时间：2022-08-09 12:49:18
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇工业控制计算机，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】工业控制 计算机网络技术 发展与应用
在现代网络信息技术条件下工业控制计算机网络技术成为现代工业控制的主要形式，其在工业控制中的应用与发展将会对火电厂工业控制的效果产生广泛而深远的影响，因此对工业控制计算机网络技术发展与应用的研究具有鲜明的现实意义。
1 工业控制计算机网络技术概述
工业控制计算机网络技术是在现代网络信息技术支持下形成的一种应用网络技术形式，其突出的特点工业应用性，具体表现为感知性和控制性。与其它网络技术形式相比，工业控制计算机网络技术拥有更多的传感器设备包括安装在控制设备内部的运行数据传感器和安装在控制设备外部的运行状态传感器，这些传感器能够让工业控制计算机网络的分析系统和操作人员形成对控制设备的全面认识，为有效控制打下坚实的信息基础。
2 现场总线技术
2.1 实质与优势
现场数据总线是应用于生产现场的一种通信技术形式，这一技术的应用能够保证生产现场生产设备与生产设备之间、生产设备与控制装置之间形成双向、全时的信息通信。当前数据总线的工业控制应用主要表现出六个方面的功能内容，分别是现场通信网络、现场设备互联、互操作性、分散功能快、通信线供电、开放式互联网络。从现场数据总线的这些功能来看，数据总线在工业控制中的应用表现出了分布式、开放性、互联互通的特点，而这种特点正是传统DCS系统存在的主要问题。相对于DCS系统而言FCS系统采用一对多双向传输信号，这种多通道的数字信号传播形式，具有信号传递精度高、可靠性强的特点，能够保证生产设备和生产设备之间、生产设备与控制装置之间的安全通信，使得生产设备始终处在控制装置的监督与控制之下，确保工业控制的功能充分落实。
2.2 存在问题
因为现场总线技术本身的技术门槛较高对设计和现场集成人员的理论知识和技术基础要求较高，造成了调试和运行维护的实际困难。从应用角度看数据总线的成本优势主要体现在规模效应上，在生产活动中的大规模应用能够有效降低其单位现场总线的成本。而且大规模应用附带的自我诊断和自我校正系统能够降低生产设备的运维费用是现场数据总线成本优势的主要内容。但是当前我国的现场总线应用普遍规模较小，规模效益不明显，建设成本较高，而且小规模应用通常会将自我诊断、自我校正功能剔除，其节能效果更加不明显。
3 以太网
3.1 以太网的应用优势
3.1.1 兼容性好，技术支持广泛
基于TCP/IP形成的以太网是一种典型的开放式局域网形式，能够兼容当前工业企业应用的众多技术形式，确保生产企业生产设备之间、办公系统与工业控制系统之间的互联互通，这种兼容形式为现代工业企业的工业控制计算机网络信息技术改造提供了一体化支持。
3.1.2 与互联网的互联互通
以太网本身是一种应用型的局域网络形式，相较于其它工业控制网络技术形式其余互联网之间的信息交互更加便利，只要有适当的网络协议支持，以太网就能借助互联网将服务功能无限延伸。
3.1.3 应用成本较低
当前以太网在工业控制领域的应用极为广泛，无论是硬件营销商还是软件的营销、维护商家都极多、运维技术较为成熟，规模效益的影响导致以太网在实际的工业控制应用中的成本较低。
3.2 存在问题
当前工业企业尤其是火力发电企业的生产活动，对工业控制的实时性和可靠性有极高的要求。但是以太网采用的是带冲突检测的载波侦听多路访问协议，并以二进制指数退避算法为主要算法，其在运行过程中不可避免的会产生信息延迟问题，这为以太网的工业控制应用埋下了隐患。同时现代火电企业运行环境较为恶劣，需要工业控制系统拥有抗冲击、耐振动、耐腐蚀的性能，但是以太网在这些恶劣环境下的表现并不优秀。
3.3 工业以太网技术的发展
针对工业控制应用中存在的这些问题，近年来以太网进行了一系列的技术创新，主要针对的问题就是信息传输的实时性问题，开发形成了交换式以太网技术、高速以太网技术等新型以太网技术形式，极大提升了以太网的在信息传输实时性上的性能。其中交换式以太网的主要技术突破是采用以了以太网交换机，将整个信息网络分为若干个阶段，交换机在各个关键环节提供数据存储和转发服务，提升了网络信道的通畅性和数据信息传输的实时性。
4 嵌入式Internet技术
嵌入式Internet技术是当前工业控制技术中的前沿技术形式，本质上是嵌入式系统与现代互联网形成的综合控制技术，当前嵌入式系统与Internet的连接并不存在技术困难。嵌入式系统只需要借助以太网或者其他网络连接形式就可以实现与Internet的连接，关键问题在于Internet广泛应用的TCP/IP通信协议对嵌入式系统的要求较高，普通的单片机无法满足Internet的连接控制要求，而其他的嵌入式系统的成本又过高。对这一问题的有效解决将会打破嵌入式Internet技术发展的僵局，让嵌入式Internet技术更加广泛的应用到工业控制领域。
5 结论
计算机网络技术是现代工业控制的重要形式，将会对工业控制领域产生深远的影响，可以说计算机网络技术的应用发展质量和应用发展效率会直接影响到工业控制的质量和效率，因此对工业控制计算机网络技术发展与应用的研究具有鲜明的现实意义。本文从工业控制计算机网络技术、现场总线、以太网和嵌入式Internet技术四个角度对这一问题进行了简要分析，以期为工业控制计算机网络技术发展与应用水平提升提供支持和借鉴。
参考文献
[1]段明祥.工业控制计算机技术的发展与国内产业发展概况[J].自动化博览，2001（06）：3-10.
