电力系统自动化是一项综合性质的技术,包含内容广泛,并且随着时代的发展,经济水平的提高,生活质量的提升,对于电力的需求和利用也就越来越大。下文是我为大家搜集整理的关于电力系统自动化毕业论文范文的内容,欢迎大家阅读参考! 电力系统自动化毕业论文范文篇1 试析电力系统调度自动化 【摘 要】阐述了我国电网的现状、电力系统调度运营所包含的内容、所要实现的目标以及电力系统自动化的组成和目前所存在问题的解决方案,并对电力系统调度自动化的未来进行了展望。 【关键词】电力系统;调度自动化;信息 一、传统配电网实现电力系统自动化研究现状分析 电力系统的自动化发展主要是在配电网的上加强其自动化,因此为了提高其供点质量以及供电的可靠性,在进行电力系统自动化分析的时候,主要从配电网上实现其自动化,使得整个电力系统的发展符合当前的科技要求。目前配电网在实现自动化下,通常在10kv辐射线或者是树状的线路进行重合器以及分段器的方式来构成配电网,由于这种方式在现实自动化的过程中,不需要在配置通道上与主站的系统组成上,需要依靠重合器以及分段器本身的功能来实现电力的隔离和恢复功能,从而到电力系统的自动化,此种方法不仅具备相应容易实施的特点,而且还有节省投资的优点。同时还有其他实现电力系统自动化的接线方式,对于这些配电网的接线方式以及整个系统的构成,都具有一定的缺陷性,因此随着科学技术的提高,目前计算机网络技术正在快速的发展,使得在实现电力系统自动化发展的阶段可以对其进行改进,期改进的状态也在不断的发生着变化。 二、电力系统调度与运营包含的内容和要实现的目标 (一)电力系统调度的任务。 电力系统的调度就是对电力系统中所有的设备及其运行状态进行监控和调节,是一个指挥者。目前电力调度涵盖的范围较大,有自动化系统、继电保护等等。电力系统调度的任务主要是:尽设备最大能力满足负荷需要,使整个电网安全可靠连续供电,保证电能质量,经济合理利用能源,保证发电、供电、用电各方合法利益。 (二)调度自动化的必要。 电力系统是一个庞大而且复杂的系统,有几十个到几百个发电厂、变电所和成千上万个电力用户,通过多种电压等级的电力线路,互相连接成网进行生产运行。电能的生产输送过程是瞬间完成的,而且要满足发电量和用户用电量的平衡。现在电力系统的发展趋势是电网日益庞大,运行操作日益复杂,所以当电网发生故障后其影响也越来越大。另一方面,用户对供电可靠性和供电质量的要求日趋严格,这就对电力系统运行调度人员和电力系统调度的自动化水平提出了更高的要求。电网调度自动化具有较大的经济效益,可以提高电网的安全运行水平。当发生事故时调度员能及时掌握情况,迅速进行处置,防止事故扩大,减少停电损失。地调采用自动化调度系统能减少停电率。当装备有直接监护用户的自动装置以后,可压低尖峰负荷。若采用分时和交换电价自动计量等经济办法管理电网,经济效益更大。因此,电网调度自动化是一项促进电力生产技术进步和有显著经济效益的重要工作,是电力系统不可缺少的组成部分。 (三)电网调度自动化的组成部分及其功能。 电网调度自动化系统,其基本结构包括控制中心主站系统、厂站端(RTU)和信息通道三大部分。根据功能的不同,可以将此系统划分为信息采集和执行子系统、信息传输子系统、信息处理子系统和人机联系子系统。信息采集和执行子系统的基本功能是在各发电厂、变电所采集各种表征电力系统运行状态的实时信息,此外还负责接收和执行上级调度控制中心发出的操作、调度或控制命令。信息传输子系统为信息采集和执行子系统与调度控制中心提供了信息交换的桥梁,其核心是数据通道,它经调制解调器与RTU及主站前置机相连。信息处理子系统是整个调度自动化系统的核心,以计算机为主要组成部分。该子系统包含大量直接面向电网调度、运行人员的计算机应用软件,完成从采集到信息的各种处理及分析计算,乃至实现对电力设备的自动控制与操作。人机联系子系统将传输到调度控制中心的各类信息进行加工处理,通过各种显示设备、打印设备和其他输出设备,为调度人员提供完整实用的电力系统实时信息。调度人员发出的遥控、遥调指令也通过此系统输入,传送给执行机构。 我国调度自动化水平与世界上先进的国家相比,还有一些差距。尽管在近几年新投入运行的变电所采取了比较新的技术,但是总体而言,电网调度系统还存在一些需要解决问题。例如:系统计算机CPU负载率问题,即便是目前计算机容量和运算速度成倍或成几十倍提高的情况下,其负载率仍很高;CDT和Polling远动规约的选用问题,CDT和Polling两类规约在我国得到了广泛应用,并且这两类规约远动装置并存使用的现状将持续下去,选用哪一类规约的远动装置,原则上应视通道的质量与数量及本电网的调度自动化系统现状来决定,不宜盲目追求采用Polling远动;系统的开放性问题,系统应该是开放的,能够支持不同的硬件平台,支持平台采用国际标准开发,所有功能模块之间的接口标准应统一,支持能过户应用软件程序开发,保证能和其他系统互联和集成一体或者方便实现与其他系统间的接口,系统应能提供开放式环境。此外,现在的电力系统由于还依赖高压机械开关(油断路器、六氟化硫断路器、真空开关等)实现线路、设备、负荷的投切,尚不能做到完全可控。这是因为机械的慢过程不可能控制电的快过程引起的。“电网控制”目前只能做到部分控制,本质上仍然是一个调度员的决策支持系统。如果电力系统的高压机械开关一旦被大功率的电子开关取代,则电力系统真正的灵活调节控制便将成为现实 三、电力系统调度自动化存在问题的解决方法 (一)管理方面 统一思想,加强调度管理,提高认识。必须杜绝人为的一切误调度、误操作事故以及不服从调度指令擅自投停运设备。抓好防治误操作的思想教育工作,增强广大调度人员的安全意识、责任心和技术素质,最大限度避免误操作事故的发生。加大奖惩力度,严格考核,加强安全监督检查。认真落实各级安全生产责任制;严格执行“两票三制”制度,严把安全关。加强调度专业培训,提高调度员业务水平。 (二)技术方面 积极开发更高级实用的装置和软件,努力提高自动化水平和保证通信的清晰畅通,避免工作中出现因电话不清楚、自动化画面显示不正确而造成的错误。 随着计算机技术、通信技术的发展以及电力系统控制技术的不断进步,在不远的将来,电力系统调度自动化将会取得飞速的发展。以这些科学技术的进步为依托,能更好地维持供需平衡,保证良好的电能质量。 电力系统自动化毕业论文范文篇2 浅析电力系统自动化技术 【摘 要】随着电力电子技术、微电子技术沟迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且,电力拖动控制已经走出工厂,在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统,下面仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 【关键词】电力自动化;现场总线;无线通讯技术;变频器 0 引言 现今,创新的自动化系统控制着复杂的工艺流程,并确保过程运行的可靠及安全,为先进的维护策略打造了相应的基础。 电力过程自动化技术的日新月异和控制水平的不断提高搜企网版权所有,为电力工业解决能源资源和环境约束的矛盾创造了条件。随着社会及电力工业的发展,电力自动化的重要性与日剧增。传统的信息、通信和自动化技术之间的障碍正在逐渐消失。最新的技术,包括无线网络、现场总线、变频器及人机界面、控制软件等,大大提升了过程系统的效率和安全性能。 电力系统自动化系统一般是指电工二次系统,即电力系统自动化指采用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置并通过信号系统和数据传输系统对电力系统各个元件、局部系统或全系统进行就地或远方自动监视、协调、调节和控制以保证电力系统安全稳定健康地运行和具有合格的电能质量[1]。 1 电力自动化的发展 我国是从20世纪60年代开始研制变电站自动化技术。变电站自动化技术经过数十年的发展已经达到一定的水平,在我国城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班,而且在220kV及以上的超高压变电站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现代化水平,增强了输配电和电网调度的可能性,降低了变电站建设的总造价,这已经成为不争的事实。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、变电站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,势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响,全数字化的变电站自动化系统即将出现。 2 电力自动化的实现技术 现场总线(Fieldbus)被誉为自动化领域的计算机局域网。信息技术的飞速发展,引起了自动化系统结构的变革,随着工业电网的日益复杂工业自动化网版权所有,人们对电网的安全要求也越来越高,现场总线控制技术作为一门新兴的控制技术必将取代过去的控制方式而应用在电力自动化中。 3 无线技术 无线通讯技术因其不必在厂区范围内进行繁杂、昂贵的布线,因而有着诱人的特质。位于现场的巡视和检修维护人员借此可保持和集中控制室等控制管理中心的联系,并实现信息共享。此外,无线技术还具有高度灵活性、易于使用、通过远程链接可实现远方设备或系统的可视化、参数调整和诊断等独特功能。无线技术的出现及快速进步,正在赋予电力工业领域以一种崭新的视角来观察问题,并由此在电力流程工业领域及资产管理领域,开创一个激动人心的新纪元。 尽管目前存在多种无线技术汉阳科技,但仅有几种特别适用于电力流程工业。这是因为无线信号通过空间传播的过程、搭载的数据容量(带宽)、抗RFI(射频干扰)/EMI(电磁干扰)干扰性、对物理屏障的易感性、可伸缩性、可靠性,还有成本,都因无线技术网络的不同而不同。因此,很多用户都倾向于“依据具体的应用场合,来选定合适的无线技术”。控制用的无线技术主要有GSM/GPRS(蜂窝)、9OOMHzRadios、wi-Fi()、WIMAX()、ZigBee()、自组织网络等,其中尤以Wi-Fi和WIMAX应用增长速度最快,这是因为其在带宽和安全性能方面较优、在数据集中和网络化方面具备卓越的安全框架、具有主机数据集成的高度灵活性、高的鲁棒性及低的成本。 4 信息化技术 电力信息化包括电力生产、调度自动化和管理信息化两部分。厂站自动化历来是电力信息化的重点,大部分水电厂、火力发电厂以及变电站配备了计算机监控系统;相当一部分水电厂在进行改造后还实现了无人值班、少人值守。发电生产自动化监控系统的广泛应用大大提高了生产过程自动化水平。电力调度的自动化水平更是国际领先,目前电力调度自动化的各种系统,如SCADA、AGC以及EMS等已建成,省电力调度机构全部建立了SCADA系统,电网的三级调度100%实现了自动化。华北电力调度局自动化处处长郭子明说,早在20世纪70年代华北电力调度局就用晶体管计算机调度电力,从国产121机到176机,再到176双机,华北电力调度局全用过,到1978年已经基本实现了电网调度自动化。 5 安全技术 电力是社会的命脉之一,当今人类社会对电力系统的依赖已到了难以想象的程度。电力系统发生大灾变对于社会的影响是不可估量的,因此电力系统最重要的是运行的安全性,但这个问题在全世界均未得到很好解决,电力系统发生大灾变的概率小但后果极其严重,我国电力系统也出现过稳定破坏的重大事故。由于我国经济快速发展的需求,电力工业将会继续以空前的速度和规模发展。随着三峡电站、西电东送、南北互供和全国联网等重大工程的实施,我国必将出现世界上最大规模的电力系统。 6 传动技术 实现变频调速的装置称为变频器。变频器一般由整流器、滤波器、驱动电路、保护电路以及控制器(MCU/DSP)等部分组成。变频器作为节能降耗减排的利器之一,在电力设备中的应用已经极为广泛而成熟。对于变频器厂商而言,在未来30年,变频器,尤其是高压变频器在电力节能降耗中的作用极为明显,变频器也成为越来越多电力行业改造技术的首选。 在业内,以ABB为首的电力自动化技术领导厂商,ABB建立了全球最大的变压器生产基地及绝缘体制造中心。自1998年成立以来,公司多次参与国家重点电力建设项目,凭借安全可靠、高效节能的产品性能而获得国内外用户的好评。其公司多种产品,包括:PLC、变流器、仪器仪表、机器人等产品都在电力行业中得到很好的应用。 7 人机界面 发电站、变电站、直流电源屏是十分重要的设备,随着科学技术的不断发展,搜企网,单片机技术的日趋完善,电力行业中对发电站、变电站设备提出了更高精密、更高质量的要求,直流电源屏是发电站、变电站二次设备中非常重要的设备,直流电源屏承担着向发电站、变电站提供直流控制保护电源的作用,同时提供给高压开关及断路器的操作电源,因此直流电源屏的可靠性将直接关系到发电站的安全运行,直流电源屏的发展已经经历了很长的时间,从早期的直流发电机、磁饱和直流充电机到集成电路可控硅控制直流充电机、单片机控制可控硅充电机、高频开关电源充电机等,至目前直流电源屏已很成熟。 直流电源屏整流充电部分仍然采用目前国际最流行的软开关技术,将工频交流经过多级变换,最后形成稳定的直流输出,直流电源屏系统控制的核心部件是V80系列可编程控制器PLC,它将系统采集的输入输出模拟量以及开关量经过运算处理,最终控制高频开关电源模块使其按电池曲线及有人为设置的工作要求更可靠地工作。 8 结束语 电气自动化技术是当今世界最活跃、最充满生机、最富有开发前景的综合性学科与众多高新技术的合成。其应用范围十分广泛,几乎渗透到国民经济各个部门,随着我国科技技术的发展,电气自动化技术也随之提高。 【参考文献】 [1]汪秀丽.中国电力系统自动化综述[J].水利电力科技,2005(02). [2]唐亮.论电力系统自动化中智能技术的应用[J].硅谷,2008(02). [3]夏永平,唐建春.浅议电力系统自动化[J].硅谷,2010(06). 猜你喜欢: 1. 电力系统自动化论文范文 2. 电力工程自动化专业论文范文 3. 电力系统毕业论文范文 4. 电气自动化专业毕业论文范文 5. 电力工程自动化论文优秀范文
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要求真多,看完明白了,基本就是一个基于DSP的电机变频调速系统,不过涉及方面很广,protel硬件设计,编程,与PC或单片机通讯,频谱分析,数字滤波,信号整定,系统仿真,故障分析。。。。可以作为一个电子专业研究生毕业论文了,不难却很费功夫,你等有空的高手帮你吧。
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电力拖动自动控制系统 课程涉及到各种电动机控制系统的模型建立、系统分析和系统设计等的基础理论。下面是我为大家整理的电力拖动自动控制系统论文,供大家参考。
《 浅析电力拖动自动控制系统 》
【摘 要】电力拖动控制系统是一种较为重要的控制系统,其在工业生产中发挥着很大的作用,随着社会的发展以及科技的推动,这一系统开始趋向于自动化的应用形式。电能在人们的生活中发挥着重要的作用,电器的种类越来越多,现代社会对电力的需求量也越来越大,所以,自动化的电力拖动控制系统,可以更好的满足人类社会对电力的需求。本文分析了电力拖动自动控制系统的设计原理,还介绍了电力拖动自动控制系统的安全防护,希望对相关电力人员有所帮助,使相关企业生产可以更加安全、稳定的进行。
【关键词】电力拖动;系统;自动控制;原理;安全防护
电力拖动系统在工业领域应用极其广泛,伴随着我国科技的发展,工业企业的生产效率越来越高,人类社会对电能的需求量也越来越大。很多工业企业引进了先进的机械设备,提高了企业的生产水平,同时也对电力拖动控制系统提出了更高的要求,所以,电力拖动控制系统的自动化也是企业未来发展的必然趋势。电力拖动自动控制系统是对传统系统的改进与优化,这种系统在运行的过程中,更加安全稳定,而且满足了企业对自动化机械设备生产运行的要求。为了使电力拖动自动控制系统发挥更大的效用,相关人员要研究出更加完善的安全防护 措施 ,这也可以为企业增产以及效益提升做出更大的贡献。
1.电力拖动自动控制系统的设计原理
电力拖动控制系统在工业企业生产中发挥着重要的作用,工作人员在系统运行的过程中,可以更好的掌握电动机的运行状况,还可以通过信息反馈,了解企业生产运行机制的运转情况,比较常见的反馈信息是电流信息。电力拖动控制系统中包含着很多的构件,其中电气设备是生产运行机制中比较重要的系统,其也是企业实现机械自动控制的关键因素。在利用计算机设备,可以在系统运行的过程中,可以直观的从 显示器 中,了解设备的运行状况,通过计算机等设备的信息反馈,可以有效的实现电力拖动的自动化控制。
实现电力拖动控制系统的自动化运行,需要借助先进的计算机技术,相关工作人员通过计算机信息的反馈,以及企业生产需求的变化,可以有效的制定出不同的控制方案,还可以实现机械运行的自动化生产。在这一过程中,计算机的编程起着至关重要的作用,计算机不但具有强大的计算等功能,还具有操作便捷等特点,所以,工作人员一定要多了解计算机相关知识,这样才能编制出独立的驱动程序,实现多种设备的自动控制。工作人员还要利用计算机操作技术,实现系统的对接测试,这些步骤有利于简化电力拖动自动化控制编程。电力拖动自动控制系统的各项参数可以认为调动,根据不同的要求,技术人员可以更改编程,所以这项工作具有一定的变动性。但是从系统的设计原理来看,电力拖动自动控制系统在调整的过程中,需要遵循一定的设计原则,其主要是利用计算机作为控制中心,而且是通过信号传输完成下达命令以及执行命令这一系列工作。
2.电力拖动系统自动控制的内容选择
电力拖动自动控制系统对电动机的选择
电动机功率的选择应当与生产机械标准要求直接挂钩,要选择与其相匹配,能够拥有一定负载的电动机,这样,才能保证生产机械的正常运行。电动机采用直流还是交流电需要结合企业经济、技术等方面综合考量,通常情况,企业只需要选择操作简单,稳定性强、价格低廉的交流异步电动机。但如果所在企业生产机械功率大、调速范围广,则可以采用调速性能优质的直流电动机。在选择电动机时也要考虑后期维护问题,任何系统在使用一段时间后,都可能因为外界因素的干扰而出现故障,为了降低线路损坏对企业生产效益的影响,设计人员一定保证维护工作的便捷性,便于及时抢修。
电力拖动自动控制系统对电器控制线路的选择
电器控制线路的选择是电力拖动自动控制系统中一项重要的工作,其不但影响着整个控制系统的安装设计,也影响着电器选择的质量,在选择电器控制线路时,需要参考不同部件的特点以及生产的需求,在控制线路时,要利用总体框架,细化生产线路中局部电器的控制,还要考虑不同设备之间的关联,将局部电器控制融入整体线路控制中,构成完整的控制线路。
在设计的过程中,还要保证线路运行的稳定性以及安全性,这样才能有效的提高企业的生产效率,降低生产过程中安全事故发生的概率。电器控制线路的选择,需要保证元件选择的正确性,所以,设计人员一定要选择性能良好的设备,这样能延长设备使用年限,还能降低外界因素对电器的影响与干扰,使电器的运行线路更加稳定。相对而言,选择安全可靠的继电器,可以降低电器出现故障的概率,也可以降低设备维修的成本。另外,在选择具体的电器控制线路时,设计人员还要注意以下几点内容:
触头设计
在选择电器控制线路时,首先要保证线路中的电器触头可以有效的对接在一起。比如,有的线路中,将常闭与常开的电器触头连接在一起,这两种电器处于不同的电源中,很容易因为触头的长期接触而出现短路等问题,而且如果该线路的绝缘防护措施做的不好,则很容易引发线路的安全故障。
电器线圈联接
在设计电器的线圈联接时,要注意线路中的电器线圈是否联接正确,如果出现线圈设计失误问题,一定要及时处理,否则也会影响线路的正常运行。在检测电器线圈的联接时,要观察串联的线圈是否存在于交流控制线路中,要保证两个线圈的外加电压不能超过额定电压,另外,非并联的线圈也不能直接联接。
3.电力拖动自动控制系统的安全防护
短路保护
短路故障一般是因为电流短路而造成局部电气设备绝缘体过热损害,电流过大,容易造成强大的电磁脉冲进而产生电动应力,进而损害电力拖动自动控制系统或各种电器设备。
过流保护
如果使用电动机不当,很容易使得电动机超负荷运作,这样会引起电动机局部过电流,一般的过电流能量是正常启动电动机电流的数倍,因此容易损害电动机及系统元器件。
热保护
任何元器件在经过长时间工作时都会出现过热现象,如果电动机绕组或长时间超载运行,那么势必会造成自身温度高于允许值,进而导致电动机出现故障,为避免过热损害,可以采用多个电动机相替换的 方法 进行热保护。
4.结语
综上所述,本文对电力拖动自动控制系统的设计原理、设计时电动机以及电器线路的选择进行了介绍,这些内容可以有效的保证电力拖动控制系统的稳定运行。另外,笔者还对电力拖动自动控制系统的安全防护提出了几点建议,希望对相关设计人员有所帮助,从而提高该系统的安全性以及稳定性,使其在工业生产应用的过程中,发挥更大的效用。
【参考文献】
[1]王春凤,杨耕.电力电子与运动控制实验平台安全性建设[J].实验技术与管理,2011(07).
