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各行各业的发展都离不开电力的支持,为了保证电厂的安全生产,电厂远程监控系统的设计与实现就非常必要。起初远程监控功能用于PC用户在离开办公室的时候能访问台式PC硬盘中的信息,甚至可以通过其台式PC访问企业网络资源。但随着通信技术、控制技术、计算机技术的飞速发展,远程监控技术愈来愈完善,Internet技术已经渗透到日常生活和工业生产的各个领域,包括工业控制方面,这使得电厂远程监控成为可能。
1.热电厂远程监控
热电厂实质上是一个能量转化工厂,由于电能尚且不能大量存储,而且热力设备众多、热力系统庞大、生产过程复杂。在这个过程中,应充分发挥计算机在机组运行检测、控制和管理上的作用,控制发电机组及其辅助设备在优良的状态下运行,最大限度地发挥机组设计效率。由于各局部生产过程之间的状态相互影响较大,而且各主要生产设备的动态特性之间存在很大的差异,发电机组的运行状态控制,必须具备协调不同运行设备工作的功能。
远程监控系统是集计算机技术、控制技术、通信技术、网络技术为一体的产品,是指具有数据采集、监视、控制功能的计算机系统,即监控和数据采集系统,也就是人们常说的SCADA系统。具有功能强大、操作简便和可靠性高等特点,它可以方便地用于工业装置的生产控制和经营管理。在这个系统中,计算机直接参与被监控对象的检测、监督和控制。由于远程监控的对象是现场设备,这就要求整个远程监控系统应该完备的考虑以下几点:首先,要可靠性和容错性,即要求在系统出现故障的情况下,能够自动或半自动地(需人工干预)采取相应的措施,保证系统恢复正常运行。
2.系统功能分析与设计
水汽品质的远程监控系统通过现场传感器取得采样值,然后经过现场控制测量设备对采样值进行一系列的数学处理,再通过网络把处理后的数据传送到远端监控站与服务器,从而使远端监控站和远程服务器可以对数据和状态值进行集中的管理。
2.1 水汽系统水处理流程
图1 发电厂水处理流程
图1是电厂水汽系统流程图,补给水是在原水经各种工艺处理后,补充因锅炉汽水损失的水。由于给水直接进入锅炉,故对其水质必须加以严格控制,以防止设备的结垢与腐蚀。然后进入锅炉,在锅炉本体蒸发系统中运行的水,则称为炉水。给水经省煤器提高温度后进入蒸发管(炉堂内侧的上升管),然后由下降管(炉堂外测)经下联箱进入蒸发管。在蒸发过程中,水吸热成为水汽混合物,又返回汽包形成循环回路,这就是锅炉的炉水系统。如炉水的水质不严格控制,就会导致水汽系统的结垢与腐蚀。水与汽在气包中得到分离后,产生的饱和蒸汽经过热器转为过热蒸汽进入气轮机。整个流程是由原水经处理后->补给水经给水泵使给水进入锅炉后,依次经过预热段->蒸发段->过热段->过热蒸汽->汽轮机排汽经凝汽器->凝结水->经处理后返回给水系统。
2.2 功能分析
远程监控系统有两种类型,一种是在生产现场没有现场监控系统,而是将数据采集后直接送到远程计算机进行处理;另一种是现场监控和远程监控并存,这里选择采用后一种方式,即有现场监控系统。水汽品质远程监控系统能实现以下一些功能:
1)数据传输与处理功能:主要是把生产过程中采集的各种模拟或数字量,通过串口和网络传输到数据处理器和远程监控站与服务器并进行相应处理,同时通过EXCEL表把数据显示给用户。
2)管理功能:管理人员能够通过IE浏览器监测到系统的运行状态、现场工作人员的工作记录等。
3)存储功能:对实时数据和历史数据加以存储。
4)冗余容错技术:使用双网、双机热备、冗余等技术保证系统可靠运行。
5)安全与报警功能:利用己有的有效数据、图像、报表等对工况进行分析、故障诊断、险情预测,并以声、光、电的形式对故障和突发事件报警。
2.3 结构设计
完整的基于Intranet的远程监控系统可划分现场设备层、现场监控层和远程监控层,它们相互独立,通过网络技术和数据交换技术有机的结合起来,如图2所示。
图2 远程监控系统拓扑分层
现场设备层是由安装在工业现场的智能仪表、采集器等各种具有数据采集功能的智能设备以及其采用的总线和协议组成。与现场监控层采用RS-485总线进行串口传输,现场模块不断的采集现场原始数据,在它们不发送数据时处于监听模式,主机对一个模块发出一个带地址的命令,然后等待模块的相应。现场监控层从现场设备中获取数据,完成各种控制、运行参数的监测、报警等功能,另外还包括控制组态的设计。可以说现场监控层是整个远程监控系统的核心,由多个数据处理器子站构成,通过控制网络与现场设备层进行数据交换。现场监控层对数据的实时性要求比较高,它要保证系统采样的实时性以及系统对各种操作的响应时间要求,而采用RS-485串口通信可以满足水汽品质系统对实时性的要求。远程监控层以现场监控层为基础的信息系统,通过通信对现场数据分类管理,并通过企业管理信息系统(MIS)数据,这一部分的实现使得远程监控系统的功能得到延伸和完善。
3.软件开发与可靠性研究
系统采用C/S与B/S编程模式相结合的软件结构进行设计,它不仅能够实现对水汽品质现场数据的采集与监控,而且能够通过浏览器实现数据的远程网络查询和共享。
3.1 程序设计
C/S模式的软件设计实现的功能是:远端用户可以通过客户端应用程序在线监测系统现场设备层的工作情况,实现远程监测;远程用户可以通过虚拟界面向现场设备层发送控制命令,实现远程控制。监控程序需要专门创建一个线程来处理串口数据,接收串口采集来的数据并予以显示。系统必须对端口进行配置,以完成串口的采集。
对于远空间距离的技术人员和厂级管理人员需要观测远程监控系统的数据的变化,可以通过以TCP/IP为核心协议的网络技术来实现。基于B/S方式的远程监控系统是以数据采集层为基础的,而数据采集层实际上包括了设备层和监控层,前面已经对设备层和监控层进行了设计,监控层是实现对采集数据的处理、显示,对设备层的管理、控制,同时将处理过的数据写入数据库中,因而监控层又是数据库与设备层之间的桥梁。ASP技术是Browser/Server模式下编制动态网页的一种很理想的工具,它支持ActiveX控件和动态HTML,能实现用户的编程要求。ASP根据访问数据库的结果集生成HTML语言的主页返回给浏览器端。利用ASP技术实现Web数据库的数据流图如图3所示。
图3 ASP技术实现Web数据库流程
整个系统的运转情况是:用户通过网络浏览器查询网络服务器提供的数据页面并发出请求,网络服务器根据请求查询数据库,并向用户返回查询结果。
3.2 监控系统可靠性分析
热电厂水汽品质远程监控系统的可靠性从总体上考虑主要是四部分,分别是系统结构的可靠性、数据传输网络的可靠性、硬件的可靠性及软件的可靠性。在未采取可靠性措施前,系统都是串联结构的,即系统的每一个部分都相当重要,任何一部分发生故障整个系统都会受到牵连。所以我们必须采取一定的冗余措施,对系统进行备份,热电厂水汽品质远程监控系统系统备份可靠性框图分别如图4所示。
图4 系统备份可靠性框图
适当采取冗余措施,能大大提高系统可靠性,并且采用模块备份能得到比系统备份更大的可靠性。除此之外,远程监控主机部分采用双机热备份方式,从机与主机之间的监听采取请求与应答的方式,从机以一定的时间间隔向主机发出请求,主机应答表示工作正常,主机如果没有作出应答,从机将切断主机的网络数据传输,立即与现场工作站进行握手连接。
4.总结
本文论述的热电厂水汽品质远程监控系统是基于Intranet的远程监控系统,它将网络技术、数据库技术和控制技术结合起来,进行了C/S(Client/Server)和B/S(Browser/Server)相结合的软件设计,不仅实现了水汽品质现场数据的采集与监控,而且能够通过浏览器(比如IE浏览器)实现数据的远程网络查询和共享。同时为提高系统的可靠性,分别对系统体系结构、网络传输结构、软件及硬件这四个方面进行了可靠性设计。工作人员不必亲临现场(尤其在恶劣环境下)就可以对现场的工作情况进行监控,完成参数设置与调整,进行故障恢复等,大大提高了劳动生产率;通过远程监控技术,可以加强企业内部合作,可以更合理的安排生产,加强企业的竞争力。
参考文献
[1]张云生,祝小红,王静.网络控制系统[M].重庆:重庆大学出版社.2003.
[2]曹长武,宋丽莎,罗竹杰.火力发电厂化学监督技术[M].中国电力出版社.2005.
[3]邱小虎.基于B/S结构的开放性工业信息监控系统研究[硕士学位论文].昆明:昆明理工大学.2001.
[4]Fujimoto,K.Ata,S.Murata,M.Playout control for streaming applications by statistical delay analysis[J].IEEE International Conference on Communications.v8,2001.
