监视和控制

监视和控制（精选9篇）

监视和控制 篇1

0 引言

长潭水库位于浙江省台州市黄岩区境内,集雨区面积441.3 km2,年平均径流量5.56×109 m3,总库容7.32×109 m3,水库设计防洪受益农田1.87×104 hm2,是一座以供水和灌溉为主,集发电、防洪和养殖于一身的大(Ⅱ)水库。担负着供给台州市中心城区及南片温岭市、玉环县近300多万城镇居民生活用水和数万家企业生产用水,又是台州机场、甬台温和沈海2条高速公路及市区政府等重要基础设施防洪堡垒,对下游群众的生命和财产安全,以及台州市的经济建设和社会发展起着决定性的作用。长潭水库早在2007年就着手建立水库管理局内安全视频监控系统,但不是服务于防汛,而是为了遏制不断增加的盗窃事件,正式投入运行后,实现了监控防盗和震慑等基本功能。

为提高防汛效率,从长潭水库实际情况出发,需进一步建设长潭水库防汛工程监视和控制系统(以下简称系统)。

1 问题提出

长潭水库地处东南沿海地带,常受强台风强降雨的袭击,由于大坝是粘土砂卵石结构,1990年4次台风前赴后继,水位瞬时达到历史高位38.09 m,对水库防汛形成了极大的挑战,由于当时缺乏有效的现代化监测手段,技术人员必须冒着生命危险亲临水库和闸门等重要水位点、雨量点、流量点,不间断测量水位、雨量和流量,急切希望自动化仪器设备替代人工作业。1992年水库建立了超短波雨情遥测,已经实现了远程水位和雨量的测量,极大地提高了工作效率,改善了工作环境;但闸门的开度、水流和水面的情况、水利工程及其实施的状态和周边的环境等防汛重要数据还必须人为到现场测量,不仅费人费力,而且还经受恶劣天气环境的考验,如何实现无人操作和控制是提高防汛工作效率的重要要素。从目前建设情况来看,长潭水库已经具备了1套完整的数字化防盗视频监控系统,这为建设防汛设施监视和控制系统提供了重要的基础设施,中控室的主光缆、重要设施的支光缆及其视频硬件采集系统等都无须重复建设,大大降低了系统软硬件完善及其主功能革新的成本。

2 系统建设构想

作为台州市最为重要的水利枢纽工程,水库的优化调度决策,不能脱离水情遥测系统提供的原始水情数据和自动化的洪水模拟预报系统预报结果。长潭水库原视频监控系统只算是个安控系统,与防汛监视和控制系统是貌似相似,实则不同,前者只是对工程设施实施监控;后者则是在利用监控技术的基础上,主要监测水情及和水库运行相关的设施,同时远程执行防汛调度指令,为水库的控制运用和优化调度及调度命令执行所产生的行为提供一线数据,为防汛抗洪提供服务。系统建成投入运行后,非汛期或者非调度时间内可实时查看大坝、溢洪道、渠道站等主要工程设施的运行状态,也可以实时读出闸前水位、闸门开度、出闸水流、下游河道等防汛调度指令的执行情况,以及水流、冲刷、清浊情况;汛期或者调度时间段进行远程发布防汛指令,实现实时自动执行闸门联动、启闭等动作。

2.1 视频采集硬件

监控摄像设备是防汛设施监控系统前沿硬件,一般安置在需要监控的对象附近的固定物上,目测范围应该覆盖对象的所有参数,一般有一体化半球形、球形摄像机,前者安放在监测范围更大的区域,后者安放在吊顶下面。监测水流等流动对象的动态参数则需要高速球机,从长潭水库工程设施的布局来看,一共需要26台以上室外云台摄像机,为实现24 h值守,所有摄像机都应具有远红外摄像功能,配备光线感应器实现随光线强弱自动切换。

