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遠(yuǎn)程控制技術(shù)論文范文第1篇

關(guān)鍵詞：電氣控制；PLC技術(shù)；自動(dòng)化；無人值守

1 引言

隨著可編程邏輯控制器（PLC）技術(shù)的逐漸發(fā)展，很多工業(yè)生產(chǎn)要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的功能，都采用PLC來構(gòu)建自動(dòng)化控制系統(tǒng)，尤其是對于一些電氣控制較為復(fù)雜的電氣設(shè)備和大型機(jī)電裝備，PLC在電氣化和自動(dòng)化控制方面具有獨(dú)到的優(yōu)勢，如順序控制，可靠性高，穩(wěn)定性好，易于構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化和遠(yuǎn)程化控制，以及實(shí)現(xiàn)無人值守等眾多優(yōu)點(diǎn)?；诖?，PLC技術(shù)逐漸成為工業(yè)電氣自動(dòng)化控制的主要應(yīng)用技術(shù)。

本論文主要結(jié)合數(shù)控機(jī)床的電氣化功能的改造，詳細(xì)探討數(shù)控機(jī)床電氣化改造過程中基于PLC技術(shù)的應(yīng)用，以及PLC技術(shù)在實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化控制功能上的應(yīng)用，以此和廣大同行分享。

2 數(shù)控機(jī)床的電氣化改造概述

2.1 數(shù)控機(jī)床的主要功能

數(shù)控機(jī)床是實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工、制造和生產(chǎn)中應(yīng)用的最為廣泛的一類機(jī)電設(shè)備。數(shù)控機(jī)床依托數(shù)控化程序，實(shí)現(xiàn)對零部件的自動(dòng)切削和加工。但是目前我國仍然有超過近1000萬臺的數(shù)控機(jī)床，主要依靠手動(dòng)控制完成切削加工，無法實(shí)現(xiàn)基本的電氣化和自動(dòng)化控制。為此，本論文的主要的目的是基于PLC控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的電氣化改造，主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1） 數(shù)控機(jī)床的所有電機(jī)、接觸器等實(shí)現(xiàn)基于PLC的自動(dòng)化控制；

（2）數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由PLC控制自動(dòng)完成，無需人工手動(dòng)干預(yù)；

（3） 自動(dòng)檢測零部件切削過程中的相關(guān)參數(shù)，如加工參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)等等；

（4） 結(jié)合上位機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程控制，以達(dá)到無人值守的目的。

2.2 電氣化改造的總體方案

結(jié)合上文對于數(shù)控車床的電氣化、自動(dòng)化改造的功能要求，確定了采用上位機(jī)與下位機(jī)結(jié)合的自動(dòng)化改造方案。該方案總體結(jié)構(gòu)分析如下：

（1） 上位機(jī)借助于工控機(jī)，利用工控機(jī)強(qiáng)大的圖像處理能力，重點(diǎn)完成數(shù)控車床的生產(chǎn)組態(tài)畫面顯示，以及必要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的傳輸、保存、輸出，同時(shí)還要能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)控制指令的下達(dá)，確保數(shù)控車床能夠自動(dòng)完成所有切削加工生產(chǎn)任務(wù)。

（ 2）下位機(jī)采用基于PLC技術(shù)的電氣控制模式，由傳感器、數(shù)據(jù)采集板卡負(fù)責(zé)采集數(shù)控車床的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)等所有參數(shù)，由PLC實(shí)現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算，并傳輸給上位機(jī)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的圖形化顯示和保存；另一方面，PLC控制系統(tǒng)還接收來自于上位機(jī)的控制指令，實(shí)現(xiàn)對數(shù)控車床的遠(yuǎn)程控制。

（3） 對于數(shù)控車床最為關(guān)鍵的控制――進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制，利用PLC+運(yùn)動(dòng)控制板卡的模式實(shí)現(xiàn)電氣化和自動(dòng)化的控制。具體實(shí)現(xiàn)方式為：選用合適的運(yùn)動(dòng)控制板卡，配合PLC的順序控制，對進(jìn)給軸電機(jī)實(shí)現(xiàn)伺服運(yùn)動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)對數(shù)控車床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)化控制。

3 數(shù)控車床電氣化自動(dòng)控制改造的實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)改造結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

數(shù)控車床的電氣化自動(dòng)控制改造，其整體結(jié)構(gòu)如下圖1所示，其整體結(jié)構(gòu)主要由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：

3.1.1 底層設(shè)備

底層設(shè)備主要包括兩個(gè)方面，首先是實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床自動(dòng)切削加工運(yùn)轉(zhuǎn)等基本功能的必要電氣、機(jī)電設(shè)備，如電源模塊、電機(jī)模塊等，這些機(jī)電設(shè)備能夠保證數(shù)控車床的基本功能的穩(wěn)定可靠的實(shí)現(xiàn)；其次，底層設(shè)備還包括各類傳感器，比如監(jiān)測電機(jī)轉(zhuǎn)速、溫度的速度傳感器和溫度傳感器，監(jiān)測進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng)進(jìn)給量的光柵尺等，這些傳感類和數(shù)據(jù)采集類設(shè)備為實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床自動(dòng)化控制提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源。

3.1.2 本地PLC站

本地PLC站主要負(fù)責(zé)接收底層傳感設(shè)備傳送過來的傳感參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)及其他檢測參數(shù)，通過內(nèi)部程序的運(yùn)算，判斷整個(gè)數(shù)控車床的工作狀態(tài)，并將其中的重點(diǎn)參數(shù)上傳到遠(yuǎn)程控制終端進(jìn)行數(shù)據(jù)的圖形化顯示、存儲、輸出打印等操作；另一方面，本地PLC站同時(shí)還接收來自于遠(yuǎn)程控制終端所下達(dá)的控制指令，比如停機(jī)、啟動(dòng)等控制指令，PLC站通過對相應(yīng)執(zhí)行器（比如電機(jī)）的控制，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的功能。