[2]陈建.西门子工业控制网络技术研究与应用[D].南京理工大学，2005.
[3]刘鑫，杨孟飞.”十一五”期间工业控制计算机技术发展探讨[J].自动化博览，2007（03）：14-18.
在发展现代产业体系的方向上，党的“十七大”明确指出，要大力推进信息化与工业化融合，促进工业由大变强，振兴装备制造业，淘汰落后生产能力。在将这一重大战略方针落地的过程中，我们认识到，两化融合的核心就是工业自动化，而工业自动化是高新技术与工业产业相结合的创新性体现，其核心就是工业控制计算机技术。
工业控制计算机、嵌入式计算机系统是信息化与工业化融合的重要结合点，也是发展现代制造业的基础，在传统产业改造和产品升级方面大有可为。同样，在企业发展壮大的过程中，工业控制技术的应用也成为企业打造核心竞争力的重要组成部分。
在11月25日召开的2008年全国工业控制计算机技术年会暨中国自动化产业高峰论坛上，学术界专家与工业界代表齐聚首，就工控机领域的最新发展及产业化问题展开了讨论，我们也得以窥工控发展的未来趋势之一斑。
工控关系国计民生
已近古稀之年的中国科学院院士吴宏鑫是自动控制领域的资深专家，他从参加工作开始，保持着每年都亲自到工厂调研的习惯，至今如此。每次调研都深深触动着这位科学家，“今年我在柳州调研，这家工厂刺鼻的二氧化硫味道让人难以忍受，而农民工就在这样的恶劣环境中工作，他们的工作是以生命为代价的。”
吴院士认为，工业自动化既是工业发展的方向，也是科学发展观和以人为本的必然需求，工业自动化的目的就是要促进经济增长、提高人们生活质量，保障我国国家安全。“中国今天已经具备了自动化条件，特别是危险工种、环境恶劣、耗电耗资源大户的工程首先要搞自动化，以解决产品质量和生产效率的问题，节约能源和资源，降低成本并减少污染。”
如今，我国的工业控制已经取得了巨大成就，不仅机械与运载（航天、航空）、石油、化工、制药、发酵、冶金以及家用电器自动化等领域成为工控方面的实践先锋，更多行业也将加入到工控应用的行列中来。自动化发展一直存在着一个重要的认识问题，即自动化后是否会影响就业？“美国在上世纪50年代有一个反对发展自动化的委员会声称，无节制发展自动化到1970年，美国将失去700万个就业机会。但事实是，美国工业自动化发展到1970年增加了几百万就业机会。连撒切尔夫人都感慨，日本机器人最多，失业率却最低。” 吴院士认为，发展自动化反倒会提高就业率，增加企业利润，红河卷烟厂就是一个突出的例子，它实现了生产线全过程控制，从进料制造到产品检验、打包进库及出厂，全部都无人值守，自动完成，但红河却是全国有名的利税大户，工人福利也非常丰厚。
上世纪80年代末至90年代初，中国的工控产品开始进入市场，中国的工业控制计算机的历史也从此开篇。北京康拓科技就是我国工控事业发展的缩影，这个成立于1988年的小企业如今已发展为年总产值近10亿元的大型国有企业，它见证了中国工控技术的发展历程，也推动着工控技术在各行业的普及。据康拓科技总裁陈兆根介绍，康拓科技的产品也由早期的工业控制计算机扩展到了工业控制、航天器控制、铁路控制等多个领域。康拓科技发展的旺盛生命力折射出更深层次的意义，这也预示着我国工业控制的应用浪潮正在兴起，工业向自动化、智能化发展也势必会在我国国民经济的各个领域产生巨大推力。
技术进阶顺势而为
发展工业控制用途的计算机是工业控制界的重要发展阶段，工控机的真正普及是从PC机开始的。VME、Multi-Bus复杂的多机系统为工控机的普及增加了很多障碍，缺乏软件支撑，或者说支撑软件成本过高是核心问题之一。而工业PC的出现则解决了这个问题。如今，工业计算机的发展也伴随技术发展出现了一些新商机：如嵌入式芯片与软件让计算机更加普适、千亿智能设备将进网时代、用户关注结合智能软件的整合方案以及专属计算机全面进入行业应用等。
中国自动化学会专家咨询委员会主任孙柏林教授认为，未来嵌入式计算机的发展趋势主要呈现以下几个特点：由8位处理向32位过渡、由单核向多核过渡、向网络化功能发展、嵌入式操作系统呈多元化趋势，以及MCU（微控制器）、FPGA（现场可编程门阵列）、ARM处理器、DSP（数字信号处理器）等齐头并进发展。
“多核处理器的出现降低了功耗，并较大幅度地改善了性能；基于FPGA的系统则提高了人们对可重配置计算的兴趣，采用较低的功耗设计，支持片上串行交换机结构的FPGA现在能以优良的性价比实现可重配置计算。”孙柏林说，这将为工业控制计算机的发展增添发展的前进动力。同时，嵌入式设备实现网络互联和嵌入式软件的发展，也使这些设备能够执行更多功能，发挥更大作用。伴随更多技术进步，比如新的VPX背板架构逐步取代长期以来流行的VMEbus架构，未来工业控制计算机将实现体积更小、重量更轻、性能更高、坚固性更好，这样就更易于部署，并且可满足日益增长的需要。
