时间:2022-08-21 21:47:13
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篇远程监控技术论文,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】水汽品质;监控;网络;可靠性
各行各业的发展都离不开电力的支持,为了保证电厂的安全生产,电厂远程监控系统的设计与实现就非常必要。起初远程监控功能用于PC用户在离开办公室的时候能访问台式PC硬盘中的信息,甚至可以通过其台式PC访问企业网络资源。但随着通信技术、控制技术、计算机技术的飞速发展,远程监控技术愈来愈完善,Internet技术已经渗透到日常生活和工业生产的各个领域,包括工业控制方面,这使得电厂远程监控成为可能。
1.热电厂远程监控
热电厂实质上是一个能量转化工厂,由于电能尚且不能大量存储,而且热力设备众多、热力系统庞大、生产过程复杂。在这个过程中,应充分发挥计算机在机组运行检测、控制和管理上的作用,控制发电机组及其辅助设备在优良的状态下运行,最大限度地发挥机组设计效率。由于各局部生产过程之间的状态相互影响较大,而且各主要生产设备的动态特性之间存在很大的差异,发电机组的运行状态控制,必须具备协调不同运行设备工作的功能。
远程监控系统是集计算机技术、控制技术、通信技术、网络技术为一体的产品,是指具有数据采集、监视、控制功能的计算机系统,即监控和数据采集系统,也就是人们常说的SCADA系统。具有功能强大、操作简便和可靠性高等特点,它可以方便地用于工业装置的生产控制和经营管理。在这个系统中,计算机直接参与被监控对象的检测、监督和控制。由于远程监控的对象是现场设备,这就要求整个远程监控系统应该完备的考虑以下几点:首先,要可靠性和容错性,即要求在系统出现故障的情况下,能够自动或半自动地(需人工干预)采取相应的措施,保证系统恢复正常运行。
2.系统功能分析与设计
水汽品质的远程监控系统通过现场传感器取得采样值,然后经过现场控制测量设备对采样值进行一系列的数学处理,再通过网络把处理后的数据传送到远端监控站与服务器,从而使远端监控站和远程服务器可以对数据和状态值进行集中的管理。
2.1 水汽系统水处理流程
图1 发电厂水处理流程
图1是电厂水汽系统流程图,补给水是在原水经各种工艺处理后,补充因锅炉汽水损失的水。由于给水直接进入锅炉,故对其水质必须加以严格控制,以防止设备的结垢与腐蚀。然后进入锅炉,在锅炉本体蒸发系统中运行的水,则称为炉水。给水经省煤器提高温度后进入蒸发管(炉堂内侧的上升管),然后由下降管(炉堂外测)经下联箱进入蒸发管。在蒸发过程中,水吸热成为水汽混合物,又返回汽包形成循环回路,这就是锅炉的炉水系统。如炉水的水质不严格控制,就会导致水汽系统的结垢与腐蚀。水与汽在气包中得到分离后,产生的饱和蒸汽经过热器转为过热蒸汽进入气轮机。整个流程是由原水经处理后->补给水经给水泵使给水进入锅炉后,依次经过预热段->蒸发段->过热段->过热蒸汽->汽轮机排汽经凝汽器->凝结水->经处理后返回给水系统。
2.2 功能分析
远程监控系统有两种类型,一种是在生产现场没有现场监控系统,而是将数据采集后直接送到远程计算机进行处理;另一种是现场监控和远程监控并存,这里选择采用后一种方式,即有现场监控系统。水汽品质远程监控系统能实现以下一些功能:
1)数据传输与处理功能:主要是把生产过程中采集的各种模拟或数字量,通过串口和网络传输到数据处理器和远程监控站与服务器并进行相应处理,同时通过EXCEL表把数据显示给用户。
2)管理功能:管理人员能够通过IE浏览器监测到系统的运行状态、现场工作人员的工作记录等。
3)存储功能:对实时数据和历史数据加以存储。
4)冗余容错技术:使用双网、双机热备、冗余等技术保证系统可靠运行。
5)安全与报警功能:利用己有的有效数据、图像、报表等对工况进行分析、故障诊断、险情预测,并以声、光、电的形式对故障和突发事件报警。
2.3 结构设计
完整的基于Intranet的远程监控系统可划分现场设备层、现场监控层和远程监控层,它们相互独立,通过网络技术和数据交换技术有机的结合起来,如图2所示。
图2 远程监控系统拓扑分层
现场设备层是由安装在工业现场的智能仪表、采集器等各种具有数据采集功能的智能设备以及其采用的总线和协议组成。与现场监控层采用RS-485总线进行串口传输,现场模块不断的采集现场原始数据,在它们不发送数据时处于监听模式,主机对一个模块发出一个带地址的命令,然后等待模块的相应。现场监控层从现场设备中获取数据,完成各种控制、运行参数的监测、报警等功能,另外还包括控制组态的设计。可以说现场监控层是整个远程监控系统的核心,由多个数据处理器子站构成,通过控制网络与现场设备层进行数据交换。现场监控层对数据的实时性要求比较高,它要保证系统采样的实时性以及系统对各种操作的响应时间要求,而采用RS-485串口通信可以满足水汽品质系统对实时性的要求。远程监控层以现场监控层为基础的信息系统,通过通信对现场数据分类管理,并通过企业管理信息系统(MIS)数据,这一部分的实现使得远程监控系统的功能得到延伸和完善。
3.软件开发与可靠性研究
系统采用C/S与B/S编程模式相结合的软件结构进行设计,它不仅能够实现对水汽品质现场数据的采集与监控,而且能够通过浏览器实现数据的远程网络查询和共享。
3.1 程序设计
C/S模式的软件设计实现的功能是:远端用户可以通过客户端应用程序在线监测系统现场设备层的工作情况,实现远程监测;远程用户可以通过虚拟界面向现场设备层发送控制命令,实现远程控制。监控程序需要专门创建一个线程来处理串口数据,接收串口采集来的数据并予以显示。系统必须对端口进行配置,以完成串口的采集。
对于远空间距离的技术人员和厂级管理人员需要观测远程监控系统的数据的变化,可以通过以TCP/IP为核心协议的网络技术来实现。基于B/S方式的远程监控系统是以数据采集层为基础的,而数据采集层实际上包括了设备层和监控层,前面已经对设备层和监控层进行了设计,监控层是实现对采集数据的处理、显示,对设备层的管理、控制,同时将处理过的数据写入数据库中,因而监控层又是数据库与设备层之间的桥梁。ASP技术是Browser/Server模式下编制动态网页的一种很理想的工具,它支持ActiveX控件和动态HTML,能实现用户的编程要求。ASP根据访问数据库的结果集生成HTML语言的主页返回给浏览器端。利用ASP技术实现Web数据库的数据流图如图3所示。
图3 ASP技术实现Web数据库流程
整个系统的运转情况是:用户通过网络浏览器查询网络服务器提供的数据页面并发出请求,网络服务器根据请求查询数据库,并向用户返回查询结果。
3.2 监控系统可靠性分析
热电厂水汽品质远程监控系统的可靠性从总体上考虑主要是四部分,分别是系统结构的可靠性、数据传输网络的可靠性、硬件的可靠性及软件的可靠性。在未采取可靠性措施前,系统都是串联结构的,即系统的每一个部分都相当重要,任何一部分发生故障整个系统都会受到牵连。所以我们必须采取一定的冗余措施,对系统进行备份,热电厂水汽品质远程监控系统系统备份可靠性框图分别如图4所示。
图4 系统备份可靠性框图
适当采取冗余措施,能大大提高系统可靠性,并且采用模块备份能得到比系统备份更大的可靠性。除此之外,远程监控主机部分采用双机热备份方式,从机与主机之间的监听采取请求与应答的方式,从机以一定的时间间隔向主机发出请求,主机应答表示工作正常,主机如果没有作出应答,从机将切断主机的网络数据传输,立即与现场工作站进行握手连接。
4.总结
本文论述的热电厂水汽品质远程监控系统是基于Intranet的远程监控系统,它将网络技术、数据库技术和控制技术结合起来,进行了C/S(Client/Server)和B/S(Browser/Server)相结合的软件设计,不仅实现了水汽品质现场数据的采集与监控,而且能够通过浏览器(比如IE浏览器)实现数据的远程网络查询和共享。同时为提高系统的可靠性,分别对系统体系结构、网络传输结构、软件及硬件这四个方面进行了可靠性设计。工作人员不必亲临现场(尤其在恶劣环境下)就可以对现场的工作情况进行监控,完成参数设置与调整,进行故障恢复等,大大提高了劳动生产率;通过远程监控技术,可以加强企业内部合作,可以更合理的安排生产,加强企业的竞争力。
参考文献
[1]张云生,祝小红,王静.网络控制系统[M].重庆:重庆大学出版社.2003.
