智能液位控制系统论文（精选10篇）
智能液位控制系统论文 篇1
摘要
本文根据液位系统过程机理，建立了单容水箱的数学模型。在设计中用到的PID算法提到得较多，PLC方面的知识较少。并根据算法的比较选择了增量式PID算法。建立了PID液位控制模拟界面和算法程序，进行了系统仿真，并通过整定PID参数，同时得出了整定后的仿真曲线和实际曲线。主要内容包括：PLC的产生和定义、过程控制的发展、水箱的特性确定与实验曲线分析，FX2系列可编程控制器的硬件掌握，PID参数的整定及各个参数的控制性能的比较，应用PID控制算法所得到的实验曲线分析，整个系统各个部分的介绍和讲解PLC的过程控制指令PID指令来控制水箱水位。PLC在工业自动化中应用的十分广泛。PID控制经过很长时间的发展，已经成为工业中重要的控制手段。本设计就是基于PLC的PID算法对液位进行控制。PLC经传感电路进行液位高度的采集，然后经过自动调节方式来确定完PID参数后，通过控制直流泵的工作时间来实现液位的控制。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。本次设计主要内容是利用提供的被控对象单容水槽和相关仪器仪表，设计液位控制系统，利用组态王软件编写控制算法实现控制系统的上位机监控。
关键词：组态王，液位控制，PID算法，过程控制
一、设计任务...............................................................................3
二、实验目的...............................................................................3
三、实验方案...............................................................................3
四、实验过程...............................................................................4 实验总结......................................................................................17 参考文献......................................................................................18 附录..............................................................................................19
一、设计任务：
（1）液位监控：完成一个液位监控系统，要有流程图画面，报警画面，历史曲线、实时曲线、报表等个画面键可以灵活切换。
（2）通过组态软件，结合实验已有设备，按照定值系统的控制要求，根据较快较稳的性能要求，采用但闭环控制结构和PID控制规律，设计一个具有美观组态画面和较完善组态控制程序的液位单回路过程控制系统。
设计要求
(1)根据液位单回路过程控制系统的具体对象和控制要求，独立设计控制方案，正确选用过程仪表。
(2)运用组态软件，正确设计液位但回路过程控制系统的组态图、组态画面和组态控制程序。
二、实验目的：
（1）能根据具体对象及控制要求，独立设计控制方案，正确选用过程仪表。（2）能够根据过程控制系统A/D、D/A和开关I/O的需要，正确选用模块。（3）能根据与计算机串行通讯的需要，正确选用RS485/RS232转换与通讯模块。（4）能运用组态软件，正确设计过程控制系统的组态图、组态画面和组态控制程序。（5）控制要求超调量小于等于4%，峰值时间不超过30s。调节时间越短越好。
三、实验方案：
整个过程控制系统由控制器、调节器、测量变送、被控对象组成。在本次控制系统中控制器为计算机，采用算法为PID控制规律,调节器为电磁阀，测量变送为HB、FT两个组成，被控对象为流量PV。结构组成如下图2.2所示。
当系统启动后，水泵开始抽水，通过管道将水送到上水箱，由HB返回信号，是否还需要抽水到水箱。若还需要（即水位过低），则通过电磁阀控制 流量的大小，加大流量，从而使下水箱水位达到合适位置；若不需要（即水位过高或刚好合适），则通过电磁阀使流量保持或减小。其整个流程图如图2.1所示。
图2.1 液位单回路控制系统图
过程控制系统由四大部分组成，分别为控制器、调节器、被控对象、测量变送。本次设计为流量回路控制，即为闭环控制系统，如下图2.2.SP_PV1计算机控制器电动调节阀PV管道流量检测传感器
图2.2 液位单回路控制系统框图
四、实验过程：
• 在组态王中，我们所建立的每一个组态称为一个工程。每个工程反映到操作系统中 是一个包括多个文件的文件夹。工程的建立则通过工程管理器。
• 点击“开始”---〉“程序”---〉“组态王6.5*”---〉“组态王6.5*”（或直接双击桌面上组态王的快捷方式），启动后的工程管理窗口
• 搜索：单击此快捷键，在弹出的“浏览文件夹”对话框中选择某一驱动器或某一文件夹，系统将搜索指定目录下的组态王工程，并将搜索完毕的工程显示在工程列表区中。• 删除 ：在工程列表区中选择任一工程后，单击此快捷键删除选中的工程。• 属性： 在工程列表区中选择任一工程后，单击此快捷键弹出工程属性对话框，可在工程属性窗口中查看并修改工程属性。备份工程备份是在需要保留工程文件的时候，把组态王工程压缩成组态王自己的“.cmp”文件。• 第一步：创建新工程
• 第二步：定义硬件设备并添加工程变量。添加工程中需要的硬件设备和工程中使用的变量.包括内存变量和I/O 变量 • 第三步：制作图形画面并定义动画连接
• 按照实际工程的要求绘制监控画面并使静态画面随着过程控制对象产生动态效果。• 第四步：编写命令语言。通过脚本程序的编写以完成较复杂的操作上位控制。• 第五步：进行运行系统的配置。对运行系统、报警、历史数据记录、网络、用户等进行设置，是系统完成用于现场前的必备工作。
• 第六步：保存工程并运行完成以上步骤后，一个可以拿到现场运行的工程就制作完成了。
1水泵的动画连接及其程序编写
2水管的动画连
3启动按键的定义
4停止按键的定义
5历史曲线的按键定义
6实时曲线的定义
7报警按键定义 命令语言
• 组态王除了在定义动画连接时支持连接表达式，还允许用户编写命令语言来扩展应用程序的功能，极大地增强了应用程序的可用性。
