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  • 超低功耗无磁水表方案解析

    超低功耗无磁水表方案解析

    随着时代发展,智能水表替代部分传统机械水表,得到广泛应用。而智能水表的计量方式也随着电子技术的发展越来越多样化,如机械表头检测、超声波检测、有磁检测等方式相继问世。但这些方式存在明显局限性:容易受外界电磁干扰,或者因为永磁体对水中杂质的累计吸附造成计量误差,或被人为利用而漏计及不计。在这种情况下,无磁计量水表以其计量精度高、无磁性、无杂质吸附,且不被人为干扰等优点,被广大水表厂家所青睐,市场前景广阔。 一、无磁检测原理简介 无磁水表的基础原理是LC振荡传感器,在该电路中,通过开关K调整,可以在LC电路上实现一个正弦波输出电路,通过K对电容C充电,充满后,将K与电感L连通,电容的电量将通过L放电,由于存在电感L的电能消耗,所以将会呈现一个逐步衰减的正弦波输出。如下图 LC振荡电路 利用该原理,无磁水表通过检测该正弦波衰减过程来实现水表计量。在下图右边部分的电路中,圆盘代表水表的表盘转子,深色区域表示金属表盘区,白色区域表示为非金属表盘区,L为固定的电感线圈。 当对该LC电路充电后,MCU通过检测固定电容C两端的电压,可以获得LC振荡电路中的正弦波。当电感线圈处于金属区,会形成电感涡流,导致更大的电能消耗,正弦波衰减速度更快;当电感线圈处于非金属区,基本不存在涡流,正弦波衰减速度相对较慢。通过MCU来检测正弦波衰减的快慢,可以准确识别出表盘转子处于哪个区域,进而判断表盘位置及圈数,达到水表计量的目的。 二、传感器硬件简介 下图仅显示了一个电感传感器的示意图。 三、华大无磁水表方案介绍 本方案为无磁水表,可用于家庭或工业上测量水量,通过 RS-485 自动远程抄表、 M-Bus 仪表总线、其他无线通信来组建抄表网络。本方案具备抗干扰能力强,功耗超低等优势。 HC32L176系列为高性能、低成本、超低功耗MCU。32位ARM®Cortex ™ -M0+内核、运行速度高达48 MHz、内置32位硬件乘法器、最低工作电压1.8V。待机模式下,4uS即可唤醒。 1. 各模式下功耗参数 2. 内部资源 闪存128kB,RAM 16kB。集成RTC,LCD显示,转换率达1Msps的12位ADC,内置24MHz RC振荡器以降低系统BOM成本。丰富的外设接口I²C x 2、SPI x 2、UART x 6、I/O接受5V输入电压。防盗拷锁码功能,120位UID芯片唯一码可加强软件保护。

    时间:2020-07-30 关键词: 低功耗 方案 无磁水表

  • 模型也可以上网课?!一文看懂服务型蒸馏训练方案

    模型也可以上网课?!一文看懂服务型蒸馏训练方案

    本文经AI新媒体量子位(公众号ID:QbitAI)授权转载,转载请联系出处。 自今年年初,由于疫情的原因,为了减少人员聚集,降低病毒扩散的可能性,各大中小学校都陆续开始了网上教学。上网课已经成了家喻户晓的一种学习方式了。 可是你知道吗,在深度学习领域,模型训练也是可以采用网课形式,不用那么震惊,这个真的有!这就是今天要讲的LF AI基金会的EDL项目基于飞桨深度学习平台推出的服务型蒸馏训练方案! 什么是蒸馏训练? 要讲蒸馏训练就要提到知识蒸馏。如今深度学习模型正在往越来越大,网络层越来越深的方向发展。在很多场景下,模型越大,层数越多,模型效果就越好。但受限于推理速度,显存资源等要求,大模型通常无法直接部署,需要对模型进行压缩。 目前主流的压缩方法有裁剪、量化、知识蒸馏等。其中知识蒸馏这一概念是由Hinton等人在2015年发表的《Distilling the Knowledge in a Neural Network》论文中提出的一个黑科技,一种非常经典的模型压缩技术,是将知识从一个复杂模型(Teacher)迁移到另一个轻量级模型(Student)上的方式来实现模型压缩。 其实所谓知识的迁移,其实可以理解为一种训练过程,就是使用Teacher模型来训练Student模型,这种训练方法就是蒸馏训练。在训练出一个效果良好的Student模型后,这个Student模型就可以被用于实际部署了。 如下图所示,训练步骤可以分为两步: 训练好一个Teacher模型。 训练Student模型,即使用Teacher模型的知识来训练Student模型。 △知识蒸馏架构图 所谓Teacher模型的知识是指Teacher模型的推理结果,我们称之为soft label,这个soft label将作为Student网络的训练目标,Student的推理结果需要尽可能接近Teacher的推理结果。与soft label相对应的是hard label,hard label就是真实训练数据的标签。相比于hard label,soft label所含的信息量更大。 举个例子,比如做区分驴和马的分类任务的时候,soft label不会像hard label那样只给马的index值为1,其余类别为0,而是在驴的部分也会提供一个概率值(例如0.3或0.4之类),这样的优势在于使soft label包含了不同类别之间的相似性信息。显而易见,使用soft label训练出来的模型肯定要比单独使用hard label训练出来的模型学习到更多的知识,也就更加的优秀。 知识蒸馏训练的目标函数可由distillation loss(对应teacher soft label)和student loss(对应标注的hard label)加权得到。公式如下,其中p表示Student模型的推理结果,q为teacher的推理结果,y为hard label。 什么是服务型蒸馏训练? 说完蒸馏训练了,下面我们进入正题,来看看我们这个服务型蒸馏训练到底是个什么东东!蒸馏训练可以分为如下三种方式: 离线蒸馏训练 离线蒸馏训练的方式很像是老师(Teacher)把要讲课的内容录制成视频交给学生(Student)去自学,然后学生根据课程视频自学成才。所以离线蒸馏训练就是先使用Teacher模型做推理并将结果保存在磁盘中,然后Student模型使用磁盘中保存的样本和Teacher模型的推理结果作为数据集进行训练。这种训练方式下Student模型训练和常规训练一致,方法简单。不过这种训练方式一般需要数据增强,而且需要占用巨大的磁盘空间,因此应用环境受到了一定的限制。 △ 离线蒸馏训练 常规蒸馏训练 常规蒸馏训练是指将Teacher模型和Student模型放入同一网络中,固定Teacher模型参数只做前向,Student模型则正常做反向传播训练。这也是目前主流的蒸馏训练方式。这和现实生活中常规的教学方式很像,老师和学生在一个教室里,老师说一句,学生听一句。但是这种训练方式不仅Teacher模型本身需要占用较大的空间,而且由于Teacher和Student是1对1的绑定关系,Student模型的训练完全依赖Teacher模型,Student模型要等Teacher模型输出一个batch的推理结果才可以训练,而teacher模型也要等Student训练完一个batch,才能开始下一个batch的推理,对整体的训练速度有一定的影响。 服务型蒸馏训练 服务型蒸馏训练是基于EDL(Elastic Deep Learning,弹性深度学习框架)提出的一种训练方案。EDL是Linux基金会(LF)旗下负责人工智能和大数据深度学习领域的基金会LF AI正在孵化的重要项目之一。如今在云计算资源蓬勃发展的条件下,利用弹性资源进行深度学习模型训练和推理将成为一种普遍现象,因此EDL项目应运而生。EDL项目可以使云上深度学习模型的训练和推理变得更容易和更有效。而服务型蒸馏训练方案就是EDL项目结合百度飞桨开源深度学习平台而推出了一种新的训练方案,可谓出身名门! 与常规蒸馏训练相比,服务型蒸馏训练将Teacher模型和Student模型解耦,Teacher模型被部署为线上推理服务,Student模型则以客户端的身份通过互联网实时发送样本到Teacher模型获取推理结果进行训练,这就如同让模型上网课。那么让模型上网课可以给用户带来什么收益呢?咱们往下看! △ 服务蒸馏训练 服务型蒸馏训练的价值 相比于常规的蒸馏训练模式相比,服务型蒸馏训练可以给用户带来如下收益: 节约显存资源。由于Student模型和Teacher模型的解耦,所以服务型蒸馏训练可以使用异构的资源,也就是把Student模型和Teacher模型的部署到不同的设备上。原先受限于显存大小而难以部署到单个GPU卡上的蒸馏网络可以通过该方式部署到不同卡上。 提升训练速度。由于节约了显存资源,这样就可以使Student模型能够训练更大的batch size;同时由于Student模型和Teacher模型是异构流水线,Student模型不用等Teacher模型推理结束后再训练,综合上述两个原因,可以大大提高训练速度。 提高训练资源利用率。在实际应用中,我们可以将Teacher模型部署到线上的弹性预估卡集群,利用线上预估卡闲时的算力资源提升蒸馏任务中Teacher模型侧的吞吐量。同时由于Teacher模型可以弹性调度,不用担心高峰时线上实例被抢占造成的任务失败。相当于把teacher对训练卡的资源需求转移到了在线GPU卡上,在v100等离线训练资源受限的情况下,使用在线卡对训练进行加速,以节约宝贵的训练资源。此外,在离线集群上,结合调度策略,还可以将Teacher模型部署到集群碎片资源,或者如k40等使用率较低的资源上,充分利用集群的空闲、碎片资源。 提升训练效率。用户可以根据Teacher和Student的吞吐性能灵活设置Teacher和Student的比例,也就是说多个老师可以教多个学生,而不是只能保持1比1的家教模式,最大限度地提高训练的产出。 为了验证服务型蒸馏训练的效果,我们在ImageNet数据集上使用普通训练、常规蒸馏训练和服务型蒸馏训练几个不同方式来训练ResNet50_vd模型。 在精度上,可以看出相比于普通训练,蒸馏训练提升了ResNet50_vd模型近2%的精度。而服务型蒸馏训练和常规蒸馏训练在精度上持平。当然该模型的蒸馏精度远不止于此,关于知识蒸馏更多提升精度的技巧请参考如下地址: https://paddleclas.readthedocs.io/zh_CN/latest/advanced_tutorials/distillation/index.html 在速度上,相比于普通训练,常规蒸馏训练由于Teacher模型占用了很大一部分算力,所以在相同训练资源的情况下,训练速度仅为普通训练的35.9%。而服务型蒸馏训练由于使用了额外的在线P4弹性资源,将Teacher对训练卡的资源需求转移到了弹性卡上,所以相比于普通训练,仍保持有82.8%的训练效率,速度为常规蒸馏训练2.3倍。 如果继续增加Teacher资源,理论上EDL服务型蒸馏训练的速度是可以和普通训练速度持平的。当然常规蒸馏训练如果加大资源,也是可以继续加速的,不过这样就占用了更多宝贵的v100训练资源了。 服务型蒸馏训练既然那么厉害,那它是怎么做到的呢?咱们来看看它的具体实现。 服务型蒸馏训练的实现方案 从具体实现的角度看,服务型蒸馏训练之所以被称为服务,就是因为它将Teacher模型部署成了服务端,而Student模型成了客户端。如下图所示,该方案可以描述为将Teacher模型被部署为在线可容错弹性服务,而在Student模型一侧则通过DistillReader来封装Student模型与Teacher模型之间的通信,访问Teacher服务。下面咱们分别介绍下DistillReader和可容错弹性服务都是啥? △ 服务型蒸馏训练架构图 DistillReader DistillReader用来代表Student模型向Teacher模型进行通信,从而产生可供Student模型训练的数据reader。如下图所示,Student模型将训练样本和标签传入训练reader,DistillReader从训练reader中读取训练样本发送给Teacher模型,然后获取推理结果。推理结果和原训练reader中的数据封装在一起,返回一个包含推理结果的新reader给Student模型,这样TEACHER模型的推理和STUDENT模型的训练就可以流水行并行起来了。 △ DistillReader功能示意图 可容错弹性服务 可容错弹性服务的实现架构如下图所示,首先我们通过Paddle Serving将多个Teacher模型部署成服务,并注册服务到Redis数据库中;Student模型则作为客户端从服务发现中查询所需的Teacher服务;服务发现从Redis数据库查询并按某种负载均衡策略返回客户端所需的Teacher列表;每当Teacher变化时,客户端就可以实时拿到最新Teacher列表,连接Teacher进行蒸馏训练,不用担心发生由于连接到被收回的Teacher资源而导致任务失败的请况。 △ 弹性伸缩服务架构图 如下图所示,该图是服务型蒸馏训练运行的流程图,图中可以看到STUDENT模型给TEACHER模型发送样本并获取推理结果,而TEACHER模型服务侧则可以随意增删,弹性调整。 △ 服务型蒸馏训练流程图 在了解了实现方案后,那么怎么使用服务蒸馏训练呢?下面我们通过一个操作示例为大家简单介绍一下。 服务型蒸馏训练实践 我们通过训练图像分类模型来给大家演示下如何使用服务型蒸馏训练。由于仅是演示,这里我们使用的是单机环境,也就是说服务端和客户端部署在了同一个服务器上,服务端的IP地址是127.0.0.1。如果部署在不同设备上,修改下代码中的IP地址即可。 环境准备 请执行如下命令拉取镜像,镜像为CUDA9.0的环境,在里面我们预装了EDL、飞桨核心框架和Padde Serving等相关依赖。 docker pull hub.baidubce.com/paddle-edl/paddle_edl:latest-cuda9.0-cudnn7 nvidia-docker run -name paddle_edl hub.baidubce.com/paddle-edl/paddle_edl:latest-cuda9.0-cudnn7 /bin/bash 启动Teacher模型 请执行如下命令在1号GPU卡启动Teacher服务,其中Teacher模型为图像分类模型ResNeXt101_32x16d_wsl,服务的端口号为9898,并启动了内存优化功能。 cd example/distill/resnet wget --no-check-certificate https://paddle-edl.bj.bcebos.com/distill_teacher_model/ResNeXt101_32x16d_wsl_model.tar.gz tar -zxf ResNeXt101_32x16d_wsl_model.tar.gz python -m paddle_serving_server_gpu.serve --model ResNeXt101_32x16d_wsl_model --mem_optim True --port 9898 --gpu_ids 1 启动Student模型训练 请执行如下命令在0号GPU卡启动Student模型,启动的student模型为ResNet50_vd,。 python -m paddle.distributed.launch --selected_gpus 0 ./train_with_fleet.py --model=ResNet50_vd --data_dir=./ImageNet --use_distill_service=True --distill_teachers=127.0.0.1:9898 其中train_with_fleet.py是用于启动训练的脚本,用户需要在其中添加蒸馏训练相关的代码,如果用户想了解脚本的修改方法或可以参考如下地址。 https://github.com/elasticdeeplearning/edl/blob/develop/example/distill/README.md

    时间:2020-07-21 关键词: 模型 人工智能 方案

  • 如何使用无线技术控制大功率快速充电

    如何使用无线技术控制大功率快速充电

    一、传统方式充电的弊端 如图 1所示,传统的新能源汽车是采用充电枪的方式进行充电,每次操作都是需要人工控制,在多次使用插拔的过程中充电枪和汽车充电接口之间的间隙会逐渐变大,这样容易产生放电,导致充电枪烧毁。这种情况下,增加了不必要的维修成本,更严重地会发生触电安全事故或火灾等情况。 另外,传统方式充电电流最大不超过250A,充电功率较低,充电时间相对较长。随着汽车智能化、电动化、网联化的发展,未来新能源汽车采用大功率的快充方式也将成为新的趋势,进而提高汽车充电速度,大幅缩短充电时间。倘若依旧采用充电枪的模式,则只会造成更大的困扰。那么,工程师们应将如何解决这一问题,实现大功率快速充电呢?下文做简单介绍。 图 1 传统充电方式 二、无线技术控制充电流程 为了解决传统充电模式的安全隐患及操作繁琐问题,充电弓方案应运而生。如图 2所示,是无线技术控制充电的原理图。充电弓的第一无线通讯模块与汽车中的第二无线通讯模块可配对进行无线通讯,完成充电配置,使充电弓下降并进行触式充电,无需人工干预,实现大功率快速充电。 图 2 无线技术控制充电原理图 如图3所示,是新一代智能网联汽车整车架构。从图中可以看出,新一代汽车整车架构中车载以太网与CAN FD共存,而绝大多数ECU是通过CAN FD来通讯的。这就意味着,新一代智能网联车在通过无线技术控制充电的过程中,存在着CAN FD转Wifi的需求,进而实现CAN FD控制通讯,无线技术控制汽车的快速充电。 图 3 新一代智能网联汽车整车架构 如图4所示,汽车与充电弓连接通讯,需要在汽车与和充电弓上分别内置CAN FD转WiFi的设备,当汽车靠近充电弓时,完成无线连接,控制充电弓的升降,实现充电数据传输。CAN FD提供更高的传输速率和数据量,能更快更可靠的实现汽车和充电弓的握手通讯,从而加强工程师对充电的控制。工程师可以通过驾驶舱中的屏幕实时查看电池容量、电压、电流等参数,并可对充电故障实时监控,保证充电安全。 图 4 新能源汽车充电弓 三、高性能WiFi转CAN FD设备——CANFDWIFI-100U 随着无线技术控制充电与CANFD的应用需求增多,广州致远电子有限公司推出一款WiFi与CAN(FD)-bus的数据转换设备——CANFDWIFI系列,可以应用在云轨无线充电以及新能源汽车充电等众多场合,能够帮助工程师快速测试充电设备的性能以及完成充电控制任务。 如图5所示,CANFDWIFI-100U产品集成高速 528MHz 主频 M7 内核处理器,内部集成了1路最高波特率为5Mbps的CAN(FD) 接口、1路10M/100M自适以太网接口以及1路2.4G/5G WiFi接口,支持TCP Server,TCP Client,UDP等多种工作模式,用户可根据使用需求,灵活选择TCP Sever/TCP Client/UDP工作方式和拓扑结构,搭载配置软件即可完成所需参数设定。 图 5 CANFDWIFI-100U示意图 CANFDWiFi-100U产品使用操作简单,仅需要使用ZCANPRO软件中自带的“网络设备配置工具”即可完成一系列的参数配置,另外,CANFDWiFi通讯协议开放,并提供二次开发接口函数库(支持 Windows、Linux 平台)。同时该产品具有以下功能特性: 1. 支持AP/Station模式 满足多种应用场景 如图6所示,无人配送车(或者大型搬运AGV)和充电弓分别内置CANFDWiFi-100U转换器,完成握手匹配,实现降弓充电。用户可实时查看电池容量、电压、电流等参数,可对充电故障实时监控,保证充电安全。 图 6 CANFDWIFI-100U的工作模式 2. 支持高速CANFD兼容CAN2.0A/B 如图7所示,CANFDWiFi系列产品支持ISO/Bosch的CAN FD标准,兼容CAN2.0A/B模式收发,数据域波特率最高可配置为5Mbps,数据长度最大可配置为64字节,可提供比CAN2.0A/B高40倍的数据负载,为汽车电子、轨道交通、医疗电子场合提供更快捷的控制和数据通道。 图 7 CANFDWIFI兼容CAN2.0A/B 3. 高速CAN FD与高速5.8GHzWiFi完美结合 CANFDWiFi-100U集成2.4G、5G WLAN接口,符合IEEE 802.11a/b/g/n/ac标准,可灵活选择AP/Station模式,完成CAN FD网络与WiFi网络的互联互通。 4. 体积小巧,性能卓越 高性能WiFi转CAN FD设备体积精致小巧,方便用户轻松实现设备集成,完成CAN网络的拓展。如图 8所示,设备最长长度大约是一元硬币的3.3倍。 图 8 设备尺寸对比图 5、多重加密提升通讯安全性 CANFDWiFi-100U支持64、128位的加密/解密,同时支持256位的WEP,TKIP或AES密钥,可有效提高设备间通讯安全性,如图 9所示。 图 9 CANFDWIFI-100U加密功能 5. 黑白名单模式,提升数据安全性,有效减轻负载 如图 10所示,配置工具支持通道高效率滤波,用户可根据所需报文,灵活设置黑白名单,实现数据的高效利用。 图 10 黑白名单模式 6. TCP保活机制 让连接更可靠 如图 11所示,TCP Server/Client模式连接内设TCP保活机制,保证TCP连接可靠,网络断开后将自动重连,稳定地建立TCP连接。 图 11 TCP保活机制

