電視監控系統設計范文

導語：如何才能寫好一篇電視監控系統設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：數字電視監控系統；故障判斷專家系統；知識庫；推理機

中圖分類號：TN949.197 文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2011) 09-0000-02

An Intelligent Digital TV Monitoring System Design

Pan Pan1,2

(1. Guangxi University,Computer and Electronic Information College,Nanning530004,China;2.Guangxi Radio and Television Information Network Co.,Ltd.,Nanning530021,China)

Abstract:In order to meet the development of digital television monitoring system needs,to solve the current digital television monitoring technology shortcomings,we presents digital TV monitoring system structure for broadcast television network.To further enhance the signal abnormalities and equipment failures to determine the intelligence,we give the fault diagnosis expert system on base of the digital TV monitoring system structure,given its knowledge base and inference of design patterns.Running results show that the intelligent control system design of digital TV has better practical significance.

Keywords:Digital TV monitoring system; Fault Judge Expert system;Knowledge base;Inference

一、引言

隨廣播電視數字化進程的加快[1]，人工監控已不能滿足安全播出的需要，數字電視安全播出對監控技術提出新的要求。統一平臺的數字監控可對多頻道進行實時監控，快速發現信號異常和設備故障，發出聲光報警。為提高故障診斷的實時性和智能化，減輕工作人員的負擔，使用故障診斷專家系統對故障信號進行自動診斷處理。如何設計智能的數字監控系統是一個亟需解決的問題。

從國內廣播電視安全監控系統發展的歷史來看，電視監控系統可分為三個階段[2][3]：傳統的模擬電視監控，數字電視模擬監控和數字電視數字監控。模擬電視監控系統不適合數字電視的監控需要，而數字電視模擬監控則存在著構建復雜，成本過高，操作繁瑣等缺點。數字監控可適應數字電視需要，幫助值班員掌握在播狀態，又能及時發現、定位、清除故障，對安全播出具有重要意義。

專家系統[4]是人工智能領域實現最早，應用最廣泛的工程技術。專家系統根據某領域專家的知識、經驗和技術建立，對問題給出專家水平的答案。簡化專家系統如圖1。知識庫和推理機是專家系統設計的核心。知識庫存儲經驗和知識，庫中知識的數量和質量決定專家系統的水平；推理機根據問題已知信息，并結合知識庫中知識，反復求解得到答案。

圖1.簡化專家系統

本文對數字電視播出平臺的數字監控系統模型進行研究，給出故障診斷專家系統中知識庫和推理機的設計方案。

二、數字電視監控系統詳細設計方案

（一）數字電視監控系統框架結構

監控系統能夠及時發現設備故障和信號異常，并作實時自動化處理，保證電視節目的安全優質播出。數字電視監控系統框架結構如圖2所示。

圖2.數字電視監控系統框架結構圖

詳細流程如下：①監控設備通過統一設備接口平臺對設備進行監控，并寫入監控信息數據庫；②異常信號時，將異常信息及其上游設備信息送至專家系統進行診斷；③專家系統根據異常信號和監控信息判斷故障源、位置和性質，發出報警；④根據診斷結果對故障設備進行自動修復或發出備份信號和設備的切換命令。

（二）故障判斷專家系統知識庫設計

使用合理的數據結構來表示知識庫，對故障判斷具有重要的意義，高效的數據結構便于快速故障定位和處理。使用故障樹表示故障判斷專家系統的知識庫，如圖3。在故障樹中，信號或者設備故障作為樹根；第二層是設備信息，按設備故障次數Ni從大到小排列；第三層是設備對應的故障類型，按該類故障次數pi從大到小排列。

圖3.故障樹結構

（三）故障判斷專家系統推理機設計

推理機是專家系統中最具智能的模塊，它根據知識庫中的事實、規則，按一定的推理策略求解當前的問題。我們使用正向推理，過程如圖4。其詳細的推理過程如下：①專家系統提取異常信號特征及相關的設備信息，將指針定位到樹根；②根據異常信息，確定故障設備集；③對②中的設備按故障類型出現概率從大到小匹配；成功后，判斷是否可實時修復，若可則轉到步驟④；否則，切換到備用設備或信號并報警。④實時修復故障設備，并反饋結果。

圖4.推理機正向推理過程

三、實驗結果

本文所設計的數字監控系統以廣西廣電網絡公司數字電視播出機房為平臺，在IBM System x3550上實現，機器配置：CPU為Intel Xeon E5405 2GHz，內存2GB。在Windows XP操作系統上，以Visual C++6.0為編程平臺，以SQL-server2005為數據庫，使用VC++語言開發程序。

從每天監測廣西區200多套節目的結果看，系統運行良好。實現了信號及設備監控的自動化，故障診斷和播出恢復的智能化，保證了節目完整、信號安全、技術安全和設備狀態安全；系統可監測錯誤并記錄，發現并自動修復故障。減輕了前端值班的壓力，監測人員從原來12人值班，到現在3人值守，做到了無人值班，有人值守，智能診斷，自動處理，實現了數字監控。

四、小結

本文從構建智能的數字電視監控系統的角度出發，研究并設計了數字電視播出平臺的數字監控系統。系統對數字電視前端的設備和信號進行統一監控管理，結合故障診斷專家系統實現了異常信號和設備的智能診斷及自動處理，保證了廣播電視節目的安全優質播出，提高了數字電視信號監測的準確性，降低了監控人員的工作強度。

參考文獻：

[1]劉少情.數字高清晰度電視機頂盒軟件技術研究與應用開發[D].南京理工大學,2002

[2]陳淑瑜.數字電視監控技術研究[J].棗莊學院學報,2007,24(2):18-19

[3]汪劍超.數字電視中的設備管理和監控系統[J].計算機應用與軟件,2007,24(1):6-9

篇2

【關鍵詞】視頻監控系統 設計要點 探討

1 視頻監控系統設計的組成

視頻監控系統由前端設備、傳輸設備、控制設備、顯示設備組成。前端設備由安裝在各監控區域的攝像機、鏡頭、防護罩、支架、云臺等組成，負責圖像和數據的采集及信號處理；

傳輸設備包括同軸電纜和信號線纜，它負責把前端設備收集的音頻、視頻信號傳輸到機房的控制設備；

控制設備負責完成對前端音、視頻信號進行壓縮處理、圖像切換、云鏡操作等所有功能項的控制；

顯示設備負責對各個探頭收集信息的畫面顯示。

2 視頻監控系統設計原則

視頻監控系統設計應當遵循技術先進、功能齊全、性能穩定、節約成本的原則。并綜合考慮施工、維護及操作因素，并將為今后的發展、擴建、改造等因素留有擴充的余地。具體原則如下：

2.1 先進性

設備選型要保證技術領先，性能可靠，操作簡便、實用，維護簡單，性能價格比最優，并留有擴展余地。設備均采用目前領先技術和生產工藝制造，系統建成后，三至五年不會落后淘汰。

2.2 經濟性與實用性

充分考慮用戶實際需要和信息技術發展趨勢，根據用戶現場環境，設計選用功能和適合現場情況、符合用戶要求的系統配置方案，通過嚴密、有機的組合，實現最佳的性能價格比，以便節約工程投資，同時保證系統功能實施的需求，經濟實用。

2.3 可靠性與安全性

系統的設計應具有較高的可靠性，在系統故障或事故造成中斷后，能確保數據的準確性、完整性和一致性，并具備迅速恢復的功能，同時系統具有一整套完成的系統管理策略，可以保證系統的運行安全。

2.4 開放性

以現有成熟的產品為對象設計，同時還考慮到周邊信息通信環境的現狀和技術的發展趨勢，可以消防、防盜、聚光系統實現聯動，具有網絡通訊口，可實現遠程控制。

2.5 可擴充性

系統設計中考慮到今后技術的發展和使用的需要，具有更新、擴充和升級的可能。并根據今后該項目工程的實際要求擴展系統功能，同時，本方案在設計中留有冗余，以滿足今后的發展要求。

2.6 追求最優化的系統設備配置

在滿足用戶對功能、質量、性能、價格和服務等各方面要求的前提下，追求最優化的系統設備配置，以盡量降低系統造價。

2.7 保留足夠的擴展容量

設備的控制容量上保留一定的余地，以便在系統中改造新的控制點；系統中還保留與其他計算機或自動化系統連接的接口；也盡量考慮未來科學的發展和新技術的應用。

2.8 提高監管力度

系統應該能夠通過中央控制系統對各子系統運行情況進行綜合監控，時時動態撐握監視及報警情況。閉路電視監控大大減少勞動強度，減少設備運行維護人員。

3 視頻監控系統設計要點

3.1 目標區域的確定

視頻安防監控系統監視的目標區域可分為2類：重點監視區域和動態監視區域。重點監視區域突出的是監視人和車輛，要求能夠清晰辨別人的體貌特征和車輛的牌號。一般人和車輛的出入口、收銀柜臺、消防通道和自動扶梯的上下口等位置的攝像機圖像都應符合上述要求。

動態監視區域主要是針對人群相對密集的場所或范圍較大的公共區域進行監視。其特點是及時掌握被監視區域動態情況。一般園區室外廣場、單體建筑的室內大堂等處的攝像機圖像。

3.2 攝像機與錄像設備的選型

3.2.1 攝像機

評估攝像機分辨率的指標是水平分辨率，其單位為線對，即成像后可以分辨的黑白線對的數目。常用的黑白攝像機的分辨率一般為380-600，彩色為380-480，其數值越大成像越清晰。一般的監視場合，用400線左右的黑白攝像機就可以滿足要求。而對于特殊場合，用600線的攝像機能得到更清晰的圖像。

通常用最低環境照度要求來表明攝像機靈敏度，黑白攝像機的靈敏度大約是0.02-0.5Lux（勒克斯），彩色攝像機多在1Lux以上。0.1Lux的攝像機用于普通的監視場合；在夜間使用或環境光線較弱時，推薦使用0.02Lux的攝像機。與近紅外燈配合使用時，也必須使用低照度的攝像機。另外攝像的靈敏度還與鏡頭有關，0.97Lux/F0.75相當于2.5Lux/F1.2相當于3.4Lux/F1.