[2]陈伯时.电力拖动自动控制系统―运动控制系统[M].北京:机械工业出版社,2003.
[3]黄华.浅析电力系统中的电器控制线路设计[J].科技信息,2010(35).
《 试论电力拖动自动控制系统 》
摘要:随着社会的高速发展,更多电器的出现导致电力的需求不断攀升,因而人们对电力拖动控制系统自动化程度提出了更高更新的要求。鉴于此,拟通过对电力拖动控制系统的设计原理、设计方案的确定、设计应遵循的规章以及安全防护等内容进行分析,为使用者与企业提供借鉴与参考。
关键词:电力拖动 自动控制 运行
中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章 编号:1007-3973(2012)010-028-02
1 引言
随着科技日新月异的发展,机械自动化程度与生产水平达到了前所未有的高度,在当前的工业生产领域中,电力拖动自动控制系统得到了广泛的应用。电力拖动自动控制系统的优势在于:一方面可以保障自身 系统安全 稳定运行;另一方面可以满足企业机械生产要求。电力拖动系统可以很好的对电动机、各类继电器等原件进行保护,进而减少系统运行过程中故障发生概率。因此,研究电力拖动自动控制系统,提升其自动化程度,增强其安全性,完善其功能,对于企业而言是至关重要的。
2 电力拖动系统自动控制原理及其设计
电力拖动系统自动控制原理
操作人员在电力拖动控制系统运行过程中可以得到电动机各信息的反馈,例如电流反馈等。在电力拖动控制系统中,电气设备是实现机械自动控制的核心器件。计算机系统在此过程中的主要作用是显示信息显示、运行连锁、安全保护等信息,同时其也是电力拖动系统自动控制实现的唯一途径。
在计算机系统中,操作人员可以利用计算机根据实际生产需求实行不同的自动控制方案。电力拖动自动控制主要是利用计算机完成逻辑计算、功能模块化、编程等工作,然后为操作人员提供独立于机械设备的仪器驱动程序,方便使用者可以较快的将程序与自己的系统进行对接测试,方便编程。虽然电力拖动自动控制系统的各项参数及要求的设定“因人而异”。但从系统的本质来讲,系统构成的基本原理还是殊途同归的,即以计算机为系统的集中控制中心,信号输入给计算机下达指令,信号输出执行指令。电力拖动自动控制系统计算机接收信号与输出信号的系统反应如图1所示。
电力拖动自动控制系统方案的确定
在电力拖动自动控制设计方面,是否确定好方案与控制方式将会决定整个设计能否成功。如果宏观方案是正确切实可行的,那么生产设备各项指标达到要求的可能性才能得到保障。在设计时,即便出现某个控制环节设计的错误,也可以通过不断改进与测试达到要求,但如果宏观方案一开始就制定有问题,那么设计工作必须等到方案明确后重新开始。
学术领域认为,所谓电力拖动自动控制方案,其主要是依据不同的生产工艺要求,例如根据运动要求、加工效率、零部件加工精度等条件来决定电动机运行、类型、数量、传动方式等控制要求。最后将这些调研好的工艺要求与控制要求相结合,作为电气控制原理图设计电器原件选择的重要参考凭证。譬如说,在设计效率要求较高的加工机床时,拖动方式可以随机变化,如可以使用直流拖动,也可以使用集中拖动等。确定好拖动方案后,拖动电动机的数量以及各项参数也随之明了,控制方式的选择就是控制要求的选择。
电力拖动系统自动控制电动机的选择
在确定好电力拖动系统设计方案后,需要根据实际需求对电动机的数量、规格及各项参数如额定转速、功率等进行选择与确定。笔者通过 总结 ,归纳出电动机在选择方面应当遵循以下几点:
(1)电动机功率的选择应当与生产机械标准要求直接挂钩,要选择与其相匹配,能够拥有一定负载的电动机,这样,才能保证生产机械的正常运行。此外,在明确电动机功率时,还需对以下三大要素进行综合考虑:1)允许过载能力;2)启动能力;3)电动机发热。确决定电动机功率选择的核心条件是电动机容量,通常,电动机容量容易受外界环境影响,所以电动机额定功率的确定要进行多次校验确认。
(2)电动机采用直流还是交流电需要结合企业经济、技术等方面综合考量,笔者认为,通常情况,企业只需要选择操作简单,稳定性强、维护遍历、价格低廉的交流异步电动机即可。但如果所在企业生产机械功率大、调速范围广,则可以采用调速性能优质的直流电动机。
(3)电动机额定转速需要结合以下方面来选择,主要是看所在企业机械匹配的技术经济程度,如企业所需电动机需拥有较高的使用寿命,并较少使用,那么就需要结合企业经济、技术等多方面因素来选择;如果企业使用电动机频繁,那么该电动机额定转速就需要以电动机的动能储存量来选择。
(4)必须在供电电网电压基础上选择电动机额定电压各参数,必须保证两者一致。电动机机构形式要根据企业的作业环境进行选择。
总而言之,电动机数量、规格以及各项参数的选择应当根据企业的经济、技术、作业环境、使用需求等多方面综合考虑来选择,要保证所选择的电动机既能满足企业生产机械的实际需求,又能够保证其运行的可靠性与实惠。
电力拖动设计中电器控制线路的设计
拖动方案与电动机的选择之后,其次是电器控制线路的设计。电器控制线路是整个电器选择与安装图设计的主要依据,通常,电器控制线路的设计方法是,根据所有部件不同的需求,根据控制线路的总体框架来细化局部线路,最后根据生产机械的实际需求与相互关联,将局部线路统筹规划到线路总体框架中,形成一个完整的控制线路。
设计前期调研:控制线路设计之初,设计者需要对企业生产工艺与机械实际需求进行调研。对于一般企业而言,控制线路仅需要满足下属三种功能即可:即制动、起动与反向。生产机械工艺较大的企业通常还需要平滑调速、安全预警功能等。另外,操作者能否对控制线路做出及时反应,能否进行操作等问题也都需要设计人员在设计前调研明白。
设计过程的掌控:控制线路能否稳定安全运行取决于控制线路工作是否安全与稳定,因此在选择设计元件时,应当采用性能良好、使用期限长、抗干扰能力强、安全可靠、稳定的继电器,同时在规划具体线路时,笔者认为,设计人员还需要注意以下几点内容: (1)触头的设计,要保证所有电器触头必须全部正确对接。例如同一电器,如果将常闭与常开的辅助头放在一起,那么当将它们接在不同相的电源上时,很可能由于限位开关上的常开/闭触头产生电位差使得电路短路,如果线路没有良好的绝缘性,那么势必会造成电路短路事故。
(2)设计电器线圈联接时,要保证所有电器线圈正确联接。串联的两个电器线圈一般不能出现在交流控制电路中,即便串联的两个线圈的额定电压和等同于外加电压,也不允许非并联线圈连接。要实现接触器与接触器,接触器与线圈的同步,应当将所有线圈并联在电路中,使所有线圈承受相同的额定电压。
(3)设计后的控制机构,其后期维护与操作必须简单明了,在操作人员采用某种控制方式控制时,可以根据实际需求迅速、快捷的切换到其他控制方式,例如,在进行自动控制时,可以根据需求直接切换到手动控制,所有电控设备都需保证其后期运行的稳定性与维护的便利性,同时还需为其配置隔离电器,以便在仪器出现故障时进行抢修。
电力拖动自动控制系统设计应遵循的原则
笔者通过总结,归纳出当前电力拖动自动控制系统在设计时应当遵循的原则:
(1)经济简单化原则。企业在选择电力拖动自动控制系统时,都想要低廉的价格换来可靠的电力拖动控制系统。因此在设计过程中,设计人员应当尽最大努力将系统不必要的电器与触头数量进行减少,线路设计应当最优化。
(2)稳定、安全、可靠性原则。在经济简单化原则基础上选择稳定性、可靠性、安全性较强的元件。
3 电力拖动自动控制系统的安全防护
任何系统的出现都需要制定想匹配的安全防护措施,电力拖动自动控制系统亦是如此,一般情况下,电力拖动自动控制系统的安全防护分为两种:一种是计算机系统保护;另一种是电器保护。电器保护是最基本,也是必要的保护,其通常有过流保护、短路保护、欠压保护以及热保护。而计算机系统保护则是不可或缺的保护,它属于高级保护,主要是对确保系统运行、维稳等进行保护。笔者在下文将从以下几点对电力拖动自动控制系统的安全防护进行分析:
(1)短路保护:短路故障一般是因为电流短路而造成局部电气设备绝缘体过热损害,电流过大,容易造成强大的电磁脉冲进而产生电动应力,进而损害电力拖动自动控制系统或各种电器设备。
(2)过流保护:如果使用电动机不当,很容易使得电动机超负荷运作,这样会引起电动机局部过电流,一般的过电流能量是正常启动电动机电流的数倍,因此容易损害电动机及系统元器件。
(3)欠压保护:系统运行过程中,如果电源电压不能满足电动机正常运作的需求,容易造成系统因欠压而减缓电动机速率甚至同志运作,当负载矩不变时,可以适当的增加电源来提压。另外,欠压还会造成电气释放问题,进而影响系统所有器件的正常工作,情况严重时还会出现系统故障。所以,笔者认为,当电压达到电动机电压临界值时,可以采取切断电源措施来进行保护。
(4)热保护:任何元器件在经过长时间工作时都会出现过热现象,如果电动机绕组或长时间超载运行,那么势必会造成自身温度高于允许值,进而导致电动机出现故障,为避免过热损害,可以采用多个电动机相替换的方法进行热保护。
(5)安全链:安全链的保护主要涉及五个方面。1)欠压保护的控制;2)过流保护的控制;3)水压保护;4)油压保护;5)轴瓦温度保护。安全链是将上述五种保护串联在一起的保护,无论其中哪个环节出现问题,计算机都会直接将自动控制系统关闭。
(6)运行连锁和启动连锁的保护:当计算机接收到信号后,电力拖动自动控制的实现主要是通过计算机所配置的程序完成,该过程主要是预防系统运行时信号条件的消失或电动机缺乏条件启动的保护。
4 结论
本文通过对电力拖动自动控制系统各方面的研究,提出了加强、完善系统设计与安全防护的意见,以期为设计者与使用者提供帮助。
参考文献:
[1] 王春凤,李旭春,杨耕.电力电子与运动控制实验平台安全性建设[J].实验技术与管理,2011(07).
[2] 陈伯时.电力拖动自动控制系统——运动控制系统[M].北京:机械工业出版社,2003.
[3] 黄华.浅析电力系统中的电器控制线路设计[J].科技信息,2010(35).
[4] 罗毅,李莺.浅析电力拖动系统稳定运行的充要条件[J].太原师范学院学报(自然科学版),2006(02).
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步进电机作为执行元件, 是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。我为大家整理的电机控制技术论文,希望你们喜欢。 电机控制技术论文篇一 步进电机控制系统 摘要:步进电机作为执行元件, 是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展, 步进电机的需求量与日俱增, 在各个国民经济领域都有应用。 关键词:步进电机;执行元件;计算机;发展 1步进电机原理及特征 步进电机的目前发展情况 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。当步进驱动器接收到一个脉冲信号, 它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”), 它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量, 从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度, 从而达到调速的目的。在非超载的情况下, 电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数, 而不受负载变化的影响, 即给电机加一个脉冲信号, 电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在, 加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域使用步进电机进行控制变得非常简单。步进电机可以作为一种控制用的特种电机, 利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,广泛应用于各种开环控制。 步进电机的特点 1.步进电动机工作时每相绕组不是恒定地通电, 而是按一定的规律轮流通电。 2.每输入一个脉冲电信号转子转过的角度称为步距角。 3.步进电机可以按特定指令进行角度控制, 也可以进行速度控制。角度控制时, 每输入一个脉冲, 定子绕组就换接一次, 输出轴就转过一个角度, 其步数与脉冲数一致, 输出轴转动的角位移量与输入脉冲成正比。速度控制时, 步进电机绕组中送入的是连续脉冲, 各相绕组不断地轮流通电, 步进电机连续动转, 它的转速与脉冲频率成正比。改变通电顺序, 即改变定子磁场旋转方向, 就可以控制电机正转或是反转。 步进电机的一些典型运用场合 ①步进电机主要用于一些有定位要求的场合。例如:线切割的工作台拖动,植毛机工作台(毛孔定位),包装机(定长度)。基本上涉及到定位的场合都用得到。 ②广泛应用于ATM机、喷绘机、刻字机、写真机、喷涂设备、医疗仪器及设备、计算机外设及海量存储设备、精密仪器、工业控制系统、办公自动化、机器人等领域。特别适合要求运行平稳、低噪音、响应快、使用寿命长、高输出扭矩的应用场合。 ③步进电机在电脑绣花机等纺织机械设备中有着广泛的应用,这类步进电机的特点是保持转矩不高,频繁启动反应速度快、运转噪音低、运行平稳、控制性能好、整机成本低。 目前用于电脑绣花机的步进电机多数为三相混合式步进电机,并采用细分驱动技术可以大大改善步进电机的运行品质,减少转矩波动,抑制振荡,降低噪音,提高步矩分辨率。 步进电机的运转原理及结构 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。 在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。 旋转 如A相通电,B,C相不通电时,由于磁场作用,齿1与A对齐,(转子不受任何力,以下均同)。如B相通电,A,C相不通电时,齿2应与B对齐,此时转子向右移过1/3て,此时齿3与C偏移为1/3て,齿4与A偏移(て-1/3て)=2/3て。如C相通电,A,B相不通电,齿3应与C对齐,此时转子又向右移过1/3て,此时齿4与A偏移为1/3て对齐。 如A相通电,B,C相不通电,齿4与A对齐,转子又向右移过1/3て。 这样经过A、B、C、A分别通电状态,齿4(即齿1前一齿)移到A相,电机转子向右转过一个齿距,如果不断地按A,B,C,A……通电,电机就每步(每脉冲)1/3て,向右旋转。如按A,C,B,A……通电,电机就反转。由此可见:电机的位置和速度由导电次数(脉冲数)和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。 2电路设计分析 8253及8255驱动步进电机电路 ①按图连接线路,利用8255 输出脉冲序列,开关K0~K6 控制步进电机转速,K7控制步进电机转向。8255 CS 接288H~28FH。PA0~PA3 接BA~BD;PC0~PC7 接K0~K7。 ②编程:当K0~K6 中某一开关为“1”(向上拨)时步进电机启动,并且电机转动速度大小不同。K7 向上打电机正转,向下打电机反转。 实验重要参数计算 由实际测试得,stepcount步数设定为约59步时。步进电机转动一圈。 由实验要求:先顺时针,每分钟6圈,转十分钟。约得stepcount=59*6*10=3540。 停止三秒:8086机器周期为1/*15*exp6即15M个机器周期的指令。 后逆时针,每分钟30圈,转十分钟。约得stepcount=59*30*10=17700。 实际问题及解决方法 ①硬件连接及软件程序不够熟练,经多方面查资料,翻阅书籍,确定设计方案及硬件软件的具体设计内容。 ②键盘及LED显示的控制不够理想,经程序的细心解读,最终达到了设计的目的。按10号键显示0。。。0030,按12号键显示1。。。0006,按14号键启动运行,按15号键停止运行。 ③转速控制,开始不够精确。经反复测试,最终确定为59步每圈。并计算出6R/MIN,30R/MIN的设定步数。 3总结体会 首先,利用星研集成环境软件编辑并运行程序,在STAR ES598PCI实验仪上调试实验结果,分析实验程序及硬件电路;然后,在利用原有源程序进行实验时,电机的转速控制不是很明显,这就要求修改控制步速Takesetpcount的数值,及8253的分频数,以使电机转速达到6r/min和30r/min。其次,调节8259控制键盘及显示,最终达到实时显示转速及转动方向,并用键盘控制其启动与停止。由于步进电动机的运转是由电脉冲信号控制的,步进电动机的角位移量或线位移量与脉冲数成正比,每给一个脉冲,步进电机就转动一个角度(步距角)或前进/倒退一步,所以希望清晰的看到电机的此特性。我们通过设定步速及转速,此时可以观测到电机的步进及转动一圈的步数。 参考文献 【1】王忠民,等。微型计算机原理(第二版)。西安:西安电子科技大学出版社,2007 【2】江晓安,董秀峰。模拟电子技术(第三版)。西安:西安电子科技大学出版社,2009 【3】李全利。单片机原理及接口技术。北京:高等教育出版社,2010 步进电机控制系统 韩 浩 (西安文理学院物理与机械电子工程系 陕西西安 710000) 摘要:步进电机作为执行元件, 是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展, 步进电机的需求量与日俱增, 在各个国民经济领域都有应用。 关键词:步进电机;执行元件;计算机;发展 1步进电机原理及特征 步进电机的目前发展情况 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。当步进驱动器接收到一个脉冲信号, 它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”), 它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量, 从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度, 从而达到调速的目的。在非超载的情况下, 电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数, 而不受负载变化的影响, 即给电机加一个脉冲信号, 电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在, 加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域使用步进电机进行控制变得非常简单。步进电机可以作为一种控制用的特种电机, 利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,广泛应用于各种开环控制。 步进电机的特点 1.步进电动机工作时每相绕组不是恒定地通电, 而是按一定的规律轮流通电。 2.每输入一个脉冲电信号转子转过的角度称为步距角。 3.步进电机可以按特定指令进行角度控制, 也可以进行速度控制。角度控制时, 每输入一个脉冲, 定子绕组就换接一次, 输出轴就转过一个角度, 其步数与脉冲数一致, 输出轴转动的角位移量与输入脉冲成正比。速度控制时, 步进电机绕组中送入的是连续脉冲, 各相绕组不断地轮流通电, 步进电机连续动转, 它的转速与脉冲频率成正比。改变通电顺序, 即改变定子磁场旋转方向, 就可以控制电机正转或是反转。 步进电机的一些典型运用场合 ①步进电机主要用于一些有定位要求的场合。例如:线切割的工作台拖动,植毛机工作台(毛孔定位),包装机(定长度)。基本上涉及到定位的场合都用得到。 ②广泛应用于ATM机、喷绘机、刻字机、写真机、喷涂设备、医疗仪器及设备、计算机外设及海量存储设备、精密仪器、工业控制系统、办公自动化、机器人等领域。特别适合要求运行平稳、低噪音、响应快、使用寿命长、高输出扭矩的应用场合。 ③步进电机在电脑绣花机等纺织机械设备中有着广泛的应用,这类步进电机的特点是保持转矩不高,频繁启动反应速度快、运转噪音低、运行平稳、控制性能好、整机成本低。 目前用于电脑绣花机的步进电机多数为三相混合式步进电机,并采用细分驱动技术可以大大改善步进电机的运行品质,减少转矩波动,抑制振荡,降低噪音,提高步矩分辨率。 