嵌入式系统的发展趋势

嵌入式系统的发展趋势（精选10篇）

1.嵌入式系统的发展趋势 篇一

基于DSP+FPGA的嵌入式图像处理系统的发展的论文

引 言

伴随着图像处理技术的快速发展，图像处理系统的性能需求也在不断提高，特别是在实时性上的要求。基于PC或者工作站的图像处理系统，常常不是一个可行的选择，原因如下：应用对处理时间要求苛刻;CCD摄像机数据量太大。另外，这类系统的资源有效利用率较低，体积大而笨重，功耗高，不适合便携式应用场合。

DSP是一种基于指令和代码的流水线处理器，具有强大的数据处理能力和较高的运行速度，采用C/C++或者线性汇编语言编程，可以支持复杂的算法处理，而FPGA则属于真正的并行架构，不同的处理操作无需竞争相同的资源，每个处理任务都可以不受其他逻辑块的影响自主运行，因此FPGA具有强大的并行处理能力，其现场可编程的属性也带来了更大的灵活性，但是，FPGA不擅长复杂的算法处理和逻辑控制。本文基于DSP+FPGA架构构建了一个嵌入式图像处理系统，使得DSP和FPGA可以发挥各自的特长，协同处理，与单独采用DSP或FPGA的系统相比，本系统具有更强大的数据处理能力，且更灵活、更通用。

1.系统架构

本系统采用DSP+FPGA架构，原理方框图如图1所示，其中DSP芯片采用TI公司单核最高性能的TMS320C6455(简称C6455)芯片作为核心处理器，负责完成视频图像的复杂算法处理，FPGA芯片采用Altera公司的Cyclone Ⅲ系列芯片EP3C55，FPGA作为DSP的协处理器，负责完成图像的采集、显示和传输等辅助功能，使得DSP可以专注于算法处理。

DSP和FPGA之间通过32位EMIF接口实现了高速同步无缝互联， 由图1可知，本系统的动态存储器均采用DDR2 SDRAM，其中C6455所带2片DDR2存储器用来存储图像和算法数据，为C6455处理大数据量、复杂算法提供了保证。FPGA所带2片DDR2存储器用来存储捕捉的Camera图像数据，以便VGA显示和DSP读取。FPGA采集的图像数据可通过EMIF和EDMA从FPGA所带的DDR2存储器搬运到DSP所带的DDR2存储器。

图1 系统方框图

2.FPGA设计

本文FPGA的主要功能围绕着DDR2存储器的.读写，如图2所示。

图2 FPGA的主要功能模块图

相机负责向缓冲区写数据，VGA显示和DSP负责从缓冲区读数据。本文中的DDR2控制器工作于Full?rate模式下，需要向DDR2 driver提供2倍数据宽度，即64 b数据。本文对每个读写数据通道，使用独立的FIFO进行不同时钟域之间的数据传输。从CameraLink相机的LVDS接收器解码得到8 b图像数据，在向Write FIFO写之前，需要按8 B进行打包处理，合并为64 b数据;而发向VGA显示的数据在从Read FIFO中读出后，需要先经过拆包处理，得到8 b图像数据后才能送给VGA Controller;从Capture FIFO读出的数据发送给DSP之前也要经过拆包处理，将64 b数据拆为2个32 b数据后，才能发送给EMIFA，进行传输。为方便可视化验证算法处理结果，DSP算法处理结果可以通过McBSP发送给FPGA，FPGA接收到数据，将其转换为可视的屏幕位置送给VGA Controller，在屏幕上进行叠加显示。

本系统应用于近红外图像处理领域，采用的CameraLink相机输出分辨率为1 024×768，帧率为30 f/s，而一般的液晶显示器刷新频率为60 Hz，为了将捕捉到的相机数据显示出来，需要将30帧图像插帧为60帧，但是显示时钟与相机时钟并不是同源时钟，其帧率并不是严格的两倍关系，这种相机和显示之间的异步时序关系如图3所示，所以不能简单地将一帧图像显示2次;同时，本系统的近红外图像算法处理时间根据图像的不同而具有不确定性，并非每帧图像都能在一个帧周期内处理完成。基于这两个因素，本系统没有采用常规的乒乓缓冲处理方式，而是采用了三重缓冲解决了这两个问题。

图3 相机和显示的异步时序关系

所谓三重缓冲，也即在DDR2存储器内开辟了三个缓冲：BufferA，BufferB和BufferC。其中，读写操作各占一个缓冲区，第三个存储区作为中转，先不考虑DSP从缓冲区读数据。

三重缓冲的示意图如图4所示，假设当前缓冲区BufferA正在进行写操作，缓冲区BufferB正在进行读操作，缓冲区BufferC则有2种可能：已写满(FULL)和已读完(EMPTY)两个状态。此时，如果需要进行读写翻页操作，即读复位信号或写复位

信号有效时，DDR2驱动程序可按不同情况给出不同的操作，如表1所示。

例如，当读复位信号有效，写复位信号无效时，说明缓冲区BufferA尚未写满，而缓冲区BufferB已经读完，此时，需要查询缓冲区BufferC的状态，如果缓冲区BufferC处于“FULL”状态，则读缓冲区将由当前的缓冲区BufferB改为缓冲区BufferC，并将缓冲区BufferB设置为“EMPTY”状态;如果缓冲区BufferC处于“EMPTY”状态，则将重新读取缓冲区BufferB。

图4 三重缓冲的示意图

表1 三重缓冲的决策表

再考虑DSP从缓冲区读数据的情况，为保证DSP任意时刻开始读数据，总能读到最新的数据，本文使用图像的场信号FVAL下降沿作为触发，定位DSP读数据的缓冲区地址，如果在下一个FVAL下降沿之前DSP始终未开始读数据，则在新的FVAL下降沿时刻重新定位缓冲区地址，反之，如果DSP开始读数据了，即使在FVAL下降沿未能读完，也会继续读，直到DSP读完数据，再重新定位缓冲区地址，按本文设计的方案，DSP会在很短的时间内完成读数据任务，而如果在两个FVAL内，DSP一直未完成读任务，则认为发生了错误，读控制器会进行复位矫正。

DDR2驱动的读写控制以显示的行信号HD为周期，周期性查询是否需要进行读写操作。其状态转移示意图如图5所示。

图5 DDR2读写控制的状态机

SignalTap Ⅱ Logic Analyzer是Quartus Ⅱ自带的嵌入式逻辑分析仪，与ModelSim软件仿真有所不同，是在线式仿真，可以实时捕捉和显示信号变化。图6所示是本文用SignalTap Ⅱ捕捉到的数据波形。

图6 SignalTap Ⅱ波形图

3.C6455软件设计

本文C6455的软件基于TI提供的抢占式多线程实时内核DSP/BIOS进行开发，网络部分使用了NDK开发套件，为了实现通过网络发送图像数据给计算机和接收来自计算机的图像数据，使用了面向无连接的UDP协议，相比TCP协议，UDP速度更快，更适合应用。C6455软件主要包含三个部分：实时性最高的硬件中断线程(HWI);采集线程和两个任务线程(TSK);处理线程和通信线程，流程图如图7所示。

图7 C6455程序流程图

4.实验结果

本文提出的基于DSP+FPGA的图像处理系统，已经通过实验验证。图8展示了本系统图像处理算法连续运行500个周期的统计结果，图中实线为连续10个相邻离散点的平均值。由图8可见，本系统既可以使算法在超过一个图像帧周期的时间内运行，又可以使连续一段时间内平均的执行时间近似为图像帧周期。本系统满足了数据量大，算法复杂度高的系统需求，相比乒乓缓冲，本文所提出的三重缓冲具有更快的响应速度。

2.嵌入式系统的发展趋势 篇二

嵌入式系统一般指非PC系统,有计算机功能但又不称之为计算机的设备或器材。它是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件是可裁剪的,适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统一般由嵌入式硬件和软件组成,且软件和硬件是紧密集成在一起的。硬件是以嵌入式微处理器为核心,集成存储器和系统专用的输入/输出设备;软件包括初始化代码及驱动、嵌入式操作系统和应用程序等,这些软件有机地结合在一起,形成系统特定的一体化软件。

1.1 历史与现状

虽然嵌入式系统是近几年才开始真正风靡起来的,但事实上嵌入式这个概念却很早就已经存在了,从1970年代单片机的出现到今天各种嵌入式微处理器、微控制器的广泛应用,嵌入式系统少说也有了近30年的历史。纵观嵌入式系统的发展历程,大致经历了以下四个阶段:1)无操作系统阶段(系统的出现与兴起最初的应用是基于单片机的);2)简单操作系统阶段(面向I/O设计的微控制器的出现);3)实时操作系统阶段(4位,8位,16位微处理器芯片逐步让位于32位嵌入式微处理器芯片);4)面向Internet阶段(嵌入式技术与Internet技术的结合正在推动着嵌入式技术的飞速发展,嵌入式系统的研究和应用产生了如下新的显著变化)

1.2 嵌入式系统特点和分类

嵌入式系统同通用的计算机相比有以下特点:1)嵌入式系统通常是形式多样的面向特点应用的软硬件综合体2)嵌入式系统得到多种处理器类型和体系结构的支持3)嵌入式系统通常极其关注成本4)嵌入式系统有实时性和可靠性的要求5)嵌入式系统使用的操作系统一般是适应多种类型处理器、可裁减、轻量型、实时可靠和可固化的嵌入式操作系统6)嵌入式系统的开发需要专门工具和特殊方法。

嵌入式系统可按嵌入式处理器的位数,应用,实时性和软件结构等原则进行分类:按嵌入式处理器的位数可分为4位,8位,16位,32位和64位;按应用来可分为信息家电类,移动终端类,通信类,汽车电子类和工业控制类;按实时性可分为嵌入式实时系统和嵌入式非实时系统;按嵌入式软件结构可分为循环轮询系统,前后台系统,单处理器多任务系统以及多处理器多任务系统。

