[電子設(shè)計(jì)論文精品]基于組態(tài)軟件的通訊電源遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目 基于組態(tài)軟件的通訊電源遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 專業(yè) 自動(dòng)化 班級(jí) 0711 指導(dǎo)教師 一、 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的主要內(nèi)容及要求： 1、本設(shè)計(jì)的任務(wù)是：設(shè)計(jì)一個(gè)基于力控組態(tài)軟件的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。設(shè)計(jì)方案要基于市場的需求，結(jié)合力控組態(tài)軟件設(shè)計(jì)簡單、方便、功能強(qiáng)大等特點(diǎn)。方案是：力控forcecontrol6.1系統(tǒng)作為主控系統(tǒng)，通過rs-232與plc的通信，利用plc進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制。對(duì)通訊電源的遠(yuǎn)程監(jiān)控要求是：監(jiān)控電源系統(tǒng)的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)，保證蓄電池組的正常充放電，分為檢測和調(diào)控兩個(gè)部分。 2、重點(diǎn)掌握力控forcecontrol6.1的畫面創(chuàng)建、

2、i/o設(shè)備組態(tài)、數(shù)據(jù)庫組態(tài)和動(dòng)畫鏈接，然后進(jìn)行組態(tài)軟件的編程。 3、重點(diǎn)掌握三菱plc的工作原理，編程語句，設(shè)計(jì)出梯形圖。 4、進(jìn)行系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。 5、進(jìn)行硬件電路和軟件的調(diào)試。 6、在設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上完成畢業(yè)論文（1.0 -1.2萬字）。 二、 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)： 1 楊路明. c語言程序設(shè)計(jì)教程m 北京：北京郵電大學(xué)出版社，2005. 2 王振營，李滿，楊君.proteldxp2004電路設(shè)計(jì)與制版實(shí)用教程m.北京：中國鐵道出版社，2006,(6) 3曾慶波，孫華，周衛(wèi)宏監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用技術(shù)m 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2010.（2） 4周美蘭，周封，王岳宇

3、plc電氣控制與組態(tài)設(shè)計(jì)m北京：科學(xué)出版社2009. 5張文明，劉志軍.組態(tài)軟件控制技術(shù)m 北京：清華大學(xué)出版社2006. 6王兆華，孟文，王文璽.modbu協(xié)議在變電站監(jiān)控組態(tài)軟件中的實(shí)現(xiàn)j.西南交大 智能研究所，成都 2007 610030 7王海森，呂軍，王鎖萍.基于pc機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn).j南京：南京郵電學(xué)院電子工程系，2003，210003 8張靖，王雪松.監(jiān)控組態(tài)軟件的研究.j四川：電子科技大學(xué) 2008 610054 9黃春華.監(jiān)控組態(tài)軟件在數(shù)據(jù)采集測控系統(tǒng)中的應(yīng)用.j 上海：上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 2002 200235 物理與電子工程學(xué)院2011屆本科畢業(yè)論文開題報(bào)告論 文 題 目

4、基于組態(tài)軟件的通訊電源遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 班 級(jí) 自動(dòng)化0711 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師（職稱） （副教授） 2011 年 3 月 18 日說 明一、論文的開題報(bào)告是保證畢業(yè)論文質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，為規(guī)范我院本科畢業(yè)論文的開題報(bào)告，特印制此表。二、學(xué)生應(yīng)閱讀的主要文獻(xiàn)、資料15種以上，通過調(diào)研和資料搜集，主動(dòng)與指導(dǎo)教師討論，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，完成開題報(bào)告，開題報(bào)告字?jǐn)?shù)應(yīng)在2500字以上。三、開題報(bào)告須經(jīng)院畢業(yè)論文指導(dǎo)教師審查，同意后方可進(jìn)行論文寫作，并將開題報(bào)告交指導(dǎo)教師。不合格者，必須重寫。一、選題的意義和研究現(xiàn)狀1選題的學(xué)術(shù)價(jià)值或?qū)嵺`價(jià)值 飛速發(fā)展的現(xiàn)代化工業(yè)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化和各種

5、信息的集成要求越來越高，基于微機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)因其高可靠性和分散控制、集中監(jiān)視等特點(diǎn)已逐漸取代傳統(tǒng)的模擬式控制儀表，在各領(lǐng)域內(nèi)大顯身手。采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，能顯著降低單位產(chǎn)量的能耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，同時(shí)還能幫助有關(guān)人員有效的預(yù)防突發(fā)事故的發(fā)生，因而在工業(yè)自動(dòng)化中有不可忽視的地位。組態(tài)軟件就是基于工業(yè)化信息化的現(xiàn)實(shí)要求應(yīng)運(yùn)而生，以其強(qiáng)大的功能和簡單易學(xué)、操作方便的特點(diǎn)，在生產(chǎn)自動(dòng)化中占據(jù)了新的位置。組態(tài)軟件是具有專業(yè)性的控制軟件。一種組態(tài)軟件只能適合某種領(lǐng)域的應(yīng)用，如dcs(集散控制系統(tǒng))組態(tài)，plc（可編程控制器）梯形圖組態(tài)等都有自己的工作領(lǐng)域。例如工控組態(tài)軟件是用在實(shí)時(shí)監(jiān)控。雖工控組態(tài)從表面

6、看是控制某個(gè)系統(tǒng)，但是工控組態(tài)軟件也提供了編程手段，一般都是內(nèi)置編譯系統(tǒng)，提供類basic語言，有的支持vb，現(xiàn)在有的組態(tài)軟件甚至支持c#高級(jí)語言。組態(tài)軟件大都支持各種主流工控設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。對(duì)應(yīng)于原有的hmi（人機(jī)接口軟件，human machine interface）的概念，組態(tài)軟件還是一個(gè)使用戶能快速建立自己的hmi的軟件工具或開發(fā)環(huán)境。在組態(tài)軟件出現(xiàn)之前，工控領(lǐng)域的用戶通過手工或委托第三方編寫hmi應(yīng)用，開發(fā)時(shí)間長，效率低，可靠性差；或者購買專用的工控系統(tǒng)，通常是封閉的系統(tǒng)，選擇余地小，往往不能滿足需求，很難與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，升級(jí)和增加功

