基于INTERNET的电气设备自动监控系统的研究

基于INTERNET的电气设备自动监控系统的研究

张艳伟[1]2004年在《基于INTERNET的电气设备自动监控系统的研究》文中进行了进一步梳理本文针对传统监控系统的局限性、对国内外远程监控系统的现状和发展趋势进行了分析、论证,结合多方面的文献资料和实际工程调研的要求,本文提出了一种基于互联网络的电气设备自动监控系统方案,并对系统软硬件进行了设计与实现。主要研究了现场多个电气设备利用CAN总线组成局域控制网络,通过嵌入式通信系统上互连网。远方PC机作为服务器和数据库,用VB软件编程,通过internet对现场设备实现远程监控。具体内容涉及现场总线技术、嵌入式系统远程通信的具体实现过程、上位机监控软件以及在此基础上扩展为基于Internet的设备远程监控系统的实现。 本文对当今热门新技术嵌入式Interne如何应用于电气设备远程监控中进行了较深入研究,包括采用嵌入式系统如何与Internet互连的实现过程。现场CAN网络通过网络芯片,经过Modem拨号方式,和远方的后台服务器在Internet网上进行数据通信。系统后台软件采用简单,功能强大的可视化开发语言Visual Basic 6.0以客户/服务器模式进行开发。整个系统中的用户管理,设备信息、发送接收数据等信息都采用ODBC技术配置了相应的数据源,在程序中用DAO编码实现对SQL Server,Access数据库的连接和访问,以便用户随时查看、修改和刷新。整个系统的后台做成一个服务器(加入WINSOCK控件)应用程序,有固定的IP地址,各个现场做成客户端(通过设置SOCKET接口)应用程序,通过网络客户端应用程序和服务器应用程序建立TCP连接,从而达到通信的目的。该系统经模拟实验调试成功,实验表明,系统稳定、可靠、功能强,操作和修改灵活方便,进一步完善后将在变电站实际工程中应用。 本文主要内容包括如下几个部分: (1)本课题研究目的及意义及国内外远程监控系统的发展状况和趋势。 (2)CAN总线技术在监控系统控制网络中的应用。 (3)嵌入式系统的发展,及其与Internet网互连实现过程及其具体设计过程。 (4)采用VB编程的监控后台服务器软件主要功能的开发,包括设计思想和软件采用的重要技术的介绍。 (5)系统调试与分析。

彭玉柱[2]2013年在《基于Internet的电力监控系统设计与实现》文中研究说明电力系统的安全运行是保障电网稳定的基础以及国家建设智能电网的首要条件。随着电网规模发展和大面积多变电所用户的急剧增加,电力系统的可靠性、实时性、高效性等面临更高的要求。为此,电力企业加强建立电力监控系统,以实现对电力系统的远程监控和智能管理。为了解决电力企业在电力系统安全运行方面的基本需求和面临的困难,提出了一套基于Internet的电力监控系统。目前大多电力监控系统面临大规模数据采集效率低下、实时性差,监控系统与电力现场间网络连接不稳定以及电力状态诊断功能不够完善等问题。针对这些问题,论文从需求分析、设计、关键技术、实现与测试几方面构建了整个系统,完成了基于Internet的大规模数据采集、电力信息实时监测、隐患预警、在线诊断、远程控制以及报表分析等功能。论文主要完成以下工作:(1)分析系统的需求背景和网络拓扑结构,明确了系统的研发目标;对系统的功能性、非功能性需求进行分析描述,确定了系统业务流程和研发内容。(2)采用分层和模块化思想,对电力监控系统进行详细设计。提出了用户接入层、系统应用层、数据采集层、物理层的软件体系结构;根据功能需要,把系统划分为数据采集工具、客户服务、平台服务叁大模块;依据业务对象间的关联性,将系统划分为多个业务构件,最终设计出系统的数据库结构。(3)针对电力监控系统在数据采集和电力状态诊断方面存在的问题,提出了基于多线程机制的数据采集技术和电力状态诊断技术的解决方案。(4)制定了系统开发所采用的技术路线,详细阐述了系统业务构件的开发过程,并对系统的功能和性能进行了测试。综上,为了保证电力系统的安全、可靠、低耗运行,论文完成基于Internet的电力监控系统的设计和实现,经验证已满足客户需求并进行正式部署运行。