• 命令语言的句法和Ｃ语言非常类似，可以说是Ｃ的一个简化子集，具有完备的词法语法查错功能和丰富的运算符、数学函数、字符串函数、控件函数、SQL 函数和系统函数。命令语言分类
• 应用程序命令语言：可以在程序启动时、关闭时或在程序运行期间周期执行。如果希望周期执行，还需要指定时间间隔。
• 热键命令语言：被链接到设计者指定的热键上，软件运行期间，操作者随时按下热键都可以启动这段命令语言程序。
• 事件命令语言：规定在事件发生、存在、消失时分别执行的程序。
• 数据改变命令语言：只链接到变量或变量的域。在变量或变量的域值变化到超出数据字典中所定 义的变化灵敏度时，它们就被触发执行一次。
• 还有自定义函数命令语言，画面、按钮命令语言 实现画面切换功能
• 利用系统提供的“菜单”工具和ShowPicture()函数能够实现在主画面中切换到其他任一画面的功能• ShowPicture(“3实时曲线”);趋势曲线 • 趋势曲线用来反应变量随时间的变化情况.趋势曲线有两种：实时趋势曲线和历史趋势曲线。
应用程序
if(本站点开关转换==1){本站点Ti=8;本站点Kp=15;本站点Td=10;if(本站点电机==1 &&本站点开关==0){本站点ek0=本站点Sp-本站点水箱液位;本站点微分液位差=本站点ek0+本站点ek2-2*本站点ek1;本站点Uk=(本站点Ti*(本站点ek0-本站点ek1)+本站点Kp*本站点 ek0+本站点Td*本站点微分液位差)/500;本站点水箱液位=本站点水箱液位+本站点Uk;本站点液位传递值=本站点ek1;本站点ek1=本站点ek0;本站点ek2=本站点液位传递值;本站点储水箱液位=300-本站点水箱液位;} if(本站点电机==1 &&本站点开关==1){本站点ek0=本站点Sp-本站点水箱液位;本站点微分液位差=本站点ek0+本站点ek2-2*本站点ek1;本站点Uk=(本站点Ti*(本站点ek0-本站点ek1)+本站点Kp*本站点ek0+本站点Td*本站点微分液位差)/500+本站点水流;本站点水箱液位=本站点水箱液位+本站点Uk-本站点水流;本站点液位传递值=本站点ek1;本站点ek1=本站点ek0;本站点ek2=本站点液位传递值;本站点水流=本站点水箱液位/100;本站点储水箱液位=300-本站点水箱液位;} if(本站点电机==0 &&本站点开关==1){本站点水流=本站点水箱液位/100;本站点水箱液位=本站点水箱液位-本站点水流;本站点储水箱液位=300-本站点水箱液位;if(本站点水箱液位<1)本站点水流=0;}} if(本站点开关转换==0){if(本站点电机==1 &&本站点开关==0){本站点ek0=本站点Sp-本站点水箱液位;本站点微分液位差=本站点ek0+本站点ek2-2*本站点ek1;本站点Uk=(本站点Ti*(本站点ek0-本站点ek1)+本站点Kp*本站点ek0+本站点Td*本站点微分液位差)/500;本站点水箱液位=本站点水箱液位+本站点Uk;本站点液位传递值=本站点ek1;本站点ek1=本站点ek0;本站点ek2=本站点液位传递值;本站点储水箱液位=300-本站点水箱液位;} if(本站点电机==1 &&本站点开关==1){本站点ek0=本站点Sp-本站点水箱液位;本站点微分液位差=本站点ek0+本站点ek2-2*本站点ek1;本站点Uk=(本站点Ti*(本站点ek0-本站点ek1)+本站点Kp*本站点ek0+本站点Td*本站点微分液位差)/500+本站点水流;本站点水箱液位=本站点水箱液位+本站点Uk-本站点水流;本站点液位传递值=本站点ek1;本站点ek1=本站点ek0;本站点ek2=本站点液位传递值;本站点水流=本站点水箱液位/100;本站点储水箱液位=300-本站点水箱液位;} if(本站点电机==0 &&本站点开关==1){本站点水流=本站点水箱液位/100;本站点水箱液位=本站点水箱液位-本站点水流;本站点储水箱液位=300-本站点水箱液位;if(本站点水箱液位<1)本站点水流=0;}} if(本站点Uk<=1)本站点uk=本站点Uk*100;else 本站点uk=100;if(本站点电机==0)本站点Uk=0;if(本站点水箱液位>本站点Sp)本站点水箱液位=本站点水箱液位-本站点水流;实验总结
通过此次设计，我掌握了流量单回路控制系统的构成。知道它最基本的部分有控制器、调节器、被控对象和测量变松组成。
并且学会了如何去设计一个过程控制系统，掌握了基本的设计步骤。了解到，一般情况下，它都要经过一下几个步骤：认知被控对象、设计控制方案、选择控制规律、选择过程仪表、选择过程模块、设计系统流程图和组态图、设计组态画面、设计数据词典等，直到最后的动画链接成功，并达到控制要求。经过以上步骤，我对整个过程控制系统的设计有了很深的体会，也学会了很多与设计相关的知识。
对组态王软件也有了很大的了解，学会了初步的应用。认识到了组态王的一些应用情况，组态王软件的组成与功能，其应用程序项目如何建立，数据词典如何建立，动画如何进行链接，命令语言程序如何编写，趋势曲线如何建立，还有I/O设备的配置和组态网络的建立等等一系列与组态王软件应用相关的知识。
在这次课程设计中也遇到了不少麻烦，不过经过老师的辅导大部分问题都得到了解决，总的来说，这次设计是一次收获很大的设计，学到了很多教学中学不到的东西，对我的动手能力有了很大的帮助。同时也要感谢老师对我们这次课程设计的指导，让我们获益匪浅！
参考文献：
[1]邵裕森,戴先中.过程控制工程(第2版).北京:机械工业出版社.2003 [2]崔亚嵩.过程控制实验指导书（校内）
[3]廖常初.PLC编程及应用(第2版).北京:机械工业出版社.2007 [4]吴作明.工业组态软件与PLC应用技术.北京:北京航空航天大学出版社.20077.[5]求是教仪.过程控制实验装置实验指导书.杭州：浙江求是科教设备有限公司，2004 [6]邵裕森.过程控制工程.北京：机械工业出版社，2000 [7]俞全寿.过程自动化仪表.北京：化学工业出版社，2000
附录
智能液位控制系统论文 篇2
1 系统硬件设计
硬件设计是软件设计实现的前提, 硬件的合理选用, 既要合理、适合, 也要经济适用。本设计用S7-300 PLC作为控制器, 通过变频器控制电机速度, 同时由变送器和四个液位检测开关收集液位信号反馈给PLC来进行进一步控制, 从而实现使液位保持在设定值附近的自动控制系统。 (如图1)
1.1 PLC的选型