電子快門的時間在1/50―1/100000秒之間，攝象機的電子快門一般設置為自動電子快門方式，可以根據環境的明暗自動調節快門時間，得到清晰的圖象。有些攝象機允許用戶自行手動調節快門時間，以適應某些特殊應用場合。

外同步是指不同的視頻設備之間用一同步信號來保證視頻信號的同步，它可保證不同設備輸出具有相同的幀、行的起止時間。為了實現外同步，需要給攝象機輸入一個復合同步信號或復合視頻信號。外同步并不能保證用戶從指定時刻得到完整的連續的一幀圖象，要實現這種功能，必須使用一些特殊的具有外觸發功能的攝象機。

3.2.2 錄像設備

長時間錄像機是必不可少的，它為日后可能出現的問題提供有力證據。器材外觀在檔次上要與室內裝修搭配協調。系統設計配置每臺錄像機配置2塊1T硬盤，并預留大容量硬盤接口，以保證全部監視信號錄像保存需求。預留監控通道為擴展備用。

3.2.3 燈光照度的要求、標準

要求在24小時內通過監視屏能清晰地辨別出入人員面部特征、機動車牌號。因此，攝像機的安裝部位應配置燈光，被監視區域平均照度應不小于200Lx。一般室外重點監視的區域應采用人和車分別設置燈光照度，監視人員出入可考慮環境燈光，而監視車輛的牌號理應配置專用燈光。在主干道路設置的攝像機應與環境燈光綜合考慮，以確保夜間的燈光照度能滿足選用攝像機指標的要求。

3.2.4 傳輸線路

為了使圖像的清晰度能達到監視的效果，設計應考慮信號的線路衰減。一般傳輸距離小于300m，可采用同軸電纜傳輸視頻信號，300m以上建議采用光纖傳輸，以避免線路衰減影響視頻信號的傳輸。如采用光端機傳輸視頻信號，光端機應盡可能設在室內。沒有環境條件應考慮通風、防潮、防過熱及防雷接地，并在設備箱上采取遮陽措施。

3.2.5 系統架構

視頻安防監控系統的結構設計提倡錄像與監視分離的框架，監視的狀態與圖像的存儲彼此不受影響。況且，硬盤錄像機（存儲設備）采用的是分割顯示，圖像畫面較小，不利管理人員監視。因此，一套完整的視頻安防監控系統應是存儲設備和監視設備組合而成，設計須滿足標準中對監視圖像的要求。采用矩陣主機輸出的單幅圖像作為監視畫面切換的模式較能體現上述理念。

3.2.6 防雷接地

（1）前端設備直擊雷防護。前端設備如攝像頭應置于接閃器（避雷針或其它接閃導體）滾球半徑的保護范圍之內。對于安裝在建筑物女兒墻上且不在避雷帶保護范圍之內的攝像機，可以在避雷帶上安裝一支避雷短針或將攝像機移到避雷帶保護范圍之內；采用獨立支撐桿安裝的攝像機，可將避雷針架設在攝像機的支撐桿上，引下線可直接利用金屬桿本身或用鍍鋅圓鋼，

（2）傳輸線路的防護 。電源線路與信號號線路宜全程分開穿金屬管埋地敷設，并保持整個金屬管道的電氣連通，宜應至少在金屬管兩端做接地處理，對防護雷電干擾和電磁感應是非常有效。

（3）安裝SPD。為防止雷電波沿線路侵入前端設備，對帶云臺的攝像機應在其前端安裝三合一組合式防雷器，對不帶云臺的攝像機應在其前端安裝二合一組合式防雷器。防雷器應做可靠接地，且接地線應盡量的短、直、粗。

盡管在外接引入的電源線路上已安裝了電源防雷保護裝置，作為信息系統的各種信號線也是一個引雷的主要途徑，如果沒有對信息系統進行防雷保護措施，雷擊脈沖將從信號線路侵入，將會影響網絡的正常運行甚至徹底破壞網絡系統，使得重要數據丟失無法恢復，造成巨大損失。因此，必須各信號線路的端口處安裝與之性能參數相匹配的信號SPD。

（4）防雷接地。防雷接地與交流工作接地、直流工作接地、安全保護接地宜共用一組接地裝置時，采用共用接地系統的目的是達到均壓、等電位以減小各種接地設備間、不同系統之間的電位差，接地裝置的接地電阻值必須按接入設備中要求的最小值確定。

參考文獻

[1]王煜.云南白藥物流中心庫房視頻監控系統設計研究[J].電腦知識與技術，2012（06）.

[2]陳志勇.大型綜合性公共建筑安防監控系統設計的論述[J].商品與質量?建筑與發展，2013（12）.

篇3

關鍵詞：電動機；PLC；實時監控

1.引言

電動機作為一種拖動機械設備，已經成為絕大多數企業生產的動力基礎，其是否能夠安全、可靠的運行直接關系著生產工作的順利與否，尤其是以大功率電動機為動力基礎的通風機，鼓風機、除塵風機等，對使用單位來說，確保電動機在良好的狀態下運行就顯得尤為重要。

一直以來我國普遍采用的是以事后維修為主，計劃性維修養護為輔的設備維保模式，然而隨著科技的發展，工業維修策略已從修理損壞的設備，到有間隔的進行預防性維修，再發展到如今的設備狀態預測性維修。在實際應用中，預測性維修是基于每臺設備的狀態，通過狀態檢測工具來采集監測數據，隨后相關人員對數據情況進行分析匯總，并得出結論，指導維修任務的安排，對存在故障隱患的設備及早做出響應，以避免進一步惡化致使設備出現不可修復性損害，帶來更嚴重的后果。

2.電動機實時監控系統設計思路

2.1 電動機故障分析

電動機故障一般可分為電氣故障和機械故障。電氣方面主要是電動機的繞組接地、短路、開路、接觸不良、鼠籠斷條等故障；機械方面則主要是軸承磨損、轉子掃膛等引起的振動故障。電機運行時溫度的升高，也直接影響著電動機的壽命和運行可靠性，因此準確的估算并檢測電動機的溫升，不僅可以保證電動機的安全運行，而且可以提高電動機的使用壽命、節約原材料和電能，以及對實現自動化設計都有重要的現實意義。

從電動機各類故障的發生概率以及嚴重性上來說，振動引發的問題頻率較高也比較復雜，其是旋轉類設備最常見的問題，也是設備損壞的一大驅動性因素。設備的各部件在運行過程中都會產生不同程度的振動，設備的振動往往會影響其工作精度，加劇設備的磨損，加速疲勞破壞，而隨著磨損的增加和疲勞損傷的加重，設備的振動也將更加劇烈，如此惡性循環，最終將導致設備發生故障甚至損壞。

引起振動的直接原因就是回轉體重心與旋轉軸的不重合，在這些可能發生的故障當中，又以電動機的軸承及葉片故障為主。通常情況下來說，對這些運行數據進行測量一般不會影響設備的正常工作，可在設備運行過程中同步獲取所需的運行信號。

2.2 可行性分析

通過以上分析，電動機在由正常狀態向故障狀態異變時，其振動、電流和溫度信息會發生變化，這些微弱的變化依靠人工點檢，是無法及時發現的。因此，開發電動機實時監控系統，對電動機有效部位的振動、溫度和電流進行測量、監控就顯得尤為重要，通過日常的數據的采集，并對比數據庫中正常運行時的歷史數據，就可及時發現電動機運行狀況的改變，從而發出預警，及時安排檢修維護來改善電動機運行狀況，做到預測維修。

3.方案設計

3.1 硬件部分

通過理論分析，電動機由正常狀態向故障狀態異變時，其運行狀態參數也在發生著改變，所以只要設計一套能夠準確采集、分析設備狀態參數的系統，就可以預測設備故障，做到預測維修。