3.1.3 遠(yuǎn)程控制終端

遠(yuǎn)程控制終端主要是依賴于工控機(jī)實(shí)現(xiàn)的上位機(jī)數(shù)據(jù)管理和狀態(tài)監(jiān)控，需要專門開發(fā)一套面向數(shù)控車床加工、生產(chǎn)和自動(dòng)控制的軟件程序，以實(shí)現(xiàn)對數(shù)控車床的遠(yuǎn)程化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化控制，真正實(shí)現(xiàn)無人值守的功能。

基于PLC的數(shù)控車床電氣自動(dòng)化改造框圖

3.2 PLC電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

本研究論文以CK6140普通數(shù)量機(jī)床為具體研究對象，詳細(xì)探討其電氣化、自動(dòng)化控制的改造。通過上文對機(jī)床改造方案和結(jié)構(gòu)功能的分析，可以確定整個(gè)機(jī)床電氣化、自動(dòng)化改造，一共需要實(shí)現(xiàn)14個(gè)系統(tǒng)輸入，9個(gè)系統(tǒng)輸出。結(jié)合控制要求，這里選用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC，輸入回路采用24V直流電源供電方式。根據(jù)對數(shù)控機(jī)床的各模塊控制功能的分析，選用合適的接觸器、繼電器、開關(guān)、輔助觸點(diǎn)等電氣控制元件，與PLC共同實(shí)現(xiàn)對電氣設(shè)備的控制，比如PLC通過接觸器控制電機(jī)模塊，PLC通過繼電器控制電磁閥等部件，從而完成基于PLC控制的數(shù)控車床電氣化改造。

4 結(jié)語

隨著電氣設(shè)備的越來越復(fù)雜，工業(yè)生產(chǎn)對于電氣控制的要求也越來越高，基于PLC的自動(dòng)化控制技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，逐漸成為了當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)控制中的主流技術(shù)之一。采用PLC技術(shù)最大的優(yōu)勢在于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制同時(shí)具有較高的可靠性和抗干擾能力，極大的避免了由于采用單片機(jī)技術(shù)而造成的系統(tǒng)不穩(wěn)定現(xiàn)象。本論文結(jié)合電氣控制詳細(xì)探討了PLC自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，給出了具體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例，對于進(jìn)一步提高PLC自動(dòng)化技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用具有很好的指導(dǎo)和借鑒意義。

遠(yuǎn)程控制技術(shù)論文范文第2篇

關(guān)鍵詞：水泵；遠(yuǎn)程控制；物聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號：TP391.41

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2015.09.017

0 引言

由于我國的地理位置情況，我國的氣候受季風(fēng)影響較大，降水量的地區(qū)、時(shí)間分布不均勻，從而導(dǎo)致河流的流量和水位變化較大。以我國秦嶺淮河以北、黃河流域下游地區(qū)為例，每年七八月份，由于亞熱帶季風(fēng)影響，降雨量驟升，河流水量劇增，水位快速上升，從而會引發(fā)洪澇災(zāi)害，從而導(dǎo)致大量的生命、財(cái)產(chǎn)損失。產(chǎn)生洪澇的原因除了降雨之外，還有一些其他的氣象和水文因素，例如：溫度、濕度、降水間隔、水流流速、風(fēng)速、風(fēng)向等。而隨著氣象技術(shù)、傳感器技術(shù)的發(fā)展與成熟，人類已經(jīng)可以獲取到持續(xù)的氣象和水文數(shù)據(jù)；同時(shí)，隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，大數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù)的成熟，對長期的氣象、水文數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和挖掘已經(jīng)成為了可能，從歷史的信息中挖取和洪澇災(zāi)害有關(guān)的信息，從而進(jìn)行防洪預(yù)警已經(jīng)成為了當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。

氣象與水文是洪澇災(zāi)害的客觀原因，同時(shí)，洪澇災(zāi)害往往也由一些人為原因造成，比如排水能力差，排水不及時(shí)，防洪工程響應(yīng)不及時(shí)，質(zhì)量不過關(guān)等因素。針對質(zhì)量不過關(guān)等問題，政府需要加強(qiáng)對水利T程質(zhì)量的監(jiān)管力度。而針對響應(yīng)不及時(shí)等問題，即可通過數(shù)據(jù)分析、預(yù)測方法配合防洪設(shè)備的遠(yuǎn)程控制等技術(shù)來解決。以泵站為例，可用本論文設(shè)計(jì)的泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)水泵的遠(yuǎn)程啟動(dòng)與調(diào)整，調(diào)整排水量，從而減輕洪澇災(zāi)害的影響。

針對洪澇災(zāi)害這一問題，本文提出了基于結(jié)構(gòu)化支持向量機(jī)（Structured Support Vector Machine）的泄洪聯(lián)動(dòng)技術(shù)研究。通過歷史的洪澇信息訓(xùn)練學(xué)習(xí)模型，并根據(jù)觀測到的水文信息對洪澇災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測，生成各水泵的工作策略向量。并根據(jù)該向量通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行水泵的控制與調(diào)度，盡可能預(yù)防洪澇災(zāi)害。

1 基于結(jié)構(gòu)化支持向量機(jī)的泄洪聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)

防洪泄洪作為水利水文監(jiān)控系統(tǒng)的重要功能需求之一，如何準(zhǔn)確地進(jìn)行洪澇信息的預(yù)測預(yù)警，實(shí)現(xiàn)其智慧化是目前國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。目前較為經(jīng)典應(yīng)用較廣的洪水預(yù)測調(diào)度模型主要包括流域水文模型（如新安江模型）、河道演算水文學(xué)和水力學(xué)模型（如Muskingum Method、動(dòng)力波演進(jìn)模型）和據(jù)流域特制模型（如陜北模型、河北雨模型）。在“新安江模型”中檢測站實(shí)時(shí)監(jiān)測流域溫度、相對濕度、河流徑流量等；然后對所采集監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘處理，通過各種擬合方法確定該地區(qū)植被覆蓋面積、土壤滲透系數(shù)、飽和蓄水量等相關(guān)水文參數(shù)的置信區(qū)間；最后在已確立的模型基礎(chǔ)上對水文數(shù)據(jù)（如降水量、水位等）進(jìn)行演算，修正模型參數(shù)。目前來說，國外的河流代表模型有TOPMODEL模型（Topography BasedHydrological Model）和SWAT模型（Soiland WaterAssessment Tool）等。

