电气设备远程监控技术

电气设备远程监控技术（共12篇）

电气设备远程监控技术 篇1

我国自上个世纪80年代以来, 对气象系统的发展逐渐重视。国家为实现安全、高效、全面的现代化气象系统, 全面采用自动化、准确率高、监视全面的技术设备, 先进设备与专业人才的支持为气象观测工作做出了有效保障。气象系统自动观测设备分为三类, 其优势在于自动化数据采集的准确性, 并能够快速、集中的将现场数据进行分析、整理、传输。

1 气象系统自动观测设备远程监控的现状

1.1 气象系统自动观测设备的分类

气象系统自动观测设备分为无人工现场监控系统、现场监控与远程监控系统和监控处理视频图像系统三类。

1.1.1 无人工现场监控系统

无人工现场监控系统是由计算机网络将监控数据传输至远程计算机, 是最典型的气象监控系统。这种监控系统与现场监控系统相比, 数据传输距离大, 其它部分与现场监控系统基本相同。目前这种监控系统比较适用于闪电与大气电场的检测控制。

1.1.2 现场监控与远程监控系统

现场监控与远程监控系统是将现场采集的数据通过网络上传, 在同一部门中建立FTP服务器, 做到资源共享, 作为数据分析技术和设备检测维护技术的共同监控。现场监控与远程监控系统不仅可以监控气象环境, 同样可以对设备进行监控。

其中远程控制系统还分为三大模块, 第一模块用于对监测地点的信息数据采集、数据信息的查询等工作;第二模块用于对已上传数据的质量进行判断, 找出偏差点;第三模块用于各个监测点的信息交换及技术性维护等功能。

1.1.3 监控处理视频图像系统

监控处理视频图像系统是新科技的创新, 随着3G网络的全面普及, 在监测现场安装闭路电视实行检测, 将现场环境、数据信息和设备运行情况等通过3G网络传输至控制中心。

这三种监控处理能够安全、系统的对气象进行探测, 利用科技技术的发展, 将气象设备与科技网络相结合, 节省了人力、物力的同时, 也确保了数据的准确性和及时性。

1.2 气象系统自动观测设备的优点

使用自动观测设备可以做到现场数据采集的准确性, 并快速、集中的将现场数据进行分析、整理、传输。由于气象系统观测的地点多处于恶劣的环境, 采集人员无须亲临现场, 通过远程监控设备对多处监控地点进行监测。

1.3 气象系统自动观测设备的技术问题

虽然远程自动监控系统能做到以上所述工作, 但工作范围只停留在数据分析、整理和判断的层面, 我们的目的是自动监控系统能够更全面、高级的进行对气象的观测控制, 达到完全自动化、网络化管理的效果。但由于网络通信技术还未达到气象监测的需要, 在气象数据传输中存在一定的缺陷, 稳定性、长远性、网络带宽都将是气象数据传输的重点需求。

2 气象系统自动观测设备远程监控的发展

2.1 气象系统自动观测设备的应用

气象系统自动观测设备的应用有助于人们生活质量的提高, 通过互联网的传播, 确定了气象数字化、信息化的发展方向。目前利用嵌入式监控系统对网络信息传输具有很大帮助, 其任何一个单独的设备都具备本地化和上网功能, 从而进行有针对性的单独服务。这也使传输设备的工作内容减少, 保证了数据的准确性。

2.2 国家气象局的支持

当地政府推行的气象监测系统都与国家气象部门有着不可分割的关系, 国家气象部门是气象设备技术的研究中心, 各地方气象部门在气象监测、数据传送或设备监控等方面的疑难问题, 国家有关部门将会为其提供有力的技术支撑。国家气象部门为地方政府提供技术支持与资源共享等形式, 大大推动了地方政府对气象事业的发展。

2.3 人才创新力量

我国一直以来对气象研究十分重视, 与国外的技术相结合, 培养了大批的专业性技术人才, 为气象事业的发展输送了新鲜的血液。但由于气象专业的独特性, 综合型人才一直处在短缺状态, 气象系统需要对人才招聘、人才培养方面进行有效的资源开发, 立志建立一支有能力、高素质、专业性强的人才团队, 配合科学的人力资源结构, 成功推动气象系统的稳定发展。

气象系统自动观测设备远程监控的技术在稳定了原有技术的前提下, 还需要对气象系统进行准确、及时、连续的技术保障。建立起一支强大的技术保障网和数据库, 全方面利用网络信息技术掌握查询、监测等方面的信息, 能够及时解决设备故障等问题。采取集中化管理模式确保气象系统的正常运行。

4 总结

通过上文对气象系统自动观测设备远程监控技术的现状与发展分析可知, 气象系统自动观测设备远程监控技术虽然是与先进的科技力量相结合, 可做到数据采集的准确性, 并能够快速、集中的将现场数据进行分析、整理、传输, 但同时也存在一定的问题。目前的技术设备未能够达到完全自动化、网络化管理的效果。由于网络通信技术还未达到气象监测的需要, 在气象数据传输中存在一定的缺陷, 稳定性、长远性、网络带宽都将是气象数据传输的重点需求。

摘要：随着计算机科技的发展, 信息技术受到人们的关注。计算机应用范围十分广泛, 其中, 远程监控技术被气象部门所认识并加大利用, 从而产生了气象系统自动观测设备远程监控的技术。随着计算机科技技术的发展, 远程监控技术已经从单一检测系统发展到分布式集中检测系统, 本文针对气象系统自动观测设备远程监控技术的现状与未来发展进行了深入分析。

关键词：气象系统,自动观测设备,远程监控技术,发展

参考文献

[1]刘咏.新疆气象技术装备保障业务信息系统的设计与实现[D].北京:北京邮电大学, 2012.

[2]裴.综合气象观测系统运行监控平台 (ASOM) 设计[D].北京:北京邮电大学, 2012.

[3]范卿.工程机械远程监控系统研究[D].湖南:湖南大学, 2011.

[4]黄智彬.基于Web的气象系统信息网络远程监控分析[C].南京:IT时代周刊, 2013年度论文集, 2013.

[5]施丽娟, 张雪芬, 杨志彪, 陈冬冬.全国地面气象观测技能竞赛考点分析[C].中国气象学会, 2012.

电气设备远程监控技术 篇2

新型干法水泥生产线的原料、预热、烧成、冷却、煤磨构成了水泥熟料生产系统，在系统中各种机械设备互相配合，一环连着一环，紧密相连，为完成着水泥熟料生产的过程的原料粉制备、燃料供应、原料粉预热、分解到熟料烧结、熟料冷却的全部工作。任何一台设备停机，都会造成全线停产。新型干法水泥的生产是连续性的，每次停窑，都要先停止喂料、减煤、给窑体保温的过程；停窑时间再长，就要停止喂煤。如设备故障排除后再生产时就要先给窑体升温，到900~1000℃，再从少到多增加喂料，短时间的停窑，到恢复正常生产，往往也要浪费一两个小时。由于新型水泥生产线产能大，动辄就是4000t/d、5000t/d。按一吨水泥熟料市场价235元计算，5000t/d生产线停产一天，企业就要损失约117万元，每停产1小时，就要损失约5万元。不算窑体保温、升温的过程所使用的燃料费用。

因此，搞好机械设备的维护，减少停机的次数，努力提高窑的运转率，使水泥窑点火之后，不停窑。是水泥企业追求的目标。

记得在1988年1月，当我走进伊拉克卡尔巴拉水泥厂，这个由德国玻利休斯公司建造的水泥厂，具有两条3200t/d水泥生产线，日产水泥近7000吨，职工人数不足400人而要完成生产、检修乃至大修任务的水泥厂，让我吃惊的是，职工人数这么少，却设立了一个有8个岗位的“预检修办公室”。可就是这个“预检修办公室”，在我两度在该厂任工程师的三年时间里，领导全厂对2条生产线进行了5次有效的大修和无数次的中修、小修。保证了设备的正常运行，创下 了窑运转率超过93%的该厂最好记录，也使卡尔巴拉水泥厂成为了伊拉克工业部的红旗单位。综观“预检修办公室”的作用，关键是“预”字，是它使全厂的设备维修管理由“传统的计划维修，和使用大量的检修工人，去四处救火”的模式转换成了目前在许多企业中采用的“专业运行、专业诊断、专业维修”的设备维修管理模式。对于被监测的设备，通过运行人员反馈或专业监测人员的周期性巡检，是发现该设备有故障，并判断出故障的类型、部位和程度，运行方面就可以参考监测中心的诊断意见并结合实际生产情况，合理安排停机维修计划。而专业维修机构(或公司)由于可以参考监测中心出具的“诊断报告”而大大减少盲目维修带来的巨大浪费。这样一来，企业的设备维修由原来的被动维修和计划预防维修，转变成现在的状态预知维修。

机械设备长年累月运转，不出故障、不停车是不可能的。提高设备的产品质量、定期高质量的维修保养、运行过程中完善的监控、巡视、突发故障的及时处理等等都是设备不停车、少停车的有力保障。

这种做法的关键也在于“预”，要预知设备的状况、才能做到预知维修。

以运转率90%的新型干法水泥生产线为例，每年就有约40天的设备维修时间，（包括临时停窑检修时间），用以设备的高质量的维修保养。（即大修）。

目前，新型干法水泥企业对于“预知”的通常做法都是，设备管理部门通过整理分析生产线日常生产运行过程的设备监控参数，尤其是可溯性参数。（这是因为，通过监控参数的可溯功能，设备管理人 员可以查看在设备报警的前一段时间的设备运行参数，帮助设备管理人员更好的判断设备运行的的真实状况。如某一点的温度突然升高报警，造成了停车，实际上并不一定是设备本身真有故障，可能是由于温度测量系统出现的瞬时故障。）发现设备隐患，制定设备大修计划，实现设备的高质量的维修保养。

现在使用DCS系统的新型干法水泥生产线的机械设备监控一般分为以下三部分。

一是将烧成系统中的部分主机如窑头、窑尾主风机、原料磨机、选粉机、煤磨磨机等设备的轴瓦、轴承的温度、振动参数（幅度或位移），送到DCS机站，在中央控制室操作员的计算机画面上显示、记录并被存储，在由操作员来监控，运行参数可追溯。一旦发生参数超限报警，由操作员决定是否停车，或报告机械设备管理部门来确认、处理。DCS系统主要是管理生产线的生产工艺运行参数。所以留给机械运行参数的DCS点数有限，同时还受操作员计算机画面尺寸的限制。能够传送到中控室的设备运行参数只能占熟料生产系统的一小部分。

二是在现场主机设备如磨机的驱动电机、窑拖轮等设备的附近，安装具有可向中控室操作员计算机传送峰值报警信号功能的温度巡检仪，用来监测主机设备的轴承或轴瓦的温度。当中控室操作员在计算机画面上看到某一个参数超限报警后，通知机械管理人员进行确认、处理。这些参数由于受巡检仪设备的限制，只在现场显示，没有存储，也不可以追溯。三是水泥熟料烧成系统中，那些没有被中控室操作员监控，也没有安装现场巡检仪的机械设备，则通过设备管理人员利用手摸（感知温度、振动变化）耳听（感知振动或异音）或是利用机旁安装的固定式机械温度计、便携式温度计、测振仪进行定期或不定期的巡检，发现问题及时处理并将巡检结果记录在车间的日志上，这些参数，数量最多，虽然是瞬时数值还有些滞后或掺加有人为因素，但是如果保存得好，也同样会成为可追溯性参数。