西门子S7-300是模块化的通用型PLC, 适用于中等性能的控制要求。SIMATIC S7-300编程序控制器是模块化结构设计。各种单独的模块之间可广泛组合以用于扩展。其CPU集成了过程控制功能, 用于执行用户程序。不需附加任何硬件、软件、编程, 就可建立一个MPI网络。若有PROFIBUS-DP接口, 就可建立一个DP网络。S7-300可大范围扩展各种功能模块, 很好的满足自动控制任务。
1.2 CPU型号的选择
S7-300有20种不同等级的CPU, 分别使用于不同等级的控制要求。CPU 313C-2 DP带集成数字量输入/输出和PROFIBUS DP主站/从站接口的紧凑型CPU, 带有与过程相关的功能, 可以完成具有特殊功能的任务, 可以连接单独的I/O设备。配置为:16DI/16DO DC24V、Flash EPROM微存储器卡 (MMC) 、一个MPI接口和一个DP总线接口。
1.3 模拟量模块 (SM) 的确定
S7-300的模拟量I/O模块包括模拟量输入模块SM331、模拟量输出模块SM332和模拟量输入输出模块SM334和SM335, 通常选用SM334系列的模块。它既有模拟量输入通道, 又有模拟量输出通道, 用于连接模拟量传感器和执行器。这里选用的是SM334 AI4/AO2 8/8位的模块, 有4输入、2输出, 精度8位。是不可编程, 通过硬件连线来定义测量和输出类型。
模拟量输入模块用于将模拟信号转换为CPU内部处理用的数字信号, 其主要部分是A/D转换器。输入信号一般是模拟量变送器输出的标准直流电压电流信号。各模拟量通道转换顺序执行的, 每个模拟量通道输入信号被依次轮流转换。此模块由多路开关、A/D转换器、光隔离元件、内部电源和逻辑电路组成。模拟量输出模块用于将CPU送给它的数字信号转换为成比例的电流信号或电压信号, 对执行机构进行调节或控制, 其主要转换部分是D/A转换器。
电源模块选用PS307 2A, 效率83%。输入电压为单相交流120/230V, 50/60Hz;输出电压为DC24V, 具有短路和断路保护。正常态时, 绿色LED亮;当输出电路过载时, LED指示灯会闪烁;如果输出端断路, 则输出电压为0, 此时LED变暗。输入电压过高, 可能损坏模块;输入欠压, 模块关闭, 停止工作。
1.4 变频器的选型
变频器选用的是MICROMAS-TER 420系列, MM 420是用于控制三相交流电机速度的变频器系列。微处理器控制, 采用绝缘栅双极型晶体管作为功率输出器件, 具有很高运行可靠性和功能多样性。易安装、调试, 快速响应, 正常状态下无跳闸运行, 更好的动态特性, 过/欠电压保护, 短路保护等优点。必须可靠接地, 断开电源后可进行电源及电机端子的接线。
1.5 变送器的确定
可采用扩散硅液位变送器, 用于收集液位信号, 产生4～20mA模拟信号, 作为模拟量输入信号传递给PLC, 进行进一步控制。液位变送器包括一个表头, 两边都有盖子, 打开盖子, 一边的表内部可以调节零点或满量程, 另一边内部用于接线。
1.6 水位检测开关的选定
选用电子式水位开关BZ2401, 检测方式为有水时闭合。它可以直接与PLC搭配工作, 判断有水时输出24V, 无水时0V, 电流容量2A。高低电平的信号可通过PLC来读取, 并驱动水泵等用电器工作。可任意方向安装, 当横装时, 水位到达蓝线就动作, 且精度较高。产品竖向安装时, 水位到达红线就动作, 有一定的防波浪功能。而且具有耐污、耐颠簸、抗摔性强、耐酸碱, 不怕磁场影响、金属体影响、水压变化影响、光线影响, 没有盲区, 不怕固体漂浮物的影响的优点。
2 系统的软件设计
2.1 系统结构设计 (如图2所示)
2.2 系统的上位机组态软件的设计
在本设计中, 上位机组态实现了自动液位控制, 过程中工作人员可直接通过电脑监测系统运行状态, 及在线改变参数的设置。设计主要包括组态新建工程、画面创建、定义I/O设备、构造数据库、建立动画连接、运行和调试这几个步骤。
3 系统调试
系统调试分软件和硬件的调试。在软件调试之前首先要进行硬件的调试工作, 在PLC处于编程状态下, 检测变频器、传感器等, 以确认这些信号能够正确地输入PLC的输入端口;确认过程控制系统可以正常运转, 实现水泵上水、放水、启动、停止及变频器控制器下的转速调节等功能。硬件调试中问题, 首先, PLC和外围电路的连接, 遇到低压电器连接问题, 通过反复连接操作训练后, 这些问题得到解决。硬件调试问题解决了, 再解决软件调试工作。软件调试较硬件调试要复杂的多。首先根据设计要求编写程序流程图, 然后通过实物实际情况反复编程练习, 一一解决了编程遇到的问题。系统有很多功能, 本着先单一, 后多种, 先简单, 后复杂的顺序来编写和调试程序, 直到完全符合设计要求, 完成最终的调试工作。在建立PLC和组态通信连接时也遇到了不少的困难, 变量的类型的选择、变量域的使用等等各个方面的匹配。通过不断的调试, 最终建立比较完整的组态画面, 实现单容水箱液位控制系统的监控要求。在组态画面的建立中本人也了解了组态软件对现代工业监控的便利性和重要性。
4 结束语
在系统设计过程中, 成功地解决了组态王与PLC的连接通信, 组态动画的设置与连接。在软件中针对PLC的模块化编程、数据的归一化与设计液位控制系统的组态监控画面, 通过上位机控制实现液位的自动控制, 基本达到了对液位控制系统的要求。这个设计使本人的知识领域专业技能得到了进一步扩展, 同时增强了分析和解决工程实际的综合能力。
摘要：文章以西门子公司S7-300作为控制器, 利用结构紧凑, 扩展能力强, 性价比高的特点, 设计一套运行稳定、安全可靠又经济的液位控制系统。控制核心以S7-300系列为主, 以电磁阀、压力变送器、水泵等为辅, 构成了单容水箱液位控制系统的硬件和软件的设计。
智能液位控制系统论文 篇3
关键词：三容液位控制系统；过程控制；智能控制
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）09-0024-02
本文研究的对象是我院过程控制实训室的三容液位过程控制实训系统，该实训系统是一套利用了自动化控制技术、计算机、通讯、自动化控制等技术的多功能实训装置。该实训系统为《过程控制》等课程服务。三容液位过程控制实训系统可根据情况需要灵活组态，模拟线性、非线性；一阶、阶次；单容、多容及耦合、非耦合等特性，并能在控制过程中直观地反映出系统动态反应，方便获得动静态性能指标，从而验证控制策略的优劣，因而研究三容液位过程控制实训系统的控制对实施和学习《自动化控制原理》课程有很好的指导意义。
一、三容液位过程控制实训系统的工作原理[1]
三容液位过程控制实训系统主要硬件构成为三个玻璃水箱、气动调节阀、差压变送器、电磁阀、电/气转换器、液位传感器、空气压缩机、水泵、计算机等，基本结构如图1所示。
