發(fā)布時間：2022-10-04 01:57:47
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的遠(yuǎn)程控制技術(shù)論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
【關(guān)鍵詞】遠(yuǎn)程機(jī)電控制系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)模塊 現(xiàn)場模塊
一、基于Internet的遠(yuǎn)程機(jī)電控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究隨著機(jī)電控制理論應(yīng)用發(fā)展變化，傳統(tǒng)機(jī)電控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也變得越來越復(fù)雜
計(jì)算機(jī)價格的急劇下降和可靠性的明顯改善，使得人們越來越多地選擇計(jì)算機(jī)作為控制器。圖1給出了一個傳統(tǒng)的單回路機(jī)電控制框圖。
根據(jù)傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程機(jī)電控制的理論和發(fā)展，本文給出基于Internet的RMCS的模型，如圖2所示。從理論上分析，基于Internet的RMCS只是在傳統(tǒng)機(jī)電控制的基礎(chǔ)增加了一個網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)，但實(shí)際的實(shí)現(xiàn)過程中需要解決很多難題。根據(jù)圖2，我們可以將基于Internet的RMCS劃分為3個部分：遠(yuǎn)程終端模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、現(xiàn)場模塊。這3個模塊的分工和協(xié)作，共同實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程控制任務(wù)。每個模塊的功能如下。
（一）遠(yuǎn)程終端模塊。
遠(yuǎn)程終端模塊的作用是遠(yuǎn)程監(jiān)控，一般是與Internet相連的遠(yuǎn)離現(xiàn)場設(shè)備的微型計(jì)算機(jī)，其目的是對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)端的控制與監(jiān)測。遠(yuǎn)程終端模塊是用戶與現(xiàn)場進(jìn)行交互的界面，其功能主要包括遠(yuǎn)程設(shè)備狀態(tài)的遠(yuǎn)程終端顯示、控制命令及參數(shù)的解釋，對現(xiàn)場模塊所反饋的現(xiàn)場設(shè)備的參數(shù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的處理以及其他操作。其中，必須包括必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的處理和系統(tǒng)管理。整個系統(tǒng)負(fù)責(zé)定義用戶、密碼，并授予管理某個模塊的權(quán)限。遠(yuǎn)程終端監(jiān)控在整個控制系統(tǒng)中設(shè)計(jì)表現(xiàn)形式也就是在Internet的Web頁，用戶通過點(diǎn)擊Web頁上的功能項(xiàng)發(fā)送請求。Web服務(wù)器接受請求后將用戶請求和處理結(jié)果顯示在Web頁。不同的用戶通過授權(quán)具有不同的操作權(quán)限，包括瀏覽設(shè)備狀態(tài)、發(fā)送控制命令、設(shè)備狀態(tài)分析等各種操作權(quán)限。
（二）網(wǎng)絡(luò)模塊。
網(wǎng)絡(luò)模塊是數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)耐ǖ?，是連接遠(yuǎn)程終端模塊和現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)控模塊的中間環(huán)節(jié)，包括Internet的一些傳輸協(xié)議、應(yīng)用軟件和硬件等。網(wǎng)絡(luò)模塊的目的有兩個：
1.將現(xiàn)場設(shè)備的參數(shù)和狀態(tài)信息通過Internet盡快地傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控端，使遠(yuǎn)程監(jiān)控端的操作人員能夠及時對現(xiàn)場設(shè)備的參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行了解，并決定如何進(jìn)行下一步操作（比如通過傳輸系統(tǒng)發(fā)出控制命令等）；
2.將遠(yuǎn)程監(jiān)控端的控制信息傳輸?shù)浆F(xiàn)場的控制主機(jī)，進(jìn)行對設(shè)備的控制。
（三）現(xiàn)場模塊。
現(xiàn)場模塊實(shí)現(xiàn)接收遠(yuǎn)程監(jiān)控端通過傳輸通道發(fā)出的控制信息和對現(xiàn)場設(shè)備的直接檢測與控制。其工作流程是根據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控端的控制數(shù)據(jù)對設(shè)備進(jìn)行控制，同時監(jiān)測設(shè)備的狀態(tài)，并作必要的分析，再將這些狀態(tài)信息通過傳輸通道反饋到遠(yuǎn)程監(jiān)控端。現(xiàn)場模塊還必須有處理中斷的能力?，F(xiàn)場模塊一般情況下和傳統(tǒng)的機(jī)電控制系統(tǒng)一樣，是一個現(xiàn)場計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，功能可以劃分為數(shù)據(jù)采集處理、直接數(shù)字控制、監(jiān)督控制、集散型控制、分級控制和計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)。用戶可以根據(jù)生產(chǎn)類型、生產(chǎn)規(guī)模、控制對象等選擇適合的系統(tǒng)類型。
二、智能網(wǎng)絡(luò)接口單元的基本結(jié)構(gòu)
依據(jù)基于Internet的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)理論和智能網(wǎng)絡(luò)接口單元的功能，完備的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。智能網(wǎng)絡(luò)接口單元由CPU、RAM、ROM等組成的微處理器系統(tǒng)是智能網(wǎng)絡(luò)接口單元的核心，它的主要作用是根據(jù)接收的有關(guān)信息，按選定的方法進(jìn)行處理并產(chǎn)生必要的控制指令作用與被控對象。網(wǎng)絡(luò)控制器是中央處理器和遠(yuǎn)端主機(jī)之間通過網(wǎng)絡(luò)雙向通信的通道，是系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵，設(shè)備如何上網(wǎng)就是由它來完成的，同樣要受到中央處理機(jī)的控制。
三、軟件設(shè)計(jì)原則
在上面的討論中已經(jīng)將基于Internet的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)分為了3個模塊：遠(yuǎn)程終端模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊和現(xiàn)場模塊。遠(yuǎn)程終端模塊的作用是遠(yuǎn)程監(jiān)控，一般是與Internet相連的遠(yuǎn)離現(xiàn)場設(shè)備的微型計(jì)算機(jī)，其目的是對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)端的控制與監(jiān)測；網(wǎng)絡(luò)模塊是數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)耐ǖ?，是連接遠(yuǎn)程終端監(jiān)控模塊和現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)控模塊的中間環(huán)節(jié)；現(xiàn)場模塊實(shí)現(xiàn)接收遠(yuǎn)程監(jiān)控端通過傳輸通道發(fā)出的控制信息以及直接檢測與控制現(xiàn)場設(shè)備，并將現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)信息及時的反饋給遠(yuǎn)端控制機(jī)。為了提高整個系統(tǒng)的實(shí)時性、準(zhǔn)確性、安全性和通用性，在軟件設(shè)計(jì)時我們應(yīng)遵循以下幾條程序設(shè)計(jì)原則：
（1）程序主要采用C/S模式，遠(yuǎn)程控制機(jī)端程序作為客戶機(jī)，智能網(wǎng)絡(luò)接口單元控制程序作為服務(wù)器端，程序以事件驅(qū)動方式運(yùn)行；（2）服務(wù)器端和客戶端的通信基于TCP/IP協(xié)議；（3）為了安全控制，服務(wù)器端要設(shè)置合法用戶驗(yàn)證，并記錄所有連接日志和對現(xiàn)場設(shè)備的操作；（4）服務(wù)器端響應(yīng)客戶端連接請求并接收其發(fā)送的指令，然后對接收到的指令進(jìn)行解碼將其轉(zhuǎn)化為現(xiàn)場設(shè)備的控制命令，達(dá)到控制現(xiàn)場設(shè)備的目的。
【關(guān)鍵詞】GSM技術(shù)；深水網(wǎng)箱；自動投料機(jī)
1.引言
我國豐富的海洋生物資源和多樣的生態(tài)環(huán)境類型為我國漁業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的發(fā)展空間。但近年來我國水域污染導(dǎo)致海洋生態(tài)環(huán)境不斷惡化，水域生產(chǎn)力下降；過度捕撈造成漁業(yè)資源衰退，近海漁業(yè)資源日益衰退。為了提高養(yǎng)魚的質(zhì)量和擴(kuò)展養(yǎng)殖高檔魚類的品種，減少對近海海域的污染，發(fā)展網(wǎng)箱養(yǎng)殖業(yè)成為我國漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展發(fā)展的重要的途徑之一。
我國自70年代開始發(fā)展海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖，經(jīng)過30年的發(fā)展，網(wǎng)箱總數(shù)量已經(jīng)超過100萬只。95年開始，國家和地方各級政府在網(wǎng)箱的材料、結(jié)構(gòu)和抗風(fēng)浪能力等方面進(jìn)行了一定投入，不少科研機(jī)構(gòu)開展了一些基礎(chǔ)和應(yīng)用性研究，但與歐美、日本等先進(jìn)國家相比，將海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖作為系統(tǒng)工程來進(jìn)行開發(fā)研究，仍有較大差距，適用于網(wǎng)箱特別是深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖的投餌機(jī)寥寥無幾。為此，深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖用投餌機(jī)的研制將填補(bǔ)國內(nèi)空白，而設(shè)計(jì)一種自動投料裝置，以減輕人工的勞動強(qiáng)度，節(jié)約投料成本，在促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展和海洋環(huán)境的保護(hù)都具有重大的社會效益。
