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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇遠程監控技術論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】水汽品質;監控;網絡;可靠性
各行各業的發展都離不開電力的支持,為了保證電廠的安全生產,電廠遠程監控系統的設計與實現就非常必要。起初遠程監控功能用于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訪問企業網絡資源。但隨著通信技術、控制技術、計算機技術的飛速發展,遠程監控技術愈來愈完善,Internet技術已經滲透到日常生活和工業生產的各個領域,包括工業控制方面,這使得電廠遠程監控成為可能。
1.熱電廠遠程監控
熱電廠實質上是一個能量轉化工廠,由于電能尚且不能大量存儲,而且熱力設備眾多、熱力系統龐大、生產過程復雜。在這個過程中,應充分發揮計算機在機組運行檢測、控制和管理上的作用,控制發電機組及其輔助設備在優良的狀態下運行,最大限度地發揮機組設計效率。由于各局部生產過程之間的狀態相互影響較大,而且各主要生產設備的動態特性之間存在很大的差異,發電機組的運行狀態控制,必須具備協調不同運行設備工作的功能。
遠程監控系統是集計算機技術、控制技術、通信技術、網絡技術為一體的產品,是指具有數據采集、監視、控制功能的計算機系統,即監控和數據采集系統,也就是人們常說的SCADA系統。具有功能強大、操作簡便和可靠性高等特點,它可以方便地用于工業裝置的生產控制和經營管理。在這個系統中,計算機直接參與被監控對象的檢測、監督和控制。由于遠程監控的對象是現場設備,這就要求整個遠程監控系統應該完備的考慮以下幾點:首先,要可靠性和容錯性,即要求在系統出現故障的情況下,能夠自動或半自動地(需人工干預)采取相應的措施,保證系統恢復正常運行。
2.系統功能分析與設計
水汽品質的遠程監控系統通過現場傳感器取得采樣值,然后經過現場控制測量設備對采樣值進行一系列的數學處理,再通過網絡把處理后的數據傳送到遠端監控站與服務器,從而使遠端監控站和遠程服務器可以對數據和狀態值進行集中的管理。
2.1 水汽系統水處理流程
圖1 發電廠水處理流程
圖1是電廠水汽系統流程圖,補給水是在原水經各種工藝處理后,補充因鍋爐汽水損失的水。由于給水直接進入鍋爐,故對其水質必須加以嚴格控制,以防止設備的結垢與腐蝕。然后進入鍋爐,在鍋爐本體蒸發系統中運行的水,則稱為爐水。給水經省煤器提高溫度后進入蒸發管(爐堂內側的上升管),然后由下降管(爐堂外測)經下聯箱進入蒸發管。在蒸發過程中,水吸熱成為水汽混合物,又返回汽包形成循環回路,這就是鍋爐的爐水系統。如爐水的水質不嚴格控制,就會導致水汽系統的結垢與腐蝕。水與汽在氣包中得到分離后,產生的飽和蒸汽經過熱器轉為過熱蒸汽進入氣輪機。整個流程是由原水經處理后->補給水經給水泵使給水進入鍋爐后,依次經過預熱段->蒸發段->過熱段->過熱蒸汽->汽輪機排汽經凝汽器->凝結水->經處理后返回給水系統。
2.2 功能分析
遠程監控系統有兩種類型,一種是在生產現場沒有現場監控系統,而是將數據采集后直接送到遠程計算機進行處理;另一種是現場監控和遠程監控并存,這里選擇采用后一種方式,即有現場監控系統。水汽品質遠程監控系統能實現以下一些功能:
1)數據傳輸與處理功能:主要是把生產過程中采集的各種模擬或數字量,通過串口和網絡傳輸到數據處理器和遠程監控站與服務器并進行相應處理,同時通過EXCEL表把數據顯示給用戶。
2)管理功能:管理人員能夠通過IE瀏覽器監測到系統的運行狀態、現場工作人員的工作記錄等。
3)存儲功能:對實時數據和歷史數據加以存儲。
4)冗余容錯技術:使用雙網、雙機熱備、冗余等技術保證系統可靠運行。
5)安全與報警功能:利用己有的有效數據、圖像、報表等對工況進行分析、故障診斷、險情預測,并以聲、光、電的形式對故障和突發事件報警。
2.3 結構設計
完整的基于Intranet的遠程監控系統可劃分現場設備層、現場監控層和遠程監控層,它們相互獨立,通過網絡技術和數據交換技術有機的結合起來,如圖2所示。
圖2 遠程監控系統拓撲分層
現場設備層是由安裝在工業現場的智能儀表、采集器等各種具有數據采集功能的智能設備以及其采用的總線和協議組成。與現場監控層采用RS-485總線進行串口傳輸,現場模塊不斷的采集現場原始數據,在它們不發送數據時處于監聽模式,主機對一個模塊發出一個帶地址的命令,然后等待模塊的相應。現場監控層從現場設備中獲取數據,完成各種控制、運行參數的監測、報警等功能,另外還包括控制組態的設計??梢哉f現場監控層是整個遠程監控系統的核心,由多個數據處理器子站構成,通過控制網絡與現場設備層進行數據交換?,F場監控層對數據的實時性要求比較高,它要保證系統采樣的實時性以及系統對各種操作的響應時間要求,而采用RS-485串口通信可以滿足水汽品質系統對實時性的要求。遠程監控層以現場監控層為基礎的信息系統,通過通信對現場數據分類管理,并通過企業管理信息系統(MIS)數據,這一部分的實現使得遠程監控系統的功能得到延伸和完善。
3.軟件開發與可靠性研究
系統采用C/S與B/S編程模式相結合的軟件結構進行設計,它不僅能夠實現對水汽品質現場數據的采集與監控,而且能夠通過瀏覽器實現數據的遠程網絡查詢和共享。
3.1 程序設計
C/S模式的軟件設計實現的功能是:遠端用戶可以通過客戶端應用程序在線監測系統現場設備層的工作情況,實現遠程監測;遠程用戶可以通過虛擬界面向現場設備層發送控制命令,實現遠程控制。監控程序需要專門創建一個線程來處理串口數據,接收串口采集來的數據并予以顯示。系統必須對端口進行配置,以完成串口的采集。
對于遠空間距離的技術人員和廠級管理人員需要觀測遠程監控系統的數據的變化,可以通過以TCP/IP為核心協議的網絡技術來實現?;贐/S方式的遠程監控系統是以數據采集層為基礎的,而數據采集層實際上包括了設備層和監控層,前面已經對設備層和監控層進行了設計,監控層是實現對采集數據的處理、顯示,對設備層的管理、控制,同時將處理過的數據寫入數據庫中,因而監控層又是數據庫與設備層之間的橋梁。ASP技術是Browser/Server模式下編制動態網頁的一種很理想的工具,它支持ActiveX控件和動態HTML,能實現用戶的編程要求。ASP根據訪問數據庫的結果集生成HTML語言的主頁返回給瀏覽器端。利用ASP技術實現Web數據庫的數據流圖如圖3所示。
圖3 ASP技術實現Web數據庫流程
整個系統的運轉情況是:用戶通過網絡瀏覽器查詢網絡服務器提供的數據頁面并發出請求,網絡服務器根據請求查詢數據庫,并向用戶返回查詢結果。
3.2 監控系統可靠性分析
熱電廠水汽品質遠程監控系統的可靠性從總體上考慮主要是四部分,分別是系統結構的可靠性、數據傳輸網絡的可靠性、硬件的可靠性及軟件的可靠性。在未采取可靠性措施前,系統都是串聯結構的,即系統的每一個部分都相當重要,任何一部分發生故障整個系統都會受到牽連。所以我們必須采取一定的冗余措施,對系統進行備份,熱電廠水汽品質遠程監控系統系統備份可靠性框圖分別如圖4所示。
圖4 系統備份可靠性框圖
適當采取冗余措施,能大大提高系統可靠性,并且采用模塊備份能得到比系統備份更大的可靠性。除此之外,遠程監控主機部分采用雙機熱備份方式,從機與主機之間的監聽采取請求與應答的方式,從機以一定的時間間隔向主機發出請求,主機應答表示工作正常,主機如果沒有作出應答,從機將切斷主機的網絡數據傳輸,立即與現場工作站進行握手連接。
4.總結
本文論述的熱電廠水汽品質遠程監控系統是基于Intranet的遠程監控系統,它將網絡技術、數據庫技術和控制技術結合起來,進行了C/S(Client/Server)和B/S(Browser/Server)相結合的軟件設計,不僅實現了水汽品質現場數據的采集與監控,而且能夠通過瀏覽器(比如IE瀏覽器)實現數據的遠程網絡查詢和共享。同時為提高系統的可靠性,分別對系統體系結構、網絡傳輸結構、軟件及硬件這四個方面進行了可靠性設計。工作人員不必親臨現場(尤其在惡劣環境下)就可以對現場的工作情況進行監控,完成參數設置與調整,進行故障恢復等,大大提高了勞動生產率;通過遠程監控技術,可以加強企業內部合作,可以更合理的安排生產,加強企業的競爭力。
參考文獻
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[5]袁巍.遠程監控系統體系結構研究及實現技術[碩士學位論文].南京:南京理工大學.2004.4.