中图分类号:TP393 文献标志码:A 文章编号:2095-1302(2014)12-00-03
0 引 言
城市照明的迅速发展在改善城市环境、完善城市功能、提高市民的生活素质发挥重要作用的同时也加大了对能源的需求和消耗,加剧了城市供用电紧张。据中国照明学会统计,由于线路损耗、夜间超负荷运行等原因,城市道路照明的电能利用率不到65%,耗电总量占中国发电总量的2%左右,节能潜力巨大[1]。除此之外普通城市照明还存在监控管理方式落后,安全性能较低等问题。
我国提出的建设资源节约型社会的目标和发展循环经济的任务为上述问题的解决提供了很多思路。其中风力与太阳能互补路灯采用风能与太阳能为能源,无需开沟埋线,具有不受供电影响,不消耗常规电网能源,安装简便,绿色环保,无安全隐患等优点,是解决上述问题的一种重要解决方案,具有极高的社会效益、经济效益和环境效益。
为了保证路灯的正常使用,使路灯始终工作在最优状态,管理机构需要对路灯的实时工作状态进行监控管理。但是在目前通常风光互补路灯的设计中,为了简化布线,每个路灯均为一个独立的光伏系统[2]。图1所示,每套路灯均由太阳能电池板、风力发电机、路灯控制器、蓄电池组、路灯灯头以及架杆组成,各灯之间相互独立,没有线路连接,无法以传统布线的方式对风光互补路灯的进行监控和管理。
针对上述问题,论文引入物联网技术构建了一种基于ZigBee无线传感网络的风光互补路灯照明智能控制系统,通过在每一盏路灯的控制器安装ZigBee节点构建ZigBee无线传感网络,并在管理机构搭建路灯智能监控管理平台,将管理机构与每一杆路灯连接起来,最终实现管理机构(监管平台)对每一盏路灯的工作状况全方位的分布式自动/人工监视和控制,进而实现风光互补路灯照明工作状态的最优化管理。
图1 传统风光互补路灯系统结构
1 系统总体方案设计
基于ZigBee的道路照明智能控制系统主要由道路照明设施、ZigBee无线监控网络、数据通信网络、辅助决策系统、远程数据监控中心等几部分组成,其总体结构如图2所示。其中道路照明设施与ZigBee无线监控网络为一体化装置,其ZigBee无线监控网络由众多接入相应风光互补路灯智能控制器的无线传感节点自组网形成,因此ZigBee无线监控网络可以完成对网络内所有风光互补道路照明设施工作状态数据的实时采集,进而通过数据通信网络发送至数据监控中心,完成对路灯的无线远程状态监视;无线监控网络也可以向道路照明设施控制器发送从数据通信网络接收到的监控中心相关控制命令,从而完成对路灯的无线远程控制。
图2 道路照明智能控制系统组成结构
辅助决策系统主要由光照度采集传感器、GPS模块、温湿度传感器、风速风向传感器、雨雪传感器和网络摄像机组成,主要用作对相应区域内道路照明设施控制的决策依据。该系统可以实时的通过数据通信网络将辅助决策数据发送至数据监控中心,数据监控中心根据当前的气象状态数据向相应区域内的ZigBee无线监控网络发送控制命令,从而完成对路灯工作状态的控制。
2 智能控制系统硬件设计
2.1 智能路灯控制器
智能路灯控制器作完成了照明系统的发电控制、蓄电池供放电控制、路灯照明开闭及亮度控制等,是道路照明智能控制系统的核心部件,对道路照明系统的工作效率和稳定性起到决定性作用。考虑到论文设计的道路照明智能控制系统的光伏及风力发电的原理、蓄电池充放电工作原理、ZigBee无线传感网络工作方式和道路照明的实际需求,论文设计了如图3所示的风光互补路灯控制系统,包括了微处理器模块、发电设备发电/充电控制管理模块、蓄电池状态数据采集模块、电源控制管理模块、负载状态采集模块和负载输出驱动控制模块等,除此之外风力发电机、太阳能电池板、蓄电池组、LED路灯灯头和无线通信模块与控制器相连,最终与灯杆、灯架等设备组装后安装于道路两侧实现道路照明功能。
智能路灯控制器能够完成的具体功能包括:外界气象条件达到设备发电需求时,控制发电设备发电,在经过整流、恒压或升压后控制向蓄电池组充电或向LED灯头负载供电;对电池板和风机的电压、电流进行检测,通过MPPT算法追踪其最大输出功率点,使发电设备以最大输出功率为蓄电池充电;对蓄电池组进行监测控制,并控制完成过放电保护、过充电保护、短路保护、反接保护、极性保护和风机失速刹车等;控制节点自动接入路灯ZigBee无线监控网络,并通过网络发送当前节点的路灯系统工作状态数据,接收远程监控中心的控制命令,完成LED 灯头的开灯、关灯及亮度调节控制,太阳能电池板的朝向角度控制;对蓄电池剩余电量智能检测,并根据风机与太阳能板的预期发电效率调整放电时间及光源亮度,尽可能延长照明时间;在发电设备发电量无法满足LED 负载照明时,控制蓄电池放电,驱动照明。
图3 道路照明智能控制系统功能结构
其中控制器微处理器采用德州仪器推出的ZigBee新一代SOC芯片CC2530,支持 IEEE 802.15.4标准/ZigBee/ZigBee RF4CE和能源的应用,芯片内集成了ZigBee无线模块,结合了一个完全集成的,高性能的RF收发器与一个业界标准增强型8051MCU,8 KB的RAM, 32/64/128/256 KB闪存[3]。主要控制完成各个检测数据的采集、太阳跟踪算法的实现、步进电机的驱动以及相应的状态数据的发送和控制命令的接收等路灯控制器功能。
电力拖动模块采用的步进电机控制电池板在高度角和方位角上进行变化,并通过限位传感器判断电机的转动停止位置。并配置合适的蜗轮蜗杆减速机,由于蜗杆轴向力较大,机构具有自锁性,可实现反向自锁,即只能由蜗杆带动蜗轮,而不能由蜗轮带动蜗杆,防止电池板在大风天气下反向拖动步进电机。
2.2 ZigBee/GPRS网关
ZigBee/GPRS网关集成了ZigBee汇聚节点与GPRS网关模块(或直接接入有线Internet网络),主要作为ZigBee无线监控网络与远程监控中心的通信枢纽完成监控中心控制命令的下传和各路灯状态数据的上传等工作,其结构如图4所示。
图4 ZigBee/GPRS网关结构设计框图
ZigBee/GPRS网关主要是通过ZigBee无线网络接收太阳能板的旋转角度、发电电压和蓄电池充放电状态等数据,并通过GPRS网络将相关数据上传到远程监控中心,完成实时监控功能;或者通过ZigBee网络将远程控制数据广播到各路灯控制器节点,以完成相应的控制功能。
其中MCU+ZigBee模块同样采用新一代SOC芯片CC2530,E2PROM采用EEPROM24C系列存储芯片,按键与显示模块完成人机交互。GPRS模块采用HC-GPRS/232/T,该模块是GPRS透明传输终端,内置工业级GPRS模块,具有RS 232接口的工业设备无需更改任何软件即可通过GPRS无线联网,支持点对点、点对多通信。
3 智能控制系统功能设计
3.1 太阳自动追踪策略
由于地球自转和公转的影响,太阳的高度角和方位角会在一年四季内按照固定的规律发生变化,而太阳光在与太阳能电池板成垂直角度照射时,电池板接收光照强度最高,发电效率最好,因此论文以路灯套件中的电力拖动模块为基础设计了电池板的太阳追踪策略,构建太阳追踪系统,保证太阳能板工作时始终处于较高的发电效率状态[4]。考虑到实际应用需求,论文将太阳追踪策略分为如流程图3种工作状态:
(1)自动回位
在日落时,风光互补路灯主要依靠风机发电,若风机发电不足则依靠蓄电池组供电照明。此时需要太阳能电池板以限位传感器为基准旋转到初始垂直位置,等待次日的继续运转。
(2)自动控制模式
当远程监控中心通过布置于某区域的辅助决策系统监测到该区域当前的气象条件适合电池板正常发电时,通过ZigBee无线传感网络向该区域各路灯控制器控制器发送控制命令,使其切换至自动控制模式。
在自动控制模式下,各路灯控制器定时通过固化于其存储器中的自动控制策略根据当地的纬度、当前的日期时间和太阳运行规律公式计算出任意时刻的太阳高度方位角,然后通过二维极轴电力拖动模块,控制电池板旋转至相应的角度,实现高度角-方位角的全称追踪。
(3)远程控制模式
当远程监控中心通过某区域的辅助决策系统监测到该区域当前的气象条件(如阴雨天气等)无需电池板进行视日追踪时,通过ZigBee无线传感网络向该区域各路灯控制器控制器发送控制命令,使其切换至远程控制模式。
此时路灯控制器根据远程监控中心管理系统或管理人员发出的控制命令,使电池板旋转至相应的位置,并在气象条件无法满足电池板发电条件时使其开路停止发电。
3.2 ZigBee/GPRS网关的软件设计
ZigBee/GPRS网关的软件设计主要完成路灯ZigBee无线监控网络与公共网络之间的数据转换,在采用GPRS网络传输路灯状态数据时,为了减少GPRS数据流量,在路灯状态数据在一定范围内处于稳定状态时则不再实时上传数据,而改为查询方式,即只需要在上位机远程监控中心需要查看当时数据时,上传相关数据[5]。其软件流程如图5所示。
图5 ZigBee/GPRS网关的软件流程图
4 结 语
论文设计的基于ZigBee无线传感网络的风光互补路灯照明智能控制系统通过无线传感网络及相应的管理平台使城市照明管理机构对传统独立式安装的每一盏路灯的工作状况实现全方位的分布式自动/人工监视和控制,实现风光互补路灯照明工作状态的最优化管理,提高了道路照明的智能化程度。
参考文献
[1]梁云,贺新军,孙美凤. 新一代无线通信技术在城市照明智能监控网中的介绍[J]. 照明工程学报,2009(2):63-69.
[2]林闽,张艳红,修强,等. 风光互补路灯控制系统的设计[J]. 可再生能源,2011(6):146-149.