2 嵌入式硬件系统

嵌入式系统的硬件部分,包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。嵌入式系统有别于一般的计算机处理系统,它不具备像硬盘那样大容量的存储介质,而大多使用EPROM、EEPROM或闪存(Flash Memory)作为存储介质。软件部分包括操作系统软件(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。应用程序控制着系统的运作和行为;而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。

2.1 嵌入式处理器

嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。嵌入式微处理器一般具备4个特点:一是对实时和多任务有很强的支持能力,能完成多任务并且有较短的中断响应时间,从而使内部的代码和实时操作系统的执行时间减少到最低限度;二是具有功能很强的存储区保护功能,这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化,而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用,需要设计强大的存储区保护功能,同时也有利于软件诊断;三是可扩展的处理器结构,以能迅速地扩展出满足应用的高性能的嵌入式微处理器;四是嵌入式微处理器的功耗必须很低,尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此,功耗只能为m W甚至μW级。

2.2 总线

总线是指一组进行互连和传输信息(指令、数据和地址)的信号线,是连接系统各个部件的桥梁。采用总线结构便于部件和设备的扩充,尤其是制定了统一的总线标准后更容易使不同的设备之间实现互连。

嵌入式系统的总线一般分为片内总线和片外总线。片内总线就是嵌入式微处理器内的CPU与片内其他部件连接的总线;片外总线集成在嵌入式为处理器内或外接芯片扩展上,用于连接外部设备。现在ARM的片内总线AMBA和片外总线PCI总线近几年已在嵌入式系统广泛应用。

2.3 存储器

嵌入式系统的存储器分三种:高速缓存Cache、主存(片内和片外)和外存。

高速缓冲存储器中存放的是当前使用最多的程序代码和数据,即主存中部分内容的副本。主存是处理器能直接访问的存储器,用来存放系统和用户的程序和数据。嵌入式系统的主存可位于处理器内和处理器外。片内存储器存储容容量小、速度快;片外存储器容量大。外存是处理器不能直接访问的存储器,用来存放用户的各种信息,容量大,存取速度相对于主存要慢的多,但它可以用来长期保存用户信息。

2.4 输入/输出接口和设备

嵌入式是面向应用的,不同的应用所需的接口和外设不同。在嵌入式系统中通常大多数接口和部分外设已经集成到嵌入式处理器上,如Timer,RTC,UART,USB,A/D,D/A,DMA控制器和终端控制器等等。

3 嵌入式软件系统

嵌入式软件就是嵌入在硬件中的操作系统和开发工具软件,它在产业中的关联关系体现为:芯片设计制造→嵌入式系统软件→嵌入式电子设备开发、制造。

嵌入式软件与嵌入式系统是密不可分的,嵌入式系统是“控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置”,就是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成,用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。而嵌入式软件就是基于嵌入式系统设计的软件,它也是计算机软件的一种,同样由程序及其文档组成,可细分成系统软件、支撑软件、应用软件三类,是嵌入式系统的重要组成部分。

嵌入式软件是计算机软件的一种。它有以下特点:规模小,开发难度大;快速启动,直接运行;实时性和可靠性高;程序一体化;开发平台和运行平台各不相同。

3.1 嵌入式软件分类

1)嵌入式操作系统:嵌入式操作系统EOS(Embedded Operating System)是一种用途广泛的系统软件,过去它主要应用于工业控制和国防系统领域。现在国际上有名的嵌入式操作系统有Windows CE、Palm OS、Linux、Vx Works、p SOS、QNX、OS-9、Lynx OS等,已进入我国市场的国外产品有Wind River、Microsoft、QNX和Nuclear等。

2)嵌入式支撑软件:支撑软件是用于帮助和支持软件开发的软件,通常包括数据库和开发工具,其中以数据库最为重要。国际上主要的嵌入式移动数据库系统有Sybase、Oracle等。

3)嵌入式应用软件:嵌入式应用软件是针对特定应用领域,基于某一固定的硬件平台,用来达到用户预期目标的计算机软件。

3.2 嵌入式软件的特点

1)嵌入式软件具有独特的实用性。

嵌入式软件是为嵌入式系统服务的,这就要求它与外部硬件和设备联系紧密。嵌入式系统以应用为中心,嵌入式软件是应用系统,根据应用需求定向开发,面向产业、面向市场,需要特定的行业经验。每种嵌入式软件都有自己独特的应用环境和实用价值。

2)嵌入式软件应有灵活的适用性。

嵌入式软件通常可以认为是一种模块化软件,它应该能非常方便灵活的运用到各种嵌入式系统中,而不能破坏或更改原有的系统特性和功能。首先它要小巧,不能占用大量资源;其次要使用灵活,应尽量优化配置,减小对系统的整体继承性,升级更换灵活方便。

3)嵌入式软件发展趋势

进入20世纪90年代以来,以计算机技术、通信技术和软件技术为核心的信息技术取得了更加迅猛的发展,各种装备与设备上嵌入式计算与系统的广泛应用大大地推动了行业的渗透性应用。嵌入式系统被描述为:“以应用为中心、软件硬件可裁剪的、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格综合性要求的专用计算机系统”,由嵌入式硬件和嵌入式软件两部分组成。硬件是支撑,软件是灵魂,几乎所有的嵌入式产品中都需要嵌入式软件来提供灵活多样、而且应用特制的功能。由于嵌入式系统应用广泛,嵌入式软件在整个软件产业中占据了重要地位,并受到世界各国的广泛关注;如今已成为信息产业中最为耀眼的“明星”之一。

4)嵌入式操作系统

嵌入式操作系统是一种支持嵌入式系统应用的操作系统软件,它是嵌入式系统(包括硬、软件系统)极为重要的组成部分,通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等Browser。嵌入式操作系统具有通用操作系统的基本特点,如能够有效管理越来越复杂的系统资源;能够把硬件虚拟化,使得开发人员从繁忙的驱动程序移植和维护中解脱出来;能够提供库函数、驱动程序、工具集以及应用程序。与通用操作系统相比较,嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。

5)嵌入式操作系统的发展

嵌入式操作系统伴随着嵌入式系统的发展经历了四个比较明显的阶段。第一阶段是无操作系统的嵌入算法阶段;第二阶段是以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统;第三阶段是通用的嵌入式实时操作系统阶段,是以嵌入式操作系统为核心的嵌入式系统;第四阶段是以基于Internet为标志的嵌入式系统,这是一个正在迅速发展的阶段。

4 嵌入式内核基础

嵌入式操作系统一般由内核、嵌入式TCP/IP网络系统、嵌入式文件系统等组成。内核是嵌入式操作系统的基础,也是必备的部分。它提供任务管理、内存管理、通信、同步与互斥机制、中断管理、时间管理及任务扩展等功能。内核还提供特定的应用编程接口,但目前没有统一的标准。具体来讲,嵌入式内核功能包括以下几方面:

4.1 任务管理

内核的核心部分,具有任务调度、创建任务、删除任务、挂起任务、解挂任务、设置任务优先级等功能。通用计算机的操作系统追求的是最大的吞吐率,为了达到最佳整体性能,其调度原则是公平,采用Round-Robin或可变优先级调度算法,调度时机主要以时间片为主驱动。而嵌入式操作系统多采用基于静态优先级的可抢占的调度,任务优先级是在运行前通过某种策略静态分配好的,一旦有优先级更高的任务就绪就马上进行调度。

4.2 内存管理

嵌入式操作系统的内存管理比较简单。通常不采用虚拟存储管理,而采用静态内存分配和动态内存分配(固定大小内存分配和可变大小内存分配)相结合的管理方式。有些内核利用MMU机制提供内存保护功能。通用操作系统广泛使用了虚拟内存的技术,为用户提供一个功能强大的虚存管理机制。

4.3 通信、同步和互斥机制

这些机制提供任务间、任务与中断处理程序间的通信、同步和互斥功能。一般包括信号量、消息、事件、管道、异步信号和共享内存等功能。与通用操作系统不同的是,嵌入式操作系统需要解决在这些机制的使用中出现的优先级反转问题。

4.4 中断管理

一般具有以下功能:安装中断服务程序;中断发生时,对中断现场进行保存,并且转到相应的服务程序上执行;中断退出前,对中断现场进行恢复;中断栈切换;中断退出时的任务调度

4.5 时间管理

提供高精度、应用可设置的系统时钟,该时钟是嵌入式系统的时基,可设置为十毫秒以下。提供日历时间,负责与时间相关的任务管理工作如任务对资源有限等待的计时、时间片轮转调度等,提供软定时器的管理功能等。通用操作系统的系统时钟的精度由操作系统确定,应用不可调,且一般是几十个毫秒。

4.6 任务扩展功能

任务扩展功能就是在内核中设置一些Hook的调用点,在这些调用点上内核调用应用设置的、应用自己编写的扩展处理程序,以扩展内核的有关功能。Hook调用点有任务创建、任务切换、任务删除、出错处理等。

5 嵌入式系统的发展趋势

以信息家电为代表的互联网时代嵌入式产品,不仅为嵌入式市场展现了美好前景,注入了新的生命;同时也对嵌入式系统技术,特别是软件技术提出新的挑战。这主要包括:支持日趋增长的功能密度、灵活的网络联接、轻便的移动应用和多媒体的信息处理,此外,当然还需对付更加激烈的市场竞争。

面对这些需求,嵌入式系统的主要发展趋势还有以下几点:一是形成行业标准———行业性嵌入式软硬件平台的趋势;二是SOC将成为应用主流的趋势;三是嵌入式应用软件的开发需要强大的开发工具和操作系统的支持;四是嵌入式系统联网成必要趋势;五是嵌入式系统向新的嵌入式计算模型方向发展。

参考文献

[1]Wolf W.嵌入式计算系统设计原理[M].孙玉芳,译.北京:机械工业出版社,2002.

