工业应用机电设备范文

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[DOI]1013939/jcnkizgsc201533046

工业机电设备在利用机电一体化系统时，微型计算机发挥着十分重要的作用，主要包括控制机械工业的生产过程、对物理参数进行测试和记录、对测量参数进行计算与分析、监管机械工业生产过程等。计算机选择、硬件系统设计、团建开发以及计算机系统维护等工作都是机电一体化系统正常运行的重要内容。

1机电一体化系统的构成以及运行原理

本系统的构成主要包括一台可编程逻辑控制器（PLC）、一台变频器、一台管路压力变送器、多台循环离心泵。其中电动差压变送器对给水量、蒸发量以及管路水量这三个变量进行检测，最后由可编程逻辑控制器（PLC）进行计算，并输出4～20mA的电流信号，对变频器进行控制，实现调节给水泵转速的目的。

系统的设计需要全面考虑多方面因素，才能保证正常运行，由于变频器的输出频率对整个系统的控制效果具有直接重要的决定作用，因此首先应对变频器的输出频率进行确定，通过对水泵流量、扬程以及用水量的最大程度与最小程度进行确定，确定输出频率。在系统中，PLC可以通过压力变送器将用水量的大小反映出来，再分配给循环离心泵，同时工作人员应对循环泵的频率进行及时调节，以保障能源分配的合理性。管路循环水的压力是本系统中的关键控制变量，使用点的多少会直接影响到管路循环水压力的大小，压力情况通过压力变送器传输到PLC实现控制调节。

2可编程逻辑控制器的特征与应用情况

21特征

可编程逻辑控制器（PLC）作为工业控制器具有逻辑运算、计数控制、定时控制、步进控制、数据处理以及A/D与D/A转换等功能，主要进行微处理。PLC具有体积小、省电、价格低廉、实现积木式组合等特征，同时吸取了计算机技术与微电子技术，其发展速度很快。PLC在机电设备单机自动化、生产线自动化控制、工业生产过程自动化中都具有重要作用，并且在柔性制造系统、工业机器人以及大型分散型控制系统中均发挥出不可忽视的优势。当前PLC、工业机器人以及数字控制技术已经发展成为机械工业中自动化控制的三大关键技术。

当前，PLC已经实现了直接与工业现场信号进行连接的功能，其数字及模拟量输入、输出功能不仅在离散型开关量控制系统中发挥着重要作用，同时在连续的流量控制过程中也经常被应用。

PLC的控制程序可以按照需求进行调整和变化，柔性较好。当生产设备需要更新或生产工艺流程出现调整时，PLC的硬件设备不需要进行改变，只需要对其控制程序按要求进行调整即可，具有较强的应用性。

PLC的编程操作较为便捷，安装及维修都十分方便。PLC的编程和监控是通过利用编程器实现的，因此，使用者在对控制程序进行调试和编程时只需掌握梯形图语言就可以。同时，PLC的自诊断功能较好，在故障出现时能够及时进行维修。

22应用情况

PLC应用程序的开发可以直接在个人计算机上进行并生成可执行文件，对Microsoft embedded Visual C++开发环境提供的下载功能可以进行直接使用。PLC在应用中运行控制程序，同时人机界面中会运行可执行文件。利用串口两者可以实现通信，并且人机界面为主动方。PLC通过接收人机界面发送的监控要求，完成相应的操作，并将相应的控制数据反馈给人机界面，从而实现监控数据的存储、打印以及传输至ERP管理系统等。

3变频器调速器的作用

其一，相较于传统的正弦波控制技术，由于变频器采用电压空间矢量控制技术，在性能上体现出更好的先进性与独特性，并且具有低速转矩大、谐波成分小以及运行稳定性更好等明显特征，相对于我国电网来说其输出电压自动调整的功能发挥出很大优势。其二，变频器具有键盘电位器、外部端子以及多功能端子等多种操作方式，使其功能更加全面，能够对多种模拟信号进行输入，包括电压、电流、频率等效范围检测、转速追踪等。同时，变频器还具有摆频运行及程序运行等多种模式。其三，由于变频器全系列主元件均采用西门子产品，保护性能更强，更具可靠性，能够对短路、过流、过压等问题进行预防，保证本机的正常运行。同时变频器的绝缘耐压性能较好，产品质量高，键盘布局合理、设定简洁等特征使其应用性更强。

