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  • EIP在电力系统110KV变电站综合自动化系统中的应用

    EIP在电力系统110KV变电站综合自动化系统中的应用

    电力系统是我国能源行业的最重要组成部分。纵观20世纪的社会和经济发展,一个突出特点是,电力的使用已渗透到社会经济、生活的各个领域。由于电力具有便于转换能源、高度集中和无限划分、清洁干净和易于控制、可大规模生产和远距离输送等特性,使得电力的发展和应用程度代表了国家的发达程度,即一个国家的电气化程度成了衡量其社会现代化水平,以及物质文明和精神文明高低的重要标志之一。从理论上讲,电力系统具有统一性、同时性和广域性的特点,因此,全国性、区域性,以致于跨国性的电网互联早就受到各国电力部门的普遍重视。可以预见,21世纪的电网互联将会得到更快的发展,同时随着电力系统的不断扩大,将对电网的设备、控制手段、管理方式、电力市场支持技术、以及环保技术提出更高的要求。电力系统自动化程度不断提高,要求越来越多的变电站达到无人值班站的标准,而二次设计简单、施工快捷、检修方便的变电站综合自动化系统的优势越发明显。本文主要介绍研祥智能EIP(嵌入式智能平台)产品在变电站综合自动化系统中的应用。一、系统结构该系统为分层、分布式综合自动化系统,整个系统由保护监控装置、通信管理机、SCADA监控系统组成,如下图一所示。由图一可以看出,通信管理机完成的功能主要有如下几点:以RS-485方式完成与SCADA系统、保护监控装置的通信;接入MODEM/光端机/扩频电台完成与县调、地调的数据通信;完成与站内其他智能设备的数据通信,如直流屏、多功能电度表、小电流接地选线装置、其他厂家保护装置等。并且由于电力行业对于稳定性、可靠性的要求,系统选择性能出众、可靠性高的研祥智能EIP(嵌入式智能平台)产品作为通信管理机的核心操作平台,可以实现整个系统的稳定、可靠运行。根据110KV变电站的规模及站内运行设备的数量,该通信管理机在设计时按照实用性、稳定性及可扩性设计原则,通信基础平台采用研祥智能科技股份有限公司生产的IPC-810机箱,内置工业级底板IPC-6114P7加工业级CPU卡FSC-1717VN全球最新的采用Intel 875P芯片组的高性能主板。通信扩展则可选用ISA总线RS-485/422工业通信四串口卡一块,为与以RS-232方式通信的设备接口,可选用ISA总线RS-232通讯四串口卡一块。三、系统配置说明(采用研祥公司的产品)产品名称 数量 功能说明FSC-1717VN 1 研祥工业计算机P4级别主板IPC-6114P7 1 研祥4 PCI插槽工控底板IPC-810 1 研祥工控4U机箱MODEM 1 电话线通讯工具4串口卡 2 支持RS-232/RS-485总线的多串口卡激光打印机 1 打印数据记录表格四、系统总体评价1、 高可靠性研祥智能科技专心致力于EIP(嵌入式智能平台)的研制与生产,投入大量人力物力进行产品性能和可靠性的提升,在生产及测试方面,严格把关,确保每一出自研祥的产品都符合客户需要。作为国内同行业唯一一家率先通过ISO-9001:2000版质量体系认证的EIP(嵌入式智能平台)的厂商,研祥智能产品先后顺利通过《PC总线工业计算机及自动化产品》鉴定委员会专家测试组、空军电子设备测试中心、工业总公司检测中心、中国电子产品质检中心等测试机构的各项严格测试,证明研祥智能科技的产品适应在各种需要长时间运行的恶劣环境使用,“EVOC”产品由美亚公司进行质量承保。2、 安装方便根据研祥智能多年在工业级计算机领域的服务经验,一个好的嵌入式解决方案,除了性能方面能够傲然出众之外,还需要为客户考虑现场操作的简易性。研祥智能在产品的结构方面同样精益求精,您可以在紧凑的机箱内游刃有余的安装各种扩展模块,线缆分布井井有条。专业就是深知客户的心思,并提前考虑。3、 性价比优异研祥智能股份在深圳、美国和台北有超过200名研究人员专门进行EIP的开发工作,保证研祥技术能够处于行业内的领先地位。作为国内最大的嵌入式智能平台生产供应商,在国内进行大规模生产测试,产品制造成本大大降低。遍布国内的分支机构就近为客户提供咨询和售后服务,有效减少日常的运营成本。因此我们产品的价格通常低于同类产品10%以上,具备优异的性能价格比。4、服务一流研祥智能作为中国EIP(嵌入式智能平台)的领导厂商,不但提供性能出众的产品而且EVOC的服务网络遍布全国,除了深圳、北京、上海等二十几个直属分支机构之外,还有全国大中城市上百家代理商随时随地为您提供专业的服务,24小时响应客户需求。

    时间:2019-04-22 关键词: 变电站 电力系统 嵌入式开发 eip 系统中的应用

  • 研祥产品在乘客信息(PIS)系统中的应用

    系统概述二十世纪城市人口猛增,导致车辆增多,给城市带来交通拥挤、环境污染和能源危机等一系列的问题。发展城市公共交通、缓解交通压力是当今世界大城市迫切需要解决的问题。城市轨道交通作为一种安全、舒适、快捷、准时、环保的大运力交通工具因此得到了飞速的发展。现在城市地铁已经成为一个城市的窗口,建设舒适方便、高效现代的地铁项目已经成为城市规划的一种发展趋势。地铁PIS系统以计算机系统为核心,依托当今快速发展的多媒体网络技术,以车站和车载显示终端为媒介向乘客提供各类服务信息的系统。该系统可向乘客提供乘客须知、列车到发时间、自动报站、天气预报、实时新闻、赛事直播、广告等实时动态的乘务和多媒体信息。当遇到火灾、地震及恐怖袭击等紧急状况下,该系统提供动态紧急的疏散提示。车载设备通过接收无线数传模块的信息经处理后实时地在车厢或站台的LCD显示屏进行音视频播放,使乘客通过正确的服务信息引导,安全、快捷地乘坐轨道交通。系统特点1、实现了列车和控制室无线移动通讯,方便经济。2、以前地铁的报站机制是快到站时由司机按对应站点的站名按钮播放的,由于是人工操作,所以经常会出现漏报,错报等现象,而采用无线技术可以很好的这些问题,实现了无线自动控制。3、列车到发时间、自动报站、线路查询、天气预报、实时新闻等多位一体的服务尽显现代地铁的人性化、快捷化、高效化。系统构成该PIS系统主要分3个控制通讯层:第一层:中央控制中心中央控制中心主要担当整个系统的管理调配的角色,是安全管理部门的安全决策中心,当遇到火灾、地震及恐怖袭击等紧急状态时,中央控制中心将向分站控制中心发布政府公告、紧急疏散命令等决策信息。第二层:分站控制室分站控制室通过无线传输装置以无线方式跟车载控制单元进行通讯,传递中央控制中心的决策命令以及乘客须知、天气预报、列车到发时间、实时新闻、广告等信息。当有地铁到站时,站台无线装置就会与车内无线设备通信,传输站台信息给地铁。车内安装在车载控制单元的无线模块收到信息后,通过车上广播系统播报到站信息给乘客,方便地提醒乘客做好下车准备。第三层:车载和车站播放显示车载控制单元内安装有无线数传模块,用于接收分站控制室传递的各种信息以及实时播放时事新闻、证券金融、天气预报等信息,通过安装在每节车厢内的液晶显示屏实时显示。乘客须知、自动报站、到站时刻播报等语音信息也通过车载控制单元去实施。系统配置中央控制中心:机箱:IPC-810B/IPC-6113LP4主板:FSC-1812V2NA配件:P43.0G/1G内存/160G硬盘/EVOC键鼠分站控制室:机箱:IPC-8201(ODM定制)/IPC-6105P4主板:FSC-1713VNA(B)配件:P42.8G/2G内存/160G硬盘站台播放机:机箱:IPC-8201(ODM定制)/IPC-6105P4主板:FSC-1713VNA(B)配件:P42.8G/2G内存/160G硬盘车载播放机:型号:MEC-5002CPU:Pentium-M1.8G内存:512M网口:2个串口:6个系统评价地铁PIS系统以当今迅猛发展的多媒体和无线数传技术为载体,为乘客提供了快捷方便的服务。该PIS系统的中央控制中心、分站控制室和车载控制单元均采用了研祥嵌入式工控产品,能长期可靠稳定地运行。http://.cn/solutiondetail.aspx?id=209&typid=1

    时间:2019-04-19 关键词: 产品 乘客 系统中的应用 研祥 总线与接口

  • DMA结合McBSP在数据采集系统中的应用设计

    来源:21IC中国电子网 ; 作者:吉林大学 张坤 摘; 要:本文介绍了TMS320VC5402 DSP的存储器直接存储控制DMA的特点,给出了一种适用的DMA结合多通道缓冲串行口McBSP组成的数据采集系统的设计方案,该设计具有设计灵活、硬件简单、CPU执行效率高的特点。 关键词:DSP;DMA;McBSP 1.引; 言 通用数字信号处理器(DSP)以其强大的数据处理能力在高速数字信号处理方面得到广泛的应用。美国TI公司是DSP领域影响最大的公司之一,TMS320VC5402(以下简称C5402)是该公司TMS320C54x系列DSP的代表产品,它以其极高的性价比而成为目前应用最为广泛的DSP芯片之一。 在以C5402 DSP为核心组成的数据采集系统中,用户一般需要在采集完一段数据后对其进行处理。采用查询方式采集数据会占用大量CPU的资源,采用中断方式来采集数据虽可以提高CPU的利用率,但是在采集数据的每个时刻还是由CPU来完成,同时降低了程序的可读性。本文设计的数据采集系统利用C5402的存储器直接存储控制DMA与多通道缓冲串行口McBSP结合来设计系统,使得CPU正常工作与DMA数据采集并行进行,提高了DSP的运行效率。 2. C5402; DMA的特点 C5402存储器直接存储控制DMA能在不占用CPU资源的情况下,实现DSP存储器间数据的自由传送。C5402有6个可独立编程的DMA通道,每个DMA通道受各自的5个16位寄存器控制:源地址寄存器DMSRC、目的地址寄存器DMDST、单元计数寄存器DMCTR、同步事件和帧计数寄存器DMSFC、发送模式控制寄存器DMMCR。 1. 源地址寄存器DMSRC规定DMA要传送源数据的首地址。这些地址可以指向DSP内部存储器、外部存储器、片内外设和一些特殊的外部装置。 2. 目的地址寄存器DMDST规定DMA要传送数据目的地址的首地址。这些目的地址可以是DSP内部存储器、外部存储器、片内外设和一些特殊的外部装置。 3. 单元计数寄存器DMCTR规定DMA传送数据的个数为DMCTR寄存器的值加1个。 4. 同步事件和帧计数寄存器DMSFC规定DMA传送数据的同步事件类型和传送一块数据所含帧信号的个数: DBLW位设置DMA工作在单字模式(=0b)或双字模式(=1b)。工作在单字模式时每个数据单元设置为16位,双字模式时每个数据单元设置为32位。 Frame Count位设置每块数据所含帧信号的个数。 DSYN位设置选择如下方式作为DMA同步事件: ; 0000b:无同步事件。; 0001b:McBSP0接收事件(REVT0)。; 0010b:McBSP0发送事件(XEVT0)。; 0101b:McBSP1接收事件(REVT1)。; 0110b:McBSP1发送事件(XEVT1)。; 1101b:定时器0中断事件。; 1110b:外部中断3(INT3)中断事件。; 1111b:定时器1中断事件。;其它:保留。 5.传输模式控制寄存器DMMCR规定了DMA通道的传输模式: ;AUTOINIT位是DMA自动初始化设置位,可设置成自动初始化使能(=1b)和自动初始化不使能(=0b)。当DMA工作在自动初始化模式时,CPU在一个DMA事件完成后自动装载下一个DMA初始化设置并继续进行数据传送。 DINM位和IMOD位设置DMA中断产生方式。DINM=0时DMA中断被屏蔽,当DINM=1时中断按IMOD位设置产生。 CTMOD位设置发送计数模式控制,DMA可工作在多帧模式(=0b)和自动缓冲ABU模式(=1b)。 SIND位和DIND位用来设置源地址和目的地址的自动调整方式,可选择如下方式:不调整(=000b)、访问后自动加1(=001b)、访问后自动减1(=010b)、访问后按照单元地址索引寄存器DMIDX0的设置进行调整(=011b)、访问后按照单元地址索引寄存器DMIDX1的设置进行调整(=100b)、访问后按照单元地址索引寄存器DMIDX0和帧地址索引寄存器DMFRI0的设置进行调整(=101b)、访问后按照单元地址索引寄存器DMIDX1和帧地址索引寄存器DMFRI1的设置进行调整(=110b)、保留(=111b)。 DMS位和DMD位用来选择源数据和目的数据所存的空间,可选择成程序空间(=00b)、数据空间(=01b)、I/O空间(=10b)或保留(11b)。 此外,DMA的6个通道还受通道优先级和使能控制寄存器DMPREC控制。在这个寄存器中相应的DPRC位置1选择相应的通道为高优先级,相应的DE位置1选通相应的通道为使能通道并开始工作。 3. 接口设计 在这个系统中,使用的A/D数据转换芯片是语音信号编码解码芯片TLC320AD50。它是TI公司生产的一个16位、音频范围、内含抗混叠滤波器和重构滤波器的串行模拟接口芯片。它完成语音信号的数字化采样,并将转换完的数据传给DSP进行后续处理。;