7、能都受到嚴(yán)重的限制。組態(tài)軟件的出現(xiàn)使用戶可以利用組態(tài)軟件的功能，構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。隨著它的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)控制、scada、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對(duì)i/o設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容監(jiān)控組態(tài)軟件將會(huì)不斷被賦予新的內(nèi)容。其優(yōu)點(diǎn)：（1）延續(xù)性和可擴(kuò)充性。當(dāng)現(xiàn)場（包括硬件設(shè)備或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）或用戶需求發(fā)生改變時(shí)，不需作很多修改而方便地完成軟件的更新和升級(jí)；（2）封裝性（易學(xué)易用），通用組態(tài)軟件所能完成的功能都用一種方便用戶使用的方法包裝起來，對(duì)于用戶，不需掌握太多的編程語言技術(shù)（甚至不需要編程技術(shù)），就能很好地完成一個(gè)復(fù)雜工程所要求的所有功能；（3）通用性，每個(gè)用戶根據(jù)工

8、程實(shí)際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備的i/o driver、開放式的數(shù)據(jù)庫和畫面制作工具，就能完成一個(gè)具有動(dòng)畫效果、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡(luò)功能的工程，不受行業(yè)限制。（4）功能強(qiáng)大。例如通信功能、數(shù)據(jù)處理及記錄功能、安全監(jiān)視功能等，并且有良好的人機(jī)交互界面。2、項(xiàng)目設(shè)計(jì)所要達(dá)到的要求及用戶需求通過組態(tài)軟件對(duì)通訊電源的運(yùn)行狀態(tài)和各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)信息進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測；要求運(yùn)行費(fèi)用合理，采集數(shù)據(jù)迅速、準(zhǔn)確、可靠，能夠滿足對(duì)通訊電源的運(yùn)行參數(shù)變化準(zhǔn)確監(jiān)控的要求。系統(tǒng)可通過不同介質(zhì)的信道，實(shí)時(shí)采集由不同的數(shù)據(jù)發(fā)送源按照不同的通信規(guī)約，通過不同的通信接口傳送到主站來的不同種類的

9、數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。系統(tǒng)可采集處理以下種類的遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)： （1）遙測：采集通訊電源線路的三相輸入電壓、三相輸入電流及每個(gè)整流模塊的充/放電電流、模塊的工作狀態(tài)（均沖、浮充）、直流輸出電壓、總負(fù)載電流、蓄電池充/放電電流等模擬量信號(hào)；直流輸出電壓、總負(fù)載電流、蓄電池充/放電電流 （2）遙信：三相輸入過壓/欠壓，缺相，開關(guān)狀態(tài)及每個(gè)整流模塊工作狀態(tài)（開/關(guān)機(jī)、均/浮充、限流），故障/正常；直流輸出電壓過壓/欠壓、蓄電池熔絲狀態(tài)、主要分路熔絲/開關(guān)故障。 （3）遙控：電源的開/關(guān)機(jī)，電池的均/浮充； 數(shù)據(jù)處理：通過對(duì)遙測數(shù)據(jù)、遙信數(shù)據(jù)采集，監(jiān)測電源的運(yùn)行情況，利用后臺(tái)語言輸入，利用遙控遠(yuǎn)程控制

10、電源；對(duì)電源的三相輸入電壓、三相輸入電流及各模塊等進(jìn)行獨(dú)立的事件記錄，分區(qū)域管理，利用控制單元對(duì)各事件單元實(shí)施控制；對(duì)數(shù)據(jù)管理設(shè)立獨(dú)立存儲(chǔ)單元，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)周期和異常情況下的存儲(chǔ)功能，主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)的內(nèi)部處理；利用人機(jī)界面（hmi）實(shí)現(xiàn)監(jiān)控對(duì)象的實(shí)時(shí)信息顯示、歷史信息的查詢顯示和各種操作界面的可視操作；系統(tǒng)互連使各單元的處理可以緊密連接，實(shí)現(xiàn)無差控制；報(bào)表系統(tǒng)能提供個(gè)單元模塊的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，為操作員提供數(shù)據(jù)支持；信息處理與報(bào)警系統(tǒng)有操作員根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定。3主要參考文獻(xiàn) 1 楊路明. c語言程序設(shè)計(jì)教程m 北京：北京郵電大學(xué)出版社，2005. 2 王振營，李滿，楊君.proteldxp2004電路

11、設(shè)計(jì)與制版實(shí)用教程m.北京：中國鐵道出版社，2006,(6) 3曾慶波，孫華，周衛(wèi)宏監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用技術(shù)m 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2010.（2） 4周美蘭，周封，王岳宇plc電氣控制與組態(tài)設(shè)計(jì)m北京：科學(xué)出版社2009.5張文明，劉志軍.組態(tài)軟件控制技術(shù)m 北京：清華大學(xué)出版社2006. 6王兆華，孟文，王文璽.modbu協(xié)議在變電站監(jiān)控組態(tài)軟件中的實(shí)現(xiàn)j.西南交大 智能研究所，成都 2007 610030 7王海森，呂軍，王鎖萍.基于pc機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn).j南京：南京郵電學(xué)院電子工程系，2003，210003 8張靖，王雪松.監(jiān)控組態(tài)軟件的研究.j四川：電子科技大學(xué) 2008

12、610054 9黃春華.監(jiān)控組態(tài)軟件在數(shù)據(jù)采集測控系統(tǒng)中的應(yīng)用.j 上海：上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院2002 200235 10汪守貴.變電站直流電源遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù).j 四川：樂山電業(yè)局 2009 614000 二、研究方案1研究的思路與方法基于力控組態(tài)6.1，設(shè)計(jì)出符合要求的目標(biāo)系統(tǒng)，演示模擬課題要求。對(duì)組態(tài)過程中的通訊電源監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)置數(shù)據(jù)定義，實(shí)時(shí)運(yùn)行。組態(tài)過程的結(jié)果是產(chǎn)生一系列的文件及數(shù)據(jù)庫的更新設(shè)置?？梢愿鶕?jù)不同區(qū)域的數(shù)據(jù)設(shè)置分開進(jìn)行，也可以聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行，從而確定最佳目標(biāo)結(jié)果。用戶使用流程如圖1所示。圖1 用戶使用流程2研究的基本內(nèi)容（大綱）1）圖形組態(tài)組態(tài)軟件的人機(jī)界面具有可視性好、簡單易用等