4变频器的工作状态

变频器的工作状态包括手动和自动两种，其中手动工作状态主要是在PLC停止工作时进行人工操作行为，通过调节电位器对变频器的输出频率进行给定。自动工作状态即由PLC的输出信号对变频器的输出频率进行控制。相较于传统的调节阀控制方式，PLC控制具有节电、控制水泵磨损等优点，对延长设备寿命以及提高系统的自动化水平具有重要作用。

5调试电路

在进行电路调试时可以通过两种方法进行，一是在全部电路安装结束后进行统一调试，二是在电路安装过程中进行调试，以电路原理框图中的功能将复杂电路划分为单元进行同步安装和调试，在单元安装与调试的基础上逐渐扩大范围，最后完成整机调试。下文主要对应用第二种调试方法的调试工作进行分析。

在调试电路的过程中，首先，应通过目测对电路面板进行仔细检查，判断电路连线、连桥等是否正确可靠，是否存在虚接、短路或混线等问题。其次，在初步的目测检查后进行静态检查，利用万用表的最小电阻量程档对电路面板进行检查，对开路、闭路、地线连接、电源连线以及电源到地情况进行检查。在电路安装结束后，应先以原理为依据为电路连线等各方面进行全面检查，确定无误后再通电。在电路测量中为了排查接触不良等情况，应尽可能对元器件的连接点进行直接测量，在对电源电压进行测量时应保证电压情况正常，尤其是连接PLC以及调速变频器电路上的电源电压，必须保证是正确的。最后，对硬件电路进行调试，应综合全面地将各种影响因素考虑进去，按照电路功能的原理要求进行调试，对硬件各部分单元电路进行仔细调试，最后进行整体调试。

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中图分类号：F426.61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0215-01

变电设备运行状态检修是近年来在变电设备维护技术发展中提出的新的管理理念和管理技术。随着现代科学技术的不断发展，合理地运用变电设备状态检修技术，可以有效地提高变电设备管理维护的效率和质量，是提高县级供电企业整个电网运行稳定性的重要手段。

1、县级供电企业中变电站实施状态检修的原则

变电站设备的状态检修应从实际出发，按照“该修的修，修必修好”的原则，并且结合变电站的具体情况进行具体分析，合理选取。在新建或改建项目中可以率先引入状态检修，把监测和诊断设备的安装事先融入规划设计之中，待取得成功的经验后，再逐步推广到下属的变电站。至于那些故障率较低或非重要地区的变电站，为了预防事故发生而全部采用价格高昂的监测诊断系统，有时从经济上考虑是不合算的，我们可针对发生故障率较高的关键部件进行监测，安装实用且功能简单的监测诊断设备。然后在探索设备使用寿命过程中，用科学的方法先逐渐延长变电站设备定期检修的间隔，待变电站资金宽裕时，再试着对变电站设备采用状态检修。然而，对于那些数目多且重要性较低的部件和设备则坏了就更换，并不值得都进行状态检修。

2、县级供电企业传统变电设备检修方式存在的缺陷

2.1变电站故障维修模式存在的缺陷。①变电站在正常运行过程中，一旦发生故障将会给企业和社会带来巨大损失。因此，维修工作一定要在最短时间内完成。通常状态下，为了抢占维修时间，很多故障维修都没有按照相关规定进行，直接导致故障维修水平的下降，造成系统运行出现安全隐患。②变电站所有故障维修都是在系统已经出现故障后进行的，其被动性十分明显，由于大部分故障都会一阶段的潜伏期，如果没有被及时发现，一旦引起故障发生都会造成严重后果。③由于供电企业无法在系统运行过程中判断变电设备故障发生的准确状况，则所有的设备零部件都需要储备，以备在故障发生后可以第一时间完成维修，尽快恢复系统正常运行状态。零部件储备需要大量成本资金的投入，直接导致故障维修成本增加。

2.2变电站定期维护模式存在的缺陷。①任何变电设备的检修都会对系统零部件进行拆卸，拆卸活动过于频繁也是系统正常运行所存在的一个安全隐患。不仅维修人员的工作量提高了，有时会直接影响系统运行质量的降低。②定期维护即是要求无论系统运行状态是否正常，达到检验时间后，都需要停止运行配合设备检修，这从经济角度分析是缺乏一定合理性的，会造成供电企业直接经济利益的损失。③变电设备检修会造成一部分电力系统无法正常运行，这给其他运行系统带来超负荷压力，导致不必要问题的出现。