[2]Berger A.嵌入式系统设计[M].吕骏,译.北京:电子工业出版社,2002.

[3]刘乙成,周祖成,陈尚松.SOC片上总线技术的研究[J].半导体技术,2003,28(2).

[4]刘鑫,周金莲.CompactPCI总线工控机技术的现状与应用[J].电子技术应用,2002(7).

3.浅谈嵌入式系统的应用与发展 篇三

关键词 嵌入式系统 嵌入式CPU 嵌入式操作系统 消费类电子产品

中图分类号：TP273 文献标识码：A

嵌入式计算系统在一般情况下不运用在通用计算机，我们通常所说的固件就是在运行中固化的软件，用户最终是很难或者根本不可能改变固件，操作系统和应用软件集成到计算机的硬件系统中，形成系统的应用软件和系统硬件集成。嵌入式系统软件具有代码少，高度自动化，响应快等特点，特别是适合于实时和多任务处理的情况下。相比与通用计算机系统，嵌入式系统的低功耗，高可靠性，功能强大，性能价格比高，实时，多任务处理，占用空间小，效率高，应用程序特定，可灵活定制就非常占据优势。

1 嵌入式系统中的应用现状

就目前而言，中国嵌入式系统市场进入快速增长期。在过去几年和未来几年，为几乎所有的电子设备的嵌入式系统的发展注入了新的活力，由于飞速发展的互联网趋势和微处理器以廉价的形式出现使嵌入式系统在我们日常的生活中形成一个更大的应用领域。中国嵌入式系统的主要客户集中在消费电子，通信，医疗，安防等行业。中国目前的嵌入式系统市场，几大热点应用领域包括：汽车和电力系统的电源管理，高清晰度数字电视和数字机顶盒，智能手机与智能工业设备，终端和联网能力。嵌入式工业设备将融入更多的智能功能，如通信和网络，并在汽车电子市场，医疗电子市场，机械和电子产品市场，视频电子市场和数码电子产品市场已越来越广泛的应用。

1.1 消费类电子产品

环球资源2004年联合研究，这项报告显示，在亚太地区的嵌入式系统最迫切的需求行业是消费电子行业。近年来FPGA技术的飞速发展和广泛的应用程序和嵌入式消费类电子产品。全球数字和高清晰度广播和电视传输标准，游戏和多媒体娱乐系统，液晶和等离子显示技术，家庭DVR和DVD-W技术，汽车驾驶室娱乐系统和GPS导航系统，信息，通信和安全系统及其他持续上升的需求和应用，标志着前者在消费类电子产品是普遍深入人们的生活。

1.2 汽车和动力系统，智能电源管理技术

随着搭载CPU的汽车电子设备要求电源电压变得更加多样化，需要更低的电压和更强大的功能，电源管理也变得越来越重要，电源管理的要求也在不断变化。汽车电子设备变得更大，屏幕分辨率变高，但在同一时间，其规模要小得多。所有这些新的应用程序将需要高集成度，高性能，高效率的电源管理。车载电源延长便携式设备的电池寿命，它也需要设法消除自动开关电源敏感电路的干扰。电力系统，变电站点多面广，以及减员增效适应现代管理要求的，有很大一部分的无人值守变电站，同时也为基于嵌入式Web服务器的配置管理技术的设备提供了良好的条件。可以大大减少劳动力，设备运行，设备管理，及时了解变电站运行信息，设备故障的处理也更迅速和有效。随着国家电网的发展，基于嵌入式Web服务器设备的维护比基于传统的拨号远程维护方法更有利。

1.3 工业控制嵌入式设备

全球各行业各领域迅速发展时，在中国工业控制领域，医疗电子市场，与国民生产总值，机械和电子产品市场，视频和数码电子产品市场的电子产品市场，航空航天，运输相关的嵌入式应用程序也快速增长起来。近年来，嵌入式网络解决方案，已经发生了重大的变化：首先是小设备，如手持式扫描仪；其次是具有更高的网络传输速度和便携无线功能要求；需求再度降低功耗；最后需要进行数据安全和加密。

2 嵌入式系统的发展趋势

（1）根据行业和领域不同的发展阶段来看，嵌入式应用软件开发时需要对此进行配套相同能力的开发工具和操作系统支持。随着互联网技术的日趋成熟，随着带宽的增加，ICP和ASP提供的信息内容在互联网上越来越丰富，形式多样的应用项目。在为了满足应用程序升级功能，设计师不仅需要越发强大的嵌入式处理器，如32，64R工人SC芯片或信号处理器DSP增强处理能力；还需要采用实时多任务编程技术和交叉开发工具技术来控制嵌入式系统功能的复杂性，从而达到简化设计应用程序，以此来确保软件的质量和缩短软件的开发周期。

（2）网络发展已经成为一个必然的趋势，以满足嵌入式的分布式处理架构和应用程序的访问，在二十一世纪的需要配备标准要求的嵌入式系统中，一个或多个网络通信接口。外部网络的要求，配备必要的通信接口，相应的需要TCP/IP协议套件的软件支持，还需要提供相应的通信网络协议软件和物理层驱动软件的嵌入式设备。

（3）嵌入式产品设计师在设计时要考虑到嵌入式系统支持小型电子设备体积小，微功耗，成本低等性能，内存容量的限制和复用接口芯片。因此，设计嵌入式产品需要经验丰富的软件人才，也需要发展先进的嵌入式软件技术，如Java，Web和WAP等等。

参考文献

[1] 张连明.嵌入式系统设计与开发[J].现代电子技术，2003.

4.压力机液压系统的发展趋势 篇四

德国Wickert机器制造股份有限公司在液压系统的革新中一直处于领先地位，从其在新一代压力机液压系统中所做的改进和补充中就可见一斑。

现代压力机液压系统的改进和补充

真空室压力机新型液压系统的特点是：

● 采用压力和回转角控制的电液压轴向柱塞泵提高了可重复性。

● 所有标准运行功能均可自由选择力和速度。

● 通过提高运行速度缩短了机器循环周期。

● 采取有效的过滤提高了运行安全性。

● 采用无泄漏连接技术提高了密封性。

● 降低工作压力提高了单个部件的寿命。

● 改善了对液压系统的维护。

● 供货时间短——通过液压系统的标准化达到了最大的灵活性;

● 通过有针对性的选择部件降低了运行噪声。

为了能够达到始终如一的高质量，可重复性极为重要。采用具有封闭式压力调节回路的最现代化的泵，用户可以在15～280bar(1bar=105Pa)的压力范围内，达到±0.75bar的压力控制精度，对于一台5000kN的压力机来说，这相当于±15kN的力公差。

良好的可重复性保证质量

此外，还可以在连续铸造的压铸过程中使用具有同样高精度的恒定力。同时，还可以根据制造过程的不同，选择使用上升的或者下降的动力曲线。之所以能够做到这一点，是因为专门为Wickert公司研制了卸压组件。在负载下的位移停止精度方面，不久前所做的试验达到了±0.01 mm的停止精度，这反应了调节系统的动作之快。速度控制或流量调节是经过对泵的偏转角控制进行的，而泵的偏转角是利用位移传感器进行测量的。从0到最大供给容量的调节速度约为60m/s。

另一个重要的标准是程序的可移植性。程序的可移植性是指机器Ⅰ上的模具A可以同样精确地在机器Ⅱ或机器Ⅲ上工作。因而必须保证泵的基本调节绝对一致，通过在安装调试运营时投入的测量工作可以保证这一点。测量液压参数及其后续处理情况，是确保调试运营和故障排除的基础。所以说，采用现代化的辅助工具进行系统的故障查找，对于今天的售后服务技术人员来说是不可或缺的。

过程迅速运行中如开关的阀门、汽缸的冲程、压力的最大值、差压的变化和流量的变化，都可以同时进行测量和分析处理。所有液压系统的参数，如压力、差压、流量和液压功率，都可以进行测量、显示、存储和继续处理。动态存储管理装置可确保对压力峰值的测量在1s内的扫描速率达1000个测量，

一个图表中可以显示 16个不同的曲线。曲线的推移可以对液压系统进行精确的分析。

通过在标准状态下对光学系统、力和速度的自由预选，用户还可以在操作器上对排出力或分离力进行调节并将其存诸起来，不需要在液压系统上进行调节。对速度、压力和位移情况的所有输入均可在操作台上进行。通过对压力和流量的调节，还可以对功能进行事后补充，只要这些功能无需与当前的运动同时进行。

另一个重要之处是，通过提高运行速度缩短了机器的周期循环。由于采用了相应快速调节系统的泵，SPS中循环周期明显缩短，这样的速度在几年前也还只是梦想。在冲程较短时的打开和闭合速度也可以达到300mm/s，通过对加速度和延迟坡度的编程，可以毫无问题地做到这一点。移动工作台的速度最大达到 500mm/s，而压力机不会产生振动。

在购进新型结构系列的机器时，液压系统有两种功率级可供选择，比如WKP 3000 S型合模力为3000kN的Wickert公司压缩压力机是柱型结构系统，可用这种汽缸进行预变形处理;又如采用WKP 8000 S型压力机，在速度为100 mm/s时可以产生600kN的力。由初压到主压级的转换视压力而定，这样可以避免压力路径过长，由此可以达到秒级的节省时间。

空气过滤器防止介质污染

如今，有效的过滤比以前任何时候都更成为液压系统发挥正常功能的关键所在。为了保证功能正常，避免各种液压设备的磨损，需要严格遵守有关纯度等级的规定。根据经验，液压设备上过早出现的故障有半数以上的原因在于液压液体被污染。Wickert公司的机器装有三重过滤，其组成有空气过滤器、压力过滤器和回流反冲过滤器。压力过滤器和回流反冲过滤器上装有电子污染显示器。

