数字动画技术论文范文

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数字动画从传统动画发展而来，是对传统动画的审美情趣的一种继承，它革新了传统动画的生产方式，革新了创造工具并拓宽了传统文化的创造思路。动画是一门包含绘画、影视视听语言、运动规律和文化等多方面内容的综合性艺术。数字动画继承了传统文化使用文学剧本的方式，它遵循基本的影视理论，使用镜头语言指导拍摄，而且和传统动画一样使用绘画来进行画面表现。数字动画故事篇的每一个故事都具有很强的故事性，事件的起、承、转、合都按照文学作品的发展规律。传统动画极讲究画面的艺术性，数字动画沿袭了相同的审美情趣，在色彩方面尤为注重。数字动画中的角色运动法也与传统动画相同，设计动作也遵循传统动画所遵循的基本原则，突显明显的效果，动作有缓冲部分、夸大部分、缓入和缓出、弧线运动、跟随效果、挤压拉伸等等。在视听语言运用方面数字动画与传统动画一致，都讲究声音和画面的配合，镜头语言的意义衔接完整等等。数字技术的运用也在传统动画的基础上造就了新的数字审美原则。我国早期动画中运用水墨画的方式，是特殊技术手段产生的代表之一，手工根据手段与介质的不同来创造风格不同的动画画面，利用水墨画创作动画的动画作品也曾在世界上屡获大奖。而数字技术的革新，肯定会给动画制作带来更多的形式和思维发展的转变，数字动画做展现出来的魅力，离不开传统动画的理论支持，也会在传统动画的基础上，开出新的艺术花朵。

二、数字技术在动画艺术中的具体应用

（一）取代了传统的手绘模式

先用绘画的方式把图像画在纸上或者璐璐片上，再将其绘画成连续的多幅画面，用摄影机进行逐帧拍摄，冲洗得到底板后再制作出样片，对样片进行剪辑，这就是传统的手绘动画的制作过程。这项艰辛的劳动更趋近于集体性的制作，投入的人力资源巨大，耗费了工作人员的时间和精力。在数字技术的运用下，计算机承担了动画制作的主要内容，传统的中国画的绘制也可以借助计算机来完成。通常，绘制少量的人物图片后，计算机就能变化出几千个不同的人物表情，一部完整的影视作品，用来拍摄的图片可能需要几十万张，而草图的绘制量更是可以达到几亿张，如果这样一个庞大的任务都需要靠手工来完成，那么所需要的人力和其它资源是难以想象的。数字技术在动画行业的使用和不断深入，大大的缩短了动画艺术创作的时间，把艺术家们从繁重的手功劳动中解放出来。

（二）全方位的数字化转换

计算机的图像处理技术规模化、产业化的发展促进了中国动画产业的飞速发展。利用数字技术将素材记录到计算机中，进行动画剪辑，通过以往的图像数据来提取表现空间的动态对象来生产动画。在制作图片的过程中，剪刀加浆糊的方式被淘汰了，只需简单的鼠标操控和键盘操作就能完成相同的工作内容。硬件和软件的扩展解决了高难度特技制作的难题，通过计算机直接制作完成，而非通过模型和摄影手段来成就特技，这是动画制作技术的一大飞跃。运用数字技术合成的画面，可以满足多种特殊情景的需要，灵活变通，所以独具生命力。

（三）动画创作领域的变化

数字技术改变了动画艺术的制作技术，也丰富和拓展了动画艺术本体。在数字动画出现之前，手绘制作的电视动画和电影动画是动画创作的主要创作领域。数字技术的发展使得动画艺术的创作领域拓展，二维动画、三维动画、Flas、游戏动画和手机动画都相继出现了。动画艺术形式的丰富使得它和各个传播媒体的关系日益密切。1969年到1967年间，贝尔实验室开始尝试二维动画系统。20世纪70年代初期，三维动画出现，到了90年代，Flash也成为了网络动画大家庭的新成员，网络游戏也是网络动画的新样式。媒体的普及引起手机爆发式的增长，未来动画发展的焦点开始聚集在手机动画的发展。

(四)数字二维动画中的无纸动画和半无纸动画

制作流程复杂，工序繁多的二维动画制作过程，使得一般个人和小型公司几乎不能单独完成大型的二维动画制作。数字技术的引进使得二维动画中的无纸技术产生，虽然无纸技术的基本流程类似于传统的二维动画制作，但是它利用计算机软件替代了传统工序中复杂的仪器，节省了昂贵的仪器投入资金，这使动画制作更加方便快捷。半无纸动画是指数字技术引入动画创作的初期，只在局部利用数字技术，而且主要是运用在上色之后的环节。因为数字技术的优势，二维动画创作应用半无纸动画技术后，将描线、上色、原画、动画、设计稿等诸多环节的操作都转移到数字平台来完成，这大大提高了生产效率，节省了生产资金。随着数字技术进一步渗透，全无纸动画形成，全无纸技术不仅只在着色或后期在计算机中完成，而且可以通过专业的软件直接绘制前期的设计稿、原画以及中期的动画等。这样看来，全无纸动画的出现，可以说是全方位采用计算机制作动画形式的出现。

（五）影视作品中三维动画的强大魅力

20世纪90年代后半期，三维动画艺术发展极为迅速，在三维技术的不断普及和运用中，市场上出现了一系列的经典影片，其中《泰坦尼克号》、《哈利波特》、《侏罗纪公园》、《骇客帝国》等都是大家耳熟能详的。三维艺术的创新彻底革新了影视特技、计算机游戏、电视、建筑等行业的专业技术。在影视方面，三维艺术创作的出现，使它在电影、电视节目的后期制作中，逐渐完全取代了传统的光学胶片法，成为了影视后期制作的核心部分。特技制作是后期制作的一个主要内容。早期的影视特技制作，往往是在拍摄过程和洗印阶段中，通过一些简单的手段较粗糙的完成，比如模型制作、特技摄影和光学合成。这样的手段存在着很大的弊端。由于有些时候电影需要拍摄的对象可能在实际生活中并不存在，有些时候电影需要同时拍摄的两个对象无法出现在同一画面中，这些问题是无法通过化妆和模型来完成的，所以直接局限了早期影视作品的发展。而三维动画艺术可以直接合成想要的画面，打破了现实里没有和不能同时存在两个或多个对象的局限性。如《哈利波特》中神奇的魔法，《泰坦尼克号》中沉船的画面，这些都离不开三维动画艺术的功劳。

