时间:2023-03-14 15:07:31
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关键词:电气控制;PLC技术;自动化;无人值守
1 引言
随着可编程逻辑控制器(PLC)技术的逐渐发展,很多工业生产要求实现自动化控制的功能,都采用PLC来构建自动化控制系统,尤其是对于一些电气控制较为复杂的电气设备和大型机电装备,PLC在电气化和自动化控制方面具有独到的优势,如顺序控制,可靠性高,稳定性好,易于构建网络化和远程化控制,以及实现无人值守等众多优点。基于此,PLC技术逐渐成为工业电气自动化控制的主要应用技术。
本论文主要结合数控机床的电气化功能的改造,详细探讨数控机床电气化改造过程中基于PLC技术的应用,以及PLC技术在实现数控机床自动化控制功能上的应用,以此和广大同行分享。
2 数控机床的电气化改造概述
2.1 数控机床的主要功能
数控机床是实现机械加工、制造和生产中应用的最为广泛的一类机电设备。数控机床依托数控化程序,实现对零部件的自动切削和加工。但是目前我国仍然有超过近1000万台的数控机床,主要依靠手动控制完成切削加工,无法实现基本的电气化和自动化控制。为此,本论文的主要的目的是基于PLC控制技术,实现数控机床的电气化改造,主要实现以下功能:
(1) 数控机床的所有电机、接触器等实现基于PLC的自动化控制;
(2)数控机床的进给运动由PLC控制自动完成,无需人工手动干预;
(3) 自动检测零部件切削过程中的相关参数,如加工参数、状态参数等等;
(4) 结合上位机能够实现对数控机床的远程控制,以达到无人值守的目的。
2.2 电气化改造的总体方案
结合上文对于数控车床的电气化、自动化改造的功能要求,确定了采用上位机与下位机结合的自动化改造方案。该方案总体结构分析如下:
(1) 上位机借助于工控机,利用工控机强大的图像处理能力,重点完成数控车床的生产组态画面显示,以及必要的生产数据的传输、保存、输出,同时还要能够实现相关控制指令的下达,确保数控车床能够自动完成所有切削加工生产任务。
( 2)下位机采用基于PLC技术的电气控制模式,由传感器、数据采集板卡负责采集数控车床的生产数据、环境数据、状态数据等所有参数,由PLC实现对相关数据的计算,并传输给上位机进行相关数据的图形化显示和保存;另一方面,PLC控制系统还接收来自于上位机的控制指令,实现对数控车床的远程控制。
(3) 对于数控车床最为关键的控制――进给运动的控制,利用PLC+运动控制板卡的模式实现电气化和自动化的控制。具体实现方式为:选用合适的运动控制板卡,配合PLC的顺序控制,对进给轴电机实现伺服运动控制,从而实现对数控车床进给运动的自动化控制。
3 数控车床电气化自动控制改造的实现
3.1 系统改造结构设计
数控车床的电气化自动控制改造,其整体结构如下图1所示,其整体结构主要由以下几个部分构成:
3.1.1 底层设备
底层设备主要包括两个方面,首先是实现数控车床自动切削加工运转等基本功能的必要电气、机电设备,如电源模块、电机模块等,这些机电设备能够保证数控车床的基本功能的稳定可靠的实现;其次,底层设备还包括各类传感器,比如监测电机转速、温度的速度传感器和温度传感器,监测进给轴运动进给量的光栅尺等,这些传感类和数据采集类设备为实现数控车床自动化控制提供了基础数据源。
3.1.2 本地PLC站
本地PLC站主要负责接收底层传感设备传送过来的传感参数、状态参数及其他检测参数,通过内部程序的运算,判断整个数控车床的工作状态,并将其中的重点参数上传到远程控制终端进行数据的图形化显示、存储、输出打印等操作;另一方面,本地PLC站同时还接收来自于远程控制终端所下达的控制指令,比如停机、启动等控制指令,PLC站通过对相应执行器(比如电机)的控制,从而实现自动化控制的功能。
3.1.3 远程控制终端
远程控制终端主要是依赖于工控机实现的上位机数据管理和状态监控,需要专门开发一套面向数控车床加工、生产和自动控制的软件程序,以实现对数控车床的远程化、网络化、自动化控制,真正实现无人值守的功能。
基于PLC的数控车床电气自动化改造框图
3.2 PLC电气控制系统的设计实现
本研究论文以CK6140普通数量机床为具体研究对象,详细探讨其电气化、自动化控制的改造。通过上文对机床改造方案和结构功能的分析,可以确定整个机床电气化、自动化改造,一共需要实现14个系统输入,9个系统输出。结合控制要求,这里选用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC,输入回路采用24V直流电源供电方式。根据对数控机床的各模块控制功能的分析,选用合适的接触器、继电器、开关、辅助触点等电气控制元件,与PLC共同实现对电气设备的控制,比如PLC通过接触器控制电机模块,PLC通过继电器控制电磁阀等部件,从而完成基于PLC控制的数控车床电气化改造。
4 结语
随着电气设备的越来越复杂,工业生产对于电气控制的要求也越来越高,基于PLC的自动化控制技术得到了广泛的应用,逐渐成为了当前工业自动化生产控制中的主流技术之一。采用PLC技术最大的优势在于实现自动化控制同时具有较高的可靠性和抗干扰能力,极大的避免了由于采用单片机技术而造成的系统不稳定现象。本论文结合电气控制详细探讨了PLC自动化技术的应用,给出了具体的系统设计实例,对于进一步提高PLC自动化技术的工业化应用具有很好的指导和借鉴意义。
关键词:掘进 远程控制 悬臂 煤岩识别
1、引言
我国是一个产煤大国。到2010年底,全国年产120万吨及以上大型煤矿661处,产量18.8亿吨,占全国的58%,巷道掘进工程量巨大。煤矿要实现可持续健康发展,采掘平衡至关重要,但我国煤炭企业管理上依然存在着严重的“重采轻掘”问题。掘进机是实现煤矿机械化掘进的关键设备。掘进技术、装备和工艺水平,直接关系到煤矿生产的采掘接续、生产能力、经济效益。正因如此,我国综合机械化掘进程度正逐步提高,综合机械化掘进已成为我国煤炭生产和安全高效矿井建设必不可少的技术支撑。近年来,我国煤矿掘进技术装备得到了突飞猛进的发展,适应煤巷及半煤岩巷的掘进范围越来越广,并开始研制岩巷掘进机,机型种类齐全,并向着连续切割、框架结构、控制模块化方向发展。