結(jié)構(gòu)化支持向量機(jī)（Structured Support VectorMachine）是一種機(jī)器學(xué)習(xí)算法，它泛化了機(jī)器學(xué)習(xí)中支持向量機(jī)（Support Vector Machine）的分類器（classifier），從而使得其可以預(yù)測復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)化支持向量機(jī)可以用于預(yù)測樹狀結(jié)構(gòu)（Tree），有序表結(jié)構(gòu)（Sequence），當(dāng)然也可以用于預(yù)測向量（Vector）。在實(shí)際的水文信息分析中，往往需要考慮到眾多的影響因素，比如上文提到的降雨量、降雨間隔、水位、濕度、溫度等，這些影響因素也被成為分析問題的指標(biāo)。

而對于氣象和水文信息而言，這些指標(biāo)往往存在以下兩大特征：

指標(biāo)規(guī)模龐大：

對于水文數(shù)據(jù)而言，由于每時(shí)每刻的氣象和水文情況都在改變，即每時(shí)每刻都有新數(shù)據(jù)產(chǎn)生，數(shù)據(jù)規(guī)模龐大。而且對于氣象和水文信息而言，一段較長時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)才對分析工作有著重要作用，往往需要分析一年，十年甚至一世紀(jì)的數(shù)據(jù)才能得到有效分析結(jié)果，因此，對于指標(biāo)而言，數(shù)據(jù)規(guī)模龐大是一個(gè)明顯的特征。

指標(biāo)之間存在重疊：

水文數(shù)據(jù)指標(biāo)間往往不是獨(dú)立的，而是存在重疊的，比如降雨指標(biāo)會影響水位指標(biāo)，也會影響濕度指標(biāo)。這些重疊的指標(biāo)一方面會導(dǎo)致分析問題變難，分析工作變重，也會導(dǎo)致大量的計(jì)算浪費(fèi)。

針對以上問題，本文首先采用主成分分析法來降低數(shù)據(jù)的維度，即只選取關(guān)鍵的指標(biāo)，從而減少重疊指標(biāo)造成的影響，也可以顯著的減少計(jì)算量，再引入結(jié)構(gòu)化支持向量機(jī)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)處理。本方法旨在利用降維的思想，把多指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個(gè)綜合指標(biāo)。其步驟如下：

2 基于結(jié)構(gòu)化支持向量機(jī)的泄洪聯(lián)動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)

本文設(shè)計(jì)的泄洪聯(lián)動(dòng)技術(shù)主要涉及到以下兩部分工作：1）通過主成分分析法對數(shù)據(jù)進(jìn)行降維，從而減少計(jì)算量和由數(shù)據(jù)重疊問題造成的結(jié)果不準(zhǔn)確；2）通過結(jié)構(gòu)化支持向量機(jī)根據(jù)歷史的氣象、水文信息對水泵策略進(jìn)行預(yù)測。而這兩部分則均為數(shù)據(jù)分析任務(wù)，計(jì)算量較大，計(jì)算速度較慢，因此本文將以上兩個(gè)算法作為離線程序，每天定時(shí)運(yùn)行，生成相應(yīng)的結(jié)果，便于管理員進(jìn)行決策。數(shù)據(jù)的輸入系統(tǒng)包括：

（1）泵站采集數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

泵站采集數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對泵站數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測，功能主要包括：統(tǒng)計(jì)和記錄主要電氣設(shè)備的動(dòng)作（將系統(tǒng)采集到的泵機(jī)運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理并保存）；事故及異常統(tǒng)計(jì)記錄；參數(shù)越限統(tǒng)計(jì)（對參數(shù)越限等異常進(jìn)行必要的統(tǒng)計(jì)，同時(shí)在必要時(shí)進(jìn)行警示，并可根據(jù)需求生成報(bào)表）；運(yùn)行日志及報(bào)表打印。

（2）遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制系統(tǒng)

可通過本系統(tǒng)所設(shè)計(jì)開發(fā)出的主體水利信息化管理軟件來對泵機(jī)進(jìn)行啟停控制。系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，按照預(yù)設(shè)控制參數(shù)和模型實(shí)現(xiàn)對泵站機(jī)組的自動(dòng)控制。站點(diǎn)泵機(jī)的控制可通過切換開關(guān)轉(zhuǎn)換到“手動(dòng)操作”或者“遠(yuǎn)程控制”。

當(dāng)控制方式被切換到遠(yuǎn)程控制方式時(shí)，除了站點(diǎn)值守人員操作站點(diǎn)上位機(jī)實(shí)現(xiàn)對機(jī)組的控制外，中控室和有權(quán)限人員也可以直接實(shí)現(xiàn)對站點(diǎn)設(shè)備的相應(yīng)控制，從而實(shí)現(xiàn)泵站的少人甚至無人操作，大大減輕人員工作量。

在現(xiàn)場安裝的傳感終端遠(yuǎn)程監(jiān)測模塊，完成對站內(nèi)機(jī)組、電氣設(shè)備及周邊設(shè)施環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)提供和管理上位機(jī)的遠(yuǎn)程通訊接口。通過485串行總線等通信方式，站點(diǎn)管理人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)測該站點(diǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和了解各操作中的主要工作過程。

站點(diǎn)監(jiān)測的對象主要包括：機(jī)組電壓、電流；機(jī)組溫度；水位等。

站點(diǎn)上位機(jī)對監(jiān)測的數(shù)據(jù)可以以數(shù)字和圖形兩種形式進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，它通過各種動(dòng)態(tài)的圖文來表示整個(gè)泵站各種設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)，給人以生動(dòng)、直觀的操作效果。

（3）泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件系統(tǒng)

泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件系統(tǒng)是為了實(shí)現(xiàn)抗旱與排澇泵站組成的泵站集群的信息化、智能化的開發(fā)、管理，因此是整個(gè)系統(tǒng)的核心組成部分之一。通過該軟件系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)顯示各個(gè)分站的運(yùn)行情況，如泵機(jī)電壓電流、泵機(jī)溫度、進(jìn)水口水位、排灌量等重要信息。遠(yuǎn)程控制機(jī)組的啟、停轉(zhuǎn)換；且能對系統(tǒng)故障進(jìn)行白診斷，能有效地保護(hù)機(jī)組的安全運(yùn)行，進(jìn)而幫助運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)事故隱患等。

基于主成分分析法的水文信息降維法關(guān)鍵算法實(shí)現(xiàn)：

1.標(biāo)準(zhǔn)化矩陣：

function std=cwstd（vector）

cwsum=sum（vector.1）；%對列求和

[a，b]=size（vector）；%矩陣大小，a為行數(shù)，b為列數(shù)

for i=l：a

for j=l：b

std（i，j）=vector（i，j）/cwsum（j）；

end

end

2.計(jì)算主成分：

Function result=cwfac（vector）；

std=CORRCOEF（vector）%計(jì)算相關(guān)系數(shù)矩陣

[vec，val]=eig（std）%求特征值（val）及特征向量（vec）

newval=diag（val）；

[y，i]=sort（newval）；%對特征根進(jìn)行排序，y為排序結(jié)果，I為索引

For z=1：1engm（y）

newy（z）=y（1ength（y）+l-z）；

end

rate=y/sum（y）；

newrate=newy/sum（newy）

sumrate=0：

newi=[]；

for k=length（y）：-l：l

sumrate=sumrate+rate（k）；

newi（length（y）+l-k）=k；

if sumrate>0.85 break；

end%記下累積貢獻(xiàn)率大85%的特征值的序號放入newi中

end

基于結(jié)構(gòu)化支持向量機(jī)的泵站策略預(yù)測關(guān)鍵算法實(shí)現(xiàn)如下：

pann.pattemS=pattems；

pann.1abels=labels；

pann.10ssFn=@lossCB；

parm.constraintFn=@constraintCB；

pann.featureFn=@featureCB；

parm.endIterationFn=@iterCB；

parm.dimension=10；%經(jīng)過主成分分析法后的數(shù)據(jù)維度為10

pann.verbose=l；

1nodel=svm_stmct_1eam（'-c 10-o 2-v l-e 0.00l'，pann）；

遠(yuǎn)程控制技術(shù)論文范文第3篇

目前的智能家居系統(tǒng)主要基于互聯(lián)網(wǎng)，針對目前中國廣大農(nóng)村互聯(lián)網(wǎng)缺乏而移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)普遍存在等現(xiàn)狀，本文設(shè)計(jì)了基于移動(dòng)通信的家居控制與安全系統(tǒng)。系統(tǒng)利用GSM網(wǎng)絡(luò)與TC35模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制通信，利用學(xué)習(xí)型紅外遙控模塊實(shí)現(xiàn)對家電的萬能遙控，利用315M超再生無線通信及人體紅外感應(yīng)實(shí)現(xiàn)防盜報(bào)警，是農(nóng)村普及智能家居系統(tǒng)的良好設(shè)計(jì)方案。

【關(guān)鍵詞】智能家居 GSM 學(xué)習(xí)型紅外遙控 人體紅外感應(yīng)

1 前言

21世紀(jì)是信息化的世紀(jì)，人類對計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的依賴程度越來越高。智能家居是通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將居室內(nèi)的各種設(shè)備（如家電、照明、窗簾、安防等）連接到一起，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程家電控制、照明控制、窗簾控制、防盜報(bào)警、環(huán)境監(jiān)測等功能。但目前這些先進(jìn)的智能家居技術(shù)大都是應(yīng)用在城市高檔小區(qū)中，而在廣大農(nóng)村和偏遠(yuǎn)山區(qū)卻因?yàn)楦鞣N限制而難以推廣。但是隨著家電和手機(jī)在農(nóng)村的普及，利用GSM網(wǎng)絡(luò)可構(gòu)建簡單的智能家居系統(tǒng)，讓廣大農(nóng)民享受信息技術(shù)所帶來的生活便捷。本文的主要內(nèi)容就是利用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)為農(nóng)村等互聯(lián)網(wǎng)不發(fā)達(dá)地區(qū)設(shè)計(jì)符合最基本要求、便捷實(shí)用的智能家居系統(tǒng)，作為推廣智能家居系統(tǒng)的一種過渡性設(shè)計(jì)。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的基本功能：正常情況下，用戶通過手機(jī)遠(yuǎn)程向系統(tǒng)發(fā)短信，系統(tǒng)根據(jù)短信編碼，遙控家中電器（如空調(diào)、窗簾等）的啟停，也可撥打系統(tǒng)電話進(jìn)行環(huán)境監(jiān)聽，當(dāng)有盜賊闖入室內(nèi)或其它異常狀況出現(xiàn)時(shí)，啟動(dòng)大功率聲光報(bào)警器，自動(dòng)撥打報(bào)警電話和戶主電話并短信通知。

2.1 硬件結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括STC89系列單片機(jī)作為控制模塊，西門子TC35模塊作為GSM遠(yuǎn)程通訊，315M超再生無線收發(fā)模塊作為室內(nèi)中短程通訊，紅外釋熱防盜模塊，HX1838紅外一體化接收及紅外發(fā)射二極管作為紅外學(xué)習(xí)及家電遙控模塊，其它傳感器電路（如溫度、濕度、煙霧等），聲光報(bào)警器電路，鍵盤輸入及1602LCD顯示電路。

2.2 遠(yuǎn)程控制通信模塊

全球移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的移動(dòng)電話標(biāo)準(zhǔn)，具有普及度高，幾乎無網(wǎng)絡(luò)盲點(diǎn)，只要會打電話、發(fā)短信就能操作，在使用飛信、微信等工具發(fā)短信控制的情況下更是無需任何額外開支。

