欢迎来到千学网!
您现在的位置:首页 > 实用文 > 其他范文

基于VB的分布式监控系统通信设计

时间:2022-08-26 08:30:44 其他范文 收藏本文 下载本文

以下是小编帮大家整理的基于VB的分布式监控系统通信设计,本文共10篇,仅供参考,大家一起来看看吧。

基于VB的分布式监控系统通信设计

篇1:基于VB的分布式监控系统通信设计

分布式监控系统已在工业领域得到广泛应用,许多企业对于中小规模的设备,如中小型热电厂和水电站,出于硬件软件投资利润率和性能价格比的考虑,常常是自行开发或参与开发本企业的监控系统。而许多企业在成套引进大型DCS系统后,也常因实际情况而需要自行开发或改进其监控系统。

分布式监控系统以微机为基础,用数据通信将微机连在一起实现数据共享,从而对工业过程进行集中监视管理和分散控制。因此,分布式监控系统中通信的设计与实现是至关重要的环节。Visual Basic开发语言具有简洁明了、编程效率高、开发周期短的特点,利用

VB中的多种通信手段,可实现分布式监控系统的多种通信功能。

篇2:基于VB的分布式监控系统通信设计

分布式监控系统的数据采集站可直接与现场带有标准RS―232C接口的智能仪表、PLC和单片机等链接,并可通过扩展控制卡形成一个数据采集子网,以高速准确地获取数据。VB的MSCOMM通信控件具有完善的串口数据发送和接受功能,利用它可以屏蔽对硬件的.操作,简易快捷地进行串行通信编程。

本文的实例为上位机与OMRON 200HG系列PLC的1:N链接通信。带有RS―485接口通信板的PLC直接挂在RS―485总线上,上位机通过RS―232C /RS―

485转换器与总线相连,这样即构成数据采集子网,甚至可以是一个独立的小型分布式监控系统。其它仪器仪表设备,只要是标准串口都可以类似方式直接或间接与上位机链接。

关于VB的MSCOMM控件可参考相关资料。本例通信程序摘要如下:

(1)        初始化程序

Mscomm1.Commport=2           ’ 选择COM2

Mscomm1.Settings=”9600,N,8,2”   ’ 设置通信参数

Mscomm1.Inputlen=0             ’ 读入接收缓冲区全部字符

Mscomm1.OutbufferSize=256      ’ 设置发送缓冲区大小

Mscomm1.InbufferSize=512       ’ 设置接收缓冲区大小

Mscomm1.PortOpen=True          ’打开

COM2

(2)        发送命令程序

比如读取节点号03的PLC中IR000到IR009的内容,并放到tag1字符串变量中,此时有:

Dim Command, node, begin, number as string

Dim Answerlen as integer

node=”03”            ’节点号

Command=”RR”       ’命令为读IR区

begin=”0000”          ’从IR000开始

篇3:基于VB的分布式监控系统通信设计

基于VB的分布式监控系统通信设计

摘  要  本文介绍了利用VB的多种通信手段实现分布式监控系统的多种通信功能,对每一种通信手段给出其原理和应用实例。

关键词  VB  通信  串行口  控件  DDE  API

The Communication Design of Distributed Control System Based on VB

Abstract:  This article introduces the realization of many communication functions of Distributed Control System with the application on lots of communication methods of VB.

Key Words:  VB, Communication, Serial Port, Control Box, DDE, API

1. 概论

分布式监控系统已在工业领域得到广泛应用,许多企业对于中小规模的设备,如中小型热电厂和水电站,出于硬件软件投资利润率和性能价格比的考虑,常常是自行开发或参与开发本企业的监控系统。而许多企业在成套引进大型DCS系统后,也常因实际情况而需要自行开发或改进其监控系统。

分布式监控系统以微机为基础,用数据通信将微机连在一起实现数据共享,从而对工业过程进行集中监视管理和分散控制。因此,分布式监控系统中通信的设计与实现是至关重要的环节。Visual Basic开发语言具有简洁明了、编程效率高、开发周期短的特点,利用VB中的多种通信手段,可实现分布式监控系统的多种通信功能。

2. 与下位机的通信

分布式监控系统的数据采集站可直接与现场带有标准RS-232C接口的智能仪表、PLC和单片机等链接,并可通过扩展控制卡形成一个数据采集子网,以高速准确地获取数据。VB的MSCOMM通信控件具有完善的串口数据发送和接受功能,利用它可以屏蔽对硬件的操作,简易快捷地进行串行通信编程。

本文的实例为上位机与OMRON 200HG系列PLC的1:N链接通信。带有RS-485接口通信板的PLC直接挂在RS-485总线上,上位机通过RS-232C /RS-485转换器与总线相连,这样即构成数据采集子网,甚至可以是一个独立的小型分布式监控系统。其它仪器仪表设备,只要是标准串口都可以类似方式直接或间接与上位机链接。

关于VB的MSCOMM控件可参考相关资料。本例通信程序摘要如下:

(1) 初始化程序

Mscomm1.Commport=2           ' 选择COM2

Mscomm1.Settings=“9600,N,8,2”   ' 设置通信参数

Mscomm1.Inputlen=0             ' 读入接收缓冲区全部字符

Mscomm1.OutbufferSize=256      ' 设置发送缓冲区大小

Mscomm1.InbufferSize=512       ' 设置接收缓冲区大小

Mscomm1.PortOpen=True          '打开COM2

(2) 发送命令程序

比如读取节点号03的PLC中IR000到IR009的内容,并放到tag1字符串变量中,此时有:

Dim Command, node, begin, number as string

Dim Answerlen as integer

node=“03”            '节点号

Command=“RR”       '命令为读IR区

begin=“0000”          '从IR000开始

number=10              '读取长度

Answerlen=51           '计算接收字符串长度

进行命令发送和接收应答处理:

Dim  FCS, I as integer

Dim  s ,f as string

s=“@”+node+Commad+begin+number

FCS=0

For i=1 to Len(s)

FCS=FCS xor Asc(Mid$(s,i,1) )      '帧校验码FCS

Next i

f=Hex$(FCS)

If  Len(f)=1  Then  f=“0”+f

Commfrm.MSComm1.Output=s + f + “*” + CHR$(13)   '命令帧发送

Do

Dummy=DoEvents

Loop Untill Commfrm.MSComm1.InbufferCount >= Answerlen   '等待应答帧

Do tag1= Commfrm.MSComm1.Input

Loop Un

till Commfrm.MSComm1.InbufferCount=0  '读完应答帧

上述程序具有相当的通用性,对于其它设备不同的只是各自的数据帧格式,因而只需做相应少量修改即可。

3. 节点自身的“通信”

节点自身的“通信”是一种形象的说法,严格说来应是VB应用程序利用DDE技术与本节点其它Windows应用程序进行数据交换。DDE(Dynamic Data Exchange)即动态数据交换,它是Windows支持的三种内部通信机制之一,是应用程序间通过共享内存进行进程间通信的一种形式。应用程序间进行数据交换称为“会话”(Conversation),申请会话端叫客户(Client),响应申请端叫服务器(Server)。一旦客户与服务器间建立起DDE所需的数据链路就可自动进行数据交换。