    时间:2020-07-03 关键词: 无线技术 canfd 方案

  • 穿越电流测量的无人区——pA等级电流测量

    穿越电流测量的无人区——pA等级电流测量

    从毫安到微安再到皮安,随着电子技术的发展,以及市场对于低功耗的需求,电子设备的电流水平有往小发展的趋势,比如手机电池待机电流(10−3 A)、光电二极管暗电流(10−12 A)、OLED的像素电流(10−12 A)等。而如何精确测量出微弱电流,则成了一道避不开的难题。为穿过这片“无人区”,测量出pA等级的电流,我们必须踏入小数点后15位(fA等级)的世界。然而,这片了无人烟的区域并不是那么好踏足,路上的荆棘羁绊是难免的,需克服重重挑战才能成功到达终点。 多重挑战 首先要考虑的便是测量中的偏置电流问题。当输入端开路时,理想电流计的读数应当为零。然而,实际的电流计在输入端开路时有一些小的电流。这些电流是由有源器件的偏置电流以及流过仪器内部的绝缘材料的泄漏电流所引起的。 试想一下,待测电流小到1pA,而构成电流计的器件之一—运算放大器的偏置电流却达到100pA,我们还能愉快地测出待测电流大小吗?当然不行,因为信号(待测电流)已被误差电流(偏置电流)掩盖,除非我们能将偏置电流控制在fA水平。 偏置电流满足了是不是就可以了?不,这只是万里长征中的第一步。接下来要考虑的问题还很多,包括很多设计上,工艺上的细节都会对测量结果造成很大的影响。比如噪声、电介质吸收、泄漏电流、绝缘、屏蔽、PCB材料,甚至电缆等。这些问题我们在设计中如何避免呢? 图1:pA级电流测量所面临的挑战 应对方案 高灵敏度检测器需要精密信号链以支持极低的检测量程。虽然面临的挑战诸多,但我们有应对方案。技术型分销商Excelpoint世健公司的工程师 Kayden Wang介绍了ADI解决方案--超高灵敏度飞安测量平台,并且针对设计过程中面临的挑战进行了解答。 超高灵敏度飞安测量平台方案 此方案非常适合化学分析仪和实验室级仪器使用,其需要超高灵敏度模拟前端来对光电二极管、光电倍增管、法拉第筒等电流输出传感器进行信号调理。可以使用该解决方案的应用包括质谱分析、色谱分析和库仑分析等。 ► 方案特点 • <10fA灵敏度,10GΩ跨阻 • 500pA测量范围 • 屏蔽 • 利用ADuM3151隔离 • 飞安输入偏置电流运算放大器ADA4530-1 • 24位分辨率ADC AD7172-2 • 利用USB接口通过SDP连接PC • 简单的电源:9VDC输入, ADP7118、ADP2442、ADP7182 • 测量同步 • 触发输入/输出信号 图2:超高灵敏度飞安测量平台方案框图 图3:飞安测量系统功能框图 此方案中,其中一个重要的考量点便是低偏置电流运算放大器的选择。相对于常规运放,方案中使用的放大器ADA4530-1是一款fA (10−15 A)级输入偏置电流运算放大器,集成式保护环缓冲器用于隔离输入引脚以防受到印刷电路板(PCB) 漏电流的影响,而且能减少电路板元件数。相比于同类竞争器件,输入偏置电流低45倍,直流精度提高10倍。除了适用于此方案中的跨阻放大器,也可用于化学传感器和电容传感器的高阻抗缓冲器。 图4:ADA4530-1主要优势 设计中的挑战 我们在设计中需考虑可能影响测量结果的多个因素,才能最大程度地发挥器件的优越性能,达到设计指标要求。 1)保护的设计 一般做法是用另一导体将高阻抗节点包围起来,并将导体驱动到保护电压(等于或接近高阻抗节点电位),这样就不会有电流流经绝缘电阻,并且更好的布局产生更好的性能,性能随时间和环境条件的变化越小。 ► 保护环 保护表面泄漏 去除保护环/走线上的焊罩/丝网 避免吸潮 需要由与输入端等电位的放大器(如缓冲器)驱动 ► 保护层 保护PCB主体 ► 过孔防护 保护侧面漏电流路径 高源阻抗和低误差要求会对绝缘电阻提出不切实际的高要求。ADA4530-1的保护技术可将此类要求降低到合理水平。其原理是用另一种驱动到相同电位的导体(保护环)包围高阻抗导体。如果(高阻抗导体与保护环之间的)绝缘电阻上没有电压,那么就不会有任何电流流经其中。ADA4530-1内部使用保护技术,集成了超高性能的保护环缓冲器。此缓冲器的输出可供外部使用,以便简化电路级的保护实现。为了显示保护的实施方式,电压缓冲器电路(参见图6)经过修改。该模型中增加了一个导体(VGRD),它将高阻抗 (A) 节点与不同电压的低阻抗 (B) 节点完全隔开。绝缘电阻用两个电阻来模拟:A导体与保护导体之间的所有绝缘电阻 (RSHUNT1),以及保护导体与B导体之间的所有绝缘电阻(RSHUNT2)。然后,ADA4530-1保护环缓冲器将此保护导体(通过引脚2和引脚7)驱动到A端电压。若A节点和VGRD节点的电压完全相同,就不会有电流流经绝缘电阻RSHUNT1。 图5:保护环及保护层的实现参考 图6:保护实现原理示例 2)屏蔽的设计 • 屏蔽有助于让杂散场远离敏感节点,可以采取屏蔽盒的方式 • 操作员能接触到的屏蔽应接地以确保安全 图7:常见屏蔽方式 3)污染源处理 污染源容易形成弱电池,将该污染电池连接在TIA电路的A端和B端,可得到一个简化模型(参见图8)。A端和B端均被驱动到相同电压,产生一个误差电流(IBAT T),因为输出电阻上存在一个等于电池开路电压的压降,如下式所示:IBATT = VBATT ÷ RBATT。此电池电流流过反馈电阻,在反馈电阻上与电路中的信号电流和其他误差电流合并对测量精度造成影响。一般要注意以下几种污染源的影响: • 焊剂残留 • 尘土和其他颗粒状堆积 • 灰尘 • 体油 • 含盐潮气 图8:污染源对电路精度的影响 对此,世健工程师给出以下几点建议: • 装配后清洗/清洁PCB • 潮气会降低PCB和电缆的绝缘性 选择合适的材料并在受控环境中测量 清洗后烘烤以消除吸收的湿气 • 不要使用免清洁型焊膏 4)电介质吸收 介电弛豫(也称为介电吸收或浸润)是所有绝缘材料都有的特性,它会限制需要建立到数fA水平的静电计电路性能。常用的PCB薄片是工业标准FR-4玻璃环氧树脂。测量结果如图9所示。玻璃环氧树脂薄片需要1小时才能将介电弛豫电流耗散到10 fA以下。这表明,玻璃环氧树脂薄片不适合用于高性能静电计电路。 图9:玻璃环氧树脂介电弛豫性能 考虑的另一种PCB薄片是Rogers 4350B。Rogers 4350B是一种设计用于射频/微波电路的陶瓷薄片。Rogers 4350B兼容标准PCB生产技术,使用广泛。Rogers 4350B材料的测量结果如图10所示。该材料在不到20秒时间内,便可将介电弛豫电流耗散到1fA以下。 图10:Rogers 4350B介电弛豫性能 鉴于其性能出色, Kayden建议,在最高性能应用中,将Rogers 4350B薄片配合ADA4530-1使用。ADA4530-1的所有关键特性测量都是利用Rogers 4350B进行。 同时根据世健的支持经验,建议PCB加工工艺: • 四层板,成品板厚约1.5mm • 板材:1/2层,3/4层为rogers 4350B, 厚度10mil;2/3层为FR408或Roger 4450(注意不是普通的FR-4板材)。 • 铜箔厚度:内层1oz,外层1.5oz • 阻焊:双面,绿色 • 字符:双面,白色 • 过孔:双面露环 • 表面沉金处理 5)电缆和连接器 • 最佳:使用三同轴电缆 有一根额外的内部导线来保护信号 • 只要中心导线与屏蔽体之间的电位差非常小,BNC、SMA和同轴电缆是可行的 某些RF材料(PTFE)具有良好的低漏电、低DA属性 • 捆扎电缆以减少摩擦起电效应 总结 总体上,此类应用中pA级电流的测量相对其他量程电流测量,无论是从设计还是工艺上有很多需要考量的地方,参照此推荐方案和设计要点可以大大缩短研发周期,助力我们顺利穿过pA等级电流测量的无人区。

    时间:2020-07-01 关键词: 电流测量 皮安 方案

  • 华为发布

    华为发布"5G最佳网络"解决方案:基站功耗可降最高降20%

    2月20日晚间消息,华为今日在伦敦举办2020年新产品解决方案发布会。期间,华为运营商BG Marketing与解决方案销售部总裁彭松发表演讲,发布了“5G最佳网络”解决方案。 彭松表示,运营商5G商业成功,应该始于5G最佳网络。它应该具备极简、智能、超宽、绿色、端到端AI使能5大能力。 本次华为发布的5G最佳网络,包含极简的RAN,智能的IP网络,超宽的传输网络、绿色联接和AI使能的端到端5G服务等一系列产品解决方案。 极简RAN,加速5G部署。包含业界最轻的第三代Massive MIMO、集成度最高的BladeAAU和 400MHz 超宽频AAU 3大产品解决方案。应对工程安装、站点获取困难、频谱碎片化3大痛点,帮助运营商快速部署5G。第三代Massive MIMO支持64T64R,重量轻,易部署;BladeAAU实现6GHz以下全频段有源无源合一,大幅降低站点获取时间;超宽频400MHz AAU,领先业界一代; 智能IP网络,业界首个支持可承诺SLA。助力IP网络从Best-effort向SLA可承诺转型。FlexE 灵活切片,支持业界最高1Gbps切片精度,是业界能力的5倍以上。 配合NCE,基于SRv6首次在IP网络上实现时延可承诺,基于iFIT提供分钟级故障定位,打造高可用网络; 超宽传输网络,800G模块业界首发。支持业界最大的单纤48T的传输能力,相比业界能力高出40%,传输网络真正实现面向未来10年平滑演进; 绿色联接,降低5G站点功耗。5G AAU采用高集成的自研芯片,功耗降低15%以上;AI使能PowerStar解决方案,实现多制式、多频段的协同,整网功耗进一步降低15%-20%; AI使能5G端到端交付。以此将AI引入到5G的全生命周期管理,让基于用户体验的网络规划更精准;网络建设更敏捷、质量更高;用户体验的问题处理更快速;面向用户的业务营销更精准。 彭松表示:“今天发布的5G最佳网络,只是华为创新的冰山一角。华为在基础理论、材料、算法等方面的持续投入,将为行业不断带来领先的产品解决方案。”

    时间:2020-03-03 关键词: 华为 网络 方案

  • 外媒:惠普正在审议施乐的330亿美元收购方案

    外媒:惠普正在审议施乐的330亿美元收购方案

    上周三,惠普证实已收到施乐向该公司发出的收购要约。现在根据外媒的消息,惠普公司董事会仍在审议施乐公司提出的330亿美元的收购方案,该收购可能会重塑印刷业。 据报道,惠普董事会正试图为股东创造最大的价值,但尚未确定将公司出售给施乐是正确之举。知情人士还表示,董事会将不会做出迅速的反应,而施乐则希望在一周内得到答复。惠普周三在一份声明中证实,已经收到了收购要约,但没有置评。惠普只表示,将做“符合所有股东最大利益的事情”。 外媒分析称,全球最大的打印机制造商之一惠普和最大的复印机销售商之一施乐现在的业务都不如往日,原因是人们对办公设备和印刷业务兴趣的下降。惠普还在艰难应对停滞不前的个人电脑市场。知情人士认为,两家公司合并后的“Xerox-HP”实体至少能节省20亿美元的开支。

    时间:2019-12-16 关键词: 惠普 正在 施乐 方案

  • 中国移动9月推5G计费方案:基于流量+多量纲模式

    中国移动9月推5G计费方案:基于流量+多量纲模式

    8月8日中国移动2019中期业绩发布会上,中移动副总经理简勤表示,预计9月推出5G的计费方案,将基于“流量+多量纲”的基本模式,推动从“连接”到“连接应用”转型。 目前,中国移动已推出基于100G流量的5G套餐优豪体验计划。 谈及上半年利润下降,中国移动执行董事、副总经理董昕表示,上半年公司利润降低14.6%,主要是因为提速降费、取消流量漫游、刚性成本的增加、加大营销费用等综合原因影响。 2019年上半年,中国移动营收3894亿元人民币,同比下降0.6%。其中,通信服务收入达3514亿元人民币,同比下降1.3% 股东应占利润为人民币561亿元,每股盈利为人民币2.74元,同比下降14.6%。 中国移动表示,随着传统通信业务市场趋于饱和,流量红利快速消退,简单依靠传统要素投入来推动业绩增长难以为继,行业整体呈现负增长,公司的收入和盈利也承受较大压力。

    时间:2019-09-05 关键词: 移动 计费 5G 方案

  • 高精度数据采集及网络传输方案

    高精度数据采集及网络传输方案

    应用背景 当前,越来越多的领域要求高精度数据采集、A/D转换以及实时处理功能,尤其是物探分析、环境监测、医疗设备、工业控制等领域。传统的基于MCU的数据采集、A/D转换方案,无论是系统体积、系统功耗、系统数据采集精度以及系统处理能力等方面都不尽如人意,因此,迫切需要一种能以较低的功耗和体积,实现高精度的数据采集、高性能的系统处理能力的嵌入式解决方案。 北京恒颐高科技术有限公司作为专业的嵌入式应用开发商和方案提供商,针对行业用户的不同需求,提供高性价比的系统设计,帮助用户实现最优的高精度数据采集及网络传输方案。 应用场合 高精度数据采集及网络传输方案适用于以下场合: *石油、地质勘探行业的数据采集系统 *高速、高精度和多参数综合测试系统 *环境监测系统 *工业控制领域 方案介绍 该方案采用32位高性能嵌入式ARM处理器,设计灵活、可编程逻辑器件FPGA作为协处理器,24位高精度的A/D转换器,并设计多路串口与网络接口,运行Linux操作系统。面向石油勘探、环境监测、工业控制等行业,对数据进行采集处理和网络传输。 系统结构如图所示: ARM通过FPGA控制高精度A/D采样信号,数据采集过程中通过FPGA内部的比较电路自动调整增益放大器增益倍数,极大提高了对微弱信号的分辨能力。ARM在系统中的作用主要是将A/D转换后的数据在传输到上位机之前,进行数据整理、标记、打包以及数据预处理,以提高数据精度,同时ARM还要完成对时序、触发、DMA中断请求作出相应的处理。 优势与技术突破 数据采集采用24位精度ADC,由ARM通过FPGA控制,利用FPGA的时序严格、速度较快、可编程性好等特点,将可能需要的各种控制和状态信号引入FPGA,利用FPGA的大容量和现场可编程的特性,根据不同的要求进行现场修改,增大了系统设计的成功率和灵活性。同时,ARM对数据的预处理极大地提高了数据的精度。在PCB布线时认真考虑了滤波、接地和合理的信号走线,提高了数据采集的可靠性。 恒颐成功案例 *石油勘探行业数据采集终端 *环境监测站