中图分类号:TP273 文献标志码:A 文章编号:1006-8228(2013)07-32-04
0 引言
目前我国在用电梯已突破160万台,电梯运行的安全性、可靠性管理已经成为一个的重要问题。电梯远程监控系统能够同时监控多处多台电梯的实时运行状态和电梯轿厢内的音视频信号,及时发现并排除故障,保障电梯的正常运行。
目前现有的商业化运作的电梯远程监控系统包括三菱电梯、日立电梯、蒂森电梯等,采用计算机建立状态数据档案,实现24小时监控,但系统只能监控本公司的电梯,对其他公司电梯不能兼容[1]。因此国内的电梯生产企业需开发配套的电梯远程监控系统,以提高产品的竞争力。
将监控端采集到的数据传送到远程监控中心,各种电梯远程监控系统所采用的传输方式有多种,早期的有电话线有线传输[2]或者是GSM短消息通讯方式。电话线有线传输方式只适用于小范围小区域的监控系统,对于大范围的全局监控管理几乎是不可能的;GSM短信通讯一定存在延时,容易发生阻塞,这对实时性要求较高的监控系统有很大影响,并且传输信息量少。随着互联网技术与通讯技术的发展,出现了各种采用Internet网络、移动通讯网络的传输方式。文献[3]利用GPRS/GSM网络实现电梯监控数据的传输,提高了数据传输的实时性,但数据传输费用较高;文献[4]采用Internet网络传输,降低了监控系统的数据传输费用;文献[5]采用3G网络实现数据传输,满足了大数据量实时传输的需求。以上各种电梯远程监控方案对电梯的实时运行状态和轿厢内的音视频信号采取统一的数据采集与传输,没有满足这两类信号在传输数据量、实时性和传输可靠性的不同要求,无法兼顾数据传输性能与传输费用。
针对以上问题,本文在电梯监控端对电梯实时运行状态和轿厢内的音视频信号分别进行采集,并根据它们的特点与传输要求,兼顾数据传输费用,分别采用3G网络和Internet网络进行传输,既有效保证了信号采集的可靠性,又能在保证数据传输性能要求的基础上降低数据传输费用,还可以根据电梯所处环境的不同,方便调整数据信号传输的方式,使电梯远程监控系统的实施具有灵活性。
1 系统总体设计
电梯远程监控系统对电梯内的检测信号繁多,主要分为电梯的实时运行状态和电梯轿厢内的音视频信号两大类。电梯的实时运行状态的检测数据具有间断、突发、数据量少的特点,对传输的实时性和可靠性要求高;梯轿厢内的音视频信号的检测数据则有持续、数据量大的特点,对传输的实时性和可靠性的要求不是太高。3G移动通信技术是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术,速率一般在几百kbps以上,它允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据,不需要利用电路交换模式的网络资源,可靠性高,不受地理位置的限制,特别适用于实时运行状态的检测数据的传输;Internet网络传输费用低,适合电梯轿厢内的音视频信号采集数据的传输。
为保证电梯检测信号采集的可靠性,本系统对这两类检测信号分开采集。对电梯实时运行状态信号由数据采集卡通过与电梯控制主板串行连接进行采集,通过数据总线传输至远程监控终端的数据综合和装置进行集中与缓存,由与之相连的3G模块进行传输;轿厢内的音视频信号则由安装在轿厢内的IPC采集,通过网络线由TCP/IP协议传送到远程监控终端的交换机,再连接到Internet网络传输。交换机与数据综合和装置连接,当远程监控终端没有3G网络或Internet网络时,系统可以采用其中任意一种网络方式来传输全部监控数据,提高了系统组网的灵活性。
本系统能实现远程访问电梯,读取电梯的运行参数及历史故障记录,通过解析电梯的运行参数,了解当前电梯的运行状态;通过解析电梯的故障代码,了解当前电梯发生的历史故障;通过远程诊断,协助维保人员更好地对电梯进行保养;通过音视频监控电梯内的状况并与电梯乘客通话。
远程监控系统分为数据采集端、网络传输和远程监控端三部分。数据采集端由位于控制柜附近安装的数据采集器、轿厢内安装的音视频采集模块和机房安装的数据综合和装置组成;网络传输由3G网络模块和交换机组成;远程监控端由终端服务器、手持或监控中心的终端设备组成。系统架构如图1所示。
以下介绍系统主要组成部分的功能。
⑴ 数据采集器
数据采集器通过RS422通讯方式与电梯控制板连接,实现对电梯的监控、记录并分析电梯的实时运行状态,当电梯发生故障时,可迅速报警并上传故障代码到数据综合和装置。
⑵ 音视频采集模块
采用IPC设备,采集轿箱内的视频数据及音频数据,通过TCP/IP协议发送给交换机。
⑶ 数据综合和装置
接收数据采集器发送的数据,并可接收交换机发送的音视频数据,通过本地存储器保存数据,再通过3G发射器将数据发送出去。
⑷ 3G网络模块
采用3G模块实现与3G网络的联通,实时把采集模块和音视频采集模块采集到的数据发送到3G网络中,并接收远程监控中心发送的指令和网络中的音频数据。
⑸ 交换机
接收各个电梯的音视频采集数据,与Internet网络连通发送数据,并与数据综合和装置连通,向它发送音视频数据,或接收它发送来的电梯运行数据。
⑹ 终端服务器
包括Web服务器、数据库服务器和数据库。Web服务器实时监测网络端口,接收通讯网络发送来的电梯实时运行数据和音视频数据,通过数据库服务器实时存入数据库中,在需要时提取数据库中的历史数据。
⑺ 管理终端
包括各种PC机、平板电脑、手机等各种固定或移动智能终端,接收终端服务器发送来的信息,直观地了解当前电梯的运行状态,并向电梯控制板发送控制指令,实时查询电梯的运行状态,实现电梯的远程诊断及远程维保功能。
2 数据采集端的设计
2.1 硬件设计
⑴ 数据采集器
数据采集器采用Cortex-M0作为核心芯片,通过RS422通讯方式与电梯控制板连接,利用422电平转换芯片进行电平转换后与电梯主控板进行数据通信,读取电梯的运行方向、当前层站、轿门开闭等运行参数和门区外停梯、冲顶、蹲底、运行中开门和超速等故障信息,并可对电梯主控板进行参数设置。数据采集器采用标准串行通信方式,并取电梯主控板422接口处的5V电源为采集器供电。利用485串行通讯接口通过数据总线与数据综合和装置进行数据通信,转发电梯的运行参数与故障信息。RS232 console接口利用232串口与调试显示设备进行数据通信,在进行本地调试的时候输出调试信息供调试者观察。RS232程序烧写口利用232串口与ISP烧写工具连接实现串口形式对CPU进行程序烧写,方便程序调试和修改等操作。数据采集器的硬件模块结构如图2所示。
⑵ 数据综合和装置
数据综合和装置采用基于ARM920T内核的16/32位RISC嵌入式微处理器S3C2440A作为核心,综合了RS485模块、USB-3G功能模块、网口模块、蓄电池模块、USB接口模块和RS232 Console接口模块等。RS485模块以HOST模式运行,通过485总线连接多个电梯数据采集器。网口利用网络协议接口芯片进行数据转换后与局域网连接,收发音视频数据。USB-3G模块引用CPU的一对USB接口与其他辅助电路组成USB HOST模式接口,用于连接3G模块并和其进行通讯,达到利用3G模块发送和接收数据的效果。引用CPU的一对USB接口与其他辅助电路组成USB HOST模式接口,用于读取作为音视频暂存器的U盘或其他USB设备。数据综合和装置的模块结构如图3所示。
2.2 软件设计
数据采集器、数据综合和装置的软件是基于Linux操作系统的,使用C语言和keil C51开发工具进行开发[6]。
数据采集器程序主要有电梯控制信号采集子程序和串口通信子程序。电梯控制信号采集子程序针对的是公司电梯控制器主板,根据主板型号与通讯协议直接从主板获取电梯的实时运行参数,通过RS422接口传回数据采集器。串口通信子程序完成采集模块与数据综合和装置之间的数据传输。
数据综合和装置实现IP模块相关指令及3G模块相关指令[7],完成上网、建立连接、发送数据等功能。程序分为主程序、终端串口通信子程序。主程序完成3G模块初始化与网络连接等操作。串口通信子程序完成与数据采集器之间的数据传输,采用串口通信的方式控制3G模块,通过向串口写命令,对模块发出控制指令,根据串口返回的信息来判断执行情况。这个过程和Windows里面的“超级终端”工具十分相似。消息是以“AT指令”的形式发出。AT指令集有一整套完备的功能,对标准的通信模块都予以支持,支持标准的“AT指令集”,并且提供相应的扩展指令。3G模块支持断线重播机制,可以实现自动连接的功能。数据综合和装置程序的运行流程如图4所示。
3 远程监控端的设计
远程监控端设于维保单位,用于实时监测电梯的运行状态,接收数据综合、装置和交换机发送的监控数据与音视频数据,并储存在数据库中。同时可以主动向数据综合和装置发送指令,进行实时电梯状态及故障的查询。当电梯发生故障时,可以第一时间查看电梯运行状态及乘客状态,实施远程救援,同时可以直接进行对话,了解现场情况。可通过各种移动通讯运营商的通讯网络与各种移动通讯工具通讯,接收电梯运行状态信息,或维护操作命令。远程监控端的网络拓扑结构如图5所示。
远程监控端软件采用B/S架构模式[8],开发动态Web页面,Web服务器采用微软公司的IIS6.0,数据库采用SQL Server。采用Net Interface实时监测网络端口,接收通讯网络发送来的电梯实时运行数据和音视频数据;中间件CTRY实现各部分数据的处理、数据缓存和数据转换等功能,并将数据送至Web服务器进行实时监控;采用DB服务器将网络中接收到的电梯运行的实时数据存入数据库中,在Web服务器需要查询时提取数据库中的历史数据;Web Server以监测网页的形式将电梯的实时运行情况,以及故障报警、音视频的信息给用户;用户通过Web Browser浏览监测中心的监测情况并可实时跟踪。用户还可以通过Web Page查询电梯的历史运行情况和历史故障列表等信息,在故障的同时通过视频和音频实时监测电梯内部情况并及时和电梯内部被困人员沟通。远程监控端的软件架构如图6所示。远程监控端的监控界面如图7所示。
4 结束语
本文设计了电梯远程监控系统,针对两类电梯远程监控信号——电梯实时运行信号和轿厢音视频信号的特点,分别进行数据采集,并由3G网络和Internet网络分别进行数据传输,不但提高了系统的可靠性和稳定性,节约了监控系统的运行费用,而且还可以根据监控终端的网络环境调整数据传输方式,提高了系统的适用性。该系统作为公司开发的新一代高速电梯的一个重要组成部分,已在多个项目中得到应用,实际应用效果表明,该监控系统具有较好的适用性和推广价值。下一步的研究是对该系统与电梯群控系统的功能做进一步整合,例如利用该系统采集的轿厢视频信号对轿厢内的乘客人数进行视频识别,将结果提供给电梯群控系统,提高群控调度的效果。
参考文献:
[1] 王强.远程监控系统的应用与研究[D].河海大学硕士学位论文,2003.