步进电机的运转原理及结构 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。 在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。 旋转 如A相通电,B,C相不通电时,由于磁场作用,齿1与A对齐,(转子不受任何力,以下均同)。如B相通电,A,C相不通电时,齿2应与B对齐,此时转子向右移过1/3て,此时齿3与C偏移为1/3て,齿4与A偏移(て-1/3て)=2/3て。如C相通电,A,B相不通电,齿3应与C对齐,此时转子又向右移过1/3て,此时齿4与A偏移为1/3て对齐。 如A相通电,B,C相不通电,齿4与A对齐,转子又向右移过1/3て。 这样经过A、B、C、A分别通电状态,齿4(即齿1前一齿)移到A相,电机转子向右转过一个齿距,如果不断地按A,B,C,A……通电,电机就每步(每脉冲)1/3て,向右旋转。如按A,C,B,A……通电,电机就反转。由此可见:电机的位置和速度由导电次数(脉冲数)和频率成一一对应关系。而方向由导电顺序决定。 2电路设计分析 8253及8255驱动步进电机电路 ①按图连接线路,利用8255 输出脉冲序列,开关K0~K6 控制步进电机转速,K7控制步进电机转向。8255 CS 接288H~28FH。PA0~PA3 接BA~BD;PC0~PC7 接K0~K7。 ②编程:当K0~K6 中某一开关为“1”(向上拨)时步进电机启动,并且电机转动速度大小不同。K7 向上打电机正转,向下打电机反转。 实验重要参数计算 由实际测试得,stepcount步数设定为约59步时。步进电机转动一圈。 由实验要求:先顺时针,每分钟6圈,转十分钟。约得stepcount=59*6*10=3540。 停止三秒:8086机器周期为1/*15*exp6即15M个机器周期的指令。 后逆时针,每分钟30圈,转十分钟。约得stepcount=59*30*10=17700。 实际问题及解决方法 ①硬件连接及软件程序不够熟练,经多方面查资料,翻阅书籍,确定设计方案及硬件软件的具体设计内容。 ②键盘及LED显示的控制不够理想,经程序的细心解读,最终达到了设计的目的。按10号键显示0。。。0030,按12号键显示1。。。0006,按14号键启动运行,按15号键停止运行。 ③转速控制,开始不够精确。经反复测试,最终确定为59步每圈。并计算出6R/MIN,30R/MIN的设定步数。 3总结体会 首先,利用星研集成环境软件编辑并运行程序,在STAR ES598PCI实验仪上调试实验结果,分析实验程序及硬件电路;然后,在利用原有源程序进行实验时,电机的转速控制不是很明显,这就要求修改控制步速Takesetpcount的数值,及8253的分频数,以使电机转速达到6r/min和30r/min。其次,调节8259控制键盘及显示,最终达到实时显示转速及转动方向,并用键盘控制其启动与停止。由于步进电动机的运转是由电脉冲信号控制的,步进电动机的角位移量或线位移量与脉冲数成正比,每给一个脉冲,步进电机就转动一个角度(步距角)或前进/倒退一步,所以希望清晰的看到电机的此特性。我们通过设定步速及转速,此时可以观测到电机的步进及转动一圈的步数。 参考文献 【1】王忠民,等。微型计算机原理(第二版)。西安:西安电子科技大学出版社,2007 【2】江晓安,董秀峰。模拟电子技术(第三版)。西安:西安电子科技大学出版社,2009 【3】李全利。单片机原理及接口技术。北京:高等教育出版社,2010 电机控制技术论文篇二 步进电机的加减速控制 [摘 要]本文详细分析了步进电机及其工作原理,并基于MCS-51系列单片机设计步进电机的数字控制系统。在设计中加入了步进电机的细分技术和恒频脉宽调制技术。结合脉冲分配器的使用,开发了简单的细分驱动控制电路。 [关键词]步进电机;单片机;细分控制 中图分类号:F140 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)40-0038-01 一、引言 随着科学技术的发展和微电子控制技术的应用,步进电机作为一种可以精确控制的电机,广泛应用在高精密加工机床,微型机器人控制,航天卫星等高科技领域。 二、 步进电机的原理 步进电机是一种控制用的特种电机,它无法像传统电机那样直接通过输入交流或直流电流使其运行,而是需要输入脉冲电流来控制电机的转动,所以步进电机又称为脉冲电机。其功能是将脉冲电信号变换为相应的角位移或直线位移,即给一个脉冲电信号,电机就转动一个角度或前进一步。按励磁方式可以分为反应式、永磁式和混合式三种类型,本设计中选用的是反应式步进电机,其结构如图1所示。 这是一台四相反应式步进电机的典型结构。共有4套定子控制绕组,绕在径向相对的两个磁极上的一套绕组为一相,也就是说定子上两个相对的大齿就是一个相,电机按照A―B―C―D―A……的顺序不断接通和断开控制绕组,转子就会一步一步的连续转动。其转速取决与各控制绕组通电和断电的频率,即输入的脉冲频率。旋转的方向则取决与各控制绕组轮流通电的顺序。 三、步进电机的驱动控制 步进电机不能直接接到直流或交流电源上工作,必须使用专门的步进电机驱动控制器。步进电机和步进电机驱动器构成步进电机驱动系统。步进电机驱动系统的性能,不仅取决于步进电机自身的性能,也取决于步进电机驱动器的优劣。 步进电机的驱动方式有很多种,包括单电压驱动、双电压驱动、斩波驱动、细分驱动、集成电路驱动和双极性驱动。本设计选用的是恒频脉宽调制细分驱动控制方式,这是在斩波恒流驱动的基础上的进一步改进,既可以使细分后的步距角均匀一致,又可以避免复杂的计算。 四、恒频脉宽调制细分电路的设计 1、脉冲分配的实现 在步进电机的单片机控制中,控制信号由单片机产生。它的通电换相顺序严格按照步进电机的工作方式进行。通常我们把通电换相这一过程称为脉冲分配。本设计中选用8713脉冲分配器芯片来进行通电换相控制。 2、系统控制电路设计 步进电机控制系统主电路设计如图2所示。 从上图可以看出,8713脉冲分配器的5、6、7引脚均接高电平,所以这是一个控制四相步进电机按四相八拍运行的控制电路。8751单片机的和端口分别与8713脉冲分配器的3引脚和4引脚相连。由8751单片机的端提供步进脉冲,端则控制步进电机的转向,输出高电平,步进电机正传;输出低电平,步进电机反转。单片机依然是控制的主体,它通过定时器T0输出20kHz的方波,送D触发器,作为恒频信号。同时,由8713脉冲分配器的脉冲输出端输出的方波脉冲信号作为控制信号,它的方波电压的每一次变化,都使转子转动一步。 当8713脉冲分配器的脉冲输出端输出的方波脉冲信号Ua不变时,恒频信号CLK的上升沿使D触发器输出Ub高电平,使开关管T1、T2导通,绕组中的电流上升,采样电阻上R2上压降增加。当这个压降大于Ua时,比较器输出低电平,使D触发器输出Ub低电平,T1、T2截止,绕组的电流下降。这使得R2上的压降小于Ua,比较器输出高电平,使D触发器输出高电平,T1、T2导通,绕组中的电流重新上升。这样的过程反复进行,使绕组电流的波顶呈锯齿形。因为CLK的频率较高,锯齿形波纹会很小。 当Ua上升突变时,采样电阻上的压降小于Ua,电流有较长的上升时间,电流幅值大幅增长,上升了一个阶段,但由于这里输出的是方波信号而不是阶梯信号,所以只有一个上升阶段,也就是说这个“阶梯信号”只包含了一个阶,并没有把每一步细分成许多步,而是令输出脉冲信号上升和下降的坡度变大,使原本的方波输出变的圆滑,实现了控制信号类似梯形的平滑处理,如图3所示。 同样,当Ua下降突变时,采样电阻上的压降有较长时间大于Ua,比较器输出低电平,CLK的上升沿即使会让D触发器输出1也马上清零。电源始终被切断,使电流幅值大幅下降,降到新的阶段为止。 以上过程重复进行。Ua每一次变化,就会使转子转过一个细分步。 在这个电路中有一个最突出的特点,那就是用8713脉冲分配器所输出的脉冲信号取代了典型恒频脉宽细分电路中D/A转换器所提供的阶梯控制信号。这样的设计极大的简化了电路,并且降低了脉冲分配的控制难度。虽然用方波信号取代了阶梯波信号,使得单一相运行时的细分程度有所降低,但是由于步进电机的四相绕组是同进进行工作的,所以也可以达到了步进电机细分驱动控制的目的。 六、结束语 当前,步进电机的应用正不断深入到日常生活和工业制造的各个方面,并且国内外对步进电机及其控制技术的研究也在不断的进步。这些知识的掌握在今后的工作和生活之中将会起到非常积极的影响。 参考文献 [1] 吴守箴,臧英杰等.电气传动的脉宽调制控制技术[M].北京: 机械工业出版社,2002. [2] 王晓明.电机的单片机控制[M].北京航空航天大学出版社,2002. [3] 李建忠主编.单片机原理及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2008. [4] 李仁定主编.电机的微机控制[M].北京:机械工业出版社,2004. [5] 黄勇,廖宇,高林.基于单片机的步进电机运动控制系统设计[J].电子测量技术,2008,31(5):150-154.看了“电机控制技术论文”的人还看: 1. 计算机控制系统论文 2. 有关计算机控制技术论文 3. plc应用技术论文 4. 计算机控制系统论文 5. 浅谈电机与电力拖动论文
将电动机顺序启动逆序停止的继电接触器控制改造为PLC控制系统一、实训目的1.掌握运用状态思想编程解决顺序控制问题,应用PLC技术将顺序控制的继电接触器控制系统改造为PLC控制系统。2.了解状态的三要素 3.认识状态转移图(SFC)的特点4.理解状态转移图的执行情况。5.掌握单流程状态转移图的编程原则和编程方法。6.掌握状态转移程序的调试手段。二、实训器材1.可编程控制器1台(FX2N型);2.信号灯(电动机按顺序起停)模拟显示模块1个(带指示灯、接线端口、按钮等);3.实训控制台1个:4.电工常用工具1套;5.计算机1台(已安装编程软件);6.连接导线若干。三、实训内容及指导1.控制要求将图1所示的电动机顺序启动、逆序停止的继电接触器控制线路改造为的PLC控制系统。图1电动机顺序启动、逆序停止控制线路2.I/O分配根据系统控制要求,确定PLC的I/O(输入输出口)。3.系统接线根据系统控制要求和I/O点分配,画出电动机的系统接线图。4.程序设计根据控制要求,设计状态转移图和梯形图程序。5.系统调试(1)输入程序通过计算机梯形图正确输入PLC中。(2)静态调试按PLC的I/O接线图正确连接好输入设备,进行PLC的模拟静态调试,观察PLC的输出指示灯是否按要求指示,否则,检查并修改程序,直至指示正确。(3)动态调试按PLC的I/O接线图正确连接好输出设备,进行系统的空载调试,观察能否按控制要求实现电动机顺序启动、逆序停止。否则,检查电路或修改程序,直至符合控制要求。四、实训报告1.实训总结(1)运行并调试程序,观察运行结果是否符合要求,并画出其对应的梯形图。(2)体会状态编程的原则、方法和技巧。 2.实训思考(1)运用状态法编程时,负载驱动使用OUT指令和使用SET指令的区别是什么?。(2)若将电动机顺序启动、逆序停止的手动控制改为电动机分别间隔5s顺序启动、逆序停止的自动控制:即按下启动按钮,三台电动机M1、M2、M3按顺序间隔5s依次启动;当按下停止按钮,三台电动机M1、M2、M3按逆序间隔5s依次停止。该如何修改程序,并调试运行。五、实训考核
电力系统自动化装置的原理大部分都是一样的,但是随着我国经济和社会的不断发展,电力系统的装置类型和型号也发生了很多的改变。下面是我为大家整理的电力系统自动化论文,供大家参考。
摘要:在电力系统中应用电子自动化技术,不仅能够有效节省系统的成本投入,提高系统的工作效率,还能够有效提高电力系统的安全性能。在实际工作中,电力系统的工作人员要对电气自动化技术引起重视,对目前电气自动化技术的应用进行清晰把握,从而为保证电力系统的良性运行做出贡献。
关键词:电气自动化技术;电力系统;控制技术;仿真技术;智能技术;安全监控技术
随着经济建设速度的加快,我国电力系统得到了很大的发展。在电力系统中,传统的应用模式伴随数字技术的发展已经表现出了一定的不适应性。而在电力系统中应用电子自动化技术,不仅能够有效节省系统的成本投入,提高系统的工作效率,还能够有效提高电力系统的安全性能。本文将对电力系统控制技术的发展要求进行分析,探讨电子自动化在电力系统中的应用情况,研究电子自动化的发展趋势,希望为我国电力系统的发展提供帮助。
1电力系统对控制技术的要求
信息化要求
随着科学技术的发展,电力系统对于信息化的要求越来越迫切。对于电力系统来说,为了保证系统运行的稳定性,同时实现良好的经济效益,因此在电力系统控制方面需要更高的安全性和稳定性。而信息技术的发展为电力系统提供了良好的控制平台。在电力系统中,电气自动化控制技术依托信息化的发展,在机器的自动化运行方面实现了非常重大的突破。可见良好的信息化技术和智能化水平对于提高电力系统的运行效率、保证系统的运行稳定具有非常重要的作用。
安全性要求
电力行业是我国支柱性产业,对国民经济具有非常重要的作用。保持电力系统的稳定性是促进我国各个行业良好发展的基础保障。而伴随目前社会各行业对于电力应用的依赖程度进一步提高,如何保证电力系统的安全性和可靠性已经成为了非常重要的课题。为了满足电力系统对于安全性的要求,电力系统要能够具有较好的维护功能以及非常简便的操作性,同时在电力系统发生故障时,系统自身要能够对故障做出迅速的诊断。而在电力系统中,应用电力自动化控制技术能够有效地提高电力系统对于安全性的要求,简化系统的操作难度,对系统产生的故障能够进行及时的诊断和处理,从而保证电力系统的安全性。
2电气自动化在电力系统中的应用分析
电力系统中应用电气自动化的技术目前,电气自动化技术已经在电力系统中得到了广泛的应用。具体来说,在电力系统中电气自动化技术的应用主要包括以下方面:
电气自动化中的仿真技术。电气自动化仿真技术对于电力系统的良性运行具有重要作用。仿真技术能够为电力系统管理大量的数据信息,并根据数据信息提供逼真数据模拟操作环境,同时仿真技术还能够通过多项控制技术来实现同时、同步操作。对电力系统中出现的故障,仿真技术能够通过有效的模拟来对故障进行分析和判断,从而有效提高电力系统的运行效率。目前,在新的电力系统中,仿真技术被广泛应用于设备测试方面,并取得了非常好的测试效果。
电气自动化中智能技术。智能技术是比较先进的研究成果,特别是对具有较复杂关系的非线性系统进行控制时,智能系统具有非常好的控制效果。电力系统通过智能技术能够有效提高系统的控制灵活度,同时通过网络信息化技术,能够实现数据信息的实时传递,从而有效提高了系统发现故障的速度,并能够及时地制定出解决方案。另外,智能技术还可以有效完善系统的漏洞,可见在电力系统中智能技术拥有非常广阔的发展前景。
电气自动化中的安全监控技术。安全监控技术是电气自动化在电力系统中应用的重要表现形式。安全监控技术能够通过科学的监测手段对系统的运行情况进行有效监测,保证系统的良性运行。目前,安全监控技术主要通过对电磁暂态故障信息的实时收集,来达到对电力系统进行监测的目的。安全监控技术的应用主要以GPS技术和SCADA技术为依托,达到动态监控的目的。其中信息通信系统、中央数据处理系统、动态相量测量系统、同步系统是安全监控技术的四个主要组成部分。随着电力系统中监测工作由稳态向着动态的转变,也标志着安全监控技术进入了动态监测的新纪元。动态安全监控技术对于保障电力系统的稳定性,提高电力系统的运行效率具有非常重要的作用。
电气自动化中的柔性交流电系统技术。柔性电流技术也是电气自动化在电力系统中应用的关键一环。具体来说,柔性电流技术指的是在电力供应系统中,通过对电力供应的关键环节进行科学的技术处理,采用具有较强独立性能的电子设备,从而实现对电力供应系统的参数进行有效调节的目的。柔性电流技术的应用对于保证电力系统的稳定性和安全性具有非常重要的作用。柔性交流技术的核心设备是ASVC装置。ASVC装置的技术结构比较简单,属于静止无功发生器。但由于ASVC装置通过和柔性交流电系统技术的有效结合,因此具有非常优良的应用效果。当系统发生故障的时候,ASVC装置能够进行快速的调整,从而在短时间内保证电压的稳定。另外,ASVC装置具有良好的电压调节范围和快速的反应速度,因此在实际工作中很少出现延迟的情况。同时在噪音和惯性方面,ASVC装置也具有良好的效果,在电力系统中得到了广泛的应用。
电气自动化中的多项集成技术。在电力系统中,通过电气自动化技术能够有效促进系统的统一管理。而实现统一管理功能的就是电气自动化中的多项集成技术。在传统的电力系统中,通常采用的是分开管理的模式,这种管理方式对于工作效率不能够保证,同时还增加了系统的运行成本。而多项集成技术能够根据用户的不同要求,通过科学的技术手段,将电力系统中管理、安全保护几个环节进行统一,从而实现集中管理的目的。通过集中统一的管理模式,不仅能够对电力系统的设计工作、施工工作、测试工作以及维护工作等提供有力的技术支持,在保证了系统各个环节良性运行的同时,还有效地降低了系统运行产生的经济和人力成本。根据统计发现,采用电气自动化技术的电力系统,相比传统系统来说,能够有效地降低运营成本,间接提高的经济效益能够达到30%左右。
电力系统中应用电气自动化的领域
变电站的自动化控制。在电力系统中,变电站的自动化控制是电气自动化应用的重要领域。在变电站中应用电气自动化技术能够有效提高变电站的运行效率。具体来说,在变电站中应用电气自动化技术主要通过程序化的设备来实现。技术人员将变电站中的传统的电磁设备转变成程序化设备,从而有效提高变电站的自动化程度,并可以实现对变电站工作过程的全方位监控,在提高变电站工作效率的同时,保证了变电站工作的稳定性和安全性。
电网的自动化控制。电网的运行质量对于供电的稳定性具有决定性的影响,因此通过科学的手段保证电网工作的可靠性一直是电力企业重点研究的问题。在电网工程领域中,通过电气自动化技术的应用能够有效地提高电网运行的自动化程度,从而为电网运行的稳定性提供保证。电气自动化技术通过强大的数据信息处理能力,能够对电网工程中的变电站、工作站、服务器等进行科学的调度工作,并通过控制部门和变电站的设备终端对电网的运行信息进行准确的采集,根据这些信息系统可以对电网的运行状态做出科学的判断。
3电气自动化在电力系统中的发展趋势
电气自动化对于电力系统的良性运行具有非常重要的作用。通过电气自动化能够有效提高电力系统的运行效率,提高系统运行的安全性和稳定性。随着科学技术的发展,在电力系统中应用电气自动化具有以下三点发展趋势:
保护和控制一体化趋势保护和控制一体化趋势是电气自动化发展的一个主要趋势。目前,我国的电气化控制系统主要通过相对独立的方式对监控数据进行采集和分析工作。而将保护和控制工作进行统一结合,能够有效地降低系统重复配置的情况,增加技术的合理性,从而达到降低工作量的目的。在实际工作中,电力系统的测量、保护和控制等的数据信息都是从电力现场得到的,这些信息相对来说不够精确。而通过CPU总控单元进行控制,能够免除遥控输出和执行的步骤,从而有效提高了系统的可靠性,可见电力系统保护和控制的一体化已经成为了非常重要的发展趋势。
国际化趋势国际化趋势是电气自动化在电力系统中主要的发展趋势。目前,国际通用的是IEC61850标准,该标准能够使不同型号和规格的IED设备实现信息之间的有效交流,从而达到信息共享的目的。而我国也已经有效展开了适用国际标准的电气自动化研究工作,并将其作为未来电气自动化的主要发展方向。
信息化趋势信息化趋势也是电气自动化发展的主要趋势。随着以太网技术的发展,电气自动化在数据传输方面的速度要求得到了极大的满足。可以预见,在未来的电力系统发展趋势中,以信息化技术作为发展基础,通过和工业生产的有效结合,能够形成以信息化技术为核心的现场总线技术。
4结语
在电力系统中,应用电气自动化技术能够有效地提高系统的工作效率,提升电力系统的安全性和稳定性。在实际工作中,电力系统的工作人员要对电气自动化技术引起重视,对目前电气自动化技术的应用进行清晰把握,从而为保证电力系统的良性运行做出贡献。
参考文献
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摘要:随着经济发展水平的提高,对电力的需求也在激增中。为了满足生产生活对电力的使用需求,国家逐步投入建设自动化的配电网工程。这是一项需要周密规划,并投入巨大资金,应用复杂的技术要求,涉及方方面面的综合性工程。文章对电力系统配电网自动化建设策略进行了探讨。