[2]曹长武,宋丽莎,罗竹杰.火力发电厂化学监督技术[M].中国电力出版社.2005.
[3]邱小虎.基于B/S结构的开放性工业信息监控系统研究[硕士学位论文].昆明:昆明理工大学.2001.
[4]Fujimoto,K.Ata,S.Murata,M.Playout control for streaming applications by statistical delay analysis[J].IEEE International Conference on Communications.v8,2001.
[5]袁巍.远程监控系统体系结构研究及实现技术[硕士学位论文].南京:南京理工大学.2004.4.
【关键词】涵洞水位监测;GPRS;嵌入式系统
1.系统概述
最近几年,夏季暴雨频繁,北京、成都、广州等地都发生过城市涵洞人、车溺水事故,主要原因在于不知涵洞水位。基于城市涵洞水位监测系统能够对实时监测、显示涵洞水位,当水位超过警戒线时,自动发出警报,及时提醒过往行人。本系统的开发能够补充城市涵洞排水不够完善的缺点,切实消除安全隐患,保证人民生命和财产安全。
2.系统总体设计
本文所设计的城市涵洞水位监测系统采用GPRS通信方式,并采取自报/应答混合的工作方式,主要由以下三部分组成:监测节点、GPRS 网络和远程监控中心。监测节点的主要功能是检测涵洞水位信息,并通过 GPRS网络与远程监控中心实现互通。远程监控中心的主要功能是处理涵洞数据存储、接收等水位信息,实现实时数据显示、历史数据分析及查询等。城市涵洞水位监测总体设计如图1所示。
3.硬件设计
3.1监测节点子系统
监测节点控制子系统硬件核心为LPC2368的处理器,可以将传感器调理电路感知到的水位信号进行处理。控制器的AD接口通过 I/V 转换电路连接水位传感器。控制器的 UART0 接口通过 RS232 串口通信电平接口转换电路连接 GPRS 模块,用以传输水位数据。控制器的 SPI 接口连接存储模块,用以存储水位数据。水位传感器采用 WL400 投入式压力传感器。量程为 10m,精度为±1%,分辨率为 1mm,工作电压为 12V。监测节点将传感器采集上来的水位信号转换为水位数据信息,通过给GPRS模块发送AT指令,使其按照一定格式发送数据给远程监控中心。水位传感器采集的水位信息,输出为 4-20mA 标准电流信号,通过 I/V 转换电路转换成标准电压信号后,传输给控制器。控制器通过对水位信号的处理后,将其转变为数字信号存储在存储模块中,当水位超过警戒线后启动报警模块,并通过通信模块GPRS将数字信号传输给远程监控中心。监测节点子系统硬件设计如图2所示。
3.2 GPRS通信子系统
本系统平台应用于城市涵洞,既要保证将釆集到的水位信息及时有效的发送到监测中心,同时又要求在系统监测节点发生故障时能够发出报警信息,综合各方面考虑,釆用GPRS与SMS混合通信的方式,以实现数据传输与报警反馈的功能。
设备的串口根据接收数据中的通道选择命令来决定数据通过GPRS或SMS方式来发送数据,方式转换采用虚拟串口即软件复用串口方式,通过AT指令选择工作在哪个通道。通信模块釆用SIMCOM公司的双频GSM/GPRS SIM900A,对通信模块的控制由MCU发出的AT指令进行控制,没有引出语音接口,外部功能模块主要是电源接口、SIM卡接口以及MCU相关的接口等。GPRS模块与控制器通过串口进行收发数据,如图3所示:
3.3远程监控中心
远程监控中心主要将无线基站发出的水位信息入库,在此基础上管理和分析水位数据。系统开发主要基于J2EE平台,采用B/S架构的管理模式,采用分层的MVC的架构设计模式,包含实时数据显示、报表输出、统计分析、超标报警、系统时钟、参数设置等功能。
4.软件设计
本设计中选用的μC/OS-II嵌入式实时操作系统,结构简单,主要优点有:本操作系统采用C语言和汇编语言编写,而且其中绝大部分是C语言,易于上手,修改方便。监测节点软件流程如图4所示:
5.小结
本论文研究开发了一种面向城市涵洞水位监测系统。该系统以嵌入式处理器为基础,通过GPRS无线通信技术,对城市涵洞水位信息进行采集、传输、报警等处理,实现了水位监测的实时性和自动化。 [科]
【参考文献】
[1]呼娜.基于无线传感器网络的水质监测系统研究[D].西安建筑科技大学,2012.
[2]张小强,杨放春.一种基于GPRS技术的无线监控系统[J].中国数据通信,2004,1:18-21.
摘要
随着自动控制技术,计算机技术及信息网络技术的飞速发展,促使控制网络技术应运而生。 控制网络Infranet(infrastruacture network)是一类特殊的局域网,随着现代计算机控制系统的广泛应用,极大地促进了控制网络技术不断发展和完善,它不仅使生产过程向更高层次的自动化水平发展,实现优化控制、协调控制及远程监控等,也为其与信息网络的无缝集成,组建统一的企业网络提供了强有力的技术支持。本文是作者在山东莱城发电厂辅助系统技术改造项目中,设计辅助系统集中监控网络的技术总结和理论研究,从理论和实际两个方面对控制网络固有的技术特征以及交换式以太控制网络的设计作了详细论述,同时对设计中遇到的种种问题的解决作了理论上的探讨。…………
【关键词】 控制网络;现场总线;ControlNet;以太网;交换式;共享式;
【论文类型】 应用基础
:49000多字的硕士论文
有中英文摘要、目录、大量图表、参考文献 400元
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关键词:火宅,漏电报警器
一、电气火灾的原因和危害性
我国的电气火灾大部分都是因漏电和短路而引发的,在低压配电系统中,电气线路的漏电和短路是导致电气火灾发生的根源和重要原因之一,并对国家经济和人民生命财产构成了很大的威胁,应引起大家高度的警惕和重视。
当电气线路和电气设备的绝缘受到损伤而导致接地故障,主要是指相线对地或与地有联系的导电体之间的短路,包括相线与大地、PE线、PEN线、配电和用电设备的金属外壳、敷线钢管、桥架线槽、建筑物金属构件、上下水和采暖、通风等管道以及金属屋面、水面等之间的短路。科技论文,火宅。当发生接地短路时在接地故障持续的时间内,与它有关联的电气设备和管道的外露可导电部分对地和装置外的可导电部分间存在故障电压。此电压可使人身遭受电击,也可因对地的电弧或火花引起火灾或爆炸,造成严重的经济和生命财产损失。
电气短路主要包括金属性短路和接地电弧性短路两种:金属性短路是由导体间直接接触,如相与相之间、相与N线之间短路,其短路电流大,短路点往往被高温熔焊,金属线芯产生高温以至炽热,绝缘被剧烈氧化而自燃,火灾危险甚大,但金属性短路产生的大短路电流能使断路器瞬时动作切断电源,火灾往往得以避免;接地电弧性短路是因短路电流受阻抗影响,电弧长时间延续,而电弧引起的局部温度可高达2000℃以上,足以引燃附近可燃物质引起火灾,但由于接地故障引起的短路电流较小,不足以使一般断路器动作跳闸切断电源,可见接地电弧性短路引起的火灾危险远远大于金属性短路。科技论文,火宅。电气短路以单相接地故障居多,电气火灾的危险则以接地电弧性短路为最严重。另外不论是TN系统还是TT系统,接地故障回路的阻抗都大于带电导体短路回路的阻抗,这也是形成接地电弧性短路的一个重要原因。
通过分析电气火灾的原因,在低压电气线路上加装防火漏电报警就是一种行之有效的防范措施。通过防火漏电报警系统,能够准确地监控电气线路的故障和异常状态,提早预警发现电气火灾的隐患,及时报警提醒人员去消除这些隐患,避免火灾给国家经济和人民生命财产造成巨大损失,把电气引发火灾消灭在萌芽状态。
二、防火漏电报警的内容组成及功能特点
防火漏电报警以带激励脱扣器的塑壳式断路器为主开关,另外配备各种采集、记忆、通讯等元器件,集漏电、短路、过载、过压、欠压、防雷、防误合闸、故障类型识别、强制断电等各种保护功能于一体,并具有来电显示、声光报警和本机自检功能。防火漏电报警主要作为剩余电流式电气火灾监控探测器使用,并通过防火漏电报警系统。对电气线路的故障和异常状态进行实时监控,使被动防火变为主动防火,实现集中监控和管理的目标。其主动性功能特点如下:
1)系统启动后首先对电气线路进行全面运行检测,以便及时发现和消除电气火灾隐患。当不存在电气火灾隐患时才允许开关合闸接通,若存在电气故障时提前预警并可以断开回路,未排除电气故障前拒绝合闸接通,确保低压配电系统安全可靠运行。