[2] 李涛,王仲林,杜晓东.有线公用电话网和无线移动通信网相结合的电梯远程监控系统[J].电工技术杂志,2004.9:81-83
[3] 郑丹丹,刘明兰,何超等.基于GPRS/GSM的电梯远程监控系统设计[J].自动化仪表,2007.28(12):49-51,54
[4] 仲兆峰.基于互联网环境的城市电梯远程监控平台[J].自动化技术与应用,2009.28(8):57-60
[5] 段登,邱意敏,周力等.基于B/S架构+3G网络的电梯远程监控系统研究[J].安徽工程大学学报,2011.26(2):68-70
1.系统概述
最近几年,夏季暴雨频繁,北京、成都、广州等地都发生过城市涵洞人、车溺水事故,主要原因在于不知涵洞水位。基于城市涵洞水位监测系统能够对实时监测、显示涵洞水位,当水位超过警戒线时,自动发出警报,及时提醒过往行人。本系统的开发能够补充城市涵洞排水不够完善的缺点,切实消除安全隐患,保证人民生命和财产安全。
2.系统总体设计
本文所设计的城市涵洞水位监测系统采用GPRS通信方式,并采取自报/应答混合的工作方式,主要由以下三部分组成:监测节点、GPRS 网络和远程监控中心。监测节点的主要功能是检测涵洞水位信息,并通过 GPRS网络与远程监控中心实现互通。远程监控中心的主要功能是处理涵洞数据存储、接收等水位信息,实现实时数据显示、历史数据分析及查询等。城市涵洞水位监测总体设计如图1所示。
3.硬件设计
3.1监测节点子系统
监测节点控制子系统硬件核心为LPC2368的处理器,可以将传感器调理电路感知到的水位信号进行处理。控制器的AD接口通过 I/V 转换电路连接水位传感器。控制器的 UART0 接口通过 RS232 串口通信电平接口转换电路连接 GPRS 模块,用以传输水位数据。控制器的 SPI 接口连接存储模块,用以存储水位数据。水位传感器采用 WL400 投入式压力传感器。量程为 10m,精度为±1%,分辨率为 1mm,工作电压为 12V。监测节点将传感器采集上来的水位信号转换为水位数据信息,通过给GPRS模块发送AT指令,使其按照一定格式发送数据给远程监控中心。水位传感器采集的水位信息,输出为 4-20mA 标准电流信号,通过 I/V 转换电路转换成标准电压信号后,传输给控制器。控制器通过对水位信号的处理后,将其转变为数字信号存储在存储模块中,当水位超过警戒线后启动报警模块,并通过通信模块GPRS将数字信号传输给远程监控中心。监测节点子系统硬件设计如图2所示。
3.2 GPRS通信子系统
本系统平台应用于城市涵洞,既要保证将釆集到的水位信息及时有效的发送到监测中心,同时又要求在系统监测节点发生故障时能够发出报警信息,综合各方面考虑,釆用GPRS与SMS混合通信的方式,以实现数据传输与报警反馈的功能。
设备的串口根据接收数据中的通道选择命令来决定数据通过GPRS或SMS方式来发送数据,方式转换采用虚拟串口即软件复用串口方式,通过AT指令选择工作在哪个通道。通信模块釆用SIMCOM公司的双频GSM/GPRS SIM900A,对通信模块的控制由MCU发出的AT指令进行控制,没有引出语音接口,外部功能模块主要是电源接口、SIM卡接口以及MCU相关的接口等。GPRS模块与控制器通过串口进行收发数据,如图3所示:
3.3远程监控中心
远程监控中心主要将无线基站发出的水位信息入库,在此基础上管理和分析水位数据。系统开发主要基于J2EE平台,采用B/S架构的管理模式,采用分层的MVC的架构设计模式,包含实时数据显示、报表输出、统计分析、超标报警、系统时钟、参数设置等功能。
4.软件设计
本设计中选用的μC/OS-II嵌入式实时操作系统,结构简单,主要优点有:本操作系统采用C语言和汇编语言编写,而且其中绝大部分是C语言,易于上手,修改方便。监测节点软件流程如图4所示:
5.小结
本论文研究开发了一种面向城市涵洞水位监测系统。该系统以嵌入式处理器为基础,通过GPRS无线通信技术,对城市涵洞水位信息进行采集、传输、报警等处理,实现了水位监测的实时性和自动化。 [科]
【参考文献】
[1]呼娜.基于无线传感器网络的水质监测系统研究[D].西安建筑科技大学,2012.
中图分类号:TP393.07 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 03-0000-01
Remote Monitoring Application Research and Implementation Measures in the Campus Web Server
Zhangan Feng
(Century College of Beijing University of Posts&Telecommunications,Beijing102613,China)
Abstract:The campus network has become a campus building an important part,especially in institutions of higher learning,its importance has become increasingly prominent,not only can improve the level of school information,and to the work of teachers and students learn a big help.However,some risks unique to the network need to be concerned,which requires schools to strengthen school management and supervision of the network server.Way of using remote monitoring system to monitor the network has become an important measure of network security management,how to remote control used in the management of campus web server,is this paper's main focus.
Keywords:Remote monitoring;Campus network;Server;Measures
一、校园网络远程监控的必要性分析
随着整个社会网络信息工程的更加普及,高校对校园网络建设的工作也日益重视,在众多的校园中,校园网络的建设工作已经初具规模,网络结构的构建也更加复杂,服务器的数量也越来越多,特别是我国有一些高校校园结构特殊,有下级学院或者分校,对这种情况的校园网络进行管理,就需要一个更加科学更加灵活的管理方式。利用远程监控对校园网络进行监控管理,是当前比较常见的一种监控方式。那么,为什么要对校园网络进行监控,我们从以下几个方面来分析:
(一)网络正常运行的管理需要
网络虽然是一种虚拟的抽象存在,但是它同众多的客观事物一样,正常规范的运行也必须依赖监督和管理。在网络的运行中,也会出现网络拥堵、程序瘫痪、服务器异常等情况,导致这个校园网络的运行出现障碍。一旦网络运行出现障碍,会对学生的学习,老师教学的展开,校园各项管理工作带来极大地不方便,特别是当前高校中已经普遍实现了信息化管理,对网络依赖的程度越来越高,如果不能保证网络的通畅稳定,就会给高校各种工作的开展带来困难。同时,这些导致网络不稳定的状况不具有可预测性,所以必须长期的灵活的关注,一旦出现问题立即做出反应,这是校园网络要求利用远程监控的一个重要原因。
(二)信息安全的管理需要
随着高校信息化水平的提高,高校的各项数据通过网络的方式进行存储和传递的数量越来越多。信息时代的一个重要问题就是网络安全问题,在高校的网络运行中,安全管理工作同样重要。保障高校网络运行的数据安全是利用远程监控对校园网络服务器进行监控的一个重要原因,因为校园网络中可能包含高校行政管理的相关方案和数据、校园发展的相关动态、学校的文献资料、图书资料等内容,一旦这些内容被泄露,会对高校管理的工作带来不必要的麻烦和损失。在当前的社会中,由于对网络安全的犯罪在法律条文和具体的执行操作上都存有弊端,所以网络安全犯罪也屡见不鲜,恶意的网络攻击、数据窃取已经成为危害信息数据安全的常见案例。通过远程监控对校园网络安全进行管理,一是要防患与未然,做好积极的应对;二是要在情况发生以后,迅速及时的予以拦截和反击。通过主动和被动两种方式,来保证校园网络的正常运行。
(三)这是校园网络群体特征的要求
校园网络的一个最主要群体就是高校校园中的在校学生,学生作为网络运行的适用主体,就对整个网络提出了更高的要求。远程监控不但体现在监督作用上,而且还体现在管理功效。对校园网络进行管理,这其中对于学生的学习而言就是要做好网络运行的时间管理分配工作,避免因为学生对网络的过于依赖导致了对学业的偏废甚至荒废,通过外界力量的干涉,对这种不良的行为予以克制和规制,使校园网络更好的为学生的学习服务,尽量发挥其积极功效的一面,这是使用远程监控对校园网络服务器进行监管的一个重要方面。
二、校园网络远程监控的内容分析
校园网络的远程监控,无论是从内容上还是功效上来看,都是一项极为复杂的工作。按照对校园网络进行监控的目的来对远程监控的内容进行分析,主要有以下几个方面:
(一)对校园网络运行的区域和时间进行监控
很显然,校园网络是一个覆盖范围较大的局域网络,局域网络的特征就是在特定的区域范围内能够正常的使用该网络,信号或网络连接器的设置比较特殊。对校园网络进行远程监控的首要内容就是对校园网络作为一种局域网的特性进行监督,对服务器接入的范围进行监管,将范围控制在校园运行的范围内,这也是保证校园网络稳定安全运行的有一个重要内容。另外,对校园网络的运行时间进行管理和监控,这是校园网路的特性所决定的。在当前的高校中,很多高校的信息网络为了保证学生正常的休息时间,对网络的运行也按照学生正常的作息时间来安排。例如一般高校在晚上十一点半以后都选择关闭校园网络,避免学生因为沉迷于网络而出现的熬夜等不良现象的出现。从这点上来看,我们可以知道校园网络的运行,也必须为校园的学习氛围进行考量,毕竟高校是一个让学生学习知识,强大自身的一个地方,各项工作的开展,都必须为这一主旨思想而服务,这也就决定了校园网络监管的任务和对象。