关键词:电力系统;配电网工程;自动化建议策略;电力需求;供电效率;电力质量
配电网实施自动化应用对于科学分配电力、合理应用科技成果促进电网发展有着重要意义。通过自动化工程,不仅可以有力提高电网的供电效率、电力质量,还可以合理缓解电网压力,释放电网潜能,减少故障频率,并提高电网的服务能力。自动化工程可以帮助电网自我检查,缩短故障检修、处理时间,进一步提高电网安全性与稳定性。这对于极度依赖电力的现代化社会来说,是具有重大意义的一项改造工程。
1研究背景
配电网自动化工程的定义一般可以理解为,利用先进的通信技术与网络技术,依托各类自动化设备,通过计算机系统,保护电网,控制发电,检测问题,计量电力使用状况,并据此为供电事业单位提供各类信息,简化管理难度,提高供电效率与电力质量。通过自动化的配电,有助于了解用户的各类需求,并调整电网的供电量与价格,达到经济性、科学性、安全性并重的发展目标。当然这是一个系统的综合性工程,对于电力企业的管理模式、设备改造都是一个巨大的调整,最终形成一个统一的服务型电网。这一工程的基本原理是,通过分段开关将本来是统一运行的线路改造为不同的几个供电区域。这样一来,即使某一供电部位出现问题,也可以迅速锁定区域关掉开关,将故障区域隔离出正常供电的电网中,使得正常运行的其他区域可以恢复供电,从而避免了因为某一个小的故障而使得一条线上的电路全部断掉,造成更大的影响范围与损失,极大地减少了影响区域,并使得供电的可靠性增强。
2基本要求
线路的形式应该采用环网型,而且为了保证供电稳定性,可以使用双电源甚至多电源供电系统。
干线的模式多使用分段式。分段式的好处是一旦某段线路出现故障,可以通过切断这段故障电路而保证其他线路仍然正常供电。一般对于分段式干线供电的建设原则是:合理利用投资,在充分考虑收益的情况下,实事求是地采用均等原则,或线长相等,或负荷相等,或用户量相等,以三千米干线为例,一般分为三段。
抛弃传统断路器自动化工程多采用负荷开关,既可以节约成本,减少投资规模,又可以在故障发生时,有效隔离故障区域,使之不影响非故障区域。
3设计要点
软件要具备可维护性
在配电网满足了硬件条件,比如可靠的电源,有完善的监测、控制设备,有齐备的线路设施后,自动化工程的一大重要内容就是是否配套了专业化的软件设备。只有软件硬件配套,才能保障配网自动、安全、稳定地运行。通常提到软件系统,多考虑其可维护性。一款合适的软件必须是可以被不断完善、更新的。基于我国社会经济的发展性,对于电力的需求也在波动变化中,所以配电网的负荷也在变化中,如果配电网的自动化软件不能有效维护波动变化的电网,所谓的自动化就变得不切实际了,所以软件的可维护性成为了配电网自动化工程的最基本前提。其技术软件只有可以维护,才能有效保障电力系统的稳定性及正常运行,延长自动化工程的整体使用寿命。只有保证了电网的稳定性,才能使得供电企业在竞争愈发激烈的供电市场站稳脚跟,并满足社会发展需求。
提高配网自动化系统的可靠性
配电网的自动化改造,有一个重要诉求就是增强电网的稳定性,提高电网的容错率。所以,建设自动化的电网工程,一个重要的衡量因素就是当系统运行发生故障或者不可控意外时,系统是否能自我处理,保障整个系统的供电能力与供电质量。所以说,对于建设自动化配电网工程,是需要想办法提高其系统稳定性以及运行的可靠性。
进一步提高系统的运行效率和可移植性
提高电网自动化效率,一般是指是否可以充分利用计算机资源。可移植性,顾名思义是指将此系统整体移植到另一个软硬件环境时,系统可以稳定、高效地运行。可移植性对于电力企业来说是十分重要的,它使得电力企业可以在固定成本投入下,满足不同供电环境的使用需求,并与其他相关单位有效兼容。
4技术实现时的注意事项
加强配网的建设和改造
对于供电企业来说,电力系统的平稳运行是首要任务,即使是改造电网为自动化工作,也是为了这一目标。所以说,实现自动化作业,必须要完善配电网络结构,并积极应用先进的前沿科技,还要改造老旧设备,提高智能化。在对配电网建设中,要强调计量装置的重要性,合理安置,全面整顿。
进一步完善相应的硬件支持系统
现阶段电力企业对配网自动化工程的建设中,一般会在以下两方面开始:第一是市场预测。主要是利用科学的数据处理分析系统,对于供电网络在不同地区、不同时段的不同电力使用量进行记录、分析、比较、预测。通过对接下来的电力使用情况进行预测,为企业发展规划提供可信的数据;第二是修复系统建设。当常态化的供电情况发生异常现象时,自动化系统必须要有及时自检的能力以及在确定故障后的警报能力,更进一步有初步的解决措施。一系列的修复系统可以最大化地降低事故发生率以及事故危害程度,保障系统的安全稳定运行。
提高配电网的自我诊断能力
技术、新设备,满足系统的自我检查、自我检测、自我管理的功能性需求,从而保障系统的稳定性运行。
5电力系统配网自动化实用化模式
集中智能模式
集中智能模式是电力系统配网自动化的第一大模式,主要指整个系统的智能是依靠主站的。线路上的实时情况是通过线路上的分段开关上传的,通过主站的智能诊断对线路的故障进行定位,进而通过对每一段的电网结构隔断故障,寻求出合适的解决方案。这种模式的好处是适用性强,并且对于一些多故障情况进行处理比较容易,是一种比较高级的智能模式。
分布智能模式
分布智能模式是指线路上的开关有自己的智能判断能力,在不需要上传实时状态,请求主站反馈的情况下,自我检测故障并判定哪一部分需要被隔离修复,主要是分段开关发挥作用。具体又分为电流计数型与电压时间型。这种智能模式的好处是在通信条件不完善的地区,网架结构简单的系统,可用性较强。
6未来技术发展
电力系统配电网自动化是现阶段电力企业发展的必然趋势之一,而未来的发展趋势也在研究者的展望中浮出水面。发展趋势如下:其一是电能质量在大功率设备的应用下有效提高;其二是配电网系统保护能力更强,综合运用GIS平台管理电网自动化成为可行方案;其三是分布式小电流接地保护方案的可行性。这是基于其高灵敏度与大承载力而言的。
7结语
通过以上分析,我们可以发现电网系统的自动化是一个明显的趋势,而对于这一技术的应用,可以切实促进供电的稳定性,并且创造更大的社会效益。在我国电力企业谋求发展与创新的情形下,对于此类工程的探索是一个重要的方向,有助于解决电网中的运行故障,提高配电的科学性。因此,对于电力技术的研究以及自动化工程的应用,具有十分重要的意义。
参考文献
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电力拖动自动控制系统 课程涉及到各种电动机控制系统的模型建立、系统分析和系统设计等的基础理论。下面是我为大家整理的电力拖动自动控制系统论文,供大家参考。
《 浅析电力拖动自动控制系统 》
【摘 要】电力拖动控制系统是一种较为重要的控制系统,其在工业生产中发挥着很大的作用,随着社会的发展以及科技的推动,这一系统开始趋向于自动化的应用形式。电能在人们的生活中发挥着重要的作用,电器的种类越来越多,现代社会对电力的需求量也越来越大,所以,自动化的电力拖动控制系统,可以更好的满足人类社会对电力的需求。本文分析了电力拖动自动控制系统的设计原理,还介绍了电力拖动自动控制系统的安全防护,希望对相关电力人员有所帮助,使相关企业生产可以更加安全、稳定的进行。
【关键词】电力拖动;系统;自动控制;原理;安全防护
电力拖动系统在工业领域应用极其广泛,伴随着我国科技的发展,工业企业的生产效率越来越高,人类社会对电能的需求量也越来越大。很多工业企业引进了先进的机械设备,提高了企业的生产水平,同时也对电力拖动控制系统提出了更高的要求,所以,电力拖动控制系统的自动化也是企业未来发展的必然趋势。电力拖动自动控制系统是对传统系统的改进与优化,这种系统在运行的过程中,更加安全稳定,而且满足了企业对自动化机械设备生产运行的要求。为了使电力拖动自动控制系统发挥更大的效用,相关人员要研究出更加完善的安全防护 措施 ,这也可以为企业增产以及效益提升做出更大的贡献。
1.电力拖动自动控制系统的设计原理
电力拖动控制系统在工业企业生产中发挥着重要的作用,工作人员在系统运行的过程中,可以更好的掌握电动机的运行状况,还可以通过信息反馈,了解企业生产运行机制的运转情况,比较常见的反馈信息是电流信息。电力拖动控制系统中包含着很多的构件,其中电气设备是生产运行机制中比较重要的系统,其也是企业实现机械自动控制的关键因素。在利用计算机设备,可以在系统运行的过程中,可以直观的从 显示器 中,了解设备的运行状况,通过计算机等设备的信息反馈,可以有效的实现电力拖动的自动化控制。
实现电力拖动控制系统的自动化运行,需要借助先进的计算机技术,相关工作人员通过计算机信息的反馈,以及企业生产需求的变化,可以有效的制定出不同的控制方案,还可以实现机械运行的自动化生产。在这一过程中,计算机的编程起着至关重要的作用,计算机不但具有强大的计算等功能,还具有操作便捷等特点,所以,工作人员一定要多了解计算机相关知识,这样才能编制出独立的驱动程序,实现多种设备的自动控制。工作人员还要利用计算机操作技术,实现系统的对接测试,这些步骤有利于简化电力拖动自动化控制编程。电力拖动自动控制系统的各项参数可以认为调动,根据不同的要求,技术人员可以更改编程,所以这项工作具有一定的变动性。但是从系统的设计原理来看,电力拖动自动控制系统在调整的过程中,需要遵循一定的设计原则,其主要是利用计算机作为控制中心,而且是通过信号传输完成下达命令以及执行命令这一系列工作。
2.电力拖动系统自动控制的内容选择
电力拖动自动控制系统对电动机的选择
电动机功率的选择应当与生产机械标准要求直接挂钩,要选择与其相匹配,能够拥有一定负载的电动机,这样,才能保证生产机械的正常运行。电动机采用直流还是交流电需要结合企业经济、技术等方面综合考量,通常情况,企业只需要选择操作简单,稳定性强、价格低廉的交流异步电动机。但如果所在企业生产机械功率大、调速范围广,则可以采用调速性能优质的直流电动机。在选择电动机时也要考虑后期维护问题,任何系统在使用一段时间后,都可能因为外界因素的干扰而出现故障,为了降低线路损坏对企业生产效益的影响,设计人员一定保证维护工作的便捷性,便于及时抢修。
电力拖动自动控制系统对电器控制线路的选择
电器控制线路的选择是电力拖动自动控制系统中一项重要的工作,其不但影响着整个控制系统的安装设计,也影响着电器选择的质量,在选择电器控制线路时,需要参考不同部件的特点以及生产的需求,在控制线路时,要利用总体框架,细化生产线路中局部电器的控制,还要考虑不同设备之间的关联,将局部电器控制融入整体线路控制中,构成完整的控制线路。
在设计的过程中,还要保证线路运行的稳定性以及安全性,这样才能有效的提高企业的生产效率,降低生产过程中安全事故发生的概率。电器控制线路的选择,需要保证元件选择的正确性,所以,设计人员一定要选择性能良好的设备,这样能延长设备使用年限,还能降低外界因素对电器的影响与干扰,使电器的运行线路更加稳定。相对而言,选择安全可靠的继电器,可以降低电器出现故障的概率,也可以降低设备维修的成本。另外,在选择具体的电器控制线路时,设计人员还要注意以下几点内容:
触头设计
在选择电器控制线路时,首先要保证线路中的电器触头可以有效的对接在一起。比如,有的线路中,将常闭与常开的电器触头连接在一起,这两种电器处于不同的电源中,很容易因为触头的长期接触而出现短路等问题,而且如果该线路的绝缘防护措施做的不好,则很容易引发线路的安全故障。
电器线圈联接
在设计电器的线圈联接时,要注意线路中的电器线圈是否联接正确,如果出现线圈设计失误问题,一定要及时处理,否则也会影响线路的正常运行。在检测电器线圈的联接时,要观察串联的线圈是否存在于交流控制线路中,要保证两个线圈的外加电压不能超过额定电压,另外,非并联的线圈也不能直接联接。
3.电力拖动自动控制系统的安全防护
短路保护
短路故障一般是因为电流短路而造成局部电气设备绝缘体过热损害,电流过大,容易造成强大的电磁脉冲进而产生电动应力,进而损害电力拖动自动控制系统或各种电器设备。
过流保护
如果使用电动机不当,很容易使得电动机超负荷运作,这样会引起电动机局部过电流,一般的过电流能量是正常启动电动机电流的数倍,因此容易损害电动机及系统元器件。
热保护
任何元器件在经过长时间工作时都会出现过热现象,如果电动机绕组或长时间超载运行,那么势必会造成自身温度高于允许值,进而导致电动机出现故障,为避免过热损害,可以采用多个电动机相替换的 方法 进行热保护。
4.结语
综上所述,本文对电力拖动自动控制系统的设计原理、设计时电动机以及电器线路的选择进行了介绍,这些内容可以有效的保证电力拖动控制系统的稳定运行。另外,笔者还对电力拖动自动控制系统的安全防护提出了几点建议,希望对相关设计人员有所帮助,从而提高该系统的安全性以及稳定性,使其在工业生产应用的过程中,发挥更大的效用。
【参考文献】
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《 试论电力拖动自动控制系统 》
摘要:随着社会的高速发展,更多电器的出现导致电力的需求不断攀升,因而人们对电力拖动控制系统自动化程度提出了更高更新的要求。鉴于此,拟通过对电力拖动控制系统的设计原理、设计方案的确定、设计应遵循的规章以及安全防护等内容进行分析,为使用者与企业提供借鉴与参考。
关键词:电力拖动 自动控制 运行
中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章 编号:1007-3973(2012)010-028-02
1 引言
随着科技日新月异的发展,机械自动化程度与生产水平达到了前所未有的高度,在当前的工业生产领域中,电力拖动自动控制系统得到了广泛的应用。电力拖动自动控制系统的优势在于:一方面可以保障自身 系统安全 稳定运行;另一方面可以满足企业机械生产要求。电力拖动系统可以很好的对电动机、各类继电器等原件进行保护,进而减少系统运行过程中故障发生概率。因此,研究电力拖动自动控制系统,提升其自动化程度,增强其安全性,完善其功能,对于企业而言是至关重要的。
2 电力拖动系统自动控制原理及其设计
电力拖动系统自动控制原理
操作人员在电力拖动控制系统运行过程中可以得到电动机各信息的反馈,例如电流反馈等。在电力拖动控制系统中,电气设备是实现机械自动控制的核心器件。计算机系统在此过程中的主要作用是显示信息显示、运行连锁、安全保护等信息,同时其也是电力拖动系统自动控制实现的唯一途径。
在计算机系统中,操作人员可以利用计算机根据实际生产需求实行不同的自动控制方案。电力拖动自动控制主要是利用计算机完成逻辑计算、功能模块化、编程等工作,然后为操作人员提供独立于机械设备的仪器驱动程序,方便使用者可以较快的将程序与自己的系统进行对接测试,方便编程。虽然电力拖动自动控制系统的各项参数及要求的设定“因人而异”。但从系统的本质来讲,系统构成的基本原理还是殊途同归的,即以计算机为系统的集中控制中心,信号输入给计算机下达指令,信号输出执行指令。电力拖动自动控制系统计算机接收信号与输出信号的系统反应如图1所示。
电力拖动自动控制系统方案的确定
在电力拖动自动控制设计方面,是否确定好方案与控制方式将会决定整个设计能否成功。如果宏观方案是正确切实可行的,那么生产设备各项指标达到要求的可能性才能得到保障。在设计时,即便出现某个控制环节设计的错误,也可以通过不断改进与测试达到要求,但如果宏观方案一开始就制定有问题,那么设计工作必须等到方案明确后重新开始。
学术领域认为,所谓电力拖动自动控制方案,其主要是依据不同的生产工艺要求,例如根据运动要求、加工效率、零部件加工精度等条件来决定电动机运行、类型、数量、传动方式等控制要求。最后将这些调研好的工艺要求与控制要求相结合,作为电气控制原理图设计电器原件选择的重要参考凭证。譬如说,在设计效率要求较高的加工机床时,拖动方式可以随机变化,如可以使用直流拖动,也可以使用集中拖动等。确定好拖动方案后,拖动电动机的数量以及各项参数也随之明了,控制方式的选择就是控制要求的选择。
电力拖动系统自动控制电动机的选择
在确定好电力拖动系统设计方案后,需要根据实际需求对电动机的数量、规格及各项参数如额定转速、功率等进行选择与确定。笔者通过 总结 ,归纳出电动机在选择方面应当遵循以下几点:
(1)电动机功率的选择应当与生产机械标准要求直接挂钩,要选择与其相匹配,能够拥有一定负载的电动机,这样,才能保证生产机械的正常运行。此外,在明确电动机功率时,还需对以下三大要素进行综合考虑:1)允许过载能力;2)启动能力;3)电动机发热。确决定电动机功率选择的核心条件是电动机容量,通常,电动机容量容易受外界环境影响,所以电动机额定功率的确定要进行多次校验确认。
(2)电动机采用直流还是交流电需要结合企业经济、技术等方面综合考量,笔者认为,通常情况,企业只需要选择操作简单,稳定性强、维护遍历、价格低廉的交流异步电动机即可。但如果所在企业生产机械功率大、调速范围广,则可以采用调速性能优质的直流电动机。
(3)电动机额定转速需要结合以下方面来选择,主要是看所在企业机械匹配的技术经济程度,如企业所需电动机需拥有较高的使用寿命,并较少使用,那么就需要结合企业经济、技术等多方面因素来选择;如果企业使用电动机频繁,那么该电动机额定转速就需要以电动机的动能储存量来选择。
(4)必须在供电电网电压基础上选择电动机额定电压各参数,必须保证两者一致。电动机机构形式要根据企业的作业环境进行选择。
总而言之,电动机数量、规格以及各项参数的选择应当根据企业的经济、技术、作业环境、使用需求等多方面综合考虑来选择,要保证所选择的电动机既能满足企业生产机械的实际需求,又能够保证其运行的可靠性与实惠。
电力拖动设计中电器控制线路的设计
拖动方案与电动机的选择之后,其次是电器控制线路的设计。电器控制线路是整个电器选择与安装图设计的主要依据,通常,电器控制线路的设计方法是,根据所有部件不同的需求,根据控制线路的总体框架来细化局部线路,最后根据生产机械的实际需求与相互关联,将局部线路统筹规划到线路总体框架中,形成一个完整的控制线路。
设计前期调研:控制线路设计之初,设计者需要对企业生产工艺与机械实际需求进行调研。对于一般企业而言,控制线路仅需要满足下属三种功能即可:即制动、起动与反向。生产机械工艺较大的企业通常还需要平滑调速、安全预警功能等。另外,操作者能否对控制线路做出及时反应,能否进行操作等问题也都需要设计人员在设计前调研明白。
设计过程的掌控:控制线路能否稳定安全运行取决于控制线路工作是否安全与稳定,因此在选择设计元件时,应当采用性能良好、使用期限长、抗干扰能力强、安全可靠、稳定的继电器,同时在规划具体线路时,笔者认为,设计人员还需要注意以下几点内容: (1)触头的设计,要保证所有电器触头必须全部正确对接。例如同一电器,如果将常闭与常开的辅助头放在一起,那么当将它们接在不同相的电源上时,很可能由于限位开关上的常开/闭触头产生电位差使得电路短路,如果线路没有良好的绝缘性,那么势必会造成电路短路事故。
(2)设计电器线圈联接时,要保证所有电器线圈正确联接。串联的两个电器线圈一般不能出现在交流控制电路中,即便串联的两个线圈的额定电压和等同于外加电压,也不允许非并联线圈连接。要实现接触器与接触器,接触器与线圈的同步,应当将所有线圈并联在电路中,使所有线圈承受相同的额定电压。
(3)设计后的控制机构,其后期维护与操作必须简单明了,在操作人员采用某种控制方式控制时,可以根据实际需求迅速、快捷的切换到其他控制方式,例如,在进行自动控制时,可以根据需求直接切换到手动控制,所有电控设备都需保证其后期运行的稳定性与维护的便利性,同时还需为其配置隔离电器,以便在仪器出现故障时进行抢修。
电力拖动自动控制系统设计应遵循的原则
笔者通过总结,归纳出当前电力拖动自动控制系统在设计时应当遵循的原则:
(1)经济简单化原则。企业在选择电力拖动自动控制系统时,都想要低廉的价格换来可靠的电力拖动控制系统。因此在设计过程中,设计人员应当尽最大努力将系统不必要的电器与触头数量进行减少,线路设计应当最优化。
(2)稳定、安全、可靠性原则。在经济简单化原则基础上选择稳定性、可靠性、安全性较强的元件。
3 电力拖动自动控制系统的安全防护
