智能化系统研究范文第1篇
1. 概述环控电控系统的需求
1.1 区间隧道通风系统
针对区间隧道通风系统监控对象, 主要包括风机和射流风机以及电动风阀等。隧道风机主要利用软启动的方式, 如果射流风机达到了50k W以上, 也要利用软启动的方式。如果射流风机在50k M以下, 就要利用直接启动的方式。现场监控风机的启动和关停以及正反转等, 在20S内风机需要实现额定转速, 同时需要在60S内实现风机的正反转转换, 利用BAS系统落实中央级监控和车站级监控。针对风阀和风机, 可以实现联锁开关, 在消防排烟的过程中, 如果风机出现了问题, 可以实现不停机的报警。在事故工况过程中, 可以将软启动器屏蔽, 将风机强制启动。
1.2 车站隧道通风系统
针对车站隧道通风系统, 主要负责监控轨道排热风机和电动风阀等。轨道排热风机可以利用变频控制, 监控风机的启停和变频自己安全保护等。利用BAS系统实现中央级监控和车站级监控, 可以实现风阀和风机的联锁开关, 消防排烟的风机出现故障, 可以发出警报, 在事故发生过程中, 也可以屏蔽变频器, 启动风机。
1.3 车站通风空调系统
大系统的监控对象主要包括空调机组和排风机以及电动风阀等。其中空调及组合排风机主要利用变频控制方式。可以有效的监控风机和安全保护以及故障报警等, 发生故障工况的过程中, 可以屏蔽掉变频器, 直接启动风机。
小系统负责监控设备用房柜式空调器和送风机以及排风机等。设备用房送风机和排风机等设备之间具有直接启动关系, 可以现场监控风机的启停和安全保护, 利用BAS系统实施监控, 风阀和风机之间的开关具有联锁作用, 消防排烟过程中, 如果风机不发生作用, 不用停机就可以发挥出报警作用。水系统负责监控冷水机组和冷冻水泵以及冷却水泵等。有BAS负责控制冷水机组和冷冻水泵以及冷却水泵。冷水及组合冷冻水泵以及冷却水泵等设备的配电有低压配电负责。
2. 智能化地铁通风空调电控系统方案的设计
2.1 方案一
设计网络架构地铁IMC负责环控系统的风机和配电, 同时还发挥着控制作用, 利用PLC和变频器以及电动保护器等, 利用BAS系统连接现场总线方式, 可以利用通风空调系统实施测量和控制作用。
布设地铁空调通风系统的电气线路的各个接点, 在接线排和接线箱等位置链接电气线路和设备的过渡点, 利用U形接点的方式, 连通物理线路。
布设好地铁车辆的布线系统电气布线之后, 要注意电气系统的可维护性和美观性, 首先要保证电气系统的安全可行性, 通过良好的接地保护和防火保护等, 使地铁车辆的多样性需求得到满足。利用模块化的措施, 创新和改革电器布线系统, 借鉴模块施工的经验思想, 降低布线设计的不合理性, 通过设计产品的配置和系统, 使电气系统的可靠性得到大幅度提升, 避免承担不必要的风险问题。
2.2 方案二
可以利用主控PLC实现单独的IMCC, 利用PLC的IMCC配置具体的触摸屏, 设计人机操作界面, 智能低压单元需要直接连接PLC和IMCC, 主控PLC利用现场总结可以直接连接BAS主控, 可以控制通风空调设备的启动和停止等作用, 利用BAS控制大部分的环控设备, 在模式控制过程中, 由BAS完成主控作用, 利用IMCC完成各设备之间的联动逻辑。当前北京地铁6号线和9号线以及10号线都利用的地铁线路上环控电控系统都是利用这种方法。
上述方案连接了网关设备和网络, 系统更具可靠性, 通过冗余总线的形式, 采取单总线方法, 以设备种类和负荷等级为基础, 划分一次母线段, 分散多条总线, 可以避免因为总线故障引发各种风险。通过电动机保护控制器, 连接网关设备主控PLC的冗余总线, 以一次母线为基础进行实际划分, 配置触摸屏, 连接冗余总线。
在设计回路的过程中, 因为风机和联锁到电动风阀具有联动关系, 可以首先启动风阀, 再启动风阀, 再去启动风机。如果发生意外关闭, 就可以联动停止风机的实际运行。风机射流风机在隧道当中运行, 可以利用翻转运行的方式, 自由停止, 禁止通过直接转换, 设置软启动器的旁路功能, 设置变频器工频旁路功能, 这样在消防排烟的过程中, 才可以及时报警。
3. 比较两种方案
比较两种方案的实际工作效果, 方案二具有更多的优点, 更值得推广:在设备和网络选型方面, 在方案一当中, 各种智能低压设备需要适应BAS系统PLC总线协议, 这样就会限制智能低压设备的效果。否则就要利用各种通信网关, 增加费用, 降低可靠性。而方案二更具灵活性, IMCC和BAS接口只是负责PLC通信, IMCC内部的职能低压设备并没有涉及到, 这种方法更加简单。在BAS接口协调方面, 方案一的BAS系统需要掌握各种设备和IMCC二次回路的工作原理, 具有较大的接口协调量, 而方案二知识负责协调两个PLC的接口, 由IMCC监控智能低压设备。此外方案二的BAS系统PLC可以发挥出模式转化和信息汇总等功能, IMCC负责实现主备切换和限制控制设备等功能, 控制功能具备分散性, 可以提升工作可靠性。方案二的IMCC可以独立的实施调试和维护工作, 避免工作出现交叉, 否则就会发生不必要的风险和故障, 影响到工作的效率。
结束语:
通过以上综合的论述, 对于智能化地铁通风空调电控系统方案进行全面研究和探索, 最终确定出有效的方案, 希望可以提高我国智能化地铁工作水平, 为广大市民提供更加舒适的乘车环境。
摘要：为了使智能化地铁通风空调电控系统的有效性得到提高, 保证动作更加准确, 运营维护更加便利, 分析了智能化地铁通风空调电控系统方案, 分别探讨了网路架构设计和设备选型等方面的设计要求, 主要为了使地铁运行的智能化水平得到提升。
关键词：智能化地铁,通风空调,电控系统方案
参考文献
[1] 冯昌辉.智能化地铁通风空调电气控制系统方案研究与应用[J].科技风, 2018 (18) :71+73.