在监控系统开发中,工控组态软件以其功能强大、使用方便等特点得到广泛应用,但在处理复杂数据时其计算功能受到一定限制,而VB可以较好地弥补这一不足,并且还能承担数据采集、报表打印等功能。这就需要在VB应用程序与组态软件应用程序间进行动态数据交换。

VB中只有TextBox、PictureBox、Label和Form可以与其它应用程序进行动态数据交换,控件用于DDE的属性项有LinkTopic(连接主题)、LinkItem(连接项)、LinkMode(连接模式)和LinkTimeout(连接等待时间)。

这里以本实验室的小型分布式监控实验系统为例,介绍一个VB应用程序与组态王5.0应用程序间实现DDE的实例。

3.1 VB作为Server,组态王作为Client

当有些参数需要从VB应用程序传输到组态王应用程序,如VB从PLC采集水位值参数至程序Ser.vbp的Text1,再将数据动态传递给组态王的I/O变量SW,这时VB作为Server,组态王作为Client。

VB程序Ser.vbp 中属性设置如下(Form1为Text1所在窗体):

Form1.LinkTopic = “water”      数据交换的话题

Form1.LinkMode = 1           作为服务器

组态王的设置如下:

新建一个名为vbdde的DDE设备,服务程序名Ser,话题名water,数据交换方式为标准WINDOWS项目交换。新建一个名为SW的I/O变量,连接设备设为vbdde,项目名设为Text1。

3.2 组态王作为Server,VB作为Client

当有些参数需要从组态王传输到VB,如为了提高变频器电压以提升泵速,可在组态王应用程序中改变I/O变量BS值并动态传递给VB的Text2,VB接收到数据后经处理再传递给PLC相应继电器区。这时组态王作为Server,VB作为Client。

组态王设置如下:

新建一个名为BS的I/O变量,连接设备设为已建立的vbdde设备,项目名设为bengsu。

VB程序Ser.vbp中设置如下:

Text2.LinkTopic = “view|tagname”

Text2.LinkItem = “bengsu”

Text2.LinkMode = 1

TextBox控件有无连接、自动式连接、被动式连接和通知式连接四种连接模式,可依据实际情况灵活运用。

4. 网络通信

VB6.0与旧版本相比较,最明显的特点是增加了强大的网络功能,将其用于分布式监控系统中可以轻松地实现远程通信。VB的WINSOCK控件有效屏蔽了对WINDOWS套接字的'低层操作,可方便地建立起网络中任意两个具有唯一IP地址节点间的连接,并通过UDP或TCP协议进行数据交换,可用于创建Client/Server应用程序。

本文举分布式监控系统中节点间通信的实例,其中节点A(IP地址202.114.102.134)作为服务器负责某一区域的数据采集与处理,程序内有一名为TCPServer的Winsock控件;节点B(IP地址202.114.102.135)是同级或上一级的某一节点,作为客户机,其程序内有一名为TCPClient的Winsock控件。

节点A服务器核心程序如下:

(1)初始化程序

tcpserver(0).RemoteHostIP = 202.114.102.135

tcpserver(0).LocalPort = 1001   'tcpserver(0)专用于侦听

tcpserver(0).Listen

(2)发送数据程序

tcpserver(Index).SendData Text1.Text

(3)处理客户机连接请求程序

Private Sub TCPServer_ConnectionRequest(Index As Integer, ByVal requestID As Long)

Load tcpserver(Index)

tcpserver(Index).Accept requestID

End Sub

(4)客户机数据到达处理程序

Private Sub TCPServer_DataArrival(Index As Integer, ByVal bytesTotal As Long)

Dim RD As String

tcpserver(Index).GetData RD, vbString

txtRD.text=RD

tcpserver(Index).SendData RD

End Sub

(5)关闭连接程序

Private Sub TCPServer_Close(Index As Integer)

tcpserver(Index).Close

Unload tcpserver(Index)

End Sub

以上程序着重说明Winsock控件的主要属性、方法和事件,如要实现多进程(多个客户程序同时运行),可应用创建控件数组来代表已连接的控件实例的方法处理。

节点B客户机核心程序如下:

Private ConnectFlag As Boolean               '设置判断是否连接标志

(1)初始化程序

TCPClient.RemoteHost IP= 202.114.102.134     '远程计算机IP地址

TCPClient.RemotePort = 1001                 '远程计算机端口

ConnectFlag = False

(2)申请连接程序

If  Not ConnectFlag Then

TCPClient.Close

TCPClient.Connect

Do

DoEvents

Loop Until TCPClient.State = sckConnected

ConnectFlag = True

End Sub

(3)数据到达处理程序

Private Sub TCPClient_DataArrival(ByVal bytesTotal As Long)

Dim RD As String

TCPClient.GetData RD, vbString

txtRD.text = RD

End Sub

(4)发送数据程序

TCPClient.SendData txtSD.Text

(5)关闭连接程序

Private Sub TCPClient_Close()

TCPClient.Close

Do

DoEvents

Loop Until TCPClient.State = sckClosed

ConnectFlag = False

End Sub

5. 远程通信

当监控系统的一些重要信息,如严重事故,需要及时通知有关部门即实现远程通信时,可以利用网络中某一连接至Internet的带有MODEM的节点,通过MODEM自动拨打电话,将信息及时地送达有关部门。

应用VB的MSCOMM控件可实现这一功能,基本方法与下位机通信类似。这里介绍调用API函数直接写I/O端口,使用设备控制块DCB的方法拨打电话并挂起MODEM。

首先利用VB的API Viewer浏览器在module1模块中声明对以下函数、数据类型和常量的引用:

CreateFile 函数

CloseHandle 函数

BuildCommDCB 函数

SetCommState 函数

DCB数据类型

GENERIC_READ常量

GENERIC_WRITE 常量

OPEN_EXISTING 常量

(1) MODEM设置子程序

Public Function ModemSetup( ) As Boolean

Dim lResult As Long

Dim lCommHandle As Long

Dim DCB_Comm As DCB

Dim tDCBConfig As String

ModemSetup = True

'指定lCommHandle为通信源对象的句柄

lCommHandle = CreateFile(COM2,GENERIC_READ Or GENERIC_WRITE, _

0&, 0&, OPEN_EXISTING, 0&, 0&)

'构造DCB对象的初始化字符串

tDCBConfig = “baud=9600” & “parity=NONE” & “data=8” & “stops=1”

'用初始化字符串指定DCB对象的规范

lResult = BuildCommDCB(tDCBConfig, DCB_Comm)

'根据指定DCB对象的规范来设定通信设备

lResult = SetCommState(lCommHandle, DCB_Comm)

lResult = CloseHandle(lCommHandle)

End Function

(2)发送数据子程序

Public Function ModemSD(tComm As String, tModemSend As String) As Boolean

Dim nModem As Integer

ModemSS = True

nModem = FreeFile

Open tComm For Output As nModem

Print #nModem, tModemSend

Close #nModem

End Function

(3)主程序

ModemSetup

ModemSS(COM2, “ATDT” &“02767802169”& vbCr)

ModemSS(COM2, “ATDT” & txt1.Text & vbCr)

