發(fā)電技術(shù)研究論文匯總十篇

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篇（1）

日本自實(shí)施月光計(jì)劃以來，作為國(guó)家級(jí)項(xiàng)目，正在實(shí)施5000千瓦級(jí)加壓型和1000千瓦級(jí)常壓型電廠實(shí)證運(yùn)行。目前，磷酸型燃料電池的發(fā)電效率為30％～40％，如果將熱利用考慮進(jìn)去，綜合效率可高達(dá)60％～80％。

除日本外，目前世界約有60臺(tái)PAFC發(fā)電設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)，總輸出功率約為4.1萬千瓦。按國(guó)別和地區(qū)劃分日本為2.9萬千瓦，美國(guó)8000千瓦，歐洲3000千瓦，亞洲900千瓦。運(yùn)轉(zhuǎn)中的發(fā)電設(shè)備除3臺(tái)(日本2臺(tái)，意大利1臺(tái))為加壓型外，其他均為常壓型。磷酸型燃料電池的制造廠家目前主要為日本和美國(guó)，設(shè)備主要銷往歐、亞。

美國(guó)已完成基礎(chǔ)研究，200千瓦級(jí)電廠用電池近期有望商品化，但大容量電廠用電池處于停滯狀態(tài)。德國(guó)已引進(jìn)美國(guó)200千瓦級(jí)電廠用電池進(jìn)行試驗(yàn)運(yùn)行。另外，瑞典、意大利、瑞士等國(guó)也引進(jìn)日、美的電池進(jìn)行試運(yùn)行。

2.熔融碳酸鹽型燃料電池(MCFC)

日本對(duì)MCFC發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)開發(fā)始于1981年度的月光計(jì)劃，該計(jì)劃圍繞開發(fā)1千瓦級(jí)發(fā)電機(jī)組這個(gè)目標(biāo)展開了對(duì)MCFC燃料、電極等的開發(fā)。該開發(fā)研究進(jìn)展順利，從1984年開始，進(jìn)而對(duì)10千瓦級(jí)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行研究開發(fā)。1986年，日立、東芝、富士電機(jī)、三菱電機(jī)、IHI分別對(duì)5臺(tái)10千瓦級(jí)機(jī)組進(jìn)行發(fā)電試驗(yàn)，其結(jié)果是輸出功率為10千瓦，初期性能為電池電壓0.75伏，電流密度150毫安/平方厘米。

1987年起，日本在對(duì)1000千瓦級(jí)實(shí)驗(yàn)電場(chǎng)(外部改質(zhì)型)進(jìn)行主要開發(fā)的同時(shí)，對(duì)100千瓦級(jí)發(fā)電機(jī)組以及1000千瓦級(jí)機(jī)組的設(shè)備的開發(fā)研究也取得了進(jìn)展。1993年度，日立、IHI的2臺(tái)100千瓦級(jí)外部改質(zhì)型機(jī)組和三菱電機(jī)的1臺(tái)30千瓦級(jí)內(nèi)部改質(zhì)型機(jī)組開始試驗(yàn)發(fā)電運(yùn)行。其試驗(yàn)結(jié)果以及1994年度進(jìn)行的5-25千瓦級(jí)機(jī)組的試驗(yàn)結(jié)果表明，電池電壓0.8伏，電流密度達(dá)15毫安/平方厘米，單位時(shí)間內(nèi)的劣化率小于1％。

在此基礎(chǔ)上，1994年度起開始著手開發(fā)1000千瓦級(jí)試驗(yàn)工廠。1995年10月在中部電力(株)川越發(fā)電所開始建廠，確立了1000千瓦級(jí)實(shí)用化發(fā)電系統(tǒng)試驗(yàn)工廠的基本系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)有的事業(yè)用燃料電池電廠的運(yùn)行進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)劃1999年開始試驗(yàn)運(yùn)行，其目標(biāo)為：燃料利用率為80％，千小時(shí)電池的劣化率小于1％，初期性能為：電池電壓大于0.8伏，電流密度1500毫安/平方厘米，計(jì)劃試驗(yàn)運(yùn)行5000小時(shí)。

為使電池實(shí)用化，在上述研究開發(fā)的基礎(chǔ)上，還進(jìn)行了機(jī)組長(zhǎng)壽命化研究，計(jì)劃連續(xù)實(shí)驗(yàn)運(yùn)行4萬小時(shí)，每千小時(shí)單位劣化率小于0.25％。除此之外，還在開發(fā)200千瓦級(jí)內(nèi)部改質(zhì)型燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。

美國(guó)能源部和美國(guó)電力研究所，正在積極開發(fā)MCFC。美國(guó)ERC公司開發(fā)的2兆瓦級(jí)內(nèi)部改質(zhì)型機(jī)組發(fā)電系統(tǒng)于1996年5月在圣克拉拉開始試驗(yàn)運(yùn)行。MC－power公司開發(fā)的250千瓦級(jí)外部改質(zhì)型機(jī)組發(fā)電系統(tǒng)，1997年2月起在圣迭戈開始試運(yùn)行。

在歐洲，MCFC作為共同項(xiàng)目正在研究開發(fā)，取得了一些進(jìn)展，其主要項(xiàng)目如下：

①高級(jí)DIC－MCFC發(fā)展計(jì)劃(1996-1998年)。荷蘭、英、法、瑞典等國(guó)參加研究，歐洲在市場(chǎng)分析、系統(tǒng)開發(fā)以及內(nèi)部改質(zhì)型機(jī)組的開發(fā)等方面取得進(jìn)展。

②ARGE項(xiàng)目(1990年起計(jì)劃10年內(nèi)完成)。德、丹麥參加，并在內(nèi)部改質(zhì)型發(fā)電系統(tǒng)的開發(fā)上取得進(jìn)展。

③MOLCARE。由意、西班牙參加，并在外部改質(zhì)型發(fā)電系統(tǒng)開發(fā)上取得進(jìn)展。

韓國(guó)從1993年起開始開發(fā)MCFC，1997年以開發(fā)100千瓦外部改質(zhì)型發(fā)電系統(tǒng)為目標(biāo)，開始了第二階段研究開發(fā)工作。

3.固體電解質(zhì)型燃料電池(SOFC)

作為SOFC開發(fā)的基礎(chǔ)科學(xué)離子學(xué)，其開發(fā)歷史很長(zhǎng)，日、美、德等國(guó)已有30多年的開發(fā)史。日本工業(yè)技術(shù)院電子技術(shù)綜合研究所從1974年起就開始研究SOFC，1984年進(jìn)行了500瓦發(fā)電試驗(yàn)(最大輸出功率為1.2千瓦)。美國(guó)西屋公司從1960年起開始開發(fā)SOFC，1987年該公司與日本東京煤氣、大阪煤氣共同開發(fā)出3千瓦熱自立型電池模塊，在國(guó)內(nèi)外掀起了開發(fā)SOFC的。

日本新陽光計(jì)劃中，以產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)，為首，從1989年起開始開發(fā)基礎(chǔ)制造技術(shù)，對(duì)數(shù)百千瓦級(jí)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行測(cè)試。1992年起，富士電機(jī)綜合研究所和三洋電機(jī)在共同研究開發(fā)數(shù)千瓦級(jí)平板型模塊基礎(chǔ)上，還組織了7個(gè)研究機(jī)構(gòu)積極開發(fā)高性能、長(zhǎng)壽命的SOFC材料及其基礎(chǔ)技術(shù)。

除此之外，三菱重工神戶造船所與中部電力合作，共同開發(fā)平板型SOFC，1996年創(chuàng)造了5千瓦級(jí)模塊成功運(yùn)行的先例。同時(shí)，在圓筒橫縞型電池領(lǐng)域中，1995年三菱重工長(zhǎng)崎造船所在電源開發(fā)共同研究中，采用圓筒橫縞型電池，開發(fā)出10千瓦級(jí)模塊，成功地進(jìn)行了500小時(shí)試運(yùn)行，之后又于1996年開發(fā)了2.5千瓦模塊，并試運(yùn)行1000小時(shí)。TOTO與九州電力共同開發(fā)全濕式圓筒縱縞型電池，1996年起，開始開發(fā)1千瓦級(jí)模塊。同時(shí)，在日本以大學(xué)與國(guó)立研究所為首的許多研究機(jī)構(gòu)在積極開發(fā)SOFC。

美國(guó)西屋公司在能源部的支持下，開始開發(fā)圓筒縱縞型電池。東京煤氣和大阪煤氣對(duì)25千瓦級(jí)發(fā)電及余熱供暖系統(tǒng)進(jìn)行的共同測(cè)試表明，截至1997年3月，已成功運(yùn)行了約1.3萬小時(shí)，其間已經(jīng)過11次啟動(dòng)與停機(jī)，千小時(shí)單位電池的劣化率小于0.1％，可見其技術(shù)已非常成熟。西屋公司除計(jì)劃在1998年與荷蘭、丹麥共同進(jìn)行100千瓦級(jí)模塊運(yùn)行外，為降低制造成本，還在研究開發(fā)濕式電池制造技術(shù)。美國(guó)Allied－signal、SOFCo、Z－tek等公司在開發(fā)平板型SOFC上取得進(jìn)展，目前正對(duì)1千瓦級(jí)模塊進(jìn)行試運(yùn)行。

在歐洲，德國(guó)西門子公司在開發(fā)采用合金系列分離器的平板型SOFC，1995年開發(fā)出10千瓦(利用氧化劑中的氧，若在空氣中則為5千瓦)模塊，1996年開發(fā)出7.2千瓦模塊(利用氧化劑中的空氣)。

奔馳汽車制造公司在開發(fā)陶瓷系列分離器式平板型SOFC上取得進(jìn)展，1996年對(duì)2.2千瓦模塊試運(yùn)行6000小時(shí)。瑞士的薩爾澤爾公司在積極開發(fā)家庭用SOFC，目前已開發(fā)出1千瓦級(jí)模塊。今后，德國(guó)還計(jì)劃在特蒙德市進(jìn)行7千瓦級(jí)發(fā)電及余熱供暖系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。

在此基礎(chǔ)研究上，以英、法、荷等國(guó)的大學(xué)和國(guó)立研究所為中心的研究機(jī)構(gòu)，正在積極研究開發(fā)低溫型(小于800℃)SOFC材料。

4.固體高分子型燃料電池(PEFC)

日本開發(fā)固體高分子膜的單位有旭化成、旭哨子、Japangore－tex等，開發(fā)改質(zhì)器以及電極催化媒體的機(jī)構(gòu)有田中貴金屬、大阪煤氣等。在開發(fā)汽車燃料電池方面，豐田制造出甲醇改質(zhì)型燃料電池汽車(1997年)，同時(shí)三菱電機(jī)、馬自達(dá)也在著手開發(fā)汽車燃料電池。

在供電及余熱供暖系統(tǒng)方面，PEFC排熱溫度較低，為70℃左右，在熱利用上有所限制，與其他類型燃料電池相比，目前只開發(fā)小型系統(tǒng)。東芝(30千瓦)、三洋電機(jī)(數(shù)千瓦)、三菱重工和東京煤氣(5千瓦)、富士電機(jī)和關(guān)西電力(5千瓦)等公司在開發(fā)以天然氣和甲醇為燃料的電池系統(tǒng)，同時(shí)，三洋電機(jī)在開發(fā)1千瓦級(jí)氫燃料便攜式商品化電源，三菱重工在開發(fā)特殊用途(無人潛水艇用)燃料電池。

PEFC主要作為汽車動(dòng)力電源在開發(fā)。但在汽車上燃料的搭載方式各種各樣，有高壓氫、液化氫和甲醇等。這些燃料各具長(zhǎng)短，目前還未能確定最適方式。