水泥熟料生产系统中，除了窑内掉转外，机械设备的故障多发点往往出现在主机设备的轴承、轴瓦。由于安装、负荷、润滑、润滑油质等等原因都可能出现温度升高、振动参数异常，甚至出现报警停车。

对于设备的轴承、轴瓦温度参数的测量可以通过热电阻、温度变换器、温度指示仪组成温度测量系统来实现，它的优点在于可以使温度参数远传，从而进行远距离观测、显示记录或存储，成为可溯性参数；缺点是每个测点需要独立的测量供电电缆，装置多、安装线路复杂，费用较高。也可以采用玻璃杆水银温度计在机旁测量温度，简单易行；缺点是必须到机旁才能看到温度值，测量结果没法远传、记录处理。还可使用便携式辐射温度计，简单方便，走到哪，测到哪；它和机旁安装的温度计存在同样的缺点。

振动是一种极其普遍的物理现象。物体围绕平衡位置做往复运动就称为振动。为了说明振动的性质，大多使用振幅、频率、相位三种参数。用这些参数表示振动，可以对振动的激烈程度、振动的原因及不良部位等进行定量的监测。1.振幅

振幅表示振动体或质点距离其平均中心的幅度。振幅有位移振幅、速度振幅和加速度振幅之分。表示方法有单振幅、双振幅两种。也有以最大值、平均值、有效值三种来表示振幅的。图1表示了它们之间的相互关系。

图1 振幅

2.频率

物体每振动一次所需要的时间称为周期。单位是秒，而每秒振动的次数叫做频率，其单位是次／秒，用Hz表示。

频率与振动周期互为倒数，即 频率=1/周期

3.相位

所谓相位就是表示振动的部分相对于其他振动的部分或其他固定部分处于什么位置关系的一个量。两个不同的振动源都会有各自的相位，、相同的相位可能引起合拍共振，产生严重后果。如果相位相反，则可能引起振动抵销，起到减振作用。因此，相位也是振动特征的重要信息。

在进行振动的测量和分析时，通常使用的传感器是把机械能转换成电能，使传感器产生与机械振动成函数关系的电信号。然后通过放大进行记录和显示。

对于新型干法水泥生产线上由于机械设备数量众多，设备的质量参差不齐，而且相互关联，往往由于一台设备故障就会造成全线停车，在水泥线连续生产过程中，各类机械设备开开停停是非常正常的事。所以水泥生产线的机械设备，它是不可能也没有必要按一刻也不停，或者不能停的那种重型或精密设备的运转检测标准要求来要求和实施。就振动检测参数来说，我们可以测量加速度、测量频率、测量位移。各种进口、国产振动参数分析设备琳琅满目，进口设备动辄就要几十万元一套。经过本人三十多年在新型干法水泥生产线工作实践和很多水泥设备管理专家的理论和实践都认为，精密的振动检测和分析对水泥生产设备固然重要，但不是一定必要的。振动位移、速度和加速度三者之间有着微分、积分关系。只要获得其中之一，便可换算求得另外两个参数。如果能够将振动位移检测参数测好，坚持下来，就可以满足水泥企业设备运行维护的需要，也包括了预检修的需要。

随着计算机技术的发展，尤其是广泛使用计算机技术的物网技术的发展和推广普及，使用物网技术进行新型干法水泥生产设备运行状态监控成为可能。

所谓物网，就是利用因特网、TDMA、GSM、GPRS网，将我们需要监控的新型干法水泥生产设备运行状态参数，进行采集、处理、6 存储，以最快的速度传给需要这些信息的设备管理者，（甚至是设备制造厂家），进行判断、分析，制定检修或预检修计划，最大限度地保证生产设备的正常运行，达到提高设备运转率，降低维修成本，提高企业效率的目的。

下面介绍一种使用物网技术的新型干法水泥生产设备运行状态监控系统。（以下简称SJX系统）。它可以和生产线现用的DCS系统互相通讯。

其原理如下：我们将我们认为需要监控的所有机械设备的温度、振动位移（振幅）参数，通过温度检测单元、振动传感器进行采集后送到车间计算机进行处理、显示、存储（一般为一年或更长），车间计算机通过光纤将信息传送到企业设备管理部的计算机。同时将信息传送到物网，物网就会把信息传到设备管理者的电脑或手机上（或者是重要设备的制造厂家）。当设备运行参数出现报警，设备管理者的 电脑或手机上就会显示正在报警的设备名称，报警数据和该参数报警前8小时的连续运行的曲线。

下面是SJX系统的立磨温度测量系统。

大家注意，在这里的温度测量，没有采用目前通用的热电阻、温度变换器测量方式，这是因为这种传统的温度测量方法，必须是一个温度测点，就要一支热电阻，一个温度变换器和一根电缆，才能将温度信号传送到车间计算机。这样测点一多，设备就多，电缆也多，不仅费用高而且增加很大的施工难度，也就是水泥企业监测的机械设备运行参数少的重要原因。

因此SJX系统采用了现在世界上最先进的“一线总线测温方式”。简单说，就是使用一根电缆将所有的温度检测单元直接串联的测温方式。如上图所示。这样一根电缆最多可串联64个测温单元，基本上可以满足新型干法水泥生产线各个车间的机械设备的温度检测。

下图是SJCX系统中振动检测系统

大家注意，在这里的震动测量，也没有采用传统的测量方式，而是在现场安装一台能够接受最多8个振动信号的振动检测单元，和振动传感器相连，振动单元用网线将现场振动信号送到车间计算机。

SJX系统的这些设计，就可使前面所述的，目前使用DCS系统的新型干法水泥生产线的机械设备运行状态检测内容，完全包容。不仅降低了机械维修人员的劳动强度，更主要的是，可以实现生产线上应该监控的设备（包括原来依靠人工巡检的那部分设备）的运行参数全部可追溯，这样就可大大提高机械设备的维护效果，达到提高运转率，增加企业效益的目的。

这是某水泥厂烧成车间计算机画面

这是某水泥窑托轮瓦出现温度高报警时物网发到电脑和手机上的画面。

这是某水泥厂原料立磨底座振动位移幅度高报警时，物网发到电脑和手机上的画面。

电气设备远程监控技术 篇3

关键词:现场总线技术;监控;自动化

1 现场总线系统的特点

1.1 开放性

现场总线系统是采用开放性分层分布式网络结构,将各控制器节点下放分散到现场,监控功能进一步分散到智能现场设备,构成一种彻底的、分布式控制体系结构,网络拓扑结构任意,可为总线形、星形、环形等,通信介质不受限制,可用双绞线、同轴电缆、光纤电缆等各种形式。采用现场总线控制系统可以减轻主机的工作负担。

1.2 分散性

现场总线系统彻底的分散性意味着系统具有较高的可靠性和灵活性,系统很容易进行重组和扩建,通过使用现场总线对现场设备进行调试、校验等工作,系统易于维护,可以减少维修人员,降低劳动强度。

1.3 低成本

衡量一套控制系统的总体成本,不仅考虑其造价,还应该考虑控制系统从安装调试到运行维护整个生产周期内的总投入。相对DCS而言,现场总线系统开放的体系结构和OEM技术将大大缩短开发周期,降低开发成本,且彻底分散的分布式结构将1对1模拟信号传输方式变为1对N的数字信号传输方式,节省了模拟信号传输过程中大量的A/D、D/A转换装置、布线安装成本和维护费用。因此从总体上来看,现场总线系统的成本大大低于DCS的成本。

2 现场总线技术的优势

随着企业对信息化管理越来越重视,越来越多的企业要求建立企业管理信息系统,以便向企业管理人员提供大量实时和非实时的、准确的、完整的、可靠的信息,提高企业管理的效率和决策的正确性,使企业能够在优化控制和优化管理软件的支持下,实现全厂管理控制一体化。企业管理信息系统应根据企业生产、管理等各环节的特点,由不同独立子系统组合而成的。火力发企业的整个生产过程是一个极其复杂的过程,对企业管理信息系统来说,DCS系统是其中一个比较重要的子系统,但仅靠的DCS系统提供的信息量是远远不能满足要求的。DCS系统对生产过程的监控只能到达I/O子系统,理想的设备和系统的预测性维护和状态检修、设备管理功能等无法实现。

作为一种全计算机、全数字、双向通信的新型控制系统,现场总线控制系统提供了开放的、具有可互操作性、可互换性的测量和控制产品,克服了传统DCS等封闭性控制系统所带来的问题,通过择优选择自动化产品,集成最佳的控制系统,降低工程造价和运行成本,提高企业的竞争力,这是今后发企业控制系统的发展方向。

现场总线技术还处于不断发展和不断改进阶段,虽然存在不尽如人意的地方,但并不意味着现场总线技术不能在发企业应用,随着现场总线技术的独特优势逐渐被大家认识,已获得越来越多的认可和肯定。在目前情况下,各方应认清应用现场总线技术的真正目的,对明确ECMS系统未来的发展方向,理清发企业各控制系统之间的相互关系,克服制约现场总线技术在企业应用的障碍,使现场总线技术为企业自动化和信息化发挥积极的作用。

3 在电气系统的应用效果

在常规的DCS系统中,电气信息受到DCS系统规模的限制,引入的电气I/O数量不能过大,采用现场总线技术后, ECMS系统可以从现场得到更多的实时信息,信息容量远大于DCS系统,基本上将主要的就地电气智能装置纳入监测/监控范围,使运行和管理人员掌握更多现场的电气信息。

采用现场总线通信后,除保留控制命令和开关位置状态外,其它电气遥测、遥信信号(如测量、保护、状态)等通过现场总线向DCS系统传送。模拟量(电流、电压、功率等)利用就地智能装置交流采样,数字通信传送代替传统的DCS系统模拟量信号采集模式。就地信息可通过一根专用的通信电缆传送,节省了大量硬接线控制电缆。同时, ECMS系统为运行管理人员提供了可在控制室方便查询到就地电气设备的运行状态,诊断和维护信息的手段,系统具有的事故追忆和事故记录功能,辅助运行人员快速处理现场问题。

为更好的在电气监控系统中应用现场总线技术,首先在进行企业自动化信息方案规划设计中应以降低企业运行管理成本,以合理的投资建立有效的信息化平台和管理体系为目标,为投资方、建设单位提供良好、有效的企业监控和信息管理系统。在此基础上,设计人员应认真研究现有的自动化产品,结合企业各工艺和生产过程的特点,采用最合适的现场总线标准和现场智能装置。设计人员应拓宽思路,提高创新意识,不应抱着固有的设计模式和设计方式不变。在目前阶段,现场总线的应用应该采用循序渐进的方式,对于已经具备就地信息化、智能化的电气系统,应积极推动现场总线技术的使用和推广,最大发挥其带来的经济效益和管理效益,而对于尚不具备条件的部分,也不宜硬性推广使用。在工程设计中应合理规划企业的自动化和信息化架构,降低工程造价、提高企业自动化和信息管理水平,更充分发挥ECMS系统信息全面的优势,使企业电气自动化水平和管理水平有质的飞跃。

参考文献

[1]曲敬旭.PROFIBUS现场总线技术在非织造布梳理机控制系统中的应用[J].制造业自动化,2008,(4):61.