(二)对校园网络进行流量监管
流量监管是对网络运行进行监管的一个比较常用的手段,流量是考察一个网络是否稳定运行的一个重要方面。在校园网络中,对流量的监管就更为重要。网络作为一种校园的公共资源,同样必须遵循的合理均衡的原则,但是在现实生活中,有很多行为非常占用流量的使用,例如利用软件进行一些高强度的下载,玩大型网游,一些视频播放的加速器等,这些都是非常占用流量资源的。一个网络服务器能够提供的能量和资源始终有限,如果这些有限的资源被某一个体高强度的占用,那么就意味着其他个体只能少用或者不用,当然,这种情况通常表现的就是网络无法正常运行。这种资源的分配不均匀,会给他人的工作和学习带来阻碍和困扰。当然对这种行为的规制需要靠自觉,但是我们也可以通过对流量的监控对这种现象予以应对。对于IP地址流量不正常或者说流量过于大的,管理人员可以通过技术手段对其进行限制和规制,以此来保证整个网络的有序进行,不因某个体的行为对整个网络的运行工作带来困扰。
(三)对校园网络的信息安全进行监管
这里所说的信息安全,与文中第一部分提到的信息安全有所区别,除了数据安全的内容以外,信息安全的范围应该包含更加丰富的内容,例如信息传播的内容和思想是否健康,是否会对学生的发展产生不良的影响。校园网络的受众群体就是广大的学生,高校的学生在这一时期还处在自己的人生观和价值观形成的阶段,而此时,也是他们获取大量的知识来形成个人价值观的重要时期。网络时代是一个信息高速膨胀的社会,通过网络可以搜索到各种各样的新闻或者资料,积极健康的资料自然有利于学生科学价值观的正确形成,但同时我们也应该意识到,消极不健康的信息资料在网络上大量存在也是不争的事实。另外,网络论坛、BBS、SNS社区等越来越多网上交流版块已经越来越普遍,这些已经成为高校学生交流思想的重要原地,各大学校的BBS论坛已经成为每一个高校文化独特的风景线,但是,一些不法分子,或者说别有用心的人,正是利用这些工具散播不实信息,影响学生的判断,故意挑起事端引导网络上的激烈争辩。这些现象都是校园网络监管也应当关注的内容,通过对话题的敏感度进行筛选分析,对不良的内容和信息予以排除,以此来保证整个校园网络的健康运行。
三、校园网络远程监控的措施分析
(一)基于软件的方式
这种方式既有属于操作系统自带的功能,如:Windows 2000Server所支持的终端服务以及Win-dows XP 和 Windows 2003 所支持的远程桌面等,也有一些商业软件或第三方免费软件,可供选择的软件种类繁多。但是这些功能或软件的应用无一例外都是与操作系统本身的状态有关,当操作系统由于种种原因停止响应,甚至崩溃死机的时候,远程管理也就无从谈起,因此这种方式更适合作为监控系统状态、性能以及日常系统维护之用,实施常规性预防性的管理,而对于较为严重的系统故障和问题则无能为力。
(二)基于硬件的方式
基于硬件的远程管理技术是通过服务器内置的硬件模块或特殊远程管理卡来实现,它是由专用的存储控制器、以太网控制器以及使用单独指令集和数据缓存的管理芯片等组成的自主管理子系统,完全独立于服务器的操作系统,相对更为底层。这样,无论服务器是否开机,是否安装有操作系统或者系统是否正常运行,都可以使用标准的WEB浏览器通过网络对其进行全面的控制操作,实施远距离管理。硬件方案只需连接线材,无需逐一安装及设定,如通常所用的KVM具备OSD工具,支持多种多计算机管理功能,再如KN9116具备画面切割显示的功能(Panel Array),所以硬件方案在集群式服务器远程控制管理上有着绝佳的优势。
(三)iLO技术
现在许多服务器制造厂商,如:IBM、DELL、惠普等,都有各自的服务器硬件级远程管理技术和解决方案,实现的方式和所用名称可能各有不同,但在功能和原理上还是基本类似的。以惠普ProLiant服务器为例作一介绍。惠普ProLiant服务器的集成式远程管理技术叫iLO(IntegratedLights-Out),按其使用功能可以分为标准功能和增值功能2种。普通ProLiant服务器缺省内置的是标准功能软件包,而其刀片式服务器则包含完整的功能软件包。iLO的使用非常简便,如果局域网内存在DHCP服务器,用户只需把网线插入服务器上的iLO网络管理端口,使用服务器上的标签所示出厂时初始的 DNS和密码,就可以通过标准的WEB浏览器进行访问,不需要安装任何客户端软件,当然,其中部分功能需要JVM(Java Virtual Machine)的支持。若没有DHCP服务器,则可以通过 RBSU(ROM-Based SetupUtility)来设置相关参数。在服务器启动自检过程中显示“IntegratedLights-Out press [F8] toconfigure”时,按下“F8”键,即可进入iLO设置界面。因为iLO已经提供了工业标准的128位SSL(安全套接层)加密技术和 SSH(SecureShell)Security等一些安全措施,因此当管理员在企业外部进行远程访问时,既可以选择通过防火墙端口映射或主机映射到iLO端口,也可以选择更为安全的、通过VPN(虚拟专用网)的方式接入内部网。
参考文献:
[1]张荣明.基于Internet的远程监控系统研究与设计[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库,2007,2
[2]HP.Remote Management Strategy[Z]USA:HP Development Company,L.P.,2004
一、引言
随着网络通信技术的发展,自动化控制系统的要求也越来越高,从过去的集散式自动化控制发展到分布式自动化控制,再发展到目前流行的现场总线自动化控制,以及逐步成为趋势的工业以太网自动化控制,目前基于网络实现的远程无人值守自动化控制逐步得到了广泛的关注、研究和应用。由于网络带宽的扩充,使得基于网络的远程无人值守成为了可能,但是这也对监控平台提出了更高的要求,除了传统的依靠传感器监测机电设备的生产状态、工作状态之外,还必须要对整个环境实施全方位的监控,因而视频监控也要实现基于网络化的远程控制。
过去传统的视频监控都是就近接线实现就近监控,随着数字化管控、一体化管控概念的提出,远程视频监控也逐渐成为了当前安全监控、自动化监控的必然需求,因此,如何基于以太网构建远程视频监控系统,是当前远程监控系统必须要解决的技术问题之一。本论文主要结合工业以太网的实际功能,对基于网络的视频监控平台展开系统的分析设计与研究,以期能够从中找到面向网络的远程视频监控系统的设计应用方法,并以此和广大同行分享。
二、基于网络的视频监控平台的总体分析
2.1设计原则
基于网络实现的远程视频监控平台,在设计时除了要满足其基本的视频监控功能外,还必须结合实际的应用需求进行设计,确保功能满足的同时实现最佳的经济效益,为此,需要确立以下几个设计原则:(1)先进性。基于网络的视频监控系统必须要足够先进,要能够满足当前网络系统、视频监控设备的接口类型,整体采用性能优良的监控装备,确保整个系统在相当一段时间内能够保持领先的水平。(2)可靠性。从系统设计、部件选型、系统装配、软硬件配置等各个角度入手,都要确保系统的高可靠性,在任何恶劣环境以及网络资源有限的情况下,监控系统都能够稳定可靠工作。(3)方便性。整个监控管理界面应当具有良好的人机交互性,即使不具备计算机操作知识的人员依然能够方便的实现远程视频监控和相关数据记录的查阅、调取和管理,同时从系统的后期维护保养的角度来说,也要方便整个系统的维护和维修。(4)扩展性。系统除了要满足当前的监控功能外,还必须设计一定的功能冗余,一方面要能够实现将来新监控设备的补充,以实现新的监控功能;另一方面还要设计适当的扩容接口,以满足系统日后的升级,包括更换更新的设备、网络扩容以及增加其他必要的控制模块等。
2.2功能需求分析
(1)图像视频监控功能。基于网络的远程视频监控平台,首要功能自然是图像视频监控功能,该平台系统应当能够提供24小时不间断的视频监控功能,同时自动存储图像视频资料,以供后期查阅和调用管理。(2)数据管理功能。对于存储的图像视频数据,应当按照时间节点自动存储管理,通过所设计的数据库管理软件能够对庞大的视频图像数据方便的进行直接管理,按照用户的管理需求进行数据管理。(3)用户安全管理功能。由于视频监控系统实现了网络化和远程化,因此系统的网络安全性必须要着重设计,确保整个网络系统的安全,对于用户登录的权限,也必须加强管理,确保实现不同权限等级的用户拥有不同的数据管理功能。
三、基于网络的视频监控平台的实现
3.1系统网络结构设计
(1)网络介质的选择。现在网络铺设的介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤。目前双绞线应用的已经比较少了,同轴电缆在远距离传输方面并没有突出的优势,而光纤目前是主流的网络传输介质,一方面因为光纤传输速率快,失真少,更重要的是光纤传输尤其适合应用于远程监控,况且视频图像监控所形成的视频数据都是大流量数据,极易造成网络的拥塞,而采用光纤作为传输介质,极大的避免了网络拥塞的发生。(2)网络拓扑结构的选择。网络拓扑结构一般有星型结构、树型结构、网状结构、环型结构以及总线型结构等。各种类型的网络物理拓扑结构的性能对比见下表1。从表1可见,环型网络拓扑结构适宜应用于远程视频监控系统,而且环形网络由于具有链路冗余功能,因此能够确保远程视频监控系统的稳定可靠运行。
3.2系统层次分析
基于网络的远程视频监控平台系统,从前端摄像头到后台控制中心,其网络架构层次设计如下:(1)网络摄像头层。作为远程视频监控平台的最前端,采用网络摄像头的最大好处是避免了因接口转换而带来的成本上升的问题,直接采用RJ45接口将摄像头拍摄到的视频图像画面以通用的TCP/IP网络传输协议进行传输,简化了网络层次和结构。(2)网络传输层。采用光纤构建的千兆工业以太网是整个远程视频监控平台系统的关键部分,承担着视频图像数据的网络传输。在网络传输层,网络传输平台通过环形拓扑实现控制网络冗余连接,即控制网上任何一点的单一链路连接意外断开,系统都能通过环网的反方向提供后备链路,保证系统可用性的同时兼顾经济性,环网主干链路全部采用单模光纤,保证故障切换时间均