德國(guó)奔馳與加拿大BPS在進(jìn)行共同開發(fā)，它們開發(fā)的搭載氫燃料、小底盤汽車在試運(yùn)行。除此之外它們還共同開發(fā)甲醇燃料電池汽車。若在降低成本、提高運(yùn)行性能等方面再取得一些進(jìn)展，電池汽車就有望走向市場(chǎng)。

篇（2）

1機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展

機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。

1.1數(shù)字化

微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。

1.2智能化

即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機(jī)床上增加人機(jī)對(duì)話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，會(huì)給使用、操作和維護(hù)帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。

1.3模塊化

由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機(jī)一體的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元；具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的電機(jī)一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。

1.4網(wǎng)絡(luò)化

由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，使人們?cè)诩依锟沙浞窒硎芨鞣N高技術(shù)帶來的好處，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

1.5人性化

機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對(duì)人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機(jī)器人的最高境界就是人機(jī)一體化。

1.6微型化

微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機(jī)電系統(tǒng)(MicroElectronicMechanicalSystems，簡(jiǎn)稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自1986年美國(guó)斯坦福大學(xué)研制出第一個(gè)醫(yī)用微探針，1988年美國(guó)加州大學(xué)Berkeley分校研制出第一個(gè)微電機(jī)以來，國(guó)內(nèi)外在MEMS工藝、材料以及微觀機(jī)理研究方面取得了很大進(jìn)展，開發(fā)出各種MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計(jì)、微觸覺傳感器），各種微構(gòu)件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機(jī)器人等）。

1.7集成化

集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過程中同時(shí)處理加工、裝配、檢測(cè)、管理等多種工序。為了實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運(yùn)轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個(gè)層次有機(jī)地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強(qiáng)。

1.8帶源化

是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場(chǎng)合無法使用電能，因而對(duì)于運(yùn)動(dòng)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，自帶動(dòng)力源具有獨(dú)特的好處。帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。

1.9綠色化

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時(shí)也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以，人們呼喚保護(hù)環(huán)境，回歸自然，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運(yùn)而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀時(shí)應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí)，產(chǎn)品可分解和再生利用。

2機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用

在鋼鐵企業(yè)中，機(jī)電一體化系統(tǒng)是以微處理機(jī)為核心，把微機(jī)、工控機(jī)、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，采用組裝合并方式，為實(shí)現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強(qiáng)系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：

2.1智能化控制技術(shù)(IC)

由于鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個(gè)方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼———連鑄———軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、冷連軋等。

2.2分布式控制系統(tǒng)(DCS)

分布式控制系統(tǒng)采用一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)指揮若干臺(tái)面向控制的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控計(jì)算機(jī)和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級(jí)的、三級(jí)的或更多級(jí)的。利用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能越來越多。不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實(shí)現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理功能，成為一種測(cè)、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有特點(diǎn)控制功能多樣化、操作簡(jiǎn)便、系統(tǒng)可以擴(kuò)展、維護(hù)方便、可靠性高等特點(diǎn)。DCS是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護(hù)功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動(dòng)控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強(qiáng)，具有更高的安全性。是當(dāng)前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要潮流。

2.3開放式控制系統(tǒng)(OCS)

開放控制系統(tǒng)(OpenControlSystem)是目前計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念?！伴_放”意味著對(duì)一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識(shí)和支持，按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計(jì)算機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)控制與經(jīng)營(yíng)、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場(chǎng)總線使現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)測(cè)量與控制一體化。

2.4計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)

鋼鐵企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個(gè)生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)了過程自動(dòng)化，但這種“自動(dòng)化孤島”式的單機(jī)自動(dòng)化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的要求。未來鋼鐵企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，及時(shí)交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫(kù)存，加速資金周轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理整體優(yōu)化，關(guān)鍵就是加強(qiáng)管理，獲取必須的經(jīng)濟(jì)效益，提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。美國(guó)、日本等一些大型鋼鐵企業(yè)在20世紀(jì)80年代已廣泛實(shí)現(xiàn)CIMS化。

2.5現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(FBT)

現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(FiedBusTechnology)是連接設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號(hào)傳輸技術(shù)(如4～20mA，DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場(chǎng)儀表裝置與更高一級(jí)的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進(jìn)行雙向傳送。通過現(xiàn)場(chǎng)總線連接可省去66%或更多的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)連接導(dǎo)線。現(xiàn)場(chǎng)總線的引入導(dǎo)致DCS的變革和新一代圍繞開放自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器、現(xiàn)場(chǎng)總線化檢測(cè)儀表、現(xiàn)場(chǎng)總線化PLC(ProgrammableLogicController)和現(xiàn)場(chǎng)就地控制站等的發(fā)展。

2.6交流傳動(dòng)技術(shù)

傳動(dòng)技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中起作至關(guān)重要的作用。隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動(dòng)的優(yōu)越性，電氣傳動(dòng)技術(shù)在不久的將來由交流傳動(dòng)全面取代直流傳動(dòng)，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實(shí)用化得以實(shí)現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達(dá)到和超過直流調(diào)速水平。現(xiàn)在無論大容量電機(jī)或中小容量電機(jī)都可以使用同步電機(jī)或異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。交流傳動(dòng)系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應(yīng)用不斷擴(kuò)大。

參考文獻(xiàn)

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2唐立新.鋼鐵工業(yè)CIMS特點(diǎn)和體系結(jié)構(gòu)的研究[J]．冶金自動(dòng)化，1996（4）

3唐懷斌．工業(yè)控制的進(jìn)展與趨勢(shì)[J]．自動(dòng)化與儀器儀表，1996（4）

4王俊普．智能控制[M]．合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，1996

篇（3）

機(jī)電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科的技術(shù)，它是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)等有機(jī)融合、相互滲透的結(jié)果。今天機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展飛速，機(jī)電一體化產(chǎn)品更新日新月異。

一、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程

“機(jī)電一體化”這個(gè)詞是日本安川電機(jī)公司在上世紀(jì)60年代末作商業(yè)注冊(cè)時(shí)最先創(chuàng)用的。當(dāng)時(shí)及70年代，人們一直把機(jī)電一體化看作是機(jī)械與電子的結(jié)合。國(guó)內(nèi)早期將“機(jī)電一體化技術(shù)”與“機(jī)械電子學(xué)”并用，近年來“機(jī)電一體化”更流行使用。

80年代，信息技術(shù)嶄露頭角。微處理機(jī)的性能提高，為更高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品所采用，典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。微機(jī)作為關(guān)鍵技術(shù)引入了飛行器系統(tǒng)后，使機(jī)械—電子系統(tǒng)在高度控制、排氣控制、振動(dòng)控制和保險(xiǎn)氣袋等方面獲得廣泛應(yīng)用。

信息技術(shù)驅(qū)使機(jī)械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫(kù)，連洗衣機(jī)和其他消費(fèi)品也用上了數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。這樣，對(duì)機(jī)電一體化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的探索、成型和系統(tǒng)集成以及并行工程設(shè)計(jì)和控制的實(shí)施日顯重要。此外，光學(xué)也進(jìn)入了機(jī)電一體化，產(chǎn)生了“光機(jī)電一體化”的新領(lǐng)域。

進(jìn)入90年代，通信技術(shù)進(jìn)入了機(jī)電一體化，機(jī)器可像機(jī)器人系統(tǒng)那樣遙控和虛擬現(xiàn)實(shí)多媒體等技術(shù)緊密聯(lián)系的計(jì)算機(jī)控制的網(wǎng)絡(luò)化機(jī)電一體化日益普及。有些機(jī)電一體化機(jī)械可兩用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展，和半導(dǎo)體技術(shù)以光刻為基礎(chǔ)的方法以及和傳統(tǒng)機(jī)電一體化微型化方法的結(jié)合，開創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點(diǎn)的機(jī)電一體化新分支“微機(jī)電一體化”。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。之后，機(jī)電一體化隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)展，穩(wěn)步進(jìn)入了21世紀(jì)。

二、典型機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)

（一）數(shù)控機(jī)床

目前我國(guó)是全世界機(jī)床擁有量最多的國(guó)家（近320萬臺(tái)），但數(shù)控機(jī)床只占約5％且大多數(shù)是普通數(shù)控（發(fā)達(dá)國(guó)家數(shù)控機(jī)床占10％）。近些年來數(shù)控機(jī)床為適應(yīng)加工技術(shù)的發(fā)展，在以下幾個(gè)技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進(jìn)步。

1．高速化。由于高速加工技術(shù)普及，機(jī)床普遍提高了各方面的速度。車床主軸轉(zhuǎn)速有3000～4000r/min提高到8000～10000r/min；銑床和加工中心主軸轉(zhuǎn)速由4000～8000r/min提高到12000～40000r/min以上；快速移動(dòng)速度由過去的10～20m/min提高到48m/min，60m/mni，80m/min，120m/min；在提高速度的同時(shí)要求提高運(yùn)動(dòng)部件起動(dòng)的加速度，由過去一般機(jī)床的0.5G（重力加速度）提高到1.5G～2G，最高可達(dá)15G；直線電機(jī)在機(jī)床上開始使用，主軸上大量采用內(nèi)裝式主軸電機(jī)。

2．高精度化。數(shù)控機(jī)床的定位精度已由一般的0.01～0.02mm提高到0.008左右；亞微米級(jí)機(jī)床達(dá)到0.0005mm左右；納米級(jí)機(jī)床達(dá)到0.005～0.01um；最小分辨率為1nm（0.000001mm）的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床已問世。

數(shù)控中兩軸以上插補(bǔ)技術(shù)大大提高，納米級(jí)插補(bǔ)使兩軸聯(lián)動(dòng)出的圓弧都可以達(dá)到1u的圓度，插補(bǔ)前多程序預(yù)讀，大大提高了插補(bǔ)質(zhì)量，并可進(jìn)行自動(dòng)拐角處理等。

3．復(fù)合加工，新結(jié)構(gòu)機(jī)床大量出現(xiàn)。如5軸5面體復(fù)合加工機(jī)床，5軸5聯(lián)動(dòng)加工各類異形零件。同時(shí)派生出各種新穎的機(jī)床結(jié)構(gòu)，包括6軸虛擬軸機(jī)床，串并聯(lián)絞鏈機(jī)床等，采用特殊機(jī)械結(jié)構(gòu)，數(shù)控的特殊運(yùn)算方式，特殊編程要求。

4．使用各種高效特殊功能的刀具使數(shù)控機(jī)床“如虎添翼”。如內(nèi)冷轉(zhuǎn)頭由于使高壓冷卻液直接冷卻轉(zhuǎn)頭切削刃和排除切屑，在轉(zhuǎn)深孔時(shí)大大提高效率。加工剛件切削速度能達(dá)1000m/min，加工鋁件能達(dá)5000m/min。

5．?dāng)?shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理。數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理已是使用數(shù)控機(jī)床的基本要求，它不僅是提高數(shù)控機(jī)床開動(dòng)率、生產(chǎn)率的必要手段，而且是企業(yè)合理化、最佳化利用這些制造手段的方法。因此，計(jì)算機(jī)集成制造、網(wǎng)絡(luò)制造、異地診斷、虛擬制造、并行工程等等各種新技術(shù)都在數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)上發(fā)展起來，這必然成為21世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要潮流。