    时间:2019-04-19 关键词: dma 数据采集 mcbsp 系统中的应用 总线与接口

  • RFID技术在变电站巡检系统中的应用

    摘 要: 研发了一种基于RFID技术的变电站巡检系统,该系统采用具有RFID功能的PDA作为巡检装置,应用RFID技术、GPRS无线通信技术和嵌入式数据库技术,可以方便地记录巡检人员的到位情况和电力设备的缺陷信息,解决了巡检人员到位困难以及巡检数据不能实时上传等问题,对提高变电站巡检效率以及设备的安全运行具有现实意义。关键词: RFID;PDA;变电站;巡检 变电站巡检是保障变电站顺利运行的重要措施。传统的变电站巡检多是以纸质为主的人工巡检模式,巡检人员需随身携带大量表格,后期需由人工将巡检数据录入计算机系统,导致巡检工作量大且效率低下;以纸张为载体的数据记录不灵活,巡检内容有任何改变都需重新印制表格,造成极大的浪费。同时,传统的巡检方式无法对巡检工作人员进行有效监督,巡检工作人员可以在签到后不到现场实地巡检或伪造巡检数据,因此常出现人员不到位和巡检不及时的状况,从而导致设备故障处理不及时而引发电力事故。 基于上述问题,本文提出一种基于RFID的巡检技术方案。射频识别技术RFID(Radio Frequency Identification)是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境,与传统的条形码相比具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点[1]。方案运用RFID技术,结合GPRS无线通信技术,解决了巡检人员到位难、信息采集效率低及上传不及时的问题,从而满足了变电站巡检管理信息化和规范化的要求。1 系统的组成及工作原理1.1 RFID的工作原理 典型的射频识别系统由射频标签、读写器和应用系统三部分组成[2]。 RFID工作原理:读写器通过发射天线发送一定频率(低频、高频或超高频)的射频信号,当射频标签进入发射天线工作区域

    时间:2019-04-16 关键词: RFID 变电站 技术 系统中的应用 技术教程

  • Lonworks技术在楼宇自动化系统中的应用

     德达智能系统研究院:燕飞       随着科技的发展、社会的进步,许多高级建筑物(例如:党政机关、企事业单位办公楼,高级宾馆,高级写字间)内包含的楼宇自控设备和不同功能的子系统越来越多,越来越复杂。同时,建筑物业主希望整个系统具有更高的性能、更高的效率和相对低的维护扩展费用。但由于不同厂商提供了不同功能的产品和子系统,采用了不同的通信协议,因此将造成各子系统有不同的通信速率、不同的编码格式和不同的通信规则,致使各子系统间实现互操作和系统互连将很困难,实现智能建筑的系统一体化集成更就无从谈起。如果各子系统独立运行,不仅不能对整个系统进行统一的协调和管理,而且会有较高的运行和维护费用,将来扩展起来也不方便。现在,建筑物业主和管理者迫切需要一种开放的、可互操作的控制技术。通过这种技术建筑物内的各种自控设备都可方便地集成在一起,实现各个子系统和各个设备间的自由通信,以求取得最佳的经济利益。    1. 一种开放的控制技术--Lonworks技术    由于前面所述的原因,目前使用的传统楼宇自控系统已不能满足市场和用户的需求,归纳起来,有以下几个方面:  (1) 传统的楼宇自控系统就其本身而言是一种封闭的系统,主要表现在其通信协议上。不同厂商的产品采用不同的通信协议,互不兼容。如要实现封闭系统的一体化集成,就要在不同通信协议的系统间用网关(Gateway)把它们连接起来,将会产生大量的软件编制工作。这样实现的系统不仅性能差,而且费用很高,不是理想的解决方案。  (2) 由于系统封闭,不同子系统间无法共享相同意义的信息。不同功能的子系统可能要配置相同的器件,造成极大的资源浪费。  (3) 由于系统是封闭的,从业主选择了产品后系统的设计、供货、调试到以后的维护、扩展、升级都只能由厂商来完成,业主毫无自由度可言,只能被动接受,最初的投资不能得到有效的保护。  (4) 随着计算机技术和网络技术的迅猛发展,封闭的系统限制了建筑物智能化产品的更新换代,只有开放的系统才能为用户提供真正的低成本产品。    今天,建筑物业主和管理者正在寻找一种建筑物控制系统。这种控制系统是一个开放的、可互操作的控制系统,它可以把来自多家厂商的暖通空调、照明、消防、安保、门禁、给排水和电梯等设备集成一体化地集成在这个控制系统中。就象在计算机市场上PC机带来的浪潮一样,开放的、可互操作的控制系统的使用可以为用户在系统的整个生命周期内降低系统安装费用、提高性能、节约运行费用。另外,在一个控制系统中多厂商产品的一体化集成需要采用一个统一的通信协议,通过使用相同的通信协议,昂贵的用户硬件、软件和网关等设备可以被取消。    目前,美国Echelon公司于1990年12月推出的Lonworks技术使上述目标成为现实。Lonworks技术是开放系统的一种完整的解决方案。  Lonworks技术是通用的总线,在工业控制系统中可同时应用在Sensor Bus、Device Bus、Field Bus等任何一层总线中。Lonworks技术是采用神经元芯片(Neuron Chip)技术,在ISO的OSI七层协议上实现的网络控制技术。在一个Lonworks控制网络中,智能控制设备(节点)使用同一个通信协议与网络中的其它节点通信。每个节点都包含内置的智能来完成协议的监控功能。一个Lonworks控制网络可以有3个到30000个或更多的节点:传感器功能(温度、压力等)、执行器功能(开关、调节阀、变频驱动等)、操作接口(显示、人机界面等)、控制功能(新风机组、VAV等)。由于不需要像传统控制系统中的中央控制器,Lonworks分布式控制技术显示出很高的系统可靠性和系统响应,并且降低了系统的成本和运行费用。神经元芯片完成节点的事件处理,并通过多种介质把处理结果传递给网络上的其它节点。LonTalk协议为Lonworks控制网络实现可互操作性提供了条件。神经元芯片和LonTalk协议是Lonworks技术的核心。    1.1 神经元芯片(Neuron Chip)    使用CMOS CLSI技术的神经元芯片使实现低成本的控制网络成为可能。神经元芯片是高度集成的,内部包含三个8位的CPU。第一个CPU为介质访问处理器,处理LonTalk协议的第一、二层;第二个CPU为网络处理器,处理LonTalk协议的第三层到第六层,进行网络变量的处理、寻址、事务处理、证实、背景诊断、软件定时器、网络管理和函数路径选择等;第三个CPU为应用处理器,它执行由用户编写的代码及用户代码所调用的操作系统服务。Neuron芯片的编程语言为Neuron C,它是从ANSI C中派生出来的,并对ANSI C进行了删减和增补。    Neuron芯片可以通过5个通信管脚与网络上的其它节点交换信息,也可以通过11个应用管脚与现场的传感器和执行器交换信息。11个应用管脚具有34种应用操作模式,可以在不同的配置下为外部提供灵活的接口和芯片内部的计时器应用。    1.2 LonTalk协议    LonTalk协议遵循ISO定义的开放系统互连(OSI)模型,并提供了OSI参考模型所定义的全部七层服务。它具有以下的特点:  (1) LonTalk协议支持包括双绞线、电力线、无线、红外线、同轴电缆和光纤在内的多种传输介质。  (2) LonTalk应用可以运行在任何主处理器(Host Processor)上。主处理器(微控制器、微处理器、计算机)管理LonTalk协议的第六层和第七层并使用Lonworks网络接口管理第一层到第五层。  (3) LonTalk协议使用网络变量与其它节点通信。网络变量可以是任何单个数据项也可以是结构体,并都有一个由应用程序说明的数据类型。网络变量的概念大大简化了复杂的分布式应用的编程,大大降低了开发人员的工作量。  (4) LonTalk协议支持总线型、星型、自由拓朴等多种拓朴结构类型,极大地方便了控制网络的构建。    到目前为止,全世界安装的Lonworks节点已超过400万个,已有3000多家公司致力于Lonworks控制网络产品和解决方案,涉及到包括建筑、家庭、工业、通讯和交通等在内的多个行业。Lonworks技术是支持完全分布式的网络控制技术,是开放的、可互操作的控制系统的一个技术平台。    2. 工程简介及系统总体设计  2.1 工程简介    本工程是某国家机关办公楼,分主楼和配楼两部分,由办公室、多功能厅、餐厅及接待室等用房组成。主楼建筑面积26000平方米,地下一层,地上九层。配楼建筑面积7600平方米,地下一层,地上五层。本工程属于旧楼改造项目,改造后的大楼将实现楼宇设备的自动控制,达到对大楼内的水、电、热、空调、通风、电梯、高低压配电、停车场等系统进行监测、控制和科学管理,以实现舒适、安全、高效、节能的目的,并使设备损耗降低,延长使用寿命。   2.2 系统总体设计    本楼宇自动化系统包括:冷冻水系统、新风机组、空调机组、给排水系统、变配电系统、电梯系统、照明系统、有害气体检测系统和热交换系统九部分。由于Lonworks技术的开放性和全分布式的特点,并且考虑到以后与其它功能子系统的集成,决定采用Lonworks技术作为本系统的技术平台。这个平台上集成了来自三个不同厂商的基于Lonworks技术的产品,它们分别是:美国SIEBE公司的I/A系列新风、空调控制器;澳大利亚AUSLON公司的DI-10E1;Echelon公司的LonPoint系列产品(DI-10、DO-10、AI-10、SCH-10和LPR-10路由器模块)。    系统的网络结构充分体现了Lonworks控制网络的特点,即全分布式的,对等的,开放性的网络结构,如图1所示。与集中式网络比较,Lonworks控制网络的节点控制箱放置在被控对象的附近,这样做减少了布线工作量,节省了人力,降低了成本,提高了工作效率,也十分便于调试及维护。另外,如果网络中一个设备出现故障不会影响全网其它设备的正常工作,把故障点分散到最小的程度。           整个网络采用自由拓朴结构,网线线采用Echelon公司推荐的Belden公司8741型双绞线,连接方式全部采用手拉手连接方式。整个系统分为三个子网,主楼部分分成两个子网:21台新风机组组成一个子网,其它照明、给排水、变配电等系统为另一个子网;配楼所有系统组成第三个子网。每个子网之间采用路由器(LonPoint的LPR-10)相互隔离。    3. 系统功能    在系统功能设计过程中,除了要对楼宇内各机电设备实现基本功能的控制以外,要着重考虑系统节能,以便为用户日后带来更大的经济效益。  3.1 冷冻水系统    主要是对3台冷水机组、3台冷却塔、3台冷却水泵、3台冷冻水泵、集水器、分水器及相关阀门和水流开关等设备进行监视和控制。  ◆ 自动监测冷水机组、冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵的工作状态、故障情况。  ◆ 由LonPoint的SCH-10模块控制冷冻机组定时启/停。  ◆ 由实际冷负荷控制冷水机组的开启台数,并对相应的阀门和水泵进行联动控制。  ◆ 根据供回水压差PID控制旁通阀的开度,保持供回水压差平衡。  ◆ 在人机界面(HMI)上,可实时地观察到系统各个设备的运行情况,并可强制控制旁通阀的开度。  3.2 新风机组   主要对主楼的21台新风机组和配楼的7台新风机组进行监视和控制。  ◆ 自动监测新风机组的新风温度、送风温度、送风湿度、新风阀门和风机的运行状态,并累计风机的运行时间和机组的启停次数。  ◆ 自动监测并报警过滤网阻塞、防冻开关和风机故障信息。当有报警发生时对新风阀门、风机和冷/热水阀进行联动控制。  ◆ 根据送风温度PID调节冷/热水阀门的开度,保持送风温度在一定范围内。  ◆ 在冬季运行模式下,根据送风湿度控制加湿阀的开关,保持送风湿度在一定范围内。  ◆ 正常运行情况下,由LonPoint的SCH-10模块控制新风机组定时启/停。  ◆ 在人机界面(HMI)上,可实时地观察到系统各项运行参数,并可强制启/停新风机组。  3.3 空调机组   主要对主楼的2台空调机组进行监视和控制。  ◆ 自动监测空调机组的新风温度、新风湿度、回风温度、回风湿度、新/回风阀门开度和风机的运行状态,并累计风机的运行时间和机组的启停次数。  ◆ 自动监测并报警过滤网阻塞、防冻开关和风机故障信息。当有报警发生时对新/回风阀门、风机和冷/热水阀进行联动控制。  ◆ 根据新风焓值和回内焓值PID调节冷/热水阀门的开度,保持回风温度在一定范围内。  ◆ 在冬季运行模式下,根据送风湿度控制加湿阀的开关,保持送风湿度在一定范围内。  ◆ 正常运行情况下,由LonPoint的SCH-10模块控制新风机组定时启/停。  ◆ 在人机界面(HMI)上,可实时地观察到系统各项运行参数,并可强制启/停空调机组、强制新/回风阀门的开度、强制冷/热水阀门的开度、强制启/停风机、强制启/停加湿阀。  3.4 照明系统    主要对主楼和配楼的公共照明、应急照明和泛光照明进行监视和控制  ◆ 自动监视各路照明的开关状态。  ◆ 正常运行情况下,由LonPoint的SCH-10模块控制各路照明的定时开/关。  ◆ 在人机界面(HMI)上,不仅可观察到各路照明的状态,还可强制开/关各路照明。  3.5 变配电系统    主要对变配电系统的2路高压进线、4台变压器、6个高压断路器、4个低压断路器、1个高压母联开关和2个低压母联开关进行监测。  ◆ 自动监测并定期记录高压进线和低压出线的电压、电流、功率因素、有功功率和无功功率和电度等参数。  ◆ 自动监视断路器和高/低母联开关的工作状态和报警状态。  ◆ 自动监视4台变压器的高温报警和超高温报警状态。  ◆ 自动监测变电室的室内温度。    在这个楼宇自动化系统中,还包括给排水、电梯、热交换、有害气体检测、送/排风等系统,这些系统大都是对相关的设备进行状态监测,这里不作详细介绍。    4. 人机界面(Human Machine Interface,HMI)    这个楼宇自动化系统的人机界面由美国WonderWare公司的Intouch组态软件经二次设计完成。通过Echelon公司提供的PCLTA-10网络接口卡和LNSDDE Server动态数据交换软件,人机界面可以从Lonworks网络上采集信息,也可以把控制命令发送给网络上的控制节点,而完成相应的控制任务。它具有以下功能:  (1) 操作功能:提供5级操作密码;能够强制控制一些设备的启/停;可以调整及修改设定值;可以增加、修改、取消设备运行的时间表;可以修改模拟量的报警限值。  (2) 设备管理功能:所有设备的原始信息,例如设备编号、设备型号、设备的物理位置和设备的生产厂商等;设备投入运行时间、故障记录和设备维修报告记录。  (3) 数据实时显示功能:所有被测量的模拟量数据与开关量的状态都能在相应的画面上生动、形象地表现出来。  (4) 故障报警功能:当设备出现故障时,系统能及时显示出当前报警信息,并有报警音乐提示,同时能记录在故障记录表中。   (5) 报表打印功能:能编制各类数据的报表,打印输出给管理人员。    5. 总结    由于采用了开放的Lonworks技术作为这个楼宇自动化系统的技术平台,在选择产品时可以有更多的选择余地,这样有效地控制了系统成本,保护了业主的投资。基于Lonworks技术的网络具有很好的扩充性,我们可以分期添加一些功能不同但都是基于Lonworks技术的系统到这个网络中。Lonworks技术符合国际发展潮流,适合我国国情,为智能建筑的系统一体化集成提供了强有力的技术平台。