ModemSS(COM2, “ATH” & vbCr)

本例重在说明基本原理,没有加入错误捕获陷阱及通信异常处理。

6. 结束语

本文介绍了应用VB开发分布式监控系统的各种通信功能的基本原理和实例。通过以上实例可以看出,用VB开发通信程序简洁明了,编程效率高,可维护性好,尤其适用于自行开发中小型分布式监控系统。

参考文献

1. 俞旭明等,Visual Basic 6.0网络开发技术,人民邮电出版社,

2. 陶文伟等,InTouch和VB之间的动态数据交换,电脑与信息技术,1999,(6)

3. C200HX/C200HG/C200HE编程手册,日本欧姆龙公司,

篇4:分布式发电机励磁监控系统的设计

发电机励磁系统是采集发电机电压和电流的变化及其它输入信号,并根据控制准则控制励磁功率单元输出励磁电流(供给发电机转子线圈)的系统。发电机励磁系统对于维持电力系统的电压水平、提高电力系统稳定运行的能力、改善电力系统及发电机的运行条件等起到重要的作用。微机励磁调节器是励磁系统的核心元件,除了完成控制功能外,还要实现人机交互、远方通信等功能。单微机难以实现所有功能,故采用双微机设计励磁调节器,并通过通信网络构建分布式发电机励磁监控系统。

1硬件结构

系统硬件结构如图1所示,其中,励磁控制微机实现人机交互和励磁电流控制,通信控制微机协调上位监控PC机和励磁控制微机的数据交换。

励磁控制微机采用51单片机的应用模式,由显示、显示召唤、按键、模拟量输入、PID参数设置、看门狗电路、同步信号输入、触发脉冲输出、灭磁接点输入等单元组成。显示单元采用外接6片串入并出移位寄存器芯片74LS164驱动发光数码管,显示内容由召唤显示拨轮开关进行选择,有巡回和召唤两种显示方式。外扩一片并行接口芯片8155,8155的A口与面板上的拨轮开关相连,用于召唤显示;B口与八位地址开关相连,用于设定PID参数;C口用于输出触发脉冲,脉冲经达林顿管放大、脉冲变压器隔离后接到主回路可控硅的触发极。灭磁接点、按键接到单片机的I/O口线,按键主要有增励、减励、运行方式恒电压/恒电流选择等。同步信号经隔离后接到单片机的INT1管脚。模拟量经ADC0809A/D转换芯片接到单片机,采集的主要模拟量有发电机机端电压、励磁电流、发电机送出的无功电流、电压给定值、励磁电流给定值等。

通信控制微机由单片机、通信接口、波特率设置、地址编码、RAM等单元组成。波特率设置、地址编码用地址开关来实现。地址编码用于设置本子站的'地址码,共有256个编码。波特率有1200bps、2400bps、4800bps、9600bps等可选。外扩一片6264RAM用于存放通信中间数据。通信接口采用MAX1487实现RS485电平的转换。

上位监控PC机可采用IPC或PC机。操作系统为Windows98。PC机外接台湾研华公司的ADAM4520实现RS232/RS485的转换。

2双微机通信方案的设计

双微机数据交换有松耦合和紧耦合两种方式。松耦合采用数据通信方式进行两机数据交换,紧耦合采用共享数据存储器方式进行两机数据交换。本系统中励磁控制微机与通信控制微机的数据交换方式为松耦合方式,通信协议自定义。在松耦合方式中可用的数据通信方式有串行异步通信、串行外设接口(SPI)、并行数据通信等,如图2所示。

串行数据通信方式为一个字节的8个位(低位在前、高位在后)依次传送,传送速度慢。为了提高数据交换的速度,采用并行数据交换。并行数据交换与串行数据交换的一个区别是通信时双微机要进行握手以保证数据可靠传输。下面以图2(c)中的CPU1向CPU2传送数据为例说明数据传输的过程。P2.0为数据准备好控制线,由CPU1控制;P2.1为数据已接收控制线,由CPU2控制。

CPU1发送数据的过程为:CPU1送数据到数据线前应置P2.0为1,并判断P2.1是否为1,为1则表示CPU2已做好接收数据的准备,CPU1可以送数据到数据线;否则CPU1等待CPU2接收数据。CPU1送数据到数据线后置P2.0为0,这表示CPU1已送数据到数据线。然后判断P2.1是否为0,若为0则表示CPU2已接收到CPU1传送的数据,CPU1可进行下一个数据的传送;否则CPU1等待CPU2接收数据。

CPU2接收数据的过程为:在CPU2接收来自CPU1的数据前置P2.1为1,并判断P2.0是否为0,为0表示CPU1已将数据送到数据线上,CPU2可从数据线上读数;否则CPU2等待CPU1发送数据。CPU2读入数据后置P2.1为0,这表示CPU2已接收到数据。然后判断P2.0是否为1,若为1则CPU2可准备接收下一个数据;否则CPU2等待。程序采用C51语言实现,流程图如图3所示。

3上位机与下位机之间的通信协议

通信控制微机与上位PC机之间的通信采用Modbus协议。Modbus协议是一种应用于电子控制器上的协议,通过该协议,控制器之间以及控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信,已成为一种通用的工业标准。Modbus协议有两种传输模式:ASCII模式和RTU模式,本系统中采用RTU模式,使用RS485总线。通信格式为:数据帧共11位,1个起始位,8个数据位,两个停止位,无奇偶校验位;通信功能码为:03H(召测),16H(设置);通信时对数据域进行CRC-16校验,校验只针对数据位,不包括起始位、停止位;校验多项式为G(X)=X16+X12+X5+1;命令行格式为:地址码+功能码+数据域+CRC校验。

上位PC机要监测励磁调节器的信息时发送:地址码+功能码(03H)+起始寄存器地址+寄存器个数+CRC校验码低字节+CRC校验码高字节。正常情况下,励磁调节器回送:地址码+功能码(03H)+数据域字节数+第1个数据+第2个数据+......+第n个数据+CRC校验码低字节+CRC校验码高字节。出错时,励磁调节器回送:地址码+功能码(83H)+错误代码(02H/06H)+CRC校验码低字节+CRC校验码高字节,其中,错误代码“02H”表示“非法数据位置”,“06H”表示“调节器正忙”。可读取的励磁调节器寄存器内容如表1所示。

表1可读取的寄存器的内容

数据地址内容00H

01H

02H

03H

04H

05H

06H机端电压(Uc)

变换电阻后的电压(Ut)

励磁电流实际值(ILc)

电压给定值(Ug)

励磁电流给定值(ILg)

可控硅触发角(a)

励磁电流额定值(ILe)

上位PC机要远方控制励磁系统时,需通过设置命令16H来实现,发送:地址码+功能码(16H)+起始寄存器地址+寄存器个数(01H)+数据(1字节)+CRC校验码低字节+CRC校验码高字节,设置时一次只能设置一种参数。正常情况下,励磁调节器回送:地址码+功能码(16H)+起始寄存器地址+寄存器个数(01H)+CRC校验码低字节+CRC校验码高字节。出错时,励磁调节器回送:地址码+功能码(96H)+错误代码(02H/03H)+CRC校验码低字节+CRC校验码高字节,其中,错误代码“02H”表示“非法数据位置”,“03H”表示“非法数据值”。可设置的励磁调节器寄存器内容如表2所示。