智能化系统研究范文第2篇
1.1 智能电网的定义
智能电网指的是电力输配系统综合传统的和前沿的电力工程技术、复杂的感应和监控技术、信息技术和通讯技术以提高电网运行效率并支持客户端广泛的附加服务的新型电网。智能电网在广义上包括可以优先使用清洁能源的智能调度系统可以动态定价的智能计量系统以及通过调整发电、用电设备功率优化负荷平衡的智能技术系统。
1.2 智能电网的特点
智能电网的主要特征归纳为。
(1) 自愈:故障发生时, 在没有或者少量人工干预下, 利用分布式电源等设备自动进行恢复, 能够快速隔离故障、自我恢复、避免大面积停电的发生。
(2) 互动:系统运行与批发、零售电力市场实现无缝连接, 支持电力交易的有效开展, 实现资源的优化配置;同时通过市场交易更好地激励电力市场主体参与电网安全管理, 从而提升电力系统的安全运行水平。
(3) 优化:实现资产规划、建设、运行维护等全寿命周期环节的优化, 合理地安排设备的运行与检修, 提高资产的利用效率, 有效地降低运行维护成本和投资成本, 减少电网损耗。
(4) 兼容:电网能够同时适应集中发电与分散式发电模式, 实现与负荷侧的交互, 支持风电等可再生能源的接入, 扩大系统运行调节的可选资源范围, 满足电网与自然环境和谐发展。
(5) 集成:通过不断的流程优化、信息整合、实现企业管理、生产管理、调度自动化与电力市场管理业务的继承, 形成全面的辅助决策支持体系, 支撑企业管理的规范化和精细化。
1.3 智能电网与目前电网的区别
从宏观上看, 与传统电网管理运行模式相比, 智能电网是一个完整的企业级信息框架和基础设施体系, 它可以实现对电力客户、资产及运营的持续监视, 提高管理水平、工作效率、电网可靠性和服务水平。传统的电力分配方式, 类似于经济学上的计划经济, 电力资源没有被合理配置, 造成能源和财富的损失, 而智能电网将基本杜绝此类的浪费, 它会把暂时不用的电卖给其他需要电力的人, 供或需都由电力资源市场决定。从微观上看, 与传统电网相比, 智能电网进一步优化各级电网控制, 构建结构扁平化、功能模块化、系统组态化的柔性体系结构, 通过集中与分散相结合, 灵活变换网络结构、智能重组系统结构、最佳配置系统效能、优化电网服务质量, 实现与传统电网截然不同的电网构成理念和体系。
2 智能电器的概述
智能电器应当具备以下四方面的特征。
(1) 参量获取和处理数字化。智能电器所有功能的实现基于数字化的信息, 因此智能电器必须能够实时获取各种参量并加以数字化。
(2) 自我监测与诊断能力。智能电器具有自我监测与诊断能力, 它可以随时监测各种涉及设备状况和安全运行所必须的物理量并进行计算和分析。
(3) 自适应控制能力。智能电器依靠数字技术, 能够根据实际工作的环境与工况对操作过程进行自适应调节, 使得所实现的控制过程和状态是最优的。
(4) 信息交互能力。智能电器的重要特征在于它的信息能够以数字化的方式广泛而便利的进行传播与交互。
3 智能电器节电系统的设计
本次智能电器节电系统的设计主要基于居室智能节电系统。本系统处于AMI结构体系中的用户端。在用户需求的层面上组建家庭用电和宽带共享的局域网络, 通过智能电能表控制居室内的各种用电设备, 根据各个时段电价的不同, 为用户计算分析出最佳的节电策略供用户选择, 从而起到需求侧响应的作用。
本系统中的智能电能表, 是由一块液晶显示屏及其控制电路组成。它可以通过RS232串口与计算机进行实时通信。计算机向串口发送一组二进制代码, 控制液晶显示屏上的一个显示动作, 代码与显示动作一一对应, 这样就可以达到对液晶显示屏的实时控制。我们将“智能电能表”的显示界面设计成可以显示出用户的当前时段及对应的实时电价, 受控制的用电器被一一列出, 当前居室内用电器的使用状况一目了然。同时, 根据用电器的使用情况计算出当前的用电总功率, 并显示在液晶屏上, 如果总功率高于某一设定好的值, 屏幕下方会出现节电提示。液晶显示屏通过串口与计算机相连, 在“居室智能节电系统”的软件部分里, 运用串口控件向计算机串口发送指定的数据, 控制液晶屏幕上的显示。通过这个模拟的智能电能表, 可以为用户提供详细的用电信息, 使用户对居室当前的用电状态有一个全面的了解, 并且能够对用户的节电行为起到很好的激励作用。控制器主要起到作为智能电能表和室内用电设备之间联络桥梁的作用。它接受智能电能表发出的控制口令, 并将其转换成模拟或数字输出量对室内的用电设备进行控制。同时, 它也可以采集室内各用电设备的工作情况, 并将其反馈给智能电能表。这一部分主要由数字量模拟量输入输出控制器完成对各个用电电器的控制。它可以利用计算机RS232串口实时控制模拟量的输出和数字量的输出, 控制器采用特有的抗高频干扰电路, 工作稳定可靠, 其中每路模拟量输出都有过电压保护电路, 可以抗击雷击及静电冲击。工作电源为直流24V, 采用高速C8051系列单片机, 具有2路模拟量输出, 6路数字量输出。通过串口发送简单的代码就可以控制各数字量和模拟量的输出, 使用极其方便。我们在居室模型中, 选用了照明灯、落地灯、装饰灯、空调、电暖气、电视机、饮水机、组合音响这8各可控的不同功率的家用电器, 用直流电动机、发光二极管、音乐芯片等器件代表不同的用电器, 来模拟真实的家庭居室。控制器通过串口与计算机连接, 在系统中根据具体情况实时的发出指令, 指令代码通过RS232串口发送到控制器, 控制模拟量的输出电压和数字量的开通与关断, 从而达到对直流电动机、发光二极管等器件的控制, 这样可以准确的模拟出居室内的电器使用情况。