【關鍵詞】涵洞水位監測;GPRS;嵌入式系統
1.系統概述
最近幾年,夏季暴雨頻繁,北京、成都、廣州等地都發生過城市涵洞人、車溺水事故,主要原因在于不知涵洞水位。基于城市涵洞水位監測系統能夠對實時監測、顯示涵洞水位,當水位超過警戒線時,自動發出警報,及時提醒過往行人。本系統的開發能夠補充城市涵洞排水不夠完善的缺點,切實消除安全隱患,保證人民生命和財產安全。
2.系統總體設計
本文所設計的城市涵洞水位監測系統采用GPRS通信方式,并采取自報/應答混合的工作方式,主要由以下三部分組成:監測節點、GPRS 網絡和遠程監控中心。監測節點的主要功能是檢測涵洞水位信息,并通過 GPRS網絡與遠程監控中心實現互通。遠程監控中心的主要功能是處理涵洞數據存儲、接收等水位信息,實現實時數據顯示、歷史數據分析及查詢等。城市涵洞水位監測總體設計如圖1所示。
3.硬件設計
3.1監測節點子系統
監測節點控制子系統硬件核心為LPC2368的處理器,可以將傳感器調理電路感知到的水位信號進行處理??刂破鞯腁D接口通過 I/V 轉換電路連接水位傳感器??刂破鞯?UART0 接口通過 RS232 串口通信電平接口轉換電路連接 GPRS 模塊,用以傳輸水位數據??刂破鞯?SPI 接口連接存儲模塊,用以存儲水位數據。水位傳感器采用 WL400 投入式壓力傳感器。量程為 10m,精度為±1%,分辨率為 1mm,工作電壓為 12V。監測節點將傳感器采集上來的水位信號轉換為水位數據信息,通過給GPRS模塊發送AT指令,使其按照一定格式發送數據給遠程監控中心。水位傳感器采集的水位信息,輸出為 4-20mA 標準電流信號,通過 I/V 轉換電路轉換成標準電壓信號后,傳輸給控制器。控制器通過對水位信號的處理后,將其轉變為數字信號存儲在存儲模塊中,當水位超過警戒線后啟動報警模塊,并通過通信模塊GPRS將數字信號傳輸給遠程監控中心。監測節點子系統硬件設計如圖2所示。
3.2 GPRS通信子系統
本系統平臺應用于城市涵洞,既要保證將釆集到的水位信息及時有效的發送到監測中心,同時又要求在系統監測節點發生故障時能夠發出報警信息,綜合各方面考慮,釆用GPRS與SMS混合通信的方式,以實現數據傳輸與報警反饋的功能。
設備的串口根據接收數據中的通道選擇命令來決定數據通過GPRS或SMS方式來發送數據,方式轉換采用虛擬串口即軟件復用串口方式,通過AT指令選擇工作在哪個通道。通信模塊釆用SIMCOM公司的雙頻GSM/GPRS SIM900A,對通信模塊的控制由MCU發出的AT指令進行控制,沒有引出語音接口,外部功能模塊主要是電源接口、SIM卡接口以及MCU相關的接口等。GPRS模塊與控制器通過串口進行收發數據,如圖3所示:
3.3遠程監控中心
遠程監控中心主要將無線基站發出的水位信息入庫,在此基礎上管理和分析水位數據。系統開發主要基于J2EE平臺,采用B/S架構的管理模式,采用分層的MVC的架構設計模式,包含實時數據顯示、報表輸出、統計分析、超標報警、系統時鐘、參數設置等功能。
4.軟件設計
本設計中選用的μC/OS-II嵌入式實時操作系統,結構簡單,主要優點有:本操作系統采用C語言和匯編語言編寫,而且其中絕大部分是C語言,易于上手,修改方便。監測節點軟件流程如圖4所示:
5.小結
本論文研究開發了一種面向城市涵洞水位監測系統。該系統以嵌入式處理器為基礎,通過GPRS無線通信技術,對城市涵洞水位信息進行采集、傳輸、報警等處理,實現了水位監測的實時性和自動化。 [科]
【參考文獻】
[1]呼娜.基于無線傳感器網絡的水質監測系統研究[D].西安建筑科技大學,2012.
[2]張小強,楊放春.一種基于GPRS技術的無線監控系統[J].中國數據通信,2004,1:18-21.
摘要
隨著自動控制技術,計算機技術及信息網絡技術的飛速發展,促使控制網絡技術應運而生。 控制網絡Infranet(infrastruacture network)是一類特殊的局域網,隨著現代計算機控制系統的廣泛應用,極大地促進了控制網絡技術不斷發展和完善,它不僅使生產過程向更高層次的自動化水平發展,實現優化控制、協調控制及遠程監控等,也為其與信息網絡的無縫集成,組建統一的企業網絡提供了強有力的技術支持。本文是作者在山東萊城發電廠輔助系統技術改造項目中,設計輔助系統集中監控網絡的技術總結和理論研究,從理論和實際兩個方面對控制網絡固有的技術特征以及交換式以太控制網絡的設計作了詳細論述,同時對設計中遇到的種種問題的解決作了理論上的探討。…………
【關鍵詞】 控制網絡;現場總線;ControlNet;以太網;交換式;共享式;
【論文類型】 應用基礎
:49000多字的碩士論文
有中英文摘要、目錄、大量圖表、參考文獻 400元
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關鍵詞:火宅,漏電報警器
一、電氣火災的原因和危害性
我國的電氣火災大部分都是因漏電和短路而引發的,在低壓配電系統中,電氣線路的漏電和短路是導致電氣火災發生的根源和重要原因之一,并對國家經濟和人民生命財產構成了很大的威脅,應引起大家高度的警惕和重視。
當電氣線路和電氣設備的絕緣受到損傷而導致接地故障,主要是指相線對地或與地有聯系的導電體之間的短路,包括相線與大地、PE線、PEN線、配電和用電設備的金屬外殼、敷線鋼管、橋架線槽、建筑物金屬構件、上下水和采暖、通風等管道以及金屬屋面、水面等之間的短路。科技論文,火宅。當發生接地短路時在接地故障持續的時間內,與它有關聯的電氣設備和管道的外露可導電部分對地和裝置外的可導電部分間存在故障電壓。此電壓可使人身遭受電擊,也可因對地的電弧或火花引起火災或爆炸,造成嚴重的經濟和生命財產損失。
電氣短路主要包括金屬性短路和接地電弧性短路兩種:金屬性短路是由導體間直接接觸,如相與相之間、相與N線之間短路,其短路電流大,短路點往往被高溫熔焊,金屬線芯產生高溫以至熾熱,絕緣被劇烈氧化而自燃,火災危險甚大,但金屬性短路產生的大短路電流能使斷路器瞬時動作切斷電源,火災往往得以避免;接地電弧性短路是因短路電流受阻抗影響,電弧長時間延續,而電弧引起的局部溫度可高達2000℃以上,足以引燃附近可燃物質引起火災,但由于接地故障引起的短路電流較小,不足以使一般斷路器動作跳閘切斷電源,可見接地電弧性短路引起的火災危險遠遠大于金屬性短路??萍颊撐?,火宅。電氣短路以單相接地故障居多,電氣火災的危險則以接地電弧性短路為最嚴重。另外不論是TN系統還是TT系統,接地故障回路的阻抗都大于帶電導體短路回路的阻抗,這也是形成接地電弧性短路的一個重要原因。
通過分析電氣火災的原因,在低壓電氣線路上加裝防火漏電報警就是一種行之有效的防范措施。通過防火漏電報警系統,能夠準確地監控電氣線路的故障和異常狀態,提早預警發現電氣火災的隱患,及時報警提醒人員去消除這些隱患,避免火災給國家經濟和人民生命財產造成巨大損失,把電氣引發火災消滅在萌芽狀態。
二、防火漏電報警的內容組成及功能特點
防火漏電報警以帶激勵脫扣器的塑殼式斷路器為主開關,另外配備各種采集、記憶、通訊等元器件,集漏電、短路、過載、過壓、欠壓、防雷、防誤合閘、故障類型識別、強制斷電等各種保護功能于一體,并具有來電顯示、聲光報警和本機自檢功能。防火漏電報警主要作為剩余電流式電氣火災監控探測器使用,并通過防火漏電報警系統。對電氣線路的故障和異常狀態進行實時監控,使被動防火變為主動防火,實現集中監控和管理的目標。其主動性功能特點如下:
1)系統啟動后首先對電氣線路進行全面運行檢測,以便及時發現和消除電氣火災隱患。當不存在電氣火災隱患時才允許開關合閘接通,若存在電氣故障時提前預警并可以斷開回路,未排除電氣故障前拒絕合閘接通,確保低壓配電系統安全可靠運行。
2)在低壓配電系統中,對電氣線路的運行狀況實行全天候在線自動安全監控,自動跟蹤診斷電氣故障,分析和識別故障類型,并發出聲光和語音報警,通知電氣維護人員及時排除故障,把電氣火災隱患消滅在萌芽狀態。真正做到“智能監控,防患于未然”??萍颊撐?,火宅。
3)防火漏電報警采用了微電腦(PIC單片機)自動控制技術,取代了傳統被動式機械熱效應控制技術,全面實現升級換代,分斷速度更快,實測數據只有0.04秒,比傳統開關動作速度縮短了數倍,分斷速度越快,所產生的電氣火花就越小,一旦發生故障能快速切斷,增強了安全可靠性。