    时间:2019-04-22 关键词: 数据采集 网络传输 总线与接口 方案

  • ST高清数字电视机顶盒方案

      数字电视机顶盒在过去几年中国有线电视的市场中取得了飞速的发展,目前的中国国内有线数字电视机顶盒市场的保有量已经超过四千万台以上。国内的数字卫星电视也在过去半年中得到发展, 第一步是针对偏远地区,解决电视的收看问题,村村通项目用的机顶盒已经开始招标发放,接下来卫星电视也会进行商业运营。地面数字电视广播标准已经确定,信号已经在多个地区发射。电信运营商开展的IPTV目前在国内也有几百万的用户。  高清数字电视机顶盒是一个重要发展趋势。以高清平板电视为例,目前,中国国内市场上高清平板电视保有量已超过两千五百万台,而其中只有不到1%的用户能收看到1~3个高清节目频道。这就带来矛盾的局面:一方面大量用户拥有高清平板电视机,另一方面大量电视节目是模拟和数字的标清格式,决大多数已经部署的机顶盒只具有标清解码能力。可以预见,未来高清机顶盒将会占有相当大的市场份额。主要接收形式包括,有线机顶盒、地面波机顶、卫星机顶盒、一体机和IPTV。  高清机顶盒技术发展与设计挑战  数字电视机顶盒的功能已经从开始的接收码流,解压缩视音频,显示EPG信息,简单的OSD菜单,到现在的增加交互功能,宽带网视音频应用,外围的数据接口也增加了高速USB,以太网的接口,eSATA接口等一些PC常用的接口。这些接口的增加使得机顶盒的应用范围得到有效的扩展,现在也可以用意法半导体(ST)的高性能机顶盒芯片STi7105来实现家庭媒体中心的应用。所以高清机顶盒的应用开发已经不再是单一的功能的开发,而是如何利用高性能的机顶盒芯片来开发多功能的应用,最大可能利用芯片处理能力,这对机顶盒产品的开发是一个挑战。  MPEG2作为数字电视采用的第一个标准已经用了10多年,新一代编码格式H.264也已大量的得到应用,中国的AVS编解码标准也在一些地方得到应用。同时支持有线数字电视和IPTV的双模机顶盒的应用也越来越多,因此,对于芯片产品而言,不但要支持现有标准,还需要具有可升级的能力以便支持新的技术,所有这些都给机顶盒的开发提出更高要求,机顶盒的稳定性也面临更严格的挑战。  低成本、高性能、低功耗的产品要求已经开始变得非常重要。定义产品在各种状态下实现最低功耗也已成为设计工程师的一大挑战,他不仅需要了解芯片的低功耗的能力,还要知道如何用好这些能力,以实现产品的最优化并广为市场接受。  图1:ST机顶盒产品规划图。  在高性能的芯片上可以开发出很多复杂的应用,也必然使得软件,硬件开发的复杂度大大增加,怎样在短时间内,高质量地开发出满足市场要求的产品对研发工程师和项目管理人员提出了挑战。ST充分认识到了客户面对的挑战,因此ST在提供高性能芯片的同时,也提供操作系统如Linux,WinCE,OS21 和成熟的驱动软件,同时还提供能帮助研发工程师快速熟悉和使用的API源程序代码,以及3FX OpenGL ES1.1的API。  ST高清机顶盒解决方案  意法半导体(ST)是世界上最大的机顶盒(STB)芯片厂商,目前中国国内机顶盒厂家大量采用ST的芯片,ST的机顶盒芯片在国内市场份额最大。ST通过不断地推出新的产品,提高芯片性能,降低芯片成本,同时提升技术服务质量来实现并保持多年的市场领先地位。  图2:基于STi7105的机顶盒架构框图。  目前ST已经开发出了4代高清解码芯片,在高清数字电视单片解码SoC领域积累了丰富的经验,包括灵活的芯片技术架构设计,支持客户进行各种应用的开发,成熟的低成本的先进生产工艺等。其中STi7105 是一款高性能H.264高清数字电视机顶盒SoC解码芯片,采用先进的半导体生产工艺和优化设计来完善,提升各个功能模块的性能,增加高速数据接口,降低耗电量,降低系统的整体材料成本。STi7105是一款应用范围很广的SoC芯片,主要用于有线高清数字电视机顶盒,卫星高清数字电视机顶盒,地面数字电视机顶盒,IPTV机顶盒,网络电视下载播放,多媒体手持设备,家用多媒体中心等等。  图3:STi7105内部结构简图。  STi7105技术特点及关键应用  STi7105 芯片内部集成了一颗高性能的ST40 应用程序处理器,它的实时处理、运算能力超过900DMIPS,另外芯片内还集成有两颗实时运算加速器,如果需要的话,它们也可以用于各种运算要求的处理。如果把芯片的整个计算能力加在一起,STi7105的实时处理、运算能力能够达到3,000DMIPS以上。这样的处理能力不但可以达到高清机顶盒的要求,还能够充分满足家庭多媒体中心的设计需求。  STi7105的TS流输入处理模块可以支持4路TS流输入,1路TS流输出,这个处理模块内可以同时处理、分解多个码流,用于同时进行录像(PVR)、码流回放、画中画。这些码流可以从传统的数字电视广播通道过来,也可以来自CableModem、EoC、以太网IP、光纤的IP通道。这个高性能模块能为用户提供灵活的产品开发模式。  芯片的安全性功能的支持:STi7105具有完整的嵌入式安全加密,解密功能,包括DES、AES和DVB解扰器等等,将会支持所有的高级安全功能。目前,高级安全功能正处于主要CA厂家的认证阶段中,包括Nagra,NDS,Conax,Irdeto等等,ST也会和中国国内的CA厂家永新视博、天柏、数码视讯等公司展开认证工作。 支持Windows DRM 10数字版权管理和安全视频处理器(SVP)标准。它也支持DVB-CI及其他的机卡分离技术。  视频解码格式:STi7105集成了高性能的视音频解码器,其灵活的解码架构可以满足目前已有的各种视音频编码压缩格式的解码要求,也可以通过软件升级来支持这些标准,在视频编解码方面,它可以支持H.264 HP@HL4.1,MPEG2 MP@HL, VC-1 MP@HL, AP@L3, MPEG4 P2 ASP@L5, DiVx格式,RM,RMVB,中国自己的视频压缩格式 AVS,已知的一些用于流媒体的视音频格式和目前流行的Adobe Flash的格式。除了解码以外, 7105还具有一定的视频的编码的能力。其解码器可以用于PVR,画中画功能。支持1080p 60帧的格式,这在目前的产品中是最先进的。内置的图像降噪声处理,增强优化的后处理电路能够给用户带来前所未有的优美图像。  在音频编解码器方面,它可以支持MPEG-1 layer I/II, MP3, MPEG-2 layer II, AC-3 Dolby Digital, DD+,AAC, AAC+SBR等等,也可以支持杜比,DTS的新算法。同时可支持中国DRA音频标准,还也可以用于音频编码。  视音频接口方面,7105支持最新版本的HDMI 1.3接口标准,支持1080p 60帧的格式,支持各种隔行、逐行扫描显示格式,各种格式之间的互相转换,同时支持模拟的视频接口如YPbPr、CVBS 和数字视频信号的输入和输出,从而增强了7105的应用灵活性。  STi7105使用的DDR2接口和32位统一存储系统,使设计人员可以使用成本更具竞争力的、高容量的DDR2外部存储器,DDR2的速率可以达到800MHz。高容量存储器在复杂系统的应用开发中可以降低系统成本,为客户提供最大的价值。  图4:基于STi7105的便携多媒体设备架构框图。  在同类产品中,STi7105具有最低的功耗和最好的散热性能,在客户设计出的机顶盒产品中可以不使用散热片而可以长时间的正常工作。此外其先进的电源管理功能,独特的设计进一步提高STi7105的低功耗性能,有助于终端产品达到节能标准,7105的待机功耗小于0.1W,大大优于国际能源组织(IEA)“1W节能计划”的标准。  STi7105同时支持多路高速USB2.0接口,高速以太网接口,配合高性能的芯片解码能力,适于机顶盒、汽车多媒体播放器或家庭多媒体中心等应用。SATA接口用于硬盘的连接,可用于PVR应用,MMC卡接口也集成到该芯片中。  图形加速处理器的性能在机顶盒的应用中变得越来越重要,STi7105集成了高性能的2D加速器,其图形处理能力可应用于3D图形显示,从而丰富了应用的表现能力。ST提供3FX OpenGL ES API接口。 高速CPU加上高性能的图形加速器可以实现对下一代中间件、插件及Flash媒体播放功能的更好支持。

    时间:2019-04-22 关键词: 机顶盒 数字电视 st 嵌入式开发 方案

  • HMI-based车载自动化系统方案

    HMI-based车载自动化系统方案

    随着经济的发展,交通运输越来越成为国民经济生活中的一个极其重要的因素,交通运输是国家的基础产业,其中包括铁路、城市轨道、公路、民航等,总体特点是运输安全稳定。在车载行业,纵横科技提供了软硬一体的自动化系列产品,并得到成功的应用。比如,针对铁路的自动化控制系统,包括车载通讯、车站自动化控制系统、综合调度系统、站段检修系统等,现场应用系统通过HMITECH嵌入式平台为核心的车载监控平台,保证人员安全、货物安全和运输任务及时准确完成。针对公路交通的自动化系统,包括:实时视频监控、公路缴费系统、停车场车辆泊位管理系统等等,纵横科技利用现代计算机和自动控制技术相结合的系统平台,完成监控任务,保障交通安全。针对大中型城市建设中的城市轨道交通,其自动化控制系统包括车站安检系统、车辆调度系统和车载监控系统,有很多独到的需求,非常重视交通新技术的应用,是HMITECH产品应用的广阔舞台。具有现场总线接口的HMITECH产品,在重型机车控制、航空地勤、空勤监控等系统中均有应用。纵横科技提供的嵌入式平台,紧凑的嵌入式低功耗设计,易于车载系统的应用,抗震和抗干扰的良好性能,提升了控制系统整体性能。HMITECH 人机界面产品提供现场总线接口,可以满足机车CAN总线、MVB总线的控制和数据采集的功能。同时,HMITECH产品的ODM设计,可以实现控制和显示一体或分体的定制方案。硬件产品绑定嵌入式组态软件,提高开发的效率,保障可靠运行,具备良好的性能价格比,满足客户现场的实际需求。 车载自动化相关案例:● 电子警务信息采集系统● 地铁微机联锁监控系统● 高速公路收费系统● 铁路信号检测系统● 汽车摩托车综合性能检测系统● 重型机车监控系统● 火车机车监控系统