4 结语
智能电网的核心是实现对电网运行的快速响应, 提高与分布式能源的兼容能力, 从而提高整个系统的经济性、可靠性和安全性。在智能电器的支撑下, 智能电网的建设将更为便捷。
摘要：本文主要介绍了适合中国电网情况的智能电网的定义, 总结出了智能电网自愈、互动、优化、兼容、集成五大特点, 概括出了智能电网和传统电网的区别, 同时对智能电器也做了相应的介绍, 并对智能电器的节能设计进行了研究。
关键词：智能电网,智能电器,节能
参考文献
[1] 谢开, 刘永奇, 朱治中.面向未来的智能电网[J].中国电力, 2008, 41 (6) :19～22.XIE Kai, LIU Yong qi, ZHU Zhi-zhong.The vision of future smart grid[J].Electric Power, 2008, 41 (6) :19～22.
智能化系统研究范文第3篇
摘要：文章从智能交通与云计算技术的概述入手，阐述了基于云计算的智能交通系统构成，最后重点论述了基于云计算的智能交通信息采集系统的设计与实现。期望通过该文的研究能够对促进我国交通运输业的持续、稳定发展有所帮助。
关键词：智能交通；云计算；系统设计
近年来，随着我国经济水平的不断提升，推动了交通运输业的发展，作为国民经济的基础产业，交通运输发达与否直接关系到国家的现代化程度。现如今，我国的汽车保有量逐年增长，由此使得各种道路交通问题随之显现，给社会经济发展造成了不利影响。为改善当前的交通现状，可对先进的云计算技术进行应用，设计智能交通信息采集系统，对相关信息进行收集，为交通管理部门开展工作提供翔实可靠的依据。借此，本文就基于云计算的智能交通信息采集系统的设计与实现展开研究。
1 智能交通与云计算技术概述
1.1 智能交通
智能交通是指在交通管理系统中通过引入计算机技术、信息技术、控制技术、数据通讯技术、传输技术、电子传感技术等先进技术而建立起来综合交通运输管理系统，该系统具备准确性高、实时性强、运行速度快的特点。智能交通系统可实现交通资源的优化配置，提高现有交通设施和交通能源的利用能效，提高交通管理的经济效益和社会效益。随着城市化进程的不断加快，以及道路工程规模的逐年扩大，机动车辆总数和流量也随之大幅度增加，这就要求交通管理必须运用先进的科学技术手段建立起智能交通系统，缓解城市交通压力，解决交通运输的供需匹配问题，提高交通管理的科学化水平。智能交通系统可采集和处理庞杂的交通数据，快速优化车辆路径，实时发布交通状况信息，实现对路况的跟踪监控。当前，智能交通系统已经成为一种适用于交通管理领域、推动交通事业可持续发展的高新技术。
1.2 云计算技术
云计算是以分布式处理、并行处理、网格计算技术为支撑，借助网络平台自动拆分计算处理程序，并将拆分后的无数子程序存储在大量分布式计算机产品中，通过整合大量数据和处理器资源，将其分布在分布式计算机中，实现对数据资源的协同利用。从本质上来看，云计算是一种基于互联网的超级计算模式，集成了互联网上的硬件设施及其提供的应用服务，并对硬件设施和应用服务实施统一管理。云计算能够为用户提供数据存储和网络计算服务，使用户在互联网环境下将云计算视为数据处理中心，便于用户通过云平台获取所需的资源服务，降低用户的信息资源管理成本。
1.3 基于云计算设计智能交通系统的必要性
随着道路交通事业的快速发展，交通拥堵问题、行车安全问题日益突出，这就要求智能交通系统必须实时采集、高效处理、准确分析、及时发布、海量存储交通信息，为交通管理部门提供交通管制依据。而云计算具备超强计算能力、信息融合共享、分布式存储等优点，将其运用到智能交通系统设计中构建起智能交通系统云平台，有助于提高交通信息获取的时效性，优化信息采集的全过程，从而增强智能交通系统的信息处理能力。同时，云计算还支持最优路径诱导、基于GPS的浮动车技术、短时交通流量预测、交通信号控制等功能，可满足智能交通系统的综合管控，扩大智能交通系统的功能。此外，云计算具备自动化IT资源调度、高度信息部署等优势，可将其应用到智能交通系统中解决信息高度处理和信息资源调度问题，推进信息产业和交通管理的融合发展，不断提升城市综合交通信息管理的智能化水平，促进交通信息服务产业快速发展。
2 基于云计算的智能交通系统构成