（二）自動(dòng)機(jī)與自動(dòng)生產(chǎn)線

在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和生活中廣泛使用的各種自動(dòng)機(jī)械、自動(dòng)生產(chǎn)線及各種自動(dòng)化設(shè)備，是當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的又一具體體現(xiàn)。如：2000～80000瓶/h的啤酒自動(dòng)生產(chǎn)線；18000～120000瓶/h的易拉罐灌裝生產(chǎn)線；各種高速香煙生產(chǎn)線；各種印刷包裝生產(chǎn)線；郵政信函自動(dòng)分撿處理生產(chǎn)線；易拉罐自動(dòng)生產(chǎn)線；FEBOPP型三層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜生產(chǎn)線等等，這些自動(dòng)機(jī)或生產(chǎn)線中廣泛應(yīng)用了現(xiàn)代電子技術(shù)與傳感技術(shù)。如可編程序控制器，變頻調(diào)速器，人機(jī)界面控制裝置與光電控制系統(tǒng)等。我國(guó)的自動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)線產(chǎn)品的水平，比10多年前躍升了一大步，其技術(shù)水平已達(dá)到或超過發(fā)達(dá)國(guó)家上一世紀(jì)80年代后期的水平。使用這些自動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)線的企業(yè)越來越多，對(duì)維護(hù)和管理這些設(shè)備的相關(guān)人員的需求也越來越多。

三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

以微電子技術(shù)、軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及通信技術(shù)為核心而引發(fā)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合化、個(gè)性化信息技術(shù)革命，不僅深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和軍事的發(fā)展，而且也深刻影響著機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)。專家預(yù)測(cè)，機(jī)電一體化技術(shù)將向以下幾個(gè)方向發(fā)展：

（一）光機(jī)電一體化方向

一般機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源（下轉(zhuǎn)第80頁）（上接第81頁）（動(dòng)力）系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成。引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，利用光學(xué)技術(shù)的先天特點(diǎn)，就能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

（二）柔性化方向

未來機(jī)電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在這系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同環(huán)境條件做出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具有“行動(dòng)”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的能力（柔性），又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。

（三）智能化方向

今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術(shù)與信息技術(shù)（尤其是軟件及芯片技術(shù)）的發(fā)展。

四、仿生物系統(tǒng)化方向

今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上處于“靜態(tài)”時(shí)不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)（工作）時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）停止工作時(shí)，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）工作時(shí)，生物就很有活力。就目前情況看，機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有仿生物系統(tǒng)化方向發(fā)展的趨勢(shì)，但還有一段很漫長(zhǎng)的道路要走。

五、微型化方向

目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。當(dāng)這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒有必要再區(qū)分機(jī)械部分和控制器部分了。那時(shí)，機(jī)械和電子完全可以“融合”機(jī)體，執(zhí)行結(jié)構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型化是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。

篇（4）

1無線電通信技術(shù)的發(fā)展歷程

1895年5月7日俄國(guó)物理學(xué)家波波夫已“金屬屑與電振蕩的關(guān)系”的論文向全世界宣布無線電通信技術(shù)的誕生，并當(dāng)眾展示了他發(fā)明的無線電接收機(jī)，那天俄國(guó)當(dāng)局定為“無線電發(fā)明日”。

1896年3月24日，波波夫?qū)o線電通信的通信距離延長(zhǎng)到250米，做了用無線電傳送莫爾斯電碼的表演為無線電通信技術(shù)拉開新的序幕。

1898年，年輕的意大利青年馬可尼利用游艇證明了他的無線電電報(bào)能夠在20英里的海面暢通無阻地通信，第一次實(shí)際性地使用無線電通信技術(shù)。

1901年，他在相隔2700公里英國(guó)和紐芬蘭島之間成功地進(jìn)行了跨越大西洋的遠(yuǎn)距離無線電通信，從此人類進(jìn)入無線電波進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信的新時(shí)代。

隨后，無線電通信技術(shù)如雨后春筍其涌現(xiàn)出來。直到1946年，美國(guó)人羅斯.威瑪和日本人八本教授利用高靈敏度攝像管家用電視機(jī)接收天線問題，從此超短波轉(zhuǎn)播站一些國(guó)家相繼建立了，無線電通信技術(shù)迅速普及開來[2]。

隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，信息超遠(yuǎn)控制技術(shù)為滿足遙控、遙測(cè)和遙感技術(shù)的需要，于人們生產(chǎn)與生活中被廣泛使用；后來微電子技術(shù)也推動(dòng)了電子計(jì)算機(jī)的更新?lián)Q代，使電子計(jì)算機(jī)信息處理功能大大增加，日益成為信息處理最重要和必不可少的工具。

信息技術(shù)是以微電子和光電技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)為支撐，以信息處理技術(shù)為主題的技術(shù)系統(tǒng)的總稱，是一門綜合性的技術(shù)。今天的信息化時(shí)代，就是電子計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)緊密結(jié)合的標(biāo)志。

無線電通信技術(shù)發(fā)展到今日，擁有無限潛力。軍事、氣象、生活、生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域都對(duì)其都有空前的需求。雖然無線電通信技術(shù)優(yōu)點(diǎn)雖然卓越，但其缺點(diǎn)至今給技術(shù)的發(fā)展帶來很大的障礙，都是我們亟須解決的難題。

2無線電通信技術(shù)的特點(diǎn)

近些年無線電通信技術(shù)領(lǐng)域引入無線接入技術(shù)，是迅速發(fā)展起來的新技術(shù)領(lǐng)域，不需要傳輸媒質(zhì)，部分接入網(wǎng)甚至入網(wǎng)的全部皆可直接采用無線傳播手段代替，無論是概念上還是技術(shù)含量上都產(chǎn)生了一個(gè)重大的飛躍，實(shí)現(xiàn)了降低成本、提高靈活性和擴(kuò)展傳輸距離的目的。其特點(diǎn)喜憂參半，優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在傳輸線路線、通信方式等方面，我們可以總結(jié)如下：

不受時(shí)空限制。大多數(shù)情況下，人們對(duì)通信運(yùn)用的時(shí)間、地點(diǎn)、容量需求無法預(yù)知，而無線電通信不受時(shí)空限制的優(yōu)點(diǎn)能夠采取靈活多樣的手段和方法，確保通信聯(lián)絡(luò)綜合高效，語音、數(shù)據(jù)、圖像的綜合傳輸暢通無阻，隨著近年來國(guó)內(nèi)各個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域和國(guó)際經(jīng)濟(jì)的來往，無線電通信技術(shù)不受時(shí)空限制方法為其打開方便之門，尤其通信與網(wǎng)絡(luò)的連接，通信技術(shù)踏上新的臺(tái)階。

具備高度的機(jī)動(dòng)性及可用性。無線電通信技術(shù)傳輸數(shù)字化、功能多樣化、設(shè)備小型化、智能化及系統(tǒng)大容量化決定了其具備高度的機(jī)動(dòng)性和可用性，尤其在軍事構(gòu)建地域通信網(wǎng)方面起到很大的作用。

可靠性高。無線電通信比起有線通信的一個(gè)卓越優(yōu)點(diǎn)在抵抗水淹、臺(tái)風(fēng)、地震等方面有較大的可靠性，一般情況下除非信號(hào)干擾都能保持通信的暢通，這也是無線架輸?shù)淖畲筇攸c(diǎn)。

無線電通信技術(shù)雖然解決了架設(shè)傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠(yuǎn)、通信靈活等的難題，但其信號(hào)容易受到干擾、影響，還有容易被截獲造成了該項(xiàng)技術(shù)的保密性極差。無線電通信技術(shù)的缺點(diǎn)幾百年來都是讓人頭疼的問題，目前全球化經(jīng)濟(jì)愈演愈熱，其信號(hào)的穩(wěn)定性與安全性上升為經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域里關(guān)注的焦點(diǎn)，因此，無線電通信技術(shù)的通信方法拓新成為其發(fā)展的新話題。

3無線電通信技術(shù)之通信方法的拓新

21世紀(jì)無線電通信技術(shù)正處在關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折時(shí)期，尤其最近幾十年最為活躍。信息化的飛速發(fā)展和IP技術(shù)的興起，欲求無線電通信技術(shù)適應(yīng)未來社會(huì)生產(chǎn)和生活的需求。務(wù)必在通信方法上進(jìn)行一系列的拓新。針對(duì)以上無線電通信技術(shù)的缺陷，筆者認(rèn)為，我們可以從通信技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、軟件技術(shù)等方面進(jìn)行嘗試，主要可總結(jié)一下八點(diǎn)：

3.1采用了數(shù)字通信技術(shù)

提高系統(tǒng)頻譜資源的利用率，維持信號(hào)上的穩(wěn)定，避免通信信號(hào)收到干擾，增大了系統(tǒng)通信容量，提供話音、圖像和數(shù)據(jù)等多種通信服務(wù)，確保用戶信息安全保密。

3.2推廣通信信息技術(shù)寬帶化的發(fā)展

信息的寬帶化對(duì)于光纖傳輸技術(shù)和高通透量網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展起到關(guān)鍵的推進(jìn)作用[3]，尤其近年來世界范圍內(nèi)全面展開，無線通信技術(shù)正朝著無線接入寬帶化的方向演進(jìn)，這個(gè)方向?qū)o線電通信信號(hào)源穩(wěn)定來說的確非常之重要。

3.3推廣個(gè)人信息化技術(shù)

個(gè)人信息化在全球個(gè)人通信已經(jīng)有著不爭(zhēng)的發(fā)展趨勢(shì)。個(gè)人信息話，能夠有效地減低傳輸路線的信息量堵塞，大幅度提高通信的傳播速度。

3.4拓新接入網(wǎng)絡(luò)的樣式

技術(shù)上融合實(shí)現(xiàn)固定和其他通信等不同業(yè)務(wù)，在無線應(yīng)用協(xié)議（WAP）的出現(xiàn)以后，無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的開展得到大幅度的推動(dòng)，促進(jìn)了信息網(wǎng)絡(luò)傳送多種業(yè)務(wù)信息的發(fā)展。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)與新興的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)融合，尤其具備開發(fā)潛力接入網(wǎng)部分通過固定接入、移動(dòng)蜂窩接入、無線本地環(huán)路入等不同的接入設(shè)備，滿足了生活與生產(chǎn)地各種通信需求。

.5過渡電路交換網(wǎng)絡(luò)

關(guān)于過渡電路交換網(wǎng)絡(luò)，IP網(wǎng)絡(luò)無疑是核心關(guān)鍵技術(shù)，是最合適的選擇對(duì)象，處理數(shù)據(jù)的能力電路交換網(wǎng)絡(luò)大大提升，這一點(diǎn)對(duì)保持通信暢通方面解決了信號(hào)容易受到干擾的難題。

3.6使用Bluetooth技術(shù)作為信號(hào)傳感器

Bluetooth技術(shù)具有更高的安全性和適用性，利用藍(lán)牙做出來的傳感器隨時(shí)反映出用戶所需要的信號(hào)方向，一旦連接到Internet上的話，即可以實(shí)現(xiàn)更具備高度的機(jī)動(dòng)性及可用性。

3.7推廣軟件無線電

軟件無線電通信偵察與對(duì)抗方面世人矚目，但它僅限于軍事通信領(lǐng)域,如果能夠推廣到市場(chǎng)，對(duì)于無線電通信技術(shù)的通信內(nèi)容保密性來說將是一大跨步的改革創(chuàng)新。

3.8提高無線通信網(wǎng)絡(luò)可持續(xù)性

無線電通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如果沒有良好的配置和網(wǎng)絡(luò)部署，一旦受到安全威脅，其后果不堪設(shè)想。因此，無線電通信技術(shù)通信方法的拓新我們與必要提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能、優(yōu)化設(shè)備配置、冗余備份等等手段來保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性[4]。

結(jié)束語

回顧無線通信的發(fā)展歷程，無線電通信技術(shù)的傳輸路線、傳輸距離、通信靈活性、信號(hào)穩(wěn)定性、保密性等方面的需求將愈來愈突出。通信方法新技術(shù)的拓新將有愈來愈廣闊的活動(dòng)舞臺(tái)及光明的發(fā)展前景。鑒于市場(chǎng)對(duì)經(jīng)濟(jì)的推進(jìn)作用，盡管我國(guó)的無線電通信技術(shù)發(fā)展速度飛快，但面對(duì)我國(guó)12億人口的通信需求，無線電通信技術(shù)普及率低的問題，面對(duì)我國(guó)12億人口，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和容量方面就變得蒼白無力了。同時(shí)，無線電通信技術(shù)愈來愈激烈競(jìng)爭(zhēng)局面促使各無線電通信運(yùn)營(yíng)企業(yè)積極拓新新的技術(shù)涵蓋面，提升自身的營(yíng)業(yè)水平，為市場(chǎng)提供豐更加富的選擇，滿足用戶各個(gè)方面、各個(gè)層次的需求。因此，在無線電通信技術(shù)通信方法應(yīng)用開發(fā)的發(fā)展?jié)摿o窮，這要求我們積極加快無線領(lǐng)域的科技進(jìn)步，為無線電通信技術(shù)創(chuàng)新出謀劃策，為全球信息化及經(jīng)濟(jì)全球化的通信事業(yè)貢獻(xiàn)力量。

參考文獻(xiàn)

[1]《信號(hào)與系統(tǒng)(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大學(xué)出版社2000年.