4)系統具備“黑匣子”記憶功能。通過一臺電腦在5km范圍之內,可對多臺防火漏電報警實現遠程監控。隨時可關斷或接通用戶供電線路,隨時可查詢用戶供電線路安全用電情況,隨時調閱每臺防火漏電報警當前或歷史運行情況,一旦發生漏電、過載、短路等故障時能準確在電腦界面上顯示出發生故障的供電線路具置和發生故障的時間。使故障發生的原因一目了然,便于維護和管理。
5)系統采用智能化網絡管理。采用RS485/RS422四線制全雙工通訊模式,傳輸距離在5km以內??萍颊撐?,火宅。同時可與煙感、溫感或可燃氣體探測器及火災自動報警系統中心實行聯動控制,把配電與消防系統有機結合起來,實現雙重報警和控制功能,大大提高了對漏電火災監控的可靠性和保護性,從根本上解決了電氣火災誤報和漏報現象,全面主動防御電氣火災事故的發生。科技論文,火宅。
6)系統實行多功能全面保護,除傳統的漏電、過載、短路保護外,又增加了防止過壓、欠壓、雷電感應和誤操作等防護措施,以避免對電氣設備的損壞,造成不必要的經濟損失。
三、防火漏電報警系統的實際應用
防火漏電報警系統由防火漏電報警、集線器、中繼器、轉換器、臺式監控主機或電腦等設備組成。系統以防火漏電報警作為剩余電流式電氣火災監控探測器使用,集各種保護功能為―體,擔負起各種電氣故障的實時檢測、采集和發送任務,并具有來電顯示、聲光報警和本機自檢功能,對過電流、剩余動作電流、動作與延時時間等各種參數值進行現場或實測后設定。采用先進的動態閾值檢測和自動判斷技術、高靈敏度剩余電流探測、新型故障數學模擬算法和現場總線技術,為智能遠程監控的實施起到了重要的作用。
系統對電氣線路的運行狀況實行全天候在線自動安全監控,隨時檢查各用戶安全用電情況,可接通或分斷用戶電源,并具備“黑匣子”記憶功能。準確報出故障線路地址,監視故障點的變化,滿足了《新高規》中,“儲存各種故障和操作試驗信號,信息存儲時間不應少于12個月;切斷漏電線路上的電源,并顯示其狀態;顯示系統電源狀態”等要求。
系統可實現獨立監控,監控主機單獨設置在值班室或消防控制室內。也可采用通訊接口與火災自動報警系統聯網運行,實現雙重報警和控制功能,監控主機可與消防系統設備共用,設置在消防控制室內,達到集中監控和管理的目的。
四、總結
在低壓電氣線路上安裝防火漏電報警這是有效可行的方法。通過防火漏電報警系統,能夠準確地監控電氣線路的故障和異常狀態,并報出故障線路地址。科技論文,火宅。監視故障點的變化,隨時儲存和記錄故障信息情況,提早發現電氣火災的隱患,及時報警提醒人員去消除這些隱患,避免電氣火災發生,把電氣火災的消滅在萌芽狀態。
關鍵詞:遠程控制 機電控制 網絡接入
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)10(b)-0009-01
隨著機電裝備的復雜化,現在的機電設備,不僅體積大,規模大,內部結構復雜,而且其實現的功能非常多,往往需要同時完成若干多項功能,因此對于這一類機電裝備的監測,其監測控制系統也必須具備較為復雜的控制功能。隨著網絡技術和遠程控制技術的發展,逐漸對于大型機電裝備的控制提出了遠程網絡化和無人值守控制的要求,這就要求必須利用網絡控制技術實現對機電裝備的遠程控制和無人值守,因此,必須要對遠程機電控制中的網絡接入技術加以研究,以確定最適宜的遠程網絡接入和遠程控制技術的應用。
1 遠程控制技術發展概述
過去應用最為廣泛的遠程控制技術主要有以下幾種類型。
1.1 集散式遠程控制
集散式遠程控制,是為每一個監控對象,即每一臺機電設備都安裝監測儀表,將所有的監測儀表所采集到的數據全部發送到控制機上,由控制機實現對全部機電設備的集中控制。這種遠程控制模式應用方式簡單,組網成本較低,但是由于全部數據由控制機進行操作,實際上增大了控制機的負擔,導致整個系統的可靠性較低,健壯性較差。
1.2 分布式遠程控制
針對集散式遠程控制模式在實際應用中所出現的問題,逐漸出現了分布式遠程控制代替了過去的集散式遠程控制。分布式遠程控制是將所有被監測的機電設備的相關參數進行采集與監測,分別發送到幾個分站進行集中控制,通過通訊網絡實現分站與主站之間的數據通訊,從而完成主站對各個監測對象的遠程監測與控制。分布式遠程控制的最大優勢就在于客觀上降低了主站控制機的負擔,由各個分站控制機共同分擔,從而在一定程度上提高了系統的可靠性和健壯性。但是分布式遠程控制模式在應用中也存在一定的弊端,那就是組網復雜,組網成本較高,不適宜大規模應用。
1.3 現場總線式遠程控制
現場總線式遠程控制是近幾年新發展起來并得到大規模應用的一種遠程控制模式。這種控制模式能夠根據現場需要被監測的機電設備的具體數據通訊接口分別設計不同的現場通訊總線,從而將集散式遠程控制和分布式遠程控制的優勢集于一身。
2 基于工業以太網的遠程機電控制接入技術探討
2.1 面向工業以太網的網絡接入技術
目前機電設備接入工業以太網有以下幾種技術模式。
(1)通過傳感儀表接入。
機電設備的自動化控制,離不開傳感監測,因此很多機電控制系統都是通過傳感儀表實現狀態監測和數據的采集傳輸,利用傳感儀表的輸出接口,為其配置合適的網絡接入接口,從而實現將機電設備的狀態參數接入工業以太網。
(2)通過數據采集板卡接入。
在一些機電設備的自動化控制系統中,出于數據管理的需求,也會采用數據采集板卡的方式將機電設備接入以太網網絡。將傳感儀表所采集到的數據統一傳輸至數據采集板卡,由數據采集板卡的輸出接口,根據工業以太網的傳輸規范,為其配置合適的網絡通訊接口,例如普通的TCP/IP協議接口,串口轉以太網接口,Modbus-TCP協議接口等等,實現工業以太網對機電設備的網絡遠程化控制。
(3)通過以太網接口模塊接入。
有的機電設備,其數據通訊接口不是標準接口,這個時候就需要為其配置專用的以太網接口模塊,而這種以太網接口模塊并不是標準件,需要針對不同的機電設備的具體接口類型做有針對性的開發設計。但是不管用哪種類型的以太網接口模塊,模塊內部的以太網電路都是一樣的,目前基本上都是采用RTL8019AS以太網通信控制器實現的,再配合雙絞線驅動器和標準的以太網RJ45接口,從而完成由非標準的機電設備接口到標準的以太網通信接口的轉換,實現工業以太網對機電設備的遠程化控制。
2.2 實際應用中需要注意的問題
(1)網絡遲延問題。
工業以太網由于采用的是偵聽發送的機制,因此在進行數據交換傳輸的時候,會不可避免的產生延時的問題,而對于遠程機電控制系統而言,控制的實時性要求非常嚴格,有的機電設備其控制指令甚至要求必須在千分之一秒內完成,因此這就對工業以太網的實時性提出了挑戰。而事實上,工業以太網在實際應用中,也確實暴露出了遲延問題。為此,對于一些實時性要求較高的機電控制系統,必須采用合適的控制策略,比如VPN技術、流量管理策略等等,以提高工業以太網在機電設備自動化控制中的實時性。
(2)數據丟包問題。
由于工業以太網的遲延問題,所以數據丟包問題就不可避免,這也就造成了工業以太網的可靠性問題。對于此,必須要引入網絡數據監管機制,對數據丟包率進行嚴格控制,尤其是對有可能會引發大規模數據丟包的網絡載體和流量載體,必須單獨構建傳輸網絡,以提高工業以太網在機電設備自動化控制中的可靠性。
3 結語
基于工業以太網實現的遠程無人值守自動化控制模式目前已經得到了大規模應用,盡管工業以太網在數據通訊的實時性方面有待突破,但是就目前的技術應用而言,工業以太網應用于工礦自動化控制是完全可行可靠的。本論文在對比分析了目前幾種主流的遠程控制技術的基礎上,重點探討了基于工業以太網實現的遠程機電控制中的網絡接入技術,詳細探討了接口技術在實際中的應用,對于進一步提高機電自動化控制的遠程化、網絡化、信息化水平具有很好的指導借鑒意義。當然,要實現將工業以太網完全取代現有的現場總線技術還有很長的一段路要走,其中需要攻克很多技術難關,這有待于廣大網絡通信技術人員的共同努力,才能夠最終實現工業以太網在工礦自動化控制領域的大規模應用。
參考文獻
[1] 顏建軍,宋執環,韓波.基于嵌入式Internet的遠程監控系統設計[J].機電工程,2003,20(5):55-57.