3、县级供电企业变电设备状态检修的主要技术

3.1设备的状态预测技术。设备运行状态的预报实际上就是设备状态特征向量的一种预报，可以根据现场设备运行情况和实际需要来设定设备的报警阈值，就可以对设备运行状态进行实时监测，并能预测一段时间内设备运行状态的趋势走向。变电设备的状态预测模型很多，有基于灰色系统理论的状态预测、基于BP神经网络的状态预测等。基于灰色系统理论的状态预测用于短期预测，并机械磨损较理想，因而对断路器等设备更为重要。相对于灰色系统理论的状态预测，基于BP神经网络的状态预测具有良好的拟合精度，泛化能力和适用性强等优点，能很好的处理和挖掘信息数据，有效跟踪环境的变化，且具有很强的容错能力，在变电设备的状态预测中有很好的使用价值。

3.2变电设备的状态监测技术。变电设备的状态监测主要有在线监测、离线监测、定期解体点检三个方面。在线监测是通过变电所的分散控制系统、数字式电液调节器、信息管理系统等，在线监测和显示各设备状态的特征参数。离线监测是对变电设备定期不定期的通过振动监测仪、油液分析仪、超声波检漏仪等监测设备对变电设备运行参数进行提取。定期解体点检是指在变电设备大修、小修、运行低谷、停运等情况下，按照一定的标准和工艺，对设备解体，检测设备的使用情况，了解设备的变化。

3.3设备的故障诊断技术。故意的诊断主要在两个方面得到体现。一种是综合法诊断法，诊断前需要做大量的数据收集工作，包括在线监测系统提供的大量数据，如变压器的绝缘情况、变压器油色谱情况、变压器运行的温度、负荷情况，开关类设备检测结果，对设备的离线采集数据，并归纳总结设备运行信息。将这些收集整理的数据与基于知识的专家系统知识库进行匹配，最终诊断出结果。第二种是基于人工神经网络的智能诊断，人工神经网络智能诊断又分为多种，对于变电设备的故障诊断，较多的是基于知识的智能诊断系统。

4、县级供电企业变电设备状态检修技术的应用

4.1变电设备状态评价中的应用。通过应用信息化技术，科学地对所收集的信息进行分析，实现对变电设备状态的客观评价，可以有效地提高设备检修维护的有效性。变电设备管理工作人员可以结合管理设备的特点和需求，构建一套辅助决策系统，通过输入既有的设备技术评价指标，结合科学有效的评价方法，快速、准确地做出管理决策。设备典型故障树分析就是现阶段经常采用的评价方式。应用这种设备典型故障树分析方法，结合对故障发生规律的总结，可以有效地实现定量与定性分析，为故障发生率的计算提供科学的依据。

4.2信息收集中的应用。在变电设备状态检修中，信息收集是整个工作的必要准备阶段，也是确保后续检修工作顺利开展的关键。一般来说，状态信息主要包括设备的原始资料信息、检修资料信息、运行资料信息以及其他资料信息。设备原始资料信息主要包括出厂资料、设备台账、安装报告、试运行报告等；检修信息包括设备日常检修、维护、故障、在线监测、带电监测以及试验报告等多种信息；运行资料信息记录设备的运行状况、故障信息、跳闸信息、动作信息、缺陷信息等多种运行期间所产生的信息；其他信息对一些同类设备等相关信息进行整合与汇总。设备的管理部门要做好变电设备的日常信息收集与维护，在设备发生状态变化时，要对各种信息资料及时地进行更新，并且及时地进行收录与汇总。

4.3在线监测中的应用。现阶段较为广泛采用的监测系统，可以实现对变电设备的局部变电情况、油色谱、介质损耗等多方面进行实时监控，并且完成对数据的连续记录和处理，自动进行报警。应用在线监测技术时，要合理地结合离线监测，实现对设备的全面检查。通过日常对设备基础状态监测所获取数据的收集，实现了后期设备的有效管理与操作，并且为后期设备检修提供了科学的参考依据。在线监测技术的应用，保证了设备状态监视的灵活性与持续性，可以在不停电的情况下对设备的状态进行评估和信息处理。