电气设备远程监控技术 篇4

嵌入式智能监控技术可以将煤矿井下数据、图像及语音多媒体信息实时宽带传输, 利用嵌入式技术、32位嵌入式微处理器、实时操作系统、专用H.264视频图像压缩及解压缩芯片技术、视频流网络TCP/IP通讯技术等、开发了专门的嵌入式摄像仪图像声音传输设备。

1.1 电路设计

随着计算机技术和数据通讯技术的发展, 图像监控也由模拟视频监控向数字视频监控发展。因此, 嵌入式视频摄像仪必须将其数字化。但模拟视频图像和语音信号经A/D转换后, 数据量特别大, 直接进行传输将占用相当高的带宽, 也必须进行压缩处理, 减少数据量。而视频压缩数据流的传输采对用矿井工业以太环网平台进行实时传输和解压。嵌入式视频摄像仪将其进行数字化, 每台嵌入式视频摄像仪对应1个唯一的IP地址。视频流信息支持点对点、广播和组播。嵌入式视频摄像仪原理如图1。

1.2 结构设计

考虑到煤矿使用环境特点, 嵌入式视频摄像仪采用分体式结构, 上部主机电路设计为本安电路, 所需输入电源为本安电源。机箱设计主要考虑防尘防潮方面的特点;下部电源电路采用本安胶封设计, 输出各路电源通过本安处理, 以满足其本安特性。结构设计为隔爆型外壳。

2 支持宽带接入技术的监控分站开发

2.1 电路设计

对于宽带快速反应煤矿监测监控系统, 其主要监控分站也应支持宽带接入能力, 同时应具有采集多信息的能力, 因此电路设计构架采用高性能的处理技术。分站以单片微处理器为主要部件, 具有数据采集、存储、处理、显示、断电控制、红外遥控及远距离通讯等功能。可以连续监测矿井的各种环境参数及设备开停状态, 如瓦斯、风速、一氧化碳、负压等, 分站和地面监控中心站可进行双向通讯, 及时将监测到的各种环境参数、生产状态传送给地面中心站, 并执行中心站发送的各种命令。

该设备是专为研究其接入工业以太环网平台技术开发设计, 为了适用煤矿特殊环境, 将监控分站根据容量大小设计为大中型二种系列 (两种分站的电路和程序完全相同, 唯一区别是传感器输入通道数量有一定的差异) 。由于分站功能多, 处理任务繁重, 实时性要求高。同时, 既要与地面监控主机进行双向数据通讯, 又要与总线型智能传感器进行数据通讯, 由单片微处理器已不能胜任。因此, 设计采用双CPU结构, 两块CPU之间以双端口进行数据交换。

监控分站由一个以高性能单片机CPU为核心的微型计算机系统, 由数据采集、显示、控制、存储、红外遥控、通讯、看门狗等主要功能电路组成。主要通过主板、通讯板和引线板3块电路板形成有机整体。其中主板为主控电路;通讯板用于与地面中心站的数据通讯;引线板用于分站与外部接线的连接。如图2。

2.2 软件设计

监控分站的通讯软件必须同样支持两种通讯方式, 监控软件根据通讯方式不同, 开发了适应多主并发通讯的宽带TCP/IP通讯软件程序和适应总线通讯方式的分站监控程序。但两种程序除了数据通讯部分程序有区别外, 其他分析、处理、显示、控制程序完全一样。监控分站主程序由初始化程序、主循环分析处理显示控制程序、数据通讯程序组成。数据通信程序又分为3部分:通讯初始化、数据发送和数据接收。通讯初始化程序放在主程序开始部分, 而数据发送和数据接收采用中断方式, 以提高程序运行效率。监控分站软件开发工具采用高效的C51语言进行编程开发。

2.3 结构设计

分站工作电源, 由其配套的电源箱提供, 分站与电源采用组合设计, 使用中既可分体, 也可一体。上部主机电路设计为本安电路, 所需输入电源为本安电源。机箱设计主要考虑防尘防潮方面的特点, 外壳结构采用箱体、翻盖式结构, 并设计防尘、防水槽和电缆连接保护翼, 使外壳结构美观、牢固, 易于维护。下部电源箱电路采用隔爆设计, 输出各路电源通过本安处理, 以满足其本安特性。

2.4 主要性能

监控分站的主要性能有:能对多通道、多种制式的传感器信号进行采集;具有独立的超限判别, 并进行断电的功能;能通过遥控器, 对分站进行预置, 可脱机使用;能接受地面中心站的各种控制命令, 进行相应的工作;能向地面中心站发送分站采集的数据和状态信号;分站电源箱带备用电池, 当交流电网断电时, 采用备用电池供电, 可保证分站连续至少工作2小时;分站具有红外遥控设置功能, 可就地进行手动初始化设置;为传感器提供最多八路18V/360mA的本质安全性电源;分站工作12V/200mA;符合矿井环境需要, 耐压、耐腐蚀、防潮和密封。

3 结论

我国煤矿监控技术已经完成了引进、吸收、自主开发的过程, 但是, 我国监控系统缺乏高速、可靠的系统平台, 监控系统网络传输速度慢, 故障率高, 监控系统技术水平与安全生产要求之间还存在着较大的差距。本论论述的嵌入式智能监控技术被用于新一代的监控系统中, 开发了智能监控分站, 使其适应工业以太网+CANBUS现场总线的大容量、宽带信息光纤传输要求, 使监控系统可以实现数据、图像及语音多媒体信息实时宽带传输, 提高了监控系统的反应速度及可靠度, 为煤矿安全生产提供强有力的保障。H

摘要：针对高可靠性快速反应监控系统的发展需要, 本文论述了煤矿监控系统嵌入式智能监控技术及其设备的研发, 实现了煤矿井下数据、图像及多媒体信息实时宽带传输, 为下一代高可靠性快速反应煤矿监控系统开发提供技术支持, 保障煤矿的安全生产。

电气设备远程监控技术 篇5

（试行）

第一章总则

第一条 为了规范交通技术监控设备查处道路交通违法行为工作，促进严格、公正、文明执法，维护道路交通秩序，保障道路交通安全，根据道路交通安全法律、法规、规章的有关规定，制定本规范。

第二条 公安机关交通管理部门使用交通技术监控设备记录道路交通违法行为，并根据监控信息资料，对违法机动车驾驶人或者机动车所有人、管理人进行处理的，应当遵照本规范执行。

交通技术监控设备是指电视监控系统、闯红灯自动记录、测速、摄（录）像、照相等用于道路交通安全管理的设备。

监控信息资料是指使用交通技术监控设备，通过控制、检测和成像等技术手段，自动或者人工获取的记录有道路交通违法信息的视听资料和电子数据。

第三条 使用交通技术监控设备查处道路交通违法行为工作应当遵循合法、公开、公正、及时、便民的原则，依法保护当事人的合法权益。

第四条 县级以上公安机关交通管理部门负责本行政区域内交通技术监控设备查处道路交通违法行为工作。对交通技术监控设备记录的道路交通违法行为的处理，可以由违法行为发现地或者机动车号牌核发地的公安机关交通管理部门管辖。当事人对违法事实有异议的，应当由违法行为发现地公安机关交通管理部门管辖。

第五条 县级以上公安机关交通管理部门应当建立运行机制，明确职责分工，落实工作责任，制定考核办法，不断提高交通技术监控设备查处道路交通违法行为工作的效率和水平。

第六条 公安机关交通管理部门应当积极推广应用交通技术监控设备，加强交通安全执法工作，提高道路管控效能。

第二章 道路交通违法行为的记录

第七条 下列方式记录的道路交通违法信息，应当作为监控信息资料进行管理：

（一）固定交通技术监控设备记录的道路交通违法信息；

（二）移动交通技术监控设备记录的道路交通违法信息；

（三）执勤民警利用交通技术监控设备当场记录的道路交通违法信息；

（四）交通指挥中心监控系统记录的道路交通违法信息；

（五）其他合法途径记录的道路交通违法信息。

第八条 下列道路交通违法行为应当使用交通技术监控设备予以记录和处理：

（一）驾驶已达报废标准的机动车上道路行驶的；

（二）机动车不在机动车道内行驶的；

（三）机动车违反规定使用专用车道的；

（四）机动车遇前方机动车停车排队等候或者缓慢行驶时，从前方车辆两侧穿插行驶的；

（五）机动车遇前方机动车停车排队等候或者缓慢行驶时，从前方车辆两侧超越行驶的；

（六）机动车遇前方机动车停车排队等候或者缓慢行驶时，在人行横道、网状线区域内停车等候的；

（七）驾驶摩托车时驾驶人未按规定戴安全头盔的；

（八）机动车违反规定停放、临时停车且驾驶人不在现场或驾驶人虽在现场但拒绝立即驶离，妨碍其它车辆、行人通行的；

（九）机动车不按规定车道行驶的；

（十）机动车变更车道时影响其它正常行驶的机动车；

（十一）机动车在禁止掉头或者禁止左转弯标志、标线的地点掉头的；

（十二）机动车通过灯控路口时，不按所需行进方向驶入导向车道的；

（十三）机动车通过路口遇放行信号不依次通过的；

（十四）机动车通过路口遇停止信号时，停在停止线以内或路口内的；

（十五）机动车通过路口向右转弯遇同车道内有车等候放行信号时，不依次停车等候的；

（十六）机动车路口遇有交通阻塞时未依次等候的；

（十七）机动车违反禁令标志指示的；

（十八）机动车违反禁止标线指示的；

（十九）机动车违反警告标志指示的；

（二十）机动车违反警告标线指示的；

（二十一）机动车逆向行驶的；

（二十二）机动车不按交通信号灯规定通行的；

（二十三）机动车行驶超过规定时速的；

（二十四）驾驶未经检验合格的机动车的；

（二十五）其它道路交通违法行为。

第九条 监控信息资料应当清晰、完整反映违法车辆的牌照号码、车辆外观、违法时间、违法地点、违法事实等。

人工记录违反机动车停放规定的道路交通违法行为时，应当先在车辆前挡风玻璃或摩托车座位上粘贴《违法停车告知单》。

第三章 监控信息资料的核准和告知

第十条 公安机关交通管理部门应当定期读取监控信息资料。使用有传输功能的固定交通技术监控设备，以及移动交通技术监控设备记录（含人工记录）道路交

通违法信息的，应当每天读取；固定交通技术监控设备无传输功能的，每周至少读取一次。

读取监控信息资料后，应当在5个工作日内完成核准工作。

第十一条 核准监控信息资料时，应当辨别确认车辆牌照号码，车辆外观，交通信号，违法行为发生的时间、地点，违法事实等相关信息，并与机动车管理信息系统、机动车驾驶人管理信息系统、道路交通违法管理信息系统等进行比对，确认机动车及其所有人、管理人的基本信息。发现有假牌假证、挪用牌证、冒领牌证、盗抢车辆等违法嫌疑的，应当及时通过电话、传真、网络等方式通知路面执勤民警查扣。