3.3系统软件配置
(1)终端显示层程序。作为远程视频监控平台系统的终端,其显示程序采用了人机交互性友好的组态软件进行开发,能够借助于三维图形逼真的还原监控现场的场景;另一方面,该显示程序除了要能够实现不同视频摄像头监测画面之间的切换,还必须要能够对画面进行存储管理。下面重点分析视频采集程序的实现。(2)视频采集软件子程序。视频采集模块主要是通过相关函数接收来自摄像头传输过来的视频信息。在程序设计中调用ReadStreamData(HANDLE hChannelHandle,void* DataBuf, DWORD*Length,int* FrameType)函数来读取参数hChannelHandle对应的视频通道的音视频数据流,并按照参数Length指定的缓冲区大小,将数据流读取到数组DataBuf中,同时返回当前读取的数据流的帧长度。这样系统就可以对数组中的数据流信息进行后续的处理,如本地音视频的预览等。
四、结语
由于图形视频监控具有直观、醒目的特点,因此在现代化的自动化控制系统中逐渐凸显出特殊的监控作用,对于确保整个生产环境的安全具有至关重要的作用。基于工业以太网实现的远程视频监控平台,是将远程测控技术和计算机网络通信结合的又一个典型应用,本论文重点针对远程视频监控平台的结构与实现,给出系统的设计和实现方案,对于其他技术领域内应用远程视频监控技术提供了很好的范本,是值得推广应用的。
参考文献
[1]王海洋.高速公路无线视频监控浅析.中国交通信息产业,2009,(11):88
[2]吴宁,罗安,雷震.基于流媒体技术的智能视频监视系统.自动化仪表,2007,28(7):35-38
[3]张宗念.图像、视频压缩编码方法以及网络实时视频监控的研究.广州:华南理工大学博士学位论文,2000
【关键词】 控制网络;现场总线;ControlNet;以太网;交换式;共享式;
【论文类型】 应用基础
:49000多字的硕士论文
Construction and implementation of the intelligent community of network monitoring and control system platform based on LonWorks
Li Yun
(Department of Urban Construction; Hunan City University; Yiyang Hunan 413000)
Abstract: Construction of the control system in the article is based on the LonWorks network.Realization of network monitoring platform capabilities into on-site control level and monitoring, the management level. The core for on-site control level is in the distribution of the individual households intelligent node,which is mainly used to receive and process the input data from sensors, executive communication and control task and control actuator operating processes. On the basis of the on-site intelligent node,and through monitoring application of the DDE server,realize the system monitoring, management, maintenance, and other information exchange between computer systems, realize integration of the control and management information. Thenetwork monitoring for control systemis divided into the PC monitoring and remote monitoring.PC monitoring use intelligent community management computer with running network monitoring tools to monitor every security signal and meter reading signal, etc. Remote monitoring is on the basis of the PC monitoring, use the Web server to monitor remote real-time data that provided by remote host through the Intemet.
Keywords: LonWorks;Intelligent Community;Upper computer monitor;remote monitoring;Monitoring platform
智能小区是现代城市住宅的发展趋势,代表着城市住宅的发展未来,利用现代4C技术(计算机、自动控制、通讯与网络、IC卡),通过有效的传输网络,建立的一个由安全防范、综合信息服务、物业管理中心、家庭智能化系统组成的,集服务与管理于一体的集成系统。小区智能化系统涉及到的内容较多,本研究构建出一套智能小区的测控系统,人机统一进行监控。应用开发好的节点,实现对现场三个模块――安全防范模块、自动抄表模块、智能控制模块的测控,并能将网络变量的更新实时上传,实现节点对数字、开关量信号的数据采集,还有数字量、开关量及脉冲信号的输出 [1~4]。
1监控系统结构及原理
1.1上位机监控系统结构及原理
一个LonWorks网络由智能节点组成。智能节点使用LonTalk协议,并通过一个或多个通信信道连接,因此网络上的节点可以相互交换信息。LNS DDE服务器是网络监控工具,用LNS DDE服务器支持的LonWorks监控系统可以直接从节点获取状态,并且可以控制节点的状态。在LonWorks设备中进行数据交换的方式有以下几种:网络变量、配置属性、应用和外部帧报文。文章设计应用了ShortStack技术的智能节点,只选用网络变量方式进行。
基于LNS DDE服务器的监控系统结构如图1所示。
1.2远程监控系统结构及原理
基于Internet的远程实时监控系统构成了Internet网――企业网――现场总线三级模式不,仅可以实现异地控制,也可以实现大范围的资源共享[5]。实现远程监控系统结构有三个层次:LonWorks底层测控网络;上位机中Excel应用程序与LonWorks的接口以及与数据库的接口:Web网与数据库的接口、底层网络信息的。远程监控系统结构如图2所示[6,7]。
上图中所示,LonWorks网络位于底层,包括智能节点及设备;中间层包括信息数据库、组态软机MCGS、Excel应用程序和LNS DDE服务器;Web层包括Web服务器、Internet互联网和远程主机。测控系统使用i.LON1000的嵌入式Web服务器实现远程监控,远端通过Web浏览器可以直接访问LonWorks测控网络上的每个节点。
系统的功能包括:远程主机(客户)可以通过浏览器在线监视底层网络设备的网络变量;远程主机可以通过用户界面向底层设备命令,实现远程控制。通过Web网页远程监测现场节点,主要完成一个任务:应用Asp程序编制动态网页,并实现对数据库的打开、连接、关闭和查询。
2 Web数据库的处理
ASP(Active Server Pages服务器文件或数据库的存取以及各方面数据的运算) 以通过ADO对象(ActiveX Data Object)与SQL语法(Structured Query Language结构化查询语言)做到存取服务器数据库的数据。ADO主要提供~个存取数据库的方法。ADO是ASP重要的内建对象之一,凡是由ODBC驱动程序所能提取的数据库,都可以通过ADO对象来存取里面的数据,对这些数据做增新、修改数据的操作。ADO由ADODB对象库与7个子对象:Connection、Command、Parameter、RecordSet、Fields、Properties、Error以及4个数据集合:parameter、fields、Properties、Error所构成,对数据库实现简单的打开、读取、查询等功能。
2.1数据库的建立、打开与关闭连接
存取服务器端数据库的数据时,首先要做的第一件事,就是与服务器端的数据库建立连接,要和数据库建立连接就要使用ADO对象中的Connection对象,其步骤如下:
第一步:产生连接对象变量:
Set newconn=Server.CreateObject(“ADODB.Connection”)
ADODB是ADO对象的对象库,而Connection是ADO对象中的一个子对象,因此可写成ADODB.Conncention。Connection对象可以使用Server对象的CreateObject方法来产生一个名称为newcorln连接对象。
第二步:取得目前数据真实路径并指定给DBPa也变量:
DBPath=Server.MapPath(“dbname”)
通过Server对象的MapPath方法取得连接数据库所在的真实路径,并将取得的真实路径指定给DBPath字符串变量,其中dbname为数据库文件的路径名称。
第三步:开启指定的连接数据库:
newconn.Open“driver={dbdrvname};dbq=”&DBPath
newconn参数是第一步延续过来的连接对象。Dbdrvname参数指所使用数据库的驱动程序名称必须和第二步的“dbname”相同类型。其对照表如表1所示。
2.2数据库的数据取得