图1 三容液位过程控制实训系统基本结构图
水流是经过手动阀v0后分成两路再经过气动调节阀vc1、vc2和手动阀v1～v6后进入三个水箱的。一路可以通过手动阀v1、v3、v5的开关不同来实现单容、双容和三容的控制。假设想控制3号水箱液位h3，让v5开，v1、v3关，则是单容水箱控制；若让v3开，v1、v5关，则为双容水箱控制；而若让v1开，v3、v5关，则为三容水箱控制。而调节阀vc2和手阀v2、v4、v6成为另一路水流的干扰环节，选择分别进入三个水箱的手动阀v2、v4、v6的开关不同，可改变加入干扰环节的位置，都也会影响实验的效果。
二、智能控制算法研究
1.BP网络PID控制器设计[2]。BP神经网络PID控制器主要利用了神经网络的非线性映射能力和自适应能力[3]。系统结构如图所示，控制器由两部分组成：（1）可通过自动调节参数实现对被控参数的闭环控制。（2）也可根据系统运行过程的状态自动调节参数达到某种性能指标的最优化。BP神经网络PID控制器结果如图2所示。
图2 BP神经网络PID控制结构图[4]
输出节点分别为可调PID控制器的三个参数KP、K1、KD，即
O1（3）（k）=Kp，O2（3）（k）=k1，O3（3）（k）=KD。各节点的输入输出关系为：
net■■（k）=■wij（3）oi（2）（k）-?兹l（3）ol（3）（k）=g[netl（3）（k）] 式（2-1）
上式按照沿着J（k）对wi（k）的负梯度方向检索调整即使用梯度下降法修正加权系数w（k），并引入惯性项，从而使BP算法的收敛速度得到提高，于是：
?荭wli（3）（k）=?浊?啄l（3）（k）oi（2）（k）?琢?荭wli（3）（k-1） 式（2-2）
其中，?啄l（3）（k）=e（k+1）·sgn■·■·g'[netl（3）（k）]，（l=1，2，3）。
与此类似，可求得隐层权值系数的调节规律为：
?荭wij（2）（k）=?浊?啄i（2）（k）oj（1）（k）+?琢?荭wij（2）（k-1） 式（2-3）
其中，?啄i（2）（k）=f'[neti（2）（k）]·■?啄l（3）（k）wli（3）（k），（i=1,2,…，Q）。
式中，g'（·）=g（x）（1-g（x）），f'（·）=（1-f2（x））/2。 2.BP网络PID智能控制仿真研究。三容液位过程控制系统的线性数学模型为：
G（s）■ 0≤h≤30■ 30＜h≤60■ 60＜h≤70■ 70＜h≤100
在MATLAB环境中，利用M语言编写控制程序。设定目标液位高度为单位阶跃输入，BP网络结构为2-3-
3,两套仿真的初始给定水位为：h1f=12cm，h2f=10cm，下面改变系统的干扰量，当t=195s时，将水箱3下面的出水阀门调节调节到原来的30；在t=345s时将出水阀拧到原来的60%，通过仿真我们得到输出响应曲线。
图3 BP神经网络智能PID控制输出相应曲线
通过以上仿真图我们可以看到采用BP神经网络PID控制器时，水位上升速度相对较慢，但是在BP神经网络PID控制器控制下系统超调量小，出现扰动时，能迅速的消除扰动。改变输入量以后，发现BP神经网络PID控制器跟踪特性仍然表现不错，系统输出与输入的误差几乎为零。说明BP神经网络PID控制器对参数具有很好的适应性，鲁棒性较好。
参考文献：
[1]赵科，王生铁，张计科.三容水箱的机理建模[J].控制工程，2006.
[2]卢娟.BP神经网络PID在三容系统中的控制研究[D].合肥：合肥工业大学硕士论文，2009.
[3]余建勇.网络控制系统及其预测控制算法研究[D].浙江工业大学硕士论文，2005.
[4]许力.智能控制与智能系统阅[M].北京：机械工业出版社，2007.
智能液位控制系统论文 篇4
随着传感器技术、通讯技术、计算机技术的发展，使得工业工程的自动化控制技术得到了迅猛提高。
目前，我国在储罐计量技术方面大多数采用传统的人工量尺方法，即计量人员每天需要投入大量的时间和精力去测量油罐中油品的液位，人工测量被采样油品的温度，利用储罐的容积表及相应的公式，最后再经过繁琐的计算才求出油罐中储油的数量和油品质量。所以这种方法存在一系列的问题，如计量精度受环境、人员等因素影响大；管理者劳动强度大，工作效率低；无法实现全天候计量，安全保障性差；存在较严重的环境污染等，于是改变这种笨拙局面越来越触发了油罐管理者迫切的呼唤和行动。
加油站的系统工程正是基于以上背景而设计和实施的，它是一种集成测量、计算、显示、传输、管理和监控的自动化管理系统，即传感器负责各个油罐的参数测量；控制器汇总所测数据的部分计算、显示和传输；上位机负责数据的最终的处理和管理监控。本系系统以高精度高稳定性的传感器为前提、以先进可靠的工业现场测控网络为基础、配合功能强大的数据处理软件，从而提高了测量数据的可靠性和准确性，也减轻了现场工作者和上层管理者的劳动强度。它为管理者实现最经济、最合理、最有效益的运营方式提供了有效手段。
根据加油站库的实际情况和自动化技术发展趋势，深圳信立科技采用先进可靠的测量仪器仪表和传感器，实现油罐油位、水位、温度的自动测量，依托现场总线技术来建立一个现场监测网络，罐前显示仪表先采集液位传感器、，再经通讯总线进入触摸屏，最后数据统一进入到电脑中，不仅仅满足了加油站的层次化管理，而且满足了加油站自动监控和信息化管理的需要。
1、深圳信立科技设计的加油站液位监测方案遵循以下设计原则：（1）严格执行国家有关工程建设各项方针、政策、规范和规定。
（2）仪器仪表、设备选型和自动化测量、管理系统方案首先满足工艺要求和用户使用需求，并遵循技术先进、设备可靠、安全实用、操作简单的原则。
（3）在满足近期使用需求的基础上，兼顾中、远期发展的需要。
2、加油站液位监测方案实例应用
深圳信立科技设计的加油站液位监测方案系统结构主要从数据传输网络上看，它可分为三层，上层为基于PC机的油库管理系统；中间为基于现场的显示仪表；底层为现场液位传感器。
由于此工程的油罐都在4米以上，所以均采用柔性数字磁致伸缩液位计（简称柔性尺），采用RS485接口，通讯介质为屏蔽双绞线，而现场配备罐前显示仪表。
该系统主要有液位传感器测量部分、罐前显示数据和传输部分、上位机数据处理部分等，每部分均包括相应的软硬件。
该系统能在油库油罐密闭的情况下，每个液位传感器完成对各自储油罐中油品的自动测量；现场控制器实现对整个库区液位传感器所测数据的运算、显示和远程传输；远程计算机结合所接收的数据，并通过其内部的专用管理软件，实现油罐中油品参数的分析，直接反映出储罐的运行情况，诸如：罐中的储油量、含水量、油品温度、罐的渗漏情况、油量的动态变化等各项数据；管理者可通过自己的计算机及时地掌握和了解每个储罐的运行情况，从而合理地进行生产安排和调度。