三、结语

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在阿尔油田建有2座阀组间、1座联合站。阀组间工艺包括掺水分配计量、混合液回站计量、压力、温度、可燃气体监测与排风扇联动控制等；联合站工艺包括集油、分离、伴生气处理、掺水、外输、污水处理、注水、消防、加热、天然气发电等工艺流程。原油处理采用密闭处理流程；利用两相分离、三相分离和大罐抽气最大限度的收集天然气，用于加热炉燃烧和天然气发电；污水经过沉降、过滤后注入地下，采用了14台套集成撬装设备，简化了工艺流程。阀组间数据采集：温度、流量、压力、可燃气体和视频等生产数据和图像等的实时采集；排风扇与可燃气体报警联动，实现无人值守。联合站自动化监控[1]：对生产过程进行动态、实时、逼真的显示；能够对监测的结果自动存储入库；能够对异常的情况及时准确的进行报警；并且能够根据需要进行报表打印等功能；在控制方面实现了：回水罐自动补水控制，污水灌液位控制，三相分离器油室、水室、气室的液位、压力自动PID调节控制、注水泵变频控制、电动阀远程开关控制、泵启停控制。从而能够使整个联合站的各设备的运行情况和生产流程，实现远程监测和控制。阿尔联合站监控点约4000余点，接入第三方设备的控制系统14台套。

二、自动化系统设计

2.1结构设计。阿尔油田的自动化建设，以联合站为中控室为监控中心，以单井、阀组间和联合站等各个生产单元为节点，构成一个二级SCADA自动化监控管理系统。各生产单元采用远程终端单元（RTU）或PLC等检控装置，实现数据的自动采集和控制，并通过无线和有线方式实现数据通讯[2]，自动化系统结构如图3。抽油机井生产现场的示功图、压力、温度等监控仪表，全部采用433MHz短距离无线通讯技术，实现信号的无线传输，最大限度减少了对草原的破挖。单井与监控中心采用McWell无线宽带通讯系统，McWiLL是一种基于全IP移动宽带无线接入系统，能提供超大容量的移动宽带数据和移动语音业务，可以为油田单井的视频监控和数据采集提供无线宽带接入方式[3]。解决了偏远地区的数据、图像和语音的通讯问题。

2.2监控中心。根据油田的规模，在阿尔联合站建设属于站场一级的监控中心，按照《油气田地面工程数字化建设规定（试行）》的要求，应具有以下功能：（1）对站内与所辖井、站（厂）、管道的工艺参数进行数据采集、处理。动态工艺流程显示；报警、事件管理及报表的自动生成打印；（2）实时和历史数据的存储、归档、管理以及趋势图显示；（3）PID控制、批量控制、逻辑控制和紧急停车；（4）单井计量管理；（5）站场可燃（有毒）气体、火灾报警和安全状况监视；（6）经通信接口与第三方的监控系统或智能设备交换信息；（7）为上一级计算机控制系统提供有关数据并接受其调度指令。

2.3软件系统设计。对照监控中心所具有的功能要求，油田生产自动化系统的上位机软件主要由组态软件、实时数据库和应用软件等构成。2.3.1组态软件。采用美国Wonderware公司的Intouch人机组态软件包。是实现人机界面生成最快捷和最容易的一款软件，充分利用其提供的各种绘图工具和动画连接技术，使图形、文字等与现场的数据相关联，创建以窗口为界面的工艺流程动态显示[4]，实际显示画面如图42.3.2实时数据库系统。采用美国Wonderware公司的InSQLServer实时数据库系统。可实现实时数据的秒级存储，对后期工艺过程进行优化控制和在线分析，及时调整工艺参数和大数据分析，打下良好基础。2.3.3示功图量油软件系统。在采集的地面示功图时，同步对电参量（电流、功率等）进行采集，实现油井产液量计量、系统效率的自动计算、油井工况诊断、优化决策、数据网络查询等功能。

三、结论

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1.1地形测量与测绘技术的概念和用处

伴随着我国社会经济的不断进步，各级部门对于在发展过程中，土地资源、环境问题、能源方面都有了很高的要求，与此同时，人们的生活水平也在不断的提高，对于建筑的舒适和生活质量的要求更加的提升，地形测量和测绘技术在现实生活中起到了很关键地作用。这将对于人们对影响土地资源利用方面的一些因素，有了可靠的数据资料去证明。作为一种工程设计和实施的参考，能够有效保证工程施工的顺利进行。同时，对于一些地形、地貌很偏僻的地方，也可以通过该系统获得真实的数据，这是人为不能进行测定的。

1.2地形测量和测绘技术的发展现状

以前，我们要想了解一片区域或者是地形的特征，就必须不怕艰难险阻，通过实地手动进行测量，才能实现，现代社会，伴随着科学技术的不断进步，在地形测量中，注入了先进的科学技术，采用优良地科学技术分析仪器，很有效地就完成了测量。而且数据更加地精确。人们也逐渐开始将自动化与地形测量相结合进行研究了[1]。

2.地形测量与测绘自动化技术

现代计算机技术的发展，网络技术的应用，随之而来的就是在测量仪器方面的技术改革，这些已经引起了在测绘自动化方向的发展。3S技术即GPS全球定位系统、GIS地理信息系统、RS遥感这三大技术，是集成技术的核心。

2.1GPS技术

GPS(GlobalPositioningSystem)是大家所熟知的全球定位系统，这个系统是美国在20世纪研制成功的，现在已经全面建成了导航卫星系统，可以用来测量时间和距离，能够在海、陆、空进行全方位实时进行系统的定位和导航。具有高精度、全天候、高效率、多功能的一种测绘工具。与其他的地面测定系统比较，它拥有很多优良的性能：功能多、保密性能极强、抗干扰性能优良，应用的范围及其广泛。具有观察的时间短的特点，在操作方面简单，容易操作，易学，精度准确。特别是在水上定位，定位的精度可以达到厘米级的水准。随后的GPSRTK技术，则是一种更加新型的测量系统，能够准确地测量定点的位置，体现实时动态的效果。