TC35 GSM模塊具有成本低、技術(shù)成熟穩(wěn)定等特點(diǎn)，由供電模塊（ASIC）、閃存、ZIF連接器、天線接口等組成。其核心基帶處理器主要處理GSM終端內(nèi)的語音和數(shù)據(jù)信號，并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)備中的所有模擬和數(shù)字功能。引腳16～23為數(shù)據(jù)輸入/輸出，其接口是一個(gè)串行異步收發(fā)器，符合RS232接口標(biāo)準(zhǔn)，硬件握手信號用RTS0/CTS0，軟件流量控制用XON/XOFF，支持標(biāo)準(zhǔn)的AT命令集，與單片機(jī)通過串口進(jìn)行通訊，引腳24～29連接SIM卡，引腳35～38為語音輸入/輸出接口，連接話筒和揚(yáng)聲器。單片機(jī)通過AT指令對TC35模塊進(jìn)行初始化和短消息的接收/發(fā)送及撥打電話等操作。常用的AT指令如表1所示。

2.3 學(xué)習(xí)型紅外遙控電路

家用電器的遙控器絕大多數(shù)屬于紅外遙控器，為了避免遙控器間互相的干擾，每個(gè)廠商的紅外遙控器都具有其特定的編碼，包含廠商固定編碼和面板按鍵編碼。本系統(tǒng)中的紅外遙控部分要求能對居室內(nèi)所有家電進(jìn)行遙控，故必須預(yù)先對所有家電紅外遙控編碼進(jìn)行學(xué)習(xí)，然后存儲、回放。雖然市面上的遙控器的編碼格式各不相同，但是最終都是高低電平組成，所以只要利用單片機(jī)對遙控器的發(fā)射信號的波形進(jìn)行測量，然后將測量的數(shù)據(jù)回放即可，由于只關(guān)心發(fā)射信號波形中的高低電平的寬度，不管其如何編碼，因此做到了真正的萬能。

本系統(tǒng)使用HX1838紅外模塊，設(shè)置按鍵啟動(dòng)一個(gè)學(xué)習(xí)過程，設(shè)置LED指示學(xué)習(xí)型紅外模塊狀態(tài)，紅外接收頭在與單片機(jī)連接時(shí)，將接收來的紅外遙控信號反相，其正向信號接外部中斷0，反相信號接外部中斷1，通過記錄2個(gè)中斷間的間隔時(shí)間來測量紅外遙控信號高低電平的脈寬值。

2.4 紅外防盜及近程無線通信模塊

人體體溫恒定37度，會發(fā)出特定波長為10微米左右的紅外線，使用HC-SR501探測人體發(fā)射的紅外線，內(nèi)部的熱釋電元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)會失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn)生報(bào)警信號。

室內(nèi)無線通信選擇315M超再生無線收發(fā)模塊，具有功耗低、傳輸距離長、可靠性高等特點(diǎn)，利用PT2262編碼芯片對HC-SR501產(chǎn)生的電信號進(jìn)行編碼，送給315M超再生無線發(fā)送模塊，控制端的315M超再生無線接收模塊負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)，利用PT2272解碼芯片對信號進(jìn)行解碼，然后送單片機(jī)處理，控制聲光報(bào)警器工作，并啟動(dòng)TC35 GSM模塊撥打報(bào)警電話、向戶主發(fā)送短信等操作。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 主程序流程

系統(tǒng)首先對設(shè)備初始化，然后檢測TC35工作是否正常，接著判斷是否進(jìn)行家電紅外編碼學(xué)習(xí)，然后通過按鍵掃描方式查詢是否打開防盜模式，進(jìn)而查詢是否觸發(fā)紅外人體感應(yīng)模塊，條件滿足時(shí)，單片機(jī)啟動(dòng)聲光報(bào)警器并通過AT指令控制TC35模塊撥打設(shè)定的手機(jī)號碼（或報(bào)警電話），同時(shí)向戶主發(fā)短信提示有盜賊闖入。

因?yàn)門C35模塊收到的短信文本格式是固定的，在收到短信時(shí)只要檢測特定位置的串口數(shù)據(jù)，與預(yù)設(shè)數(shù)值對比，就可實(shí)現(xiàn)對短信指令的判斷，從而執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。當(dāng)判斷收到短信為預(yù)設(shè)的指令時(shí)，單片機(jī)通過拉低P2.2的電平控制學(xué)習(xí)型紅外遙控模塊發(fā)射已學(xué)習(xí)的相應(yīng)紅外編碼，從而實(shí)現(xiàn)遙控家電的目的。圖2為主控單片機(jī)程序流程圖。

3.2 學(xué)習(xí)型紅外模塊程序設(shè)計(jì)

利用單片機(jī)的兩個(gè)外部中斷可以測量出紅外遙控編碼的脈沖寬度，將發(fā)射信號中高、低電平的時(shí)間寬度進(jìn)行存儲。當(dāng)要發(fā)射紅外信號時(shí)，從存儲區(qū)中還原出相應(yīng)的紅外遙控編碼，并調(diào)制到38KHz的載波信號上，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)型紅外遙控的功能。其流程圖如圖3。

4 結(jié)束語

本智能家居系統(tǒng)經(jīng)過實(shí)物測試，具有結(jié)構(gòu)簡單、功能完善、運(yùn)行可靠、成本低廉、易于擴(kuò)展等特點(diǎn)，特別適合于互聯(lián)網(wǎng)普及率較低的廣大農(nóng)村和偏遠(yuǎn)山區(qū)，是廣大農(nóng)村地區(qū)城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程中非常合適的智能家居系統(tǒng)的過渡替代品，具有廣闊的發(fā)展前景。

