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1.變電站繼電保護的實際要求

繼電保護作為電力系統的重要裝備之一，當變電站電力設備發生故障或者出現影響電力系統正常運營的因素時，繼電保護裝置就可以在第一時間消除這些不安全因素和故障。從這一層面可以看出，繼電保護在電力系統中有著十分重要的作用，一般情況下，對于繼電保護的設置需要滿足以下幾個要求：

1.1必須具有獨立性

要保證繼電保護裝置的獨立性，需要將電壓量和電流接入裝置內部，將回路開關設置成整體的系統，并將其引致保護裝置內部，但是嚴禁與其他設備通用，這樣設置就能夠保證繼電保護數據的獨立性。

1.2需要保持聯系性

如果完全將繼電保護裝置獨立于電力系統之外，就難以起到既定的作用，為了保證繼電保護裝置兼具獨立性和聯系性的特征，在繼電保護裝置與相關信息系統聯系時，需要使用繼電器空節點、計算機通訊接口、光電耦合器接口來進行連接，此外，為了保證繼電保護裝置的保護作用，需要選擇屏蔽電纜或者光纖電纜來進行連接，這兩種導線能夠能夠防止干擾信號對保護裝置的影響，可以很好的提升繼電保護的抗干擾性和運行可靠性。

1.3設置好跳合閘回路

對于繼電保護裝置必須要設置好單獨的跳合閘回路，這樣，在電力系統的運行出現故障時，繼電保護裝置就能夠及時將故障排除，減少電力企業的損失，同時，繼電保護裝置也能夠將告警信號和動作信號顯示出來，工作人員就能夠發現故障發生的部位和實際情況并有針對性的采取措施，將損失控制到最小化。

2.繼電保護裝置的安裝方式

就現階段下我國的情況來看，繼電保護裝置的安裝方式有兩種：

2.1集中式安裝方式

集中式安裝方式在以往的應用范圍十分廣泛，這種安裝方式就是將繼電保護裝置放置于保護柜之內，使用這種安裝方式，監控系統與繼電保護裝置的聯系則使用管理單元數字信號的傳輸來實現，集中式安裝方式的占地面積很小，也能夠節約通信電纜的使用，便于管理人員對其進行統一管理，也可以保證設備在良好的環境中運行。

2.2分散式安裝方式

分散式安裝方式就是將繼電保護裝置設置于開關位置，每個開關必須要配備好相應的保護系統，再將監控系統置于控制室之中，這樣，監控系統與繼電保護裝置的連接主要由管理單元數字信號來聯系，這種安裝方式可以及時的消除不安全因素及電力設備的故障，保證整個設備的正常運轉。

3.繼電保護裝置安裝方式的選擇

變電站的建立方式主要由子系統的建立來決定，在建立繼電保護裝置時，需要優先使用分散式安裝方式，把繼電保護裝置設置在設備開關處或者開關處附近，并使用微機控制的方式進行控制。這種設置方式最大的優點就是能夠節約電纜的使用，并提升整個繼電保護裝置運行的安全性，此外，這種保護裝置子系統使用的是就地設置的方式，這就大幅減少二次設備安裝帶來的土地損失。當然，不同的繼電保護裝置使用的安裝方式都會有所不同，在決定要采取哪種安裝方式前，需要對現場的條件進行考察，將場地中的電纜設備和其他的條件盡可能的利用起來，不管使用何種安裝方式，都要達到減少費用、節約投資的目的。就目前來看，很多中低壓變電站會使用集中式處理方式，這種方式的通信電纜小、干擾性小，高壓變電站，則可以使用分散式安裝與集中式安裝混合的方式來安裝。

4.綜合自動化變電站繼電保護系統的可靠性

在綜合自動化變電站的運行過程中，繼電保護裝置可能會由于各種因素出現故障，為了提高變電站運行的安全性，必須要加強繼電保護裝置的維護、管理和檢修，以便從整體上提升變電站的服務水平。據有關的數據調查顯示，導致繼電保護裝置出現故障一般由三種因素所致，即產品質量、設計中的故障以及二次維護的漏洞。繼電保護裝置在自主檢查以及儲存故障方面，具有很大的優勢。一般情況下，對于繼電保護裝置可靠性分析主要針對裝置的正常使用率、使用時間、異常情況進行分析，并得出結論，如果在數據傳輸的過程中發生異常情況，就需要對繼電保護裝置的可靠性進行分析，從而降低系統對繼電保護裝置的依賴性，以便達到系統的統一性和協調性，防止繼電保護裝置故障對于系統帶來的不良影響。

5.結語

在現階段下，我國電網正處在發展的階段，這就給變電站綜合自動化系統的建設提供了一定的發展機遇，繼電保護裝置作為變電站的核心因素，具有十分重要的意義，在實際的工作過程中，必須加強對繼電保護裝置的管理和維護。

【參考文獻】

[1]王超，王慧芳，張弛，劉瑋，李一泉，何奔騰.數字化變電站繼電保護系統的可靠性建模研究[期刊論文].電力系統保護與控制，2013，02（01）.

[2]湛文軍.繼電保護在綜合自動化變電站的應用與探討[期刊論文].民營科技，2008，02（20）.

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0 引言

選煤廠皮帶運輸機是選煤廠生產的關鍵設備之一，一旦其電控系統出現故障，將影響選煤廠整個生產，帶來重大的經濟損失和安全隱患。由于選煤廠皮帶運輸機的電控大多為繼電器控制系統，存在線路復雜、故障點多、可靠性低、穩定性差等缺點，不能滿足煤礦安全生產的需要，因此，筆者采用PLC控制系統取代原來的繼電器控制系統，并用組態王實現對整個皮帶運輸機的運行過程進行監控。

1 系統構成及控制過程

該皮帶運輸機控制系統由兩級系統構成：一級基礎自動化系統，二級完成監控和操作的人機界面系統。

基礎自動化系統采用SIEMENS S7-200系列PLC，由完成控制功能的PLC、完成系統監控和操作的人機界面操作員站、現場執行機構和傳感器組成；上位機監控系統采用亞控的組態王軟件進行設計。論文參考。

一級基礎自動化控制主要控制出現異常情況時進行報警和緊急停車，二級主要用來進行參數設定，啟動和人工緊急停止。

2系統設計

皮帶運輸機系統是以PLC為核心、對皮帶運輸機的運行情況進行實時在線控制和監督的自動化系統，通過PLC和組態王。該系統可以實現對所有現場在線設備的程序控制管理、安全聯鎖控制等功能，并顯示各種操作畫面和模擬現場，對事故信號進行報警以及打印報表等。

該系統主要特點：

(1) 開放式的結構，具有極大的靈活性、可擴展性；

(2) 便利的維護手段，可在線維護；

(3) 先進的硬件控制設備，具有高抗干擾能力、高可靠性；

(4) 高可靠性的檢測儀表；

(5) 集中操作，分散控制的思想；

(6) 通用的軟件開發平臺，智能的設備管理和監控軟件。

該系統主要功能具有檢測皮帶機速度、溫度、撕裂、煙霧、跑偏等功能，當出現異常情況時，PLC控制電機緊急停止，同時報警并把信息傳到上位機，由操作人員進行分析檢修，完成后重新啟動。

2.1 系統硬件設計

SIEMENS S7-200系列PLC適用于各行各業，各種場合中的檢測、檢測及控制的自動化。論文參考。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網絡皆能實現復雜控制功能。此處選用CPU226模塊（集成24輸入/16輸出共40個數字量I/O點，且可連接7個擴展模塊）和模擬量擴展模塊EM231（4路模擬量輸入）、EM232（兩路模擬量輸出），它們的特點如下：

(1) 6個獨立的30KZ高速計數器和2路獨立的20KZ高速脈沖輸出；

(2) 實現分布式系統和擴展通信能力都很簡便，組成系統靈活自如；

(3) 隨著應用的擴大，系統擴展無任何問題；

(4) 具有更快的運行速度和功能更強的內部集成特殊功能；

(5) CPU可以高速處理指令并且具有友好的參數設置功能。

CPU模塊：負責程序的運行等工作，電源不僅向CPU模塊供電而且還要滿足與CPU模塊相連的其它模塊的用電需求。

數字量輸入模塊DI：將外部采集到的信號輸入到PLC，例如保護PLC的DI將皮帶撕裂、煙霧、跑偏等信號采集進來；以完成監視保護功能。

數字量輸出模塊DO：將PLC內部運算結果輸出，例如保護PLC的DO將正常啟動，自動控制、手動控制、綜合故障等輸出；操作PLC的DO輸出來控制繼電器，以完成監視、控制和保護功能。

模擬量輸入模塊AI：將外部的模擬量采集進來送給PLC，如皮帶的速度和溫度，以完成監視保護功能。

模擬量輸出模塊AO：將PLC計算好的數字量，如皮帶的速度等轉換成模擬量輸出到上位機上，以完成監視功能。

2.2 系統軟件設計

該系統中，PLC程序執行變頻器的啟動/停止控制和皮帶機的行程和速度監控任務，變頻器根據給定的信號和反饋的信號控制皮帶機的速度；PLC通過傳感器得到信號來控制皮帶機是否停止、報警器是否報警。為了更加安全可靠運行，本設計還設置了自動手動切換，自動/手動程序如圖1所示。

2.3 PLC與上位機之間的通信

在現場環境惡劣的條件下，采用上位機監控措施可直接將故障顯示出來，從而提高整個系統故障的診斷效率，減少故障的維修時間，提高整個電控系統的可靠性。論文參考。本系統利用CAN總線與上位機進行通信，可將各種信息傳輸到上位機，從而實現對系統的實時監控。部分子程序和中斷程序分別如圖2、圖3所示。