软件也是链条关键
硬件设计固然重要，但软件却是串起工控机产业链的重要一环。北京三维力控科技有限公司董事长马国华认为，支撑软件对提高工控机产业链的价值至关重要，比如弱化用户及市场对硬件产品降价的心理预期，提高裸机工业计算机的附加值等。工业控制计算机的应用软件大多为嵌入式软件，植入嵌入式系统之后，可以实现自动化、智能化地控制、监测、管理设备的目的。其体系具有偏底层化特点，基本功能需求也容易总结，因而软件的普适性强，如果使用简便、符合用户习惯，很容易得到推广。
用户对工控软件的要求很明确：基本功能不需用户使用高级语言编程；提供标准的数据通信接口；提供可扩展的运算接口，便于用户使用高级语言实现特殊、高级功能；满足数据加密要求，以适应军工、金融等行业。马国华向记者表示：“从目前的发展情况来看，我国的工控软件有以下三个特点。一是标准化，即插即用难度大，不同厂家产品的互联成本高，即使同一厂家的产品也很难做到即插即用地互操作，而对于一个巨大的通用产品市场而言，软件必须具备对各种标准足够的支持能力；二是网络化，数据从采集、处理到存储、检索以及传送的过程要实现网络共享的需求已经是用户的必选项；三是有限度开放，提供通用外部数据接口，同时提供特殊数据接口，满足不同层次用户需求，即开放但不完全免费。
标准化是目前存在的最大问题。马国华认为，标准在变化和进步，它要达到的目的就是降低全行业的互联、生产制造成本，节省用户的成本。“虽然标准化会导致技术同质化，但是当你抢先一步、身临其中时，会发现标准化是产业达到足够规模时的必然产物和必然趋势。早些加入这个阵营获得先机，就会掌握更多主导权。”
链接：工业PC发展的新机遇
・ 操作系统实时多任务性能的加强，尤其是Linux在工控中普遍使用；
・ CPU运算速度提高；集群计算及负载平衡技术的应用；
・ 各种软件开发工具逐渐丰富；网络互联软件开发成本降低；
・ DCS、PLC操作站软件开始偏向使用PC，工业PC得到充分认同；
关键词：监控系统；原煤运输；主胶带运输系统
引言
公司的需求是提升原煤的产量，同时将主运系统运输原煤的水平增强。河北唐山煤矿在2005年和煤科总院的某自动化研究所通过技术合作共同对井下主胶带运输综合自动化控制系统进行研发；同时该矿业公司将其应用在了井下胶带运输系统中，以此结合地面计算机连锁技术来控制所有的煤矿井下胶带运输机，然后利用公司的内部网络系统和计算机来监控井下运输原煤的每一个环节。
1.综合自动化控制系统的组成
1.1 监控系统
本文将两台研华科技生产的610H型工业控制计算机作为上位机安装在了地面集中控制室中，然后通过CIMPLICITY组态工程软件的应用同时结合井下对胶带输送机控制设备的使用情况，与公司合作的自动化研究所对可视化操作界面进行了设计和研发，其目的是为了达到集中自动化控制，通过该界面，上位机能够非常直观的显示出统计报表、事故记录、数据分析、曲线分析和运行状态等，并可以控制操作井下胶带输送机。如果操作人员想要查看上位机是否与井下的各台控制机分站拥有正常的通讯，那么就能够通过界面中图标显示的颜色来进行判断。远程监控井下主胶带运输机的工作状况就是这样通过地面工业控制计算机来实现的。
1.2 监控系统的组成
地面工业控制计算机、KJJ14数据传输接口、KJD5矿用本质安全型可编程控制器、电源继电器箱、数据传输电缆、多种保护传感器和信号联络装置等多种设备构成了监控系统。
2.监控设备的功能
KJJ14数据传输接口：对于地面工业控制计算机来说，其信号不能直接被井下的胶带KJD5控制器进行接收和读取，他们之间需要一种设备来传输和转换信号，这种设备就是KJJ14数据传输接口，她能够完成地面工业控制计算机与KJD5控制器之间传输控制信号的任务，而且这种信号传输是双向的。
KF1006A型电源继电器箱：对于KJD5控制器中所有的关联设备来说，比较重要的一个就死KJJ14数据传输接口，该接口能够将直流12V的电源提供给控制器，同时能够自由的转换本安与非本安隔爆信号，控制器通过该继电器箱可以实现对隔爆电器的控制以及对相关信号的接收。
矿用本安型可编程KJD5控制器（PLC）：对于主胶带运输洗头膏来说，其最为核心的组成部分就是矿用本安型可编程KJD5控制器（PLC），其不仅能够检测整个系统的信号，还能够控制胶带主机、机尾给煤机等各种设备，同时还可以显示出胶带机的各种状态，其选择及其丰富，有就地控制、远程控制、连锁操作和手动操作等。如果想要在现场统一的打开或者停止井下胶带输送机，那么就选择就地和连锁控制。如果想要将打开或者停止井下胶带输送机的作业放在地面完成，那么就选择远程和连锁控制。