第十二条 已核准的监控信息资料应当在3个工作日内录入道路交通违法管理信息系统。属于非本辖区车辆的监控信息资料，可以通过道路交通违法管理信息系统转至号牌核发地公安机关交通管理部门。

第十三条 监控信息资料录入道路交通违法管理信息系统后，应当在4个工作日内通过互联网、声讯电话等方式提供查询服务，并通过邮寄告知单、发送短信或报纸公告等方式进行告知。同一车辆在同一地点的同一种违法行为达3次以上的，应当在核准后3个工作日内告知。

非本辖区车辆的监控信息资料，通过道路交通违法管理信息系统转递的，号牌核发地公安机关交通管理部门收到监控信息资料后，应当在4个工作日内进行告知。

第四章 道路交通违法行为的处理

第十四条 公安机关交通管理部门应当按照警务公开的要求，在处理窗口公开处理程序、依据和服务内容，设置查询设备，提供必要的查询服务，维护当事人的知情权。

第十五条 根据监控信息资料对违法的机动车所有人、管理人进行处罚时，应当查验机动车行驶证。能够确定驾驶人的，应当查验该驾驶人的驾驶证，在处罚后按规定予以记分。有其他违法行为的，可以一并处理。

不能确定驾驶人的，只处罚不记分，但应当在道路交通违法管理信息系统中注明。违法行为已处理的监控信息资料保存期限为2年。

第十六条 非本辖区车辆的监控信息资料通过道路交通违法管理信息系统转递的，车辆所有人或管理人可以在办理车辆定期检验手续的县（市）公安机关交通管理部门接受处理。

第十七条 有下列情形之一的，经核实后，对交通技术监控设备记录的道路交通违法行为不处罚或者免予处罚：

（一）执勤民警指挥通过的；

（二）信号灯发生故障的；

（三）告知的车辆与实际车辆不符的；

（四）协助司法机关侦查破案、追捕违法犯罪嫌疑人的；

（五）因道路交通设施改造、维修占用道路造成的；

（六）车辆被盗抢期间发生的；

（七）办理车辆转移登记时，记录的道路交通违法行为尚未录入道路交通违法管理信息系统的；

（八）距核发车辆检验合格标志1个月前，记录的道路交通违法行为尚未录入道路交通违法管理信息系统的；

（九）警车、消防车、救护车、工程救险车执行紧急任务的；

（十）已接受过现场处罚的；

（十一）其他特殊情况应当不处罚或免予处罚的。

第十八条 当事人对违法事实提出异议的，公安机关交通管理部门应当在2个工作日内重新核准，并将结果及时告知当事人。对属于不处罚或免予处罚情形之一的，应当经过县级以上公安机关交通管理部门负责人批准，并在道路交通违法管理信息系统中注明。

第十九条 车辆管理部门在办理机动车转移登记、核发检验合格标志等业务时，应当与道路交通违法管理信息系统进行比对，发现有违法行为尚未处理的，可以依据公安部《机动车登记规定》第二十条、第三十四条的规定，不予办理相关手续。

第二十条 工作人员在使用交通技术监控设备查处道路交通违法行为工作中，有徇私舞弊、弄虚作假、超越职权作出处理决定等行为的，一经发现或者举报查实，按照有关规定对责任人予以处理。

第五章 交通技术监控设备的安装和维护

第二十一条 交通技术监控设备的选购、安装应当符合《闯红灯自动记录系统通用技术条件》(GA/T496-2004)、《交通电视监视系统工程验收规范》

(GA/T514-2004)、《机动车测速仪通用技术条件》(GA297-2001)、《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》（GAT497－2004）等国家和行业技术标准。第二十二条 交通技术监控设备须按技术标准和验收程序验收合格后方可交付使用，并按规定和技术标准定期检验。测速仪等计量设备应当按规定定期接受法定检测机构的检定。

第二十三条 公安机关交通管理部门应当指定职能部门和人员负责交通技术监控设备的选购、安装、维护和日常管理，保持设备运行状态良好。

第二十四条 运用自动控制技术实现自动拍摄道路交通违法行为的设备，要按照一机一档建立设备管理档案，记录设备编号、类型、管线图、感应线位置、投入使用时间、维修、移机等情况。

第二十五条 使用交通技术监控设备查处道路交通违法行为的区域、路段，公安机关交通管理部门应当设置提示标志牌或在媒体上公布，提醒驾驶人自觉遵守道路交通安全法律法规。

第六章 附则

第二十六条 县级以上公安机关交通管理部门应当依据道路交通安全法律法规和本规范，制定实施细则。

第二十七条 高速公路公安交通管理部门利用交通技术监控设备记录的道路交通违法行为的处理，按照《江苏省高速公路联网查处动态交通安全违法行为系统使用管理暂行规定》执行。

工业设备远程信息监控系统探析 篇6

关键词：远程控制；故障诊断；网络技术

随着电子商务、企业信息化、教育信息化等信息化进程的推进，整个社会的信息化程度不断提高。在人们的工作、生活中，信息处理变得越来越重要了。而作为信息处理的一种典型模式，企业等各类社会组织的“内部资源处理系统”迅速地发展起来，并逐步成为组织各种业务的基础设施。在这些内部资源系统的服务器和主机上，配置了大量的业务处理应用软件，存放了越来越多的数据。这些资源（软件和数据）与组织的各种业务紧密相关，已经成为组织的重要财富，在企业的发展中起着重要的作用。在全球化的商业环境中，一个大型的企业可能在全世界都有其正在运行的系统和产品，那么如何安全快速地远程访问这些系统，了解它们的运行情况呢？目前，企业资源的远程访问只能达到对内部文件的共享。多数的远程应用也不可能达到像在本地一样的方便。

随着互联网络的发展，越来越多的用户（特别是OEM的用户）希望能够通过互联网对所售出的产品进行查询、诊断和维护，这样可以加强管理、减少维护工程师到现场的时间和费用，不仅节约了大量的人力和物力成本，同时也能为客户提供更为快捷的服务，减少客户的损失，这样，远程诊断和服务成了迫切需要解决的问题。随着信息时代的到来，Internet的发展为各行各业带来了全新的理念，把设备的远程信息技术提高到了一个新的层次，已经能够把生产企业、设备供应商二者更加紧密地结合在一起，使得设备供应商可以在异地通过网络对远程设备进行信息交换。因此对工业设备远程信息监控系统的应用研究具有可行性而且具有重要的现实意义。

远程监控是国内外研究的前沿课题，国内外都展开了积极的研究。1997年1月，首届基于Internet的远程监控诊断工作会议由斯坦福大学和麻省理工学院联合主办，有来自30个公司和研究机构的50多位代表到会。会议主要讨论了有关远程监控系统开放式体系、诊断信息规程、传输协议及对用户的合法限制等，并对未来技术发展作了展望，由斯坦福大学和麻省理工学院合作开发基于Internet的下一代远程监控诊断示范系統，这项工作同时也得到了制造业、计算机业和仪器仪表业的Sun、HP、Boeing、Intel、Ford等12家大公司的热情支持和通力配合。之后，由这些公司共同推出了一个实验性的系统Testbed。Testbed用嵌入式Web组网、用实时JAVA和Bayesian Net初步形成在Internet范围内的信息监控和诊断推理。另外，许多国际组织，如MIMOSA（Machine Infor-mation Management Open System Alliance）、SMFPT（Society for Machinery Failure Prevention Technology）、COMADEM（Condition Monition an Engineering Management）等，也纷纷通过网络进行设备监控与故障诊断咨询和技术推广工作，并制定了一些信息交换格式和标准。许多大公司也在他们的产品中加入Internet的功能，如Bentley公司的计算机在线设备运行监测系统DataManager200可以通过网络动态数据交换（NetDDE）的方式向远程终端发送设备运行状态信息；著名的National Instruments公司也在它的产品LabWindows/CVI以及LabVIEW中加入网络通信处理模块，因而

可以通过WWW、FTP、E2mail方式在网络范围内进行监控数据的传送。法国ALARM研究组对生产过程的智能报警和监控系统进行了长期研究，并在多个项目中进行了应用。西门子、施耐德等著名自动化公司也推出了相应的产品。

目前，各种短距离通讯技术已经比较成熟，包括各种总线技术、远程I/O、分布I/O等都已经在世界上普及应用。传输介质有双绞线、同轴电缆、光纤、无线电等。

利用无处不在的电话网络、GSM无线网络进行工业数据传输技术的实现使我们有了一种经济、有效的远距离通讯方法。由于其对可靠性和传输速率上要求极高，实现起来较困难，所以远程监控和故障诊断刚刚起步、而在国内主要出于实验阶段。随着技术的成熟、用户需求的增加，应用前景也非常广阔。

国内对于远程监控技术也开展了积极的研究。目前，西安交通大学、华中科技大学、哈尔滨工业大学、南京理工大学等高校已经取得了较为先进的研究成果，如西安交通大学研制的大型旋转机械计算机状态监测系统及故障诊断系统RMMD、华中科技大学开发的汽轮机工况监测和诊断系统KBGMD、哈尔滨工业大学的

微计算机化机组状态监视与故障诊断专家系统MMMDES等。

远程监测与故障诊断主要包括诊断知识的表达、诊断知识的获取及其软件实现、诊断知识的扩展软件实现以及如何实现用户与诊断中心的交互。远程监测与故障诊断在工业控制的实际应用中，可采用不同形式来实现。

一、基于Modem拨号的点对点型

通过本地Modem、公用电话网、远端Modem来监测远端设备，这种点对点远程监测简单实用，设备要求少，在远程监测时，只要企业提供公用电话线即可，设备供应商就可通过特定的软件对其设备进行监测。其缺点是不能实时联接、数据流量小、不能做到资源共享，企业无法获取新的诊断方法。

二、基于互联网的网络型

网络型远程监测与故障诊断是一个开放的分布式系统，可运行在基于TCP/IP网络协议的网上，使用户能够实现上、下位机以及更多层次的厂级联网。TCP/IP网络协议提供了在不同硬件体系结构和操作系统的计算机组成的网络上进行通信的能力，一台PC机通过TCP/IP网络协议可以和多个远程计算机（即远程节点）进

行通讯。就是采用网络技术，将用户的工业设备与生产企业的计算机之间建立一个通道，从而达到远程监控和故障诊断的功

能。要实现以上功能，需要解决以下问题：

1.工业设备连接以太网，现阶段大部分的厂家生产的产品提供以太网模块，使产品备用连接以太网的能力。

2.工控设备与Internet的连接。目前，在我国连接Internet的方式主要有拨号连接和专线连接，由于专线连接造价比较昂贵，所

以应用不很普遍，拨号方式需要经过Modem由PPPoE拨号来连

接Internet。主要有ADSL、CDMA、GPRS等（其中CDMA和GPRS主要是用来进行无线连接）。我们主要是用以上三种方式进行连接Internet。但是工控设备本身不支持PPPoE的拨号方式，所以我们必须借助一个路由器，通过路由器使工控设备连接到Internet上。

3.访问到工控设备。工控设备在组态时分配一个IP地址，这个IP地址是局域网地址，在Internet上我们是不能直接访问这个IP地址的。所以我们就应用到一个VPN技术。通过VPN技术在本地计算机和远程工控设备的路由器之间建立一个专用的数据通道，就好像我们的计算机和远程工控设备在一个局域网内，从而可以直接访问。

随着社会的发展，使得工业设备自动化水平越来越高。而生产企业的维护能力有限，迫切需要建立起远程实时监测和诊断系统，由设备提供商、企业技术人员和行业专家共同实现及时、准确的预防和诊断设备故障。

参考文献：

[1]阳宪惠.现场总线技术及其应用[M].北京：清华大学出版社，1999.