以抽吸法工作的全液压机器，正确确定空气过滤器的规格对压力介质长期保持纯度具有决定性的意义。例如在WKP 500型设备上，冲程为5000mm时空气流量大约为3530l/min。过滤器的精度绝对值为10μm或5μm。

压力过滤器可防止污染微粒进入液压系统中。通过控制压力曲线的下降和管道系统去减压，以避免出现减压冲击，因而有必要采用可转换的压力过滤器。这就是说，必须能够向泵的方向流注，而不必冲洗过滤器元件。回流反冲过滤器的任务是，在某个构件损坏时，比如某个阀门或某个汽缸损坏时，防止由此产生的微粒进入到油箱里。这样可以保证使别的液压部件，比如泵不再被损坏。

一套设备的密封性是无故障工作的基本前提。在这方面该公司采取了如下措施，以满足客户的需求：

(1)改用扩管式管接头及软密封元件。密封采用的是O形环，这样在压力交变负荷时也能保证有很强的密封作用(不仅在压力侧采用扩管式管接头，而且在回流系统中也采用这种管接头，这是Wickert公司产品的商品标志)。

(2)基本放弃使用软管道。只有在由于振动，比如在泵上或由于汽缸的运动而有必要的地方才使用软管道。因为软管道容易自然老化，故其使用期限有限。所以软管道一般每6年更换一次。可重复性高，可自由选择力和速度;有效的过滤明显提高了运营的安全性;低工作压力延长使用寿命。

5.嵌入式系统的发展趋势 篇五

韦荣婷

南京信息工程大学会计学，南京 210044

摘要：随着计算机以及科学技术的发展，企业资源计划ERP 信息管理系统经过不断的发展与完善，已经成为目前各个企业管理的主要软件工具，成为企业资源信息化、智能化管理的主流软件，ERP信息管理系统已经是目前最先进的企业管理技术与模式的代表，未来的ERP 信息管理系统将向着更完善、更智能化的方向发展，本课题主要的研究内容是ERP信息管理系统的发展现状与发展趋势。

关键词：ERP；信息管理；信息资源

一、ERP简介

ERP即企业资源计划，是Enterprise Resource Planning的全称。ERP 系统的产生来源于二十世纪九十年代美国的一家IT 公司（加特纳公司），该公司根据不同企业在集中管理供应链的需求，计算机未来的发展趋势以及未来IT 技术的发展趋势上，充分预测到信息时代中的企业信息管理系统必将发生巨大的革命，便提出了ERP 的概念。ERP 系统是建立在MRP II 系统的基础上研发的，通过不断的反馈回来的资金流、物流以及信息流等信息资源，从而将企业内部的生产经营活动与用户的实际需求以及产品供应商的所有资源整合到一起，形成一个全新的、资源整合的、多平台的、多系统的企业资源计划系统，其主要的经营管理思想是用户需求第一，将企业内部以及供应商的资源整合在一起，对产品采购、人力资源、成本、生产、分销、库存、财务以及运输等资源进程统一规划，从而达到以最优的资源整合为企业获取最佳的经济效益。它的核心的内容就是计（Planning），是由美国的企业界首先提出并开始应用。那么对于ERP的含义我们应当如何理解呢？美国一家非常著名的计算机评估和技术咨询集团明确阐述如下：ERP 是一种信息化的技术平台，主要目的是为企业单位建立信息化的思想理念以及完善的决策制度，进而为公司决策加强保险。ERP 的思想核心内容是有效的管理企业的内部资源以及业务流工作，对整个供应链进行统一的管理，敏捷的制造及事先计划事中控制是ERP管理思想主要所体现的三个方面。在当今社会，知识经济迅速发展，如果只是依靠单位的自身的能力去占据比较大的市场份额是非常困难的，是完全行不通的，相关单位需要切实的把供给商家、生产厂家、销售行业、顾客群有机的结合，进行必要的分配和规划，形成一个衔接非常紧密的一体化供应链，使得生产、销售、供给完全融为一体，确保整个过程高效率的运行，这样才能使企业在市场上赢得竞争的优势。ERP 信息管理系统

已经从抽象的概念层转变为实际的软件，很多软件公司都投入大量的人力以及财力通过软件技术实现了ERP信息管理系统，ERP信息管理系统经过不断的发展，逐渐的将“管理实施”思想融入到系统中，从此ERP 信息管理系统的应用富有了全新的定义：

（1）ERP不再是单单的一个系统软件，在发展的过程中逐渐的融入了企业业务流程、信息技术、规范、资源以及组织模型等，使得ERP 形成了一个全面的、综合的、智能的应用体系结构。

（2）ERP信息管理系统的应用逐渐的转移了企业管理的核心，传统的企业管理核心是“在正确时间制造和销售正确产品”，ERP 信息管理系统的应用使得企业管理核心转变成为了“在最佳时间和地点获取最大利润”，使得社会的各个不同行业和企业都拥有了企业利润最大化的管理理念。

（3）ERP信息管理系统的软件架构采用了先进的计算机技术，现阶段的ERP系统必须要能够支持互联网技术的不断更新、必须能够在更多的平台上应用、必须确保ERP系统的应用与电子商务两者之间具备较为广泛的业务以及数据逻辑接口，必须具备可扩展性等。

二、ERP信息管理系统发展现状

中国的软件公司在1998年之前并没有意识到ERP系统未来能够拥有的巨大市场潜力，但是，一些欧洲及美国等地的软件公司就已经开始进入了中国的ERP市场。在早期，我国的ERP产品就是程序，是定制软件。正式由于早期ERP系统的定制模式的限制，使得很多软件公司在于企业的合作过程中一直处于比较被动的局势，ERP 信息管理系统被植入的管理模型很大程度上受到企业实际需求的限制，此时的ERP系统产品的发展处于被带动的状态，在对企业管理的整个作用上就打了大大的折扣。使得ERP信息管理系统的实施效果很难与预期的目标相符合。在国际上，很多大型的ERP系统产品面向的都是规模相对比较大的企业，相对比较复杂且价格昂贵，但是这些产品由于受到管理策略、经营环境、文化背景以及区域差异等影响，使得国际上流通的ERP产品并不能很好的在中国国内实施，发展相对比较缓慢。就当今的ERP市场来看，什么类型的ERP 产品适合中国企业的局面已经有所改变，目前应该是中国企业需要什么样的ERP，企业的需求去推动ERP产品的成熟。在不到10年的时间里，中国的ERP 系统产品也呈现百花齐放的状态，企业在选择ERP 信息管理系统产品的时候更多的是挑选实用的、方便的产品。所以，ERP 系统产品在设计研发的时候，潜在的目标客户的需求是首要考虑的因素，设计出来的ERP产品必须使得用户操作简便、用起来顺手。ERP 信息管理系统的实用性在解决企业管理存在的问题上会有很大的帮助，进而为企业带来效益，提升企业的工作效率，能够打造出中国人自己的ERP品牌才是关键。最近几年来，ERP 软件管理是国内管理软件市场的主要消费品，目前国内的软件管理市场已经保持高速增长的势头。从整体ERP软件销售来看，定制型的管理软件仍然占据了市场份额的60%。但由于市场需求的多样化和复杂化，实施个性化管理软件的客户也成增加的趋势。

三、ERP 系统成功实施关键因素

（一）高层管理的有力支持

首先需要得到企业相关管理高层的大力支持，如果企业的管理层不能够完全清楚的意识到ERP 信息管理系统实施的目的以及潜在的风险，就不会对其产生浓厚的兴趣，便不会投入足够的人力、财力等相关资源到项目的实施中，而且，企业高层也不会投入过多的精力到项目实施的各种各样的重大的决策上，不会在企业内部营造足够的声势使得企业的所有员工都意识到ERP 信息管理系统的实施是企业管理革命的开始，没有得到企业高层的绝对支持，通常是ERP 信息管理系统项目实施不成功的直接原因之一。

（二）多部门合作

ERP 信息管理系统的实施需要企业内部多部门的合作，特别是业务部门一定要参与。很多ERP 信息管理系统项目实施的前期都是由专业的IT 技术人员以及企业内部项目咨询顾问参与，企业业务部门根本没有具体的人员参与，这样，便会由于项目咨询顾问对目标企业了解的比较少、IT 技术人员对企业的业务情况了解匮乏并缺乏必要的决策能力等问题，使得ERP信息管理系统项目的实施成果不能完全被业务部门所接受，项

目便会进入实施的循环状态，从而加长了项目实施周期。企业业务部门的全程参与，能够使得ERP 项目实施小组具备足够的授权以及决策，不仅能够针对项目实施中遇到的问题做出及时的决策，而且能够缩短项目的实施周期，使得企业能够更早的迎接管理模式革命。

(三)充分的资源以及优秀的团队

ERP 信息管理系统在实施的过程中需要配备充分的资源，而且需要非常优秀的团队来实施ERP 项目，团队的全力协作以及有计划的管理是ERP 项目实施的主要因素之一。

（四）咨询方与企业之间必须相互理解、密切合作

ERP 信息管理系统实施成功的第四点因素便是需要咨询方与企业两者之间相互理解以及建立密切的合作关系，企业一旦将ERP 信息管理系统项目当成为只是咨询方单方面的项目便会使得ERP 项目的实施遭遇到失败的结局。其主要的原因是咨询方根本不可能深入的了解企业的一切情况，也不可能代替企业做出重要的决策，咨询方的主要职责是为企业提供针对企业管理改进措施的相关建议以及技术上的支持[3]，并能够将相关的知识传递给企业。企业只有重视ERP 信息管理系统项目，只有与咨询方通力协作，才能将咨询方的作用发挥到极致，才能实现企业管理革新的目的。