对于矿用本安型可编程KJD5控制器来说，其工作方式一般来说是循环扫描，而每一个扫描周期都可以视为一个完成的整修处理过程，115s是该周期的最大时长，CPU板处于通讯处理时期凭借串行口与显示板完成数据传输，并对操作员通过键盘发出的相关命令及时做出反应，同时液晶显示屏上的内容也完成实时的更新。当矿用本安型可编程KJD5控制器的工作方式为编程时，对用户程序和输出信息完全忽视，而其工作方式为运行时，对用户的有效程序进行相应的执行，并对通过输入端进入的开关量和频率量进行扫描读入，在此过程中，存储器也存入了相关的状态，而且存入存储器中的内容在执行程序的过程中不会随着输入状态改变而发生变化，当完成一个扫描周期以后，该内容才会发生改变。执行完用户程序后会得到相应的结果，该结果通过输出处理与输出锁存器进行数据传输，锁存器处于输出板中，同时控制信号也会凭借着隔离电路输出到外面，矿用本安型可编程KJD5控制器输出的实际值就是该控制信号。处理用户程序的顺序是一条一条的从左往右，从上到下执行。通常情况下，本文会在现场完成对设备的调试、使用或者维护工作，此时就需要对程序进行编写和修改，这些工作本文可以利用键盘或者图形编辑器来完成。
3.地面监控系统
地面工业电视监视系统：本文将25台KBA4型本质安全型矿用光纤摄影仪安装在井下所有的主运胶带上面，对视频信号进行获取，所得到的就是监控系统信号，公司调度室中的光端机凭借光缆收集该监视系统信号后转变视频信号格式，758同轴电缆将转变之后的视频信号传输到胶带井上集中控制室MJJ型视频矩阵切换器上，然后井上集控室中的8台工业电视通过KJ2028A型配套控制器完成自由切换视频信号的工作，井下胶带采集到的所有视频信号都能够通过任何一台工业电视进行显示，这样一来井下主运胶带运输系统的状况就可以通过8台监视器来了解和掌握，进而实现统一的安排原煤的运输。
地面计算机环网监视系统：为了构建企业信息化系统，矿业公司将企业内部计算机局域网提升到了1000M。其网络实行的拓扑结构为环形光纤以太网，同时为了能够通过计算机系统对井下主胶带运输系统进行实时监控，本文将企业内部的局域网连接到了其光纤视频信号。
4.结论
唐山煤矿应用井下主胶带运输系统以后，完善了综合自动化控制平台，将公司的自动化管理能力进行了强化，并且实现了统一的自动化控制井下主胶带运输系统，以此为基础本文公司的全面自动化控制在不久的将来一定能够实现无人操作。将公司自动化的程度提升了一个层次，节省了大量的人力成本，提高了生产效率。避免了过去因人为原因造成的许多设备故障，保证了设备运行的安全性，降低了设备的维修成本，提高了原煤产量。
参考文献：
关键词：自动控制；数字化监控；油页岩干馏
中图分类号：TE662.5 文献标识码：A 文章编号：1007—9599 （2012） 14—0000—02
山东龙福油页岩综合利用有限公司（以下简称龙福公司）是一家集炼油、发电、煤炭加工为一体的油页岩综合利用示范企业，由于受到前期扩建项目影响，公司整个信息化设备与控制系统的不集中，缺乏统一规划，使得自动控制和监控系统不很很好的与生产相结合。我们结合公司实际与信息化发展方向，优化整合了各个独立的自动控制系统，使全公司形成统一高效的综合控制平台。
龙福公司生产自动控制和监控系统主要分为生产自动化控制系统、安全监测系统两大部分。
一、生产自动控制系统
龙福公司生产自动化控制系统主要有以下三个部分组成：干馏工艺监控系统、单炉传动控制系统、料盅自动放料系统。
（一）干馏工艺监控系统
1.系统构成：各类现场仪表（热电偶、热电阻、压力变送器、液位计、风机振幅传感器、有毒气体可燃气体传感器等），工业控制计算机和西门子PLC（S7—300/400）控制柜
2.运行原理：本系统中主设备采用了西门子的PLC（S7—300/400），对现场的模拟和数字信号进行采样，处理和显示；采用工业以太网方式进行通讯；控制系统采用西门子step7 v5.4 进行下位机的编程，用Wincc做上位机的组态画面对生产过程进行实时监控。
3.运行成果：Wincc监控画面对生产过程中的各种数据集中显示，便于通过工艺参数的来掌握现场的实际情况，同时，工艺参数的集中显示便于参数之间的比对，使工艺参数的调整更系统更全面，既减少了现场工作人员，又提高了生产效率与出油率。
（二）单炉传动控制系统
1.系统构成：主要包括变频器、PLC机柜、就地控制箱及工业控制计算机组成。
2.运行原理：通过上位机控制画面调控变频器输出频率，从而控制电动机的转速，达到对生产过程的调整，实现远程控制的目的。