表2可设置的寄存器的内容

数据地址内容00H

01H

02H

03H

04H增励

减励

给定电压

给定电流

恒电压/电流控制

若上位PC机发送除03H和16H外的其它命令,励磁调节器则将收到的功能码逻辑或“80H”作为回送帧的功能码,回送内容为:地址码+功能码+错误代码(01H)+CRC校验码低字节+CRC校验码高字节。

4上位机的软件设计

上位PC机完成人机交互、与励磁调节器内的通信控制微机进行通信等任务。其软件用Delphi6.0设计,其中数据库用Delphi6.0自带的Paradox数据库。人机交互功能主要有:对励磁系统各重要参数(如励磁电流、机端电压、可控硅触发角等)进行实时监测,并可进行图形化显示、报表打印、事件顺序记录、越限报警;向励磁调节器发送增励、减励等各种控制命令;操作人员可进行管理等。软件的另一模块为通信程序。利用Delphi设计串口通信程序一般有三种方法:一是利用Windows的通信API函数;二是利用第三方提供的通信用动态链接库;三是采用Microsoft或其它公司的通信OCX控件。本系统采用Microsoft公司的MSComm通信OCX控件来设计通信软件。MSComm是VB中的OCX控件,使用前要将其添加到Delphi中,添加方法如下:选择菜单“Component”下的子菜单“ImportActiveXControl”,在“ImportActiveX”页内选择“MicrosoftCommControl”,点击“Install”安装。编程时应注意其Input和Output属性的数据类型为OleVariant,这与VB和VC不同。

Modbus通信协议的软件设计主要为CRC-16校验码生成的实现方法。CRC-16校验码生成编写程序有两种方法:一种为计算法;另一种为查表法。上位机采用计算法。下面为CRC-16的计算过程:

(1)设置CRC寄存器,并给其赋初值FFFF?HEX?。

(2)将全部数据的第一个8bit数据与16位CRC寄存器的低8位进行异或,并把结果存入CRC寄存器。

(3)CRC寄存器整体向右移一位,MSB补零,移出并检查LSB。

(4)如果LSB为0,重复第三步;若LSB为1,CRC寄存器与多项式码相异或。

(5)重复第(3)与第(4)步?直到8次移位全部完成。此时一个8bit数据处理完毕。

(6)重复第(2)至第(5)步?直到所有数据全部处理完毕。

(7)最终CRC寄存器的内容即为CRC值。

Delphi6.0环境下CRC-16实现的函数如下:

functionCRC16?CRC_Data?arrayofByte?DATA_Len?integer??word?

var

CRC16Lo?CRC16Hi?byte?//CRC寄存器

SaveLo?SaveHi?byte?//CRC中间寄存器

GLo?GHi?byte?//生成多项式

i?integer?//需校验数据的字节数

Flag?integer?//移位的次数(8次)

begin

CRC16Lo?=byte?$ff??

CRC16Hi?=byte?$ff??//给CRC寄存器赋初值

$ffff(HEX)

GLo?=byte?$01??

GHi?=byte?$a0??//多项式码$a001(HEX)

fori?=0toDATA_Len-1do//各字节数据

begin

CRC16Lo?=CRC16LoxorCRC_Data?i??//各字节数据

与CRC寄存器进行异或

forFlag?=0to7do

begin

SaveLo?=CRC16Lo?

SaveHi?=CRC16Hi?

CRC16Hi?=CRC16Hishr1?//高字节右移一位

CRC16Lo?=CRC16Loshr1?//低字节右移一位

if?SaveHiandbyte?$01??=byte?$01?then

//若高字节LSB为1,则低字节MSB置1

CRC16Lo?=CRC16Loorbyte?$80??

if?SaveLoandbyte?$01??=byte?$01?then

//若低字节LSB为1,则与多项式码进行异或

begin

CRC16Hi?=CRC16HixorGHi?

CRC16Lo?=CRC16LoxorGLo?

end?

end?

end?

CRC16?=CRC16Lo?256+CRC16Hi?//CRC低字节在

前,高字节在后

end?

用双微机松耦合实现了励磁控制微机与通信控制微机之间的数据交换,并通过通信控制微机完成与上位机之间的通信,将励磁调节器的任务进行分散,增强了装置的功能和可靠性。该系统已在国内多个中、小型水电站投入运行,运行稳定,得到用户的好评。

篇5:基于SMS通信的直放站监控系统设计

基于SMS通信的直放站监控系统设计

摘要:论述直接站远程监控系统的方案、系统的组成、硬件的配置、软件设计、工作原理、功能以及技术性能。该系统通过下位机(MCU)采集各种模拟量和开关量,整理后由TC35手机模块发送到监控中心。如果出现故障,则直接发送到维修为员的手机上,显示故障信息。监控中心还可以对直放站进行设置和定时采集。

关键词:远程监控 无线通信 系统设计

引言

随着GSM移动通信网络的迅速发展和用户的日益扩大,新技术和新业务的开发和应用已提到十分重要的位置。为了消除GSM公网信号盲区,延伸覆盖范围,需要在一些偏远的地区或在不具备直放站建设条件、话务较少的地方设置直放站。由于这些地区交通、通信等的局限,使得直放站的维护变得十分困难。直放站经常出现的问题是:交流电源系统;温度的变化对直放站的影响;电子器件参数变化对放大器放大倍数的影响等。

以往直放流出现问题,维修为员不可能迅速赶到现场排除故障,多数是通过用户反馈后,才能解决。所以作者设计了直放站的监控系统,将告警信息通过手机短消息方式,发送到集中监控中心,从而实现直放站的远程遥控、遥测、遥调、遥讯。

(本网网收集整理)

1 系统工作原理及组成

该系统主要由2部分组成:直放站监控终端、集中监控中心。通信方式采用手机短消息方式;通过信设备采用西门子手机模志TC35,西门子的手机终端TC35T。TC35具有功能有语音、数据、短消息、FAX四种传输方式;工作在GSM900MHz和1800MHz频带范围内;工作电源3.3~3.5V;波特率为300~115kbps,在1200~115kbps为自动波特率配置;数据传送采用AT命令集;SMS具有TEXT和PDU图形模式;P-P数据通信速率是2400bps、4800bps、9600bps、14 400bps。TC35T是将TC35做到工业手机中,对外提供标准的RS232接口和电源接口。将计算机的串行口与TC35T的串行口电缆直接连接,并在计算机上添加标准的调制解调器就可以使用了。TC35T使用AT命令集工作。系统的原理框图如图1所示。

集中监控中心通过通道1发送命令。首先,通过TC35T发送设置命令,初始化直放站,设置需要采集的模拟量和开关量,设置系统的密码及修修为员的手机号码。然后,发送采集命令,采集各种数据量。采集完数据量后,经下位机的处理,通过通道2以短消息的方式发送到集中监控中心,中心将数据整理存入数据库中。如果直放站出现了故障,直接通过TC35模块发送故障信息到维修为员手机上,同时监控中心接收发自直放站的告警信息,并进行相应算是,如判定告警地点、靠警类型及相应的原理、及时通知值班和相关维护管理人员、对告警信息进行统计和分析、设置告警监控模块配置信息等。当故障排除后,下位机同样发送短消息到监控中心,通知中心故障排除,可以正常采集数据了。每个直放站都有对应的维护人员。