    时间:2019-04-19 关键词: hmi 嵌入式开发 自动化系统 based 方案

  • 数据集中监测系统技术方案———netEasy数据集中器的应用

    数据集中监测系统技术方案———netEasy数据集中器的应用

    第一章 简介1.1 系统总设计思想楼宇信息集中监测系统的总体设计过程中,采用目前较流行的技术和标准,在楼宇监控主站和监控子站分别采用了本公司的自动化监控软件系统、netEasy自动化通讯协议转换系统。针对目前各监控保护、自动化设备的通讯规约种类繁多,在子站端采用netEasy自动化通讯协议转换系统,这可以避免将来频繁的规约转换,实现各智能电子装置IED间信息交换的无缝连接,并可以实现未来的远程操作控制。在主站端,按照工业系统相关规范要求,建立楼宇实时信息的监测管理软件平台,便于将来与其它系统(生产管理系统等)的无缝连接和系统集成。系统的总体功能框图如图1所示。该系统在整体上主要采用Client/Server结构,一个子站就是一个数据服务器,使数据采集、信息集中管理、信息发布服务为一体。主站根据需要向子站提出服务请求,子站响应后提供给主站相应的服务。主站网络通讯、数据库平台、应用软件的功能由powerEasy自动化软件系统完成。监控子站中各厂家楼宇设备、PLC智能设备数据通讯采集、数据管理、数据上传功能全部由netEasy自动化通讯协议转换系统完成。楼宇数据集中监测系统可以分为子站层、网络层、主站层三个层次结构,构成了一个分布、分散式的网络化的楼宇数据集中监测系统。其中子站层负责将现场微机监控自动装置、PLC、智能仪表、楼宇设备等监测设备及自动化子系统通过通讯规约转换后进行楼宇数据实时数据集中, 完成对楼宇系统运行数据的采集,网络层通过高速网络完成所有楼宇子站系统的数据集中。主站层完成对系统中各智能楼宇监测设备的集中管理,来实现对楼宇的分散智能监测子系统的运行数据进行集中监测、统计和分析查询管理,并可实现高级应用功能。随着智能楼宇的功能不断提高,楼宇系统自动化正向全面信息化、数字化智能楼宇监测方向发展。 本方案涉及楼宇数据集中监测系统以下几个部分技术内容:1.监控子站端数据采集及数据服务器的技术实现2.各分散子站与监测主站端数据通讯体系技术实现3.主站端楼宇信息的监测软件及系统技术实现1.2 监控子站系统设计思想子站端数据采集及数据服务器采用netEasy楼宇自动通讯转换系统(以下简称netEasy系统)技术实现模式,其最大的特点是能以灵活多样的“组态方式”而不是编程方式来实现各种智能楼宇监测设备的系统互联和软件集成,构成灵活可靠的楼宇数据集中监测系统解决方案。它提供了良好的用户开发软件系统界面和简捷的智能楼宇监测工程实现方法,只要将其预设置的各种楼宇软件模块进行简单的“组态”,便可以非常容易地实现和完成楼宇数据集中监测系统各功能层的各项功能,缩短了智能楼宇监测的系统工程集成的时间,大大的提高了楼宇数据集中监测系统集成效率。未来具有良好的扩展性。netEasy系统是建立于间隔层设备上的软件及通讯软、硬件互联集成平台,它能容易实现与国内外各种智能楼宇监测设备厂家的设备及系统进行网络互联通讯。同时还可以方便的向间隔层和楼宇管理层提供软、硬件的全部接口,来实现与“第三方”的软、硬件系统的再集成工作。楼宇数据集中监测系统子站系统可由netEasy自动通讯转换系统(netEasy软、硬件系统),各种监控内智能楼宇监测微机设备构成。netEasy软件平台根据需要可灵活运行在Windows98/NT/2000/XP、嵌入式WindowsNT/XP操作系统,结合系列化的netEasy硬件平台(智能网络通讯管理装置)构成各种智能楼宇子站系统监测解决方案。可以方便、快速地构造不同需求的智能楼宇监测子系统。代表了未来智能楼宇信息集中监测发展的方向。监控子站设备数据的接入方案1.2.1 变配电系统数据接入方案采用RS-485总线和RS-232接入方式设计:通过RS485总线连接和RS-232连接变配电系统设备采集器,将数据集中后转发给本系统主站。1.2.2 制冷机组系统数据接入方案RS-232总线接入方式设计:本系统接入进行通讯软件开发后可以RS-232通讯方式接入子站系统信息,并传送到远方主站系统。1.2.3安防与视频系统数据接入方案(待定)1.2.4其他监控设备数据接入方案接入方式设计:本项目其他设备的接入还支持以太网方式的PLC、仪表接入。在子站系统配置相关网络适配器后,子站系统可支持Lonworks、Can、Profibus总线通讯接入各种工业仪表、PLC系统。1.3 主站与监控子站系统通讯体系设计思想楼宇数据集中监测系统的子站与监控主站通讯的软件技术,全部由北京德威特力通系统控制技术有限公司(下面简称力通公司)主、子站软件系统完成。通讯媒介的设计可采用目前流行稳定的几种模式:主要设计的依据是目前系统信息流量、网络稳定性、可靠性、性价比等因素。利用现有通讯体系也是重要的考虑因素。1.3.1 子站与主站端通讯方案在楼宇各监控子站端,通过netEasy系统收集的数据最终将通过网络传到主站端进行集中处理,有以下几种可选方案来连接主站端及子站端:1. 通过Internet公网来进行通信由于Internet公网是不安全的,所以,不能直接将主站端和子站端通过公网相联接。必须使用安全设备,最方便的方式就是使用VPN网关。VPN网关可以通过Internet建立安全的隧道,主站端和子站端通过这个安全隧道来传输数据。隧道建立后,主站端和子站端的通讯同本地TCP/IP的通讯方式完全相同,这样将极大地方便数据的传输。VPN网关设备在提供安全隧道的同时,也提供防火墙服务,我们可以通过配置防火墙来进一步提高通信系统的安全性。使用Internet来通讯的最大好处是费用低,速度快,最高速度可以达到512Kbps。目前,在厂内已现存铁通ADSL的Internet宽带网,而且价格十分便宜,我们完全可以利用我们已有的Internet连接来建立安全的数据连接通道。2.通过电话拔号方式与主站端连接在这种情况下,主站端需要安装一台RAS服务器,我们的方案是采用具有RAS功能的ISDN服务器,这样做的好处是,不论客户端是普通电话线,还是ISDN线,都可以进行RAS连接。子站端的用户可以通过普通的电话线(PSTN)及一个普通异步MODEM拔号到主站端来建立数据通道。这种通信方式的速率只能达到19.2Kbps,建立连接速度慢,一般需要20到60秒钟才能建立起连接。并且此时的通信费用相当于长途电话费,如果数据传输时间长,通信费用将会很高。所以,这种方案只能作为一个备份方案,当其它通信方式出故障时临时使用。3.通过ISDN连接用户可以申请一条ISDN线,通过ISDN线与中心端连接。ISDN的连接速度可以达到64Kbps,建立连接的速度非常快,只需要1秒钟左右。我们采用LAN ISDN MODEM,只在有数据时才建立连接并传输数据,当系统空闲时并不占用通信线路,所以,这种方式的费用要比第二种方式低一些。4.GPRS通信技术连接GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称,是在现有GSM系统上发展出来的一种新的承载业务,目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务。GPRS采用与GSM同样的无线调制标准、同样的频带、同样的突发结构、同样的跳频规则以及同样的TDMA帧结构,这种新的分组数据信道与当前的电路交换的话音业务信道极其相似。因此,现有的基站子系统(BSS)从一开始就可提供全面的GPRS覆盖。GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据,而不需要利用电路交换模式的网络资源。从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输,也适用于偶尔的大数据量传输。GPRS理论带宽可达171.2Kbit/s,实际应用带宽大约在40~100Kbit/s,在此信道上提供TCP/IP连接,可以用于INTERNET连接、数据传输等应用。GPRS是一种新的移动数据通信业务,在移动用户和数据网络之间提供一种连接,给移动用户提供高速无线IP或X.25服务。GPRS采用分组交换技术,每个用户可同时占用多个无线信道,同一无线信道又可以由多个用户共享,资源被有效的利用,数据传输速率高达160Kbps。使用GPRS技术实现数据分组发送和接收,用户永远在线且按流量计费,迅速降低了服务成本。5. 本项目通讯方案确定综合上述四种通讯连接方式,并根据本项目实际情况,确定主要系统数据通讯通过楼宇自身的局域网来进行,适应较大的通讯数据流量和通讯速率。保证整体信息集中系统的通讯稳定和可靠性、保证故障信息的即时、可靠传送。从经济角度也是一种最佳的选择。各种通讯连接方式最终都是在子站端和主站端建立TCP/IP连接,但需考虑双网的切换管理,软件需要相关的适配和调整。其他通讯方式,如:无线电台通讯等由于通讯设备的高费用,不在本项目中考虑。1.4 主站监控软件系统实现设计思想选用力通公司powerEasy软件系统,powerEasy软件是工业自动化组态软件技术完美结合的产物,除了具备通用工业组态软件的优秀功能外,还具备工业专业软件的所有性能。同时软件系统具备强大的通信协议处理和管理能力,所有的功能均以组态方式完成。基于各种工业、楼宇规约的多采多发机制,深受广大工业用户欢迎。如CDT、DNP、101、103、104等,可以广泛应用于变电站自动化、配电自动化、智能变配电自动化、厂站工业自动化、楼宇自动化等领域,还可以在SCADA系统、工业信息管理系统、DCS系统中完成数据库信息互联、综合信息管理监控的重任。powerEasy组态软件多年积累的工业组态应用背景,决定了软件系统可以广泛应用于工业、工矿企业各电压等级的变配电室和市政建设、智能大厦、水利、环保、港口等领域的变配电系统,是工企业进行仪电一体化的综合管理平台,并且可以和GIS(地理信息系统)/MIS(工业企业管理信息系统)/CIS(用户信息系统)等进行完美的结合。是优秀的多功能信息管理与监控软件平台。网络结构先进的网络构架体系,支持B/S(浏览器/服务器)和C/S(客户端服务器)访问方式,支持多层次网络冗余及故障切换。提供多重冗余结构,支持IO设备冗余、网络冗余、实时数据库冗余等功能;强大的WWW网络功能,通过企业的Intranet网络,您可以在任何一个部门的工作站上用标准的浏览器浏览的生产过程;工业、楼宇应用可以完成工业、楼宇信息的采集与处理,如线路的电压、电流、有功功率、无功功率等模拟量信号。开关位置、开关状态、保护动作信号、跳闸信号等开关量信息,事件顺序记录(SOE),保护定值传送及设定,录波故障数据的传输与转换。可以显示采集和计算的实时运行参数,显示PLC或设备的地理位置图、故障报警的详细清单表格、 跳闸设定的曲线对比图, 显示实时系统运行工况图、表格、曲线棒图,越限告警信息报警。记录系统发生的事件信息和操作信息,并且可以查询,对系统模拟量的越限报警、开关跳闸报警进行记录。通信规约转发具备多收多转,软件采用模块化结构,规约的开发采用标准的接口,配置灵活,组态方便,除了能完成工业、楼宇自动化装置的数据采集如PLC、变频器、现场总线等,还支持的规约协议有101、103、104、DNP3.0、μ4F、POLLING 、部颁CDT、SC1801、MODBUS等各种工业规约。扩展性系统具备良好的开放性,软件提供各种级别的通用开发接口。用户可以在功能、通讯、图形、计算处理、数据库等各方面增强自己的特殊应用功能;给用户带来超值回报。开放性全面支持DDE、OPC、ODBC/SQL、ActiveX、DNA标准,方便和关系数据库进行集成。以OLE、COM/DCOM、动态链接库等多种形式提供外部访问接口,便于用户利用各种常用开发工具(如:VC++、VB等)进行深层的二次开发。高级应用功能可以配置高级应用模块灵活实现高级工业、楼宇等自动化应用功能。第二章 监控子站系统2.1 子站系统配置楼宇数据集中监测系统子站系统包括: netEasy自动化系统网络通讯协议转换系统硬件、软件(软件已获国家软件著作权保护),各种智能工业、楼宇监测微机设备(智能IED工业设备)。它们可以构成如下的智能工业、楼宇监测子站系统解决方案。智能工业、楼宇监测微机设备系列化的微机监控保护装置,实现对工业、楼宇设备的实时电能数据监测功能。子站内直流屏、电能表、GPS对时设备等其他微机自动化设备。设备通讯接口可由灵活选择串行通讯(RS-232/485),以太网通讯,总线通讯(Can/Lonworks/Profibus等)。智能工业、楼宇监测数据的通讯规约转换系统软、硬件(netEasy系统) netEasy通讯协议转换软件系统的主要是建立脱离于具体通讯设备的接口通讯服务平台,依据其开放的动态实时数据库,简化工业系统中异种协议的转换和系统联网过程,异种协议容易接入并可转换为工业标准协议与其它系统联网。 netEasy系统在实时数据库、网络数据共享、网络通信服务、通信协议转换方面的技术达到国际先进水平,填补了国内该领域的产品空白;该系统可运行嵌入式操作系统中。 netEasy通讯协议转换系列硬件件系统均为全密封无风扇工业级嵌入式计算机系统,根据不同子站情况配备相关硬件设备。通过通讯网络将智能工业、楼宇监测装置连接起来并由软件系统协调工作时,就构成了高性能智能工业、楼宇监测子站系统,整个系统如金字塔、层层相连、协调工作。2.2 子站系统应用技术介绍智能工业、楼宇监测子站系统的所有设备及系统互联实时数据通讯是由netEasy智能监测通讯协议转换系统来完成的, netEasy系统包括netEasy智能通讯管理装置、netEasy通讯规约转换软件系统两个部分。智能工业、楼宇监测子站系统根据现场情况,由于各厂家工业、楼宇自动化设备和系统使用的网络通信协议互不兼容。为保证设备之间的互操作性,就必须花很大的代价做通信协议转换装置和软件接口,这样一方面增加了系统的复杂性降低了可靠性,另一方面增加了系统成本和维护的复杂性。为了能将新的应用技术持续快速地整合到现有的子站系统中,需要有能涵盖通信技术与应用数据的统一通信协议标准或有效的通用通信协议转换解决方案。netEasy系统解决目前工业、楼宇数据集中监测系统中各软件系统、设备通讯协议不一致、非标准通讯协议转换为标准通信协议而造成系统通讯连接和数据交换成本加大的困难。不同厂家设备,不同网络通讯协议,在netEasy系统中能容易地实现接入和转换、现场数据采集、交换很方便。同时,netEasy系统基于网络分布式结构的实时数据库对外提供开放的存取,支持C/S和B/S应用。能容易地将现场通信接口获取的实时数据以各种方式提供给第三方应用软件和系统,降低了各厂家通讯协议不标准而造成的自动化系统互联时的巨额开发费和工程调试费。它的数据源可以是各种楼宇监控设备、工业保护监控设备、发电厂DCS系统,智能工业设备,智能控制监控仪表(PLC)、智能通讯板卡等,它能方便地将智能工业、楼宇监测现场的实时数据集中在一起,为现场数据的深入开发应用提供一个可靠的通用实时数据平台。netEeay系统适用于处理不断更新的快速变化的数据及事件处理。能够以各种方式对数据库进行各种操作,包括:数据运算处理、历史数据存储、统计处理、报警处理、服务请求。netEasy系统同时提供一套完善的数据通讯接口机制,可以方便灵活地处理任意形式的协议、规约,同时也为第三方厂商提供了以实时数库为核心的分布式客户机和服务器访问服务机制,如:DDE、OPC、TCP/IP、ODBC和通过netEasy系统提供DbCom控件访问和API函数访问数据。netEasy系统利用实时技术为实时数据库提供时间驱动调度和资源分配算法,针对不同的应用需求和特点,对实时数据模型、实时事务调度与资源分配策略、实时数据通信等大量问题作了深入的理论研究和系统化、结构化的设计。它采用L树索引技术、内存和虚拟内存技术(大大减少了磁盘I/O操作)、专用的内存分配和管理方法、数据字典和结构化设计,并采用了多线程和并行处理方式等国内及国际领先的技术。netEasy系统可以理解为一个通用的工业、楼宇数据集中监测系统软件“网关”, 软件完成数据集中、通讯协议转换、通讯信息管理功能。系统具有如下技术特性:1.很容易与智能工业、楼宇监测图形人机界面软件组合成为就地智能工业监测监控系统,是独立完整的智能工业、楼宇监测数据采集和通讯协议转换软件系统,可应用于已有或新建的智能工业、楼宇监测工程中是一个功能全面的软件“网关”,特别适用于连接工业、楼宇数据集中监测系统中的各种自动化设备可用来将新的设备接入原有的工业、楼宇数据集中监测系统或用于将原系统与其他自动化系统通讯连接2.全组态的系统维护和调试特性,使现场设备、通信管理管理及控制功能容易实现3.多收多发的多进程特性,大大提高了工业系统的通讯效率4.强大的通讯协议转换功能可使全局工业、楼宇数据集中监测系统通讯标准化5.WEB功能具有网上浏览现场数据、通信情况、管理工业、楼宇数据集中监测系统信息的功能netEasy软件系统技术特点:1.内存优化管理技术公司开发人员长期从事于实时数据库管理系统的开发,积累了大量的新技术和经验,提出了一种高效的内存优化管理技术。该技术已在原软件产品的具体应用中得到验证。2、 实时智能技术实时智能技术是二十一世纪信息化的智能技术。成功地开发出基于对象技术和专家系统相结合的实时智能软件工具,并已应用于现在的实时数据库中,并在具体应用中得到验证。3、 历史数据压缩与解压技术在历史数据压缩与解压方面取得突出成就,开发出十分高效的数据压缩与解压技术,并已应用于现有的实时数据库中,并在应用中得到验证。4.软总线技术基于DCOM/COM+,利用XML语言和组合框架技术,开发基于Internet/Intranet的实时数据库管理系统,支持不同应用构件的在线插拔,提高系统的可靠性和软件代码的可复用性。5.构件安全可靠性技术应用构件的组合,使得构件运行的安全可靠性显得尤为突出。如何保证同时运行的各个构件不会因为某个构件的故障而导致整个系统的崩溃,是实现构件组合的重点,也是难点。开发出一套有效的错误捕获和故障诊断算法,保证系统安全可靠地运行。6.调度模型技术它确定事务的优先级分配策略、调度算法、互相冲突的解决(并发控制)策略及其机制,控制事务正确、有效地执行。7.网络技术网络服务程序基于TCP/IP协议,采用“Peer to Peer”和Clinent/server相结合的分布式体系结构,支持实时数据共享和分布式数据库。另外提供访问netEasy系统数据库的Web Server可接入Internet,用标准的浏览器实时地监视通讯协议转换过程。支持动态数据交换(DDE)技术的通讯,支持OPC(OLE for Process Control)标准。8.工业、楼宇设备协议库拥有丰富的协议库程序,支持多种工业硬件设备通讯和通讯协议。支持RS232/422/485、Ethernet、Can、LonWorks、MODBUS、PROFIBUS等各种通讯协议和标准。目前支持的设备包括国内多家产商的微机监控保护设备及电表厂家的智能电度表、五防系统设备及众多工业、楼宇自动化设备通讯协议库。由于通讯协议程序体系结构为开放式结构,提供SDK开发包,用户可以开发新的驱动程序。而不会影响系统运行维护。9.异种数据库互联技术实时数据库管理系统内含一个异种数据库互联的数据交换软件ODBCGate。ODBCGate可以连接公司的实时数据库SuperInfo、美国ASPENTECH公司的实时数据库InfoPlus.21、美国OSI公司的实时数据库PI、美国Honeywell公司的实时数据库PHD,亦可以连接关系数据库Oracle、Sybase、SQL Server、DB2、Infomax等,实现实时数据库与关系数据库的无缝连接。10.设备模板和通讯转发模板技术总结多年工程实际应用经验,参考国内外相关系统和特点,netEasy系统内置完善的设备模板、通讯协议模板功能机制。用户能很方便地创建大量的通讯采集设备数据和通讯协议转发数据点。对netEasy系统在复杂和庞大的系统通讯互联和转换中提供了一套有效的工具和手段。11.全面支持IEC 61850通讯体系支持基于IEC 61850通讯体系的客户、服务器通讯模式。2.3 子站系统软件netEasy系统的主要内容是在脱离于具体通讯设备的接口通讯服务平台上,建立开放的动态实时数据库,组态简化工业、楼宇系统中异种协议的转换和系统联网过程,异种协议容易接入并可转换为工业、楼宇标准协议与其它系统联网。 netEasy系统是一个功能完整的软件体系。系统由开发运行软件包(Admin)、协议开发工具包(SDK)构成。 一、开发运行软件包(Admin)开发运行软件包基本由工程管理、系统服务、实时数据库、协议联接器、协议转发器、事件管理器、SOD控制器、远程服务管理等功能模块构成。各功能模块整体配合完成现场复杂的通信协议转换和信息管理控制功能。所有工作通过网络远程完成。1、工程管理器netEasy系统的应用的工程管理器用于创建、打开、保存工程项目,对于工程项目的管理十分方便。2、系统服务netEasy的系统服务功能对系统工程信息进行描述。可以在此页中查看以下信息:工程名称、工程路径、系统路径、数据库总点数、采集点数、历史存储点数。3、实时数据库netEasy的实时数据库系统是一个“组态”的实时数据库。同时也是一个分布式数据库系统。由于许多情况要求将数据库存储在地理上分布于不同位置的不同计算机上,通过计算机网络实现物理上分布,逻辑上集中的数据库,即具有分布式的透明性。用netEasy创建的数据库,数据在物理上分布在不同的地理位置或同一位置的不同的计算机上,但在用户操作时感觉不到数据的分布。用户看到的似乎不是一个分散的数据库,而是一个数据模式为全局数据模式的集中式数据库。在构建netEasy分布式数据库时,netEasy系统支持的网络通信方式有:TCP/IP网络、串行通信(RS232/422/485)、GPRS、电话拨号网络等。任何数据在进入数据库前,均可先进行数据来源检查,上、下限检查,并进行量程转换、简单滤波、开方等处理后再进入数据库。对输入的实时数据还可进行小信号切除处理,以防止累计、流量信号零漂波动对计算结果产生影响。输出处理用于在数据库向外部设备进行数据回送前,对发往现场的数据进行输出上、下限检查和限值变化率检查,并进行输出记录。同时允许用户自定义处理方法。对于需要进行累计的数据,可以将其组态为“累计点”类型,正确设置变量的瞬时值量程和时基后,当实时数据库进入运行状态后立即开始累计。netEasy的实时数据库在netEasy系统中作为一个数据容器,对通信数据进行汇总和处理及数据分发、对外提供数据服务。它还具有对数据进行运算、存储、限值处理、逻辑组合的强大处理功能(词法分析和脚本语言)。完成各种场合对通信数据的处理需求。4、协议连接器netEasy的协议连接器用于将现场设备或系统按相关通信协议连接,完成netEasy系统对现场各设备及系统的通信数据接收和控制。通过数据库及协议连接器完成数据库通信数据的获取,并可对PLC、工业设备协议调试和设定。同时可对DDE、OPC支持的设备或系统进行数据连接。系统提供局域网TCP/IP、串行通讯(RS-232/485)系列、CAN、Lonworks、Profibus、Batibus、Bacnet网络通讯规约的数据通讯服务体系。netEasy的协议连接器使数据库可同时连接多台不同厂家和不同通信协议的工业智能设备,并对所连接的所有各种类型的设备以指定不同的扫描周期,对同一个设备上不同的通信点参数也可以指定不同的扫描周期。可通过各种协议连接网络上的外部设备和系统,并配备通用和简化的调试和规约分析、开发工具。通过协议连接器netEasy系统很容易实现不同自动化系统智能设备、不同规约传输数据的接收和处理,汇总于数据库,再以数据组态的方法通过自动化系统标准规约或指定的通信协议与其他自动化系统或设备进行数据通讯。下面是协议连接器支持的部分通讯协议(国内外百余种设备协议未列出):2、平台支持的部分工业标准通讯协议列表(配网络电源、转换器)2.4 子站系统设备装置为适应 netEasy自动化通信协议转换系统在工业、楼宇等数据集中监测系统中的各种应用,公司推出通用的基于嵌入式操作系统的硬件平台的新一代netEasy智能监测通讯信息管理及控制装置。软硬件整体配合显示了netEasy系统强大的功能,深受用户欢迎。一、装置概述netEasy网络信息管理与控制装置是一种新型的自动化信息管理装置。主要适用于智能工业监测、工业自动化领域、楼宇领域等实时数据通信和自动化设备互联,也可广泛应用于其他需要通讯接口转换的场合。装载netEasy通信协议转换软件系统后可完成多通信协议的联接、转换和通信数据采集、管理与网络数据共享的强大功能。二、装置功能特点本装置将现场总线通信转化为以太网或RS-232、RS-485通信方式,以便与其它设备或调度部门之间进行实时的数据交换;同时完成现场总线上所有测量、控制、保护、信号等数据汇总工作。以RS-232 、RS-485或以太网通信方式传输,可与调度系统按相关通讯规约联接,构成分散式RTU系统或无人执守工业、楼宇数据集中监测系统。netEasy采用性能卓越的工业级32位多CPU模式,系统通用性强、稳定的基于嵌入式操作系统的软件系统,具有配置灵活、易于扩展、适用规约多、调试维修方便等优点,装置运行稳定、功能可靠、易于协议开发和系统维护。 装置具有以下特点:拥有高性能的积木式硬件结构。采用工业级32位多CPU及工业级PC104体系,不但功能强大,而且性能稳定、易于扩展。如:LonWorks通信卡、PROFIBUS通信卡等。选用64M~128M电子盘装载稳定且易用的嵌入式操作系统及应用软件,稳定可靠及抗振动。 支持多种通讯协议。与智能工业测控设备之间可以通过各种规约及与调度系统相连。多种通讯规约可同时运行,多收多转。软件模块化设计,规约组态灵活方便。netEasy的软件系统按照模块化设计,并可根据用户的要求提供特性配置、数据组态,满足用户的需要。调试简单,界面友好。由于采用大家熟悉的WINDOWS中文操作系统作为系统开发和调试维护工具环境,所有软件不但易于操作而且通用性强、组态性好。支持双机冗余设计,安全可靠。支持双通信机热备,通过装置内实时数据库实现各种信道及管理机的热备,可靠性高。1.netEasy-1000智能通讯管理装置netEasy-1000面向工业应用的嵌入式设计、无风扇,适用工业级应用场合;增强存储备份能力(CF卡和电池备份RAM)可确保关键数据的安全存储;电池备份RAM 和看门狗定时器相结合,为系统提供了最高的可靠性。 参考查阅智能通讯管理装置设备使用维护详细资料,查阅随机发货提供的厂家设备说明书及使用说明书。 第三章 主站工业监控系统软件方案3.1系统概述工业、楼宇等自动化系统通常可以分为间隔层、网络层、主站层、调度层四个层次结构,构成了一个分布、分散式的网络化的工业、楼宇自动化系统。其中间隔层负责将现场的工业自动化设备(一次设备)的强电信号通过微机监控保护装置、直流屏、电能表等工业自动化设备(IED)及自动化子系统转换成计算机能识别的数字信号, 完成对现场工业系统运行设备的实时监测、保护与控制,网络层通过各种通讯介质和通讯规约完成不同工业自动化微机设备的数据通讯和数据集中。主站层完成对系统中各工业自动化设备的集中管理,来完成工业生产运行过程的目的,调度层实现对地区级的工业自动化子系统的运行数据进行集中监控、统计和查询管理,并可实现远方控制功能。随着工业自动化水平的提高,工业系统自动化正向全面信息化、数字化工业自动化方向发展。 PowerEasy自动化系统,最大的特点是能以灵活多样的“组态方式”而不是编程方式来实现各种工业自动化设备的系统互联和软件集成,构成灵活可靠的工业自动化系统解决方案。它提供了良好的用户开发软件系统界面和简捷的工业自动化工程实现方法,只要将其预设置的各种工业软件模块进行简单的“组态”,便可以非常容易地实现和完成工业自动化系统各功能层的各项功能,缩短了工业自动化工程师的系统集成的时间,大大的提高了工业自动化系统集成效率。PowerEasy自动化系统是建立于工业间隔层设备上的软件及通讯软、硬件互联集成平台,它能容易实现与国内外各种工业、楼宇自动化设备厂家的设备及系统进行网络互联通讯,它可以与其他工业自动化系统和工业管理系统(MIS)结合,完成全面工业信息管理的目标,同时还可以方便的向间隔层和工业管理层提供软、硬件的全部接口,来实现与“第三方”的软、硬件系统的再集成工作。PowerEasy自动化系统由PowerEasy自动化组态软件系统,netEasy自动通讯转换系统,各种工业、楼宇自动化微机设备构成。PowerEasy、netEasy系统根据需要可灵活运行在Windows98/NT/2000/XP、嵌入式WindowsNT/XP操作系统,与各种netEasy硬件智能网关组合构成各种工业、楼宇自动化系统。使用PowerEasy自动化系统,用户可以方便、快速地构造不同需求的自动化系统。PowerEasy自动化系统的应用范围广泛,可用于工业及非工业行业的工业监控保护、自动化信息改造、系统集成、保护故障信息系统、发电厂数据集中系统、自动化互联改造系统。工业信息远程监视/远程诊断、企业管理/资源计划等系统。PowerEasy自动化系统是面向用户、软硬件开放式、组态式的新一代工业、楼宇自动化系统。系统具有如下突出特点:powerEasy自动化监控软件是面向管控一体化的软件,是企业及工程技术人员实现底层监控、信息集成、人机界面全方位的软件解决方案的有力组态软件工具。系统支持先进的网络构架体系,B/S和C/S访问方式,多层次网络冗余及故障切换。开放的软件结构全面支持DDE、OPC(SERVER/CLIENT)、ODBC/SQL、ActiveX标准。可通过Internet/Intranet浏览器监控工业现场,支持GPRS、CDMA等移动设备与控制设备和网络节点通讯、短信报警。配套厂家的设备驱动、多种行业标准通讯规约接口驱动软件任由用户选用。丰富的内部组件功能:视频组件:进行视频的捕捉和回放;温控曲线组件:可以进行温度的自动升温和保温控制;浏览器组件:可以作为标准的浏览器客户端;标准WINDOWS组件:支持标准的文本框、单选框、列表框等组件;增强的报警组件:集成的报警管理和查询;X—Y曲线组件:可以自由的进行曲线分析和查询;幻灯片组件:灵活的幻灯片播放,可进行自由控制;自由曲线组件:方便的绘制各种曲线和动画连接;万能报表组件:类EXCEL的报表工具,方便您完成管理报表;立体棒图组件:直方图的分析工具;历史追忆组件:可以追忆带毫秒标签的数据,方便事故查询;手机短信组件:简单的手机短信发送组件。3.2软件技术特点1、企业生产管理信息化的有力工具内嵌分布式实时数据库,具备良好的开放性和互连功能,可以与MES、SIS、PIMS、PI、DCS等信息化系统进行基于XML OPC、ODBC、OLE DB等接口方式进行互连,生产数据容易实时地传送到各大型专业信息系统内。2、完整的容错安全体系支持设备冗余、控制网络冗余、服务器冗余、管理网络冗余、客户端冗余等多种冗余模式,服务器与客户端间通讯采用数据变化传输,效率高,达到了进口同类软件的水平。3、面向Internet时代的杰作提供在Internet/Intranet上通过浏览器以“瘦”客户端监控工业现场的解决方案, “瘦”客户端与服务器数据传输时采用事件驱动机制,实时数据采用变化传输方式,因此当在Internet上远程访问监控画面时,具有更好的实时性;4、面向国际化的软件面向国际化的设计,资源与代码分离的设计,保证了多国语言版的快速支持与服务。5、特有内置数据通讯互联及规约转发功能软件系统除拥有卓越的组态软件全面功能特性外,软件系统支持多系统、多设备的通讯互联及数据发送功能,支持多收多发。真正做到一套软件解决所有通讯、控制、显示的功能。实现画面组态、功能组态、通讯组态。6.全分散、分布式、网络化的灵活系统结构突出解决了系统各装置现场安装限制。彻底解决了系统设计、调试、运行的快速化、简单化、智能化和习惯化问题。7.先进的智能组态化通讯网络解决方案配置性能卓越的通用通讯互联平台netEasy工业自动通讯转换系统,保证了系统可靠、快速的运行。各种通讯模式、通讯规约均很容易接入系统。对外提供开放的软件及硬件网络互联接口。代表了未来工业自动化发展的方向。8. 全组态化的人机交互界面监控软件系统系统配置产品化的组态式人机界面监控软件PowerEasy工业自动化组态软件系统。保证了工业动化系统的稳定性、开放性、可维护性。可以容易实现工业自动化系统的全部功能。为用户提供了可持续发展、具有极强生命力的工业自动化应用平台。系统维护方便,可靠性高,系统既可用于老式工业自动化系统改造,全面替代常规系统。并可同调度自动化系统联网,实现工业调度综合自动化系统。根据目前国际和国内工业自动化发展现状,并结合长期从事开发生产工业监控和保护设备及实施工业自动化系统的经验。在成本不断下降和性能不断提高的前提下,推出的PowerEasy工业自动化系统,已开始大量投入现场使用。该系统功能完善,各项性能指标符合工业部颁有关工业自动化系统标准。总之,PowerEasy工业自动化系统具有对工业系统全面快速的监视、保护及控制、工业信息整合的全部功能。3.3软件系统的构成PowerEasy自动化组态软件系统融合了国内外最先进的组态软件思想和技术,全面应用于工业系统专业领域,使用户能享受组态软件带来的益处。系统产品化好,便于学习和使用。扩展性好、开放性好、通讯及图形功能强大。全面支持网络分布运行、WEB发布服务,独有的内嵌实时数据库技术,使系统运行高速稳定,容易与其他工业自动化系统无缝连接。3.3.1 主站系统配置主计算机(主,辅)配用工业标准控制计算机,供货方便,货源可靠、维护方便、性能价格比高,机种统一,便于掌握控制及维护。同时抗恶劣环境。3.3.2 系统运行环境软件运行于WINDOWS2000/XP等WINDOWS操作系统,软件采用面向对象编程技术,该系统结合了工厂、楼宇自动化和工业自动化诸多的特点,是一个组态灵活、开放性的软件系统。该软件和各种工业仪表、微机保护装置等进行联网集成为智能化配电系统的构建提供了一个综合的平台。3.3.3 软件系统架构软件系统以实时数据库为核心,实时数据库来对本地、网络各节点的数据请求进行综合处理,特点如下:数据库完成实时、历史、统计数据处理,对SOE数据进行管理;完成工业四遥数据的计算、转换、存储等;完成报警数据和事件数据的存储和检查;具备丰富的数据结构与数据类型,面向对象的数据管理;具备自定义表结构,设备模板可以进行批量建库;支持数据库的并发访问,可以实现客户对数据库的透明访问;支持网络其它节点通过TCP/IP、拨号等多种方式来进行访问;具备丰富的开放接口,具备DDE、OPC、ODBC等双向访问接口。3.4软件系统功能软件可以完成高、低压变配电系统的一次接线图的显示与操作、相关参数设置、遥控闭锁操作、报警、事件记录、分析曲线、棒图、实时与历史报表打印、智能报警、负荷分析、定值计算等功能,同时还可以向上一级调度自动化系统通过标准规约进行数据传输。3.4.1 工业信息的采集与处理遥测:采集线路的电压、电流、有功功率、无功功率等模拟量信号;遥调:变压器分接头调整,系统功率因数调整等;谣信:开关位置、开关状态、保护动作信号、跳闸信号等开关量信息;遥控:开关量输出,断路器的闭合和断开等;保护:从电网中迅速切除故障设备和线路;事件顺序记录(SOE):记录状态量发生变化的时刻和先后顺序3.4.2 图形功能介绍运行工况图显示变电站或电网的地理位置图、一次接线图、电气主接线图、实时系统运行工况图、故障报警的详细记录、 跳闸设定的曲线对比图、模拟指针表图等。 分析曲线对实时数据以曲线的方式进行显示,可以对实时电流、电压和能耗等进行显示,并可以灵活的进行设置 报表功能:通过报表工具可以制作实时数据报表和历史数据报表报警记录:对系统模拟量的越限报警、开关跳闸报警进行记录。事件记录:记录系统发生的事件信息和操作信息,并且可以线路情况进行查询。打印功能:定时打印报表和运行日志开关操作记录打印事件顺序记录打印3.4.3 安全权限管理为保证系统的安全性,系统可根据各工作站的不同用途设置相应权限,系统提供基于用户权限的安全管理系统,可设置系统操作员、系统工程师、外部有关人员等多级的操作权限,每个用户都有自己的加密的个人口令密码。3.5 软件系统开放性数据库开放接口提供开放的Activex控件接口,通过网络节点可以远程访问实时和历史数据。ODBC架构通过ODBC接口实现与关系数据库双向数据交换。OPC架构:符合工业自动化的标准通讯,能够以OPC标准和第三方软件进行数据交换。WEB功能:支持INTERNET/INTRANET直接访问,可以用IE浏览器作为一个瘦客户端软件来访问服务器的数据及监控画面。3.5系统性能指标主计算机配用工业标准控制计算机,国内供货方便,货源可靠、维护方便、性能价格比高,机种统一,便于掌握控制及维护。同时抗恶劣环境。1. 系统数据库容量:模拟量(YC) 20000个状态量(YX+PC) 20000个控制量(YK+YT) 1000个计算量 5000个画面数量 不少于400幅电度量 2000个SOE 5000个历史数据可保存时间 2年以上2. 历史数据库、文档记录资料保存容量:历史数据库曲线采样间隔: 1~60min可调可按日、月、年各周期保存存储标准周期为二年时间历史数据保存在硬盘或光盘其它相关数据参见附表一。附表一: 系统技术指标数据附录附件一:国电集团项目发电厂子站公司实现方案简介国电集团发电公司生产营销实时监管系统包括主站子系统、通讯子系统和各发电厂数据集中子系统。本文件主要介绍发电厂数据集中和通讯子系统方案。本项目子站系统全部采用北京德威特力通系统控制技术有限公司的netEasy系统的软件和硬件平台技术。项目进行十分顺利,目前已投运子站有:国电云南大寨水力发电厂、国电河北一五O发电厂、国电新疆精河发电厂、国电北安发电厂,其他电厂的数据接入正在进行中,由于系统总设计的原因,各发电厂子站至国电中心的主站通讯系统未采用IEC61850通讯体系,各子站~主站通讯采用国电公司全国的电视、电话会议的光纤以太网通道。发电厂子站系统数据集中方案简介发电公司生产营销实时监管系统包括主站子系统、通讯子系统和各发电厂数据集中子系统。本文件主要介绍发电厂数据集中和通讯子系统方案。子站系统需要集中的发电厂数据包括面向调度的RTU,面向营销的电能计量系统、面向生产控制的DCS或SIS系统。每个某个电厂需要集中的数据类型不同,设备生产厂商不同,与上级系统的通讯协议也可能不同。因此本系统的数据集中方案充分考虑这些情况,用最安全的方法、最高的工作效率设计并实施本系统。数据集中过程首先考虑的是保证原有系统的安全,不能影响其他系统的正常工作。附件二:近期部分公司业绩北京德威特力通系统控制技术有限公司是在北京海淀区注册的高新科技公司,创建初期由法人股东北京德威特工业自动化有限公司和自然人股东构成。具有数百个工业自动化系统开发运行经验。公司汇集了一大批长期从事工业自动化系统和工业自动化领域技术开发的高级软件人才和专家。拥有多项先进的实时数据库及通讯技术、工业系统自动化及工业自动化软件专有软件技术。公司主导产品之一:“netEasy自动化系统网络通讯协议转换系统V1.0",已于2003年获计算机软件著作权登记证书,编号:软著登字第015142号,登记号:2003SRl0051。基于嵌入式计算机的netEasy通讯协议转换系统目前已大量应用于大型工业自动化系统,长期运行稳定可靠,深受用户欢迎。netEasy通讯协议转换系统作为北京四方立德保护控制设备有限公司核心前置通讯处理机系统2004年通过国家科委组织的产品鉴定会。国内工业专家评定意见为:达到国内外先进水平,可以推广应用。北京德威特力通系统控制技术有限公司作为国内最早进行IEC 61850技术开发的公司,投入了大量的资金和高级技术人员,经过近3年的开发,取得了令人瞩目的成果。培养了一批IEC 61850通讯体系高级通讯专业技术人才,拥有目前国内唯一的IEC61850专业网站,会员全国已达数千人。具有强大的技术开发能力,目前已全面掌握了IEC 61850通讯系统的编码和应用技术,公司发展符和国家技术独立创新、掌握自有知识产权、发展民族软件的思想。在变电站自动化领域IEC 61850率先与德国西门子公司进行了战略合作。全面测试通过西门子公司世界上目前最先进德基于IEC 61850通讯体系的综合微机监控保护装置-7SJ62产品。近期合作投标的基于IEC 61850体系的变电站自动化系统将全面展开实施,投入实际应用。国电集团所属电厂信息监测系统 大唐国际所属电厂数据监测系统 四方立德保护控制设备有限公司 巴基斯坦KOHAT水泥工业综合自动化系统(IEC61850投标中) 国内数十座变电站自动化系统站内设备互联…1、部分电厂用户数据集中平台的用户: 国电集团公司---国电云南大寨水力发电厂 国电集团公司---国电河北一五O发电厂 国电集团公司---国电新疆精河发电厂 国电集团公司---国电北安发电厂其他电厂正在实施中……2. 部分变电站自动化系统中运行系统用户:谷神水泥厂变电站自动化系统浙江无锡思达公司工业自动化工程群四方华能公司津西钢铁工业自动化系统浙江天脊水泥厂工业自动化系统江苏如皋金元亚麻工业自动化系统江苏吴江大同变工业自动化系统黑龙江宾县满井变工业自动化系统山东陵县利津面粉厂工业自动化系统山西吕梁岚县柳峪变工业自动化系统浙江锦龙水泥工业自动化系统山东庆云城西变35KV工业自动化系统宁津双碓、城西、市中变工业自动化系统邹城110KV石墙变工业自动化系统禹城梁家、房寺变工业自动化系统泗水35KV苗馆变工业自动化系统怀化辰溪变110KV工业自动化系统 ………3、部分电能量数据监测管理系统的用户: 中州常钢集团电能量管理系统 临沂供电局负荷侧能量管理系统其他项目正在实施中……附件三:系统配置清单