13、特點(diǎn)。針對(duì)通訊電源的各模塊的不同需求，產(chǎn)生的物理量的不同，做出合適的圖形組態(tài)。2）報(bào)表組態(tài)報(bào)表組態(tài)是組態(tài)軟件的一個(gè)特色，它是一個(gè)獨(dú)立的模塊，內(nèi)嵌式系統(tǒng)。以往的系統(tǒng)是直接產(chǎn)生excel或者foxpro得報(bào)表生成器等來獲得數(shù)據(jù)，這些方法是不用設(shè)計(jì)報(bào)表系統(tǒng)，但是存在其他的問題，如產(chǎn)生無用的數(shù)據(jù)等。組態(tài)軟件基于以上兩種的特點(diǎn)，可以清除無用數(shù)據(jù)，可以根據(jù)操作員的要求產(chǎn)生數(shù)據(jù)。3）數(shù)據(jù)庫設(shè)置外建一個(gè)數(shù)據(jù)庫，配置數(shù)據(jù)源，即模塊的不同設(shè)置參數(shù)，對(duì)各模塊的數(shù)據(jù)采集應(yīng)及時(shí)有效迅速，利用路徑傳到外建數(shù)據(jù)庫。組態(tài)是具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可以存儲(chǔ)各類數(shù)據(jù)，并設(shè)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)周期和異常情況下的數(shù)據(jù)保存，確保數(shù)據(jù)的及時(shí)準(zhǔn)確有效

14、。4)通訊組態(tài)因?yàn)橥ㄐ沤M態(tài)較為簡單，所以就不用生成單獨(dú)的文件，只需把組態(tài)的結(jié)果寫進(jìn)數(shù)據(jù)庫即可，程序運(yùn)行的時(shí)候只需從數(shù)據(jù)庫中讀數(shù)據(jù)即可。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖5）實(shí)時(shí)運(yùn)行實(shí)時(shí)運(yùn)行部分是為操作人員設(shè)計(jì)的，需要用已經(jīng)組好的文件和從下位機(jī)傳上來的事實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，更新的數(shù)據(jù)有電壓、電流、事故報(bào)警等。同時(shí)還要負(fù)責(zé)查詢數(shù)據(jù)、打印報(bào)表等管理功能。用戶需要時(shí)可以用鼠標(biāo)某個(gè)單元，顯示出設(shè)備的基本數(shù)據(jù)。 3工作的主要階段、進(jìn)度及完成時(shí)間1 已完成的工作： 第1周 確定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目。 第23周 下達(dá)任務(wù)書，查閱，收集相關(guān)文獻(xiàn)資料。 第4周 撰寫并上交開題報(bào)告。 2 待完成的工作安排： 第45周 進(jìn)行系

15、統(tǒng)要求（硬/軟件）需求分析和方案論證。 第68周 進(jìn)行總體設(shè)計(jì)；完成監(jiān)控系統(tǒng)各子模塊的分析設(shè)計(jì) 第910周 完成監(jiān)控系統(tǒng)各子模塊的連接并進(jìn)行調(diào)試。 第1112周 進(jìn)行系統(tǒng)測試；擬訂畢業(yè)論文的初稿。 第13周 系統(tǒng)驗(yàn)收，畢業(yè)論文定稿，準(zhǔn)備論文答辯。學(xué)生簽名： 年 月 日指導(dǎo)教師意見：指導(dǎo)教師簽名： 日期：2011 屆 本 科生畢業(yè)論文 存檔編號(hào) 襄 樊 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）論文（設(shè)計(jì)）題目 基于組態(tài)軟件的通訊電源遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)design topic the hardware design of communication powers remote monitoring sy

16、stem based on configuration software 系 別 物理與電子工程學(xué)院 專 業(yè) 自動(dòng)化 班 級(jí) 0711班 學(xué) 生 胡 力 指導(dǎo)教師 2011年5月25日基于組態(tài)軟件的通訊電源遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)摘要：本文主要介紹基于力控組態(tài)軟件和plc對(duì)通訊電源遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，該系統(tǒng)由遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)、plc和各種傳感器轉(zhuǎn)換電路等組成。其中plc巡警開關(guān)量，并采集各種模擬量，所有信號(hào)通過串口線上傳到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中。通過力控組態(tài)v6.1在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作電源系統(tǒng)和故障報(bào)警。本文完成了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、監(jiān)控界面的繪制和組態(tài)、plc的邏輯編程等工

17、作。合理規(guī)劃電源監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源有效的實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障報(bào)警、數(shù)據(jù)備份和遠(yuǎn)程檢測等功能，有效的保障了電源的可靠運(yùn)行。關(guān)鍵詞：組態(tài)；plc；通訊電源；監(jiān)控the hardware design of communication powers remote monitoring system based on configuration softwareabstract: in this paper, based on force control configuration software and remote monitoring power plc for communicati

18、on system design process, the system consists of remote monitoring computer, plc, and a variety of sensors conversion circuit. one plc patrol switch, and collect a variety of analog, all the signals transmitted via the serial line in real-time database. v6.1 by power control on the remote computer c

19、onfigured to achieve man-machine interface, enabling remote operation of power system and fault alarms. this completed the design of remote monitoring system, monitoring interface, rendering and configuration, plc logic programming and so on. rational planning of power monitoring system hardware and

20、 software structure, to achieve effective real-time monitoring of power supply, fault alarm, data backup and remote testing and other functions, effective protection of the power of reliable operation.keywords: configuration; plc; communications power; monitor-control目 錄1緒論11.1課題背景11.2國內(nèi)外研究情況11.3論文構(gòu)

21、成及研究內(nèi)容22通訊電源監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)32.1通訊電源簡介32.2通訊電源整體功能描述42.3監(jiān)控系統(tǒng)原理框圖52.4監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程圖63硬件設(shè)計(jì)73.1硬件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)73.2 plc簡介及其選型93.3 fx0n-3a簡介103.4 plc硬件配置及電氣接口電路113.5蓄電池管理方案133.5.1恒壓限流或恒流限壓電路原理圖143.5.2恒壓限流電路工作原理143.5.3恒流限壓電路工作原理154軟件設(shè)計(jì)165 組態(tài)軟件人機(jī)界面的設(shè)計(jì)165.1力控forcecontrol6.1 監(jiān)控軟件概述165.2 io設(shè)備組態(tài)185.3圖形組態(tài)的設(shè)計(jì)195.4動(dòng)畫連接215.5趨勢曲線設(shè)計(jì)2