5、结束语

变电设备状态检修技术在县级供电企业中的应用，有效地强化了检修过程的合理性，极大地提高了对变电设备的维护管理能力。并且通过科学的分析与评估，降低了设备检修成本与可靠性。状态检修本身有一个相对严格的标准与制度，以提高设备运行的安全性和保证电网供电的可靠性为原则，以状态评价的手段来开展设备管理维护工作。因此，变电设备实施状态检修是非常必要的。

参考文献

[1] 李志武.电力设备状态检修实施策略研究[J].忻州师范学院学报，2009

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1.引言

现场总线是指应用在生产现场与微机化测量控制设备之间实现双向多节点通信的系统，是一种开放式、全数字化、多点通信的底层控制网络。在电子设备的产品应用中，工业现场总线在应用中起着重要的作用，它代表了设备信号的传输能力。如：MULTIBUS、VME，STD、PC-104、CPCI等，在过去的工业产品结构中，主要采用了MULTIBUS总线，随着工业技术的进步，现在发展了VME总线及CPCI总线。本文着重介绍一下MULTIBUS、VME及CPCI三种总线的应用。

2.MULTIBUS总线

2.1 功能与特点如图1所示，MULTIBUS总线是一种异步的多重处理系统总线，在单板计算机、存储器和扩展的I/O板之间传输8位或16位数据，支持主设备、从设备和智能从设备。

最初的早期，计算机寻址能力及传输能力有限，MULTIBUS总线很好的满足了单板计算机之间的数据交换，并且其可靠的传输系统及多主机之间的工作匹配，在军品的工业系列中得到的了广泛的应用，由于其总线信号设计简单，易于扩展，在老一代的电子产品中起着重要的作用。

2.2 总线应用

如图2所示，286主板为8M的主频，加载DSP芯片，在不同的机箱插槽实现数据传输，信息解算等，由286主板将数据结果传输到下一环节，同一类型的DSP芯片在不同的机箱中可以互相替换，信号传输的能力受总线速度的限制。

新一代的应用中，数据传输采取网络交换，数据量大大增加，MULTIBUS总线成为发展的瓶颈。随着工业技术的进步，计算机技术得到了迅猛的发展，数据交换的速度要求总线的能力越来越高，相匹配于速度的要求出现了VME及后来发展的CPCI总线。

3.VME总线

3.1 功能与特点

VME总线是一种通用的计算机总线，它定义了一个在紧密耦合（closely coupled）硬件构架中可进行互连数据处理、数据存储和连接控制器件的系统。

VME系统的总线分为四大类：数据传输总线、数据传输仲裁总线、优先中断总线和通用总线。在VME总线中，各模块是以平行结构分布的，所有的数据和指令通过系统底层的4类总线进行传输，信号的模式是TTL电平信号。

VME的数据传输机制是异步的，有多个总线周期，地址宽度是16、24、32、40或64位，数据线路的宽度是8、16、24、32、64位，系统可以动态的选择它们。VME家族的几种总线带宽如表1。

随着支持VME总线的硬件板的普及应用，VME总线在电子设备中得到了广泛的应用，目前的几种信号处理机都采用了VME64总线规格，实现了设备的升级换代。

3.2 总线的应用

如图3所示，VR7主板带有更快的主频，并带有网络交换口，及PC及相应的标准配置，可以更好的查看主板运行情况，由VR7加载DSP芯片，由于总线带宽的提高，芯片处理数据，实现算法的能力不再受总线的限制，可以大大提高信号机的处理能力，由于总线的机械结构更为合理，能很好的满足散热要求，提高设备的稳定性。

4.CPCI总线

4.1 功能与特点

CPCI又称紧凑型PCI，是1994提出来的一种总线接口标准。以PCI电气规范为标准的高性能工业用总线。

CPCI在功能架构上和PC机一样。固CPCI的出现让诸如CPU、硬盘等许多原先基于PC的技术和成熟产品能够延续应用，解决了多年来电信系统工程师与设备制造商面临的棘手问题，比如传统电信设备总线VME与工业标准PCI总线不兼容问题。

CPCI具有可热插拔（Hot Swap）、高开放性、高可靠性的优点。它与传统的桌面PCI系统完全兼容，在64位/66M总线接口下能提供每秒高达512MB的带宽。

4.2 总线应用

如图4所示，PM主板为1.1G的主CPU，带有与对外通信的双网卡，配合CPCI总线的带宽，处理能力及速度远远超过过去的MULTIBUS总线的应用，其中双图形板相当与PC机的显卡接口，带有一定的显存，处理数据都为PM主板上。