    时间:2019-04-19 关键词: 数据 监测系统 集中器 技术教程 方案

  • 新一代《CMMB/MP5手持数字电视》产品方案

    新一代《CMMB/MP5手持数字电视》产品方案

    2008的奥运会上,将有一道和以往奥运会所不同的时尚景观----人们手持新一代移动数字电视,在车里、在户外、在路旁,都可以高品质的观看奥运会现场竞技,扣人心弦的赛事,尽在手里不言中。 深圳市爱国者嵌入式系统科技有限公司,以多年的努力,成功推出完全自主知识产权的中国首创的CMMB/MP5多功能手持数字电视终端,为中国奥运年带来新的时尚元素。 如下展出的是深圳爱国者提供给广电部CMMB发射测试用的第一台手持CMMB测试样机,是广电部为迎接奥运,在中国开通首批CMMB信号覆盖6个奥运城市+广州/深圳,以及第二批开通的37个省会城市CMMB数字电视广播的广电部指定手持测试设备。 目前,深圳爱国者的新一代CMMB/MP5移动数字电视产品方案,是国内第一家已经成功小批量生产的手持CMMB产品方案,可供奥运会批量上市;欢迎国内外数码产品厂商、数字消费产品厂商,洽商合作,共创辉煌。1 《CMMB/MP5手持数字电视》产品方案的图片 2 《CMMB/MP5手持数字电视》产品方案的功能介绍 4.3” TFT 显示屏 ·支持CMMB移动数字电视的录制,搜台和流畅播放·支持AVI、ASF、DAT、VOB、WMV等多种格式的影片播放·支持大分辨率real影片(rm、rmvb)的直接下载播放 ·支持MP3、WMA、WAV等格式音频文件播放,多种循环播放模式,多种音效设置,歌词显示·大屏幕数码相框功能,支持JPEG、BMP、GIF、PNG众多图像格式,可以支持多种播放模式(图片旋转、幻灯播放、图片缩放、图片移动,背景音乐·电子书功能,支持简体中文、繁体中文、英文显示、法文,可以自动设置页码停顿时间,具有整屏翻页、书签功能,并可观看同时播放音乐·支持WAV数码录音·USB 2.0 高速和OTG功能·1600mA 锂电池·支持内存: 512MB/1GB/2GB·支持SD/MMC 读卡·4~5 小时视频播放

    时间:2019-04-19 关键词: 产品 数字电视 嵌入式开发 新一代 方案

  • 加油站信息化方案

    加油站信息化方案

    [摘要] 本方案介绍了加油站信息化方案的硬件构成、软件架构、功能、优势等。系统采用威控科技的加油站前端控制器作为系统硬件核心,采用MicrosoftSQLServer2005数据库和VB.Net,ASP.Net开发的基于WebEnable的信息系统,从而实现加油站的信息化和web发布的功能。系统实现了加油站基础管理、加油站设备监控、加油站班组管理模块、加油站进销存业务管理和系统管理、业务报表汇总统计、客户管理、客户卡管理等。 一、公司简介 北京威控科技发展有限公司(BeijingVcontrolTechnologyDevelopmentCo.,Ltd.)是一家专业从事嵌入式远程测控的中关村高新技术企业。公司自成立以来,一直本着“合作、诚信、笃实、创新”的经营理念,致力于嵌入式远程测控领域,为客户提供高质量、低成本的嵌入式远程测控解决方案和服务。   威控科技拥有一流的管理团队、技术团队和销售团队,以及人性化的技术支持和完备的文档体系。近年来公司规模不断扩大,依靠领先的技术优势、可靠的产品质量,全面快捷的售后服务以及良好信誉,博得广大用户的赞许及国内外合作伙伴的信任。 凭借技术创新不断前进的威控科技遵循着中国工控市场发展的方向,开发出满足市场需求、行业竞争力强的基于WebEnable的嵌入式远程测控系统,从而填补了国内在远程测控行业市场上的空白。 二、项目背景 目前大部分加油公司都管辖很多加油站,公司的加油站分布较分散,很长时间以来,各站之间的交流相对较少,而且没有固定的销售区域划分和统一的销售策略,因此在开展经营活动中基本处于各自为战的状态,不但难以产生较大的规模效应,而且很容易出现自己人打自己人的情况;同时公司一直存在信息渠道不畅,数据传输滞后,客户管理能力低下等问题。在油品零售市场竞争逐趋激烈的今天,这些问题对于油品经营公司来说都会是致命的。特别是中国加入WTO后,按规定油品零售市场将向外国油品经营企业逐步开放,我们面对的将是国外油品经营企业雄厚的资金和先进的管理经验,这时时让我们感到不进则退的危机。 原有加油站的工作流程包括入库、加油、办理加油本、保管员月底汇总等。现要对以上过程实现信息化和自动化,提高效率,实现油出入库合理的计量,提供切实可行的客户关系管理系统。 三、加油站信息化系统简介 加油站管理信息系统是针对国内油品零售企业的业务管理和市场营销特点设计,以加油站客户关系管理和营销管理为导向的行业ERP系统。既涵盖传统业务管理内容,更以兼容“公交一卡通”的非接触式IC卡为载体,为加油站提供了“一对一”的个性化营销服务和客户管理的技术平台。同时与加油站专用设备规范集成,在加油站前台实现了记名式的多种支付应用,并可与油库系统集成实现油品主动配送。 采用加油站信息化系统。该系统以射频IC卡应用为特色,一卡多用,可在加油站油岛前台支持储值、信用、积分、折扣等多种应用模式,实现可控制的个性化营销管理。在加油站网络层面上强化企业的客户关系管理水平,提升网络的营运效率。系统的客户管理共分为:第一层面:客户基本信息管理;第二层面:客户历史业务信息管理;第三层面:客户分类信息管理;第四层面:针对不同类型客户的个性化营销。基于上述四个层面的设计,借助此系统,公司可以为用户提供多种加油站营销组合管理,实现变同质化的油品销售为适应不同利益需求加油客户的多种服务营销。公司总部可以针对各个加油站的数据进行分类汇总分析,自动生成各类报表,为经营者的决策提供参考信息。同时,也可以实时监控各个加油站的销售情况、库存情况和采购情况。 四、系统示意图 加油站信息化网络拓扑结构 五、加油站信息化系统的优点 1.保障了政府“油品资源定点采购”项目的顺利取得及实施。“政府采购行为”要求油站经营业者能提供优质的产品、快速的服务、详实准确的结算功能,公司在建成了系统后,应用系统提供的强大的客户管理功能,很好地满足了上述市政府的使用和管理要求,从而保障了该采购项目的顺利取得及安全实施; 2.有效降低运营成本,杜绝管理漏洞。总部管理人员可通过系统了解到下属加油站实时的油罐液位信息及每一笔详实准确的加油记录和相关统计数据,从而方便管理人员对油站销售过程的实时监控及安排油品资源的及时配送; 3.大大提升对部分边缘区域加油站的管理和服务能力。信息传送一直是一大难题,通过电话、传真等方式又无法保证信息传送的准确性和详实性,应用系统后,很好地解决了此问题。管理人员可随时了解油站的业务发展状况,而油站也可快速获得由总部提供的如油品配送、油品变价、促销政策等一系列服务内容; 4.总部控管,整体营销,大大提升了加油用户对舟山中油品牌的认同度。随着联网发行储值卡、记账卡、积分卡工作的不断开展,公司下属加油站的客户量正在日渐增加;客户量的上升,不仅带动了销售,也从另一个侧面反映出:在加油站管理信息系统的协助下,公司正在以其专业的服务精神、严谨的管理风格逐步赢得客户的信赖,从而在市场竞争中确立战略优势。 六、加油站信息化的主要硬件构成 1.前端控制器 威控科技采用国际先进、主流技术,参照国外加油站前庭标准,研发了新一代加油机通讯控制器-ACC加油站前庭控制器。为加油机数据采集、油机实时监控以及液位仪、POS终端、电子价格牌、油气回收系统、公网服务器等其他油站相关设备设备的连接提供统一前庭管理监控平台。 ACC加油站前庭控制器是将加油机监控电脑和中央控制器有机整合,从而最大程度减少设备冗余。ACC采用高速联网,通讯速率高,抗电磁干扰性强,能精确采集加油机的每一笔数据,并且实时反映油机状况;并且支持脱机使用,当ACC与后台通讯故障时,加油可以继续进行,数据将保存在ACC中,通讯恢复后即时上传,保证数据的安全性及完整性。ACC加油站前庭控制器采用模块化的设计,不受加油机品牌、种类和数量的限制,扩展性强,ACC同时也支持远程通讯传输控制。该设备可连接国内外主要品牌加油机、加气机和液位仪。 前端控制器 2.IC卡支付终端 相对于加油站恶劣的工作环境,射频IC卡以其全密封结构、抗磨损、抗污染、操作简便、安全、高效等特点,为加油站卡片应用提供了全新的技术解决途径。 威控科技集成加油站射频IC卡读卡设备——RFT射频IC卡用户终端。该产品以其简洁明了的设计风格,简单易用的操作以及良好的环境适用性等特点,备受加油站用户青睐。 RFT射频IC卡用户终端采用图形液晶显示器,配设16键的自定义键盘,包括了即时查询、测试、时钟等功能,可对设备工作状态(比如:联网或非在线状态)给出动态图形显示,并具有对用户误操作的汉字及鸣音提示功能,最大限度方便用户使用,体现人性化的设计风格。 本产品可直接安装于油岛,并因其简单易用的特点,可有效缩短顾客排队缴费的时间、为顾客带来更为快捷的服务,从而增加客流量,提升油站交易额。 七、加油站信息化系统的软件功能 单站部分包括以下功能模块: 加油站基础管理模块; 加油站设备监控模块; 加油站班组管理模块; 加油站进销存业务管理模块; 网络通讯模块; 系统总部部分包括以下功能模块: 系统管理模块; 业务报表汇总统计模块; 促销、变价管理模块; 客户管理模块; 客户卡管理模块; 清算模块。