【關鍵詞】無線傳輸 溫濕度遠程監控 系統設計
我國是農業大國,糧食的生產是促進我國經濟正常發展的根本所在,其不僅屬于經濟問題的范疇,同時也屬于政治問題。在國家中為了保證糧食存放的安全性,其庫存數量要能夠滿足國家全年使用數量的75%,在我國由于人口眾多,因此糧食的庫存量相當龐大。在糧食的儲存過程中為了減少其產生霉變,就需要對于進行監測。在對糧倉的監測過程中溫度和濕度是重要的內容,因此設計出遠程檢測系統有著十分重要的意義。隨著計算機技術應用范圍的逐漸擴大,在糧倉的遠程監測中使用無線傳輸技術有著十分重要的現實意義。使用傳感器對糧倉中溫度值和濕度值進行監測,之后使用驅動電機實現倉庫的自動通風。在遠程監控系統中使用ZigBee技術進行無線傳輸能夠實現信號的快速傳輸,有效地解決了監控系統中存在的布線復雜和擴展能力較差的問題,實現糧倉溫濕度的實時監控。
一、系統結構設計
(一)系統整體結構
在糧倉溫濕度遠程檢測系統的設計中主要包括:溫度和濕度傳感器,ZigBee終端節點和協調器、遠程服務器和主機等各部分,其中傳感器和監測點中的ZigBee終端進行有效連接,之后和協調器之間進行通信連接,在這一過程中,協調器和上機位之間進行連接,上機位為服務器提供相應的服務,例如能夠對數據的采集和傳輸進行有效控制,并未終端中的數據查詢提供數據顯示,在系統的末端為遠程主機。
(二)系統硬件設計
在系統中包括終端節點、協調器和服務器三個部分。其中,終端節點包括:射頻模塊、供電系統和調試裝置以及溫濕度傳感器。終端節點主要對監測到的糧倉內的溫度和濕度進行有效提取,并按照一定的傳輸原則將數據通過傳輸協議傳輸到協調器中。協調器是由射頻模塊、供電系統和調試裝置組成,協調器主要是對串口發送的命令進行準確接收,之后在網絡中采用廣播的形式發送數據,最后又服務器接收到溫度和濕度的相關數據。
(三)系統軟件設計
在ZigBee系統軟件的設計以Z-Stack為基礎,在其結構框架中主要包括:物理層、協議網絡層、控制層以及設備對象和應用層組成,在不同的層面中主要通過之間的接口進行通信連接。Z-Stack是以操作系統為基礎構建而成的,主要使用消息輪訓機制。在系統中要對硬件系統進行初始化,之后再對 各個層面進行初始化,此時整體系統就會處于低耗狀態。在進行系統的使用過程中,整個系統就會共同產生反應,轉變模式,對發出的指令進行執行。
1.接口函數設計。在系統中通過異步接受裝置和數字轉換器進行使用是將數據采集過程中使用的數據按照需要進行選擇使用,為了保證數據使用的方便性,要將異步接受裝置和數字轉換器進行封裝設置。
2.事件處理函數設計。首先是利用協調器對采集到的數據進行處理,協調器對服務器串口中發送的數據進行接收,之后再將數據傳送到終端節點內,最后發送到服務器內進行使用。其次是對終端節點數據采集任務的事件進行處理。在這一階段中,終端節點主要是對糧倉中的溫度和濕度產生的數據進行收集。
二、后臺管理系統設計
在糧倉溫度遠程監測系統中,后臺管理位于服務器的一端。在系統的使用過程中要在服務器端完成相應的系統操作,首先是向協調器發送指令和接受協調器傳輸的數據;其次要想網絡用戶提供相應的網絡服務,為倉庫管理人員提供數據查詢的有力條件,使其能夠準確控制數據采集的頻率。在服務中使用java對后臺管理系統進行設計。在系統的使用過程中使用訪問控制的方式,提高系統使用的安全性,在前臺頁面中主要包括以下幾個方面:
(一)登陸,在進行系統的訪問過程中要使用已注冊的用戶名和正確的密碼,只有在進入到系統后才能夠進行操作。
(二)用戶管理,在使用時,管理員必須要具有高級權限,在此頁面中能夠進行內容的添加、修改,從而保證系統使用的合法性。
(三)串口設置,在該頁面中主要包括服務器中的所有串口,在使用時要保證串口波特率的合適性。
(四)采集控制,其主要是對糧倉中產生的溫度濕度數據進行采集。
(五)數據查詢,管理員可以利用其進行固定時間段的數據查詢,在頁面和后臺程序實現交互后能夠獲得相應的數據。
在進行后臺接口的設計過程中,要參照整體設計和使用功能規劃,在后臺管理過程中主要使用數據庫和串口設計方式,同時根據數據結果繪制出相應的圖形,使得監控數據一目了然。
三、結束語
在糧倉溫濕度遠程監控系統中使用ZigBee技術實現了對于糧倉中的溫濕度數據的準確采集,解決了系統設置中存在的諸多問題,綜合互聯網技術,建立起了相應的后臺管理系統,為倉庫管理過程中進行數據的采集和數據查詢提供了便利。有力的打破了對管理工作地點的限制。使用該項技術能夠保證數據的正確傳輸,減少溫度和濕度誤差,保證數據傳輸的實時性,同時實現了低能耗,在今后的使用中,ZigBee遠程監測系統將得到更加廣泛的應用。
參考文獻:
關鍵詞:智慧校園 android平臺 平臺結構
中圖分類號: 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2014)02-0086-01
1 緒言
目前各行各業都加強應物聯網應用,教育行業物聯網應用加強校園的管理,打造平安校園、智能校園。高等學校的穩定、和諧發展,對社會穩定和和諧社會的構建起到舉足輕重的作用,近幾年以來,社會各種矛盾比較凸顯,使高等學校的安全穩定工作面臨嚴峻的考驗。
本論文主要研究移動智慧校園平臺的搭建,使學生、教師、管理人員可通過智能手機訪問學校網絡進行信息查詢、管理,只要可以上網就可以隨時隨地的進行教學管理工作信息的、在線實時辦事,提高工作效率。當學校的網絡出現故障時,移動智慧校園平臺能夠得到及時管理、恢復。移動智慧校園平臺的廣泛應用將提高等學校的服務水平,加速高等學校信息化進程,使學生、教師管理人員不受時空限制,方便快捷地查詢、管理各種教學信息。
通過基于移動終端的網絡平臺全面了解掌握高等學校的所有實時動態的信息,實現教務管理、學生管理、教學管理、校園管理、學生培養和文化生活等各個領域智能化、信息化,高效解決目前高等學校的安全穩定的工作,減少人力、物力、財力的投入,全面提升高等學校的管理水平。使高等學校的安全穩定工作進入一個信息化、智能化的時代。
2 平臺結構
可用于移動終端的慧校園網絡平臺包括客戶端和服務器端兩部分。
2.1 客戶端
學生、老師、只要下載安裝客戶端app應用軟件,就可以進行個人信息管理,如課程查詢、成績查詢、選課管理、在線學習、師生互動等。管理人員下載安裝客戶端app管理應用就可以進行課程信息管理、選課信息管理、成績信息管理、動態新聞發表、師生互動平臺等。
擁有同PC端基本一致的基礎功能,同步的信息數據,操作簡單方便,界面簡潔美觀。使學生、教師、管理人員不受時空的限制,方便快捷地查詢、管理各種教學信息。
2.2 服務器端
服務器端負責提供該平臺的基礎功能,接收、存儲、處理平臺各種數據,同時針對智能終端的特點對原有的網絡平臺進行升級。
可用于移動終端的智慧校園網絡平臺示意圖如圖1所示。
3 平臺解決的關鍵科學問題
(1)基于移動終端的智慧校園網絡平臺建設和相關接口問題。
(2)基于位置服務的移動智能終端軟件開發問題。
(3)移動智能終端數據實時監控、交互。
由于移動智能終端的方便性,與遠程監控手段相結合,可進行實時的監控,可對各種數據進行隨時隨地查看、監控。本移動智慧校園平臺通過PHP技術手段完成服務器端的開發,通過服務器對所有客戶端進行實時的監控,如果出現異常就馬上以短信的方式通知管理人員。
(4)有效的解決遠程實時監控的安全問題。
遠程實時監控主要是基于因特網平臺,在WWW規范、TCP/IP協議的支持下,合理應用管理軟件各結構,使管理人員通過訪問服務器來迅速獲取擁有權限的信息并及時作出響應。但對于移動智慧校園平臺而言,安全問題是一直以來比較關注的問題,在高效完成各種功能的同時,如何保護學生、教師的信息也日益嚴峻。本平臺嘗試采用加密技術、多層管理、應用等手段來解決網絡服務器和移動客戶端平臺的安全性問題。
4 結語
通過以智能手機、PDA、3G網絡、Wi-Fi終端等各種移動技術為載體的智慧校園網絡平臺。將實現學生和教師可通過智能手機訪問學校網絡平臺進行信息的查詢、管理,管理層工作人員只要可以上網就可以隨時隨地的進行教學管理工作信息的、在線實時辦事,提高工作效率。當學校的網絡出現故障時,移動智慧校園平臺能夠得到及時管理、恢復。平臺的特點:(1)實用性強,可以投入海南各大高職院校應用。(2)安全性能高,實時進行監控。(3)容易擴展,功能模塊較獨立。(4)應用簡單,學生、老師下載app軟件安裝就會應用。
參考文獻
[1]黃超,李云鵬.“十二五”期間“智慧城市”背景下的“智慧旅游”體系研究[C].北京:2011《旅游學刊》中國旅游研究年會會議論文集,2011年.
