計算機控制技術論文

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計算機控制技術論文范文第1篇

主要是用作配電網的改造，其廣闊的覆蓋范圍和迅速的傳播速度使配電效率得到大幅度提升。計算機技術在發電、配電、變電、輸電等環節起到十分重要的作用，形成了主站、子站、光纖終端組成的網絡系統，這種合理化的格局，能夠有效提升傳輸速度。（3）變電系統能使高負荷供電站運行更加穩定，自動化技術主要通過現代通信技術、信號處理和計算機技術實現對設備的檢測，實現功能的優化和重組，有效控制電力系統的安全運行。

2計算機遠動控制技術的應用分析

計算機遠動控制技術的應用主要是通過遙測、遙信、遙控以及遙調等功能實現的，計算機遠動控制技術是電力系統自動化技術中的核心技術，其在電力系統運行中發揮著重要的作用，尤其是在電力系統中的數據采集、通信傳輸以及信道編譯碼等環節中占據著重要的地位。其中，計算機遠動控制技術的工作原理如圖1所示。2．1遠動控制技術中的數據采集技術遠動控制技術中的數據采集技術主要有A／D技術和變送器技術等，其處理的信號多數為0～5V的TTL電平信號，而在電力系統自動化技術中，多數采用大功率參數，為了實現采用遠動控制技術處理電力系統中的信號，只有通過變送器將大功率參數轉變為TTL電平信號，從而達到遙信信息的編碼和遙測信息的采集任務。其中在電力系統中，其遙信信息需要經過采集遙信對象的狀態，將采集到的描述遙信對象狀態的二進制位編進具體的遙信碼中這2個途徑進行傳送，然后再通過數字多路開關將電力系統各路的遙信狀態輸出到接口電路中，最后通過接口電路將遙信信息送入到CPU系統中進行處理，從而實現遙信信息編碼。2．2信道編譯碼技術分析在計算機遠動控制技術中的信道編譯碼技術主要有編碼、譯碼以及信息傳輸協議（規約）等。在電力系統自動化控制中，想要實現采用遠動控制技術進行信息采集，則必須通過通信信道傳輸到調控中心才能使用。因此在電力系統自動化控制中，為了進一步保證傳送的信息具有非常好的抗干擾能力，必須要對信息進行信道編譯碼，其中數字傳輸系統模型如圖2所示。在上述電力系統自動化系統中，通過采用遠動控制進行數字傳輸中，其干擾是不可避免的，而通過信道編譯碼能夠有效克服通道中的干擾，其中，信道編譯碼的方法主要采用線性分組碼中的循環碼進行編譯碼。2．3循環式數據傳送規約遠動控制技術在變電站、電廠以及調度中心的數據通信應用中，首先需要在信道編譯碼前，預先設定通信方式和數據格式，也就是通信信息傳輸協議（規約），以保證電力系統中數據通信的可行性。另外，在電力系統遠動控制技術中，其數據傳輸主要是以幀結構的形式進行傳輸的，其中重要的遙測信息主要安排在A幀，次要遙測信息安排在B幀，一般遙測信息安排在C幀。通過采用幀格式進行包裝后，電力系統中的數據就能夠有效按照規約進行傳送，從而實現信道全部編譯工作，實現對電力系統的全方位監控。

3電力系統自動化技術的發展及建議

對于電力系統自動化的發展方向，應從以下幾點出發：（1）兼顧提高經濟效益和改善自動化服務水平，我們追求的自動化技術應向著更優化、更具實效性、更加智能化、區域覆蓋更廣的方向前進。（2）加強電力自動化系統的設備穩定性，有效保障其安全運行，盡量減少大面積停電，建立一系列行之有效的處理機制，將停電損失降到最低。（3）開拓電力系統自動化的數字化之路，使數據更加全面，數字更加精準，力求節省更多時間和人力。（4）隨著科技的不斷進步，各種先進設備相繼出現，對電力企業的工作人員提出了更高的要求，加強電力企業人員的技能培訓和技術隊伍建設，注重對新技術高素質人才的引進和吸收，培養全面發展的技術人才，鼓勵員工以先進的理論知識和豐富的實踐武裝自身，投入更多精力到電力自動化的發展中去，推進電力自動化的發展進程。（5）在全球能源危機的嚴峻形勢下，正是挑戰電氣自動化進程的關鍵時期，要以可持續的發展觀，改善傳統的管理模式，從整體化逐步轉變為分布式、集約化的運營模式，實現能源利用的最大化、功耗的最小化、資金節約化。