    时间:2019-04-18 关键词: 加油站 总线与接口 方案

  • 由AT91 M55800A构成的简易数据采集方案

    0 引 言  在计算机测量、控制及信号处理中,数据采集发挥着至关重要的作用。数据采集是获取数据的重要手段,它是从传感器或其他待测设备等模拟或数字被测单元中自动采集信息的过程。而采用ARM内部的A/D转换资源,具有转换速度较高、工作可靠、设计的复杂度较低等优点。同时,ARM还具有体积小、运算速度高,A/D转换分辨率较高的特性,使ARM得到了广泛的应用。本文利用ATMEL公司ARM7系列中的AT91M55800A设计了一个简易的数据采集方案。该方案具有结构简单、开发容易,可靠性强、价格低廉等特点,有一定的实用价值。1 数据采集方案的结构和功能  方案结构如图1所示。  该方案是由接收、A/D转换和处理、输出3部分组成。本方案以AT91M55800A为核心,该芯片是一个高性能的32位处理芯片,内部有一个8选1的模拟通道,一个10位的A/D转换通道。预处理电路将传感器拾取的信号进行隔离放大和滤波至A/D转换所需0~3 V,处理过的模拟信号通过AT91M55800A中的A/D转换通道变成数字信号,并根据要求进行相应的处理,最后由液晶显示器输出。同时,本方案使用Flash存储器作为程序存储器用于保存数据。2 硬件组成  AT91M55800A是ATMEL公司基于ARM7TDMI核的AT91的16/32位微控制器家族成员。它通过完全可编程的外部总线接口直接连到片外存储器,使读或写操作最快可以达到一个时钟周期,通过将带有片内SRAM的ARM7TDMI处理器核、多种外围功能模块、模拟接口和低功耗振荡器集成于单一硅片。AT91M55800A为低功耗应用提供了一个高度灵活和高性价比的解决方案。其主要特点如下:  a)集成了ARM7TDMI ARM Thumb处理器核,高性能的32位RISC体系结构,高代码密度的16位指令集,嵌入式ICE;  b)8 kB片内SRAM,32位数据总线宽度,单时钟周期访问,方案可最大扩展64 MB存储器,软件可编程的8位或16位外部数据总线;  c)主/从式SPI接口,8位~16位可编程数据长度,4个外部从芯片选择;  d)可编程的看门狗电路,提高方案的安全可靠性;  e)58个可编程I/O口线,扩展了输入输出口线;  f)先进电源管理控制器,具有正常、等待、慢速、待机和掉电方式;  g)8优先级、可单独屏蔽的向量中断控制器,6通道16位定时器/计数器,3个USART,每个USART有2个专用的PDC通道;  h)8通道10位A/D转换器,2通道10位D/A转换器;  i) 采用片内主振荡器和PLL倍频的时钟产生器,采用片内32 kHz振荡器的实时时钟。  图2为方案的实际应用电路。  该芯片中含有两个完全相同的4通道10位A/D转换器,可组成一个8通道10位A/D转换器。每个A/D转换器具有4个模拟输入引脚和数字触发输入引脚,并提供一个AIC的中断信号。两个A/D转换器共享模拟电源引脚和参考电压输入引脚。每一个通道可被单独地使能或禁止,并具有自己的数据寄存器。A/D转换器可以配置为在转换序列后自动进入睡眠模式,并可由软件、T/D或外部信号来触发。  由于AT91M55800A内部不带片内程序存储器,需要对方案外扩[1] Flash存储器作为程序存储器用于存放程序代码、常量表及掉电后需要保存的数据。AT91M55800A的总线读写周期最长可以有8个周期的延时,要求Flash存储器的最低读速度不低于该速度。考虑到方案的执行速度和程序大小,选用访问速度为70 ns的HY29LV160(芯片容量是1 M×16 bit共2 MB),基本上能够满足方案要求。  该系统中接入AD590[2]作为温度传感器,该器件以电流作为输出量来指示温度,并且将得到的信号经过放大器的缓冲隔离得到一个与温度成正比的电压,从而实现对温度的测量。 3 A/D转换编程  在AT91M55800A中,两个A/D转换器独立工作,每个A/D转换器只能读取一个通道的A/D转换器值。此程序让用户指定哪一个通道工作,然后读取指定通道的值,并显示出来。由于A/D转换器的精度有10位和8位,这里设置为10位,因此获得的数据范围在0~3FF之间。  A/D转换器的工作过程不同于一般的外围设备。初始化后,必须有一个触发命令高速A/D转换器进行采集,此时A/D转换器对其激活的某一个通道上的模拟信号进行采样、保持,然后转换成数据,存储在数据寄存器中。用户可以从状态寄存器中了解到A/D转换器是否已经转换完成,然后通过读取数据寄存器得到A/D转换后的数值。  A/D转换程序流程图见图3。  对A/D转换器进行编程,使用AT91库(在/pe-riph/adc目录下),与A/D转换器相关的代码部分[3]如下:  a)adc.h:A/D转换器用户接口结构定义StructADC、控制寄存器ADC-CR、模式寄存器ADC-MR和其他一些重要寄存器的各个重要位的定义、A/D转换器中断服务程序函数定义。  b)Lid_adc.h:A/D转换器描述符定义、库函数的定义。  e)Lid_adc.c:库函数的详细代码。包括:初始化ADC at91_adc_open、关闭ADC at91_adc_close、获得状态寄存器的值at91_adc_get_status、设置控制寄存器的值at91_adc_trig_cmd、读取A/D转换的值at91_adc_read、打开指定的A/D转换通道at91_adc_channel_open、关闭指定的A/D转换通道at91_adc_channel_close、获取通道开和关的状态at91_adc_channel_geI_status等。4 结束语  本文介绍了一个基于ARM7的数据采集方案。该方案通过硬件的具体设计和软件编程实现了预期的目标。利用ARM进行数据采集可以使方案更稳定,而且可以达到功耗小、性能高的效果,适合在多种工业场合中应用。

