红外探测器、生物传感器、诊断传感器、智能传感器、基因传感器以及模糊传感器等。
传感器的集成化有两种途径：一是利用集成电路制造技术和微机械加工技术，将多个功能相同、功能相近或功能不同的单个敏感元件集成为一维线型传感器或二维面型(阵列)传感器，使传感器的检测可由点到面、甚至到体，从而实现信息多维化、变单参数检测为多参数检测，二是利用微电子电路制作技术和微型计算机接口技术，将传感器与调理、补偿等电路集成在同一芯片上，使传感器由单一的信号变换功能扩展为兼具放大、运算、补偿等用途，从而实现横向和纵向检测的多功能化。
目前，传感器技术的发展水平和研究动向是怎么样的呢?请采取一个或者两个传感器作深入调研。
二、先进制造技术的发展水平和研究动向
21世纪人类社会将进入知识经济新时代，制造业作为我国新世纪的战略产业将面临着剧烈的挑战和经历一场深刻的技术变革。在传统制造技术基础之上发展起来的先进制造技术代表了制造技术发展的前沿，必将成为这场技术变革的核心，对制造业的发展产生巨大影响。先进制造技术是制造业企业发展的必然需求。
制造业呼唤先进制造技术
近十年来，世界各国都投入了巨大的财力和物力，强化作为光机电一体化制造业基础的先进制造业的技术及产业发展的战略研究。先进制造技术已经成为垒球制造业争夺的市场焦点。
美国、德国、日本等国已经开发出了数控(NC)、计算机数控(CNC)、直接数控(CAM)、计算机集成制造系统(CIMS)，制造资源规则(MRP)、柔性制造单元(TMC)，柔性制造系统(FMS)、机器人、计算机辅助设计制造(CAD/CAM)、精益生产(LP)、智能制造系统(LMS)、并行工程(cE)和敏捷制造(AM)等多项先进制造技术与制造模式。这些技术的推广与应用，不仅使本国企业的国际竞争力得到巩固，也使得世界先进制造业发展迅猛。
2000年，全球先进制造业贸易额达到20000亿美元，占全球总贸易额的三分之一。传感技术、开放式工业过程自动化系统、现场总线系统等先进制造技术已经在国外形成相当的产业规模。
先进制造技术将对21世纪的制造业及其相关联的其他产业的发展发挥更为重要作用。
1.先进制造技术持续不断地融合光电子、计算机、信息等新技术的研究成果，使得这一新兴的产业成为新的经济增长点。据了解，数控技术模块化、网络化、多媒体和智能化已是技术发展的热点。CAD/CAM系统将面向产品的整个生命周期・产品数据管理(PDM)与企业资源计划(ERP)趋于融合，先进加工系统和设备发展智能化。
2.先进制造技术的应用大幅度提高了光电子、自动化控制系统、传统制造等行业的技术水平和市场竞争力，成为许多高新技术产业和高新技术制造业装备的基础，推动诸多相关行业的效益增长。如先进制造技术装备的加工设备、系统和各类自动化控制系统及仪器仪表、光电子设备在国民经济各行业的广泛应用，将大大提高航空航天领域飞行器的设计制造效率和可靠性；将推动印刷技术的数字化-推动现场总线的应用，构建现场管理垒系统的数字通信网络-电力电子器件将向高压、大容量、抗大破坏力、小型化和智能控制方向发展；医用电子与医学发展将更为紧密结合，影像显示趋于多种手段的融合-医用激光将广泛应用。
三、先进制造技术研究动向
长期以来，在国家高新技术发展计划中，我国将光机电一体化作为制造业的研究和发展重要方向。将其列为国家火炬计划中的五个重点领域之一，予以特别的重视。
我国制造业市场的巨大潜力，为先进制造技术发展提供广阔的市场空间，其中，机械基础件类产品市场较大、品种也较多，其数控系统已形成年产3000台(套)的生产能力，由CIMS延伸出来的诸多相关技术和产品，如产品数据管理系统(PDM)、企业资源计划(ERP)技术、管理信息系统等已有很大的发展，据预测，仅MIS一项，国内就拥有近700亿元的市场潜力，国产CAD在2000~中的销售额达到10亿元，年增长率为15％～20％；国产的自动化控制仪器仪表技术，已在国内市场中占据相当的市场规模，1996年至2000年的销售额为95亿～200亿元人民币，其中以分布式控制系统年增长率最高，现场总线控制系统已成为应用热点；另外，微机电类产品已占有了较高的市场份额。
自动化技术的发展史范文5
【关键词】扬水泵站自动化技术；功能；发展；现状；趋势
一、扬水泵站自动化技术的概述