電動機實時狀態監測內容包括電動機的電流、溫度和振動等信號，通過將溫度和振動傳感器安裝在電動機本體上，并在電動機旁設置一個采集子站，在數據子站內把傳感器微弱、易受干擾的模擬信號轉化為高速、準確的數字信號，通過數據總線上傳到數據采集總站來完成整套監測功能。

在設計細節上，由于電動機的電流信號在電控柜內，所以電動機電源部分用電流互感器采集，但是電流互感器一般輸出0-5A電流信號，不是標準信號。因此在電動機控制柜旁設置一數據采集總站，負責采集電動機的電流信號和頻率信號，同時通過數據總線接收各個子站傳送來的電動機振動和溫度信號。在數據總站內進行數據處理，產生報警信號，并把處理過的電動機狀態信號上傳到數據服務器內。

數據存儲分析部分負責對數據采集總站傳送來的數據進行存儲、處理，產生報警信息，進行故障診斷。

3.2 軟件部分

該監測系統軟件部分由底層軟件和數據分析軟件兩部分組成。底層軟件是PLC內的控制軟件，完成整個主站和和各個子站內軟硬件組態、IP地址分配和硬件采集信號的設定，負責電動機溫度、振動、電流等狀態數據的采集、轉換從而生成預警和報警信號等。

數據分析軟件使用西門子WINCC和SQL SERVER開發的專用軟件，運行在專用工控計算機上，負責控制參數、報警參數的設置，報警狀態的顯示，電動機運行狀態歷史數據的存儲、分析，實現故障的在線診斷。

4.結束語

該電動機實時監控系統已經應用于某單位風力除塵系統，能夠對電動機運行狀態進行全天候實時監控，操作人員只需在計算機上就可以查看電動機實時運行狀態，同時根據設備歷史運行曲線深度分析設備運行狀況，通過一段時間的運用，全面達到了制定出設備維護周期，科學安排維修任務的目的，克服了設備的無計劃停機對生產的影響，大大提高了生產效率，為企業帶來了極為可觀的有形效益和無形效益。

參考文獻

篇4

發電機勵磁系統是采集發電機電壓和電流的變化及其它輸入信號，并根據控制準則控制勵磁功率單元輸出勵磁電流（供給發電機轉子線圈）的系統。發電機勵磁系統對于維持電力系統的電壓水平、提高電力系統穩定運行的能力、改善電力系統及發電機的運行條件等起到重要的作用。微機勵磁調節器是勵磁系統的核心元件，除了完成控制功能外，還要實現人機交互、遠方通信等功能。單微機難以實現所有功能，故采用雙微機設計勵磁調節器，并通過通信網絡構建分布式發電機勵磁監控系統。

1 硬件結構

系統硬件結構如圖1所示，其中，勵磁控制微機實現人機交互和勵磁電流控制，通信控制微機協調上位監控PC機和勵磁控制微機的數據交換。

勵磁控制微機采用51單片機的應用模式，由顯示、顯示召喚、按鍵、模擬量輸入、PID參數設置、看門狗電路、同步信號輸入、觸發脈沖輸出、滅磁接點輸入等單元組成。顯示單元采用外接6片串入并出移位寄存器芯片74LS164驅動發光數碼管，顯示內容由召喚顯示撥輪開關進行選擇，有巡回和召喚兩種顯示方式。外擴一片并行接口芯片8155，8155的A口與面板上的撥輪開關相連，用于召喚顯示；B口與八位地址開關相連，用于設定PID參數；C口用于輸出觸發脈沖，脈沖經達林頓管放大、脈沖變壓器隔離后接到主回路可控硅的觸發極。滅磁接點、按鍵接到單片機的I／O口線，按鍵主要有增勵、減勵、運行方式恒電壓／恒電流選擇等。同步信號經隔離后接到單片機的INT1管腳。模擬量經ADC0809 A／D轉換芯片接到單片機，采集的主要模擬量有發電機機端電壓、勵磁電流、發電機送出的無功電流、電壓給定值、勵磁電流給定值等。

通信控制微機由單片機、通信接口、波特率設置、地址編碼、RAM等單元組成。波特率設置、地址編碼用地址開關來實現。地址編碼用于設置本子站的地址碼，共有256個編碼。波特率有1200bps、2400bps、4800bps、9600bps等可選。外擴一片6264RAM用于存放通信中間數據。通信接口采用MAX1487實現RS485電平的轉換。

上位監控PC機可采用IPC或PC機。操作系統為Windows98。PC機外接臺灣研華公司的ADAM4520實現RS232／RS485的轉換。

2 雙微機通信方案的設計

雙微機數據交換有松耦合和緊耦合兩種方式。松耦合采用數據通信方式進行兩機數據交換，緊耦合采用共享數據存儲器方式進行兩機數據交換。本系統中勵磁控制微機與通信控制微機的數據交換方式為松耦合方式，通信協議自定義。在松耦合方式中可用的數據通信方式有串行異步通信、串行外設接口（SPI）、并行數據通信等，如圖2所示。

串行數據通信方式為一個字節的8個位（低位在前、高位在后）依次傳送，傳送速度慢。為了提高數據交換的速度，采用并行數據交換。并行數據交換與串行數據交換的一個區別是通信時雙微機要進行握手以保證數據可靠傳輸。下面以圖2（c）中的CPU1向CPU2傳送數據為例說明數據傳輸的過程。P2．0為數據準備好控制線，由CPU1控制；P2．1為數據已接收控制線，由CPU2控制。

CPU1發送數據的過程為：CPU1送數據到數據線前應置P2．0為1，并判斷P2．1是否為1，為1則表示CPU2已做好接收數據的準備，CPU1可以送數據到數據線；否則CPU1等待CPU2接收數據。CPU1送數據到數據線后置P2．0為0，這表示CPU1已送數據到數據線。然后判斷P2．1是否為0，若為0則表示CPU2已接收到CPU1傳送的數據，CPU1可進行下一個數據的傳送；否則CPU1等待CPU2接收數據。

    CPU2接收數據的過程為：在CPU2接收來自CPU1的數據前置P2．1為1，并判斷P2．0是否為0，為0表示CPU1已將數據送到數據線上，CPU2可從數據線上讀數；否則CPU2等待CPU1發送數據。CPU2讀入數據后置P2．1為0，這表示CPU2已接收到數據。然后判斷P2．0是否為1，若為1則CPU2可準備接收下一個數據；否則CPU2等待。程序采用C51語言實現，流程圖如圖3所示。

3 上位機與下位機之間的通信協議

通信控制微機與上位PC機之間的通信采用Modbus協議。Modbus協議是一種應用于電子控制器上的協議，通過該協議，控制器之間以及控制器經由網絡（例如以太網）和其它設備之間可以通信，已成為一種通用的工業標準。Modbus協議有兩種傳輸模式：ASCII模式和RTU模式，本系統中采用RTU模式，使用RS485總線。通信格式為：數據幀共11位，1個起始位，8個數據位，兩個停止位，無奇偶校驗位；通信功能碼為：03H（召測），16H（設置）；通信時對數據域進行CRC－16校驗，校驗只針對數據位，不包括起始位、停止位；校驗多項式為G（X）＝X16＋X12＋X5＋1；命令行格式為：地址碼＋功能碼＋數據域＋CRC校驗。

上位PC機要監測勵磁調節器的信息時發送：地址碼＋功能碼（03H）＋起始寄存器地址＋寄存器個數＋CRC校驗碼低字節＋CRC校驗碼高字節。正常情況下，勵磁調節器回送：地址碼＋功能碼（03H）＋數據域字節數＋第1個數據＋第2個數據＋．．．．．．＋第n個數據＋CRC校驗碼低字節＋CRC校驗碼高字節。出錯時，勵磁調節器回送：地址碼＋功能碼（83H）＋錯誤代碼（02H／06H）＋CRC校驗碼低字節＋CRC校驗碼高字節，其中，錯誤代碼“02H”表示“非法數據位置”，“06H”表示“調節器正忙”?？勺x取的勵磁調節器寄存器內容如表1所示。

表1 可讀取的寄存器的內容

數據地址內    容00H

01H

02H

03H

04H

05H

06H機端電壓（Uc）

變換電阻后的電壓（Ut）

勵磁電流實際值（ILc)

電壓給定值（Ug)

勵磁電流給定值（ILg)

可控硅觸發角（a)

勵磁電流額定值（ILe)上位PC機要遠方控制勵磁系統時，需通過設置命令16H來實現，發送：地址碼＋功能碼（16H）＋起始寄存器地址＋寄存器個數（01H）＋數據（1字節）＋CRC校驗碼低字節＋CRC校驗碼高字節，設置時一次只能設置一種參數。正常情況下，勵磁調節器回送：地址碼＋功能碼（16H）＋起始寄存器地址＋寄存器個數（01H）＋ CRC校驗碼低字節＋CRC校驗碼高字節。出錯時，勵磁調節器回送：地址碼＋功能碼（96H）＋錯誤代碼（02H／03H）＋CRC校驗碼低字節＋CRC校驗碼高字節，其中，錯誤代碼“02H”表示“非法數據位置”，“03H”表示“非法數據值”。可設置的勵磁調節器寄存器內容如表2所示。