3 結束語

根據選煤廠皮帶運輸機系統的實際情況，研制開發了選煤廠皮帶運輸機智能控制系統。該系統經過嚴格的選型、合理的配置及完善的程序設計，使系統維修方便，自控功能強，可以自動顯示故障，可靠性高、穩定性好，極大的改善了皮帶運輸機的運行狀況，確保礦山安全生產。

參考文獻：

[1]廖常初 . PLC編程及應用. 北京：機械工業出版社，2002.9

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1 .熱工自動化系統運行環境與形勢

為保證工自動化設備和系統的安全、可靠運行，可靠的設備與控制邏輯是先決條件，正常的檢修和維護是基礎，有效的技術管理是保證。只有對熱工自動化系統設備和檢修運行維護進行全過程管理，對所有涉及熱工自動化系統安全的外部設備及設備的環境和條件進行全方位監督，并確保控制系統各種故障下的處理措施切實可行，才能保證熱工自動化系統的安全穩定運行。綜觀目前熱工自動化系統運行環境，筆者認為以下問題亟待研究解決：

1.1 隨著熱工系統監控功能不斷增強，范圍迅速擴大，故障的離散性也增大，使得組成熱控系統的控制邏輯，保護信號取樣及配置方式，控制系統、測量和執行設備、電纜、電源、熱控設備的外部環境以及為其工作的設計、安裝、調試、運行、維護，檢修人員的素質等等，這中間任何一環節出現問題，都會引發熱工保護系統不必要的誤動或機組跳閘，影響機組的經濟安全運行。論文格式。如何進一步做好熱工系統從設計、基建安裝調試到運行維護檢修的全過程質量監督與評估，提高熱控設備和系統運行的安全可靠性和經濟性已至關重要。

1.2 由于各種原因，熱工系統設計的科學性與可靠性、控制邏輯的條件合理性和系統完善性，保護信號的取信方式和配置，保護聯鎖信號定值和延時時間的設置，系統的安裝調試和檢修維護質量，熱工技術監督力度和管理水平，都還存在著不盡人意處，由此引發熱工保護系統不必要的誤動時有發生。而隨著發電廠建設的快速發展，發電業成本的提高，發電企業面臨的安全考核風險將增加和市場競爭環境將加劇。因此如何提高機組設備運行的安全性、可靠性和經濟性是發電廠經營管理工作中重中這重。

1.3 熱控設備的管理目前仍停留在傳統的管理模式，所有設備的檢修，不管運狀況如何，基本采用定期檢修與校驗方式，其結果是大量人力做了無功（比如儀表調前合格率統計達98%甚至更高的儀表，仍按規定的周期全部進行檢測校驗，結果不僅浪費人力、物力，還有可能增加設備的異常）。一些單位設備采購時，因對設備質量好壞不了解和無設備選型參考依據，流入一些質量不好的產品，對機組的安全運行構成影響甚至威脅。因此如何通過對在線運行設備的質量進行分類，制定合理的儀表校驗周期，是發電廠管理工作中迫切需要解決的問題。

1.4 隨著企業管理向集約化經營和管理結構扁平化趨勢，為提高經濟效益，發電廠在多發電，提高機組利用小時的同時，通常通過減少生產人員的配備，以提高勞動生產率。此外發電企業密切與外包檢修企業之間的聯系，專業檢修隊伍取替本廠檢修隊伍的配置將是發展趨勢。在這種情況下，如何監督、評價、驗收一臺機組熱工自動化系統檢修、維護、運行的質量，熱工缺少一個系統的、可付緒操作的評估標準。

2、建立維修、管理一體化的監督信息平臺

2.1 實現遠程監控和動態監督

隨著發電廠行業的飛速發展，各集團公司的機組數量和容量不斷增加且分布全國各地，就目前狀況要做到實時有效地生產管理難度大。 同樣作為技術監督服務范圍的快速增加，專家型技術人員相對短缺，服務效率與客戶要求的差距增大。

解決的辦法，是加快實施遠程監視系統，通過辦公電腦，主管部門可以對發電廠機組的運行狀況進行實時監視，對生產運營情況進行決策；發電廠可進行實時動態監督、遠程技術支持、服務和故障事故原因分析查找，從而提高服務質量和服務效率。

2.2 實現監督程序化

基于實時參數的設備管理系統軟件，目前國外引入的已不新鮮，但價格昂貴且有些水土不服之疑。

建立發電廠設備檢修運行維修管理一體化的熱工監督信息平臺，通過與SIS系統接口，將DCS控制系統界面以標準化格式引入平臺，對熱工在線運行參數綜合分析判斷，將同參數間顯示偏差、倒掛，不符運行實際的參數點等及時自動生成報表，發出處理請求，生成缺陷處理單，并對處理響應速度和結果進行跟蹤統計，使檢修校驗工作有的放矢。論文格式。

對自動調節參數的品質進行判斷，分別統計出穩態和動態時設定點偏離值（值大小和頻次）和越限值（時間和頻次），進行時間段內調節閥門特性、靜態和動態調節品質，閥門切換等曲線和指標的自動生成。對運行中出現的越限報警信號進行歸類、智能分析（濾出不需要的報警，頻繁出現的報警，速率動作報警），為提高運行人員的預控能力發揮作用。論文格式。

實現熱工參數考核指標，如自動利用率、DAS投入率，保護投入率、測量系統抽查合格率、超溫統計的自動生成。此外可將維修工作流中的日常消缺、點檢、計劃檢修工作以及維修外包等，均在平臺下進行定點、定標、定期、定項、定人、定法、檢查環境條件、記錄、處理和報告等進行信息化。

2.3 推動培訓工作的健康開展

隨著技術發展和新建機組增加，新老電廠都面臨人員技術素質跟不上需求的局面。加強技術培訓、實現遠程或網上技術教育，提高熱工人員技術素質，是做好熱工監督工作的基礎。因此為推動培訓工作健康開展，建議行業組編系列培訓教材，建立崗位證書制度，指導發電廠企業人員培訓工作的進行；通過網絡定期技術水平測試試卷，促進各單位技術培訓工作的深入；開展行業技術操作比武競賽，調動熱工專業人員自覺學習和一專多能的積極性。提高專業人員積極主動的工作責任性、科學嚴謹的工作態度、功底扎實的專業和管理技能。

3.結束語

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關鍵詞：礦井通風;調節通風;自動化系統

1 序言

通風系統調節準確性和及時性直接關系到礦井的安全和運行成本，目前通風系統調節處于人工調節階段，人員勞動量大，調節不及時且調節準確性差，為進一步解決礦井通風系統管理中的通風調節問題，本論文引進壓差法礦井自動通風調節系統。

該系統包括自動化控制器、壓差測試裝置、自動調節裝置、傳感器等。

2 自動化控制器

基于壓差法的礦井自動通風調節系統核心為自動化控制器，本系統控制器采用西門子PLC為主要控制元器件，包括位移傳感器、壓差傳感器、動力源控制裝置（本論文設計動力源是氣動，其裝置是本安電磁閥）、數據傳輸、開關按鈕、聲光報警器等。

研究的技術關鍵點為：控制系統原理和控制器基本架構。

控制系統原理：壓差傳感器采集壓力變化數值，通過設置參數裝換為通過調節系統的風量，再根據預先設定的需風量進行比對，確定調節系統通風斷面的變化大小，同時位移傳感器監視通風斷面的變化，保證系統調節準確且快速。

控制器基本架構，控制器采用PLC控制器，控制器控通過電流信號與位移傳感器、壓差傳感器、動力源開閉按鈕相連接，通過開關量與手動按鈕連接，通過RS485信號與上位機進行數據和指令的傳輸，在控制器上預留瓦斯、聲光報警器、視頻接口，并可以與其他控制器進行數據傳輸。

3 壓差測試裝置

壓差測試裝置關系到系統的準確性，是系統最核心的數據采集設備，壓差測試裝置的技術要求進入測試區域內風流平穩、壓差測量精度高、數據采集準確、數據傳輸快等。

壓差測試裝置采用圓形設計，主要是保證壓差采集的準確性和進入測試裝置的風流平穩，易于測量且數據精度高。

壓差測試裝置進風測安裝有均風裝置，主要是消除通風系統渦流造成的數據采集誤差。在測試裝置上布置兩排數據采集管，其中在每排布置4個壓力采集孔，兩兩對應，測壓管深入測試裝置內側10cm處，4個測試孔外部用軟管連接，進行壓力平均處理。兩排測試孔之間距離不得少于1m，主要是保證壓差傳感器數值的讀取和測量。

壓差測試裝置對每個測壓管進行防塵處理，保證所有測壓管的通暢，靜壓傳導準確。

4 自動調節裝置

自動化調節裝置是礦井自動調節通風系統的主要調節機構，本論文采用氣動為動力源。

自動調節裝置設計要求調節準確、運行速度慢、密封性好、安全性高等。

根據技術要求，自動調節裝置采用通風斷面縮小的方式，調節速度為0.5m/min，移動精度為1cm。

自動調節裝置與壓差測試裝置相連，通過圓形阻風器向前移動，起到調節通風斷面的作用，同時根據壓差測試裝置中風量的變化，確定圓形阻風器的移動方向和移動大小，位移傳感器監測圓形阻風器的移動方向和移動大小。

圓形阻風器移動動力為緩沖氣缸，氣缸最快伸出速度為0.5m/min。帶載后，移動伸出速度為0.3m/min，滿足精確調節的目的。

5 實驗論證

實驗論證是論證系統的完整性和調節的準確性。進一步發現系統存在的問題，并進行修改和完善，為現場實地測試做準備工作。

主要是在自動風窗前后布置壓力測點，單管壓差計測量兩點壓差，與壓差傳感器數值比對;模擬巷道的斷面為半圓拱，尺寸為2.8m（寬）×2.9m（長），人工調節風阻器開口大小;模擬巷道通風選擇抽出式通風，通過風機變頻，控制測試系統的風量。

通過多次測試，得出系統測試數據，如表1所示。

通過實驗可以得出，調節裝置的調節誤差小于4%，所以，礦井自動通風調節系統是可行的。

6 結論

通過理論設計和實驗驗證，得出以下幾點結論：

（1）礦井自動調節通風系統構成為自動控制器、壓差測量裝置、自動調節裝置;（2）礦井自動通風調節系統調節誤差小于4%;（3）礦井自動通風調節系統可以解決礦井通風調節不及時和不準確問題。

參考文獻：

[1]白華寧.礦井通風系統風窗風量自動調節控制裝置技術研究[J].科技情報開發與經濟，2012，22（20）：145.

