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数字经济发展计划范文1
关键词：机械自动化技术；应用；发展前景
0 前言
本文结合机械自动化技术的应用，分析了机械自动化技术的发展前景，为提高机械自动化技术在各个领域的应用效率，使机械自动化早日实现智能化发展、低成本高效率的发展和全球化发展，为提高我国机械自动化的发展速度，使机械自动化技术有效带动我国各行业的发展，推进我国经济实力的不断壮大提供了科学借鉴。
1 机械自动化技术的应用
1.1 机械自动化技术在物流中的应用
目前，物流系统分为生产、邮政、化工、煤炭、海运、铁路等物流运输系统，物流作业中的运输、集装、搬运、装卸、仓储、配送、分拣、信息处理等各个环节对机械技术的要求越来越高，传统的机械技术已经不能满足现代物流发展的需求，因此需要利用机械自动化技术进行物流操作。例如，机械自动化技术在物流层次方面的应用，首先，计算机作为物流管理系统中的中枢，对控制层发出指令，控制物流的机械自动化设备完成计算机下达的指令，并通过监测系统对物流系统状态进行监测，将监测信息及时反馈给计算机。此外，机械自动化物流系统中的执行层主要是由机械自动化设备组成，该系统按照计算机控制器下达的指令控制和操纵机械设备，使其完成物流运输任务。机械自动化技术在物流作业的各个环节都能发挥其最佳优势，利用自动化技术准确地将物流运输商品和原材料运输到指定地点，不仅节省了大量人力和物力，还能极大地提高物流运输的效率。但是，物流机械技术还存在一定的局限性，只能应用于一些特定环节作业中，还需进一步完善和改进。[1]
1.2 机械自动化技术在检测方面的应用
随着市场经济的发展，企业所需设备和生产的产品越来越多，检测工作变得日益繁杂，传统的检测方法已经不能适应目前众多商品和机械设备的检测工作需求。而机械自动化的发展在检测方面的应用，能够有效地改善以往检测工作中的检测误差和检测效率较低的问题，大幅度提高检测工作效率。机械自动化技术在检测方面的应用主要是设备检测、电流信号检测，在商品检测中的应用也较为广泛。不同检测物体需要不同的机械自动化检测技术，在机械自动化检测技术中输入检测数据和标准的虚拟化检测模型，按照标配进行检测，检测过程中对物体参数进行读取，可以快速准确地发现被检测物体存在的问题，有效地提高检测工作效率。
1.3 机械自动化技术在生产中的应用
随着生产力水平的不断提高，单纯人工和传统的机械工具已经不能满足各个行业发展的需求，经济的发展推进了机械自动化技术的发展。机械自动化技术不仅对机械零件进行了完善和改进，还将自动化技术、机械技术以及人工职能技术等进行综合。机械自动化技术在生产中利用计算机系统中的数据库信息和生产环节的不同运行参数，对生产过程实施全方位的监控，当机械自动化生产设备在监控中发现问题时，及时通过控制系统停止生产，有效地避免了生产环节更大问题的发生。有些机械设备的生产环节存在一些危险问题，利用机械自动化技术能够有效地减少生产环节对生产人员的危害。机械自动化技术利用电子计算机对生产设备的角度和使用程序进行有效控制，以保证生产的顺利进行。[2]
2 机械自动化技术的发展前景
2.1 智能化发展趋势
智能化是机械自动化技术未来发展的主要趋势。所谓机械自动化的智能化发展，是指由智能机器人和人类机械制造专家共同组建的人机一体化的智能机械自动化，在以往的机械自动化基础上又增添了分析、判断和决策的功能，极大地完善了机械自动化技术，智能机械技术通过智能机器和人的共同合作完成现机械作业。[3]此外，智能化发展趋势还体现在虚拟化方面，机械自动化的虚拟化发展是指生产过程中的检验和模拟，利用机械自动化中的虚拟技术检验产品生产过程中的生产方法、生产工艺是否合理，从而达到优化产品制造工艺、保证产品质量的目的。利用机械自动化中的虚拟技术进行检验，可以有效地减少产品的生产周期，降低产品的生产成本。虚拟化技术的根本就是计算机的仿真技术，可以将计算机仿真技术应用在机械自动化中，通过仿真模拟系统来有效保证产品的设计、生产和工艺的合理性，最大程度地避免产品中存在的缺陷和错误。
2.2 低成本高效率的发展趋势
机械自动化技术在一定程度上还存在成本较高的问题，因此生产低成本高效率的机械自动化设备具有较广阔的前景，市场需求的潜力也很大，同时能达到事半功倍的作业效果，是最适合我国市场经济的一种发展趋势。[4]目前，机械自动化技术实现低成本高效率的主要有日本丰田汽车公司的JIT模式、美国的精简生产LP模式、成组技术GT和全面质量管理技术TQC等，其中LP精简生产技术在生产企业的应用使一些自动化发展水平较低的企业取得了突出的效益，它实现了从企业的具体情况出发，同时也适应我国国情的需求。借鉴国外机械自动化发展的经验，为我国机械自动化技术的发展提供了科学的借鉴。
2.3 全球化发展趋势
国际竞争日趋激烈的环境下，有很多的国内外机械制造企业都纷纷被淘汰。追其根源，主要是机械制造业的陈旧保守观念和落后的机械制造技术已经不能适应日新月异的市场发展需求。在全球市场竞争激烈的形式下，我国机械制造业需要更新观念，利用信息技术的发展，聘用高端人才，不断地完善企业机械自动化生产，为机械自动化的全球化发展趋势提供重要前提。而实现全球化发展趋势首先需要实现全球技术网络化，通过网络通讯技术实现全球化发展。网络通讯技术的发展，将机械制造技术和机械制造信息普及化，为完善我国机械制造企业产品的设计、零件制造、产品销售等提供了重要的线索，同时跨境电商的兴起也为机械自动化的全球化发展提供了重要渠道。[5]
3 结语
机械自动化技术如今已经广泛应用到企业日常生产中，它推动了机械制造业的变革，将机械技术带到了一个新的发展起点。在企业生产中，机械自动化技术能够有效地减少人力物力，在一定程度上实现了人性化生产。机械自动化技术将会随着科技的进步和市场的需求朝着新的趋势发展，新的发展趋势将会使机械自动化技术在企业生产和运营中发挥最佳的功效。
参考文献：
[1] 赵红，烟承梅，严纪兰.我国机械自动化技术的应用与发展前景展望[J].安阳师范学院学报，2014（05）.