短消息服务业务SMS(Short Message Service)是GSM系统提供给用户的一种数字业务。它与活音传输及传真一样同为GSM数字蜂窝移动通信网络提供的主要电信业务。SMS的收发占用的是GMS网络的信令信道,不会占用普通话音信道,而且它是双向通信,具有一定的交互能力;SMS具有较高的可靠性,短消息发送端的用户可知道短消息是否已经到达接收端。由于短消息依靠了SMSC短消息服务中心的存储和转发机制,当接收端用户关机或不在服务区内时,SMSC会暂时保存该短消息;如果接收端用户在规定时间(通常为24小时)内重新处于工作状态,SMSC会立刻发送短消息给接收端用户,当发送成功时会返回发送端用户1个确认信号。SMS充分利用了GSM网络的直放站覆盖广的特点和全程全网的优势,具有极佳的移动性,使得任何一个申请了短消息服务的GSM无线终端用户在全网范围内获得服务。每个短消息的信息量限制140个8位组(7比特编码)140个英文字节或70个中文字符。如果超过此长度,则要分多次发送。

2 硬件电路设计

系统的硬件电路包括:直放站监控终端硬件设计、集中监控中心。直放站监迭终端硬件包括:数据采集电路、TC35接口电路、看门狗电路、温度传感器电路、遥调电路。集中监控中心硬件包括:上位机、TC35T手机终端。

2.1 数据采集电路

数据的采集分为:模拟量的采集和开关量的采集。模拟量共采集8路,分别为:直放站功率放大器上行下限检测量IN0;直放站功率放大器下行下限检测量IN1;直放站低噪放大器上行下限检测量IN2;直放站低噪放大器下行下限检测量IN3;直放站微波功率放大器下限检测量IN4;直放站交流

输入电压上限检测量IN5;直放站交流输入电压下限检测量IN6;温度检测量IN7.模拟量采集后送A/D转换器进行转换。本系统采用的是TLC2543串行A/D转换器。

开关量共检测8路,分别为:220V交流电压检测;门禁检测;光端机发无光检测;光端机收无光检测;光端机+12V直流电压检测;直放站-48V直流电压检测;直放站+24V直流电压检测;直放站+12V直流电压检测。开关量的检测通过光电隔离后送入单片机。电路原理框图如图2所示。

2.2 看门狗电路

为了防止由于程序跑飞和电源和故障引起的工作不正常,本系统设计了看门狗电路。MAX813L为看门狗监控芯片,可为CPU提供上电复位、掉电复位、手动复位、看门狗及电压比较器功能。电路如图3所示。在上电期间,当电源电压超过其复位门限后,813L产生一至少140ms脉宽的复位脉冲;当掉电或电源波动下降到低于复位门限1.25V后也产生复位脉冲,确保任何情况下系统正常工作。当程序跑飞时,WDO输出由高电平变为低电平,并保持在140ms以上,813L产生复位信号,同时看门狗定时器清0。该电路还有上电使单片机自动复位功能,一上电,自动产生200ms的复位脉冲。

2.3 遥调电路

为了实时监视各种放大器的工作状态(包含功率上行放大器、功率下行放大器、低噪声功率上行放大器、低噪声功率下行放大器、微波功率放大器),并且当各放大器参数变化偏离正常范围后,可实现远程自动调节,设计了遥调电路。采用固态非易失性数字电位器X9313,电路如图4所示。数字电位器是一种特殊的DAC,它的模拟量输出不是电压或电流,而是电阻。滑动单元的位置由CS、U/D和INC三个输入端控制。当CS为高、INC为高时,滑动端的位置可以被存储在一个非易失性存储器内,因此,在下一次上电工作时可以被重新调手。当电位器的滑动端移到某一断位置,而保持INC为低,CS为高时,此位置不存储。VH、VL、VW相当于一般电位器的3个端。

2.4 温度传感器电路

为了实时监视直放站当地的温度变化,当温度超过上限值时,启动排风装置;当温度低于下限值时,启动加温装置,温度传感器电路由于采集的温度范围属于常温范围,所以采用晶体传感器LM335,电路如图5所示。它的输出电压与热力学温度成正比,灵敏度10mV/℃,灵敏度10mV/℃。输出后的电压经过LM358放大器的放大后送A/D转换器。

2.5 TC35接口电路

TC35模块主要由射频天线、内部Flash、GSM基带处理器、匹配电源和1个40脚的ZIP插座组成。TC35接口电路设计主要是40针的电缆与单片机的.接口,如图6所示。1~5脚提供3.3~5.5V峰值2A的直流电源;6~10脚接地;15脚为点火信号,接收单片机的P1.7,可以通过软件启动模块。16~23脚是RS232串口的功能引脚,18、19脚分别为发送RXD和接收TXD引脚。24~29脚对应的SIM卡的引脚。32脚为指示灯引脚,当未插入SIM卡或40脚的电缆没有接收或者模块下在入网时,指示灯处于闪亮状态(亮600ms,灭600ms);当模登录网络时,指示灯亮75ms,灭3s。

3 软件设计

系统的软件设计包括:下位机软件设计、上位机软件设计,下位机与上位机通信软件设计。

3.1 短消息PDU格式分析及实用的AT命令

发送和接收SMS信息有2种方式:基于AT命令的Text Mode(文本模式)和基于AT命令的PDU(Protocol Description Unit)模式。西门子的手机大多只支持PDU模式。在PDU模式下,短信息正文经过编码后转换成UNICODE码被传送。由于我们采用的是西门子的TC35手机模块和TC35T手机终端,所以主要探讨PDU模式的发送和接收。

下面通过对发送的短消息格式分析,来介绍SMS PDU的数据格式工。假设准备发送中文短消息内容为“晚上好123”,则将TC35T与计算机的串口相连,并打开计算机的超级终,按如下具体操作过程发送短消息(带下划线字符为响应信息,{}内为注释):

AT

OK {计算机与手机的连接成功,这时就可以输入各类GSM AT指令}

AT+CNMI=1,1,2

OK{设置收到短消息提示}

当模块收到短消息时,给出回应:

例如:+CMTI:“SM”,4

AT+CMGF=0

OK{设置模块工作的模式:0为OPDU模式,1为文本模式}

AT+CMGS=26{发送短消息的字节数}

>0891 68310805F0 0103 0D91

683199312523F9 3208 0C

665A4E0A597D00310033//键入Ctrl+Z,看到提示符->出现在最后一个数字后面,说明系统已经收到了命令,系统会返回操作的结构。

OK{OK表示成功,ERROR表示发送失败}

+CMGS:32

下面分析这条信息:

08――表示短消息中心地址长度;

91――表示短消息中心号码类型;

68310820905F0――表示短消息房层中心号码;

0103――表示发送短消息的编码方式;