2、掘进技术装备新进展
2.1 掘进机远程控制技术
目前普通掘进机还是主要靠人工操作,操作者劳动强度大和安全保障性较差。国家“863计划”重点项目“掘进机远程控制技术及监测系统”课题,综合应用自动化、智能化和信息化等高新技术,研制了掘进机任意断面自动截割成形控制系统,可自动截割出任意巷道形状的规整断面,提高了巷道成形质量;提出了掘进机机身位姿绝对误差检测原理及方法,实现了高精度定向掘进;研制了掘进机远程监控系统与远程无线遥控系统,实现了掘进机远程控制、遥控和状态监测;研制了掘进机远程监测诊断系统,实现了对掘进机运行状态参数的实时监测与显示,并具有远程故障诊断和报警等功能。该项目的研制成功,填补了国内采掘监控技术空白,带动了我国掘进装备整体技术的提高,对我国实现煤矿井下无人工作面开采具有深远意义。
2.2 岩石掘进机
岩巷掘进,就是在岩石层开掘巷道。在以前,开掘岩巷只能采用先打眼放炮,再人工清理渣石的办法,不仅效率极低,而且放炮产生的粉尘对职工的健康造成极大危害。石煤机公司于2009年向市场推出了系列岩石掘进机,该类掘进机截割岩石过程中不用放松动炮就可直接进行截割,具有性能稳定、故障率低、智能全遥控功能、可实现巷道的自动截割成形等特点,可有效保证矿工安全、降低矿工劳动强度、有效提高掘进机的掘进速度。解决了我国煤巷掘进岩石硬度高、开采难度大、相关设备落后、依赖进口等难题,填补了我国大功率、横轴、智能化截岩掘进机的空白。EBH300(A)型岩石掘进机在开滦集团东欢坨矿井下进行岩巷掘进中,创造了22个工作日进尺200.2米的佳绩,岩巷掘进速度属于国内领先。该型掘进机在新汶矿业集团、鹤岗矿业集团、内蒙长城集团等公司中使用良好。新矿集团协庄煤矿自主研发设计、自主制造生产、拥有完全自主知识产权的EBZ230大功率硬岩综掘机在+24°的2202回风巷一举创出了月进尺800米的惊人佳绩,大大提高了该矿井的掘进机械化水平。
2.3 多功能掘进机
中煤集团所属石煤机公司自主研发的国内首台多功能掘进机可实现一机两用。在巷道掘进过程中,能够根据岩石硬度决定采取机掘作业还是钻孔炮掘作业,并能快速实现两种功能的互换。不仅有效降低了劳动强度,提高了巷道掘进速度及工作效率,而且降低了对作业空间的要求,扩大了巷道适用范围,为煤矿巷道掘进作业提供了一种安全高效的新型煤机装备,为国内掘进机产品首创。
2.4 悬臂式掘进机
开滦集团与上海科煤机电有限公司共同研发的EBH120悬臂式掘进机采用了分节可折转切割臂型式的创新技术,结构新颖、设计合理、切割断面大、切割效率高,装煤效果好,有利于煤巷、半煤岩巷单进效率的提高,适用于硬度f≤6的煤巷与半煤岩巷掘进。解决了铲板与切割臂干涉、切割臂挑顶、卧底、挖支架柱窝、摆动不灵活、司机视野不开阔、装煤效果差等主要技术难题。
2.5 煤巷自动化快速掘进自动纠偏与煤岩识别技术
潞安集团王庄煤矿联合国内有关科研院所、煤机厂家等单位合作完成的国家863重点科技项目“煤巷自动化快速掘进自动纠偏与煤岩识别技术研究与实践”,先进可靠、自动化程度高,达到了国际领先水平。该技术应用后,掘进机平均月进尺达670米,最高月进尺达690米,工作面用人每班由10人减少到5人,掘进工作效率比原来提高了一倍,原煤品质也得到了改善,年掘进经济效益可增加1300多万元。
关键词:电厂安全生产;远程监控;自动控制;远程监控
中图分类号:TM764
文献标识码:A
文章编号:1009-2374(2009)19-0033-02
随着计算机技术、控制技术、通信技术、网络技术等的快速发展,逐渐形成了工业控制的数字化、智能化与网络化,使计算机控制系统逐步从集散控制系统(Distributed Control System,DCS)走向以现场总线为基础的分布式现场总线控制系统(Fieldbus Control System,FCS)。FCS是集当今计算机技术、网络通信技术和自动控制技术为一体的当代最先进的数字化网络计算机控制技术,是一种全分散、全数字、全开放的控制系统,是自动控制技术发展的焦点和热点,被誉为工业自动化领域具有革命性的新技术。
目前全国很多电厂都在实施生产系统的远程自动化控制改造,采用FCS技术构建环绕全电厂的安全生产远程监控系统是必然趋势,因此,本论文将主要针对电厂内安全生产远程监控系统的构建进行分析,以期和同行共同讨论。
一、基于CSS架构的远程监控系统设计
(一)系统的架构模式选择
按照系统终端情况的不同,可将该数据采集监控系统的开发模式总的分为B/S(浏览器/服务器)和C/S(客户端/服务器)两种结构模式。B/S结构的系统以服务器为核心,程序处理和数据存储基本上都在服务器端完成,用户使用IE浏览器就可以进行事务处理。C/S结构的系统以服务器作为数据处理和存储平台,用户在终端安装特定的程序来进行事务处理,然后再将数据传递到服务器端。
结合上述分析,本论文采用C/S/S模式结构。C/S/S模式也叫客户/应用服务器/数据库服务器结构Client/Application Server/Database Server(C/S/S)模式,是从C/S模式发展而来的。这种模式中的三层架构“分工”明确。客户端负责程序的应用和数据的读取、分析等前台操作,应用服务器存放并运行信息系统的业务逻辑,数据库服务器存放并管理信息系统的数据。由于在客户端和数据库服务器之间使用了应用服务器来处理业务逻辑,大大减轻了数据库服务器的压力,极大地提高了系统的并发处理能力;另外,由于用户的请求是发向应用服务器而不是数据库服务器,使得数据的安全性大大提高,数据库服务器的主要职责由应付客户端的数据请求,也为了实现数据的网络共享,故这种结构非常适合实时响应性、安全性、数据吞吐率等性能要求较高的系统,同时它也继承了C/S结构的优点,目前这种方式是最可靠、最能完美体现电厂大范围内的远程监控系统的控制特点及要求。
(二)系统层次结构设计