[2]吳強，李孝東，秦憲禮.從礦井通風系統改造實例談調節風窗的重要性能[J].煤礦安全，1996（7）：38-41.

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在自動化控制領域，占絕對統治地位的是現場總線技術。盡管現場總線具有眾多優勢，但是隨著生產規模的一再擴大，現場機電裝備越來越多，需要實時監測和自動化控制的設備也越來越多，在這種背景下，現場總線已經無法完全滿足現場眾多機電裝備的監控需求，而且由于現場總線是具有針對性的工業自動化控制總線，往往使得各個機電裝備成為了“自動化控制孤島”，彼此無法兼容通訊，給設備的后期維護管理帶來不便。

隨著以太網通信技術的飛速發展，工業以太網逐漸以其低廉的組網價格、兼容性較好的通信協議，以及一體化的聯網技術而受到普遍應用，成為目前能夠替代現場總線的最好選擇之一。本論文主要結合汽車整車焊裝PLC自動化控制流水線生產控制系統，對基于工業以太網的自動化控制系統進行設計研究，以期能夠從中找到面向工廠流水線生產控制的工業以太網自動控制應用方式，并以此和廣大同行分享。

1 工業以太網概述

工業以太網在工業生產制造領域中，主要是作為生產制造自動化控制的基礎平臺，通過底層安裝的傳感設備，將機電裝備的工作狀態參數、工藝參數以及現場環境參數等關鍵參數檢測出來，并通過工業以太網所支持的網絡通信協議上傳到工業以太網中進行網絡傳輸。隨著工業自動化技術的日益發展與進步，很多工業生產流水線都逐漸提出了更高的自動化控制的要求，例如要求實現監測與控制的一體化，要求實現無人值守等等，這些高難度控制要求的提出，在一定程度上都促進了工業以太網在工廠自動化控制領域中的應用，尤其是將工業以太網與PLC控制相結合，能夠實現很多工廠自動化控制系統的功能建設需求。本課題重點以工業以太網和PLC相結合，以工廠流水線自動化控制為具體研究對象，深入探討工業以太網在工廠流水線自動化控制系統中的應用。

2 基于工業以太網的流水線自動控制系統設計

2.1 功能模塊設計

本論文以汽車整車焊裝作為具體的研究對象來探討工業以太網在流水線自動控制中的應用。汽車整車焊裝具有較多的工藝流程，而且機電裝備離散度較大，需要實時監測與控制的參數變量較大，因此采用工業以太網相較于采用現場總線具有很多優勢。縱觀整車焊裝的流水線工藝流程，基于工業以太網實現的流水線自動控制系統應當具有以下幾個主要功能：

①產品生產任務分派及調度。能夠根據生產進度適當的調整生產資源分配，根據任務變化自動完成對流水線生產工藝的更改，以適應不同車型的自動焊裝。

②電氣控制和分析。通過在底層安裝傳感監測設備，實現對流水線焊裝工藝流程的各個環節的監測與控制，并通過工藝數據庫的分析，實現相關生產工藝參數的自動匹配和優化。

③順序和邏輯控制功能。按照流水線自動化焊裝的工藝流程，對整個焊裝工藝流程實施順序控制，利用PLC作為順序邏輯控制器，實現眾多機電設備在流水線自動焊裝工藝過程中的順序聯動、啟停控制及互鎖等控制功能和邏輯判斷功能。

④監視報警功能、顯示功能。通過在監控終端開發專用的監控畫面，為用戶提供直觀的監控界面，通過人機交互接口的設計實現用戶對現場焊裝流水線的遠程自動化控制。

2.2 基于工業以太網的流水線自動控制系統設計

2.2.1 系統結構設計

由于整個流水線的設備量大、信號類型多、控制地點分散，不適合采用傳統的繼電器和控制開關為主要實現方式的本地控制模式，而且這種控制模式并不利于設備的后期維護管理，同時對于系統的擴容升級而言是十分不利的，為此，必須借助于工業以太網實現分布式控制管理模式（DCS模式），通過三級DCS功能的合理劃分與配置，能夠很方便的實現對整車焊裝流水線自動控制的遠程控制模式。本論文擬采用監控終端、本地PLC站和底層傳感設備三個層次的DCS控制模式實現基于工業以太網的整車焊裝流水線自動化控制。

①監控終端。監控終端設置在中央控制室內，供值班人員對全廠流水線自動化控制的工藝進行實時監控。監控終端內運行的是專門開發的上位機程序，通過友好的人機交互接口實現遠程控制，并且通過工業以太網實現與本地PLC站的數據信息的交互。

②本地PLC站。主要通過對開關量的檢測實現流水線生產工藝流程中各個環節的電氣監測，諸如限位開關、行程開關、電磁閥等。本地PLC站能夠通過對設備的工作狀態參數、工藝參數和環節參數的檢測和A/D轉換，將相關參數變量轉換為數字量進入工業以太網傳輸，從而實現上位機與下位機的一體化通信。

③底層傳感設備。現場傳感器主要是用以檢測現場監控點物理參數信號，變送器將采樣數據轉換成

4～20 mA的電流信號，經屏蔽電纜送到各子系統的PLC內。控制信號由PLC輸出后以4～20 mA電流形式送到執行機構。執行機構主要有氣動和電動執行機構等。

2.2.2 系統控制模式設計

①遠程遙控方式。在現場設備控制箱，將控制方式置于“遙控”控制方式，中央控制室的操作人員可以通過計算機監控軟件對現場設備進行遙控啟停。在這種控制方式下，監視界面可顯示設備的運行狀態及相關的工藝參數，操作員可根據選擇“手動或者自動”控制方式，通過設備控制按鈕啟停遠程設備，并能判斷設備運行是否正常，監測故障并發出報警提示，統計工藝數據，顯示模擬量趨勢曲線，打印故障報警及日志報表等。全部操作由中央控制室的操作人員通過鍵盤和鼠標完成。

②本地控制方式。在現場設備控制箱，將控制方式置于“本地”控制方式下，通過控制操作箱上的啟動/停止按鈕，對現場設備手動啟停控制。本地控制方式為系統的基本保留方式，在與中央控制室斷開聯系等任何情況下都可以完成整車焊接處理工藝要求的控制功能。

2.3 PLC自動系統設計

根據整車焊接處理廠工藝特點和現場的焊接設備分布及焊接機器人的作業范圍，可以將整車焊接車間流水線PLC下位機系統劃分為兩個PLC站點，各自負責不同的工藝流程。為此，需要統計全廠的I/O點分布情況，詳見表1。

由于本系統中的下位機PLC選用的西門子公司的S7-300系列的PLC產品，其網絡通訊功能的最大特色便是集成了MODBUS/TCP以太網通信協議。為此，本系統中下位機PLC控制系統的網絡通訊就基于MODBUS/TCP以太網通信協議實現，進而進一步降低了本自動控制系統的網絡通信集成成本。

2.4 工業以太網網絡系統設計

2.4.1 網絡拓撲結構選擇

本系統選用環型網絡拓撲結構，當某一節點出現故障時，它會自動旁路，而不影響環型網絡的信息傳輸。環型網絡結構的顯著特點是環路上的工作站在發送信息時，只能按照順序依次傳輸，所以不存在沖突問題。在光纖傳輸介質成本降低的今天，工業以太網的傳輸介質選用光纖組成雙環路雙冗余網絡是比較合適的方法。

2.4.2 系統組網方案設計

基于工業以太網的整車焊接流水線綜合自動化控制網絡系統可以劃分為三層：信息管理層、網絡傳輸層、傳感檢測及執行機構層。

①信息管理層。信息管理層主要是實現對整個工業以太網自下而上傳輸過來的流水線生產工藝的各個參數的管理，包括狀態參數的實時監測、越限報警；生產工藝參數的自動存儲、報表分析；設備控制指令的自動/聯動派發等等，這些功能的實現依賴于在信息管理層所開發的人機交互接口良好的專用自動化控制監控程序，通常可以采用組態程序實現。

②網絡傳輸層。網絡傳輸層就是指基于工業以太網所搭建起來的工業以太網傳輸網絡系統，同時通過配置交換機、操作站等輔助設備，能夠實現操作人員在網絡現場對網絡傳輸層的檢查、維護和管理。網絡傳輸層作為整個自動化控制網絡系統的數據傳輸平臺，對于整個系統的功能實現具有至關重要的作用。

③傳感監測及執行機構層。傳感監測及執行機構層主要有兩個作用，第一是通過傳感檢測設備，將流水線工藝流程中的各個參數實時檢測出來并發送到工業以太網上進行通訊，第二是通過安裝電氣開關、電磁閥等開關動作執行元件，接受來自頂層的中央信息管理層的遠程控制指令，實現對現場機電裝備或者流水線工藝流程的遠程自動化控制，傳感監測及執行機構層是面向整車焊接流水線生產和自動化控制的最底層，主要包括車間現場的各種監測、控制子系統，如焊接機器人控制子系統，滾床控制子系統，帶式輸送機控制子系統等。