扬水泵站自动化技术是现代电子信息技术发展的成果之一。随着计算机技术及功能的不断发展与完善，造就了如今先进的扬水泵站自动化系统。以我国为例，扬水泵站自动化系统主要由自动监控系统、自动装置以及继电保护等设备组成，它去除了老旧的表计与控制平台等传统设备，在很大程度上减少了电缆的数量，节省了控制室的使用面积。扬水泵站自动化系统除了对正常工作的泵站进行监视、控制外，还会对泵站的一、二次设备进行数据采集、工作状态监控以及调节与控制，从而确保抽水泵站运行的安全性与高效性。在扬水泵站的正常运行过程中，一旦发生设备故障等问题时，保护装备将立即对其进行数据采集与实施监控，并对故障做出快速反应，找出故障原因，进行故障修复处理，最后恢复泵站的正常运作。保护、监测、远传、控制是扬水泵站自动化系统的四大功能。具体功能如下：监测变电装置、机组设备的日常运作情况；搜集设备装置的电量信号与非电量信号进行检测、预警；记载、储存、分析与处理重要的设备运行参数；记载、反馈所采集到的各项故障数据；研究、对比机组设备的开启状况与运行状态；调试并修护扬水泵站的辅助装置；合理地调节泵站机组设备的节能优化状况等等。更为重要的是，扬水泵站自动化系统还会对泵站的设备装置起到保护作用，从而减少风险性，预防安全事故，确保职工的生命财产安全。
二、泵站自动化技术的发展现状
1、数据采集和处理技术。数据采集和处理技术是整个泵站信息化系统的基础，主要承担着泵站信息的采集和数据处理功能。通过现场控制单元来采集泵站日常运行过程中的各类电气量信息（电压、电流、功率等）、非电气量信息（测点的温度、压力、流量等）、状态量信息（机组的工作及检修状态等）、开关量信息（主变及线路的投退、机泵的启停、排水泵和风机等附属设备的控制等）、继电保护信息（各类继电保护的动作情况），采集信息后经过数据处理和逻辑判断，对设备进行控制并输出相应的告警信息。目前，在监控信息化方面，新建的泵站都配备了计算机监控系统，基本实现了先进的视频监控技术，同时结合包括Wincc、intouch等在内的众多国际品牌计算机监控软件及网络等共同完成泵站监控系统架构。
2、运行调度技术。运行调度系统是泵站自动化的“神经”，能够根据泵站实际运行情况来进行实时调度。在满足泵站扬程与流量的前提下，寻找最优的运行方式，在成本最优的情况下实现泵站效益的最大化。运行调度系统通过计算机技术建立泵站控制对象模型，包括泵机经济运行模型、泵站调度管理模型等，并结合效率、成本、流量等相关约束条件，根据目标函数实施优化控制、科学调度，通过对数学模型求解选择最优的机组联合运行模式，确定不同时段、不同流量的最优运行状态，实现泵站的高效、最优、经济运行。目前，在运行调度方面，供水泵站都基本实现了不同水平的半自动化，数据通信已经实现“四遥”，有些大中型泵站可以达到以机待人、少人值守，甚至无人值守的自动化水平。
3、运行信息管理技术。泵站在运行中将产生大量信息，做好运行信息管理是泵站自动化的基础。泵站实时运行信息管理包括实时数据采集和显示、历史数据综合统计、泵站运行数据管理三大环节。其中实时数据采集主要包括泵站压力、流量、水位等信息，能够通过这些数据进行泵站可靠性分析，一旦发现异常能够实时报警。数据信息综合统计主要监测和存储历史数据，包括设备操作记录、故障录波等，便于进行统计、查询和故障回溯。泵站运行数据管理主要包括泵站设备的配置维护和监测数据库维护，为泵站正常运行提供数据和平台支撑。随着计算机信息技术、数据库技术、现场总线技术等的发展，很多泵站已经建设了光纤环网形式的站级测控局域网，实现了泵站数据的高速采集，并与上级信息中心可靠地联网，进行统一的运行信息管理。
三、泵站自动化技术的发展趋势
1、测量、控制、管理一体化。科技的进步，促进了泵站自动化技术的发展。嵌入式智能控制器以及集PLC、HMI、I/O及通信于一体的“显触控一体化”OCS控制器等技术不断出现，泵站自动化朝着测量、控制、管理的一体化方向发展，新型的综合自动化监控系统在能够测量与控制泵站内关键机电设备的同时，还能够以多泵站整体运行最优为目的进行调度优化，集成泵站工作各个环节，将信号采集、设备控制、远程监控、调度优化、运行管理M行一体化管理。