[2]张俊星，魏玉东.开放式工控实时数据库的设计[J].计算机应用，2000，20（3）.

[3]夏素霞.基于Web技术的工业远程控制系统的实现[J]. 计算机与现代化，2005（9）.

新一代电气火灾监控技术的研究 篇7

随着关于预防电气火灾的国家标准的推出, 许多新建筑都设计和安装了电气火灾监控系统, 安装和使用电气防火设备已经成为一种新趋势。在北京的奥运场馆中, 有7个重要场馆安装了电气防火监控设备, 表明有关部门对防止和减少发生电气火灾、保障人民生命财产安全是高度重视的, 电气火灾监控设备必将起到越来越重要的作用。目前使用电气火灾监控设备的项目不多, 使用时间不长, 还需一定的数据积累才能够验证电气火灾监控设备对预防电气火灾的有效率。调查发现, 虽然目前生产电气火灾监控设备的厂家越来越多, 但几乎没有企业进行过电气火灾的基础试验, 对电气火灾产生的原因没有进行接近实际的试验和相应的理论分析, 一般是沿用别人的研究成果, 缺乏有说服力的数据, 这种情况造成了一些电气工程师对电气火灾监控设备防止电气火灾发生的有效性产生怀疑。据此, 进行了一些基础试验工作, 同时对已投入使用的电气火灾监控设备的运行情况进行了调查统计分析和经验总结, 对电气防火理论和实践的不足进行补充和增加, 希望能解决一些电气工程师的困惑, 为减少和预防电气火灾作出贡献。

1 发生电气火灾的原因

国家标准《剩余电流动作保护装置安装和运行》 (GB 13955-2005) 中, 强调了安装剩余电流动作保护装置不仅对防止人身电击事故起保护作用, 而且在防止接地故障引起的电气火灾事故中起重要的保护作用。

《剩余电流动作保护装置安装和运行》 (GB13955-2005) 的引言、术语和定义的3.26、分级保护的4.4.5等处, 都强调了安装剩余电流保护装置对防止接地故障引起电气火灾的作用, 并对在建筑物内安装剩余电流动作火灾监控装置及动作参数做了明确规定, 在附录中列出了分级保护方式中安装剩余电流动作火灾监控装置的模式图。修订后的标准从实际出发, 提出发生接地故障时若故障电流小, 过电流保护无法预防接地故障引起的电气火灾, 而电气火灾监控装置正是弥补了这方面的不足。

1.1 电气火灾事故的多发性

根据公安部消防局在“消防年鉴”发表的权威统计, 近十年来, 我国电气火灾事故高居火灾事故总数的首位, 约占总数的30%左右。在电气火灾中, 电气短路 (剩余电流故障) 引起的火灾事故又占一半以上。

在TN-C-S系统中, 电气短路的形成有两种方式:一种是导体之间直接接触, 如相线与相线之间、相线与N线之间的短路, 短路点往往是被高温熔焊的金属短路, 称为金属性短路;另一种是带电导体对地短路, 是以电弧为通路的电弧性短路, 这种短路是以剩余电流的形式出现。金属性短路电流可以达到数百甚至数千安培, 金属导线在大电流通过时可以达到炽热的半熔化状态, 绝缘部位被剧烈氧化而自燃, 但这种金属性短路产生大电流时能使断路器的过流脱扣动作, 瞬时切断电源, 这种短路造成的电气火灾往往可以避免。当相线外皮绝缘层破损或老化造成与大地同电位的金属保护线管或金属接线盒短路时, 金属与大地之间的电阻一般较大, 而且往往接触得不是很牢固, 处于一种接触不良的状态, 由于接触电阻较大, 非常容易形成电弧, 电弧性短路则因短路电流受较大接触阻抗的影响, 电流值只有几十或几百亳安, 因为其电流值小, 不能使短路保护器动作, 因此电弧能长时间存在, 这种电弧与家庭厨房里煤气灶点燃的情形相似, 连续不断的高温电弧可以使燃气很快燃烧。

由于接地电弧引起的短路电流较小, 不足以使一般断路器动作跳闸切断电源, 所以这种剩余电流形式出现的电弧性短路引起火灾的危险远远大于金属性短路, 这种情况是引起电气火灾的主要原因之一。

1.2 接地故障的危险性

在电气线路短路引起的火灾中, 接地故障电弧引起的火灾远多于带电导体间金属性短路引起的火灾。首先是因为电弧性接地故障发生的概率远大于带电导体间短路的概率。

由图1来说明, 图1中a为相线、b为中性线、c为PE线的连接端子、d为PE线和N线的连接处。a、b两端子是电源进线, 如果如接触不良或未连接好, 用电设备将不工作或工作不正常, 可以被人及时觉察予以修复, 不致引发事故。但PE线的端子c、d不导电或导电不良却不易觉察, 因为设备仍能照常工作, 这时c、d端子的接触不良将成为一个事故隐患而持续存在。图1中, 发生相线a (俗称“火线”) 碰外壳接地故障, 若c或d端子连接不好, 设备外壳带相电压而导致电击事故;若c或d端子导电接触不良, 在端子处一定会迸发电火花或电弧 (连续的电火花即为电弧) , 很容易引起火灾。

因此, 在接地故障回路全部为金属导体的TN-C-S系统中, 其导电性能不良失去接地保护时, 并不影响电气设备的正常运行, 所以不容易被发现。一旦发生相线接地电弧故障, 由于是连续打火的电弧, 连接点处较大的阻抗限制了短路电流, 不能使断路器动作, 导致这种电弧性短路连续进行, 这是一种严重的电气火灾诱发因素。至于TT系统, 其接地故障回路内串有电源的接地保护和设备外壳的接地保护, 两个接地电阻造成回路本身的阻抗很大, 更易发生电弧性短路。由此可知, 以电弧形式出现的连续打火容易引起电弧周围灰尘或可燃气体的燃烧, 这也是单相接地短路故障容易导致火灾的一个重要原因。

电力线会因外皮绝缘层受机械损伤而发生短路, 而导线在金属线管内没有外力作用, 如何会磨损?通过试验, 当导线流过大电流时, 电磁力会使导线发生扭曲和蠕动, 久而久之就会使导线外皮与金属管之间的绝缘层受损伤, 从而导致相线对地短路。这种短路多为单相接地故障, 由于接触不良, 极易发生电弧性短路。通常电气设备绝缘层损坏导致电弧性接地故障的因素还有:导线和电气设备绝缘老化;电器或电动机的接线端子周围绝缘因长期发热而炭化;电动机过载而发生匝间短路;电气设备受潮或严重凝露;在电气设备中有导电尘埃沉积等。这类故障会引起接地电弧性短路, 电弧电流可以达到300~800m A, 因为电弧两端的等效阻抗较大, 所以在电弧两端的电压几乎与火线的对地电压220V相等, 以此计算, 这类故障剩余电流产生的发热功率约为60~160W, 这个发热功率若集中在几平方毫米范围内, 不断积聚的高热量会把周围可燃材料引燃发生火灾。

还有一种情况, 当线路因过负荷产生大电流时会使导线温度急剧上升, 紧贴导线外面的绝缘层的温度也同时上升, 一旦超过最高允许工作温度, 绝缘材料会变软变薄加速老化, 并且绝缘电阻的数值很快降至规定值以下, 这时如果没有外因触发, 导线和接地金属的短路一般不会发生。但如果有雷电引起的瞬态过电压、邻近大功率设备的启动时产生的过电压、变电所高电压侧接地故障引起的暂态过电压等, 在这些大峰值过电压冲击下, 老化的绝缘部位的最薄弱点将被击穿而形成电弧短路, 瞬间发生的过电压消失后, 短路所形成的电弧却不能消失 (要想使电弧断开就要使导线和接地处拉开一定距离, 实际上这个短路点不好发现, 所以也无法及时处理) 。因为接地点的高阻抗限制了短路电流 (一般只有几百毫安) , 使断路器过电流保护不能动作, 断路器不能打开, 电弧也就会长期存在, 时间长了就可能引起电气火灾。这类过电压多出现在带电导体与地之间, 所以这种短路也多为单相接地短路。

根据以上分析, 电气短路以单相接地故障居多, 电气火灾的危险则以电弧性接地为最严重。

1.3 接触不良造成的局部过热

配电系统中必然有一些导线接头, 故障往往出现在导线接头处, 因为在大电流供电的系统中, 接头氧化造成的接触电阻只要达到0.1Ω, 在几十安培电流下就会产生巨大的热量, 如公式 (1)

假设供电线路中的电流为100A, 接点处的接触电阻为0.1Ω, 则这一点的功率可以达到1 000W, 换句话说, 只要导线接点的电阻达到0.1Ω, 就相当于在接点处有一个1 000W的电炉在发热, 如式 (2) 。

随着发热量的不断增加, 接头处导线的氧化也越来越厉害, 接触电阻也会增加, 热量积累会越来越大, 形成恶性循环, 最终引起电气火灾。

2 使用电气火灾监控系统以后所遇到的问题

2.1 如何区分供电线路中正常的剩余电流和故障剩余电流

在交流供电系统中, 供电线路之间以及和地之间都存在着分布电感和分布电容, 称为“分布参数”, 其中包括感抗XL和容抗XC两部分, 如式 (3) 和式 (4) 所示。

式中, f为工频频率50Hz, C为分布电容, 其数值一般只有几十或几百皮法, L为分布电感。

导线之间的泄漏电流主要受分布电容的影响, 其分布电容值随导线的长度增加而增大, 容抗XC与电容C为倒数关系, 所以容抗值随导线长度增长而减少, 因为电压U是基本稳定的, 所以漏电电流公式如式 (5) 所示。