2.基于GSM技術(shù)的深水網(wǎng)箱自動投料系統(tǒng)框架構(gòu)建
深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖具有離岸、水深、海域開闊的優(yōu)勢，為躲避風(fēng)浪襲擊，多采用下潛方式，這與傳統(tǒng)的養(yǎng)殖模式相比，在投喂方式、網(wǎng)箱管理等多方面提出了新的挑戰(zhàn)。
基于遠(yuǎn)程控制技術(shù)的深水網(wǎng)箱自動投料系統(tǒng)主要由主控器和各深水網(wǎng)箱自動投料機(jī)兩大部分組成，如圖1所示。主控器和深水網(wǎng)箱自動投料機(jī)之間具有雙向通信功能。
主控器具有對各網(wǎng)箱投料機(jī)的主控和信息采集功能，能控制各網(wǎng)箱的投料機(jī)的啟動、停止和每天投料次數(shù)、時間、投料速度的設(shè)置，并能收集各網(wǎng)箱實(shí)際運(yùn)行信息的采集，以實(shí)時對各網(wǎng)箱進(jìn)行優(yōu)化控制。
深水網(wǎng)箱自動投料系統(tǒng)根據(jù)主控器設(shè)置的命令，定時、定速自動的實(shí)現(xiàn)投料，并采集實(shí)際運(yùn)行情況及時告知主控器。
本系統(tǒng)的硬件部分主要包括主控器和自動投料料兩大部分。主控器包括主控單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及主控通信部分的設(shè)計(jì)等；自動投料機(jī)包括投料器機(jī)械部分、投料機(jī)主控器、投料機(jī)通信部分以及投料電機(jī)控制器等的。
3.深水網(wǎng)箱自動投料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)的構(gòu)建關(guān)鍵是主控器與深水網(wǎng)箱自動投料機(jī)之間的通信模式的選擇，這包括GSM通信模塊的單片機(jī)機(jī)二次開發(fā)、水下投料的自動實(shí)現(xiàn)、投料機(jī)械裝置的密封、網(wǎng)箱運(yùn)行情況和環(huán)境的相關(guān)信息采集等相關(guān)技術(shù)。
3.1 投料機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)
深水網(wǎng)箱自動投餌機(jī)由餌料倉、氣室、投餌器、控制模塊、密封蓋、密封球、內(nèi)部消波器、配重環(huán)組成。餌料倉用于儲存顆粒餌料，氣室主要為投餌機(jī)提供浮力，并提供投餌器布置空間。投餌器位于餌料倉下部，為由直流電機(jī)驅(qū)動的槳葉式投餌器，轉(zhuǎn)速可通過位于投機(jī)上部的控制模塊中的單片即芯片設(shè)定調(diào)節(jié)。投餌器下端設(shè)有密封球，當(dāng)艙內(nèi)失壓或進(jìn)行添加餌料操作時，避免海水對箱內(nèi)餌料產(chǎn)生影響。投餌機(jī)頂部采用橢圓形內(nèi)托式密封蓋，通過頂部螺桿加緊密封。
3.2 投料機(jī)的餌料投放方式
目前網(wǎng)箱投料常采用高壓空氣或水作為動力通過電動振動拋灑方式，但噴灑方式會使餌料粉碎，不利于餌料的利用。另一種是利用電機(jī)的轉(zhuǎn)動帶動槳葉式餌料攪動葉片，在餌料的自重和氣壓作用下，餌料自動向下投放。這種投料方式比較節(jié)能省力，不易粉碎餌料餌料利用率高，而且出料的速度可以自動調(diào)節(jié)，因此采用后種投料方式更加適合。
3.3 餌料裝置遠(yuǎn)程控制方案
采用GSM通信的控制方式，它可直接利用GSM通信網(wǎng)絡(luò)，無需自建通信網(wǎng)絡(luò)?？刂凭嚯x遠(yuǎn)，在只要有GSM信號的任意地方都可以實(shí)現(xiàn)遙控。方案所圖2所示。為進(jìn)一步簡化設(shè)計(jì)，主控器可直接采用用戶的手機(jī)。此方案存在的問題是；若養(yǎng)殖區(qū)處于GSM的盲區(qū)或信號較弱，控制方案將失效。
為解決上述問題，在網(wǎng)箱處在海區(qū)無GSM或CDMA手機(jī)通信信號或信號較弱時，采用射頻通信的控制方式進(jìn)行遙控。方案如圖3所示，通信方便靈活。
3.4 投餌機(jī)控制器的硬件設(shè)計(jì)
投餌控制裝置硬件由通信模塊、含EEPROM的單片機(jī)，實(shí)時時鐘電路、D/A轉(zhuǎn)換器、無刷電機(jī)控制器、無刷電機(jī)、LCD等器件組成，如圖4所示，所有芯片都選用串行芯片。
（1）通信模塊：GSM通信模塊是實(shí)現(xiàn)岸上手機(jī)主控端與投餌控制裝置之間命令和信息傳送的橋梁。
（2）實(shí)時時鐘模塊：選擇使用實(shí)時時鐘電路DS1302，是DALLAS公司的一種具有涓細(xì)電流充電能力的電路，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。
（3）D/A模塊：為實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的調(diào)速，在單片機(jī)控制的自動投料儀中，須把不同轉(zhuǎn)速對應(yīng)的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬電壓，才能達(dá)到自動調(diào)速的作用。選用了12位串行的D/A芯片TLV5616.
（4）顯示器模塊：采用LCD顯示器，與傳統(tǒng)的陰極射線管（CRT）相比，LCD占用空間小，低功耗，低輻射，無閃爍，降低視覺疲勞。
3.5 投餌機(jī)控制器的主程序的設(shè)計(jì)
投餌機(jī)控制器主要實(shí)現(xiàn)的是隨時接收系統(tǒng)主控器發(fā)來的設(shè)置和控制命令，對此進(jìn)行譯碼、存儲并按投料機(jī)主控器的設(shè)置來實(shí)時控制投料機(jī)的定時、定量的投料或?qū)⑼读蠙C(jī)的環(huán)境和運(yùn)行信息回發(fā)給主控器。為此主控器的主程序包括了控制器初始化、通信模塊初始化、對接收來自主控器的命令和數(shù)據(jù)進(jìn)行處理（包括對命令和密碼的識別、出錯告知、命令的存取和對各不同命令的執(zhí)行處理）、對內(nèi)部實(shí)時時鐘的不斷更新。
4.結(jié)論
將GSM通信技術(shù)應(yīng)用到網(wǎng)箱投料機(jī)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中，控制可靠實(shí)用。基于GSM技術(shù)的深水網(wǎng)箱自動料裝置基本上實(shí)現(xiàn)深水網(wǎng)箱的水下投料，對每天投料次數(shù)、時間、投料量在岸上進(jìn)行設(shè)置；每天投料的定時時間會按潮汐而自動改變，對深水網(wǎng)箱自動投料機(jī)實(shí)現(xiàn)即時啟停；并可實(shí)時采集深水網(wǎng)箱自動投料機(jī)的相關(guān)信息（如海水溫度，電池電量，實(shí)際投料情況等），這些都間接的為養(yǎng)殖戶提高了收入，產(chǎn)生十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：因特網(wǎng) 局域網(wǎng) 遠(yuǎn)程監(jiān)控
中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）（03）（c）-0014-02
最近幾十年，科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，企業(yè)聯(lián)盟和虛擬企業(yè)也相繼出現(xiàn)，因此對自動控制領(lǐng)域有了更深層次的要求，于是，遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)這一新的技術(shù)誕生了。遠(yuǎn)程控制技術(shù)就是將Internet技術(shù)和現(xiàn)場監(jiān)測控制結(jié)合起來的一種技術(shù)，通俗的說就是將現(xiàn)場采集到的信息通過因特網(wǎng)傳輸?shù)目刂浦行牡囊环N復(fù)合型技術(shù)。遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的出現(xiàn)也在很大程度上解決了很多大型企業(yè)的管理和安全問題，一定程度上提高了企業(yè)的時效性。本課題是基于Internet網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，由于該系統(tǒng)具有簡單易用、可實(shí)現(xiàn)無限互聯(lián)、易于再次擴(kuò)展、覆蓋范圍廣等特點(diǎn)，因此在高新開發(fā)技術(shù)中具有巨大潛能。
1 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
本課題是一種把嵌入式智能體、遠(yuǎn)程監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)傳感器等相關(guān)技術(shù)集于一體的綜合管理系統(tǒng)，在工業(yè)裝備的控制和監(jiān)測中體現(xiàn)的尤為明顯。從組成結(jié)構(gòu)上主要包括監(jiān)控中心（上位機(jī)）、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器以及現(xiàn)場信息采集終端（CAN節(jié)點(diǎn)）。其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
監(jiān)控中心（上位機(jī)）是由VC++結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)編寫，主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場設(shè)備，將現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)信息通過Internet網(wǎng)絡(luò)存儲到數(shù)據(jù)庫中，并進(jìn)一步根據(jù)需要對向終端發(fā)送控制指令。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器主要的作用是完成以太網(wǎng)和CAN總線之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換工作。數(shù)據(jù)采集終端，即CAN節(jié)點(diǎn)的作用是采集現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，并負(fù)責(zé)將采集到的信息發(fā)送到因特網(wǎng)進(jìn)而發(fā)送到上位機(jī)，同時響應(yīng)應(yīng)來自上位機(jī)的控制指令，并完成相應(yīng)的動作。
本系統(tǒng)的硬件組成上，主要包括：局域網(wǎng)設(shè)備、基于CAN/TCP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、監(jiān)控終端以及CAN節(jié)點(diǎn)。從軟件的角度本系統(tǒng)主要分為：上位機(jī)控制程序、設(shè)備的驅(qū)動程序、數(shù)據(jù)采集程序、網(wǎng)絡(luò)通信程序、數(shù)據(jù)庫程序。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