基于云计算的智能交通系统主要包括四个子系统，分别为信息采集系统、数据传输系统、数据处理系统、信息发布系统，各个子系统的运行框架如下：
2.1 信息采集子系统
信息采集子系统主要对路况信息进行采集和处理，该系统由无线传感器节点和无线传感器汇聚节点组成，其中无线传感器节点是整个系统的基本组成单元。当无线传感器节点检测到信息之后，将信息发送到收发单元，再由收发单元将信息传送至无线传感器汇聚节点，由汇聚节点融合计算信息，并将信息输出。在无线传感器节点的安装上，应将其安装在道路两边和远离信号灯的区域，实时检测车道上行经的车辆信息以及路况信息，将检测信息实时发送到汇聚节点。
2.2 数据传输子系统
在数据传输子系统中，无线传感器汇聚节点可将道路两边传感器发送的信息汇聚成信息流，并基于HTTP协议向云服务器上传所有信息，使云服务器上实时存储道路交通车辆数据。
2.3 数据处理子系统
在智能交通系统的数据处理子系统中可运用云计算的海量数据分析存储技术、虚拟化技术、海量数据管理技术、云计算平台管理技术，对数据信息进行高效率处理，使云计算为智能交通系统数据处理提供服务。在数据处理子系统中，要进一步优化算法，通过计算分析海量交通车辆信息和路况信息，得出最优车辆路径，体现智能交通系统数据处理的实用性。
2.4 信息發布子系统
信息发布子系统主要用于发布数据处理子系统得出的最优车辆路径信息。在智能交通系统的公众服务平台上，可结合信息采集技术、云计算技术和信息融合技术，对车辆信息资源进行挖掘利用，及时通过道路上的显示屏或广播等途径，向社会公众发布出行信息，使出行信息覆盖到任意时间点和任意地点，提高信息服务水平。基于云计算的公众服务平台可实现对数据资源的分布式存储，为用户提供多元化的信息服务。
3 基于云计算的智能交通信息采集系统的设计与实现
在基于云计算的智能交通系统中，信息采集子系统是整个系统最为重要的组成部分，直接关系到数据传输、数据处理、信息发布系统的有效运行，所以下面对基于云计算的智能交通信息采集系统的设计进行分析。
3.1 设计思路
当前，交通信息资源分散在各个交通管理部门，为了建立起统一的智能交通信息系统，应根据具体情况采用不同的系统设计方案。若已经建成交通管理信息化系统，则智能交通信息采集系统可通过数据同步、数据复制、现有系统集成等方式，统一数据集成口径，将数据全面汇集到新的信息采集系统中；若未建成交通管理信息化系统，则可通过新建智能交通信息采集子系统，采集來自交通管理部门、交通信息中心及交通信息服务公司的交通基础数据，对交通基础数据进行集成、汇聚和综合处理。
3.2 设计方案
基于云计算的智能交通信息采集系统主要包括以下三个功能模块。
（1）信息采集模块。该模块主要用于采集交通服务的静态信息和动态信息。其中，静态信息是指道路静态数据、客运路线信息等随着时间变化较为缓慢的交通信息，可从交通主管部门的数据库中直接导入相关信息；动态信息是指路况动态信息、车辆定位信息、交通事故信息、道路维护信息等随着时间变化较快的交通信息，可通过安装无线传感器、GPS定位装置、感应检测线圈等设备进行实时数据信息采集。在信息采集模块中，数据源和数据采集方式的不同，其采集的数据格式也有所不同，所以需要将格式一样的数据直接导入到中心数据库，而对于格式不一样的数据，则需经过数据格式转换后再导入中心数据库。在中心数据库中，要根据数据类型的不同进行分类存储。
（2）交通信息预处理模块。该模块主要负责对信息采集模块获取的交通信息进行实时动态处理，根据实时动态处理结果得出最优路径，并且保证该路径是缓解城市交通系统拥堵问题的最优路径。在交通信息预处理模块中，主要经历以下四个数据信息预处理环节：
①动态数据处理。动态数据处理需要对随着时间变化较快的动态交通信息进行处理，尤其要对关于道路通行状况的信息进行处理，从而得出用户易于理解的具体数据。如，某路段某个时间段的车流量、平均车速、拥堵情况等，便于用户对路况做出直观判断。
②数据解析。数据解析需要根据已掌握的道路长度、车道数、道路实时速度、车流量等数据信息，对路线规划总体情况进行解析，细化道路信息数据，以便在用户出行前获取翔实的道路信息。
③短时交通流预测。在短时交通流预测中采用非参数回归方法对动态导航收集的交通流量信息进行短时预测，经过实践检验，这种算法误差可控制在10%以下，能够基本上满足车辆行驶对动态交通信息的需求，便于道路车辆根据未来短时期内的交通流量变化做出行车路径选择。
④最优路径建议。在道路信息预处理模块中，不仅可以为道路交通管理部门进行交通管制提供信息依据，而且还能够为行车路径规划提供最优路径建议。用户只需在路网中输入静态路径，就可以获取静态路径上的浮动车数据，得出当前最优路径。
（3）交通信息传输模块。该模块需要设置统一的访问接口，通过Internet网站、移动终端、VMS等平台，将交通服务信息传输到智能交通系统的中心数据库中，并由中心数据库对交通信息进行处理之后，将其发布到各个交通信息管理平台。在智能交通系统中，要保证交通信息传输与交通信息发布的数据相同步，提高交通信息的实时更新速率。