[2] 闫志明，王家勇.FANUC机器人在汽车发动机生产线上的应用[J].可编程控制器与工厂自动化，2014（04）.
[3] 齐继阳，吴倩，何文灿.基于PLC和触摸屏的气动机械手控制系统的设计[J].液压与气动，2013（04）.
数字经济发展计划范文2
关键词：数据收集；信息平台；资源调配
在我国，产业结构中农业所占比例远远高于其他产业，从产业发展的根本现状来看，农业的生产水平是决定社会经济发展程度的关键性因素。因此，将飞速发展的科学技术创新性的应用于农业领域，实现数字化农业发展的新方向，是现阶段我国产业经济发展的重中之重。
1数字化农业技术概述
在农业领域进行数字化管理其实质是将先进的管理技术运用到农场建设发展的各个方面，利用系统化的管理方式，维持农场的健康高效运行。数字化管理技术，是根据我国的农业发展水平创新性的运用现代化技术对农场人员调配、基础机械建设、财务数据运行等方面进行全方位的管理，将先进的科技手段与传统的管理经验相结合，研发出的一种加强农业管理效率，提高农业产出的综合管理系统。可以有效填补传统管理系统的漏洞，提高农场运行效率，实现人力的充分调动与农场资源的合理配置，改善农业机械的利用水平，从而促进农业产业的快速、健康发展，为农场的现代化建设提供有效的技术支持。与此同时，增强现代化技术在农业产业的运用，也为农业经济在当今激烈的市场竞争中占据一席之地提供了技术上的保障。数字化农业就是将数字化信息技术运用到农业生产的整个流程，实现可视化管理，从而使农业管理的过程实现数据的高效有序处理、控制农业经济运行成本和加强基础农业机械的建设等发展目标。现阶段，我国农业发展区域水平差异较大，数字化管理技术通常与地区农业发展水平相适应，农业发达的区域对于数字化管理技术的应用范围更加广泛。为此加强农业数字化进程，首先要强化其在区域推广的力度，促进区域农业的高速发展，只有当区域农场的发展具有规模性，才能带动该区域对数字化管理的技术需求，从而有效推动农业产业整体的快速发展。在此基础之上，率先成为数字化管理的试点地区，将为全国范围内推行的现代化农业运行模式提供了参考模板。需要注意的是运用现代化管理技术手段实现农场管理方面的统筹规划时，要切实将数字技术应用于管理系统的内部，不要只将其作为一种外在的技术手段。在农业生产实践环节、农业技术研发环节和农产品的运输存储环节要切实落实数字化管理技术，实现现代化技术对农业产业的全面管理。
2农场农业统计信息系统的建立
准确全面的信息采集，是建立数字化农场管理系统的基础环节。在建立农场统计信息系统时，农场应加强专业化机械的建设，使用专业化技术人才进行农业指导，建立专门的监督管理机构，制定明确的规章制度，从而保证信息管理技术的全面有效推行。保证信息的准确性和时效性，建立实时传递的信息渠道，实现信息资源的有效利用，从根本上降低不必要的资源损耗。
2.1农场经济统计数字化系统的数据采集
（1）在信息的存储方面。将农场信息通过网络数据的模式进行存储，在保证信息完整性，将农场历年的产量、收益进行对比，制作明确的统计报表，分区域实行综合绩效等方面提供了极为便利的技术辅助。（2）在对农场大数据的处理方面。数字化的网络技术，可以进行准确有效的分析计算，对于农场的财务管理、产量统计、农产品运输等方面的数据信息管理提供了便利。然而，尽管数字化管理技术在全国范围内开始大力推行，但由于历年来信息数据的保存不当和基础数据的记录不完善，使得农场数据的采集和区域内农业信息的交互没有达到预期的效果。（3）在农业信息采集方面。建立一个专业化的信息交流存储平台，成为了数据信息有效管理的首要前提。相关部门应将农业数据平台作为各区域农场实时信息数据存储的数据库和区域化数据对比的网站，从而实现对农场数据信息的有效管理。
2.2农场经济统计数字化系统的指标表达与实现
（1）利用Access数据库技术实现数据的存储，并利用基于ASP动态网站技术开发的网络应用系统，最终实现了散点图分析、经济增长率分析等。这一技术在农业数字化研究的实现，可以直观、具体地展示农业经济投入和经济增长的比例关系，突破了农业数字化研究中单机版系统现状，实现了网络下多终端共享，并为农场数字农业集成系统网络平台的一步研究奠定了基础方法。（2）数字化农场的方差贡献率是指它所包含原始指标信息变化的程度，当累计方差贡献率达到80%至106%以上时，我们还可以认为这几个主分量可以代表原来的多个变量来反映原始指标的信息。在分析过程中应该根据每个主分量中载荷因子相关系数大小排序，说明第一主分量主要表达了农场产出收益能力；第二主分量主要代表了第一、二产业结构调整的能力；第三主分量主要表达了林业的高产效益类指标。
3结语