1.上位机系统层次分析。电厂安全生产远程监控系统采用三层C/S/S体系结构,使得用户只需要通过客户端即可轻松完成和实现丰富的信息管理等多种功能,整个上位机系统由客户端应用程序、应用程序服务器和数据库服务器三个层次构成,其中客户端应用程序主要完成对电厂远程监控系统的信息管理及控制等操作;应用程序服务器主要集成对全电厂安全生产管理系统的控制、管理程序;数据库服务器主要是用于存储电厂安全监控系统的生产、监测监控数据,以备查用。
2.下位机系统层次分析。既然要实现全电厂安全生产的远程监控,就必须要借助网络层实现对底层电厂生产设备、生产过程的远程监测监控,如对锅炉设备、水轮发电机组等生产设备的远程监测及监控,因此对于下位机系统的层次构成,主要是由传感采集设备(即传感器)完成对生产设备的特征数据的采集,通过数据采集卡加载网络通信模块完成数据的网络远程传输,传输到上位机系统的数据库服务器,并由用户通过客户端应用程序,通过调用应用程序服务器中的远程管理控制程序,实现对底层设备的远程监测与监控。
3.网络传输层分析。根据电厂生产设备分布式的特点,以及对电厂生产过程远程监控的要求,本论文采用现场总线技术,同时借鉴工业以太网的统一通信协议的特点,对面向全电厂布置的分布式安全生产系统实施远程监控。远程通信网络布置要合理,这是在网络传输层布置时必须遵守的。
(三)远程监控系统的控制实现方式
电厂的远程控制系统的控制方式采用远程控制与现场手动控制相结合的方式。首先要实现相关生产设备及生产过程的远程控制功能,这主要依赖于对底层设备的控制数据的组态而实现,通过上位机的客户端程序,实现对电厂安全生产的远程控制功能;其次,是要在相应的生产设备或生产过程现场配备手动控制开关,以满足不同的优先级控制需求,也有利于对相关生产设备的现场检修、维护和系统改造升级等。
二、电厂安全生产远程监控系统的实现
(一) 远程视频监视系统设计
1.视频信号传输方式。工业电视系统的信号传输有两种方式:电缆传输和光纤网络传输。这里选定光纤作为电厂远程视频监控系统的传输介质,结合目前现场总线发展的新技术,依靠最先进的工业以太网通信技术实现电视监控系统的联网传输。
2.系统设计。电厂生产远程视频监控系统主要由前端摄像设备、视频控制设备、光纤数据传输设备和视频输出设备等部分组成。(1)前端摄像设备。前端摄像设备即为安装在社区内的各个布点场所的摄像机。地面使用的摄像机由于监控范围较大,大部分使用的是云台摄像机,云台是一个能进行水平和垂直两个方面运动的装置,安装于其上的摄像头能够实现水平350°,垂直90°全方位摄像,因此选用彩色全方位摄像仪。(2)视频控制设备。视频控制设备是监控系统的心脏,可以分前向设备与后向设备,前向设备主要包括视频服务器,主要功能是实现视频信号的联网;后向设备主要由光发射机、光接收机、视频分配器、视频矩阵控制切换系统、处理器、云台控制器等组成,一般安装在总调度室,完成视频图像的接收与处理,遥控云台的全方位移动,调节镜头焦距的变化以及各种输出信号的控制。(3)光纤数据传输设备。数据传输设备主要采用光纤进行传输,同时需要为整个传输系统配备交换机及流媒体服务器等设备,实现视频信号的全数字化传输。采用光纤的最大优势就在于可以远距离而无失真的传输视频数据信号。(4)视频输出设备。视频输出设备主要包括监视器、DLP大屏幕和硬盘录像机,调度室的工作人员可以通过监视器、DLP大屏幕对控点进行24h监控,也可通过硬盘录像机将摄像机图像保存下来,为电厂安全生产提供必要的数据信息。
(二)远程数据传输通信协议设计
通信应用服务程序和监控终端间的通信方式是基于TCP/IP网络的Windows Socket通信,因为这种通信协议是目前现场总线中最为主流和应用最为广泛的通信协议之一,用来传送各种监控数据、信息和控制命令等,具体的通信协议如下:
帧组成字段的意义:
1.IP地址用来标识发送者的网络地址,用long表示。
2.类型表示通信类型,共分为2种,即:查询和应答,用byte表示,其中0x01表示查询,0x02表示应答。
3.时间指当前系统时间,表示帧发出时的本机系统时间,在中心服务器发向端局监控机的查询帧中用于校对监控机的系统时间,用time_t表示,即精确到秒级。
4.数据长度用来表示后跟数据的总长(字节,不包括长度本身及以前数据),用long表示。
5.数据是指具体的数据,其组成及解释随类型不同而变化。只要在需要实现远程监控的设备或机房内布置了采用该通信协议的现场总线,那么该生产设备或生产过程就可以被集成到全电厂安全生产监控系统的平台上,实现安全生产的远程监测与监控。
(三)远程监控系统的接口设计
接口是指通信服务器和底层的远程监控终端之间的通信接口。
通信服务器和监控终端之间的通信接口,采用基于TCP/IP网络的Windows Socket通信方式,包括以下部分:
1.系统对时:监控终端定时向通信服务器查询系统时间,把本机时间和通信服务器时间进行同步。
2.查询一个机房运行状态。
3.查询一个班组:当监控终端主机监控一个班组时,定时向通信服务器发查询本班组所有机房运行状态的命令。对获得的机房数据进行处理。
4.查询所有机房:当监控终端主机监控所有机房时,定时向通信服务器发查询所有机房运行状态的命令。对获得的机房数据进行处理。
5.查询通信状态:监控终端主机定时发送查询交换机当前通信是否正常的命令。
6.接收报警:监控终端主机接受通信服务器发送的报警信息并进行处理、显示。
三、结语
电厂是我国重要的电力能源输出基地,对于全国数千个电厂而言,实现生产过程的远程自动化控制,是提高我国工业生产自动化、智能化水平的重要要求,同时对于生产设备和生产过程的远程安全监控,也是不可缺少的。本论文对电厂安全生产远程监控系统进行了分析设计和讨论,给出了完整的远程控制方案和远程监控的实现手段,对于提高自动化水平和计算机自动控制在电厂安全生产远程监控系统中的应用具有一定的指导和推广意义。
参考文献
[1]刘桂芝.智能社区网络视频监控报警联动系统的设计[J].微计算机信息,2005,(28).
[2]倪海燕,马常旺,胡超.基于多线程技术的智能小区管理服务系统构建[J].宁波大学学报(理工版),2006,19(1).