2)在低压配电系统中,对电气线路的运行状况实行全天候在线自动安全监控,自动跟踪诊断电气故障,分析和识别故障类型,并发出声光和语音报警,通知电气维护人员及时排除故障,把电气火灾隐患消灭在萌芽状态。真正做到“智能监控,防患于未然”。科技论文,火宅。
3)防火漏电报警采用了微电脑(PIC单片机)自动控制技术,取代了传统被动式机械热效应控制技术,全面实现升级换代,分断速度更快,实测数据只有0.04秒,比传统开关动作速度缩短了数倍,分断速度越快,所产生的电气火花就越小,一旦发生故障能快速切断,增强了安全可靠性。
4)系统具备“黑匣子”记忆功能。通过一台电脑在5km范围之内,可对多台防火漏电报警实现远程监控。随时可关断或接通用户供电线路,随时可查询用户供电线路安全用电情况,随时调阅每台防火漏电报警当前或历史运行情况,一旦发生漏电、过载、短路等故障时能准确在电脑界面上显示出发生故障的供电线路具置和发生故障的时间。使故障发生的原因一目了然,便于维护和管理。
5)系统采用智能化网络管理。采用RS485/RS422四线制全双工通讯模式,传输距离在5km以内。科技论文,火宅。同时可与烟感、温感或可燃气体探测器及火灾自动报警系统中心实行联动控制,把配电与消防系统有机结合起来,实现双重报警和控制功能,大大提高了对漏电火灾监控的可靠性和保护性,从根本上解决了电气火灾误报和漏报现象,全面主动防御电气火灾事故的发生。科技论文,火宅。
6)系统实行多功能全面保护,除传统的漏电、过载、短路保护外,又增加了防止过压、欠压、雷电感应和误操作等防护措施,以避免对电气设备的损坏,造成不必要的经济损失。
三、防火漏电报警系统的实际应用
防火漏电报警系统由防火漏电报警、集线器、中继器、转换器、台式监控主机或电脑等设备组成。系统以防火漏电报警作为剩余电流式电气火灾监控探测器使用,集各种保护功能为―体,担负起各种电气故障的实时检测、采集和发送任务,并具有来电显示、声光报警和本机自检功能,对过电流、剩余动作电流、动作与延时时间等各种参数值进行现场或实测后设定。采用先进的动态阈值检测和自动判断技术、高灵敏度剩余电流探测、新型故障数学模拟算法和现场总线技术,为智能远程监控的实施起到了重要的作用。
系统对电气线路的运行状况实行全天候在线自动安全监控,随时检查各用户安全用电情况,可接通或分断用户电源,并具备“黑匣子”记忆功能。准确报出故障线路地址,监视故障点的变化,满足了《新高规》中,“储存各种故障和操作试验信号,信息存储时间不应少于12个月;切断漏电线路上的电源,并显示其状态;显示系统电源状态”等要求。
系统可实现独立监控,监控主机单独设置在值班室或消防控制室内。也可采用通讯接口与火灾自动报警系统联网运行,实现双重报警和控制功能,监控主机可与消防系统设备共用,设置在消防控制室内,达到集中监控和管理的目的。
四、总结
在低压电气线路上安装防火漏电报警这是有效可行的方法。通过防火漏电报警系统,能够准确地监控电气线路的故障和异常状态,并报出故障线路地址。科技论文,火宅。监视故障点的变化,随时储存和记录故障信息情况,提早发现电气火灾的隐患,及时报警提醒人员去消除这些隐患,避免电气火灾发生,把电气火灾的消灭在萌芽状态。
关键词:远程控制 机电控制 网络接入
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)10(b)-0009-01
随着机电装备的复杂化,现在的机电设备,不仅体积大,规模大,内部结构复杂,而且其实现的功能非常多,往往需要同时完成若干多项功能,因此对于这一类机电装备的监测,其监测控制系统也必须具备较为复杂的控制功能。随着网络技术和远程控制技术的发展,逐渐对于大型机电装备的控制提出了远程网络化和无人值守控制的要求,这就要求必须利用网络控制技术实现对机电装备的远程控制和无人值守,因此,必须要对远程机电控制中的网络接入技术加以研究,以确定最适宜的远程网络接入和远程控制技术的应用。
1 远程控制技术发展概述
过去应用最为广泛的远程控制技术主要有以下几种类型。
1.1 集散式远程控制
集散式远程控制,是为每一个监控对象,即每一台机电设备都安装监测仪表,将所有的监测仪表所采集到的数据全部发送到控制机上,由控制机实现对全部机电设备的集中控制。这种远程控制模式应用方式简单,组网成本较低,但是由于全部数据由控制机进行操作,实际上增大了控制机的负担,导致整个系统的可靠性较低,健壮性较差。
1.2 分布式远程控制
针对集散式远程控制模式在实际应用中所出现的问题,逐渐出现了分布式远程控制代替了过去的集散式远程控制。分布式远程控制是将所有被监测的机电设备的相关参数进行采集与监测,分别发送到几个分站进行集中控制,通过通讯网络实现分站与主站之间的数据通讯,从而完成主站对各个监测对象的远程监测与控制。分布式远程控制的最大优势就在于客观上降低了主站控制机的负担,由各个分站控制机共同分担,从而在一定程度上提高了系统的可靠性和健壮性。但是分布式远程控制模式在应用中也存在一定的弊端,那就是组网复杂,组网成本较高,不适宜大规模应用。
1.3 现场总线式远程控制
现场总线式远程控制是近几年新发展起来并得到大规模应用的一种远程控制模式。这种控制模式能够根据现场需要被监测的机电设备的具体数据通讯接口分别设计不同的现场通讯总线,从而将集散式远程控制和分布式远程控制的优势集于一身。
2 基于工业以太网的远程机电控制接入技术探讨
2.1 面向工业以太网的网络接入技术
目前机电设备接入工业以太网有以下几种技术模式。
(1)通过传感仪表接入。
机电设备的自动化控制,离不开传感监测,因此很多机电控制系统都是通过传感仪表实现状态监测和数据的采集传输,利用传感仪表的输出接口,为其配置合适的网络接入接口,从而实现将机电设备的状态参数接入工业以太网。
(2)通过数据采集板卡接入。
在一些机电设备的自动化控制系统中,出于数据管理的需求,也会采用数据采集板卡的方式将机电设备接入以太网网络。将传感仪表所采集到的数据统一传输至数据采集板卡,由数据采集板卡的输出接口,根据工业以太网的传输规范,为其配置合适的网络通讯接口,例如普通的TCP/IP协议接口,串口转以太网接口,Modbus-TCP协议接口等等,实现工业以太网对机电设备的网络远程化控制。
(3)通过以太网接口模块接入。
有的机电设备,其数据通讯接口不是标准接口,这个时候就需要为其配置专用的以太网接口模块,而这种以太网接口模块并不是标准件,需要针对不同的机电设备的具体接口类型做有针对性的开发设计。但是不管用哪种类型的以太网接口模块,模块内部的以太网电路都是一样的,目前基本上都是采用RTL8019AS以太网通信控制器实现的,再配合双绞线驱动器和标准的以太网RJ45接口,从而完成由非标准的机电设备接口到标准的以太网通信接口的转换,实现工业以太网对机电设备的远程化控制。
2.2 实际应用中需要注意的问题
(1)网络迟延问题。
工业以太网由于采用的是侦听发送的机制,因此在进行数据交换传输的时候,会不可避免的产生延时的问题,而对于远程机电控制系统而言,控制的实时性要求非常严格,有的机电设备其控制指令甚至要求必须在千分之一秒内完成,因此这就对工业以太网的实时性提出了挑战。而事实上,工业以太网在实际应用中,也确实暴露出了迟延问题。为此,对于一些实时性要求较高的机电控制系统,必须采用合适的控制策略,比如VPN技术、流量管理策略等等,以提高工业以太网在机电设备自动化控制中的实时性。
(2)数据丢包问题。
由于工业以太网的迟延问题,所以数据丢包问题就不可避免,这也就造成了工业以太网的可靠性问题。对于此,必须要引入网络数据监管机制,对数据丢包率进行严格控制,尤其是对有可能会引发大规模数据丢包的网络载体和流量载体,必须单独构建传输网络,以提高工业以太网在机电设备自动化控制中的可靠性。
3 结语
基于工业以太网实现的远程无人值守自动化控制模式目前已经得到了大规模应用,尽管工业以太网在数据通讯的实时性方面有待突破,但是就目前的技术应用而言,工业以太网应用于工矿自动化控制是完全可行可靠的。本论文在对比分析了目前几种主流的远程控制技术的基础上,重点探讨了基于工业以太网实现的远程机电控制中的网络接入技术,详细探讨了接口技术在实际中的应用,对于进一步提高机电自动化控制的远程化、网络化、信息化水平具有很好的指导借鉴意义。当然,要实现将工业以太网完全取代现有的现场总线技术还有很长的一段路要走,其中需要攻克很多技术难关,这有待于广大网络通信技术人员的共同努力,才能够最终实现工业以太网在工矿自动化控制领域的大规模应用。
参考文献
[1] 颜建军,宋执环,韩波.基于嵌入式Internet的远程监控系统设计[J].机电工程,2003,20(5):55-57.