农场经济作为农业发展的重要环节，在发展过程中应深化数字化管理技术在实践环节的应用，保证信息化数据收集的准确性，加强数据共享平台的建设，实现数据收集与存储的全面有效性。将先进的科学技术应用于农业管理方面，不仅是农业产业建设发展的需要，也是推动我国现代化进程重要举措。
【参考文献】
[1]张海波.发展数字化农业提升大农业层次[J].农场经济管理,2016(3).
数字经济发展计划范文3
关键词：电气自动化发展现状前景展望
Abstract: with the development of science and technology, the progress of the society, electrical automation system in real life are getting more and more widely used. Understand the system function, understand the current use, analysis of electrical automation system of the future trend, to further make it become social development, science and technology progress and the improvement of people's living standard has certain significance.
Keywords: electrical automation development present situation prospect
中图分类号： TU855文献标识码：A 文章编号：
一 电气工程及其自动化发展历史的阐述
电气工程是研究电磁现象、规律及其应用的科学技术，是以电工科学中的理论和方法为基础而形成的工程技术。包括电力系统及其自动化、电器与电机及其控制技术、高电压与绝缘技术、电工新技术、电力电子技术等多个领域。
电气工程的定义本已经十分宽泛，但是随着科学技术的飞速发展，21世纪的电气工程概念已经远远超出上述定义的范畴，斯坦福大学（Stanford University）的一位教授曾指出：“今天的电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工程行为。”目前电气工程技术在航天、化工、汽车、制造、用电设备及计算机控制等领域的应用是很普遍的。
由此可见，它已成为是现代科技领域中的核心学科之一，更是当今高新技术领域中不可或缺的关键学科。当年正是电力电子技术的巨大进步才推动了以计算机网络为基础的信息时代的到来，并改变人类的生活工作模式。 可以说，电气工程学科是一个国家最重要的命门学科，电力技术水平在很大程度上决定了这个国家的工业发展与经济发展。
二、电气自动化的发展现状
1 平台开放式发展。
(1)IEC61131 国际标准使得编程接口标准化。
现阶段,世界上众多PLC厂商生产的近四百种PLC 产品,在编程语言和表达方式上迥异。 为了使 IEC61131 标准 适用于不同的 PLC 产品,又能为 PLC 制造厂商所接受和支持,IEC61131-3 规定了二大类编 程语言即文本化编程语言和图形化编程语言。
前者包括指令清单语言(IL)和结构化文本语言 (ST);后者则有梯形图语言(LD)和功能块图语言(FBD)。在标准的文本中没有把顺序功能图 (SFC)单独列入编程语言,而是将它在公用元素中予以规范。不论在文本化语言中,或者在图 形化语言中,都可以运用 SFC 的概念、句法和语法。结构化的编程方式使得程序更易管理, 也提高了代码的使用效率,缩短了程序编程的周期。
(2)Windows 正成为事实上的工控标准平台。
微软的技术如 Windows NT、Windows CE 和 Internet Explore 已经正在成为工业控制 的标准平台、语言和规范。PC 和网络技术已经在商业和企业管理中得到普及。在工业自动 化领域,基于 PC 的人机界面已经成为主流,基于 PC 的控制系统以其灵活性和易于集成的特 点正在被更多的用户所采纳。
2 现场总线和分布式控制系统的应用。