关键词:水泵;远程控制;物联网
中图分类号:TP391.41
文献标识码:A
DOI:10.3969/j.issn.1003-6970.2015.09.017
0 引言
由于我国的地理位置情况,我国的气候受季风影响较大,降水量的地区、时间分布不均匀,从而导致河流的流量和水位变化较大。以我国秦岭淮河以北、黄河流域下游地区为例,每年七八月份,由于亚热带季风影响,降雨量骤升,河流水量剧增,水位快速上升,从而会引发洪涝灾害,从而导致大量的生命、财产损失。产生洪涝的原因除了降雨之外,还有一些其他的气象和水文因素,例如:温度、湿度、降水间隔、水流流速、风速、风向等。而随着气象技术、传感器技术的发展与成熟,人类已经可以获取到持续的气象和水文数据;同时,随着大数据时代的到来,大数据处理和分析技术的成熟,对长期的气象、水文数据进行数据分析和挖掘已经成为了可能,从历史的信息中挖取和洪涝灾害有关的信息,从而进行防洪预警已经成为了当前的研究热点。
气象与水文是洪涝灾害的客观原因,同时,洪涝灾害往往也由一些人为原因造成,比如排水能力差,排水不及时,防洪工程响应不及时,质量不过关等因素。针对质量不过关等问题,政府需要加强对水利T程质量的监管力度。而针对响应不及时等问题,即可通过数据分析、预测方法配合防洪设备的远程控制等技术来解决。以泵站为例,可用本论文设计的泵站远程监控系统来实现水泵的远程启动与调整,调整排水量,从而减轻洪涝灾害的影响。
针对洪涝灾害这一问题,本文提出了基于结构化支持向量机(Structured Support Vector Machine)的泄洪联动技术研究。通过历史的洪涝信息训练学习模型,并根据观测到的水文信息对洪涝灾害进行预测,生成各水泵的工作策略向量。并根据该向量通过远程监控系统进行水泵的控制与调度,尽可能预防洪涝灾害。
1 基于结构化支持向量机的泄洪联动设计
防洪泄洪作为水利水文监控系统的重要功能需求之一,如何准确地进行洪涝信息的预测预警,实现其智慧化是目前国内外的研究热点。目前较为经典应用较广的洪水预测调度模型主要包括流域水文模型(如新安江模型)、河道演算水文学和水力学模型(如Muskingum Method、动力波演进模型)和据流域特制模型(如陕北模型、河北雨模型)。在“新安江模型”中检测站实时监测流域温度、相对湿度、河流径流量等;然后对所采集监测数据进行数据挖掘处理,通过各种拟合方法确定该地区植被覆盖面积、土壤渗透系数、饱和蓄水量等相关水文参数的置信区间;最后在已确立的模型基础上对水文数据(如降水量、水位等)进行演算,修正模型参数。目前来说,国外的河流代表模型有TOPMODEL模型(Topography BasedHydrological Model)和SWAT模型(Soiland WaterAssessment Tool)等。
结构化支持向量机(Structured Support VectorMachine)是一种机器学习算法,它泛化了机器学习中支持向量机(Support Vector Machine)的分类器(classifier),从而使得其可以预测复杂的结构。结构化支持向量机可以用于预测树状结构(Tree),有序表结构(Sequence),当然也可以用于预测向量(Vector)。在实际的水文信息分析中,往往需要考虑到众多的影响因素,比如上文提到的降雨量、降雨间隔、水位、湿度、温度等,这些影响因素也被成为分析问题的指标。
而对于气象和水文信息而言,这些指标往往存在以下两大特征:
指标规模庞大:
对于水文数据而言,由于每时每刻的气象和水文情况都在改变,即每时每刻都有新数据产生,数据规模庞大。而且对于气象和水文信息而言,一段较长时间内的数据才对分析工作有着重要作用,往往需要分析一年,十年甚至一世纪的数据才能得到有效分析结果,因此,对于指标而言,数据规模庞大是一个明显的特征。
指标之间存在重叠:
水文数据指标间往往不是独立的,而是存在重叠的,比如降雨指标会影响水位指标,也会影响湿度指标。这些重叠的指标一方面会导致分析问题变难,分析工作变重,也会导致大量的计算浪费。
针对以上问题,本文首先采用主成分分析法来降低数据的维度,即只选取关键的指标,从而减少重叠指标造成的影响,也可以显著的减少计算量,再引入结构化支持向量机进行联动处理。本方法旨在利用降维的思想,把多指标转化为少数几个综合指标。其步骤如下:
2 基于结构化支持向量机的泄洪联动技术实现
本文设计的泄洪联动技术主要涉及到以下两部分工作:1)通过主成分分析法对数据进行降维,从而减少计算量和由数据重叠问题造成的结果不准确;2)通过结构化支持向量机根据历史的气象、水文信息对水泵策略进行预测。而这两部分则均为数据分析任务,计算量较大,计算速度较慢,因此本文将以上两个算法作为离线程序,每天定时运行,生成相应的结果,便于管理员进行决策。数据的输入系统包括:
(1)泵站采集数据处理系统
泵站采集数据处理系统对泵站数据进行远程监测,功能主要包括:统计和记录主要电气设备的动作(将系统采集到的泵机运行状态等数据进行分类处理并保存);事故及异常统计记录;参数越限统计(对参数越限等异常进行必要的统计,同时在必要时进行警示,并可根据需求生成报表);运行日志及报表打印。
(2)远程自动化控制系统
可通过本系统所设计开发出的主体水利信息化管理软件来对泵机进行启停控制。系统根据实时运行状态,按照预设控制参数和模型实现对泵站机组的自动控制。站点泵机的控制可通过切换开关转换到“手动操作”或者“远程控制”。
当控制方式被切换到远程控制方式时,除了站点值守人员操作站点上位机实现对机组的控制外,中控室和有权限人员也可以直接实现对站点设备的相应控制,从而实现泵站的少人甚至无人操作,大大减轻人员工作量。
在现场安装的传感终端远程监测模块,完成对站内机组、电气设备及周边设施环境的实时监控,同时提供和管理上位机的远程通讯接口。通过485串行总线等通信方式,站点管理人员可以实时监测该站点动态数据和了解各操作中的主要工作过程。
站点监测的对象主要包括:机组电压、电流;机组温度;水位等。
站点上位机对监测的数据可以以数字和图形两种形式进行实时显示,它通过各种动态的图文来表示整个泵站各种设备的实时状态,给人以生动、直观的操作效果。
(3)泵站远程监控软件系统
泵站远程监控软件系统是为了实现抗旱与排涝泵站组成的泵站集群的信息化、智能化的开发、管理,因此是整个系统的核心组成部分之一。通过该软件系统可以实时显示各个分站的运行情况,如泵机电压电流、泵机温度、进水口水位、排灌量等重要信息。远程控制机组的启、停转换;且能对系统故障进行白诊断,能有效地保护机组的安全运行,进而帮助运行人员发现事故隐患等。
基于主成分分析法的水文信息降维法关键算法实现:
1.标准化矩阵:
function std=cwstd(vector)
cwsum=sum(vector.1);%对列求和
[a,b]=size(vector);%矩阵大小,a为行数,b为列数
for i=l:a
for j=l:b
std(i,j)=vector(i,j)/cwsum(j);
end
end
2.计算主成分:
Function result=cwfac(vector);
std=CORRCOEF(vector)%计算相关系数矩阵
[vec,val]=eig(std)%求特征值(val)及特征向量(vec)
newval=diag(val);
[y,i]=sort(newval);%对特征根进行排序,y为排序结果,I为索引
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%记下累积贡献率大85%的特征值的序号放入newi中
end
基于结构化支持向量机的泵站策略预测关键算法实现如下:
pann.pattemS=pattems;
pann.1abels=labels;
pann.10ssFn=@lossCB;
parm.constraintFn=@constraintCB;
pann.featureFn=@featureCB;
parm.endIterationFn=@iterCB;
parm.dimension=10;%经过主成分分析法后的数据维度为10
pann.verbose=l;
1nodel=svm_stmct_1eam('-c 10-o 2-v l-e 0.00l',pann);
关键词:维护;远程;桌面技术;多媒体;计算机
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)05-1249-02
随着计算机的日益普及,为提高教学质量,许多学校都建有数量众多的多媒体教室和机房,多媒体教室和机房的使用给教学带来了很多的方便,但同时增加了日常的计算机维护工作量,系统一旦出现故障,上课老师都希望能及时得到解决,时效要求非常高。这些教室分布在不同的楼栋、楼层,计算机管理员疲于奔跑,效果却不理想。利用远程桌面控制技术,为上课老师进行远程协助,传递数据文件,进行系统维护,可以有效地解决该问题,给计算机管理员带来计算机维护的福音。
1 远程桌面介绍
远程桌面必须有远程桌面连接组件,微软公司从Windows 2000 Server开始提供远程桌面连接组件,但在Windows 2000 Server中它不是默认安装。该组件一经推出就受到了很多用户的拥护和喜好,所以在Windows XP和2003中微软公司将该组件的启用方法进行了改革,通过简单的勾选就可以完成在XP和2003下远程桌面连接功能的开启。
当某台计算机开启了远程桌面连接功能后,我们就可以在网络的另一端实时操作和控制这台计算机,如在上面安装软件,运行程序等,所有的一切都好象是直接在该计算机上操作一样。这就是远程桌面的最强大的功能,通过该功能网络管理员可以在家中安全地控制单位的服务器,可以在办公室控制教室里的主机,而且由于该功能是系统内置的,所以比其他第三方远程控制工具使用更方便、更灵活。
2 远程桌面服务端设置
把接受远程桌面控制的电脑称为服务端。要能实现远程桌面控制,必须对服务端做简单的设置,才能让其他电脑(客户端)登录。本文选择Windows XP系统截图,其他系统类似。
第一步:为主机添加一个用于远程登录的用户。包括设置他的用户名和密码,权限属性等,如图1和图2所示。设置用户名tangmeiyu,隶属于Administrators和Users组,其中默认是隶属于Users组。
第二步:在桌面“我的电脑”上点鼠标右键,选择“属性”;在弹出的系统属性窗口中选择“远程”标签;在远程标签中找到“远程桌面”,在“启用这台计算机上的远程桌面”前打上勾,再选择“选择远程用户”,在远程桌面用户里点击“添加”,选择“立即查找”,找到用于远程登录的用户后确定即可看到如图3所示界面,其中tangmeiyu是用于远程访问的用户,Administrator是系统默认的用户,但密码为空时,Administrator也不能远程访问。
最后点击确定,就完成Windows XP系统下远程桌面连接功能的启用。
3 远程桌面客户端登录
1)Windows XP和2003操作系统:
这两个系统将远程桌面连接程序内置到附件中,我们不用安装任何程序就可以使用远程桌面连接。
第一步:通过任务栏的“开始->程序->附件->通讯->远程桌面连接”来启动登录程序。如图4所示。
第二步:在图4界面中的“计算机”处输入开启了远程桌面功能的计算机IP地址。
第三步:点击“连接”按钮后我们就可以成功登录到该计算机上了,如图5所示。和操作自己计算机一样方便和快捷。
2)其他Windows操作系统:
Windows 2000及以前的Windows系统没有将登录工具放到附件中,我们有两个方法获得登录器并实现远程桌面的连接功能。
方法一:使用XP光盘登录器――MSRDPCLI
在XP系统光盘盘符\SUPPORT\TOOLS目录下有一个叫做MSRDPCLI.exe的程序,该程序实际上是一个远程桌面连接登录器,在Windows 98/2000机器上运行XP光盘目录下的MSRDPCLI.exe,将自动安装远程桌面连接程序。安装过程非常简单,直接选择“下一步”即可。完毕以后通过“开始->程序->附件->通讯->远程桌面连接”就可以登录网络开启远程桌面功能的计算机了。
方法二:第三方登录器
网络中有很多站点都提供了远程桌面登录器的下载,我们在Windows 98系统或Windows 2000系统上下载该登录器就可以完成登录远程桌面的功能。
4 多媒体教室维护
利用Windows 的远程登录,我们给需要远程操作的多媒体的计算机主机固定一个IP地址,提前添加一个可以远程登录的帐号,如果需要对多媒体计算机进行维护的话,我们只需要计算机管理员通过任何一台计算机连接到多媒体教室和机房的主机,就可以对其进行像本地电脑一样的操作,所有的问题也就可以迎刃解决,而且计算机管理员也从手忙脚乱中解脱出来,可谓一举两得。
参考文献:
[1] 常永昌.冯新喜.王芳.一种远程控制软件的设计与实现[J].计算机应用,2003,3.
关键词:供电;变电站;设备;
中图分类号:U223文献标识码: A 文章编号:
前言
随着国民经济的发展和电力供给消费的日益增加,变电站数量增长迅速。电力行业为了顺应减员增效的改革潮流,变电站无人值班模式在各地推广。目前,计算机和通讯技术的发展,使得凡具有“四遥”功能(即遥测、遥信、遥控、遥调)的变电站就已经具备了无人值班运行的条件。