22、15.6 報(bào)表設(shè)計(jì)235.7報(bào)警256總結(jié)26參考文獻(xiàn)27附錄a plc 梯形圖28附錄b plc程序指令表30致 謝321緒論1.1課題背景 飛速發(fā)展的現(xiàn)代化工業(yè)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化和各種信息的集成要求越來越高，基于微機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)因其高可靠性和分散控制、集中監(jiān)視等特點(diǎn)已逐漸取代傳統(tǒng)的模擬式控制儀表，在各領(lǐng)域內(nèi)大顯身手。采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，能顯著降低單位產(chǎn)量的能耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，同時(shí)還能幫助有關(guān)人員有效的預(yù)防突發(fā)事故的發(fā)生，因而在工業(yè)自動(dòng)化中有不可忽視的地位?；诂F(xiàn)代化工控的要求，組態(tài)軟件從而被研發(fā)出來。組態(tài)軟件是一種具有專業(yè)性的軟件。一種組態(tài)軟件只能適合某種領(lǐng)域的應(yīng)用。如dcs(集散控制系

23、統(tǒng))組態(tài)，plc（可編程控制器）梯形圖組態(tài)。工業(yè)制中組態(tài)軟件是用在實(shí)時(shí)監(jiān)控。從表面上看，組態(tài)工具的運(yùn)行程序就是執(zhí)行自己特定的任務(wù)。工控組態(tài)軟件也提供了編程手段，一般都是內(nèi)置編譯系統(tǒng)，提供類basic語言，有的支持vb，現(xiàn)在有的組態(tài)軟件甚至支持c#高級(jí)語言。組態(tài)軟件大都支持各種主流工控設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。對(duì)應(yīng)于原有的hmi（人機(jī)接口軟件，human machine interface）的概念，組態(tài)軟件還是一個(gè)使用戶能快速建立自己的hmi的軟件工具或開發(fā)環(huán)境。在組態(tài)軟件出現(xiàn)之前，工控領(lǐng)域的用戶通過手工或委托第三方編寫hmi應(yīng)用，開發(fā)時(shí)間長，效率低，可靠性差；

24、或者購買專用的工控系統(tǒng)，通常是封閉的系統(tǒng)，選擇余地小，往往不能滿足需求，很難與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，升級(jí)和增加功能都受到嚴(yán)重的限制。組態(tài)軟件的出現(xiàn)使用戶可以利用組態(tài)軟件的功能，構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。隨著它的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)控制、scada、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對(duì)i/o設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容監(jiān)控組態(tài)軟件將會(huì)不斷被賦予新的內(nèi)容。 組態(tài)軟件在工業(yè)控制中逐漸展現(xiàn)了它的強(qiáng)大功能，但是并沒有完全在自動(dòng)化的各個(gè)行業(yè)中起到重要的作用，組態(tài)軟件仍然需要改進(jìn)，在不遠(yuǎn)的將來組態(tài)軟件將顯示其豐富的功能，并在自動(dòng)化控制中起到非常重要的作用。1.2國內(nèi)外研究情況 監(jiān)控組態(tài)軟件的開發(fā)是本課題

25、的核心內(nèi)容，監(jiān)控組態(tài)軟件是在信息化社會(huì)的大背景下，隨著工業(yè)it技術(shù)的不斷發(fā)展而誕生、發(fā)展起來的監(jiān)控系統(tǒng)。在整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化軟件大家庭中，監(jiān)控組態(tài)軟件屬于基礎(chǔ)型工具平臺(tái)。監(jiān)控組態(tài)軟件給工業(yè)自動(dòng)化、信息化、及社會(huì)信息化帶來的影響是深遠(yuǎn)的，它帶動(dòng)著整個(gè)社會(huì)生產(chǎn)、生活方式的變化，這種變化仍在繼續(xù)發(fā)展。因此組態(tài)軟件作為新生事物尚處于高速發(fā)展時(shí)期，目前還沒有專門的研究機(jī)構(gòu)就它的理論與實(shí)踐進(jìn)行研究、總結(jié)和探討，更沒有形成獨(dú)立、專門的理論研究機(jī)構(gòu)。近年來，一些與監(jiān)控組態(tài)軟件密切相關(guān)的技術(shù)如opc、opc-xml、現(xiàn)場總線等技術(shù)也取得了飛速的發(fā)展，是監(jiān)控組態(tài)軟件發(fā)展的有力支撐。同時(shí)監(jiān)控組態(tài)軟件在dcs集散控制系統(tǒng)

26、操作站軟件中所占比重日益提高。同樣在大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)，越來越多的人開始從事監(jiān)控組態(tài)軟件的相關(guān)技術(shù)研究也讓組態(tài)軟件進(jìn)入了大發(fā)展時(shí)期。組態(tài)軟件日益滲透到每個(gè)角落，占據(jù)越來越多的份額。組態(tài)軟件越來越多地體現(xiàn)著自動(dòng)化系統(tǒng)的價(jià)值，但是組態(tài)軟件還沒有強(qiáng)大到可以全部的控制，但是在不遠(yuǎn)的將來組態(tài)軟件一定會(huì)大放異彩。國內(nèi)組態(tài)軟件廠家需要建立自己核心技術(shù)，在組態(tài)軟件的研發(fā)到售后都要有自己的特點(diǎn)，建立自己的民族品牌，而不是做國外產(chǎn)品的代售商。1.3論文構(gòu)成及研究內(nèi)容 本論文是設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)通訊電源的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，完成基于力控組態(tài)軟件和plc對(duì)通訊電源遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)過程，該系統(tǒng)由遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)、plc和各種傳感器轉(zhuǎn)

27、換電路等組成。安裝力控組態(tài)軟件的其中plc巡警開關(guān)量，并采集各種模擬量，所有信號(hào)通過串口線上傳到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中。通過力控組態(tài)v6.1在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作電源系統(tǒng)和故障報(bào)警。本文完成了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、監(jiān)控界面的繪制和組態(tài)、plc的邏輯編程等工作。合理處理電源監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)和上位機(jī)與下位機(jī)的通訊，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源有效的實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障報(bào)警、數(shù)據(jù)備份和遠(yuǎn)程檢測等功能，有效的保障了電源的可靠運(yùn)行。2通訊電源監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)2.1通訊電源簡介 本文開發(fā)的電源系統(tǒng)屬于中、小容量的通信電源系統(tǒng)，其組成主要有四部分：交流配電單元、整流器組、直流配電單元和監(jiān)控單元。系統(tǒng)原理框圖如圖