随着 DCS 在企业实践中的应用,其缺点日益突出。主要表现在:(1)DCS 是一种数字-模拟混合系统,DCS 现场仪表仍为传统模拟仪表,可靠性差, 安装维护成本高;(2)互换性差,各大厂商之间没有统一的协议标准,使用与维修困难;(3)价格昂贵。信息技术的飞速发展推动了自动化系统结构的变革,逐步形成了以网络集成自动化系统为基础的信息系统,于是,现场总线技术应运而生。现场总线控制系统在设计更具目的性, 它是工厂底层设备之间的通信网络,为底层设备信息及生产过程信息集成提供了通信平台。对于不同的间隔可以有不同的功能,这样可以根据间隔的不同情况进行设计。工厂底层应用 现场总线技术实现从管理层到自动化底层的数据存取,现场总线的介质访问控制方式可满足 工业控制网络的要求。和 DCS 相比,除了具有节省安装费用、节约材料、可靠性高、组态灵 活等优点外,还可以节省大量控制电缆,节约投资和安装维护工作量,从而降低成本。
3IT技术与电气自动化。
PC、客户机/服务器体系结构、以网和 Internet 技术引发了电 气自动化的一次又一次革命。正是市场的需求驱动着自动化和IT平台的融合,电子商务的普及将加速着这一过程。信息技术对工业世界的渗透来自于两个独立的方向:一是从管理层纵向的渗透。企业的业务数据处理系统要对当前生产过程的数据进行实时的存取;另一方面信息技术横向扩展到自动化的设备、机器和系统中。信息技术已渗透到产品所有的层面,不仅包括传感器和执行器,而且包括控制器和仪表。Internet/Intranet 技术和多媒体技术在自动化领域有着广泛的应用前景。企业的管理层利用标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据,也可以对当前生产过程的动态画面进行监控,在第一时间了解最全面和准确的生产信息。虚拟现实技术和视频处理技术的应用,将对未来的自动化产品,如人机界面和设备维护系统的设计产生直接的影响。信息技术革命的原动力是微电子和微处理器的发展,随着微电子和微处理器技术应用的增加,原本定义明确的设备界线,如PLC、控制设备和控制系统变的模糊了。相对应的软件结构、通讯能力及易于使用和统一的组态环境变得重要了。软件的重要性在不断提高。
三、电气自动化的发展策略
1.采用统一的系统开发平台。
统一的系统开发平台应当可以支持一个逢动化项目周期中 的设计、实施和测试、调试和开机、运行及维护等各个阶段和环节,这样可以大大降低从设 计到完成的时间和费用。 统一的系统开发平台还应满足用户另一个重要需求即开发平立于最终的运行平台。根据项目的特点和最终用户的需求决定将统一的运行代码不载到硬件 PLC、基于 WindowsNT 的软件 PLC、嵌入式 NT 系统还是基于WindowsCE 的控制系统中。在这方面,基于 PC 的自动化产品满足了以上需求。
2.通用的网络结构。
一个成功的自动化系统离不开通用的网络结构。任何企业的网络结 构对于设备控制、监督系统、企业管理系统之间的数据通讯畅通无阻必须予以保证。数据添 加和整理工作结束后,要对中心管理机和其他通讯管理机进行网络通讯配置,以便系统能够 协调工作,传送正确数据。虚拟现实技术和视频处理技术的应用,将对未来的自动化产品产生 直接的影响。
3.标准化的程序接口。
成功的自动化系统的另一个重要因素在于标准化的程序接口。基 于 Microsoft 的标准和技术,如 Windows2000、OPC、ActiveX 和 WindowsCE,减少了工程 时间和费用,方便了自动化系统和办公系统的数据交换与共享。 在与企业的 MES 系统、ERP 系统连接时,基于PC平台的自动化解决方案意义非同寻常。使用 WindowsNT/Windows2000 作为操作系统,使用 TCP/IP 作为办公环境的通讯标准,PC 可以在自动控制和管理平台之间建 立一种最好的接口。标准化的程序接口还保证了不同厂家的软硬件产品的交换,不需担心它们之间的通讯问题。
四 结语
电气自动化系统的发展趋势应该是分散、开放并具备信息化特征的。真正做到电气自动化系统的不断提升，未来的发展趋势中，我国还需要保证稳定的健康发展，认识不足并不断的通过高新科技的学习，巩固基础能力，发挥创新精神，才能开创出和谐的发展局面，为电气自动化的发展提供更多的贡献。
参考文献
[1] 谭涛.现场总线及其所组成的控制系统[J].能源研究与管理.2010(2)
数字经济发展计划范文4
关键词：石油 钻井 自动化
一、钻杆操作系统的自动化
在钻机钻杆升降过程中需要进行将钻杆送到钻台或将钻杆送下钻台的往复操作。传统的钻杆排放操作方式需要工作人员与钻杆直接接触。由司钻、钻工、井架工等人员密切配合。稍有不慎便可能造成事故。这是一个重复性高。劳动强度大。危险系数高且生产效率低的过程，需要多人合作共同完成。据国际钻井承包商协会统计，在钻井作业中。30～52%的伤亡事故发生在钻杆升降过程中.并因此耽误了大量的钻井时间fIJ。钻杆自动操作系统能够代替人工完成以上过程。在钻井起下钻作业过程中.该系统承担对钻杆夹持、提升、下放、平移和回转等操作，实现钻具在钻台与地面之间的自动输送、排放、储运等；还可与动力辅助鼠洞、铁钻工配合完成单根接成立根操作，不再需要人工直接参与，从而让钻工远离危险区域。钻杆自动操作系统减轻了T人劳动强度、提高了安全操作水平、降低了安全风险.同时也提高了钻杆排放的自动化水平和工作效率。是实现安全、健康钻井和提高钻井效率的有效途径。据统计显示。利用钻杆自动排放装置.可节省钻杆升降时间的25%t21。，钻杆操作系统：按照功能可以分为：钻杆排放，即在钻台排放架上排放钻杆套管等；钻杆传送，即在水平钻杆架、钻台排放架和井口之间传送钻杆和套管等。