3 結 語

隨著工業以太網在工廠自動化控制領域中的逐步廣泛應用，逐漸取代了過去傳統的以現場總線為基礎的自動控制模式。本論文對基于工業以太網的整車焊接流水線綜合自動化控制網絡系統展開了設計與研究，通過對網絡通信實時性的理論分析，建立了基于工業以太網的整車焊接流水線綜合自動化控制網絡系統，分別從下位機PLC自動化控制系統和上位機DCS以太網網絡系統兩個角度詳細探討構建了整個綜合自動化網絡控制系統的設計與實現，對于工業以太網在工廠自動化控制方面的應用，無論是在理論研究還是在實踐應用方面，都是具有較好的指導借鑒意義。

參考文獻：

篇6

前言

傳統變電站監控系統元件多、接線復雜，可靠性低，保護繼電器主要是電磁式的，反應速度慢、精度低，特別是由于這些元件都不帶有記憶功能，不能對歷史事件進行有效的記錄，影響事后分析故障及故障的處理時間，所以不能滿足日益發展的電力系統的要求。當前，計算機技術、通信技術迅速發展，各類計算機控制技術在工業上的應用日臻完善，微機化在變電站綜合自動化系統的應用已經成為發展的主要方向。

變電站綜合自動化系統主要特點

變電站綜合自動化系統建立在數據通信技術、計算機技術、軟件技術的基礎上，是一種集測量、控制、保護及遠動等功能為一體的微機控制系統。變電站綜合自動化系統主要是由多個微機保護單元，測量控制單元，通訊網絡，后臺管理機，打印機等組成，接線簡單，系統可靠，適應了現代生產發展和能源管理的要求。主要有以下特點：

結構微機化：系統的的主要元件用可編程邏輯控件代替分立元件，實現了硬件軟化，軟件硬化，所有功能都是通過軟件來實現，實現了將數據采集、數據傳輸、遠方控制、微機保護等環節能夠并列運行，運行參數、操作記錄、歷史記錄等均可通過打印機輸出。通過網絡連接，實時的將數據上傳到電力調度。

功能綜合化：微機保護單元具有完善的測量、控制、保護功能，綜合自動化系統就是利用了微機保護單元的完善功能，根據用戶需要配置獨立的微機保護單元，通過通訊網絡將微機保護單元和后臺管理機按照一定的結構形式連接起來。它可以保護除交直流電源以外的全部二次設備，微機保護代替了以繼電器為主的模擬保護，監控裝置（后臺管理機）綜合了儀表屏、操作屏、模擬屏、遠動、中央信號系統和光字牌等功能，接線簡單。

運行管理智能化：一般微機保護單元都有實時在線自診斷功能，可以在微機保護單元的面板上顯示故障發生的時間和故障類型，保護單元通過網絡將自診斷結果送到后臺管理機，這樣使得運行人員可以隨時掌握保護單元的運行狀態。由于保護單元在抗干擾方面采取了一定的措施。使得其抗干擾能力強，提高了保護的高可靠性。

操作監視屏幕化：系統將所有的操作和監視功能，通過后臺管理機來實現。操作人員通過顯示器全方位監視變電站運行方式和運行參數，屏幕數據取代了常規方式下的指針儀表，實時接線畫面取代了模擬屏，遠程遙控開關的分合閘。軟件程序取代五防閉鎖裝置，提高了操作的可靠性，減少了人為誤操作。

變電站綜合自動化系統各個子系統及其基本功能

SCADA監控子系統

SCADA系統完成對各模擬量、狀態量和脈沖量的采集和處理，并將處理結果以圖形、表格等形式進行顯示。其功能包括數據采集;事件順序記錄SOE;數據處理與記錄;故障記錄、故障錄波和故障測距;人機聯系等。

數據采集：變電站采集的典型模擬量有：進線電壓、電流和功率值，各段母線的電壓、電流，各饋電回路的電流及功率值。此外還有變壓器的油溫、直流電源電壓等。變電站內采集的狀態量數據主要有：變電站內各高壓斷路器和高壓隔離開關的位置狀態;變電站內一次設備運行狀態及報警信號，變壓器分接位置信號，無功補償電容器的投切開關位置狀態等。這些信號大部分采用光電隔離方式的開關中斷輸入或周期性掃描采樣獲得。脈沖量是指脈沖電度表輸出的脈沖信號表示的電度表。

事件順序記錄SOE：變電站內各種事件信息的順序記憶并登陸存檔，如變電站內各開關的正常操作次數，發生時間;變電站內運行參數和設備的越限報警及記錄，包括變電站內開關的正常變位報警，設備及運行參數的越限報警，系統保護裝置的動作報警等。

數據處理與記錄：數據處理的主要內容包括電力部門和用戶內部生產調度所要求的數據。變電站運行參數的統計、分析與計算包括變電站進線及各饋電回路的電壓和電流、有功功率、無功功率、功率因數、有功電量、無功電量的統計計算;日負荷、月負荷的最大值、最小值、平均值的統計分析及各類負荷報表的生成和負荷曲線的繪制等。

故障記錄、故障錄波和故障測距：設備或線路發生故障時，系統自動記錄繼電保護裝置和各種裝置動作的類型、時間、內容等，并提供事故追憶。

人機聯系功能：屏幕顯示是變電站綜合自動化系統進行人機聯系的重要手段之一。通過屏幕顯示，可以使值班人員隨時、全面地了解變電站的運行情況，屏幕顯示的內容可以包括一次主接線，實時運行參數，變電站內一次設備的運行狀況等;鍵盤輸入數據如運行操作人員的代碼及密碼，運行操作人員密碼的更改，保護類型的選擇及定值的更改，報警的界限、設置與退出手動/自動設置等;人機聯系是變電站綜合自動化系統不可缺少的互補措施，為了防止計算機系統故障時無法操作被控設備，在設計上保留人工直接跳合閘手段和CRT屏幕操作閉鎖功能，只有輸入正確的操作口令和監護口令才有權進行操作控制。

微機保護子系統

微機保護是綜合自動化系統的關鍵環節。微機保護包括全變電站主要設備和輸電線路的全套保護，具體有：高壓輸電線路的主保護和后備保護，變壓器的主保護和后備保護，無功補償電容器組的保護，母線保護，配電線路的保護，備用電源的自動投入裝置和自動重合閘裝置等。作為綜合自動化重要環節的微機保護應具有以下功能：

故障記錄，故障自診斷、自閉鎖、自恢復，并具備斷電保持功能。

存儲多套整定值，并能顯示及當地修改整定值。

實時顯示保護主要狀態及統一時鐘對時功能（功能投入情況及輸入量值等）。

與監控系統通信功能，根據監控系統命令發送故障信息，保護裝置動作信息，保護裝置動作值以及自診斷信息;接受監控系統選擇保護類型及修改保護整定值的命令等，與監控系統通信應采用標準規約。

安全自動控制系統

為了保障電網的安全可靠經濟運行和提高電能質量，變電站綜合自動化系統中根據不同情況設置有相應安全自動控制子系統，主要包括以下功能：電壓無功綜合控制，低頻減載，備用電源自投，小電流接地選線，故障錄波和測距，同期操作，聲音圖像遠程監控。

通信管理子系統

通信功能包括站內現場級間的通信和變電站自動化系統與上級調度的通信兩部分。通信子系統應使用標準的通信規約。

綜合自動化系統的現場級通信。綜合自動化系統的現場級通信，主要解決自動化系統內部各子系統與監控主機及各子系統間的數據通信和信息交換問題，通信范圍是變電站內部。

綜合自動化系統與上級調度通信。綜合自動化系統兼有RTU的全部功能，能夠將所采集的模擬量和開關狀態信息，以及事件順序記錄等傳至調度端，同時能接受調度端下達的各種操作、控制、修改定值等命令。

通信技術是變電站綜合自動化的實現必需條件，有了通信技術才使得變電站的遙控、遙調、遙測、遙信功能得以實現，它是系統遠動的必需紐帶。

結束語

結論：變電站綜合自動化系統能夠提高供電質量，提高電壓合格率;提高變電站的安全可靠運行水平;提高電力系統的運行，管理水平;縮小變電站占地面積，降低造價，減少總投資，減少維護工作量，減少值班員勞動，實現減人增效的目的。但是，變電站綜合自動化系統依然需要大量的二次保護控制電纜，以及耗費不少的有色金屬，同時，自動化的實現需要成熟的計算機技術、通信技術、軟件技術的支持，這就必然要求系統具有強抗干擾能力和防病毒入侵能力以防止整個系統癱瘓。

建議：由于縣級供電局的歷史原因，員工技術業務水平有待提高，同時，變電站基本實現了變電站綜合自動化系統的技術改造，為更好的維護管理好變電站，做好電力供應。因此，向員工普及培訓變電站綜合自動化系統知識是必要。

參考文獻：

[1]賀家李，宋從矩.電力系統繼電保護原理【M】.北京：中國電力出版社，2004.

[2]王顯平，田勇.變電站綜合自動化系統及其應用.電力建設，2003.

[3]史素華.無人值班變電站綜合自動化系統研究.北京：華北電力大學（北京）碩士論文，2007.