嵌入式系統(tǒng)的硬件主要包括處理器、存儲器和設(shè)備三部分，它具有復(fù)雜性和多樣性等特點(diǎn)。由于嵌入式開發(fā)的對象是具體的應(yīng)用，并且各個項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的硬件環(huán)境也具有針對性的特點(diǎn)，所以開發(fā)嵌入式必須根據(jù)具體的應(yīng)用環(huán)境配置、設(shè)計(jì)和調(diào)試[1]。
核心板主要包括微處理器S3C2410A、隨機(jī)存儲器（SDRAM）和FLASH。其中，SDRAM即為操作系統(tǒng)和運(yùn)行程序的空間，F(xiàn)LASH用來保存移植的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的代碼。板包括系統(tǒng)電源、CAN模塊、以太網(wǎng)模塊、JTAG模塊和串口。電源模塊用于輸入5 V電壓，提供3.3 V和1.8 V輸出的直流供電。CAN模塊用來收集和發(fā)送CAN總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，以太網(wǎng)模塊用來連接互聯(lián)網(wǎng)和硬件系統(tǒng)，JTAG和串口用來開發(fā)、調(diào)試和后期維護(hù)嵌入式服務(wù)器電路板，這些模塊都是為了滿足后續(xù)軟件實(shí)現(xiàn)交叉編譯方式而加入的。嵌入式服務(wù)器的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
本課題在設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺的過程中，涉及到很多步驟，綜合起來主要有五大階段，分別為。
（1）需求分析階段。在該階段中，可以比較準(zhǔn)確、及時地了解并分析用戶的某些需求，因此它是遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺設(shè)計(jì)過程中最基礎(chǔ)的階段，同時也是必不可少的。
（2）總體設(shè)計(jì)階段。通過對前一階段獲取的用戶需求加以綜合、歸納與整理，形成一個與具體系統(tǒng)相獨(dú)立的總概念模型，它是整個遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺設(shè)計(jì)的關(guān)鍵階段。
（3）各個部分具體實(shí)現(xiàn)階段。在該階段中，借助具體的開發(fā)語言、工具及運(yùn)行環(huán)境，并依據(jù)總體設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，同時建立各部分對應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能，并對應(yīng)用程序進(jìn)行多次運(yùn)行和調(diào)試，直到無誤為止。
（4）系統(tǒng)集成階段。這部分的主要工作是是對各部分實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行系統(tǒng)集成和整體測試，并根據(jù)測試所得結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的修改和完善，修改完畢之后再次試運(yùn)行。
（5）系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)階段。再次試運(yùn)行成功以后，即可進(jìn)行正式運(yùn)行操作，整個系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，很可能會出現(xiàn)一系列錯誤或非錯誤但不完善的問題，必須針對這些問題進(jìn)行修改和調(diào)整將其全部解決。如圖3所示。
在連接創(chuàng)建的過程中，必須與嵌入式服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，只有這樣，這兩者之間才有可能正常通信，如果兩者未建立連接關(guān)系，則通信失敗。正確連接之后，下一步的工作是獲取現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息，這樣正確設(shè)計(jì)接收模塊就顯得尤為重要，使用Socket來接收數(shù)據(jù)需要下面三個步驟：（1）監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)，同意網(wǎng)絡(luò)連接申請（即連接）。（2）獲取用于接收數(shù)據(jù)的Socket實(shí)例以接收遠(yuǎn)程主機(jī)發(fā)送來的控制碼等數(shù)據(jù)信息。（3）根據(jù)遠(yuǎn)程主機(jī)發(fā)送來的控制碼，斷開網(wǎng)絡(luò)連接，并將資源進(jìn)行清除。接收數(shù)據(jù)流程圖如圖4所示。
4 結(jié)語
在課題中，把CAN總線和嵌入式因特網(wǎng)技術(shù)結(jié)合之后應(yīng)用到遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，從而使得測控網(wǎng)絡(luò)的全分散、全數(shù)字化得以實(shí)現(xiàn)，此外，它還解決了因特網(wǎng)和現(xiàn)場底層設(shè)備的無縫連接問題。在此過程中，遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺通過嵌入式服務(wù)器對CAN總線上的智能設(shè)備進(jìn)行訪問，記錄其在各個時刻的控制運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)，并把所獲得的數(shù)據(jù)錄入到數(shù)據(jù)庫中以便于后續(xù)訪問和獲取。此外，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫還支持智能CAN節(jié)點(diǎn)的動態(tài)配置與重構(gòu)。
參考文獻(xiàn)
[1]任明偉.基于ARM的嵌入式視頻采集與遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].河北大學(xué)碩士論文，2011.
【關(guān)鍵詞】水汽品質(zhì);監(jiān)控;網(wǎng)絡(luò);可靠性
各行各業(yè)的發(fā)展都離不開電力的支持，為了保證電廠的安全生產(chǎn)，電廠遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)就非常必要。起初遠(yuǎn)程監(jiān)控功能用于PC用戶在離開辦公室的時候能訪問臺式PC硬盤中的信息，甚至可以通過其臺式PC訪問企業(yè)網(wǎng)絡(luò)資源。但隨著通信技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)愈來愈完善，Internet技術(shù)已經(jīng)滲透到日常生活和工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，包括工業(yè)控制方面，這使得電廠遠(yuǎn)程監(jiān)控成為可能。
1.熱電廠遠(yuǎn)程監(jiān)控
熱電廠實(shí)質(zhì)上是一個能量轉(zhuǎn)化工廠，由于電能尚且不能大量存儲，而且熱力設(shè)備眾多、熱力系統(tǒng)龐大、生產(chǎn)過程復(fù)雜。在這個過程中，應(yīng)充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)在機(jī)組運(yùn)行檢測、控制和管理上的作用，控制發(fā)電機(jī)組及其輔助設(shè)備在優(yōu)良的狀態(tài)下運(yùn)行，最大限度地發(fā)揮機(jī)組設(shè)計(jì)效率。由于各局部生產(chǎn)過程之間的狀態(tài)相互影響較大，而且各主要生產(chǎn)設(shè)備的動態(tài)特性之間存在很大的差異，發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)控制，必須具備協(xié)調(diào)不同運(yùn)行設(shè)備工作的功能。
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為一體的產(chǎn)品，是指具有數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、控制功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，即監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，也就是人們常說的SCADA系統(tǒng)。具有功能強(qiáng)大、操作簡便和可靠性高等特點(diǎn)，它可以方便地用于工業(yè)裝置的生產(chǎn)控制和經(jīng)營管理。在這個系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)直接參與被監(jiān)控對象的檢測、監(jiān)督和控制。由于遠(yuǎn)程監(jiān)控的對象是現(xiàn)場設(shè)備，這就要求整個遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該完備的考慮以下幾點(diǎn)：首先，要可靠性和容錯性，即要求在系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下，能夠自動或半自動地（需人工干預(yù)）采取相應(yīng)的措施，保證系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。
2.系統(tǒng)功能分析與設(shè)計(jì)
水汽品質(zhì)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)通過現(xiàn)場傳感器取得采樣值，然后經(jīng)過現(xiàn)場控制測量設(shè)備對采樣值進(jìn)行一系列的數(shù)學(xué)處理，再通過網(wǎng)絡(luò)把處理后的數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)端監(jiān)控站與服務(wù)器，從而使遠(yuǎn)端監(jiān)控站和遠(yuǎn)程服務(wù)器可以對數(shù)據(jù)和狀態(tài)值進(jìn)行集中的管理。
2.1 水汽系統(tǒng)水處理流程
圖1 發(fā)電廠水處理流程
圖1是電廠水汽系統(tǒng)流程圖，補(bǔ)給水是在原水經(jīng)各種工藝處理后，補(bǔ)充因鍋爐汽水損失的水。由于給水直接進(jìn)入鍋爐，故對其水質(zhì)必須加以嚴(yán)格控制，以防止設(shè)備的結(jié)垢與腐蝕。然后進(jìn)入鍋爐，在鍋爐本體蒸發(fā)系統(tǒng)中運(yùn)行的水，則稱為爐水。給水經(jīng)省煤器提高溫度后進(jìn)入蒸發(fā)管（爐堂內(nèi)側(cè)的上升管），然后由下降管（爐堂外測）經(jīng)下聯(lián)箱進(jìn)入蒸發(fā)管。在蒸發(fā)過程中，水吸熱成為水汽混合物，又返回汽包形成循環(huán)回路，這就是鍋爐的爐水系統(tǒng)。如爐水的水質(zhì)不嚴(yán)格控制，就會導(dǎo)致水汽系統(tǒng)的結(jié)垢與腐蝕。水與汽在氣包中得到分離后，產(chǎn)生的飽和蒸汽經(jīng)過熱器轉(zhuǎn)為過熱蒸汽進(jìn)入氣輪機(jī)。整個流程是由原水經(jīng)處理后->補(bǔ)給水經(jīng)給水泵使給水進(jìn)入鍋爐后，依次經(jīng)過預(yù)熱段->蒸發(fā)段->過熱段->過熱蒸汽->汽輪機(jī)排汽經(jīng)凝汽器->凝結(jié)水->經(jīng)處理后返回給水系統(tǒng)。