表2 可設置的寄存器的內容

數據地址內    容00H

01H

02H

03H

04H增勵

減勵

給定電壓

給定電流

恒電壓/電流控制若上位PC機發送除03H和16H外的其它命令，勵磁調節器則將收到的功能碼邏輯或“80H”作為回送幀的功能碼，回送內容為：地址碼＋功能碼＋錯誤代碼（01H）＋CRC校驗碼低字節＋CRC校驗碼高字節。

4 上位機的軟件設計

上位PC機完成人機交互、與勵磁調節器內的通信控制微機進行通信等任務。其軟件用Delphi6．0設計，其中數據庫用Delphi6．0自帶的Paradox數據庫。人機交互功能主要有：對勵磁系統各重要參數（如勵磁電流、機端電壓、可控硅觸發角等）進行實時監測，并可進行圖形化顯示、報表打印、事件順序記錄、越限報警；向勵磁調節器發送增勵、減勵等各種控制命令；操作人員可進行管理等。軟件的另一模塊為通信程序。利用Delphi設計串口通信程序一般有三種方法：一是利用Windows的通信API函數；二是利用第三方提供的通信用動態鏈接庫；三是采用Microsoft或其它公司的通信OCX控件。本系統采用Microsoft公司的MSComm通信OCX控件來設計通信軟件。MSComm是VB中的OCX控件，使用前要將其添加到Delphi中，添加方法如下：選擇菜單“Component”下的子菜單“Import ActiveX Control”，在“Import ActiveX”頁內選擇“Microsoft Comm Control”，點擊“Install”安裝。編程時應注意其Input和Output屬性的數據類型為OleVariant，這與VB和VC不同。

    Modbus通信協議的軟件設計主要為CRC－16校驗碼生成的實現方法。CRC－16校驗碼生成編寫程序有兩種方法：一種為計算法；另一種為查表法。上位機采用計算法。下面為CRC－16的計算過程：

（1）設置CRC寄存器，并給其賦初值FFFF?HEX?。

（2）將全部數據的第一個8bit數據與16位CRC寄存器的低8位進行異或，并把結果存入CRC寄存器。

（3）CRC寄存器整體向右移一位，MSB補零，移出并檢查LSB。

（4）如果LSB為0，重復第三步；若LSB為1，CRC寄存器與多項式碼相異或。

（5）重復第（3）與第（4）步?直到8次移位全部完成。此時一個8bit數據處理完畢。

（6）重復第（2）至第（5）步?直到所有數據全部處理完畢。

（7）最終CRC寄存器的內容即為CRC值。

Delphi6．0環境下CRC－16實現的函數如下：

function CRC16?CRC＿Data?array of Byte?DATA＿Len?integer?? word?

var

CRC16Lo?CRC16Hi?byte? ／／CRC 寄存器

SaveLo?SaveHi?byte? ／／CRC 中間寄存器

GLo?GHi?byte? ／／生成多項式

i?integer? ／／需校驗數據的字節數

Flag?integer? ／／移位的次數（8次）

begin

CRC16Lo?＝byte?＄ff??

CRC16Hi?＝byte?＄ff?? ／／給CRC寄存器賦初值

＄ffff（HEX）

GLo?＝byte?＄01??

GHi?＝byte?＄a0?? ／／多項式碼＄a001（HEX）

for i?＝0 to DATA＿Len－1 do ／／各字節數據

begin

CRC16Lo?＝CRC16Lo xor CRC＿Data?i?? ／／各字節數據

與CRC寄存器進行異或

for Flag?＝0 to 7 do

begin

SaveLo?＝CRC16Lo?

SaveHi?＝CRC16Hi?

CRC16Hi?＝CRC16Hi shr 1? ／／高字節右移一位

CRC16Lo?＝CRC16Lo shr 1? ／／低字節右移一位

if ?SaveHi and byte?＄01??＝byte?＄01? then

／／若高字節LSB為1，則低字節MSB置1

CRC16Lo?＝CRC16Lo or byte?＄80??

if ?SaveLo and byte?＄01??＝byte?＄01? then

／／若低字節LSB為1，則與多項式碼進行異或

begin

CRC16Hi?＝CRC16Hi xor GHi?

CRC16Lo?＝CRC16Lo xor GLo?

end?

end?

end?

CRC16?＝CRC16Lo?256＋CRC16Hi? ／／CRC低字節在

前，高字節在后

篇5

【關鍵詞】高層建筑；暖通空調；設計；要點

0.引言；高層建筑暖通空調設計是一個復雜的系統工程，需要對其中的各種環節進行統籌考慮，利用好周圍的環境，遵循自然發展的規律。建筑的暖通空調設計不能再走過去那種高污染、高消耗的道路，這樣只能讓這個行業逐漸沒落。設計人員在進行設計時要注重暖通空調系統的建設質量，考慮到暖通空調設計時應當遵循舒適、安全、綠色、節能等原則，才能更好地滿足人們對于建筑和居住工作環境的要求，從而達到科學設計。高層建筑暖通空調的設計必須能夠平衡和統籌好高層建筑暖通空調系統的各項功能，在保證使用暖通空調系統下生活工作的人的舒適度的同時，做到穩定、環保，安全、節能運行

一.高層建筑暖通空調設計中存在的問題

1.1 能源消耗

當前，設計人員在進行暖通空調設計時，側重點在冷負荷的設計上，冷負荷的設計需要進行負荷能力計算，在進行計算時，所依照的依據為冷負荷計算公式，對于高層建筑的特殊性，并未充分的考慮，這樣一來，設計完成的暖通空調就存在著不合理的地方，當投入使用時，其所具備的能源消耗是比較大的，同時，在營造室內環境舒適度方面，效果也并不理想。

1.2 實用性

所謂實用性，主要表現在高層建筑的暖通入口。對于高層建筑暖通空調的安裝，具備相應的標準規定，具體說來，在暖通入口處，溫度計等設備是一定要安裝的，同時，還需要對設備的運行狀況進行合理的觀察。不過，在實際的暖通空調入口施工時，室內暖通入口的檢測設備經常會出現短缺的問題。另外，在進行暖通空調設計時，高層建筑后期管理的便利性要充分的考慮進去，因此在進行設計時，室外暖通空調設備的接口設置必須要具備合理性。當前，設計人員在進行暖通空調的設計工作時，并未充分的重視這些問題，從而導致暖通空調所具備的的實用性比較差。

1.3 通風功能

對于不同屬性的高層建筑來說，其對暖通空調的冷負荷要求也不相同，因此，在進行暖通空調的設計及安裝時，高層建筑的屬性也應該在考慮的范圍之內，并根據具體的屬性進行冷負荷的設計。不過在實際的冷負荷計算中，存在的影響因素比較多，這會導致計算偏差的存在，這樣一來，不僅會影響到暖通空調的通風性能，同時也會增加暖通空調能源的消耗。

二.高層建筑暖通空調設計的原則

2.1 可行性原則

在進行暖通空調設計時，可行性原則是必須要堅持的首要原則，只有設計方案具備較強的可行性，才能進行暖通空調的施工。基于此，設計人員在進行暖通空調的設計工作時，應該以相關的規定為基礎，保證設計的科學性。同時，暖通空調安裝的主要目的就是實現供暖，在供暖的過程中，會消耗相應的能源，這會在一定程度上造成環境污染，基于此，在進行設計時，還需要充分的考慮環境保護因素。與其他的建筑物相比，高層建筑的暖通設計所具備的要求比較高，尤其是濕度和溫度兩個方面，要求更是高。這樣一來，在進行設計的過程中，就必須要提升設計的可行性。

2.2 經濟性原則

所謂經濟性，是指在進行暖通空調安裝時，所花費的成本比較低。在進行暖通空調的安裝時，主要包含兩個大的方面，一是硬件設施安裝，比如管道安裝、設備安裝等，一個是軟件設施安裝，這兩個方面的安裝都會花費比較大的的成本，因此在設計階段，就需要保證設計的經濟性，有效的降低安裝的成本。當前，隨著暖通空調行業的發展，暖通空調的型號變得越來越多，不同的型號具備不同的功能，價格也各不相同，在進行設計時，要對暖通空調的選型充分重視，這樣才能保證整個暖通空調安裝過程的經濟性。另外，在設計圖紙時，還需要綜合考慮高層建筑物的特點以及周圍的環境，通過綜合的對比分析，選擇出最優質的暖通空調設計方案。

2.3 可調節性原則

在高層建筑中，不同的季節對暖通空調溫度的要求各不相同，設計人員的設計要充分的考慮這個情況，因此，可調節性原則主要針對的就是暖通空調的使用過程，通過可調節性，保證能夠滿足不同季節的溫度需求。高層建筑在使用的過程中，環境中會存在影響其使用的因素，進行暖通設計時要充分的考慮，通過增強暖通空調的荷載能力來降低影響，從而保證空調的正常運轉。