篇7

一．引言

智能建筑是實現建筑結構優化以及設備、服務、管理來滿足住戶需求的綜合，其目的是給用戶提供一個舒適、安全、高效、便利的人性化建筑環境。智能建筑中的電氣自動化控制技術是搭建智能建筑的基礎和平臺，電氣自動化控制實現了暖通空調、變配電設備、照明設備、排水設備等為建筑服務或提供生活功能的系統集成，是智能建筑中不可缺少的組成部分。從早期建筑中的暖通空調設備自動化控制，伴隨著建筑技術和控制技術的不斷進步，智能建筑中的電氣自動化控制也得到飛速發展。

二．智能建筑中的電氣自動化功用。

1.實現系統設備的自動化控制。

在智能建筑中，由于提高生活舒適度的要求，需要采用大量的電子、電氣設備，如智能開關模塊、傳感器、紅外控制、信號中繼器、對講設備、音樂系統、安防監控系統等組成了建筑的智能化功用。通過實行電氣自動化控制技術，將各個獨立分散運行的單機設備進行集成控制，實現對設備、終端的自動化運行和遠程管理控制，實現了建筑的智能化。同時，對提高建筑設備運行效率、減少設備運行成本、提升住戶舒適度和安全度具有積極意義。

2.實現智能建筑的系統集成。

智能建筑的系統集成是對建筑中各終端設備的遠程管理與控制，通過對終端設備的控制和管理，實現建筑節約費用、節約能源、提高生活水平的目的。智能建筑是建筑技術和計算機技術、網絡技術、通信技術和控制技術的集成，系統集成的目標是為了搭建建筑主體內的智能化管理，通過對建筑自動控制技術、通信技術、綜合布線技術、計算機網絡技術、安全防范技術以及多媒體技術等將相關設備進行整合，通過軟件進行集成，實現建筑智能化的目的。智能建筑的系統集成提升了建筑的智能化水平，實行電氣控制自動化是保證智能建筑系統集成的基礎。

三.電氣自動化控制技術在智能建筑中的應用。

1.智能建筑的系統自動化控制原理。

智能建筑的自動化控制系統是基于現代控制理論的集散型計算機控制系統，又稱之為分布式控制系統（Distributedcontro systems DCS）。其實現原理是采取“分散控制、集中管理”的模式，通過對現場終端設備上的微型計算機控制裝置（即DDC）進行實時檢測和分布控制任務，而設備終端上的微型計算機控制裝置實現對終端設備的控制以及管理，對終端設備進行信號采集，通過傳感器進行信號傳輸，將傳輸信號送至智能設備上，實現對設備的工況管理和自動控制。這樣就避免了計算機集中控制帶來的高危險性，同時也彌補了單機設備管理的局限性。

2.LONWORKS技術的應用。

LONWORKS技術原本是為工廠管理服務的，是以工廠測量和控制機器間的數字通訊為主的現場網絡，通過將通訊的數字化，使得終端多點化成為可能，實現了傳感器、終端設備和控制器之間的特化通訊。由于LONWORKS技術支持分布式網絡控制，同時又是一個開發性的可交互操作的控制技術平臺，其優勢正符合智能建筑的系統需要。在早期的智能建筑中，并沒有控制網絡，其控制系統只是采用電線將氣動控制裝置連接而成，這種控制組成結構簡單，不利于設備擴展。同時由于終端設備廠商所使用的通訊協議互不兼容，導致無法實現系統的整體自動化控制。隨著計算機技術的發展，網絡技術也越來越完善，基于網絡開發的系統LONWORKS技術被逐步應用到智能建筑中。

LONWORKS技術能實現終端設備和智能設備在簡單網絡上可以進行對等的通信，能形成一個低成本、可相互操作的控制系統，便于服務定制、程序編寫、功能擴容。在智能建筑的電氣系統中，采用LONWORKS技術，將照明、保暖、通風、安保等終端設備進行資源整合，通過傳感器控制為單一的開放式網絡，節約了安裝和運營成本。LONWORKS技術中，房間中的多功能傳感器可以將房間的供暖控制器的運行狀態進行改變，根據用戶需要可從待機狀態轉為用戶需要的模式；房間中的光感傳感器對自然光進行檢測，并將檢測到的自然光數據通過網絡傳輸給LONWORKS控制器，控制器根據設置自動進行區域內燈光照度的調節，可在外部陽光充足時，關閉房間內照明燈具，在房間光線較暗時，自動開啟照明燈具，并可以根據用戶的個人愛好或預先設定好的環境模式來調整燈光亮度。

LONWORKS技術中的Honeywell自動化控制系統控制著智能建筑的照明設備以及暖通空調，該系統與住戶的門禁系統、閉路電視監控系統、消防報警系統以及防盜系統進行系統集成，通過對各個工作站通訊和信息綜合，實現對住戶特定生活需要的提供。例如：當智能建筑中的住戶回到家時，樓道上的門禁控制系統輸入安全代碼，系統開始啟動HVAC系統，將照明控制和暖通空調系統調節至用戶離開前的照明度和室溫。而在住戶外出時，輸入代碼后實現對照明系統、空調系統的自動關閉，并將各設備調節至節能狀態。在HVAC系統中，其控制器可根據房主的要求，將臥室和居室的溫度維持在一定理想范圍內，采用PI算法控制的FCU通過與暖氣片的連接實現自動運行，達到對室內溫度、濕度的自動調節、自動控制。

3.基于IP+無線技術的新型電氣控制技術。

在智能建筑的發展中，IP+無線技術是隨著計算機技術和計算機網絡技術的完善而產生的，是計算機網絡技術在智能建筑中的具體應用。通過IP+無線網絡技術，構成了特有的智能家居系統。由于終端設備采用IP管理，傳輸通過無線方式進行，可實現雙向通信，其好處不言而喻，這也是智能建筑的系統控制的發展趨勢。

在計算機網絡時代下，智能建筑的電氣設備不在是單一、獨立運行的終端設備，系統需要采用設備IP綁定，通過無線進行數據和信息傳輸，這就增加了電氣設備的自動化難度。在電氣自動化控制系統中，終端設備要具有智能性，如智能電源轉換器、無線紅外轉發器、智能開關、智能插座、安防報警系統、智能窗簾系統以及網絡攝像機等，并在設備上進行IP分配，通過智能網關和網絡，將數據傳輸至智能主機，智能主機進行實時監控和任務分配，實現對電氣設備的控制和管理。

智能建筑中的智能門鎖、對講可視系統、房間對講系統、照明系統、空調系統、安防系統、音樂系統以及環境監測等都通過WEB控制，用戶即使是在房間外，也能實現對房間內溫度、照明、設備開關的控制，并能對建筑設備的運行狀況、運行報警情況、性能參數等等進行了解。

四.智能建筑中的電氣自動化控制發展趨勢。

傳統的智能建筑需要實現電氣自動化，一般僅僅是采取電線連接設備的單一模式，在發展中受到較大制約。未來的建筑電氣自動化控制將注重終端的集約化，將終端功能進行集中，體積減小，降低耗電，在此基礎上，形成電氣設備的模塊化，增加其拓展性。同時電氣設備的無線化必是大勢所趨，通過無線化接入，提高了設備可移動性和可擴展性，同時簡化了施工，避免造成建筑墻面損傷。

五．結束語。

智能建筑的電氣控制自動化是提升住戶生活水平的必要因素，其技術應用越來越廣，這對提高智能建筑的功能具有積極作用。電氣的自動化控制，實現了終端設備的遠程控制和管理，提高了住戶的生活水平和質量。

參考文獻

[1] 陳裕家 淺談電氣自動化控制在智能建筑中的應用 [期刊論文] 《城市建設理論研究（電子版）》2012年4期

篇8

1 引言

力傳感器是目前廣泛使用的傳感器，在長期使用過程中，由于使用環境、本身結構的變化，需要對其進行標定，以此保證測量的精度。近年來，隨著虛擬儀器技術的出現和發展，越來越多的技術人員開始基于該技術來開發自動化測量設備。博士論文，標定。虛擬儀器是基于計算機的儀器。計算機和儀器的密切結合是目前儀器發展的一個重要方向[1]。而在眾多的虛擬儀器開發平臺中，美國國家儀器公司（NI）的LabVIEW應用最為廣泛。本文主要介紹了基于LabVIEW的力傳感器標定程序的設計。

2 標定的原理

所謂標定（或現場校準）[2]就是指用相對標準的量來確定測試系統電輸出量與物理輸入量之間的函數關系的過程。標定是測試中極其重要的一環。標定除了能夠確定輸入量和輸出量之間的函數關系之外，還可以最大限度地消除測量系統中的系統誤差。

傳感器的校準采用靜態的方法，即在靜態標準條件下，采用一定標準等級（其精度等級為被較傳感器的3~5倍）的校準設備，對傳感器重復（不少于3次）進行全量程逐級加載和卸載測試，獲得各次校準數據，以確定傳感器的靜態基本性能指標和精度的過程。為簡化系統的設計，此處標準量采用砝碼加載的方式獲得。

3 系統組成

3.1硬件組成

系統的硬件組成如圖1所示：

圖1 系統硬件組成

由圖可以看出，系統主要包括計算機、力傳感器，數據采集卡、接線盒等。本系統中，力傳感器采用電阻應變式壓力傳感器，四個應變片采用全橋的工作方式。數據采集卡采用NI公司的PCI-6221，該采集卡的主要參數如下：它具有16個模擬輸入端口，2個模擬輸出端口，24個數字輸入輸出端口，采樣速率最高可達到250kS/s。接線盒采用NI公司的SC-2345，此接線盒直接與數據采集卡相連，接線盒上有SCC信號調理模塊插座。SCC模塊是NI公司提供的信號調理模塊，其上面包含信號調理電路，可以將傳感器處采集的信號轉換成適合數據采集卡讀取的信號。本系統所用的SCC模塊為SCC-SG04，此模塊適用于連接采用全橋工作方式的電阻應變式壓力傳感器。

3.2軟件組成

本系統軟件基于LabVIEW 8.2來開發。LabVIEW是一種圖形化的編程語言。博士論文，標定。博士論文，標定。與其他開發工具不同，用LabVIEW編程的過程不是寫代碼，而是畫“流程圖”。這樣可以使用戶從煩瑣的程序設計中解放出來，而將注意力集中在測量等物理問題本身。它主要針對各個領域的工程技術人員而設計，非計算機專業人員[1]。博士論文，標定。

因為所用的力傳感器屬于應變式電阻傳感器，其電阻變化率與應變可以保持很好的線性關系，即輸入與輸出量之間呈線性關系，所以可以用一條直線對校準數據進行擬合。此直線就稱為擬合直線，所求得的方程為擬合方程。圖2所示為傳感器標定程序的采樣頁面。