2.2 功能分析
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)有兩種類型，一種是在生產(chǎn)現(xiàn)場沒有現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)，而是將數(shù)據(jù)采集后直接送到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理;另一種是現(xiàn)場監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控并存，這里選擇采用后一種方式，即有現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)。水汽品質(zhì)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)以下一些功能：
1）數(shù)據(jù)傳輸與處理功能：主要是把生產(chǎn)過程中采集的各種模擬或數(shù)字量，通過串口和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理器和遠(yuǎn)程監(jiān)控站與服務(wù)器并進(jìn)行相應(yīng)處理，同時通過EXCEL表把數(shù)據(jù)顯示給用戶。
2）管理功能：管理人員能夠通過IE瀏覽器監(jiān)測到系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、現(xiàn)場工作人員的工作記錄等。
3）存儲功能：對實(shí)時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)加以存儲。
4）冗余容錯技術(shù)：使用雙網(wǎng)、雙機(jī)熱備、冗余等技術(shù)保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行。
5）安全與報(bào)警功能：利用己有的有效數(shù)據(jù)、圖像、報(bào)表等對工況進(jìn)行分析、故障診斷、險情預(yù)測，并以聲、光、電的形式對故障和突發(fā)事件報(bào)警。
2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
完整的基于Intranet的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可劃分現(xiàn)場設(shè)備層、現(xiàn)場監(jiān)控層和遠(yuǎn)程監(jiān)控層，它們相互獨(dú)立，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)交換技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，如圖2所示。
圖2 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)浞謱?/p>
現(xiàn)場設(shè)備層是由安裝在工業(yè)現(xiàn)場的智能儀表、采集器等各種具有數(shù)據(jù)采集功能的智能設(shè)備以及其采用的總線和協(xié)議組成。與現(xiàn)場監(jiān)控層采用RS-485總線進(jìn)行串口傳輸，現(xiàn)場模塊不斷的采集現(xiàn)場原始數(shù)據(jù)，在它們不發(fā)送數(shù)據(jù)時處于監(jiān)聽模式，主機(jī)對一個模塊發(fā)出一個帶地址的命令，然后等待模塊的相應(yīng)。現(xiàn)場監(jiān)控層從現(xiàn)場設(shè)備中獲取數(shù)據(jù)，完成各種控制、運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測、報(bào)警等功能，另外還包括控制組態(tài)的設(shè)計(jì)?？梢哉f現(xiàn)場監(jiān)控層是整個遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的核心，由多個數(shù)據(jù)處理器子站構(gòu)成，通過控制網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場設(shè)備層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。現(xiàn)場監(jiān)控層對數(shù)據(jù)的實(shí)時性要求比較高，它要保證系統(tǒng)采樣的實(shí)時性以及系統(tǒng)對各種操作的響應(yīng)時間要求，而采用RS-485串口通信可以滿足水汽品質(zhì)系統(tǒng)對實(shí)時性的要求。遠(yuǎn)程監(jiān)控層以現(xiàn)場監(jiān)控層為基礎(chǔ)的信息系統(tǒng)，通過通信對現(xiàn)場數(shù)據(jù)分類管理，并通過企業(yè)管理信息系統(tǒng)（MIS）數(shù)據(jù)，這一部分的實(shí)現(xiàn)使得遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的功能得到延伸和完善。
3.軟件開發(fā)與可靠性研究
系統(tǒng)采用C/S與B/S編程模式相結(jié)合的軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對水汽品質(zhì)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)控，而且能夠通過瀏覽器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)查詢和共享。
3.1 程序設(shè)計(jì)
C/S模式的軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能是：遠(yuǎn)端用戶可以通過客戶端應(yīng)用程序在線監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)備層的工作情況，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測;遠(yuǎn)程用戶可以通過虛擬界面向現(xiàn)場設(shè)備層發(fā)送控制命令，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。監(jiān)控程序需要專門創(chuàng)建一個線程來處理串口數(shù)據(jù)，接收串口采集來的數(shù)據(jù)并予以顯示。系統(tǒng)必須對端口進(jìn)行配置，以完成串口的采集。
對于遠(yuǎn)空間距離的技術(shù)人員和廠級管理人員需要觀測遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的變化，可以通過以TCP/IP為核心協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)?；贐/S方式的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是以數(shù)據(jù)采集層為基礎(chǔ)的，而數(shù)據(jù)采集層實(shí)際上包括了設(shè)備層和監(jiān)控層，前面已經(jīng)對設(shè)備層和監(jiān)控層進(jìn)行了設(shè)計(jì)，監(jiān)控層是實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的處理、顯示，對設(shè)備層的管理、控制，同時將處理過的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫中，因而監(jiān)控層又是數(shù)據(jù)庫與設(shè)備層之間的橋梁。ASP技術(shù)是Browser/Server模式下編制動態(tài)網(wǎng)頁的一種很理想的工具，它支持ActiveX控件和動態(tài)HTML，能實(shí)現(xiàn)用戶的編程要求。ASP根據(jù)訪問數(shù)據(jù)庫的結(jié)果集生成HTML語言的主頁返回給瀏覽器端。利用ASP技術(shù)實(shí)現(xiàn)Web數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)流圖如圖3所示。
圖3 ASP技術(shù)實(shí)現(xiàn)Web數(shù)據(jù)庫流程
整個系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況是：用戶通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器查詢網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器提供的數(shù)據(jù)頁面并發(fā)出請求，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器根據(jù)請求查詢數(shù)據(jù)庫，并向用戶返回查詢結(jié)果。
3.2 監(jiān)控系統(tǒng)可靠性分析
熱電廠水汽品質(zhì)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性從總體上考慮主要是四部分，分別是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的可靠性、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的可靠性、硬件的可靠性及軟件的可靠性。在未采取可靠性措施前，系統(tǒng)都是串聯(lián)結(jié)構(gòu)的，即系統(tǒng)的每一個部分都相當(dāng)重要，任何一部分發(fā)生故障整個系統(tǒng)都會受到牽連。所以我們必須采取一定的冗余措施，對系統(tǒng)進(jìn)行備份，熱電廠水汽品質(zhì)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)備份可靠性框圖分別如圖4所示。
圖4 系統(tǒng)備份可靠性框圖
適當(dāng)采取冗余措施，能大大提高系統(tǒng)可靠性，并且采用模塊備份能得到比系統(tǒng)備份更大的可靠性。除此之外，遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)部分采用雙機(jī)熱備份方式，從機(jī)與主機(jī)之間的監(jiān)聽采取請求與應(yīng)答的方式，從機(jī)以一定的時間間隔向主機(jī)發(fā)出請求，主機(jī)應(yīng)答表示工作正常，主機(jī)如果沒有作出應(yīng)答，從機(jī)將切斷主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，立即與現(xiàn)場工作站進(jìn)行握手連接。
4.總結(jié)