5.VME和CPCI总线的分析和对比

MULTIBUS总线由于受带宽及结构上的限制，已经逐渐不被采用，而广泛的采用了VME和CPCI总线，这里对VME和CPCI总线进行一下简单比较，见表2。

6.发展前景的展望

VME总线工控机诞生于1981年，20年来，在高性能的实时应用领域一直处于主导地位，目前在各个领域广泛的应用。开始于1995年11月的CPCI总线工控机，源于现在和将来十几年内流行于桌面机的Wintel架构和PCI总线标准，是未来工控机发展的主流总线，代表了先进技术。

7.结论

在这个海量数据的时代，带宽是一个压倒性的指标。从上面对三种总线的比较中可以看出，MULTIBUS总线在各个性能指标上明显差于VME和CPCI总线，该总线也在被逐渐的替代，相对VME和CPCI总线来说，VME技术目前的优势在于多年的技术积累，其完备的规范和得力的技术支持能满足大部分客户的具体要求，CPCI在性能指标和兼容性等各方面优点被广大应用者所追捧。

参考文献

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引言

制造业是工业的核心产业，而制造技术则是其发展中至关重要的一环。传统的制造技术早已无法适应行业的发展要求，先进制造技术是促进产品更新换代的必要保证。电力设备制造的过程比较复杂，对各方面的条件要求较高，只有依赖于先进制造技术才可以加快其发展步伐。

1.先进制造技术的概述

所谓先进制造技术，是指将电子学、机械理论等多门学科综合应用到制造业中的产品设计、制造等的综合技术的统称。先进制造技术以增加效益为宗旨，最终提高产品竞争力，满足市场的多种需求。该技术是从传统制造技术衍生而来，但这两者却有着天壤之别。传统制造理论局限于一个学科，仅限于较小的范畴。先进制造技术融合了多门学科，覆盖面很广，贯穿于前期设计规划、中期生产、后期的售后等一系列生产步骤。

2.我国电力设备制造业的现状

现阶段的国内电力设备制造业还在发展的初级阶段，承受着来自国内外市场的竞争压力。随着市场化的逐步推进，越来越多的国外电力设备制造企业开始进入我国，国内企业不仅要与国内同行进行激烈竞争，还要面对国外行业巨头的挑战。

2.1 产品设计研发能力弱，自主开发水平不足

国内的电力设备制造企业在产品设计研发上存在的问题主要有产品的品种较少、设计手段落后、研发周期过长、研发水平较低、没有自主知识产权等。尽管国内厂家在上世纪末就已经采用计算机辅助设计系统进行电力设备元器件的设计，也自主开发了适合国人使用的中文设计软件，但在系统化和集成化方面与国外相比仍有较大差距。

2.2生产设备落伍，制造工艺落后

国内电力设备制造企业的很多生产设备已经无法达到先进制造的要求，自动化水平较低。同时，制造工艺相对较为落后，生产成本较高，导致产品质量不够稳定。

2.3对市场的反馈较慢

建国初期的计划经济体制对我国电力设备制造行业造成的不良影响就是，企业对于快速变化的市场形势缺乏积极应变能力。近年来，为了加快对市场变化的响应能力，物料需求计划等新一代生产经营管理技术逐渐开始推广开来。

3.先进制造技术在电力设备制造工业中的应用

现阶段国内的电力设备制造行业处于严峻的市场竞争形势中，先进制造技术正是解决此困境的重要环节，由于其应用范畴较广，因此可以覆盖产品从原料、半成品、制成品到营销、售后服务等一系列进程。

3.1在产品开发与设计中的应用

3.1.1虚拟产品开发工具

虚拟产品开发指的是借助电脑对产品开发的一整套过程采取虚拟化设计，在制造模型之前能够熟悉所开发产品的每个角度，改进产品开发细节，尽早使新产品研发成功。详细的应用步骤如下：首先，在剖析产品信息的前提下对其展开生产管理，经由对开发步骤的逐步跟踪，加强各个机构之间的合作，并兼容对产品的物理学、动力学性能剖析等;其次，以动力学理论剖析产品的振动现象，同时借助虚拟模型剖析其运动原理，以此实现优化设计的诉求;再次，借助Ansys等软件，对其进行有限元分析，使产品结构设计趋于合理，从而节省不必要的开支，同时保障其以后被高质量地生产出来。