論文關鍵詞:遠程,視頻,監控,管理,系統
隨著計算機技術的不斷完善和發展,計算機技術在施工管理中已得到廣泛應用。遠程視頻監控管理系統就是計算機技術與網絡技術的完美結合,遠程視頻監控管理系統的采用,不僅降低了管理成本,提高了工作效率,而且還便于及時發現質量安全隱患,確保工程處于受控狀態。
本文結合當前青島市創建標準化示范工地的現場及遠程項目管理的需要,探討遠程視頻監控管理系統在施工管理中的應用。
一、遠程視頻監控管理系統簡介
遠程視頻監控管理系統是利用公共電話網、互聯網及用戶端監控設備對施工現場運行狀況實現實時數據采集和處理的監控管理網絡系統。
施工項目部和企業遠程監控管理中心不必親臨施工現場,便可通過安置在施工現場的程控變焦視頻探頭掌握施工進度、質量、安全信息及機械設備配備、原材料庫存等現場具體情況。為項目決策機構和監控管理機構快速反應提供輔助決策,使項目管理更加科學、快速、便利;還可以對項目管理所需要的材料進行采集、傳遞和實時共享。大大減少項目信息管理工作量,充分體現網絡辦公的便捷更能。
二、系統的組成
遠程視頻監控管理系統由信號采集及反饋設備、傳輸設備和管理控制中心組成,其主要作用是提供各種信號的采集功能,如視頻、音頻、煙霧等其他異常信號以及相關參數的采集。
1、采集設備是整個系統的信號源,就像整個系統的“眼睛、耳朵、鼻子”。能對施工現場進行遠程監視(視頻攝像探頭)、監聽(拾音器)、監測(紅外探頭、煙感探頭)。通過安置多個攝像探頭、拾音器、報警探測器等可以使探測設備覆蓋整個被監控對象。通過管理控制設備,可遠程對數碼視頻探頭進行變焦、轉向。
2、傳輸設備
傳輸設備是系統圖像信號、聲音信號、探測信號向管理控制設備傳輸的通道。把由輸入設備收集的信息轉化為音像信號、探測信號,傳送給控制中心的監控器上。目前遠程視頻監控管理系統多采用IP網絡傳輸實現數據傳送,如通過局域網、寬帶接入、ADSL撥號等方式確保數據采集的實時性。
3、控制管理中心
控制管理中心是實現系統功能的指揮中心,控制設備由顯示設備、記錄設備、輸出設備構成。主要功能有:視頻音響信號的顯示、輸入信號的記錄存儲、對采集設備的遠程調控(調焦、轉向、多畫面通道的切割切換)以及發出反饋指令等。
管理中心的組成:
管理中心按照邏輯功能可以劃分為數據庫服務器、管理服務器、流媒體服務器和備用服務器等服務器群。
數據庫服務器:數據庫服務器提供系統數據的集中管理服務。該數據庫系統功能有:用戶帳號、登錄信息管理;視頻服務器信息管理;流量統計管理。
管理服務器:管理服務器主要負責與數據庫交互,為整個移動監控系統提供業務邏輯控制。其功能模塊包括建立并維護多個客戶端的網絡連接;鑒權和身份認證;維護用戶的登陸會話;接受用戶的服務器定位搜索請求,從數據庫服務器返回結果。
流媒體服務器:流媒體服務器是提供流媒體業務的核心設備,主要負責移動流媒體的錄像保存、實時流媒體轉發。
備用服務器:該服務器在管理服務器或者數據庫服務器發生意外故障的時候,能夠自動轉入服務狀態,代替執行管理服務或者數據庫服務。
三、遠程視頻監控管理系統在施工中的應用。
即墨市寶龍城市廣場是一個集高層住宅、商業社區服務為一體的高檔綜合住宅小區。該小區由27棟28-32層高層住宅、15棟6層住宅、8棟二層商業網點樓及一個50000m地下車庫、一座健身會所組成。工程總占地面積500000m,總建筑面積200000m,6棟住宅小高層均采用現澆鋼筋砼剪力墻結構,抗震等級均為四級。該小區于2009年10月開始施工,現已進入裝修階段。為創建青島市施工現場管理標準化工地,該項目施工現場采用遠程視頻監控管理系統,運行情況良好,可滿足使用要求。
系統的功能作用:
利用公司內部現有的計算機設備和網絡條件,針對建筑施工現場控制點分散、難以管理的特點,遠程視頻監控管理系統所實現的功能有:
通過對工地現場四周、入場門及材料堆放區、倉庫的實時監控,防范工地火盜事件的發生。系統可連接多個煙感、紅外探頭,一旦捕捉異常信號,系統能自動發出預警信號。供項目部辦公室及公司辦公室管理人員同步復查并進行本地及遠程數字硬盤錄像,以備事后復查。
通過對工地現場樓梯洞口及臨邊、材料加工區、機械及電氣設備多畫面顯示監控,同時掌握多現場安全情況,還可以與現場人員即時通話,加強與現場管理的互動。及時發現并制止作業人員違規操作,確保施工質量安全處于受控狀態。
為項目部修正進度計劃或制定質量安全隱患整改措施提供信息資料。通過對原材料取樣、試塊制作進行監控,杜絕將不合格材料用于現場。通過調用本地或異地數字硬盤錄像,實現施工現場試件、試塊取樣資料、現場安全影像資料和施工進度信息的資源共享,方便工程參建各方及建設行政主管部門異地監督檢查。
支持多方遠程視頻網絡會議,就現場發生的某一事件共同討論,及時提出解決方案。
關鍵詞:檔案館;溫濕度;監控
中鐵二院成都地區檔案館為國家二級檔案館,一樓主庫房面積約為500平米。系統功能為在主庫房內建立一套智能化溫濕度監控系統,分別采集各點的溫濕度,實現對各區域的溫濕度監控,并通過人機交互界面將數據進行顯示和處理。如圖為檔案館主庫房圖(圖1)。
1 系統構成
該系統是集計算機信息和傳感技術、控制技術及通訊技術于一體的監控管理系統。整個系統由采集設備、傳輸設備及自動控制設備等部分組成。本系統針對檔案庫房設備的實際情況,考慮到其分散特點,采用前端分散采集、主控機集中管理的遠程監控。不僅可以對各庫房溫濕度進行監測,還可以擴展至消防煙感探測器、浸水傳感器、門磁、紅外等的監測,將整個庫房組成一個自動化的立體交叉式的監控系統,同時還可對電源設備工作狀態提取、轉換,實現對運行設備的狀態監測。這些監控數據,通過傳輸網絡傳輸到主控機,主控機對前端傳過來的報警信號及各種數據進行處理,會產生報警提示等,同時可將報告警信息接入通信系統,讓職能部門作出相應的決策處理。
2 系統的功能特點
2.1 環境遠程監控
本系統可對整個檔案庫房集中監控管理,實現“集中監控、集中維護、集中管理”的庫房維護管理目標。
系統可實時收集檔案庫房各設備的運行參數、工作狀態及報警信息。在監控中心及區域監控中心,值班操作員可以根據需要顯示讀取,以便實時監視所有設備的運行;了解各類設備的工作狀態。還可以透過圖像監視現場設備實況,實現聯動告警。系統既能監測各設備各種狀態、參數,又能遠程對現場對象進行控制操作,還可對運行參數可調對象進行遠程參數修改。準確的實現了遙測、遙信及遙控。
對于智能型設備,本系統可依據其接口協議進行監控。對于非智能型設備,本系統利用各種專用模塊取點監控,同時還為某些設備加裝啟動裝置及倒換裝置,為系統加入強有力的輔助控制功能。系統設置各級操作權限,得到相應授權后,系統管理員可對系統監控對象、人員權限等進行配置。如圖為該系統常態訪問界面(圖2)及系統主操作界面(圖3)