（五）明确的项目目标以及合理的期望

需要对实施的ERP 项目抱有合理的期望，并且在ERP 项目实施之处要有明确的项目目标计划，我国的所有的企业都应该意识到实施ERP 信息管理系统的最终目标是将企业中的各种资源整合起来，通过资源的有效整合实现提高企业的整体运作效率以及将企业的管理水平提高到一个更高的层次的目的，并且能够为企业带来巨大的经济效益。

（六）企业需要充分的沟通

企业在实施ERP 信息管理系统项目的时候，内部需要充分的进行沟通，由于ERP 信息管理系统项目的实施是企业整体的项目，会涉及到企业中的各个部门，这样，企业内部之间的沟通就变得非常重要，充分的、全面的、良好的企业内部沟通可以大大提高问题决策以及处理的效率。

（七）用户培训要充分

需要对用户进行充分的培训。ERP 信息管理系统的使用将会很大程度上将会改变企业员工现有的操作流程以及方式，如果ERP 信息管理系统在投入使用前不能够针对企业的所有用户展开全面的培训工作，将会造成许多非正常的操作错误以及数据错误，不仅没有将ERP 信息管理系统的优势发挥出来，反而成为了企业发展的绊脚石。作为整合性能非常优秀的ERP系统，企业的各种业务的直接操作会直接在企业的财务当中体

现出来，因此，业务操纵的失误将直接导致财务系统的紊乱，这也是很多企业没有成功实施ERP 信息管理系统的原因之一。

（八）企业能力

本课题在研究的过程中发现ERP 信息管理系统成功实施的最为重要的因素便是企业的能力，企业的能力将直接导致ERP 项目实施的成功与否，企业的能力主要体现在以下几个方面：企业进行变革的能力；技术能力；企业制定战略远景规划及其与IT 结合的能力；项目管理的能力。

四、我国实施ERP的未来展望

1、优质的管理思想的加入和有机统一，提升其适用性。

未来的ERP 是一种不断增强的模式，不仅仅是在原先思想的基础上不断吸收新的先进的思想，就连模式也随之优越化，比如敏捷制造和虚拟企业的管理模式、以电子商务为基础的各企业协同的管理模式和不同企业之间的跨越式协同项目管理模式等，这些模式里的管理思想将于ERP业务处理的模式融合。与此同时，ERP 还应当与自身的国情管理模式相互协调统一，就拿中国来说，作为一个发展中国家，工业化道路还有很长的路要走，因此我们应该选择针对性强化性的改进型ERP发展工业化，像基于资金流模型的ERP 管理模式、基于主动动态成本控制的ERP 管理模式和基于时间成本双主线的ERP管理模式都是具有鲜明的改进型ERP 管理模式。

2、借组各种前沿的技术，加快向网络化、互联网办公模式靠拢。

基于高速互联网技术的ERP 系统充分的融合了Internet 以及管理模型思想，在全新的WEB 浏览器上便可以实现以企业管理供应链作为核心的客户管理、企业资源整合、生产管理、营销管理、物流管理、智能决策支持系统以及产品生命周期管理等，ERP 信息管理系统的成功实施才能使得企业成功的建立属于自己企业的管理体系，才能丰富的发展自身企业的文化。随着科学技术的进步，面向对

象的JAVA 编程技术以及面向互联网的数据库技术使得现有的ERP系统具备非常优秀的扩展性、安全性以及兼容性。ERP 系统借助各种先进技术能够全面改善企业的应用模式，使得企业的办公从桌面发展到世界上的各种终端产品上。实现电子商务、商务智能、供应链管理及办公自动化系统的整合应用。

3、领先的ERP 系统平台作为其开发核心。

开放的ERP 系统平台作为其技术的支柱，大批的各不同部门分工合作的ERP产业链是未来ERP的主要模式。同时，全方位的向客户开放也是ERP必需要做到的一个重要环节。其中包括技术开放、文档开放、实施开放、源代码开放。源代码的开发使ERP必将企业依赖供应商的习惯打破。

五、小结

ERP 信息管理系统的出现，整合了企业的物流、信息流以及资金流，使得三者成为一体化信息资源，并且通过计算机实现了对这些信息资源的合理的集中化管理，ERP信息管理系统的实施涉及到了整个企业的生产、采购、销售、财务、管理以及库存等行为，对企业的所有可用资源进行合理的、智能的、全方位的调整与分配。ERP 信息管理系统必然会随着科学技术的发展而发展，未来的ERP信息管理系统将会充分的将Internet 互联网网络技术、远程网络控制技术、决策支持技术等先进技术充分的利用起来，使得ERP信息管理系统变得更加的智能化、信息化，此外，未来的ERP 信息管理系统将具备多平台的无缝兼容技术，使得ERP信息管理系统能更加优秀的在各个平台上稳定的运行。

参考文献：

[1]曾纯青.ERP 技术发展过程、特点及趋势[J].特区经济,2007,10

[2]李勇.ERP 在我国的发展现状及未来发展趋势[J].科技风,2010,01

[3]丁俊英,庄小兵,欧阳毅.浅谈ERP 的起源与发展[J].福建电脑,2007,01

[4]肖开锋.浅析企业信息系统的发展趋势[J].中国管理信息化,2008,08

[5]董晓波,张同建,谭章禄.我国煤炭企业ERP实施成功因素实证研究[J].矿业研究与开发.2010,06

6.嵌入式系统的发展趋势 篇六

摘 要：介绍了火电厂主要设备的典型故障以及采用的故障诊断方法，阐述了现有的故障诊断系统和火电厂设备故障诊断中存在的问题，并指出了故障诊断系统的发展趋势，提出了研究方向。

大型火电厂主要设备包括锅炉、汽轮机和发电机等，完成从热能到机械能再到电能的转换过程。设备与设备之间的耦合性、系统的复杂性，以及设备在高温、高压、高速旋转的特殊工作环境下，决定了火电厂是一个高故障率和故障危害性很大的生产场所，这些故障都将造成重大的经济损失和社会后果。因此，通过先进的技术手段，对设备状态参数进行监测和分析，来判断设备是否存在异常或故障、故障的部位和原因、故障的劣化趋势，以确定合理检修时机很有必要。

一、火电厂主要设备的典型故障及其诊断方法

1.锅炉的主要故障及诊断方法

(1)主要故障

①过热器泄漏。过热器泄漏爆管区集中在高温过热器下弯头外圈向火侧，主要原因是炉膛高度偏低，使该处出现过热，此处也有选材裕度不足及焊接质量问题。

②省煤器泄漏。主要原因是飞灰磨损造成管壁减薄，特别是在穿墙管、炉墙漏风和弯头处为常见。

③水冷壁泄漏。主要原因是局部过热和腐蚀，局部过热是水循环破坏和管内结垢造成，而火焰偏斜或燃烧区烟温过高则使水冷壁高温腐蚀。

④除尘器故障。主要原因有烟气流速太快，灰粒的粒度较大，含尘浓度大，排烟温度低于露点温度等。

(2)诊断方法

在锅炉故障诊断中，物理诊断方法有：红外测温技术，具体应用范围有锅炉火焰和燃烧状态进行辨别与控制、热力设备疲劳损伤、热力设备热机械学特征规律、热力系统漏热及保温进行诊断与评价、锅炉热污染控制等；超声波诊断方法，它可用来监视炉膛上部区域的烟气温度，决定何时进行吹灰操作，保持锅炉良好的运行性能，监视炉膛各个燃烧器区域附近烟气温度，有助于识别和清除燃烧器故障导致的燃烧工况异常，同时可对污染物生成有重要影响的温度的优化控制，实现清洁燃烧；无损伤检测技术是指对材料、部件进行的非破坏检测，以期发现表面和内部缺陷的一项技术。数学诊断方法有故障树诊断法、模糊诊断方法等。在诊断系统方面，主要有清华大学研究开发的大型电站锅炉远程监测与故障诊断系统，华中科技大学研究开发的循环流化床锅炉在线监测与状态诊断专家系统等。

2.汽轮机组的主要故障及诊断方法

(1)汽轮机的主要故障

①不平衡。主要是由于转子存在加工误差和永久弯曲、叶片脱落、联轴器漂偏、接长轴制造不良、受热不均匀或材质缺陷而引起的热挠曲等造成的。

②不对中。主要原因是滑销系统卡涩，汽缸温差超限，机组升速太快，真空下降过大，基础不均匀下沉等，使机组膨胀不畅和轴承座膨胀不均匀，以及联轴器偏心等。

③转子碰摩。主要原因有汽封间隙设计和调整不当，汽缸膨胀不畅，汽缸热变形过大，机组振动过大和轴向位移增大等。

④叶片脱落。主要是由于设计的强度不足，蒸汽参数波动较大，机组在电网周波变化较大和低负荷下长期运行，以及机组在小于额定转速以下某转速停留时间过长等。

⑤蒸汽激振。主要原因是由于高中压转子临界转速较低，并且高中压转子热态下挠度变化较大，轴承标高变化较大，接长轴的加工和安装质量不良，联轴器中心径向或轴向误差太大，轴系平衡和对中状态恶化等，使高中压转子失稳。

(2)发电机的主要故障

①油膜振荡。主要是因为发电机转子一阶临界转速过低，并且三轴楔瓦稳定性差，在载荷减轻时，其失稳转速过低。

②定子线圈绝缘故障。主要是由于磨损、老化、污染及腐蚀等原因使绝缘失效，造成局部放电和温度升高，以及由于绑扎不紧、冷却水泄漏、疲劳磨损等原因使绝缘层损坏，造成线棒位移和匝间短路。