2.2GIS技术

采用现代计算机图形技术和数据库的相关的知识理论，来对地理空间资料进行数据处理，其内部蕴含了地理学、测量学、几何学和数据库的相关知识，将这些综合在一起，提高了其综合性能，最后利用计算机很直观地进行展示。GIS的特点主要是具有公共的地理定位的基础，有多维的结构特点，实行的是数字化技术，蕴含了丰富的信息资源。对于现代的地理信息系统是一项新的进步。现在，GIS地理信息一定会准化、多维化、系统集成化和智能化的方向迈进。在工程建设、矿区开采以及其他的一些工程项目中，适当地运用此技术，能够安全有效地开陈满河北省煤田地质局第四地质队河北张家口075100展工作。

2.3RS技术

遥感RS技术是从20世纪60年代开始的，这项技术的特点是它不回直接接触要研究的对象，而是通过一种电磁波的反射、或者是辐射来对数据的传输和处理，获取数据信息的一种方式。在这个遥感技术中主要涉及摄影、陆地、卫星、航空、航天摄影测量等技术内容。同上文中的GPS技术差不多，RS技术的发展也是主要运用到了航空技术当中，这项先进的技术主要是采用人造地球卫星上所搭载的相关技术设备，从很远地地方对地球表面的物体进行发射相关的信号，这个信号有短波的红外线、可见光、电磁波谱等，该系统对此进行接收、识别、处理和判断，从而实现对目标物体的数据进行测绘。通过红外线或者是可见光，都可以很有效地完成对所测区域真实地地貌。与此同时，也能够对这个地区的土地中的成分进行测定，提供大量的信息[2]。

3.地形测量与测绘技术自动化应用时所存在的问题

3.1使用这些技术时，资费较高

先进的仪器设备的使用，带来了科技地飞速发展，但是，同时也有个问题值得关注，那就是资金的问题，引入新的技术时需要花费钱的，不是免费获得的，国家对于一部分的使用是由政府部门承担一部分，但是，剩下的这部分资金，则是需要单位自己出资的。因此，很多规模不大的小型测绘企业，为了减少单位的开支，基本上不会使用这么昂贵的仪器设备。这样他们的测量准确度依然是停留在了以往的状态，并没有获取到真实、可靠的数据信息。非常不利于测绘自动化技术的有效进步。

3.2自动化地形测量测绘技术有待提高

根据前面的叙述，目前，GPS、RS等技术在地形的测量与测绘过程中发挥着很重要的优势作用。虽然有着很多的优势，但是，在其实施的时候，总是会受到一些外界因素的影响，比如说，气候对它的影响，还有就是环境对它的影响，这都是很关键的因素。因此，这样测出的数据很有可能与真实的情况，差别很大。所以，在以后的工作中，要及时地找寻出GPS、RS技术中的一些相关问题，和解决的方法，提升自动化测量技术的准确度。

3.3地形测量与测绘技术人员职业技能的培养和素质的提升

现代科技更新地很快，对于这部分测绘人员，要不及时进行相关技术的培训，他们的那点知识根本在实际工作中，无法实施。所以，要不断加强对他们的文化程度的提高，同时，也要多参加一些新技术培训会，多学习新的技术，为自己的工作多努力。同时，也要多关注一些技术方面的网站，多进入网站学习新的技术和资源，丰富自己的阅历。

4.测绘自动化技术的未来发展方向

现代计算机信息技术的不断发展，以及随之发展的网络技术，迎来了我国自动化和智能化的发展。在测绘技术自动化方面，3S技术及集成技术自动化、数字化技术和数据库的使用，现在出现的三维可视化技术和人工智能的进入，这些都使得测绘自动化技术加剧了。

4.13G技术及集成技术的进一步发展

在测绘方面多普及3G技术，改掉技术中遇到的一些问题，将3G技术中的集成技术进行改变，提高它的准确性，使其应用范围更加地宽泛。我国的数字摄影测量系统主要是在GPS、GIS、RS和3S集成技术中进行使用的，这种集成技术可以将数码摄影测量引入进来，更加使得测绘技术趋于自动化和数字化。数字化和智能化是未来数字摄影测量发展的主要方向，因为随着科技的高速发展，势必带来在这个方面的技术变化，智能化的手段的使用，使得测绘技术不需要员工亲自过去，便能获取信息资料。

4.2测绘软件及数据库的开发与更新

加强数字地形测绘软件研发、测绘软件使系统更加高效、灵活、功能齐全，使测绘的软件技术在地形测量中扮演了非常主要的角色。完美的信息数据库进行有效地更新，将测量数据直接转换为数据库的信息，在查询数据方面，非常便利，通过数据共享，实现全球的数据，及时进行数据更新，同时扩大空间信息系统的动态管理，实现科学管理，标准化、信息化的测量数据，测绘数据传输网络，多样化、社会化，测绘技术实现了自动化，实时数字化。在具体的实际应用中，显示出了独特的功能，使得我们的测绘技术与日俱增，带来了新的时代，进入了一个有高新技术作为基础的电子信息化的时代。这是我们所需要的测绘状态，在这里，人们可以很轻松地进行测绘，无论是高难度的、偏远应关注节点的设置、搭接的宽度，铺膜后膜的状态等内容。第六，焊接前做好焊道的清理工作。复合土工膜的防渗结构的设计在膜面上下一般包括各一层保护层，而焊机在行走过程中有可能造成保护层沙土或粘土粘接在膜面上，大风天气下造成膜面不干净等等都可能造成焊接强度的降低，因此一般焊接时都应安排专人负责焊接膜面的清理，保持膜面的干净整洁。最后做好焊接质量的检验，发现问题及时处理。复合土工膜焊接工序的检验作为确定焊接质量的关键工作应认真组织，发现问题及时标记并按时处理，避免问题的遗漏或缺失。

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1.1先进控制

1.1.1先进控制的特点在化工的生产当中，往往生产过程较为复杂多样，这样就很难的建立起数学模型。一旦没有完善的数学模型，就会导致预测和推断的失误。与传统的控制技术相比，先进的控制技术能够更加的抓准将要预测和推断的难点。

1.1.2先进控制的应用

先进控制的应用在当今的自动化技术当中得到过广泛的应用，与传统的技术水平相比，现如今的技术手段不仅仅应用到了信息化技术手段，还应用到了很多数学模型之类的知识。因为只有建立了完善的数学模型，才能够对采集到的变量进行精确的统计和计算。再加上信息化的先进技术，这些是保障先进控制应用的有效技术手段之一。