3.3 智能交通云的构建与实现
在对智能交通信息采集系统进行设计的过程中，需要对计算设备及应用服务进行分层化处理。其中的计算设备层可以借助云计算进行实现，由此可使该系统的应用成为云计算的一种服务模式，即智能交通云平台。下面对具体的构建方法和实现过程进行分析。
（1）云的实现方法。①最优路径搜索。本文构建的智能交通云归属于私有云的范畴，为实现相关功能，除了要有强大的计算处理能力之外，还应当具备快速响应能力。目前，云端最优路径搜索算法有两种情况，一种是静态搜索，另一种是动态搜索，由于静态搜索构建的是一条理想的最短路径，在实际应用中，受各方面因素的影响，很难达到理想的状态。所以，选用动态最优路径搜索，以遗传算法进行实现。
②遗传算法。该算法是一种具有全局意义的自适应搜索技术，它的理论基础为遗传学和自然界优胜劣汰法则，整个计算过程中，包含了与生物遗传和进化近似的步骤。不仅如此，遗传算法还具有本质的并行计算特点。由于云端能提供按需的并行运算能力，从而使得该算法在系统构建中的应用成为可能。遗传算法能从自然选择机理中，对算子进行抽象化处理，在此基础上完成编码字符串的操作。遗传搜索的每一代当中都含有上一代的最优个体，这样便可使搜索收敛至全局最优解，进而得到最佳的动态路径。遗传算法可从群体的角度出发进行搜索，并且能对若干个体进行同时比较，整个过程较为简单，通过概率机制进行迭代，扩展性较强，并且还能与其他算法结合使用。
③接口设置。本系统设计的云端平台以Web Service作为通信协议，返回的本文格式为XML，服务器端的更新频率为2min一次。
（2）信息采集终端的实现。信息采集终端采用GPS定位技术、移动信息设备定位技术等技术，通过在城市出租车上安装GPS定位装置或在私家车的车载导航终端上安装GPS定位装置，进而实现对原始动态交通信息的采集。随着信息采集终端用户的不断增多，采集到的交通信息数据准确性也会随之提升，能够为智能交通信息采集系统提供更加实时完整的原始数据。信息采集终端是移动通信设备和GPS定位技术相结合的产物，基于云计算的信息采集终端具备以下特点：智能交通采集系统将所有接收到的信息存储于云端，并由云端完成复杂的交通信息处理和计算，无须增加信息采集终端的运行负荷；信息采集终端不仅是交通信息服务的享受者，同时也是原始交通信息的提供者，使得信息采集终端成了云服务中的重要组成部分；车载的信息采集终端可从云端直接获取最新的道路交通信息，并且所有电子地图都可在云端完成更新。
4 结论
综上所述，我国在智能交通系统方面的研究起步较晚，与发达国家存在一定的差距，很多问题都无法通过现有的技术条件进行解决。而云计算的出现，为智能交通系统的完善提供了平台。因此，可在智能交通系统的设计中，对云计算技术进行合理应用。本文基于云计算设计开发了智能交通信息采集系统，通过该系统的构建，可为交通管理部门开展相关工作提供翔实、可靠的数据支撑。
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【通联编辑：代影】
智能化系统研究范文第4篇
我国煤炭资源分布广泛,为充分利用煤炭资源,在实际生产中不可避免的要开采具有自燃倾向的煤层,该类煤层易自燃,井下发生火灾的概率大大增加[1,2,3]。为消除和控制井下火灾隐患,研究人员开始结合计算机技术,形成智能化的井下火灾消防系统,以保证井下作业人员的安全。
2.矿井火灾智能消防系统结构
矿井火灾智能消防系统应实现智能化的火灾预警、智能化火灾信息共享以及对消防物资的合理调配和消防系统的远程控制等功能。如图1所示,矿井火灾智能消防系统主要包含5个组成部分。外因火灾防治系统和内因火灾防治系统可实现对外因、内因火灾的监测,并将监测数据上传至计算机专家系统,由计算机专家系统对火灾情况进行分析,并自动给出火灾危险等级、危险区域、相对安全区域、人员疏散撤离路线和防灭火具体措施等信息,火灾报警系统可将计算机专家系统所生成的信息如火灾等级、危险区域、撤离路线等,通过火灾智能化消防系统专用通讯路线通知井下作业人员和参与救灾的人员,井下人员位置监测系统可实现人员位置的实时定位,从而使智能化消防系统准确了解到井下人员的具体位置和分布情况,以便更加合理有效的实现人员的撤离和疏散,最大限度的保证火灾发生时作业人员的生命安全。可见矿井火灾智能化消防系统的各子系统并不是相对独立的,而是相互配合实现矿井火灾的智能化防治。在五大组成结构中外因火灾防治系统和内因火灾防治系统是实现矿井火灾智能化防治的基础和前提,其可靠性和准确性对智能化消防系统能否有效具有极为重要的影响,因此,下文将对这两大系统作更为详细的分析介绍。
(1)内因火灾防治系统基本构成
内因火灾防治系统主要实现对于内因火灾的监测和分析,其系统基本组成结构如图2所示。