3.1.2计算机辅助设计工具

随着计算机技术的迅猛发展，计算机辅助设计方法也逐步得到了优化，能够进行基于参数的设计、特征向量与建模、受限管理等各个方面的研发。详细的应用如下：首先，在对产品信息进行分析之后，对其数据、图纸和配置予以进一步管理，这样能大幅度提高元器件的利用率;其次，利用计算机软件设计产品的立体造型，完成3D设计;再次，在产品数据管理的前提下加强产品的数字化管理，使得产品形成归一化建模，建立产品的架构。

3.2 在产品制造过程与工艺技术中的应用

早在上世纪九十年代，我国的电力设备制造商就已经采用数控加工手段生产元器件，同时在标准元件生产过程中研究利用计算机辅助制造技术。譬如研发了多系统联动数控制造技术以应用在大型水轮机元件生产中，还有应用于汽轮机元件生产或汽轮发电机元件制造的柔性制造系统技术等。数控加工科技已在电力设备制造业的各个方面得到了不同程度的应用，对于国内的电力设备制造工业而言，只有基于电力设备制造业的特征，深入推广应用数控加工、计算机辅助制造等先进制造技术，才能提高设备制造能力并不断完善生产工艺。

3.3 在生产经营管理中的应用

从行业整体发展情况来看，国内的电力设备制造工业的生产经营管理能力略显不足。为了提高国内电力设备制造工业的生产经营管理水平，以获取更高的经济收益，可以借鉴欧美同行业的发展经验，将先进制造技术应用在生产经营管理中。

3.3.1 决策支持系统

决策支持系统能够协助公司进行科学化经营决策。基于互联网和大众智能决策支持系统和多个团体的决策支持系统的鼎力支撑，集团能够从全局出发，制定出生产经营的远景规划和营销策略，在激烈的市场竞争中赢得主动。

3.3.2 企业资源计划

目前，在生产经营管理中逐渐应用了全新的手段，企业资源计划在功能和技术上都超过了传统的技术。可以基于公司的整体发展情况，以消费者为本，对整个集团的资源进行规划，科学合理地调配公司各层级的人力财力，尽最大可能支持企业开展电力设备制造工作。

4.结束语

由于我国电力设备制造业面临的竞争越来越激烈，因此必须采用先进制造技术来改造传统产业，发展先进生产模式，推广现代制造技术，使企业在激烈的市场竞争中取得领先优势，不断推进我国电力设备制造行业的整体发展。

参考文献：

[1] 杨叔子，吴波.先进制造技术及其发展趋势[J].机械工程学报，2003，39（10）：73-78.

[2] 刘哲，孙林岩，李延海等.先进制造技术的应用研究[J].科技进步与对策，2005，22（12）：87-88.

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中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）10（b）-0009-01

随着机电装备的复杂化，现在的机电设备，不仅体积大，规模大，内部结构复杂，而且其实现的功能非常多，往往需要同时完成若干多项功能，因此对于这一类机电装备的监测，其监测控制系统也必须具备较为复杂的控制功能。随着网络技术和远程控制技术的发展，逐渐对于大型机电装备的控制提出了远程网络化和无人值守控制的要求，这就要求必须利用网络控制技术实现对机电装备的远程控制和无人值守，因此，必须要对远程机电控制中的网络接入技术加以研究，以确定最适宜的远程网络接入和远程控制技术的应用。

1 远程控制技术发展概述

过去应用最为广泛的远程控制技术主要有以下几种类型。

1.1　集散式远程控制

集散式远程控制，是为每一个监控对象，即每一台机电设备都安装监测仪表，将所有的监测仪表所采集到的数据全部发送到控制机上，由控制机实现对全部机电设备的集中控制。这种远程控制模式应用方式简单，组网成本较低，但是由于全部数据由控制机进行操作，实际上增大了控制机的负担，导致整个系统的可靠性较低，健壮性较差。