28、1所示，圖中虛線為檢測線的示意。 組合電源系統(tǒng)采用三相交流輸入，也可以采用單相輸入，這個(gè)要求配電不同。該系統(tǒng)直流輸出為48v 系統(tǒng)采用三相交流輸入(單相輸入時(shí)需將單相火線分別接到機(jī)架的三相火線)。經(jīng)過防護(hù)電路后，進(jìn)入整流器。整流器的功能是把輸入的交流電轉(zhuǎn)換成符合要求的直流電，轉(zhuǎn)換以后并聯(lián)輸出到直流配電單元。直流配電單元可以接入三組蓄電池和兩組負(fù)載并為每一組電池或者每一路負(fù)載提供短路保護(hù)。監(jiān)控單元是系統(tǒng)的核心，實(shí)時(shí)檢測交流配電單元、整流器、直流配電單元的運(yùn)行狀態(tài)，完成數(shù)據(jù)采樣、報(bào)警、顯示、通訊等功能。 目前國內(nèi)通信系統(tǒng)中的電源監(jiān)控系統(tǒng)多數(shù)是國外引進(jìn)的，系統(tǒng)價(jià)格較高。本系統(tǒng)現(xiàn)場運(yùn)行正常，具有以下一

29、些特點(diǎn)：(1)考慮到了較大區(qū)域的電源監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了較大范圍的網(wǎng)絡(luò)拓展和控制管理。(2)考慮到中國電力的現(xiàn)狀，輸入電壓的允許變化范圍為80vac-300 vac。(3)實(shí)現(xiàn)了在無人值守的情況下，對(duì)電源的實(shí)時(shí)監(jiān)測，給用戶提供了友好的操作界面。(4) 采用主從控制方式，提供了對(duì)監(jiān)控管理對(duì)象的擴(kuò)充。(5) 達(dá)到了所監(jiān)控的電源設(shè)備的性能要求，電源輸出電壓的輸出精度可控制在02范圍內(nèi)：實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸出電壓的溫度補(bǔ)償；實(shí)現(xiàn)了對(duì)蓄電池的周期均充、浮充、手動(dòng)均充等充電模式的控制：提供了通過modem撥號(hào)接入的遠(yuǎn)程監(jiān)控方式：實(shí)現(xiàn)了電池限流和低壓脫離控制功能：提供了顯示面板和小鍵盤，使用戶可現(xiàn)場進(jìn)行觀測控制。(6) 通過

30、對(duì)各單元實(shí)體中數(shù)據(jù)庫的維護(hù)管理，及時(shí)記錄各狀態(tài)告警信息，有效保存配置參數(shù)。依靠串口和網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)參數(shù)配置和下載。本系統(tǒng)具有一定的通用性，可方便移植于其它系統(tǒng)設(shè)備中電源的監(jiān)控，如嵌入式電源，壁掛式電源等等。圖1 通訊電源系統(tǒng)原理框圖2.2通訊電源整體功能描述電源系統(tǒng)與外界的描述如圖2所示。圖2 通訊電源系統(tǒng)上下文圖第一部分交流配電及整流部分，輸入為三相交流輸入，用四個(gè)整流模塊進(jìn)行輸入電源整流，使輸入交流轉(zhuǎn)化成直流，需要針對(duì)整流模塊進(jìn)行監(jiān)控。監(jiān)控對(duì)象：整流模塊監(jiān)控內(nèi)容為：輸入電壓、電流的穩(wěn)定性，輸出電流的穩(wěn)定性，針對(duì)4個(gè)整流模塊的遠(yuǎn)程啟動(dòng)與停止，并使之輸出直流48v。第二個(gè)部分是直流配電部分，由

31、整流模塊整流完畢后，給對(duì)象輸送穩(wěn)定直流電源。監(jiān)控對(duì)象：直流輸出電源監(jiān)控內(nèi)容：監(jiān)視直流電源的穩(wěn)定性。并監(jiān)控給出的分線對(duì)電池進(jìn)行充電，保證充電電源的穩(wěn)定性。第三個(gè)部分備用電源的充、放電及電源斷電時(shí)能及時(shí)給對(duì)象供電。監(jiān)控對(duì)象：電池組監(jiān)控內(nèi)容：電池充電狀態(tài)（均沖、浮充）1、恒流升壓2、恒壓限流。電池的遠(yuǎn)程啟動(dòng)及監(jiān)控電池充、放電時(shí)的穩(wěn)定性，電池參數(shù)：2v 100ah 蓄電池 24節(jié)（2組共48節(jié)，1組使用，1組備用）2.3監(jiān)控系統(tǒng)原理框圖本課題中，整個(gè)通訊電源監(jiān)控系統(tǒng)分為兩級(jí)控制：上位機(jī)系統(tǒng)和下位機(jī)系統(tǒng)。上位機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的監(jiān)視和控制，歷史數(shù)據(jù)的記錄，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互等功能，下位機(jī)系統(tǒng)通過傳感器完成現(xiàn)場

32、實(shí)地檢測和控制，完成數(shù)據(jù)處理?？梢元?dú)立于上位機(jī)來控制和調(diào)整系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)?，F(xiàn)場的各互感器采集到的數(shù)據(jù)傳入plc擴(kuò)展模塊，利用plc豐富的指令進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，完成各項(xiàng)控制功能。監(jiān)控系統(tǒng)原理框圖如圖3所示。通訊電源上位機(jī)plc繼電器傳感器互感器圖3 監(jiān)控系統(tǒng)原理框圖2.4監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程圖 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程圖如圖4所示，監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體步驟為：1） 根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程來分析控制要求。2） 根據(jù)控制要求確定所需要的用戶輸入/輸出設(shè)備。確定plc的型號(hào)及i/o點(diǎn)數(shù)和組態(tài)軟件需要監(jiān)控地址。3） 分別進(jìn)行的組裝調(diào)試，軟件的模擬調(diào)試。4） 硬件的組裝調(diào)試，軟件的模擬調(diào)試。5） 聯(lián)機(jī)調(diào)試，對(duì)不符合控制要求