二、钻井自动化下的安全问题
随着陆上钻井朝着更高层次自动化的发展，供货商们都在纷纷寻找如何使昂贵复杂的技术在低成本环境中工作的途径。例如，对于许多陆上钻机而言，要求必须配备专门的软件人员就不太切合实际，所以，类似于这方面的考虑正推动着设备供应商们重新考量其产品并找出更简单的使用方法。 此类简化的一个典型实例是铁架工，也就是安装在井架上的一种排管装置，它使用一个机械臂来提升和排放钻杆和钻铤，消除了人工井架工在二层平台上工作的需要。从过去的工业事故统计数据来看，井架工是钻机上最危险的工种，所以铁架工能给井队带来明显的安全利益。当结合应用铁钻工、动力大钳和顶驱装置时，司钻就可以在司钻控制台处对日常的钻井作业进行控制，不需要有人待在危险的位置。而具有机械臂的铁帮手则可以在钻杆过井架大门移向井眼中心时控制钻杆的靠近状态，有助于下套管作业的顺利进行。 另外，在过去的5年间，顶部驱动下套管装置已在钻井工业界站稳脚跟。威德福公司的增速传动装置将多个下套管工具融为一体，包括动力大钳、吊卡充填/循环工具以及重量补偿器，这类远程控制装置能实现无人下套管作业，具有明显的安全优势，且同时还具有钻井优势，人们可以在井眼中利用套管进行循环、做起下和旋转运动，从而可以用套管对井眼中的问题井同时进行划眼和钻进。“按一下按钮，钻一口井。”未来，人们完全有理由相信这个梦想会成为现实。本文继续展望世界钻井自动化――井下集成钻井自动化的发展。
三、自动化钻井技术的发展前景
展望未来，一些正在浮现的新技术是很重要的，比如有线钻杆和单板电脑（SBC）等，无论如何，钻井工业都已真正开始探索钻机远程操作的可能性。如果能够从司钻控制室对钻台设备进行控制的话，那么从理论上说也应该能够从成百或上千英里以外对其进行控制。这一理论早在2004年就已得到了证实，当时国民油井M/D Totco公司和斯伦贝谢公司通过从英国的剑桥发送指令而在美国的德克萨斯州进行钻井，在钻井过程中应用了远程联接自动控制技术（DrillLink）将远程信号传送到钻机控制系统上。这种联接技术还被应用到墨西哥湾等地进行与地下旋转导向工具的通信以控制定向井的轨迹。
首先，专家们都认为离实现自主钻机已经很近了，目前只是还缺少一个关键要素，即标准化。无论是地下设备还是地面设备皆如此，都还缺少使供货商对所有操作实行标准化这一关键要素，当前也没有什么动力来推动钻井工业界对各种钻头及其它部件的不同尺寸和操作理念进行标准化，同时也没有一个“领头羊”向钻井工业推介用于钻井的“微软视窗”系统。
其次，自动化的目标真的是要在钻机上投放更少的人员（或无人）吗？答案是否定的。机器只适合于某些类型的工作，主要是重复性工作以及人员所不能够做到的、需要一定精度或具有一定复杂性的工作。所以，当机器做这类工作时，并不意味着就能向钻机上派遣更少的人员，其目的是想使这些重复性工作简单化，以便使钻井人员能够集中于钻机上更为复杂的和更适合由人员来控制的一些变量。在某种情况下，定向钻井公司需要培训其钻井人员如何安装井下工具，以便使负责定向钻井的司钻能够在远程控制中心进行工作。类似这样的情况确实可以帮助钻井作业商，减少与人员旅行相关的费用并改善其钻井人员的安全性。 最后，自动化并不是要求“要么全有要么全无”，根据钻井环境的不同，对不同的自动化程度有着许多不同的要求。自动化决不是最终目的，没有人仅仅是倾心于自动化，人们感兴趣的只是钻井过程的优化，而自动化只不过是工具之一。尽管我们最终能够实现无人钻机，但这决不是目标，而是要成功地改进钻井性能。
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关键词：天然气；长输管线；自动化
中图分类号： F407.22文献标识码： A
1.液化天然气长输管道输送的优点
1.1液化天然气长输管道运输与普通天然气管道相比
在4000千米以内的短距离运输时,普通的天然气运输管道更有优势,它多用于城市内部的天然气运输。当距离超过4000千米,进行长距离运输时,普通的管道就不能满足需要了。采用液化天然气管道运输,不仅运输量大,而且成本更低,更具经济优势。
1.2液化天然气长输管道运输与传统液化天然气运输相比