4結語

計算機控制技術論文范文第2篇

論文摘 要： 概括說明機械電子控制產業發展的情況，重點介紹計算機技術在機械電子控制產業領域以及工業生產制造和人們日常生活中的廣泛應用。

0 引言

現代科學技術的發展極大地推動了機械工業領域的變革，同時給相關生產產業帶來了巨大的影響，提高了生產水平和技術。隨著各種技術之間相融合的發展，以計算機電子技術、機械技術為核心的機電控制領域將給工業及科研等領域帶來更多的實際應用。

1 計算機技術與機電控制技術的發展概況

1.1 計算機控制理論的形成與技術的發展

忽略數字信號的量化效應，可以將計算機控制系統看成采樣控制系統，在這一系統中，將其中連續的環節離散化，則整個系統又可看成由不同的離散系統構成。計算機控制理論的發展主要是將采樣理論、差分方程、變換理論、狀態空間理論和系統辨識自適應控制等理論綜合應用到控制技術中，使計算機控制系統有了初步發展。對于結構復雜、時變的非線性系統，控制系統則融入了魯棒控制、模糊控制、預測控制等多種新型理論，逐步形成了工業過程控制系統的一個新方向。

自世界第一臺電子計算機問世后，計算機首先被用來自動檢測化工生產過程的過程參量并進行相關的數據處理，同時也研究了計算機的開環控制。到二十世紀六十年代，出現了用于過程控制的計算機，實現了直接數字控制。后經集中式計算機控制系統發展到現在的以微處理器為核心的分層式控制系統控制，通過計算機對生產過程進行集中監視、操作和管理控制等。伴隨著計算機處理器等技術的發展，計算機控制技術也隨之發生相應的變革，最終應用到工業生產中并對其產生巨大影響。

1.2 機械和電子控制技術的發展和現狀

在生產、科研等諸多領域里，有大量的物理量需要按某種變化規律進行控制。在二十世紀三十年代之前，工業生產多處于手工操作的狀態。最初采用基地式儀表控制壓力溫度等在一恒定范圍內，初步有了對工業生產的機械控制實踐。隨著電子技術的迅速發展和計算機控制系統的出現，直接實現了工業生產中各參量和過程的數字控制。計算機的微型化使控制技術更加智能化，同時將機械、電子、計算機技術和控制技術有機結合的機電一體化技術也得到迅猛發展，且越來越被廣泛的應用到各生產領域。目前主要形成并應用的機電控制技術主要有PID控制，PID是經典控制理論的代表，它吸收了智能控制思想并利用計算機的優勢，形成了自適應PID和非線性PID等更利于控制的變種PID控制器。另外還有模糊控制（FLC）、變結構控制等，均隨著計算機領域的發展在不斷地拓寬。

2 機電一體化的發展及在工業上的廣泛應用

2.1 機電一體化的簡介和生產應用

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及計算機軟件系統集合起來所構成的系統總稱，綜合運用機械技術、微電子技術、計算機技術、電力電子技術等對各生產領域的控制過程進行監督操作。它主要應用領域有數控機床，通過相應的數控技術，在工業操作上結構、功能、操作精度上都有明顯的提高。采用多CPU和多主線的體系結構，豐富了數控功能，也提高了生產效率。

柔性制造系統的應用是計算機技術和制造系統在機電控制工業的應用，是計算機化的制造系統。它主要由計算機、數控機床、自動化倉庫等組成。在工業上，它可以隨機地、按量地按照裝配部門的要求，生產其能力范圍內的任何工件，更適用于多品種，小批量等的離散零件的批量生產。