彭智欣[3]2010年在《内河引水泵站计算机自动监控系统的设计与实现》文中认为泵站自动监控系统是集控制、保护、运行、管理于一体的系统,通过自动监控、运行优化和故障诊断可以大大提高泵站的效率。佛山市沙口引水泵站是佛山市汾江河整治的重要工程,担负引水冲污的任务。本文介绍了泵站采用的计算机自动化监控系统。该系统包括计算机监控系统、微机保护系统、励磁系统、图像监视系统和远程调度系统等几个部分,按照“无人值班、少人值守”的原则和要求进行设计,综合利用自动化控制、图像监视和计算机网络、通信技术,建立先进的自动化监视和控制系统,以提高引水泵站运行的安全性、可靠性,充分发挥工程效益,促进工程管理的科学化、现代化。本文在研究国内外大型泵站工程的现状及泵站自动监控技术发展过程的基础上,分析了目前泵站自动监控系统存在的主要问题,重点从泵站自动化的系统结构、网络组建、监控系统,特别是组态软件等几个方面进行了详细研究。在此基础上完成了远程调度系统的建立,并与管理所办公系统进行连接,实现信息共享,远程调度,流域管理的目标。接着根据引水冲污泵站的运行特点,通过分析引水闸流量和泵站流量的自动测算,以及抽/引水的调度流程实现了机组和闸门及水量的优化组合,提高了泵站工程运行的经济效益。沙口引水泵站自动监控系统经过两年多的运行,稳定可靠,界面友好,操作方便,很好满足了沙口引水泵站的运行需求。该系统提高了沙口引水泵站的现代化管理水平,代替运行人员直接参与设备的各项操作和调节,减少人为误操作,减轻劳动强度,减少运行人员数量,为今后类似泵站的自动化监控系统的改造和新建泵站的自动化建设提供了参考。

罗邵屏[4]2007年在《韶关冶炼厂110KV变电站综合自动化系统的研制》文中认为本文针对韶关冶炼厂110kV变电站供配电系统的实际工程需要,结合国内外变电站综合自动化技术目前的发展情况,设计开发了110kV变电站综合自动化系统。主要完成以下工作:首先,根据系统供电配电实际情况及韶关冶炼厂110kV综合自动化系统的要求,提出了该系统设计原则;通过硬件的选型配置,软件、网络拓扑结构的设计,形成变电站综合自动化系统的基本框架;通过对各逻辑层次的划分,明确系统的逻辑结构和各结构的功能。其次,对变电站综合自动化中的一些软件关键技术进行深入的研究和开发,这些关键技术包括:高性能多层数据库体系、智能化电气模拟图绘制软件、异构系统互连与实时数据交换、基于web模式的对外信息交换与共享平台、系统安全防护软件,结合目前技术发展的趋势和本系统的实际需求,研制出符合系统要求的软件平台。最后,建立了以RS-485和以太网为基础系统的变电站综合自动化网络,实现了实时数据和各种信息的可靠传输,同时通过软硬件的结合,实现了人机对话及系统运行监控系统,为韶关冶炼厂110kV供配电系统打造了一个安全、稳定、经济的变电站综合自动化平台。该综合自动化系统目前已投入运行,运行结果表明,系统不仅响应速度快、数据传输可靠、控制精度高,而且操作简单、可扩展性强、易维护,很好地满足了变电站综合自动化的要求。