篇（5）

1光纖通信技術(shù)

光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健？梢园压饫w通信看成是以光導(dǎo)纖維為傳輸媒介的“有線”光通信。光纖由內(nèi)芯和包層組成，內(nèi)芯一般為幾十微米或幾微米，比一根頭發(fā)絲還細(xì)；外面層稱為包層，包層的作用就是保護(hù)光纖。實(shí)際上光纖通信系統(tǒng)使用的不是單根的光纖，而是許多光纖聚集在一起的組成的光纜。由于玻璃材料是制作光纖的主要材料，它是電氣絕緣體，因而不需要擔(dān)心接地回路；光波在光纖中傳輸，不會(huì)發(fā)生信息傳播中的信息泄露現(xiàn)象；光纖很細(xì)，占用的體積小，這就解決了實(shí)施的空間問題。

2光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)

2.1頻帶極寬，通信容量大。光纖的傳輸帶寬比銅線或電纜大得多。對(duì)于單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)，由于終端設(shè)備的限制往往發(fā)揮不出帶寬大的優(yōu)勢(shì)。因此需要技術(shù)來增加傳輸?shù)娜萘?，密集波分?fù)用技術(shù)就能解決這個(gè)問題。

2.2損耗低，中繼距離長(zhǎng)。目前，商品石英光纖和其它傳輸介質(zhì)相比的損耗是最低的；如果將來使用非石英極低損耗傳輸介質(zhì)，理論上傳輸?shù)膿p耗還可以降到更低的水平。這就表明通過光纖通信系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)的施工成本，帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3抗電磁干擾能力強(qiáng)。石英有很強(qiáng)的抗腐蝕性，而且絕緣性好。而且它還有一個(gè)重要的特性就是抗電磁干擾的能力很強(qiáng)，它不受外部環(huán)境的影響，也不受人為架設(shè)的電纜等干擾。這一點(diǎn)對(duì)于在強(qiáng)電領(lǐng)域的通訊應(yīng)用特別有用，而且在軍事上也大有用處。

2.4無串音干擾，保密性好。在電波傳輸?shù)倪^程中，電磁波的傳播容易泄露，保密性差。而光波在光纖中傳播，不會(huì)發(fā)生串?dāng)_的現(xiàn)象，保密性強(qiáng)。除以上特點(diǎn)之外，還有光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè)；光纖的原材料資源豐富，成本低；溫度穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)。正是因?yàn)楣饫w的這些優(yōu)點(diǎn)，光纖的應(yīng)用范圍越來越廣。

3不斷發(fā)展的光纖通信技術(shù)

3.1SDH系統(tǒng)光通信從一開始就是為傳送基于電路交換的信息的，所以客戶信號(hào)一般是TDM的連續(xù)碼流，如PDH、SDH等。伴隨著科技的進(jìn)步，特別是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，傳輸數(shù)據(jù)也越來越大。分組信號(hào)與連續(xù)碼流的特點(diǎn)完全不同，它具有不確定性，因此傳送這種信號(hào)，是光通信技術(shù)需要解決的難題。而且兩種傳送設(shè)備也是有很大區(qū)別的。

3.2不斷增加的信道容量光通信系統(tǒng)能從PDH發(fā)展到SDH，從155Mb/s發(fā)展到lOGb/s，近來，4OGB/s已實(shí)現(xiàn)商品化。專家們?cè)谘芯扛笕萘康模?60Gb/s(單波道)系統(tǒng)已經(jīng)試驗(yàn)成功，目前還在為其制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。此外，科學(xué)家還在研究系統(tǒng)容量更大的通訊技術(shù)。

3.3光纖傳輸距離從宏觀上說，光纖的傳輸距離是越遠(yuǎn)越好，因此研究光纖的研究人員們，一直在這方面努力。在光纖放大器投入使用后，不斷有對(duì)光纖傳輸距離的突破，為增大無再生中繼距離創(chuàng)造了條件。

3.4向城域網(wǎng)發(fā)展光傳輸目前正從骨干網(wǎng)向城域網(wǎng)發(fā)展，光傳輸逐漸靠近業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)。而人們通常認(rèn)為光傳輸作為一種傳輸信息的手段還不適應(yīng)城域網(wǎng)。作為業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，既接近用戶，又能保證信息的安全傳輸，而用戶還希望光傳輸能帶來更多的便利服務(wù)。

3.5互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求與下一代全光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)近年來，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)發(fā)展迅速，IP業(yè)務(wù)也隨之火爆。研究表明，隨著IP業(yè)的迅速發(fā)展，通信業(yè)將面臨“洗牌”，并孕育著新技術(shù)的出現(xiàn)。隨著軟件控制的進(jìn)一步開發(fā)和發(fā)展，現(xiàn)代的光通信正逐步向智能化發(fā)展，它能靈活的讓營(yíng)運(yùn)者自由的管理光傳輸。而且還會(huì)有更多的相關(guān)應(yīng)用應(yīng)運(yùn)而生，為人們的使用帶來更多的方便。綜上所述，以高速光傳輸技術(shù)、寬帶光接入技術(shù)、節(jié)點(diǎn)光交換技術(shù)、智能光聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，并面向IP互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的光波技術(shù)是目前光纖傳輸?shù)难芯繜狳c(diǎn)，而在以后，科學(xué)家還會(huì)繼續(xù)對(duì)這一領(lǐng)域的研究和開發(fā)。從未來的應(yīng)用來看，光網(wǎng)絡(luò)將向著服務(wù)多元化和資源配置的方向發(fā)展，為了滿足客戶的需求，光纖通信的發(fā)展不僅要突破距離的限制，更要向智能化邁進(jìn)。

4光纖鏈路的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

4.1現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的目的對(duì)光纖安裝現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試是光纖鏈路安裝的必須措施，是保證電纜支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的重要方式。它的目的在于檢測(cè)光纖連接的質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)，并且減少故障因素。

4.2現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)目前光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)分為兩大類：光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。①光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是獨(dú)立于應(yīng)用的光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于不同的光纖系統(tǒng)，它的標(biāo)準(zhǔn)也不同。目前大多數(shù)的光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)應(yīng)用的就是這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。②光纖應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：光纖應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是基于安裝光纖的特定應(yīng)用的光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。這種測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)是固定的，不會(huì)因?yàn)楣饫w系統(tǒng)的不同而改變。

4.3光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試光纖通信應(yīng)用的是光傳輸，它不會(huì)受到磁場(chǎng)等外界因素的干擾，所以對(duì)它的測(cè)試不同于對(duì)普通的銅線電纜的測(cè)試。在光纖的測(cè)試中，雖然光纖的種類很多，但它們的測(cè)試參數(shù)都是基本一致的。在光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中，主要是對(duì)光纖的光學(xué)特性和傳輸特性進(jìn)行測(cè)試。光纖的光學(xué)特性和傳輸特性對(duì)光纖通信系統(tǒng)對(duì)光纖的傳輸質(zhì)量有重大的影響。但由于光纖的特性不受安裝的影響，因此在安裝時(shí)不需測(cè)試，而是由生產(chǎn)商在生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行測(cè)試。

4.4現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工具①光源：目前的光源主要有LED（發(fā)光二極管）光源和激光光源兩種。②光功率計(jì)：光功率計(jì)是測(cè)量光纖上傳送的信號(hào)強(qiáng)度的設(shè)備，用于測(cè)量絕對(duì)光功率或通過一段光纖的光功率相對(duì)損耗。在光纖系統(tǒng)中，測(cè)量光功率是最基本的。光功率計(jì)的原理非常像電子學(xué)中的萬用表，只不過萬用表測(cè)量的是電子，而光功率計(jì)測(cè)量的是光。通過測(cè)量發(fā)射端機(jī)或光網(wǎng)絡(luò)的絕對(duì)功率，一臺(tái)光功率計(jì)就能夠評(píng)價(jià)光端設(shè)備的性能。用光功率計(jì)與穩(wěn)定光源組合使用，組成光損失測(cè)試器，則能夠測(cè)量連接損耗、檢驗(yàn)連續(xù)性，并幫助評(píng)估光纖鏈路傳輸質(zhì)量。③光時(shí)域反射計(jì)：OTDR根據(jù)光的后向散射原理制作，利用光在光纖中傳播時(shí)產(chǎn)生的后向散射光來獲取衰減的信息，可用于測(cè)量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點(diǎn)定位以及了解光纖沿長(zhǎng)度的損耗分布情況等。從某種意義上來說，光時(shí)域反射計(jì)(OTDR)的作用類似于在電纜測(cè)試中使用的時(shí)域反射計(jì)（TDR），只不過TDR測(cè)量的是由阻抗引起的信號(hào)反射，而OTDR測(cè)量的則是由光子的反向散射引起的信號(hào)反射。反向散射是對(duì)所有光纖都有影響的一種現(xiàn)象，是由于光子在光纖中發(fā)生反射所引起的。

雖然目前光通信的容量已經(jīng)非常大，但仍有大量應(yīng)用能力閑置，伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)信息的需求也會(huì)隨之增加，并會(huì)超過現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)承載能力，因此我們必須進(jìn)一步努力研究更加先進(jìn)的光傳輸手段。因此，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)下，光通信一定會(huì)有更加長(zhǎng)久的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王磊，裴麗.光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀和未來[J].中國(guó)科技信息.2006.(4).