此程序采用LabVIEW的事件驅動編程技術進行編制的。事件[3]是對活動發生的異步通知。事件可以來自于用戶界面、外部I/O或程序的其它部分。在LabVIEW中使用用戶界面事件可使前面板用戶操作與程序框圖執行保持同步。事件允許用戶每當執行某個特定操作時執行特定的事件處理分支。

圖2 標定程序采樣頁面

圖3 采樣程序

直線擬合的方法[2]有很多種，比如最小二乘法、平均選點法、斷點法等等。其中，最小二乘法精度比較高，此處利用它進行直線擬合。根據最小二乘法，假定是一組測量值，是相應的擬合值，mse為均方差，則擬合目標可以表達為，期望mse最小。

LabVIEW中的分析軟件庫提供了多種線性和非線性的曲線擬合算法，例如線性擬合、指數擬合、通用多項式擬合等等。本程序選擇Linear Fit.Vi 來實現最小二乘法線性擬合。

標定子程序的工作流程如下：用戶先通過多次采樣，獲得各個輸入量對應的輸出量，通過While循環的移位寄存器保存這些值。博士論文，標定。采樣完成后，把這些值輸入Linear Fit.Vi進行擬合，擬合的曲線在Graph控件中顯示出來，同時該Vi自動求出方程y=ax+b中的斜率a和截距b，這樣，輸入輸出量之間的函數關系就可以確定下來了，如圖4所示。

圖4 標定程序擬合前面板

4 小結

基于虛擬儀器的力傳感器標定程序能夠方便地對力傳感器進行標定。博士論文，標定。該系統具有人機界面友好，靈活方便，自動化程度高等特點。

參考文獻：

【1】.候國屏;王珅;葉齊鑫.LabVIEW7.1編程與虛擬儀器設計[M].清華大學出版社.2005

【2】.張迎新等.非電量測量技術基礎[M].北京航空航天大學出版社，2001

篇9

1 煤泥攪拌桶自動液位控制

煤泥攪拌桶是壓濾機入料緩沖容器，隨著壓濾機工作循環的進行，煤泥桶內液位也在時刻發生變化，此崗位需要崗位工時刻關注攪拌桶的液位變化。結合現場實際，我們利用液位自動化控制可同時實現監測液位及自動控制底流泵開停的功能。電氣原理圖如下所示：

圖中 KA1 KA2中間繼電器

SB1 底流泵啟動按鈕 SB2底流泵停止按鈕

工作原理：在煤泥攪拌桶直桶段上安裝上壓力變送器，變送器將液位轉化為電流信號傳送至數顯儀表，不同電流對應的液位的上下限值設為顯示儀表的上下限為觸發動作值，從而控制底流泵的開停，使液位始終保持最佳的液位。

2 溜槽防堵裝置

洗煤廠設備脫介篩、膠帶輸送機溜槽因雜物影響極易發生堵塞，靈活利用限位開關自行改造溜槽防堵裝置，溜槽堵塞檢測器安裝在溜槽不受物料沖擊的側壁上，當溜槽內形成堵塞時，檢測器將發出報警、停機信號，防止由物料堵塞溜槽而造成的惡性事故。

信號電源AC220V；LS――磁性開關；KZ――中間斷電器。

原理：本裝置采用門式結構，限位開關彈簧復位，安裝在溜槽側壁。當物料在溜槽中造成堵塞時堆積的物料必定給溜槽側壁一個壓力，從而將本裝置的活動門向外推移[2]。當活動門偏轉角度大于受控角度時，其限位開關LS動作，中間繼電器動作常閉點斷開，PLC控制回路斷開，通過PLC內部梯形程序來控制生產工藝系統中相關聯的設備停機，并同時在控制室計算機模擬屏上顯示故障信息，提醒操作人員及時處理故障，堵塞故障排除后，活動門自動復位，方可重新開機。

3 物料探測裝置

洗煤廠設有原煤緩沖倉、精煤及矸石倉，原始監測方法垂繩丈量，精確度低，勞動強度大。由于某種原因因倉滿造成設備停機事故，為了避免以上現象發生，安裝超聲波料位計對原煤、產品倉及矸石倉的煤位信號進行實時監測，我廠先用的是超聲波 VEGASON 儀表，測量范圍可達 70米。適用于測量黏度大、腐蝕性或磨蝕性強的介質，安裝方式為法蘭式安裝，傳感器價格低，由于采用兩線制技術，安裝和布線的耗費大大減少，參數設定和儀表使用非常簡便。

工作原理：壓電陶瓷制成的高功率的測量探頭發射聚焦的超聲波脈沖，脈沖波束被介質表面反射回來，電子部件分析反射回來的波束的運行時間和信號形態可以給出精確的物位值。

超聲波料位計輸出的是4-20ma電流信號，轉化為相應的煤位信號，并將采集信號進入PLC，上位機界面可實時監測煤倉顯示數值，密控員可根據此值增減給煤量，優化調控洗選流程。

4 結語

通過幾種自動化保護裝置在章村礦洗煤廠的使用，大大提高了自動化水平，為解決人員短缺提供可靠保障，優化生產流程協調控制，同時在安全生產中降低了事故率，提高運行效率，保證洗煤廠安全高效生產，對提高經濟效益顯著。

參考文獻：

[1]楊小權.幾種自動化保護裝置在大柳塔洗煤廠的應用[J].煤炭工程，2004（5）.

篇10

電網是一個不可分割的整體，對整個電網的一、二次設備信息進行綜合利用，對保證電網安全穩定運行具有重大的意義。變電站綜合自動化是一項提高變電站安全、可靠穩定運行水平，降低運行維護成本，提高經濟效益，向用戶提供高質量電能服務的一項措施。隨著自動化技術、通信技術、計算機和網絡技術等高科技的飛速發展，一方面綜合自動化系統取代或更新傳統的變電站二次系統，已經成為必然趨勢。另一方面，保護本身也需要自檢查、故障錄波、事件記錄、運行監視和控制管理等更強健的功能。發展和完善變電站綜合自動化系統，是電力系統發展的新的趨勢。

二、系統結構

目前從國內、外變電站綜合自動化的開展情況而言，大致存在以下幾種結構：

（一）分布式系統結構

按變電站被監控對象或系統功能分布的多臺計算機單功能設備，將它們連接到能共享資源的網絡上實現分布式處理。系統結構的最大特點是將變電站自動化系統的功能分散給多臺計算機來完成。分布式模式一般按功能設計，采用主從CPU系統工作方式，多CPU系統提高了處理并行多發事件的能力，解決了CPU運算處理的瓶頸問題。各功能模塊(通常是多個CPU)之間采用網絡技術或串行方式實現數據通信，選用具有優先級的網絡系統較好地解決了數據傳輸的瓶頸問題，提高了系統的實時性。分布式結構方便系統擴展和維護，局部故障不影響其他模塊正常運行。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統組態結構，較多地使用于中、低壓變電站。分布式變電站綜合自動化系統自問世以來，顯示出強大的生命力。目前，還存在在抗電磁干擾、信息傳輸途徑及可靠性保證上的問題等。

（二）集中式系統結構

集中式一般采用功能較強的計算機并擴展其I／O接口，集中采集變電站的模擬量和數量等信息，集中進行計算和處理，分別完成微機監控、微機保護和自動控制等功能。由前置機完成數據輸入輸出、保護、控制及監測等功能，后臺機完成數據處理、顯示、打印及遠方通訊等功能。目前國內許多的廠家尚屬于這種結構方式，這種結構有以下不足：

前置管理機任務繁重、引線多，降低了整個系統的可靠性，若前置機故障，將失去當地及遠方的所有信息及功能。

軟件復雜，修改工作量大，系統調試煩瑣。

組態不靈活，對不同主接線或規模不同的變電站，軟、硬件都必須另行設計，工作量大并且擴展一些自動化需求的功能較難。

（三）分層分布式結構

按變電站的控制層次和對象設置全站控制級——變電站層(站級測控單元)和就地單元控制級——間隔層(間隔單元）的二層式分布控制系統結構。也可分為三層，即變電站層、通信層和間隔層。

這種結構相比集中式處理的系統具有以下明顯的優點：

可靠性提高，任一部分設備故障只影響局部，即將“危險”分散，當站級系統或網絡故障，只影響到監控部分，而最重要的保護、控制功能在段級仍可繼續運行；段級的任一智能單元損壞不應導致全站的通信中斷，比如長期霸占全站的通信網絡。

可擴展性和開放性較高，利于工程的設計及應用。站內二次設備所需的電纜大大減少，節約投資也簡化了調試維護。

三、常見通訊方式

目前國內常采用以太網通訊方式，在以太網出現之前，無論RS-232C、EIA-422/485都無法避免通信系統繁瑣、通訊速度緩慢的缺陷。現場總線的應用部分地緩解了便電站自動化系統對通信的需求，但在系統容量較大時依然顯得捉襟見肘，以太網的應用，使通訊問題迎刃而解。常見的通訊方式有：

雙以太網、雙監控機模式，主要是用于220-500kV變，在實現上可以是雙控機+雙服務器方式，支撐光/電以太網；單以太網，雙/單監控機模式；雙LON網，雙監控機模式；單LON網，雙/單監控機模式。

四、變電站自動化系統應能實現的功能

微機保護：是對站內所有的電氣設備進行保護，包括線路保護，變壓器保護，母線保護，電容器保護及備自投，低頻減載等安全自動裝置。各類保護應具有下列功能：故障記錄；存儲多套定值；顯示和當地修改定值；與監控系統通信。根據監控系統命令發送故障信息，動作序列。當前整定值及自診斷信號。接收監控系統選擇或修改定值，校對時鐘等命令。通信應采用標準規約。