3.运行成果：该系统可以进行现场与远程控制切换，既方便了员工操作、减少了厂区噪音，也降低了生产工作人员的劳动强度，提高了工作效率。
（三）料盅自动放料系统
1.系统构成：主要包括雷达物位计、阻旋物位计、限位开关、就地控制箱、PLC机柜、计算机组成的。
2.运行原理：通过雷达物位计的扫描，将料空数据通过模拟信号传输至PLC处理后显示在计算机上。
3.运行成果：可以实现就地与远程自由转换，改变了以往靠人工手拉的作业方式，增加了放料的准确性，降低了工人的劳动强度。
二、安全监控数字化
龙福公司的安全监控数字化主要由有毒气体可燃气体报警系统与风机监控系统组成。
（一）有毒气体可燃气体报警系统
1.系统成：有毒气体报警系统是由现场有毒气体传感器、可燃气体传感器、PLC机柜与工业控制计算机组成的；
2.运行原理：
现场由传感器将有毒气体可燃气体的浓度转换成模拟信号通过PLC集中处理后，输出至计算机；WINCC画面可以动态显示现场气体浓度的情况，并且达到上限值时，可发出闪烁报警和声音报警。
3.运行成果：确保现场员工避免气体中毒或者可燃气体浓度过高导致爆炸。
（二）风机监视系统
1.系统构成：风机监视系统是由振幅传感器、热电阻、PLC机柜、工业控制计算机组成的。
2.运行原理：；现场振幅及温度的模拟信号通过PLC集中处理后，输出至计算机；WINCC画面可以动态监视现场风机运行状态
3.运行成果：避免了由于维护人员巡检不及时所导致的风机温度过高或振幅过大的故障，提高了风机运行的安全指数。
三、经验总结
油页岩炼油项目是个新兴产业，如何让生产工艺与信息化的更加紧密，加快信息化与工业化结合的步伐，龙福公司让信息化员工到车间学习相关生产工艺，研究并及时发现生产现场可以纳入自动化系统的生产工序，或者就不合理的自动化工序进行更改，从而更加适应生产需要。针对龙福公司信息化系统的实际，本着节省人员，提高工效的方针，公司让现有的信息化人员在一段时间后经常轮岗，全面适应各个岗位的工作，提高自身的综合能力，做到一专多能。员工参与了各个信息化工程建设的全过程，施工工程质量、进度，学习并发现施工中存在的不足，使信息化员工获得了宝贵的学习实践的机会，为日后管理维护设备打下良好基础。
四、规划与展望篇
结合公司实际与信息化发展方向，我们将借综合输煤改造项目集中控制系统建立的有利时机，整合各个独立的自动控制系统，使全公司形成统一高效的综合控制平台。
（一）安全监控系统：以炼油三期建设为契机，整合厂区监控系统、有毒有害气体报警系统、风机监控系统、火灾报警系统、煤炭加工场区监控、煤炭加工生产线监控，实时显示在调度安全监控大屏上，提供实时动态图像信息。
锁定设备的意思是锁定当前电脑登陆的用户。计算机俗称电脑，是现代一种用于高速计算的电子计算机器。计算机可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。计算机是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。
电脑由硬件系统和软件系统所组成，没有安装任何软件的计算机称为裸机。电脑可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类，较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。
（来源：文章屋网 ）
amd处理器的SVM虚拟化功能是指将单台电脑软件环境分割为多个独立分区，每个分区均可以按照需要模拟电脑的一项技术。
计算机俗称电脑，是现代一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。由硬件系统和软件系统所组成，没有安装任何软件的计算机称为裸机。可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类，较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。
（来源：文章屋网 ）
[关键词]连铸结晶器；无线传感器技术；三维重构
中图分类号：TF341.6；TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0062-01
1 引言
目前，国内外采用了多种方法对板坯结晶器振动状况进行检测，如传统的手工检测方法、结晶器自带位移测量装置检测方法、位移传感器检测方法和加速度传感器检测方法等。我国结晶器振动检测大多是基于单点的检测和分析，只能获取结晶器的局部信息，不能准确反映出结晶器振动的真实情况。由于振动控制不精确或误差较大，容易在钢水凝固成铸坯的过程中，铸坯的表面不平整，造成产品的表面质量发生问题，直接影响产品的销售，并且容易造成“漏钢”事故。再者振动不精确或误差很大，通常使用过大的安全系数，使得整条流水线发挥不了正常的工作效率，影响钢坯质量。