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作者簡介

張景虎（1975-），男，漢族，山東省茌平縣人，碩士，講師，研究方向?yàn)樾盘柵c信息處理。

孔芳（1976-），女，山東省曲阜人，現(xiàn)供職于曲阜少年兒童競技體育運(yùn)動(dòng)學(xué)校。

作者單位

遠(yuǎn)程控制技術(shù)論文范文第4篇

關(guān)鍵詞：原子力顯微鏡 步進(jìn)電機(jī) 無線模塊 數(shù)據(jù)采集

中圖分類號：TP273.22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（b）-0008-02

原子力顯微鏡（Atomic Force Microscope，AFM）是繼掃描隧道顯微鏡（STM）之后迅速發(fā)展起來的一種原子級分辨率掃描顯微鏡[1]。它通過監(jiān)測待測樣品表面與一個(gè)微型力敏感元件之間的極微弱的原子間作用力來研究物質(zhì)的表面結(jié)構(gòu)。由AFM原理和原子力作用規(guī)律可知，只有當(dāng)AFM針尖與待測樣品表面的間距達(dá)到納米級時(shí)，樣品表面原子與微探針之間才能產(chǎn)生穩(wěn)定的原子力，使微懸臂發(fā)生偏轉(zhuǎn)[2]。樣品向探針逼近直至進(jìn)入穩(wěn)定的原子力狀態(tài)稱為AFM的逼近狀態(tài)，此過程如果通過手動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)械裝置很難達(dá)到原子級定位精度。調(diào)節(jié)不夠，AFM針尖與樣品表面間距在一定的范圍之外，無法使懸臂梁正常工作，調(diào)節(jié)太深往往又會使探針與樣品接觸而直接導(dǎo)致樣品或探針損傷。而且工作在液相下的原子力顯微鏡在掃描細(xì)胞或其它生物結(jié)構(gòu)時(shí)要求操作環(huán)境最好不要受到外界干擾或污染[3]，這就要求人在操作原子力顯微鏡時(shí)最好遠(yuǎn)離操作地點(diǎn)，為了盡量排除外界干擾同時(shí)為了減少探針逼近時(shí)不必要的浪費(fèi)，提高逼近系統(tǒng)的自動(dòng)化性能，本研究通過無線通信與現(xiàn)代控制技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)近距離無線控制步進(jìn)電機(jī)從而實(shí)現(xiàn)樣品與微探針逼近，而且可以實(shí)時(shí)觀察探針操作結(jié)果。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

無線控制AFM正常工作的前提是，保證無線通信正常，其次是探針充分逼近樣品進(jìn)入原子力狀態(tài)，使微懸臂發(fā)生一定量的偏轉(zhuǎn)，通過特定的檢測裝置，將微懸臂的偏轉(zhuǎn)量轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的偏置電壓值。因此，通過無線控制電路發(fā)送數(shù)據(jù)，然后通過對比電壓的采集，分析和處理，可以無線控制步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)AFM的自動(dòng)逼近。系統(tǒng)由PC機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)、數(shù)據(jù)采集、無線收發(fā)模塊?；驹硎牵菏紫韧ㄟ^上位機(jī)設(shè)置參考電壓值VREF，即預(yù)置一個(gè)微懸臂偏轉(zhuǎn)量，然后通過PC發(fā)送操作指令，經(jīng)過無線傳輸，當(dāng)VIN不等于VREF時(shí)，表明探針還在接近樣品過程中，原子間無相互作用力，步進(jìn)電機(jī)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，直到采集到的電壓值與預(yù)設(shè)值相等為止。接下來AFM開始對樣品進(jìn)行掃描。掃描的過程需要將下位機(jī)掃描的各種數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)。以便對掃描結(jié)果進(jìn)行觀察及操作。為了能實(shí)時(shí)傳輸各種數(shù)據(jù)需要對無線網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和圖像數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行優(yōu)化[4]。

2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 A/D轉(zhuǎn)換芯片

對于A/D數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，本文采用北京中泰公司的USB-7648B型號，A/D卡USB-7648A/7648B系列是真正即插即用USB數(shù)據(jù)采集模塊，USB-7648系列帶有8路并模擬輸入、3路16位計(jì)數(shù)器、24路可編程數(shù)字量輸入輸出、8路固定數(shù)字量輸出。

原子力顯微鏡系統(tǒng)中，力檢測普遍采用懸臂梁光電偏轉(zhuǎn)法。探針與樣品間的作用力使得懸臂梁產(chǎn)生形變，懸臂梁形變是通過光電探測器檢測激光器投射在懸臂梁上的反射光點(diǎn)偏移量確定的。需要對光電探測器輸出的信號進(jìn)行解碼，解碼可得出懸臂梁的縱向形變信號（正壓力信號）、橫向扭轉(zhuǎn)變形信號（摩擦力信號）和光電探測器四象限的總強(qiáng)度信號這三路信號。反饋控制系統(tǒng)需要同時(shí)對這三路信號進(jìn)行實(shí)時(shí)、高速、高精度、同步數(shù)據(jù)采集[5]。所以A/D轉(zhuǎn)化器至少有3通道的同步采集，分辨率不低于14位，每通道采樣速率最好高于100 Ksps。

2.2 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器

本文采用電控平移臺豎直放置方法實(shí)現(xiàn)探針在垂直方向的升降。電控平移臺通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)位移調(diào)整自動(dòng)化，由于AFM針尖與樣品表面之間的距離必須達(dá)到納米級才驅(qū)能使原子之間發(fā)生作用力，繼而導(dǎo)致微懸臂偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生偏置電壓，因此，首先對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行粗調(diào)使探針接近樣品表面，然后通過精細(xì)進(jìn)針使AFM針尖與樣品逼近。要達(dá)到納米級的定位精度，必須對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行步距細(xì)分。

PI公司生產(chǎn)的M-126電控平移臺其行程為25 mm，精度為3.5 nm，最小增量為0.1 um，螺距0.5 mm。電控平移臺與PI公司的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器C-663相連，其細(xì)分精度為16（6400步/圈）。這樣的參數(shù)使可以滿足對原子力探針的逼近。

2.3 無線傳輸系統(tǒng)