【关键词】无线传输 温湿度远程监控 系统设计
我国是农业大国,粮食的生产是促进我国经济正常发展的根本所在,其不仅属于经济问题的范畴,同时也属于政治问题。在国家中为了保证粮食存放的安全性,其库存数量要能够满足国家全年使用数量的75%,在我国由于人口众多,因此粮食的库存量相当庞大。在粮食的储存过程中为了减少其产生霉变,就需要对于进行监测。在对粮仓的监测过程中温度和湿度是重要的内容,因此设计出远程检测系统有着十分重要的意义。随着计算机技术应用范围的逐渐扩大,在粮仓的远程监测中使用无线传输技术有着十分重要的现实意义。使用传感器对粮仓中温度值和湿度值进行监测,之后使用驱动电机实现仓库的自动通风。在远程监控系统中使用ZigBee技术进行无线传输能够实现信号的快速传输,有效地解决了监控系统中存在的布线复杂和扩展能力较差的问题,实现粮仓温湿度的实时监控。
一、系统结构设计
(一)系统整体结构
在粮仓温湿度远程检测系统的设计中主要包括:温度和湿度传感器,ZigBee终端节点和协调器、远程服务器和主机等各部分,其中传感器和监测点中的ZigBee终端进行有效连接,之后和协调器之间进行通信连接,在这一过程中,协调器和上机位之间进行连接,上机位为服务器提供相应的服务,例如能够对数据的采集和传输进行有效控制,并未终端中的数据查询提供数据显示,在系统的末端为远程主机。
(二)系统硬件设计
在系统中包括终端节点、协调器和服务器三个部分。其中,终端节点包括:射频模块、供电系统和调试装置以及温湿度传感器。终端节点主要对监测到的粮仓内的温度和湿度进行有效提取,并按照一定的传输原则将数据通过传输协议传输到协调器中。协调器是由射频模块、供电系统和调试装置组成,协调器主要是对串口发送的命令进行准确接收,之后在网络中采用广播的形式发送数据,最后又服务器接收到温度和湿度的相关数据。
(三)系统软件设计
在ZigBee系统软件的设计以Z-Stack为基础,在其结构框架中主要包括:物理层、协议网络层、控制层以及设备对象和应用层组成,在不同的层面中主要通过之间的接口进行通信连接。Z-Stack是以操作系统为基础构建而成的,主要使用消息轮训机制。在系统中要对硬件系统进行初始化,之后再对 各个层面进行初始化,此时整体系统就会处于低耗状态。在进行系统的使用过程中,整个系统就会共同产生反应,转变模式,对发出的指令进行执行。
1.接口函数设计。在系统中通过异步接受装置和数字转换器进行使用是将数据采集过程中使用的数据按照需要进行选择使用,为了保证数据使用的方便性,要将异步接受装置和数字转换器进行封装设置。
2.事件处理函数设计。首先是利用协调器对采集到的数据进行处理,协调器对服务器串口中发送的数据进行接收,之后再将数据传送到终端节点内,最后发送到服务器内进行使用。其次是对终端节点数据采集任务的事件进行处理。在这一阶段中,终端节点主要是对粮仓中的温度和湿度产生的数据进行收集。
二、后台管理系统设计
在粮仓温度远程监测系统中,后台管理位于服务器的一端。在系统的使用过程中要在服务器端完成相应的系统操作,首先是向协调器发送指令和接受协调器传输的数据;其次要想网络用户提供相应的网络服务,为仓库管理人员提供数据查询的有力条件,使其能够准确控制数据采集的频率。在服务中使用java对后台管理系统进行设计。在系统的使用过程中使用访问控制的方式,提高系统使用的安全性,在前台页面中主要包括以下几个方面:
(一)登陆,在进行系统的访问过程中要使用已注册的用户名和正确的密码,只有在进入到系统后才能够进行操作。
(二)用户管理,在使用时,管理员必须要具有高级权限,在此页面中能够进行内容的添加、修改,从而保证系统使用的合法性。
(三)串口设置,在该页面中主要包括服务器中的所有串口,在使用时要保证串口波特率的合适性。
(四)采集控制,其主要是对粮仓中产生的温度湿度数据进行采集。
(五)数据查询,管理员可以利用其进行固定时间段的数据查询,在页面和后台程序实现交互后能够获得相应的数据。
在进行后台接口的设计过程中,要参照整体设计和使用功能规划,在后台管理过程中主要使用数据库和串口设计方式,同时根据数据结果绘制出相应的图形,使得监控数据一目了然。
三、结束语
在粮仓温湿度远程监控系统中使用ZigBee技术实现了对于粮仓中的温湿度数据的准确采集,解决了系统设置中存在的诸多问题,综合互联网技术,建立起了相应的后台管理系统,为仓库管理过程中进行数据的采集和数据查询提供了便利。有力的打破了对管理工作地点的限制。使用该项技术能够保证数据的正确传输,减少温度和湿度误差,保证数据传输的实时性,同时实现了低能耗,在今后的使用中,ZigBee远程监测系统将得到更加广泛的应用。
参考文献:
关键词:智慧校园 android平台 平台结构
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2014)02-0086-01
1 绪言
目前各行各业都加强应物联网应用,教育行业物联网应用加强校园的管理,打造平安校园、智能校园。高等学校的稳定、和谐发展,对社会稳定和和谐社会的构建起到举足轻重的作用,近几年以来,社会各种矛盾比较凸显,使高等学校的安全稳定工作面临严峻的考验。
本论文主要研究移动智慧校园平台的搭建,使学生、教师、管理人员可通过智能手机访问学校网络进行信息查询、管理,只要可以上网就可以随时随地的进行教学管理工作信息的、在线实时办事,提高工作效率。当学校的网络出现故障时,移动智慧校园平台能够得到及时管理、恢复。移动智慧校园平台的广泛应用将提高等学校的服务水平,加速高等学校信息化进程,使学生、教师管理人员不受时空限制,方便快捷地查询、管理各种教学信息。
通过基于移动终端的网络平台全面了解掌握高等学校的所有实时动态的信息,实现教务管理、学生管理、教学管理、校园管理、学生培养和文化生活等各个领域智能化、信息化,高效解决目前高等学校的安全稳定的工作,减少人力、物力、财力的投入,全面提升高等学校的管理水平。使高等学校的安全稳定工作进入一个信息化、智能化的时代。
2 平台结构
可用于移动终端的慧校园网络平台包括客户端和服务器端两部分。
2.1 客户端
学生、老师、只要下载安装客户端app应用软件,就可以进行个人信息管理,如课程查询、成绩查询、选课管理、在线学习、师生互动等。管理人员下载安装客户端app管理应用就可以进行课程信息管理、选课信息管理、成绩信息管理、动态新闻发表、师生互动平台等。
拥有同PC端基本一致的基础功能,同步的信息数据,操作简单方便,界面简洁美观。使学生、教师、管理人员不受时空的限制,方便快捷地查询、管理各种教学信息。
2.2 服务器端
服务器端负责提供该平台的基础功能,接收、存储、处理平台各种数据,同时针对智能终端的特点对原有的网络平台进行升级。
可用于移动终端的智慧校园网络平台示意图如图1所示。
3 平台解决的关键科学问题
(1)基于移动终端的智慧校园网络平台建设和相关接口问题。
(2)基于位置服务的移动智能终端软件开发问题。
(3)移动智能终端数据实时监控、交互。
由于移动智能终端的方便性,与远程监控手段相结合,可进行实时的监控,可对各种数据进行随时随地查看、监控。本移动智慧校园平台通过PHP技术手段完成服务器端的开发,通过服务器对所有客户端进行实时的监控,如果出现异常就马上以短信的方式通知管理人员。
(4)有效的解决远程实时监控的安全问题。