2.2 智能報警處理
當被監控對象超出正常范圍,無論系統控制臺處于任何界面均能及時自動提示報警,采用可視、可聞的聲光報警信號。具有多地點、多事件的并發報警功能,無丟失報警信息,報警準確率100%。發生報警時,應由維護人員進行報警確認,如在規定時間內(根據通信線路情況確定)未確認,可根據設定條件自動通過電話等通知相關人員??筛鶕枰?,對各種歷史報警信息進行查詢、統計和打印。能對不需要作出反應的報警進行屏蔽、過濾。除對被監控對象具備報警功能外,系統還能進行自診斷(如系統掉電、通訊線路中斷等),能直觀的顯示故障內容,從而使系統具有穩定自保護能力。如圖為系統報警界面(圖4)
2.3 查詢功能
可隨時查看各庫房當前工作狀態,調用各種歷史記錄、報警記錄、操作記錄,查詢內容一目了然,方便快捷。如圖為庫房溫濕度工況界面。
2.4 報表功能
用戶可根據數據庫所存數據,完成局方要求的報表功能。定點打印相關報表。如:打印監控系統的操作人員清單、打印各監測站報警流水記錄、打印日報、月報、打印各檢測站之間的統計分析報表、打印當前報警狀態報表等。提供各種曲線圖、直方圖、棒圖等輔助工具,使報表更加直觀生動。
2.5 強大的存儲功能
該系統可對采集數據進行存儲介質容量許可范圍內的長時間存儲,在存儲數據同時自動產生備份數據,并可根據要求對備份作類型轉換。數據存儲可達一年以上,并可轉至其他存儲媒體。
2.6 自檢功能
掉電可自動恢復
系統具有高可靠性,報警準確率為100%;溫度采集量范圍為0℃~+50℃,精度誤差小于±0.5℃,濕度采集量范圍為5%~95%,精度誤差小于±3%。
3 系統的擴展
在實現監控的同時,我們充分估計到系統的擴容,以滿足將來可能的庫房規模增大或設備增多的需求。系統通過計算機自身帶串口和RS232/RS485轉換器構成底層數據采集網,具備一定的擴容能力。構成系統的軟、硬件采用模塊式結構,可以方便靈活的進行擴充,以適應規模的發展。當增設新的站端時,只需增加站端監控設備,其余部分可簡單地通過軟件配置完成,將來新增或擴容設備只需加接傳感器和相應設備采集單元即可。
4 總結及思考
該溫濕度監控系統,實現了對現代化檔案館庫房環境及設備實時、全面、精確的監控及管理。滿足了檔案館自動化、數字化、智能化的發展需求。系y具備穩定性、開放性、實時性、靈活性、可擴充性及易操作等特點,人機界面友好,所見即所得。在現代化檔案館建設中,值得進一步開發及推廣。在下一步的工作中,由于該系統具有良好的擴容性,能否將該系統進一步擴展,實現檔案庫房除溫濕度監測外的其他操作與管理,例如與庫房智能密集架系統、安防系統等聯動,將是值得進一步思考和研究的方向。
本文基于OPC技術,通過VB 結合sql server等相關軟件完成了一套工業現場異構系統集成軟件的開發。通過本軟件可以有效的將工業現場中不同的OPC server設備間的數據轉存到數據庫中,從而實現了工業現場之間異構系統的集成。利用本軟件可以有效的降低企業異構系統集成的成本,提高了企業的工作效率,同時為將來工業現場遠程監控提供了一個很好的平臺。
【關鍵詞】異構系統 集成 OPC VB SQL Server
1 引言
隨著計算機技術的高速發展,在工業現場領域,一套工業控制系統可能會選用很多不同公司的控制設備來集成一個系統,但由于標準不同,開發者必須對系統的所有設備都編寫對應的驅動,這無疑加大了開發的難度,同時由于驅動程序不同,使得不同設備之間通訊的時候容易造成數據擁堵,降低了系統的穩定性。
而OPC技術的出現可以有效的解決存在這些問題。OPC技術為各種軟硬件廠商之間提供了明確的分工,軟件廠商只需針對相應的接口進行編程,就可連接不同的設備。同時硬件設備廠商只需在設備中提供符合OPC規范的接口即可。這樣極大提高了設備之間的互操作性。有效的解決了工業現場異構系統的集成問題。
2 系統整體結構
為了解決工業現場異構系統的集成,本文利用VB 6.0 開發了一套基于OPC技術的工業現場異構系統集成軟件,該系統整體結構如圖1所示,通過VB編寫的客戶端軟件,可以將符合OPC規范的不同設備之間的數據都存儲到數據庫中,從而有效的完成了工業現場異構系統之間的數據的集成。
3 軟件的設計及實現
3.1 軟件的設計
本軟件設計的重點是如何利用VB來實現讀取OPC server中的數據,并將讀取到的數據轉存到數據庫中。
3.2 軟件的實現
3.2.1 OPC 技術原理
本軟件設計主要是開發OPC 客戶端軟件,而OPC 服務器端一般通過相應的組態軟件來實現。對于OPC服務器通常有兩種訪問接口,一種是OPC自定義接口,一種是OPC自動化接口。OPC自定義接口一般用c或者c++等程序來編寫。而OPC自動化接口主要采用VB或dephi等軟件來編寫。實際應用中,并不是所有的OPC服務器都提供自動化接口,如果要采用自動化接口,需要對自定義接口進行進一步的封裝,使其成為自動化接口,本次軟件設計中,采用的是OPC自動化接口完成對OPC Server的訪問。
3.2.2 利用VB 編寫OPC 客戶端的原理和代碼
使用VB編寫OPC客戶端的原理主要是通過創建OPC服務器對象,然后進行連接。進而創建OPC的組對象,在組對象中添加OPC數據項標簽,在OPC數據項標簽中進行數據的讀寫。
其中對數據項標簽的讀寫又分為異步和同步兩種方式。在本次軟件設計中,由于為了提高效率,因此采用同步的方式來讀取數據。
相關代碼的實現:
(1)連接OPC服務器。
Dim MyOPCServer As OPCServer ‘定義服務器對象變量MyOPCServer
Dim MyOPCGroup As OPCGroup ‘定義OPC組對象變量MyOPCGroup
Set MyOPCServer = New OPCServer
MyOPCServer.Connect " OPCServer.WinCC.1" ‘連接OPC服務器
(2)添加OPC組對象。
Set MyOPCGroup="MyOPCServer".OPCGroups.Add("Group1")
‘添加OPC組對象
MyOPCGroup.IsSubscribed= True‘設置該組數據為后臺刷新
MyOPCGroup.IsActive = True‘設置該組為激活狀態
MyOPCGroup.UpdateRate=1000‘設置數據刷新時間為1000
(3)添加數據項。
Dim ItemIDs() As String
Dim ClientHandles() As Long‘客戶端句柄
Dim ServerHandles() As Long‘服務器端句柄
Dim Errors() As Long
Dim i As Long
ItemCount=4
ClientHandles(i) = I
…………………..