交流傳動技術的發展也是隨著電子技術和計算機技術的發展在工業上有了重要的應用，尤其是在鋼鐵工業中，使復雜的矢量控制技術得以實現，無論是大容量電機還是小容量電機現均可使同步電機或者異步電機實現可逆滑調速。也使交流傳動系統在軋鋼生產中得到廣泛的應用。

可編程控制器（PLC）是集計算機技術和自動控制化技術于一體的新型控制系統。這一系統解決了工業控制系統中大量開關控制的問題，逐漸取代了耗能多、故障率高的繼電器控制系統。隨著PLC技術的進步，其應用領域更是不斷擴大，可采集存儲數據，還可對控制系統進行監控。PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環控制。這種過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。此外，隨著工廠網絡自動化的發展，PLC可實現通信及聯網功能，更有助于工業生產的控制過程的監控。如今，PLC技術已經被廣泛應用于冶金、石油、化工、建材、機械制造、電力、汽車、輕工、環保以及文化娛樂等各行各業。

2.2 計算機在機械和電子控制產業的應用實例

計算機技術和機械電子控制技術一體化的有機結合，不斷使相關的新技術應用到更多的領域中去，這些應用到的領域已經不再局限于工業的生產，更多技術是切身關系到我們日常的工作和生活。下面舉幾個具體實例來介紹計算機技術和機電控制相結合的實際應用。

PLC實現了機械手移動工件的控制過程。隨著世界經濟和技術的發展，人類活動的范圍不斷擴大，機器人的應用正迅速向社會生產和生活的各個領域擴展，并從制造領域轉向非制造領域，各種各樣的機器人產品隨之出現。隨著機器人的生產和大量應用，很多領域，許多單一、重復的機械工作由機器人（也稱機械手）來完成。工業機器人是一種能進行自動控制的、可重復編程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作機，廣泛采用工業機器人，不僅可提高產品的質量與產量，而且對保障人身安全，改善勞動環境，減輕勞動強度，提高勞動生產率，節約原材料消耗以及降低生產成本有重要意義。與計算機及網絡技術相結合應用的工業機器人的廣泛使用正在日益改變著人類的生產和生活方式。

農業方面，機械作業過程中駕駛室內的儀表盤正迅速由電子監視儀表取代并逐步由單一參數顯示方式向智能化信息顯示終端過渡，以此來改善人機交互界面。這種智能化顯示終端又被稱為虛擬化儀器顯示終端（Virtual Display Terminal），它代表了當代儀器與控制裝置發展的主流方向。它可通過屏幕任意選擇顯示機組中不同部分的終端信息，在屏幕上按操作者的需求，調用數據庫信息，顯示數據、圖形、語音等多媒體信息。另外，還可以將數據信息動態存入類似信用卡尺寸大小的高密度智能化數據存儲卡，將農業作業過程的數據信息通過智能卡帶回辦公室，由計算機應用高級軟件進行處理。也可以將管理者的決策和操作指令通過智能卡傳送到拖拉機上的智能控制終端，實現自動控制農機的操作。

PLC在自動售貨機中的應用。自動售貨機通過顧客選擇商品開關，投入的硬幣值由PLC驅動數碼管顯示，經過光傳感器識別，通過判斷，進行下一步操作，經過PLC的系統控制和信號輸出完成售賣過程。計算機技術和機電自動控制在自動售貨機中的這項應用極大方便了人們的生活，也使PLC的應用更加廣泛。

交通信號燈系統也是微機軟件應用到電子控制系統中的典型實例。通過主要應用PLC技術控制十字路口的信號燈動作。準確無誤的完成信號燈的變燈動作來控制時間，這項應用更是極大方便了人們日常生活工作的出行。