③定子线圈过热。主要是由于制造或安装过程中某些缺陷使匝间短路，造成局部过热。

④转子绕组故障。包括接地、匝间短路和断线故障。接地和匝间短路障碍主要是由于绝缘降低和损坏引起的，接头开焊和热变形会引起断线。

⑤冷却水系统故障。主要是由于冷却水泄漏、管道异物堵塞、误动作等使冷却水流量降低和中断，以及由于材料和安装缺陷引起定子漏水。

(3)诊断方法

在汽轮机组故障诊断中，振动法是应用最普遍也比较成熟的一种方法。应用热力学分析诊断汽轮机组性能故障也是一个重要手段，另外还有油液分析、声发射法、无损检测技术等。声发射法主要用于动静碰磨故障检测、泄漏检测等。日立公司在350MW汽轮机高中压转子上设置试片，在两端轴承的轴瓦处进行声发射和记录，诊断转子的碰磨。在汽轮机组寿命诊断中，无损检测技术应用相当重要，目前用到的非破坏性评价法主要包括硬度测定法、电气抵抗法、超声波法、组织对比法、结晶粒变形法、显微镜观察测定法和X射线分析法等。

现今国内外已经研制开发出了几十种用于汽轮机组的故障诊断系统。国外主要有美国Radial公司开发的汽轮发电机组振动诊断用专家系统，西屋公司的汽轮发电机组故障诊断系统，Bendy公司的旋转机械故障诊断系统。国内主要有上海大学研制的热力参数监测和故障诊断系统TPD，该系统可以提高汽轮机组的运行可靠性，同时能够优化运行方案、提高运行效率、延长运行寿命。由清华大学、华中理工大学、哈尔滨工业大学、哈尔滨电工仪表所等院所联合研制200MM、300MW汽轮发电机组工况监测与故障诊断专家系统，可全面监测诊断机械振动故障、气隙振动故障、热因素引起的故障、机电耦合轴系扭振故障以及调节控制系统故障。

3.变压器的主要故障及诊断方法

(1)主要故障

①线圈匝间短路。主要原因是绝缘老化或散热不良或长期过负荷，由于短路电动力损伤匝间绝缘，绕组的材料或工艺方面的缺陷，进水受潮，大气或操作过电压的袭击。

②绕组断线。主要原因有短路电动力使线圈断线，焊接不良，匝间短路。

③绕组对地击穿。主要原因有主绝缘的老化，绝缘油受潮，绕组内有杂质进入，过电压短路时线圈变形损坏，因冷却系统故障、冷却油道堵塞、保护失灵从而产生整体或局部过热以致绝缘损坏。

④绕组相间短路。主要原因与对地击穿相似，也可能是引线间或套管间短路，油面过低。

⑤铁芯片局部短路或局部融毁。主要原因是铁芯或扼铁的螺杆绝缘损坏，故障处有金属片使铁芯片短路，片间绝缘损坏严重，接地方法不正确构成电流环路。

⑥分接开关接触不良，触头表面熔化。主要原因是结构装配上存在缺陷，切换分接头后，接触不可靠，动触头弹簧压力不够，有载调压装置安装调整不当。

⑦套管对地闪络或爆炸。主要原因是表面积灰，脏污，裂纹，密封不严，呼吸器配置不当。

⑧负荷正常油温升高。主要原因是绕组匝间短路，损耗增加，大电流连接处接触不良，油位过低，冷却效果差。

(2)诊断方法

在变压器故障诊断中，常用的方法有振动分析法、油中气体分析法、局部放电法、恢复电压法、频率响应分析法以及红外诊断技术等。目前应用较多的主要是红外诊断技术。在诊断系统方面，国内外学者和研究单位在这方面进行了大量的工作，已经研制出了具有故障检测和初步诊断功能的专家系统，如河南电力试验研究所开发研究的电力变压器故障诊断微机专家系统。此外，国内有许多著名高校正在从事这方面的研究，取得了巨大的理论成果。

二、目前火电厂设备故障诊断存在的问题

目前虽然有许多诊断方法和诊断系统应用于火电厂设备的故障诊断，并取得了很好的应用效果，但在实际应用时也存在着不少的问题，主要表现在以下几个方面。

1.检测手段

故障诊断的`推理机制已经达到很高的水平，但征兆的获取成为了一个瓶颈，即最大的问题是检测手段不能满足诊断的需要，不能真实地反应故障的特征。

2.复杂的故障机理

对故障机理的了解是准确诊断故障的前提。目前，对电厂某些设备的复杂故障，很难从理论上给出解释，对其机理的了解并不深刻。

3.人工智能应用

专家系统作为人工智能在电厂主要设备故障诊断中的应用已获得成功，但仍有一些关键的人工智能应用问题需要解决，主要有知识的表达与获取、自学习、智能辨识、信息融合等。

4.诊断方法的单一性

当前火电厂设备的故障诊断系统所用的诊断方法有模糊逻辑法、故障树分析法、专家系统、人工神经网络等。但是单一的诊断方法往往难以达到期望的诊断效果。

5.故障定位

目前的故障诊断系统常常只是进行到故障类型识别这一部分，不能确定故障的具体位置，且对设备的状态进行预测的功能研究不够。

三、火电厂设备故障诊断的发展

1.故障诊断系统的发展趋势

(1)分层分布式结构的故障诊断系统

火电机组的各子系统的结构和功能是分布式和多层次的，这种结构上的层次关系，要求其诊断系统是分布式和多层次的，由全局诊断系统和子诊断系统组成。全局诊断系统负责诊断任务的管理，包括将总体任务分解成子任务和向各子诊断系统分配任务，这些任务往往是相互耦合的。诊断子系统完成以后，通过对各子诊断系统结论的综合，给出最终结论。分布式故障诊断专家系统具有推理效率高，诊断速度快，系统可靠，适时性好的特点。

(2)集成式故障诊断系统

由于当前的诊断系统在推理方法上的单一性，在求解复杂系统的诊断问题时受到很大的限制。未来的火电机组故障诊断系统，将根据不同子系统的特点采用不同的推理模型，甚至采用几种不同推理模型进行混合推理，各种推进模型的优势将得到充分发挥，从而提高推理速度和准确性。

(3)构造大型监测诊断中心

在同一电网中，有许多同类型的火电机组在同时运行。构造大型监测诊断中心所带来的好处是非常明显的：①便于集中保存机组的运行数据和机组健康状况的资料；②便于多台机组之间、多个电厂之间共享已有的知识，便于知识库的完善化；③有利于机组的负荷调度。

(4）自主闭环诊断系统

全自主、闭环故障诊断系统能够在人员不参与的情况下完成持续的故障诊断，形成决策，再由诊断系统发出相应的控制命令，对机组施加适当的控制。要实现自主闭环诊断，必须要有成熟和先进的诊断技术。诊断系统的知识库必须完备，诊断系统应有学习机制，能诊断不可预知的故障。

(5)基于Internet的远程故障诊断系统

随着计算机网络技术的发展，使得基于Internet的远程应用系统成为可能。将故障诊断系统与Internet相结合不但能够获取大量的故障案例与诊断经验，同时能够共享诊断资源，实现专家异地会诊，提高故障诊断水平。

参考文献

1 阮跃，黄雅萍．大型电站状态监测与故障诊断专家系统的研究．电站系统工程，(5)

2 李录平，韩西京等．火电机组故障诊断技术的现状与展望．电力情报，1997(3)

3 刘峻华，黄树红等．汽轮机故障诊断技术的发展与展望.汽轮机技术，(2)

4 陈维荣，宋永华等．电力系统设备状态监测的概念及现状．电网技术，2000(11)

5 徐敏等主编．设备故障诊断手册．西安交通大学出版社，

7.嵌入式系统的发展趋势 篇七

一、植入式广告的新特点与新趋势

(一) 隐匿性植入式广告

现阶段, 植入式广告呈现出的问题在于广告剧情脱节, 植入过“硬”。观众愿意看影视作品, 是因为演员、剧情、导演等其他原因, 并不会有意识地去观看广告信息。如今国内广告仍然过于直白化, 以“硬广告”为主。[1]这种破坏节目氛围、追求曝光率的硬广告使观众愈发抵触, 根本没有存在的必要。

《欢乐颂》是近期较火的电视剧, 观看者可以发现生硬的植入广告无处不在, 如对白植入体现在“你要穿哪身衣服?”;“我最爱吃的三只松鼠”;“用搜狗浏览器搜一下”等。在电梯里的几分钟就有多个植入广告——香飘飘、唯品会、三只松鼠以及百岁山饮料。收视率如此高的节目中植入式广告随处可见, 也可看出植入式广告已成趋势。

受众更易接受隐匿性的植入式广告。隐匿性植入式广告是指在影视作品中淡化自身的存在, 以最自然的形式表现在节目中, 由于其出现的不规律性以及情节的高度相关性, 很少会遭到受众的抵触与拒绝。[2]从受众的角度来说, “零度”植入是最易被接受的方式。韩剧《来自星星的你》中向我们提供了大量绝妙的例子, 女主角在剧里用的化妆品、墨镜、服饰等都没有商标的特写镜头, 没有刻意的广告植入, 但女主角“千颂伊”的形象和服饰深得观众的追捧与喜爱, 观众纷纷通过网络平台查询并购买女主在剧中用的品牌, 使其中的“气垫BB霜”“口红”等都成了爆款, 掀起了一阵“韩潮”。隐匿式的植入能使广告主很好地和消费者建立起彼此信任的情感沟通, 在媒介融合的背景下要运用好隐匿式植入广告, 吸引更多受众的关注。

(二) 跳脱性植入式广告

如若在隐性特点没有把握好、观众不领情的情况下, 就会产生物极必反的效果。于是便出现了与以往植入方式截然相反的形式——将广告直接在节目中展现出来, 加之节目创意与剧情融合, 便能起到意想不到的效果。也就是将背景跳脱为角色, 直接对信息接收者用话语来传达信息。这种广告也是最近一些节目中常用的手段, 被调侃、被讨论, 甚至投放行为都会成为玩笑的对象。