篇（6）

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化，提升工藝的運(yùn)行水平。電氣自動(dòng)化控制是一類新型的技術(shù)，核心是電子技術(shù)，可以大面積地應(yīng)用到設(shè)備行業(yè)中。電氣自動(dòng)化控制的技術(shù)能力高，通過不同技術(shù)的相互配合，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化的運(yùn)行控制，而且自動(dòng)化控制是電氣運(yùn)行中的核心，保障生產(chǎn)的精確性和運(yùn)行速率。電氣自動(dòng)化控制能夠以少量程序控制多個(gè)變量，各個(gè)控制對(duì)象處于相互配合的狀態(tài)，提升了系統(tǒng)操作的水平，監(jiān)督被控對(duì)象的運(yùn)行過程，期間修正被控對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)，使其具備準(zhǔn)確、合理的運(yùn)行方式。 

2 電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展 

2.1 智能化 

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)下的產(chǎn)品、系統(tǒng)等，能夠根據(jù)指令智能化的完成操作，簡(jiǎn)化操作服務(wù)的流程。智能化是電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的首要發(fā)展方向，正是由于智能化的要求，促使電氣自動(dòng)化控制技術(shù)與信息技術(shù)、通訊技術(shù)相互融合，注重技術(shù)中的性能開發(fā)，體現(xiàn)技術(shù)控制的速率。 

2.2 節(jié)約化 

節(jié)約化發(fā)展，是指電氣自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了節(jié)能與環(huán)保。例如：電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在照明系統(tǒng)中的應(yīng)用，其可輔助使用新能源，同時(shí)控制照明燈具的使用，延長(zhǎng)燈具的使用壽命，既可以保障能源利用的效率，又可以提高照明設(shè)備的質(zhì)量。 

2.3 信息化 

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的信息化發(fā)展，改進(jìn)了技術(shù)運(yùn)行的方式，使電氣自動(dòng)化中，以信息控制為基礎(chǔ)，引進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等理論，支持電氣自動(dòng)化的控制運(yùn)行。 

2.4 統(tǒng)一化 

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)拉近了各個(gè)行業(yè)之間的距離，融入各項(xiàng)技術(shù)的同時(shí)，朝向統(tǒng)一化的方向發(fā)展。在電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的作用下，行業(yè)間遵循相同的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使用方法、維護(hù)策略等，都逐步統(tǒng)一，在降低行業(yè)建設(shè)難度的同時(shí)，體現(xiàn)統(tǒng)一化發(fā)展的優(yōu)勢(shì)[1]。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的統(tǒng)一化發(fā)展，消除了行業(yè)之間潛在的發(fā)展矛盾，提升行業(yè)資源的利用效率，加快了信息傳輸、使用的速率。 

3 電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用 

3.1 工業(yè) 

工業(yè)是應(yīng)用最廣泛的行業(yè)，因?yàn)楣I(yè)規(guī)模較大，對(duì)電氣自動(dòng)化控制的需求大，所以我國(guó)積極推進(jìn)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用，致力于改善傳統(tǒng)工業(yè)的運(yùn)營(yíng)方式[2]。PLC是電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的主要元件，其為一項(xiàng)可編程邏輯控制器，以工業(yè)企業(yè)為例，分析PLC的應(yīng)用。該工業(yè)為機(jī)械制造企業(yè)，基于PLC的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，為機(jī)械制造系統(tǒng)提供了相關(guān)的控制，PLC根據(jù)機(jī)械制造的需求，編寫了操作指令和邏輯運(yùn)算程序，簡(jiǎn)化了機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)的操作，而且PLC的準(zhǔn)確度高，規(guī)避了該企業(yè)生產(chǎn)的誤差，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造的自動(dòng)化、信息化生產(chǎn)，PLC寫入編程后，控制了機(jī)械制造的過程，同時(shí)控制機(jī)械制造的參數(shù)，包括尺寸、溫度信息等，按照該企業(yè)機(jī)械制造的指令，構(gòu)成閉環(huán)生產(chǎn)方式，優(yōu)化機(jī)械制造的工藝流程，而且該企業(yè)在PLC中設(shè)計(jì)了PID模塊，通過PID子程序，準(zhǔn)確控制PLC的內(nèi)部編程，預(yù)防機(jī)械制造中出現(xiàn)問題。 

3.2 交通業(yè) 

電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在交通業(yè)中的應(yīng)用，不僅體現(xiàn)在車輛運(yùn)輸上，還表現(xiàn)在紅綠燈、監(jiān)控系統(tǒng)等方面。車輛上的元件、器件等，基本都是電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的體現(xiàn)，提供專業(yè)的自動(dòng)化控制，保障車輛通行的安全[3]。例如：電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在電子眼中的應(yīng)用，代替警察執(zhí)法，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的違章取證，電子眼監(jiān)督交通系統(tǒng)中的車輛運(yùn)行，抓拍違法行為，提交到交通局的操作系統(tǒng)內(nèi)，減輕了交通執(zhí)法的工作負(fù)擔(dān)，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)彌補(bǔ)了電子眼的缺陷，促使其可更準(zhǔn)確、更快速、更清晰地實(shí)現(xiàn)抓拍取證，提升電子眼對(duì)交通運(yùn)輸?shù)谋O(jiān)控能力，有效控制電子眼的運(yùn)行，以免交通執(zhí)法中出現(xiàn)漏洞。我國(guó)各地政府在交通業(yè)建設(shè)中，積極引進(jìn)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，完善交通監(jiān)控體系，目前，測(cè)速器、屏顯等多個(gè)交通項(xiàng)目中，均涉及到電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的使用。 

3.3 農(nóng)業(yè) 

農(nóng)業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)支持，為了推進(jìn)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)，引入電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，全面建設(shè)智能農(nóng)業(yè)，加快農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展速度。以某地區(qū)農(nóng)業(yè)中的大棚種植為例，分析電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用。該地區(qū)傳統(tǒng)的大棚種植，是根據(jù)農(nóng)民種植經(jīng)驗(yàn)分配工作，一旦控制不好溫度、濕度，即會(huì)影響大棚種植的經(jīng)濟(jì)效益。研究人員將電氣自動(dòng)化控制技術(shù)引入到大棚種植內(nèi)，以育秧大棚為對(duì)象，構(gòu)建智能控制系統(tǒng)，大棚內(nèi)安裝不同屬性的無線傳感器，專門收集大棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，如：光照、含水量等，進(jìn)行自動(dòng)化的信息采集，傳感器采集的信號(hào)傳輸?shù)娇刂浦行?，比?duì)標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)指標(biāo)，種植人員掌握大棚育秧的實(shí)際情況，同時(shí)根據(jù)對(duì)比結(jié)果調(diào)節(jié)大棚內(nèi)的環(huán)境，遠(yuǎn)程控制特定的設(shè)備。該大棚內(nèi)部安裝了高清視頻，同樣接入到控制中心，種植人員可以隨時(shí)查看育秧的狀態(tài)，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，輔助構(gòu)建管理平臺(tái)，劃分為四個(gè)功能模塊，分布是傳感采集、視頻監(jiān)控、智能分析和遠(yuǎn)程控制，整體控制育秧大棚的生長(zhǎng)環(huán)境，為幼苗的培育提供優(yōu)質(zhì)的環(huán)境。 

3.4 服務(wù)業(yè) 

人們對(duì)服務(wù)業(yè)的需求非常大，目的是方便人們的日常生活，特別是在電子產(chǎn)品上，更是體現(xiàn)出服務(wù)業(yè)對(duì)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的需求。生活中的電子產(chǎn)品，大多應(yīng)用了電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，如：智能手機(jī)、ipad、跑步機(jī)等，表明電氣自動(dòng)化對(duì)服務(wù)業(yè)市場(chǎng)的推進(jìn)作用[4]。近幾年，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，由服務(wù)業(yè)的電子產(chǎn)品，逐步轉(zhuǎn)型到企業(yè)內(nèi)，例如：餐飲服務(wù)中的“機(jī)器換人”概念，餐廳內(nèi)，機(jī)器人取代人工服務(wù)，提供點(diǎn)菜、傳菜等服務(wù)，機(jī)器人是餐飲業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，表明電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的重要性，此項(xiàng)技術(shù)在“機(jī)器換人”中，起到自動(dòng)化的控制作用，是機(jī)器人開發(fā)中不可缺少的技術(shù)。 

4 結(jié)束語 

電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，表明了該項(xiàng)技術(shù)在行業(yè)運(yùn)營(yíng)中的重要性，滿足我國(guó)社會(huì)行業(yè)建設(shè)的基本需求。根據(jù)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，落實(shí)發(fā)展策略，充分發(fā)揮電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的潛力，保障其在未來的應(yīng)價(jià)值。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，必須符合現(xiàn)代企業(yè)的需求，由此才能規(guī)范控制技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用。

 

     

參考文獻(xiàn) 

[1]賢陽.應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展是工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)鍵—2007年紐倫堡電氣自動(dòng)化（系統(tǒng)和部件）展覽會(huì)紀(jì)實(shí)[J].自動(dòng)化博覽，2008，Z1：28-30. 

[2]吳琦.煤礦電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中單片機(jī)的應(yīng)用[J].硅谷，2015，3：118+120. 

篇（7）

【關(guān)鍵詞】生活垃圾焚燒發(fā)電廠；運(yùn)行；問題；管理策略

【Keywords】 domestic waste incineration power plant； operation； problem； management strategy

【中圖分類號(hào)】X799.3 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）04-0092-02

1 引言

生活垃圾焚燒發(fā)電廠的發(fā)電原理就是使用特殊的垃圾焚燒設(shè)備，將生活垃圾倒入其中作為燃燒介質(zhì)，然后利用生活垃圾燃燒后產(chǎn)生的能量進(jìn)行發(fā)電[1]。生活垃圾焚燒發(fā)電是一種新型的發(fā)電方式，不僅有效處理了生活垃圾，避免生活垃圾所造成的環(huán)境污染，還能夠用于發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了資源的再次利用，具有非常重要的價(jià)值。

2 生活垃圾焚燒廠在環(huán)境保護(hù)中的作用

2.1 減少垃圾存放量

填埋生活垃圾是過去我國(guó)一直采取的處理生活垃圾的方式，在今天這種填埋的方式已經(jīng)無法滿足需求。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，近年來我國(guó)生活垃圾存量已經(jīng)超過70億噸，占地面積達(dá)到了80萬畝以上。

我國(guó)正面臨著被生活垃圾包圍現(xiàn)象，通過建設(shè)生活垃圾焚燒發(fā)電廠，能夠焚燒絕大部分固體生活垃圾，占據(jù)著生活垃圾總量的80%以上，這無疑極大地減少了我國(guó)生活垃圾存量，而且通過焚燒的處理方式不僅能夠避免二次污染，還能夠用于發(fā)電，可謂是一舉多得。

2.2 具有明顯的節(jié)能減排效果

建設(shè)生活垃圾焚燒發(fā)電廠，對(duì)生活垃圾進(jìn)行焚燒處理時(shí)產(chǎn)生的余熱能夠再次進(jìn)行利用，降低了能耗，提高了資源利用率。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，焚燒1t的生活垃圾，其產(chǎn)生的能量相當(dāng)于0.2t左右的標(biāo)準(zhǔn)煤。

3 生活垃圾焚燒發(fā)電廠運(yùn)行中存在的問題

近年來，生活垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)在我國(guó)得到大力推廣和應(yīng)用，各地相繼建設(shè)了許多生活垃圾焚燒發(fā)電廠。就目前來看，我國(guó)所掌握生活垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)從總體來說與國(guó)際是接軌的，但是生活垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)與設(shè)備、余熱利用率的能力仍有所欠缺，需要進(jìn)一步提高。生活垃圾焚燒發(fā)電廠中部分關(guān)鍵設(shè)備仍然需要從國(guó)外采購(gòu)。

4 生活垃圾焚燒發(fā)電廠運(yùn)行管理策略

4.1 加大生活垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)與設(shè)備的研發(fā)、投入力度

生活垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)水平高低與設(shè)備的先進(jìn)性直接決定了生活垃圾焚燒發(fā)電廠的運(yùn)行效率，在很大程度上體現(xiàn)著生活垃圾焚燒發(fā)電廠的發(fā)展前景[2]。因此，加大生活垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)與設(shè)備的研發(fā)投入力度非常有必要?，F(xiàn)階段，相較于發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)的垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)與設(shè)備仍存一定差距，我們必須充分認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，并引起足夠的重視，進(jìn)而不斷加大對(duì)生活垃圾焚燒技術(shù)與設(shè)備的研發(fā)、投入力度，在國(guó)家科技發(fā)展計(jì)劃中納入垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)，建立垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)研究中心，加強(qiáng)與國(guó)際先進(jìn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行溝通交流，積極引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)的垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)，以此提高我國(guó)生活垃圾焚燒發(fā)電水平，降低垃圾焚燒設(shè)備生產(chǎn)成本。