    时间:2019-04-16 关键词: 技术 嵌入式开发 lonworks 楼宇自动化 系统中的应用

  • EIP在变电站自动化系统中的应用

    EIP在变电站自动化系统中的应用

    随着变电站综合自动化系统及主站在国内的电力系统的广泛应用,电力系统远动技术已发展到以变电站综合自动化技术为代表的微机化、网络化时代,电力系统“大对象”概念的提出,使计算机技术与电力系统应用联系更加紧密,传统的RTU已被赋予了新的内涵,电力系统自动化已完全进入了一个崭新的时代。EIP变电站综合自动化系统按照“面对对象(间隔)”的分层、分布式变电站综合自动化设计理念,对变电站二次系统进行配置组网,即利用目前先进的计算机控制和网络通信技术,采用嵌入式微机系统作为变电站的保护、监测、控制模块,通过现场总线技术,将数据采集到变电站自动化主站,处理打包后通过现有的通信信道上发至调度端。反之,将调度指令通过变电站的站端监控系统下发至终端执行。从而实现整个变电站的遥测、遥信、遥控、遥调功能,可实现变电站无人值班。本系统分为间隔层和变电层两层,间隔层进行电量和非电量的采集计算,变电层为管理层和通讯层。主控机采用研祥EIP(嵌入式智能平台)高性能工业计算机(IPC-8621/ FSC-1717VN/ CPU PIV/内存 256M/ 硬盘 40G)。间隔层和变电层之间采用先进实用的符合IEC国际标准的开放式现场总线网进行连接。各单元相互独立,功能上不依赖于监控计算机,增强了系统的可靠性和可用性。开放式网络结构充分考虑了用户今后变电站规模及功能扩展的需要,随变电站规模和系统的扩大,不仅可以容易的通过增加功能单元的方法实现,而且还能通过网络拓展,使系统逐步扩展为完善的信息监控中心.

    时间:2019-04-16 关键词: 变电站 嵌入式开发 eip 系统中的应用

  • ZigBee技术在枪支定位系统中的应用

    目前,武警部队针对执勤过程中可能发生的事故案件,采取了哨位监视、枪弹分离等方法,加强了对弹药的管理,有效减少了事故的发生。但在对枪支的管控上,还存在隐患。一旦遇到犯罪分子抢夺枪支、哨兵携枪逃跑等情况,不能及时发现并定位,造成枪支的流失,对人们的生命财产安全和社会的稳定都会带来极大的威胁。因此,如何实现对枪支的定位、管理是亟待解决的问题。由于GPS技术在实现定位时存在功耗大,成本高,可扩展性差等局限性,针对这一情况,提出了一种基于ZigBee技术的枪支定位系统。通过该系统在监区、营区等小区域范围内掌握枪支当前所处位置,当有异常情况发生时,及时发出报警信号,以便执勤人员能够快速、及时、准确地做出反应。1 ZigBee无线传感器网络概述  1.1 无线传感器网络  无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)是由低成本、低功耗的微型传感器节点,通过自组织通信形成的无线网络,是一种全新的信息获取平台,可以在广泛的应用领域内实现复杂的大范围监测和跟踪。无线传感器网络通常包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。传感器节点通常是一个嵌入式系统,在对所监测到的信息进行初步处理之后,以多跳中继的方式将其传送给汇聚节点,然后经卫星、互联网、或是移动通信网络等途径到达最终用户所在的管理节点。汇聚节点位置固定,终端用户可通过管理节点对无线传感器网络进行管理和配置,发布监测任务或是收集回传数据。  1.2 ZigBee技术简介  ZigBee技术是一种面向自动化和无线控制的低速率、低功耗、低价格的无线网络方案。它的通信速率要求低于蓝牙,由电池供电设备提供无线通信功能。ZigBec支持mesh网络拓扑结构,其无线设备工作在公共频段上(全球2.4 GHz,美国915 MHz,欧洲868 MHz)。采用ZigBee技术的产品可以在2.4 GHz上提供250 Kb/s(16个信道)、在915 MHz提供40 Kb/s(10个信道)和在868 MHz上提供20 Kb/s(1个信道)的传输速率。传输范围依赖于输出功率和信道环境,介于10~100m之间,一般在30 m左右。  由于ZigBee使用的是开放频段,已有多种无线通信技术使用。因此为避免被干扰,各个频段均采用直接序列扩频技术。同时,PHY的直接序列扩频技术允许设备无需闭环同步。  ZigBee技术的主要优点包括有:  功耗低  由于ZigBee的传输速率低,估算2节普通5号干电池可使用6个月到2年。成本低 模块的初始成本估计在6美元左右,很快就能降到1.5~2.5美元之间,且ZigBee协议是免专利费的。  网络容量大  一个ZigBee网络最多可容纳254个从设备和一个主设备,一个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络。  时延短  通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。设备搜索时延典型值为30ms,休眠激活时延典型值是15ms,活动设备信道接入时延为15ms。  安全  ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能,采用AES-128加密算法。  可靠  采用了碰撞避免机制,同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避免了发送数据时的竞争和冲突。MAC层采用了完全确认的数据传输机制,每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。  由于ZigBee技术发展日趋成熟,国内外对无线传感器技术的研究也越来越深入,且ZigBee技术支持地理定位功能,可以及时获取目标节点位置,以实现对移动目标的动态监测。本文积极借鉴当前关于ZigBee技术的理论研究成果,构建了枪支定位系统。

    时间:2019-04-15 关键词: Zigbee 技术 系统中的应用 技术教程 枪支

  • 以太网供电技术在门禁系统中的应用

    以太网供电技术在门禁系统中的应用

    摘 要: 介绍了POE以太网供电门禁系统的组成、以太网供电的工作过程及POE网络必须遵循的技术参数。阐述了以太网门禁控制器的设计组成、POE门禁系统的软件设计流程,以及以太网供电门禁技术应用的特点和发展前景。关键词: 嵌入式;以太网供电;供电端设备;受电端设备 结构化布线是当今所有数据通信网络的基础。随着许多新技术的发展,数据网络得以提供越来越多的新应用及新服务:如在不便于布线或者布线成本比较高的地方用户开始考虑在现有以太网络架构之上尽可能布置一些网络安全摄像机及其他一些网络安全设备。 目前此类新的应用已经越来越被用户所接受,并且得到了快速的发展。所有这些支持新应用的设备由于需要另外安装AC供电装置,特别是IP网络摄像机、门禁等都是安置在距中心机房比较远的地方更是加大了整个网络组建的成本。为了尽可能方便及最大限度地降低成本,电子电气工程师协会IEEE批准了一项新的以太网供电(PoE)标准IEEE 802.3af[1],确保用户能够利用现有的结构化布线为此类新的应用设备提供供电能力。1 PoE以太网供电系统 一个完整的PoE系统包括供电端设备(PSE)和受电端设备(PD)两部分,两者基于IEEE802.3af标准建立有关受电端设备PD的连接情况、设备类型、功耗级别等方面的信息联系,并以此为根据控制供电端设备PSE通过以太网向受电端设备PD供电。 供电端设备PSE可以是一个 Endspan(内置了PoE功能的以太网供电交换机)和 Midspan(用于传统以太网交换机和受电端设备PD之间的具PoE功能的设备)两种类型,而受电端设备PD则是一些具PoE功能的无线局域网AP、IP电话机等终端设备。 按照 IEEE 802.3af的规范,供电端设备PSE与受电端设备PD设备的连接参数如图1所示。 IEEE 802.3af以太网供电标准定义了一些在设计PoE网络时必须遵循的参数: (1)操作电压一般情况下为 48 V DC,但其也许可能在44 V DC~57 V DC之间,但无论如何是不能超过60 V DC的; (2)由PSE产生的最大电流一般情况下在350 mA~400 mA之间变化。这将确保以太网电缆不会由于其本身的阻抗而导致过热; (3)上述两个值使得PSE在其端口输出会产生最小15.4 W的功率输出,考虑到经过以太网电缆后的损耗,受电端设备PD所能接受到的最大的功率为12.95 W。2 以太网供电工作过程 供电端设备PSE是整个POE以太网供电过程的管理者。在一个网络中布置PSE供电端设备时,PoE以太网供电工作过程如下: (1)检测过程。开始时,PSE设备在端口只是输出很小的电压,直到其检测到线缆的终端连接为一个支持IEEE 802.3af 标准的受电端设备。 (2)PD端设备分类。当检测到受电端设备PD之后,供电端设备PSE可能会为PD设备进行分类,并且评估此PD设备所需的功率损耗。 (3)开始供电。在一个可配置的启动期内(一般小于15 ?滋s),PSE设备开始从低电压开始向PD设备供电,直至提供到 48 V级的直流电源。 (4)供电。为PD设备提供稳定可靠的48 V级直流电,满足PD设备不越过15.4 W的功率消耗。 (5)断电。如果PD设备被物理或者电子上从网络上去掉,则PSE会快速地(一般在300 ms~400 ms之内)停止为PD设备供电,并且又开始检测过程,检测线缆的终端是否连接PD设备。 在整个过程当中,一些事情如PD设备功率消耗过载、短路、超过PSE的供电负荷等会造成整个过程在中间会中断,又会从第一步检测过程开始。3 以太网供电门禁系统 如图2所示,以太网供电门禁控制系统由系统服务器、多台分散的终端管理计算机、网络交换机、跨接器、门禁读卡控制设备和电控门锁等组成。门禁读卡控制设备采用以太网方式与交换机相连,实现了网络设备即插即用,无需外接电源,便于安装和维护。即插即用的安装方式极大地减少了人工成本,并且实现了通过在线访问系统进行有效的控制。当一台门禁读卡控制设备发生故障时,系统会及时发现,并且不会殃及整个系统。当网络发生故障时,门禁读卡控制设备可进入“孤岛状态”运行,降低了受破坏的风险,增强了可靠性。 以太网供电门禁控制系统对网络内所有的门禁读卡控制设备均可做全局化处理,可分权限地对门禁读卡控制设备进行远程控制。因此,以太网型门禁控制系统的组态是非常灵活和经济的组网方案。 以太网供电门禁控制系统可具有系统实时自检功能。对于系统中的典型故障(如断网),中央工作站和门禁控制读卡器均可以声音信号和文字告警提示。在系统断网故障时,各点的门禁控制读卡器可以独立工作,并且可以记录刷卡开门信息,当故障排除后,信息会自动上传。 以太网供电门禁控制读卡器提供RJ-45标准接口,采用TCP/IP标准通信协议,可与其他系统联接,组成一个大的智能管理系统,此外, 系统还可开放必要的通信协议以便进行更高层次的集成。4 门禁控制读卡器硬件设计 门禁控制器原理图如图3所示。

    时间:2019-04-15 关键词: 以太网 门禁 技术 系统中的应用 技术教程

  • WiMAX接入技术在IPTV系统中的应用研究

    WiMAX接入技术在IPTV系统中的应用研究

    摘 要: 在分析IPTV接入网的要求和WiMAX技术优势的基础上,提出了WiMAX应用于IPTV的系统模型,并具体分析了系统流程;针对IPTV业务下行数据量比较大的特点,提出了适合IPTV业务特点的下行链路实时调度(DLRTS)算法,该算法的主要目的在于降低实时业务的时延,从而保证IPTV的服务质量(QoS)。仿真结果表明,与常用的轮叫调度(Round Robin)算法相比,本文算法在实时业务的时延和吞吐量两方面的性能都有明显提高,可很好地支持IPTV业务。关键词: IPTV;WiMAX;吞吐量 IPTV又称交互式网络电视,是一种基于宽带高速IP网、以网络视频资源为主体、以电视机或个人计算机为显示终端的流媒体服务,可以向用户提供数字广播电视、VOD 点播、视频电话、在线游戏等诸多宽带业务[1-2]。相对于被动接受的传统电视,互动式、个性化是IPTV越来越受人们欢迎的主要原因。但大量的流媒体业务、高实时性和交互性要求,同时对网络带宽提出更高的要求。现有的xDSL技术已不能很好地解决IPTV接入网的瓶颈问题,而经济落后的农村或偏远地区,有线接入部署成本太高,因此,高速、低成本的宽带无线接入技术将是成功部署IPTV系统的关键。 WiMAX即全球微波接入互操作性, 是一项基于IEEE 802. 16标准的宽带无线接入城域网技术,也是针对微波频段提出的一种新的空中接口标准。作为一种新的无线宽带接入标准,WiMAX采用了如OFDM/OFDMA、HARQ、AMC、MIMO等先进技术,因此它具有如下优势:带宽高(WiMAX工作频段可从2 GHz~66 GHz,信道带宽可在1.5 MHz~20 MHz范围内灵活调整),容量大(WiMAX基站可以提供最高每扇区75 Mb/s的吞吐量),传输距离远(每个基站的覆盖范围最大可达50 km,典型的基站覆盖范围为6 km~10 km)[3-4]。而且在MAC层具有完善的QoS保障机制,可满足多种业务的QoS要求。 由IPTV对接入网的要求和WiMAX接入技术的优势可以看到,WiMAX技术应用于IPTV系统是一个发展趋势。1 系统模型及流程分析 根据WiMAX接入方式和IPTV的业务部署[5-7],本文提出如图1所示的WiMAX应用于IPTV的系统模型。 从图1中可以看到,整个系统可分为IPTV前端系统、IPTV主干网、IPTV接入网和IPTV用户终端系统四部分。首先, 通信卫星的直播节目和储存在视频点播服务器中的节目经IPTV视音频编码器编码后送到IP主干网中进行传播,通过位于主干网边缘的WiMAX基站,经WiMAX用户站,最终到达IPTV终端,终端一般为计算机或带机顶盒的数字电视。 根据系统模型,下面具体分析视频流从IPTV 前端设备到用户终端所使用的视频编码及网络协议,如图2所示。 音频/视频节目首先进行压缩编码, 一般用MPEG-2编码压缩格式,然后封装成RTP数据包,RTP数据包可以用UDP或TCP来传输, 接着UDP/TCP数据包又被封装成IP数据包,然后把IP数据包封装成Ethernet 802.3和10/100/1 G Bass-T格式的数据流在主干网中传送。位于主干网边缘的WiMAX BS接收802.3数据包,BS MAC层解封Ethernet数据包头部,把IP数据包封装成802.16 MAC PDUs,最后封装成PHY PDUs。通过FEC,信号映射和OFDM编码模式,802.16 PHY把PDUs转化成可在无线链路中传输的信号,无线电收发器通过天线把这些信号发射到蜂窝单元中的SS和MS。接收的过程和上面所述过程相反,最后A/V节目到达IPTV的终端STB或计算机。2 下行链路调度框架2.1 MAC层QoS机制 IEEE 802.16 MAC层实现QoS的核心原理是将MAC 层传输的数据包与业务流对应起来,从而使该连接获得QoS支持。业务流由连接标识符(CID)标识,CID中包含了业务类型和其他QoS参数。 IEEE 802.16定义了4 种调度业务类型:UGS支持周期性的、包大小固定的实时业务(如VoIP 或T1/E1业务);rtPS主要用于周期性、数据包大小变化的业务(如MPEG视频流);nrtPS用于数据大小可变的非实时业务(如FTP业务);BE为尽力而为的业务提供有效服务[3]。2.2 下行链路调度框架  WiMAX定义QoS的主要目的是确定最终在无线空中接口进行数据传输的顺序和调度规则, 因此MAC层的调度机制是实现QoS的关键。而在IPTV系统应用中,用户很少发送大的数据量,因此上行链路方向数据量比较小,而在下行方向主要是数据量比较大的视频业务, BS接收到数据包后要及时转发出去,以免造成缓冲区的溢出或者延迟的增加。 BS的高层服务产生的多种数据流进入MAC层后,首先由分类器对数据流进行分类, 分类的过程就是把数据包映射到某一连接上,从而使数据包与某一特定的连接相关联,同时, 映射的过程也是将数据包与连接所承载服务流的特征建立起对应关系。具体过程如图3所示。