据统计,在运输距离小于4000千米时,陆地液化天然气槽车或罐箱运输成本较低,当具体超过4000千米时,长输管道运输更具优势。同等条件下,如果输送距离短的话,使用传统的陆地液化天然气槽车或罐箱运输比较合适,但是在输送距离过长时,使用长输管道进行输送,不仅成本更低,而且输送过程更加稳定,输送量大。
2.长输管道的自动化控制系统和流量检定系统
传统炼化企业生产特点是产品方案多,不安全因素多,控制方案复杂。常采用的主流控制系统有DCS,PLC,SIS等,其目的都是保证生产全程安全受控,强调对生产过程的控制,所以石化企业的自动化常被称为过程控制。而长输管线则不同,流量、温度和压力相对平稳,其生产操作以流程切换和计量管理为主,辅以其他管线操作如清管、启停阴极保护系统等(气体类管线有稳压操作)。PID控制和联锁回路较少,对过程参数的采集、传输和数据管理功能要求更高。长输管线主流控制系统以SCADA系统和流量计量检定系统为主。SCADA系统的分布式结构充分体现了集中管理、分散控制的原则,特别适用于长输管道这种分散性大、跨地域广、各站场功能相似系统的运行管理和控制。
2.1SCADA系统
SCADA是以计算机数据采集与监控系统为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制,以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。
SCADA系统平台最突出的特点是实时、多任务。例如,数据采集与输出、数据处理与算法实现、图形显示及人机对话和实时数据的存储、检索管理、实时通信等。
目前专门针对长输管线的SCADA系统已开发成熟。SCADA系统完成对全线监控、调度、管理的任务,系统投产后,操作人员在调度控制中心通过SCADA系统可完成对管道的监控和运行管理,沿线各个站场达到无人操作的水平。它的发展极大促进了长输管线自动化程度,并为整条管线的管理和运行提供了硬件平台。
2.1.1SCADA系统的结构
长输管道的SCADA系统控制层分为两级:控制(调度)中心级、站控级,若分站场控制点较多,也可增设现场设备控制级。整个系统的硬件通常由RTU(PLC)、调度控制中心、数据传输及网络通讯系统等组成。正常情况下,由调度控制中心对全线进行监视和控制。沿线各站无须人工干预,各站控系统在调度控制中心的统一指挥下完成各自工作。当数据通信系统发生故障或检修时,由站控系统自动完成对本站设备的监视控制。
2.1.2RTU
远程测控终端RTU(RemoteTerminal Unit)是SCADA系统的基本组成单元。RTU至少应具备数据采集与处理、数据传输两种功能,当然许多RTU还具备PID控制、逻辑控制、流量计累积等功能。RTU是长输管线各分站场的核心控制系统。站场I/O点规模较小,一般采用PLC作为RTU的核心处理单元。RTU作为体现“测控分散、管理集中”思路的产品,从20世纪80年代介绍到中国迅速得到广泛应用。它在提高信号传输可靠性、减轻主机负担、减少电缆用量、节省安装费用等方面具有优势。RTU通常由信号输入/输出模块、微处理器、有线/无线通信设备以及电源组成。其特点是模块化结构、通讯距离长、支持通讯类型多。
2.1.3调度控制中心
调度控制中心是SCADA系统的核心部分,一般由主机/服务器、通讯设备、分布式上位机以及各种应用软件组成。SCADA系统控制中心的服务器按冗余(双机)方式配置,互为热备用。主机可以与控制中心的操作站和各站场的RTU进行通信。控制中心的操作人员能够在控制台通过显示终端及输入终端,向现场控制器发出操作指令,实现对各分站场设备的遥控。调度控制中心通常还设立多台以微处理机为核心的调度监视终端、浏览终端、工程师终端和安全管理终端等,用来进行程序编制、修改系统功能和不同层次的管理要求。
SCADA系统实际上由控制设备和组态软件两个方面构成。软件平台是工程定义和运行的环境,它决定了SCADA系统的性能和功能,是SCADA系统的核心和灵魂。组态软件应具有实时多任务、接口开放、使用灵活、功能多样、运行可靠的特点。SCADA系统将工业控制技术、通讯技术、计算机网络技术、分布式数据库技术、多媒体技术和其他IT技术有机融合在一起,方便企业利用其完善的通讯网络平台和应用软件,建立仿真系统,EMS,MIS,ERP,CRP等企业监督管理系统。分布式数据库技术和其他应用软件的功能完善与否是衡量SCADA系统性能的重要参数。
2.1.4数据传输及网络系统