如图2所示,内因火灾防治系统,主要包括火灾检测系统、预测及判断系统、内因火灾防灭火系统3部分。内因火灾检测系统实现对井下火灾信息的收集和上传,可通过束管集中检测系统等实现,内因火灾防灭火系统具体包括4种灭火方式,该系统可根据火灾等级和危险程度选用合适的灭火方式,且可实现多种灭火方式联合作业。
(2)外因火灾防治系统基本构成
外因火灾防治系统主要实现对于外因火灾的监测和分析,其系统基本组成结构如图3所示。
如图3所示,外因火灾防治系统由外因火灾监测系统、火灾数据分析软件和外因火灾灭火减灾系统3部分组成,类似于内因火灾防治系统,外因火灾监测系统主要通过一系列的数据传感器实现对外因火灾的数据监测,并通过外因火灾数据分析软件实现对所监测到的数据的智能化分析,从而调动外因火灾灭火系统实现对外因火灾的控制。
3.矿井火灾智能消防系统集成模型
(1)矿井火灾智能消防系统集成模型的特点
矿井火灾智能消防系统集成模型可实现矿井火灾从监测预警、分析判断到制定抢险避灾方案消除火灾险情的全过程统一管理。通过集成模型提高了矿井火灾管理的效率、降低了矿井管理成本,其主要特点包括:
①集中管理。井下各火灾消防系统的数据通过集成平台集中管理,并形成简单明了的人机交互界面,实现对数据的记录、统计、分析和预测,并根据火灾的具体情况对各系统下达最优命令,从而高效率的实现人员避灾和消除火灾险情。②安全可靠。集成控制模型对不同的工作部分设置不同的工作权限,使各部门在本职工作范围内对集成控制系统进行管理和操作,避免了越级操作和违规操作,同时设置集成系统保护密码,防止外来人员误入操作,并生成操作记录日志,便于对操作历史记录的查询。③多机协同。集成控制模型通过协调各子系统使整个系统协同工作,互联互通,及时高效的实现对矿井火灾的控制和管理。④操作便捷。集成控制模型客户端基于Windows图形界面平台,操作人员通过鼠标及键盘便可在客户端进行权限内的操作和管理,客户端分析处理后的数据也会以图像的方式直观呈递给决策者,提高了集成控制模型的操作便捷性。
(2)矿井火灾智能消防系统集成模型的设计
当前一体化集成系统是一种较为先进的集成模型,该模型的基本思想是建立集成管理平台并通过核心调度程序实现对子系统分布层一体化管理和信息共享。矿井火灾智能消防系统集成模型体系图如图4所示。
由图4可知,矿井火灾智能消防系统集成模型体系包含数据层、核心层和子系统分布层3个基本组成部分,子系统分布层位于集成系统的最下端,主要提供一种平等的互联接入方式,完成消防子系统的数据传输;核心层主要由一系列的逻辑运算组件构成,实现对子系统分布层传输数据的分析和预判,是集成模型体系的“心脏”;数据层对矿井消防系统的数据进行分类,并实现对不同类别数据的高效管理。
4.集成条件下矿井火灾智能消防系统功能实现
(1)矿井火灾智能预测预报功能
矿井火灾的智能化预测预报,对矿井火灾形式评估和井下人员的安全极为重要,矿井火灾智能消防系统通过集成管理平台和系统计算机专家分析软件,基于既有监测数据,实现了对矿井火灾的预测预报,并生成直观图像,结合决策人员,做出正确的评判。若没有火灾警情,系统直接将数据分析资料传至数据库,若评判可能有火灾警情,则迅速评估出火灾等级、危险区域等重要信息,并告知决策者和相关工作人员。
(2)救灾预案自动生成及自动执行功能
救灾预案自动生成是智能化火灾集成消防集成系统,通过分析火灾的等级和其他信息,生成最优的应急预案,为决策者提供决策参考,决策者根据实际情况做出相应的修改后,输入集成系统,实现调用消防设施和减灾设备控制灾情。
(3)指导井下人员安全疏散功能
矿井火灾消防集成系统可通过管理平台,将遇火灾时的疏散路线和危险区域告知井下工作人员,并结合井下人员监测系统来对人员的实时疏散情况进行管理和监督,且火灾监控中心人员可通过通讯设备来实时指引井下危险区域作业人员的安全撤离。
5.结论
(1)阐述了矿井火灾智能消防系统结构,并对外因火灾防治系统、内因火灾防治系统的组成结构进行了详细分析,充分了解了矿井火灾智能消防系统结构的基本组成。
(2)指出了矿井火灾智能消防系统集成模型的特点,从数据层、核心层和子系统分布层对矿井火灾智能消防系统集成模型进行了设计和分析,将该系统应用于晋能集团泰山隆安煤业有限公司,实现了对矿井火灾的预测预报和人员的智能化疏散。
摘要：阐述了矿井火灾智能消防系统结构,并对外因火灾防治系统、内因火灾防治系统的组成结构进行了详细分析,充分了解了矿井火灾智能消防系统结构的基本组成;指出了矿井火灾智能消防系统集成模型的特点,对矿井火灾智能消防系统集成模型进行了设计和分析,并将该集成系统应用于晋能集团泰山隆安煤业有限公司,实现了对矿井火灾的高效管理和控制。
关键词：矿井火灾,智能化,消防系统,集成模型
参考文献
[1] 夏海斌,昝军才,林建成,李可.小庄煤矿液态CO_2防灭火技术实践[J].陕西煤炭,2020,39(01).
[2] 柴卫军.矿井采空区防灭火技术应用[J].江西煤炭科技,2019(03).