無線控制系統(tǒng)是以通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的一門先進(jìn)技術(shù)。正是由于通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使得無線控制技術(shù)得以快速的發(fā)展[6]。無線控制系統(tǒng)可以劃分為：上位機(jī)控制端、無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、現(xiàn)場設(shè)備檢測與控制系統(tǒng)。無線控制上位機(jī)采用一臺PC機(jī)作為無線遠(yuǎn)程控制工作站，由于本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸量比較大以及對實(shí)時(shí)性要求比較高。在比較了各種無線傳輸方式后采用無線網(wǎng)卡TP-LINK TL-WN851N 802.11g無線網(wǎng)絡(luò)適配器，其傳輸速率最高可達(dá)到300 Mbps。納米機(jī)器人控制系統(tǒng)組成本地控制系統(tǒng)，其控制PC機(jī)也采用TP-LINK TL-WN851N無線網(wǎng)卡。這樣我們就組件一個(gè)小的局域網(wǎng)。

3 軟件設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境

在無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)分析的基礎(chǔ)上，我們以納米動(dòng)機(jī)器人為控制對象，在Windows環(huán)境下開發(fā)基于無線網(wǎng)絡(luò)的控制平臺實(shí)例，平臺采用上位機(jī)下位機(jī)和TCP/IP協(xié)議，無線控制端為客戶機(jī)，以納米機(jī)器人端的控制器為服務(wù)器。由系統(tǒng)的硬件架構(gòu)可知兩端都采用了PC機(jī)，因此，我們采用客戶端服務(wù)器的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)無線控制，一方面現(xiàn)場操作人員可以不受遠(yuǎn)端操作人員控制來控制納米機(jī)器人；另一方面遠(yuǎn)端操作人員也可以控制以及對AFM納米機(jī)器人操作數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及處理[7]。

3.2 程序設(shè)計(jì)

客戶端可以通過服務(wù)器控制步進(jìn)電機(jī)，觀察控制信號輸出及數(shù)據(jù)采集與發(fā)送。

前面提到服務(wù)器是由納米機(jī)器人端的PC機(jī)來承擔(dān)的，因?yàn)樗彩菣C(jī)器人本地控制系統(tǒng)的客戶端，所以服務(wù)器程序啟動(dòng)后首先是作為AFM本地控制系統(tǒng)的客戶端與AFM位操作服務(wù)系統(tǒng)建立連接，并獲取所需要的相關(guān)信息，然后它才作為遠(yuǎn)程服務(wù)器端進(jìn)行工作。在此之后不斷在客戶端和服務(wù)器端來回交換角色，一是為了接收無線控制端的命令數(shù)據(jù)并向AFM傳送控制命令；二是為了向AFM請求其相關(guān)狀態(tài)信息并傳送給遠(yuǎn)程控制端。

VC++程序設(shè)計(jì)大部分是借助Socket實(shí)現(xiàn)的。Socket是Microsoft公司提供的主要用于網(wǎng)絡(luò)通信編程的ActiveX控件。同時(shí)采用了應(yīng)用于無線控制平臺中的多線程編程技術(shù)。

4 結(jié)論

本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)原子力顯微鏡的無線操控，可以遠(yuǎn)距離實(shí)現(xiàn)液相下原子力顯微鏡對生物細(xì)胞的掃描納米操縱等試驗(yàn)。該系統(tǒng)結(jié)合了無線網(wǎng)絡(luò)通信優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)的無線收發(fā)系統(tǒng)過多次實(shí)驗(yàn)證明，其控制端能正確地將數(shù)據(jù)傳送出去；同時(shí)，接收端也能正確接收并顯示數(shù)據(jù)。此外，該系統(tǒng)采用了比較完善的軟件、硬件設(shè)計(jì)以及抗干擾措施，這樣就可以保證系統(tǒng)工作的安全性和可靠性，并具有通用性，便于投入實(shí)際應(yīng)用。

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遠(yuǎn)程控制技術(shù)論文范文第5篇

關(guān)鍵詞：以太網(wǎng)；電力調(diào)度系統(tǒng)；遠(yuǎn)程控制；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

1 引言

目前，總體上講，企業(yè)的供電系統(tǒng)自動(dòng)化水平還很低，仍有一部分變電站使用傳統(tǒng)的電磁式或集成電路式繼電保護(hù)裝置，且很多變電站沒有綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，只有幾個(gè)中央變電所建有綜合自動(dòng)化系統(tǒng)能監(jiān)控到本所的電氣設(shè)備狀態(tài)和保護(hù)動(dòng)作信息；而中央變電所的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)又各自獨(dú)立，沒有聯(lián)系，造成彼此之間不能共享系統(tǒng)信息。這種狀況對協(xié)調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行和保證供電安全穩(wěn)定都非常不利。構(gòu)建一體化的管控電力調(diào)度系統(tǒng)對于供電企業(yè)而言已經(jīng)十分必要。

本論文結(jié)合以太網(wǎng)技術(shù)，對基于以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)的電力調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，以期從中能夠找到基于遠(yuǎn)程技術(shù)實(shí)現(xiàn)的電力調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，并以此和廣大同行分享。

2 電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)概述

電力調(diào)度系統(tǒng)負(fù)責(zé)對整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，使調(diào)度人員可以統(tǒng)觀全局，運(yùn)籌全網(wǎng)，從而有效指揮電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是現(xiàn)代電網(wǎng)不可或缺的重要手段。較早期，調(diào)度中心只能通過電話了解、調(diào)度各個(gè)電廠、變電所的設(shè)備。隨著計(jì)算機(jī)、通信和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)廣泛應(yīng)用。

電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的主要任務(wù)有：保證供電的質(zhì)量優(yōu)良，保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，保證較高的安全水平，提供強(qiáng)有力的事故處理措施。安全水平是電力系統(tǒng)調(diào)度的首要問題。電力系統(tǒng)調(diào)度中心必須具有監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，即SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)功能，主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、信息顯示、監(jiān)視控制、數(shù)據(jù)計(jì)算、報(bào)警處理、事件順序記錄、及事故追憶等功能。

隨著我國電網(wǎng)向著超高壓甚至特高壓、交直流混合大區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的方向發(fā)展，系統(tǒng)的安全運(yùn)行越來越受到重視，同時(shí)對繼電保護(hù)管理的信息化、自動(dòng)化提出新的要求，再有電力市場化改革的不斷推進(jìn)，這些都對電力調(diào)度系統(tǒng)提出了更高的要求。隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信和數(shù)據(jù)庫等技術(shù)的飛速發(fā)展和電力市場的要求以及國際標(biāo)準(zhǔn)的日臻成熟完善，電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)正朝著數(shù)字化、集成化、網(wǎng)格化、市場化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化的方向發(fā)展。