SCADA系统的数据传输及网络系统采用分布式结构,通常伴随主管道设置专用线缆作为主干网的通讯介质,主干通信的物理层通常采用光缆,链路层采用100M以太网,网络层采用TCP/IP协议。同时还配置其他通讯方式作为备用通讯。近年来随着通讯技术的发展,SCADA的通讯网络由原来以无线射频、电话网络转向GPRS,CDMA,ADSL宽带通讯等为主。
2.2流量检定系统
长输管线上采用的流量计往往用于贸易结算,须定期检定,而这些流量计体积大、质量大,拆卸、送检都不方便,故基本所有长输管线都配置在线实况流量检定系统。液体类检定系统的标准器一般采用体积管;气体类检定系统的标准器一般采用气罩。通过阀门的切换即可对流量计进行在线实时检定。检定系统单独设置,管线的流量、温度、压力信号分别送到RTU站控系统和检定系统的流量计算机,由流量计算机控制检定全过程,可通过RS-485接口将检定信息送到RTU站控系统进行显示。有些长输管线还配有标准器的检定设备,其实这没有必要。因为标准器的检定是由国家政府质量技术监督部门来进行的。
3. 输气管线自动化发展趋势
1)为使天然气这种优质能源的使用发挥更大的效益，建设全国调控中心势在必行，将实现统一调控、集中管理，增加市场供气的灵活性、可靠性和安全性。中石油已建并投运北京调控中心作为主调控中心(MCC)和廊坊调控中心作为备用调控中心(BCC)，它们成为中石油国家级调控中心，统筹管理油气管道近50条、工艺站场400多座、监控阀室1000多座。中石化正在计划建设北京天然气调控中心。
2)为减少工程投资，可以逐步探索把部分设备由进口改为合资或国产化。
3)提高高级应用软件的应用水平。
4.结语
天然气作为一种清洁的能源,未来的发展必然会有广阔的前景。液化天然气长输管道运输,是解决未来天然气运输的重要基础。多年来,人们不断加强对液化天然气长输管道运输技术的研究,在结合国外先进生产技术的同时,在管道材料、输送工艺等发面的技术研究不断发展,在不久的将来,液化天然气长输管道运输技术必然会取得长足的进步。
参考文献
数字经济发展计划范文6
关键字：智能电网；自动化；发展现状
通信技术、计算机科学与技术和控制理论与技术的发展。以及新的一次与二次设备（非线性优化镇定器、滤波器）等在电力系统中的广泛使用，现代电力系统日趋智能化。信息传输方式单一、实时性差的点对点模式已经难以满足智能电网快速响应的机制。并且通过信息技术、自动控制设备的应用，电网不同环节对信息处理的及时性、响应的迅速性得到满足，同时，继电保护、故障诊断、自动切换等电网保护设备的可靠性和维护的效率也得到很大的提高。采用不同的算法和控制策略实现电力系统信息化处理将成为智能电网发展的一个重要方面。
1 自动化技术在智能电网中的应用
智能电网的发展使电力系统的信息量急剧的增加，传统的控制策略已经无法满足现代电网技术的要求。采用自动化技术，实现信息处理的自动化，能够提高电力系统的信息化管理水平，对克服电网智能化发展的瓶颈具有重要的作用。自动化技术在电力系统中的应用主要可以归纳为以下几个方面。
1.1 信息自动化技术在电力系统中的应用
通信技术为电力系统提供了一个高速的信息通道，建立一个双向的数据传输网络系统。这个通道具有双向、实时、高速的特点，是智能电网实现的基础。电力系统通信线路的建立，能够为电力系统的自我监测和校正提供网络支持，应用信息自动化技术，提高智能电网的自愈功能。通信自动化技术的应用还可以实现电网各种扰动的监测，根据实际情况进行功率补偿，智能分配电能，避免电力事故的发生。如图1所示，智能电网中，信息传输和存储的模式，主要包括两个方面，一是建立开放的通信系统，制定统一的技术标准，推进产业标准化发展，方便各种设备的开发和维护升级；二是采用自动化技术进行信息处理和存储，提高智能的信息收集、处理的能力。
1.2 自动化测量设备在电力系统中的应用
智能电网随着电子信息技术和光电技术等相关学科的发展而有了许多新的变化。基于嵌入式微处理器的自动化设备不仅能够实现对电网能源运输的阻塞情况、各区域的用电状况等内容的实时监测和控制，而且能够满足数字信号与电力系统电压、电流等采集数据的相互传输的需求，使得电力系统生产自动化、调度自动化水平及程度越来越高，设备也越来越先进。此外，自动化测量设备还具有计算电费的功能，可以实现信息的采集和传输。采集的数据通过信息传输通道被传输到信息存储中心，实现信息的集中管理。
1.3 自动化控制技术在电力系统中的应用
自动化控制技术是电网电能调整和控制的基础，依靠通讯系统和自动化技术，不仅能够实现电力系统的数据监测，控制、调整电网的运行状况，而且能够快速诊断系统故障，并快速制定出相关决策，对于确保电能的安全、持续输送有着重要的作用。在自动化控制系统中，常用的方法就是专家决策法，系统通过对电网正常参数的对比，如果某些参数出现异常，系统会向设备发送控制信号，进行自动调整。专家系统控制如图2所示。