Recordset对象也是ADO对象的子对象,当数据库的连接打丌后,就可以使用Recordset对象来选取储存在数据库内的数据。Recordset对象也可以是执行一个SQL命令中的Select语句来传回符合条件的数据集合。在Connection对象中提供了Execute方法,让我们可以对目前所连接的数据库做查询以及执行SQL命令等动作,并将查询结果放入所指定的Recordset对象变量中,其语法如下:
Set RS=newconn.Excecute(SQLcol|tblname)
Newconn参数为Connection对象变量,由上面Server.CreateObject得到;RS参数为Recordset所需,以此当Recordset对象变量的可读性较高;SQLcomd命令会根据Select的条件式寻找出符合条件的数据放入RS对象变量内;tbName参数代表数据表名称,则通过Execute方法取得该数据表的所有记录,放入RS对象变量中,同时产生了一个记录指针指到该数据表的第一笔记录;数据输出完成后,可以使用Close方法将Recordset对象关闭。
2.3数据查询
上面使用的Execute方法来取得数据表中的数据,以便将数据表的数据输出,但是无法做到查询等功能,通过使用SQL中的Select命令可以完成查询所要数据的功能。其语法如下:
Select fieldname,fieldname2,・・・fieldnameN Fromtbhame
Where condition Order By fieldname Desc
Select后面所连接的fieldname,fieldname2,…fieldnameN是指定哪些字段的数据要做输出,字段名称之问必须以逗号隔开;From后面所连接的tblIlame是欲查询数据的数据表名称;若查询的数据是由条件的筛选,就必须加上Where子句。Where子句后面的condition参数是一个条件式,它会将符合条件的所有记录输出;Order By后面所连接的字段名字是以此字段数据来作排序,若省略Desc参数则数据由小排到大,若加上则数据由大排到小,。
3测控系统的网络监控平台
3.1上位机监控平台
上位机监控平台对测控系统的安防模块和自动抄表模块进行监控。步骤如下:
第一步:使用LonMaker对测控网络进行组网,并生成LNS网络数据库。
第二步:用Excel接收网络变量更新[8]。
(1)在LNS DDE服务器环境中的文件夹页,查找网络变量;
(2)右击要监视的网络变量并且在工具栏中选择“CopyLink”;
(3)在Excel中,右击Excel表格中的一个单元格,从工具栏中选择“paste”。这将复制与下列格式相同的一个公式:=application|topic!Item。此时Excel将接收来自LNS DDE服务器的变量更新。例如:
=LNS DDE’Networkl.subsysteml.LMNV.’!’N-1.nviFire’
这样可以实现excel单元格与应用程序LNS DDE,网络Networkl子系统subsysteml的LonMark类型,设备名为N-1,网络变量为nviFire的动态连接。
第三步:MCGS通过DDE与Excel的交互MCGS和Excel以DDE方式建立数据交换的过程。将Excel表单内网络变量的数据输送到MCGS数据对象中。
首先要在MCGS的“实时数据库”窗口内进行变量定义工作,然后在MCGS组态环境的“工具”菜单中选取“DDE连接管理”菜单项,把变量设置为DDE输入,同时对服务节点进行配置,这样,当进入MCGS运行环境后,MCGS数据对象的值就显示出Excel表单中网络变量的值了从,而通过MCGS的监控界面就能直接对现场的网络变量进行监控了。
上位机就是控制每一个节点的工作,它是构建LonWorks总线之上的,测控的重点放在住户家庭设施方面,以每个住户单元作为一个节点进行控制,并由小区物业统一监控管理。每户的测控节点进行了设计,主处理器使用的是美国德州仪器公司推出的16位单片机MSP430F149。测控对象主要由三个模块构成:安全防范模块,自动抄表模块,智能控制模块,测控系统的结构如图3所示。本文主要实现MSP430F149对三个模块的信号采集及控制。
3.2远程监控平台
远程监控平台对自动抄表模块进行远程监控。在上位机监控系统中,文章已经使用Excel建立了一个小型的数据库,扩展名为*.xls,本节使用HTML语言‘和ASP编制动态网页,远程主机通过Web浏览器对数据库的内容进行监控[9,10]。
对数据库的处理程序部分代码如下:
Set newconD.=Server.CreateObject(“ADODB.Cormeetion,’、
DBPath=Server.MapPath(“xj.xls”)
Newconn.Open”driver={Microsoft Excel Driver(*.xls)1 dN=”&DBPaht
SQLcom=:Select*From STOCK Where Ttype=”’&name&””’
Set RS=.newconn.Execute(SQLcom)
IF RS.EOF Then
DO While Not RS.EOF
For 1=0 To RS.Fields.Count_1
Response.Write RS(i).Value
Next
RS.MoveNext
Loop
RS.close
Newconn.Close
End IF
%>
4智能小区测控系统
构建出一套智能小区的测控系统,包括安全防范模块、自动抄表模块和智能控制模块。然后给出智能节点与各模块中设备的通信接口,并编制节点对各设备的信号采集及控制的流程图。实现了节点对数字、开关量信号的数据采集,还有数字量、开关量及脉冲信号的输出。对安全防范模块及自动抄表模块实现上位机监控,包括使用LonMaker for Windows进行组网,使用LNS DDEServer建立数据库,供Excel调用,应用MCGS组态软件建立一个用户界面并调用Excel内数据,完成现场实时监控。然后在上位机监控的基础上实现对自动抄表模块的远程监控,使用iLonl000内嵌的Web服务器,在网页上嵌入实时“三表”数据,供远程主机通过Internet进行访问,对测控系统实现网络监控[11-13]。智能小区测控系统的网络监控平台整体结构如下图3所示。
5结论
(1)构建了智能小区测控系统的网络监控平台,设计了监控系统,能够对现场设备进行现场监控和远程监控,智能小区管理计算机通过MCGS组态软件对各户的“三防”、“三表”系统进行监控;
(2)智能小区管理计算机通过Web服务器,提供远程主机对现场“三表”系统进行远程监控,实现了智能小区测控系统的网络监控平台的构建;
(3)基于LonWorks网络技术,可以向网上添加节点,不需改变整个网络结构,便于测控系统以后的扩展。
参考文献
[1] 孙君曼,李叶松,贾岩.LonWorks智能节点设计方法的探讨.自动化仪表,2004,25(2):13-16
[2] 秦奕.构建世纪e-Home-LonWorks在智能小区一期中的应用.[电子科技大学工
学硕士学位论文].2001:9-11
[3] Echelon Corporation.ShortStack User’S Guide.Echelon,2002:27・-119
[4] Zujun Yu,Hongmei Shi,Li Ai,Baoqing Guo.LonWorks-based Intelligent Train’s Fire
Alarming Control Network.Autonomous Decentralized System,2002:262-266
[5] 马莉,王歌.基于ASP技术的LonWorks网络远程监控系统.测控技术,2002,2l(2):
37-39
[6] 杨斌,陶然.基于Web服务器和LonWorks现场总线技术的铁路站场信号远程检测系
统.中国铁道科学,2004,25(2):11-15
[7] 马莉,王歌.基于LonWorks网络的远程监控系统.计算机工程,2002,28(6):172-173
[8] 马莉.智能控制与Lon网络开发技术.北京:北京航空航天火学出版社,2008:208-210
[9] 杨丽华,王振臣,席静.基于LonWorks技术的PID控制节点的开发.仪器仪表用户.2004,11(4):30-33
[10] 席静,王振臣.杨丽华.一种新型家庭智能控制器内部通讯的实现.微计算机信息,2004.20(8):1 9-20
[11] 吴志扬.基于LonWorks的机房环境及动力监控系统的设计.自动化仪表,2003,24(8):40-43
参考文献:
[1] 胡汉才,单片机原理及接口技术[M]. 北京,航空工业出版社,1998:145-200.
一、电气火灾的原因和危害性
我国的电气火灾大部分都是因漏电和短路而引发的,在低压配电系统中,电气线路的漏电和短路是导致电气火灾发生的根源和重要原因之一,并对国家经济和人民生命财产构成了很大的威胁,应引起大家高度的警惕和重视。
当电气线路和电气设备的绝缘受到损伤而导致接地故障,主要是指相线对地或与地有联系的导电体之间的短路,包括相线与大地、PE线、PEN线、配电和用电设备的金属外壳、敷线钢管、桥架线槽、建筑物金属构件、上下水和采暖、通风等管道以及金属屋面、水面等之间的短路。科技论文,火宅。当发生接地短路时在接地故障持续的时间内,与它有关联的电气设备和管道的外露可导电部分对地和装置外的可导电部分间存在故障电压。此电压可使人身遭受电击,也可因对地的电弧或火花引起火灾或爆炸,造成严重的经济和生命财产损失。
电气短路主要包括金属性短路和接地电弧性短路两种:金属性短路是由导体间直接接触,如相与相之间、相与N线之间短路,其短路电流大,短路点往往被高温熔焊,金属线芯产生高温以至炽热,绝缘被剧烈氧化而自燃,火灾危险甚大,但金属性短路产生的大短路电流能使断路器瞬时动作切断电源,火灾往往得以避免;接地电弧性短路是因短路电流受阻抗影响,电弧长时间延续,而电弧引起的局部温度可高达2000℃以上,足以引燃附近可燃物质引起火灾,但由于接地故障引起的短路电流较小,不足以使一般断路器动作跳闸切断电源,可见接地电弧性短路引起的火灾危险远远大于金属性短路。科技论文,火宅。电气短路以单相接地故障居多,电气火灾的危险则以接地电弧性短路为最严重。另外不论是TN系统还是TT系统,接地故障回路的阻抗都大于带电导体短路回路的阻抗,这也是形成接地电弧性短路的一个重要原因。