政府部門應(yīng)逐步完善現(xiàn)有的監(jiān)督管理機(jī)制，健全相關(guān)制度，例如責(zé)任制度、激勵(lì)制度和懲罰制度等，明確規(guī)范運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)監(jiān)管部門建設(shè)，同時(shí)逐步放開監(jiān)管市場(chǎng)，組建專業(yè)的監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)或吸引國(guó)外先進(jìn)監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)投資建設(shè)。另外，針對(duì)有害物質(zhì)監(jiān)測(cè)的問題，相關(guān)部門應(yīng)逐步開展焚燒爐、尾氣凈化裝置運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)監(jiān)控[3]。同時(shí)政府多部門應(yīng)共同參與，協(xié)調(diào)合作，實(shí)現(xiàn)信息共享，使得各部門明確自身職責(zé)，充分發(fā)揮其職能。加強(qiáng)對(duì)生活垃圾焚燒發(fā)電廠檢查，對(duì)于不符合規(guī)定要求的垃圾焚燒發(fā)電廠，必須勒令其及時(shí)進(jìn)行整改，從而確保所有運(yùn)行的生活垃圾焚燒發(fā)電廠均是符合規(guī)定要求的。

4.2 建立開放、透明的全民參與制度

全民參與顧名思義就是指社會(huì)各界人士，全體民眾共同參與在其權(quán)利義務(wù)范圍內(nèi)，有目的和目標(biāo)的社會(huì)活動(dòng)。現(xiàn)階段，絕大多數(shù)的民眾都很反感自己生活范圍內(nèi)建設(shè)生活垃圾焚燒發(fā)電廠，究其根源就是對(duì)我國(guó)垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的認(rèn)識(shí)不夠全面，盲目地認(rèn)為排放無法達(dá)到相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。就國(guó)外和國(guó)內(nèi)焚燒垃圾發(fā)電所獲取的成果來看，生活垃圾焚燒發(fā)電具有較高的可行性，但是為什么我國(guó)絕大多數(shù)民眾會(huì)持有反感態(tài)度，關(guān)鍵就在于生活垃圾焚燒發(fā)電廠建設(shè)與運(yùn)行的相關(guān)信息是否具有公開性。因此，為了解決上述問題，政府必須加大民眾對(duì)生活垃圾焚燒技術(shù)認(rèn)識(shí)的普及程度，同時(shí)建立開發(fā)、透明的全面參與制度。

4.3 提升生活垃圾綜合管理水平，制定完善應(yīng)急方案

對(duì)于國(guó)際上先進(jìn)的生活垃圾管理知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)應(yīng)抱著積極學(xué)習(xí)的態(tài)度，做好生活垃圾源頭減量、分類收集處理、利用等工作，在焚燒生活垃圾時(shí)，盡量剔除不適合焚燒且不能用于發(fā)電的物質(zhì)。同時(shí)還應(yīng)制定完善的急方案，專門針對(duì)各種突發(fā)事件，提高應(yīng)急管理水平，盡量將損失減到最小。提升生活垃圾綜合管理水平，制定完善的應(yīng)急方案，能夠有效促進(jìn)我國(guó)生活垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。

5 結(jié)語

綜上所述，針對(duì)生活垃圾焚燒發(fā)電廠運(yùn)行中存在的問題，必須引起高度重視并采取有效措施予以解決，同時(shí)加強(qiáng)生活垃圾焚燒發(fā)電廠運(yùn)行管理，這樣有助于提高生活垃圾焚燒發(fā)電廠運(yùn)行效率，從而促進(jìn)垃圾焚燒發(fā)電廠的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

篇（8）

1、創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)

創(chuàng)新是指以科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)創(chuàng)造出新型的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。為了強(qiáng)化國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，解決地球規(guī)模的問題，就必須將科學(xué)知識(shí)、技術(shù)、手段轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)層面的價(jià)值，其原動(dòng)力即為創(chuàng)新。在創(chuàng)新的過程中，構(gòu)思設(shè)想于各階段間循環(huán)反饋發(fā)展進(jìn)化，將牽涉到大量的經(jīng)濟(jì)要素與社會(huì)要素，具有復(fù)雜性和不確定性。這種綜合性的復(fù)雜系統(tǒng)表現(xiàn)為創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。

創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)是"面向客戶需求、協(xié)作R&D、知識(shí)產(chǎn)權(quán)許可、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)合作、戰(zhàn)略聯(lián)盟"為核心的基于構(gòu)件模塊的知識(shí)異化、共存共生、協(xié)同進(jìn)化的創(chuàng)新體系，具有類似自然生態(tài)系統(tǒng)的基本特征。

創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，由起點(diǎn)的研發(fā)理論，戰(zhàn)略構(gòu)想為基礎(chǔ)，通過大學(xué)，企業(yè)，學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)等各領(lǐng)域的研究開發(fā)，確立創(chuàng)新思維體系的核心部分。而創(chuàng)新思維的實(shí)證，則在各式各樣的創(chuàng)新型網(wǎng)絡(luò)相互作用的"場(chǎng)"內(nèi)進(jìn)行。創(chuàng)新型網(wǎng)絡(luò)是圍繞創(chuàng)新思維形成的各種正式與非正式協(xié)作關(guān)系的總結(jié)構(gòu)，連同各種各樣的經(jīng)濟(jì)要素和社會(huì)要素形成了"場(chǎng)"。在網(wǎng)絡(luò)化的"場(chǎng)"中，人才，資金，情報(bào)等創(chuàng)新要素相互作用，促進(jìn)創(chuàng)新的進(jìn)程，同時(shí)相應(yīng)的"場(chǎng)"也隨之變化。即在動(dòng)態(tài)變化的"場(chǎng)"中進(jìn)行創(chuàng)新過程。

2、全球化創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

2.1通過創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)解決全球化問題

在全球化進(jìn)程加速和愈演愈烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)背景下，各個(gè)國(guó)家為了維持自身發(fā)展，爭(zhēng)相推進(jìn)國(guó)家創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)（National Innovation Ecosystem，NIES）的結(jié)構(gòu)擴(kuò)展。為了解決全球性問題，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，各國(guó)的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)推廣到國(guó)家所在地域范圍，進(jìn)一步推廣到全球?qū)用?，?gòu)筑全球化創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，成了當(dāng)務(wù)之急。

2.2全球化創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)

全球化創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)（Global Innovation EcoSystem，GIES）不局限于各國(guó)國(guó)內(nèi)，在世界規(guī)模的系統(tǒng)環(huán)境下，科學(xué)技術(shù)、市場(chǎng)、社會(huì)、人才、制度、資金等積極地相互作用，積極推進(jìn)國(guó)際性的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的形成，實(shí)現(xiàn)社會(huì)和地球的可持續(xù)發(fā)展。

GIES主要由三方面的要素構(gòu)成。

(1)"場(chǎng)"的推動(dòng)要素，即科學(xué)技術(shù)、市場(chǎng)和社會(huì)。

(2)"場(chǎng)"的構(gòu)成要素，即人才、制度、資金。

(3)"場(chǎng)"的構(gòu)成要素的調(diào)整，國(guó)際協(xié)作框架下的公共部門以及企業(yè)部門。

三方面的要素相互作用，促成創(chuàng)新過程，通過對(duì)已有實(shí)例的分析，把握動(dòng)態(tài)要素的活動(dòng)方向，可以對(duì)GIES下的新型創(chuàng)新項(xiàng)目提供支持。

3、全球化創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境下中國(guó)太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展動(dòng)向

3.1 GIES環(huán)境下中國(guó)太陽能產(chǎn)業(yè)的不均衡問題

中國(guó)太陽能產(chǎn)業(yè)近幾年來雖呈現(xiàn)出較快的發(fā)展勢(shì)頭，但發(fā)展速度依然緩慢，太陽能產(chǎn)業(yè)與市場(chǎng)間存在著巨大的不均衡，不符合可持續(xù)發(fā)展前提下的能源計(jì)劃與環(huán)境產(chǎn)業(yè)的步調(diào)?？偨Y(jié)起來，主要有以下兩個(gè)方面：

國(guó)內(nèi)太陽能市場(chǎng)的發(fā)展程度遠(yuǎn)低于產(chǎn)業(yè)自身發(fā)展，對(duì)中國(guó)能源產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生不利因素的同時(shí)，也不利于維持太陽能產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。太陽能產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)不僅需要一個(gè)良好的國(guó)際市場(chǎng)環(huán)境，更重要的是擁有一個(gè)良好的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的成長(zhǎng)不僅為國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)提供新的成長(zhǎng)空間，還將解決非太陽能用電區(qū)域內(nèi)的電力問題，對(duì)改善中國(guó)能源結(jié)構(gòu)有著重要的意義。

研究開發(fā)能力和自主創(chuàng)新能力的脆弱。近年來，多數(shù)企業(yè)設(shè)置自身的研發(fā)中心，并與國(guó)內(nèi)外的大學(xué)和科研機(jī)關(guān)進(jìn)行緊密的合作，各級(jí)政府在太陽能的研究領(lǐng)域投入也明顯加大。中國(guó)太陽能領(lǐng)域的科研能力不足，產(chǎn)學(xué)研交流不足的情況得到了一定的緩解。但是技術(shù)水平和人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)的落后，中國(guó)太陽能產(chǎn)業(yè)的研發(fā)能力依然很薄弱，同時(shí)存在自主創(chuàng)新不足的問題。企業(yè)技術(shù)人才的明顯不足，導(dǎo)致了對(duì)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的消化，吸收和更新更加困難。在激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)氛圍下，加速人才培養(yǎng)，提高中國(guó)自主創(chuàng)新能力是當(dāng)務(wù)之急，也是重要的戰(zhàn)略性任務(wù)。

3.2 GIES環(huán)境下對(duì)中國(guó)太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議

GIES是NIES基礎(chǔ)上的逐步擴(kuò)展，當(dāng)前國(guó)際太陽能產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展帶動(dòng)了中國(guó)太陽能產(chǎn)業(yè)，給中國(guó)太陽能產(chǎn)業(yè)提供了一個(gè)良好的國(guó)際氛圍。這也要求中國(guó)太陽能產(chǎn)業(yè)在拓展海外市場(chǎng)的同時(shí)，應(yīng)該優(yōu)先健全國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，積極調(diào)整國(guó)內(nèi)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)投入力度，加大政策扶持，以內(nèi)在市場(chǎng)推動(dòng)海外市場(chǎng)發(fā)展，真正成為太陽能產(chǎn)業(yè)的大國(guó)強(qiáng)國(guó)。所以，針對(duì)GIES環(huán)境下，中國(guó)太陽能產(chǎn)業(yè)提出以下建議：

強(qiáng)化太陽能發(fā)電的戰(zhàn)略研究。集合專家學(xué)者對(duì)世界與中國(guó)的能源形勢(shì)進(jìn)行深入研究，準(zhǔn)確捕捉世界太陽能發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)和行進(jìn)路線。據(jù)此規(guī)劃中國(guó)太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的中長(zhǎng)期科學(xué)發(fā)展計(jì)劃，并且該計(jì)劃與低碳社會(huì)和可持續(xù)發(fā)展的要求相一致。

強(qiáng)化支援太陽能發(fā)電技術(shù)，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步是太陽能發(fā)電成本削減的重要因素之一，加大科技投入，加強(qiáng)中國(guó)太陽能技術(shù)力，加速太陽能成本的削減。重點(diǎn)支援多晶硅制造的核心技術(shù)開發(fā)，提高中國(guó)太陽能電池多晶硅制造技術(shù)水準(zhǔn)。