2、健全完善自诊断功能。新型泵站自动化应不断完善自诊断功能，实现智能故障诊断和自愈控制。目前，我国正在进行大规模的大中型泵站升级与改造工作，BP神经网络、模糊运算、频谱分析、状态检修、多信息融合等新技术将不断应用于泵站故障诊断领域，提升泵站自动化的人机协作平，推动泵站管理系统向自动化和智能化方向不断发展，从简单的数据监测向故障诊断、智能分析、专家会诊等深层次应用转变。
3、运行信息的实时化管理。运行信息实时化管理有利于更加便捷、高效地掌握泵站运行情况，进行科学决策，辅助泵站管理。未来泵站运行信息的实时化将能够实现泵站运行实时监测、最新卫星云图实时接收、实时在线巡视、设备状态实时上送，基于实时性平台实现数据信息多方共享，数据中心和各个子站之间以专线接入，泵站检测库、水情库、设备库、决策支持库等数据库集成管理、专人维护。
结束语
综上所述，泵站承担着地区供水的重任，随着科学技术的飞速发展，我国泵站自动化技术已经初步实现了集散控制，并向着测量、控制、管理一体化方向发展。并且泵站自动化技术的发展趋势同样会结合地区及行业的实际情况，向着科学化、现代化方向递进。
参考文献
[1]王学明.泵站自动化的发展趋势[J].科技信息，2011，23（12）.
自动化技术的发展史范文6
关键词：机械自动化；技术；发展；应用
中图分类号：TF325.2 文献标识码：A
机械行业在国民经济中占有非常重要的地位，是一个国家的支柱性和基础性产业，关系到国家的住房、钢铁、日用品等，能够拉动国家经济的发展。机械自动化指的是应用自动化技术进行机械制造，实现自动化生产，提高生产效率。机械自动化技术自从出现以来就收到研究者的高度重视，一直都是机械制造中一个最活跃的研究方向。通过自动化技术的应用起到了提高企业生产效率的目的，机械自动化技术不仅关系到机械制造行业的发展，还会直接影响与国民经济相关的各项技术。因此，研究我国机械自动化技术的现状和发展趋势对促进我国国民经济的发展具有重要意义。
1 我国机械自动化技术的发展现状
改革开放以来，我国制造业无论在数量还是质量上都有了突飞猛进的增长，但是具有独立知识产权的产品却不多。例如，许多企业的产品虽然表面上说是国产，但是很多产品的核心技术还是应用的国外的技术，如汽车发动机、空调压缩机等。据研究，我国的机械制造业与发达国家相比还是比较落后，落后的主要是以下几个方面。
1.1 管理方式落后
我国机械制造业的管理方式与发达国家相比比较落后，目前我国大部分中小企业都采用经验管理，只有少数大型企业应用了计算机辅助管理。而在发达国家，计算机管理已经普遍应用到机械制造业的管理中，发达国家的企业都十分重视组织和管理体制，根据企业的发展情况以及管理科学的发展及时更新和发展适合企业发展的生产模式，国外推出了精益生产、准时生产、和并行工程等新的管理思想和技术。
1.2 CAD技术使用比率低
发达国家的机械制造行业积极探索新的设计准则和设计方法，CAD技术已经广泛应用到机械制造行业中，许多大型企业都采用了无图纸设计和生产，既提高了生产效率，又节约了资源，十分的环保。而我国的CAD技术使用比例还比较低，只有一些大型企业采用了计算机辅助设计，许多中小型企业仍然采用传统的图纸设计方法。
1.3 新型加工方法普及率低
在加工方法方面，发达国家都广泛地应用微型机械和微米、激光加工技术以及高精密加工等新型加工方法，而我国尚没有掌握这些方法和技术，也没有自主研发出新型加工方法，新型加工方法在我国没有得到普及。
1.4 自动化技术落后
在自动化技术方面，发达国家已经将柔性制造单元、计算机集成制造系统、数控机床等技术应用到机械制造中，而与发达国家相比，我国还处于机械自动化还处于比较原始的阶段，只有少数企业应用了柔性制造单元和制造系统。
1.5 国家政策不合理
我国机械制造业技术上一个明显的弱势就是对外技术依赖过高，导致每年都有大量资金应用在进口国外设备上。在高新技术和冶金机械中，几乎有一半的技术、设备和系统来自国外。据统计，我国新产品的贡献率为6%，而发达国家新产品的贡献率高达51%，我国在核心技术方面的产品大部分都是模仿国外的产品，进行克隆，自主研发的产品较少。这降低了我国机械制造业的创新能力，还容易受到其它国家的指控。而这些技术上的问题与国家政策息息相关，国家在政策和资金方面的失误导致机械制造业技术发展的落后。