電腦橫機中計算機技術的應用給機械編織行業帶來了巨大的變革。現在的電腦橫機是一種涉及到計算機、機械、電子、控制等諸多領域的復雜系統。電腦橫機的編織是一個極其復雜的過程，最初的橫機是手動橫機，只能勝任比較簡單的編織過程。隨著計算機技術應用到電腦橫機中，通過電腦的自動控制，設計人員可對編織花型進行數字化設計，通過計算機數字直接控制機械的退圈、墊沙、脫圈、彎沙等相應的機械編織動作，由計算機指令控制系統完成整個設計的編織，極大地提高了工業生產效率。

與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，以機械技術、微電子技術的有機結合為主體的機電一體化技術是機械工業發展的必然趨勢。

3 總結

在機械生產領域，電子技術和計算機技術的融入發展，機電一體化的形成是機械工業中的重要變革。通過不斷發展的計算機技術，使機電一體化相關的技術在諸多領域中得到了廣泛的應用。

參考文獻

[1]張東寶，工程機械與控制技術[M].筑路機械與施工機械化，2007.

[2]馬增強等，數據采集系統的研究，微計算機信息，1998.

[3]王立新，淺談數控技術的發展趨勢[J].赤峰學院學報，2007.

[4]楊明等，機電一體化的研究現狀及發展趨勢，農機化研究，2006.

計算機控制技術論文范文第3篇

論文關鍵詞:計算機控制;汽車行業;汽車性能測試;汽車監控;汽車檢測

論文摘要:一直以來汽車工業都是國家經濟發展的支柱產業之一。隨著社會的進步，經濟的發展以及我國入世以后汽車行業的迅速發展，這就把汽車行業對科技水平需求提升到了一個新的高度。文章就計算機控制系統在汽車行業中的一些重點應用問題進行了綜合論述。

我國入世以后汽車行業得到了迅猛發展，汽車已逐漸成為人們生產和生活中不可或缺的工具。目前，我國是全世界機動車保有量增長最快的國家（2007年末統計超過2300萬輛）。這也就強烈的促進了汽車行業的發展。與此同時，現代計算機控制技術已滲透到汽車的各個組成部分，汽車的結構變得越來越復雜，自動化程度也越來越高。不過對于汽車行業來說，從宏觀角度來看計算機控制系統表現最為突出的是在：汽車出廠前的性能測試、汽車出廠后的監控及汽車檢測三大方面。下面我們首先來看一下：

1．計算機控制系統在汽車性能測試方面的應用

由于電子技術的飛速發展，測試技術日新月異。應用先進、成熟的測試技術，是成功開發性能優良、經濟實用的汽車性能測試系統的基本原則。在汽車性能的測試方面，最常見的計算機控制系統包括：

1.1PLC控制系統

可編程序控制器PLC(ProgrammableLogiccontroller)控制系統:PLC是重要的機電一體化產品，其主要功能是開關量控制。起初主要用于替代繼電器控制，目前已發展到具有模擬控制功能，因而應用范圍也有所擴展，形成了以PLC為核心的控制系統模型。

1.2面向對象控制系統

面向對象的控制系統是利用典型基礎控制產品，針對特定應用對象進行系統設計和二次開發，二次開發的重點是系統結構、專用系統或部件以及應用軟件的開發。這種系統由于其針對性強，因而能夠做到系統緊湊、價格低廉，并能實現EIC（電控、儀控、計算機）一體化。

1.3DCS控制系統

分布式控制系統DCS(Distributedcontrolofsystem)，DCS是當今汽車過程工業自動化的主控系統，特點是控制分散、操作顯示集中、系統具有很高的可靠性和很強的功能。

1.4模塊化控制系統

近年來控制模塊和模塊化控制系統得到發展。模塊化控制系統是以模塊為基礎，組成高度可配置的、分布式采集控制系統，這種系統當I/O出現故障時，只需要調換故障的模塊，而不需替換整個系統。模塊化控制系統的持點是：結構簡單、安裝方便、組織靈活、可擴展性較好、可靠性高、維護方便。