三.高層建筑暖通空調設計的新思路

3.1 設計科學合理的方案

節能空調系統合理的設計方案是在低能耗、高室內環境品質基礎上完成的，風量能調的置換式送風系統、去濕空調系統、冰蓄冷的低溫送風系統和冷輻射吊頂系統。輻射形式進行供冷的方案設計主要是為了能很好的平衡高層建筑中照明等主要熱源產生的輻射熱量，而冷輻射吊頂必須和置換式送風相結合，使用下送風的方法把新風提供到室內，這樣除了能提供良好的室內熱環境外，還能良好的確保室內空氣的質量。同時，使用空調去濕的設計方案，能在確保室內空氣有良好的質量外，還能降室內的濕度控制在百分之60以下，符合了高層建筑暖通空調設計的需求。

3.2 不同系統的設計

通風系統上，綠色建筑物中的暖通空調必須要有高性能的通風系統，以達到更好的自然通風，因新風在室內的流動會極大的影響人體健康。地源熱泵空調系統上，地源熱泵空調系統是使用地下水、土壤或者江河湖水為冷熱源的一個高效的空調方式，主要是因為這些冷熱源隨處可見，且溫度較為穩定。地源熱泵整年運行的狀況較為穩定，無需其他輔助熱源設備或冷卻設備就能進行冷暖供應。免費供冷空調系統上，亦稱為冷卻塔供冷，有良好的節能降耗效果。一旦室外的空氣濕度和溫度下降到某個定值下后就可以關閉冷水機組，經過冷卻塔的循環冷卻水會提供空調系統冷氣，以供建筑物的冷氣需求。在整個空調冷卻水系統上冷水機組所占的能耗較大，使用冷卻塔供冷技術能不開或者少開冷水機組，有顯著的節能效率。

3.3 安全性原則解決方案

高層建筑作為人口大量聚集的地方，相應的人身財產安全保障必不可少。在建筑暖通空調進行設計時，要考慮在整個建筑布局情況下，如何進行暖通空調系統設計會更加合理。同時還應當考慮到整個建筑中人員的密集程度、人員聚集后使用系統的時間、空調系統廢棄物排放等因素。當有火災發生時，暖通空調系統應當迅速關閉連通管道中的防火閘門，防止有毒有害氣體的擴散。還應當保證當建筑中出現有毒有害氣體時，報警系統以及事故通風系統正常運行，以及在保證人員生命安全的同時要相應地考慮在建筑中重要的物品、設備等其他財產的保護。這樣的暖通空調系統在使用時才可以讓生活工作在建筑中的人感到安適。

四.結語：

綜上所述；研究高層建筑暖通空調設計的要點，探討高層建筑暖通空調設計的新思路，是當前高層建筑，乃至整個建筑行業發展的必經之路。在設計要點上，要將循環水泵的選型、空調負荷、水力平衡裝置、供暖和通風等考慮在內，具備良好的通風、地源熱泵空調和免費供冷空調系統。

[1] 車春鴻. 高層建筑中暖通空調設計的分析探討[J]. 建筑安全，2014（ 04） ： 73 - 75.

篇6

【關鍵詞】供配電設計；電力監控系統；電力應用

一、電力監控系統

隨著社會生活對電力資源的需求量日益增大，多數資源轉化為電能加以利用，電已成為世界上最普遍、通用的能源形式。經濟的高速運行加劇了電負荷，電力系統的安全性受到一定程度的威脅。如何做好供配電的設計及運用意義重大。在滿足社會用電需求，并保證用電安全的前提下，供配電設計中電力監控系統的應用對電力事業的發揮了重要作用。

（一）電力監控系統的組成

電力監控系統管理系統按照監控功能來劃分，可以分為：現場監控層、通信網絡層和系統管理層。

現場監控層是以監控中心為基礎。在實際工作中，現場監控層就像是電力監控設備的“觸角”，能依靠自身的監控設備實現對所有配電設備的監控，并將監控信息通過通信網絡層傳輸給系統監控層。

通信網絡層是以太網為基礎的通信網絡，是電力監控系統當中最為重要的傳輸工作層，它就像電力系統的脈絡，能將現場監控層監控到的信息傳輸給系統監控層，再將系統監控層的指令傳達給監控層。其主要依靠以太網交換機、串口聯網服務器等設備來實現對現場監控層與系統管理層的有效連接。

系統管理層由網絡通信設備、計算機組成，其作用相當于人的“大腦”，能夠對監控層監控到的信息進行分析與研究。通過對已設定的配電規則內容的對比，確定配電系統行為是否正確，若發現行為有誤，還可以通過深入分析，提出解決方案，實現對整個配電系統的有效監督。

（二）電力監控系統的特點

1.先進性

電力監控系統的先進性重點在于監控畫面的高質量，采用MPEG -4 壓縮算法的電力監控系統本身具備較小的資源占有量，可以為信息運行提供相對寬闊的范圍的優勢，同時，其利用人眼的視覺特性， 大量保持圖像視覺效果，也使壓縮后得數據量大為減少。直接利用MPEG -4 壓縮技術提供了清晰的視覺畫面，提高了對供配電的監控效果。

2.靈活性

基于互聯網信息技術而存在的電力監控系統，其所依托的工具也是計算機軟件。計算機軟件的靈活性決定了電力監控系統的靈活性。電力監控系統既可靈活升級軟件，也自由設置參數；既可以無距離限制、及時傳輸圖像信息，還可以實現多人同時監控多點監控。

3.穩定性

目前，電力監控系統使用的是高頻信號優化芯片，具備較高的穩定優勢，其能夠穩定傳遞所有類型的監控信息，并在傳遞過程中自動屏蔽不相關的信號，避免其對信息數據造成干擾，構建平穩的監控系統。

4.保密性

為實現電力系統工作的保密性效果，獨有的IP使得工作人員只能夠在相對應得電力系統IP 下，才能夠實現對整個電力監控系統的操作；換言之，即不同的使用者獲得的監控信息不盡相同。這樣，通過對實用權限的設置，有效防止了監控信息外泄，數據保密性好。

二、電力監控系統在供配電設計中的應用

（一）采集和處理數據

采集和處理數據作為電力監控系統工作的基礎與前提，其重要地位不言而喻。數據采集主要是通過使用儀表進行數據采集的。底層多功能網絡儀表完成采集，數據通過儀表實時顯示，數據的反應的是遠程設備的運行狀態，需要完成數據采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I 、電度W、功率P、頻率f、功率因數COSφ等。為了達到配電監控的自動化和智能化要求，需要對數據進行處理，主要是數據信息的分析、記錄和儲存。處理后的數據信息要存儲到數據庫中，以方便用戶的查詢和輸出。

（二）實現人機交互

電力監控系統可以形成清晰度較高、質量較好的界面，不僅能讓用戶清晰的了解界面內容，還可以將閱讀語言設置成中文，方便用戶能夠快速進行界面內容的閱讀。與此同時，界面操作可以統一進行，減少操作次數，保證操作質量。網絡相連接的界面，能做到實時更新，為用戶提供不同類型的操作界面。操作界面能夠將配電系統的狀態有效的呈現出來，使客戶對電力信息數據有更為全面、細致的了解。例如：通過界面顯示，用戶可以直觀、清晰地掌握供配電實時運行狀況、內容、設備的運行形式及方式等等。人機交互的實現，拉近了用戶與供配電的距離，從而實現了對供配電更有效的監控。

（三）協助供配電記錄事件發生

在電力系統中難免會出現工作故障，因此，在供配電設計中，電力監控系統不僅要對數據進行監控，也要能實現對相關的事件的重點記錄，并做好順序存儲的工作。順序儲存是指當遠方站發生事故時，電力系統會自動記錄電力系統開關或繼電保護動作時的事件順序。實現供配電的順序存儲，只需要預留未知空間即可，不必設定空間大小。

（四）實現遠程查詢

在電力監控系統中，運用計算機網絡控制隔離開關和斷路器以實現對系統的遠程控制的方法，操作簡便，能為工作人員大大減少工作量。與此同時，工作人員可以對運行過程中產生的各種信息，利用遠程的方式，形成查詢報表，方便用戶查詢利用。監控系統也將發揮其信息采集與處理功能，可定期提供有效信息，滿足供配電信息需要。

三、結語

電力事業直接關系到我國社會經濟的發展，電力監控系統的有效應用，具有有力保證我國配電事業設計及運行安全性的重大意義。無論是在數據采集與處理，還是事件記錄與遠程操作，都是電力監控系統中至關重要的環節。在電力監控系統的工作支持下，所有配電工作都能夠被有效的監督，全程保證著供配電系統的高效、安全與穩定。著眼于電力未來發展，電力監控系統的建立與發展，是實現電力系統整體的健康、長遠發展的關鍵。

【參考文獻】

[1]胡媛媛；李樂樂；楊霞.煤礦供電網絡安全監控系統的設計與實現[J].山東煤炭科技，2015（04）：177-178.