0D――表示目的地址长度;

91――表示目的地址类型;

683199312523F9――表示目的地址,即接收短消息的手机号码为13991352329;

3208――表示发送中文字符方式;

0C――表示短消息长度;

665A4E0A597D003100320033――表示发送中文字符的UNICODE码

665A{晚} 4E0A{上} 597D{好} 0032{2} 0033{3}。

以下是模块接收信息的分析:

AT+CMGR={阅读短消息的内容,Index表示短消息存放的位置}

AT+CMGL={列表短信息:stat=0,列未读过的短消息;stat=4,列所有的消息}

+CMGL:1,2,24{1表示信息个数,2表示未发信息,24表示信息总容量}

AT+CMGD={删除短消息,Index表示短消息存放的位置}

OK{删除成功}

3.2 软件设计包括的内容

①下位机软件设计。包括:数据采集及A/D转换程序、越限报警程序。

②上位机软件设计。包括:监控中心主界面设计和数据库程序设计。

对于下位机与上位机通信软件设计,因为下位机与上位机通信是通过短消息来完成的,所以通信软件设计的关键是单片机如何发送AT命令。

结束语

采用短消息业务成直放站与控制中心的通信,实现了直放站的遥控,远程控制电源的通断;遥测,远程测量各种开关量;遥调,远程调节功率放大器的增益;遥讯,远程查询采集各种模拟量。短消息业务具有永远在线、不需拨号、价格便宜、覆盖范围广等优势,特别适用于需频繁传送小数据量的应用,还适用于偏远地址、架设通信线路困难的地方。

篇6:基于SMS通信的直放站监控系统设计

基于SMS通信的直放站监控系统设计

摘要:论述直接站远程监控系统的方案、系统的组成、硬件的配置、软件设计、工作原理、功能以及技术性能。该系统通过下位机(MCU)采集各种模拟量和开关量,整理后由TC35手机模块发送到监控中心。如果出现故障,则直接发送到维修为员的手机上,显示故障信息。监控中心还可以对直放站进行设置和定时采集。

关键词:远程监控 无线通信 系统设计

引言

随着GSM移动通信网络的迅速发展和用户的日益扩大,新技术和新业务的开发和应用已提到十分重要的位置。为了消除GSM公网信号盲区,延伸覆盖范围,需要在一些偏远的地区或在不具备直放站建设条件、话务较少的地方设置直放站。由于这些地区交通、通信等的局限,使得直放站的维护变得十分困难。直放站经常出现的问题是:交流电源系统;温度的变化对直放站的影响;电子器件参数变化对放大器放大倍数的影响等。

以往直放流出现问题,维修为员不可能迅速赶到现场排除故障,多数是通过用户反馈后,才能解决。所以作者设计了直放站的监控系统,将告警信息通过手机短消息方式,发送到集中监控中心,从而实现直放站的远程遥控、遥测、遥调、遥讯。

1 系统工作原理及组成

该系统主要由2部分组成:直放站监控终端、集中监控中心。通信方式采用手机短消息方式;通过信设备采用西门子手机模志TC35,西门子的手机终端TC35T。TC35具有功能有语音、数据、短消息、FAX四种传输方式;工作在GSM900MHz和1800MHz频带范围内;工作电源3.3~3.5V;波特率为300~115kbps,在1200~115kbps为自动波特率配置;数据传送采用AT命令集;SMS具有TEXT和PDU图形模式;P-P数据通信速率是2400bps、4800bps、9600bps、14 400bps。TC35T是将TC35做到工业手机中,对外提供标准的RS232接口和电源接口。将计算机的`串行口与TC35T的串行口电缆直接连接,并在计算机上添加标准的调制解调器就可以使用了。TC35T使用AT命令集工作。系统的原理框图如图1所示。

集中监控中心通过通道1发送命令。首先,通过TC35T发送设置命令,初始化直放站,设置需要采集的模拟量和开关量,设置系统的密码及修修为员的手机号码。然后,发送采集命令,采集各种数据量。采集完数据量后,经下位机的处理,通过通道2以短消息的方式发送到集中监控中心,中心将数据整理存入数据库中。如果直放站出现了故障,直接通过TC35模块发送故障信息到维修为员手机上,同时监控中心接收发自直放站的告警信息,并进行相应算是,如判定告警地点、靠警类型及相应的原理、及时通知值班和相关维护管理人员、对告警信息进行统计和分析、设置告警监控模块配置信息等。当故障排除后,下位机同样发送短消息到监控中心,通知中心故障排除,可以正常采集数据了。每个直放站都有对应的维护人员。

短消息服务业务SMS(Short Message Service)是GSM系统提供给用户的一种数字业务。它与活音传输及传真一样同为GSM数字蜂窝移动通信网络提供的主要电信业务。SMS的收发占用的是GMS网络的信令信道,不会占用普通话音信道,而且它是双向通信,具有一定的交互能力;SMS具有较高的可靠性,短消息发送端的用户可知道短消息是否已

[1] [2] [3] [4] [5]

篇7:基于MPI网络的自来水厂分布式监控系统

基于MPI网络的自来水厂分布式监控系统

摘要:一种自来水厂分布式监控系统的设计。该系统的主、从站PLC之间采用MPI网络通信,具有运行可靠、性能价格比高的特点,适用于中小规模的分布式监控场合。

关键词:MPI网络PLC监控系统

目前,应用于各种领域和场合的计算机分布式监控系统种类繁多,设计方法和构成方式各不相同,但共同的目标都是朝着高效、可靠和通用方向发展。此外,所设计的监控系统应具有较高的性能价格比也是业内人士的共识。笔者根据多年的开发经验,设计了一种性能价格比较高的适用于中小型的分布式数据采集与监控,运行效果良好。

1监控系统的构成

某自来水厂按功能分为两部分,一部分是水源地;另一部分是水厂区,二者距离900m。水源地的任务是通过三台深井泵对水厂区的蓄水池进行供水;而水厂区的任务是对水池的水进行消毒处理后,通过加压泵向市区管路进行恒压供水。

整个监控系统由位于水厂区的上位PC机、主站PLC和水源地的三个从站PLC构成(见图1)。上位PC机通过CP5611MPI卡与主站PLC完成整个系统的现场数据检测、数据处理及计量等工作。主站PLC完成两方面任务,一是水厂区现场数据的采集及市区恒压供水的控制;二是与水源地的三个从站进行通信,完成水源地现场数据的采集与深井泵的控制。

监控系统的主站和从站PLC都选用西门子S7系列产品。该产品在工程领域应用广泛,尤其是有较强的是有较强的组网能力。S7系列PLC通常有四种组网方式:点对点、MPI多点网络、PROFIBUS和工业以太网。其中PROFIBUS现场总线的应用目前较为普遍,它有较好的通用性,速度达12Mbps,距离达28.5km,相关应用著作也较多。而其它方式如工业以太网方式对硬件要求较高;点对点的速度太慢,都不适合本监控系统。相对而言,MPI网络速度可达187.5Mbps;通过一级中继器可达距离1km。根据水厂的具体情况,我们最后确定了以MPI方式组成网络,主站CPU为S7-300系列的CPU312IFM;从站为S7-200系列的CPU222.这样既满足了系统要求,又相对于PROFIBUS网络节省了三分之一的开销,更重要的是为中小规模场合的分布式监控系统的设计提供了一种较高性能价格比的设计方法。至于中继器的选择,由于PLC的物理层采用RS485接口,所以有很多相关的第三方产品支持。从中我们选用一种带防雷保护的中继器,使系统的安全运行得到了保障。