1.2现场总线

1.2.1现场总线的特点

现场总线具有将所有的线路连接起来的功能，现场总线将所有的自动化系统和只能现场设备进行了连接，使得这些智能化设备能够听从统一的号令，这种管理方式既能够节省大量的人力和物力，还能够在很大程度上使得系统的管理变得更具有自动化和智能化。线路总线基于计算机网络自动化技术，使得系统的单回路调节器、现场变送器、现场执行器、可编程序控制器等设备能够与总线进行连接，进而对化工生产当中的一些设备进行更好的控制和调整。

1.2.2现场总线控制系统

现场总线系统能够在化工生产和电气自动化的生产当中保证成本的最低化和投资以及安装费用的最低化，这些费用对于任何一个商家来说都是应当精打细算的，只有注重每一个细节，才能够使得企业不断的变得强大起来。现场总线的控制还能够减少工人的工作量，在保证质量的情况下增加了工作的效率。

2化工生产中电气自动化技术的发展趋势

化工生产中电气自动化技术的发展趋势已经越来越趋向于国际化，因为我国目前的电气化发展已经采用了很多先进的科学技术和技巧，现代化的科学技术与先进的技术是完全分不开的，其中以电子信息技术为最主要的技术手段。现如今在这个二十一世纪当中，更多的事业都趋向于信息化和国际化。自从研发出了电气自动化技术在化工厂当中的应用，对于提高信息系统的处理能力就有着很高的要求，然而信息系统的运行和应用又完全离不开网络技术。通过电气自动化的运行和应用可以加快我国现有工业的发展，从节约资源入手，尽最大的可能去降低生产的成本和费用，保证少成本就可以获得更多的经济效益。能够合理并且高效的应用现代化信息技术是缩短我国与其他国家之间差距的一个保障之一，只有促进全国的经济发展才能够让更多的百姓拥有现代化的生活。

3结语

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世界第一台电子计算是在1946年诞生的ENIAC，自此以后。电子计算机由于其优越的性能以及其极快的处理信息的能力得到了迅速的发展，在20世纪60年代到20世纪80年代，一些先进的企业以及政府部门开始配备并使用计算机来协助办公，英特尔处理器以其优越的性价比推动了计算机的普及，在1982年第一台个人计算机的诞生，使计算机的生产成本大大降低，自此以后，计算机在一些较小的企业甚至在一些家庭中得到了应用。计算的发展从诞生到现在虽然仅仅不到70年，但是计算机的发展速度是惊人的，并且计算机技术逐步被应用到社会发展得每个层面，促进了社会的进步，极大的丰富了人们的生活。现今的进算计技术较为成熟，计算机也取得了令人欣慰的成就，计算机的发展正在朝着微型化、网络化、人工智能化、技术多元化方向发展，计算机技术的发展正在逐步适应社会各个部门的专业化需要。计算机操作系统也在逐步的进行更新换代，随着操作系统的更新，计算机的运行速度也在不断的加快，正在适应更多领域的应用需求。

2计算机在办公自动化中的应用

随着计算机技术的发展以及现代办公的需求，计算机技术被用到办公中去，并逐步实现办公自动化，办公自动化充分的使办公需求与计算机技术结合起来，使办公效率明显加快。

2.1办公自动化

我们经常说的办公自动化（OfficeAutomation）指的是办公的内部事务性工作实现自动化处理以及办公信息实现自动化处理的自动化系统，办公自动化系统是计算机技术发展的衍生物。办公人员通过办公自动化系统的硬件、软件以及各种网络通信设备和办公所需要的各种必要设备进行信息的收集、信息的传送、信息的加工、信息的储存等环节，通过这些环节。办公人员就可以根据需求将个人办公系统、公务管理系统、档案管理系统等集成到指定的统一网络中，使之实现信息的共享提升办公效率。我国的自动化办公在电子商务中的应用最为广泛，办公自动化极大的提升了办公效率，计算机技术的发展使办公自动化正在趋向于智能化。

2.2计算机技术在办公自动化中的应用

目前在办公自动化的过程中，计算机技术主要还是体现在图文的处理方面，我们日常处理文字、数据所用的Word、WPS都是用来处理文字、图画的软件，这些软件对文字进行编辑，对文字的版式进行处理，并对编辑内容进行打印等操作，提升了办公效率。计算机在办公方面的应用还体现在数据的处理上，例如Exal等软件可以在很短的时间内对目标数据进行筛选、排序等，实现了办公中数据处理的自动化，办公人员还可以在计算机上设计自己所需要的表格、并根据需求对表格进行修改处理和制表等操作。多媒体技术也在办公自动化过程中得到了应用，多媒体技术可以再办公过程中对图像进行有目的的修改，还可以根据需要发送语音传真，多媒体技术还被应用到综合业务数字网、多功能多媒体应用站中去，使办公更加现代化、高效化。计算机技术在近几年还被广泛应用到了各种会议中去，视频会议就是计算机在办公自动化中的应用，会议的双方虽然不在同一个地点，但是通过计算机技术的处理，可以实现双方的面对面的交流，会议的内容也能应用计算机软件进行相应的汇总、判断决议以及打印会议总结报告等，计算机技术在视频会议中的应用，节省了开会的成本和时间，极大的提升了办公的效率。

2.3如何应对办公自动化过程中的计算机技术

计算机在各个行业中的应用越来越广泛，各行业的办公人员必须不断地提升使用计算机技术的能力以适应计算机技术的发展，从业人员要积极围绕社会以及行业的需求，不断地提升计算机的理论和实践性应用，以满足各行业的自动化办公需求。在企业实现办公自动化过程中，要积极进行计算机办公设备的更新换代以及注重办公人员计算机使用技术的培训，企业要加强与高校或者其他计算机培训机构的合作，使办公人员能够在自动化办公中游刃有余。办公人员也要加强自身的自主学习意识，积极学习一些计算机技术，例如常用的办公软件以及各种操作系统的使用，软件的安装启动以及使用、电子邮件的接收以及发送等基本操作。