建設(shè)國(guó)家級(jí)的太陽能技術(shù)研究機(jī)構(gòu)，提高中國(guó)太陽能自主研發(fā)能力。設(shè)立國(guó)家級(jí)的太陽能技術(shù)研發(fā)機(jī)關(guān)，是提高中國(guó)自主研發(fā)能力的重要途徑，從技術(shù)面和政策面上對(duì)太陽能發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)提供最直接的科學(xué)指導(dǎo)。

強(qiáng)化太陽能發(fā)電的宣傳普及和教育，提高全民對(duì)太陽能發(fā)電的認(rèn)識(shí)，同時(shí)應(yīng)在大學(xué)等教育機(jī)構(gòu)設(shè)立與太陽能相關(guān)聯(lián)的專門學(xué)科，培養(yǎng)優(yōu)秀人才。

強(qiáng)化太陽能技術(shù)的國(guó)際交流合作，尤其是在法制層面上，使中國(guó)太陽能發(fā)電的法律構(gòu)造和體系健全化，強(qiáng)化中國(guó)太陽能發(fā)電相關(guān)法規(guī)以及實(shí)施細(xì)則的科學(xué)性和實(shí)用性。在科技，人才，資源和協(xié)議加強(qiáng)國(guó)際交流合作，不僅可以促進(jìn)中國(guó)太陽能發(fā)電技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)水準(zhǔn)的提高，同時(shí)也將對(duì)中國(guó)和世界的能源可持續(xù)發(fā)展和低碳社會(huì)建設(shè)做出積極的貢獻(xiàn)。

4、結(jié)論

在全球性問題日益突出的今天，全球化創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)尋求聯(lián)合性的技術(shù)創(chuàng)新，產(chǎn)品交流，政策上的，推動(dòng)世界市場(chǎng)的發(fā)展，解決社會(huì)問題。通過對(duì)太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)向的分析，根據(jù)先進(jìn)國(guó)的動(dòng)向發(fā)現(xiàn)中國(guó)太陽能產(chǎn)業(yè)尚存在的問題，結(jié)合GIES的諸要素基準(zhǔn)，不斷完善發(fā)展國(guó)內(nèi)市場(chǎng)環(huán)境，使中國(guó)太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展更加均衡，更加切合低碳社會(huì)和可持續(xù)發(fā)展的準(zhǔn)則。

參考文獻(xiàn)

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【2】生駒俊明， イノベーションと國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力， 學(xué)術(shù)の動(dòng)向， 2006 年12 月號(hào) (2006).

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【4】中國(guó)新能源網(wǎng)newenergy.org.cn/2009-2-19.

篇（9）

風(fēng)力發(fā)電

目前，我國(guó)已超過美國(guó)，成為全球風(fēng)電裝機(jī)容量最大的國(guó)家，同時(shí)也成為風(fēng)能設(shè)備最大的生產(chǎn)國(guó)。隨著國(guó)內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈日臻完善、研究規(guī)模不斷擴(kuò)大，成本下降非常顯著，競(jìng)爭(zhēng)力也逐漸增強(qiáng)，但是在產(chǎn)業(yè)鏈最上游的新型材料及半導(dǎo)體器件（控制芯片、電力電子器件等）研究方面仍較落后，主要研究工作集中在中下游的風(fēng)電整機(jī)制造、關(guān)鍵零部件配套（發(fā)電機(jī)、電控、傳動(dòng)系統(tǒng)等）以及并網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。

沈陽工業(yè)大學(xué)在風(fēng)電整機(jī)制造方面具有很強(qiáng)的實(shí)力，是我國(guó)最早從事風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究的少數(shù)高校之一，設(shè)置有風(fēng)能技術(shù)研究所，師資力量完善，先后承擔(dān)過多項(xiàng)大型橫、縱向課題，成果顯著。其設(shè)計(jì)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的1.5MW風(fēng)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，占據(jù)一定的市場(chǎng)地位，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合能力很強(qiáng)。

華北電力大學(xué)作為教育部直屬高校中唯一的以電力為學(xué)科特色的大學(xué)，成立了國(guó)內(nèi)首家“可再生能源學(xué)院”，下設(shè)風(fēng)能與動(dòng)力工程專業(yè)，未來還將籌備生物質(zhì)發(fā)電和太陽能利用專業(yè)。研究?jī)?nèi)容以大容量風(fēng)力發(fā)電接入，對(duì)電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的影響為主，主要研究包括：風(fēng)電場(chǎng)建模與仿真、風(fēng)能資源測(cè)量與評(píng)估、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組只能控制與優(yōu)化運(yùn)行、低速風(fēng)能利用策略與先進(jìn)風(fēng)力發(fā)電理論，充分發(fā)揮了其在電力系統(tǒng)方面的優(yōu)勢(shì)。

重慶大學(xué)機(jī)械傳動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，借助其在機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，在風(fēng)電機(jī)組齒輪箱設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)特性研究、工作模態(tài)測(cè)量及制造工藝方面有深入的研究，并且產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。

汕頭大學(xué)新能源研究所在大型風(fēng)電機(jī)組空氣動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究方面頗有作為，自行開發(fā)了大型風(fēng)力機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)系列軟件。

浙江大學(xué)流體傳動(dòng)及控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的液壓技術(shù)有深入研究，包括風(fēng)機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)、定槳距控制和變槳距控制等。

同濟(jì)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院在風(fēng)電機(jī)組葉片動(dòng)力學(xué)分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)模型分析方面經(jīng)驗(yàn)豐富。

東南大學(xué)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)研究、設(shè)計(jì)方面走在前列。近期又集合學(xué)校優(yōu)勢(shì)學(xué)科，建立了風(fēng)力發(fā)電研究中心，致力于以風(fēng)力發(fā)電為核心的可再生能源發(fā)電及應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)研究。

電控方面，清華大學(xué)、北京交通大學(xué)、中科院電工所都有很強(qiáng)的實(shí)力。清華大學(xué)電機(jī)工程與應(yīng)用電子技術(shù)系原名電機(jī)工程系，歷史悠悠，師資力量雄厚，在風(fēng)電接入對(duì)電力系統(tǒng)影響、風(fēng)電機(jī)組建模仿真、風(fēng)電變流器設(shè)計(jì)及控制等方面有深入研究。北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院早期隸屬于鐵道部，主要服務(wù)于我國(guó)軌道交通電傳動(dòng)裝備產(chǎn)業(yè)，在大功率電力電子技術(shù)領(lǐng)域積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，研究實(shí)力在國(guó)內(nèi)高校處于領(lǐng)先地位。新能源研究所成立后從事大功率風(fēng)電機(jī)組（直驅(qū)或雙饋）并網(wǎng)變流器、中大功率光伏發(fā)電逆變器、風(fēng)電機(jī)組仿真及主控系統(tǒng)、微網(wǎng)技術(shù)研究，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合能力很強(qiáng)。中科院電工所新能源發(fā)電技術(shù)研究組是國(guó)內(nèi)最早研究風(fēng)力發(fā)電、太陽光伏發(fā)電的單位之一，其大型并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組控制及變流技術(shù)、變槳距控制技術(shù)以及風(fēng)電場(chǎng)集中和遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等較成熟，還有一些特色研究工作包括：風(fēng)/光互補(bǔ)、風(fēng)/柴系統(tǒng)及其控制逆變技術(shù)、控制逆變技術(shù)等。

光伏發(fā)電

光伏發(fā)電具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單以及維護(hù)方便等特點(diǎn)，應(yīng)用面較廣，現(xiàn)在全球裝機(jī)總?cè)萘恳呀?jīng)開始追趕傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電。太陽能發(fā)電主要分為并網(wǎng)電源系統(tǒng)和離網(wǎng)電源系統(tǒng)，目前大規(guī)模使用的主要是并網(wǎng)系統(tǒng)，一般包括光伏電池組件、光伏逆變器、配電柜、監(jiān)控系統(tǒng)等。其中光伏電池組件將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，光伏逆變器與風(fēng)能變流器類似，可以將光伏電池組件產(chǎn)生的不穩(wěn)定電能變成穩(wěn)定的電能并入電網(wǎng)。

我國(guó)光伏業(yè)正處在爆發(fā)式增長(zhǎng)期，中國(guó)大陸和臺(tái)灣的光伏電池廠商占全球總電池產(chǎn)量59%的份額。與風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈類似，除了最上游的化合物、硅片提純、加工外，我國(guó)已形成了較完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈，包括晶體硅、薄膜電池片及組件加工、光伏逆變器、系統(tǒng)集成、能源投資商等。

國(guó)內(nèi)高校對(duì)于光伏系統(tǒng)研究主要集中于工程應(yīng)用方面，合肥工業(yè)大學(xué)教育部光伏系統(tǒng)工程研究中心是我國(guó)迄今為止唯一的專門從事光伏系統(tǒng)技術(shù)研究的國(guó)家重要的科學(xué)研究基地，掛靠合肥工業(yè)大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院，主要從事光伏組件建模及仿真、光伏逆變器設(shè)計(jì)及控制、工程化應(yīng)用等研究工作，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合較好，承擔(dān)多個(gè)大型光伏電站設(shè)計(jì)工作。

海外院校

由于新能源行業(yè)涉及領(lǐng)域多、范圍廣，以及我國(guó)新能源行業(yè)開始起步，人才的缺乏已經(jīng)成為極為突出的問題，國(guó)家、社會(huì)、高校、企業(yè)都在積極努力培養(yǎng)這方面的人才，學(xué)生的擇校就業(yè)也因此變得十分靈活。同時(shí)，也因?yàn)閯倓偲鸩?，目前面臨的多是工程應(yīng)用技術(shù)類問題，因此我們的相關(guān)研究工作主要分布在中下游，從前面的介紹也可以看出，在新能源上游高端領(lǐng)域，由于技術(shù)壁壘很高，國(guó)內(nèi)的研究工作相對(duì)較少，但是可以選擇留學(xué)歐美高校，得到更進(jìn)一步的提高。

澳大利亞新南威爾士大學(xué)光伏研究中心，由有著“太陽能之父”之稱的馬丁·格林教授領(lǐng)導(dǎo)，專注光伏電池的研究，自上世紀(jì)80年代起，30年間畢業(yè)于新南威爾士大學(xué)光伏中心的中國(guó)留學(xué)生已經(jīng)撐起了中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的半壁江山。如今，在屈指可數(shù)的幾大領(lǐng)頭光伏企業(yè)中——尚德、中電光伏、英利、賽維LDK都有新南威爾士大學(xué)畢業(yè)生的身影，其科研實(shí)力可見一斑。

在歐洲，各國(guó)都十分重視新能源的開發(fā)利用。作為生態(tài)村理念的首創(chuàng)國(guó)，丹麥?zhǔn)悄茉磫栴}解決得最好的國(guó)家之一。早在2006年，我國(guó)就與丹麥簽署了“可再生能源”合作項(xiàng)目，國(guó)內(nèi)許多高校分別與丹麥高校開展聯(lián)系。丹麥奧爾堡大學(xué)能源技術(shù)學(xué)院在風(fēng)力發(fā)電、分布式發(fā)電、電力系統(tǒng)、電力電子及控制技術(shù)等領(lǐng)域有深入研究經(jīng)驗(yàn)，并且與許多國(guó)家和組織開展合作，產(chǎn)學(xué)研實(shí)力很強(qiáng)。特別是在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)突出，核心研究領(lǐng)域包括：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及風(fēng)電場(chǎng)的控制與監(jiān)測(cè)、仿真、設(shè)計(jì)、優(yōu)化。