智能化系统研究范文第5篇
1.1 综合自动化控制理念应用下火灾报警系统的更新要求
在数据共享和多信息探测的智能化和集成化要求不断提升的前提下, 综合自动化控制理念, 在当前建筑领域得到了广泛的应用。网络信息化科技的逐步发展, 导致人类对建筑行业尤其是建筑电力系统等的现在化改革提出了更新的服务和应用功能等方面的要求。建筑电力系统在协同合作的同时, 需要被建筑机电设备、使用人的安全、火灾预防、安全信息采集共享和存储等提供随时随地的优质高效服务, 与此同时, 计算机的发展和实用性的加强, 也使得人类越来越有可能借助软件的方式来达成硬件功能, 而以上各类变化也导致火灾智能报警系统必须更为灵活和开放, 并使得远距离维护和监控成为可能。
1.2 火灾报警控制技术不断更新下火灾智能报警系统的优化需要
目前火灾报警控制技术在快速发展的同时也面对着重大变革。作为控制技术、通信技术、传感技术和智能化处理技术结合为一体的火灾自动探索报警控制技术, 其需要结合微处理器技术、计算机技术、先进控制技术、电子技术现场、总线技术、智能检测技术、网络技术、人工智能技术等为一体, 以作为火灾预防的综合性技术及时发现火情、及时对火情进行控制、及时有效保护重者生命和财产安全。在近些年火灾自动报警技术发展极为快速, 技术上的快速更新也较为明显。控制器技术作为依靠通用控制器需要完成分布智能技术方案和集中智能技术为核心的方案设计要求, 火灾信息处理方面则采用人工神经网络、滤波、闭值、趋势、相关分析等在内的多项探测算法组合, 来达成数据通信联网构建和火灾模式识别需要。系统整体技术方面则需要借助现场总线技术作为系统开放性发展的基础, 的在具体实施过程中需要重视工程适应性设计、数据监测分析、火灾智能判断、系统网络化数据通信、设备优化控制等的有效应用, 以完成专用火警计算机体系、对应软件、视窗化人机交互界面等的设计。以上各类先进控制技术、通信技术、计算机技术的不断更新和发展, 在为火警报警控制系统的更新带来新的挑战和契机的同时, 也为当前建筑电力系统中火灾智能报警系统的应用和优化提供了技术支持及方向。
2. 火灾智能报警系统的优化及设计
2.1 火灾智能报警系统硬件整体设计思路
在火灾智能报警系统的硬件整体设计中, Lp C2292微处理器作为系统核心需要保障火灾探测器组所汇聚、采集的各项火灾数据可以正确迅速的处理和转换, 并同时经过报警电路完成声光报警的要求。相应的知识模块需要指示火灾发生的时间、具体地点, 在智能软件应用的前提下, 还需要显示能否进行远程遥控处理等, 以便于信息接收者及时采取其有效的火灾处理措施。探测器模块方面则需要由易燃气体探测器、烟雾探测器、温度探测器、手动报警装置所组成, 其需要完成各类传感器信号的传输变化和采集需要。尤其是在火灾发生初期, 探测器模块必须将燃烧所产生的光辐射、热量、烟雾等物理量借助感光、感烟、感温等火灾探测器, 进行电信号的转化, 并使用A/D转化电路将火灾现场可探测到的数据向火灾报警控制器方向转移和传递。
2.2 火灾智能报警系统软件整体设计思路
火灾智能报警系统的软件设计和使用嵌入式实时操作系统作为软件系统。此种系统在技术层面主要使用计算机技术为应用基础, 嵌入式Intemet技术软件系统中可以应用, 从宏观角度来看, 此种软件操作系统主要包含系统内核、底层驱动软件、通信协议、设备驱动接口、标准化浏览器、图形界面等, 而以上几种均需要与硬件相互配合。相比较火灾智能报警系统硬件, 软件系统具有软件固态化和应用专用性等方面比较突出的特点。在具体设计过程中, 火灾智能报警系统常见应用程序必须包含监视任务、按键任务、报警任务、1/0口初始化、串口通信软件、12C相关设备驱动、液晶显示芯片驱动等多项设备及功能。因此具体可使用μC/0S-Ⅱ实时操作系统, 并在硬件系统平台的辅助下, 进行μC/0S-Ⅱ实时操作及LPC2292微处理器移植的要求。火灾智能报警系统的各项任务和软件功能都可以在μC/0S-Ⅱ实时操作系统上实现。
2.3 火灾智能报警系统联网设计思路
火灾智能警报控制系统的你应用必须按照现场的实际情况进行现场总线系统化联网方案的设计。现场总线作为生产现场、测量控制设备间进行双向、多点、串行数字通信的系统, 一般设定为将专用或通用的微处理器放到传统型测量控制仪表中, 使之具有数字通信能力和数值计算能力。之后借助某类如双绞线、无线电、光纤、红外等在内的介质为通信总线, 依据规范化的通信协议, 在生产现场的不同设备之间、远程控制计算机、现场设备之间, 进行信息交换和数据传输, 按照各项实际需要进行自动化控制。
区域火灾智能报警控制器主要用来直接处理和分析火灾探测器所收集并汇总回来的信息, 数据一旦经过处理后可作为决策判断的依据。CAN总线所沟通的通讯网络在于不同区域火灾智能报警控制器相连后, 需要接收、汇聚、处理其所在区域的火灾信息, 如其所在区域智能火灾报警控制器在火灾发生后在火灾发生后所传递的报警信息。当区域火灾智能报警器判断火灾已经发生时, 区域智能火灾报警区域需要发出灯光进行示警。报警信息主要借助CAN总线的延伸向集中火灾智能报警器和值班人员处进行快速传递。因此, 集中火灾智能报警控制器必须设定在消防值班室和专用值班室内, 为保障报警信息的及时接收, 在消防值班室和专用值班室内需要随时配备专人进行值班看守。
摘要：随着我国当前建筑功能的日渐智能化发展, 建筑初期所面对的灭火和人员疏散问题日益出现复杂化发展态势。建筑电力系统智能化设计要求的不断提升也变相的为火灾报警系统的智能化演变增加了筹码。基于此, 本文以当前建筑电力系统中火灾报警系统的发展现状及对火灾智能报警系统应用需要为基础, 重点围绕火灾智能报警系统的设计及应用优化展开讨论。
关键词：建设电力系统,火灾报警,火灾智能报警系统
参考文献
[1] 张伯威.新型火灾报警控制系统的设计与实现[D].广东工业大学.2011 (05) .