任何系统的出现都需要制定想匹配的安全防护措施,电力拖动自动控制系统亦是如此,一般情况下,电力拖动自动控制系统的安全防护分为两种:一种是计算机系统保护;另一种是电器保护。电器保护是最基本,也是必要的保护,其通常有过流保护、短路保护、欠压保护以及热保护。而计算机系统保护则是不可或缺的保护,它属于高级保护,主要是对确保系统运行、维稳等进行保护。笔者在下文将从以下几点对电力拖动自动控制系统的安全防护进行分析:
(1)短路保护:短路故障一般是因为电流短路而造成局部电气设备绝缘体过热损害,电流过大,容易造成强大的电磁脉冲进而产生电动应力,进而损害电力拖动自动控制系统或各种电器设备。
(2)过流保护:如果使用电动机不当,很容易使得电动机超负荷运作,这样会引起电动机局部过电流,一般的过电流能量是正常启动电动机电流的数倍,因此容易损害电动机及系统元器件。
(3)欠压保护:系统运行过程中,如果电源电压不能满足电动机正常运作的需求,容易造成系统因欠压而减缓电动机速率甚至同志运作,当负载矩不变时,可以适当的增加电源来提压。另外,欠压还会造成电气释放问题,进而影响系统所有器件的正常工作,情况严重时还会出现系统故障。所以,笔者认为,当电压达到电动机电压临界值时,可以采取切断电源措施来进行保护。
(4)热保护:任何元器件在经过长时间工作时都会出现过热现象,如果电动机绕组或长时间超载运行,那么势必会造成自身温度高于允许值,进而导致电动机出现故障,为避免过热损害,可以采用多个电动机相替换的方法进行热保护。
(5)安全链:安全链的保护主要涉及五个方面。1)欠压保护的控制;2)过流保护的控制;3)水压保护;4)油压保护;5)轴瓦温度保护。安全链是将上述五种保护串联在一起的保护,无论其中哪个环节出现问题,计算机都会直接将自动控制系统关闭。
(6)运行连锁和启动连锁的保护:当计算机接收到信号后,电力拖动自动控制的实现主要是通过计算机所配置的程序完成,该过程主要是预防系统运行时信号条件的消失或电动机缺乏条件启动的保护。
4 结论
本文通过对电力拖动自动控制系统各方面的研究,提出了加强、完善系统设计与安全防护的意见,以期为设计者与使用者提供帮助。
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摘 要:能源和环保是当今世界与汽车有关两大热点问题。现代汽车的发展趋势是动力好、操作方便、行驶安全、乘坐舒适,并且更重要的是节能、环保,汽车制造技术的发展必然要适应这一发展方向。汽车电子控制技术的是现代汽车新技术的核心正在快速发展中,呈现了电脑化、智能化、多样化态势。现代汽车被喻为“四个轮子的电脑”。汽车维修企业作为汽车后市场的服务者,应该主动适应汽车技术的发展,才能在的激烈竞争中保持旺盛的生命力。 关键词:汽车;电控;新技术;维修行业 中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1672—545X(2007)02— — 一、汽车电控新技术 现代汽车是典型的机、电、液一体化产品。其中的电子控制技术已成为衡量现代汽车发展水平的重要标志。汽车上的电控系统主要有:电子燃油喷射系统(EFI) 、电控点火装置(ESA)、废气再循环控制(EGR)、怠速控制(ISC)、制动防抱死控制系统(ABS)、防滑控制系统(ASR)、电子控制悬架系统(ASS )、电子控制自动变速器(AT)、电子助力转向(EPS) 、巡行控制系统(CCS)等。 汽车电控系统主要由传感器、电子控制中枢(ECU)、驱动器和控制程序软件等组成,大体可分为发动机电子控制系统,底盘综合控制系统,车身电子安全系统,信息通讯系统四个部分。 (一)发动机电控新技术 1、电控汽油喷射系统 发动机电控燃油喷射装置是根据各传感器测得的空气流量、进气温度、发动机转速及工作温度等参数,适时调整供油量,保证发动机始终在最佳工作状态,提高发动机的综合性能。分为单点喷射(SPI)、多点喷射(MPI)和缸内直接喷射3种型式。缸内直喷当前电控燃油喷射中的前沿技术,其喷油器安装在气缸盖上,工作时直接将汽油喷入气缸内进行混合燃烧。直喷技术的实现大大降低了汽油机的油耗,动力性能更为优越;配合其他机构使高空燃比稀燃技术得以实现。 2、电子点火控制系统 由微处理机、传感器及其接口、执行器等构成。该装置根据传感器测得的发动机参数进行运算、判断、点火时刻的调节,使发动机保证在最佳点火提前角(ESA)下工作,输出最大的功率和转矩,降低油耗和排放。目前出现了一种无分电器微机控制点火系统(DLI),改由 ECU内部控制各缸配电。点火线圈产生的高压电不需经过分电器分配,直接就送至火花塞发生点火,可消除分火头与分电器盖边电极的火花放电现象,减少电磁干扰。 3、怠速控制系统 怠速性能差将导致油耗增加,排污严重,现代轿车中一般都设有怠速控制系统。主要执行元件是怠速控制阀(ISC)。ECU根据从各传感器的输入信号所决定的目标转速与发动机的实际转速比较,根据比较得出的差值,确定相当于目标转速的控制量,驱动控制空气量的执行机构,使怠速保持在最佳状态附近。怠速控制系统中的执行器—怠速控制阀的发展较快,有步进电机型、旋转电磁阀型、占空比型和开关控制型等。 4、排气再循环电控系统 是目前降低废气中氧化氮排放的一种有效措施。主要执行元件是数控式EGR阀。ECU根据发动机的转速、节气门开度、冷却水温等信号,计算最佳再循环排气率,通过真空调节阀将ECU输出的电信号转换为气压变化,控制 EGR阀的开度来实现。真空调节阀一般是电磁式的。ECU还通过压力传感器测量再循环排气率信号来进行反馈控制,一般是独立式压力或压差传感器,现在出现了与EGR阀共为一体的EGR位置传感器,提高了控制精度。 5、增压电控系统 发动机中增压系统的安装目的是为了提高进气效率。电控增压系统的研制开发使增压技术又跨上了一个新台阶。目前,应用较普遍的是电控废气涡轮增压系统。 增压技术所带来的一个不可忽视的负面影响就是燃烧爆震倾向增加了,为此,专门用爆震传感器对点火系统进行反馈控制(即爆震控制)。 6、故障自诊断系统 现代轿车发动机电控系统的ECU中的故障自诊断系统,可自行监测、诊断发动机控制系统各部分的故障。当各控制系统出现故障时,仪表板上的故障指示灯闪烁报警,同时将故障信息以代码的形式保存在微机的存储器中,维修时可以通过故障指示灯间断闪烁来显示,也可以通过专用的检测仪器以数字的形式显示故障代码,通过手册可查出故障原因。 7、故障保险系统及故障备用控制系统 当自诊断系统检测出传感器及其电路故障后,ECU中的故障保险系统自动启动,用程序设定的数据取代故障部分输入的非正常信号直接控制。 而当微机或主要传感器出现故障时,ECU立即将主控权由微机切换至故障备用系统中,由其代替微机工作,保证轿车“缓慢回家”以便修理。 9、进气涡流电控系统 电控进气涡流技术在某些轿车(特别是采用稀燃技术的轿车)上应用较多。其结构是在进气口附近增设一涡流控制阀,通过ECU采集转速、节气门开度、冷却水温等信号,并加以处理后控制其旋转角度,引导气流偏转产生涡流,调节涡流比,实现涡流控制,促进汽油蒸发以及与空气的均匀混合,提高燃烧效率。 10、可变进气控制系统 可变进气控制系统从增加进气量、提高进气效率的角度出发提高发动机动力性和经济性。有两种类型:可变流通面积控制方式通过ECU控制安装在进气管道中的控制阀的旋转角度来改变其进气流通截面,满足不同工况对进气量的需求;可变流通长度控制方式由ECU控制进气管道中的控制阀来调整进气管的长度。 11、进气温度预热控制系统 进气温度预热控制系统通过调节低温起动时的进气温度来促进汽油蒸发,改善排放性能。预热方式主要有排气管预热、水温预热和正温度元件(PTC)预热3种型式。 12、燃油蒸发电控系统 广泛应用的是活性炭罐蒸发电控装置。停车期间,利用活性炭罐吸收汽油蒸气,防止向大气扩散;发动机运行后,ECU控制活性炭罐与进气管之间的导通,利用进气真空度将活性炭罐中吸附的汽油蒸气吸入进气管,这样可有效防止汽油蒸气的外逸,降低 HC的排放污染。 13、曲轴箱强制通风电控系统 曲轴箱强制通风电控系统由ECU根据节气门位置信号、转速信号等控制强制通风阀,从而实现曲轴箱内气体与进气管之间的导通,将气缸中经活塞环间隙渗入曲轴箱内的气体再次循环进入进气管中,以减少该部分气体直接排向大气造成的污染。 14、二次空气喷射系统 二次空气喷射由ECU控制二次空气喷射气道的导通,将空气引入催化转换器中,实现对NOx、CO、HC的转变。目前与催化转换器配合使用。随着研究的深入,出现了许多新技术。如停缸控制可根据负荷的不同要求,停止部分气缸的燃油供给与点火控制,减少浪费,提高发动机效率;再如加速踏板电控系统,可避免机械式加速踏板因为磨损而产生的误差,增加控制精度。 (二)汽车底盘、车身电控技术的发展 汽车底盘作为汽车的重要组成部分,其性能的好坏直接影响到整个汽车的综合性能。底盘综合控制系统包括电控自动变速器(ECAT)、防抱死制动系统(ABS)与驱动防滑系统(ASR)、电子转向助力系统(EPS)、自适应悬挂系统(ASS )、巡行控制系统(CCS)等。 1、电控自动变速器 电控自动变速器可以根据发动机的载荷、转速、车速、制动器工作状态及驾驶员所控制的各种参数,经计算、判断后自动地改变变速杆的位置,按照换档特性精确地控制变速比,从而实现变速器换挡的最佳控制,得到最佳挡位和最佳换挡时间。采用电子技术特别是微电子技术控制变速系统,已经成为当前汽车实现自动变速功能的主要方法。 2、防抱死制动系统与驱动防滑系统 汽车防抱死制动系统是在汽车安全上的最有价值应用。通过感知制动轮瞬时的运动状态,控制防止汽车制动时车轮的抱死,以保证汽车在制动时维持方向稳定性和缩短制动距离,提高行车的安全性。驱动防滑系统是汽车制动防抱死系统的功能完善和扩展,两系统有许多共同组件。利用驱动轮上的转速传感器感受驱动轮是否打滑,打滑时控制元件便通过制动或油门降低转速,使之不再打滑。 3、电子转向助力系统 由转矩(转向)传感器、电子控制单元、电动机、减速器、机械转向器以及蓄电池电源等构成。采用电动机与电子控制技术对转向进行控制,利用电动机产生的动力协助驾车者进行动力转向,系统不直接消耗发动机的动力。电子转向助力系统提高了汽车的转向能力和转向响应特性,增加了汽车低速时的机动性以及调整行驶时的稳定性。目前国内中高档轿车应用助力转向较多。 4、自适应悬挂系统 自适应悬挂系统能根据悬挂装置的瞬时负荷,自动、适时地调整悬挂的阻尼特性及悬架弹簧的刚度,以适应瞬时负荷,保持悬挂的既定高度,极大地提高了车辆行驶的稳定性、操纵性和乘坐的舒适性。 5、定速巡航控制系统 巡航控制是让驾驶员在长途行驶无需操作油门踏板就能保证汽车以某一固定的预选车速行驶的控制系统。将根据行车阻力自动调整节气门开度以调整车速在恒速状态附近。若路况变化可调节节气门开度以调节发动机功率达到相应的转速。该系统可以减轻驾驶员长途驾驶之疲劳,同时也可以得到较好的燃油经济性。 (三)车身电子安全技术的发展 车身电子安全系统包括自适应前照灯系统(AFS)、汽车夜视系统(N VS)、安全气囊(SRS)、碰撞警示与预防系统(CWAS)、轮胎压力监测系统(TPWS)、自动调节座椅系统(AA S)、安全带控制系统等,提高了驾驶人员和乘客乘坐的舒适和方便性。 1、自适应前照灯系统 自适应前照灯系统可在前照灯照明范围内,根据车身的动态变化、转向机构的动作特性等计算和判断汽车当前的行驶状态并对前照灯近光进行调整,在会车时自动启闭和防眩,有效降低驾驶者在夜晚弯路上行车的疲劳。一些日本高档轿车(如丰田)中已标配AFS系统。 2、汽车夜视系统 夜视系统是全天候的电子眼,通过一个起摄影作用的传感器来探测前方物体热量,再集中可以通过各种红外线波长的探测器上,后将辐射依次变换为电信号和数字信号,转换成图像显示给驾驶者,使其视力范围达到近光灯照射距离的3到5倍,大大提高了汽车行驶的安全性。 3、安全气囊 是常见的被动安全装置。在车辆相撞时,由电控元件用电流引爆安置在方向盘中央(有的在仪表盘板杂务箱后边也安装)等处气囊中的渗氮物,迅速燃烧产生氮气,瞬间充满气囊,在驾驶员与方向盘之间、前座乘员与仪表板间形成一个缓冲软垫,避免硬性撞击而受伤。 4、碰撞警示和预防系统 该系统有多种形式,有的在汽车行驶中,当两车的距离小到安全距离时,即自动报警,若继续行驶,则会在即将相撞的瞬间,自动控制汽车制动器将汽车停住;有的是在汽车倒车时,显示车后障碍物的距离,有效地防止倒车事故发生。 5、轮胎压力监测系统 轮胎压力监测系统通过连续地监测轮胎的压力、温度和车轮转速,能够自动地为驾驶员发出警告,以保持适宜的轮压,可以减小轮胎的磨损、降低油耗、保证汽车的行驶稳定和安全性。 6、自动调节座椅系统 该装置通过传感器感知乘坐人员的体态,并使座椅状态与之相适应,满足乘客的舒适性要求。是人体工程技术与电子控制技术相结合的产物。
立帜汽车制造网 随着世界能源危机和环保问题日益突出,汽车工业面临着严峻的挑战。一方面,石油资源短缺,汽车是油耗大户,且目前内燃机的热效率较低,燃料燃烧产生的热能大约只有35%—40%用于实际汽车行驶,节节攀升的汽车保有量加剧了这一矛盾;另一方面,汽车的大量使用加剧了环境污染,城市大气中CO的82%、NOx的48%、HC的58%和微粒的8%来自汽车尾气,此外,汽车排放的大量CO2加剧了温室效应,汽车噪声是环境噪声污染的主要内容之一。我国作为石油进口国和第二大石油消费大国,污染严重,世行认定的20个污染最严重的城市有16个在中国。国内汽车产品水平与国外差距很大,平均油耗高出10%—30%,排放约为15—20倍,汽车工业面临的压力更大。上个世纪末以来世界各国和各大汽车公司以及国内各大科研机构和高等院校纷纷致力于开发清洁节能汽车,新能源汽车获得了长足发展。汽油和柴油是传统内燃机汽车的能源,利用除此以外的能源提供汽动力的汽车均可称为新能源汽车。目前正在开发的新能源包括天然气、液化石油气、醇类、二甲醚、氢、合成燃料、生物气、空气以及电荷燃料电池等。本文介绍新能源汽车技术的发展概况,并对其发展前景提出看法。1 新能源汽车的种类及其特点 天然气汽车和液化石油气汽车天然气汽车又被称为“蓝色动力”汽车,主要以压缩天然气(CNG)、液化天然气(LNG)、吸附天然气(ANG)为燃料,常见的是压缩天然气汽车(CNGV)。液化石油气汽车(LPGV)是以液化石油气(LPG)为燃料。CNG和LPG是理想的点燃式发动机燃料,燃气成分单一、纯度高,与空气混合均匀,燃烧完全,CO和微粒的排放量较低,燃烧温度低因而NOx排放较少,稀燃特性优越,低温起动及低温运转性能好。其缺点是储运性能比液体燃料差、发动机的容积效率较低、着火延迟期较长。这两类汽车多采用双燃料系统,即一个汽油或柴油燃料系统和一个压缩天然气或液化石油气系统,汽车可由其中任意一个系统驱动,并能容易地由一个系统过渡到另一个系统。康明斯与美国能源部正合作开发名为“先进往复式发动机系统(ARES)”的新一代天然气发动机,根据开发目标,该发动机热效率达50%(热电联产时达到80%以上),NOx排放量低于/km,制造成本为400450美元/kW,维护费用低于美元/kwh,在满足这些目标的同时,发动机具有较高的可靠性。 醇类汽车醇类汽车就是以甲醇、乙醇等醇类物质为燃料的汽车,使用比较广泛的是乙醇,乙醇来源广泛,制取技术成熟,最新的一种利用纤维素原料生产乙醇的技术其可利用的原料几乎包括了所有的农林废弃物、城市生活有机垃圾和工业有机废弃物。目前醇类汽车多使用乙醇与汽油或柴油以任意比例掺和的灵活燃料驱动,既不需要改造发动机,又起到良好的节能、降污效果,但这种掺和燃料要获得与汽油或柴油相当的功率,必须加大燃油喷射量,当掺醇率大于15%—20%时,应改变发动机的压缩比和点火提前角。乙醇燃料理论空燃比低,对发动机进气系统要求不高,自燃性能差,辛烷值高,有较高的抗爆性,挥发性好,混合气分布均匀,热效率较高,汽车尾气污染可减少30%以上。这种汽车最早由福特公司在20世纪80年代中期开发,到2003年底,美国有230多万辆乙醇汽车,其中多数是道奇和克莱斯勒厢式车——2003年已卖出233466辆。 氢燃料汽车氢是清洁燃料,采用氢气作燃料,只需略加改动常规火花塞点火式发动机,其燃烧效率比汽油高,混合气可以较大程度地变稀,所需点火能量小,有利于节约燃料。氢气也可以加入其它燃料(如CNG)中,用于提高效率和减少N02排放。氢的质量能量密度是各种燃料中最高的一种,但体积能量密度最低,其最大的使用障碍是储存和安全问题。宝马公司一直致力于氢气发动机研制,开发了多款氢发动机汽车,其装有V12氢发动机的7系列轿车是世界上首批量产的氢发动机,该发动机可使用氢气和汽油两种燃料。 二甲醚汽车二甲醚(DME)是一种无色无味的气体,具有优良的燃烧性能,清洁、十六烷值高、动力性能好、污染少,稍加压即为液体,非常适合作为压燃式发动机的代用能源,使用该燃料的车辆可达到美国加州的超低排放标准。日本NKK公司成功地开发出用劣质煤生产二甲醚的设备,并且和住友金属工业公司于1998年完成了用二甲醚作为汽车燃料的试验,二甲醚汽车(DMEV)不会排放黑色气体污染环境,产生的NOX比柴油少20%。 气动汽车以压缩空气、液态空气、液氮等为介质,通过吸热膨胀做功供给驱动能量的汽车称为气动汽车,气动发动机不发生燃烧或其他化学反应,排放的是无污染物辐射的空气或氮气,真正实现了零污染。目前开发比较成功的是压缩空气动力汽车(APV),工作原理类似于传统内燃机汽车,只不过驱动活塞连杆机构的能量来源于高压空气。APV介质来源方便、清洁,社会基础设施建设费用不高,较容易建造。无燃料燃烧过程,对发动机材料要求低,结构简单,可借鉴现有内燃机技术因而研发周期短,设计和制造容易。但目前APV能量密度和能量转换率还不够高,续驶里程短。1991年法国工程师Guy Negre获得了压缩空气动力发动机的专利,并加盟MDI公司,2000年MDI公司推出的名为“进化”(evolution)的APV,质量仅700kg,其发动机质量仅为35kg,速度可达120km/h,一次充满压缩空气可行驶200km,充气费用仅为美元,在城市中约可行驶10h,在压缩空气站充气2min就可完成,用气泵充气3h可完成。 电动汽车世界上第一辆电动车(EV)由美国人在19世纪90年代制造。EV大致分为蓄电池电动汽车(BEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)和混合动力电动汽车(HEV)。电动汽车的一个共同特点是汽车完全或部分由电力通过电机驱动,能够实现低排放和零排放。蓄电池电动汽车是最早出现的电动汽车。使用铅酸电池的汽车整车动力性、续驶里程与传统内燃机汽车有较大的差距,而使用高性能镍氢电池或者锂电池又会使成本大大增加。而JtBEV都需有一定充电时间及相应的充电设备,使用场合受到了限制。燃料电池具有近65%的能量利用率,能够实现零排放、低噪声,国外最新开发的高性能燃料电池已经能够实现几乎与传统内燃机汽车相当的动力性能,发展前景很好,但成本却是制约其产业化的瓶颈。在加拿大进行的示范试验表明,使用燃料电他的公共汽车制造成本为120万加元,而使用柴油机的公共汽车仅为万加元。混合动力汽车融合了传统内燃机汽车和电动汽车的优点,同时克服了两者的缺点,近年来获得了飞速发展,并已经实现了产业化和商业化,PRIUS和INSIGHT两款混合动力汽车的成功向人们展现了混合动力技术的魅力和巨大的市场潜力。 以植物油为燃料的汽车为了寻找可代替石油的新能源,科学家也将目光投向了植物油,正在研制以植物油如大豆油、玉米油及向日葵油为原料的内燃机油。科学家们还在研究生物柴油,这是一种以植物油为原料的燃料,将来可作为柴油的替代品大量用于卡车和轮船。生物柴油中不含硫,因此不会对环境造成酸雨威胁。为生产生物柴油,化学家们正在对植物油进行酯化加工,使之变成甲基酯化合物,燃烧起来更干净,发动机内残留物也较少。2 我国新能源汽车的发展概况我国天然气资源丰富,分布广泛,海南、北京、上海、重庆等省市被列为国家燃气汽车重点示范城市,各地均在燃油汽车基础上研制开发改装了压缩天然气汽车和液化石油气汽车,主要用于出租车、公交客车、大型车辆和工程设施等。一汽—大众公司开发了捷达LPG,上海交大研制成LPG轿车并和申沃客车联合开发成功改装型LPG城市bus,北京开发了CNG城市bus。山西是产煤大省,甲醇汽车项目已进行多年,目前已达到商业运行阶段,所用甲醇汽车采用灵活燃料系统,既可用甲醇,也可用汽油,将乙醇当作有氧燃料使用,现在在河北和黑龙江等地推广。同时国家制定了乙醇汽油燃料相关标准。我国云岗汽车公司大同汽车制造厂开发了甲醇中巴车。我国煤炭资源丰富,政府支持以煤炭为原料制造车用燃料项目。