3结语

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机械自动化是指在无人干预的状态下，设备装置根据预先制定的指令或者工序自动完成操作或者控制的全过程，机械自动化即通过控制设备或装置来实现对过程的制动化控制。机械工程是指通过提升设备来进行机械工程的建设，而在生产中，机械设备是必需的工具，包括粉碎设备、搬运机械及交通运输机械等。当前，在机械工程工作中，机械设备根据不同的制造方法与原理，包括不同的机械工程内容，也就是节能工程及其相互衔接的分支系统，比如机械应用与维护系统、机械制造系统和设计系统等。工程系统间的交叉重叠，可大幅提高技术融合的效果，也能够保证生产作业逐步迈向高层次。而在机械工程建设中，自动化技术是指在生产过程中，根据预设指令及程序，完成机械操作及控制的技术。机械工程自动化技术可提高运行效益，并提高工程系统间的控制水平。在未来的机械工程发展中，自动化技术将贯穿于工程中，这是必然的发展趋势和方向。

2机械工程中的自动化技术发展

从整体上看，机械工程自动化技术的发展，是由简单到复杂、从低级到高级，在这一发展历程中，自动化技术水平得以显著提升。在自动化技术发展过程中，其理念逐步渗透到机械工程中，并产生和完善了自动化控制中的程控技术框架、数控机床框架，建立了一套完整的控制单元标准。同时，在建设机械过程中，结构层次中的自动化组合安装完全实现，且构建了微型化控制装置，实现了机械自动化和一体化的建设目标。在电子计算机技术不断发展的背景下，自动化技术向多元化方向发展，且精细度明显提升。但是，当前的机械工程自动化技术，处于单子自动化阶段，在智能效果和整体集成化方面还比较欠缺。同时，机械工程自动化建设规模也比较小，技术含量不高，主要是缺乏自主知识产权和创新能力，束缚了自动化技术的发展。而国外的这一技术已比较成熟，实现了操作阶段即内容的自动化控制，效果显著。不过在发展中尚缺乏具有特色的高端产品，竞争实力比较弱。

3机械工程建设中的自动化技术

3.1机械工程建设中自动化技术的形式

当前，自动化技术水平不断提升，促进了机械工程建设的快速发展。在机械工程建设中，自动化技术主要表现在信息流的自动化控制、加工生产过程的自动控制、物流运输系统的自动化控制以及监测操作的自动化控制、系统设备的自动化控制。其中，信息流的自动化控制，是根据产品数据管理的需求，完成各项计算机辅助制造或者控制。数据产品中包含着大量的信息，自动化技术综合集成上述信息流，进而实现对产品的处理和控制，这也是实现信息处理与操作的关键所在。完成信息处理与控制后，在计算机设计的辅助下，自动化系统可不断优化设计理念和内容，经绘图及设计来构件机械工程自动化系统，最终大幅提升信息控制的可靠性和有效性。而对物流运输系统的自动化控制，主要包括系统设计和控制物料运输两个方面；系统设备的自动化控制是在生产过程中，合理调整参数以实现设备与零件的组建与成套生产；加工过程的自动化控制是通过加工循环设计与辅助设备的控制，实现加工件操作或设备的加工操作。最后，监测操作的自动化控制是经自动化控监测，提高系统运行的安全性与可控性，提高监测工作的整体效益。

3.2机械工程建设的主要内容

1）基于柔性自动化技术的机械工程建设内容。在机械工程建设过程中，柔性自动化技术的应用，是指建设人员将自动化技术看做构建机械功臣公共点基础，进而提升系统操作的有效性。其中，设计人员需对机械设备加工的目的加以明确，而在一般的机械工程操作上，实现设计的自动化，同时借助自动化操作设备和计算机技术，实现柔性自动化设计。在机械工程建设过程中，将提高生产效益作为建设主体，采取有效的措施，提高生产的数量和效益，同时也大幅降低工作强度，通过建立和完善高端计算机自动控制体系，将各项产品的效益提高到新水平。综上所述，数控技术为柔性自动化机械工程的核心，在明确高端计算机内容的基础上，通过合理设置设备与布线，最大程度上提高柔性控制的效益。

2）基于集成自动化技术的机械工程建设内容。在机械工程建设中，集成自动化技术的应用是指设计人员先行确定设计目标，并根据操作与内容，设计出完整的框架。这要求设计人员了解和掌握生产流程，并明确生产中所需的各种信息，拓宽收集信息的途径，进而提高自动化控制的有效性。同时，将工程集成化效果视作设计主体，并综合运用高精度、集成性的设备，根据收集与监控原理，合理设置设备。在集成自动化建设中，明确工业系统设计内容，按照机械工程环境的变化，持续改进完善，最大程度上发挥集成控制的效益。

3）基于智能自动化技术的机械工程建设内容。在机械工程建设中，智能自动化控制技术是借助人工智能网络与神经网络原理，建设自动化控制体系。在构建自动化体系的过程中，设计人员需强化数据收集与分析的内容，有效提升智能化效果。同时，选取智能化设备，交叉应用智能技术与智能机械，并明确两者之间的交叉关系，进而形成一个统一的、集成化的机械核心。此外，在构建自动化系统过程中，还必须强化和提高神经网络的识别能力及机械制造的适应能力，注重控制的质量与效益，并及时分析与处理突发事件以及问题。

4结语

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首先要对机械自动化有一个深刻的认识，这样才能对机械自动化技术以及制造模式进行深刻彻底的分析。作为近年来机械工业发展的核心技术，机械自动化与传统的机械加工生产相比，有着明显的不同。机械自动化是在无人的情况下，利用原来设定的程序，通过各种机械设备来完成机械的生产以及控制。简单来说，就是在自动化的制造模式下，实现生产的自动控制。实行机械自动化的重要意义在于，将机械工业的发展推向一个更高的层次。在这种制造模式下，可以实现生产劳动强度的大幅度下降，同时促进生产效率的提升，大大促进机械工业的发展。