數據采集及處理功能：包括狀態數據，模擬數據和脈沖數據

狀態量采集。狀態量包括：斷路器狀態，隔離開關狀態，變壓器分接頭信號及變電站一次設備告警信號、事故跳閘總信號、預告信號等。目前這些信號大部分采用光電隔離方式輸入系統，也可通過通信方式獲得。

模擬量采集。常規變電站采集的典型模擬量包括：各段母線電壓、線路電壓，電流和有功、無功功率值。饋線電流，電壓和有功、無功功率值。

事件記錄和故障錄波測距。事件記錄應包含保護動作序列記錄，開關跳合記錄。

變電站故障錄波可根據需要采用兩種方式實現，一是集中式配置專用故障錄波器，并能與監控系統通信。另一種是分散型，即由微機保護裝置兼作記錄及測距計算，再將數字化的波型及測距結果送監控系統由監控系統存儲和分析。

控制和操作功能。操作人員可通過后臺機屏幕對斷路器，隔離開關，變壓器分接頭，電容器組投切進行遠方操作。為了防止系統故障時無法操作被控設備，在系統設計時應保留人工直接跳合閘手段。

防誤閉鎖功能。系統的自診斷功能

系統內各插件應具有自診斷功能，并把數據送往后臺機和遠方調度中心。對裝置本身實時自檢功能，方便維護與維修，可對其各部分采用查詢標準輸入檢測等方法實時檢查，能快速發現裝置內部的故障及缺陷，并給出提示，指出故障位置。

數據處理和記錄。歷史數據的形成和存儲是數據處理的主要內容，它包括上一級調度中心，變電管理和保護專業要求的數據，主要有：

斷路器動作次數；斷路器切除故障時截斷容量和跳閘操作次數的累計數；輸電線路的有功、無功，變壓器的有功、無功、母線電壓定時記錄的最大，最小值及其時間；獨立負荷有功、無功，每天的峰谷值及其時間；控制操作及修改整定值的記錄。

根據需要，該功能可在變電站當地全部實現，也可在遠動操作中心或調度中心實現。

人機聯系系統的自診斷功能。系統內各插件應具有自診斷功能，自診、斷信息也像被采集的數據一樣周期性地送往后臺機和遠方調度中心或操作控制中心與遠方控制中心的通信。

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一、電力保護通信系統的概述

隨著人力資本成本的不斷提高，電力系統變電所逐步開展和普及無人值班的運作方式。所以傳輸各類信息的遠動通道便成為了解和控制變電所運行狀況的唯一窗口。因此，通道的建設、保持及維護成了工作的重點及難點。一般來說，遠動通道分為接收變電所各類信息的“上行”通道和下發各類控制信息的“下行”通道這兩種通道。上行通道一般可以直接通過主站顯示屏的畫面查看其運行情況，而對傳輸遙控命令的下行通道，至今所有的調度自動化系統、廠站端的RTU或變電站綜合自動化裝置均不具備對下行通道的檢測功能，這嚴重影響著整個電力系統的運行安全[1]。基于此為了提高電力系統運行的安全性，對線路保護提出了更高的要求。而作為線路保護重要組成部分的遠方保護信號設備的安全性、可靠性及快速性必須要可以保證。

二、電力保護通信系統的運用現狀及趨勢分析

2.1電力保護通信系統的運用現狀分析

目前，我國電力保護通信系統的運用主要集中在一些大型的電力企業中，而對于小型的發電企業則很少使用，造成這種現象的原因是多方面的。首先，對于一些小型的電力企業來說采用電力保護通信系統的必要性比較弱。其次，系統的運行對人才與資金的要求比較高，小型電力企業不具有具備專業知識的系統建設及維護的專業技術人員。就目前我國電網中運行的遠方保護信號設備而言，大部分的電力企業采用的都是模擬系統，這個系統主要包括使用電力線為載體的保護專用收發信機和電力線音頻復用通信系統兩個部分[2]。

2.2電力保護通信系統的運用趨勢分析

隨著互聯網技術的不斷發展，數字保護通信系統必然代表保護信號設備的發展方向。原因主要體現在以下幾個方面。第一，數字保護通信系統符合全球數字化的潮流，第二，數字系統抗干擾的能力強，第三，數字設備可靠性比較高，調試和維護非常方便，從長遠來看，可以降低使用成本。第四，數字設備可以提供良好的人機界面。

三、復用式數字保護通信系統的設計分析

通過上面的分析可以看出復用式數字保護通信系統必然代表保護信號設備成為未來的發展方向。在電網改造中SDH、ATM等新的光纖通信技術在電力系統通信中都得到了普遍應用，這無疑可以看出復用式數字保護通信系統的運用潛力[3]，同時電網改造也給復用式數字保護通信系統的運用提供了前所未有的發展機遇。現在高電壓等級的變電站的保護信號通信設備首選是數字保護通信設備，而且實現的方式主要是將保護信號復用到SDH通信設備的時隙中，利用SDH設備的快速自愈性能進一步提高保護信號通信的可靠性[4]。基于此論文對復用式數字保護通信系統進行一個系統的設計。為了提高系統的整體性能，這套系統設計方案采用了特別的糾錯編碼解碼方案，同時結合采用一些比較先進的技術設備，比如高速CPU、CPLD和流行的Windows人機界面等。這些都可以很大程度上提高設備的可靠性，使調試、維護和使用過程更加方便安全。復用式數字保護通信系統以具有自愈功能的SDH環狀網為核心，提供行政電話、調度電話、遠動數據和保護命令的全方位接入和傳輸。

四、結語

通過論文的分析可以看出數字保護通信系統必然代表保護信號設備的發展方向，這種數字保護通信系統不僅可以提高系統的整體性能，還可以提供行政電話、調度電話、遠動數據和保護命令的全方位接入和傳輸，在實際運用中值得推廣。最后，希望論文的研究為相關工作者及研究人員提供一些參考與借鑒價值。

參考文獻

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一．前言

智能樓宇(Intelligent Building)目前的提法很多，日本、美國、歐洲、新加坡等國家。以及國際智能工程學會的提法都不盡相同。我國與日本的情況比較相近．日本機電工業協會樓宇智能化分會把智能化樓宇定義為：綜合計算機、信息通信等方面的最先進技術，使建筑物內的電力、空調、照明、防災、防盜、運輸設備等協調性的工作。實現建筑物自動化(BA)、通信自動化(CA)和辦公自動化(OA)，將這三種功能結合起來的建筑，就是智能化樓宇。

二．智能化樓宇安防自動監控報警系統的必要性

1．隨著計算機技術的不斷發展．新觀念和新技術不斷更新．這些將對智能化樓宇的發展有了更高和更新的要求．也要求在智能樓宇的建設中要不斷地增加新的目標和功能。樓字自動化系統也叫建筑設備自動化系統(BuidingAutomationSystem，BAS)，是智能樓宇建筑不可缺少的一部分，其任務是對建筑物內的能源使用、環境及安全設施進行監測、控制．以提供一個既安全可靠、節約能源、舒適宜人的工作或居住環境。

2．特別是隨著我國國民經濟的迅速發展，安防系統的相對滯后已經嚴重阻礙了我國國民經濟的發展。伴隨著我國各個行業的智能樓宇化。這種矛盾越來越突出嘲。因此，強調把安防自動報警系統納入到建筑智能化樓宇系統中、提高樓宇自動化水平，迎合當前通過樓宇自控技術實現更多、更高要求的需要。是符合世界發展潮流的．也是當前發展的緊迫問題。

3．本研究的安防自動監控報警系統應用了現代化的控制部件與設備，查詢了人們無法實時檢查的環境．將樓宇建筑物中的重要場景傳輸到一個或多個監控系統并顯示。使在無人值守的各類情況下及時觀察、了解災情、監控盜情、記錄竊情與相關的暴力犯罪行為。它可以通過遙控攝像機及其輔助設備(鏡頭、云臺、門禁、防盜探頭等)直接觀看被監視場所的情況。同時，監控系統還可以與消防報警等其他安全技術防范體系聯動運行，使防范能力更加強大。該監控系統的另一個特點是可以把被監視場所的圖像及聲音全部或部分地記錄下來，為日后對某些事件的處理及分析提供了方便條件及重要依據。

三．自動監控報警系統組成介紹

1．系統的組成

系統主要由前端信息采集系統、信息傳輸控制系統、遠程拓展系統信息管理系統和自動報警系統組成，如圖l所示。

圖一 控制中心設計原理框圖

(一)前端信息采集系統：主要由圖像信息采集和探頭信息采集兩部分組成。圖像信息采集部分是監控系統的主要部分，是整個系統的“眼睛”．它把監視的內容變為圖像信號傳送到控制中心的監視器上顯示并實時存儲。探頭信息采集通過各種監控探頭(如紅外線防盜探頭、消防探頭、門禁探頭等1實時監控各個探頭信息點的實時狀態，通過信息傳輸控制系統送達信息管理系統判斷處理。包括攝像機、鏡頭、云臺、智能球形攝像機探頭、紅外探頭．玻璃破碎感知器或門磁開關等。

(二)信息傳輸控制系統：主要傳輸前端各信息監視點的實時狀態信息．并對所采集系統中各數據采集點控制，包括傳輸線纜、光纖傳輸、同軸電纜傳輸、網線傳輸、無線傳輸。

(三)遠程拓展系統：包括IP監控、遠程監控、網絡監控、視頻會議等技術交流。

(四)信息管理系統：負責處理由前端監視攝像采集系統采集的信息數據。通過信息管理系統，將傳送過來的圖像信息顯示在監視器上，記錄所有的圖像及監控信息。計算并生成對所采集監控信息的信息處理結果，受理臺顯示發生警情的用戶的相關信息。系統包括dvr硬盤錄像系統、視頻矩陣、畫面處理器、切換器、分配器、報警主機。