煤直接液化和间接液化制取车用燃料的项目正在积极进行。“十五”期间在云南和陕西建立了煤直接液化示范厂,以煤为原料合成石油或二甲醚等车用燃料。西安交通大学与中国科学院煤化工研究所经过5年协同攻关,于2000年研制出了“超低排放二甲醚汽车”,通过在TYll00单缸柴油机及装备有大连柴油机厂生产的CA498柴油机的面包车上燃用二甲醚的试验,发现发动机的功率可提高10%-15%,热效率提高2—3个百分点,噪声降低10%-15%。我国从事燃料电池研究的单位有20余家,质子交换膜(PEM)燃料电池技术已取得较大进展,但与国外还有不小差距,例如,国外将功率50—80kW的PEM燃料电池用于轿车,而我国最大的PEM燃料电池单堆功率为5kW,离轿车使用相距甚远。我国的金属燃料电池技术已经达到世界先进水平。我国的镍氢电池和锂电池技术水平也已经达到国际先进水平,比亚迪在2005年上海车展展出的E1电动车已经具备了很好的整车动力性能。目前国内对压缩空气动力汽车的研究报道最多的是浙江大学,他们已经开发出压缩空气动力摩托车研究平台,探索出不少有益的结论,正在进一步深入研究,此外重庆大学和同济大学也做过一些探索性研究。应当说APV在国内的发展才刚刚起步。3 代用燃料汽车的发展前景在各种汽车代用燃料中,LPG和CNG最方便投入使用,而且目前已经具有好的配套基础设施。在排放和经济性能要求较高而动力性能要求一般的公共交通领域具有很好的应用前景,美国近年来新型公交客车中天然气汽车就占据了较大比例。在中国这样的农业大国特别是一些农业大省,乙醇资源丰富,乙醇汽车有良好的应用前景。二甲醚等合成燃料具有很好的排放特性,也将具有很好的应用前景,特别是作为代用柴油应用于混合动力汽车。混合动力汽车毫无疑问是下一代汽车动力系统的主要形式。蓄电池电动汽车的使用性能不如混合动力汽车和燃料电池汽车,且成本高。氢燃料发动机的能量利用率不如氢氧燃料电池。因而蓄电池电动汽车和氢发动机汽车的发展前景不是十分乐观。当然随着太阳能电池技术的发展和突破,也许纯电动汽车能迎来一个不错的发展局面。压缩空气动力汽车虽然实现了零污染,但其整车性能与传统汽车相差太远,只能在较小的范围内应用于特定场合。燃料电池是目前技术条件下能量利用率最高的车用能源。燃料电池的比能量可达200—350Wh/kg,为锂离子电池的2—3倍;能量转换效率高达60%~80%,是汽油机或柴油机的~2倍,能实现超低污染甚至零污染,而且燃料电池使用的氢能源是可再生的。目前以甲醇燃料电池技术最为成熟。国外各大石油公司和汽车均在致力于燃料电池汽车的研发以抢占在未来汽车发展中的滩头。戴姆勒—奔驰汽车公司从1993年到2000年先后推出了NecarI—NecarⅣ和Nebas等系列FCEV,2001年5月Necar4在美国试车,功率55kW,最高车速145km/h,装载行程450km,最新推出的Necar V-FCEV采用甲醇燃料电池。1997年Ballard动力公司和福特汽车公司组建了Xcellsis公司开发燃料电池轿车,美国AR—CO、壳牌、德士古等石油公司和加州CARB先后加盟,组成世界上最强大的燃料电池车开发联盟。日本电力中央研究所正在开发一种全面使用耐热陶瓷的燃料电池,电池在发电效率非常高的1000℃的高温下工作,电解质的输出功率达到1W/cm2,相当于传统燃料电池的5倍。EvomR公司致力于开发铝和锌燃料电池,已具有相当水平。总之对代用燃料的综合评价应考虑以下因素:燃料成本;车辆成本;对进口石油的依赖程度;有效能源利用率;温室效应;排放污染;生产、储运、分销、加注设施;装载行驶里程和加注时间;安全性。基于这些因素,目前最容易投入使用的代用燃料是CNG和LPG。电、甲醇和乙醇的综合评价指数都低于汽油。可以预计LPG和CNG以及乙醇的市场份额将会不断增加。二甲醚和合成柴油在十年后其市场份额会快速稳定增长。混合动力汽车会进一步发展,迅速增加市场份额。而燃料电池汽车会在20年之后开始实现产业化逐渐增加市场份额。传统汽油机汽车的市场份额会在20年之后开始出现明显的下降,但柴油车会在重型车辆领域继续保持很高的市场份额。4 结束语在未来的20年内,汽油和柴油仍是汽车主要的能量来源,但汽油和柴油的质量要求越来越高,发动机技术将快速发展以提高能量利用率。代用燃料会得到迅速运用,天然气汽车和乙醇汽车会率先大规模投入使用,二甲醚和合成燃料会逐步扩大应用。混合动力系统会得到快速发展和应用,混合动力汽车将至少在30年内都是汽车工业最切实可行的解决能源问题和污染问题的途径。因此应当整合资源加速混合动力汽车的开发,抢占汽车技术发展的新高地。燃料电池是最有前途的车用能量,也是未来汽车的主要能量源,国内石油工业应该与汽车工业联手开发先进的燃料电池技术,抢占未来先进汽车技术的前沿阵地!
摘要:随着我国汽车保有量的持续增长,汽车排放污染跟能源问题将会越来越严峻。现在我们国家提 摘要 倡低碳生活和可持续发展,为了响应国家的政策。我们必须寻找一种对环境零污染或低污染的汽车,而目 前公认最为理想可行的就是纯电动汽车了。而作为内燃机跟纯电动汽车的过渡产物就是混合动力汽车,混 合动力汽车已经不是什么新鲜的产物了,目前已经有很多车企生产了。在近两年,我国的车企对纯电动汽 车的热情很高,可惜都只是雷声大雨点小。大都只是处于概念车的阶段。发动纯电动汽车还有一段很曲折 艰辛的路要走。 关键词:内燃机:混合动力: 电动汽车:汽车: 关键词 内燃机 像我们这代人,对于汽车并不会感到很陌生.特别是近几年中国车市出现井喷的现象,据保 守的估计,中国现在的机动车保有量已经超过两亿.而且还保持上升的趋势,去年的产销量达 1360 万辆,首次超过美国而位居世界第一.今年 1 到 9 月份的产销已经达到去年全年的水平了, 保守估计今年的产销量将达 1700 万辆.而且在接下来的几年会稳居榜首,产销量持续增长.在 这数据中,又有多少是属于电动汽车的呢?统计数据显示是非常非常的少,几乎可以被忽视. 汽车的产销量不断的增长,这也将引起一系列的问题.内燃机技术发展到今天已经可说是 炉火纯青的地步了,想到再进一步改善是非常的困难了.我们都是知道无论是汽油机还是柴油 机,都会排放一些对大气有害的气体,如:CO HC Nox 等.虽然说排放标准不断的在提高,但是污 染还是存在的.这将跟我们提倡的低碳生活有点格格不入,因此我们就必须找出其它代替品. 就目前而言,就有新燃料发动机,如:醇燃料 氢燃料 石油气燃料 天然气燃料 太阳能燃料混合动力汽车 电动车等等.在这些新能源汽车中,纯电动汽车将是我们发展的趋势.因为其它 的,不是技术太难攻关,就是使用经济性和燃料来源困难等等.电动汽车的优点是零排放 零污 染 燃料来源方便 动力性良好等.但就目前的现状而言,电动汽车的缺点也是显而易见的, 目 前电动汽车尚不如内燃机汽车技术完善,尤其是动力电源(电池)的寿命短,使用成本高。 电池的储能量小,一次充电后行驶里程不理想,电动车的价格较贵。但从发展的角度看,随 着科技的进步,投入相应的人力物力,电动汽车的问题会逐步得到解决。扬长避短,电动汽 车会逐渐普及, 其价格和使用成本必然会降低。 现在处于内燃机跟纯电动汽车的过渡产物是HEV 混合动力汽车, 混合动力汽车的种类目前主要有 3 种。一种是以发动机为主动力,电 动马达作为辅 串联混合动力电动汽车原理。 另外一种是, 在低速时只靠电动马达驱动行驶, 速度提高时发动机和电动马达相配合驱动的“串联、并联方式” 。还有一种是只用电动马达 驱动行驶的电动汽车“串联方式” ,发动机只作为动力源,汽车只靠电动马达驱动行驶,驱 动系统只是电动马达,但因为同样需要安装燃料发动机,所以也是混合动力汽车的一种。 现在车市的混合动力车主要有,PRIUS 思域 凯美瑞 凯越 LS600H S400 SMART F3DM 等等. 由于我们国家提倡低碳生活,国家的政策便大力的支持发展纯电动汽车.目前几乎所有的车企都积极的响应国家的号召,如:比亚迪的 E6 奇瑞 S18 众泰 2008EV 长安奔奔 MINI 日 产的 LEAF 通用的 VOLT 等等.虽然推出的车型很多,但也只是雷声大雨点小.技术都不啥的, 而且销量也是少之又少. 电动汽车并不是现代才有的产物, 早在 19 世纪后半叶的 1873 年,英国人罗伯特·戴维 森 (Robert Davidsson) 制作了世界上最初的可供实用的电动汽车。 这比德国人戴姆勒 (Gottlieb Daimler)和本茨(Karl Benz)发明汽油发动机汽车早了 10 年以上。戴维森发明的电动汽车 是一辆载货车,长 4800mm,宽 1800mm,使用铁、锌、汞合金与硫酸进行反应的一次电池。 其后,从 1880 年开始,应用了可以充放电的二次电池。从一次电子表池发展到二次电池, 这对于当时电动汽车来讲是一次重大的技术变革,由此电动汽车需求量有了很大提高。在 19 世纪下半叶成为交通运输的重要产品,写下了电动汽车需求量有了很大提高。在 19 世纪 下半叶成为交通运输的重要产品,写下了电动汽车在人类交通史上的辉煌一页。1890 年法 国和英伦敦的街道上行驶着电动大客车,当时电动汽车生产的车用内燃机技术还相当落后, 行驶里程短,故障多,维修困难,而电动汽车却维修方便. 电池是电动汽车发展的首要关键,汽车动力电池难在 “低成本要求”“高容量要求”及 、 “高安全要求”等三个要求上。要想在较大范围内应用电动汽车,要依靠先进的蓄电池经过 10 多年的筛选,现在普遍看好的氢镍电池,铁电池,锂离子和锂聚合物电池。氢镍电池单 位重量储存能量比铅酸电池多一倍, 其它性能也都优于铅酸电池。 但目前价格为铅酸电池的 4-5 倍,正在大力攻关让它降下来。铁电池采用的是资源丰富、价格低廉的铁元素材料,成 本得到大幅度降低,也有厂家采用。锂是最轻、化学特性十分活泼的金属,锂离子电池单位 重量储能为铅酸电池的 3 倍,锂聚合物电池为 4 倍,而且锂资源较丰富,价格也不很贵,是 很有希望的电池。 我国在镍氢电池和锂离子电池的产业化开发方面均取得了快速的发展。 电 动汽车其他有关的技术,近年都有巨大的进步,如:交流感应电机及其控制,稀土永磁无刷 电机及其控制,电池和整车能量管理系统,智能及快速充电技术,低阻力轮胎,轻量和低风 阻车身,制动能量回收等等,这些技术的进步使电动汽车日见完善和走向实用化。我国大城 市的大气污染已不能忽视,汽车排放是主要污染源之一,我国已有 16 个城市被列入全球大 气污染最严重的 20 个城市之中。我国现今人均汽车是每 1000 人平均 10 辆汽车,但石油资 源不足,每年已进口几千万吨石油,随着经济的发展,假如中国人均汽车持有量达到现在全 球水平---每 1000 人有 110 辆汽车, 我国汽车持有量将成 10 倍地增加, 石油进口就成为大问 题。因此在我国研究发展电动汽车不是一个临时的短期措施,而是意义重大的、长远的战略 考虑。 下面是一些专家对我国发展电动汽车的看法: 锂电池大规模用于电动车还需一定时间 河南环宇集团锂电池产业技术副总工程师邓伦浩 目前国内锂电池的研究工作和国外相比,差距主要体现在电池的控制系统和电源 管理系统上。邓伦浩对记者说,现在国内对锂电池的研究处于各自开发的状态。目前,有的公司已经能 够为电 动汽车提供相应 的锂电 池配套产品,配 套的锂 电池一般能跑 200~500 公里左右。 邓伦浩告诉记者,现在国内锂电池的价格太高,电源管理系统的问题还没得到很 好地解决。电动汽车还面临充电的问题。目前,家里的一般线路不能为电动汽车锂电 池充电,必须配一个小型的专用充电器,而且充电的时间很长,很麻烦。在国外,为 了解决这一问题,一般都把充电站和加油站放在一起。现在国内的充电站还没有大规 模地建立起来。 国内锂电池研究存在三大问题 中国汽车工程学会电动汽车分会主任陈全世 陈全世告诉记者,目前国内锂电池研究存在三大问题。首先是制造的一致性问题。 由于在锂电池的制造工艺和设备上存在差距,使得国内锂电池的生产工艺参差不齐, 制造标准还达不到一致性。电动汽车所用的锂电池都是串联或并联在一起,如果一致 性问题解决不好,那么所生产的锂电池也就无法大规模应用于电动汽车。 其次是知识产权问题。目前国内在磷酸铁锂电池的研究上已经取得突破,但是由 于美国在这方面有专利,所以虽然我们在一些环节上能够自主研发,但是在知识产权 问题上,还不知如何应对。 第三是原材料的筛选问题。现在用于锂电池生产的原材料不可能全部进口,主要 还是取自国内, 但是国内的原材料要通过国际认证, 生产出的锂电池才能被国际认可, 所以在原材料认证环节上目前还存在一些问题。 大力发展电动汽车将增加能源供需紧张形势 中国国际经济合作学会经济合作部副主任杨金贵 目前中国 80%的二氧化碳排放来自燃煤,超过 50%的煤炭消费用于火力发电,而同时, 火力发电量占到总发电量的 70%以上。加之目前我国煤炭发电平均效率只有 35%,在这样 的情况下,发展电动汽车,无异于增加电力消耗,同时也就意味着增加碳排放量。随着我国 城镇化、工业化步伐的加快,电力资法律论文 源将更为紧张。而在风能、核能发电尚在发展阶段的我 国而言,大力发展电动汽车,势必将增加能源供需紧张形势,相反不利于低碳产业的发展布 局。对于政府来说,在不遗余力地支持电动汽车发展、支持相关企业开发新产品的同时,更 需要解决源头问题。以电动汽车为例,用煤炭替换石油的作为并不可取,电动汽车成为低碳 经济时代先锋的前提是解决电力资源问题,否则,前景并不乐观。 从以上各个专家的看法,可以看出我国要发展电动汽车是非常艰辛的和曲折的。但这并 不代表不可能, 只是时间问题, 只要我们攻关了那些技术难题, 电动汽车将会造福我们国民, 甚至全人类。因此,发展纯电动汽车势不可挡。
关于我国新能源汽车发展分析论文摘要:在全球能源短缺,提倡清洁能源的大背景下,新能源汽车是汽车行业发展的必然选择。从新能源汽车兴起的背景出发,提出我国新能源汽车发展的挑战和促进我国新能源汽车发展的相关措施,对我国新能源汽车的发展有重要意义。 论文关键词:新能源;汽车 1 新能源汽车发展的背景 新能源汽车的相关概念 新能源汽车是相对于传统汽车提出来的,传统的汽车是以汽油、柴油为燃料。按照国家发改委的公告定义,新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。目前在工程上可实现的新能源汽车技术包括以下种类:新型燃油汽车;燃气汽车;生物燃料;煤制醇醚燃料;电动汽车。 新能源汽车兴起的背景 全球石油价格上涨的推动 全球石油资源储量的稀缺性毋庸置疑,几个经济大国能源紧缺问题严重,现阶段仍以石油为主要燃料的汽车产业的发展受到极大威胁。因此,发展新能源汽车成为世界汽车工业持续发展的必然选择。在2008年上半年石油价格从80美元一路飘升到147美元,汽车燃料的使用成本也随之水涨船高。在这一轮石油价格上涨期间,部分新能源汽车显示出相对使用成本优势。部分消费者为免于负担过高的燃油费用而放弃原本欲购买的传统车型,而选择石油燃料消耗相对较低的新能源汽车。汽车制造厂商也看到了新能源汽车的发展空间,开始加大研发和推广的力度。各国政府也适时推出了一些优惠政策对新能源汽车的购买和销售予以补贴,新能源汽车行业获得了前所未有的发展良机。虽然近期石油价格受全球经济衰退影响出现严重下跌,但新能源汽车技术的不断发展仍可以使部分新能源汽车保持一定的使用成本优势。 各国石油自给率不足 世界上主要汽车消费国的石油自给率水平不高,石油的储备越来越不能满足各国消费的需要。全球汽车第一大消费国美国石油自给率仅为33%,而日本、德国、法国和意大利的自给率甚至都在10%以下,在当前世界政治和经济格局不确定性增加的情况下,保证石油供给安全己成为各国政府必须解决的难题。降低石油依赖己成必然选择。从政治和经济的角度考虑,鼓励发展新能源汽车、降低石油对外依赖度是各国政府制定汽车产业政策的必然选择。 世界各国家和地区汽车尾气排放标准越来越严格 1997年12月,旨在限制全球温室气体排放的《京都议定书》获得了149个国家和地区代表的通过,并于2005年2月16日正式生效。现今汽车尾气己成为组成温室气体的重要污染物。针对汽车污染问题,世界各个国家和地区针对汽车尾气排放的标准也越来越严格,而为了应对不断严格的汽车尾气排放标准,各大汽车厂商目前主要采取提高传统能源汽车发动机相关技术的方法,以提高排放质量,但技术提升的难度将会越来越大。此时,发展新能源汽车成为各大厂商的新选择,因为新能源汽车的生产和使用会从根本上解决汽车尾气排放问题。 2 我国新能源汽车发展的挑战 技术水平的制约 中国新能源汽车制造的技术水平远落后于日本和美国,企业需要至少掌握新能源汽车车载能源系统、驱动系统及控制系统三者之一的核心技术,才能进行新能源汽车的生产。在这方面,中国的新能源汽车制造商已被发展多年的日系、美系厂商远远落在后面。合资企业把新能源技术带到国内的态度一直不是很积极。即便有些车型已经在国内生产,但也相当于整车进口,技术保密相当严格。中资企业虽然在某些领域掌握了一定的新能源汽车技术,但是尚未能实现批量生产。在混合动力汽车技术上同日本、美国等国家相比仍然存在很大差距。没有掌握核心技术,就会被竞争对手夺走了制定行业标准的“优先权”,对之后的发展产生更加深远的影响。 新能源汽车的购置成本过高 在过去许多年,新能源汽车没有全面推广,一个很大原因在于,新能源车的购置成本较高。相比其节约的能源减少的能源消耗成本,推广新能源汽车,厂商与消费者都要付出更高的代价。国内厂商比亚迪内部人士透露,F3电动车F3e的成本价已达18万元,是市场销售汽油版F3车型的近3倍,当初比亚迪想把F3的售价压缩到15万元以内推向市场,但是这个售价不仅不能让市场接受而且又违背了政府的相关规定。一汽推出的混合动力版奔腾成本是现在市场上销售的汽油版奔腾的2~3倍。售价在25一30万不等的丰田普瑞斯混合动力车就是由于研发成本高导致价格过高而无法在中国进行大范围的推广。毫无疑问,对于国内大多数第一次购买轿车的消费者来说,新能源汽车由于其高昂的价格,让消费者也只能望而却步。 政策优惠涉及范围单一 财政部下发的《关于开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的通知》,出台了新能源汽车消费层面的补贴细则。但是只针对在公交、出租、公务、环卫和邮政等公共服务领域率先推广使用节能与新能源汽车的单位予以补贴,没有提及对个人购买新能源汽车的价格补贴问题,极大影响了个人购买新能源汽车的热情。 3 促进我国新能源汽车发展的措施 要全面拉动新能源汽车消费 一要积极创造优惠条件,鼓励消费者购买新能源汽车,提前更新老旧汽车,特别是那些排放超标的汽车。提前淘汰旧车鼓励更换新能源汽车,如此既有利于环保,又能拉动消费。我国有3000多万的汽车保有量,如果十分之一更新汽车的车主选择新能源汽车,对新能源汽车市场的拉动效应就相当巨大。二要为新能源汽车提供使用便利,提高服务水平。北京LPG出租车退出市场就是由于成本和便利性双重制约的结果。三是继续推行对购买新能源汽车消费者的补贴活动。比如可以增加开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的城市数量,扩展对节能与新能源汽车的补贴领域,将受益人群从集体扩展到个人等。 大力发展新能源汽车技术 传统汽车已经发展了100多年,再去搞创新,空间很小,而新能源汽车刚刚起步,创新的空间很大。即使企业的核心技术很难突破,也不能把资金当做唯一的借口,作为车企要积极筹谋,多方应对。中国在传统汽车发展上同发达国家相差20年,但是在新能源汽车上只相差10年,车企应该抓住机遇,持续并且深入的研究下去,就可以不被汽车大国前进的步伐抛下而越落越远,我们也可以在市场上占有一席之地。与此同时,我国的车企应该尽全力保住自己在某个新能源汽车技术领域的优势,不断创新和进步。比如比亚迪的双模技术,在世界上也只有通用、丰田和比亚迪三家拥有,一定要保持住并扩大该技术上的优势。 加大政府政策支持力度 《关于开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的通知》的推出和汽车产业振兴规划的顺利通过,都表明国家越来越关注新能源汽车的发展,并且采取了实际措施对新能源汽车的发展予以政策支持。但是《通知》和“规划”的政策力度和影响范围尚不够强力和广泛。例如,《通知》只是涉及了13个城市,范围也只局限于公共服务领域;而本次规划也没有能出台像减免购置税这样的政策来鼓励新能源车的消费,使得一汽丰田、比亚迪等已经推出新能源车的厂家的希望落空。新能源汽车研发费用大,成本较高。为了扶持新能源汽车发展,美国、日本等国家政府采取了减免购置税、消费税、个人所得税等多种措施,鼓励消费者优先购买新能源汽车。国家没有价格上的补贴使得奇瑞、吉利、长安、比亚迪等中国自主品牌厂家研发的新能源汽车,虽然制造成本比国外低很多,但其售价仍然比传统能源汽车起码高出20%以上。没有国家的政策和财政支持,国产新能源汽车价格过高严重减缓了新能源汽车进入中国老百姓的家庭进程。希望国家能尽快通过减免混合动力车、电动车等新能源汽车购置税的方案,以鼓励个人消费者购买,使新能源汽车的销量得到大幅度的提升。