远程实时监控主要是基于因特网平台,在WWW规范、TCP/IP协议的支持下,合理应用管理软件各结构,使管理人员通过访问服务器来迅速获取拥有权限的信息并及时作出响应。但对于移动智慧校园平台而言,安全问题是一直以来比较关注的问题,在高效完成各种功能的同时,如何保护学生、教师的信息也日益严峻。本平台尝试采用加密技术、多层管理、应用等手段来解决网络服务器和移动客户端平台的安全性问题。
4 结语
通过以智能手机、PDA、3G网络、Wi-Fi终端等各种移动技术为载体的智慧校园网络平台。将实现学生和教师可通过智能手机访问学校网络平台进行信息的查询、管理,管理层工作人员只要可以上网就可以随时随地的进行教学管理工作信息的、在线实时办事,提高工作效率。当学校的网络出现故障时,移动智慧校园平台能够得到及时管理、恢复。平台的特点:(1)实用性强,可以投入海南各大高职院校应用。(2)安全性能高,实时进行监控。(3)容易扩展,功能模块较独立。(4)应用简单,学生、老师下载app软件安装就会应用。
参考文献
[1]黄超,李云鹏.“十二五”期间“智慧城市”背景下的“智慧旅游”体系研究[C].北京:2011《旅游学刊》中国旅游研究年会会议论文集,2011年.
论文关键词:远程,视频,监控,管理,系统
随着计算机技术的不断完善和发展,计算机技术在施工管理中已得到广泛应用。远程视频监控管理系统就是计算机技术与网络技术的完美结合,远程视频监控管理系统的采用,不仅降低了管理成本,提高了工作效率,而且还便于及时发现质量安全隐患,确保工程处于受控状态。
本文结合当前青岛市创建标准化示范工地的现场及远程项目管理的需要,探讨远程视频监控管理系统在施工管理中的应用。
一、远程视频监控管理系统简介
远程视频监控管理系统是利用公共电话网、互联网及用户端监控设备对施工现场运行状况实现实时数据采集和处理的监控管理网络系统。
施工项目部和企业远程监控管理中心不必亲临施工现场,便可通过安置在施工现场的程控变焦视频探头掌握施工进度、质量、安全信息及机械设备配备、原材料库存等现场具体情况。为项目决策机构和监控管理机构快速反应提供辅助决策,使项目管理更加科学、快速、便利;还可以对项目管理所需要的材料进行采集、传递和实时共享。大大减少项目信息管理工作量,充分体现网络办公的便捷更能。
二、系统的组成
远程视频监控管理系统由信号采集及反馈设备、传输设备和管理控制中心组成,其主要作用是提供各种信号的采集功能,如视频、音频、烟雾等其他异常信号以及相关参数的采集。
1、采集设备是整个系统的信号源,就像整个系统的“眼睛、耳朵、鼻子”。能对施工现场进行远程监视(视频摄像探头)、监听(拾音器)、监测(红外探头、烟感探头)。通过安置多个摄像探头、拾音器、报警探测器等可以使探测设备覆盖整个被监控对象。通过管理控制设备,可远程对数码视频探头进行变焦、转向。
2、传输设备
传输设备是系统图像信号、声音信号、探测信号向管理控制设备传输的通道。把由输入设备收集的信息转化为音像信号、探测信号,传送给控制中心的监控器上。目前远程视频监控管理系统多采用IP网络传输实现数据传送,如通过局域网、宽带接入、ADSL拨号等方式确保数据采集的实时性。
3、控制管理中心
控制管理中心是实现系统功能的指挥中心,控制设备由显示设备、记录设备、输出设备构成。主要功能有:视频音响信号的显示、输入信号的记录存储、对采集设备的远程调控(调焦、转向、多画面通道的切割切换)以及发出反馈指令等。
管理中心的组成:
管理中心按照逻辑功能可以划分为数据库服务器、管理服务器、流媒体服务器和备用服务器等服务器群。
数据库服务器:数据库服务器提供系统数据的集中管理服务。该数据库系统功能有:用户帐号、登录信息管理;视频服务器信息管理;流量统计管理。
管理服务器:管理服务器主要负责与数据库交互,为整个移动监控系统提供业务逻辑控制。其功能模块包括建立并维护多个客户端的网络连接;鉴权和身份认证;维护用户的登陆会话;接受用户的服务器定位搜索请求,从数据库服务器返回结果。
流媒体服务器:流媒体服务器是提供流媒体业务的核心设备,主要负责移动流媒体的录像保存、实时流媒体转发。
备用服务器:该服务器在管理服务器或者数据库服务器发生意外故障的时候,能够自动转入服务状态,代替执行管理服务或者数据库服务。
三、远程视频监控管理系统在施工中的应用。
即墨市宝龙城市广场是一个集高层住宅、商业社区服务为一体的高档综合住宅小区。该小区由27栋28-32层高层住宅、15栋6层住宅、8栋二层商业网点楼及一个50000m地下车库、一座健身会所组成。工程总占地面积500000m,总建筑面积200000m,6栋住宅小高层均采用现浇钢筋砼剪力墙结构,抗震等级均为四级。该小区于2009年10月开始施工,现已进入装修阶段。为创建青岛市施工现场管理标准化工地,该项目施工现场采用远程视频监控管理系统,运行情况良好,可满足使用要求。
系统的功能作用:
利用公司内部现有的计算机设备和网络条件,针对建筑施工现场控制点分散、难以管理的特点,远程视频监控管理系统所实现的功能有:
通过对工地现场四周、入场门及材料堆放区、仓库的实时监控,防范工地火盗事件的发生。系统可连接多个烟感、红外探头,一旦捕捉异常信号,系统能自动发出预警信号。供项目部办公室及公司办公室管理人员同步复查并进行本地及远程数字硬盘录像,以备事后复查。
通过对工地现场楼梯洞口及临边、材料加工区、机械及电气设备多画面显示监控,同时掌握多现场安全情况,还可以与现场人员即时通话,加强与现场管理的互动。及时发现并制止作业人员违规操作,确保施工质量安全处于受控状态。
为项目部修正进度计划或制定质量安全隐患整改措施提供信息资料。通过对原材料取样、试块制作进行监控,杜绝将不合格材料用于现场。通过调用本地或异地数字硬盘录像,实现施工现场试件、试块取样资料、现场安全影像资料和施工进度信息的资源共享,方便工程参建各方及建设行政主管部门异地监督检查。
支持多方远程视频网络会议,就现场发生的某一事件共同讨论,及时提出解决方案。
关键词:档案馆;温湿度;监控
中铁二院成都地区档案馆为国家二级档案馆,一楼主库房面积约为500平米。系统功能为在主库房内建立一套智能化温湿度监控系统,分别采集各点的温湿度,实现对各区域的温湿度监控,并通过人机交互界面将数据进行显示和处理。如图为档案馆主库房图(图1)。
1 系统构成
该系统是集计算机信息和传感技术、控制技术及通讯技术于一体的监控管理系统。整个系统由采集设备、传输设备及自动控制设备等部分组成。本系统针对档案库房设备的实际情况,考虑到其分散特点,采用前端分散采集、主控机集中管理的远程监控。不仅可以对各库房温湿度进行监测,还可以扩展至消防烟感探测器、浸水传感器、门磁、红外等的监测,将整个库房组成一个自动化的立体交叉式的监控系统,同时还可对电源设备工作状态提取、转换,实现对运行设备的状态监测。这些监控数据,通过传输网络传输到主控机,主控机对前端传过来的报警信号及各种数据进行处理,会产生报警提示等,同时可将报告警信息接入通信系统,让职能部门作出相应的决策处理。
2 系统的功能特点
2.1 环境远程监控
本系统可对整个档案库房集中监控管理,实现“集中监控、集中维护、集中管理”的库房维护管理目标。