[2]殷培峰；馬莉.基于供配電系統多級保護的組態仿真構建[J].電氣自動化，2015（02）：76-78.

篇7

【關鍵詞】電力調度；監控信號事項分析；系統分析與設計 

當前，我國的科學技術發展水平有了非常顯著的提升，人們對電力的要求也呈現出了逐漸增多的趨勢，在這樣的情況下，電力系統也在逐漸的改進和完善，電力調度系統非常廣泛的應用在了電力運行當中，此外，電力調度架空信號事項分析系統作為一個非常關鍵的內容，其設計也是人們十分關心和關注的一個問題。 

1、關鍵技術 

1.1UML建模方法 

1）用例圖。在UML中，其所采用例圖主要是對系統的需求進行分析，其需要根據系統的具體功能進行建模處理，同時還要借助圖形的方式對系統和外部的很多動作在圖形上進行描述，這樣就能夠很好的表達出系統當中不同子系統內部的動作過程，同時還要完成子系統和外部用戶的交換工作。2）交互圖。交互圖最為重要的作用格式就是對系統建模對象當中相互關系進行全面的建模或者是描述處理，UML交互圖像主要有兩種，一個是UML合作圖，一個是UML順序圖。在UML當中，交互圖在建模的時候比較重視的是上下級關系的應用，假如在系統建模時建模人員相對比較關注系統對象交互的順序和系統交互時間上的關系，那么，建模人員所使用的模型就可以得到更為清晰和全面的表示。 

1.2面向對象開發技術 

1）需求分析階段。在這一階段主要是在調研和分析的前提下對目標系統業務的具體內涵進行調查，同時還要準確的把握系統業務的具體流程。對用戶所面臨的具體問題進行全面的調查和分析，此外還要對目標系統需要的管理業務，管理功能等多方面的需求予以全面的了解。2）系統設計階段。在系統設計階段，我們需要做好以下工作。按照系統 功能需求和非功能需求等多方面的信息進行更加清晰和全面的設計，系統設計的過程主要有系統框架的設計和系統具體功能的設計等多個內容，我們需要對系統不同功能模塊的功能點予以全面的分析和明確，在這一過程中需要一個面向對象的設計方法。這樣就可以確定所有的數據內容，還有需要處理的對象。3）系統實現階段。在這一階段需要做好以下幾個工作：按照系統設計階段設計處理的雛形對系統的設計進行細化，使得整個系統的各項性能指標均可以滿足其基本的規范和要求。需要對操作系統、開發語言等等加以確認，同時還要根據設計的方案去確定系統多個對象，此外還要保證各個功能模塊都能在計算機上實現其功能。4）系統測試階段。對上述各個系統功能模塊的性能進行全面的測試，這樣就可以確定胸痛能否正常運轉，其功能是否可以根據說明書的要求正常運行。5）系統配置階段：系統測試階段要將測試系統進行全面的調試和處理，對實現的系統其最終的版本，同時還要在服務器上完成安裝和調試。6）系統維護階段：在這一階段當中，收集系統的用戶在應用了該系統之后，所產生的意見或者是建議都會直接反映出來，對系統運行過程中出現的問題進行全面的修正。按照系統業務自身的建設和發展，要完成系統新功能的開發。 

2、系統設計 

2.1系統設計的原則 

1）可靠性。軟件系統的可靠性通常就是指評價軟件系統在特定的一段時間之內是否能夠達到正常應用的標準，當軟件系統的規模不斷增大的時候，系統的復雜性也會在這一過程中明顯的提升，這個時候，系統的安全性也就非常難以保證本系統對其運行的可靠性有著非常嚴格的要求，這也就說明系統自身需要有避免故障的能力，此外，系統如果出現了故障之后，需要有較好的故障排除的能力，因此，在系統設計和實現的過程中，我們必須要保證系統自身的可靠性。2）可擴展性。系統開發出來后，需要再很長的時間向用戶提供服務，隨著系統運行的時間不斷的推移，系統用戶的需求可能會發生變化，用戶可能需要系統能夠提供新的功能模塊，或者是對現有的系統功能進行升級等，所以，軟件系統必須是可以進行可擴展。可擴展的軟件設計要為以后預留留有升級接口和升級空間。3）可修改性。在軟件設計的時候，我們必須要采取其恰當的設計規則，對軟件開展模塊化的設計，軟件結構體現出軟件自身的靈活性，靈活性越高的軟件，其可修改性就越強。在系統設計中，采用了面向對象分析和設計的方法與原則，單一職責原則和依賴倒置原則等。 

2.2系統結構體系的設計 

本系統以WEB模式為基礎，由服務器和瀏覽器共同組成，通過數據層、服務器層和客戶層三個部分構成三層體系架構。由于只需將瀏覽器和操作系統安裝在客戶端，因而能夠極大簡化客戶端的工作。所有數據庫、程序以及信息都可以集中在服務器中。 

在系統總包圖中，系統主要包括信號采集模塊、信號分析模塊、監控調度模塊、決策支持模塊以及后臺管理模塊。如下圖所示。 

圖1 業務邏輯架構圖 

在上圖當中，系統主要是借助采集設備完成監控信息的采集工作，之后是借助本地信道傳輸到主站，也就是系統的數據庫中心當中，系統對采集到的數據要進行全面的分析和總結，而監控信息的分析結果將直接傳送到系統調度模塊當中，開展系統調度工作。 

3、結語 

電力調度是電力系統建設過程中非常關鍵的一個內容，電力調度監控信號事項分析系統在設計的過程中 需要有很多因素的共同協作，同時其也是一個相對復雜的過程，本文簡要的分析了系統的關鍵技術以及其在設計中的原則和框架體系的設計方法，希望能夠給相關人員提供借鑒。 

參考文獻 

篇8

遠程監控系統的設計

車載柴油發電機遠程監控系統通過INTEILITE NT AMF25 科邁控制器信號采集模塊在本地采集柴油機組的各種信號，通過RS232串口與PLC進行通信。PLC主要通過梯形圖語言來實現對采集的狀態信號執行邏輯、順序、計時、計數及算術運算，根據上位機的輸入信號產生相應的輸出信號。同時PLC與組態顯示屏通信實現實時監控。組態顯示屏在實時監控發電機組運行狀態的同時還可以提供故障報警，以及機組運行數據的實時存儲，以歷史曲線的方式便于查詢。系統控制原理如圖一所示。

系統實現

信號采集。發電機組信號的采集主要以AMF25信號采集模塊為核心，配以分布在柴油機、電機各個部位的電流、電壓互感器、頻率變送器、轉速計、溫度、壓力傳感器等采集來的電站工作狀態各個參數，參數經過處理后進入AMF模塊。AMF模塊對采集到的信號進行處理并判斷是否有故障發生，無故障發生則循環執行問答程序。控制器能實現對機組的運行狀態和故障情況進行本地控制也可以通過RS232通訊接口PLC連接進行各種控制邏輯寫入、參數設置及遠程監控?？赏耆O置的7個輔助輸入（用戶可自編程定義）和7個輔助輸出端，可用于啟動、報警或停機等其他功能。

PLC邏輯控制。PLC可選擇維控可編程控制器，它主要將外部的輸入信號如按鍵、感應器、開關及脈波等的狀態讀取后，依據這些輸入信號的狀態或數值并根據內部儲存預先編寫的程序，以微處理機執行邏輯、順序、計時、計數及算術運算，產生相對應的輸出信號如柴油發電機組的開關、機組合閘分閘的操作。通過電腦或程序書寫器可輕易的編輯/修改程序及監控裝置狀態，進行現場程序的維護與試機調整。 PLC的梯形圖在形式上沿襲了傳統的繼電器電氣控制圖，是在原繼電器控制系統的繼電器梯形圖基礎上演變而來的一種圖形語言。設計中使用的元件如按鈕X、中間繼電器M、時間繼電器T、計數器C、觸點等，都和實際的電氣元件的特性相似。

組態監控程序的實現。車載柴油發電機遠程監控系統的實現主要選擇“MCGS嵌入版組態軟件”。該軟件是基于RTOS （real-timemulti-tasks operating system）實時多任務系統的組態軟件，用戶只需要通過簡單的模塊化組態就可構造自己的應用系統，從而把用戶從繁瑣的編程中解脫出來，使用起來更加得心應手。在車載柴油發電機遠程監控系統實現中為了便于維護，防止錯誤操作帶來的隱患，設計了用戶權限的管理、重要操作的提示等。其次為了便于查詢柴油機組歷史運行狀態，設計了歷史運行曲線查詢功能。在程序的框架上，主控窗口構造了應用系統的主框架，設備窗口是MCGS嵌入版系統與外部設備聯系的媒介，用戶窗口實現了數據和流程的“可視化”。實時數據庫是MCGS嵌入版系統的核心，運行策略是對系統運行流程實現有效控制的手段。