    时间:2019-04-15 关键词: wimax iptv 技术 系统中的应用 技术教程

  • 功率放大器OPA544在主动磁悬浮控制系统中的应用

    功率放大器OPA544在主动磁悬浮控制系统中的应用

    摘 要: 在磁悬浮系统的功放中采用OPA544功率器件实现对系统输出负载电流的放大作用,其性能将随功放的类型而变化。针对毫米级气隙的悬浮系统,设计前级PID控制调理电路,与OPA544功率放大器配合实现差动式电流控制,最终在一台主动磁悬浮平板试验台上实现系统的稳定悬浮,仿真结果与试验情况基本吻合。关键词: OPA544;PID控制;平衡板悬浮实验台;功率放大器 目前,以磁悬浮系统为主的制造业发展较为缓慢,其关键是产品的设计方法有待提高。而作为磁悬浮基础的单自由度控制策略与方法则可以视为多自由度系统控制的基础,因而具有很高的研究意义[1]。 磁悬浮平衡板作为实现单自由度控制系统的典型模型,在原理性的实验平台得到应用。由于其模型精度较低,所以可将空间的控制模型转化为平面的单自由度研究。一般控制系统的结构均以位移传感器、PID调节器(模拟或数字)以及功率放大器(模拟或开关)组成。其中,功率放大器提供系统输出负载电流,以达到适当改变电磁铁(磁轴承)的电磁力,使得平衡板能够得以稳定悬浮。 功率器件OPA544具有响应速度快、线性度好、失真小等特点。本文采用OPA544器件,通过对单自由度平衡板控制系统功率放大器电路进行实验测试,实现其单自由度的悬浮控制。对放大器的要求是线性度好、放大后信号的失真程度应≤10%以及散热条件需满足系统的要求。经过仿真模拟以及平衡板悬浮实验,证明器件OPA544可以实现单自由度的磁悬浮控制系统的功率放大作用。为简化实验中的控制过程,在功放前的信号调理使用了模拟PID控制。1 平台悬浮系统模型1.1 平衡板悬浮系统的数学模型 图1所示为本文实验所用的平衡板悬浮系统模型的外形图。平衡板由其质量中心支点支承,并达到消除整个平衡板重力在控制中的影响。在平衡板的左右两侧,对称安置电磁铁,其上绕组以四线平行绕制(4×120 匝/组),平衡板与电磁铁上平面之间设有气隙。通过对两侧电磁铁输出电流的控制变化,使其对平衡板施加的电磁力得到调整,实现平衡板在绕组中心支点的摆动且达到和力矩为零,使得平衡板在两侧电磁铁有效工作气隙间实现稳定悬浮。 平衡板实验台的相关参数:偏磁电流为1 A,平衡气隙为1.17 mm,磁极的截面积为800 mm2,电磁线圈的匝数为4×120匝,求得平衡板的转动惯量为0.232 kg·m2,设置前级PID控制系统与后级功率放大器的最小截止频率为5 kHz。电涡流传感器的静态标定的灵敏度为8 000 V/m,其线性工作范围为-2 V~-12 V。经测量,可知平台系统中的干扰力fd在系统中暂不考虑;对应的位移刚度系数kx=3 615 N/m,电流刚度系数ki=4 230 A/m[2]。1.2 控制器的设计 由上述分析获得系统在微分控制与积分控制并联,而比例增益控制串联时的PID调节闭环控制电路框图如图2所示。其相关参数为:积分时间常数范围Ti=2.5 ms~25 s,微分环节惯性常数ε=0.02,电路的最大超前角Φc=74°。由此可实现微分控制,使得系统响应速度快,微分时间常数为Td=0.544 2 ms。2 功率放大电路仿真与实验结果 仿真实验以实际单自由度功率放大电路为模型,实验中使用两个OPA544器件,通过差动式控制方式,并采用双极性晶体管,以确保功放及负载(支承电磁铁线圈)中的电流无逆流现象[3]。闭环仿真模块的功放部分电路如图3所示,电阻R2接入PID控制电路的输出,支承电磁铁线圈中预置偏磁电流I0=1 A。设负载电阻RL=3 ?赘,经过NI仿真后得到uco波形如图4 所示[3]。仿真结果表明,本设计基本正确,电路可满足平衡板的实验要求。

    时间:2019-04-10 关键词: 功率放大器 嵌入式开发 主动 系统中的应用

  • DigiBL2030单板机在“城市光彩工程”控制系统中的应用

    DigiBL2030单板机在“城市光彩工程”控制系统中的应用

    BL2030单板机是Digi 公司的BL2000系列产品中的一款,BL2000系列产品是基于Rabbit2000微控制器集成一些必要的外围功能器件构建而成。Rabbit2000微处理器见图1。图1. Rabbit2000 微处理器 BL2000系列单板机具有低成本、高性能、宽工作温度、抗震、紧凑的一体化结构和易于集成的特性,该产品已通过了CE认证,平均无故障时间超过12年,这些优秀的特性保证了BL2000可以在恶劣的工业环境中稳定工作.图2. BL2000系列单板机BL2000系列单板机有BL2000,BL2010,BL2020,Bl2030四款产品,其共同的基本特征参数如下: 基本配置:以太网:10Base-T以太网接口;开关量:11路开关量输入,10路开关量输出,一路在板继电器;模拟量:4路模拟量输入,2路模拟量输出;双功能输入:5路模拟量/开关量输入双功能通道;串口:2个RS232,1个RS485;其他:板载6个LED。 BL2000系列由于其小巧的尺寸及一体化设计,非常适用于有严格空间限制的设备控制。BL2000系列产品支持TCP/IP等多种通讯协议,支持CDMA_1x、GPRS、ADSL、PSTN、电台等通讯方式,可以将BL2000作为SCADA系统的RTU单元构建完整的远程监控系统。Bl2000系列作为一个监控系统的网络服务器也是非常理想的。BL2000系列支持MODBUS_TCP、MODBUS_ASCII/RTU及多种自定义协议,能够同多种组态软件互联(WinCC、组态王、LabView等)。BL2000系列产品应用开发的编程使用Z-World工业级的Dynamic C软件开发平台,且提供驱动扩展库和范例程序。BL2000可以使用辅助硬件通过以太网或者互联网进行远程编程和调试。(注:不同型号产品的差异性特征参数请参考Digi公司相关产品文档!) “城市光彩工程”包括城市必不可少的公用设施--路灯照明系统,也包括展示城市魅力的夜景灯光系统,它往往既是一座城市的现代化标志,也是一个城市的形象工程。 其中,“照明灯光的计算机自动测控系统”是城市照明系统能够安全、稳定、智能化运行的可靠保障。在中国某城市采用BL2030作为主控单元的“照明灯光的计算机自动测控系统”完全符合要求,该系统是完整的嵌入式系统设计,各个子站可独立工作,亦可受控于主站,执行主站发布的控制命令。BL2030作为主控单元,配合以无线电台、GSM等通讯方式,采用先进的数字式遥控、遥测、遥信技术等实现多模态控制和全面监控,可以实时远程监控路灯和分散景区的灯光运行参数,可以对故障做出迅速处理,并进行故障概率统计,最终为可靠性、稳定性的改进措施提供参考。总之,它能最大程度地发挥光彩照明效能,测控准确,功能齐备,结构简单,操作方便、直观,在国内处于领先地位 控制系统的基本工作原理如下: 该系统能把现场各路段工作参数(包括电压、电流、有功功率、功率因素、用电量、亮灯率、频率等)传回中央控制室计算机,当该路段发生故障(包括:跳闸、电压低限、电压高限、电流低限、电流高限、白天亮灯、亮灯率低限)及时进行反拨号报警,特别是各路段亮灯率、白天亮灯反拨号报警、电流高限反拨号报警,使得不用派人巡查也能及时清楚该路段的工作情况,及时安排人手维护,既保证亮灯率和行车安全,又使管理上了一个台阶。 分控点采用BL2030单板机,扩展各个支路测控模块或独立控制终端模块通讯,可以扩展的终端模块有:电量参数采集终端模块,非电量参数(温度、湿度、压力等模拟量)采集终端模块,开关量输入输出终端模块,频率测量与计数终端模块等。 BL2030有11开关量输入,10路开关量输出,可以完成一个分控点的所有开关状态量的测控功能。具有4路模拟量输入,可以完成一个分控点的所有模拟量的测控功能。如果该分控点需要对重要的夜景照明效果灯(如高杆灯、射灯、礼花灯等)控制到灯或控制到杆,则可扩展支路测控模块或独立控制终端。扩展终端模块的通讯采用现场485总线通讯方式。

    时间:2019-04-10 关键词: 城市 嵌入式开发 系统中的应用 光彩 板机

  • PMAC控制板在转台控制系统中的应用———PMAC控制板在转台控制系统中的应用

    PMAC控制板在转台控制系统中的应用———PMAC控制板在转台控制系统中的应用

    [摘要]:各种嵌入式产品的出现导致计算机控制系统出现了很多新的形式,作为典型的DSP应用产品,PMAC非常适合轴类运动的控制.本文主要介绍PMAC在一个实际的飞行模拟转台控制系统中的应用方法.[关键词]:PMAC 转台 半实物仿真