    时间:2019-04-18 关键词: 数据采集 简易 m55800a 总线与接口 方案

  • 国臣SGS-炉膛安全给粉系统煤粉炉解决方案———SGS技术方案书

      电厂炉膛安全给粉系统 ——SGS技术方案书目  录第一章 概述1、电厂给粉变频调速系统的缺陷2、主要应对措施3、直流支撑技术4、使用瓶颈第二章设计依据第三章 SIS炉膛安全给粉系统组成1、SIS系统组成2、直流电源子系统的原理3、直流电源子系统主要设备4、炉膛安全联锁子系统(SIS)4.1 MDS-104工业级三相异步电机保护单元4.1.1功能特点4.1.2 交流输入4.1.3欠电压或过电压保护4.1.4 MDS-104的软件设置4.2 AB LOGIX顺序控制器4.3 执行单元-ABB直流断路器和直流接触器5、主站及人机界面监控软件第四章 系统工作模式第五章 系统的控制逻辑第六章 系统安全性第七章 系统特点第八章 系统配置1、 电厂提供的现场条件:2、安全给粉系统的主要配置:3、系统的环境要求:4、系统指标:第一章 概述 据统计自1980年以来,至少有30台锅炉发生炉膛放炮事故,以致水冷壁焊缝开裂,刚性梁弯曲变形,顶棚被掀起,烟道膨胀节开裂等设备损伤屡屡发生。究其原因: ①设计上缺乏可靠的灭火保护和可靠的联锁、报警、跳闸装置; ②炉膛刚性梁抗爆能力低; ③运行人员处理燃烧不稳或熄火时方法不对,错误采用“爆燃法”抢救,导致灭火放炮; ④燃料质量下降、负荷调节失当、给粉装置及控制机构突然失灵等。 防止锅炉灭火放炮被列入1992年能源部颁《二十项反措》之五,2001年国家电力公司又颁发了《二十五项反措》第六章,包括炉膛安全监控系统(FSSS)在内的灭火保护装置在许多电厂推广使用。 如今, FSSS已经成为火电厂的标准配置系统,在炉膛安全保护上起了关键的作用。 部颁二十项重点反措之五,称为防止锅炉灭火放炮事故。《二十五项反措》第六章的提法是防止锅炉炉膛爆炸事故,因为炉膛发生爆炸而致炉膛损坏不仅发生在运行中灭火时,检修动火点燃聚集的可燃物及点火时吹扫不够同样会发生爆炸而导致炉膛损坏。从引起锅炉炉膛爆炸的机理分析,当只有以下3个条件同时存在时才有可能发生爆炸。 1)锅炉炉膛内有一定浓度的燃料和空气积存。 2)积存的燃料和混合物具有爆炸性。 3)具有足够的点火能源。 常见炉膛中造成爆炸条件的情况是: ①运行中灭火,进入炉膛的燃料没有切,经过一段时间聚集的可燃物达至爆炸浓度并点燃; ②一个或几个燃烧器火焰熄灭,而其余燃烧器仍正常燃烧。从未点燃的燃烧器进入燃料造成可燃物聚集;③燃料漏入停用中的炉膛造成可燃物聚集; ④燃料或空气瞬时中断又恢复,造成可燃物聚集。 可燃物聚集后引燃造成的炉膛压力升高超过炉膛承压设计强度,以致发生损坏,称为炉膛放炮或炉膛爆炸。不发生损坏的俗称“反正”或“打枪”。 部颁二十项重点反措引入以下反事故措施: ①一旦全炉灭火,应立即切断进入锅炉的全部燃料,包括给煤、给粉和点火用油、气等。即所谓主燃料切断(MFT); ②锅炉点火前必须通风,排除炉膛、烟风道及其他通道中的可燃物聚集。通风时必须将烟风挡板及调风器打开到一定的位置,风量应大于满负荷风量的25%,时间不少于5min,以保证换气量大于全部容积的5倍(德国TRD规定是3倍); ③点火时要维持吹扫风量;一个燃烧器投运10s内(不包括投煤及煤粉达到燃烧器所需的延滞时间)点不着,就应切断该燃烧器的燃烧。 《二十五项反措》防止锅炉炉膛爆炸事故的主要措施如下:1)为防止锅炉灭火及燃烧恶化,应加强煤质管理和燃烧调整,稳定燃烧,尤其是在低负荷运行时更为重要。2)为防止燃料进入停用的炉膛,应加强锅炉点火及停炉运行操作的监督。3)保持锅炉制粉系统、烟风系统正常运行是保证锅炉燃烧稳定的重要因素。4)锅炉一旦灭火,应立即切断全部燃料;严禁投油稳燃或采用爆燃法恢复燃烧。5)锅炉每次点火前,必须按规定进行通风吹扫。6)锅炉炉膛结渣除影响锅炉受热面安全运行及经济性外,往往由于锅炉在掉渣的动态过程中,引起炉膛负压波动或灭火检测误判等因素而导致灭火保护动作,造成锅炉灭火。因此,除应加强燃烧调整和防止结渣外,还应保持吹灰器正常运行尤为重要。7)加强锅炉灭火保护装置的维护与管理。这些措施解决了常见炉膛中造成爆炸条件中的三个: ①运行中灭火,进入炉膛的燃料没有切,经过一段时间聚集的可燃物达至爆炸浓度并点燃; ②一个或几个燃烧器火焰熄灭,而其余燃烧器仍正常燃烧。从未点燃的燃烧器进入燃料造成可燃物聚集; ③燃料漏入停用中的炉膛造成可燃物聚集; 但是,造成爆炸条件的④燃料或空气瞬时中断又恢复,造成可燃物聚集和反事故措施①一旦全炉灭火,应立即切断进入锅炉的全部燃料,包括给煤、给粉和点火用油、气等。即所谓主燃料切断(MFT)逐渐成为现在电厂运行中的一个矛盾。 不少电厂通过FSSS给粉机全停逻辑延时来处理这个矛盾,这必然带来炉膛在燃料中断时的炉膛熄火,再恢复时爆燃法点炉。但是,燃料中断的次数(如电网晃电时一般为两次)决定了炉膛给粉量的多少,也决定了爆燃的次数和强度。当中断次数超过一次,而每次给粉量不足爆燃浓度,必然造成爆燃的强度增加,引起爆炉。所以,延时,带来FSSS安全级别降低使用,存在爆炉隐患;不延时,因为给粉跳闸引起停炉,给生产带来巨大经济损失。 这种新的矛盾主要是因为电厂给粉变频调速系统的缺陷引起的。1、电厂给粉变频调速系统的缺陷目前,多数电厂的给粉系统使用的变频调速系统,通过DCS或操作台输出4~20mA信号控制变频器的转速来实现给粉调节。变频器的起、停、故障和1C/2C电源等信号再返送给FSSS,FSSS通过这些信号来判断给粉全停逻辑,并引发MFT动作。给粉调速系统的配电柜,多采用1C/2C分别供电、3C备自投切换方式,当有MFT动作时,采用大联锁切除给粉变频1C/2C电源,停止供粉。这种给粉调速系统最大的问题就是抗晃电能力差。 1)控制电路抗晃电能力差。这种给粉变频调速系统的成套比较陈旧,特别是靠操作台来控制调速的系统,控制电路都是设计安装在变频器柜内,当厂用电晃电时,控制电路失电,无法达到调速控制目的。有些DCS的信号输入需要电压-电流信号转换,这种转换模块也成套在变频柜内,当电网晃电时,这些信号也一样无法送达DCS。 2)变频器本身抗晃电能力差。当厂用电瞬间跌落或备自投切换时,变频器会欠压保护,当电压恢复时,变频重启动。这是变频器设计原理决定的,所有厂家的变频器都存在这种问题。3)1C/2C接触器抗晃电能力差,有很多电厂存在晃电时接触器先跳闸的问题,但这是表面问题,即使接触器不跳闸,变频器也会因为瞬间失电跳闸,给粉系统一样无法正常工作。 2、主要应对措施从根源上杜绝和制止晃电基本上是无法实现的,解决这一问题目前主要的应对措施有:1.FSSS的给粉机全停逻辑延时(2~5S),给粉机变频器设置快速重启动,等待电网恢复后给粉机变频器重启动,这既违反了电厂管理规程,又不能从根本上消除炉膛在晃电时的安全隐患。延时短,不可避免停炉;延时长,有更严重的事故隐患,延时签字人员还要为事故埋单。这种因为延时引起的爆炉事故也在很多电厂发生过。2.更换给粉机变频器。如ABpowerflex70s系列最大失电工作时间可以做140ms但也躲不过备自投切换的1.8S。另外原给粉变频调速系统的控制电路在晃电时仍无法正常工作。3.交流在线UPS。电厂的其他自动控制系统无一例外的配有220VUPS。但给粉调速系统为三相感性负载和单相阻性负载并存,因UPS容量、转换效率低、保护级别高、投资成本高等原因,也不适用于电厂给粉系统。3、直流支撑技术结合变频器原理和工作方式,直流支撑方式是解决变频器晃电跳闸的最好办法。1、变频器的雏形是直流变频器,交流变频器只是在直流变频器的前端加上了整流器。随着直流支撑技术的发展和开关电源技术的发展,变频器的控制电源(DC/DC)和主回路电源都来自于变频器内部的直流母线。新型变频器都有直流母线端子。2、直流支撑技术已经非常成熟。该技术从美国引进,最早做为AB变频器的特殊行业应用方案。随着变频器的技术发展,直流支撑解决变频器的低压跳闸,已在其他安全级别要求不高的行业有成熟的应用。如:江苏的美国醋纤(南通)公司,在1996年就使用了直流支撑技术解决变频器的低压跳闸。4、使用瓶颈火电厂要使用这种技术的瓶颈在哪儿?1、安全级别高。火电厂锅炉控制系统属于SIL3级,相当于AK5级。2、火电厂使用直流电源的关键是既要适时供电,又要紧要关头断电,且断的可靠性要求更高。3、安全给粉系统SIS部分要和FSSS联动,要进行FSSS的逻辑运算,厂商要熟悉电厂控制系统,要有电厂的现场经验,这是直流电源厂家不能做到的。从系统安全级别入手,从断的可靠性入手我们专为热电厂提供安全给粉系统彻底解决您的后顾之忧。第二章设计依据 [SHB-206-1999] 石油化工紧急停车及安全联锁系统设计导则[DLGJ116-93]火力发电厂锅炉炉膛安全监视系统设计技术规定GB/T 13337.1-1991 固定型防酸隔爆式铅酸蓄电池订货技术条件DL/T 5044—1995 火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定DL/T 637—1997 阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件 DL/T 459—2000 电力系统直流电源柜订货技术条件DL/T 724—2000 电力系统蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程DL/T 5120—2000 小型电力工程直流系统设计规程DL/T 781—2001 电力用高频开关整流模块GB17478-1998 低压直流电源设备的输出性能特性和安全要求JB/T8948-1999 电控设备用低压直流电源B4208-1993 外壳保护等级(IP代码)GB4026-1992 设备接线端子和规定电线端鉴别标志以及、文字和数字系统一般应用原则GB50150-91 电气装置安装工程电气设备交接试验GB50168-92 电气装置安装工程电气电缆线路施工及验收GB50172-92 电气装置安装工程蓄电池施工及验收规范GB50254-92 电气装置安装工程低压电器施工及验收GB50171-92 电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范 第三章 SIS炉膛安全给粉系统组成1、SIS系统组成 1、直流电源子系统 2、炉膛安全联锁子系统 (Safety Interlocking System ) 3、主站监控软件 2、直流电源子系统的原理 1)、单台电机工作原理图:(图略) 系统由电池组、充电器、监测单元和SIS执行单元等组成 针对电厂的实际情况,我们决定采用多台电机工作模式 2)、下图是多台电机的工作模式图(图略) 多台电机工作模式: M1,M2,M3同时设计于同一控制系统中为低压电机群的工作模式;3、直流电源子系统主要设备Ø蓄电池组 蓄电池采用免维护阀控式全密封铅酸电池。Ø充电器 充电器的功率逆变管采用进口快速IGBT,其余元件采用进口工业等级器件,生产工艺严格完整,保证机器的可靠性和稳定性。输出电压和电流均可连续调节。具有强大的保护功能(输入过流、过压、欠压保护;输出短路,过流,过压保护;整机过热保护)。模块内取消了所有电位器,基准校正和控制全部采用12位D/A转换,精度高,参数性能稳定,调节方便。充电模块采用可带点插拔技术,输出采用隔离设计。模块工作频率高,近300KHZ,体积小,抗干扰能力强。内置E2ROM,通过人机界面设置的参数自动保存到充电模块,掉电不丢数据。ØSIS执行单元 执行单元由断路器和接触器冗余组成,控制关系为断路器锁定接触器,能准确地执行直流电源子系统的投入撤出转换。Ø监测单元用监测单元和人机操作界面组成监控系统,具有充电模块输出电压设定,充电电流限值设定,运行参数显示,故障报警存储,SOE事件记录以及蓄电池状态监测和直流回路状态监测,并可通过485总线和主站通讯。监测单元结构图4、炉膛安全联锁子系统(SIS)SIS是安全给粉系统(SGS)的主控系统,是FSSS的联锁控制部分。负责监测各种交直流电源信号、保护动作信号,控制安全给粉系统直流电源的备份、投运和退出过程。每一回路都由检测、控制和执行单元三部分组成。采用工业级三相异步电机保护模块MDS-1做检测单元,保证系统的可用度。采用通过美国SIL3认证的AB LOGIX顺序控制器做为每台炉的主控制单元。采用ABB S2断路器和直流接触器做单一直流回路的冗余执行单元保证系统的可靠性。4.1 MDS-104工业级三相异步电机保护单元4.1.1功能特点三表法测量准确测量三相交流电压、电流、有功、无功、频率、功率因数、零序电流等电参量,可以测量变频器输出。具有3路独立的开关量输出,可以作为遥控、跳闸或者告警6路开关量输入,同时可以作为脉冲量输入2路直流采样,可以接各种变送器两路通信接口,支持MODBUS规约FFT算法,可计算1-8次谐波三相异步电动机的反时限过负荷(热过载)保护、不平衡(负序过流)保护、启动时间过长保护、堵转保护、接地(零序过流)保护、欠电压保护、过电压保护三相电动机转子断条、轴承损坏、绝缘监测等故障诊断功能4.1.2 交流输入交流输入包括A、B、C三相电压和电流。电流是直接把线穿入小型电流互感器的圆孔。电压则采用6个各端子。分别为UA,UA1;UB,UB1;UC,UC1;其中UA,UA1为A相输入;UB,UB1为B相输入;UC,UC1为C相输入。每相间相互独立。这样设计的目的是为了用户可以选择不同的安装方式和测量方法。如果用户选择角型接法则 UA---UC1 接A相 UB---UA1 接 B相 UC---UB1 接C相。如果用户选择星型接法则UA1---UB1—UC1接N线。每路可以进行单独测量,用户还可以根据需要选择。输入的交流电压信号通过小型的PT(电压互感器),变换为交流0.5V的信号,经过滤波处理,滤除干扰信号,然后进行电平平移,使得原来的交流信号,叠加1/2的VREF,直接送到A/D转换,进行采样。输入的电流信号,通过导线穿入小CT(电流互感器),CT的输出接一个精密电阻,变换成电压信号,经过滤波处理,滤除干扰信号,然后进行电平平移,使得原来的交流信号,叠加1/2的VREF,直接送到A/D转换,进行采样。 采样好的信号存入单片机的RAM中供软件处理。在软件中,我们每个周波采样16个点,根据采样定理,可以计算出输入信号的8次谐波。但是在应用中对奇次谐波更为关心。在数字信号处理中,由于电网的频率是在变化的,如果采样频率不是电网频率的整数倍,就会有所谓的频谱泄漏问题,详细内容请参考有关书籍。在该问题上我们采用了我们的提出软件跟踪算法,效果非常优异。对于6路输入信号,进行FFT变换,得出各次谐波的幅值和相角,并且计算零序电流和负序电流。计算的方法和FFT变换请参考有关数字信号处理的书籍。计算的结果存入RAM中,供通信程序、保护程序等其他程序使用。4.1.3欠电压或过电压保护系统电压太低会引起电动机过电流甚至堵转,烧毁电机。有时为了保证重要电动机的自启动,有时也使用欠电压保护。系统过电压一般对电动机没有太多的影响,但是如果过压范围过大,会导致电动机的励磁电流急剧增加,而且有大量的三次谐波。在一些特殊的场合,会使用过电压保护。定值包括3项内容:动作的继电器、过电压或欠电压定值、过电压或欠电压的整定时间。整定时间的单位为0.1S,电压的单位为V,最小分辨率为0.1V。欠电压保护原理 过电压保护原理 本系统的设计为保护动作信号在整定时间到达时,送给SIS的中央控制单元处理,操作执行单元,控制各直流回路的备份、投运和退出。4.2 AB LOGIX顺序控制器MicroLogix1200是处理器、电源、嵌入式输入输出点的集成。它具有24点和40点两种规格,可满足许多应用场合。 MicroLogix1200采用模块化,无机架结构,可降低成本,减少备件。I/O扩展模块提供了更大的应用灵活性。 存储器模块可用于用户程序的上载、下载和传送。实时时钟RTC可用于定时控制等。 操作系统可闪速升级,无需更换硬件。用户可通过Web网络下载控制器的最新的固件程序,来升级控制器。MicroLogix1200还使用编程软件RSLogix500和通用的指令集,与MicroLogix1000、MicroLogix1500以及SLC系列控制器兼容。特性:·通过Micro Logix 1200扩展模块来扩展高性能I/O,每个Micro Logix 1200 可 最多扩展6个模块(决定于电源估算)。·高级的通信选择,从对等通信到SCADA/RTU网络。·6K用户存储器(4K程序、2K数据)。·数据文件下载保护,可存储关键的用户数据,防止出错。·实时时钟和存储器模块。·32位带符号的整数的数学运算。·内置PID功能。·20K高速计数器,具有8种工作模式,当计数器技术达到预置的上限或下限时,可控制高速计数器的输出。·高速处理时,有4路中断输入。·4路锁存输入,在程序普通扫描时,可捕获毫秒脉冲的输入。·控制器内置2个模拟量微调电位器,转3/4圈可在0-250之间调节。·对于40点的控制器,其端子块是可拆卸的,允许用户预先接好线,节省安装时间。·可拆卸的I/O标签,可写字记录现场设备的号码,以便减少系统的维护和维修时间。·防手指接触的接线端子块,符合全球安全标准。4.3 执行单元-ABB直流断路器和直流接触器根据各回路容量配置不同型号,冗余执行单元保障线路分断能力。SOMAX S的基本的用途和特点: ISOMAX S系列塑壳断路器性能优异,外形结构紧凑、通用性强、使用方法简便,设计简单、合理、而且质量可靠。此新型断路器更配有一个改进的分断系统,获多项工业专利。特别值得注意的是用于制造ISOMAX S系列塑壳断路器的材料,是按现代环保要求可回用的,ISOMAX S系列塑壳断路器更以其优异质量及引入注目的设计获得了欧洲最佳工业设计奖。采用ISOMAX S系列塑壳断路器是电力生产和配电系统的理想方案,它能确保所有电力用户的安全性和可靠性,它特别适用于需保护和配合自动化控制的设备,ISOMAX S系列产品能最大范围地满足额定电流和故障电流的要求,并能达到与下级壳断路器的极限分断容量选择保护的要求。由于本系列产品的通用性和匹配性强,它能配置在任何配电设备中:一次配电(功力中心) 电动机控制(MCC) 二次配电(配电盘) 用户(DIN安装导轨的配电柜) ISOMAX S系列塑壳断路器包括七种基本规格的产品(S1-S7),从10A到1600A额定不间断电流和高达100KA 额定极限短路断容量,各种规格均具有下列额定分断容量等级:B-基本分断容量 N-正常分断容量 S-标准分断容量 H-高分断容量L-限流型 第四章 系统工作模式本系统有三种工作模式:1)、正常工作模式:给粉机变频器由交流母线供电;系统处于热备用状态,电池组由充电整流器充电。2)、电网晃电或备自投切换时的工作模式当电网电压下降,造成变频器直流母线电压低于直流电源母线电压时,系统转换成由安全给粉系统的直流电源向给粉机变频器的直流母线供电,给粉机变频器工作保持正常3)、检修工作模式:个别变频器检修, 直流端由断路器、直流接触器和隔离器件隔离 ,该直流回路不再参与电网晃电时的投运。第五章 系统的控制逻辑 逻辑控制说明:1. 变频器启动、停止控制逻辑根据变频器的原理,变频器在交流供电或直流供电正常情况下在接受到启动接点指令后,即可投入运行。在变频器正常运行后有一反映变频器运行状态的接点信号闭合。变频器运行调速指令由DCS 或PLC 送来的4-20mA 模拟信号实现。SIS系统只需变频器或FSSS提供变频器运行状态信号,对变频器控制方式和性能无任何改变。2.安全给粉系统的逻辑图安全给粉系统的逻辑判断由SIS的中央控制单元完成,并控制直流电源子系统的执行单元来完成安全给粉系统的备份、投运和退出过程。a. 输入逻辑条件有:变频器运行状态接点信号, FSSS保护动作信号, 排粉机的的工作状态信号和欠压保护动作信号等。b. 输出逻辑条件有:断路器、直流接触器的闭合断开信号c. 变频器交流母线电压正常条件下直流支撑系统投入过程变频器电源端送入正常电压,变频器受电,内部CPU准备运行;控制设备、DCS 或PLC 或控制继电器送来启动运行指令。电机按模拟控制4-20mA 电流决定变频器拖动电机的运行转速;等到系统正常运行后变频器状态接点闭合。安全给粉系统的SIS中央控制单元接受到变频器运行状态同时排粉机运行正常、FSSS未给出保护动作信号、且没有欠压保护动作信号,SIS中央控制单元经过软件运算,满足系统备份条件时,向断路器、直流接触器发出合闸指令,这时各直流回路处于备份状态。d. 变频器电源晃电时其直流母线电压立刻下降;直流电源系统在变频器母线电压降到安全给粉系统直流电源母线电压时,开始对变频器供电,电机在这一过程中仍然保持不间断运行。e. 在电网晃电时间达到安全给粉系统设定的工作时间时或SIS中央控制单元接受到变频器运行状态变化或排粉机运行状态变化或FSSS给出MFT动作信号,经过运算满足退出条件时,向断路器、直流接触器发出断开指令,这时各直流回路处于退出状态。退出后,SIS中央控制单元在检测到满足备份条件时,发出控制信号,系统又恢复到备份状态。f. 根据用户工艺条件,安全给粉系统直流电源具体工作时间可在调试时在人机界面上确定,单位为0.1S。3、系统接线图(图略) 4、接制部分接线示意图(图略)第六章 系统安全性IEC安全要求等级分为4级,安全性能由低到高为SIL1、SIL2、SIL3、SIL4。美国对SIL4只承认其存在,标准中不包括在SIL4要求下如何实施安全系统的内容。德国DIN V 19250及DIN V VDE0804对安全要求等级(Safety Requirement Classes)分为8级,安全要求从低到高为AK1~AK8,对应各标准的安全等级对比如表所示。大多数使用安全系统的工业应用场合属于AK4~AK6级,其中一般锅炉、加热炉为AK4级,石化、化工为AK5级。由图1可知,安全系统应分如下几类: 满足安全要求等级AK1~AK4的Z-1、满足安全要求等级AK1~AK5的Z-2、满足安全要求等级AK1~AK6的Z-3、安全要求等级AK7~AK8的需要特殊考虑的共5类。如监视设备的功能由一般控制系统(如DCS)实现,则安全控制系统分为4类。Z-1类的安全系统可用性“一般”,一个中央CPU模块通过单总线与I/O模块相连,它与普通PLC不同之处为通过中央CPU的自我测试以及采用可测试I/O模块、失效时输出保证安全状态等满足系统安全要求。 Z-2类的安全系统可用性“较高”,中央CPU模块冗余,其他与Z-1相同,这样允许一个CPU模块出故障,另一个CPU模块维持正常工作,这样可以在AK5级安全要求等级以下的场合,维持72h之内。 Z-3类的安全系统可用性“很高”,结构为全冗余,即CPU模块、总线、I/O模块均双重化,在AK6级安全要求等级的场合,允许单通道操作时间不超过1h,即在此期间内将出故障的模块更换掉,即可保证生产不中断。 只有能满足上述要求的经过安全论证的PLC系统,才能作为安全系统使用。 本系统的安全行保障:直流电源子系统一次线路有完善的保护元件,二次线路有完善的整流控制器、电池检测器和分路检测器。SIS子系统采用工业级三相异步电机保护模块MDS-104做检测单元,保证系统的可用度;采用通过美国SIL3认证的AB LOGIX顺序控制器做为控制单元,采用ABB断路器和直流接触器做单一直流回路的冗余执行单元,保证系统的可靠性。第七章 系统特点直流电源做为变频器的后备电源,充分利用了变频器的结构特点,与交流UPS供电相比,减少了交直流变换环节和蓄电池容量,提高效率,减少电气保护环节,减少投资,且有很多其他行业的应用案例。巧妙通过压差抑制蓄电池放电,取消了原方案中的静态开关导通模块(易损器件),简化控制电路和一次线路,使导通成为真正的零切换,又杜绝了因为导通模块故障引起的给粉不平衡,避免了因为导通模块阀值电压过高引起的计时不准,增加了系统的可用度。通过软件设置母线欠压保护阀值和计时(0.1S),使系统工作时间精确可控。通过SIS子系统中央控制单元的软件,区分电网晃电和变频器故障,杜绝电网晃电引起的停炉,又在变频器故障或收到相关保护信号时快速撤出直流电源。控制、监测单元故障以及输入、输出端子悬空断线等,执行单元都会回到安全状态--断开,提高系统的可靠性。系统的切换条件除欠压保护外,还可扩充过流保护、超载保护、过压保护、零序电流保护、负序电流保护、欠载保护、零序电压保护等,只需软件设置阀值即可。两种计时方式比较:电厂给粉机安全调速系统专为火电厂媒粉炉和循环硫化床(CFB)锅炉设计,附合电力行业设计标准。其核心部分为SIS系统,结合技术成熟的直流电源,为电厂提供安全有效的给粉机变频器抗晃电解决方案。该系统既解决了电网晃电时给粉机变频器跳闸引起的不必要停炉,又保障电网晃电和备自投切换时,炉膛给粉平稳。实施后的效果:1、取消大多数电厂现在对FSSS的给粉机全停逻辑2~5秒延时(这个延时期,炉膛给粉严重不稳)。2、理论上可以将FSSS的1、2组电源丧失信号延时做到安全给粉系统最大工作时间,因为这个时期给粉机变频器还是正常工作的。实际使用中根据电厂其他系统的抗晃电能力和备自投切换时间来设置这个延时和安全给粉系统的工作时间,一般为2~3S。第八章 系统配置1、 电厂提供的现场条件:炉九台,1~8号炉每台炉有2.2KW给煤粉机 8台,九号炉12台给粉机总计:电动机总数:76台;电动机总功率167.2KW;其中:富士品牌变频器8台一组,施耐德品牌变频器8台一组,其余为三菱品牌变频器60台,共七组。电厂发电机所用的给粉机电源有A、B两段,分别控制4台给粉机,其中九号炉的二段电源分别控制6台给粉机。电厂提供的现有接线条件:一路380V/60A 3P+N+PE电源.被保护变频器的状态干节点信号(要从FSSS取,干节点已经被FSS占用).被保护变频器母线电源信号。保护动作信号被保护变频器二次接线图。有关的工程设计条件,包括被保护变频器盘内布置图。2、安全给粉系统的主要配置:1、设备组成1)、设备基本参数:—蓄电池的输出功率167.2KW。—直流输出回路76路,支持76台变频器。—电池放电时间:167.2KW ≥2分钟。2)、设备基本组成及柜体安排充电器柜 一台 前后开门直流控制柜 九台 前后开门蓄电池柜,整套蓄电池重量在3.9吨左右,具有单只蓄电池的自检功能。共有一组中美合资冠军12V-200AH/ 40节电池组成。并有630A/1200V直流空气开关分合并作短路保护和直流母线监测系统。柜体具体安排:—充电器柜;冗余高频DC 530V/10A 2台模块充电器、人机界面、中央监测单元、DC/DC 24V控制电源。—直流控制柜1有多条直流回路,一次线路含有直流断路器、空气开关、直流接触器、直流隔离模块等,二次线路有直流回路监测单元和SIS子系统,SIS子系统由电机保护单元、中央控制单元等组成。柜内还有DC/DC 24V控制系统电源、DC/DC220V执行电源和人机界面。直流控制柜2~直流控制柜8同上,直流控制柜9柜有12条直流支撑回路,分别支撑9#炉中12台给粉机变频器,除直流回路增加以外,直流回路监测单元和SIS子系统中央控制单元也有相应变化。各柜之间与HMI采用MODBUS485通讯方式传递数据。由于现场九台炉之间相隔较远,最远的二台之间相距300米,因此柜体的安排采用如下方法:1)、将系统的充电器柜和蓄电池柜集中定位在电厂低压MCC控制室中,采用直流母线方式连接到每一个炉控室。充电器柜与蓄电池柜以及直流回路柜之间用95平方毫米的电缆输送直流电压,并有一根8芯屏蔽通讯线缆连接。2)、直流回路柜定位在每个炉控室的给粉机变频器交流母线柜旁,通过2.5mm2的直流电缆连接每台变频器的直流母线,通过2.5mm2的电缆采集变频器两段交流母线电压, 通过1.5mm2线缆采集各保护动作信号。3.方案的最终确定实施时,我们会提供:系统就位的平面布置图。设备基础安装图。电气条件图、SIS逻辑图、柜内接线图。设备荷重图各一份,可用电子版发送。3、系统的环境要求:使用场所:户内环境温度:-10℃ — +50℃;电池室5℃--30℃相对湿度:90%未结露海拔高度:1000米以下4、系统指标:1、 输入电压:380 + 10%VAC,3P+N+PE 频率:50HZ + 1%。2、 结构尺寸1) 每组直流电源柜为落地安装式,防护等级:IP202) 进出线方式:下进下出线或按现场要求。3)充电柜尺寸:   800×800×2260 (W×D×H)一台电池柜尺寸:   800×800×2260 (W×D×H)两台直流回路柜尺寸:   800×600×2260 (W×D×H)九台上述电气柜外形尺寸(包括是否前后开门)根据现场要求。4) 整流器柜体顶部加装2个风扇,下侧设有带滤网的进风口。5) 每个柜均有铭牌,标明其功能。3、功能描述1) 当变频器交流进线电源故障(失压或短时停电)时,变频器在该系统保护下,在设计时间内连续正常运转。2) 安全给粉系统的直流电源F在线工作,变频器供电电源由交流三相380V转至直流530V供电时无间断。3) 电池组的备用时间根据设计,不少于2分钟。4) 在电池组放电过程中,若三相电源恢复正常,则变频器供电自动切换至三相380V交流电源。5) 交流电源晃电超过3秒钟,应自动分断直流接触器和直流断路器,安全给粉系统的直流电源停止供电。6) 具备系统自诊断及故障显示功能。7) 为延长蓄电池的使用寿命,充电系统具备“均充”与“浮充”功能,且能自动转换。均充电压、浮充电压HMI可调。在正常操作期间,电池应处于浮充状态。8) 电池组具备以下功能:定时均充:即在每隔6个月(HMI可设定)自动均充一次。欠压均充:即电池放电至欠压时,自动进行均充(交流正常时)9) 具备各种工作状态指示灯。4、主要元器件选用说明1) 电池组:使用中美合资冠军蓄电池有限公司系列全密封免维护铅酸蓄电池,七年设计寿命。2)直流断路器、接触器、继电器、熔丝、按钮、指示灯等A、电池输出开关选用ABB空开,3极串联,提高分断能力,带热磁脱扣,速断容量2Ie。C、接线端子。采用PHINIEX产品。D、直流接触器用ABB产品。E、SIS子系统中央控制单元选用AB logix顺序控制器。F、控制柜选用国产标准电控柜。G、采用5.7″触摸屏,用以完成系统的运行控制。以报表和数据形式显示设备的运行状态、报警记录等,并可即时修改设备的运行参数。在触摸屏上存贮每次晃电时间,记录时间精确到秒。最少存贮最近的100次晃电时间。H、DC24V控制电源: DC//DC24V和220V模块,选用广东合资厂产品,输入电源取自直流母线。 I、充电模块:输入电压为380VAC±15%,输出(浮充电压值)可调,输出电流10A,两组串联,充电器纹波电压值﹤±2%。J、导线:一次接线采用适合相应电流电压等级的铜芯导线或铜排。单元内的二次接线采用最小截面为:电流回路2.5mm2, 电压回路1.5mm2。所有端子连接片为压紧型,所有端子适宜铲形连接片的连接,线路两端都要带永久线标。所有柜内端子接线满足外部电力电缆终端和控制电缆接线端子的要求。 K、指示灯、按钮采用上海二工电器厂产品。L、直流配电所用元件及控制柜均符合所用场合的电压、电流要求。所有断路器均应有过负荷热保护并有合适的电流定值,且所有断路器在出厂前按定值进行校验。配电柜侧应考虑所有屏蔽电缆的接地。