本文論述的熱電廠水汽品質(zhì)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是基于Intranet的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，它將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和控制技術(shù)結(jié)合起來，進(jìn)行了C/S（Client/Server）和B/S（Browser/Server）相結(jié)合的軟件設(shè)計(jì)，不僅實(shí)現(xiàn)了水汽品質(zhì)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)控，而且能夠通過瀏覽器（比如IE瀏覽器）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)查詢和共享。同時為提高系統(tǒng)的可靠性，分別對系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)傳輸結(jié)構(gòu)、軟件及硬件這四個方面進(jìn)行了可靠性設(shè)計(jì)。工作人員不必親臨現(xiàn)場（尤其在惡劣環(huán)境下）就可以對現(xiàn)場的工作情況進(jìn)行監(jiān)控，完成參數(shù)設(shè)置與調(diào)整，進(jìn)行故障恢復(fù)等，大大提高了勞動生產(chǎn)率;通過遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，可以加強(qiáng)企業(yè)內(nèi)部合作，可以更合理的安排生產(chǎn)，加強(qiáng)企業(yè)的競爭力。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：變頻器，PLC，工藝除塵，風(fēng)力送絲除塵，節(jié)能
1.概述
隨著我廠生產(chǎn)能力的增大，原動力車間的中央除塵系統(tǒng)已不能滿足卷接包裝車間設(shè)備增加后其生產(chǎn)所需的負(fù)壓和除塵要求，為此必須增加除塵設(shè)備，以滿足生產(chǎn)要求，增加的除塵設(shè)備與原中央除塵系統(tǒng)采用本地控制+集中控制模式，其集中模式接入動力車間的中央除塵系統(tǒng)原有的監(jiān)控面。
2.除塵系統(tǒng)的組成及工作原理
集中工藝除塵、風(fēng)力送絲除塵系統(tǒng)由卷接包裝機(jī)組集中工藝風(fēng)力除塵系統(tǒng)FC1，卷接包裝機(jī)組風(fēng)力送絲除塵系統(tǒng)FS1，粉塵收集系統(tǒng)YC三部份組成。論文參考網(wǎng)。卷接包裝機(jī)組集中工藝風(fēng)力除塵系統(tǒng)FC1，由集中風(fēng)力系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)供給機(jī)組卷煙、接嘴生產(chǎn)和除塵所需的工藝風(fēng)力，將工藝風(fēng)力和除塵有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)卷煙工藝風(fēng)力和除塵風(fēng)力集中供給的方式。FC1除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速，主風(fēng)管上設(shè)置壓力傳感器，根據(jù)風(fēng)壓變化，自動調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，控制風(fēng)壓波動，從而達(dá)到穩(wěn)定系統(tǒng)風(fēng)壓的目的。各卷煙機(jī)臺有風(fēng)壓平衡器與氣動風(fēng)力平衡閥，根據(jù)卷接機(jī)組的設(shè)備運(yùn)行狀況自動調(diào)節(jié)風(fēng)力，確保系統(tǒng)在不同工況下風(fēng)力穩(wěn)定并合理分配到每臺卷煙機(jī)和接嘴機(jī)上，完全滿足卷接機(jī)組的生產(chǎn)要求。系統(tǒng)根據(jù)負(fù)荷（開機(jī)臺數(shù)）變化后，主風(fēng)管上風(fēng)壓變化，自動調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及執(zhí)行閥，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在不同生產(chǎn)負(fù)荷條件下卷接工藝風(fēng)力恒壓供給。
卷接包裝機(jī)組風(fēng)力送絲除塵系統(tǒng)FS1，由物料輸送和除塵兩部份組成，當(dāng)設(shè)置于系統(tǒng)尾部的風(fēng)機(jī)啟動后，系統(tǒng)內(nèi)形成負(fù)壓，煙絲和空氣從送絲機(jī)一端被吸起，煙絲在料管中經(jīng)過風(fēng)力加速后配給卷煙機(jī)，而含塵空氣則沿回風(fēng)管經(jīng)除塵器凈化后排入大氣。FS1除塵風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速，主風(fēng)管上設(shè)置壓力傳感器，各卷煙機(jī)臺有風(fēng)送控制儀TP170A，可從控制儀上實(shí)時監(jiān)控本機(jī)風(fēng)送狀態(tài)并對本機(jī)的送絲風(fēng)速設(shè)定值進(jìn)行設(shè)定。系統(tǒng)采用實(shí)時控制手段，自動實(shí)現(xiàn)在不同生產(chǎn)負(fù)荷條件下，送絲風(fēng)力速度、壓力的穩(wěn)定，可靠。
粉塵收集系統(tǒng)YC，將集中工藝風(fēng)力除塵系統(tǒng)FC1與風(fēng)力送絲除塵系統(tǒng)FS1三臺除塵器卸灰電機(jī)卸下的粉塵通過管道連接至除塵室。
3、除塵系統(tǒng)的控制方案
除塵系統(tǒng)要為卷包車間增加的4 臺卷接機(jī)組提供集中工藝風(fēng)力除塵以及煙絲風(fēng)力輸送除塵自動監(jiān)控功能，希望該系統(tǒng)具有：
1）動態(tài)顯示四臺卷接機(jī)組工段的工藝風(fēng)力除塵、風(fēng)力送絲及除塵系統(tǒng)的工藝流程；
2）自動調(diào)節(jié)風(fēng)壓風(fēng)量，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，提高機(jī)臺有效作業(yè)率，同時達(dá)到節(jié)能效果；
3）提供系統(tǒng)遠(yuǎn)程操作功能，在中央控制室即可完成系統(tǒng)的啟動、停止、參數(shù)設(shè)定工作及報(bào)警信息顯示；
4）在線報(bào)警功能，系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)控工藝設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，以明確的信息，定位指示故障類型和原因，使故障得到及時排除。
對此，針對卷接機(jī)組集中力量工藝除塵、風(fēng)力送絲的特點(diǎn)，采用西門子S7-300 控制系統(tǒng)、Profibus-DP 現(xiàn)場總線控制技術(shù)、人機(jī)界面操作系統(tǒng)，利用變頻調(diào)速技術(shù)對系統(tǒng)進(jìn)行恒壓負(fù)反饋控制，使系統(tǒng)在不同負(fù)荷下運(yùn)行穩(wěn)定，確保卷接機(jī)組正常工作，同時節(jié)約電能。
4.電控系統(tǒng)的組成及各部分的功能
4.1電控系統(tǒng)的硬件組成
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖2 所示，控制系統(tǒng)主要由西門子S7-300系列的PLC、ET200S分布式I/O、Profibus-DP 現(xiàn)場總線控制技術(shù)和人機(jī)界面MP370和風(fēng)送控制儀TP170A等組成?？刂葡到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)對整個風(fēng)力系統(tǒng)的設(shè)備啟停，風(fēng)量、風(fēng)壓、風(fēng)速調(diào)節(jié)，系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)檢測，故障信息報(bào)警等功能。MP370人機(jī)界面、變頻器及PLC所控制的電機(jī)啟動器、接觸器安裝在電控柜內(nèi)，電控柜內(nèi)還安裝電控系統(tǒng)所需的電源開關(guān)，電壓、電流顯示儀表，各種信號指示燈，各種狀態(tài)的選擇開關(guān)，起、停按鈕，報(bào)警裝置、接觸器、繼電器、過載保護(hù)元件，除塵器控制元件等。ET200S分布式I/O、風(fēng)送控制儀TP170A、壓力檢測元件、電動執(zhí)行元件安裝在增加的四臺卷接機(jī)組工段。
4.2電控系統(tǒng)的軟件組成
系統(tǒng)由西門子STEP7 語言和ProTooL CS 組態(tài)軟件開發(fā)而成。作為上位機(jī)的MP370 人機(jī)界面顯示現(xiàn)場控制畫面，可以進(jìn)行系統(tǒng)相關(guān)工藝參數(shù)設(shè)置和啟?？刂疲⑼ㄟ^Profibus-DP網(wǎng)與除塵系統(tǒng)的變頻器、各現(xiàn)場I/O站（風(fēng)送控制儀TP170A）進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)中主要設(shè)備的重要信息均可在MP370 人機(jī)界上顯示，如變頻器參數(shù)、卸料閥狀態(tài)以及除塵系統(tǒng)的壓力等工藝參數(shù)信息等。
4.3主要硬件的功能
1）S7-300用于采集系統(tǒng)總管風(fēng)壓、監(jiān)控除塵器卸灰閥、除塵器噴吹系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。
2）2個變頻器DP從站完成對除塵系統(tǒng)除塵風(fēng)機(jī)的啟停，風(fēng)壓、風(fēng)量的控制與調(diào)節(jié)。
3）控制系統(tǒng)設(shè)置4個卷接機(jī)組分布式I/O站（風(fēng)送控制儀TP170A）通過Profibus-DP與S7-300PLC通訊。
4）ET200S分布式I/O站（風(fēng)送控制儀TP170A）的功能：a.可設(shè)定和監(jiān)測卷接機(jī)組吸絲風(fēng)速并根據(jù)設(shè)定的吸絲風(fēng)速進(jìn)行自動調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)均速供絲。b.監(jiān)測風(fēng)送系統(tǒng)氣動補(bǔ)風(fēng)閥與卷接機(jī)組吸絲閥狀態(tài)并自動控制風(fēng)送系統(tǒng)氣動補(bǔ)風(fēng)閥補(bǔ)風(fēng)，以實(shí)現(xiàn)風(fēng)送系統(tǒng)風(fēng)力平行。c.監(jiān)測卷接機(jī)組的工作狀態(tài)，控制接嘴機(jī)除塵支管氣動調(diào)節(jié)風(fēng)力平衡閥，以保證卷接機(jī)組對風(fēng)力系統(tǒng)的工藝要求。論文參考網(wǎng)。d.監(jiān)測卷煙機(jī)及接嘴機(jī)的負(fù)壓支管壓力；e.監(jiān)控卷煙機(jī)除塵支管風(fēng)壓調(diào)節(jié)電動閥；f.監(jiān)控卷煙機(jī)組除塵總管尾部補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)電動閥。
5）人機(jī)界面功能：顯示除塵系統(tǒng)的工作狀態(tài)（包括：除塵器、風(fēng)機(jī)、電機(jī)工作頻率、電流、電機(jī)的輸出功率、變頻器散熱器溫度、系統(tǒng)工作壓力值、除塵器除塵布袋阻力值、卸灰閥和本地開關(guān)的工作狀態(tài)、控制方式選擇：自動/禁控/手動，系統(tǒng)控制模式選擇：頻率設(shè)定、壓力設(shè)定、閥門開度設(shè)定設(shè)置按鈕等）。
5 變頻器的選用和節(jié)能效果