选题背景及其意义
然而,近年来电力设施遭人为破坏及偷盗情况频频出现,电力管理部门对变电站安全防范的需求极为迫切,因为人民的生活、生产与电力行业息息相关,一旦电力设施遭破坏,就会造成大范围停电,后果不堪设想。因此,运用最新的计算机技术、网络通信技术、无线传输技术,建立完善的、智能的变电站辅助系统,实现变电站各辅助设备数据整合、二次共享利用,集中管理,对变电站人员进出、各区域环境、温度、设备状态、火灾、水灾、电缆温度、高压开关温度、周界等进行实时在线全方位监控,并有效降低各种运行成本,是无人值班变电站智能化管理必然的趋势。
国内外研究动态
为保障变电站设备的正常运行,存在着多套保障系统,这些保障系统被统称为变电站辅助系统。辅助系统的存在大大提高了变电站设备的运行安全性,已经成为了变电站内不可或缺的内容。
国内供电企业、设计院、电力设备厂家对于变电站辅助系统和设备的设计及应用做了研究和探索,其中对于视频监控、安防系统的研究及应用占绝大多数。从2009年提出建设坚强智能电网以来,一大批对智能变电站的介绍的论文涌现而出,但多数为智能变电站网络的构建及设备在线监测系统的研究。
目前,各地区供电公司或检修分公司分别在不同的变电站或公司内部区域现场建立了各自的单元安全设施,如视频、消防、门禁、防盗联网告警系统等。但传统变电站内辅助系统具有以下特点:
(1)标准不一,互不兼容
目前变电站辅助系统中各个子系统大多为独立建设实用,存在多厂家设备共存,数据产生、储存、传输格式各不相同、技术标准互不统一、互不兼容,难以形成统一有效的管理;各个子系统信息不能共享,在变电站内形成了辅助系统的多个信息孤岛,无法满足变电站集中管理、统一监控的要求。
(2)各子系统间相互独立,无联动机制
现有的各辅助子系统均自成体系,互相独立,缺少以事件为核心的多系统联动策略和机制,对事前预防、事中跟踪、事后分析缺乏有效的支撑手段,尤其是视频监控子系统作为“四遥”的有力补充并没有起到应有的作用。同时各子系统的信息监测与控制功能脱节,无法根据变电站运行维护的需求实现智能调节、自动控制等高级应用。
(3)报警监控模式被动,容易误报、漏报
现有的辅助系统缺乏智能化、主动化的管理手段,变电站多采用人为主观判断的被动监控模式,这很容易由于人员的主观因素而产生误报、漏报现象,甚至是报警信息无人处置。同时报警信息的多头管理,无专人监控,容易造成问题不能闭环处理。
(4)各辅助设施的控制局限性
目前变电站辅助系统的自动化程度较低,部分设施需要不同人员的人工手动直接控制,远远不能满足变电站的智能化自动控制需求。
(5)设备资源浪费,运行维护成本高
各种独立的辅助设备各自为阵、分散管理,造成人力和设备的严重浪费,不仅运维成本高,而且影响工作效率。其中部分设备长期运行不正常,日常实用和专业维保脱节,对变电站的安全稳定运行带来了很大的隐患。
基于以上情况,为满足变电站长期安全稳定运行的需要,必须妥善解决目前变电站辅助系统存在的问题,实现整个变电站所有辅助系统联网集中监控、统一管理、有机配合、信息共享。
三、课题研究内容
基于对目前国内外变电站辅助系统分析总结,本课题将研究设计一种智能化的安全生产在线监控系统,将变电站各种需要的辅助功能通过先进的数字远程监测、远程控制技术和IT网络传输技术搭建在一套集监控、门控、环境、设备监测、远程控制为一体的智能化安防统一平台之上,实现监测变电站的实时运行环境,对变电站各种设备的运行状况及影响变电站安全运行的因素实现在线全方位监控,为变电站的安全生产提供可靠的保障,并有效降低实际运行维护成本。相对于目前变电站内各种辅助系统,本课题研究设计的统一平台主要在以下几个方面进行着重提升和改进:
1. 对所有子系统进行统一管理、集中监控;
2. 所有子系统实现信号的统一上传、统一联动、统一控制;
3. 重点考虑各子系统之间的联动关系,对数据进行充分的二次利用;
4. 采用模块式管理,变电站可以根据自身需要任意选择所需的子系统;
5. 数据库格式和数据接口实现统一,使设备运行维护扩展更加便捷。
6. 各子系统可以独立运行,最大限度保证整个平台的稳定性。
研究方案及难点
研究方案:
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景
1.2 国内外研究现状
1.3 论文的主要工作
第二章 变电站智能化安防统一平台概述
2.1 变电站安防需求分析
2.2 统一平台的组成及概述
2.3设计思想和原则
第三章 变电站智能化统一平台的设计
3.1 统一平台的体系结构
3.2 子系统方案设计
3.3 统一平台软件设计
第四章 变电站智能化统一平台的应用论证
第五章 总结
研究难点:
1、各子系统的统一联动、控制
平台的各个子系统都应可靠联动,其相互作用的策略应基于实际运行经验,并考虑到预想事件的发生。
2、数据的二次利用
实现各个子系统产生数据的二次共享利用,必须要统一各个子系统数据发生格式、传输格式和存储格式,而目前运用中的各安防系统均没有统一的数据标准。
3、模块式管理
实现模块式管理必须采用分层共享的系统体系结构。
预期成果和可能的创新点
预期成果:
研究设计一种智能化的安全生产在线监控系统,将变电站各种需要的辅助功能通过先进的数字远程监测、远程控制技术和IT网络传输技术搭建在一套集监控、门控、环境、设备监测、远程控制为一体的智能化安防统一平台之上,实现监测变电站的实时运行环境,对变电站各种设备的运行状况及影响变电站安全运行的因素实现在线全方位监控,为变电站的安全生产提供可靠的保障,有效降低实际运行维护成本。并在实际变电站中得到初步应用。
可能的创新点:
1、先进的平台体系结构
统一平台将采用分层分布的体系结构,分别是源数据采集层、数据持久层、业务逻辑层、表示层,保证平台的先进、安全、可靠等设计原则。
2、先进的模块式架构
统一平台将采用模块式架构,可以根据不同的变电站需求,选择任意功能的模块。降低了变电站辅助系统改造的成本,并且实现了运行过程中易扩展、易操作、易维护等要求。
3、完善的系统报警上传逻辑和联动技术
统一平台将采用完善的系统报警上传逻辑,实现从现场各子系统前端信号到各处理终端的实时联动机制。
4、在线检测前端设备故障及网络通讯自恢复机制
通过使用网络及设备工作状态智能检测与捕获技术,使得当网络发生故障或设备发生故障并恢复后,在不需要人工重新启动软件的情况下,可立即恢复使用,保证整个统一平台的可靠运行。
六、主要参考文献
[1] 国家电网公司. 变电站智能化改造技术规范[S]. 2011:5-6.
[2] 康健民, 袁敬中等. 变电站智能辅助控制系统综述[J]. 华北电力技术,2012(5).