    时间:2019-04-09 关键词: 控制板 嵌入式开发 转台 系统中的应用 pmac

  • 数字温度传感器DS18B20在卫星电源系统中的应用

    引言 卫星电源系统主要用来为整个卫星的正常运行提供稳定的电源。它是卫星电能产生、储存、变换、调节、传输分配和管理的重要分系统。 其基本功能是通过物理和化学过程将太阳的光能、核能或化学能转化为电能,并根据需要对电能进行存储、调节和变换,然后向卫星其它各分系统不间断供电。我国的卫星大都采用太阳能/蓄电池供电系统。蓄电池充电终压控制采用电压-温度补偿法,即V-T曲线控制。蓄电池温度传感器传统上一般选用热电耦或铂电阻。模拟电路硬件控制是温度补偿的常用方法,已经在我国各种型号的卫星上获得成功应用。 为加快我国卫星电源分系统的数字化设计。充分体现数字电路体积小、重量轻、功耗低、适应性强和可靠性高等优点,提高电源分系统的电能重量比,本文以DS18B20作为温度传感器,并采用单片机控制系统进行数据的采集、计算、调节及V-T曲线控制。 1 V-T曲线控制原理 V-T曲线的控制关系为:V=N(Vs-kT) 式中:Vs为电压状态值;T为温度;k为温度系数;N为补偿系数。 如温度T上升,电压V下降,这表明此时蓄电池升高,需要调节充电电压使温度降低,这就是V-T曲线补偿。其具体方法是采用V-T曲线跟踪补偿方案来控制蓄电池的充电终止电压,然后通过测量蓄电池组的端电压和单体温度,以预设的温度补偿电压曲线确定充电结束状态。同时在充电器内部设置保护性充电终止电压控制,以在电源控制计算机出现故障时停止对蓄电池充电,从而保证蓄电池组的安全。 2 数字温度传感器DS18B20 2.1 DS18B20的主要特点 DS18B20是美国DALLAS公司继DS1820之后推出的增强型单总线数字温度传感器。它在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面都比DS1820有所改进。 DS18B20的主要特点如下: ◇采用单总线方式,仅需一根信号线与CPU连接即可传送串行数据,且不需要外部元件; ◇每个芯片都有惟一编码,多个DS18B20芯片可以并联在一根总线上,故可实现多点测温; ◇测温范围为-55~125℃,分辨率为12位; ◇测温结果的数字量位数为9~12位,并可编程选择; ◇可用数据线供电,也可用外部电源。 2.2 DS18B20的结构及功能 DS18B20采用3脚PR-35封装或8脚SOIC封装,其管脚排列如图1所示。图中,GND为地;I/O为数据输入/输出端(即单线总线),该脚为漏极开路输出,常态下呈高电平;VDD是外部+5 V电源端,不用时应接地。 DS18B20的内部结构主要包括寄生电源、温度传感器、64位激光ROM、高速暂存器、用于存储用户设定的温度上下限值的TH和TL触发器、存储与控制逻辑、8位循环冗余校验码发生器等七部分。其中ROM由64位二进制数字组成,它由生产厂家光刻而成,共分为8个字节,字节0的内容是该产品的厂家代号28H,字节1~6的内容是48位器件序列号,字节7是ROM前56位校验码。每个DS18B20的64位序列号均不相同,它可以看作是该DS18B20的地址序列码。ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同,这样,就可以在一根总线上挂接多个DS18B20。 DS18B20温度传感器主要用于对温度进行测量,数据可用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供,并以0.0625℃/LSB形式表示。具体的温度和数字量的关系如表1所列。 2.3 DS18B20的工作时序 根据DS18B20的通信协议,用主机控制DS18B20以完成温度转换必须经过三个步骤:每一次读写之前都要对DS18B20进行复位,复位成功后发送一条ROM指令,最后发送RAM指令,这样才能对DS18B20进行预定的操作。每一步操作必须严格按照时序规定进行。DS18B20的工作时序包括初始化时序、写时序和读时序。 2.4 DS18B20使用注意事项 主机控制DS18B20完成温度转换时,在每一次读写之前,都要对DS18B20进行复位,而且该复位要求主CPU要将数据线下拉500μs,然后释放。DS18B20收到信号后将等待16~60μs左右,之后再发出60~240μs的低脉冲。主CPU收到此信号即表示复位成功。实际上,较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿。由于DS18B20与微处理器间采用串行数据传送方式,因此,在对DS18B20进行读写编程时,必须严格地保证读写时序,否则,将无法正确读取测温结果。 对于在单总线上所挂DS18B20的数量问题,一般人们会误认为可以挂任意多个DS18B20,而在实际应用中并非如此。若单总线上所挂DS18B20超过8个时,则需要解决微处理器的总线驱动问题,因此,在进行蓄电池单体多点测温系统设计时该问题要加以注意。 连接DS18B20的总线电缆是有长度限制的。试验中,当采用普通信号电缆且其传输长度超过50 m时,读取的测温数据将发生错误。而将总线电缆改为双绞线带屏蔽电缆时,正常通讯距离可达150 m,如采用带屏蔽层且每米绞合次数更多的双绞线电缆,则正常通信距离还可以进一步加长。这种情况主要是由总线分布电容使信号波形产生畸变造成的,因此,在用DS18B20进行长距离测温系统设计时要充分考虑总线分布电容和阻抗匹配问题。 在DS18B20测温程序设计中,当向DS18B20发出温度转换命令后,程序总要等待DS18B20的返同信号。这样,一旦某个DS18B20接触不好或断线,在程序读该DS18B20时就没有返回信号,从而使程序进入死循环。因此,在进行DS18B20硬件连接和软件设计时,应当给予足够的重视。 3 数字V-T曲线控制系统 3.1 硬件设计 本设计选用美国Atmel公司的增强型Flash单片机AT89S52作为主处理器来完成主要的测控任务,A999S52内嵌的8 KB Flash ROM可在软硬件上兼容AT89C52,但其最大的特点是集成了ISP接口,因而可直接在目标板上进行在线编程。另外,设计中选用DALLAS公司的DS18B20作为温度测量单元,其单总线上挂接的DS18B20采用外接VCC方式(而未用寄生供电),进行多点测量;模数转换采用ADI公司的AD574,精度为12 bit。 其系统硬件组成如图2所示。 3.2 软件设计 本系统程序主要包括主程序、读出温度子程序、温度转换命令子程序、计算温度子程序、显示数据刷新子程序等。编程时必须严格按照DS18B20的时序规定进行。尤其需要注意的是,在多点温度测量中,由于多个DS18B20挂在一条总线上,为识别不同的器件,在系统安装之前,应将主机逐个与DS18B20挂接,以读出其序列号。具体是由主机先给DS18B20发一个复位脉冲,在DS18B20发回响应脉冲给主机后,主机再发读ROM命令(代码33H),并发一个15μs左右的脉冲,接着再读取DS18B20序列号的一位,并用同样方法读取序列号的每一位。其V-T曲线控制系统主程序和测温子程序分别如图3和图4所示。 4 系统抗干扰设计 为了该系统能够稳定可靠地工作,本系统还应对其进行抗干扰设计。具体应从以下几个方面人手进行设计: (1) 电源线加粗,合理走线、接地,三总线分开。使用完全光耦隔离方法来提高抗干扰能力,减少互感振荡,光耦应选择高速器件; (2) CPU、RAM、ROM等主芯片应在VCC和GND间接电解及瓷片电容,以去掉高低频干扰; (3) 应采用独立系统结构,并减少接插件与连线,以提高可靠性,减少故障率; (4) 在外部供电的输入口应加二极管桥抑制电路,以防止逆向电流的出现,同时也使得内外电路的地线隔离,从而起到抗干扰作用; (5) 加复位电压检测电路可防止复位不充分从而CPU就工作的现象,尤其在有EEPROM器件时,复位不充分会改变EEPROM的内容; (6) 在单片机空单元写上00H,并在最后放跳转指令到ORG 0000H,可防止程序跑飞。 5 结束语 应用AT89S52单片机和DS18B20嵌入式数字温度传感器等设计的V-T曲线控制补偿系统,可以方便地进行数据采集、计算和调节。试验结果表明,该控制系统完全可以达到设计要求,以实现数字化的数据采集、数据处理和控制要求。该方法与传统的模拟硬件控制系统相比,可以很好地解决卫星电源分系统的小型化、高精度、高可靠性和低功耗等问题。可以预见,该设计方案在我国的航天领域将有很大的作为。 本文来源:电子元器件应用 作者:俞绍安

    时间:2019-04-09 关键词: 数字 温度传感器 嵌入式开发 电源 系统中的应用

  • 力控在嵌入HMI系统中的应用

    一、软件特点:  力控嵌入版软件是为满足工厂实际监控的需要,根据windows 嵌入操作系统的特点和通用hmi硬件性能综合设计的,嵌入版软件可以支持众多知名厂家的嵌入式hmi设备。嵌入版软件分为开发系统和运行系统,开发系统运行在win98、2000、xp上,可以对hmi触屏进行远程管理、文件替换、删除、启动、停止等工作,运行系统运行在嵌入式hmi上,操作系统可以采用window? xp embedded或者通用windows系统。  二、软件功能:  生产监控:可以完成生产上常见的监控功能,具备良好的开发环境,支持丰富的行业图库,可以构成逼真的动画效果,来完成现场仿真流程画面、参数曲线、报表、报警、事件、用户管理等生产监控功能,内置的脚本编译器方便扩展功能。  控制设备通讯:支持串口、以太网、电台、modem、gsm、gprs、cdma等多种通信方式,支持与1000种以上的国内外主流控制设备通讯。  控制功能:具备pid控制、比值控制、逻辑控制等多种控制算法,可以利用hmi的控制策略扩展功能。  网络功能:支持与第三方软件通讯,可以以opc、dde等多种方式提供对外数据接口,内置web server, 通过标准浏览器可访问数据。  三、硬件构成:  力控fcgot系列 低功耗、无风扇、触摸式平板电脑是采用台湾知名制造hmi厂家为三维力控量身打造的产品,无风扇、采用标准24v电源,支持gprs通讯,可以和软件有效的匹配在一起,性能稳定,可靠性高。  低功耗无风扇触摸式平板电脑(简称fcgot)采取 10-15"xga tft-lcd 和超低功耗主板,配intel celeron? m 600mhz/512k 处理器. 为了适应无线应用的需要,提供了一个 mini pci 插槽用于无线网络连接。通过插入 mini pci wlan 卡, 用户可以使用无线局域网。可应用于多种场合 pos,kiosk,物流,铁路,船上的控制平台,石油管道控制系统等。  支持扬声器功能 (选配)  为了适应用户对于扬声器的要求,低功耗无风扇触摸式平板电脑支持不同应用下的扬声器选项(选配)。因为有内置扬声器,能够应用于pos,kiosk,控制系统等。  支持wlan 天线 (选配)  fcgot提供了一个 mini pci 插槽和 wlan 天线用于无限局域网联结。只需简单的插入无限网卡,用户即可将 fcgot应用于无线网络环境中。  抗振能力达到 2g  由于使用的独特的抗振平台设计,fcgot能够在带有2.5"硬盘时很好的工作在 2g (5 ̄500hz) 的条件下。  尺寸  四、硬件指标:  五、典型应用:触摸屏在真空生产线的应用:  随着新材料生产的要求,对真空炉的控制要求非常严格,一般的真空生产线由加热控制、冷却控制、传动控制、抽真空控制等组成,对系统要求较高,关键控制需要进行安全连锁保护,一般情况下真空生产线控制方式可以采用plc+温控仪表+触摸屏方式来构成。  力控科技的温控版具备专门的温控曲线显示和控制模块,配合温度控制仪来完成整个过程的监控,如和温控仪等来完成升温、保温、降温的控制过程,一般的温控仪表可预置多种工艺曲线参数,是一个分段pid的控制过程,每段的pid参数可根据炉膛特性自动整定,力控的温控曲线模块配合温控仪表可以使操作人员方便的控制整个工艺的全过程,可以完成全过程文件的存储、回放、打印、并且可以在线增加温度控制设定段,同时加热的工艺曲线可暂停、跳跃、延长、更改,方便工艺人员管理。  通过触摸屏可显示整个的模拟流程,整个工艺的所有操作均可在fcgot触摸屏上完成,可以自动弹出软键盘方便修改相关设定参数,可以提供包括各种泵、阀门、电机的开关动作及运行状态显示,相关参数的设定及修改,设备的模拟画面,触摸屏系统可独立承担全部操作监控功能。  欢迎转载

    时间:2019-04-09 关键词: hmi 嵌入式开发 系统中的应用

  • MX9300PLC在水电站监控系统中的应用———MX9300PLC在水电站监控系统中的应用

    一、概述 象山水电站位于黑龙江省黑河市,电站装机容量为3×6MW,1996年设计时以计算机监控为主,常规控制为辅,主要实现对机组部分的监控,开关站以及公用辅助设备未考虑在内,由于系统的结构和功能不十分完善同时由于设备都已进入老化期,设备陈旧技术落后为电站的管理和维护,以及系统的正常运行都带来隐患。为保证电站的正常运行,提高电站的管理水平和经济效益,因此对电厂现行的监控设备进行全面的技术改造。 电站新的计算机监控系统按“无人值班”(少人值守)运行方式设计。采用的H9000水电站计算机监控系统,整个系统应采用全分布开放式系统结构。电站计算机监控系统由电站控制中心系统和现地控制单元等组成。系统采用最新的计算机硬件、软件及网络技术,全站按全计算机监控进行总体设计和系统配置,达到国内同类型水电站计算机监控系统先进水平,系统投入运行后,使全站运行管理达到无人值班(少人职守)。系统高度可靠,各项技术性能指标均达到部颁DL/T578-95《水电站计算机监控系统基本技术条件》及DL/T5065-1999《水力发电厂计算机监控系统设计技术规定》的要求,选择较高的MTBF指标,从部件、单机和系统多层次保证高可靠性要求。系统配置和设备选型应符合计算机发展迅速的特点,硬件、软件采用模块化、结构化的设计,以便于硬件设备的扩充,又可适应功能的增加和系统规模的扩展。实时性好,抗干扰能力强,适应电站的现场环境。人机接口功能强,操作控制简洁、方便、灵活。在保证系统的实时性和可靠性等技术指标的同时,系统应具有可维护性好,保证较小的MTTR指标。 电站以计算机监控系统为基础。电站设备的运行监视和控制在中控室的操作员工作站上进行,同时也可在各LCU上通过触摸屏和开关按钮实现对其所控设备运行的监视和控制。机组单元及开关站/公用单元通过光纤网络与全厂计算机监控系统连接并接受其监控,同时在这些系统的现地控制柜上设有控制开关以及操作按钮,可以实现设备的现地监控。系统包括系统主机兼操作员工作站、办公楼监视终端、通讯服务器、网络设备、GPS 时钟、打印机等 现地控制单元(LCU)包括三套机组LCU (LCU1-LCU3)、一套开关站及公用设备LCU (LCU4) 、一套小机LCU (LCU5)。 LCU完成对监控对象的数据采集及数据预处理及与其它电站设备的通讯,负责向网络传送数据信息,并自动服从调度层上位机的命令和管理。同时各LCU也具有控制、调节操作和监视功能,配备有本地操作按钮和指示元件,当与上位机系统脱机时,仍具有必要的监视和控制功能。LCU采用PLC直接上以太网的方案。 现地控制单元包括:可编程序控制器、现地人机接口、同期装置、交流采样设备、转速装置及多功能电度表、嵌入式通信控制器、温度采集设备、电源、机柜、继电器及按钮开关、光字等 LCU可编程序控制器完成系统的数据采集及设备的调节与控制(包括顺控)。控制器不仅实时性指标高,还应具有可靠性高等特点。LCU采用BITC MX9300系列PLC。该系列PLC针对水电需求,由BITC与惠朋公司(VIPA GmbH)联合设计,在德国加工生产。各LCU 的PLC配置的I/O点设计点数如下: LCU单元