2.計算機控制系統在汽車監控方面的應用

從上世紀末90年代，電子信息技術越來越多地進入交通運輸部門，并逐漸形成一個嶄新的工程領域，即智能交通系統ITS(IntelligentTransPortationSystem)。所謂智能交通系統，就是通過采用先進的電子技術、信息技術、通信技術等高新技術，對傳統的交通運輸系統及管理體制進行改造，從而形成一種信息化、智能化、社會化的新型現代交通系統。

2.1車載端計算機控制系統的職能歸納

車載端計算機控制系統的職能可歸納為：首先，精確定位:車載監控終端全天候24小時連續不斷的接收GPS衛星信號，從而為系統提供車輛的位置和速度，定位精度可達10米。其次，記憶功能:車載監控終端具有存儲車輛位置/模擬量/異常信息的功能，而且可存儲長達兩個月的車輛位置/模擬量信息。第三，控制功能:車載監控終端接收到監控中心的控制命令后，對車輛執行控制動作。第四，通信功能:在GSM網絡覆蓋范圍內，車載監控終端可與監控中心進行數據交換。最后，防劫報警職能:在車輛遭受搶劫時，駕駛員觸動一個隱蔽報警按鈕，即可在自保的同時等待援助。

2.2監控端計算機控制系統的職能歸納

監控端計算機控制系統的職能可以歸納為：首先，數據預處理:通信服務器從Internet上接收到車輛的信息之后對信息進行初始的驗證、校驗、數據日志處理。并將待處理的信息分發給有處理能力的監控終端。其次，數據跟蹤:將移動車輛的實時位置以列表的方式顯示出來。第三，跟蹤監控功能:服務器端可以實現對多終端的跟蹤監控，系統實現采用TCP/IP協議，采用此協議是因為該協議可以保證信息傳輸的可靠性和實時性。第四，報警功能:終端設備報警分為預報警，實際報警，以及報警解除三級報警狀態，這主要為了避免誤報警情況發生，當服務器端收到終端設備預報警信息，則彈出報警對話框，并且在預報警車號列表框中列出發出預報警信息的車號，雙擊其車號可以使系統定位到該車上，預報警情況不會使系統自動定位該車號的終端。

3.計算機控制系統在汽車檢測方面的應用

對于計算機控制系統在汽車檢測方面的應用，我們需要從汽車管理檢測和汽車故障檢測兩方面來進行分析。

3.1計算機控制系統在汽車管理檢測方面的應用

其實也就是常說的“多站點汽車檢測動態管理網絡系統”主要是利用計算機信息技術實現道路運輸管理部門對多個汽車檢測站的檢測數據進行實時傳輸與檢測結果的自動判斷，實現車輛二級維護備案，并實現對道路運輸車輛技術狀況的實時監控和道路運輸車輛相關信息的自動化傳輸，該系統還可以對汽車維修企業的二級維護車輛的一次檢驗合格率進行監控，該系統可以應用于所有道路運輸管理部門，以及其相應的檢測站，利用網絡技術實現車輛技術管理及信息傳遞的自動化，滿通部4號令的要求。該系統采用分級分布式星型網絡結構，網絡各工作站點通過集線器相互連接構成檢測系統局域網絡，完成數據通信和信息傳輸;通過調制解調器能方便地與電話網連接，加入Internet國際互聯網，實現局域網與局域的遠程通信，從而構成廣域網。其車輛檢測、辦理車輛技術等級評定和二級維護簽章實行封閉式自動檢測和流水作業辦公。

3.2計算機控制系統在汽車故障檢測方面的應用

經過多年的發展，目前國內的汽車故障檢測維修行業已具相當規模。大部分汽車綜合性能檢測站均采用了計算機控制系統，汽車維修企業也應用維修信息管理系統，一定程度上實現了檢測自動化和管理科學化。