(五)自動報警系統：對信息管理系統得出的警報事件．將需要處警的報警事件轉發到1 10指揮中心或有關的處警單位。

2．設備配置

(一)控制中心需對前端監控探頭等進行實時監控和記錄。考慮到監控效果要求比較高、圖像質量要求清晰穩定，控制中心采用3臺全實時(回放、監視都是25幀，秒)的16路的嵌入式硬盤錄像機進行實時監控、錄像，嵌入式硬盤錄像機是完全脫離PC平臺設計的，徹底杜絕了病毒的入侵，啟動迅速、性能穩定，系統參數及程序在斷電時也不會丟失。

(二)硬盤錄像機本身不帶硬盤，為了能夠保存一段時間內的錄像資料．至少需給每一臺硬盤主機配備2塊500G硬盤(硬盤占用空間按0．15G／小時／路來計算)。

(三)可以自選配備l臺音視頻矩陣，由至少8臺監視器組成電視墻．可以多點監控、指定監視器監控等。嵌入式硬盤錄像機的輸出信號首先輸入到視頻矩陣，然后通過視頻矩陣輸出到監控電視墻上。

(四)要實現同一時間硬盤錄像機的錄像功能和電視墻的監視功能。需將輸入信號一分為二．選配音視頻分配器4臺。

(五)為了實現視頻控制矩陣、主控計算機能夠并行控制前端的攝像頭和云臺．需要一個系統協議轉換器(BL—D322C)。

(六)考慮到多個用戶同時訪問網絡將帶來流量瓶頸等問題，使用視頻服務器來進行中轉。讓視頻服務器提供強大的負載能力。

3．報警功能

報警功能包括：防盜防火防燃氣泄漏；遠程監聽、布防與撤防；10秒鐘錄音及緊急求助；切斷通話，優先報警；后備電源可達24小時等。一旦住宅辦公室、倉庫或機房等有人非法進入。以及有其他緊急求救時，通過探測器的感應，系統會自動撥通事先設定的報警電話，用事先錄入的語言報告發警地點和名稱、電話號碼等警情信息(見圖2)。防盜防入侵報警系統一般由報警主機及報警探頭組成．而探頭分為紅外、微波雙探測器及閃光報警器等。

圖二 報警中心設計原理圖

4．實現過程

警報接收與處理主機也稱為防盜主機．是報警探頭的中樞．負責接收報警信號、控制延遲時間、驅動報警輸出等工作嗍。將某區域內的所有防盜防侵入傳感器組合在一起．形成一個防盜管區，一旦發生報警就可在防盜主機上一目了然地反映出區域所在。防盜主機目前以多回路分區防護為主流。優越的系統更可顯示出警報來源是該區域內的哪一個報警傳感器及所在

位置。以便采取相應的接警對策。現代的防盜主機都采用微處理器控制，內有只讀存儲器和數碼顯示裝置，普遍夠編程并有較高的智能，主要表現為：

（一）以聲光方式顯示報警，以人工或延時方式解除報警：

（二）對所連接的防盜防侵入傳感器，可根據需要而設置成布防狀態或撤防狀態．也可用程序編寫控制方式和防區回路性能：

（三）可接多組密碼鍵盤，可設置多個擁護密碼，以進行保密防竊：

（四）遇有警報時，其報警信號可以經由通信線路。以自動或人工干預方式向上級部門和保安公司轉發．以快速溝通信息或組網：

（五）可程序設置報警連動動作，即遇有報警時，防盜主機的編程輸出端可通過繼電器接點閉合執行相應的動作。

（六）電話撥號器同警號、警燈一樣，都是報警輸出設備。可通過電話線把事先錄好的聲音信息傳輸給某個人或某個單位。

四．結束語

智能化樓宇安防自動監控報警系統對于樓宇的安全十分重要，因此對于這方面的研究具有重要的意義和價值。

參考文獻：

[1]田思源; 胡楠; 矯亮; 劉飛; 姚玉霞 智能化樓宇安防自動監控報警系統的研究農業網絡信息2010-07-26期刊

[2]鄭艷瓊; 馬渝昆; 李昂 城市火災自動報警監控系統發展應用中國消防產品年鑒2007/01/01年鑒

[3]張吉春 高潔 安全防范與智能樓宇 (被引用 4 次) [期刊論文] 《中國人民公安大學學報（自然科學版）》 PKU -2006年1期

[4]任帥 張華斌 安防系統綜合雷電防護研究 [會議論文] 2011 - 2011年第二十八屆中國氣象學會年會

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水閘自動化監控系統的實施不僅有利于對閘門、泵站等工程準確、可靠地進行監測和控制,繼而將水情、閘門工況和運行狀態等信息共享,建立實時和歷史數據庫供流域機構及有關部門監督和分析統計而且能夠對防治水害、加強水資源統一管理、降低運行成本、保障水利持續發展具有十分深遠的意義。因此,論文結合上海奉賢區水閘的自動化監控管理為例探討這一領域的研究現狀及關鍵技術。

1 水閘監控系統的發展概況

現有的水閘監控系統一般采取分布式控制系統(DCS)結構,在一定程度上提高了系統的自動化程度和設備的可靠性,但是由于水閘所處的工作環境普遍比較惡劣,其液壓系統、傳感設備裝置等元器件老化較快,經常出現誤動、拒動現象,信息一般沒有數字化,更沒有進行存儲,因此,集控系統平臺上缺乏設備及系統健康狀態信息,從設備的檢修維護方面看,現有的水閘監控系統基本上還是采取事后維修,或者定期檢修這樣較為傳統的檢修維護策略,而在技術管理領域基本上還處于空白階段,沒有進行系統的設計、規劃、實施,因此,將控制、維護和技術管理集成系統應用于水利自動化系統,形成水利樞紐集成自動化系統,可以在很大程度上提高系統的可靠性和穩定性,保證控制命令的正確執行。為了提高水利工程效益和管理水平,精簡管理人員,適應現代化水利的要求,必須利用先進的計算機技術、通信網絡技術及自動化監控技術形成水利閘門控制、維護和技術管理綜合集成自動化系統。通過對水利樞紐閘門系統的運行狀態和健康狀態實施實時監控,可以提高調度運行響應速度和能力,實現在線優化調度,充分發揮水利樞紐工程信息在國民經濟建設和社會發展中的作用。

2 水閘自動化監控系統的組成

上海奉賢區水閘自動化控制系統可按以下方案設置:區水閘管理所作為遠程控制的總站（區防汛辦可作為總監視站）,金北水閘、白廟水閘、南橫涇水閘、南竹港水閘、南沙港水閘、巨潮水閘、千步涇水閘、浦南運河西閘、南竹港出海閘、金南水閘、南門港水閘、水閘這12座水閘作為下設的12個站,每個分站可設中央控制室、中央控制室下又可設幾個現場工作站。若小型節制閘可只設現場工作站,不設中央控制室。水閘管理調度自動化系統是先進的各種實時數據采集和監控系統,它是利用遙測遙控技術,各種媒體數據通訊技術、計算機技術和專業的系統軟件編程來實現對水閘運行的監視和控制,能自動采集系統內各項參數,同時根據實時閘門運行狀況和水情變化,按照水利工程調度運行方案,實時做出調度方案,并監控閘門予以執行,實行水閘調度與監控自動化。各分站的閘門監控管理自動化系統由二大部分組成:計算機監控系統和圖像監控系統。

2.1 計算機監控系統

計算機監控系統又分為二部分:（1）中央控制室。通過網絡接口和網絡線由現場工作站的可編程序控制器PLC傳輸實時顯示各種參數變化情況和設備運行狀態。（2）現場工作站,由可編程序控制器和上位計算機及現場檢測儀表以及機械設備故障報警器等組成。①可編程序控制器PLC主要負責現場閘門運行參數的采集和設備的控制。如電流、電壓、閘前后的水位和閘門狀態以及設備完好情況的檢測和閘門開、關的控制等。②PLC上位計算機通過RS232或RS485串行口與PLC進行通信收集PLC最新采集的數據,包括電壓、電流,閘前后的水位和油壓,閘門開關狀態以及設備完好情況等,并把以上的這些數據顯示在計算機監示器上供工作人員控制時參考和決策。③機械設備故障報警。可以分鋼絲繩松懈報警、閘門撐死報警、閘門沖頂報警、閘門上下限位超越報警、閘門關不到位報警、啟閉機剎車失靈報警、擱門器位置不正常報警、電源缺相（欠壓、過壓）報警、閘門關閉過程中有船只報警、高水位或低水位報警、超高船只限制進閘報警等等。

2.2 圖像監控系統

為了監視閘群內外的現場狀況,便于及時掌握了解水閘閘室內外船只情況和閘門運行時的運行軌跡以及水閘區域內的各種實時情況,完成對閘區的覆蓋式監控。各分站的圖像監控系統由攝像機、監視器、視頻切換器、漢字字符發生器、數字硬盤機、高速球攝像機、解碼器等組成。具體分為中央控制室和前置攝像機二部份。中央控制室由控制設備（控制機和視頻切換器組成）、記錄設備（由一臺數字硬盤錄像機來完成,具數根據實際所需來布置）和顯示設備（具體彩色監視器根據實際需要來選擇多少臺）組成。前置攝像機部份是由攝像機把攝入的圖像變換成視頻信號,把水面來往船只情況及時傳送給中控室視頻切換器,由視頻切換器的輸出通道傳送至監視器圖像監控系統,主控制器圖像的視頻信號通過漢字字符發生器把圖像視頻信號疊加了漢字,然后通過視頻分配器傳送給數字硬盤錄像機。硬盤錄像機根據功能大小可錄制多路圖像,可同時顯示多路或單路實時圖像,在回放圖像的同時,可錄制現場攝入的圖像,只要輸入日期就可顯示歷史圖像資料,便于隨時查詢。通過網卡,可在網上傳輸圖像。