    时间:2019-04-08 关键词: 嵌入式开发 水电站 系统中的应用 mx9300plc

  • SiemensPLC在石灰窑监控系统中的应用

    SiemensPLC在石灰窑监控系统中的应用

     摘要:本文介绍了可编程控制器(PLC)在石灰窑监控系统中的应用。PLC除了用于对现场仪表的数据采集和处理以外,还用来完成对现场的机械设备的连锁自动控制。此外,工控组态软件Wincc作为一种标准的人机界面(HMI)被用于监控工业生产的动态过程。本系统中基于软件和硬件的执行情况将在文中作进一步的详细阐述。关键词:可编程控制器(PLC) 石灰窑 过程监控 Wincc组态软件Abstract:In this paper,we discuss the application of Programmable Logic Controllers(PLCs) in the process monitoring and control for limekiln production. The PLCs are mainly utilized for collecting process data as well as realizing autocontrolling of field mechanism. In addition, Wincc configuration software with a Human man-Machine Interface (HMI) is used to monitor the dynamical industrial process. Both software and hardware-based implementation of our system are also described in details.Keywords: PLC Limekiln Process Monitoring and Control Wincc configuration software 0 前言  在钢铁公司中,石灰窑产出的石灰一般供炼钢和烧结使用。某钢铁公司现有的是机械石灰竖窑,由于机械石灰竖窑采用固体燃料,生产出的石灰活性度低、CaO的含量低、并且附带对炼钢有害的S、SiO2的含量较高。现代化工业的发展对钢材及质量的要求越来越高,对降低钢中的有害元素及杂质的要求也越来越严格。为了满足市场需求,冶炼高洁净钢日益受到各钢铁企业的重视。针对以上的问题,某钢铁公司根据现有的煤气条件新建一座气烧石灰窑,采用先进的机械设备和控制方法,生产出高活性度、高CaO、低SiO2、低S、低杂质的石灰供给炼钢和烧结,是必要的,也是合理可行的。  当前可编程控制器(PLC)是专为工业环境下应用而设计的工业控制计算机,已经成为电气控制系统中应用最为广泛的核心位置,它不仅能实现复杂的逻辑控制,还能完成各种顺序或定时的闭环控制功能,并且抗干扰能力强、可靠性高、稳定性好、体积小,能在恶劣环境下长时间、不间断运行,且编程简单,维护方便,并配有各类通讯接口与模块处理,可方便各级连接。 1 石灰窑过程监控系统的运行环境  根据生产工艺,石灰窑生产的过程监控部分采用典型的两级监控方式。上位机以标准的工业控制计算机(IPC)作为主要的人机界面(Human-Machine Interface),为生产管理级,完成对下位机的监控、生产操作管理等,主要面向操作人员;下位机由Siem-  ens SIMATIC S7-300 的PLC构成,为基础测控级,完成生产现场的数据采集及过程控制等,面向生产过程。工控组态软件Wincc(Windows Control Center)是一个集成的人机界面(HMI)和监控管理系统,它是Sie-mens公司在过程自动化领域中的先进技术和微软公司强大软件功能相结合的产物,是世界上第一个集成的人机界面(HMI)软件系统。它真实的将工厂控制软件集成到自动化过程中。本文介绍的过程监控系统共需要处理130个数字量输入点、54个数字量输出点、37个模拟量输入点和8个模拟量输出点,下面就该系统的控制要求作简要概述:(1)在生产过程中,存在大量的物理量,如压力、温度、流量等模拟量参数。需要通过PLC对这些参数进行实时采集和处理。(2)石灰生产过程自动控制,即实现整个上料和出料过程的全自动控制,进行故障诊断,并在监控画面上显示上料批次以及出料时间。(3)煤气加压站和空气加压站的控制,煤气流量、煤气压力、空气流量和空气压力采用手操器控制,确保煤气和空气以一定的比例混合,使得窑内的气体燃烧的更充分,并对其故障实现实时报警和连锁停机控制。根据以上的控制要求,下面我们将详述为满足石灰窑过程监控系统所需要的硬件和软件组态。2 硬件组态  为了满足上面提到的石灰窑过程监控系统的控制要求,在本文中我们采用西门子公司的S7-300可编程控制器,S7-300采用模块化设计,在一块机架底板上可安装电源、CPU、I/O模板、通信处理器CP等模块,并且可以通过接口模块实现多个机架的扩展工作方式。根据要求本系统所选用的硬件如下所示:(1)研华的工业控制计算机(IPC),操作系统为Windows 2000 Professional,采用Pentium Ⅳ处理器,2.66GHz主频,256M内存,40G硬盘;(2)Siemens SIMATIC PLC S7-300,CPU 314;(3)Siemens SIMATIC 8*12bit的模拟量输入模块5块;(4)Siemens SIMATIC 4*12bit的模拟量输出模块2块;(5)Siemens SIMATIC 32bit的数字量输入模块10块;(6)Siemens SIMATIC 32bit的数字量输出模块1块,16bit的数字量输出模块1块;  组态的主要工作是完成硬件型号参数设置、通讯模式选择、设定总线地址、传输方式、数据通讯方式等。使用西门子PLC专用编程软件STEP 7进行组态。具体的组态过程是这样的:打开SIMATIC Manager,进入STEP 7,创建一个STEP 7项目,新建S7-300工作站。选中某个站的Hardware并双击,打开硬件组态程序HW config,根据上面所选的硬件进行组态,基于硬件的组态图如图1所示。在这里要注意,由于S7-300采用的是固定槽编址,如电源模块PS 307 10A放在表中的一号槽位上,CPU插入二号槽位,三号槽位为接口模块保留,本系统中用的接口模块是IM365,从四号槽位开始可以插入最多八个信号模块(SM)、通讯处理器(CP)或功能模块(FM),每个模块的地址在组态硬件下面的模块信息窗口中显示。 图1. PLC的硬件组态图3 软件组态  在本系统中,上位机用SIMATIC WinCC V5.0组态软件,下位机用SIMATIC STEP 7 V5.1编程实现。下面将分两部分详细介绍软件组态。3.1 人机界面(HMI)组态  在上位机上用WinCC软件设计了标准的人机界面,主要包括以下几个方面的内容:(1)工艺流程图:如图2所示,在该画面中通过编程实现动态模拟显示整个石灰窑的现场上料和出料过程,并且在窑体上实时显示了各燃烧带的温度,以便于操作者能及时准确的掌握窑内的燃烧情况。能够对现场设备的故障进行实时诊断。(2)手操器的操作与对现场仪表的监控:手操器有手动和自动两种工作方式,在设备安装调试阶段一般用手动操作方式,进入正常运作时常用自动方式,以实现对一些重要的模拟量数据的精确控制,自动调节程序由PID闭环控制回路完成。(3)报警记录:对于如煤气流量、压力等一些重要的模拟量输入参数进行实时报警,当处于监控下的任何一个变量超出预先设定的安全值时,报警灯就会立即闪烁,同时会自动弹出一个报警对话框,在该对话框中操作者可以检查报警超出的范围以及错误的出处,并对此采取相应的措施。(4)历史趋势:在此画面中除了实时显示变量的变化趋势,操作员还可以检查过去的过程数据记录,通过对过去历史趋势的比较进而可以对变量未来的发展趋势做进一步的预测。 图2. 石灰窑监控系统的工艺主画面  下面就Wincc的开发过程中的编程技巧作简要概述,由于Wincc提供嵌入式C语言编程,用户可以编程实现特殊的功能。比如在Wincc系统组态编程中,Tag是核心概念,我们把它理解为一个外部数据,可以和下位机的一个内存地址单元同步更新,称为过程Tag;也可以作为Wincc系统组态编程的一个全局变量,称为内部Tag(Internal Tag)。因此,上位机和下位机的数据通讯是通过过程Tag实现的,而不同版本的Wincc软件提供的过程Tag的最大数量有限,在这里过程Tag的数量越多当然价格就越高,考虑实际系统的性价比,我们需要在现有的版本基础上扩展Tag的数量。当需要的工艺参数超过Wincc版本限制的Tag数目,可以用嵌入式C语言编程实现多个工艺参数打包成一个Tag传送。举个例子说明一下是如何实现这个过程的,例如,下位机PLC从现场采集到的三个温度参数TC-001、TC-002和TC-003,都是16位整数,分别存放在DB1.DW10、DB1.DW12、DB1.DW14,在Wincc中定义一个过程Tag,命名为PackageTag,类型为32位整数,地址为DB1.DBD10,再定义三个内部Tag,名称同上,在Global Script中C语言编程如下:Union{long Dword; int Word[3];}Union;Union.Dword=GetTagDWord(“PackageTag”);SetTagWord(“TC-001”,Union.Word[0]);SetTagWord(“TC-002”,Union.Word[1]); SetTagWord(“TC-003”,Union.Word[2]);这样三个参数就可以通过一个过程Tag传送上来了。理论上,只要下位机的内存足够,可以传送任意数量的参数而不受Wincc版本的限制。3.2 PLC编程  系统控制软件由主程序和多个子程序模块组成的,它是以Siemens SIMATIC S7 STEP7 V5.0编程软件为开发环境,STEP 7一般有三种编程方式,即LAD、STL和FBD,本文中采用的是梯形图方式编程。本系统中现场设备都有两种工作方式,即手动和自动方式。下面用STEP 7实现整个上料系统的自动控制,图3为上料部分在自动工作方式下的主流程图。  PLC的一个显著特点就是进行逻辑控制,可以把这种控制有效的应用在处理模拟量数据中,如模拟量数据的采集与变送。对于象温度、压力、流量等这样的模拟量输入输出参数必须实时在线采集和测量,检测部分由一次仪表构成,即测量温度的热电偶或热电阻,测量流量的孔板,测量压力的电动差压变送器或压力变送器等。信号处理部分包括变送器、转换器、变换器等,作用是将传感器的输出信号进行放大、线性化、转换等处理后,变换成标准信号输出给PLC,在本文中经过变送器转换的信号为4-20mA的标准的电流信号输出。 图3. 石灰窑自动上料部分的主流程图4 通讯方式  为了满足在单元层和现场层的不同要求,SIEMENS提供了下列网络:①MPI方式,MPI网络可用于单元层,它是SIMATIC S7,M7和C7的多点接口,MPI从根本上是一个PG接口,它被设计用来连接PG和OP(人-机接口)。②工业以太网(Industrial Ethernet)是一个用于工厂管理和单元层的通讯系统,被设计为对时间要求不严格用于传输大量数据的通讯系统,可以通过网关设备来连接远程网络。③工业现场总线(PROFIBUS)是用于单元层和现场层的通讯系统,主要有用于对时间要求严格的PROFIBUS DP,用于智能主机和现场设备间的循环的数据交换。④点到点连接(Point-to-point connections)最初用于对时间要求不严格的数据交换,可以连接两个站或连接下列设备到PLC,如OP,打印机,条码扫描器等。根据本系统的特点,我们选用MPI通讯方式,MPI连接的优点是CPU可以同时与多个设备建立通讯联系,即编程器、HMI设备和其他的PLC可以连接在一起并同时运行。无需另外编写通讯程序,MPI接口通过西门子公司的CP5611网卡与上位机通讯,它的主要特性为:采用RS485物理接口;传输率为187.5Kbps;两个相邻节点之间的最大连接距离为50m。5 结论  本文讨论了基于PLC的石灰窑过程监控系统的设计与实现。本控制系统已在生产线上得到实际使用,为企业带来了可观的经济效益和良好的社会效益。在该系统中PLC控制充分发挥了其配置灵活、控制可靠、编程方便和可现场调试的优点,给整个系统的稳定性带来较大的益处。 这种方法对其它生产线或设备的控制有一定的参考作用。参考文献:1.SIEMENS 公司.STEP7 V5.1 编程手册,2002.2.SIEMENS 公司.WINCC V5.0 编程手册,2002.3. PLC-based control systems for industrial production of fuel alcoholSheng Qiang; Gao, X.Z.; Xianyi Zhuang;Industrial Technology, 2002. IEEE ICIT 02. 2002 IEEE International Conference on , Volume: 2 , 11-14 Dec. 2002 Pages:827 - 832 vol.24.展在宏,西门子S7-300及工控组态软件Wincc的应用,2001.