研发和创新产品的重要保障就是产权激励制度，但是我国的国有企业在实际执行并没有实行对创新人才的产权激励，导致创新成果的知识产权没有得到保护，创新者的贡献也没有得到产权确认，研发出来的新产品和新技术通常无常归国家所有，或者被其他企业无偿复制克隆，这大大降低了企业和个人的研发和创新积极性，导致我国机械制造业整体的研发能力低，拥有独立知识产权的产品极少。
2 我国机械自动化的发展趋势
2.1 发展现代机械自动化技术
我国是一个发展中国家，在技术方面与发达国家还有很大的差距。虽然自动化技术是一门先进的技术，而且给发达国家带来了客观的利益，但是我们不应该盲目跟风，将自动化技术照搬到我国机械制造业中，盲目地追求高度自动化或全盘自动化，在应用先进的自动化技术时，我们应当仔细分析该项技术是否适用于我国当前的技术发展水平，在确保必要的生产柔性前提下，优化人机界面，建立完善的信息系统，充分发挥计算机管理的作用。由于我国的机械制造技术比较落后，因此不应当摒弃所有传统普通设备，全部采用先进自动化设备，应该将两种设备结合使用，在某些特殊的环节，应当采取人工控制的方法。我们应当在积极学习国际上先进的自动化技术的基础上，努力结合我国机械制造技术的特点，研究出适合我国机械制造业的机械自动化理论，以适用为前提，将企业需要的技术先引入应用中，取得一定的实践经验，证实其效果再推广应用该技术。
2.2 发展投资少、见效快的低成本自动化技术
发展低成本自动化技术潜力大、前景广、投资省、见效快，提高自动化程度，可以收到事半功倍的经济效果，适合我国现阶段的发展需要和国情。这需要我国机械自动化技术向网络化和虚拟化方向发展。网络通讯技术的迅速发展和普及，给企业的生产和经营带来了革命性变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。
2.3自动化技术越来越高度集成化
在机械制造自动化的发展中，集成制造技术是当前机械制造企业中最为重要的生产模式，可以说是最为重要的一个方向。通过有效的整合将生产制造系统形成一个整体来进行运作，应用计算机组合作为基础通过相互关联的自动化制造系统、自动化信息系统、自动化管理系统等多个分系统使其成为模块式的组合模式，同时信息集成程度高的制造系统一并包含着品质信息系统。
2.4 柔性自动化
在现代机械制造业不断发展的情况下，对机械制造企业的应变能力、适应能力以及客户需求的快速反应有了更高的要求。因此，企业必须能够结合市场需求变化及技术更新等一些外部条件，以此实现合理调整产品生产结构和机械制造种类等，而此时应用柔性自动化技术有着积极作用。在确保柔性生产的基础上，通过人机界面的优化和自动化技术的合理追求使柔性自动化建立了一个完善的信息管理系统，使计算机管理技术得到发挥，提高了产生效益。在柔性自动化系统中，普通设备与自动化设备是共同存在的，并且个别环节在操作过程中允许出现人为干预，从而使机械制造在外界因素变化的情况下适应能力得到有效提高。因此，制造出的产品就能很好地适应市场的需求。此外，柔性制造系统与柔性自动化加工系统可实现有效衔接，从而使机械制造、机械设置、机械生产这三者之间拉近了联系，使得机械制造的自动化程度得到有效提高。
2.5结合我国国情发展适合我国的自动化技术
在发展机械自动化的同时要注意到环境问题，实现发展机械自动化的绿色化。绿色制造通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产绿色产品，产品使用以后再通过绿色处理加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响，同时也使原材料和能源的利用率达到最高。
3 结论
总而言之，我国机械自动化发展与发达国家还有很大差距，针对这样的现状，我国应当根据我国的实际情况，学习和引进适合我国机械制造的先进自动化技术，发挥我国机械自动化应用的作用，促进国民经济的快速发展。
参考文献
[1]马振华，李丹.论我国机械自动化技术的发展应该注重的几个问题[J].科技资讯，2008（15）.
[2]索春英，冯哲.浅析如何提高机械设计的自动化程度[J].价值工程，2011（6）.
