时间：2023-04-06 18:35:23
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2弱电系统的构成及管理维护分析
2.1弱电系统的构成
笔者结合自己的工作内容，将科技馆、展览馆等公共场所的弱电系统按照不同的功能来划分，主要包含安全防范系统和自动控制系统两个方面。
2.1.1安全防范系统
安全防范系统以空间来分，可分为室内部分和室外部分。室内部分。公共场所室内的安全防范系统，是由若干子系统构成的，这些子系统共同保障了公共场所内的安全防范，并将场馆内的所有信息连接到公共场所的指挥调度中心。具体而言，通常由安全防盗系统、室内场馆摄像监控系统、消防报警系统、紧急救助、门磁系统等构成。室外部分。室外部分主要负责整个场馆的闭路电视监控及周边安全，主要由场馆摄像监控系统、周界红外报警系统、保安巡更签到系统等构成。
2.1.2自动控制系统
在公共场所，除了需要安防系统外，还需要很多自动控制系统，实现对各种主要设备系统的全面自动化控制，通常说来，公共场馆需要控制的范围包括空调系统、给排水系统、供配电系统、照明系统、消防系统、广播系统等。
2.2弱电系统管理维护中的问题
在实际的弱电工程中存在着较多的问题，概括起来，主要表现在以下几个方面：
管理维护缺乏系统性和科学性。目前对于一个集成度较高的弱电工程系统，实施的管理维护方案是沿袭传统的设备维护方案而进行的，将各个弱电系统相互割裂开来，彼此单独进行管理和维护，并且对弱电系统的维护也基本遵循着没有问题不维护，小问题小维护，大问题大维修的思路进行管理维护，致使整个建筑物或者社区的弱电工程管理维护缺乏系统性和科学性。
管理维护缺乏专业检测设备。目前，很多弱电工程或项目的管理维护，都依靠技术人员的手工进行管理维护，发现问题，查找根源，提出解决措施，实现系统正常工作，这样的管理维护效率较低，缺乏高效的管理维护方案，同时在具体的管理维护检测设备方面，大多还依赖于万用表等传统的检测设备，无法真正实现对大型的弱电工程进行系统的专业化的管理和维护。
管理维护缺乏专业人才。弱电控制技术在我国起步较晚，但是发展非常快，因而专业的弱电管理维护人员在我国的缺口较大，很难真正的实现对一些大型的复杂的弱电工程的管理及维护；而弱电工程管理维护需要的是在上述各方面均能够独立实施管理和维护的专业技术人才。
3弱电系统的管理维护策略
3.1完善弱电工程的自动化检测，提高弱电系统管理维护效率
为了更好的实现弱电工程的管理及维护，可以在各弱电系统的自动检测及控制方面下功夫，通过完善弱电系统自身的自动检测、控制功能，来提升弱电系统的管理及维护水平，提高管理维护效率和水平，降低弱电系统的工作故障发生的概率。笔者曾经参与过某科技展览馆的弱电系统改造及维护项目，结合实际，针对公共场馆各弱电系统的特点，可以从以下几个方面进行管理及维护：
空调系统。通过对空调控制系统进行传感检测，可以实现对冷冻机组、热泵、新风机组、送排风机组及风机盘管等的自动监视和控制，发生故障时能显示故障的位置及性质，使控制人员及时掌握情况。
给排水系统。通过对给排水系统安装弱电控制系统，使其能自动监视和控制生活水箱、各种水泵、污水池和污水处理装置的运行，自动计算水流量，自动与主机通信；当某处发生运行故障时，控制室会自动显示。
供配电系统。供配电系统的弱电管理维护，可以从自动显示并记录供配电设备的运行情况入手，包括电压、电流、功率因素等，并与管理系统联网；能在控制室实现对整个变配电系统的操作，当发生异常情况（如变压器高温）时自动报警；当二路进线中一路发生故障时能自动切换到另一路。
消防系统。通过加强对消防系统的弱电控制及其自动检测功能，使其能自动控制消防系统的各种设备，当火警发生时，能自动切断电源，打开排/抽风机，消防泵自动启动，消防喷头自动喷水灭火。