    时间:2019-04-08 关键词: 嵌入式开发 系统中的应用 石灰窑 siemensplc

  • G200型GPRS模块在供水调度系统中的应用———G200型GPRS模块在供水调度系统中的应用

    G200型GPRS模块在供水调度系统中的应用———G200型GPRS模块在供水调度系统中的应用

    一、项目背景城市供水调度监控系统的主要目的是解决自来水公司对供水各环节监测点的数据采集和监控。该系统由监控中心和各个水源监测点组成,各个水源监测点的数据采集终端(RTU或PLC)可监视和采集水位、压力、流量、浊度、余氯、泵频等各种数据,供控制中心及有关部门分析和决策取用,提高工作效率,保证供水质量,满足日益增产的用水量的需求。 城市供水调度需要对各个自来水厂进行管理,包括自来水公司控制中心、水厂分控中心、管网加压站和水源监控站等。城市供水调度系统一般包括:水压控制中心、多个水厂分控中心、多个水厂监控分站、多个水源井监控站、多个管网加压站和多个管网测压站。城市供水调度监控系统可以对远程现场的运行设备进行监视和控制,以实现管道压力、水流量的数据传送及阀门开关的自动控制,降低了故障率和提高了对系统的反应时间。便于及时迅速的了解和控制远端管道及阀门,降低故障率和缩短检修的时间,减少停水次数。各水源监测点的数据采集终端可自动采集管道压力、水流量的实时数据与开关状态等数据,信息传输到自来水公司的监控中心,监控中心通过对传输回的数据进行分析,可找到出故障的地点,从而当一个远端出现故障时,能在最短的时间内解决问题,恢复供水,提高了整体的服务水平,从而实现了城市供水的信息化、现代化。 目前,自来水供水调度监控系统中采用的数据通信可简单分为有线和无线两大类,其中有线通信主要包括架设光缆、电缆或租用电信电话线、X.25、DDN、ADSL等,而无线则包括超短波通信、扩频通信、卫星通信、GSM 短信/GPRS通信等。在城市供水调度监控系统中,由于各管网监控点分布范围广、数量多、距离远,个别点还地处偏僻,因此架设光缆、铺设电缆难度大、不切合实际,向电信部门租用专用电话线又要申请很多电话线,而且有些监控点线路难以到达,况且采用电话线路时需要等待漫长的电话拨号过程,速度慢,运营成本较高,总之监控系统采用有线通信方式建设周期长、工作难度大、运行费用高,不便于大规模使用;与之相比,无线通信方式则显得非常灵活,它具有投资较少、建设周期短、运行维护简单、性价比高等优点。在监控系统中,无线通信方式主要包括:超短波(230MHz)无线数传、扩频、卫星通信、GSM数字蜂窝通信系统等,其中卫星通信由于通信费用昂贵,只在一些特殊的领域下使用,未得以普及;而扩频通信技术虽然速率高,但只能在视距范围内传输,应用也受到限制。采用超短波数传电台作为传输信道具有组网灵活、扩展容易、维修方便、运行费用低等优点,但由于系统工作于230MHz且多采用普通间接调制的数传电台,这就造成系统易受外界干扰、通信速率低、误码率高、数据传送量不大、信号覆盖范围小等缺点。二、方案选择 经过比较分析,我们选择中国移动的GPRS系统作为城市供水调度监控系统的数据通信平台。目前,GSM网络经过电信部门的多年建设,覆盖范围不断扩大,已成为成熟、稳定、可靠的通信网络,特别是中国移动新推出的GPRS数据业务。GPRS系统可提供广域的无线IP连接。在移动通信公司的GPRS业务平台上构建自来水供水调度监控系统,实现管网监控点的无线数据传输具有可充分利用现有网络,缩短建设周期,降低建设成本的优点,而且设备安装方便、维护简单。 GPRS无线监控系统具备如下特点: 1、良好的实时响应与处理能力。与短消息服务比较,由于GPRS具有实时在线特性,系统无时延,系统能够同时实时收取、处理多个/所有监测点的各种数据,无需轮询就可以使同步监测点的时钟可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。 2、远程仪器设备控制:由于采用GPRS双向传输系统,监控中心可以反向实现对仪器设备的时间校正、状态报告、开关以及其他监测、控制等功能; 3、建设成本低:可充分利用现有GSM网络,设备安装即接通,而采用超短波通信时需要充分考虑现场环境,还需要配备天线铁架等附属设备。4、安装调试简单,建设周期短:利用现有成熟GSM网络,系统投入运行时基本不需要调试,安装简捷。采用超短波通信时安装调试工作量大,要先进行现场信号测试,天线铁架架设,天线方向角度调试等工作。5、覆盖范围广。构建供水调度监控系统要求数据通信覆盖范围广,扩容无限制,接入地点无限制,能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。由于管网监控点数量众多,分布在全市范围内,部分管网监控点位于偏僻地区,而且地理位置分散。采用超短波通讯方式,覆盖范围只有30多公里;而采用GPRS方式,理论上在无线GSM/GPRS网络的覆盖范围之内,都可以实现监控。 2、数据传输速率高。GPRS网络传送速率理论上可达171.2kbit/s,实际应用时数据传输速率在40Kbps左右,而目前一般的超短波数传电台传送速率多为2.4kbit/s或更低。3、系统的传输容量大。监控中心站要和每一个管网监控点实现实时连接。由于管网监控点数量众多,系统要求能满足突发性数据传输的需要,而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要。4、通信费用低。由于GPRS采用包月计费的方式,运营维护成本低,月通信费用将在200元之内。 三、解决方案介绍 由于GPRS通信是基于IP地址的数据分组通信网络,各个分站的GPRS模块和该主机进行通信。 系统框图如下:(一)系统组成 1、管网监控点: 管网监控点:各监控点通过数据采集模块采集如压力、流量等数据,通过RS232接口与GPRS透明数据传输终端相连,通过GPRS透明数据传输终端内置嵌入式处理器对数据进行处理、协议封装后发送到GPRS网络。2、监控中心: 监控中心的主模块不需要固定的IP地址,也不需要ADSL、拨号等设备;主模块与分站模块按照主从式进行传输。3、GPRS移动数据传输网络: 现场监控点采集的数据经GPRS网络空中接口功能模块同时对数据进行解码处理,转换成在公网数据传送的格式,通过中国移动的GPRS无线数据网络进行传输,最终传送到监控中心。(二)系统方案 各监控点使用GPRS透明数据传输终端,通过移动的GPRS网络与监控中心相连;各污染源数据采集点使用移动通信公司统一的SIM卡,同时监控中心对各点进行登记,保存相关资料以便识别和维护处理。各信息采集点运行监控系统软件,支持24小时实时在线,实现信息采集点24小时传送采集的信息数据。凡自来水公司授权的信息采集点均可以使用本系统: 1、管网监控点必须使用移动统一的STK卡,用户使用本卡只能用于与监控中心数据通信功能。 2、终端设备使用北京捷麦通信器材有限公司提供的G200GPRS移动数据通信终端。 3、用户登记:符合自来水公司的规定。 (三)产品特性 系统采用GPRS 系列G200无线透明数据传输终端。产品基于中国移动的GPRS网络,具有高性能、高可靠及抗干扰能力强等特点,提供标准232数据口可直接与计算机、RTU、PLC、GPS接收机、数码相机、数据终端等连接,传输速率达171Kbps,具有远程诊断、测试、监管功能,满足各行业调度或控制中心与众多远端站之间的数据采集和控制。 1、支持900/1800双频2、接口: RS232、RS485、TTL。 3、系统理论传输速率171Kbps,实际传输速率40Kbps。 4、支持Windows95/98/2000/XP/LINUX操作系统。5、透明数据传输: G200内嵌TCP/IP协议,为用户的数据设备提供透明传输通道;6、实时监测网络连接情况,掉线自动重连功能; 7、提供主副IP及动态域名解析; 8、心跳报告时间间隔用户可设定; 9、数据通信帧长度用户可设定; 10、安装灵活、使用方便、可靠。 (四)安全措施 由于供水调度监控系统的特殊性,本系统需要极高的系统安全保障和稳定性。安全保障主要是防止来自系统内外的有意和无意的破环,网络安全防护措施包括信道加密、信源加密、登录防护、访问防护、接入防护、防火墙等。稳定是指系统能够7×24小时不间断运行,即使出现硬件和软件故障,系统也不能中断运行。1、利用SIM卡的唯一性,对用户SIM卡手机号码进行鉴别授权,在网络侧对SIM卡号和APN进行绑定,划定用户可接入某系统的范围,只有属于指定行业的SIM卡手机号才能访问专用APN,移动终端与数据中心采用中国移动分配的专门的APN进行无线网络接入,普通手机的SIM卡号无法呼叫专门的APN。 2、对于特定用户,可通过数据中心分配特定的用户ID和密码, 其他没有数据中心分配的用户ID和密码的用户将无法登录系统,系统的安全性进一步增强。 3、数据加密:通过VPN对整个数据传送过程进行加密保护。4、网络接入安全鉴定机制:采用防火墙软件,设置网络鉴权和安全防范功能,保障系统安全。 四、结论 采用GPRS构建供水调度监控系统,目前有包月制和按数据量两种收费方式,按流量计算0.03元Kbits,而包月制20元/月有1024 k流量,可满足目前监控系统的实际数据量,估计日后其费用会逐步降低。对于用户来说,由于通信费用较低,享受到了实惠。另外,由于接入设备可以移动,当管网监控点搬迁时设备可随之迁移并可继续使用,可以保护用户原有投资,适合于供水调度监控工作的特点,能很好地满足供水调度监控的需求,而且,做为网络运营商的移动通信公司也将因此获得业务稳定的集团用户,随着用户数量的增加,移动通信公司的营收也随之增加,调动了运营商的积极性,符合网络建设和网络应用同步发展的要求。

    时间:2019-04-05 关键词: GPRS 模块 嵌入式开发 系统中的应用

  • VIPAMX9300PLC在水电站监控系统中的应用

    1.概述象山水电站位于黑龙江省黑河市,电站装机容量为3×6MW,1996年设计时以计算机监控为主,常规控制为辅,主要实现对机组部分的监控,开关站以及公用辅助设备未考虑在内,由于系统的结构和功能不十分完善同时由于设备都已进入老化期,设备陈旧技术落后为电站的管理和维护,以及系统的正常运行都带来隐患。为保证电站的正常运行,提高电站的管理水平和经济效益,因此对电厂现行的监控设备进行全面的技术改造。电站新的计算机监控系统按“无人值班”(少人值守)运行方式设计。采用北京中水科水电科技开发公司的H9000水电站计算机监控系统,整个系统应采用全分布开放式系统结构。电站计算机监控系统由电站控制中心系统和现地控制单元等组成。系统采用最新的计算机硬件、软件及网络技术,全站按全计算机监控进行总体设计和系统配置,达到国内同类型水电站计算机监控系统先进水平,系统投入运行后,使全站运行管理达到无人值班(少人职守)。系统高度可靠,各项技术性能指标均达到部颁DL/T578-95《水电站计算机监控系统基本技术条件》及DL/T5065-1999《水力发电厂计算机监控系统设计技术规定》的要求,选择较高的MTBF指标,从部件、单机和系统多层次保证高可靠性要求。系统配置和设备选型应符合计算机发展迅速的特点,硬件、软件采用模块化、结构化的设计,以便于硬件设备的扩充,又可适应功能的增加和系统规模的扩展。实时性好,抗干扰能力强,适应电站的现场环境。人机接口功能强,操作控制简洁、方便、灵活。在保证系统的实时性和可靠性等技术指标的同时,系统应具有可维护性好,保证较小的MTTR指标。2.计算机监控系统结构配置电站以计算机监控系统为基础。电站设备的运行监视和控制在中控室的操作员工作站上进行,同时也可在各LCU上通过触摸屏和开关按钮实现对其所控设备运行的监视和控制。机组单元及开关站/公用单元通过光纤网络与全厂计算机监控系统连接并接受其监控,同时在这些系统的现地控制柜上设有控制开关以及操作按钮,可以实现设备的现地监控。系统包括系统主机兼操作员工作站、办公楼监视终端、通讯服务器、网络设备、GPS时钟、打印机等现地控制单元(LCU)包括三套机组LCU(LCU1-LCU3)、一套开关站及公用设备LCU(LCU4)、一套小机LCU(LCU5)。LCU完成对监控对象的数据采集及数据预处理及与其它电站设备的通讯,负责向网络传送数据信息,并自动服从调度层上位机的命令和管理。同时各LCU也具有控制、调节操作和监视功能,配备有本地操作按钮和指示元件,当与上位机系统脱机时,仍具有必要的监视和控制功能。LCU采用PLC直接上以太网的方案。现地控制单元包括:可编程序控制器、现地人机接口、同期装置、交流采样设备、转速装置及多功能电度表、嵌入式通信控制器、温度采集设备、电源、机柜、继电器及按钮开关、光字等LCU可编程序控制器完成系统的数据采集及设备的调节与控制(包括顺控)。控制器不仅实时性指标高,还应具有可靠性高等特点。LCU采用BITCMX9300系列PLC。该系列PLC针对水电需求,由BITC与惠朋公司(VIPAGmbH)联合设计,在德国加工生产。各LCU的PLC配置的I/O点设计点数如下:LCU单元机组(1-3)开关站及公用小机开关量输入(DI+PI)12819232开关量输入(SOE)646432温度量(RTD)2488开关量输出(DO)12812864模拟量输入(AI)4~20MA16408以机组单元为例,具体配置如下:主(1#)机箱(BITCMX9300)123456789101112SOE:MX321-1BL00SOE:MX321-1BL00CPU:MX315-2AG10AI:MX331-7KF01AI:MX331-7KF01DI:MX321-1BL00DI:MX321-1BL00DI:MX321-1BL00DI:MX321-1BL00RTD:MX331-7KF01RTD:MX331-7KF01扩展(2#)机箱(BITCMX9300)123456789101112DP:MX353-1AG01RTD:MX331-7KF01RTD:MX331-7KF01RTD:MX331-7KF01RTD:MX331-7KF01DO:MX322-1BL00DO:MX322-1BL00DO:MX322-1BL00DO:MX322-1BL00CPU模块:MX315-2AG10,含以太网接口;32点开关量输入模块:MX321-1BL00,6块;32点开关量输出模块:MX322-1BL00,4块;8点模拟量输入模块:MX331-7KF01,2块;4点温度量模块:MX331-7KF01,6块;MX9300的编程软件采用SW873,该软件支持WinPLC7(STL,FBD,LAD)编程。3.系统特点及功能LCU是一套完整的计算机控制系统。与系统联网时,作为监控系统的一部分,实现系统指定的功能。而当LCU与系统脱离时,则能独立运行,实现LCU的现地监控功能,并确保被控设备的安全稳定运行。LCU的基本功能如下:PLC完成各种数据采集与预处理功能。事件顺序记录功能。数据通讯与网络通讯功能。运行工况的转换,LCU可完成各类设备的运行工况转换,如机组的运行工况转换,断路器的分合,设备运行方式的转换等。LCU现地人机联系功能。系统硬件及软件诊断与自恢复功能。时钟同步功能。通过硬件和软件同步手段,实现系统时钟同步。机组现地控制单元(LCU)控制与调节功能:机组开、停机顺序控制:包括单步控制和连续控制两种顺控方式;机组事故停机及紧急停机控制;机组辅助设备的控制;发电机出口断路器的分/合操作;主变中性点接地开关的分/合操作;机组有功功率调节;机组无功功率/电压调节;各种整定值和限值的设定;机组的自动/手动准同期并网操作;机组进水口闸门控制;水力机械保护功能。公用设备/开关站现地控制单元(LCU)控制操作功能:开关站现地/远方控制方式的切换操作;开关站各断路器的分/合操作;开关站各隔离开关的分/合操作;开关站各接地开关的分/合操作;开关站各断路器的自动准同期合闸操作;厂用电进线及断路器的分/合操作;厂用电各种运行方式的确定及备用电源自动投入。4.系统运行象山电厂监控系统2007年已改造完毕,H9000监控系统已全部投入使用,完全达到了设计要求,各种设备目前运行稳定可靠。