因为分布参数的数值一般较小, 这种剩余电流的数值也比较小, 一般上千米的导线其分布参数产生的剩余电流也就是几毫安或十几毫安, 但在配电系统中还会有各种用电设备, 用电设备也会产生剩余电流 (是正常的泄漏电流, 不是故障漏电) , 这样加在一起的正常的剩余电流一般不会超过几百毫安。但这种正常情况下产生的剩余电流是不容易事先计算和预测的, 在特殊情况下, 有些正常剩余电流的数值会很大, 在设置剩余电流报警值时, 应该把正常剩余电流的数值扣除后再设置报警剩余电流值。如线路中产生的正常剩余电流为100m A, 设置故障剩余电流最大达到400m A时报警, 此时正确的报警值应设置为500m A。

3 新一代电气防火监控设备的研究

新一代电气火灾监控设备要进一步发挥计算机的智能化作用, 具有更加灵活的自主判断能力, 使监控工作更加有效、可靠、人性化。

3.1 对剩余电流变化的智能化判断

在新一代的电气火灾报警系统中, 对以下情况要进行辅助判断, 包括:

1) 工作电流是否加大, 是否在额定范围内;

2) 工作电流是否加大, 是否在额定范围外;

3) 导线温度是否在规定范围内;

4) 导线温度是否超出规定范围。

对于出现辅助判断中的2) 、4) 项异常情况时, 就应发出报警, 以引起值班人员的注意, 以便及时采取措施, 避免可能的电气火灾的发生。对于在辅助判断中属于1) 、3) 项的情况, 则只应给予预警提示, 而不用发出报警。

除了对以上的情况进行分析外, 还要根据季节 (主要是环境温度和湿度) 变化对剩余电流报警值进行适当的调节。

3.2 使监控设备具有自学习功能

实际上每个安装了电气火灾监控设备的单位的情况都不相同, 用电环境千差万别, 用一种不变的模式应用于各种不同类型的用电环境是不现实的, 所以新一代电气火灾监控系统应具有自学习功能, 其基本原理如下:

1) 先计算确定一个剩余电流的报警值, 然后开始工作, 计算机自动把一天、一个月、一年的剩余电流变化规律进行记录, 并与前一个相同时间段的记录进行比较, 如果电流变化的规律基本相同, 则认为是正常的;如果违反了这个规律, 而且相差悬殊, 则要进行提示, 由工作人员检查供电系统中的负载是否因为变化才造成剩余电流的变化, 以便判断是否发生了故障。

2) 以一年为周期, 对不同季节的温度湿度变化时的剩余电流值进行记录, 并在下一个周期进行对比, 如果发现了比较悬殊的差别, 则提示值班人员对供电线路进行相应的检查。

3) 不同的工作电流相对应的剩余电流值也不相同。前面已经分析过, 用电设备越多, 其剩余电流值可能越大, 此时由计算机根据工作电流增大的数值进行查表, 自动把报警值提高至一个适当的数值。

有了这些辅助判断和自学习功能, 会使电气火灾监控设备的智能化程度更好、判断能力更强、准确度更高、误报率更低, 使电气火灾监控设备在防火领域发挥更大的作用。

总之, 安装了电气火灾监控系统后, 其剩余电流保护功能可以对配电系统内的电弧性接地故障引起的电气火灾进行有效的防范, 新一代监控设备可以降低误报率, 提高安全水平。

参考文献

[1]中华人民共和国质量监督检验检疫总局.电气火灾监控系统 (GB 14287-2005) [S].北京:中国标准出版社, 2006.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部, 中华人民共和国质量监督检验检疫总局.火灾自动报警系统设计规范 (GB 50116-2013) .北京:中国计划出版社, 2014.

电气设备远程监控技术 篇8

电网视频监控平台是智能电网的一个重要组成部分,广泛应用于电网的建设、生产、运行、经营等方面,通过对电力系统中设备、线路及周边环境等生产、经营要素的实时监视及记录,为事故分析提供相关图像资料,是对“四遥”(遥测、遥信、遥控、遥调)功能的进一步补充-“遥视”。

新疆电网统一视频监控平台的建设,使不同的视频监控系统能够互联互通,实现统一监控、分级控制、分域管理。目前,视频监控平台共接入15000多个视频监控点位,覆盖了各部门各地州营业厅、变电站、输电线路、信息机房、库房、机关大楼等各个场所,支撑各部门、各单位的视频应用需求。

新疆电网统一视频监控平台所涉及设备型号及数量规模越来越大、产品种类越来越多、设备也越来越复杂,同时由于新疆地域广袤、监控场所分布不均匀,运维检修难度较大。另外,平台目前主要提供粗犷型的设备接入状态信息(设备离/在线状态),无法对具体原因进行分析、定位,对于出现故障的设备无法做出快速响应,与运维检修人员故障排查、运维检修脱节,对于设备检修流程缺少有效的跟踪,对平台运行维护造成了新的困难。因此,需要开展对监控设备故障和网络通道故障的分析、精确定位,以及检修过程精益化管控的研究和应用。

2 故障诊断关键技术

电网监控设备与网络故障诊断分析技术研究,是进一步提升平台实用化水平,通过故障诊断分析定位、融合设备检修流程等方法,实现对故障设备的快速分析定位协助运维检修人员做好设备故障排查、运维检修工作。主要实现以下目标:

1)通过故障精确诊断分析功能,实现对平台接入设备的实时状态监测,对于离线设备进行快速故障诊断分析、问题定位,并告知运维检修人员进行设备故障检修。

2)通过与现有设备检修流程高效融合,在设备运维检修过程中,实现对运维检修各环节中所涉及的检修人员、响应时间、检修流程进行全过程跟踪。

3)通过大数据分析策略实现对故障原因、故障设备类型、故障频率、典型故障区域、典型故障场景等多维度分析,为后续视频监控建设选型、网络配置标准化提供数据支撑。

2.1 网络性能预警技术

网络故障在视频监控故障类中的发生率占比超过50%,而视频信息丢失、带宽不足、路由配置错误、时延过大等情况,是网络故障的最常见情况,因此需要形成以通信网络信道性能预测为中心的关键技术研究。

视频传输是基于Internet网络的应用中对网络时延要求较高,一般有两种预测时延的方法:一种是根据时延数据之间的关系,进行拟合,预测未来的时延;另一种通过构建Internet的网络模型,实现对时延的预测。后一种方法相对于前一种方法有着更好的预测效果,这是因为后者不但能够包含时延数据之间的规律,而且能够更好地反映出当前的网络状况以及未来时刻网络的状况和时延情况。

本课题采用隐马尔科夫(HMM,Hidden Markov Model)的方法构建Internet网络模型,预测Internet网络时延。该方法通过预测未来时刻的可观测状态值,准确表示时延数据集的规律以及Internet网络的特性;同时,该方法对于未来的可观测状态的预测有较高的准确性,能够更好地对Internet时延敏感的应用作出决策。

2.2 视频质量分析技术

将常见视频质量故障类型、原因、采取的检修方法,以故障缺陷库和知识库的形式固化在监控平台中,通过视频图像质量分析的方法结合缺陷库和故障知识库,在巡检工单或检修方案中给出故障检修建议。按照视频图像质量、系统登录情况、网络信号丢失率等故障分类,自动填写检修工单,视频质量故障分析表如下所示:

2.3 故障自动巡检方法

人工方式通过监控画面巡检,发现故障的效率非常低,而且不能精确定位故障原因。因此,需要研究设备故障自动巡检功能,通过设置任务的定期重复执行来实现,如下图1所示:

对故障诊断任务设置每日、每天、每月执行的方式,简化工作人员重复建立故障诊断任务的工作量,提高工作效率。同时,诊断功能对任务诊断到的异常设备自动生成工单在夜间进行下发,次日可以在设备运维人员的账号上看到设备工单,进而进行消缺。

3 故障诊断实施方案

3.1 故障知识库与运行缺陷库构建

在构建知识库的基础上,通过对设备故障原因、故障类型、故障频率、典型故障区域、典型故障场景等多维度分析,形成设备运行缺陷库。通过对具体设备故障或网络故障的进行细分,实现对设备故障的定位,精确到单个路由器,例如设备网络不通时,经过哪些路由后网络不通,大大简化设备故障的消除。

通过平台设备运行数据综合统计和分析功能的建设,实现对平台视频设备历史运行情况多时间维度的统计和分析,可以方便运维和检修人员对重点故障区域和故障设备类型制定针对性整改方案,有效提高平台指标情况。并通过对历史数据信息进行多维度统计分析为运维检修人员提供重点故障区域和设备类型等信息,为运维检修人员进行针对性整改提供决策数据辅助。

3.2 故障诊断业务架构

电网统一视频监控平台为各业务领域下的变电站、输电线路、营业厅、变电站、办公大楼、应急场所等视频监控应用场景提供视频源,实现实时视频、录像回放、运行工况、资源管理、资源调度等业务功能。新增设备故障精确分析诊断功能,实现设备运行故障快速诊断分析定位,规范设备检修流程,形成设备运行缺陷库。

故障诊断分析定位:通过网络跟踪的技术对电网统一视频监控平台设备运行故障进行诊断分析,协助运维检修人员快速定位、分析、排查故障的原因。通过网络故障诊断,能够精确到监控设备所经过的的故障路由位置(IP地址)。

检修流程标准化:通过设备诊断结果与设备检修流程的高效融合,实现设备检修流程各环节的实时跟踪处理,规范设备检修流程。

缺陷库:通过对设备故障原因、故障类型、故障频率、典型故障区域、典型故障场景等多维度分析,形成设备运行缺陷库。

统计分析:对设备接入故障信息进行多维度统计分析,可以按照监控设备部署区域或者运维区域进行故障统计,生成设备故障统计分析报表、图表。

4 实现与展望

电网监控设备与网络故障诊断分析技术,已经在新疆电网统一视频监控平台中推广应用,各全疆地州通过巡检功能对本地区设备进行定期全面检测,可以对全疆13地州15000余路视频情况进行定期诊断。

通过电网视频监控设备离线率原因分析、网络通道故障预测和定位、设备检修流程各环节实时跟踪处理,构建视频监控设备和网络运维检修标准化流程、多维度分析运行缺陷库、故障情况实时跟踪和检索发布机制、历史运行情况多时间维度的统计和分析功能,为后续设备选型、制定标准化网络配置、设备运行情况分析、重点故障区域和故障设备类型制定整改方案等过程提供辅助决策数据。

视频监控设备与网络故障诊断分析技术,对于规模越来越大、业务越来越多、设备越来越复杂的电网系统的安全运行,以及监控平台的运维检修具有较高的实用价值和推广意义,。后续,对于信息通信系统和资源的运维管控,会趋于在统一管控平台上实现,例如网络和通信网管、设备管理系统、运维检修平台等,将会出现一个统一的、协同的运维管控平台。

参考文献

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[4]潘瑞雪.基于SVM的故障视频图像识别与诊断技术研究与实现[D].武汉:华中师范大学,2014.