万爱霞[5]2007年在《智能家庭网络及其安全机制的研究》文中提出随着计算机网络技术和信息技术的进步,智能家庭网络得到了前所未有的发展。家庭网络的实现目标是将家庭中各种与信息相关的通讯设备、家用电器和家庭保安装置通过家庭总线技术连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或异地的监视、控制和家庭事务性管理,同时保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。智能家庭系统的一个重要设计部分是家庭网关的设计,传统的家庭网关一般采用PC机,但从实用和经济的角度来衡量,采用嵌入式家庭网关会是一种更为理想的选择。然而,目前家庭网络标准尚未统一,许多技术问题也有待于进一步解决,因此该目标的实现还需要长期不断的努力。嵌入式家庭网关的主要功能是实现嵌入式Internet。嵌入式网关一方面要使其能完成内部家庭网络协议和TCP/IP协议的无缝连接;另一方面,在智能家居通过Internet远程访问控制家电设备,在带来诸多方便的同时,内部家庭网络也暴露在公共面前。家庭网络的安全性也是我们要考虑的问题。在这样的背景下,本文提出了四个观点。第一:智能家庭网络的一种架构方案以及其软硬件的实现方法,该网络能够采用目前存在的多种通讯媒体,实现一定的智能化功能和远程监控功能;第二:以16/32位ARM系列处理器和RTOS环境为出发点,根据现有的内部家庭网络协议多种共存没有形成统一的标准的特点,设计一种新的嵌入式家庭网关的实现方案,提出一种通用设计思想,适用于各种不同的内部家庭网络协议与Internet的无缝连接;第叁:系统地分析了智能家庭网络及嵌入式家庭网关面临的安全威胁及安全需求,在充分考虑其有限的资源的情况下,给出了基于Internet环境的智能家庭网络安全解决方案,为家庭自动化设备的远程监控系统提供了具有保密性、可认证性、可授权性和数据完整性的安全机制;第四:在安全性考虑方面,又针对通过嵌入式家庭网关接入Internet的智能家居系统提出新的安全解决方案,以HTTP摘要认证与定制的嵌入式SSL实现不同安全等级设备的安全机制,并以组策略方式对各种家电设备针对不同的用户分配不同的访问权限。在保证系统安全的同时,大大节约了系统资源,达到优化系统的目的。

姜宇航[6]2014年在《基于物联网的智能家居控制系统设计》文中认为随着科技的不断进步,社会信息化的脚步也在加快,通讯、信息科技与人们的工作和生活的联系日益紧密。人们在信息化社会大环境下,生活方式与工作习惯也在不断发生改变。在家居环境方面,不仅满足于住得舒适,对家居的智能控制成为时下人们对生活质量提高的一种新的需求。人们对家居的关注更多的是一个安全、方便、舒适、可控制的智能居家环境。智能家居已经成为人们对美好生活的向往的表达方式。智能家居控制系统是以有线和无线的形式连接起来的信息传输网络为硬件平台,各种网络技术为软件支撑平台,通过现场总线把家庭生活中使用的通信设备、家居设备、家庭安全防范设备连接成一个完整的、能够实现自动控制的一个控制系统。通过这个控制系统将整个家庭中能够连接到网络是的所有电气设备有机的整合到一起,并对这些设备进行有效的控制,形成功能完善的智能家居系统。本文通过对不同用户的走访,从人们对智能家居的使用和期望中分析用户的使用需求。从人们对智能家居控制系统使用的实际需要出发,在对国内外以物联网技术发展为基础智能家居控制系统技术的发展和应用深入研究后,提出了一套基于物联网智能家居控制系统的解决方案。给出了该智能家居控制系统终端的设计和实现方法,详细阐述了基于RS-485和GPES通信方式的智能家居控制终端的总体设计方案、相关关键技术的研究、硬件实现及软件的设计等内容。系统采用嵌入式ARM芯片LPC2378ARM作为RS-485控制总线控制单元,使用SN75176芯片将单片机中的串行接口转变成RS-485接口,以便组合成一个共同的总线传输网络。系统GPRS模块采用SIMCOM公司生产的SIM300CZ模块,远程报警网络和RS-485总线网络结合设计起到远程报警和控制的功能。由于其成本低,传输距离远等特点,可以更良好的满足普通家庭用户对智能家居常用家用电器互联控制的需求,具有高实用性和经济性。通过研究和探索,完成了整个硬件的设计和软件系统的开发,实现了一个功能相对完善的智能家居控制系统。本系统在硬件元件的选择上,采用了成本比较低廉、性价比相对较高的元件。因此,系统具有成本低、使用价值高,易于推广的特点。实现了将不同类型的家用电器系统互联,可远程监控和远程报警于一体的智能家居控制系统。通过实验测试,结果表明系统具有良好的通用性和可扩展性,并且低成本,低功耗,性能独特,因此具有很强的市场竞争力和推广价值。