浅谈上市公司内部控制的作用、存在的问题及对策论文
1上市公司内部控制的作用
有利于维护社会各方面的利益
上市公司的经营状况不仅是为了公司的利益,同时也与中小投资者相关,也与代表着国家利益的大股东相关。上市公司的内部控制制度有利于企业制定出合理的改革,对企业逐步走向科学化、规范化运作,可以起到主导作用。
有利于促使我国证券市场的健康发展
在股票市场的运营中,国有上市公司的经营绩效是公司的重要组成部分,可靠的财务报告是我国证券市场的健康发展的支柱。因此,国有控股上市公司对国民经济的健康运行起着非常重要的支配作用。保证上市公司的标准化操作,必须加强外部监督管理和加强内部控制。通过实证研究表明,外部监督和管理非常重要,但只扮演着外部监督的角色,只有改善上市公司的内部控制制度,有效地规范其操作,才可以促进资木市场的成熟,使市场规范的发展更加规范。通过对于内部控制和内
部审计的理解,与现代企业制度相结合,对上市公司的管理、研
究和探索,与国有企业的改革和发展是分不开的。
2上市公司的内部控制存在的问题
公司监管结构不健全
①股权结构不合理。股权的过度集中、国有股份的内部人员控制严重。
②责任淡化,对独立董事和管理者缺乏有效的监督,很难实现监管责任。
③董事会和监事会缺乏权威性,不能发挥监督作用。
④董事长兼总经理的现象非常普遍。
我国的许多上市公司都建立了法人治理结构,从表面上看,我们的监督和评价存在先天不足和后天体制不完善两大问题。中国的资木市场相对落后,相关体制改革滞后,现代企业制度不健全,导致上市公司内部控制产生缺陷。其次,审计领域审计职能的狭窄和过于单一,不合理的内部培训机构,培训人员素质和道德素养不高等,是后天发展不完善的表现。
上市公司没有认识到内部控制的重要性
由于上市公司缺乏对内部控制重要性的理解,对于怎样弥补内部控制缺陷的问题引起了许多上市公司的热论。由于内部控制人员对控制理论知识的缺乏,没有准确认识内部控制的目标、内容和原理机制,导致其干扰了内部控制环境,导致出现风险控制机制薄弱、监管不力等问题。
事实上,我国的许多上市公司内部管理不规范,缺乏相关的内部控制系统,缺乏科学合理的监管体制,特别是对监管部「l缺乏约束力,很多规章制度被忽视,缺乏有效的措施来保证和实施内部控制体制。风险管理意识差是上市公司内部控制存在的主要问题,快速发展的市场经济使市场竞争激烈,我国上市公司正面临着战略调整和结构周期性调整的双重压力。上市公司有着强大的规模,充足的资木率,虽不像中小企业会因为资金短缺和毁灭性的金融风险而受到发展限制,但由于风险管理方面的不足,这样的大型机构可能也会面临新的危机。
上市公司缺乏内部审计的独立性
上市公司缺乏内部审计的独立性,内部审计是上市公司内部控制的一部分,而且内部控制的审计在整个内部控制活动中发挥着重要作用。但在目前,大多数上市公司的审计不能充分施展其功效,最主要的原因是内部审计独立性的缺失。
首先,上市公司内部审计的粘附现象是显而易见的,所以很难做内部审计。
其次,对内部审计职能的理解存在一些偏差。
再次,内部审计人员专业素质不高,许多会计人员兼任审计职责,审计时不能很好地运用相关的`知识。
最后,执行内部控制制度的力度不足,完善内部控制制度或在某种程度上能反映内部控制的有效实施和实施期间存在的问题。
通过对上市公司内部控制现状的分析,可以看到只有少数上市公司设立执行委员会和董事会,这表明我国上市公司内部控制制度没有全面的在上市公司内部实施,内部控制在很多上市公司只流于形式。
审计人员对内部控制评审技术的掌握不够
在审计实践中,我国内部控制评价的使用并不乐观。从我国目前的发展情况来看,审计的内部控制评价过低。因为每个组织管理水平有限,内部控制系统并不健全或执行不力,控制的审计评价技术掌握不充分的原因,使科学和标准化的内部控制评价没有得到应有的审计。国家的审计模式仍然泛应用于各种领域,分社会审计和内部审计。即使是发展内部控制制度的基础审计,也经常关注和评价会计控制,忽略了其他相关的内部控制工作、
3如何加强上市公司的内部控制监管
加强风险管理意识,提高风险管理水平
经济的高速发展,使处于稳定状态的中国上市公司也遇到了前所未有的发展机遇,然而近年来,全球经济危机的爆发和蔓延,中国上市公司遇到了史无前例的困难和挑战,随之对风险管理水平也提出了更高的要求。因此,中国上市公司需要强化风险管理意识,在企业内部设立专门的风险预测,降低企业风险。此外,中国的上市公司也应该学习发达国家的企业的经验,借鉴国外先进的风险管理方法,提高上市公司的风险管理和预测水平。
改善企业的内部监督
必须有效地改善内部监督,改善内部监督的有效性。为了保证内部监管的独立,应该多目标决策,充分发挥监事会的各自功能,通过外部监督系统,引入完全外部监事或独立董事,加强监督职能。在上市公司的内部控制制度中,内部审计工作是十分重要的。 所以公司需要增加高度重视内部培训,在第一时间组织结构,提供足够的人力、物力、财力,充分调动有关人员的积极性。 其次是提高内部审计的独立性,更好地发挥内部控制的监督功能。
内部控制作为公司自我调节和自行制约的内在机制,处于公司中枢神经系统的重要位置。下面是我为大家整理的内部控制与审计研究论文,供大家参考。
《 内部审计控制对降低财务风险的价值 》
摘要:随着现代企业的发展,内部审计职能日益被重视。有效的内部审计控制,对降低现代企业财务风险起着防范作用。 文章 主要研讨内部审计控制对现代企业财务风险降低的价值,期望带给其他人一些启示。
关键词:内部审计控制;财务风险的价值;分析
内部审计是重要的 企业管理 工具及手段,主要对现代企业进行内部监督及控制职能。通过内部审计活动的进行,促使现代企业管理工作的改进,使得管理系统趋于完善,确保高层决策财务信息的准确性,保障企业的资产安全,最终促进现代企业的经营及发展。
一、现代企业财务风险分析
现代企业的财务风险分为两种,分别为系统性及非系统性。系统性的企业财务风险大多指的是不可抗力的因素及影响,比如经济危机、通货膨胀等。本文主要研讨分析的是非系统性企业财务风险,指的是企业本身存在的财务资金运行活动所形成的风险,具体体现为筹资、投资、营运、收益活动。
(一)企业筹资财务风险
企业的筹资活动是企业经营的起点,是对资金资源的配置活动。受市场经济影响,筹资活动具有很多不确定的因素,银行的借款因素、债券因素、股票因素、高层决策因素、管理 措施 因素、租赁兼并因素等等都会构成企业筹资的财务风险。
(二)企业投资财务风险
企业的投资活动是资金运营的第二环节。为了实现资金的保值与增值,需要将资金投入到合理的经营活动中。对外投资,主要针对证券及控制权来获取经济效益。对内投资,主要针对资产购买或技术开发来进行生产经营,以获取资金增值的目的。无论是哪类投资,都与经济市场形势相关。生产经营类的投资需要考虑经营规模、项目报酬率、投资回收期、投资相关度、投资监管力度等风险因素。证券类投资需要考虑利率、通货膨胀、公司运营状况等风险因素。
(三)企业营运财务风险
企业营运涉及到资金的管理。所涉及的风险包含产品能否得以在经济市场销售、能否回收结算成本两方面。企业营运包含采购活动、生产活动、销售活动。在采购活动中,采购的金额、原料的质量、相关付款方式、具体到货时间等因素都会造成企业采购方面的风险。在生产活动中,成本的控制、产品的质量、新产品的开发等因素会间接构成企业生产方面的风险。在销售活动中,销售金额、货款回收、客户的管理、销售人员素质等因素都会构成企业销售方面的风险。
(四)企业收益财务风险
企业的收益活动是最终影响经营活动的因素。收益活动包含收益确认及收益分配。一旦确认不当或分配不当都会造成企业收益方面的财务风险。如若收益确认过少,造成成本结转过多,导致财务当期利润虚减,会直接影响企业信誉造成经营财务风险。反之,收益确认过多,企业需要额外支付纳税费用,导致资金不必要支出财务风险。同样,在企业收益分配活动中,收益形式、收益金额、收益时间都需要把握恰当,避免影响企业信誉及经济运营。
二、内部审计控制对降低财务风险的价值
(一)加强企业筹资活动审计,降低筹资财务风险
内部审计应当结合企业实际筹资方式来进行风险防范。比如银行借款方式筹资,需要对借款企业条件进行分析、借款原因及途径分析、比例结构分析、项目投资借款偿还期分析、借款额度分析等等,确保企业借款活动合理且具备偿还能力。比如债券方式投资,内部审计需要对发行代理机构进行审查、债券利息支付进行审查、保管相关制度进行审查、偿债基金相关制度进行审查等等,确保企业债券筹资风险得以控制。企业要结合内部审计,分析各类筹资活动特点,避免由于不恰当的筹资方式选择所带来的财务风险。
(二)加强企业投资活动审计,降低投资财务风险
内部审计对企业选择投资策略及制定决策起到强化、预防、控制风险的作用,使得投资效益得以提升,预期投资目标得以实现。对于企业投资活动审计分为三个阶段。第一,对前期方案的审计。包含对预算、可行实施性、预估盈利等因素的考量,这就要求内部审计人员具备对数据的敏感性,对投资方案的合理性、投资价值可以正确估量。第二,对投资实施审计。内部审计人员需要检查方案具体实施情况,对于其中出现的因素合理的改进情况进行监督。第三,对投资结果审计。内部审计人员需要对成本、收入、价值进行详细的指标分析,使得投资活动中的财务风险得以控制。对于证券投资活动,内部审计需要针对投资风险、投资期限、变现能力、投资组合、预计投资收益等方面进行审查,确保证券投资风险得到有效控制。
(三)加强企业营运活动审计,降低营运财务风险
内部审计要加强企业商业信用管理、应收账款管理、存货方面管理,才能降低营运活动方面的财务风险。针对商业信用管理,内部审计应当对客户档案进行审查,并进行综合评级打分,确认合理的信用额度。针对应收账款,内部审计应当审查实际真实性,加强对账龄方面的审计,对于坏账要及时采取措施。针对存货管理,内部审计应当加强对存货方面的核算与监控,定期对存货进行监督与盘点,确保会计信息的准确性。
(四)加强企业收益活动审计,降低收益财务风险
内部审计使得企业收益确认及收益分配风险得到有效防范。为确保收入确认方面的收入状况真实,内部审计需要从销售发票、收入确认时间、销售分割、递延收入等方面入手,进行详细的收入确认方面审查与分析,确保财务报表收入的真实与准确性,避免可能出现的操纵风险行为。对于收益分配方面,内部审计需要对股利支付率、股利政策进行确认,保障企业的良好财务状况及稳定经济发展。
三、结束语
企业的四大经营环节分别是筹资环节、投资环节、运营管理、收益活动。内部审计的有效监管使得企业的四大环节的财务风险得以有效防范与控制,使现代企业经营活动得到良好的监督与保障。
作者:叶敏 单位:山东省第一地质矿产勘查院
参考文献:
[1]尹淑平.强化内部审计控制企业税务风险[J].经济视角(下),2013
[2]易俊,李敏.内部审计防范企业财务风险[J].行政事业资产与财务,2014
[3]岳霆.论现代企业财务内部审计的风险及控制[J].时代金融,2013
[4]丁琦.论企业财务内部审计与风险控制[J].经营管理者,2014
《 人民银行内部审计能力发展探讨 》
摘要:中国人民银行自2011年提出内审工作转型以来,确定了以确立风险导向审计模式、探索绩效审计、深化内部控制审计和信息技术审计等重点转型工作,转型工作取得了积极成效,转型成果已经固化为制度、指南,为开展审计项目提供指引,实现组织增值。当前,随着内审转型的深入推进,对人民银行内部审计能力提出了更高的要求,基于此,本文从分析审计能力发展现状入手,研究提高人民银行内部审计能力的对策。
关键词:审计能力;审计环境;审计方式
一、内部审计能力的涵义
关于内部审计能力,《索耶内部审计》、《内部审计基础》等文献中均未统一的、明确的定义,但《索耶内部审计》更多地提到“内部审计胜任能力标准”,为我们理解内部审计能力提供了借鉴。国际内部审计师协会于1996年发起的研究基金项目《建立全球性的内部审计胜任能力框架》,参考了全球200位富有 经验 的业内人士的意见和建议,使用了独特的研究 方法 ,使得内部审计胜任能力标准真正代表了全球“最佳实务”。笔者 总结 内部审计能力的涵义,即在特定的组织环境下,按照一定的审计工作标准,在实施审计活动过程中,审计人员的知识、技能等被利用的方式。内部审计职能是由初级内部审计人员,胜任的内部审计师,内部审计管理层这三个关键角色的互动而完成,审计能力在工作中得以体现。
二、人民银行审计能力发展现状
(一)审计环境不甚理想,监督权和业务管理权在层级上不对应
首先,在目前的管理体制下,内部审计的独立性和客观性内审人员的考核、晋升等各种切身利益都在本行范围之内,在具体实施审计项目时,内审人员往往会顾及人际关系和切身利益,审而不深,查而不全,处而不力。其次,大区行负责对辖内中心支行开展审计项目,无论是关乎人的履职(离任)审计,还是关乎业务的专项审计,都与具体业务工作相关,而各中心支行业务工作是由省会中心支行归口管理,即便分行在审计过程中发现问题,在后期整改上也存在跨层级问题,于是分行又将后期整改转为由省会中支负责。省会中心支行在分行授权下,开展对地市中心支行的审计工作,但由于省会中心支行不具有对地市中心支行的监督权,难以全面掌握同一审计项目全省的审计情况。这种监督权与业务管理权在层级上的不对应,使得内审职能难以有效发挥,影响审计工作成效。大区行管理体制下的监督权与业务管理权的不匹配,不利于更好地发挥内审服务业务管理、提升履职效果的增值作用。
(二)目前的审计队伍整体素质不能完全满足内审转型进一步深化的要求
大多数分支机构审计人员知识结构不尽合理,会计、经济管理专业的人员较多,懂金融、计算机辅助审计的人较少。在目前的审计环境中,内审人员轮岗机会极少,懂人民银行货币信贷、国库等业务的人员较少,影响了深层次发现专业领域的问题,为了完成审计任务,不得不抽调专业处室人员,审计项目质量受抽调专业处室人员能力影响极大,影响了审计工作的效率、效果。人民银行分支机构各项业务系统发展迅速,新制度、新规定不断出台,而现有的审计人员大多对具体的业务了解不深,对各项制度要求也停留在过去,跟不上业务发展的需要。对审计人员的培训只能依靠总行远程培训在线学习,培训效果受时间和人员自主性影响,人员素质难以提高。
(三)与领导层、业务客户的沟通、交流有效性不足,使其对内审工作认识不够全面
与领导层的沟通:分支行机构的内审工作是由行长“一把手”主管,行长的重视是内审工作顺利开展的有力保障,但实际上内审工作通常是由纪委书记(或其他副行长)协管,倘若分管基础业务的领导又同时分管内审工作,会影响内审部门的独立性。与业务客户的交流:人民银行仍有不少管理者和业务部门对内审工作认识有效性不足,对内部审计所能提供的各种确认、咨询服务缺乏正确的理解和认识,依然停留在查问题、找错误的传统认识上,对于内部审计防范风险、加强内部控制、增加组织价值认识不够全面。在接受审计时,心理上存在排斥和抵触心理,尤其认为风险导向审计和绩效审计涉及范围宽、查得过细,担心查到问题上报后会受到处罚,采取消极配合的态度,提供审计资料时有迟报、瞒报现象,加大了审计难度。
(四)计算机辅助审计手段运用不够广泛,内部审计工作机制亟待完善
目前,在开展审计项目时,审计人员利用计算机辅助审计手段还不够广泛,原因在于目前的审计项目还是以合规性审计为主,大多数审计人员习惯性通过翻阅资料的方式查找问题,这种方式也比较直观,容易查找;而对于计算机辅助审计,一旦遇到对方不积极配合数据导出,数据的采集难免颇费周折。随着内审转型的不断深入,总行层面已经确立风险导向审计模式、构建绩效评价指标、信息技术风险评估模式等,为转型实践提供理论支持和实务指导。然而并未根据当前形势的需要,及时修订和完善内审工作制度,无法为转型工作提供制度保障。有些分支行发布有关领域的绩效审计操作指南,为开展审计项目提供指引。由于风险和绩效指标、权重及其评价和控制措施尚无客观公正的标准,行与不行之间可比性不强,不利于实行审计质量控制。
三、提高人民银行内部审计能力的对策
(一)优化审计环境,改进审计组织管理
随着业务部门专业化程度的越来越高,对内审提出了更高的要求,在时间、资源有限的情况下,整合有限的审计资源已是当务之急。审计队伍的跨区域审计,主要是有上级行内审人员的参与或者跨越了区域的限制组成的独立审计组,完成审计项目,如中国人民银行石家庄中心支行独立组成审计组,完成对中国人民银行太原中心支行的审计项目。审计队伍的跨区域审计,较好地规避审计客观性受损的风险,有利于保持内审的独立性,同属于基层人民银行,对业务的理解不会出现大的偏差,很好地解决了人民银行分支机构审计工作中情感因素影响和审计发现问题披露不全面等问题,有利于提升内审工作质量和成效。通过审计队伍的跨区域交流,亦能激发内审人员工作活力,也促进了业务的交流和人才的成长。无论是参与审计组还是组成独立审计组,在合作交流过程中,对于内审人员也是难得的成长,对能力的要求促使内审人员相互学习、借鉴新方式、学习新内容,发现创新点。另外,对于审计人员担心从事内审工作影响考核、个人晋升等问题,建议以审计工作成果作为考评晋升的重要依据。
(二)提升内部审计队伍专业化、职业化
首先,根据实际需要,兼顾分支行的层次、规模,不断优化内审人员的专业结构和知识结构,让业务部门的人来到内审岗位、内审人员轮岗到业务部门,让业务部门的负责人来到内审项目负责人岗位,相互之间适当的岗位轮换和不同的职业体验,更容易加深对职业的理解和改变看问题的视角,寻求审计工作的创新,推动了审计工作的专业技术含量。其次,在人民银行审计人员数量总体变化不大的前提下,为更好地发挥内部审计为组织防范风险、增加价值的作用,人民银行各级内审部门把培养专业化、国际化内部审计人才放在突出的位置,鼓励审计人员积极参加国际注册内部审计师、高级审计师等资格考试,不断提高内审人员的职业化水平。为继续 教育 搭建平台,充分利用远程培训系统分享风险评估和绩效评价实际案例,鼓励内审人员多学习、多参与,同时要积极开展审计理论和实践调查研究,提高自身能力和专业技能。
(三)积极主动与领导层、业务客户有效沟通、多交流
与领导层的沟通:审计项目完工作研究成后,视审计发现问题的严重程度,行长一把手亲自听取主审人汇报相关工作情况及审计 报告 。通过近距离与主管领导的接触,无形中对内审人员提出了更高的能力要求,除了认真开展审计工作,撰写审计报告外,更需要明确哪些业务领域是行长重点关注的,哪些审计发现是需行长重点关心的,据此向行长汇报,这样不仅使行长能从审计项目的汇报中获取关于组织的情况和重点关注的业务风险,而且更深层次认识到内部审计为组织增加价值、防范风险的作用。与业务客户的交流:内审人员要以“组织内部服务提供者”的姿态与业务部门开展有效的沟通,不论是确认服务,还是咨询服务,发现问题都不是最主要的目的,其重点在于通过问题的表象来分析问题发生的根源、进而帮助组织有针对性地解决问题。如办公设备绩效配置审计中发现办公设备老化、软件运行速度慢导致业务处理时间长,工作效率受影响,这样的审计发现显然会使上级领导关注老化办公设备影响工作效率问题,提供资金支持老化设备的更新,为业务部门解决了现实问题,业务部门也更愿意、更积极配合内审工作,内部审计作为改进内部管理的重要手段,也会被更多人所认可。
(四)深入推广计算机辅助审计,健全和完善内部审计工作机制
加快推进内部审计信息化进程,推动审计手段的转变,积极推广计算机辅助审计,扩大审计检查覆盖面,提高审计的针对性和有效性,逐步建立人民银行有关领域的非现场审计体系。逐步构建和完善审计信息平台,在新系统开发和应用前,内审部门积极与科技部门协商为审计留有接口,逐步实现与业务部门审计接口的对接,实现对业务部门的数据采集,进而通过审计信息处理系统对数据处理、分析和反馈。
作者:胡友娇 单位:中国人民银行石家庄中心支行
参考文献:
[2]张庆龙.国际内部审计师协会关于公共部门内部审计能力模型的研究与启示[J].审计研究,2011,(2).