系統運行實時數據的處理。遠程監控主要是對柴油發電機在運行中的實時數據的監控，在實現這一功能時主要使用一個PID算法。首先在循環策略塊中創建一個策略行，在策略行的條件部分可以控制該算法是否啟動，設置循環策略的定時時間，在策略行的功能部分放置腳本程序構件。在實時數據庫中定義如下數據對象：

在設備窗口中加入相應的設備構件，指定ADdat0數據對象和設備的模擬量輸入通道建立連接，指定DAdat0數據對象和設備的模擬量輸出通道建立連接。在策略行的程序構件中編制如下所示的程序：

監控系統運行時，每隔一秒鐘，執行一次上面的程序，從而進行一次PID調節。在程序中，由設定值和采集進來的實際值計算輸出值。而采集和輸出的操作，由系統指揮設備構件來完成，這樣就實現了對機組數據的實時監控。

遠程監控系統運行實況。通過邏輯控制程序編寫、界面設計、硬件連接完成后聯機測試，系統可以成功地完成對柴油發電機組的實時監控。

為了便于監控，在主監控界面下還設計一個用于顯示機組運行數據的歷史曲線界面，系統運行數據通過該界面以曲線的方式顯示。

結語

實踐證明，采用可編程控制器來取代目前很多繼電器等硬件控制電路是可行的，而且具有明顯的優越性。相比使用工控機的監控，使用組態觸摸屏監控可以更加直觀，操作更方便，也更易于維護。本系統只是對柴油發電機組進行監控，實際上對于廣播發射機在具備原有通訊協議和編程協議情況下也是可以實現監控的，故具有廣泛應用前景。

（作者單位：海峽之聲廣播電臺）

參考文獻：

① 福州富昌維控電子科技有限公司：《WECON HMI PLC 可編程程控制器操作手冊》

篇9

【關鍵詞】電力隧道 巡檢 管控

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-1010（2014）-22-0077-05

Design and Implementation of Inspection Control System

for Electric Power Tunnel

YAO Hao， JIANG Dong-na

（Guangzhou Electric Power Design Institute， Guangzhou 510610， China）

[Abstract]Considering the demands on inspector management & control of electric power tunnel， a tunnel inspection control system is proposed in this paper. The system positions and inspects users through wireless network technology. Android smart phone is adopted as handheld terminal which is redeveloped based on HUAWEI Espace. MySQL database is used as monitoring terminal which can implement image upload， tunnel real-time monitoring， sign in and sign out， real-time communications， track playback， fault classification and personnel management， etc.

[Key words]electric power tunnel inspection management control

隨著國民經濟和城市建設的飛速發展，城市用電負荷急劇上升，但在城市密集供電區域無法采用傳統的架空線供電方式。為了更有效地利用管廊資源，越來越多的城市輸電線路采用電力隧道的形式敷設高壓電纜。電力隧道建設在地下5～20m的范圍內，且根據施工方法、管線資源的不同，同一隧道的深度、截面均有所不同。因此，在一般條件下，電信運營商的無線信號無法穿透土層進入隧道，而且由于截面不均、走向復雜，一般的對講機等設備使用也受到諸多限制。

由于隧道的巡檢人員在隧道中常常處于與外界隔絕的狀態，無法及時獲取外部信息，也不能及時回傳自己在隧道內的工作發現。而且一旦發生緊急情況，也無法及時通知外界獲取救援。為了使隧道維護工作更加便捷高效，對于巡檢人員的管理更加規范化，有必要開發一套巡檢管理系統用于隧道的日常維護工作。

1 背景概述

現有的電力電纜通道綜合監控系統主要針對隧道內的設備設施、火災報警、安保系統、環境檢測等系統進行綜合的可視化監控管理，同時為電力電纜溫度、電網狀態信息和其余附屬設備預留相關接口接入[1]，而這些監控系統的網絡通道主要采用EPON（Ethernet Passive Optical Network，以太網無源光網絡）組網方式或工業以太網交換機組網[2]。從這個意義上來說，現有的監控都是后端監控模式，并沒有針對巡檢人員深入隧道后的監控方法。

從現有的電力隧道通信方式而言，主要可采用集群通信;或采用泄漏電纜，引入運營商進行信號覆蓋;或采用有線方式，組成應急通信系統。集群通信由網絡基礎設施和移動臺組成，可進行隧道內與調度臺的語音對講，但帶寬小，主流的TETRA數字集群單載頻4時隙最高可支持28.8kbps[3];泄漏電纜造價比較昂貴且工程施工量大，后期維護較難[4];而采用有線方式組成的應急通信系統則為固定點使用，不能移動。

2 業務需求分析

2.1 現狀調查

截至2013年5月，廣州地區已建成投產的電纜隧道工程主要有泮塘電力隧道、珠江新城電纜隧道麒麟電力隧道等工程，規模約19.8km。2020年廣州市中心城區電力地下廊道建設項目總長為93.61km，遠期整個電纜隧道網總長296km，其中新建主干隧道長度約為178km。而到目前為止，并未形成統一的電力隧道內通信建設方案。

目前主要的方法是采用有線通信的方式，使用隧道工作井處的交換機，放置IP電話。但隨著隧道規模越來越大，這種固定點通信的方式無法適應巡檢維護的需要。

2.2 業務分析

隧道巡檢人員進入隧道進行巡維工作，主要目的是在于對電纜本體、附屬設施及風水電等監控器材進行巡視和維護，并對發現的故障及時上報和處置。因此，其一般的業務需要如下：

（1）音視頻通話：提供基于內網的音視頻通訊功能，同時實現能與外部公網進行語音呼叫。

（2）故障記錄上傳：拍攝故障點并進行問題描述，且將圖片和說明文字上傳至管理中心。

（3）消息接收：接收管理中心發送的文字指令、處置方案等。

（4）定位功能：將巡檢人員在隧道中的位置信息上傳監控服務端。

3 系統設計

3.1 網絡拓撲結構

網絡拓撲結構圖如圖1所示。

本系統終端通過Wi-Fi連接無線網絡，登陸后實時將數據上傳到管理監控服務器中進行處理，管理監控服務器再根據協議判斷是通知管理監控端或是入庫，從而對數據庫服務器或管理監控端進行相應操作，管理監控端直接訪問管理監控服務器來監視終端情況;整個系統部署于同一局域網內。

音視頻通話功能利用IP-PBX（IP Private Branch eXchange，IP用戶級交換機）系統實現。

3.2 隧道內的無線覆蓋方案

隧道內采用Wi-Fi覆蓋方式。而根據隧道的實際情況、巡檢需求等，可以將覆蓋方式分為胖AP（非集中控制型AP）和瘦AP（集中控制型AP）布置。這2種方式區別如下[5]：

（1）胖AP（非集中控制型AP）：具備一定的認證、被網管等功能的AP，不需要無線控制器即可接入網絡。其優點是組網部署簡單快速，造價較低;缺點是不能集中管理，不支持無縫漫游。

（2）瘦AP（集中控制型AP）：僅提供Wi-Fi無線接入、無其它任何功能的AP。其優點是能集中管理，支持無縫漫游;缺點是需配合AC（Access Controller，無線控制器）接入網絡，適用于用戶規模大、AP配置多、需大規模連續覆蓋、有漫游切換需求的場所，造價較高。

3.3 軟件系統的設計

本軟件系統分為語音通訊模塊、管理監控模塊和終端3部分，如圖2所示：

圖2 軟件系統圖

具體描述如下：

語音通訊模塊：實現與內網的音視頻通訊、與外網的語音通訊功能;

管理監控模塊：主要實現終端數據的接收、存儲、定位監控、消息推送等功能;

終端：實現位置上傳、語音通訊、照片上傳、消息查看功能。

（1）電力隧道巡檢管控系統軟件開發

本系統界面主要包含移動終端和監控端2部分。具體描述如下：

移動終端

移動終端登錄后，其主界面如圖3所示。

登錄采用簡單的賬戶輸入框、密碼輸入框加驗證碼輸入框組合進行登錄;登錄后在簽到/簽退處，進入主功能界面的二維碼掃描操作界面，完成巡檢登入/登出記錄。

“我的位置”可供巡檢人員了解自己所處與地面的相對位置;“拍照上傳”功能主要用于拍攝隧道情況并進行分類、文字描述等上傳至監控終端;“設置”功能用于進行客戶端的一般性配置。

監控端

監控端以Web形式展示，登錄后其布局如圖4所示。

監控端主要包括人員管理、故障分類、隧道地圖、歷史軌跡、巡檢記錄和隧道圖片等功能。

監控端可查看人員的實時位置，也可以查看人員過往某一時間段在隧道內的活動軌跡回放;監控端可接收巡檢人員發回的隧道情況實時記錄，也可以查看某一時間段的故障或故障分類，并作出統計;監控端可與巡檢人員進行音視頻通話，或者直接發送文字化的工作指令至巡檢人員的手持終端。