3.2.1計算機控制系統可以為汽車故障檢測提供技術支持

通過計算機控制系統完善汽車行業整體信息化之后，維修企業就可以通過一個公共的專家數據庫查詢需要的維修技巧并將自身的工作經驗與同行共享；一個維修企業的配件儲存是有限的，但如果將每個維修企業甚至供應商的配件倉儲量、型號和規格等登入信息網，可以較好地解決企業配件短缺但一時難以購置的問題；為車主提供周到迅速的服務，應是每個維修企業追求的目標之一，車輛檢測不合格需要進廠維修時，維修企業可以通過網絡查詢到該車輛的原始檢測數據和汽車性能曲線，極大地提高維修效率和準確性。

3.2.2計算機遠程故障控制系統對汽車行業的現實意義

計算機控制技術論文范文第4篇

本論文系統詳細的介紹了電網干擾監測系統的軟件及硬件電路設計，該系統能自動監測電網電壓質量，并對電網參數進行測量。本文首先論素了本課題的目的和意義，同時介紹了研究的總體思路，并對各部分電路進行方案論證，確定了總體方案。

軟件部分主要包括主程序和子程序模塊，本設計軟件硬件的結合，使系統獲得更高的精確度。

硬件部分是由平均值測量電路，正負峰值檢測電路，干擾脈沖檢測電路，頻率檢測電路，采樣保持電路，A/D轉換電路，LED顯示及打印輸出等部分組成。

本監測系統能夠自動檢測以上電壓值并顯示和打印，同時當中線對地電壓峰值超過5V能自動報警。

其次對設計調試沖出現的問題加以論述，并把實驗數據結果記錄下來。

最后，對于部分模擬電路采用了另外的先進方法，并對其原理加以論述。

第一章 概述

當今社會是信息時代，隨著電子技術的發展，電子設備大量采用半導體器件和集成電路，近年來已經廣泛采用微型計算機控制技術。計算機和智能儀器等各種設備已經大量進入各個領域，然后熱門花了大量的時間和很高的代價才認識到供電設備的供電威脅著信息設備，特別是電網供電對信息設備的影響。

工業電網的供電質量是一個棘手的問題，一方面現場電網的電壓和頻率的波動范圍較大，波形不好以至頻繁的停點；另一方面用電系統要求供電波形穩定性能好，而這些都設計到電網供電質量的檢測。

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計算機控制技術論文范文第5篇

關鍵詞:電廠安全生產;遠程監控;自動控制;遠程監控

中圖分類號:TM764

文獻標識碼:A

文章編號:1009-2374(2009)19-0033-02

隨著計算機技術、控制技術、通信技術、網絡技術等的快速發展,逐漸形成了工業控制的數字化、智能化與網絡化,使計算機控制系統逐步從集散控制系統(Distributed Control System,DCS)走向以現場總線為基礎的分布式現場總線控制系統(Fieldbus Control System,FCS)。FCS是集當今計算機技術、網絡通信技術和自動控制技術為一體的當代最先進的數字化網絡計算機控制技術,是一種全分散、全數字、全開放的控制系統,是自動控制技術發展的焦點和熱點,被譽為工業自動化領域具有革命性的新技術。

目前全國很多電廠都在實施生產系統的遠程自動化控制改造,采用FCS技術構建環繞全電廠的安全生產遠程監控系統是必然趨勢,因此,本論文將主要針對電廠內安全生產遠程監控系統的構建進行分析,以期和同行共同討論。

一、基于CSS架構的遠程監控系統設計

(一)系統的架構模式選擇

按照系統終端情況的不同,可將該數據采集監控系統的開發模式總的分為B/S(瀏覽器/服務器)和C/S(客戶端/服務器)兩種結構模式。B/S結構的系統以服務器為核心,程序處理和數據存儲基本上都在服務器端完成,用戶使用IE瀏覽器就可以進行事務處理。C/S結構的系統以服務器作為數據處理和存儲平臺,用戶在終端安裝特定的程序來進行事務處理,然后再將數據傳遞到服務器端。