2机械自动化的技术核心分析

2.1机械自动化技术核心的应用作为机械工业中应用技术的一种，机械自动化技术可以实现机械加工的连续自动生产，并且保证所进行的生产流程是最优化的。这就大幅度地提升了加工的效率，降低了加工所需的时间，满足了市场的需求。机械自动化技术以及制造模式的广泛应用使得整个机械工业得到了飞速的发展，极大地促进了机械工业水平的提升，将机械工业带进入一个新的发展时期。首先应该看到的是，随着机械自动化技术的广泛应用，生产过程中的安全性大大提升。在整个生产过程中，对于人员的需求已经降到了最低，大部分的生产过程都是由机械设备来进行，这也就最大程度地提升了生产的效率。传统的生产模式远远不能满足现代市场对于机械设备的需求，采用这种制造模式就可以大大提升生产效率，同时还能降低生产中出现的误差，有效地提升生产的质量。此外，通过应用机械自动化技术，可以有效降低对资源的浪费，尽可能地降低生产的成本。这是因为应用机械自动化技术后，生产过程中采用的是自动控制系统，可以通过前期的程序设计来实现资源利用的最大化，大大降低了传统模式下的资源浪费。因此，广泛地应用机械自动化技术，可以有效地促进机械工业的发展。

2.2机械自动化技术的技术核心对于机械自动化技术来说，数控技术是其核心技术。机械工业所生产的机械产品，大多具有高精度的特性，这就要求必须采用先进的数控技术。数控技术在机械自动化技术中发挥着十分重要的作用，利用数控技术可以实现加工过程中的自我修复以及自动更正，就可以保证满足机械生产的高端要求。此外，应用数控技术可以实现在生产的过程中对产品生产进行技术调节，从而实现对各项参数的满足。最重要的是利用数控技术，可以对加工过程中出现的故障及时进行修复，从而保证生产的及时性。除了数控技术之外，网络技术在机械自动化技术中也发挥着重要的作用。网络技术的应用可以为机械自动化技术注入新的活力，从而促进机械自动化技术的发展。

2.3机械自动化技术的发展趋势首先来说，机械自动化技术必将朝着高速度、高精度以及高效率的方向发展，这样才能满足机械工业的高端要求。其次整个自动化技术系统的发展方向应该是柔性化，这样就可以通过集成技术来对生产进行模块化管理，有效促进自动化技术作用的发挥。最后，机械自动化技术必将朝着智能化的方向发展，这是因为其自身的智能化程度依旧有着一些缺失，这就要求自动化技术采用更高端的技术，增强自身的智能化水平。

3机械自动化的制造模式分析

在生产过程中采用先进的机械自动化技术以后，机械工业的制造模式也会发生相应变化。传统的机械制造模式必将被新型的制造模式所取代。首先表现在人员的改变上。在自动化技术的机械制造模式下，人员在生产过程中发挥的作用大大降低，人员的使用量也大幅度降低，用最少的人力进行加工生产，实现了生产模式的现代化。其次，改变流水线的生产方式。在自动化的流水线生产中，实现对生产过程的全程控制，促进生产效率的提升。最后，在自动化技术的机械制造模式下，实现对生产的智能控制。这样就可以减少因为人为原因所造成的损失，大大降低生产成本，使得机械生产的水平得到最大程度的提升。总体来说，原有的机械制造模式已经发生巨大的变化，已经从原有的人工操控转变为自动控制，极大地提升了机械工业的生产水平。

4结语

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目前，我国自动化技术发展速度非常快，在机械领域中的作用也日趋明显。应用自动化技术能够降低人力劳动成本，工作人员只需要进行简单的操作就能够实现大型机械的自动化作业，甚至能够完成人们无法完成的工作。计算机技术的发展为自动化技术应用到机械领域提供了保障，人们打破了对传统机械行业的认识，以自动化设备来实现对机械的调用和装配，不仅降低了人力成本，同时还能够有效降低产品的报废率，是整个机械装配流程形成连续化，使产品的生产周期大幅缩短，保质保量的完成机械装配任务，为企业创造出更为丰厚的经济效益。

2自动化技术在机械制造中的应用

1）信息自动化。信息自动化主要是依托于计算机技术而形成的，其中主要包括辅助制造、辅助设计、工艺辅助设计、数据库系统管理等。辅助制造指在产品生产过程中采用数值控制技术来实现自动化应用，进而完成产品的生产，也被称为数控技术；辅助设计是指采用计算机设计软件来完成对产品的创意、设计、建模、参数值评测等，并且对机械构件实现精确测量；工艺辅助设计则是辅助制造和辅助设计的纽带，能够有效提高工艺生产的效率，并使之实现优化和提升；产品数据库系统管理则是采用计算技术来实现对储入库，进而实现信息数据的系统化管理。

2）物资供输自动化。物资供输是对品生产的原材料进行运输和调配的过程，其物资供输自动化则是采用自动化手段来完成物资的运输和调配，是自动化在机械领域中得到应用的细分体现，其中涉及自动化设备、自动化装置、自动化物资输送、自动化软件等。

3）生产自动化。生产自动化能够从机械制造加工方面得以体现，可以实现机械组件的自动化装卸，这种自动化装卸在系统不发生故障的情况下可以循环重复进行，有效降低人力使用成本，并且能够降低由于人为因素所造成的失误，提升产品的合格率，大幅提升了产品的质量。

4）设备装配自动化。设备装配自动化是将整个装配流程输入到数控设备中，通过计算机来完成对机械的操作，按照特定的规格、形状制成配件，同时还能够完成一系列组装、调试、验收等工作，是一条能够自动完成机械装配的自动化流水线。在机械制造业中，设备装备拥有比较重要的地位，而自动化设备能够协助完成接卸装配，使很多繁琐的人工装配能够用机械替代完成，极大地提高机械生产效率，是现代化机械制造的重要组成部分。

5）检测自动化。自动化装配完成的零件或设备需要对其进行检测，而自动化检测则能够很好的完成这项工作。针对新型材料、零部件和复杂的工艺加工产品，在机械制造也中采用人工进行检测难度非常大，而且效率极低，已经不能满足当前机械制造与生产的要求，检测自动化被应用到机械制造是一种必然趋势，采用多种检测技术来对机械制造出的产品进行检测，其中包括电流信号、时序错排、人工神经网络和其他更为智能的设备诊断技术。

3自动化技术在机械制造中的应用发展趋势

1）高度集成化。将自动化应用在机械制造领域，首要解决的问题就是实现制造技术的高度集成化。集成化是一种生产模式，能够将多种生产内容按照一定的顺序来形成流水作业，对制造生产工作进行整合，并在计算机技术的基础上来实现和完成机械制造的自动化，并将其细分到各个子系统中，如自动化信息系统、自动化制造系统、自动化管理系统等，相互子系统之间分工协作，形成一套拥有高集成度的机械制造自动化系统。