电气设备远程监控技术 篇9

关键词：矿产资源,机电设备,远程控制技术,应用

1 矿山机电设备远程控制技术的重要性

在我国社会的发展过程中, 生态环境问题日益突出, 不仅增加了煤炭资源的开采难度, 而且还恶化了矿区的开采环境。

由于各种因素的影响以及条件的制约, 工作人员无法长期停留在矿山的开采环境之中, 但是在开采过程中, 需要工作人员进行实时的控制, 必须长期停留在开采区域中, 这导致设备的运行与工作人员的安全出现了冲突。而远程控制技术的运用能够有效解决这两者之间的矛盾, 同时还能够提高矿山生产的安全性和可靠性。

一直以来, 我国矿山机电设备在管理与维护等方面存在着许多问题, 例如维护难度大、管理不到位等, 这主要是由于许多机电设备比较分散, 处于不用的区域, 而且不同的机电设备由不同的部门和工作人员进行管理。而远程控制技术能够利用信息化, 通过管理中心, 直接对每一个设备进行有效控制, 构建完善的管理体系, 以此提高机电设备的运行效率和运行质量。

2 矿山机电设备远程控制中的重要技术分析

矿山机电设备远程控制中的重要技术主要包括有以下四个方面的内容:

首先, 故障诊断技术。在矿山机电设备中, 远程控制技术能够有效减少人员的工作量和工作强度, 提高生产的安全性, 降低事故的出现概率。故障诊断技术主要是利用计算机技术与故障诊断技术结合的方式, 将监测点设置在矿山的重要位置, 利用采集设备, 采集实时数据状态, 以此形成信息综合诊断中心, 从而制定相应的解决对策。

其次, 网络数据库技术。在网络数据库技术的运用过程中, 主要包括有实时数据库结构设计和管理程序结构设计。实时数据库结构设计主要是以机电设备的属性和特征为基础, 管理程序主要是针对现场中的数据进行修改, 并根据数据库的请求报告、报警等进行处理。

再次, 延时处理技术。延时处理技术主要是根据现有的条件, 互联网远程监控存在着很大的差异。因此, 针对控制信息, 会出现响应不及时的问题。对此, 可以采用两种手段, 第一种是可以合理减少通信数据量, 而另一种是采用全双工的通信快速交换模式。

最后, 现场总线技术。现场总线技术主要是在互联网的条件下, 形成完善的监控信息传输系统。在远程监控过程中, 可能会出现一些意外情况, 因此, 在设计现场总线过程中, 应该需要针对机电设备的监控需求进行全面考虑, 从根本上避免意外情况对机电设备造成的不良影响。

3 矿山机电设备远程控制技术的有效应用

3.1 GIS技术

随着我国科学技术的不断发展, GIS技术已经被广泛地运用于矿山的建设和开采过程之中。GIS技术的运用, 可以对矿山的物理特性进行有效的采集、分析和储存, 同时还能够在很大程度上提高矿山开采的安全性和可靠性。

GIS技术主要是通过在矿山各种机电设备之中安装监控终端, 对机电设备的使用情况、运行状态、时间和位置进行合理的采集, 并将采集的信息和结果传输到地理信息平台, 进行相应的收处理。这为管理人员的工作提供了极大的便捷, 管理人员在信息平台对机电设备进行查询和监控, 以便于随时掌握机电设备的运行状态。

目前, GIS技术正处于不断发展的阶段, 其技术水平逐渐提高, 不仅可以控制和操作机电设备, 而且还可以实时监控机电设备的运行情况。在矿山建设的过程中, 只有充分保障信息的及时性、正确性, 才能够提高机电设备的使用效率, 为矿山的开采工作奠定坚实的基础。

GIS技术可以对矿山的物理信息进行采集和监督, 同时如果在机电设备上设置监控系统, 还可以了解机电设备的运行状态和位置。如果将互联网与GIS技术有效结合在一起, 通过信息处理平台, 便可以对相关数据信息进行监控。

虽然现阶段, GIS技术依然存在着些许问题, 但是其发挥的重要作用不容忽视。因此, 相关的工作人员应该不断完善和提高GIS技术水平, 以此促进我国矿山的快速发展。

3.2 物联网远程控制技术

所谓的物联网, 从本质上来说主要是指红外线感应、定位外界事物、激光扫描。但是, 物联网是通过信息感应器实现上述操作的。而互联网主要是通过接入技术, 与其他事物建立新的联系, 从而形成一种新的形式, 因此, 形成了对世界上一切事物的链接和信息控制进行了全面覆盖, 而相关的工作人员可以据此进行远程指挥, 这样不仅提高了工作效率, 而且还从最大程度上降低了工作量, 节约劳动成本, 这便是物联网最大的优势与作用。

物联网远程控制技术是利用无线数据通信、激光扫描、红外线感应、全球定位系统等方面的技术, 将物品与网络有效的联系在前一起, 以此形成了一种新的信息系统。相关的工作人员通过新的信息系统对机电设备进行全方位的监督控制。物联网远程控制技术的运用可以有效节约人力资源、物力资源。因此, 得到了广泛的运用。

在矿山的开采和建设过程中, 相关的工作人员即使不在现场指挥, 只需要在办公局域网中, 便可以对机电设备的运行状态、运行效率等进行实时的监控, 随时掌握机电设备的各种情况, 及时发现其中存在的故障和问题。

站在技术的角度上来说, 物联网远程控制技术的敏感性较强, 一旦在矿山的建设和开采中, 出现了意外情况, 就需要立即采取相应的解决措施。因此, 物联网远程控制技术在矿山的开采和建设中发挥着十分重要的作用。但是在实际中, 物联网远程控制技术需要大量的资金作为物质保障, 这主要是因为与其相关的工程规模都比较大, 这也是物联网远程控制技术没有得到广泛运用的主要原因。

目前, 物联网远程控制技术还处于初步发展阶段, 在运用过程中还有许多需要解决的技术问题。但相信随着科学技术的不断发展, 物联网远程控制技术将会得到广泛的运用, 做出更大的贡献。

3.3 PLC控制技术

目前, PLC主要分为固定式和组合式两种模式。其中固定式PLC主要由不可拆卸的元素构成, 例如内存块、显示面板、电源、CPU板等;组合式PLC主要是将这些元素进行组合配置即可, 例如底板、电源模块、内存、CPU模块、机架等。

近几年来, 随着我国科学技术的不断发展, PLC控制技术得到了显著的改进和优化, 并在矿山的建设和开采过程中发挥着十分巨大的作用。PLC控制技术的主要作用是能够避免外界因素的干扰, 在对矿山机电设备的监控过程中, PLC控制技术的结构比较灵巧, 操作比较简单, 因此得到了广泛的运用。

在实际的运用过程中, PLC控制技术也存在着一定的问题。其中, 比较突出的是对机电设备进行监督控制时, 不能对相关的数据进行合理的分析, 无法从中得到有效的数据分析资料。在矿山的开采和建设过程中, PLC控制技术一般都被运用于比较简单的机电设备的监控。但从长远和发展的角度来看, PLC控制技术是矿山机电设备未来控制技术发展的主要趋势。

4 结束语

远程控制技术在矿山的开采和建设过程中的有效运用, 能够全面控制机电设备, 保证机电设备安全、便捷、可靠的运行, 并实现了对机电设备进行实时监控的目的。

电气设备远程监控技术 篇10

随着社会需求的日益增加,大型高端印刷设备越来越多地应用到社会生产和生活中。一旦印刷设备发生故障或者设备发生失效,如果不能够及时排除故障,那么将不仅会给制造企业带来不可预期的损失,而且还会加大企业的经营风险。因此如何能够保证设备高效正常的运转、保证快速排除设备故障和做好故障发生的预警是各大中制造企业管理者工作的重心。

为了保证生产安全,企业管理者会给设备配备专业技术高的维修技术人员、专业的维修设备、供技术人员参考的故障维修资料。这种单一、较为传统的维修方式不仅耗资巨大,浪费珍贵的人力资源和宝贵的时间,而且效率不高,起不到很好的维修效果。此外延缓了企业的信息化管理升级,不利于提高企业的市场竞争力。

印刷设备的远程维护监测系统能够有效地帮助制造企业解决以上的问题。制造领域的远程监测系统是指通过Internet网络获取异地印刷设备的运行参数,然后在本地通过对运行参数的分析,得出结论,最后再通过Internet网络对远程的印刷设备进行控制和采取必要的干预。从设备信息快速反馈和设备维修的角度考虑,该系统主要包含三方面内容:高速网络的搭建、设备数据的采集和维修方案的确定。

1 设备远程监测系统

1.1 设备远程监测系统的结构

印刷设备的复杂性、维修人员的技术局限性、维修设备的有限性和维修时间的紧迫性使得远程设备监测系统需要用一个全新的思路去设计:设备信息反馈及时、异地协同维修、设备维修信息的整理与保存。按照这个思路设计的远程设备的监测系统结构如图1所示。

1.2 设备远程监测系统各部分的功能

此系统主要由以下四层组成:

1)数据采集层

数据的采集主要是通过采集PLC的数据来进行的。PLC由于其易操作性和稳定性被广泛应用于现代工业,特别是先进制造领域。

此外PLC还有丰富的扩展接口与外部控制设备进行通讯,基于此监测系统的数据主要是通过RS232/RS485串口电缆或者RJ45以太网口连接外部中继设备进行采集。主流电气自动化厂商生产的PLC支持RS232/RS485串口电缆进行通信,也有些厂商的产品支持通过其网络通信模块(含RJ45通信口)进行通信,例如三菱Q系列PLC的QJ71E71-100/B5/B2等三种模块,施奈德Twido系列PLC也包含以太网模块。这些都为系统数据传输的组网方式提供了丰富的选择。

2)数据传输层

数据传输层主要包括数据中继和数据传输模块。该模块主要依托于3G网络来进行数据的传输,3G无线互联网技术突破了传输速率的限制,一般可以达到2M～3.1Mbps,可以满足对大量数据进行传输的要求,很好的保证了数据传输的安全和及时,与传统的GPRS/CDMA无线通信网络相比,大大减缓了时间的延迟[2]。数据中继模块和数据模块主要用于将采集的PLC数据传输给3G网络终端模块,该模块内嵌TCP/IP协议,可以将接收到的PLC数据进行IP打包,经过3G网络传输给远程的制造企业监控中心的数据接收模块。

3)数据接收层

数据接受层主要用于接收远程PLC数据,P L C的数据传输协议遵循M O D B U S通信协议。MODBUS工业通信协议是国际上通用的关于工业控制器的网络协议的一种,它提供了一个控制器能够认识的消息结构。获得了PLC数据后就要将数据送到数据分析模块,然后进行相对应的分析,如图2所示,线圈的状态值或者寄存器的值是否正确或者超出值的范围,如不正确去经验数据库中查找原因,如果找不到原因,操作者就要向专家请教,得出解决方案,并且将解决方案存放至数据库。

4)数据反馈层

数据反馈层是将RDL得出的解决方案的具体实施方法,反馈至远程的现场设备端。首先将实施方法的按照MODBUS协议的消息格式编写成MODBUS命令(MBC,ModBus Command),然后通过Internet网络,将数据发送至远程的现场设备,以达到在线维护的目的,具体如图3所示。