3、软件基本实现的功能简单说明
（1）油罐监测功能
监测油罐各项参数：如罐内的液位、油水分界面、各单点温度、容积等，在计算机监控系统上显示；
(2)报警功能
根据用户的要求设定各项报警功能，如：高低液位报警功能、油罐渗漏报警功能、油水界面高位报警功能、突发事件报警功能等；
（3）报表功能
能够生成各种报表，如油品入出报表、日报表、月报表、班组报表和其它用户自定义报表等。
（4）储存和分析功能
可以根据用户的要求，设置历史数据的存储天数，该历史数据能用于特定的分析，如上层管理人员依此进行事后查阅。
（5）数据查询功能
可对各类型数据进行查询，包括实时数据和历史数据查询、报警记录查询、事件记录查询、油品入出记录查询等。
（6）流程监控功能
可根据需要随时查看任一油罐或群罐各项参数以及某罐的当前状态。（7）趋势曲线功能
可查看每个油罐的各种参数和不同油罐的同一类参数的实时曲线和历史趋势曲线。（8）打印功能
系统支持各种报表进行手动/自动定时打印，可打印各种趋势曲线、各个流程画面以及事件记录等。
（9）扩展功能
智能液位控制系统论文 篇5
本系统为提高其混凝土生产管理效率，采用射频识别技术进行车辆的运输管理，使用硬件为Siemens的RFID660。车辆管理作为混凝土搅拌站日常生产管理的一个重要组成部分，对于搅拌站的正常运营起决定作用，车辆安排的好坏能直接影响混凝土搅拌站的生产运营成本。作为车辆的传统管理方式：计划调度员根据施工工地的生产计划、现场反馈信息，进行搅拌站混凝土生产计划制定，安排混凝土运输车辆进行工地运输；计划调度员应随时了解每辆车的运输情况、运输路线、运输时间、排队信息等繁杂的信息，与计划员的管理经验有很大关系，且容易出错，不利于控制；如采用RFID射频识别技术进行车辆的管理，将把计划调度员从繁杂的信息中解放出来，减少车辆安排的出错机率；每台车辆进入搅拌站后，自动刷卡排队，混凝土生产根据车队队列自动调用车辆，车辆离开搅拌站后再次刷卡记录运输工地、方量、离开时间等信息；车辆运输完成后回到搅拌站再次刷卡，如此循环，减少在车辆管理中人的不稳定因素的影响。
400-618-2028
智能照明控制系统的设计论文 篇6
1系统硬件模块
本系统的设计是基于51系列单片机，由7个硬件模块构成，分别为控制、定时、光控、声控、按键、显示、照明。其中光控、声控模块实现对外界光、声信号的采集与判断；定时实现照明系统的照明时间控制；控制模块采用STC89C52单片机，根据外界光、声及定时信号控制照明电路，切换不同的工作状态以适应外界需求。照明系统架构如图1所示。
1.1控制模块
本文采用STC89C52单片机，具有8位CPU和系统内可编程Hash，是一种低功耗、高性能微控制器。在本文的设计中控制模块接收定时模块的时间及外部环境的光、声信号，通过判断照明级别，控制照明灯的工作状态，实现照明系统的智能动态化管理。
1.2输入模块
1.2.1定时模块
定时模块采用了DS1302芯片，用于给整个系统提供日期与时间信息，它不仅功耗低，高性能，还具有掉电走时的功能，即使在单片机断电的情况下它也不会停止计时。同时也便于系统对于当前是否到达设定的夜间时间进行判断。
1.2.2光控模块
光控模块中使用光敏电阻来采集光信号，并使用LM393比较器对光信号强度进行判断。图2为光控电路，比较器的同相输入和反相输入端连有电位器，在没有自然光照的情况下调整电位器，将两个输入端的电位保持一致，此时比较器会输出低电平信号。当光敏电阻被自然光照射时，其阻值会大幅度的减小，从而使得比较器的同相输入端电位升高，比较器输出高电平信号。通过比较器输出信号至单片机P1.4端口，单片机可以判断外界光强是否到达阈值强度，模块工作状态的改变。
1.2.3声控模块
声控模块中采用驻极体话筒（图3中用R6电阻替代）采集声信号，它是电容话筒的一种，灵敏度高气声信号强度的判断采用LM393，原理同光控电路，最后信号输出至单片机P1.3端口，如图3所示。
图3声控电路图Fig.3Circuitofvoicecontrolsystem
1.3输出模块
1.3.1显示模块
如图4所示，显示电路采用LCD1602液晶显示当前的日期与时间，LCD1602液晶可以显示两行，每行16个字符，夕卜加的电位器可以随时调节液晶显示屏的对比度气
1.3.2照明模块
如图4所示，照明模块是用2排8个LED灯来模拟照明灯的3种工作状态：熄灭、间隔亮与全亮。当工作在熄灭或全亮状态时，8个LED灯全部熄灭或点亮；当需要间隔亮时，2排LED灯亮起1排，提供强度相对较小的照明。
2系统软件设计
智能照明系统将时间、光照、声音结合起来判断外界环境的变化，并且为照明灯设置3种工作状态以提供不同的照明强度，分别为全亮、间隔亮和熄灭状态。系统运行流程如图5所示。
图5系统运行流程图Fig.5Flowchartofsystem
在照明灯工作状态控制中，对宿舍楼设置时间为18:00?次日6:00，教学楼设置时间为18:00?24:00，称为夜间模式，在设定时间内，照明灯工作在间隔亮状态，提供夜间基本的照明。如果此时声控模块采集到的声强强度大于阈值强度，说明教学楼或宿舍的人流量较大，照明模块会切换至全亮状态，提供高强度的照明，并且在声音信号消失后，还会延时5s再恢复间隔亮的工作状态，以保证夜间活动对照明的需求。
在设定时间之外，如遇到雷雨或雾霾天气，照明系统对外界的自然光强度进行采集与判断，即使未在夜间模式也需要一定的照明，因此当光控模块采集的光强强度小于阈值强度时，照明模块便会工作在间隔亮的状态，保证教学楼或宿舍的基本照明；再通过对声音信号的采集和判断，如果人流量较大，则照明模块又会再切换至全亮状态。
3系统测试
根据系统的功能要求，对系统在所有情况下的工作状态(预置的设定时间为18:00?6:00)进行测试，测试电路如图6所示。
图6实际测试电路Fig.6Pictureoftherealtestcircuit
当未到设定时间、光强>阈值时，LED灯熄灭；当未到设定时间、光强<阈值、声强<阈值时，LED灯间隔亮；
当未到设定时间、光强<阈值、声强>阈值时，LED灯全亮；
当到达设定时间、声强<阈值时，LED灯间隔亮；
当到达设定时间、声强>阈值时，LED灯全亮。
由此可见，本系统在各种情况下均按照要求切换工作状态，符合设计要求。
4结束语
智能液位控制系统论文 篇7
1 超声波液位计的测量原理及其应用
1.1 超声式传感器的基本理论介绍