2）智能化。机械制造是由手工制造发展转变而来的，传统简单的机械制造技术无法满足新时代的要求，依托于先进的计算机科学所构建的智能化系统能够实现机械加工的集成化、系统化、流程化作业，打破传统机械生产的局限，引入高效能的功能体系，结合计算机信息技术来实现系统的集成和整合，使之成为一个整体，力求实现全自动的智能化生产。智能制造就是将人工智能技术引入到机械制造中，同时在自动化基础上实现更加现代化的机械制造，使相互之间的技术能够相互渗透和共融，能够运用计算机来对机械制造进行分析和决策，模拟人的思维来模仿和代替人的工作。此外，相较于专家智慧，智能化机械制造能够完成专家无法完成的对自身进行监视，及时发现错误并进行调整和改进，同时还能对任务进行预设，不断调节自身参数获得最佳状态，不受情绪的影响等优势。可见，智能化系统相较于人工智能要更高一层。

3）虚拟化。虚拟化指采用计算机技术来使机械产品能够在现实中完成完全模拟，进而提升产品质量，提高工作效率。比如，机械制造过程中应用计算机模拟仿真技术和信息控制技术，能够更好的对计算机的控制过程进行模拟，发现其中所存在的问题，进而在实际工作中避免出现类似错误。利用虚拟化能够大幅提高产品设计和研发的周期，保证产品质量，进而提升在市场中的竞争力。

4）柔性自动化。现代机械制造业的发展要求企业在市场应变能力上要更为灵活，对客户的反馈有快速捕捉并对产品加以改进的能力，因而要根据市场需求的内外部环境条件来有针对性的进行部件更新，对产品生产结构进行调整或改变机械制造种类等，对此，采用柔性自动化技术是最佳的选择。利用计算机技术来构建人机交互界面，并结合自动化技术构建一个拥有柔性自动化的信息管理系统，为获得更高的效益和利润提供保障。柔性自动化系统中并不完全是自动化设备，也存在普通设备，只是在个别环节上可以进行人为介入，以提升机械制造的作业效率。柔性自动化所要实现的目标就是使产品生产能够更好的满足市场需求，提升市场竞争力。与此同时，采用柔性自动化能够拉近机械设置、机械生产、机械制造之间的关系，使集成化程度更高，大幅提升自动化技术应用背景下机械制造的效率。

4结束语

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1.1恒压频比(V/F)控制

恒压频比控制属于开环调节,通过保持异步电机电压和频率之比近似相同以调节煤矿电机转速的调节方法。V/F控制最大的优点,就是使用简单,没有复杂的算法流程、坐标变换及电机模型辨识过程,用户使用起来十分的容易。而且,由于属于开环控制,即便在负载出现任意扰动的情况下,输出值也保持固定,不会受到什么影响。所以在某些时候,尤其是稳定度要求高的情况下,会采用该种控制方法。但由于其开环控制特性,控制精度低,无法像矢量控制那样实现无偏差控制。这种控制方式主要运用于对精度要求不高的煤矿设备,如风机、水泵等。

1.2转差率控制

根据电机转速计算公式,转差率控制是通过改变电机转差率的大小来实现对电机转速进行改变的控制方法。主要通过改变电机定子电压和转子电阻的方式进行。小功率电机或者电机转速较慢的情况下会采用转差率控制方法。恒压频比控制和转差率控制方式都是基于电机系统的稳态模型和在稳态运行规律下进行控制的。这两种控制方式无法对电机内部磁场的大小和位置进行控制,因而电机只能实现较为精确的转速控制,而转矩控制能力差。要想精确控制转矩,就必须在动态过程中对电动机的磁场大小和位置进行控制。

1.3矢量控制(VC)

矢量控制是目前煤矿自动化领域中比较先进的控制方法。交流异步电机是一个十分复杂的系统。矢量控制的基本控制原理就是通过对异步电机定子电流在不同坐标系下进行矢量变换,最终将电流分解为可以分别控制的用于励磁分量和用于产生电磁转矩分量。矢量控制策略的基本思路就是将交流异步电机的耦合变量解耦,实现各个变量的独立控制,使异步电机和直流电机一样,获得良好的控制性能。

1.4直接转矩控制(DTC)

直接转矩控制技术是基于矢量控制理论而建立的一种新型交流异步电机控制技术,直接转矩控制将不会像矢量控制那样考虑变量解耦的问题,而是直接控制电磁转矩。直接转矩控制不需要将交流异步电机转化为直流电机的数学模型,而只关注电磁转矩的变化。因此,和矢量控制不同,直接转矩控制无需进行复杂的坐标变换和电机数学模型。但是,直接转矩控制也有其缺点,例如低速情况下转矩脉动大,启动电流冲击大等。目前,兆瓦级的大功率电牵采煤设备中直接转矩控制方法运用的较为广泛。

2自动化系统在煤矿采煤中的应用

2.1试验台机械结构及总体布置

变速器试验台是一个综合了机械、电气、液压原理的机电系统。其具体工作原理是驱动电机连续输入额定转速和扭矩,以模拟变速器在煤矿采煤工作中的输入工况。由于驱动电机最高转速的限制,往往无法达到发动机最高转速的要求,因此,在驱动电机后加入一个升速齿轮箱,以满足采煤系统的试验能力要求。为了更接近矿区采煤的真实工况,在变速器输入端增加一个惯量盘,其旋转时的转动惯量与在离合器飞轮和传动轴旋转时产生的转动惯量相同。试验台的末端是加载装置及其匹配的冷却系统,它能给变速器施加阻力矩,以模拟设备采煤时的负载和道路阻尼。

2.2驱动设备的选择

驱动设备需要给试验变速器输入试验所要求的转速和扭矩,驱动设备可以采用内燃机,也可以采用电动机作为输入动力源。两种不同的动力源均有其各自不同的优缺点。采用内燃机作为采煤系统驱动端,使得试验更加接近变速器在采煤应用中的实际工况。但是内燃机也有较多缺点,比如噪声大,产生的废气污染环境,而且内燃机转速和扭矩不易控制,会导致试验结果产生较大的误差。采用电动机作为试验台动力源有噪音小、占地面积小、启停方便、无污染、易于控制等优点。正是因为采用电动机作为试验台动力源具有较多的优点,目前电动机已经广泛应用在各种煤矿传动系统试验设备上。