33、的部分進(jìn)行修改，直到符合控制要求為止。6） 編寫技術(shù)文件?，F(xiàn)場安裝調(diào)試，完成后交付使用。確定控制對(duì)象及控制任務(wù)plc及組態(tài)軟件選擇i/o及監(jiān)控地址分配軟件設(shè)計(jì)及模擬調(diào)試電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)監(jiān)控界面設(shè)計(jì)硬件組裝聯(lián)機(jī)調(diào)試通電試驗(yàn)修改軟件或硬件n是否符合？nny正確否？y編制結(jié)束文件現(xiàn)場安裝調(diào)試交付使用圖4 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖3硬件設(shè)計(jì)3.1硬件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本課題中，整個(gè)通訊電源監(jiān)控系統(tǒng)分為兩級(jí)控制：上位機(jī)系統(tǒng)和下位機(jī)系統(tǒng)。1. 上位機(jī)系統(tǒng)上位機(jī)系統(tǒng)選用的是力控組態(tài)軟件監(jiān)控，主要完成如下功能：1) 對(duì)現(xiàn)場情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。實(shí)現(xiàn)時(shí)間、日期顯示，測量值顯示，報(bào)警顯示，設(shè)定值顯示以及各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開閉狀態(tài)顯示。2)

34、 控制參數(shù)的設(shè)置。接受操作人員輸入的設(shè)定參數(shù)。3) 強(qiáng)制操作。當(dāng)按下強(qiáng)制操作按鈕時(shí)，允許操作員在上位機(jī)參數(shù)設(shè)置除分別對(duì)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的按鈕進(jìn)行操作，確定后傳給下位機(jī)。2. 下位機(jī)系統(tǒng)下位機(jī)選用的是三菱fa2n系列的plc和fx0n-3a的擴(kuò)展功能模塊。它主要用于現(xiàn)場實(shí)地檢測和控制，完成數(shù)據(jù)處理。可以獨(dú)立于上位機(jī)來控制和調(diào)整系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)?，F(xiàn)場的各互感器采集到的數(shù)據(jù)傳入p擴(kuò)展模塊，利用plc豐富的指令進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，完成各項(xiàng)控制功能。3. 上位機(jī)與下位機(jī)的通信 在控制系統(tǒng)中，穩(wěn)定可靠、方便快捷的數(shù)據(jù)通信是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能和控制的基礎(chǔ)和保障，因此，根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境和特點(diǎn)，選擇合適的通信接口和通信協(xié)議就

35、是十分重要了。本課題選擇的是工控機(jī)和三菱fx2n系列的plc的串口通信線rs232。4. 傳感器信號(hào)檢測電路通過高性能電信號(hào)傳感器對(duì)通訊電源中各模塊的電信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，并將測量結(jié)果通過接口送至上位機(jī)中，上位機(jī)根據(jù)控制要求對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行綜合控制。而檢測的模擬信號(hào)結(jié)果是通過fx0n3a的擴(kuò)展模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送入plc進(jìn)行處理。監(jiān)控系統(tǒng)信號(hào)的處理過程：先得到被通訊電源的各模塊的各種數(shù)據(jù)包括交流屏輸入電壓、整流屏輸出電流、直流屏輸出電流、輸出電壓、蓄電池電壓等，然后處理所有得到的數(shù)據(jù)，最后根據(jù)系統(tǒng)的要求作出控制包括斷電迅速切換蓄電池供電，蓄電池充電控制，電池電壓保護(hù)，發(fā)送數(shù)據(jù)給遠(yuǎn)程計(jì)算

36、機(jī)，液晶顯示，若有告警發(fā)生時(shí)給出告警提示，如給出告警聲光信號(hào)。硬件系統(tǒng)總體框圖如圖5所示。圖5 硬件原理圖3.2 plc簡介及其選型 plc是以微處理器為核心，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置，它具有可靠性高、體積小等優(yōu)點(diǎn)，其實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同?；緲?gòu)成： a. 電源：電源要求交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施b. 中央處理單元(cpu)：中央處理單元(cpu)是plc的控制中樞。按照plc系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、i/o以及警

37、戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯(cuò)誤c.存儲(chǔ)器:存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器,存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器d.輸入輸出接口電路：1、現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是plc與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。2、現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成，作用plc通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。 e.功能模塊： 如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊 f.通信模塊： 如以太網(wǎng)、rs485、profibus-dp通訊模塊等 綜合考慮輸入輸出的點(diǎn)數(shù)，經(jīng)濟(jì)適用等各方面因素，本通訊電源控制系統(tǒng)選擇三菱公司的fx2n系列的plc。

38、fx2n 屬于小型整體式的plc, 本機(jī)自帶rs232通信接口、內(nèi)置電源和i/o 接口。3.3 fx0n-3a簡介 主單元擴(kuò)展本系統(tǒng)選用的是三組fxon-3a模擬量特殊功能模塊（2組a/d,1組d/a），可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字和模擬量的相互轉(zhuǎn)換，功能齊全，方便使用。模擬特殊功能有兩個(gè)通道和一個(gè)輸出通道輸入通道接收模擬信號(hào)并將模擬信號(hào)裝換成數(shù)字值輸出通道采用數(shù)字值并輸出等量模擬信號(hào)最發(fā)分辨率為8位消耗5v dc 30ma 連接到fx2n或fx2nc擴(kuò)展單元的所有特殊功能模塊絕不能超過系統(tǒng)的5v電壓其性能規(guī)格如圖6所示，其通用規(guī)格如圖7所示。 圖6 性能規(guī)格圖7 通用規(guī)格3.4 plc硬件配置及電氣接口電路

39、 此控制系統(tǒng)主要以plc為主控制器，附加簡單的外圍器件組成。根據(jù)控制要求：需要實(shí)時(shí)監(jiān)控通訊電源各模塊的工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)控交流屏輸入電壓（u1）電流（u2）的值，整流屏輸出電流（i2）的值，直流屏輸出電壓（u3）電流（i3）的值，蓄電池電壓（u4）的值，蓄電池充放電電流（i4）的值，蓄電池電流量（q）的值；還需要控制蓄電池的充放電轉(zhuǎn)換，恒流限壓和恒壓限流充電方式的順利進(jìn)行，以及失電，斷電，模塊故障時(shí)蓄電池幾時(shí)供電。本控制系統(tǒng)中，互感器將檢測到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電壓電流信號(hào)，上傳給上位機(jī)，系統(tǒng)需要配置模擬量輸入輸出模塊把電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)再送入plc中進(jìn)行處理。在這里，我們選用了三菱fxon