2主部PLC控制原理

主站PLC有三个任务:

(1)水厂现场数据采集;

(2)供水管恒压力控制;

(3)水源地数据采集及深井泵远程控制。

以CPU312IMF为核心的主站控制电路如图2所示。

首先,水厂现场数据有7路模拟量,我们选择的AI/AO扩展模块为SM334,它包括4路模拟量输入和2路模拟量输出。为降低成本,我们用2片CD4066模拟开关进行扩展,构成8路AI输入。当AO2输出0V时,选通4066-1的4路模拟量输入;而当AO2输出10V时选通4066-2的4路模拟量。这种分时采集的方法利用PLC编程较易实现。实际应用中,分时操作时间间隔为100ms,各个采集量的含义及内存地址如表1所示。

表1水厂区模拟量数据

名称AI地址内存AO2输出(V)含义电压PIW256MW00变频控制柜电源电压电流1PIW258MW201#水泵工作电流电流2PIW260MW402#水泵工作电流备用PIW262MW60备用流量PIW256MW1010供水流量压力PIW258MW1210供水母管压力液位PIW260MW1410蓄水池液位余氯PIW262MW1610蓄水池水中余氯含量

其次,对水厂加压泵的控制采取变频调速技术,以供水母管压力为被控量,实现恒压力控制。水厂加压泵有P1和P2两台,在恒压力控制过程中,根据市政区用水流量的大小变化,PLC要通过数字输出端口Q124.0~3控制两台泵的工作状态。两台加压泵共有5种工作状态,如表2所示。

表2P1和P2水泵的工作状态

状态Q124.0.1.2.3说明S11000P1变频P2停机S0P1工频P2变频S30010P1停机P2变频S41001P1变频P2工频S00000系统停机

5种工作状态的相互转换如图3所示。当然,实际PLC编程时,要根据水泵的工作特点,应利用定时器加入适当的延时,在我们设计的系统中,欠压加泵延时为90秒;超压减泵延时为60秒。

供水压力闭环控制算法,我们采用一种适用于PLC控制的智能PID算法[1]。其原理是,按压力偏差e(k)划分三个区,如图4所示。该偏差变化率为ec=e(k)-e(k-1),PID算法输出为U(k),相应的控制规则如下:

规则1:e(k)>emax,则U(k)=Umax;最大值输出

规则2:e(k)<-emax,则U(k)=0;最小值输出

规则3:|e(k)|

规则4:emin≤|e(k)|≤emax,

则U(k)=U(k-1)+k1×e(k)+k2×ec(k)/(k)

式中,k1和k2为系数。PID运算的'结果U(k)通过AO1输出(0~10V),送给变频调速器,通过调速加压泵P1或P2达到供水恒压控制的目的。经实验验证,该PID算法效果较理想。

关于水源地数据采集及深井泵控制问题,将在后面通信问题中讨论。

另外,变频控制系统中的故障信号分别通过I124.0、I124.1和I124.2输入PLC中。当故障产生时,系统停机。图5(a)为主站PLC的程序结构。

3从站PLC控制原理

三个从站PLC都以CPU222为核心,控制电路及结构相同,分别控制三个取水深水泵的运行及现场数据采集,如图6所示。其中Q0.0控制深井泵的运行,I0.0为深井泵过载信号输入端,Q0.1为故障报警输出端。深井的水管压力、深井泵电压和电流三路模拟信号的现场采集通过4路模拟量输入模块EM231实现。程序框图见图5(b)所示。

4主从站PLC的通信

主、从站PLC的通信主要是完成水源地深井泵的控制及现场数据的采集。在MPI网络中,各节点的地址分别为:PC机为0;主站PLC为2;从站1PLC为4;从站2PLC为6;从站3PLC为8。主站通过系统功能函数SFC67和SFC68分别对三个从站进行读和写操作。具体说,主站PLC的M8.0实现深井泵的启停控制,而深井泵的压力、电压、电流和过载故障信号则由主站PLC进行读取。

5上位PC机编程

为了监控PLC的通信,使系统软件更稳定可靠,上位PC机使用西门子公司的SIMATICWINCC软件进行组态软件设计。通过系统变量标签、图形编辑器和报表编辑器等组态工具,可以方便地由主站PLC中获取整个监控系统的状态参数及运行数据。另外,我们通过VB编程,对系统数据进行计算和管理;利用DDE技术分别实现VB与WINCC的数据交换、EXCEL与WINCC的数据交换。我们设计的上位机软件可以实时监测水厂及水源地的各个现场数据、报警状态;显示与打印电流、压力及流量等各种曲线及报表,并将数据存入EXCEL数据库中。此外,在界面设计上,我们利用动画技术,使界面更友好、生动,且操作方便。通过人机交互,可以方便地控制整个监控系统的运行。

本文所述自来水厂分布式监控系统,由于采用MPI网络通信和WINCC组态软件,使系统在整个上具有较高性价比。在上位机关机时,监控系统在主站PLC控制下仍可正常工作。对于中小规模监控场合,该系统具有较好的推广价值。

篇8:基于MPI网络的自来水厂分布式监控系统

基于MPI网络的自来水厂分布式监控系统

摘要:一种自来水厂分布式监控系统的设计。该系统的主、从站PLC之间采用MPI网络通信,具有运行可靠、性能价格比高的特点,适用于中小规模的分布式监控场合。

关键词:MPI网络 PLC 监控系统

目前,应用于各种领域和场合的计算机分布式监控系统种类繁多,设计方法和构成方式各不相同,但共同的目标都是朝着高效、可靠和通用方向发展。此外,所设计的监控系统应具有较高的性能价格比也是业内人士的共识。笔者根据多年的开发经验,设计了一种性能价格比较高的适用于中小型的分布式数据采集与监控,运行效果良好。

1 监控系统的构成

某自来水厂按功能分为两部分,一部分是水源地;另一部分是水厂区,二者距离 900m。水源地的任务是通过三台深井泵对水厂区的蓄水池进行供水;而水厂区的`任务是对水池的水进行消毒处理后,通过加压泵向市区管路进行恒压供水。

整个监控系统由位于水厂区的上位PC机、主站PLC和水源地的三个从站PLC构成(见图1)。上位PC机通过CP5611MPI卡与主站PLC完成整个系统的现场数据检测、数据处理及计量等工作。主站PLC完成两方面任务,一是水厂区现场数据的采集及市区恒压供水的控制;二是与水源地的三个从站进行通信,完成水源地现场数据的采集与深井泵的控制。