其他诸如照明系统、广播系统等，也都可以通过完善、提升弱电自动检测的手段实现对公共场馆内的弱电系统的有效管理及维护。
3.2实施弱电工程过程化管理，降低弱电系统故障维护概率
加强对弱电系统的管理维护，还可以从加强弱电工程施工管理的角度来降低弱电系统的故障发生概率，从而提高弱电系统的管理维护水平。按照弱电系统的施工环节，可以从以下几个方面进行弱电工程施工的过程化管理。
前期准备阶段。每一个弱电系统项目的开始都必须组建一个项目管理机构，安排以项目经理为核心的项目管理部进驻工地，根据项目的实际需求和情况，制定相关的管理制度，并编制初步的施工进度计划。
深化设计阶段。根据初步确认的系统功能，对整个弱电系统的初步方案进行深化，并与建筑设计、装潢设计及招标单位进行沟通协商，最终确认深化设计方案及图纸。
工程安装阶段。同施工单位落实相关预埋管、箱、盒的现场协调，按照制定的按照进度计划和现场管理制度，对系统的供货、安装、接线等各阶段工作全面的监督、协调、管理，以确保弱电工程的施工质量。
调试、测试及试运行阶段。编制系统调试方案，分步落实系统的单体调试和总体联调，编制系统试运行方案，合理地实施系统试运行，并对试运行中出现的问题及时反馈、总结、整改，以完善和提升弱电系统的管理，降低维护工作量，确保弱电系统的可靠工作。
3.3弱电系统的防雷接地维护
公共场馆内弱电系统的防雷接地是非常重要的，如果对防雷接地的设计没有足够重视，那么最终整套弱电系统的工作也无法得到可靠的保障。总的说来，防雷接地主要需要考虑以下几个方面：
防雷接地应采用专用接地干线。由外在的本体系统引入接地体，专用接地干线采用铜芯绝缘导线或电缆。
弱电系统的接地线不能与强电交流的地线以及电网零线短接或混接，接地线不能形成封闭回路。
弱电系统中的监控系统及其专业设备的接地线，应选用铜芯绝缘软线。
弱电系统中三芯电源插座的接地端，应与系统的接地端相连（保护地线）
公共场馆弱电系统的传输线路(与环境、土壤有关)要求单端接地，在调度室室屏蔽层接地(接到机柜上)，干扰信号通过屏蔽层隔开，两端都接地，有浮点；在特殊情况下，要两端都接地。有些地方控制线会受到干扰(杂波信号导致信号不良)，应将位置移动。干扰无论大小都会表现出来，导致弱电系统控制不灵敏。另一方面，在布线时，由于现场要布很多线，且一般是由多人来布线，容易错接，因此建议在布线时要做好标识，以提高效率。
关键词：步进电机；运动控制卡；开环控制
1引言
运动控制系统的上位控制方案一般有单片机系统、专业运动控制PLC、专用控制系统和“PC＋运动控制卡”。采用单片机系统实现运动控制，成本较低，但开发难度较大，周期长。这种方案一般适用于产品批量较大、控制系统功能简单、有单片机系统开发经验的用户。许多品牌的PLC都可选配定位控制模块，有些PLC的CPU单元本身就具有运动控制功能，如松下公司的FP0。这种方案一般适用于运动过程比较简单、运动轨迹固定的设备，如送料器、自动焊机等。专用控制系统一般是针对专用设备或专用行业，比如西门子公司的车床数控系统和铣床数控系统等。“PC＋运动控制卡”的方案随着PC的普及用得越来越多，将是运动控制系统的主要发展趋势。这种方案可充分利用计算机资源，用于运动过程、机械轨迹都比较复杂，而且柔性比较强的机器设备，比如目前很热门的开放式数控系统大多采用这种方案。
本文介绍的控制系统采用的就是“PC＋运动控制卡”方案，这是本文的主要内容。
2系统组成及硬件介绍
图1示出本系统的硬件组成框图。其中采用德国百格拉三相混合式步进电机(VRDM3910/LHA)及其配套驱动器(D921)。控制卡是成都步进机电有限公司生产的MPC02型运动控制卡。
2.1驱动器面板及其功能设置
图2是D921型驱动器的面板配置及功能。
功能选择：STEP1、STEP2设置电机每转步数；