結合上述分析,本論文采用C/S/S模式結構。C/S/S模式也叫客戶/應用服務器/數據庫服務器結構Client/Application Server/Database Server(C/S/S)模式,是從C/S模式發展而來的。這種模式中的三層架構“分工”明確。客戶端負責程序的應用和數據的讀取、分析等前臺操作,應用服務器存放并運行信息系統的業務邏輯,數據庫服務器存放并管理信息系統的數據。由于在客戶端和數據庫服務器之間使用了應用服務器來處理業務邏輯,大大減輕了數據庫服務器的壓力,極大地提高了系統的并發處理能力;另外,由于用戶的請求是發向應用服務器而不是數據庫服務器,使得數據的安全性大大提高,數據庫服務器的主要職責由應付客戶端的數據請求,也為了實現數據的網絡共享,故這種結構非常適合實時響應性、安全性、數據吞吐率等性能要求較高的系統,同時它也繼承了C/S結構的優點,目前這種方式是最可靠、最能完美體現電廠大范圍內的遠程監控系統的控制特點及要求。

(二)系統層次結構設計

1.上位機系統層次分析。電廠安全生產遠程監控系統采用三層C/S/S體系結構,使得用戶只需要通過客戶端即可輕松完成和實現豐富的信息管理等多種功能,整個上位機系統由客戶端應用程序、應用程序服務器和數據庫服務器三個層次構成,其中客戶端應用程序主要完成對電廠遠程監控系統的信息管理及控制等操作;應用程序服務器主要集成對全電廠安全生產管理系統的控制、管理程序;數據庫服務器主要是用于存儲電廠安全監控系統的生產、監測監控數據,以備查用。

2.下位機系統層次分析。既然要實現全電廠安全生產的遠程監控,就必須要借助網絡層實現對底層電廠生產設備、生產過程的遠程監測監控,如對鍋爐設備、水輪發電機組等生產設備的遠程監測及監控,因此對于下位機系統的層次構成,主要是由傳感采集設備(即傳感器)完成對生產設備的特征數據的采集,通過數據采集卡加載網絡通信模塊完成數據的網絡遠程傳輸,傳輸到上位機系統的數據庫服務器,并由用戶通過客戶端應用程序,通過調用應用程序服務器中的遠程管理控制程序,實現對底層設備的遠程監測與監控。

3.網絡傳輸層分析。根據電廠生產設備分布式的特點,以及對電廠生產過程遠程監控的要求,本論文采用現場總線技術,同時借鑒工業以太網的統一通信協議的特點,對面向全電廠布置的分布式安全生產系統實施遠程監控。遠程通信網絡布置要合理,這是在網絡傳輸層布置時必須遵守的。

(三)遠程監控系統的控制實現方式

電廠的遠程控制系統的控制方式采用遠程控制與現場手動控制相結合的方式。首先要實現相關生產設備及生產過程的遠程控制功能,這主要依賴于對底層設備的控制數據的組態而實現,通過上位機的客戶端程序,實現對電廠安全生產的遠程控制功能;其次,是要在相應的生產設備或生產過程現場配備手動控制開關,以滿足不同的優先級控制需求,也有利于對相關生產設備的現場檢修、維護和系統改造升級等。

二、電廠安全生產遠程監控系統的實現

(一) 遠程視頻監視系統設計

1.視頻信號傳輸方式。工業電視系統的信號傳輸有兩種方式:電纜傳輸和光纖網絡傳輸。這里選定光纖作為電廠遠程視頻監控系統的傳輸介質,結合目前現場總線發展的新技術,依靠最先進的工業以太網通信技術實現電視監控系統的聯網傳輸。