因此，对振动装置的监测和控制势在必行。
2 主要内容
1）结晶器振动形态三维重构
结晶器振动形态重构的过程是将布置在结晶器上各传感器节点所采集的信息进行信息融合分析的过程。通过多个测点的信息综合分析，每个传感器节点都包含X、Y、Z三个方向的信号，得到结晶器振动的具体信息并能模拟出结晶器振动形态，重构流程如图1所示。
2）结晶器振动形态检测和控制系统总体设计
结晶器振动形态在线检测系统通过对振动平台的实时监测，获取结晶器的实际振动状态，并通过振动幅值、频率、相位和波形偏斜率这四个基本参数反映出结晶器的实际振动波形。然后再由工业控制计算机对这四个振动基本参数进行计算，得出负滑动时间、负滑动率等连铸过程中比较重要的振动工艺参数，并根据这些参数通过反馈执行机构作用于驱动振动平台的电机，由此形成在线检测和控制闭环。系统总体框图如图2所示。
结晶器振动形态在线检测和控制系统总体由两部分组成：下位机系统与上位机系统。下位机系统为具有自动调平功能的无线传感器，是以T1公司生产的MSP430F149作为主控芯片的系统，主要由传感器、信号调理模块、A/D转换模块、自动调平模块、MSP430单片机最小系统及其他模块等组成，主要实现平台的自动调平、数据采集及数据的发送。上位机系统为工业控制计算机，主要进行数据的接受，并负责对下位机系统发送相关指令及配置参数，承担数据的分析、处理及显示，同时利用反馈执行机构控制结晶器振动台驱动电机。
3）系统硬件设计
该系统的硬件部分主要包括传感器部分、信号调理电路、数据采集卡及工业控制计算机。该系统首先进行检测平台的自动调平，然后传感器采集到结晶器振动信号，通过信号调理模块调理后，再经A/D转换，并通过MSP430打包后将振动信号的相关数据传给工业控制计算机。数据终端接受传来的数据，经过数据分析、处理后在用户界面上进行结晶器振动状况的具体参数及曲线的描述，并通过数据的融合进行振动形态的三维重构，且能动态模拟并回放结晶器的振动过程，直观准确的显示结晶器的振动状况。该检测系统的硬件总体架构如图3所示。
各个模块具有各自不同的功能。电源模块用于将锂电池提供的源电压通过不同的电压转换芯片的处理，转换为相应的适用于各模块工作的电源；信号调理模块主要分为信号滤波处理模块和运放电路调理模块，前者用于将传感器采集振动信号过程中的干扰信号去除，使经过该模块滤波后的信号最相近于结晶器振动的真实情况，后者用于将滤波后的振动信号进行一定调理；单片机模块主要把处理后的信号再次预处理，通过集成ADC模块实现电压信号转换，同时进行与数据终端的交互；自动调平模块用于将检测的传感器平台调节至水平；电路用于单片机的复位、状态指示、数据传输等。
4）系统的软件设计
本系统的软件设计以MSP430单片机为控制核心，用来实现数据的采集、平台的自动调平和数据的发送等功能，而数据的分析、处理等功能则由工控机实现。
当需要进行现场结晶器振动状况检测时，将无线传感器安装在结晶器平台上，加速度传感器将采集到的原始结晶器振动信号转换成电信号输出，该输出信号首先进行信号滤波处理，滤除杂波和其他干扰信号，再经过运放调理模块进行信号调理，得到适合MSP430单片机
可以采集的振动信号，调理后的电信号通过MSP430单片机的外部采样通道进入到模数转换模块ADC进行转换。将进入的模拟电压信号转换成数字电信号后，将数据按一定的格式打包，传送给数据分析终端，利用数据分析终端的分析软件进行数据的分析、处理及显示等，同时通过反馈控制机构对结晶器驱动电机进行反馈控制。
本系统软件设计采用结构化程序设计方法，将待开发的软件系统划分为若干个互相独立的模块，每一个模块完成单纯而确定的功能。
3 小结
本文围绕连铸结晶器装置存在的问题，通过分析其各部分工艺参数的特点和要求，对结晶器振动形态进行三维重构，并利用传感器对多点振动形态进行了检测，结合无线传感技术和计算机技术，研制出基于无线传感器的连铸结晶器振动形态检测和控制系统，直观又准确的反应结晶器振动的真实情况。该系统易于实现，成本低，操作简单。
资助项目：国家大学生创新项目[连铸结晶器振动形态在线检测和控制系统的研究（201411488007）、基于Web和GPRS的智能家居远程监控系统的研发]，浙江省教育厅科研（Y201329552），国内访问学者项目（FX2013197）。
参考文献
[1] 王建伟，胡晓路，陈鲲鹏，板坯连铸机结晶器改造技术的研究[J]革新与改造，2015.