[3]中国人民银行南昌中心支行内审处课题组.人民银行审计能力建设框架构建———基于央行内审转型视角[J].金融与经济,2013,(10).
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关于企业内部控制制度的研究作者: 刘大勇 李翠霞 文章来源: 《商业研究》 2008年第05期摘要:现代企业管理制度的核心是完善公司治理结构,良好的公司治理结构是提高企业经营管理效率的基本要素。而科学、有效的内部控制制度,则是现代企业实现其经营管理目标的有力保证。内部控制作为由管理当局为履行管理目标而建立的一系列规则、政策和程序,与公司治理及公司管理密不可分。关键词:现代企业;内部控制;制度研究中图分类号: 文献标识码:AEnterprises Inside Controlling of Humantities and social,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China; of Economics and Management,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China)Abstract:The core of the modern enterprise management system is to perfect the frame of company management, as an excellent company management frame is the essence to improve the efficiency of the enterprise management. A scientific and efficient inside controlling system is a forceful assurance for the modern enterprise to implement its management object. The inside controlling system involves a series of regulations, polices and procedures made by the management authorities to carry out their management aims, which are closely connected with the company controlling and management.内部控制制度是社会经济发展到一定阶段的产物,是现代企业管理的重要手段。笔者就有关企业内部控制制度演进和我国的内部控制制度进行必要的研究。一、内部控制制度概念的演进过程第一阶段:产生阶段。内部控制的最初形式是内部牵制,即为维护企业财产物资的安全性、完整性,保证会计资料及其他有关资料的正确性,确保各项财务收支的合理性、合法性而建立起来的业务分管责任制。随着社会经济的发展和现代科学管理方法的产生和运用,内部牵制范围得到扩大,逐步发展到经营决策目标的建立和贯彻,经济效益的实现和评价等诸多领域。第二阶段:20世纪50年代至20世纪80年代发展阶段。1949年,美国审计程序委员会发表了《内部控制一调整组织的各种要素及其对管理当局和独立审立的重要性》的研究报告,第一次正式提出了内部控制的定义,即“内部控制包括企业内部采用的机构计划和所有有关的调整方法和措施,旨在保护企业资产,检查会计数据的准确性和可靠性,提高经济效益促使有关人员遵循既定的管理方针。”这里对内部控制的定义就已不限于会计与财会部门的有关功能。第三阶段:20世纪80年代至今,完善阶段。1988年,美国审计准则委员会发布了第55号准则《财务报表审计中的内部控制结构的考虑》,改变了用内部控制目标来定义内部控制的方法,采取按照内部控制组成成分的方法来进行。这个公告不再区别会计控制与管理控制,也不再是站在企业的角度来定义,而是站在审计人员财务报表审计的立场来定义内部控制,提出了内部控制结构的概念,即为现实企业既定目标提供合理保证而建立的各种政策和程序,它包括控制环境、会计制度、控制政策与程序三个组成要素。这是内部控制概念的一次重大发展,既适应了当时企业经营管理的要求,也促进了审计的进步。1993年,美国审计准则委员会提出并通过的COSO报告中将内部控制分成为五个部分,即:控制环境;管理当局的风险评价;会计信息与交流系统;控制活动和监督。这是在1988年定义上的沿袭和发展,这也是现代内部控制概念。1996年,美国第78号审计准则也采用了这一定义,即“内部控制是受本单位董事会、高级管理阶层、政府管理 门和其他有关人员影响,旨在为取得经营效果和效率、财务报告的可靠性、遵循适当的法规等目标而提供合理保证的一种过程。”这是迄今为止对内部控制概念最完善的定义。综上所述,内部控制制度是指企业行政领导和各个管理部门的有关人员,在处理生产经营业务活动时相互联系,相互制约的一种管理体系,包括为保证企业正常经营所采取的一系列必要的管理措施,内部控制制度的重点是严格会计管理,设计合理的、有效的组织机构和职务分工,实施岗位责任分明的标准化业务处理程序。按其作用范围大体可以分为以下两个方面:(1)内部会计控制。其范围直接涉及会计事项各方面的业务,主要是指财会部门为了防止侵吞财物和其他违法行为的发生,以及保护企业财产的安全所制定的各种会计处理程序和控制措施。(2)内部管理控制。范围涉及企业生产、技术、经营、管理的各部门、各层次、各环节。其目的是为了提高企业管理水平,确保企业经营目标和有关方针、政策的贯彻执行。二、我国内部控制制度现状自20世纪90年代起,我国政府开始加大对企业内部控制的规范力度,制定和颁发了一系列有关法律法规、规范,具体见表1。然而,对我国来讲全面认识内部控制还刚刚开始,会计信息失真、经营失败及不守法经营等在很大程度上都归结为企业内部控制的失灵。总体来将,我国企业普遍认识到内部控制的重要性,但对内部控制认识不够;侧重于企业外部环境的梳理,而忽视了内部各环节、各岗位的牵制;侧重于经营环节的程序控制,而忽视了企业整体的协调;侧重于内部控制制度的学习,而忽视了执行制度的人的素质提高;侧重于对货币、实物的控制,而忽视了企业文化环境的建设等。主要问题可以概括为两个方面:(一)控制环境基础薄弱控制环境是内部控制的基础,直接关系到企业内部控制的执行和贯彻。它涵盖对建立、加强或削弱特定政策程序及其效率产生影响的各种因素,包括企业管理人员的品行、操守、价值观、素质和能力,管理人员的管理哲学、经营观念,企业各种规章制度、信息沟通体系、业绩评价机制等。我国企业在这方面的问题非常严重,主要表现在:1.企业管理层内部控制意识薄弱。大多企业未制订完善的、成文的内控制度,这一事实反映出至少有相当一部分企业尚未认识到内部控制的意义。即使已经制订出相应内控制度的企业大多也只是停留在“写在纸上、贴在墙上-给人看”的表面文章上,制度的落实方面问题很多。2.组织机构设置不合理。不少企业仍然沿袭着计划经济体制下的机构设置,企业普遍存在机构臃肿、管理层次多、工作效率低下的问题。另外,企业在组织机构设置中,比较重视纵向间的权利与义务关系,而对横向间的协调缺乏足够的重视,导致同级各部门间缺乏必要的交流,信息沟通不灵敏,协调性差。3.企业制度不健全。 一是企业缺乏相应的激励与约束机制。例如厂长(经理)缴纳的风险数额只是象征性的,对他们无法构成压力。多数企业领导人还不能负起自主经营、自负盈亏的责任来,一旦出了问题仍由国家来承担损失。企业经营者可能基于利己动机而利用职权侵吞资产或大肆挥霍。为满足这种欲望,有些经营者不会重视内控的建设,甚至有意忽略或阻挠,反过来又加重了企业制度的不健全,形成恶性循环。二是人事政策和实务不完善。雇佣人员没有经过严格的考核,有许多是凭关系挤入企业;对职工未形成一套关于训练、待遇、业绩考评及晋升的制度;未根据不同情况对职工进行适当的道德教育。企业职工的胜任能力和正直性值得环疑,即使有良好的内控也会因执行者的能力不强或道德败坏而达不到应有的效果。 三是企业制度不全面,没有针对企业经营的各个环节、各个部门制订出相应的规章制度,顾此失彼现象严重。4.管理者素质较低。许多企业的管理者素质较低,普遍未受过正规的专业教育,企业亦未对这些管理者进行管理培训。这样低素质的管理者即使有全心全意为企业服务的素质,也因他们的能力所限而无法真正地管理好企业。5.企业文化建设没有引起足够的重视。企业文化是企业的经营理念、经营制度依存于企业而存在的共同价值观念的组合。企业内部控制制度的贯彻执行有赖于企业文化建设的支持和维护。因为企业文化是培养诚信,忠于职守、乐于助人、刻苦钻研、勤勉尽责的一种制度约束。企业文化是将员工的思想观念、思维方式、行为方式进行统一和融合,使员工自身价值的体现和企业发展目标的实现达到有机的结合,企业文化是一个企业的中枢神经,它所支配的是人们的思维方式、行为方式。在良好的企业文化基础上所建立的内部控制制度,必然会成为人们行为规范,从而才能很好地解决因制度失灵而产生的种种问题。(二)企业内控部门责权不对称,内部控制和监督不力企业内部控制包括内部管理控制和内部会计控制,而我国的内部控制主要是指内部会计控制。作为承担内部控制主要部门的财会、审计部门存在严重的责权不对称现象。1.内审部门形同虚设。内部审计作为内部控制的重要组成部分,是企业改善经营管理、提高经济效益的自我需要。但是,在我国,企业的内部审计并没能真正履行其应有的职能,其存在问题主要有:(1)组建的非自愿性。众所周知,我国现行的内部审计主要是在行政干预的基础上发展起来的,带有很浓厚的行政命令色彩,而这种过多依靠行政干预建立起来的内部审计机构很难受到企业重视。被调查企业的内部审计人员大多是从财会部门转来的或由财会部门兼任或是从其他部门调来,有的未经过专门培训,缺乏审计专业知识,内审部门成为企业安置干部的一个部门,这种情况下组建起来的内部审计很难发挥其应有作用。(2)独立性不够。内部审计作为内部控制的再控制,本身就应从第三者的立场上客观公正地对企业的经济监督进行再监督,它的地位应当是超然独立的。而目前对内审部门是界定在“在本单位主要负责人直接领导下,独立行使内部审计监督权,对本单位领导负责并报告工作”。这说明我国内部审计只是服务于企业负责人。这就造成内部审计既不能监督上司,也不能监督同级,因为企业内部各职能部门都是在企业负责人的直接领导下开展工作的,其各项经营行为尤其是重大行为大多是在厂长经理的授权下进行的,是厂长经理意志的直接体现。在这种情况下内部审计又如何开展工作呢?基于以上两点,内部审计无法在地位上实现超然独立,其工作范围大大受限,也很难赢得威信。(3)重审计监督,轻服务建设。内部审计是适应企业的内在需要设立的,其生存和发展的关键在于它能为企业加强内部管理,提高经济效益服务。而实际中内部审计却忽视了防错防弊这一职能,过分强调查错纠弊,在各种正式的文件规定中,强调“监督”的多,提倡“服务”的少;强调“事后监督”的多,提倡“事前、事中监督”的少。这种过分强调事后监督的指导思想是我国审计认识上的一大误区,也是阻碍内部审计发挥作用的重要思想因素。(4)对内部审计工作的性质和作用不甚理解。企业管理人员经常将“内审监督”,与“会计监督”混淆不清,使人们产生“企业内部审计没什么意义”的想法。由于指导思想上的误区,多数审计人员未能摆正自己的位置。有些人将自己等同于厂长经理的行为工具,处处依厂长经理的旨意行事,有些则由于工作不好开展而心灰意冷或充当好人,使内部审计形同虚设。2.责权不对等。权利、义务与责任对等是内部控制的基本原则之一。而目前有关法规中明确内部控制机构既代表国家执行行政监督职责,又要为企业领导加强经营管理、提高经济效益提供服务。这种理论上的双向服务机制将内部控制机构经济责任和义务确定得大于其实际的功能和拥有的权力,只能把内部控制机构置于一个两难的境地。三、强化我国内部控制制度的思考企业内部控制是一个系统工程,涉及企业的方方面面,作为一项制度建设,其客观的成份越多,科学性就越强。内部控制建设也应当坚持理论与实际紧密结合的原则,制定出能针对企业自身特点的内控制度来,而不可能千篇一律。(一)规范法人治理结构,形成有法必依、执法必严、违法必究的法治机制实施内部控制,首先需要规范法人治理结构。从所有者的立场出发,不但要把企业经营管理者行使权力的过程纳入内部控制的监控范围,而且要将其作为内部控制的重点监控对象,明确股东会、董事会、监事会和经理层的职责,使决策系统、管理系统和监督系统各司其职、各负其责、协调运转、有效制衡。1.实行财务总监委派制是完善内部控制的重要手段。财务总监首先通过对单位会计部门和会计人员的领导和控制,掌握会计系统的运行,对于单位重大的交易、资产变动等拥有审批权;其次通过主持定期及非定期的单位内部审计,及时发现企业经营和会计方面已经发生的或潜在的问题并采取相应措施。尽管实际工作中因个别经理素质差异和财务总监素质不一,不乏有受经理个人意志指使者,但只要明确控制责任,且有相制衡的代表不同利益集团的控制主体存在,是会收到很好成效的。2.构筑严密的企业内控体系。企业内部控制体系,具体应包括三个相对独立的控制层次:第一个层次是在企业一线“供、产、销”,全过程中融入相互牵制、相互制约的制度,建立以防为主的监控防线。有关人员在从事业务时,必须明确业务处理权限和应承担的责任,对一般业务或直接接触客户的业务,均要经过复核,重要业务最好实行双签制,禁止一个人独立处理业务的全过程。第二个层次是设立事后监督,即在会计部门常规性的会计核算的基础上,对其各个岗位、各项业务进行日常性和周期性的核查,建立以“堵”为主的监控防线。事后监督可以在会计部门内设立一个具有相应职务的专业岗位,配备责任心强、工作能力全面的人担任此职,并纳入程序化、规范化管理,将监督的过程和结果定期直接反馈给财务部门的负责人。第三个层次是以现有的稽核、审计、纪律检查部门为基础,成立一个直接归董事会管理并独立于被审计部门的审计委员会。审计委员会通过内部常规稽核、离任审计、落实举报、监督审查企业的会计报表等手段,对会计部门实施内部控制,建立有效的以“查”为主的监督防线。以上三个层次构筑的内部控制体系对企业发生的经济业务和会计部门进行“防、堵、查”递进式的监督控制,对于及时发现问题,防范和化解企业经营风险和会计风险,将具有重要的作用。3.加强对内部控制行为主体“人”的控制,把内部控制工作落到实处。企业内部控制失效,经营风险、会计风险产生,行为主体全是“人”。只有上下一致,及时沟通,随时把握相关人员的思想、动机和行为,才能把内部控制工作做好。具体讲,除领导本身应以身作则起表率作用外,还应做好以下几点工作:第一,要及时掌握企业内部控制人员思想行为状况。内部业务人员、会计人员违法违纪,必然有其动机,因此企业领导及部门负责人要定期对重点岗位人员的思想和行为进行分析,着重了解他们是否有赌博、炒股、经商、与社会劣迹人员往来和追求超常消费等情况,掌握可能使有关人员犯罪的外因,以便采取措施加以防范和控制。第二,对内部控制人员进行职业道德教育和业务培训。职业道德教育要从正反两方面加强对内部控制行为主体“人”的法纪政纪、反腐倡廉等方面的教育,增强自我约束能力,自觉执行各项法律法规,遵守财经纪律,做到奉公守法、廉洁自律;加强继续教育,要特别重视对那些业务能力差的人员的基础业务知识的培训,以提高其工作能力,减少业务处理的技术错误。(二)以“协调”作为双元控制主体下企业内部控制的基本目标,以“约束+激励”作为引导经营者行为的主要方法1.在存在双元控制主体的现代企业中,最为突出的矛盾是双方“利益不一致”和“信息不对称”。企业所有者希望通过经营获利使资产增值,实现企业价值最大化,却不能直接进行管理和经营,只能通过会计信息“间接”控制;经营者“直接”控制企业经营的过程和会计信息的生成和报告方式。因此,决定了在双元控制主体构架下的企业内部控制首要的也是基本的目标应该是协调双方的利益和矛盾,只有通过切实有效的协调,找到所有者和经营者共处的均衡点,才能实现现代企业内部控制的以上两个基本目的2.“约束+激励”是引导经营者行为的主要方法,是实现现代企业双元控制主体“协调”的内部控制目标的有效办法。财政、税务、银行、审计等社会监督机构,在工作中各行其是,未能形成综合监督的合力,对企业的威慑力不够。3.对审计的独立监督、公正职能未予以充分重视,审计未形成规范化、法制化和经常化。对查出问题的处罚,往往就事不就人,重人情而轻规定,执法的刚性被扭曲。