梁涛[7]2004年在《中小型轧钢企业生产执行系统的研究与开发》文中研究指明ERP系统面向客户从整个企业的层面制定的生产计划,根据工厂实际状况进行执行,但由于ERP本身的限制及工厂层的动态变化特性和生产过程中的大量不确定性,使得管理层的计划常常和工厂层的实际情况相脱节。生产执行系统(MES)就是为了解决这一问题而发展起来的。MES是面向生产执行的工厂层信息系统,为ERP系统和控制系统提供关键联接,能自动执行计划层制定的生产计划,从收集的实时数据中提取ERP系统所需的正确信息,使企业中需要相互联系的各信息系统和以产品生产为纽带的各部门紧密联系、协调运作,使企业获得最大的效益。因此对于一个企业来说,完整的、能够引导其保持长期的业务利益和价值的企业信息系统,必须是过程控制系统(PCS)、制造执行系统(MES)和企业资源规划系统(ERP)叁者协同作用的整合。 本文以唐钢高速线材厂CIMS应用工程(TGGX-CIMS)中生产执行体统的开发研究为背景,结合流程工业信息集成现状及型轧钢企业的特点,采用了一种新型的适用于我国钢铁行业的中小型轧钢企业的叁层CIMS体系结构(MES/MIS/EES),即:企业e化系统(EES)/管理信息系统(MIS)/生产执行系统(MES)。 本文分析了国内外生产执行系统(MES)的发展现状与发展趋势,结合目前我国中小型钢铁企业的信息化需求和应用现状,论述了生产执行系统(MES)是中小型轧钢企业CIMS工程的关键和核心;在MESA模型的基础上,采用了一套适用于我国中小型轧钢企业的,由计划调度与工厂管理、数据采集与处理两大部分组成包含若干子模块的MES功能模型。同时详细介绍了实时数据从底层生产现场的现场总线控制网,到企业的内部网(Intranet)以及最终登录Internet的整体构想和实施方案。最后介绍了唐钢高速线材厂CIMS应用工程(TGGX-CIMS)中生产执行系统(MES)从需求分析、初步设计、详细设计、程序开发到工程实施的全过程,为中小型轧钢企业实施MES的先进生产管理技术提供了理论与技术指导。

王结实[8]2008年在《基于嵌入式Internet的电气火灾监控系统的研究和应用》文中研究表明从《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005版)把电气火灾防范作为一个课题单独列出伊始,两年多的时间转瞬即过,随着人们思想认知的磨合和诸多厂家产品的推陈出新,电气火灾监控系统的应用正从稚嫩和浮燥的阶段逐步走向成熟和稳步发展的阶段。在发展的过程中,问题的呈现同样不可避免。由于目前业内的电气火灾监控系统绝大多数都是简单的RS-485简单组网的系统,系统的局限性、孤立性等问题逐渐暴露出来。本文以北京某公司的项目中安装的电气火灾监控系统为研究对象,讲述了电气火灾监控系统的工作原理以及基于嵌入式Internet远程监控系统的实现,针对现有的监控系统中所存在的不足,在不改变系统底层架构的前提下,采用嵌入式Internet技术来对现有系统的监控终端进行开发。论文主要采用公司的电气火灾探测器和嵌入式主机构建了系统开发的硬件环境,采用嵌入式Linux操作系统构建了监控系统的软件环境,依次进行了Bootloader、Linux-2.6.14.1内核、cramfs根文件系统的制作,并移植到以32位嵌入式微处理器ARM920T为核心的硬件平台上。根据电气火灾监控系统的现场要求和国家的相关规定,在嵌入式主机内部,主要进行了以下几个方面的工作:分析了嵌入式GUI的现状,介绍了Qt的信号与槽机制,选用Qt/Embedded技术进行人机交互界面的开发;为了满足系统的数据存储需求,进行了嵌入式数据库SQLite的移植工作;研究了嵌入式Web服务器的工作原理和相关技术,比较了几种服务器之后,选择了Boa进行开发,解决系统的孤立性问题,实现真正意义上的远程监控。最后,论文分析了工程的具体情况,并把解决方案和现有系统进行了比较,总结了改进方案的预期效果和现实意义。分析表明,该方案具有很好的可行性,并且具有广阔的市场前景。