FC1 除塵電機(jī)的具體參數(shù)為功率75kW，頻率50 Hz，電壓380 V，2 極，額定電流139.2 A；FS1風(fēng)送電機(jī)功率為30kW，額定電流為56.9 A。DANFOSS 變頻器功能強(qiáng)大，性能優(yōu)越，調(diào)試和運(yùn)行簡單。論文參考網(wǎng)。VLT5000系列變頻器在VVC控制基礎(chǔ)上發(fā)展為VVCplus控制方式，使得變頻器在低速（0~10 Hz）范圍內(nèi)動態(tài)特性得到了改善，速度精度也得到了提高。變頻器選用型號為VLT5032PT5 C20 ST RO F10，變頻器接受來自安裝在管道上的壓力傳感器、I/O 箱及PLC 的信號，實(shí)現(xiàn)對風(fēng)機(jī)的自動調(diào)節(jié)，調(diào)整管道負(fù)壓的大小，來完成送絲和除塵任務(wù)。在變頻器的控制上分壓力控制和頻率控制，壓力控制是PI 閉環(huán)控制，系統(tǒng)以恒定的壓力來控制；頻率控制是開環(huán)控制，風(fēng)機(jī)以固定的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。如果卷接集中工藝除塵系統(tǒng)反映風(fēng)力不夠，可以在“設(shè)定參數(shù)”畫面中調(diào)高變頻器的運(yùn)行頻率或者調(diào)高設(shè)定壓力；如果沒有風(fēng)力，則檢查變頻器是否跳閘或防火閥關(guān)閉。如果是變頻器跳閘，則記錄故障代碼，用“停風(fēng)機(jī)”斷電后重新上電在PLC及人機(jī)界面出現(xiàn)故障時，為了不影響卷包車間的生產(chǎn)，可以采用變頻器手動控制風(fēng)機(jī)，將變頻器從“REMOTE”模式切換到“LOCAL”模式，可在面板上控制實(shí)施。本系統(tǒng)具備卷接機(jī)組遠(yuǎn)程控制風(fēng)機(jī)啟停功能，即通過判別卷接機(jī)組是否運(yùn)行，決定工藝風(fēng)力系統(tǒng)啟/停，節(jié)省能源。
本系統(tǒng)拆除了卷接機(jī)組本身的風(fēng)力發(fā)生裝置，不再需要購置小風(fēng)機(jī)，電機(jī)等備件，并們免除了與此有關(guān)的維修工作，從而節(jié)約了大量的備件和維修費(fèi)用。系統(tǒng)的總裝機(jī)容量小，運(yùn)行耗能和運(yùn)行費(fèi)用低，以一個系統(tǒng)布置4組PROTOS70卷接機(jī)組為例，集中除塵要一臺30KW的大風(fēng)機(jī)，加上卷接機(jī)組本身的8臺小高壓風(fēng)機(jī)52KW（卷煙機(jī)5.5KW，接嘴機(jī)7.5KW）系統(tǒng)總裝機(jī)容量82KW，而集中工藝風(fēng)力除塵系統(tǒng)僅由一臺75KW的大風(fēng)機(jī)作為動力，系統(tǒng)的裝機(jī)容量減小22KW，另外，采用風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速，系統(tǒng)恒壓控制方式，系統(tǒng)實(shí)際功率運(yùn)行110KW，節(jié)能效果非常明顯，主一點(diǎn)，在目前我國提昌節(jié)能減排尤為重要。本系統(tǒng)2008年5 月調(diào)試成功通過驗(yàn)收，經(jīng)過一年的平衡運(yùn)行表明，采用PLC、現(xiàn)場壓力檢測裝置及VLT5000 系列變頻器構(gòu)成的閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，是卷煙機(jī)組除塵系統(tǒng)中一次全面的智能升級，具有以下優(yōu)點(diǎn)。與未改造前的手動系統(tǒng)相比，系統(tǒng)節(jié)電效果明顯，F(xiàn)C1電機(jī)額定電流由139.2A降為105A 左右，F(xiàn)S1 電機(jī)額定電流平均由56.9 A降為69 A 左右。通過一年運(yùn)行，從系統(tǒng)的整體運(yùn)行情況來說，每年就能比改造前節(jié)省大約30%的電能，節(jié)能效果顯著。自采用了變頻調(diào)速技術(shù)調(diào)試完畢投入運(yùn)行后，卷接工藝風(fēng)力平衡和恒壓供給，改善了卷接設(shè)備工藝風(fēng)力性能，降低了車間噪聲水平，改善了車間作業(yè)環(huán)境；集中工藝風(fēng)力除塵系統(tǒng)，采用自動控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)的實(shí)時監(jiān)控。在目前的煙草行業(yè)中，少人值守，無人值班的要求越來越高，采用PLC、變頻器、風(fēng)壓檢測裝置組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，做到了在線監(jiān)控，實(shí)時了解和掌握變頻器等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，完全能滿足上述要求。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 發(fā)展趨勢 機(jī)械工業(yè)
1前言
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展．極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域．由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化．使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化。使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。論文 畢業(yè)論文
2機(jī)電一體化的優(yōu)點(diǎn)
機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)．將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱 其涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面．是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)．而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊．這是機(jī)電一體化與機(jī)械+電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別機(jī)械工程技術(shù)由純機(jī)械發(fā)展到機(jī)械電氣化．仍屬傳統(tǒng)機(jī)械．其主要功能依然是代替和放大的體力 但是發(fā)展到機(jī)電一體化后．其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外．還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制、自動診斷與保護(hù)等 即機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸．還是人的感官與頭腦的眼神。機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別是智能化 機(jī)電一體化產(chǎn)品的典型例子有：數(shù)控加工中心、機(jī)器人以及具有檢測控制性能的數(shù)碼相機(jī)等?？傊粋€機(jī)電一體化的系統(tǒng)主要是由機(jī)械裝置、執(zhí)行裝置、動力源、傳感器、計(jì)算機(jī)這五個要素構(gòu)成。
3 機(jī)電一體化的發(fā)展歷史
2O世紀(jì)6O年代以來．人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能后．刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，再后來計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展更進(jìn)一步奠定了技術(shù)基礎(chǔ) 大約到20世紀(jì)8O年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn)：機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展：各國均開始對機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持：2O世紀(jì)9O年代后期．開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段．機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化．微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳．出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法．機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。
我國是從20世紀(jì)8O年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作．取得了一定成果，但與歐美、日本等先進(jìn)國家相比仍有相當(dāng)差距機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合。它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。
機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科．隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展．還將被賦予新的內(nèi)容。
4 機(jī)電一體化發(fā)展趨勢的分析
機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。因此，機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向如下：
4．1 智能化
智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠然使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能是不可能的，也是不必要的。但是高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
4．2 模塊化
模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。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、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。
4．3 網(wǎng)絡(luò)化
20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育等人們?nèi)粘Ｉ疃紟砹司薮蟮淖兏?。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。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)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(homenet)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)(computer integrated appliancesystem，CIAS)，使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
4．4 微型化
微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過1cm。的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。