（2）數據結構設計

數據及時備份功能是在系統出現故障后可以及時恢復，把因系統故障造成的損失降到最小?？刹捎秒p機熱備份，一臺機器出現故障可自動切換到備份機器上，不影響系統的正常運行。

數據表主要包括如下信息：

用戶信息表：存儲用戶基本信息，包括賬號、密碼、姓名、手機號碼等;

用戶分組表：存儲用戶分組信息;

操作描述表：用于定義操作的標示、說明及參數等;

用戶日志表：記錄用戶所做的所有操作;

用戶日志備份：為提高性能會定時將用戶日志表中數據轉存于此。

4 測試結果

本項目在廣州電網珠江新城隧道中搭建了試驗網絡進行實地測試。該隧道長約1.2km，截面直徑約為2.3m*2.3m，測試相關情況如表1所示：

表1 測試情況

測試要素 說明

部署AP數量 24臺室外型AP

AP發射功率 500mW（2.4G Wi-Fi）

AP天線類型 全向天線

終端數量 4臺

終端型號 華為P6、三星S4、索尼Z1、

三星N5100（平板電腦）

測得終端平均接入網絡時間 2.2s

測得終端平均定位時間 3.4s

其他主要功能測試如下：

（1）圖片回傳及分類

圖片回傳監控終端界面如圖5所示。

（2）語音通話

可實現手持終端與監控終端、手持終端之間的音視頻通話。由于設備受限，手持終端與公網用戶通話未測試。

（3）消息傳遞

可實現手持終端與監控終端、手持終端之間的文字消息傳遞。

（4）軌跡回放

可以選擇特定時間段、監控人進行軌跡回放?；胤挪捎么螯c方式記錄，間隔時間可自行設置調整。

5 結語

本文所提出的電力隧道管控系統主要針對巡檢人員在隧道內的活動進行管理，有利于發現問題并及時處理，可提升隧道運維的安全性和高效性。但該系統還有部分功能需進一步完善，如隧道地圖導入、歷史軌跡回放等，以期達到運行部門精細化管控的要求。

參考文獻：

[1] 胡松軍，朱琦鋒，秦歡. 電力電纜隧道綜合監控系統的應用[J]. 特種結構， 2009，26（6）： 104-106.

[2] 劉穎，賀紹鵬，郭小凱. 電力隧道視頻及環境監控系統的網絡結構方案之比較[J]. 機電信息， 2013（9）： 153-154.

[3] 郭強. TETRA數字集群數據傳輸設備的工業應用[J]. 移動通信， 2011（6）： 59-62.

篇10

【關鍵詞】廣播電視;信號傳輸;監控技術

在這個信息技術飛速發展的時代里，電視機從珍稀到普及，這個過程很短，這得益于我國科學家和研發人員的不懈努力，正是有了前一代人的不懈努力，才有了廣播電視信號系統中發射監控技術蓬勃發展的今天，正所謂前人栽樹后人乘涼，我們應該汲取前人艱苦樸素的時代精神，將其發揚光大，爭取給廣大電視觀眾帶來一個更加美好的視聽感受。

1廣播電視信號系統中的發射監控技術

事實證明，隨著社會經濟的推動，廣播電視不僅可以滿足廣大電視觀眾的視覺需求，還可以促進民族團結，維護國家穩定。所以，廣播電視信號系統中的發射監控技術顯得格外的重要，但是現在的電視廣播信號系統還有很多的弊端，比如說：沒有系統的規章制度去管理這個廣播電視信號系統，廣播電視信號系統不穩定，容易受到其他的信號干擾，造成信號傳輸的不穩定，影響廣大電視用戶得視覺感受，所以，才需要廣播電視信號系統中的發射監控技術對其進行監控，，在實際情況中，廣播電視信號系統中的發射監控技術還是有很多優勢的不僅可以幫助廣播電視在編的工作人員及時有效的了解廣播電視信號傳輸的運作情況，還可以在廣播電視信號有問題的時候，及時發現問題，及時找到發生問題的具置，幫助工作人員提高了檢查錯誤，解決問題，糾正錯誤的工作效率，實現廣播電視的安全運作。廣播電視信號還具有操作方法簡單，獲取的相關信息準確率高，能夠幫助廣播電視臺的在編工作人員提供相應的工作依據，并且還可以與外網進行數據資源的共享，及時有效地解決各種干擾問題，維持廣播電視的安全運作，給廣大電視用戶更加便利、快捷、安全、高效的視覺體驗。

2廣播電視信號系統抗干擾的方法

廣播電視信號系統最大的弊端就是抗干擾能力差，容易受到其他的信號的干擾，在實際情況中，大多數都是高頻干擾（高頻信號主要包括大氣中電磁波發射的干擾，接地線的干擾，取樣信號的干擾等等），造成信號傳輸的不穩定，使傳輸到廣大電視信號用戶家的電視信號質量不高，轉換出來的電視信號質量比較低，影響用戶的視覺體驗，那么，我們應該如何提高廣播電視信號系統的抗干擾能力呢？下面，我就提出幾個有效解決廣播電視信號系統受到其他信號干擾的方法：

2.1定期組織相關人員去學習我國的廣播電視信號系統中的發射監控

技術起步與西方發達國家比起來，相對較晚，雖然比一些國家發達，但比西方發達國家還有一定的差距，技術水平還不是很成熟，也可以說還很落后，所以我們應該組織相關人員去其他國家和地區進行學習和考察，學習和汲取一些新的，先進的廣播電視信號系統中的發射監控技術的相關知識，俗話說的好“活到老，學到老。”去學習廣播電視信號系統中的發射監控技術不是照搬照抄，而是應該取其精華，去其糟粕，有選擇性的學習，不斷地完善自己，總結自己的不足，讓廣播電視傳輸系統中的發射監控系統更加完善，可以更加快速，更加高效的檢測到廣播電視信號系統中的問題，可以更加高效，迅速的解決這些個問題。這就要求我門去國外考察的相關工作人員和科學家可以更好地將學到的知識與中國的國情相結合，從而制定和創造出一種更符合中國國情的廣播電視信號系統中的發射監控裝置，令廣大的廣播電視用戶更方便，更快捷的電視體驗。

2.2工作人員對廣播電視信號系統進行實時的檢測

廣播電視用戶的人數越來越多，廣播電視信號系統的負載也越來越大，所以對于廣播電視信號系統的發射監控裝置的常規檢查也是必不可少的，重要性也越來越大。廣播電視總局應該安排相應的工作人員對其進行實時的檢測，一旦廣播電視信號系統中的發射監控裝置有什么異常，及時向上級領導匯報，及時有效的發現問題，解決問題，從根源解決問題。相關部門應該制定一定的制度，定期對廣播電視信號系統進行檢查，遇到問題，及時解決。建立相關的執法部門，對廣播電視信號系統中的發射監控系統進行抽查，保證廣播電視信號系統的正常運行。如果廣播電視信號中的發射監控系統出現了什么問題，那么會造成不可估計的后果和無法彌補的損失，所以，廣播電視臺的在編人員對于廣播電視信號系統中的發射監控裝置的實時監測作用和意義非常重大的。

2.3加強對廣播電視信號系統中的發射監控技術的改進

如果把廣播電視信號比作成一個人，那么廣播電視信號中的發射監控技術就是這個人的免疫系統，這可謂非常的重要，人如果沒有有了免疫系統，那么將會變得不堪一擊，人的免疫系統每天都會進行新城代謝，不斷地完善自己，其實廣播電視信號的發射監控技術也是這樣，在這個信息飛速發展的時代里，科技每天都在進步，真的可以用日新月異來形容，如果廣播電視信號系統中的發射監控技術不能及時的升級，那么將會被新的，更先進的病毒之類的干擾所攻擊，變得不堪一擊，所以，廣播電視臺的在編人員對于廣播電視信號系統中的發射監控裝置的實時監測作用和意義非常重大的。為了給廣大電視用戶最優質的電視體驗，必須得對廣播電視信號系統中的發射監控技術進行改進，進行升級，據我所知，電視傳輸的效率越高，用戶的電視體驗更好，電視畫面更加清晰，用戶的滿意度越高。所以對于廣播電視信號系統中的發射監控技術的升級換代是很重要的，是必不可少的。

3結束語

廣播電視與我們的生活息息相關，這是關系到我們老百姓的事情，所以，廣播電視信號系統中的發射監控技術的必須得提高，不能出現任何的紕漏。經常進行檢修，防患于未然。積極主動的去學習先進的有關廣播電視信號系統發射監控技術的相關知識，并將理論與實踐相結合，努力創新，改中國制造為中國創造，給我們老百姓提供更加便利的生活服務和更加優質的視覺享受體驗。

參考文獻

[1]劉曉威.廣播電視信號系統發射監控技術問題分析[J].信息通信,2015(02).

[2]孫曉生.廣播電視信號的傳輸及檢測方法分析[J].現代工業經濟和信息化,2016(07).