40、-3a模擬量輸入模塊；傳感器將檢測到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成開關(guān)量信號(hào)輸入到plc，以中間繼電器線圈作為輸出，用中間繼電器的觸點(diǎn)控制各控制電路的通斷。通過對(duì)系統(tǒng)控制要求分析可知，系統(tǒng)共有開關(guān)量 輸入點(diǎn)3點(diǎn)，繼電器輸出點(diǎn)5點(diǎn)，所以選用三菱fx2n-32mr可以滿足要求，還有模擬量輸入8點(diǎn)，所以選用4個(gè)擴(kuò)展模塊fxon-3a可以滿足要求?？刂葡到y(tǒng)的輸入、輸出信號(hào)的地址分配如表一所示。電氣接線圖如圖八所示。本系統(tǒng)的輸入信號(hào)有電信號(hào)傳感器，模擬量輸入，輸出控制對(duì)象5個(gè)中間繼電器。表3.1 i/o分配表器件代號(hào)地址編號(hào)功能說明輸入信號(hào)sq1x1交流屏電信號(hào)傳感器sq2x2整流屏電信號(hào)傳感器sq3x3直流屏電信號(hào)傳

41、感器輸出信號(hào)ka0y0正常工作檢測線圈ka1y1放電線路線圈ka2y2充電線路選擇線圈1ka3y3充電線路選擇線圈2ka4y4充電完成控制線圈plc電氣接線圖如圖8所示。圖8 電氣接線圖3.5蓄電池管理方案 電池管理是電源監(jiān)控中至關(guān)重要的核心模塊，也是各個(gè)廠家電源競爭的關(guān)鍵，關(guān)系到電池的壽命和設(shè)備的安全運(yùn)行。(1)蓄電池充電是按照限壓恒流和限流恒壓兩步走的方式充電。首先按照限壓恒流方式充電，到達(dá)限定電壓后切換到限流恒壓方式充電，到達(dá)一定電壓后斷開直流屏。停電后來電充方式是指停電后蓄電池放電，放電達(dá)到一定程度(由用戶設(shè)定)又來電，自動(dòng)對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電管理控制。(2)蓄電池保護(hù)功能當(dāng)市電斷電時(shí)，

42、負(fù)載由蓄電池供電，當(dāng)蓄電池電壓下降到一定程度時(shí)(可由用戶自行設(shè)定)發(fā)出報(bào)警；當(dāng)蓄電池進(jìn)一步放電，蓄電池電壓低于用戶設(shè)定值時(shí)，可按用戶設(shè)定先切斷一組次要負(fù)載，蓄電池進(jìn)一步放電達(dá)到最終的保護(hù)電壓時(shí)，再切斷另一組負(fù)載，保護(hù)蓄電池不致過放損壞這樣可維持主要負(fù)載有較長的備用時(shí)間，另一方面可以保護(hù)蓄電池不至于過放損壞。3.5.1恒壓限流或恒流限壓電路原理圖如圖9所示。圖9 充電電路原理圖 圖9中uv和ui分別為電壓反饋和電流反饋。由運(yùn)算放大器的虛短特性可知 ,在任一時(shí)刻 ,若 uvui ,則其中一運(yùn)放工作于放大狀態(tài) ,另一運(yùn)放工作于負(fù)飽和狀態(tài)(零輸出) ,一個(gè)二極管導(dǎo)通一個(gè)截止 ,電路工作于恒壓或者限流狀

43、態(tài)之一。所以,兩運(yùn)放可共用一組反饋網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于運(yùn)放a1 或a2 來說 ,電路接成準(zhǔn) pi調(diào)節(jié)器 ,其傳遞函數(shù)均為:g( s ) = 1 + k/ ( ts + 1) 式中 k = r2/ r , t = r2 c1實(shí)際電路中 r2 很大 ,故傳函可以簡化為一比例積分環(huán)節(jié):g( s ) = 1 + 1/ rc1 s 由此可見 ,系統(tǒng)穩(wěn)壓、穩(wěn)流精度很高。3.5.2恒壓限流電路工作原理 系統(tǒng)恒壓限流工作時(shí)的限流設(shè)定電壓值和恒流限壓工作時(shí)的電壓值是不一樣的，此時(shí)設(shè)定恒壓限流工作的電壓值uref 為一定值（按需要）。系統(tǒng)恒壓限流調(diào)節(jié)過程如下:當(dāng)系統(tǒng)經(jīng)上電軟起動(dòng)進(jìn)入閉環(huán)調(diào)節(jié)狀態(tài),若 ui uref ,運(yùn)放

44、a1起調(diào)節(jié)作用,a2與系統(tǒng)脫離 ,系統(tǒng)運(yùn)行于恒壓狀態(tài)(圖10中的 ab 段) 。當(dāng)負(fù)載電流增至限流設(shè)定值時(shí) ,即 ui = uref = uv,運(yùn)放a1和a2共同起作用(可等效為一個(gè)運(yùn)放) ,此時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行于圖10外特性曲線的b點(diǎn)。若負(fù)載電阻繼續(xù)減小 ,運(yùn)放a2起作用 ,a1與系統(tǒng)脫離 ,系統(tǒng)進(jìn)入限流狀態(tài)(即恒流狀態(tài) ,圖10的bc段) ,此后 ,若負(fù)載電阻增大 ,輸出電壓升高到恒壓設(shè)定值 ,電路回到恒壓調(diào)節(jié)狀態(tài) ,故圖9電路可實(shí)現(xiàn)恒壓反饋值為 uv ,限流反饋值為 ui ,且 uv= ui = uref的恒壓限流調(diào)節(jié)。其中恒壓限流工作外特性如圖10所示。圖10 恒壓限流工作外特性曲線3.5.3

45、恒流限壓電路工作原理 此時(shí)按蓄電池額定電壓設(shè)定電壓值uref 。系統(tǒng)恒壓限流調(diào)節(jié)過程如下:當(dāng)系統(tǒng)經(jīng)上電軟起動(dòng)進(jìn)入閉環(huán)調(diào)節(jié)狀態(tài),若 uv uref ,運(yùn)放 a2起調(diào)節(jié)作用,a1與系統(tǒng)脫離 ,系統(tǒng)運(yùn)行于恒流狀態(tài)(圖11中的 ab 段) 。當(dāng)負(fù)載電壓增至限壓設(shè)定值時(shí) ,即 ui = uref = uv,運(yùn)放a1和a2共同起作用(可等效為一個(gè)運(yùn)放) ,此時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行于圖11外特性曲線的b點(diǎn)。若負(fù)載電阻繼續(xù)減小 ,運(yùn)放a1起作用 ,a2與系統(tǒng)脫離 ,系統(tǒng)進(jìn)入限壓狀態(tài)(即恒壓狀態(tài) ,圖11的bc段) ,此后 ,若負(fù)載電阻增大 ,輸出電流升高到恒流設(shè)定值 ,電路回到恒流調(diào)節(jié)狀態(tài) ,故圖9九電路可實(shí)現(xiàn)限壓反饋值