系统可实时收集档案库房各设备的运行参数、工作状态及报警信息。在监控中心及区域监控中心,值班操作员可以根据需要显示读取,以便实时监视所有设备的运行;了解各类设备的工作状态。还可以透过图像监视现场设备实况,实现联动告警。系统既能监测各设备各种状态、参数,又能远程对现场对象进行控制操作,还可对运行参数可调对象进行远程参数修改。准确的实现了遥测、遥信及遥控。
对于智能型设备,本系统可依据其接口协议进行监控。对于非智能型设备,本系统利用各种专用模块取点监控,同时还为某些设备加装启动装置及倒换装置,为系统加入强有力的辅助控制功能。系统设置各级操作权限,得到相应授权后,系统管理员可对系统监控对象、人员权限等进行配置。如图为该系统常态访问界面(图2)及系统主操作界面(图3)
2.2 智能报警处理
当被监控对象超出正常范围,无论系统控制台处于任何界面均能及时自动提示报警,采用可视、可闻的声光报警信号。具有多地点、多事件的并发报警功能,无丢失报警信息,报警准确率100%。发生报警时,应由维护人员进行报警确认,如在规定时间内(根据通信线路情况确定)未确认,可根据设定条件自动通过电话等通知相关人员。可根据需要,对各种历史报警信息进行查询、统计和打印。能对不需要作出反应的报警进行屏蔽、过滤。除对被监控对象具备报警功能外,系统还能进行自诊断(如系统掉电、通讯线路中断等),能直观的显示故障内容,从而使系统具有稳定自保护能力。如图为系统报警界面(图4)
2.3 查询功能
可随时查看各库房当前工作状态,调用各种历史记录、报警记录、操作记录,查询内容一目了然,方便快捷。如图为库房温湿度工况界面。
2.4 报表功能
用户可根据数据库所存数据,完成局方要求的报表功能。定点打印相关报表。如:打印监控系统的操作人员清单、打印各监测站报警流水记录、打印日报、月报、打印各检测站之间的统计分析报表、打印当前报警状态报表等。提供各种曲线图、直方图、棒图等辅助工具,使报表更加直观生动。
2.5 强大的存储功能
该系统可对采集数据进行存储介质容量许可范围内的长时间存储,在存储数据同时自动产生备份数据,并可根据要求对备份作类型转换。数据存储可达一年以上,并可转至其他存储媒体。
2.6 自检功能
掉电可自动恢复
系统具有高可靠性,报警准确率为100%;温度采集量范围为0℃~+50℃,精度误差小于±0.5℃,湿度采集量范围为5%~95%,精度误差小于±3%。
3 系统的扩展
在实现监控的同时,我们充分估计到系统的扩容,以满足将来可能的库房规模增大或设备增多的需求。系统通过计算机自身带串口和RS232/RS485转换器构成底层数据采集网,具备一定的扩容能力。构成系统的软、硬件采用模块式结构,可以方便灵活的进行扩充,以适应规模的发展。当增设新的站端时,只需增加站端监控设备,其余部分可简单地通过软件配置完成,将来新增或扩容设备只需加接传感器和相应设备采集单元即可。
4 总结及思考
该温湿度监控系统,实现了对现代化档案馆库房环境及设备实时、全面、精确的监控及管理。满足了档案馆自动化、数字化、智能化的发展需求。系y具备稳定性、开放性、实时性、灵活性、可扩充性及易操作等特点,人机界面友好,所见即所得。在现代化档案馆建设中,值得进一步开发及推广。在下一步的工作中,由于该系统具有良好的扩容性,能否将该系统进一步扩展,实现档案库房除温湿度监测外的其他操作与管理,例如与库房智能密集架系统、安防系统等联动,将是值得进一步思考和研究的方向。
本文基于OPC技术,通过VB 结合sql server等相关软件完成了一套工业现场异构系统集成软件的开发。通过本软件可以有效的将工业现场中不同的OPC server设备间的数据转存到数据库中,从而实现了工业现场之间异构系统的集成。利用本软件可以有效的降低企业异构系统集成的成本,提高了企业的工作效率,同时为将来工业现场远程监控提供了一个很好的平台。
【关键词】异构系统 集成 OPC VB SQL Server
1 引言
随着计算机技术的高速发展,在工业现场领域,一套工业控制系统可能会选用很多不同公司的控制设备来集成一个系统,但由于标准不同,开发者必须对系统的所有设备都编写对应的驱动,这无疑加大了开发的难度,同时由于驱动程序不同,使得不同设备之间通讯的时候容易造成数据拥堵,降低了系统的稳定性。
而OPC技术的出现可以有效的解决存在这些问题。OPC技术为各种软硬件厂商之间提供了明确的分工,软件厂商只需针对相应的接口进行编程,就可连接不同的设备。同时硬件设备厂商只需在设备中提供符合OPC规范的接口即可。这样极大提高了设备之间的互操作性。有效的解决了工业现场异构系统的集成问题。
2 系统整体结构
为了解决工业现场异构系统的集成,本文利用VB 6.0 开发了一套基于OPC技术的工业现场异构系统集成软件,该系统整体结构如图1所示,通过VB编写的客户端软件,可以将符合OPC规范的不同设备之间的数据都存储到数据库中,从而有效的完成了工业现场异构系统之间的数据的集成。
3 软件的设计及实现
3.1 软件的设计
本软件设计的重点是如何利用VB来实现读取OPC server中的数据,并将读取到的数据转存到数据库中。
3.2 软件的实现
3.2.1 OPC 技术原理
本软件设计主要是开发OPC 客户端软件,而OPC 服务器端一般通过相应的组态软件来实现。对于OPC服务器通常有两种访问接口,一种是OPC自定义接口,一种是OPC自动化接口。OPC自定义接口一般用c或者c++等程序来编写。而OPC自动化接口主要采用VB或dephi等软件来编写。实际应用中,并不是所有的OPC服务器都提供自动化接口,如果要采用自动化接口,需要对自定义接口进行进一步的封装,使其成为自动化接口,本次软件设计中,采用的是OPC自动化接口完成对OPC Server的访问。
3.2.2 利用VB 编写OPC 客户端的原理和代码
使用VB编写OPC客户端的原理主要是通过创建OPC服务器对象,然后进行连接。进而创建OPC的组对象,在组对象中添加OPC数据项标签,在OPC数据项标签中进行数据的读写。
其中对数据项标签的读写又分为异步和同步两种方式。在本次软件设计中,由于为了提高效率,因此采用同步的方式来读取数据。
相关代码的实现:
(1)连接OPC服务器。
Dim MyOPCServer As OPCServer ‘定义服务器对象变量MyOPCServer
Dim MyOPCGroup As OPCGroup ‘定义OPC组对象变量MyOPCGroup
Set MyOPCServer = New OPCServer
MyOPCServer.Connect " OPCServer.WinCC.1" ‘连接OPC服务器
(2)添加OPC组对象。
Set MyOPCGroup="MyOPCServer".OPCGroups.Add("Group1")
‘添加OPC组对象
MyOPCGroup.IsSubscribed= True‘设置该组数据为后台刷新
MyOPCGroup.IsActive = True‘设置该组为激活状态
MyOPCGroup.UpdateRate=1000‘设置数据刷新时间为1000
(3)添加数据项。
Dim ItemIDs() As String
Dim ClientHandles() As Long‘客户端句柄
Dim ServerHandles() As Long‘服务器端句柄
Dim Errors() As Long
Dim i As Long
ItemCount=4
ClientHandles(i) = I
…………………..