MyOPCGroup.OPCItems.AddItems ItemCount, ItemIDs, ClientHandles, ServerHandles, Errors‘添加數據項操作
(4)同步數據讀寫。
……………………
MyOPCGroup.SyncRead OPCCache, ItemCount, ServerHandles, ReadValue, Errors‘同步讀數據
MyOPCGroup.SyncWrite ItemCount, ServerHandles, valuess, Errors‘同步寫數據
(5)斷開OPC服務器。
MyOPCServer.OPCGroups.RemoveAll‘移除所有OPC Group
Set MyOPCGroup = Nothing
MyOPCServer.Disconnect‘斷開連接
3.2.3 利用vb的ADO技術進行數據的轉存
在VB 6.0主要利用ADO技術來完成對數據庫的訪問,在VB 中如果想使用ADO技術首先應該創建該對象,然后通過對相關控件屬性的設置即可進行數據庫的連接。相關的核心代碼為:
Private Sub Command7_Click()
Dim Value1 As Variant, Quality As Variant, TimeStamp As Variant
……………………………………
Form7.Adodc1.Recordset.Fields("采集值1") = Value1
Form7.Adodc1.Recordset.Fields("采集值2") = Value2
Form7.Adodc1.Recordset.Fields("采集值3") = Value3
Form7.Adodc1.Recordset.Fields("采集值4") = Value4
Form7.Adodc1.Recordset.Fields("采集時間") = TimeStamp4
Form7.Adodc1.Recordset.Update
Form7.Adodc1.Refresh
………………………………..
End Sub
4 結論
在工業現場領域中,OPC的作用已經越來越重要。它給硬件和軟件提供商提供了一套標準,本次軟件的設計正是基于這一標準,成功的利用vb開發一套OPC客戶端軟件,可以有效的將不同系統中OPC服務端的數據轉存到數據庫中,從而為工業現場異構系統之間數據集成提供了可能。
眾所周知,工業現場正在向信息化和網絡化發展,而企業對工業現場的遠程監控的需求越來越多,而本次軟件的設計,已經將異構系統之間的數據很好的轉存到了數據庫中,這就為將來工業現場異構系統之間的遠程監控提供了一個很好的平臺。
參考文獻
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作者單位
關鍵詞:OPC,MCGS,遠程監控
Development and Implementation of Intelligent Building Network
Simulation System
Gang Li
Abstract:“Building Intelligenttized Technology” excellent course, provided students with the knowledge about building electrical. Simulation experiment system is an important part of education web site. In this paper, the author , based on COM/DCOM technology , MCGS software and its application in network communication research, combined with the merits of C/S and B/S models, proposed the structure of the remote simulation system and schematics, and introduced the the realization of the process.
Key Words: OPC, MCGS, Remote Monitoring
中圖分類號:TU2文獻標識碼:A文章編號:
前言:本論文對C/S和B/S兩種不同模式的遠程監控系統進行了比較和分析,并提出了一種新型應用結構體系,用VB編寫OPC客戶端和ActiveX控件,以MCGS作OPC服務器,將控件嵌入到Web網頁中的開發過程。實現了控制系統的遠程仿真實驗。思路新穎,課題研究采用新型應用結構體系可行、實用。
1 課題研究背景和意義
《樓宇智能化技術》精品課程網站,主要介紹“建筑電氣”學科的最新發展方向,為學生提供豐富的建筑電氣方面遠程教育。開發智能建筑網絡仿真試驗系統,既可以彌補實驗儀器和設備的缺乏或不足,又可以解決建筑智能化的實驗環節問題。
2 遠程監控技術
2.1 網絡計算機模式簡介
網絡計算機模式的分類主要是基于客戶機和服務器。目前流行的網絡計算模式是客戶機/服務器(C/S)模式和瀏覽器/服務器(B/S)模式。
2.2 C/S模式體系結構
C/S結構(Client/Server結構)是大家熟知的客戶機和服務器結構如圖1所示。它是軟件系統體系結構,通過它可以充分利用兩端硬件環境的優勢,將任務合理分配到Client端和Server端來實現,降低了系統的通訊開銷。目前大多數應用軟件系統都是Client/Server形式的兩層結構。
傳統的C/S體系結構雖然采用的是開放模式,但這只是系統開發一級的開放性,在特定的應用中無論是Client端還是Serv[]er端都還需要特定的軟件支持。由于沒能提供用戶真正期望的開放環境,C/S結構的軟件需要針對不同的操作系統系統開發不同版本的軟件,。而且代價高,效率低。
圖1C/S體系結構
2.3 B/S模式體系結構
在B/S體系結構系統中如圖2所示,用戶通過瀏覽器向分布在網絡上的許多服務器發出請求,服務器對瀏覽器的請求進行處理,將用戶所需信息返回到瀏覽器。B/S結構簡化了客戶機的工作,客戶機上只需配置少量的客戶端軟件。服務器將擔負更多的工作,對數據庫的訪問和應用程序的執行將在服務器上完成。瀏覽器發出請求,而其余如數據請求、加工、結果返回以及動態網頁生成等工作全部由Web Server完成。
實際上B/S體系結構是把二層C/S結構的事務處理邏輯模塊從客戶機的任務中分離出來,由Web服務器單獨組成一層來負擔其任務,這樣客戶機的壓力減輕了,把負荷分配給了Web服務器。
圖2B/S體系結構
2.4 系統設計原理圖
為克服以上不足,在原有B/S體系結構基礎上,采用一種新的體系結構如圖3所示。
圖3系統結構原理圖
該系統由瀏覽頁面層、Web服務器層、應用服務器層、數據服務器層組成。最下一層數據服務器層包括了按一定組織結構存放各種被測數據信息的實時數據庫和現場設備、儀表等,負責采集、存儲、管理實時數據。數據服務器層的訪問以OPC作為通用接口,獲取現場信號。
應用服務器層是一個中間件,接收Web服務器的數據服務請求,按照所需的數據對象向數據服務器提交請求,得到相應的數據,再打包、發送到Web服務器。
Web服務器層為用戶提供嵌有人機交互顯示控件和通信數據控件的監控頁面。通信數據控件是核心,負責管理各個顯示控件所需的數據。各個顯示控件通過Script向通信數據控件注冊,說明各個控件需求的數據;通信數據控件通過DCOM協議與應用服務器通信,并在接受應用服務器發送的數據后,解析數據包,把數據分發給相應的顯示控件,顯示控件按照設定的文本或圖形顯示數據。最上層瀏覽頁面層即客戶瀏覽器,監控人員通過HTTP向Web服務器傳送一個需要特殊HTML文件的請求,服務器接收到這個請求并將HTML傳回客戶瀏覽器,瀏覽器閱讀頁面并顯示出來。
在該種結構體系中,一些需要用Web處理的,滿足大多數訪問者請求的功能界面(如信息查詢界面)采用B/S結構。后臺只需少數人使用的功能應用(如數據庫管理維護界面)采用C/S結構。組件位于Web應用程序中,客戶端發出HTTP請求到Web Server。Web Server將請求傳送給Web應用程序。Web應用程序將數據請求傳送給數據庫服務器,數據庫服務器將數據返回Web應用程序。然后再由Web Server將數據傳送給客戶端。對于一些實現起來困難的功能或一些需要豐富的HTML頁面,通過在頁面中嵌入ActiveX控件來實現。
3 基于OPC技術MCGS組態軟件在網絡通訊研究
MCGS本身就是一個OPC服務器,符合OPC標準的客戶端都可以讀取MCGS實時數據庫中的數據。因此只要開發一個滿足OPC技術規范的OPC客戶端并連接到該MCGS OPC服務器上,即可實現與MCGS之間的通訊。MCGS利用OPC通訊時,其服務器名為MCGSRUN.OPCDataCentre,Group可以根據需要自己定義,Item為要進行操作的MCGS實時數據庫中的變量名。