4．5 綠色化
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化。一方面物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。
【關(guān)鍵字】高速公路，機(jī)電工程，電力監(jiān)控系統(tǒng)，作用
中圖分類號：U412.36+6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
一．前言
高速公路綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)是近年來隨著高速公路的發(fā)展而不斷興起的系統(tǒng)，是為了適應(yīng)現(xiàn)代化高速公路管理的需要。綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高速公路的自動化管理，同時還能促使高速公路的管理更加的科學(xué)化。本文筆者結(jié)合自己多年來在高速公路綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)方面的研究，現(xiàn)簡要談?wù)剻C(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路中的作用，希望能夠使電力監(jiān)控系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用于高速公路，同時為電力監(jiān)控系統(tǒng)的不斷發(fā)展作應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
二．高速公路綜合電力監(jiān)控需求分析
在以往高速公路沿線的收費(fèi)站、互通樞紐、服務(wù)區(qū)、隧道或隧道群變電站或隧道監(jiān)控室全部靠人工進(jìn)行日常表計(jì)抄錄、操作控制、日常維護(hù)、故障巡查等，因此．每個變電站或隧道監(jiān)控都要配備24小時值班人員，人工成本高，效率十分低。高速公路綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)需求如下：
（一）監(jiān)視高速公路全線關(guān)鍵設(shè)備的工作狀態(tài)和故障報(bào)警，如市電停電或高壓柜故障、發(fā)電機(jī)故障、收費(fèi)站UPS故障、隧道埋地變故障、隧道風(fēng)機(jī)故障等，確保高速公路安全暢通：
（二）對站的高低壓配電室、發(fā)電機(jī)室及隧道進(jìn)行視頻遙視：變電站偷盜報(bào)警及外場電力或照明電纜偷盜報(bào)警：
（三）對站高低壓配電室和發(fā)電機(jī)室進(jìn)行溫度遙測，并根據(jù)測量溫度控制室內(nèi)通風(fēng)風(fēng)機(jī)：對隧道一氧化碳進(jìn)行遙測，并根據(jù)一氧化碳濃度對隧道風(fēng)機(jī)進(jìn)行啟?？刂疲?/p>
（四）站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)無人值守，故障自動定位：
（五）數(shù)據(jù)、視頻及報(bào)警信息滿足高速公路分布式實(shí)時遠(yuǎn)程傳輸要求：
（六）滿足高速公路所處環(huán)境和管理運(yùn)行所要求的可靠性與安全性要求：
（七）與高速公路運(yùn)行管理模式相適應(yīng)，全線綜合電力監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)無紙記錄，自動統(tǒng)計(jì)，自動顯示與打印。
三．簡談機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)作用
1．有著遙信、遙測及遙控的作用
通過現(xiàn)場的控制的網(wǎng)絡(luò)，整個電力設(shè)備的運(yùn)行的情況以及電量等等各種信息，將會通過光纖輸送到控制樞紐并自動的存放到數(shù)據(jù)庫中。只需要觀察工作站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)的熒光屏幕，工作人員能夠直觀的知道設(shè)備運(yùn)行的具體的情況、電量、設(shè)備開關(guān)等情況，顯示甚至自動地打印所有的電量上下波動的的曲線、潮流越線報(bào)警和設(shè)備出現(xiàn)故障時的報(bào)警，并經(jīng)過監(jiān)控中心來遠(yuǎn)程控制電力開關(guān)和設(shè)備。通過自身攜帶有通信接口的微機(jī)繼電保護(hù)設(shè)備，檢測線路的三相電壓、電流，功率、電量、頻率、設(shè)備溫度、斷路器狀態(tài)等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)速斷保護(hù)、過流保護(hù)以及重合閘等保護(hù)功能。
2．?dāng)?shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)處理的功能非常的強(qiáng)大，具體包括：遙測數(shù)據(jù)綜合的處理、系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)、報(bào)表的生成、數(shù)據(jù)的整合、事件順序記錄的處理；非尋常的情況、趨勢弧線的生成以及操作的記錄等提示的告警和打印；歷史文檔的采集、分析、整理和保存。
歷史數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時數(shù)據(jù)的存儲的具體的情況，定時將數(shù)據(jù)從實(shí)時數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)存到歷史數(shù)據(jù)庫中，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換和傳輸。
3．人機(jī)界面
機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠模擬接線圖的一些功能，比如報(bào)警的功能、實(shí)時顯示的功能、數(shù)據(jù)查詢的功能、圖形自動編輯的功能等。此外，機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)還具有系統(tǒng)的自動的對時、容錯、安全管理、通道監(jiān)視和站端系統(tǒng)維護(hù)等功能。
三．監(jiān)控系統(tǒng)組成
高速公路供配電系統(tǒng)的主要負(fù)荷有：收費(fèi)、通信、監(jiān)控設(shè)施的用電；服務(wù)設(shè)施、管養(yǎng)設(shè)施、收費(fèi)站等場區(qū)用電；特殊區(qū)段的動力及照明用電等。受當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)條件和地理?xiàng)l件的限制，路段變配電所通常都為分散獨(dú)立設(shè)置，同時配備柴油發(fā)電機(jī)組或者采用雙電源和UPS作為備用電源以提高一、二級負(fù)荷供電可靠性。機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分布式設(shè)計(jì)，利用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)將高、低壓設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)供配電的綜合自動化和網(wǎng)絡(luò)管理化。土千網(wǎng)絡(luò)采用單模光纖，組成光纖環(huán)網(wǎng)。對于設(shè)備相對集中的區(qū)域，用通信網(wǎng)關(guān)構(gòu)成現(xiàn)場子網(wǎng)?，F(xiàn)場設(shè)備采用RS一485／422或RS一232等通信接口和現(xiàn)場總線接入到通信集中器，集中接入主干網(wǎng)絡(luò)。整個機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控中心、配電 站和通信系統(tǒng)(數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò))組成。
1.監(jiān)控中心
監(jiān)控中心是機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)的核心，采用多機(jī)單網(wǎng)模式，包括監(jiān)控工作站、數(shù)據(jù)服務(wù)器、通信服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、 激光打印機(jī)等。監(jiān)控中心軟件系統(tǒng)由服務(wù)器操作系統(tǒng)、工作站操作系統(tǒng)、支持軟件、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件組成。監(jiān)控中心負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的集中通信、分析計(jì)算，可實(shí)時顯示系統(tǒng)一
次主接線圖、二次設(shè)備配置圖、系統(tǒng)運(yùn)行的曲線圖、電量報(bào)表、保護(hù)定值等各種數(shù)據(jù)信息，并且可隨時打印各種數(shù)據(jù)報(bào)表、故障信息、歷史記錄等，通過人機(jī)接口，實(shí)現(xiàn)對整個配電網(wǎng)(照明、動力等)的監(jiān)控管理。
2．通信系統(tǒng)
通信系統(tǒng)在機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)中處于關(guān)鍵的地位，它能夠把控制中心的控制命令準(zhǔn)確無誤的傳送到數(shù)量眾多的遠(yuǎn)方終端，反映并搜集遠(yuǎn)方設(shè)備的運(yùn)行情況的數(shù)據(jù)信息，并提交到監(jiān)控中心?？梢赃@么說，通訊系統(tǒng)就像快遞員，負(fù)責(zé)著把信息從監(jiān)控終端傳遞到各個端口。
四．監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)必要性
一般來說，監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是對全線路面的交通、天氣等狀況的搜集與分析整理，但是在實(shí)際工作中，人們往往忽視機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)的作用。而在實(shí)際運(yùn)營的機(jī)電系統(tǒng)的維護(hù)過程中，機(jī)電T程電力監(jiān)控系統(tǒng)在監(jiān)控系統(tǒng)中是不可或缺的一部分。建立完善的機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)，關(guān)系到收費(fèi)系統(tǒng)是否能夠正常、便捷的工作。