MyOPCGroup.OPCItems.AddItems ItemCount, ItemIDs, ClientHandles, ServerHandles, Errors‘添加数据项操作
(4)同步数据读写。
……………………
MyOPCGroup.SyncRead OPCCache, ItemCount, ServerHandles, ReadValue, Errors‘同步读数据
MyOPCGroup.SyncWrite ItemCount, ServerHandles, valuess, Errors‘同步写数据
(5)断开OPC服务器。
MyOPCServer.OPCGroups.RemoveAll‘移除所有OPC Group
Set MyOPCGroup = Nothing
MyOPCServer.Disconnect‘断开连接
3.2.3 利用vb的ADO技术进行数据的转存
在VB 6.0主要利用ADO技术来完成对数据库的访问,在VB 中如果想使用ADO技术首先应该创建该对象,然后通过对相关控件属性的设置即可进行数据库的连接。相关的核心代码为:
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("采集时间") = TimeStamp4
Form7.Adodc1.Recordset.Update
Form7.Adodc1.Refresh
………………………………..
End Sub
4 结论
在工业现场领域中,OPC的作用已经越来越重要。它给硬件和软件提供商提供了一套标准,本次软件的设计正是基于这一标准,成功的利用vb开发一套OPC客户端软件,可以有效的将不同系统中OPC服务端的数据转存到数据库中,从而为工业现场异构系统之间数据集成提供了可能。
众所周知,工业现场正在向信息化和网络化发展,而企业对工业现场的远程监控的需求越来越多,而本次软件的设计,已经将异构系统之间的数据很好的转存到了数据库中,这就为将来工业现场异构系统之间的远程监控提供了一个很好的平台。
参考文献
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[3]吴晓蕾,李逸,胡国军,刘渤,张细兰.通过OPC实现VB访问WINCC数据[J].电气传动,2009,39(12):63-66.
[4]刘伟,田雨.OPC技术在检测控制系统中的应用[J].电子设计工程,2009,17(8):100-106.
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[8]Z-Word Inc.Dynamic C premier for semiconductor microprocessor integrated C development system user's manual[M].Califomia:Z-Word Corporation,1999.
作者单位
关键词:OPC,MCGS,远程监控
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
中图分类号:TU2文献标识码:A文章编号:
前言:本论文对C/S和B/S两种不同模式的远程监控系统进行了比较和分析,并提出了一种新型应用结构体系,用VB编写OPC客户端和ActiveX控件,以MCGS作OPC服务器,将控件嵌入到Web网页中的开发过程。实现了控制系统的远程仿真实验。思路新颖,课题研究采用新型应用结构体系可行、实用。
1 课题研究背景和意义
《楼宇智能化技术》精品课程网站,主要介绍“建筑电气”学科的最新发展方向,为学生提供丰富的建筑电气方面远程教育。开发智能建筑网络仿真试验系统,既可以弥补实验仪器和设备的缺乏或不足,又可以解决建筑智能化的实验环节问题。
2 远程监控技术
2.1 网络计算机模式简介
网络计算机模式的分类主要是基于客户机和服务器。目前流行的网络计算模式是客户机/服务器(C/S)模式和浏览器/服务器(B/S)模式。
2.2 C/S模式体系结构
C/S结构(Client/Server结构)是大家熟知的客户机和服务器结构如图1所示。它是软件系统体系结构,通过它可以充分利用两端硬件环境的优势,将任务合理分配到Client端和Server端来实现,降低了系统的通讯开销。目前大多数应用软件系统都是Client/Server形式的两层结构。
传统的C/S体系结构虽然采用的是开放模式,但这只是系统开发一级的开放性,在特定的应用中无论是Client端还是Serv[]er端都还需要特定的软件支持。由于没能提供用户真正期望的开放环境,C/S结构的软件需要针对不同的操作系统系统开发不同版本的软件,。而且代价高,效率低。
图1C/S体系结构
2.3 B/S模式体系结构
在B/S体系结构系统中如图2所示,用户通过浏览器向分布在网络上的许多服务器发出请求,服务器对浏览器的请求进行处理,将用户所需信息返回到浏览器。B/S结构简化了客户机的工作,客户机上只需配置少量的客户端软件。服务器将担负更多的工作,对数据库的访问和应用程序的执行将在服务器上完成。浏览器发出请求,而其余如数据请求、加工、结果返回以及动态网页生成等工作全部由Web Server完成。
实际上B/S体系结构是把二层C/S结构的事务处理逻辑模块从客户机的任务中分离出来,由Web服务器单独组成一层来负担其任务,这样客户机的压力减轻了,把负荷分配给了Web服务器。
图2B/S体系结构
2.4 系统设计原理图
为克服以上不足,在原有B/S体系结构基础上,采用一种新的体系结构如图3所示。
图3系统结构原理图
该系统由浏览页面层、Web服务器层、应用服务器层、数据服务器层组成。最下一层数据服务器层包括了按一定组织结构存放各种被测数据信息的实时数据库和现场设备、仪表等,负责采集、存储、管理实时数据。数据服务器层的访问以OPC作为通用接口,获取现场信号。
应用服务器层是一个中间件,接收Web服务器的数据服务请求,按照所需的数据对象向数据服务器提交请求,得到相应的数据,再打包、发送到Web服务器。
Web服务器层为用户提供嵌有人机交互显示控件和通信数据控件的监控页面。通信数据控件是核心,负责管理各个显示控件所需的数据。各个显示控件通过Script向通信数据控件注册,说明各个控件需求的数据;通信数据控件通过DCOM协议与应用服务器通信,并在接受应用服务器发送的数据后,解析数据包,把数据分发给相应的显示控件,显示控件按照设定的文本或图形显示数据。最上层浏览页面层即客户浏览器,监控人员通过HTTP向Web服务器传送一个需要特殊HTML文件的请求,服务器接收到这个请求并将HTML传回客户浏览器,浏览器阅读页面并显示出来。
在该种结构体系中,一些需要用Web处理的,满足大多数访问者请求的功能界面(如信息查询界面)采用B/S结构。后台只需少数人使用的功能应用(如数据库管理维护界面)采用C/S结构。组件位于Web应用程序中,客户端发出HTTP请求到Web Server。Web Server将请求传送给Web应用程序。Web应用程序将数据请求传送给数据库服务器,数据库服务器将数据返回Web应用程序。然后再由Web Server将数据传送给客户端。对于一些实现起来困难的功能或一些需要丰富的HTML页面,通过在页面中嵌入ActiveX控件来实现。
3 基于OPC技术MCGS组态软件在网络通讯研究
MCGS本身就是一个OPC服务器,符合OPC标准的客户端都可以读取MCGS实时数据库中的数据。因此只要开发一个满足OPC技术规范的OPC客户端并连接到该MCGS OPC服务器上,即可实现与MCGS之间的通讯。MCGS利用OPC通讯时,其服务器名为MCGSRUN.OPCDataCentre,Group可以根据需要自己定义,Item为要进行操作的MCGS实时数据库中的变量名。
OPC服务器由3类对象组成,相当于3种层次上的接口,包括:服务器(OPC Server)、组(OPC Group)和数据项(OPC Item)。
实现OPC客户端的主要过程如下。
(1)初始化COM口;
(2)建立和MCGS OPC服务器的连接;
(3)建立服务器连接后,在该服务器下添加一个Group对象,同时在该函数中给该Group对象命名并设置客户端的数据刷新时间间隔等;
(4)在Group对象建立之后,可以在该Group下添加需要的Item对象;