所有输入信号均为光耦输入。
2.2运动控制卡的结构
MPC02型运动控制卡的结构如图3所示。
该卡插在PC的PCI扩展槽内使用；MPC02卡完成运动控制的所有细节，包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位信号的检测等。它采用先进的专用控制集成电路，具有梯形及S形升降速度曲线。使用68芯SISC接口，外接线可采用屏蔽线缆，以提高控制卡的抗干扰能力。其信号接口定义如下：
脉冲量信号：脉冲/方向(编号17～28)；编码器反馈(35～52)；光隔电源(29、30)。
开关量信号：限位(55、56、60、61、65、66)；减速(53、54、58、59、63、64)；原点(57、62、67)；伺服使能(9、11、13)；偏差清零(10、12、14)；外部报警(68)；通用输入(31～34)；通用输出(1～8)；光隔电源(15、16)。
3运动控制系统的软件
3.1控制卡的软件
在函数库中使用的单位和函数返回值通常约定如下。
3.1.1单位
1)位移或距离的单位为P(Pulse)，即脉冲数；
2)速度的单位是P/S(Pulse/sec)，即脉冲/秒；
3)加速度和减速度的单位是P/s2(Pulse/s2)，即脉冲/秒2。
3.1.2函数返回值
运动库中的大多数函数是整型函数，它们的返回意义如下：
0函数执行正确；－1函数执行错误。
在函数库中使用的函数有如下几种：控制卡和轴设置函数、独立运动和插补运动函数、制动函数、位置和状态的设置及查询函数、I/O口操作函数、错误代码函数和一些其他函数。这些函数实现的运动有如下六种基本类型，如图4所示。
把带有升/降速控制的运动函数称为快速(fast)运动函数，比如fast_pmove、fast_vmove和fast_hmove，把常速运动函数称为常速(con)运动函数，如con_pmove、con_vmove和con_hmove。
3.2软件程序：
运动参数设定包括轴号、初速度、最高速度、加速度和移动距离等；运动控制程序包括急停、缓停、清零、常速和快速等；控制效果显示包括位置和速度等。程序如下：
(一)对系统程序进行科学的前期调试
由于大型软件开发中面对的问题极其错综复杂，人的主观认识不可能完全符合客观现实，与工程密切相关的各类人员之间的通信和配合也不可能完美无缺，使得，龙门供电局变电运行管理信息系统软件设计的过程中不可避免的出现差错，再加上编码过程中不可避免的会引入新的错误，因此在，龙门供电局变电运行管理信息系统投入运行前要进行全面的测试调试以纠正软件的错误和不断完善。
对龙门供电局变电运行管理信息系统测试中发现较多的问题，可以采用如下解决方法：(1)如果部分报表生成过慢，则可以通过检查分析发是其对应的数据表的结构设置不合理，从而降低记录检索的速度。例如，将值班记录表细分为了正常巡视维护表和临时操作记录表等。这样大大提高了Word报表的生成速度。(2)如果部分操作界面使用不方便，则可重新将各个组件按照方便、习惯的方式排列，设置了Tab键响应的顺序以合理设计Enter键的作用。(3)对有多余的操作功能键，将其从模块中删除或更改，例如装拆接地线模块中添加、修改的功能键删除，防止用户非法添加改动该记录，而只允许由系统根据操作自动生成。(4)根据需要添加新的模块，为人员管理模块添加了营销部和生活服务公司等子模块。(5)在调试过程中可进一步完善和补充龙门供电局变电运行管理信息系统的使用说明书。
(二)构建科学的变电运行管理信息系统实施流程与步骤
在推进变电运行管理信息系统战略时，龙门供电局必须在科学方法的指导下全面考虑现有变电运行管理流程并且进行优化，结合自身的实际情况，实施完整的变电运行管理信息系统流程。在实施变电运行管理信息系统信息系统时，龙门供电局不应该考虑太多的技术因素，而应该把大量的精力分配到考虑基本的流程分析，通过对原有流程的优化来改进变电运行管理业务流程，否则生搬硬套的使用原有的流程问题只会变得更加严重。