2.3加载装置的选择

加载装置在整个采煤系统中为被测变速器施加负载转矩,目前主流的工业设备一般采用测功机作为加载装置。测功机一般用于测试发动机的功率,也可作为齿轮箱、减速机、变速箱试验设备的负载装置。测功机主要由功率吸收、负载调速、转矩调节和冷却部分组成。根据负载转矩输出方式的不同,一般可以将测功机分为水力测功机、电力测功机和电涡流测功机三种。自动化采煤系统一般采用开式布局,在保证试验需求的情况下,基于上表的三种测功机的性能对比,采用电涡流测功机较适合于基础的自动化采煤系统。该文采用一台长沙湘仪动力测试仪器有限公司生产的CW-150系列电涡流测功机作为研究对象,其额定吸收功率为150kW,额定扭矩为520N•m,额定转速为2500rpm。

2.4发动机速度特性分析

该文所建立的自动化采煤系统模型,选用交流异步电机作为试验台架的驱动系统,驱动试验变速器及负载机构的运转。这里所选用的驱动电机应能完全覆盖被测变速器所匹配采煤设备发动机的全部性能和运行工况,同时还应具备转速和转矩的调节能力。为了使试验结果更加准确,这里我们先要对发动机的速度特性进行简要分析,从而为异步电机参数的确定提供理论依据。

2.5驱动电机主要参数的确定

在确定了采用交流异步电机作为驱动电机之后,就必须确定驱动电机的各种参数,从而完成异步电机驱动的变速器试验台动力学仿真。而部分电动机参数的确定必须参照发动机相关参数的确定原则,这样才能提高驱动电机模拟发动机驱动的精确度。对于任意的一台异步电机,它的参数例如定子电阻、转子电阻、定子漏感、转子漏感、定转子互感、电机极对数以及转子的转动惯量等是异步电机所固有的参数,需要通过电动机试验进行选定。而对于额定功率、额定转速和额定转矩等动力学参数,需要根据电动机所使用的特定场合进行选定。由于这里是用异步电机模拟汽车发动机作为驱动源,则其动力学参数参照发动机的参数确定则。

3结语

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1.1变电站电气自动化技术应用的现状。电气自动化技术是通过计算机、信号处理以及电子通信等技术，对变电站二次侧的电气设备进行自动监测，这种自动监测可以实时的反映变电站电气设备的运行情况，当系统故障时可以及时的发出故障信号，工作人员可以在第一时间准确地对故障进行处理，从而保证变电站安全可靠的运行。变电站自动化技术还可以提供原始数据帮助工作人员对电气设备进行检修和维护。电气自动化技术对变电站的安全运行具有非常重要的作用，所以电气自动化技术在变电站建设中得到了广泛应用。

1.2变电站电气自动化技术未来的发展趋势。科学技术的发展是非常迅速的，数字化已成为现实，变电站电气自动化技术也将迎来新的局面。随着计算机技术、信号处理技术、网络技术和通信技术等科学技术的发展和完善，与电气自动化技术的融合一定会在不久的将来实现，有了这些高端科学技术的融入，电气自动化技术一定具有大幅度水平的提高。这样就可以更加科学合理的对变电站进行设计和规划，同时也可以大大提高变电站运行的自动化水平，从而使变电站系统运行时能够快速的自动处理各种问题，使变电站的运行更为有效和安全。

2电气自动化技术在变电站中的应用

2.1电气自动化技术应用于变电站计算机监控系统。现如今计算机技术已经发展到了相当高的水平，社会各行各业都必须要用到计算机技术。计算机技术对变电站运行具有非常重要的作用，它可以实现对变电站系统内各电气设备的运行监控、监测，有利于提高变电站运行的安全性。通过与网络技术和通信技术的融合，电气自动化技术应用于变电站的计算机监测系统可以有效的扩大变电站计算机监控系统的范围。与此同时，还可以及时地对变电站运行中出现的各种问题和故障做出相应的处理。

2.2电气自动化技术应用于变电站中等电位连接。等电位连接就是将电气结构中，相适应的电气设备间的导电部位进行连接，这样做可以保证变电站运行时电源充足。等电位连接对于变电站的运行、维护的安全性具有重要的作用，它可以有效避免变电安全问题。所以将电气自动化技术应用到变电站等电位连接非常重要。

2.3电气自动化技术应用于变电站计算机保护。电气自动化技术应用于变电站中的一个主要的功能是计算机保护功能。各电气设备通过信号处理技术，将各自运行的状态信息通过通信技术传递给计算机，通过计算机对变电站中的电气设备进行监测和保护，可以保护变压器、线路等。当变电站运行发生故障时，计算机对接收到的故障信息进行分析，并发出相应的故障处理命令，由相应的电气设备执行命令，处理故障。这样就起到了很好的保护作用，所以将电气自动化技术应用到变电站计算机保护中是至关重要的，可以很大程度上提高变电站运行的安全性。

2.4电气自动化技术应用于变电站自行诊断。变电站的自行诊断功能是以电气自动化技术、计算机技术、网络技术和通信技术等为基础，通过对变电站各项运行数据的实时监测、分析对比，迅速找到故障点，并及时自行修复故障。电气自动化技术应用于变电站自行诊断不仅可以降低发生故障的概率，减少了工作人员的工作量，还可以有效提高变电站系统的运行效率。

2.5电气自动化技术应用于变电站数据的采集和处理。变电站的数据采集是变电站自动化系统中非常重要的环节，是电气自动化技术应用于变电站的主要表现。变电站运行中的数字信号和模拟信号是变电站运行数据的基本形式，可以表现变电站运行的各项数据，比如脉冲数据、状态数据等。变电站的数据处理指的是对各项数据的分析对比，来发出处理命令，比如对故障跳闸的处理、断路器状态的处理、故障警告的处理和隔离开关的状态处理等。电气自动化技术中的光电隔离方式和通信方式是采集和处理数据的主要方式。

2.6电气自动化技术应用于变电站记录故障数据。电气自动化技术的另一个重要功能是记录设备的故障数据，记录设备的故障数据主要是为了监控系统分析故障。当故障发生时，记录下当时的开关闭合闸状态和相应的保护动作的状态。通过对故障时各项数据的分析，可以在以后的检修和维护工作中做出正确的改进。