苏渊[9]2003年在《基于Ethernet技术的变电站综合自动化系统研究》文中进行了进一步梳理本文首先针对变电站中通信协议标准不一,数据传输速率低的问题,提出了一种基于以太网的分层分布式通信网络模型。在该模型中,应用层协议采用Modbus协议,传输层协议采用TCP协议,介质访问控制协议采用IEEE802.3标准,上位机通过轮询的方式对测量数据进行采集。由于Modbus和以太网协议均已成为事实上的工业标准,并被大多数厂商所接受,因此Modbus/TCP通信协议可以实现不同厂商设备的互联互通。其次,未来的变电站不仅要向调度中心传输测量数据,还要传输图形、语音、视频等信息,而传统的RTU模式只能传输一些简单数据,这已不能适应技术发展的要求。本文就此提出了一种基于Web的变电站远程监控系统。该系统采用浏览器/服务器结构,实现了通过IE浏览器查看变电站的各种图形和数据信息。该方法具有编程简单,客户端免维护等特点。另外,针对传统的变电站安全自动装置可靠性低的问题,本文利用可编程控制器实现了自动重合闸等功能。模拟试验结果表明,可编程控制器具有使用灵活,安全可靠等优点,可以替代传统的安全自动装置。最后设计了变电站操作票专家系统。该系统采用产生式知识表示法和框架知识表示法,通过在数据库中分别建立规则库、状态库、网络拓扑知识库和设备属性库来完整表述变电站的全部信息。本系统采用基于规则的正向推理作为推理策略,通过比较初始状态和目标状态的不同完成开票。本系统的应用将解决手工开票速度慢、易出错等问题。

陶曾杰[10]2007年在《基于嵌入式技术的剩余电流防火报警远程监控系统设计》文中研究说明利用CAN、RS485等现场总线可以实现多个剩余电流报警控制器之间的组网,但组网能力有限,通信协议也较简单,而且是封闭式的通讯协议,各厂商的产品之间不能实现互联,难以实现在一个统一的环境下实行监控。而随着以太网技术和微控制器技术的发展,在剩余电流防火报警系统中采用嵌入式系统技术已成为可能。本文正是针对这一现状,设计开发了基于嵌入式技术的剩余电流防火报警远程监控系统。(1)深入研究并论述了剩余电流防火报警远程监控系统设计的关键技术,包括剩余电流的产生及引发火灾原因、剩余电流防火报警系统的组成及应用范围,嵌入式技术,TCP/IP协议,组态软件技术。(2)根据剩余电流防火报警远程监控系统的功能和技术性能要求,给出了系统的总体设计方案,包括系统的硬件和软件的整体结构图,并简要阐述了各主要模块的功能。(3)设计开发了剩余电流防火报警远程监控系统客户端的硬软件,详细论述了客户端硬软件的设计,硬件主要包括主处理器单元、剩余电流信号检测模块、转换模块、报警脱扣模块、串行通信模块、网络通信模块、看门狗模块、电源模块等的组成原理和设计方法:软件主要包括剩余电流判定、串行通信、以太网控制器驱动、TCP/IP协议栈的设计等。(4)结合某住宅小区工程项目,阐述了其剩余电流防火报警远程监控系统系统结构、分级保护以及基于MCGS监控平台的设计。通过监控平台和嵌入式服务器相连,系统实施了运行,并对运行中出现的问题进行了分析。本文设计的基于嵌入式技术的剩余电流防火报警远程监控系统,使原有传统剩余电流防火报警控制器提升为网络防火报警控制器,达到在一个统一的监控环境下实行监控,解决了协议不统一的问题,同时用MCGS组态软件做监控平台为监管及维护人员提供了友好、直观的界面,易于操作和使用。

参考文献:

[1]. 基于INTERNET的电气设备自动监控系统的研究[D]. 张艳伟. 武汉大学. 2004

[2]. 基于Internet的电力监控系统设计与实现[D]. 彭玉柱. 哈尔滨工业大学. 2013

[3]. 内河引水泵站计算机自动监控系统的设计与实现[D]. 彭智欣. 华南理工大学. 2010

[4]. 韶关冶炼厂110KV变电站综合自动化系统的研制[D]. 罗邵屏. 湖南大学. 2007

[5]. 智能家庭网络及其安全机制的研究[D]. 万爱霞. 上海交通大学. 2007

[6]. 基于物联网的智能家居控制系统设计[D]. 姜宇航. 吉林大学. 2014

[7]. 中小型轧钢企业生产执行系统的研究与开发[D]. 梁涛. 河北工业大学. 2004

[8]. 基于嵌入式Internet的电气火灾监控系统的研究和应用[D]. 王结实. 新疆大学. 2008

[9]. 基于Ethernet技术的变电站综合自动化系统研究[D]. 苏渊. 兰州理工大学. 2003

[10]. 基于嵌入式技术的剩余电流防火报警远程监控系统设计[D]. 陶曾杰. 湖南大学. 2007

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