[2] 李洁，周月明，王俊，电磁搅拌作用下板坯结晶器内金属液流动行为实验研究[J]上海金属，2014.36（1）.
电脑自动关机原因：可能是电脑运行太久温度太高导致的自动关机，可以打开机箱检查cup风扇。也可能是电源的插头松动或接触不良。还可能是电脑中病毒，可以用安全管家对电脑进行检查，有时候误碰电源键也会导致电脑关机。
计算机（computer）俗称电脑，是现代一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。由硬件系统和软件系统所组成，没有安装任何软件的计算机称为裸机。可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类，较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。
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如果是工程塑料外壳就没有处理的必要，像钛钢或铝镁合金可采取研磨的方法，最后再上漆。
计算机（computer）俗称电脑，是一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。由硬件系统和软件系统所组成，没有安装任何软件的计算机称为裸机。可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类，较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。
计算机发明者约翰·冯·诺依曼。计算机是20世纪最先进的科学技术发明之一，对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响，并以强大的生命力飞速发展。它的应用领域从最初的军事科研应用扩展到社会的各个领域，已形成了规模巨大的计算机产业，带动了全球范围的技术进步，由此引发了深刻的社会变革，计算机已遍及一般学校、企事业单位，进入寻常百姓家，成为信息社会中必不可少的工具。
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以华为MateBook X，win10为例。在Win10桌面，按Alt+F4快捷键即可快速呼出关机界面，按Enter（回车键）确认关机即可。 同时按下组合键Ctrl+Alt+Del，通过上下键选择关机并确定即可。
计算机俗称电脑，是现代一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。由硬件系统和软件系统所组成，没有安装任何软件的计算机称为裸机。可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类，较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。计算机发明者约翰冯诺依曼。计算机是20世纪最先进的科学技术发明之一，对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响，并以强大的生命力飞速发展。它的应用领域从最初的军事科研应用扩展到社会的各个领域，已形成了规模巨大的计算机产业，带动了全球范围的技术进步，由此引发了深刻的社会变革，计算机已遍及一般学校、企事业单位，进入寻常百姓家，成为信息社会中必不可少的工具。
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关键词：智慧消防；视频监控；火灾报警；设备联动
中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）03-0077-02
Fire Alarm System with Multi-equipment in Intelligent Fire Protection Application
HUAN Zong-sheng
（ 1.AnHui fire fighting electronic engineering technology research center
2.BengBu Ei Fire Electronics Co. Ltd， Bengbu 233006， China）
Abstract： This paper first analyzes the domestic and foreign intelligence in application of fire equipment linkage fire alarm system research present situation， then proposes a new fire alarm system implementation scheme， and verified in the actual project， through the linkage device， has a good effect in intelligent fire alarm.
Key words： intelligent fire protection； video monitoring； fire alarm； equipment linkage
1 背景
随着国内外“智慧城市”建设的不断推进和发展，“智慧消防”作为建设“智慧城市”的重要构成部分之一，成为人们关注的重点[1-2]。“智慧消防”着力于构建智能化的消防系统，从而提高整个城市消防安全的监管水平，和灾情发生后的急速救援效率，因此，如何更好的运用“智慧消防”高效地预防和处理消防灾情，是值得不断探索与研究的问题。