目前的智能家居系统主要基于互联网,针对目前中国广大农村互联网缺乏而移动通信网络普遍存在等现状,本文设计了基于移动通信的家居控制与安全系统。系统利用GSM网络与TC35模块实现远程控制通信,利用学习型红外遥控模块实现对家电的万能遥控,利用315M超再生无线通信及人体红外感应实现防盗报警,是农村普及智能家居系统的良好设计方案。
【关键词】智能家居 GSM 学习型红外遥控 人体红外感应
1 前言
21世纪是信息化的世纪,人类对计算机和互联网的依赖程度越来越高。智能家居是通过物联网技术将居室内的各种设备(如家电、照明、窗帘、安防等)连接到一起,实现远程家电控制、照明控制、窗帘控制、防盗报警、环境监测等功能。但目前这些先进的智能家居技术大都是应用在城市高档小区中,而在广大农村和偏远山区却因为各种限制而难以推广。但是随着家电和手机在农村的普及,利用GSM网络可构建简单的智能家居系统,让广大农民享受信息技术所带来的生活便捷。本文的主要内容就是利用移动通信网络为农村等互联网不发达地区设计符合最基本要求、便捷实用的智能家居系统,作为推广智能家居系统的一种过渡性设计。
2 系统硬件设计
系统的基本功能:正常情况下,用户通过手机远程向系统发短信,系统根据短信编码,遥控家中电器(如空调、窗帘等)的启停,也可拨打系统电话进行环境监听,当有盗贼闯入室内或其它异常状况出现时,启动大功率声光报警器,自动拨打报警电话和户主电话并短信通知。
2.1 硬件结构
系统硬件结构如图1所示,主要包括STC89系列单片机作为控制模块,西门子TC35模块作为GSM远程通讯,315M超再生无线收发模块作为室内中短程通讯,红外释热防盗模块,HX1838红外一体化接收及红外发射二极管作为红外学习及家电遥控模块,其它传感器电路(如温度、湿度、烟雾等),声光报警器电路,键盘输入及1602LCD显示电路。
2.2 远程控制通信模块
全球移动通信系统GSM是当前应用最为广泛的移动电话标准,具有普及度高,几乎无网络盲点,只要会打电话、发短信就能操作,在使用飞信、微信等工具发短信控制的情况下更是无需任何额外开支。
TC35 GSM模块具有成本低、技术成熟稳定等特点,由供电模块(ASIC)、闪存、ZIF连接器、天线接口等组成。其核心基带处理器主要处理GSM终端内的语音和数据信号,并涵盖了蜂窝射频设备中的所有模拟和数字功能。引脚16~23为数据输入/输出,其接口是一个串行异步收发器,符合RS232接口标准,硬件握手信号用RTS0/CTS0,软件流量控制用XON/XOFF,支持标准的AT命令集,与单片机通过串口进行通讯,引脚24~29连接SIM卡,引脚35~38为语音输入/输出接口,连接话筒和扬声器。单片机通过AT指令对TC35模块进行初始化和短消息的接收/发送及拨打电话等操作。常用的AT指令如表1所示。
2.3 学习型红外遥控电路
家用电器的遥控器绝大多数属于红外遥控器,为了避免遥控器间互相的干扰,每个厂商的红外遥控器都具有其特定的编码,包含厂商固定编码和面板按键编码。本系统中的红外遥控部分要求能对居室内所有家电进行遥控,故必须预先对所有家电红外遥控编码进行学习,然后存储、回放。虽然市面上的遥控器的编码格式各不相同,但是最终都是高低电平组成,所以只要利用单片机对遥控器的发射信号的波形进行测量,然后将测量的数据回放即可,由于只关心发射信号波形中的高低电平的宽度,不管其如何编码,因此做到了真正的万能。
本系统使用HX1838红外模块,设置按键启动一个学习过程,设置LED指示学习型红外模块状态,红外接收头在与单片机连接时,将接收来的红外遥控信号反相,其正向信号接外部中断0,反相信号接外部中断1,通过记录2个中断间的间隔时间来测量红外遥控信号高低电平的脉宽值。
2.4 红外防盗及近程无线通信模块
人体体温恒定37度,会发出特定波长为10微米左右的红外线,使用HC-SR501探测人体发射的红外线,内部的热释电元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时会失去电荷平衡,向外释放电荷,后续电路经检测处理后就能产生报警信号。
室内无线通信选择315M超再生无线收发模块,具有功耗低、传输距离长、可靠性高等特点,利用PT2262编码芯片对HC-SR501产生的电信号进行编码,送给315M超再生无线发送模块,控制端的315M超再生无线接收模块负责接收数据,利用PT2272解码芯片对信号进行解码,然后送单片机处理,控制声光报警器工作,并启动TC35 GSM模块拨打报警电话、向户主发送短信等操作。
3 系统软件设计
3.1 主程序流程
系统首先对设备初始化,然后检测TC35工作是否正常,接着判断是否进行家电红外编码学习,然后通过按键扫描方式查询是否打开防盗模式,进而查询是否触发红外人体感应模块,条件满足时,单片机启动声光报警器并通过AT指令控制TC35模块拨打设定的手机号码(或报警电话),同时向户主发短信提示有盗贼闯入。
因为TC35模块收到的短信文本格式是固定的,在收到短信时只要检测特定位置的串口数据,与预设数值对比,就可实现对短信指令的判断,从而执行相应的动作。当判断收到短信为预设的指令时,单片机通过拉低P2.2的电平控制学习型红外遥控模块发射已学习的相应红外编码,从而实现遥控家电的目的。图2为主控单片机程序流程图。
3.2 学习型红外模块程序设计
利用单片机的两个外部中断可以测量出红外遥控编码的脉冲宽度,将发射信号中高、低电平的时间宽度进行存储。当要发射红外信号时,从存储区中还原出相应的红外遥控编码,并调制到38KHz的载波信号上,从而实现学习型红外遥控的功能。其流程图如图3。
4 结束语
本智能家居系统经过实物测试,具有结构简单、功能完善、运行可靠、成本低廉、易于扩展等特点,特别适合于互联网普及率较低的广大农村和偏远山区,是广大农村地区城镇化建设进程中非常合适的智能家居系统的过渡替代品,具有广阔的发展前景。
参考文献
[1]卓承军.家庭自动报警系统设计与实现[J].电子科技大学硕士学位论文,2011(04).
[2]周涛.基于无线传感器网络的智能家居安防系统[J].太原理工大学硕士学位论文,2010(05).
[3]张俊.SMS短消息传输的远端控制技术及其实现[J].仪器仪表学报,2003,24(4).
[4]张玉莲.传感器与自动检测技术[M].机械工业出版社,2011(6).
[5]邓凯.智能化住宅安防系统的应用[J].冶金矿山设计与建设,2000(3).
作者简介
张景虎(1975-),男,汉族,山东省茌平县人,硕士,讲师,研究方向为信号与信息处理。
孔芳(1976-),女,山东省曲阜人,现供职于曲阜少年儿童竞技体育运动学校。
作者单位
Abstract: The fan coil system is currently the most widely used form of an air conditioner. Some domestic and international study conducted by researchers is often the case for a number of projects, from an analysis perspective, does not have universal significance. Energy saving is the theme of this era, air-conditioning systems in hospitals spent a lot of power. In this paper, fan coil air conditioning system controller status of a comprehensive energy analysis, put forward some energy through and methods. The proposed energy-saving methods and measures for new public buildings and old buildings energy-efficient air conditioning system design, transformation and operational management and promotion of a certain reference value.