46、為 uv ,恒流反饋值為 ui ,且 uv= ui = uref的恒流限壓調(diào)節(jié)。其中恒流限壓工作時(shí)外特性曲線如圖11所示。圖11 恒流限壓工作外特性曲線4軟件設(shè)計(jì)梯形圖程序（見附錄a）指令表程序（見附錄b）5 組態(tài)軟件人機(jī)界面的設(shè)計(jì)5.1力控forcecontrol6.1監(jiān)控軟件概述 力控forcecontrol6.1工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件是北京三維力控科技有限公司根據(jù)當(dāng)前的自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢，總結(jié)多年的開發(fā)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和大量的用戶需求而設(shè)計(jì)開發(fā)的高端自動(dòng)化軟件產(chǎn)品，是力控科技全體研發(fā)工程師集體智慧的結(jié)晶，該產(chǎn)品主要定位于國內(nèi)高端 hmi/scada自動(dòng)化市場及應(yīng)用，是企業(yè)信息化的有力數(shù)據(jù)處理平臺(tái)。

47、力控forcecontrol6.1 產(chǎn)品在數(shù)據(jù)處理性能、容錯(cuò)能力、界面容器、報(bào)表等方面產(chǎn)生了巨大飛躍，力控 forcecontrol6.1在秉承力控6.0成熟分布式應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)上，功能更強(qiáng)大，主要特點(diǎn)如下： 1） 互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的驕傲 提供在internet/intranet 上通過ie瀏覽器以“瘦”客戶端方式來監(jiān)控工業(yè)現(xiàn)場的解決方案；支持通過 pda掌上終端在internet 實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，支持通過移動(dòng)gprs、cdma、gsm網(wǎng)絡(luò)與控制設(shè)備或其它遠(yuǎn)程力控節(jié)點(diǎn)通訊； 面向國際化的設(shè)計(jì)，同步推出英文版和繁體版，保證對(duì)多國語言版的快速支持與服務(wù)； 力控軟件內(nèi)嵌分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫具備

48、良好的開放性和互連功能，可以與 mes、sis、pims等信息化系統(tǒng)進(jìn)行基于 xml 、opc、odbc、ole db等接口方式進(jìn)行互連，保證生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地傳送到以上系統(tǒng)內(nèi)。 2）強(qiáng)大的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò) 支持通過移動(dòng)gprs、cdma 網(wǎng)絡(luò)與控制設(shè)備或其它遠(yuǎn)程力控節(jié)點(diǎn)通訊,力控移動(dòng)數(shù)據(jù)服務(wù)器與設(shè)備的通訊為并發(fā)處理、完全透明的解決方案，消除了一般軟件采用虛擬串口方式造成數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定的隱患，有效的流量控制機(jī)制保證了遠(yuǎn)程應(yīng)用中節(jié)省通訊費(fèi)用。 3）完整的網(wǎng)絡(luò)冗余及軟件容錯(cuò)解決方案 作為民族產(chǎn)業(yè)的大型scada、dcs軟件，力控軟件支持控制設(shè)備冗余、控制網(wǎng)絡(luò)冗余、監(jiān)控服務(wù)器（雙機(jī)）冗余、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)冗余、監(jiān)控客戶

49、端冗余等多種系統(tǒng)冗余方式。 力控軟件支持控制設(shè)備冗余如siemens公司的s7400h,ge 的ge9070系列 plc 的冗余模式，支持普通的232、485、以太網(wǎng)等控制網(wǎng)絡(luò)的冗余，支持控制硬件的軟冗余切換和硬冗余切換。 4） 穩(wěn)定的通訊處理 基于力控 forcecontrol6.1 的流量遠(yuǎn)程熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)方案支持通過rs232、rs422、rs485、電臺(tái)、電話輪循撥號(hào)、以太網(wǎng)、移動(dòng)gprs、cdma、gsm網(wǎng)絡(luò)等方式和設(shè)備進(jìn)行通訊。支持主流的dcs、plc、ddc、現(xiàn)場總線、智能儀表等 1000多種廠家設(shè)備的通訊。支持離線診斷，在開發(fā)環(huán)境下可以診斷是否正常通訊。支持不同協(xié)議的設(shè)備在一條通

50、訊鏈路進(jìn)行通訊。支持在大型scada系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程通道冗余通訊。 5）圖形系統(tǒng)主要特點(diǎn) 方便、靈活的開發(fā)環(huán)境，提供各種工程、畫面模板、可嵌入各種格式（bmp、gif、jpg、jpeg、cad等）的圖片，方便畫面制作，大大降低了組態(tài)開發(fā)的工作量； 強(qiáng)大的分布式報(bào)警、事件處理，支持報(bào)警、事件網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)斷線存儲(chǔ)，恢復(fù)功能； 支持操作圖元對(duì)象的多個(gè)圖層，通過腳本可靈活控制各圖層的顯示與隱藏； 強(qiáng)大的activex控件對(duì)象容器，定義了全新的容器接口集，增加了通過腳本對(duì)容器對(duì)象的直接操作功能，通過腳本可調(diào)用對(duì)象的方法、屬性；全新的、靈活的報(bào)表設(shè)計(jì)工具：提供豐富的報(bào)表操作函數(shù)集、支持復(fù)雜腳本控制，包括：腳本調(diào)用和事件腳本，可以提供報(bào)表設(shè)計(jì)器，可以設(shè)計(jì)多套報(bào)表模板，報(bào)表文件格式兼容 excel 工作表文件，支持圖表顯示自動(dòng)刷新，可輸出多種文件格式： excel、txt、pdf、html、csv等。 6）分布式的結(jié)構(gòu) 力控監(jiān)控組態(tài)軟件在軟件功能模塊的分布式體系結(jié)構(gòu)體現(xiàn)在各個(gè)組件程序間的關(guān)系上，圖形界面系統(tǒng)view和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫db之間是分布式的，力控科技在圖形 view級(jí)率先提出了數(shù)據(jù)源的概念，