声波是一种机械波。声的发生是由于发声物体的机械振动引起周围弹性介质中质点的振动由近及远的传播, 这就是声波。声波的频率高低不同, 频率超过20000HZ的叫超声波, 而频率低于20Hz的叫次声波。超声波的频率最高可达1011Hz。超声波传感器是近年来发展起来的新型传感器, 可广泛应用于非接触性测量的场合, 如液体界面检测、流量测量, 水下作业、煤烟浓度、积雪厚度监测等多个领域, 而秦山二厂热管道水位的测量就是超声波传感器在液位测量中的典型应用。
1.1.1 超声波的发生
超声波是由超声波发生器产生的。超声波发生器主要是电声型, 它是将电磁能转换成机械能。其结构分为两部分:一部分是产生高频电流或电压的电源;另一部分是换能器, 他的作用是将电磁振荡变换成机械振荡而产生超声波。
压电式换能器:某些晶体受到外力作用发生形变时, 在它的表面上会出现电荷, 这种效应称之为压电效应。具有压电效应的晶体称为压电晶体。
压电效应是可逆的, 逆压电效应就是在晶体切片的两对面上加交变电场 (或电压) , 晶体切片就产生伸长与缩短现象, 这种现象叫电致伸缩。
而压电式换能器就是利用电致伸缩现象制成的, 在压电材料切片上施加交变电压, 使它产生电致伸缩振动而产生超声波。根据共振原理, 当外加交变电压频率等于晶片的固有频率时, 产生共振, 这时产生的超声波最强。
1.1.2 超声波的接收
在超声波技术中, 除了需要能产生一定的频率和强度的超声波发生器以外, 还需要能接收超声波的接收器。压电式超声波接收器是利用正压电效应进行工作的。当超声波作用到压电晶片上时, 使晶片伸缩, 在晶片上的两个界面上变产生交变电荷。这种电荷先被转换成电压经过放大后送到测量电路, 最后记录或显示出结果。他的结构和超声波发生器基本相同, 有时就用同一个换能器兼作发生器和接收器两种用途。秦山二厂的超声波液位计探头采用的就是同一个压电换能器, 兼作发生器和接收器两种功能。
1.2 超声波液位计主管道液位测量中的应用
物位检测面临的对象不同, 检测条件和检测环境也不相同, 检测方法很多, 归纳起来主要有直读式、静压式、浮力式、声学式、光学式等几种。其中超声波物位传感器属于声学式的一种, 利用超声波在两种介质的分界面上的反射特性而制成的。超声波液位测量有许多优点:它不仅能够定点和连续测液位, 而且能方便地提供遥测或遥控所需的信号。与其他测位技术相比, 它不需要特别防护, 安装和维护较方便, 而且结构、方法都较简单。
超声波液位测量的方法有很多, 如脉冲回波法、共振法、频差法以及声衰减法。其中应用最广泛的是脉冲回波法。它的基本工作原理是:超声换能器由脉冲激励信号发出超声波, 声波在介质中传播到达液面时, 经液面反射形成发射波, 再经介质传播返回到换能器, 换能器把声信号转换成电信号。由二次仪表测出超声波从发射到接收所需的时间, 再根据介质中超声波传播速度和换能器的安装高度, 就可计算液位高度。
2 MGP超声波液位计测量系统的系统组成和使用方法
2.1 测量系统的系统结构组成
秦山第二核电厂采用的MGP型超声波液位计测量系统主要由探头安装支撑件, 压电式超声波传感器探头, 就地连接单元, 过程处理单元, 远程数据显示仪以及各部分连接电缆组成。本套智能超声波液位计测量系统是用来测量一回路主管道排水时主管道内水位的显示, 实时反应主管道内水位的高度, 为运行人员提供参考, 尤其是十年安全壳打压期间需要一回路水位排的尽量低以保障安全壳打压试验更顺利进行, 因此该液位计承担着及其重要的作用。
2.1.1 压电式超声波传感器探头
超声波传感器探头是本套测量系统的核心部件, 它的好坏直接决定了测量系统能否正常使用, 超声波探头通过一个支撑组件垂直于主管道的水平面安装在主管道的表面上。机组正常运行期间, 维修人员需要拆下现场的超声波探头以防止主管道温度过高导致超声波探头失效的情况出现 (超声波可测量的最高温度不超过70℃) 。
在探头的安装过程中, 要保持探头的安装方向与管道的水平方向绝对垂直, 同时在压电式传感器的表面要涂抹上均匀的声耦合剂以保证探头的信号能正常的发送接收, 同时在探头安装前保证管道的接触面清洁没有杂质。
其中超声波传感器接收过程处理单元提供高频励磁脉冲信号然后把这些脉冲信号转换成超声波信号。同时超声波信号从管道表面和冷却剂表面反射回来的信号通过传感器转换成相应的电信号送到过程处理单元进行分析和处理。
2.1.2 过程处理单元
过程处理单元承担了MGP超声波液位计测量系统的信号分析, 数据采集, 数据处理, 数据输出等过程内容。通过连续测量的方式实现以下的功能:
(1) 液位数据即时显示 (每秒刷新一次数据) 。
(2) 提供两个继电器输出报警分别对应成“高水位”和“低水位”。
(3) 提供4-20m A或者0-20m A电流输出。
(4) 提供RS232接口与计算机进行数据通信。
(5) 通过内部的继电器电路实时跟踪探头是否安装, 并提供相应的报警。
(6) 提供设备故障的报警信息。
过程处理单元主要由处理模块, MADC组件, 键盘输入/显示模块, 电源分配模块以及算法软件等几个单元模块组成
2.2 超声波液位计测量系统的使用
在超声波液位测量系统投运之前需要确认以下几点工作内容, 确认无误后方能执行后续的系统投运工作以保证测量工作的有效性。
(1) 主管道的保温层已经拆除。
(2) 主管道上面的探头支撑件完好无损坏。
(3) 主管道与传感器安装的接触面表面必须清洁。
(4) 各单元直接的连接电缆已经连接好。
(5) 系统电源指示灯亮, 系统电源没有问题。
(6) 过程处理单元接地良好 (用兆欧表做绝缘测试) 。
2.2.1 系统启动和停止
通过过程处理单元柜上面的电源开关按钮进行系统启动工作, 之后系统开始执行初始化工作, 同时, 系统对内部存储器执行测试, 测试OK后就地指示灯亮。之后对系统等各个子项进行测试, 测试合格后系统处于STAND-BY模式。
2.2.2 系统参数设置以及仿真测试
在STAND-BY模式下通过键盘操作进入到2 (参数设置) 里面对相应的参数进行设置。
运行参数中可以根据实际的工况参数 (如液位高报定值, 液位低报定值, 满水时液位, 空管液位, 管壁厚度以及材料) 对相关参数进行设置。
参数设置完成后按B退出回到STAND-BY菜单。进行仿真测试 (通过按键选择2) , 仿真测试的内容是模拟现场的实际水位信号去测试模拟量输出, 液位高低报警, 远方显示等功能是否正常。整个仿真测试的事件总共持续30S。仿真测试分为手动仿真测试和自动仿真测试两种供用户在不同场合选择, 仿真测试完成合格后就可以进行校验操作。
2.2.3 探头安装及系统校验
在校验前, 首先确认现场探头已经安装就位, 且探头安装满足使用要求, 同时确认主管道旁边的余热排出泵已经停运。之后操作人员执行自动校验操作, 出现两个选项
(1) PREVIOUS CALIBRATION (之前的校验) 。