监控系统的主站和从站PLC都选用西门子S7系列产品。该产品在工程领域应用广泛,尤其是有较强的是有较强的组网能力。S7系列PLC通常有四种组网方式:点对点、MPI多点网络、PROFIBUS和工业以太网。其中PROFIBUS现场总线的应用目前较为普遍,它有较好的通用性,速度达12Mbps,距离达28.5km,相关应用著作也较多。而其它方式如工业以太网方式对硬件要求较高;点对点的速度太慢,都不适合本监控系统。相对而言,MPI网络速度可达187.5Mbps;通过一级中继器可达距离1km。根据水厂的具体情况,我们最后确定了以MPI方式组成网络,主站CPU为S7-300系列的CPU312IFM;从站为S7-200系列的CPU222.这样既满足了系统要求,又相对于PROFIBUS网络节省了三分之一的开销,更重要的是为中小规模场合的分布式监控系统的设计提供了一种较高性能价格比的设计方法。至于中继器的选择,由于PLC的物理层采用RS485接口,所以有很多相关的第三方产品支持。从中我们选用一种带防雷保护的中继器,使系统的安全运行得到了保障。

2 主部PLC控制原理

主站PLC有三个任务:

(1)水厂现场数据采集;

(2)供水管恒压力控制;

(3)水源地数据采集及深井泵远程控制。

以CPU312IMF为核心的主站控制电路如图

[1] [2] [3] [4]

篇9:分布式电源系统设计论文

1分布式电源并网对电压分布的影响

配电系统的基本单元是馈线。馈线的首端经过高压降压变压器与高压配电网相连接,末端经低压降压变压器与用户相连。我国馈线电压等级大多是10kV,每条馈线上线路成树状分布,以辐射形网络连接若干台配电变压器。馈线的不同位置分布有若干负荷,这些负荷种类繁多,随机性大,要准确地描述比较困难。为方便研究,文章采用静态恒功率模型来表示各节点的负荷。考虑到配电网电压较低,线路长度较短,设定以下假设条件:各节点负荷三相对称,三相线路间不存在互感。然后将所有线路阻抗均折合到系统电压等级,得出馈线模型。分布式电源的接入可以提高系统的整体电压水平,其接入位置与节点电压幅值密忉相关。相同容量的分布式电源接在配电线路的不同位置,对线路的电压分布产生的影响差别很大,接入点越接近线路末端节点对线路电压分布的影响越大,越接近系统母线对线路电压分布的影响越小。因此,在配电网规划及分布式电源接入系统设计时,需要根据分布式电源的性质、容量确定合理的接入点,确定合理的控制方式,只有这样才能改善线路的电压质量,提高供电可靠性。

篇10:分布式电源系统设计论文

2.1分布式电源的分类

一般可以根据分布式电源的技术类型、所使用的一次能源及和与电力系统的接口技术进行分类。按照技术类型可分为小型燃气轮机、地热发电、水力发电、风力发电、光伏发电、生物质能发电、具有同步或感应发电机的往复式引擎、燃料电池、太阳热发电、微透平等,按照一次能源可分为化石燃料、可再生能源;按照与电力系统的接口可分为直接相联、逆变器相联;按照并网容量分,可分为小型分布式电源和大、中型分布式电源。小型分布式电源主要包括风力发电、光伏发电、燃料电池等;大、中型分布式电源主要包括微型汽轮机、微型燃气轮机、小型水电等。

2.2微网技术简介

微网是一个小型发配电系统,由分布式电源、相关负荷、逆变装置、储能装置和保护、监控装置汇集而成,具有能量管理系统、通讯系统、电气元件保护系统,能够实现自我调节、控制和管理。微网既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行。从其内部看,微网是一个个小型的电力系统。从外部看,微网是配电网中的一个可控的、易控的“虚拟”电源或负荷。微网系统如图3所示。

2.3将分布式电源组成不同类型的微网

目前,比较成熟的分布式发电技术主要有风力发电、光伏发电、燃料电池和微型燃气轮机等几种形式。在城镇配电网中,风力发电、燃料电池、光伏发电发电容量远小于配网负荷,对于这些小容量的分布式电源,采用与附近负荷组成微网的形式并入配网系统,通过技术措施使微网内的发电功率小于其负荷消耗的功率,使这些“不可见”的分布式电源完全等效为一个负荷。针对发电出力达到最大、负荷功率最小的工况,根据发电出力与负荷消耗功率的差值及持续时间计算出需要存储的电量,该电量作为储能装置容量的一个约束条件,再考虑其他的约束条件,为微网配置容量合理的储能装置。当出现发电出力大于负荷消耗功率时,将这部分电量存到储能装置中,在负荷功率高于发电出力时,再将这部分电量释放掉。大型的微型燃气轮机多用于需要稳定的热源、冷源的工商企业,以实现热、电、冷三联供,这些企业的负荷稳定,易于预测。微型燃气轮机的发电功率由用户对供热和供冷的要求决定,发电功率也易于预测。这样,以这些微型燃气轮机为分布式电源的微网是可控、易控的。将分布式电源纳入到微电网,并将其分为纯负荷性质的微网和发电、负荷可控的微网两种,有效的解决了分布式电源潮流不可控的难题,给配电网的调度、运行带来的极大的方便。

2.4微电网接入系统方案

纯负荷性质的微网在配网中是一个内部带有电源的负荷,将其接入到配网馈线的中间至末端,可有效地改善配电网电压分布,降低配电网网损。当微网内分布式电源突然故障或者失电时,由配电网对微网内的负荷进行供电,此时配电线路潮流增大,微网内的电压会发生跃变,如电压幅值变化超过用电设备允许值,将会对用电设备造成损坏。针对这种情况,可以利用微网内的储能装置将存储的`能量进行逆变,有效地支撑电压,避免产生电压跌落,减少电压波动,有效的保护用电设备。当配电网失电时,微网自动脱网孤岛运行,孤岛的运行方式由微网内部自行控制,对配电网的故障分析、检修、试验不产生影响。对于发电、负荷可控的微网,尤其是容量较大的,在配电网规划及接入系统设计时,需统一考虑中接入位置对配电网电压、继电保护、安全自动装置的影响,需要进行充分的论证,必要时可采用专线接入系统,以确保配电的安全、可靠运行,充分发挥分布式电源的经济效益和社会效益。

3结束语

文章分析了分布式电源接入配网后对电压的影响,并根据分布式电源的不同性质,利用微电网技术,将分布式电源纳入到纯负荷性质的微网和发电、负荷可控的微网,解决了分布式电源潮流不可控的难题,并在配网规划中,对这两类微网接入配网馈线的位置提出建议,达到了改善配电网电压分布、降低网损的作用。影响分布式电源接入系统的因素很多,比如短路电流、继电保护、安全自动装置等,需要在今后继续研究。另外大容量储能技术不成熟是制约分布式电源应用的关键因素,待大容量储能解决后,分布式电源将更加广泛的应用。

监控系统方案

vb教学设计

网络监控系统方案

监控系统施工合同

校园监控系统方案

小区监控系统方案

监控系统培训方案-培训方案

监控系统维修合同

学校监控系统管理制度

监控系统服务合同范本

《基于VB的分布式监控系统通信设计(集锦10篇).doc》
将本文的Word文档下载到电脑,方便收藏和打印
推荐度:
点击下载文档

文档为doc格式

点击下载本文文档