隨著新能源技術(shù)發(fā)展以及各項(xiàng)政策效應(yīng)的逐步顯現(xiàn)，開發(fā)利用新能源的成本將明顯下降，為人類清潔能源利用和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)帶來歷史性機(jī)遇，新能源終將成為今后世界上的主要能源之一。

Tips：新能源材料與器件專業(yè)優(yōu)勢(shì)院校

文/南京航空航天大學(xué) 郭棟梁

該專業(yè)重點(diǎn)是研究與開發(fā)新一代高性能綠色能源材料、技術(shù)和器件（如通訊、汽車、醫(yī)療領(lǐng)域的動(dòng)力電源），發(fā)展“新能源材料”(新型鋰離子電池材料、新型燃料電池材料和新型太陽能電池材料)的學(xué)術(shù)研究方向。

新能源材料與器件專業(yè)設(shè)置，主要依托化學(xué)化工學(xué)院，跨能源科學(xué)、材料科學(xué)、化學(xué)等多個(gè)學(xué)科，擬培養(yǎng)能掌握新能源材料專業(yè)基本理論、基本知識(shí)和工程技術(shù)技能，掌握新能源材料組成、結(jié)構(gòu)、性能的測(cè)試技術(shù)與分析方法，了解新能源材料科學(xué)的發(fā)展方向，具備開發(fā)新能源材料、研究新工藝、提高和改善材料性能的基本能力的新能源材料專門人才。畢業(yè)生可在化學(xué)能源、太陽能及儲(chǔ)能材料等新能源材料領(lǐng)域從事科學(xué)研究與教學(xué)、技術(shù)開發(fā)、工藝設(shè)計(jì)等方面工作，也可繼續(xù)攻讀新能源材料及相關(guān)學(xué)科高層次專業(yè)學(xué)位。

新能源技術(shù)是21世紀(jì)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最具有決定性影響的五個(gè)技術(shù)領(lǐng)域之一，新能源材料與器件是實(shí)現(xiàn)新能源的轉(zhuǎn)化和利用以及發(fā)展新能源技術(shù)的關(guān)鍵。新能源材料與器件本科專業(yè)是適應(yīng)我國(guó)新能源、新材料、新能源汽車、節(jié)能環(huán)保、高端裝備制造等國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要而設(shè)立的，是由材料、物理、化學(xué)、電子、機(jī)械等多學(xué)科交叉，以能量轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)材料及其器件設(shè)計(jì)、制備工程技術(shù)為培養(yǎng)特色的戰(zhàn)略性新興專業(yè)。

高校特色：

華東理工大學(xué)

以半導(dǎo)體材料技術(shù)、化學(xué)電源技術(shù)、太陽電池技術(shù)等為特色。未來就業(yè)集中在光伏太陽能、新能源開發(fā)和利用以及半導(dǎo)體材料器件的設(shè)計(jì)、化學(xué)電池開發(fā)等。

東南大學(xué)

依托電子科學(xué)與技術(shù)大類專業(yè)背景，專業(yè)內(nèi)容側(cè)重光電子材料及其應(yīng)用方面，主要針對(duì)太陽能材料制備、檢測(cè)和應(yīng)用，可以拓展到生物能等其他新能源。

四川大學(xué)

篇（10）

微網(wǎng)是一種由負(fù)荷和各種微型電源共同組成的系統(tǒng)，它可以同時(shí)提供電能和熱量。光伏微網(wǎng)發(fā)電技術(shù)是介于離網(wǎng)型光伏發(fā)電和并網(wǎng)型光伏發(fā)電之間的前沿技術(shù)，既結(jié)合了兩種技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，又克服了并網(wǎng)型光伏發(fā)電只能將能量輸送到電網(wǎng)所帶來的缺陷，并且可以解決離網(wǎng)型光伏發(fā)電效率低下的問題，在國(guó)際上受到了廣泛的重視，有實(shí)際的研究?jī)r(jià)值。

1.微網(wǎng)逆變器的工作模式

1.1 并網(wǎng)工作模式

在太陽光照充足的情況下，微網(wǎng)逆變器一般工作于并網(wǎng)模式，除了保證本地重要負(fù)載正常工作外，還可把多余的電能輸送給電網(wǎng)，可等效于傳統(tǒng)的并網(wǎng)型逆變器。

根據(jù)控制對(duì)象的不同，并網(wǎng)逆變器的輸出控制方式有電壓控制和電流控制兩種，在逆變器與電網(wǎng)進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，電網(wǎng)可看作一個(gè)容量無窮大的交流電壓源，如果用電壓型控制，則與電網(wǎng)之間很容易產(chǎn)生環(huán)流，所以并網(wǎng)逆變器的輸出經(jīng)常采用電流型控制，只要將逆變器的輸出電流跟蹤電網(wǎng)電壓，同時(shí)設(shè)定輸出電流的大小，就可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定并網(wǎng)運(yùn)行，其控制方法相對(duì)簡(jiǎn)單，效果也較好。

1.2 離網(wǎng)工作模式

具有離網(wǎng)單獨(dú)運(yùn)行的能力是微網(wǎng)逆變器最重要的特點(diǎn)之一。當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，信號(hào)采樣電流檢測(cè)到電網(wǎng)故障，發(fā)出電網(wǎng)故障信號(hào)，經(jīng)過DSP處理，發(fā)出指令，微網(wǎng)逆變器切換到離網(wǎng)模式，通過斷開靜態(tài)開關(guān)，利用蓄電池的儲(chǔ)能，為本地重要負(fù)荷提供不間斷供電，保證重要負(fù)荷供電的可靠與穩(wěn)定。

微網(wǎng)逆變器離網(wǎng)運(yùn)行的輸出控制法也可分為電流型控制法和電壓型控制法。電壓型控制法一般是以輸出電容電壓作為受控目標(biāo)，整個(gè)系統(tǒng)可等效為一個(gè)內(nèi)阻很小的受控電壓源。只需要微網(wǎng)逆變器輸出與電網(wǎng)電壓同頻同幅的電壓信號(hào)，就可以滿足重要負(fù)荷在額定電壓下正常工作。

2.離網(wǎng)運(yùn)行模式控制策略分析

逆變器獨(dú)立運(yùn)行控制系統(tǒng)電路框圖如圖1所示，圖中采用的是電壓閉環(huán)控制方法。電壓閉環(huán)控法是用給定電壓與輸出負(fù)載電壓的實(shí)時(shí)值進(jìn)行比較，兩者的差值經(jīng)PI控制器調(diào)節(jié)，PI控制器輸出再與正弦波比較，最后輸出PWM信號(hào)去驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)器件來改變逆變器橋的開關(guān)狀態(tài)。

電壓控制策略的控制對(duì)象雖然是輸出電壓，但是由于逆變器在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，一般通過調(diào)節(jié)輸出電流以達(dá)到其輸出功率調(diào)節(jié)的目標(biāo)。在這種并網(wǎng)控制策略下，主要是通過模擬或數(shù)字采樣得到逆變器輸出電流的大小，一般以其平均值作為反饋量來控制輸出電壓的大小。狀態(tài)空間平均法是基于輸出頻率遠(yuǎn)小于開關(guān)頻率的情況下，在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，用變量的平均值代替其瞬時(shí)值，從而得到連續(xù)狀態(tài)空間平均模型。建立頻域傳遞函數(shù)，其中為電感，為電容，則有負(fù)載電壓和逆變器輸出電壓的關(guān)系為：

（1）

采用SPWM調(diào)制時(shí)，逆變器輸出電壓的基波幅值U可以表示為：

（2）

其中為正弦參考波幅值，為三角載波幅值，M為調(diào)制比，其中在SPWM中，載波頻率遠(yuǎn)高于輸出頻率時(shí)，由式（1）可將逆變橋看成一個(gè)比例環(huán)節(jié)，比例系數(shù)可以表示為，則：

（3）

即為微網(wǎng)逆變器離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)輸入和輸出的傳遞函數(shù)。

3.并網(wǎng)運(yùn)行模式控制策略分析

逆變器并網(wǎng)運(yùn)行控制系統(tǒng)電路框圖如圖2所示，圖中采用的是瞬時(shí)電流比較法。該控制策略是將并網(wǎng)逆變器的輸出電流與參考電流比較后，通過PID調(diào)節(jié)，再與高頻三角波進(jìn)行比較，從而生成SPWM信號(hào)來控制逆變器的輸出電流。

在逆變器并網(wǎng)運(yùn)行模式下，如果輸出電流的采樣系數(shù)取值適當(dāng)，正弦參考波和三角波的取值可與獨(dú)立運(yùn)行模式下相同，當(dāng)逆變器的最大輸出功率為，并網(wǎng)工作時(shí)市電電壓有效值為220V，則其額定輸出電流峰值為，正弦波的幅值為。

4.仿真

本論文對(duì)5kW光伏微網(wǎng)逆變器利用Matlab進(jìn)行系統(tǒng)仿真，將前級(jí)MPPT部分輸出的電壓看成一個(gè)恒壓源，設(shè)置直流母線電壓峰值為一恒定值。

4.1 離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的仿真

離網(wǎng)模式運(yùn)行時(shí)，將系統(tǒng)的仿真參數(shù)設(shè)計(jì)如下：輸入直流電壓：350V，電網(wǎng)電壓：220VAC，額定負(fù)載：9.6Ω，額定輸出電流：22.7A，額定輸出功率：5KW，并網(wǎng)電流基波頻率：50HZ，開關(guān)頻率：20KHZ，L=1mH，R=10Ω，發(fā)C=10μF，PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)：KP=10，KI=2。得到仿真結(jié)果如下。

從圖3可以看出，微網(wǎng)逆變器離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，負(fù)載電壓波形有效值為220V，頻率為50Hz，負(fù)載電流波形與電壓波形同頻同相。從圖4中可以看出，在0.06s負(fù)載從零變成滿載時(shí)，電壓波形出現(xiàn)短暫的跌落；而電流波形，則發(fā)生跳變。

4.2 并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的仿真

并網(wǎng)模式運(yùn)行時(shí)，采用基于SPWM三角波比較法控制，通過改變調(diào)制比M，穩(wěn)定重要負(fù)荷的電壓。利用MATLAB中的Simulink軟件，建立了單相逆變器電壓閉環(huán)仿真電路。PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)：Kp=20，Ki=0.1，KD=0.001。

從圖5可以看出，微網(wǎng)逆變器并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，負(fù)載電流波形與電壓波形同頻同相，圖6可以看出，在0.05s負(fù)載突變時(shí)，負(fù)載電壓波形穩(wěn)定，電流波形發(fā)生跳變。

4.3 兩種模式進(jìn)行切換仿真

從圖7可以看出，在0.1s從離網(wǎng)切換到并網(wǎng)模式時(shí)，負(fù)載電壓和電流波形沒有變化，波形平滑?？梢姡诹泓c(diǎn)時(shí)刻微網(wǎng)逆變器從離網(wǎng)模式切換到并網(wǎng)模式，可以有限地減小環(huán)流。從圖8可以看出，在0.1s從離網(wǎng)切換到并網(wǎng)模式時(shí)，負(fù)載電壓和電流波形沒有變化，只是在切換點(diǎn)附近，稍微有些毛刺。

5.總結(jié)

本論文對(duì)光伏微網(wǎng)逆變器的并網(wǎng)運(yùn)行和離網(wǎng)運(yùn)行雙模式的控制策略進(jìn)行了詳細(xì)分析和研究，針對(duì)其實(shí)際工作情況，確定了在并網(wǎng)工作模式下的瞬時(shí)電流控制策略和在離網(wǎng)工作模式下的電壓閉環(huán)控制策略。并對(duì)并網(wǎng)和離網(wǎng)模式以及兩種模式之間的相互切換進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果皆驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的正確性與可行性，并具有較好的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。

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