爱奇艺的《奇葩说》将这种形式体现得淋漓尽致, 主持人和选手妙语连珠、见缝插针、语出惊人, 随时都在调侃和“恶搞”广告商、广告词和品牌理念。以玩笑的形式来说广告, 给受众轻松愉悦的感受, 大笑之后不会认为枯燥无味, 避免了广告方式的生硬突兀, 让广告成为节目过后观众讨论的热点, 这样的植入广告走进了受众的心里, 达到了良好的传播效果。

(三) 媒介融合背景下植入式广告的新形势

如今, 人人都是自媒体, 人人都是广告人, 这是一个审美转变的时期, 广告要抓住平台的转变和潮流的转向。在新旧媒介融合的环境下, 根据产品的不同, 营销方式也不同, 广告主也开始大幅度撤下传统媒体上的广告, 进行了一些新的尝试。例如, 从前化妆品广告都是请明星代言, 现在更多的化妆品做公关, 培养出众多美妆博主, 通过网络平台来教授各式各样的化妆教程, 并在教授的过程中推荐各个品牌或是单一品牌的化妆品, 通过示范和化妆效果来吸引粉丝和消费者。真人秀和网络平台的结合也是极好的推广机会, 真人秀可以全方位展示产品, 尤其像网络平台上的真人秀节目, 相比传统媒体中的广告形式更加多元, 限制更小。

二、媒介融合背景下如何做好植入式广告——中韩对比

(一) 提高品牌价值

我国市场太大, 品牌太杂, 缺少具有代表性的、高端的、被自我认可的品牌。例如, 韩剧中的男女主角都在用韩国最新款的三星手机, 并且剧里任何社会阶层的人都用三星手机, 这对品牌有一种很强的塑造力。而华为手机现已成为我国手机一线品牌, 国内的影视剧中却很少使用。企业只有树立品牌意识才能让更多的观众接受自己的产品。企业如果要获得更好的发展就要在行业中形成垄断优势, 国内的产品要更加注重产品质量, 把自己的品牌打出去, 从而抓住国内外市场。

(二) 对植入广告加以控制和规范

在互联网海量信息的环境下, 传统媒体、新媒体、自媒体平台的植入式广告形式多样, 我国要对其进行管控和规范, 建立健全监督机制, 保证植入式广告的健康发展。韩国设立了放送通信委员会, 如果放送作品的广告观众投诉太多, 放送通信委员会便会对其进行审查。受到审查后节目组会出面道歉, 对违背规定的要作出司法裁决。我们要学习借鉴国外监督监管的好方法, 并将其融入我国的机制体制中来。

(三) 改善植入式广告的植入形式

植入式广告不适合深度说服、理性诉求和功能性诉求, 所以要改善植入形式, 尽可能达到功能诉求、理性诉求。要巧妙地将广告融入节目中, 让观众不知不觉地接受产品信息。

在这方面, 韩剧不同于我们的广告植入, 我们的植入形式大多是直接拍商标, 而韩剧善于拍摄产品的使用过程。这种现场示范的作用要比直接植入更能呈现产品的功能, 吸引消费者目光。所以, 在实际的植入广告中, 要尽量避免将与情景、道具、场景无关的广告生硬地植入影视作品中。如果其运用得体, 能抓住观众眼球、顺应观众心理, 将产品优势展现出来并懂得变通, 未尝不是一种新的植入形式。

参考文献

[1]张荣荣.植入式广告——影视广告经营的新趋势[J].新闻研究导刊, 2016 (2) :219.

8.电网调度自动化系统发展趋势展望 篇八

摘 要本文主要从系统接口、网络安全以及系统开放性三个方面，从技术的角度探讨了电网调度自动化系统的发展现状，并就其发展趋势进行了展望，旨在与同行加强业务之间的交流，以不断的促进电网调度自动化水平的提升。

【关键词】电网调度 自动化系统 发展趋势 展望

在电力系统中，电网调度是一项十分系统而又复杂的工作，而为了提高电网调度水平，确保整个电网调度安全高效的开展，目前我国在电网调度中已经开始注重自动化系统的应用，但是就当前来看，仍存在诸多的不足，例如在系统接口、网络安全以及系统开放性等方面的问题，极大的制约了自动化水平的提升，所以必须对现状进行分析，并对其发展趋势进行展望，才能更好地实现电网调度自动化水平的优化和提升。电网调度自动化系统接口方面的现状及发展趋势展望

在电网调度自动化系统中，常见的接口主要是以专用通信协议、数据库和文件三种接口。从专用通信协议接口来看，主要在具体的应用过程中，根据约定的通信协议对所需信息进行交换，所以这一接口类型往往采取网络的方式，报文格式开放通信。从数据库接口来看，主要是在整个信息交换过程中，以数据库为载体共享数据。从文件接口来看，主要是根据约定的文件格式在文件中写入所要交换的数据，并利用文件进行数据的传输。由此可见，不管采取哪种方式，这些接口的特点如下：一是所采取的信息交换模型为私有，所以相互之间需要协商；二是接口与接口之间不能一一对应，没有统一的解决方案，由于接口与接口之间的不同，需要用户在建设和维护中对各种接口进行转换，所以经常会出现信息孤岛的情况。因此未来的发展趋势主要是规范接口，尽可能地采取标准化、开放化的信息交换模型，采取统一、标准的信息传输机制，实现不同结构的系统实现无缝接口，同时异构模块实现随插随用。电网调度自动化系统网络安全方面的现状及发展趋势展望

2.1 现状分析

近年来，随着现代计算机计算的发展和网络技术的崛起，电网调度自动化系统基本实现了互联，尤其是网络化时代的到来为信息的共享提供了可能，但是同时网络安全问题接踵而至，尤其是各种病毒和黑客的攻击行为极大的导致了系统安全性能的降低。加上现有的很多电网调度自动化系统在网络安全方面的考虑还存在不重视，系统的安全防护措施难以达标，例如web服务能从调度自动化系统穿透，而这就给黑客的攻击提供了路径，所以调度自动化系统的外部接口只有在实现网络化的同时还应考虑安全问题，切实加强网络安全防护。

2.2 发展趋势展望

由于电网调度自动化系统的自动化水平正在不断的提高，所以调度中心的子系统就会更多，所以网络互连与资源共享已成为必然的趋势，但是系统互连引发的网络安全问题必须是未来发展的主要方向，所以为了加强网络安全防护，就应切实加强现代网络安全技术的应用，例如防火墙技术、物理隔离技术、安全网关技术、认证加密技术和访问控制技术等，均应在电网调度自动化系统中应用，尤其是在电力二次系统中采用安全防护技术时，应在防护方案中注重网络安全技术的应用，并尽可能地降低其给整个电力调度自动化系统安全运行带来的影响，例如网络平台管理软件是否会给整个网络安全设备带来影响，并结合网络安全要求，对电力调度自动化系统进行区域的划分，并确保网络速度尽可能地满足平台高效运行的需要，才能避免因此带来的影响。电网调度自动化系统开放性方面的现状和发展趋势分析

3.1 现状分析

在电力调度自动化系统中，开放性作为一个十分重要的技术指标。但是就现状来看，目前很多供电企业的调度自动化系统开放程度不高。例如在数据方面，传统的系统主要是在系统软件层采取的是Motif、TCP/IP、SQL标准，然而并没有将应用层实现标准化，所有接口均为私有，信息模型的规范性较差。再如在结构方面，传统的电力自动化调度系统为功能分布式系统，所以其功能不同，在计算机节点中部署软件时也不同，而这就使得系统结构在延伸和扩张中给系统自身带来影响较大。再从开放性来看，由于传统的自动化系统中的模块较多，且功能不同，但是其与外部系统之间并没有互操性和实践性，所以软件功能能够重用性较差，加上调度自动化系统自身功能异构，其硬件、操作系统往往由不同的厂家提供，所以其支持的平台和应用的软件较多，而这就需要将其集成为一体方能实现高效的运行。加上其自身的开放性较差，所以其整体的开放性程度较差。而且在冗余机制下进行软件切实和数据切换时并不能实现动态共享，所以必须引起高度重视。

3.2 发展趋势展望

结合上述现状来看，未来的电网调度自动化系统在开放性方面将得到不断的提升。尤其是在实时数据库中加强面向对象技术的应用，极大的提高的实时数据库的面向对象特点。所以在实际应用中，应切实注意以下几个方面的问题：一是对象必须具有粒度要求，但是并非将数据对象细化到点，也并非概念性对象，反而是将某个设备或功能等抽象成对象。二是在实际过程中为了确保技术的先进性并遵循CIM，就应利用面向对象数据块在支持CIM的数据块管理系统中采取方法对数据进行分离处理，在整个数据块中只进行数据的存放。但是面对技术则是将数据与方法在对象中封装。所以面向对象实时库的实现是比较复杂的，好在CIM可用面向对象的数据结构来表达，数据库可不考虑对方法的存储。另外，面向对象实时库还要考虑对原有应用软件的兼容。原有应用软件是基于关系和层次数据模型的.如果全部改为基于对象模型.不仅改造工作量太大，而且应用软件的成熟性不能保证。因此，比较可行的解决方案是实时数据库能同时提供对象、关系和层次接口，满足不同要求。当原有系统的应用软件全部按面向对象的组件化改造完成后可屏蔽实时数据库的层次特性，当用户普遍习惯按对象组织的电力系统模型表达后可屏蔽实时数据库的关系特性。结语