3 基于以太網(wǎng)技術(shù)的電力調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)需求分析

建設(shè)電力調(diào)度系統(tǒng)對保障供電企業(yè)的供電安全、可靠，提高生產(chǎn)管理水平都很重要。針對供電企業(yè)供電系統(tǒng)的特點(diǎn)和需求，應(yīng)該本著技術(shù)先進(jìn)、實(shí)用可靠、整體規(guī)劃、循序漸進(jìn)的原則逐步建設(shè)完善。特別要注意設(shè)計(jì)方案的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性、適用性和易于實(shí)施性，同時(shí)考慮到今后供電公司的發(fā)展，電力調(diào)度系統(tǒng)還要有可擴(kuò)展性，方便的接入新建的變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)。

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)方案分析

結(jié)合當(dāng)前以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，本文提出了一種適合電力供電企業(yè)實(shí)際情況和需求，并結(jié)合調(diào)度新技術(shù)的基于全以太網(wǎng)的電力調(diào)度系統(tǒng)總體方案。調(diào)度系統(tǒng)包括主站SCADA子系統(tǒng)、變電站自動(dòng)化子系統(tǒng)以及Web信息和設(shè)備臺帳信息查詢子系統(tǒng)。

新建調(diào)度中心，主站采用雙以太網(wǎng)架構(gòu)，由SCADA/數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和調(diào)度工作站組成電網(wǎng)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)。在各變電站建立遠(yuǎn)動(dòng)子站，連接站內(nèi)綜合保護(hù)系統(tǒng)和其它IED設(shè)備組成自動(dòng)化系統(tǒng)，并架設(shè)光纜，采用以太網(wǎng)接口經(jīng)光纖收發(fā)器轉(zhuǎn)換由光纖通道接入調(diào)度中心以太網(wǎng)及SCADA服務(wù)器。主站和子站之間使用IEC 104規(guī)約通信。調(diào)度中心還設(shè)有Web服務(wù)器，通過以太網(wǎng)與主站SCADA/數(shù)據(jù)庫服務(wù)器連接，并經(jīng)硬件防火墻與企業(yè)信息網(wǎng)相連，為使用通用瀏覽器的授權(quán)用戶提供電網(wǎng)運(yùn)行相關(guān)信息。在Web服務(wù)器上建立電網(wǎng)全部設(shè)備的臺帳，電氣技術(shù)人員可以通過辦公網(wǎng)查詢、維護(hù)設(shè)備信息。基于以太網(wǎng)技術(shù)的電力調(diào)度系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖如下圖1所示。

3.3 以太網(wǎng)的配置

電力調(diào)度系統(tǒng)的局域網(wǎng)絡(luò)采用雙100Base以太網(wǎng)。局域網(wǎng)絡(luò)采用雙網(wǎng)冗余配置；當(dāng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)將該網(wǎng)所承擔(dān)的工作自動(dòng)切換到另一網(wǎng)絡(luò)上，此網(wǎng)承擔(dān)所有的數(shù)據(jù)通訊，保證系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)具有一定的容錯(cuò)能力，并采取一定的可靠性措施。電力調(diào)度系統(tǒng)的局域網(wǎng)絡(luò)以兩臺CISCO 3548 Switch網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)為核心。

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用CISCO的10/100M雙速自適應(yīng)交換機(jī)。本方案配置雙冗余主網(wǎng)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)各采用一臺CISCO 3548交換機(jī)，支持接入48臺計(jì)算機(jī)。CISCO 3500系列交換機(jī)具有高達(dá)10.8G的交換能力，為無阻塞的數(shù)據(jù)流提供了可靠保障。該系列交換機(jī)還具備千兆光纖上連的擴(kuò)展能力，為今后高層次網(wǎng)絡(luò)互連留有余地。

系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理驅(qū)動(dòng)程序采用數(shù)據(jù)流量動(dòng)態(tài)平衡控制管理，保證所有的數(shù)據(jù)流流量在冗余的雙網(wǎng)之間動(dòng)態(tài)平衡，可以有效地降低網(wǎng)絡(luò)通訊的負(fù)荷率，提高網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。當(dāng)其中一條網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障后，所有數(shù)據(jù)流量轉(zhuǎn)換到正常工作的網(wǎng)絡(luò)上，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的正常工作。

系統(tǒng)配置兩臺前置通信機(jī)，并配置終端服務(wù)器接入通信通道，實(shí)現(xiàn)與各變電所監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)方通信完成數(shù)據(jù)的發(fā)送、接受及數(shù)據(jù)的預(yù)處理。終端服務(wù)器具有獨(dú)立CPU和存儲，并利用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)將信息發(fā)給前置通信機(jī)。其數(shù)據(jù)收發(fā)處理能力強(qiáng)，不占主機(jī)資源。

4 結(jié)語

由于使用以太網(wǎng)技術(shù)，使得系統(tǒng)具有良好的開放性和靈活性。千兆以太網(wǎng)技術(shù)、VLAN、三層交換等技術(shù)使得系統(tǒng)的以太網(wǎng)有很好的傳輸性能，并且安全、易于維護(hù)管理。隨著以太網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，未來也能很容易實(shí)現(xiàn)升級，進(jìn)一步提高傳輸速率和系統(tǒng)容量，快速提升系統(tǒng)的整體性能。完全能滿足供電企業(yè)電力調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展的需要。本論文所設(shè)計(jì)的基于以太網(wǎng)技術(shù)的供電企業(yè)電力調(diào)度系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)施容易、技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)良，擴(kuò)展性強(qiáng)，滿足了對供電企業(yè)電力調(diào)度系統(tǒng)有效監(jiān)控和調(diào)度的功能要求，具有一定的實(shí)用性，是值得推廣的。

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