通过分析电气火灾的原因,在低压电气线路上加装防火漏电报警就是一种行之有效的防范措施。通过防火漏电报警系统,能够准确地监控电气线路的故障和异常状态,提早预警发现电气火灾的隐患,及时报警提醒人员去消除这些隐患,避免火灾给国家经济和人民生命财产造成巨大损失,把电气引发火灾消灭在萌芽状态。
二、防火漏电报警的内容组成及功能特点
防火漏电报警以带激励脱扣器的塑壳式断路器为主开关,另外配备各种采集、记忆、通讯等元器件,集漏电、短路、过载、过压、欠压、防雷、防误合闸、故障类型识别、强制断电等各种保护功能于一体,并具有来电显示、声光报警和本机自检功能。防火漏电报警主要作为剩余电流式电气火灾监控探测器使用,并通过防火漏电报警系统。对电气线路的故障和异常状态进行实时监控,使被动防火变为主动防火,实现集中监控和管理的目标。其主动性功能特点如下:
1)系统启动后首先对电气线路进行全面运行检测,以便及时发现和消除电气火灾隐患。当不存在电气火灾隐患时才允许开关合闸接通,若存在电气故障时提前预警并可以断开回路,未排除电气故障前拒绝合闸接通,确保低压配电系统安全可靠运行。
2)在低压配电系统中,对电气线路的运行状况实行全天候在线自动安全监控,自动跟踪诊断电气故障,分析和识别故障类型,并发出声光和语音报警,通知电气维护人员及时排除故障,把电气火灾隐患消灭在萌芽状态。真正做到“智能监控,防患于未然”。科技论文,火宅。
3)防火漏电报警采用了微电脑(PIC单片机)自动控制技术,取代了传统被动式机械热效应控制技术,全面实现升级换代,分断速度更快,实测数据只有0.04秒,比传统开关动作速度缩短了数倍,分断速度越快,所产生的电气火花就越小,一旦发生故障能快速切断,增强了安全可靠性。
4)系统具备“黑匣子”记忆功能。通过一台电脑在5km范围之内,可对多台防火漏电报警实现远程监控。随时可关断或接通用户供电线路,随时可查询用户供电线路安全用电情况,随时调阅每台防火漏电报警当前或历史运行情况,一旦发生漏电、过载、短路等故障时能准确在电脑界面上显示出发生故障的供电线路具置和发生故障的时间。使故障发生的原因一目了然,便于维护和管理。
5)系统采用智能化网络管理。采用RS485/RS422四线制全双工通讯模式,传输距离在5km以内。科技论文,火宅。同时可与烟感、温感或可燃气体探测器及火灾自动报警系统中心实行联动控制,把配电与消防系统有机结合起来,实现双重报警和控制功能,大大提高了对漏电火灾监控的可靠性和保护性,从根本上解决了电气火灾误报和漏报现象,全面主动防御电气火灾事故的发生。科技论文,火宅。
6)系统实行多功能全面保护,除传统的漏电、过载、短路保护外,又增加了防止过压、欠压、雷电感应和误操作等防护措施,以避免对电气设备的损坏,造成不必要的经济损失。
三、防火漏电报警系统的实际应用
防火漏电报警系统由防火漏电报警、集线器、中继器、转换器、台式监控主机或电脑等设备组成。系统以防火漏电报警作为剩余电流式电气火灾监控探测器使用,集各种保护功能为―体,担负起各种电气故障的实时检测、采集和发送任务,并具有来电显示、声光报警和本机自检功能,对过电流、剩余动作电流、动作与延时时间等各种参数值进行现场或实测后设定。采用先进的动态阈值检测和自动判断技术、高灵敏度剩余电流探测、新型故障数学模拟算法和现场总线技术,为智能远程监控的实施起到了重要的作用。
系统对电气线路的运行状况实行全天候在线自动安全监控,随时检查各用户安全用电情况,可接通或分断用户电源,并具备“黑匣子”记忆功能。准确报出故障线路地址,监视故障点的变化,满足了《新高规》中,“储存各种故障和操作试验信号,信息存储时间不应少于12个月;切断漏电线路上的电源,并显示其状态;显示系统电源状态”等要求。
系统可实现独立监控,监控主机单独设置在值班室或消防控制室内。也可采用通讯接口与火灾自动报警系统联网运行,实现双重报警和控制功能,监控主机可与消防系统设备共用,设置在消防控制室内,达到集中监控和管理的目的。
四、总结
随着科学技术的发展、城市现代化进程的突飞猛进,电梯作为一种高效、迅捷、安全、可靠的垂直运输设备,成为了人们不可缺少的运输工具。论文参考网。目前电梯广泛应用的控制系统是由PLC控制的,其优点在于逻辑控制能力强、程序设计简单、运行可靠性能高,但也存在人机交互能力有限、故障检测不易处理等缺点。而本文所提供的是实际应用方案就是利用MCGS实现电梯的实时运行监控及远程监控,大大提高人机交互能力,该方案通过RS485/RS232通信接口采集到PLC控制的模拟电梯的实时运行数据,利用MCGS在计算机构件电梯运行动画,从而直观、准确的反映电梯实时运行状况,并在电梯运行遇到故障、或电梯内乘客发出求救信号时发出报警,而且MCGS的实时数据将为电梯的故障检测提供有效、快捷的帮助,缩短维修时间。
一、系统方案设计
(一)系统总体设计
在PLC中编入四层电梯的控制程序,使四层电梯实物教学模型能正常运行,并能够检测到电梯状态的信息。实时监控端通带RS232/RS485转换器的PPI/PC串口线读取PLC的信息,并可以将所需改变的信息写入到PLC中去,并通过组态软件实现实时监控,远程计算机通过Internet实现对电梯的远程监控。
(二)PLC控制电梯模块的设计
1、四层电梯模型的部件功能
模拟电梯部件功能:电梯外部有四层,其中一层只有上呼叫按钮,四层只有下呼叫按钮,二、三层既有上呼叫按钮也有下呼叫按钮,以实现乘客在电梯外的呼叫要求;电梯内有层数呼叫按钮,开关门呼叫按钮,紧急情况求救按钮,以实现乘客在电梯内的呼叫要求。
2、PLC控制程序的设计
为实现其一般功能,PLC所设计的程序有:电梯在任何一层的内部呼叫、外部呼叫程序以及其指示灯程序,电梯的开关门程序以及其指示程序,电梯上下行条件程序、上下行程序以及其指示灯程序,呼叫电梯时的关门延时程序。为实现电梯紧急求救及电梯与建筑消防联动功能,需要求救按钮程序,报警及消防联动、指示程序,管理室解除报警程序。
(三)MCGS实时监控模块的设计
MCGS是为工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件,具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。MCGS组态软件由“组态环境”和“运行环境”两个系统组成。
1、四层电梯的监控设计方案
MCGS对四层电梯监控总体实现过程:模拟电梯中的PLC各个输入输出点的信号通过数据采集设备传送到计算机内,再将数据传送到MCGS中的实时数据库,与MCGS用户界面建立了动画连接,如模拟电梯的位置发生变化时,通过设备驱动程序将变化的数据采集到实时数据库的变量中,该变量是与动画属性相关的变量,数值的变化使组态用户界面的电梯图形的状态产生相应的上下变化,从而产生逼真的动画效果,用户也可编写程序来控制动画界面,经过数据的传送从而对模拟电梯的运行实现控制,以达到满意的实时监控效果。
2、MCGS实现监控的设计过程
1)用户窗口的建立:用户窗口是由用户定义的用来构成MCGS图形界面的窗口,所有的图形界面都是由一个或多个用户窗口组合而成的。在本次方案设计中,将电梯的整置,电梯门,电梯内外的呼叫按钮制作成动画,在整个监控系统完成之后,用户可以在该界面上看到电梯的运行情况,并且可以在该界面上实现对模拟电梯的控制。
2)实时数据库的建立:MCGS用数据对象来表述系统中的实时数据,把用数据库技术管理的所有数据对象的集合称为实时数据库。论文参考网。本次方案设计中,在实时数据库中将所需要的数据增加进去,包括控制数据和指示数据,再依次将所有需要定义的数据进行编辑、定义,其中“门位置”、“电梯位置”、“楼层显示”等为数值型,定义好后进行保存。
3) MCGS与PLC通信的建立:设备窗口负责建立系统与外部硬件设备的连接,使得MCGS能从外部设备读取数据并控制外部设备的工作状态,实现对应外部运行过程的实时监控。本次设计中,在MCGS设备窗口中选择PLC-{西门子S7-200PPI},将PLC程序中的输入输出点与MCGS中实时数据库中的数据相对应,建立有效地连接。
4)运行策略的建立:运行策略的建立,使系统能够按照设定的顺序和条件,操作实时数据库,控制用户窗口的打开、关闭以及设备构件的工作状态,从而实现对系统工作过程精确控制及有序调度管理的目的。本次设计,需要建立“一层内呼”、“二层内呼”、“开门”等一系列的运行策略。
5)监视画面的设定与动画连接:包括四种动画连接的设置,一是上下位置的设置,如电梯轿厢的运动,二是左右位置的设置,如电梯门的开关,三是指示灯显示的设置,四是层数数值显示的设置。
二、系统调试
系统调试:在PLC模块与MCGS组态软件建立好通信后,根据控制要求,在调试过程中,根据功能分为4个模块分别进行调试:①呼梯信号指示;②电梯开门,关门程序;电梯上行,下行程序;③电梯内的求救按钮及消防联动信号,管理室的解除求救按钮的设定;④通信模块的调试。
细节处理:①延时处理:模拟实验过程中,运行原始程序,有呼梯信号,电梯马上响应,这与实际电梯运行状况不符。于是在电梯上、下行的程序中加入了呼梯信号响应延时2秒;另外一种情况就是当电梯门开后,电梯门过5秒钟左右再关闭,这样方便在这个时间内要出入电梯的乘客;②报警处理:在乘客按下求救按钮或发生火灾产生消防联动时,此时,电梯的动作应该先要运行到一楼,管理室接到求救信号后,管理员进行处理,再解除求救信号。论文参考网。
三、结论
本实际应用系统硬件上实现了对模拟四层电梯较好的控制,并实现PLC与计算机上MCGS组态软件的通信,通过调试,实现了在计算机上对电梯运行的监视与控制,并在乘客求救以及消防联动时会产生相应的报警联动效果,达到了设计要求。
参考文献:
[1]谈怡君,沈硕经,马小军.电梯PLC控制系统的组态模拟设计[J].智能建筑.2004,12:64-66.
[2]KUOBC,GOLNARAGHIF.Automaticcontrolsystems[M].8thEd.NewYork:JohnWileyandSons,Inc,2004.
[3]吴其洲.MCGS组态软件在电梯控制系统中的应用[J].机械工程与自动化,2006,8:113-115.
[4]北京昆仑通态自动化软件科技有限公司.MCGS全中文工控组态软件[S].