(2) NEW CALIBRATION (新的校验) 。
在每次超声波液位计测量系统投运时, 探头都要重新安装一遍, 因此现场探头的位置以及管道内实际的情况与之前都有偏差, 需要重新进行标定校验, 因此只能执行2选项, 此时系统执行一系列的计算, 显示测试进行中, 如果执行校验过程中没有故障的话, 整套超声波液位计测量系统校验完成, 就可以实时监控主管道内的水位情况, 同时通过模拟量输出把水位的测量信号输送到主控的显示仪进行数据显示。如果校验过程中出现故障, 则画面中STATUS (状态) 栏中会出现相应的故障代码, 之后再根据故障代码的处理措施查找故障原因, 故障排除后再次执行新的校验直到系统正常使用为止。
3 结语
MGP型智能超声波液位计自现场投运以来, 性能稳定, 运行状态良好, 仪控人员通过日常的维护和系统的学习很好的掌握了该液位计的设计原理, 使用功能等相关知识, 为今后的兄弟电厂的相关交流提供良好的基础。
参考文献
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国内首创粪井液位在线监测系统 篇8
该系统是朝阳环卫2015年研发的智能化项目，投入运行以来平稳良好，开创了国内同行业先例，为“智能环卫”可持续发展打下了良好的基础，在国内同行业发挥了示范和引领作用。
一、传统抽运模式明显滞后，不能满足“大环卫”发展要求
粪井液位在线监测系统采用先进的超声传感器系列技术，可对公共卫生间粪井液位高度、气体成分和液体含量进行在线监测和成分分析，通过掌握各地区的如厕量，为管理部门提供数据，以便合理安排作业车辆，及时进行抽运作业（图1）。
在环卫作业的服务链中，涉及居民群众最多的问题是公共卫生间的服务工作。公共卫生间大多建于居民小区、街道等人流密集的地段，一般配有液体冲洗或发泡处理设施。公共卫生间的排放物大都进入粪井管道，部分直通市政管线。传统的抽运模式主要以沟通为主，粪井预满时通知作业人员进行抽运，或者根据如厕量计算出固定的时间，安排车辆进行抽运。由于传统的抽运模式较为单一，通过人为控制因素，进行日常作业，因此在沟通方面极易出现时间上的偏差，导致粪井满冒。特别是在雨季时节，时常出现涨满现象，影响环境卫生。
二、系统模式的技术优势
粪井液位在线监测系统可以准确无误地监测粪井液位高度、体积，分析固废物含量和气体成分。该系统的设备整体由XZHI-ULCG-05M-1型GPRS无线液位检测系统和XZHI-ULCG-05M-1型液位变送器，由XZHI-ULCG-05M-1型GPRS数据记录仪两部分构成，测量精度保持在1.0%-3.0%左右，分辨率为5mm，可在单独供电的状态下维持12个月。此外，设备整体的环境适宜温度为-30至60℃，防护等级为IP68，可在48至72小时浸水后正常工作。主机和电源采用IP68防护技术，壁挂式活动支架。其最大特点一是采用非接触式、高性价比、易于安装维护的液位监测终端，无需接触介质即可满足粪井液位的测量要求；二是不受粪井内易燃和易爆气体影响，在易腐蚀性等恶劣条件下仍能保持正常工作，不会对粪井造成安全隐患。
非接触式测量优势。在城市的市政管网中，粪井需要间隔一段时间后清淤，清淤过程的常见方式是使用长柄污泥勺来挖取粪井底部的淤泥。在清淤的过程中，作业人员是不会注意保护水下设备的，即使使用抽水车上的橡胶管来抽取污泥，也会把粪井中的设备吸进管道。因此，如果采用接触式的测量方式，与污水接触的部分就会被损坏。
非接触式测量安全可靠。市政管道经过一段时间后就会积累一定数量的污泥、砂石、垃圾等，现有的清理方式大多使用高压水枪，把管道内的污泥、垃圾等冲洗到粪井内，或是机械清理，用缆绳拉动与管道直径相符的清理机械，把管道内的污泥、垃圾等排到粪井内。这两种方式都会对接触式测量设备造成损坏，以致报废率始终居高不下。
非接触式测量设备单独供电。市政管道和粪井大多建在道路上，设备供电如果使用市电供电，需要连接电缆，即把电缆从粪井内抽出来后再与路边的供电电缆连接，损坏率可想而知。如果在粪井内布设专用供电电缆，不仅费用高昂，而且考虑到定期的清淤需要，一旦电缆受损，对作业人员极易造成伤害。此外，国内一些城市还有采用野外常用的太阳能供电方式，但是也因为以上原因，无法在市政管网上使用。所以，使用电池对其进行单独供电既提升了安全系数，又确保了检测质量。
粪井液位检测设备采用的是超声波物位仪、距离变送器，特点是设备占用空间小，集超声波传感器、温度传感器、超声伺服电路、变送电路为一体，整机电路紧凑、简洁，内部信号隔离输出更适合工况，因此具有良好的稳定性和可靠性。一旦粪井出现满冒，设备不再进行测量并进行自我保护，同时仍能正常发出报警提示，即在系统中可以区分不工作的设备是由于满冒还是故障造成。
在系统在线检测的通讯设备中采用了中间件技术，系统被分为应用层、业务处理对话层、通讯层三部分，实现了多种无线通讯方式的混合接入。入网的移动目标和固定目标可以根据自身特点，选择采用Internet， GPRS/3G数据传输方式。对于监控中心的应用处理模块，通讯方式更加透明化，同时具有多模块接入优点。粪井液位采集设备支持GPRS/3G数据传输方式，由于采用了可靠的数据传输方式的系统监控模块，确保了粪井液位采集设备正常稳定工作。
适应多角度组合操控。粪井液位在线监测系统具有较强的生命力和开放性，遵循当前业界普遍认可的、先进的技术理念和国际标准，以适应动态发展的需求，即最大限度地利用计算机网络、设备和软件，满足了其他运行管理系统的操作要求和特性。
此外，按照系统分析、统筹规划的理念，对系统终期容量及网络发展规划进行方案设计，提供高扩展性，确保系统在性能、功能上的可扩展性，满足不同业务需要，并方便今后进行其他业务系统的扩展和再开发。
三、为实现“大环卫”作业信息化进行了有益探索
截至目前，粪井液位在线监测系统已成功安装、平稳运行了数座公共卫生间的粪井，通过数字传导、智能梳理，有效利用科技手段进行抽运作业，对优化传统的指挥调度模式打下了基础（图2）。当然，传统模式被新模式替代需要一个过程，但是就该系统而言已趋于平稳应用状态，整体流畅的使用要求将为扩展“大环卫”理念，推进环卫信息化作业智能化发挥更大作用，在可行性条件的支持下，实现与公共卫生间管理一体化的城市环卫大格局。
与发达国家相比，我国环卫行业管理模式相对粗放。特别是信息化建设起步时间比较晚，缺乏建设经验以及完整的发展规划，管理水平相对滞后。而随着智慧城市的建设，城市管理信息化将波及多个领域，促其发生质的变化。如此，反观我国环卫行业信息化建设，应该说技术集成理论正在日趋走向成熟，必将推动环卫行业信息化建设的发展步伐，这是必然趋势，也是环卫行业面对的新课题和新挑战，否则就不能适应智慧城市建设发展的需要。