1.2　分布式远程控制

针对集散式远程控制模式在实际应用中所出现的问题，逐渐出现了分布式远程控制代替了过去的集散式远程控制。分布式远程控制是将所有被监测的机电设备的相关参数进行采集与监测，分别发送到几个分站进行集中控制，通过通讯网络实现分站与主站之间的数据通讯，从而完成主站对各个监测对象的远程监测与控制。分布式远程控制的最大优势就在于客观上降低了主站控制机的负担，由各个分站控制机共同分担，从而在一定程度上提高了系统的可靠性和健壮性。但是分布式远程控制模式在应用中也存在一定的弊端，那就是组网复杂，组网成本较高，不适宜大规模应用。

1.3　现场总线式远程控制

现场总线式远程控制是近几年新发展起来并得到大规模应用的一种远程控制模式。这种控制模式能够根据现场需要被监测的机电设备的具体数据通讯接口分别设计不同的现场通讯总线，从而将集散式远程控制和分布式远程控制的优势集于一身。

2 基于工业以太网的远程机电控制接入技术探讨

2.1　面向工业以太网的网络接入技术

目前机电设备接入工业以太网有以下几种技术模式。

（1）通过传感仪表接入。

机电设备的自动化控制，离不开传感监测，因此很多机电控制系统都是通过传感仪表实现状态监测和数据的采集传输，利用传感仪表的输出接口，为其配置合适的网络接入接口，从而实现将机电设备的状态参数接入工业以太网。

（2）通过数据采集板卡接入。

在一些机电设备的自动化控制系统中，出于数据管理的需求，也会采用数据采集板卡的方式将机电设备接入以太网网络。将传感仪表所采集到的数据统一传输至数据采集板卡，由数据采集板卡的输出接口，根据工业以太网的传输规范，为其配置合适的网络通讯接口，例如普通的TCP/IP协议接口，串口转以太网接口，Modbus-TCP协议接口等等，实现工业以太网对机电设备的网络远程化控制。

（3）通过以太网接口模块接入。

有的机电设备，其数据通讯接口不是标准接口，这个时候就需要为其配置专用的以太网接口模块，而这种以太网接口模块并不是标准件，需要针对不同的机电设备的具体接口类型做有针对性的开发设计。但是不管用哪种类型的以太网接口模块，模块内部的以太网电路都是一样的，目前基本上都是采用RTL8019AS以太网通信控制器实现的，再配合双绞线驱动器和标准的以太网RJ45接口，从而完成由非标准的机电设备接口到标准的以太网通信接口的转换，实现工业以太网对机电设备的远程化控制。

2.2　实际应用中需要注意的问题

（1）网络迟延问题。

工业以太网由于采用的是侦听发送的机制，因此在进行数据交换传输的时候，会不可避免的产生延时的问题，而对于远程机电控制系统而言，控制的实时性要求非常严格，有的机电设备其控制指令甚至要求必须在千分之一秒内完成，因此这就对工业以太网的实时性提出了挑战。而事实上，工业以太网在实际应用中，也确实暴露出了迟延问题。为此，对于一些实时性要求较高的机电控制系统，必须采用合适的控制策略，比如VPN技术、流量管理策略等等，以提高工业以太网在机电设备自动化控制中的实时性。

（2）数据丢包问题。

由于工业以太网的迟延问题，所以数据丢包问题就不可避免，这也就造成了工业以太网的可靠性问题。对于此，必须要引入网络数据监管机制，对数据丢包率进行严格控制，尤其是对有可能会引发大规模数据丢包的网络载体和流量载体，必须单独构建传输网络，以提高工业以太网在机电设备自动化控制中的可靠性。

3 结语

基于工业以太网实现的远程无人值守自动化控制模式目前已经得到了大规模应用，尽管工业以太网在数据通讯的实时性方面有待突破，但是就目前的技术应用而言，工业以太网应用于工矿自动化控制是完全可行可靠的。本论文在对比分析了目前几种主流的远程控制技术的基础上，重点探讨了基于工业以太网实现的远程机电控制中的网络接入技术，详细探讨了接口技术在实际中的应用，对于进一步提高机电自动化控制的远程化、网络化、信息化水平具有很好的指导借鉴意义。当然，要实现将工业以太网完全取代现有的现场总线技术还有很长的一段路要走，其中需要攻克很多技术难关，这有待于广大网络通信技术人员的共同努力，才能够最终实现工业以太网在工矿自动化控制领域的大规模应用。

参考文献