2 设备远程监测系统各功能的关键技术

2.1 远程终端的数据传输

对远程现场设备运行状态数据的传输是通过含有3G无线互联技术数据传输装置的模块。本系统中3G无线互联网技术采用的是由我国所制定的3G标准—TD-SCDMA(时分同步码分多址)。3G技术的主要优点是能够极大地增加系统容量,提高通信质量和数据传输速率。

中兴、华为等通讯公司都有支持3G无线数据终端模块,该模块能够接入拥有TCOIP协议的Internet网络,用户通过设置一些简单的参数就可以直接通过RS232/RS485串口电缆进行数据传输。该模块具有客户机功能,能够主动请求TCP连接远方的服务器中心进行通信。在每一个这样的无线终端中安装一个UIM芯片,该芯片主要是通过电信运营商提供相关的数据业务,还可以对该芯片进行设备ID号码。该ID号码就是该数据模块的唯一标识,同时还是服务器中心与现场流水线设备进行通信的唯一标识。

2.2 监控中心数据的接收

远程PLC数据接收的程序设计是应用基于TCP/IP协议的套接字进行接收的。在监控中心服务器端主要用到了多线程技术和套接字技术,打开监听程序,当有远程的通信设备有请求时,就将记录下该通信设备的设备ID,同时新开一个线程,本线程专门用于接收远程通信设备的PLC数据和本地给远程通信设备的反馈,如图4所示。

2.3 经验数据库的设计与协同共享

每一个现场设备的维护方案都要存入到数据库中,这不仅是企业的宝贵经验,这明显有利于其他的技术人员进行借鉴和参考,而且还相当于为每台机器都建立了“个人病例”档案,如果该台设备维修的频率大于某个参考值,系统就会预警,给企业以足够的时间进行设备处理,企业就要考虑该台设备做进行大修或者报废等的处理。所以经验数据的设计与共享是十分必要的。

经验数据库的设计主要包括以下几张表:Purchaser Info(设备拥有者的信息),该表是用来记录设备拥有者的一些信息;Maintain Record(设备的维修记录),该表主要是用来记录设备维修的记录;RemoteEquipment(设备的具体信息),该表主要是用来存储设备的具体信息;UserInfo(用户信息),该表记录了不同权限的操作人员,不同的权限的操作人员可以看不同的数据库信息;AlarmLog(报警记录),主要记录设备的维修次数等报警信息。

不同地域的专家在诊治不同的设备时,需要根据自己的权限来远程登录系统,这样就可以通过监控服务器对远程的设备进行诊断,并且能够共享经验数据库中的解决方案。

3 结束语

本文介绍了一种典型的基于3G无线互联网技术对远程印刷设备进行监测的系统的整体框架和模型,并且对各模块进行了细分和功能概述。与传统的监测方式相比,该监测系统能够快速的,高效率的解决设备出现的问题,并且能够为企业节省大量的财力物力。目前该系统设计思想已经运用在上海光华印刷机械有限公司的印刷设备远程维护项目中,目前系统运行状况良好。

参考文献

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[6]刘小宇,杜宝江,张杰,杨国标.虚拟制造中的异地协同设计系统[J].精密制造与自动化,2006,1:31-35.

实时监控 分辨不同终端设备 篇11

最近我家的Wi-Fi好像接入很多不明来历的Android设备，可是进入路由器查看后，都是类似“android XXXXX”的设备显示的，我也分不清到底哪些是自家的设备，哪些是别人的设备。有没有什么方法可以标示属于自己的设备？（题号：20142202）

解题思路

现在网上有很多防蹭网的软件以及智能管理路由器的软件，它们都可以实时监控连接到路由器无线Wi-Fi的移动终端。借助于这些软件我们就可以分辨出哪些移动设备是自家的，哪些移动设备是别人家的。在分辨出这些移动设备以后，再对设备名称进行重命名，从此以后就可以方便地进行识别了。同时也可以对别人的移动设备进行拦截，防止他们进行非法的蹭网操作。

解题方法

现在针对路由器的智能管理软件有很多，包括“瑞星路由安全卫士”、“路由卫士”等，这里我们以“瑞星路由安全卫士”这款软件为例来介绍。

安装运行后，首先根据软件提示，在窗口中输入路由器后台的登录账号和密码，当登录成功后就会显示出路由器的型号等基本参数，同时也标志着管理软件已经接管路由器的后台操作（图1）。

点击软件界面下方的“路由监控”按钮，在弹出的窗口中根据需要开启对应的监控功能（图2）。这里建议大家一定要开启“新设备无线接入提醒”选项，这样一旦发现有移动设备连接到路由器的Wi-Fi，就会弹出一个警示框来提醒用户注意（图3）。

正如上面的网友所说的那样，通过移动设备的名称很难进行分辨。所以现在点击操作界面工具栏中的“设备管理”按钮，接着点击右上角的刷新按钮，这样就可以显示出当前所有连接到路由器的设备。然后关闭自己移动设备的Wi-Fi连接功能，再点击右上角的刷新按钮，注意观察那些剩下的设备名称。

接下来再次打开自己移动设备的Wi-Fi连接功能，点击右上角的刷新按钮，多出来的那几个移动设备名称当然就是自己的了，而且管理软件会识别出移动设备的生产商，这样也可以从一个侧面印证它是自己的设备。确定以后点击设备名称后的修改按钮，在弹出的对话框中就可以设置一个全新的名称（图4）。

通过类似的方法就可以找出所有自己的移动设备的名称并进行重命名，那些剩下的当然就是别人的蹭网设备了。只需要点击这些设备名称后面的“禁止”按钮，或者在这些设备连接Wi-Fi的时候，点击提示框中的“禁止”按钮，即可通过路由器自身的MAC过滤功能对其进行屏蔽操作。

电气设备远程监控技术 篇12

传统的有线和无线通信方式已经在配电网监控系统中得到了成功的应用, 但是网络建设费用大, 尤其是有线网络还要受到空间的限制, 建网施工工程量大。而GPRS已相当成熟, 网络资源非常强大, 覆盖范围十分广泛, 加之以上所述优势, 若在配电自动化系统中能采用GPRS进行数据传输, 则可轻易实现对系统的监控, 而且系统扩展方便, 工程实施快、简单易行, 性价比高, 工程费用低, 扩容方便, 可靠性好, 日常维护工作量小。因此, 用GPRS来实现电力信息的传输, 为电力网的监控开辟了新发方法。

数据的采集采用专用的传感器, 由于传感器分布在现场的不同采集点, 因此需要集中器, 完成数据的集中再转发。采集倒的数据经稳压、滤波、A/D转换之后, 送至微处理器的I/O串口。微处理器对采集到的数据进行分析, 如果有突变的数据需紧急处理, 现场的报警模块会提醒现场的操作人员, 采取紧急措施。处理完的数据经串口送至编码器按照GPRS码规则进行编码送至GPRS MODEM。至此, 完成了数据的采集、处理等传输前的准备工作。当数据送至GPRS MODEM后, GPRS MODEM通过承载GPRS网络的空中接口传输数据。此时GPRS网络有两种方法传输数据, 方法的选择视网络状况而定。一种方法是GPRS让数据通过INTERNET将数据传送到远程控制中心;另一种方法是GPRS将分组数据通过空中接口, 送至监控中心的GPRS MODEM, 数据在解码器中将分组数据译码成服务器能识别的数据, 利用RS232/RS485输入服务器。

数据送到服务器中后, 服务器对数据进行分析, 然后经路由送到人机交互界面。操作人员通过观察服务器的分析报告, 或者使用软件与数据库的数据进行比对, 得出被监控对象的运行状况, 从而决定是否需要对被监控物采取动作。

2 系统软件及硬件设计

采集到的数据采用RS232/RS485总线, 经MAX系列芯片进行电平后送至处理器串口。

处理器处理之后的数据采用同样的方式将数据送至GPRS MODEM等待传输。GPRS MODEM选用西门子公司的MC39i, MC39i是西门子公司生产的工业级GSM/GPRS模块, 它包括有一个天线接口、SIM卡座接口和一个40脚的ZIF插座。ZIF接口包括电源部分、RS232接口部分、语音部分、在线升级接口部分和其他信号接口部分。

MCU部分采用的是ATMAL公司的16位单片机AT89C51, 内含128KFLASH, SKRAM。16位MCU是装置的核心, 开发中充分利用AT89C51集成度高、模块功能强的优点, 装置的软件存放在片内大容量FLASHEEPROM, 片内RAM存放实时数据、程序中变量等, E2ROM内存放定值。数据、地址总线不引出MCU, 具有良好的抗干扰性能, 而且Pl口、P2口可用来扩展并行接口的设备, 如LCD和D/A转换等。

配电变压器的运行参数包括三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等。CS5460A是单相双向芯片, 它具有测量电流有效值、电压有效值、瞬时电压、瞬时电流、瞬时功率和计算能量的功能。

RESET是CS5460A的硬件复位引脚, 给它一个低电平信号可以复位CS5460A, CS是CS5460A的片选引脚, 用于是否选中CS5460A对其进行操作, CS5460A中的数据及命令字的输入和输出是通过SDI、SDO这2个管脚实现的, SCLK决定串行数据的速率, 当SCLK为上升沿时在SDI上的数据可以写入, 在SDO上的数据可以读出。另外, CPU也可以通过INT、EOUT、EDIR读出测得的参数值。INT是中断输出端口, 当该引脚为低电平时, 说明结果寄存器已被更新, 应从中读出数据。EDIR、EOUT是能量方向和能量输出端口, 能量方向指出能量的正负, 能量输出是与能量成正比的速率输出。被测量的电压和电流信号通过变压和变流器接入IIN+、IIN-、UIN+、UIN-差分电流、电压输入管脚以供进行模数转换, 模数转换的基准电源输入由VREFIN给出。

由于同一模块每次上线获得的IP可能是不同的, 因此一般情况下数据采集服务器无法主动对GPRS模块进行定位。解决方法是数据采集服务器端使用静态IP, 并且事先将这一静态IP写入模块中。

传输数据时, 数据链路层采用PPP协议, 传输层采用面向连接的TCP协议。在GPRS网络中, 数据传输就是IP数据报通信过程, 模块向网关发送的PPP报文都会传送到INTERNET网中相应的地址, 从而实现采集数据和INTERNET网络通过GPRS MODEM的透明传送。

3 结束语

本文提出了基于GPRS的电力设备远程监控系统的总体设计方案, 并初步完成了系统的整体设计。系统充分利用GPRS技术在远程数据采集方面的优势, 使得该系统具有较强的可扩展性、通用性和灵活性。提高了电力自动化程度, 弥补了当前电网监测系统的缺陷, 为电网的正常运行提供了良好保障。

摘要：无线通信技术 (GPRS) 具有传输速率高、接入速度快、支持IP协议、按流量计费等优点, 适合工业监控的特点和需求。本文介绍一种基于GPRS技术的电力系统在线监控系统, 系统构建简单, 不受地理位置限制, 性价比高, 工作稳定可靠。

关键词：GPRS,监控,在线

参考文献

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