Keywords: networking; fan coil; energy saving; control; management
中图分类号:S210.4 文献标识码:A文章编号:
一、空调的使用分析和管理模式
在中央空调的日常使用中存在着很多问题。在医院中,因为想以最快的速度使室内温度达到最合适,一般会把空调温度调整到最高或最低,且把风速调整到最大。可是温度一般是不会达到所设温度。比如在夏季最热的时候,把温度设置为摄氏18度,但实际温度根本不可能达到。设置完温度,一般医务工作人员或者住院患者及家属,是不会再去设置温度的。或冷或热,通常使用人员是会去开窗户和门的,却不是再次调整温度或风机的设置。离开办公室或者病房时,通常也会不关闭空调的风机盘管系统。若是在这样的情况下,造成中央空调主机不间断的工作,给各个风机盘管不间断输出冷或热能,形成人走空调开的现象,这样造成了极大的能源浪费。
还有,中央空调的使用计量大多是按照面积进行分化,但是在实际当中,占用面积大的中央空调使用量却不一定是最多。有的科室或病房虽然面积大,但使用人员少或者经常出门。这种会造成大面积的屋子会比面积小而人员多的屋子空调的使用率高。结果,有些使用空调少的屋子的使用人员也没有节能意识,将空调设置在不合理的使用状态,并且离开屋内时也不关闭空调,这样造成了能耗的浪费。
就此可以看出,通过对风机盘管的有效管理和控制,对于中央空调的节能具有重要的意义。
管理模式和方法:
通过对医院内中央空调的管理和控制,可以大大降低盘管系统的冷能或热能的输出,最终降低给空调主机带来的过大负荷。
通过对医院内中央空调的风机盘管的联网控制,运用网络实现中央空调风机盘管的管理和控制,从根本上消除人走空调却开的现象、温度设置不合理等等使用不合理情况
通过医院风机盘管的联网管理和控制,对各个室内中央空调的实际使用情况进行有效合理的计量,可为能耗的合理分化提供有效的管理手段,从而为医院的空调的节能环保提供辅作用。
其他,联网风机盘管系统还可设置传感器和自动控制技术,可以通过测量监测屋内的温度、使用人员数量等情况分析,使中央空调自动管理和控制,从而使整个医院的中央空调系统实现节能环保。
二、中央空调风机盘管耗能和节能分析
医院内的中央空调运行大多都使用室内电动阀和控制面板电动阀进行控制,目的是为了使建筑物内温度平衡、节约能耗。但这种控制方法的使用效果却不佳。究其原因,在于控制的方式由于使用人员对控制方式的不了解和没有节能意识,使控制器的使用达不到预期的效果。
中央空调风机盘管的能耗损失:
设定值过低或过高
风机速度过高
使用人员开门窗散热。
风机盘管的控制器大多是根据设定的温度值对水管上的阀门进行控制,风机的风速是也是使用人员设定的,而不是随室内温度变化进行自动调速的,这就造成了中央空调风机电能损耗。还有就是,使用者为了快速使屋内温度降低或提高,通常将控制器的温度值设定极高或极低。但是当屋内的温度达到适宜温度时,却又不将控制器的温度调回正常值,这就造成了大量能源消耗。加上有些使用人员没有节能环保意识,在感觉冷或热时开窗开门,做造成的能源消耗会更大。
经调查计算,在制冷模式下,当控制器的设定值升高1℃能耗会降低8%;在制热模式下,当控制器的设定减低1℃能耗会减少12%。当改进问题的控制器和使用人员的合理的控制,一台风机盘管一天可以减少能源消耗的费用是一到两元人民币,如果医院的一幢有五百台风机盘管,一天可以省五百到一千元人民币,全年节省180000 元~360000元。
三、 中央空调风机盘管联网控制系统设计
1、系统结构与功能
⑴系统结构:空调区域内的继电器输出模块和通讯显示温控器输出模块,经双绞线将全部的输出模块和温控器一起链接,再通过程序组态,最后将数据发到护士站,护士站的电脑再通过浏览器进行控制、访问。
⑵中央空调风机盘管的节能技术
①总线制风机盘管就地控制
将拥有温度传感器的区域控制器Evos301和Evos307通过M-BUS总线连接在一起,控制器Evos307的温度传感器,与设定值进过系统运算后,最后将结果输出到继电器模块来控制电动二通阀和风机转速。Evos307除了拥有原有控制器全部功能还具有定时关机和风速自动控制功能。在把设定控制器自动档时,中央空调风机的转速可以随着设定温度与温度的差值自动调节,大大的降低了风机的能量消耗。
②风机盘管的远程控制
风机盘管区域控制器可以支持RS485、Lonworks 、TCP/IP网络三种通讯方式,可以经网络进入中央的控制系统,能与大多的自控系统进行兼容。应用智能控制系统,可以便捷地控制整个医院的中央空调。中央控制的主机电脑上图可以显示出医院内每个屋子的风速、设定值、温度等参数。当屋内的温度值超过设定的标准值时自动发出报警,然后控制人员可以远程控制,重新设定风速、温度等。设置空调系统的运行时间表,在医院的办公室等屋内无人的时间段,将风机盘管关闭,从而杜绝无人空调却开的现象。
③自动控制
在系统末端设置温度传感器、人体感应器等设备,然后根据屋内实际使用情况进行节能控制。在感知屋内的人员是,根据屋内温度,无人的时间等实际情况,自动控制风机盘管,从而实现节能环保。
⑶中央空调风机盘管联网控制系统主要功能
①自动控制
通过各种设备自动控制风机盘管的电磁阀等,还可加装适用的传感器,根据实际使用情况,经过系统的监测运算自动控制末端风机盘管。
② 计量功能
可以时刻计量每个屋子空调的运行时间及状态,并通过区域控制器,测量风机面板的运行状态。通过联网的监控运算,时时能了解每个屋子的空调使用情况,杜绝各种空调不合理使用情况,为系统的管理提供精确有效的帮助,从而实现系统的节能。
③监控空调及风机面板
经网络远程查看中央空调时时运行状态及各类信息温度,设定温度、风速等等,对风机面板远程监控。
④远程控制
对风控面板经网络进行远程控制,设置温度、定时、模式等。如,下班后,工作人员可以关闭医务人员没有关闭的空调面板。上班时,工作人员可以远程观察各个医院内的办公室、病房等的温度和空调的设置温度,看是否符合空调节能使用标准,不符合的可以远程对其进行控制,从而达到节能环保的目的。
⑤ 空调使用计量统计和分析
通过网络和软件对控制器和面板收集的空调数据进行统计和分析,实现计量和分析功能。这样可以为管理、结算提供依据。
⑥空调面板控制远程托管
空调面板拥有远程托管功能,管理人员经网络下达命令,进行远程托管。在此状态下,空天面板不能被本地操控,只由远程计算机主机控制空调面板。此功能可以给医院的管理提供有力的支持。如医院规定夏季空调设定温度不能低于24℃,运用远程托管后,空调使用者不能直接操作,只接受远程控制,从而实现有效的节能管理,减少能耗。
⒉联网风机盘管控制系统的主要设备
联网风机盘管控制系统主要由三种设备组成:风机盘管继电器输出控制器、风机盘管控制面板和智能控制器。
⒊ 联网风机盘管节能分析
联网风机盘管实现在不影响使用人员舒适度的情况下,通过联网控制手段,降低中央空调主机的过大负荷,从而为中央空调主机的节能系统扩大了节能的空间。
中央空调主机节能空间主要由设计中央空调时的设计余量和现实使用与全负荷之差值决定。若风机盘管全部在最大值运行,则使中央空调的整个系统的节能空间变小。若是经中央空调风机盘管的联网控制,可以对系统末端进行有效的管理控制,降低风机盘管系统的能耗,从而降低中央空调主机的负荷,进而扩大了中央空调主机的节能的空间。
四、结论
医院的中央空调使用率非常高,且耗能也高。为了减少能源的损耗和浪费,医院的开支。作为中央空调节能的重要一环,联网风机盘管系统的节能控制显得尤为重要。
参考文献
[1] 伍小亭.风机盘管选型及系统设计中的一些问题[J].暖通空调,2000
[2] 崔文盈,郑洁等.风机盘管多种控制方式的分析年全国测控、计量、仪器仪表学术年会论文集..2006