OPC服務器由3類對象組成,相當于3種層次上的接口,包括:服務器(OPC Server)、組(OPC Group)和數據項(OPC Item)。
實現OPC客戶端的主要過程如下。
(1)初始化COM口;
(2)建立和MCGS OPC服務器的連接;
(3)建立服務器連接后,在該服務器下添加一個Group對象,同時在該函數中給該Group對象命名并設置客戶端的數據刷新時間間隔等;
(4)在Group對象建立之后,可以在該Group下添加需要的Item對象;
(5)當OPC技術規范的3個層已經建立,就可以對Item進行操作了,對指定的Item對象進行數據同步讀寫操作;
(6)斷開MCSG OPC服務器的連接。
4 具體實現過程
4.1 使用Visual Basic開發OPC ActiveX控件
(1)建立一個簡單的ActiveX控件;
(2)建立3類OPC對象服務器(OPC Server)、組(OPC Group)和數據項(OPC Item);
(3)編寫連接和斷開OPC服務器代碼;
(4)建立屬性頁;
(5)進行窗體的設計和命令按鈕的事件處理;
(6)生成ActiveX控件。
4.2 建立MCGS工程
本文將建立一個空調熱濕處理系統,之后把此系統作OPC服務器,供用戶遠程訪問。如圖4所示。
4.3在Web中實現MCGS工程運行
在WEB頁面中使用ActiveX控制,還要對之進行包裝,將有關的動態連接庫及信息文件壓縮到一個擴展名為CAB(Cabinet)文件中。在服務器端進行IP地址和端口配置,在客戶端進行安全級別配置。在HTML文件中,使用OBJECT標簽插入ActiveX控制,并利用VBScript或者JScript訪問該ActiveX控制。得運行結果如圖5所示。
圖4新建空氣熱濕處理系統圖5嵌入Web的空氣熱濕處理系統
5 結論
整個系統的設計和實現過程如下:ActiveX控件編寫,以MCGS作OPC服務器,將控件嵌入到Web網頁中。實現了用戶在客戶端沒有安裝MCGS軟件情況下,通過Web頁操作虛擬實驗設備,進行控制系統的遠程仿真實驗??傮w上達到設計的目的。
參考文獻
【關鍵字】智能化樓宇,安防,自動監控,報警系統,研究
中圖分類號:TB381 文獻標識碼:A 文章編號:
一.前言
智能樓宇(Intelligent Building)目前的提法很多,日本、美國、歐洲、新加坡等國家。以及國際智能工程學會的提法都不盡相同。我國與日本的情況比較相近.日本機電工業協會樓宇智能化分會把智能化樓宇定義為:綜合計算機、信息通信等方面的最先進技術,使建筑物內的電力、空調、照明、防災、防盜、運輸設備等協調性的工作。實現建筑物自動化(BA)、通信自動化(CA)和辦公自動化(OA),將這三種功能結合起來的建筑,就是智能化樓宇。
二.智能化樓宇安防自動監控報警系統的必要性
1.隨著計算機技術的不斷發展.新觀念和新技術不斷更新.這些將對智能化樓宇的發展有了更高和更新的要求.也要求在智能樓宇的建設中要不斷地增加新的目標和功能。樓字自動化系統也叫建筑設備自動化系統(BuidingAutomationSystem,BAS),是智能樓宇建筑不可缺少的一部分,其任務是對建筑物內的能源使用、環境及安全設施進行監測、控制.以提供一個既安全可靠、節約能源、舒適宜人的工作或居住環境。
2.特別是隨著我國國民經濟的迅速發展,安防系統的相對滯后已經嚴重阻礙了我國國民經濟的發展。伴隨著我國各個行業的智能樓宇化。這種矛盾越來越突出嘲。因此,強調把安防自動報警系統納入到建筑智能化樓宇系統中、提高樓宇自動化水平,迎合當前通過樓宇自控技術實現更多、更高要求的需要。是符合世界發展潮流的.也是當前發展的緊迫問題。
3.本研究的安防自動監控報警系統應用了現代化的控制部件與設備,查詢了人們無法實時檢查的環境.將樓宇建筑物中的重要場景傳輸到一個或多個監控系統并顯示。使在無人值守的各類情況下及時觀察、了解災情、監控盜情、記錄竊情與相關的暴力犯罪行為。它可以通過遙控攝像機及其輔助設備(鏡頭、云臺、門禁、防盜探頭等)直接觀看被監視場所的情況。同時,監控系統還可以與消防報警等其他安全技術防范體系聯動運行,使防范能力更加強大。該監控系統的另一個特點是可以把被監視場所的圖像及聲音全部或部分地記錄下來,為日后對某些事件的處理及分析提供了方便條件及重要依據。
三.自動監控報警系統組成介紹
1.系統的組成
系統主要由前端信息采集系統、信息傳輸控制系統、遠程拓展系統信息管理系統和自動報警系統組成,如圖l所示。
圖一 控制中心設計原理框圖
(一)前端信息采集系統:主要由圖像信息采集和探頭信息采集兩部分組成。圖像信息采集部分是監控系統的主要部分,是整個系統的“眼睛”.它把監視的內容變為圖像信號傳送到控制中心的監視器上顯示并實時存儲。探頭信息采集通過各種監控探頭(如紅外線防盜探頭、消防探頭、門禁探頭等1實時監控各個探頭信息點的實時狀態,通過信息傳輸控制系統送達信息管理系統判斷處理。包括攝像機、鏡頭、云臺、智能球形攝像機探頭、紅外探頭.玻璃破碎感知器或門磁開關等。
(二)信息傳輸控制系統:主要傳輸前端各信息監視點的實時狀態信息.并對所采集系統中各數據采集點控制,包括傳輸線纜、光纖傳輸、同軸電纜傳輸、網線傳輸、無線傳輸。
(三)遠程拓展系統:包括IP監控、遠程監控、網絡監控、視頻會議等技術交流。
(四)信息管理系統:負責處理由前端監視攝像采集系統采集的信息數據。通過信息管理系統,將傳送過來的圖像信息顯示在監視器上,記錄所有的圖像及監控信息。計算并生成對所采集監控信息的信息處理結果,受理臺顯示發生警情的用戶的相關信息。系統包括dvr硬盤錄像系統、視頻矩陣、畫面處理器、切換器、分配器、報警主機。
(五)自動報警系統:對信息管理系統得出的警報事件.將需要處警的報警事件轉發到1 10指揮中心或有關的處警單位。
2.設備配置
(一)控制中心需對前端監控探頭等進行實時監控和記錄。考慮到監控效果要求比較高、圖像質量要求清晰穩定,控制中心采用3臺全實時(回放、監視都是25幀,秒)的16路的嵌入式硬盤錄像機進行實時監控、錄像,嵌入式硬盤錄像機是完全脫離PC平臺設計的,徹底杜絕了病毒的入侵,啟動迅速、性能穩定,系統參數及程序在斷電時也不會丟失。
(二)硬盤錄像機本身不帶硬盤,為了能夠保存一段時間內的錄像資料.至少需給每一臺硬盤主機配備2塊500G硬盤(硬盤占用空間按0.15G/小時/路來計算)。
(三)可以自選配備l臺音視頻矩陣,由至少8臺監視器組成電視墻.可以多點監控、指定監視器監控等。嵌入式硬盤錄像機的輸出信號首先輸入到視頻矩陣,然后通過視頻矩陣輸出到監控電視墻上。
(四)要實現同一時間硬盤錄像機的錄像功能和電視墻的監視功能。需將輸入信號一分為二.選配音視頻分配器4臺。
(五)為了實現視頻控制矩陣、主控計算機能夠并行控制前端的攝像頭和云臺.需要一個系統協議轉換器(BL—D322C)。
(六)考慮到多個用戶同時訪問網絡將帶來流量瓶頸等問題,使用視頻服務器來進行中轉。讓視頻服務器提供強大的負載能力。
3.報警功能
報警功能包括:防盜防火防燃氣泄漏;遠程監聽、布防與撤防;10秒鐘錄音及緊急求助;切斷通話,優先報警;后備電源可達24小時等。一旦住宅辦公室、倉庫或機房等有人非法進入。以及有其他緊急求救時,通過探測器的感應,系統會自動撥通事先設定的報警電話,用事先錄入的語言報告發警地點和名稱、電話號碼等警情信息(見圖2)。防盜防入侵報警系統一般由報警主機及報警探頭組成.而探頭分為紅外、微波雙探測器及閃光報警器等。
圖二 報警中心設計原理圖
4.實現過程
警報接收與處理主機也稱為防盜主機.是報警探頭的中樞.負責接收報警信號、控制延遲時間、驅動報警輸出等工作嗍。將某區域內的所有防盜防侵入傳感器組合在一起.形成一個防盜管區,一旦發生報警就可在防盜主機上一目了然地反映出區域所在。防盜主機目前以多回路分區防護為主流。優越的系統更可顯示出警報來源是該區域內的哪一個報警傳感器及所在
位置。以便采取相應的接警對策?,F代的防盜主機都采用微處理器控制,內有只讀存儲器和數碼顯示裝置,普遍夠編程并有較高的智能,主要表現為:
(一)以聲光方式顯示報警,以人工或延時方式解除報警:
(二)對所連接的防盜防侵入傳感器,可根據需要而設置成布防狀態或撤防狀態.也可用程序編寫控制方式和防區回路性能:
(三)可接多組密碼鍵盤,可設置多個擁護密碼,以進行保密防竊:
(四)遇有警報時,其報警信號可以經由通信線路。以自動或人工干預方式向上級部門和保安公司轉發.以快速溝通信息或組網:
(五)可程序設置報警連動動作,即遇有報警時,防盜主機的編程輸出端可通過繼電器接點閉合執行相應的動作。
(六)電話撥號器同警號、警燈一樣,都是報警輸出設備。可通過電話線把事先錄好的聲音信息傳輸給某個人或某個單位。
四.結束語
智能化樓宇安防自動監控報警系統對于樓宇的安全十分重要,因此對于這方面的研究具有重要的意義和價值。
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