目前的消防监控系统基本上都是各单位独立选购安装、独立工作，很容易导致火灾信息漏报、迟报甚至大量误报，报警O备出现故障没有及时恢复开通，对设备的故障更是无法判断、预测，因此，打造信息化和智能化的消防远程监控系统，已成为行业发展趋势。目前消防行业监控普遍采用传统的传感器类，如感烟、感温等探测器主要从烟雾、光谱、温度等特性进行火灾信息的检测，但是传统单一设备监测火灾信息误报率普遍较高，因此，多设备联动火灾报警系统的研究应运而生，它综合了新型图像型火灾探测系统与传统的感温、感光、感烟等探测器，使得火灾报警更加精确化、智能化，是“智慧消防”中灾情预警的大趋势。当前，很多消防监控系统的多设备联动，主要是通过“多个”设备同时报警，达到联动的目的[3-4]，这里的“多个”主要偏重于同一类型的多个设备，缺乏分析过程，往往还需要人员参与，智能化不够，这种情况虽然能达到火灾报警目的，但是还是无法避免误报率高的弊端。本文，提出一种应用于“智慧消防”中的多设备联动报警系统，通过传统传感器报警联动现场网络摄像头，现场工业控制计算机智能分析网络摄像头采集的现场视频，应用视频图像烟火检测算法[5-6] 分析视频火灾情况，并将分析结果传输到客户端，同时在客户端标出灾情发生的区域位置，这样相关工作人员能够根据探测器报警和联动的现场视频画面分析结果，快速做出决策，提高调度人员处理火灾事故的能力和速度，很大程度上减少了火灾损失。
2 联动系统总体方案
2.1 联动系统工作原理
实现智慧消防应用中多设备联动火灾报警，即当发生火灾时候，传统传感器联动摄像头，通过视频分析和传统报警联合判断，系统自动决策判断是否发生火警，从而作出进一步的动作。具体工作原理如下图1 所示。
图1 多设备联动中火灾报警监控系统联动结构图
首先，在Web端根据“联动配置要求”将现场火警传感器和某一个或者多个摄像头关联起来，达到联动要求。
其次，当现场发生火灾时，传统传感器检测到火警报警，将报警信息传送到火灾报警控制器，报警控制器将火警信息发送到“接警平台服务器”，“接警平台服务器”将报警信息发送到联动报警服务器端， 这时候联动报警端启动关联摄像头，进行现场视频监控，同时工控机应用视频火焰检测算法[5] [6]对该段视频监控进行分析处理，自动判断视频中是否存在火焰信息。
最后，如果视频监控分析得出，视频中不存在火警信息，则整个系统不进行上报；如果分析得出视频中存在火警信息，将视频结果返回到联动报警端，同时在视频窗口中将火警区域标识出来，并上报上一级进一步处理。
2.2 联动系统工作流程
联动系统的工作原理，具体如下图2所示。
在多设备联动火灾报警系统中，火灾报警控制器实时采集各现场探测器的数据，并判断是否需要上报，如满足报警条件，则进行上报，联动视频摄像头进行联合判断以供上级进一步决策，如上报报警中心、客户端弹出视频窗口、短信推送报警信息到负责人手机，系统主要分为以下几部分：
2.2.1 报警信息采集模块
主要是火灾报警控制器，采集前端现场探测器报警信息，然后上传到上一级联动报警服务器。
2.2.2 联动报警服务器
联动报警服务器主要负责报警产生后，根据报警信息，确定相关联的摄像头，启动摄像头采集现场视频，并通知工业控制计算机对现场视频进行分析处理。
2.2.3 报警模块
报警模块，在联动报警服掌鹘拥交鹪直警控制器报警，并且工业控制计算机也报警了，才进行报警提示。
2.3 联动系统应用
本文选择在实际工程中进行验证，选择某大型连锁商超市金海店进行测试所设备联动火灾报警系统。首先在基本联动配置表中，将某位置探测器与某IP和端口摄像头对应关联起来，如下图3所示。
图3中，基本联动配置表中，首先选择一处位置（XXX超市金海店，111号机，1回路，53地址），将其与摄像头（IP：172.41.200.11，端口：8000，通道：16）进行关联，完成基础联动配置。在探测器报警后，联动服务器联动关联的摄像头进行分析处理，处理结果如下图4所示。
图4 视频联动弹出
图4中，在联动视频被启动后，工业控制计算机开始工作，分析结果得出发生火灾，在Web客户端弹出视频窗口，并在窗口中标出火灾发生区域，达到非常直观的作用，消防监管人员可以第一时间看到火灾现场，快速做出决策，提高调度人员处理火灾事故的能力和速度，很大程度上减少了火灾损失。
3 结束语
本文分析了国内外智慧消防应用中多设备联动火灾报警系统的研究现状，提出了一种新的应用于智慧消防中的多设备联动火灾报警系统实施方案，经过在某大型连锁商超市金海店实际工程中验证，取得较好联动报警效果，而且能够快速做出决策，因此多设备联动火灾报警在智慧消防应用中具有广阔应用空间。
参考文献：
[1] 李晓明. 火灾预警和消防安全监管“智慧”模式探讨[J]. 管理科学， 2014（18）： 35-36.
[2] Jin-ok Hwang， Sang-Gi Lee.Study on the 3GPP International Standard for M2M Communication Networks[J]. The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences， 2015， 40（6）： 1040-1047.
[3] 张振球. 智慧消防技术的社会消防管理应用[J]. 中国公共安全・学术版， 2014（3）： 4-7.
[4] 陈创波. 视频监控与消防的联动方法研究[J]. 信息通信， 2015， 9（153）： 155-156.
演示机型：华为MateBook X 系统版本：win10 APP版本：easypdf v1.7.1.1 easypdf可以卸载。Easy PDF是一个PDF文件的所见即所得编辑制作工具，可以插入HTML、RTF、TXT文件以及制作表格、拼写检查、打印/打印预览、内置Image Editor图像编辑等功能。
计算机：
计算机俗称电脑，是现代一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。由硬件系统和软件系统所组成，没有安装任何软件的计算机称为裸机。可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类，较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。计算机发明者约翰冯诺依曼。计算机是20世纪最先进的科学技术发明之一，对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响，并以强大的生命力飞速发展。它的应用领域从最初的军事科研应用扩展到社会的各个领域，已形成了规模巨大的计算机产业，带动了全球范围的技术进步，由此引发了深刻的社会变革，计算机已遍及一般学校、企事业单位，进入寻常百姓家，成为信息社会中必不可少的工具。
（来源：文章屋网 ）