    时间:2019-04-04 关键词: 嵌入式开发 水电站 系统中的应用 vipamx9300plc

  • 力控在嵌入HMI系统中的应用———北京三维力控科技有限公司

    力控在嵌入HMI系统中的应用———北京三维力控科技有限公司

      一、软件特点:   力控嵌入版软件是为满足工厂实际监控的需要,根据WINDOWS 嵌入操作系统的特点和通用HMI硬件性能综合设计的,嵌入版软件可以支持众多知名厂家的嵌入式HMI设备。嵌入版软件分为开发系统和运行系统,开发系统运行在WIN98、2000、XP上,可以对HMI触屏进行远程管理、文件替换、删除、启动、停止等工作,运行系统运行在嵌入式HMI上,操作系统可以采用Window® XP Embedded或者通用WINDOWS系统。      二、软件功能:   生产监控:可以完成生产上常见的监控功能,具备良好的开发环境,支持丰富的行业图库,可以构成逼真的动画效果,来完成现场仿真流程画面、参数曲线、报表、报警、事件、用户管理等生产监控功能,内置的脚本编译器方便扩展功能。      控制设备通讯:支持串口、以太网、电台、MODEM、GSM、GPRS、CDMA等多种通信方式,支持与1000种以上的国内外主流控制设备通讯。      控制功能:具备PID控制、比值控制、逻辑控制等多种控制算法,可以利用HMI的控制策略扩展功能。      网络功能:支持与第三方软件通讯,可以以OPC、DDE等多种方式提供对外数据接口,内置web server, 通过标准浏览器可访问数据。   三、硬件构成:   力控FCGOT系列 低功耗、无风扇、触摸式平板电脑是采用台湾知名制造HMI厂家为三维力控量身打造的产品,无风扇、采用标准24V电源,支持GPRS通讯,可以和软件有效的匹配在一起,性能稳定,可靠性高。      低功耗无风扇触摸式平板电脑(简称FCGOT)采取 10-15"XGA TFT-LCD 和超低功耗主板,配Intel Celeron® M 600MHz/512K 处理器. 为了适应无线应用的需要,提供了一个 Mini PCI 插槽用于无线网络连接。通过插入 Mini PCI WLAN 卡, 用户可以使用无线局域网。可应用于多种场合 POS,KIOSK,物流,铁路,船上的控制平台,石油管道控制系统等。      支持扬声器功能 (选配)   为了适应用户对于扬声器的要求,低功耗无风扇触摸式平板电脑支持不同应用下的扬声器选项(选配)。因为有内置扬声器,能够应用于POS,KIOSK,控制系统等。      支持WLAN 天线 (选配)   FCGOT提供了一个 Mini PCI 插槽和 WLAN 天线用于无限局域网联结。只需简单的插入无限网卡,用户即可将 FCGOT应用于无线网络环境中。      抗振能力达到 2G   由于使用的独特的抗振平台设计,FCGOT能够在带有2.5"硬盘时很好的工作在 2G (5~500Hz) 的条件下。      尺寸   四、硬件指标:   五、典型应用:触摸屏在真空生产线的应用:   随着新材料生产的要求,对真空炉的控制要求非常严格,一般的真空生产线由加热控制、冷却控制、传动控制、抽真空控制等组成,对系统要求较高,关键控制需要进行安全连锁保护,一般情况下真空生产线控制方式可以采用PLC+温控仪表+触摸屏方式来构成。      力控科技的温控版具备专门的温控曲线显示和控制模块,配合温度控制仪来完成整个过程的监控,如和温控仪等来完成升温、保温、降温的控制过程,一般的温控仪表可预置多种工艺曲线参数,是一个分段PID的控制过程,每段的PID参数可根据炉膛特性自动整定,力控的温控曲线模块配合温控仪表可以使操作人员方便的控制整个工艺的全过程,可以完成全过程文件的存储、回放、打印、并且可以在线增加温度控制设定段,同时加热的工艺曲线可暂停、跳跃、延长、更改,方便工艺人员管理。      通过触摸屏可显示整个的模拟流程,整个工艺的所有操作均可在FCGOT触摸屏上完成,可以自动弹出软键盘方便修改相关设定参数,可以提供包括各种泵、阀门、电机的开关动作及运行状态显示,相关参数的设定及修改,设备的模拟画面,触摸屏系统可独立承担全部操作监控功能。      欲知更多信息,请访问:.cn

    时间:2019-04-04 关键词: hmi 嵌入式开发 北京 系统中的应用 科技有限公司

  • 无线GPRS模块在供暖换热系统中的应用———无线GPRS模块在供暖换热系统中的应用

     一、应用环境概述  某热电公司主要负责该地区企业及生活的居民提供能源服务,系统全部投运后可满足1.8Km2 范围内近200 万m2 各类建筑的生产﹑生活﹑供热﹑制冷用蒸气。采用0.6MPa 的饱和蒸气为基本热力工作介质:冬季做为各用户暖气系统的热源,通过换热器(多数为板式换热器)的工作使暖气系统的循环水达到控制的温度;夏季以0.6MPa 的饱和蒸气通过溴化锂制冷机(多数为蒸气型双效式)的工作循环满足用户的舒适性及冷气空调的要求。  1、热源  该公司供热场锅炉房包括4台35 吨/时﹑1.57MPa 饱和蒸气锅炉和3台10 吨/时﹑1.25MPa 饱和蒸气单层布置组装式饱和蒸气锅炉,总安装容量170 吨/时。主辅锅炉房分别安装有鼓引风机﹑给水泵﹑除尘器以及水处理设备。  2、区域热力管网  该区域内环形布置了一套区域供热管网,全长5.2Km,由于两根蒸气管对供热(制冷)负荷变化的适应性还是对提高供气的可靠性方面都较为有利故蒸气采用双母管制。为节约能源确保蒸气凝结水的回收,在热力管网内同时布置了一根冷凝回水管,要求各蒸气用户采用闭式回水系统利用凝结水泵进行冷凝水的回打,并保证冷凝回水率不低于80%。  3、换热制冷站  蒸气进入换热制冷站点后经减压阀送入换热制冷设备,夏季由溴化锂吸收式制冷机组产生7~12℃冷水,用冷冻水泵通过管道供给空调机组或风机盘管及新风机组等末端装置,站点内配备凝水泵﹑补水泵﹑凝水水箱﹑补水水箱和软化水装置,在楼顶设置冷却塔;冬季由板式换热器制备55~70℃热水,用暖气循环水泵通过管道供给风机盘管及新风机组(部分系统末端采用散热器),换热站内配备软化水装置用以储备软化水供取暖系统循环水使用,在顶层设置膨胀水箱,出现各类原因造成系统出现水压不足(主要表现为膨胀水箱液位降低)需要启动补水泵自补水水箱(某些系统补水箱与凝水箱共享)进行补水,当凝水水箱水位达到一定值时,启动凝水泵向热网进行凝水回打。这样一来,整个基地只需一套单一热力介质的生产输送系统配合各冷暖气站的二次系统便可满足企业及生活区居民的多方面需求,根据冷暖气负荷在冬夏两季的不同而分别运行一种炉型,锅炉的利用率较高,同时也便于相互备用以确保安全运行。而各冷暖气站的设备型号﹑运作流程则各异,设计选用设备的不恰当会造成运行管理的困难,而运行管理的困难则直接影响到设备的使用寿命﹑运作的安全稳定等,在发现各冷暖气站的不完善情况下,予以分析﹑解决,在运行管理中提高设备的使用效能,使设备长期安全可靠﹑高效能的运行成为基地能源服务人员的重要课题。因此,该公司对系统进行自动化改造。二、系统原理  本系统为现场实时测控系统与远程监控系统,,它对测量数据的处理以及控制算法都是以数字计算为基础,通过软件实现的。同大多数计算机化监控系统一样,主体部分传感器﹑现场采集模块﹑GPRS模块及工业平板电脑﹑主控计算机﹑远程监控中心等部分组成。  1﹑工业平板电脑﹑主控计算机:是计算机监控系统的核心,它的主要特性如下:  1)主控计算机的工作过程完全由预先编制的软件决定,而常规仪表是由电子逻辑电路或其它机械硬件逻辑实现,控制管理功能是由软件还是由硬件实现是计算机控制与常规仪表控制的主要区别。  2)本系统运行以VC 编制的程序,将各种输入信号通过数据总线直接接到计算机输入端口,从而实现数据采集与控制管理保护功能,而不是像常规仪表控制器由各自独立的一对一的单回路控制或保护电路构成,如此主控计算机就有可能全面考虑控制对象的各种参数,对其进行统一的系统性的控制﹑保护及管理。  3) 工业平板电脑便携,简单,实用,多应用于工业现场附近。内置WinCE ,Linux 嵌入式操作系统,性能稳定,抗温,抗湿,抗干扰能力强。带有触摸屏,触控式操作,自主运行,实时显示监控!  2﹑传感器  传感器感测出需要监测控制的各种物理量并将其变为电信号送至计算机,相当于主控计算机的眼睛。本系统将各类参数的状态以电压﹑开关信号等方式传送至现场模块,主要有温度传感器﹑压力传感器﹑液位传感器及电流传感器。  3﹑现场模块  由DAM-3046系列现场模块完成数据采集与控制信号向执行器的发送,再通过RS485 通讯方式将信号传送至转换模块DAM-3210,转换成能与计算机串口连接的RS232 通讯方式。  4﹑执行器  可由计算机直接控制的各种开关和阀门,计算机通过调整执行器来具体实现控制功能,相当于主控计算机的手和脚。控制器通过现场模块的两类输出通道与执行器连接:  1)开关量输出通道(DO)。它可以由控制软件将输出通道设置成高电频或低电频,通过驱动电路即可带动继电器或其它开关组件,也可以驱动指示灯显示状态;  2)仿真量输出信道(AO)。输出的信号是0~10V 的电压,其值的大小是由控制软件决定的,由于计算机内部处理的信号都是开关量信号,因此这种可连续变化的仿真量信号是通过数字-仿真转换电路(D/A)产生的。  5.GPRS模块  1)简述: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。基于GPRS网络组建的热网远程监控系统有如下特点:  ◇ 永远在线 GPRS DTU一开机就能自动附着到GPRS网络上,并与数据中心建立通信链路,随时收发用户数据设备的数据,具有很高的实时性;  ◇ 按流量计费 GPRS DTU一直在线,按照接收和发送数据包的数量来收取费用,没有数据流量的传递时不收费用;  ◇ 高速传输 GPRS网络的传输速度最快将达到160Kbps,速率的高低取决于移动运营商的网络设置,根据中国移动的网络情况,目前可提供20~40Kbps的稳定数据传输;  ◇ 组网简单、迅速、灵活 GPRS无线系统可以通过Internet网络随时随地的构建覆盖全中国的虚拟移动数据通信专用网络,为广大中小用户提供接入便利,节省接入投资;  ◇ 通信链路由专业运营商维护 由于采用中国移动的GPRS 数据业务,因此链路维护也由中国移动负责,免除通信链路维护的后顾之忧;  ◇ 防雷击 由于采用中国移动的GPRS 数据业务,所以在不影响上网的前提下,GPRS DTU的发射功率非常小,天线非常短,而且无需高架,克服了有线传输和无线电台传输容易引雷击坏设备的缺点。  2)GPRS模块通过串口与平板电脑或主控计算机相连。在对GPRS通信模块进行配置时预先输入数据中心的固定IP地址、采集数据命令,采集时间间隔等必要参数,同时,也可以远程设置相关参数。GPRS通信模块收到控制器发来的数据后,把这些数据送到前面设置的IP地址网络服务器中,通过端口映射转发到数据中心服务器。GPRS发送数据的过程为:数据送到中国移动GPRS网络中,然后再经过Internet,最后在数据中心通过接入专线或宽带拨号网络的服务器接收,接收服务器完成数据处理,写库,转发等一系列工作。三﹑自动化控制系统的构成  1﹑硬件主体:对各类传感器分述如下:  (1)温度传感器  选用热电阻温度传感器,热电阻是随温度变化的测温组件,其电阻值随温度上升而增大,其受热部分(感温组件)用细金属丝均匀地双绕在绝缘材料制成的骨架上,工业上用的热电阻有铂热电阻和铜热电阻两大类,本系统使用的是铂热电阻,分度号为Pt100,适用温度范围-200~850℃,普通热电阻基本结构除感温组件外,还有保护套管﹑安装固定装置﹑接线盒等。  (2)压力传感器  4040PC 型压力传感器为霍尼韦尔开发的第一个采用单芯片的压力变送器,它的封装适合用于严酷环境,工作温度为-45~125℃,结构由不锈钢﹑玻璃﹑焊剂﹑硅和黄铜组成。采用全校整和温度补偿,提供线性放大的输出,基于阻特性的单芯片技术极大地提高了长期使用的可靠性。  (3)液位传感器  霍尼韦尔LL 系列液位开关可提供非常准确的液位测量,1 个LED 和1 个光电接收器被放入塑料的半圆球内,根据光的内部反射原理,当无液体时,绝大多数LED 光都会被光电接收器接收到,当液体覆盖球表面时,圆球顶与液体界面的折射系数发生变化,光电接收器接收的LED 光将会减少,因此输出将会发生变化,开/关输出信号与现场模块数字量输入端相连从而为计算机定时读取。  数据传输路径一:通过DAM-3000系列485模块对传感器过来的信号进行采集,并将采得的信号 由485接口发送给平板电脑,进行实时监控。或输出外部信号调控执行器件的动作。  数据传输路径二:通过DAM-3000系列485模块对传感器过来的信号进行采集,然后由DAM-3210模块将485信号变送成232信号,并发送给主控计算机。主控计算机再通过GPRS模块将信号传送给远程监控中心。  3.现场模块  本系统选用DAM-3000系列现场模块,简述如下:  (1) DAM-3046模块  6路热电阻输入模块  功能:通过温度传感器采集供回水温度  地址:01-19  Sense0-59:供水温度,共60路测温点,需10路DAM-3046模块  Sense60-119:回水温度,共60路测温点,需10路DAM-3046模块  (2) DAM-3058F模块  8路模拟量输入  功能:通过压力传感器采集各种压力信号  地址:20  Vin0 :供水压力  Vin1 :补水泵出口压力  Vin2 :循环泵出口压力  Vin3 :凝水泵出口压力  Vin5 :除污器后回水压力  Vin6 :换热器入口蒸气压力  Vin7 :入户蒸气压力  (3)DAM-3013  16路隔离数字量输入模块  功能:通过液位传感器采集凝结水箱的液位信号,根据液位状况在高液位有水时起凝水泵,低液位无水时停凝水泵  地址:21  In0-7:采集8路高液位信号  In8-15:采集8路低液位信号  (4)DAM-3014  16路隔离集电极开路输出模块功能:通过液位高低控制冷凝水泵与补给水泵的开停地址:22  Out0-7: 控制8路冷凝水泵  Out8-15:控制8路补给水泵  (5)DAM-3210  隔离RS-232转RS-485转换模块  功能:将485信号转换成232信号四﹑实际运行效果  本自动化控制系统自投入运行以来,运行状况良好,确保了换热系统安全稳定运行,没有出现故障,换热站内不再设置运行人员,提高了效率。通过平板电脑与GPRS模块实现了现场监测与远程监测的双重监控。

    时间:2019-04-04 关键词: GPRS 模块 嵌入式开发 换热 系统中的应用

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