1.4 自动化支持技术在智能电网中的应用
自动化支持系统是用工作人员能够看明白的语言将电力系统的一些数据表示出来，用于工作人员进行工作记录和总结。这些信息的转换依赖于自动化信息采集系统和数据分析系统。自动化支持系统具有操作简单、可视性强、运行效率高的特点，有效的提高了整个电力系统的监管水平。自动化支持技术建立经验库，对数据采集系统收集的信息进行分析，发现其中的规律并通过推论，输出处理方案，并通过自动化系统，准确的执行处理方案。通过制度化支持系统，智能电网的应急处理能力，系统可分析性都得到很大的提高。目前，智能电网已经具备了辅助决策系统，该系统为电力系统的决策层提供了有力的支持。
2 自动化技术在智能电网发展趋势
自动化技术与电力系统的融合越来越紧密，其应用前景十分的广泛。我国电力自动化技术起步较晚，虽然近年来取得了很大的进步，但是仍然具有很大的发展空间。下面将简要的介绍几种自动化技术在智能电网中的应用。
2.1 自动化与信息化提升电网设备监测
在电网设备状态监测系统中，基于标准化的电网模型和实时运行数据，可以对电力设备、变电站和电网的当前运行状态进行监测、风险评估、故障诊断及控制。电力设备和电网的未来运行状态，则须根据各种输变电设备状态监测系统提供的设备状态信息，在专有系统或基础平台支持下利用状态评价、故障诊断及趋势预测技术分析。
在公共信息模型（CIM）和统一公共信息模型（UCIM）的基础上，扩展输变电设备状态监测相关信息的抽象描述，并以子集（Profile）形式提取，可以为建立输变电设备状态信息的采集、标准化管理及访问系统提供支持。综合来看，未来信息化自动化的发展需要涵盖以下数据：①逻辑电网模型，即以电网设备功能角度抽象描述的电网及电网设备连接模型；②电网运行数据，如设备运行电压、经由设备输送、消耗的电能等；③设备状态监测数据，即表征输变电设备自身状态的电气类状态及化学类状态数据。
2.2 自动化变电站控制系统
自动化变电站控制系统是以组成全所的各控制单元智能化为基础，加上相互之间的通信联络，构成的全所二次控制整体自动化系统。具有以下的功能：各保护功能完整、独立，并以智能化手段实现；控制系统的功能齐备、可靠，人机界面可操作性强，使用计算机集成控制系统；能将全所实时监测的数据准确可靠地传输至相应的SCADA系统等功能。随着集成电路、微计算机、通信和网络等高科技技术的不断发展，微机保护、微机监控装置被广泛采用并不断发展，变电站综合自动化系统也从传统的单项自动化向综合自动化方向过渡，其体系结构不断发生变化，性能和功能以及可靠性等也不断提高。当前“变电站自动化控制系统”是以信息挖掘和信息交叉为基础的，将变电站中的微机保护、微机监控等装置通过计算机网络和现代通信技术集成为一体化的综合自动化系统，使电力系统具有状态监测、事故预防等处理功能。
2.3 自动化与智能化融合，提升调度可视化
可视化技术融合了计算机的图形学、图像处理、数据管理等诸多分支，可视化程度的提高有利于正确理解数据或电网过程。自动化和智能化的融合，不仅提高了电网的处理能力，而且可以实现电网的智能化，使电网具备很好的调度功能。两者的融合主要可以实现以下功能：实现电网实时数据的收集；利用动态三维图像对有功、无功功率备用的实时信息进行形象表达；可视化图形的Web；对历史数据的回放、重演、评估；对关键线路低频震荡模式动态阈值可视化监测等。
2.4 配电自动化推出智能电网配电新方案
智能电网的要求是实现适应性故障处理、分布式电源接入、可靠性供电质量。这些要求都必须要对现有的配电自动化系统进行改造升级。配电自动化充分考虑了分布式电源、储能系统、用户定制、智能需求管理等多个方面，有效的提高了电网的供电质量和可靠性，减小了故障停电的区域和时间，甚至可以实现配电网故障的自愈合。配电自动化技术是在现有配电网络基础上，通过自动控制技术，实现配电网重构建，从而实现电网的智能化管理。配电自动化不仅需要通信技术、信息技术和智能决策信息的支持，还要求电网控制能力延伸至用户室内，从而增强控制中心对电网的控制能力。AMI对配电网的工作状态进行研究，通过状态评估、快速模拟仿真、最优化处理等，实现智能电网快速适应故障，大大缩短了恢复供电所需要的时间。为了满足上述任务，继电保护、供电恢复、故障隔离、安全控制等系统必须实现高度的自动化，彼此协调合作，各司其职，在很短的时间内完成一系列的处理。配电自动化的应用为新型配电方案的设计奠定的技术基础，通过模拟风险评估、优化和自愈控制，实现改善电网安全性、可靠性，提升运行效率的目的。目前，网络重构、电压和无功补偿、故障自动定位和修复等解决方案已经逐渐成熟，未来将从根本上改变电网的配电方式。