    时间:2019-04-17 关键词: 解决方案 技术教程 炉膛 煤粉 方案

  • 英莱特巡更巡检远程通讯方案

    深圳市英莱特科技发展有限公司,专业生产感应系列智能巡更器,现月生产能力达支,是目前中国巡更巡更系统最大的专业制造商,该产品销往世界各地,专为中国生产的普及推广型巡更器已在各行各业广泛应用,是各行各业应用首选设备之一。目前该产品已应用在中国铁路、军队、公安、邮政、电信、移动、粮库、石油、公交、高速公路、企事业及商业城、酒店、科技大厦、小区物业管理等各行各业,由于本系统将安全管理落到实处收到较好效果,受到有识之士的高度赞誉。市场占有率已达同类产品之首,200多家代理点遍及中国大江南北。您有所托,我必承诺,公司愿于新老客户携手同进,共创未来!一、 社会意义改革开放以后,随着国家经济建设的日新月异,人民群众生活水平蒸蒸日上,人们对安全稳定的社会秩序,工作秩序,生活秩序的要求也越来越高。当前,随着各种“群防群治”力量的发展壮大,社会治安防范的相当大一部分任务都由治安队、联防队、护村队、保安队等群防群治队伍承担。目前各镇区通过对工作量化、责任量化、考核量化、奖惩理化,不断加强对这些队伍的管理。事实证明,对这些队伍是否真抓、实抓、早抓、主动抓是刑事案件迅速下降的最关键的环节。 与此同时,由于流动人口越来越多,违法犯罪手段也越来越高明,社会环境相对复杂,对国家集体和群众的生命财产安全构成了一定的威胁,应运而生的保安业无疑有效地缓解了我国目前警力的不足,在为客户提供安全服务、预防和减少犯罪、维护社会治安秩序和经济秩序方面做出了突出的贡献。北京市保安服务总公司仅在1998年至1999年两年间,就为公安机关提供线索2250余条,协助公安机关破获各类案件1422起,抓获各类犯罪嫌疑人16730个,从中破获了一批大案要案,同时,保安员在值勤中,共发现和消除各类治安隐患12193件,抢救灾3184起,为客户挽回经济损失5300余万元。 目前,保安业已成为人们生活中不可缺少的部分,“保安保平安”也逐渐成了人们的共识。17年的风雨兼程,保安队伍以自己的辉煌和风采在百姓心目中勾勒出了一幅赏心悦目的图景:笔挺的制服,威严的大沿帽,腰佩警棍俨然一幅“执法人”的面孔。4月份以来,佛山市各地加强社会防控,有效地维护社会治安稳定,相继制定了治安巡逻方案,做到主要路段有人巡,重点路上有人导,商业店铺、居民小区有人看的局面。有效打击“两车”“两入”“两抢”等多发性犯罪活动。 太原市积极推行夜班制,着力解决夜间治安防范失控的问题,有效地打击、震慑和预防违法犯罪、强化各项安全检查,增强人民群众安全感。他们昼夜24小时不停巡逻,重点实施僻群区域,案件多发部位的深夜盘查并做好详细记录…… 今年,南京鼓楼公安分局充分发挥人防与物防、现代科技防范有机地结合起来,增强防范功能,在下属各个派出所实行110电子巡逻布点,详细地记录110巡警的出警量、方位等功能,起到了社会、居民小区安全“保护神”的作用。 实践证明,社会的发展、经济的腾飞,创办“文明小区”、“典范村街”必须建立和加强科学有效的巡逻管理制度,使治安员的安全意识和自觉性得到提高,加大执勤点的分布,使各治安执勤点遥相呼应,形成了一张严密的防控网络,有效遏制刑事案件的发生。电子巡逻管理系统是根据治安人员巡逻的特点而开发研制的管理系统,它不但可以科学的、客观的、对巡逻工作进行监督、检查外,而且还在保证系统工作安全可靠性的同时还具备了安装操作的简便性和实用性。公安部门为了更好的维护社会治安,而增设的机动辅助部门,因此监督和管理巡逻人员每天的巡逻次数和质量是否到位,也是一项很重要的工作,监督、管理的不好,工作就形同虚设,但依靠原有的制度和管理方法又很难达到理想的管理效果,因此采用“ZYAC”科学的巡逻管理系统是管理部门最佳的选择。二、 系统简介目前,由深圳英莱特公司自主开发的YX-4600感应巡更系统正广泛应用于公安、铁路、邮政、小区、大厦等领域的保安巡逻管理,该项目产品的推出获得公安、铁路、油田、军队、电力、邮政等需要科学巡更管理客户的一致好评,被认为是巡更行业的一个里程碑。本项目技术成熟,在功能、性能参数方面远远超过国内外的巡更设备,更加适合国内巡更行业的使用习惯。该巡更系统由YINLAITE YX-4600巡更器、巡逻点天线及软件等组成。巡逻点是一种美国进口存有激光刻制的8位16进制编码信息的感应管,每个感应管的编号全球唯一。将具有不同编码的巡逻点感应管安放于被巡更的设备或线路上,并将编码及对应安放地点在计算机中设置好。巡更人员佩带巡更器,在巡更过程中用巡更器靠近天线5-10CM。工作时声光提示,将读取时间、设备存于巡更器中,并可实时输入设备的运行状态;管理人员将巡更器插入通讯专线与计算机相连,通过计算机内的应用软件将巡更器的巡更数据读入计算机中存档。随时供管理人员进行分析、处理、统计、制作报表,给管理者提供一个科学、准确的考核依据。YX-4000是通过电话线与计算机连接的远程终端控制器。可在没有计算机的地方将数据传到控制中心服务器上,由总部进行核查。 远程终端自带存储功能。远程通讯座特别适用于长途线路、管线等巡检点分散的地方使用,达到统一管理的目规格特点 电话网络传输,提高使用方便性。 高通讯速度,减少数据传输时间。 采用工业级嵌入式Modem远程传输,可以适应恶劣的线路条件。 可离线工作,将巡更机数据转存到远程通讯座中,当线路接通时自动拨号上传数据。 全自动工作,自动上传数据。 自动诊断主机或线路故障,自动提示。 LED显示指示所有功能状态。 通讯终端可供多台巡更机使用,通讯终端中数据可以反复上传,数据绝对安全。 采集数据时不消耗巡更巡检器内的储电。 同一通讯终端型号可配用于多类巡更产品。 合金外壳,可靠性高,外型高档。

    时间:2019-04-17 关键词: 通讯 莱特 总线与接口 方案

  • DisplayPort发射机测试自动化方案(泰克)

    泰克公司日前宣布,推出为早期displayport开发者使用的软件,全面实现和自动执行displayport物理层发射机一致性测试规范中指定的测试。该软件增加了为自动执行而预先定义的测试设置,缩短了测试时间,最大限度地减少了用户干预。新的dpo-displayport-tx软件在泰克最近为dpo7000和dpo/dsa70000系列示波器推出的dpojet抖动和眼图分析应用软件上运行,dpo7000和dpo/dsa70000系列示波器是世界上带宽最高、记录长度最长的实时示波器。   displayport是计算机、监视器和家庭影院系统使用的新型数字显示接口技术,此技术可降低使用成本,并改善视频性能。displayport1.1为lcd显示器面板、监视器、显卡、pc芯片组、投影机、外设、元器件和消费电子制造商提供了下一代数字接口,其目标是代替lvds、dvi及最终代替vga。随着芯片组的推出及第一代显示产品的早期展示,这种技术正被越来越多的制造商所采用。displayport产品预计将在2007年第四季度晚期面市,预计将在2008年初更广泛地推广。   8ghz的dsa70804或dpo70804示波器是displayport发射机测试使用的主要仪器,在使用dpojet软件时,提供了性能、功能和分析能力的最佳组合。新的dpo-displayport-tx是早期displayport开发者使用的软件,对所有需要测试的发射机测量项目增加了自动化支持。   dpo-displayport-tx在dpojet的测量功能基础上,增加了displayport一致性测试规范(cts)要求的特定的新测量功能及自动测试序列和报告生成功能。通过其菜单驱动的界面,用户可以选择要运行的测试,然后系统会引导用户把被测设备(dut)正确连接到泰克示波器上。对每种特定的发射机信号条件(如启用或禁用预加重),dpo-displayport-tx会对选定测试自动执行全套测量,缩短了测试时间,最大限度地减少用户干预。它会生成一份报告,记录所有在特定容限下的测量结果、测试通过/失败结果、测量余量及相应的屏幕截图。   作为早期displayport开发者使用的软件,dpo-displayport-tx可以帮助工程师根据displayport1.1标准,迅速验证和调试ic、主板和显卡设计,执行一致性测试。   dpo-displayport-tx是早期displayport开发者使用的软件,可以在2007年12月后从泰克公司网址免费下载

    时间:2019-04-16 关键词: 测试 泰克 发射机 嵌入式开发 方案

  • 应对功耗挑战:晶体管技术方案面临瓶颈

    在电费占运营成本 (OPEX) 很大一部分,而运营成本则占总成本约 70% 的情况下,降低功耗对运营商来说已刻不容缓。以前,芯片提供商想办法通过晶体管和工艺技术来降低功耗。虽然晶体管是产生功耗的主要原因,但并非唯一因素,而且通过晶体管来降低功耗作用是有限的。 通过更全面的系统级方法能够更有效地降低功耗。只有全面兼顾芯片工艺技术,充分发挥功率感知型 (power-aware ) 工具的作用,在代码设计时即考虑到低功耗需要,调整系统级架构,同时采用能够显著降低系统级功耗的算法(如在远程射频头应用中使用数字预失真 [DPD]),就能获得最佳成效。 选择合适的芯片技术合作伙伴将使您受益匪浅。赛灵思正是采用上述全面而系统的措施来处理电源管理问题的,而不是单纯狭隘地关注晶体管和工艺节点技术。® 平台能帮助设计人员采用功率优化设计方案和系统级设计与集成方法,全面解决功耗问题。从设计层面来说,赛灵思功率感知型工具和广泛的低功耗参考设计库以及应用指南都能帮助工程师优化整体功耗。此外,赛灵思技术精良的应用工程师团队还可帮助设计人员达到严格的功耗目标。赛灵思工程师能够帮助客户逐步采取设计优化技术,如折叠 DSP 密集型设计以缩小设计尺寸等,从而使用尺寸更小的器件来降低静态功耗和成本。 从系统级层面来说,赛灵思对集成度的重视也获得了非常好的结果。例如,在单个 上高度集成多个分立组件能够大幅降低系统 I/O 的总量,进而显著降低功耗。此外,在远程射频头中采用 DPD 等高级算法也能使电信设备制造商 (TEM) 使用功耗和成本均较低的功率,这将对系统级功耗产生巨大影响。 显然,赛灵思认识到不能完全忽视晶体管和工艺节点技术在降低功耗方面的作用。与其前代 40 纳米系列相比,赛灵思 28 nm 7 系列 将总体功耗锐降 50%。在晶体管技术方面,赛灵思的低功耗工艺及其对多种晶体管尺寸的使用,能够最大限度地降低静态功耗。赛灵思 FPGA 针对DSP、存储器以及 SERDES 使用硬模块,这与同类竞争 DSP 和其它 FPGA 设计相比最大限度地降低了动态功耗。 在晶体管层面解决功耗难题只是降低功耗和节约运营成本的一个起点,而只有全面地精细化改进所有相关方面,才能获得最出色的结果。

    时间:2019-04-16 关键词: 晶体管 瓶颈 功耗 技术教程 方案

  • WSN技术和无线测量技术的完整方案

    WSN技术和无线测量技术的完整方案

     一.名词释义  无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息,并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。作为无线自组双向通信网络,传感器网络能以最大的灵活性自动完成不规则分布的各种传感器与控制节点的组网。  WSN技术作为无线测量技术的一个重要分支,正越来越多地受到广大应用工程师的青睐和关注,不仅在工业控制、环境监测等领域,而且在军工、航空航天正被广泛地应用。WSN引领下的无线测量技术的前景是无限的,其应用领域已经延伸到军事、航空、反恐、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等多种领域,有些领域已经上升到国家战略的高度。  二.方案介绍  一个完整的无线测量网络无非有三部份组成:传感器部分(WSN),数据处理部分,数据应用部分。见图1所示。传感器部分就是WSN---无线传感器,可以根据现场需求进行选择使用;而数据应用部分实际上就是软件系统,可根据应用的需要进行分类设计;核心的部分是数据处理单元,可根据应用需要选择单片机或ARM系统。  无线测量系统的支撑系统也是很重要的,对WSN部分,肯定由电池供电,而对数据应用部分,只需要一台能够上网的计算机,而数据处理部分可根据实际需要采用不同的供电系统。从上图中我们可以看到,无线测量系统的最大优势是三个部分互相没有硬联接,换句话说它们之间除了数据交换之外,没有任何物理的关系,从而有效避免了相互间的复杂干扰和资源分配,我想,这才是无线测量技术获得大力发展的关键所在。  三.关键技术  毫无疑问,无线测量系统中最关键的部分就是数据处理单元,而最最关建的当然就是两个无线通讯模块了,一个是短距离通讯模块,一个是远程通讯模块。有关远程通讯模块的文章和产品很多,在这儿就不叙述了,产品也有很多,国外的有SIMENS、SIMCOM、WAVECOM等,国内的有华为、中兴、有方等等,客户可以根据需要选择性价比良好的产品。这里主要介绍一下由我公司鼎立设计的短距离通讯模块---WT3224。  WT3224模块是由北京沃英泰科电子信息技术有限公司设计的,主控芯片采用TI的CC1110方案,SMD结构设计,为了适应WSN网络的需要,模块内部集成了射频功放电路,最大射频传输距离可以达到20dB,可以根据需要进行选择使用。 WT3224有两种工作模式,一是独立工作模式,独立工作模式下模块自主工作,实现真正的WSN功能;另一种是联机工作模式,可以作为主控单片机的标准串口设备使用,从而实现主控计算机到WSN的无线连接。  四.具体应用  根据无线测量的完整方案,我们已经成功地将上述方案应用到两个系统中,它们分别是输电线路综合在线监测系统和道路交通信息在线监测系统。  输电线路综合在线监测系统实现电力系统输电线路运行中的各种状态参数,如输电导线的各种状态,包括导线振动状况、导线温度状况,如果采用传统的有线测量技术肯定是不行的,因为不可能在具有高电压、高恶劣环境、高干扰的输电线路去布线走模拟数据通道,所以使用WSN网络可以很容易地实现,只需要把完全独立的WSN传感器挂在需要测量的输电导线上,然后把数字化的数据发给数据集中器,再通过远程传输功能把数据送到监控中心,这样就可以坐在办公室的计算机前实施线路监控了。  WSN无线测量的另一个实际应用是道路交通信息在线监测系统,如何实现对道路交通信息的监测,既简单又方便地监测各条道路的实际交通状态以及相互之间的关联一直是交通部门十分关心的,如道路车流量、车速、车型状态,道路环境信息和车流量车速的关联情况等等,传统的办法常常是开挖马路、布线,不仅非常复杂而且破坏马路的原始状态,而现在使用了WSN网络,使得设计非常简单,只需要在你需要进行监测的地方挖个小孔放置WSN传感器就可以了。  五.结束语  WSN和无线测量技术的应用是广泛的,它正颠覆了传统的测试系统结构,希望本文起动一个抛砖引玉的作用,为WSN技术在中国的蓬勃发展贡献自己的力量。

    时间:2019-04-16 关键词: 测量 技术 完整 技术教程 方案

  • 自来水供水管网采用CDMA完成远程数据通讯的方案

    自来水供水管网采用CDMA完成远程数据通讯的方案

    一、项目背景:该方案是针对城市小区供水系统的分布式监控网络而设计的。该供水系统分为位于小区的远程控制站和中心控制系统,中心控制系统对远程站的数据进行监控,远程站需要和中心系统建立数据通讯。所以该方案需要考虑到以下几个方面:1、完成远程站和中心系统之间的通讯网络要覆盖全市,以便将分布在全市各地小区的自来水供水加压系统远程站和中心系统连接起来。2、完成远程通讯的终端设备。3、整个监控系统的网络结构简洁易懂,保持原有的工业自控网络的结构和方法,用户的使用和操作不受新方案的影响。二、解决方案:1、通讯网络的选择:传统的水处理自控系统多采用数传电台的方式完成通讯,但受到城市建筑增多,增高等影响,存在地理因素阻碍,干扰大,成本投入高,防雷要求高,不灵活,越来越受限制,。所以采用联通公司的CDMA网络,正好可以实现无线通讯的要求。CDMA网络可以覆盖大多数地区,且覆盖率在不断提高,带宽上下行可以达到约60Kbps,而且支持标准IP协议。目前,CDMA的收费是按照流量收费,并设有包月费用。所以本方案选择CDMA网络。2、关于完成远程通讯的终端设备该方案采用具有路由功能的无线通讯设备Inrouter310C,该设备利用2.5G/3G移动网络作为承载网络实现数据的远程无线传输,将远程控制站与中心控制系统连接起来,实现工业以太网网络设备之间的远程互访。InRouter310采用标准以太网协议,进行网络路由,同时满足工业PLC的双向通讯协议的要求,采用VPN技术,完成远程网络的安全互联,实现机器对机器基于标准TCP/IP协议的数据通信。3、关于整个监控系统的网络结构,完全满足标准工业以太网的架构,简单明了。用户使用方便。4、以下的示意图是整个供水系统的无线通讯网络结构图: 5、系统搭建:(1)小区的供水远程控制站采用以太网的PLC实现数据的采集和控制。(2)中心监控系统(上位机)运行监控软件,采用ADSL方式与互联网连接,获得一个公网IP,同时中心系统设置一台普通的VPN路由器或者防火墙,以保证中心网络的安全和完成远程站的接入。(3)远程站通过无线路由器InRouter 310C连接Internet网络,并按照设置好的中心系统IP地址等参数建立和中心上位机的安全连接。(4)中心上位机运行监控软件,如组态软件,采用Modbus TCP协议与远程站的PLC进行通讯。(5)中心系统不仅可以采集到PLC的数据,还可以维护PLC的运行程序,例如上传和下载程序,大大减少了现场维护的工作量。(6)每台无线路由器InRouter 310C中插有一张联通的UIM卡,进行数据通讯,按照数据通讯的实际流量向联通公司交纳流量费。或者断开连接,并可实现按需连接、自动断线、手动激活等功能,节约用户的网络资源,减少运行费用。4、断线检测、自动修复技术:解决移动数据通信可靠性较差、容易掉线等问题,为上层应用提供可靠通信链路。5、流量管理技术:针对移动数据通信带宽较小、容易阻塞等问题,应用流量管理策略,通过划分不同业务的优先级别对数据流量实现动态调度,保证关键应用的带宽要求,高效利用有限的带宽。6、嵌入式技术:系统硬件平台采用32位嵌入式CPU,提供强大的处理能力;软件平台采用嵌入式操作系统,安全、成熟、稳定、可靠。 7、模块化实现技术:系统软硬件平台均采用模块化、标准化技术,容易升级以支持新技术、新应用。四、网络优势:1、能够满足城市小区供水系统的分布式监控网络的技术要求,不改变原有工业以太网网络的结构和中心系统程序。2、组网简单安全,成功连接分布各地的PLC和监控中心网络。3、联通CDMA1X网络为行业用户提供了稳定可靠的数据承载网络,不需维护。4、实施周期很短,省去传统有线布网方式的巨大工作量。5、通信费用大大低于传统的专线通讯费用。6、工业以太网的PLC结合无线通讯路由器的使用,将整个系统的远程维护工作量降到最低,监控中心的工作人员和设备厂商的技术人员完全可以采用远程的方式完成对整个系统设备的维护。五、技术参数:·产品型号:InRouter 210C/310C·功能描述:支持CDMA网络,作为远程控制站与中心控制系统之间的CDMA网关及路由器接口·电源:1个2针的插入式端子块·以太网接口:1个10/100Base-TX, RJ45口,自适应·串口:1个DB9母头,RS232/485·天线:SMA 50ΩUIM卡接口卡座形式为抽插式电源要求·工作电压:直流供电,9-40VDC·工作电流:待机:100mA@+9VDC,通信:500mA@+9VDC网络·组网:支持INTERNET互连,符合IEEE 802.3标准,保持双向数据传输,IP路由·VPN隧道:PPTP协议,L2TP协议,IPsec协议·协议:支持协议TCP / UDP相关服务·诊断:LEDs(电源,联网状态,重起,故障)日志,·报警:LEDs, 短信·设置方式:串口配置,TELNET配置,WEB配置·设置参数:系统管理,UIM 卡,短信报警,本地网络参数,动态域名,串口通信参数,CDMA 设置,vpn拨入连接设置,vpn 拨出通道环境条件·工作温度:0℃~+70℃·储存/运输温度:-15℃~+70℃·相关湿度:10%~95%(无凝结)机械结构·尺寸:180X114X40mm·安装:卡轨式安装·重量:750g

    时间:2019-04-16 关键词: 数据通讯 自来水 管网 总线与接口 方案

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