想要采用高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的方式，就必須有可靠的高速公路收費(fèi)系統(tǒng)，同時要求該系統(tǒng)能夠便利、穩(wěn)定的工作。要保證收費(fèi)系統(tǒng)順利的工作，就必須保證供電系統(tǒng)能為整個系統(tǒng)提供正常的運(yùn)作環(huán)境。一旦發(fā)生停電的現(xiàn)象，雖然收費(fèi)站收費(fèi)系統(tǒng)所配備的專用UPS可以保證至少30min的供電，若是超過這個規(guī)定的上限的時間，市電仍然無法正常的供應(yīng)，而備用柴油發(fā)電機(jī)又沒有自動切換啟動，則收費(fèi)站將在UPS電量耗盡后癱瘓，這將影響整個聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)片區(qū)的收費(fèi)工作。故而，我們必須在機(jī)電工程電力監(jiān)測系統(tǒng)上做文章，加大投入，建立高效的機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)。這樣，就能夠迅速的發(fā)現(xiàn)問題，及時的排除問題，由監(jiān)控中心統(tǒng)一集中監(jiān)控，很顯然這樣就能夠大大的提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性和安全性，以實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)的高效性、科學(xué)性、自動性的目標(biāo)。
另外，現(xiàn)階段小偷盜竊高速公路沿線的電纜的情況非常的普遍，如果建立了機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)，就可以對全線的外場設(shè)備的供電情況進(jìn)行有效的監(jiān)控，當(dāng)小偷切斷電纜的時候，外場設(shè)備供電系統(tǒng)就會中斷，監(jiān)控中心的工作人員就會快速的收到供電異常報(bào)警信息，并根據(jù)外場設(shè)備的具體的里程樁號通知路政隊(duì)的工作人員上路巡查，這在一定的程度上，為當(dāng)場抓獲盜竊者提供了可能性，能夠極大的震懾電纜盜竊者，保衛(wèi)高速公路沿線的電纜的安全。因此，機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)是高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中不可缺少的重要的組成部分，一個相對完整的監(jiān)控系統(tǒng)毫無疑問應(yīng)該包含一個科學(xué)、高效、全方位的機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)。
四．結(jié)束語
高速公路綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對于高速公路的現(xiàn)代化自動管理具有重要意義，應(yīng)該注重加強(qiáng)這方面的研究和應(yīng)用。
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論文摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源瓶頸問題將更加突出，但如果只增加電力基礎(chǔ)設(shè)施投資。不進(jìn)行節(jié)能。將造成能源的極大浪費(fèi)。特別是近10年來。負(fù)荷的增長速度大于電量的增長。使得電網(wǎng)的負(fù)荷率下降。峰谷差加大，為電網(wǎng)調(diào)峰及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來困難。并且影響了電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性及經(jīng)濟(jì)性。從實(shí)現(xiàn)電力工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和社會系統(tǒng)資源利用最優(yōu)出發(fā)，必須高度重視電力需求側(cè)管理的研究和開發(fā)。加大電力需求側(cè)管理的運(yùn)用和發(fā)展。
1 引言
電力需求側(cè)管理是以市場需求為導(dǎo)向，以優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)為重點(diǎn)，運(yùn)用電力需求側(cè)管理技術(shù)提高電能在終端能源消費(fèi)中的比重。隨著以廠網(wǎng)分開、建立區(qū)域電力市場為特征的電力工業(yè)市場化改革的深入以及電力供應(yīng)緊張形勢趨緩、負(fù)荷率將越來越低、峰谷差越來越大，以同時提高用戶用電效益和電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益，成為迫切需要研究和解決的問題。
目前DSM已成為國際上先進(jìn)的能源管理活動和發(fā)達(dá)國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要手段，在法國、德國、韓國、美國、加拿大等30個國家和地區(qū)取得了成功實(shí)施，并越來越受到關(guān)注。國際能源署(IEA)2004年報(bào)告顯示，發(fā)達(dá)國家自石油危機(jī)以來，通過實(shí)施DSM等多種措施，使單位GDP能耗降低了約50％。我國也于90年代初開始研究并實(shí)施DSM項(xiàng)目。目前已積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。
2 國內(nèi)電力需求側(cè)管理現(xiàn)狀
近年來，國內(nèi)供電公司堅(jiān)持改革和發(fā)展，開展了一系列有關(guān)加強(qiáng)電力需求側(cè)管理的活動，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。建立與之相適應(yīng)的管理機(jī)制作深入探討。目前電力需求側(cè)管理在國內(nèi)電力公司中的主要應(yīng)用方面有：
(1) 移峰填谷。通過對工商業(yè)用戶實(shí)行分時計(jì)量電量，實(shí)行尖峰、峰谷平分時電價措施引導(dǎo)工商業(yè)用戶調(diào)整生產(chǎn)運(yùn)行方式，轉(zhuǎn)移高峰時刻的用電負(fù)荷，降低高峰用電需求，提高電網(wǎng)供電設(shè)備的負(fù)荷率和利用率，緩和高峰時刻的供用電矛盾。
(2) 無功補(bǔ)償。對配變變壓器就地?zé)o功補(bǔ)償和變電站集中無功補(bǔ)償相結(jié)合的方式，降低了電網(wǎng)無功損耗。
(3) 電力負(fù)荷管理系統(tǒng)。通過遠(yuǎn)程控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對5000KW以上的大用電用戶進(jìn)行24小時的動態(tài)監(jiān)控，在供電緊張時，根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷的情況，有序的控制用戶的用電負(fù)荷。
(4) 節(jié)能。對終端用電戶，鼓勵采用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)改造配電系統(tǒng)。
(5) 落實(shí)有序用電方案動態(tài)管理。在電力緊缺的情況下，需要對供電用戶實(shí)行拉閘限電時，通過現(xiàn)有的技術(shù)手段，制定落實(shí)有序用電方案，結(jié)合負(fù)荷的動態(tài)變化，實(shí)行方案動態(tài)管理。
3 實(shí)施電力需求側(cè)管理的策略
3.1 加強(qiáng)電力建設(shè)，增加電力供應(yīng)
供電企業(yè)加強(qiáng)電力安全生產(chǎn)監(jiān)督管理，指導(dǎo)各發(fā)、供電企業(yè)建立可靠的電力事故應(yīng)急機(jī)制，落實(shí)保證電網(wǎng)安全運(yùn)行的各項(xiàng)組織措施。嚴(yán)防大面積停電事故的發(fā)生，同時，深入開展依法治電，依法護(hù)電，嚴(yán)厲打擊盜竊電能和破壞電力設(shè)施犯罪，遏制違章建筑，違章作業(yè)等各類危害電力設(shè)施安全的行為，確保電力設(shè)施安全穩(wěn)定運(yùn)行。
加快電網(wǎng)建設(shè)，解決電網(wǎng)供應(yīng)瓶頸現(xiàn)象，對今年在建的電網(wǎng)建設(shè)工程加強(qiáng)調(diào)度及時協(xié)調(diào)解決建設(shè)中存在的問題。
積極協(xié)調(diào)所在地區(qū)范圍內(nèi)的企業(yè)自備電廠、地方電廠多發(fā)、滿發(fā)’充分發(fā)揮這些電廠的積極作用，千方百計(jì)增加地方電力供應(yīng)。
3.2 電價手段
電價制度的確定，要考慮電價水平和電價結(jié)構(gòu)兩個方面。在電價結(jié)構(gòu)方面，主要是制定一個面向電力用戶多種可供選擇的激勵性電價，如容量電價、峰谷電價、分時電價、季節(jié)性電價、可中斷負(fù)荷電價等，其目的主要是激發(fā)電力用戶在削峰、填谷和移峰填谷方面的主動性。
建立多種結(jié)構(gòu)有選擇性的電價制度，為供電企業(yè)開拓電力市場，促進(jìn)電力商品化創(chuàng)造了條件。它增強(qiáng)了電力用戶在削減電網(wǎng)負(fù)荷尖峰、增加填谷電量、進(jìn)行移峰填谷和減少用電的內(nèi)在動力，同時也是調(diào)節(jié)需求側(cè)管理效益在供電企業(yè)和電力用戶之間合理分配時的一種手段。 轉(zhuǎn)貼于 3.3 針對大用戶采用可中斷負(fù)荷管理
根據(jù)國外的經(jīng)驗(yàn)，對可中斷負(fù)荷容量超過一定數(shù)量的大工業(yè)用戶，實(shí)施可中斷負(fù)荷管理是最具成效的。因此，在當(dāng)前很多城市缺電嚴(yán)重，峰谷電價影響存在滯后現(xiàn)象的情況下，對大用戶實(shí)施可中斷負(fù)荷就成為了必要手段。
可中斷負(fù)荷管理是指電力公司與用戶簽訂可中斷負(fù)荷協(xié)議，在電力公司需要時，中斷和削弱用戶的電力供應(yīng)的一種負(fù)荷管理的技術(shù)手段。對可中斷負(fù)荷管理中，電價的折扣率和相關(guān)優(yōu)惠措施是該辦法能否順利實(shí)施的關(guān)鍵。
3.4 加強(qiáng)宣傳推廣
充分利用電視、報(bào)紙、廣播等媒體廣泛宣傳當(dāng)前的電力供應(yīng)緊張形勢，號召人民群眾在不影響正常生活的前提下節(jié)約用電，隨時關(guān)閉不必要的用電設(shè)備，適當(dāng)提高空調(diào)的制冷溫度，最終使廣大市民深刻意識到節(jié)約用電的重要性并對當(dāng)前的供電形勢給予理解和支持。
印制大量電力需求側(cè)管理的宣傳彩頁分發(fā)到社區(qū)、企業(yè)和街頭，以加強(qiáng)需求側(cè)管理和推廣蓄能、節(jié)能技術(shù)為核心的展板放置于各營業(yè)所的顯著位置，大力推廣使用綠色節(jié)能照明和蓄冰制冷等新技術(shù)節(jié)電措施，提高用電負(fù)荷率；充分發(fā)揮經(jīng)濟(jì)杠桿作用，大力推行峰谷分時電價，鼓勵用戶在電網(wǎng)低谷時段多用電。
3.5 節(jié)電設(shè)備使用優(yōu)惠
(1)免費(fèi)安裝激勵。免費(fèi)安裝激勵被視為需求側(cè)管理相當(dāng)成功的一個激勵工具。由于電力用戶不必或僅支付少許費(fèi)用。減輕了電力用戶節(jié)電的投資風(fēng)險和資金籌措的困難，因此很受電力用戶的歡迎。
(2)借貸優(yōu)惠激勵。供電企業(yè)在選擇貸款對象時，在可能的條件下要使節(jié)電所帶來的收益超過提供貸款而減少的利息收入。
4 結(jié)論
需求側(cè)管理是一個龐大復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它涉及整個社會、每個領(lǐng)域，涉及國家電價政策和各種管理體制。以往各供電公司進(jìn)行需求側(cè)管理的經(jīng)驗(yàn)，充分說明了需求側(cè)管理系統(tǒng)的優(yōu)越性，它可以把缺電造成的影響和損失減到最小，從而保障廣大人民群眾的生活用電，促進(jìn)社會有序用電。
參考文獻(xiàn)
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