2.系統設計。電廠生產遠程視頻監控系統主要由前端攝像設備、視頻控制設備、光纖數據傳輸設備和視頻輸出設備等部分組成。(1)前端攝像設備。前端攝像設備即為安裝在社區內的各個布點場所的攝像機。地面使用的攝像機由于監控范圍較大,大部分使用的是云臺攝像機,云臺是一個能進行水平和垂直兩個方面運動的裝置,安裝于其上的攝像頭能夠實現水平350°,垂直90°全方位攝像,因此選用彩色全方位攝像儀。(2)視頻控制設備。視頻控制設備是監控系統的心臟,可以分前向設備與后向設備,前向設備主要包括視頻服務器,主要功能是實現視頻信號的聯網;后向設備主要由光發射機、光接收機、視頻分配器、視頻矩陣控制切換系統、處理器、云臺控制器等組成,一般安裝在總調度室,完成視頻圖像的接收與處理,遙控云臺的全方位移動,調節鏡頭焦距的變化以及各種輸出信號的控制。(3)光纖數據傳輸設備。數據傳輸設備主要采用光纖進行傳輸,同時需要為整個傳輸系統配備交換機及流媒體服務器等設備,實現視頻信號的全數字化傳輸。采用光纖的最大優勢就在于可以遠距離而無失真的傳輸視頻數據信號。(4)視頻輸出設備。視頻輸出設備主要包括監視器、DLP大屏幕和硬盤錄像機,調度室的工作人員可以通過監視器、DLP大屏幕對控點進行24h監控,也可通過硬盤錄像機將攝像機圖像保存下來,為電廠安全生產提供必要的數據信息。

(二)遠程數據傳輸通信協議設計

通信應用服務程序和監控終端間的通信方式是基于TCP/IP網絡的Windows Socket通信,因為這種通信協議是目前現場總線中最為主流和應用最為廣泛的通信協議之一,用來傳送各種監控數據、信息和控制命令等,具體的通信協議如下:

幀組成字段的意義:

1.IP地址用來標識發送者的網絡地址,用long表示。

2.類型表示通信類型,共分為2種,即:查詢和應答,用byte表示,其中0x01表示查詢,0x02表示應答。

3.時間指當前系統時間,表示幀發出時的本機系統時間,在中心服務器發向端局監控機的查詢幀中用于校對監控機的系統時間,用time_t表示,即精確到秒級。

4.數據長度用來表示后跟數據的總長(字節,不包括長度本身及以前數據),用long表示。

5.數據是指具體的數據,其組成及解釋隨類型不同而變化。只要在需要實現遠程監控的設備或機房內布置了采用該通信協議的現場總線,那么該生產設備或生產過程就可以被集成到全電廠安全生產監控系統的平臺上,實現安全生產的遠程監測與監控。

(三)遠程監控系統的接口設計

接口是指通信服務器和底層的遠程監控終端之間的通信接口。

通信服務器和監控終端之間的通信接口,采用基于TCP/IP網絡的Windows Socket通信方式,包括以下部分:

1.系統對時:監控終端定時向通信服務器查詢系統時間,把本機時間和通信服務器時間進行同步。

2.查詢一個機房運行狀態。

3.查詢一個班組:當監控終端主機監控一個班組時,定時向通信服務器發查詢本班組所有機房運行狀態的命令。對獲得的機房數據進行處理。

4.查詢所有機房:當監控終端主機監控所有機房時,定時向通信服務器發查詢所有機房運行狀態的命令。對獲得的機房數據進行處理。

5.查詢通信狀態:監控終端主機定時發送查詢交換機當前通信是否正常的命令。

6.接收報警:監控終端主機接受通信服務器發送的報警信息并進行處理、顯示。

三、結語

電廠是我國重要的電力能源輸出基地,對于全國數千個電廠而言,實現生產過程的遠程自動化控制,是提高我國工業生產自動化、智能化水平的重要要求,同時對于生產設備和生產過程的遠程安全監控,也是不可缺少的。本論文對電廠安全生產遠程監控系統進行了分析設計和討論,給出了完整的遠程控制方案和遠程監控的實現手段,對于提高自動化水平和計算機自動控制在電廠安全生產遠程監控系統中的應用具有一定的指導和推廣意義。

參考文獻

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[2]倪海燕,馬常旺,胡超.基于多線程技術的智能小區管理服務系統構建[J].寧波大學學報(理工版),2006,19(1).