（责任编辑：李静敏）
谈智能电网的保护控制系统论文 篇9
2.1保护控制系统设计
根据智能电网结构的特点和要实现的技术目标，智能电网的保护和控制应该具有出色的自动修复能力。所谓自动修复能力就是指自我防范和自我恢复的能力，体现在以下两个方面：一是以防控故障发生位主要方式，及时发现和消除隐患。其次，能够在故障条件下还嫩保障基本电力服务不中断，不会导致系统停止运行，而自动修复能力是智能电网最突出的优势。智能电网通常也被称为自动修复电网。
2.2继电保护选取方式
智能电网包括电力输出和电力配送。电力配送的保护关键点在于保护电网中关键部件电磁开关。要对主要设备制定适合的保护措施，在这里使用电流差动类的保护方式比较符合保护要求。然而，一个不能忽略的问题是，利用这种保护方式虽能起到一定的保护作用，但是还需要设备安装独立的操作装置，不仅如此安装此类保护装置后还需要后续配套设备的投入，这给电网建设带来了不小的压力。，在现阶段，智能电网的保护和控制应在传统电流差动保护合理改进的基础上重点研究和实践。同时，要注意到比较高的阻值接地线时极有可能引发故障，给智能电网的保护措施带来严重的时滞，起不到应有的保护效果。在使用上述保护措施时，也会给智能电网带来一定的影响，主要影响就是电网的传输通道会受阻，对与一些重要数据的传输产生影响。尤其是在电网长距离的传输中，即便在发生故障时保护装置马上可以起到保护，但由于线路常，反应还是有一定的延迟。通过以上的分析得出：在电网保护中需要建立两套保护体系，一种是电流差动保护另一种是快速保护模式。将两种保护结合才能有效保护智能电网。以上两种保护可以是电网的主要保护体系，如果有条件也可以保留传统保护模式，让这种保护模式作为备用保护体系。多种保护模式共同作用才能保护智能电网在发生故障后，第一时间实现自保护，防止出现意外情况，给经济社会带来不可估量的损失，也能保障用电者的安全。
2.3保护控制研究
从新电网技术保护控制单元可以看出，所有的保护体系都可以相互通信协调工作。充分满足了人工智能领域所有技术参数要求。在保护和控制单元中，一个多智能体代理结构，如模拟人脑代理结构，可以实现各保护器具之间的合理配置和协调工作。如果采用文件获取和操作结构，则可以配置微网络。电气系统保护控制具有分布式计算和分布式控制的功能。就目前的形式而言，国内外关于微电网控制方式的研究主要集中在三层面：分层控制方式，主从控制方式和基于多智能体系统的点对点控制方式。前者可以更好地适应未来微电网发展的总趋势。但是，这种模式在实施时很难实施。它是目前微电网控制方案研究的热点。另外，使用多智能体代理结构技术的保护控制系统与智能电网分级控制系统更加一致，并且可以灵活地将保护控制适应于分布的拓扑结构中的变化网络。
3结束语
为保证智能电网在运行中的安全和稳定，要求提高保护和控制的工作质量。本文对智能电网的保护与控制相关问题进行了简要分析和解释，希望为今后的相关研究和实践工作提供参考和帮助。
参考文献
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智能鱼塘系统方案 篇10
一、系统背景
以前的鱼塘养殖户们每天都要24小时看管鱼塘，不仅要实时注意鱼塘的水温、光照、湿度等问题，更重要的是时刻掌握好鱼塘水的溶氧值。现在有了物联网技术的帮助，智能化鱼塘养殖监控系统提供水环境监测、远程控制等功能，综合利用计算机与网络通讯技术、传感器技术、电子技术，实现对水产生长繁育阶段的水温、光照强度和PH值等各项基本参数进行实时监测预警，养殖户可在家中可通过电脑了解鱼塘的情况，不仅掌握鱼塘水质实时数据的变化，查看视频，实时监控鱼塘现场环境，更重要的是一旦发现问题，能够及时自动处理对在鱼塘中的增氧设备实现远程操作，而不需要划船到水中央去开关增氧设备，这为养殖户提供了很大的便利。
二、系统分析
2.1 系统需求
实现24小时实时测量温度、PH值、含氧量等水环境数据；能够远程控制加氧、换水设备保证水环境处于最佳；当温度、PH值、含氧量等数据出现异常时主动发出报警；监控中心可以远程实时查看视频等。2.2 系统实现方案
数据采集部分:采用四信的F2x14系列DTU实现将鱼塘的温度、PH值、含氧量等数据传输到监控中心；
视频监控部分：采用四信的F6933视频监控设备，监控中心能够通过3G/4G网络实时查看现场视频。2.3 系统拓扑
监控中心网络接入方式可以分为2种：公网方式和专网方式。
公网方式：先向运营商申请ADSL等宽带业务，监控中心具有公网固定IP。终端设备直接向中心发起连接，稳定可靠，推荐此方案。
专网方式：监控中心接入APN专线，终端设备采用APN专网卡。双方地址处于同一个局域网，并采用防火墙进行隔离，在防火墙上进行IP地址和端口过滤。此种方案适合于安全性要求较高、数据点比较多、实时性要求较高的应用环境。在资金允许的情况下的最佳组网方式。
图1.运营商公网方式
图2.运营商专网方式
三、系统组成
智能鱼塘系统分为三个部分：监控中心、数据传输终端和视频监控终端、终端数据采集设备和摄像头。
监控中心包括WEB服务器、数据服务器以及PC等，监控平台可以24小时不间断采集现场实时数据，动态显示鱼塘温度、PH值、含氧量等水环境数据，自动形成报表以及水质异常时自动发送短信报警,并且监控中心可以实时查看现场视频，另外养殖户也可以通过Internet访问监控平台实时查看相应数据和视频、或者控制换水、加氧等设备。
终端数据采集器包括温度传感器、含氧量传感器、PH传感器等，采集PH值、含氧量、温度等数据发送给DTU，然后通过运营商网络传输到监控中心；同时可通过监控中心发送指令到DTU，DTU将控制指令透传到换水、加氧等设备，从而控制换水泵或者加氧机的工作。
网络传输设备：鉴于采集器的接口和设备的工作环境等多种情况的要求，我们选择厦门四信通讯有限公司的F2114 DTU作为采集和传输设备，通过GPRS网络进行传输，实现监控中心对鱼塘的远程监控。
视频监控设备：采用F6933，F6933是四信公司自主研发的一款采用嵌入式Linux操作系统视音频监控终端，具备8路视音频编解码、3G/4G/WIFI/有线LAN通信、GPS/北斗（可选）定位、本地超大容量数据安全存储、硬盘减振保护等功能，并提供灵活的通道选择及编码方案。
四、系统优势
4.1、终端采用WDT看门狗设计，保证系统稳定；采用完善的防掉线机制，保证数据终端永远在线。
4.2、当数据出现异常等情况，能够及时通过GSM网络向负责人手机发送短信告警，避免隐患。
4.3、管理人员无论在哪里，都可以通过互联网对鱼塘进行视频监视，可以定时抓拍图像或者查看录像，实时查看监测的数据。