(5)当OPC技术规范的3个层已经建立,就可以对Item进行操作了,对指定的Item对象进行数据同步读写操作;
(6)断开MCSG OPC服务器的连接。
4 具体实现过程
4.1 使用Visual Basic开发OPC ActiveX控件
(1)建立一个简单的ActiveX控件;
(2)建立3类OPC对象服务器(OPC Server)、组(OPC Group)和数据项(OPC Item);
(3)编写连接和断开OPC服务器代码;
(4)建立属性页;
(5)进行窗体的设计和命令按钮的事件处理;
(6)生成ActiveX控件。
4.2 建立MCGS工程
本文将建立一个空调热湿处理系统,之后把此系统作OPC服务器,供用户远程访问。如图4所示。
4.3在Web中实现MCGS工程运行
在WEB页面中使用ActiveX控制,还要对之进行包装,将有关的动态连接库及信息文件压缩到一个扩展名为CAB(Cabinet)文件中。在服务器端进行IP地址和端口配置,在客户端进行安全级别配置。在HTML文件中,使用OBJECT标签插入ActiveX控制,并利用VBScript或者JScript访问该ActiveX控制。得运行结果如图5所示。
图4新建空气热湿处理系统图5嵌入Web的空气热湿处理系统
5 结论
整个系统的设计和实现过程如下:ActiveX控件编写,以MCGS作OPC服务器,将控件嵌入到Web网页中。实现了用户在客户端没有安装MCGS软件情况下,通过Web页操作虚拟实验设备,进行控制系统的远程仿真实验。总体上达到设计的目的。
参考文献
【关键字】智能化楼宇,安防,自动监控,报警系统,研究
中图分类号:TB381 文献标识码:A 文章编号:
一.前言
智能楼宇(Intelligent Building)目前的提法很多,日本、美国、欧洲、新加坡等国家。以及国际智能工程学会的提法都不尽相同。我国与日本的情况比较相近.日本机电工业协会楼宇智能化分会把智能化楼宇定义为:综合计算机、信息通信等方面的最先进技术,使建筑物内的电力、空调、照明、防灾、防盗、运输设备等协调性的工作。实现建筑物自动化(BA)、通信自动化(CA)和办公自动化(OA),将这三种功能结合起来的建筑,就是智能化楼宇。
二.智能化楼宇安防自动监控报警系统的必要性
1.随着计算机技术的不断发展.新观念和新技术不断更新.这些将对智能化楼宇的发展有了更高和更新的要求.也要求在智能楼宇的建设中要不断地增加新的目标和功能。楼字自动化系统也叫建筑设备自动化系统(BuidingAutomationSystem,BAS),是智能楼宇建筑不可缺少的一部分,其任务是对建筑物内的能源使用、环境及安全设施进行监测、控制.以提供一个既安全可靠、节约能源、舒适宜人的工作或居住环境。
2.特别是随着我国国民经济的迅速发展,安防系统的相对滞后已经严重阻碍了我国国民经济的发展。伴随着我国各个行业的智能楼宇化。这种矛盾越来越突出嘲。因此,强调把安防自动报警系统纳入到建筑智能化楼宇系统中、提高楼宇自动化水平,迎合当前通过楼宇自控技术实现更多、更高要求的需要。是符合世界发展潮流的.也是当前发展的紧迫问题。
3.本研究的安防自动监控报警系统应用了现代化的控制部件与设备,查询了人们无法实时检查的环境.将楼宇建筑物中的重要场景传输到一个或多个监控系统并显示。使在无人值守的各类情况下及时观察、了解灾情、监控盗情、记录窃情与相关的暴力犯罪行为。它可以通过遥控摄像机及其辅助设备(镜头、云台、门禁、防盗探头等)直接观看被监视场所的情况。同时,监控系统还可以与消防报警等其他安全技术防范体系联动运行,使防范能力更加强大。该监控系统的另一个特点是可以把被监视场所的图像及声音全部或部分地记录下来,为日后对某些事件的处理及分析提供了方便条件及重要依据。
三.自动监控报警系统组成介绍
1.系统的组成
系统主要由前端信息采集系统、信息传输控制系统、远程拓展系统信息管理系统和自动报警系统组成,如图l所示。
图一 控制中心设计原理框图
(一)前端信息采集系统:主要由图像信息采集和探头信息采集两部分组成。图像信息采集部分是监控系统的主要部分,是整个系统的“眼睛”.它把监视的内容变为图像信号传送到控制中心的监视器上显示并实时存储。探头信息采集通过各种监控探头(如红外线防盗探头、消防探头、门禁探头等1实时监控各个探头信息点的实时状态,通过信息传输控制系统送达信息管理系统判断处理。包括摄像机、镜头、云台、智能球形摄像机探头、红外探头.玻璃破碎感知器或门磁开关等。
(二)信息传输控制系统:主要传输前端各信息监视点的实时状态信息.并对所采集系统中各数据采集点控制,包括传输线缆、光纤传输、同轴电缆传输、网线传输、无线传输。
(三)远程拓展系统:包括IP监控、远程监控、网络监控、视频会议等技术交流。
(四)信息管理系统:负责处理由前端监视摄像采集系统采集的信息数据。通过信息管理系统,将传送过来的图像信息显示在监视器上,记录所有的图像及监控信息。计算并生成对所采集监控信息的信息处理结果,受理台显示发生警情的用户的相关信息。系统包括dvr硬盘录像系统、视频矩阵、画面处理器、切换器、分配器、报警主机。
(五)自动报警系统:对信息管理系统得出的警报事件.将需要处警的报警事件转发到1 10指挥中心或有关的处警单位。
2.设备配置
(一)控制中心需对前端监控探头等进行实时监控和记录。考虑到监控效果要求比较高、图像质量要求清晰稳定,控制中心采用3台全实时(回放、监视都是25帧,秒)的16路的嵌入式硬盘录像机进行实时监控、录像,嵌入式硬盘录像机是完全脱离PC平台设计的,彻底杜绝了病毒的入侵,启动迅速、性能稳定,系统参数及程序在断电时也不会丢失。
(二)硬盘录像机本身不带硬盘,为了能够保存一段时间内的录像资料.至少需给每一台硬盘主机配备2块500G硬盘(硬盘占用空间按0.15G/小时/路来计算)。
(三)可以自选配备l台音视频矩阵,由至少8台监视器组成电视墙.可以多点监控、指定监视器监控等。嵌入式硬盘录像机的输出信号首先输入到视频矩阵,然后通过视频矩阵输出到监控电视墙上。
(四)要实现同一时间硬盘录像机的录像功能和电视墙的监视功能。需将输入信号一分为二.选配音视频分配器4台。
(五)为了实现视频控制矩阵、主控计算机能够并行控制前端的摄像头和云台.需要一个系统协议转换器(BL—D322C)。
(六)考虑到多个用户同时访问网络将带来流量瓶颈等问题,使用视频服务器来进行中转。让视频服务器提供强大的负载能力。
3.报警功能
报警功能包括:防盗防火防燃气泄漏;远程监听、布防与撤防;10秒钟录音及紧急求助;切断通话,优先报警;后备电源可达24小时等。一旦住宅办公室、仓库或机房等有人非法进入。以及有其他紧急求救时,通过探测器的感应,系统会自动拨通事先设定的报警电话,用事先录入的语言报告发警地点和名称、电话号码等警情信息(见图2)。防盗防入侵报警系统一般由报警主机及报警探头组成.而探头分为红外、微波双探测器及闪光报警器等。
图二 报警中心设计原理图
4.实现过程
警报接收与处理主机也称为防盗主机.是报警探头的中枢.负责接收报警信号、控制延迟时间、驱动报警输出等工作嗍。将某区域内的所有防盗防侵入传感器组合在一起.形成一个防盗管区,一旦发生报警就可在防盗主机上一目了然地反映出区域所在。防盗主机目前以多回路分区防护为主流。优越的系统更可显示出警报来源是该区域内的哪一个报警传感器及所在
位置。以便采取相应的接警对策。现代的防盗主机都采用微处理器控制,内有只读存储器和数码显示装置,普遍够编程并有较高的智能,主要表现为:
(一)以声光方式显示报警,以人工或延时方式解除报警:
(二)对所连接的防盗防侵入传感器,可根据需要而设置成布防状态或撤防状态.也可用程序编写控制方式和防区回路性能:
(三)可接多组密码键盘,可设置多个拥护密码,以进行保密防窃:
(四)遇有警报时,其报警信号可以经由通信线路。以自动或人工干预方式向上级部门和保安公司转发.以快速沟通信息或组网:
(五)可程序设置报警连动动作,即遇有报警时,防盗主机的编程输出端可通过继电器接点闭合执行相应的动作。
(六)电话拨号器同警号、警灯一样,都是报警输出设备。可通过电话线把事先录好的声音信息传输给某个人或某个单位。
四.结束语
智能化楼宇安防自动监控报警系统对于楼宇的安全十分重要,因此对于这方面的研究具有重要的意义和价值。
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