智能化系统研究范文第6篇
一、智能楼宇概念及发展现状
住宅、社交以及工作的场所, 可以直接反映人们的生活质量高低。近些年, 随着智能化技术的不断应用, 人们对居住条件提出了更高的需求, 在一定程度上也促进了智能楼宇的发展。智能楼宇主要是以建筑工程作为重要平台, 同时汇集了结构、管理以及服务等一体化的智能建筑, 从而实现了建筑设备自动化、办公自动化以及安全防范自动化等诸多功能, 同时也让建筑物拥有了高效、节能以及方便的特征。
在二十世纪八十年代, 由我国科学院研究所主持承担的软件课题《智能化办公大楼可行性研究》已经开展立项, 并且在九十年代初期, 由日本投资公司投资, 北京建筑设计院主导设计工作的北京发展大厦完成竣工, 该大厦在设计的过程中, 通过采用建筑设备自动化、办公自动化系统以及通信网络系统, 建设完成了我国智能大厦的雏形。同时期, 在广州市建成的广东国际大厦, 可以被称为首幢现代化的智能化商务大厦, 该大厦具有比较健全的建筑智能化系统以及快速的金融信息网络, 通过卫星可以实时接收世界各国有关经济发展的信息, 同时也为人们提供了高质量的居住和办公环境。在二十世纪末, 我国智能化建筑通常应用于酒店、特殊的工业建筑, 然而所采用的智能化技术, 都是从外国进行引进的。人虽然没有得到广泛的使用, 但是人们对智能楼宇产生了非常高的热情, 并也得到了很多企业和专家的响应。目前, 随着我国建筑行业的快速发展, 楼宇智能得到了快速的发展。智能楼宇在使用的过程中, 在节能、环保方面具有非常大的优势, 并且也给人们的生活带去了更多的舒适体验, 而且智能华楼宇已经受到了人们的青睐。近些年, 智能化楼宇在上海、深圳、北京等重要城市得到了广泛的应用, 而且已经成为了时代发展的趋势。智能楼宇技术经过多年的发展, 已经从理论到建设施工再到物业管理方面, 取得了非常的成就[1]。
二、智能楼宇中直流配电系统方案实施及经济性分析
(一) 方案实施
配电网安全运行的核心是对系统配置进行保护, 这样才能降低配电网意外事故的发生几率。对直流配电系统的保护主要包括检定、检测、故障的分析对保护的影响。在分析直流配电网保护技术的过程中, 主要是以交流配网保护技术作为关键, 同时通过对比、操作方式以及分析直流配电网的保护标准等, 从而制定出了对智能楼宇直流配电网的系统保护的配置方案。对直流配电网的具体保护区域主要包括以下几方面。一方面, 对质量网络的保护:直流网络保护主要是对直流主线的维护。在直流配电网中, 通过对逆变器参数的确定和对直流断路器短路电流实践的控制, 对直流断路器进行选型。另一方面是对交流电源的保护:交流电源保护配置必须要考虑线路短路以及在配网运行是负载引起的交流电源欠压、过压等故障的情况。所以, 应该依据直流配电系统发生故障的情况以及频率的特性, 对直流断路器、隔离开关进行科学的选择, 才能避免故障发生。
(二) 经济性分析
和交流配电方式相比较, 直流配电方式在使用的过程中, 具有低损耗、传输量大以及低成本得特点。与此同时, 还能很好的对电网和分布式电源进行很好的协调, 不仅提升了对能源的利用效率, 而且也提高了经济效益。其次, 在对直流配电网的投资要大于对交流配电网的投资, 比如, 直接断路器、自流变压器等, 并且直流电压等级越高, 对直流配电网的投资也就相应的越大。
以某电试院办公大楼为例, 从资金投入和传输损耗率来说, 对交、直流配电方式进行相应的比较, 而且也对直交、流配电网的经济性进行细致的研究。
直流断路技术相对来说没有交流断路技术成熟, 其造价投资也比交流交流断路技术要高出很多, 在价格方面大约为三千元每台, 而交流断路技术的价格大约在两百元每台;由于大部分直流设备都还在研究当中, 以低压混合式直流断路器作为案例来说, 其结构主要包括机械开关、绝缘栅双极型晶体管以及其他相关设备, 每个部分的直流断路装置的价格通常为三千元每台。除此以外, 在变压器造价方面, 如果选择变压器容量为1MW, 那么交流变压器的造价应该为2.1万元/台;然而对于直流变压器来说, 由于很多设备都处于研究阶段, 类似于直流断路器的相关设备, 其结构主要包括机械开关、绝缘栅双极型晶体管以及其他相关设备。然而他的价值却高达11.2万元/台。
由于直流断路器、自流变压器等设备的投资成本要远高于交流配电设备, 所以, 直流配电网建设的成本也要远高于交流配电网。然而随着智能楼宇数量的不断增多, 变频技术也得到了快速的发展, 这也让直交流配电系统换流器的容量得到了降低, 并且也降低了成本投入。
三、总结
智能楼宇是时代发展产生的重要科技技术, 也是将智能化技术和现代建筑的相互结合。在以后发展的过程中, 智能化技术必将替换传统建筑技术, 这也是时代发展的潮流趋势。通过对智能楼宇的直流用电设备、分布式光伏的特性进行阐述, 并且在传统的配电的基础上对直流配电系统实施进行了探讨。从而得出了智能配电系统在传输效率、安全性方面具有非常明显的优点, 可以有效的满足智能楼宇的用电需求, 同时也为以后智能楼宇的发展提供了条件。
摘要：智能楼宇在发展的过程中, 为了能够有效的解决分布式电源、数据中心以及直流用电负荷不断的接入的弊端, 就要不断的对直流供电系统实施方案进行细致的分析, 才能找出直流配电系统实施方案出现的问题, 并加以解决。本文从智能楼宇概念及发展现状进行入手, 通过对智能楼宇中直流配电系统方案实施及经济性分析, 旨在为降低电能的损耗, 提高经济效益, 从而满足智能楼宇的供电需求。
关键词：直流配电系统,实施方案,智能楼宇,研究
注释
1[1]赵东, 王育飞, 薛花.智能楼宇直流配电系统实施方案研究[J].电力学报, 2015 (4) :340-344.
2[2]陈红坤, 何桂雄, 石晶.楼宇交直流混合供电模式下直流电压等级的研究[J].中国电机工程学报, 2017 (20) :14-25.