当前电网调度自动化系统还存在诸多的不足，所以必须紧密结合实际，切实加强对其的创新和发展，才能更好地促进电网调度自动化系统的可持续发展。

参考文献

[1]姚建国，杨胜春，高宗和，杨志宏.电网调度自动化系统发展趋势展望[J].电力系统自动化，2007，13：7-11.作者单位

9.嵌入式系统的发展趋势 篇九

纵观国内智能建筑的智能化系统建设，在许多方面存在一些问题。首先是对建筑智能化系统项目的定位不准确，建筑工程项目在方案设计阶段时，往往重视建筑设计本身，而对包括水、电、暖等设备工程有所忽视，对智能化系统建设则未被列入。当有关主管部门提出或设计单位询问甲方（建筑单位）关于智能化系统设计时，甲方才认识到需要这方面的设计，设计单位才被要求做智能化系统总体方案设计；正当智能化系统总体方案设计进行时，建筑设计已进入施工图阶段，由于工期紧迫，智能化系统总体方案甚至未经过充分论证和评审就进入施工图设计，等于出师不利甚至存在先天不足。

其次，智能化系统集成商在准备实施项目时，也常常出现许多不协调、不配套。有的建筑工程土建已超前，也有的管路预埋未做，或虽有管路但冗余不够等；还有的系统集成商在介入时发现电话、电视等已有人实施，许多管路和信息出口的安装位置，设备的安装位置已被占用等等，诸如此类的各种原因，造成对于资源共享的承诺、系统功能的承诺等不能实现，使得原方案必须重新修订。

另外，目前招标代理大多数是机电招标公司编制的技术招标文件，不太适合弱电智能化系统。由于国家还未正式出台智能建筑验收、检测和评估标准，没有统一要求，建筑智能化系统验收、检测、评估也不规范。

鉴于以上各种问题，对于智能集成管理系统的设计应该从需求出发，考虑各种类型的管理模式，智能系统工程实施更应该结合工程的实际情况，体现以人为本的原则，按设计需求集成，按计划施工，保证智能化系统的可扩展性和可维护性。

总之，今后我们对智能建筑设计及其工程实施必须引起足够重视，应体现以人为本功能需求的设计特色，要建成名副其实的智能建筑。建设智能建筑，规划设计是龙头，它是建筑功能需求的体现，而工程实施是设计成果的体现，也是设计作品成败的关键。如何将设计和施工这两者融合在一起，是当前智能建筑行业应该引起重视的问题。作为建筑领域的智能化系统集成商，要注重的是综合技术实力，而集成商的综合技术实力将体现在总包服务管理和专业性两方面。

10.电动机保护系统的发展趋势 篇十

关键词：电动机,保护装置,过载保护,继电器,保护系统

1 电动机的保护与控制系统

三相交流异步电动机的保护是个复杂的问题。保护往往与其控制方式有一定关系, 即保护中有控制, 控制中有保护。往往接触器或断路器与起动器串联在主回路中一起使用, 此时由起动器中的接触器来承载接通起动电流的考核, 而其他电器只承载通常运转中出现的电动机过载电流分断的考核, 保护功能由配套的保护装置来完成。对电动机的控制还可以采用无触点方式, 即采用软起动控制系统。电动机主回路由晶闸管来接通和分断。为了避免在元件上的损耗, 运行中采用真空接触器承载主回路负载。这种控制有程控或非程控;近控或远控;依赖电子线路, 很容易做到电子式继电器那样的各种保护功能。

2 电动机保护装置:对电动机的保护主要有电流、温度检测两大类型

2.1 电流检测型保护装置:

a.热继电器;热继电器利用负载电流流过经校准的电阻元件, 使双金属热元件加热后产生弯曲, 从而使继电器的触点在电动机绕组烧坏以前动作;b.断路器;带有热-磁脱扣的电动机保护用断路器热式作过载保护用, 结构及动作原理同热继电器, 有的使触点接通, 最后导致断路器断开;c.电子式过电流继电器;通过内部各相电流互感器检测故障电流信号, 经电子电路处理后执行相应的动作。电子电路变化灵活, 动作功能多样, 能广泛满足各种类型的电动机的保护;d.固态继电器;它是一种从完成继电器功能的简单电子式装置发展到具有各种功能的微处理器装置, 具有最大的起动冲击电流和时间;热记忆;大惯性负载的长时间加速;断相或不平衡相电流;相序;欠电压或过电压;过电流运行;失载;超速或失速;e.软起动器;主电路采用晶闸管, 控制其分断或接通的保护装置一般做成故障检测模块, 用来完成对电动机起动前后的异常故障检测, 如断相、过热、短路、漏电和不平衡负载等故障, 并发出相应的动作指令。采用单片机即可完成。

2.2 温度检测型保护装置。

a.温度继电器;当电动机过载使绕组温度升高至接近极限值时, 带有一触头的双金属片受热产生弯曲, 使触点断开而切断电路;b.过载保护继电器;是装在电动机本体上使用的热动式过载保护继电器。与温度继电器不同的是带2个触头的碗形双金属片作为触桥串在电动机回路, 既有流过的过载电流使其发热, 又有电动机温度使其升温, 达到一定值时, 触点断开, 分断电动机电流;c.自动平衡式温度计;由自动平衡式温度计来监视绕组温度;d.热敏电阻温度继电器;超过规定温度, 其电阻值急剧增大10~1000倍, 使用时, 配以电子电路检测, 然后使继电器动作。

3 保护系统与发展趋势

电子型电机保护控制装置在我国已基本成熟, 被人们逐渐所认识和接受, 在发达国家的电机行业配套和各行业的应用已经普及, 并早已取代热继电器。对电机保护控制的研究开发和推广应用工作已经在全国大力推广电机配套应用电子型电机保护控制装置时机条件成熟, 势在必行。

电机保护控制装置概况:我国电机保护控制装置的发展, 经历了全面复苏、自行设计、更新换代、引进技术、跟踪国外新产品等几个阶段, 从机械式的双金属热继电器发展到双金属温度开关和电子式保护控制等。a.热继电器:由于其工作原理存在功能少, 对电机发生通风不畅、扫膛、堵转、长期轻过载、频繁启动等故障不起保护, 动作曲线和电机实际保护曲线不一致, 调整误差大、易受环境温度的影响误动作, 性能指标落后等缺陷。国家八部委《关于公布机械工业第十六批淘汰落后机电产品项目的通知》 (机械科[1996]768号) , 淘汰了落后机电产品JRO-16系列热继电器, 把电子型电机保护控制装备列为热继电器的替代产品, 这是我国在电机保护控制方面的重大改革和进步。b.电子式电机保护控制装置:随着电子技术的迅速发展, 电子式保护控制装置应运而生。 (1) 断相保护:采用电压检测法或电流检测法取样和三相不平衡原理, 由电子分离元件或集成电路构成的。但在实际应用中由于电压的波动或网络负荷的不平衡, 使电机的工作电压难以平衡。很容易误动, 且只能在某种断相故障发生时动作, 断相保护范围很小。 (2) 综合保护:采取正序、负序、零序和过电流等方法监测线电流的变化原理, 已由晶体管电路发展到集成电路、厚膜电路或专用集成电路。除具有断相保护功能外, 还具有过负荷、三相不平衡保护功能。 (3) 温度保护:也称装入式保护当电机出现各种故障时, 都将导致绕组温度升高, 达到危险值之前, 传感器推动继电器动作或可控硅截至, 将温度信号变为电信号输出, 送至保护装置中, 经晶体管或集成电路检索放大, 迅速切断电机主控电源, 使其得到保护控制。温度保护可以实现过负荷起动、频繁起动、受潮、各种断相、过载、通风不畅、环温过高等情况下的保护, 不仅电动机实现可靠保护, 而且对发电机、变压器、电焊机等均能实现可靠保护。国际上称之为电机全保护装置。 (4) 智能保护和集中监测保护控制:智能保护是采用微机处理器 (包括单片机和数字信号处理器DSP等) 组成的保护控制装置。由于微处理器的智能和功能强大, 可实现以上保护控制装置不能实现的保护控制功能。还具有可随时设定和显示各种参数等优点还可以对电机直接控制, 实现了集中监测保护控制的目的。

4 电机保护控制装置的发展趋势与电机配套前景:

4.1 电机保护控制装置的发展趋势是控制理论研究和新技术的突破:

(1) 新理论的研究:通过故障建模和仿真计算, 并引入序份量、谐波份量、阻抗量、相位量、突破量等多种对电机故障敏感的检测量作判据和小波分析、神经网络等技术进入电机保护控制领域, 不但大大提高了保护控制装置的灵感度和精度, 而且对轻微故障的监测和保护方面的理论研究都取得了突破性进展。 (2) 新技术的应用与开发 (在线监测保护控制装置) :利用新的理论和各种传感器 (包括红外线、高频电磁波、振动、位移、电、热、机械、光声等) 对电动机运行进行实时监测, 然后根据传感器输出的信息通过计算机进行判断、分类、确定故障类型和严重程度, 最后采取报警、显示、控制动作等, 不仅能实现以上各种电机保护控制功能, 更重要的是能发现电机的前兆故障, 进而达到了提前防止电机故障发生。

4.2 电机保护控制装置配套前景:

积极配套出厂电机全保护控制装置和增安型电机保护控制装置为保证电机的正常工作, 更新换代, 提高电机的质量等级, 积极配套出厂比较先进的温度型电机全保护控制装置、综合保护控制装置和增安型电机保护控制装置。电机与保护控制装置配套出厂, 在世界发达国家早成惯例, 电机配套保护装置, 不仅减少了用户在品种繁多的电机保护产品选型上的麻烦, 更重要的是提高了电机的质量等级和电机生产厂家的质量信誉, 减少因烧毁造成的严重损失, 同时也给电机出口和国内应用拓宽了市场。给各行各业都创造了更为广阔的发展空间和市场前景, 对我国电机行业科技创新和技术进步与节约能源事业具有重要意义。

参考文献

[1]石光锋.电机软启动控制模块的功能及其应用[J].电气传动, 1994.

[2]实用电工技术问答2500题[M].呼和浩特:内蒙古人民出版社, 1988.