1.龙门供电局变电运行管理管理信息系统的总体实施流程
龙门供电局实施完整的变电运行管理信息系统包含了三个层次的内容：一是组织先前的进入或者说学习阶段；二是在实践中逐步完善系统；三是主动规划，针对实际情况对变电运行管理信息系统做进一步的完善和再次规划。
由此，我们可以总结出龙门供电局在实施变电管理信息系统的过程中，应包含如下步骤：
(1)确立龙门供电局变电运行管理信息系统的战略性目标并分段实施；
(2)组建最合适的龙门供电局变电运行管理信息系统实施团队并开始立项；
(3)分析龙门供电局变电运行管理信息系统的目标并相应变革公司的组织架构与运行流程；
(4)设计龙门供电局变电运行管理信息系统架构并确定软件供应商；
(5)龙门供电局变电运行管理信息系统实施过程的维护及后期的绩效评估与改进工作。
2.龙门供电局变电运行管理管理信息系统的具体数据处理流程
在以上总体管理实施流程基础上，在具体推行变电运行管理信息系统的过程中，龙门供电局还要建立变电运行的数据处理流程，根据前面对龙门供电局变电运行管理管理信息系统的总体规划，龙门供电局变电运行管理管理信息系统数据流程在处理流程上分为四层结构：变电站数据采集层、变电站数据处理层、供电局数据处理层、电业局数据处理层。
(1)变电站数据采集层。龙门供电局变电运行管理管理信息系统变电运行的主要数据都由变电站的生产运行所产生，变电站是系统基础数据的主要来源。
(2)变电站数据处理层。检查所采集的基础数据的准确性；根据工作流程进行两票管理，生成各种基础记录；录入其它基础数据；生成各种管理数据，并与龙门供电局处理层进行数据交换。
(3)供电局数据处理层。对各变电站上报数据进行处理、汇总，并与龙门电业局处理层进行数据交换。
(4)电业局处理层。对各供电局上报数据进行处理、汇总，形成全局综合统计数据，为全局变电运行管理工作提供基础数据。
二、建立龙门供电局变电运行管理信息系统实施的保障措施
1.充分挖掘组织现有各种资源
为了确保龙门供电局变电运行管理信息系统的顺利推进，要在做好项目实施的总体规划的基础上，充分利用企业现有的软、硬件资源。在龙门供电局变电运行管理信息系统开始实施前，首先要做好项目实施的整体计划，各分项目的实施都应在整体计划所划定的框架内进行，以保证整个项目实施的协调一致。同时，在保证项目整体先进、合理的前提下，龙门供电局要尽量利用企业现有的软、硬件资源，根据企业现有的软、硬件状况，提供接口与企业的信息系统集成，并且充分利用现有的数据，以避免重复劳动。
2.建立变电运行管理信息系统实施绩效监控体系
变电运行管理信息系统在龙门供电局实施应用后，龙门供电局如何使用系统提供的即时、准确的信息，以辅助组织管理决策和监控管理绩效的变化，这是龙门供电局变电运行管理信息系统能否在管理取得很大成效的关键所在。为此，龙门供电局应根据管理业务与管理模式，设计一整套管理绩效变化动态的监控报表体系，并培训企业各管理层如何运用这套内部管理报表体系，即时发现管理中存在的问题，以便及时纠正和调整管理策略。此外，龙门供电局还应培训各级管理人员如何运用这套内部定制的管理报表体系组织高效率的高层管理者会议，以便组织高层管理者能够在比较短的时间内了解整个企业运营现状及当前存在的问题，为龙门供电局变电运行管理信息系统的进一步完善提供高层组织支持。
参考文献：
[1]王萍，童永全.基于NET框架的变电运行管理信息系统设计与实现，电气应用，2005，(12).
[2]杨奇逊.变电站综合自动化技术发展趋势变电站综合自动化技术.研讨会论文集，2005.
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