2.2 数据传输硬件

视频数据具有量大、连续等特性,实时采集传输的视频数据需要特定的视频传送通道,常用的方式是同轴电缆传输,但对于监控点较多、视频数据量巨大的系统来说,这种方式是难以满足要求的,而且水库防汛视频数字化监控点距中心控制室较远,用同轴电缆的损耗非常大,必然会产生明显的噪声、失真,无法保证原始图像信号的清晰度和灰度等级。如果中间加放大设备,不仅仪器复杂性大增,而且故障率也会相应增加,因此最好采用光纤传输。作为大空间的水利工程设施群监控项目,本系统前端摄像机距离中控室至少有2 km以上,如果全部采用光缆传输,则投入较大,因此可以考虑采同轴电缆与光纤混合的传输方式,同轴电缆可以布置在采集设备到解码器的干道上,光缆则作为编码器到监控中心的主干道。

2.3 监视和控制点布置

系统是为防汛服务的,必须根据防汛工作的实际情况和调度的特点,对需要监控的设施进行远距离监视和控制,因此监控点位置的选择十分重要。对长潭水库来说,监控点位布设的前提条件是对对象的有效操控,主要监视和控制对象如下:1)水库枢纽工程,如库面、大坝、溢洪道、泄洪洞、重点水域、水电厂、江南渠道主要堤防、地质灾害点、声光报警、闸站建筑主体、水位尺;2)重要水情水流数据,如大坝上游水面水域、水电厂尾水位、流量测站、声光报警、水位尺;3)操控的对象,如运行闸门闸站,泄洪洞、闸控制闸门,各渠道站控制闸门,声光报警。

2.4 系统架构图

根据长潭水库的实际工况和要求,设计的系统框架如图1所示。

2.5 中控室服务器

数据库是监控调度、视频管理和存储的中心,应基于B/S与C/S架构,共同实现的NDVR综合监控管理软件,具备站点结构、系统信息、用户管理、用户角色设备视图、设备管理、录像设置、设备警情和操作、录像查询等功能,是整个数字化防汛设施监视和控制系统的心脏,负责整个系统的数据、组织结构、权限、日志等管理,以及角色分配,并负责整个系统的数据交互。通过现地控制单元(LCU)和PLC控制反馈单元,在中控室就可以利用微机平台实时操作监控设备,并读取监控对象的影像和状态数据,进行实时控制[1]。对24 h不间断采集的视频数据,进行高效压缩后,以时段为文件名标志,以MEPG为文件格式,及时将数据存储在硬盘上,并以硬盘的承载能力设定特定长度的周期进行擦写循环;此外,在设计系统时,还应预留资源共享、IT网远程控制、卫星通讯网、无线局域网、集成水电厂视频监控系统和水情测报系统等后续发展的接口衔接。

3 系统特点

系统能满足防汛调度的基本要求,实现人力现场值守相同效果,具有设计合理、技术先进、图像清晰、传输稳定、操作方便、维护简单等特点。

1)实时性。系统应采用技术过硬、指标先进的产品,特别是PLC要用知名公司生产的高指标产品,满足下列要求:电气模拟量采集周期小于1 s,非电气模拟量小于5 s,接受控制命令到执行控制的响应时间在1 s之内,微机调取重要和报警画面的响应时间小于1 s,调取常规画面小于2 s,调取其他画面小于3 s;数据库刷新到画面上实时数据刷新时间不大于2 s,防汛指令发布及执行命令至应答显示的响应时间不大于3 s,从出现报警信号至画面上显示并发音响报警的响应时间不能超过2 s。

2)先进性。数据存储格式采用MPEG-4压缩技术代替MPEG,可以降低视频数据流量和文件大小,节省空间和传输带宽,节省网络费用;同时,在画质上,最高分辨率可达720×576,满足标清的显示要求,提高防汛设施的读数清晰度和精确性,同时保持水流等动态影像的流畅和清晰。而且,控制系统除了中控室可以操作外,在局域网内其他得到授权的微机上,也具备这个功能,系统能依据用户网络的实际情况采取网络单播、组播和服务器组播等技术,以降低多个用户请求同一视频流数据时的网络流量,在保证图像质量的前提下,有效降低在多用户并发操作下的图像延迟和带宽占用。同时,系统组网方式灵活,监控点数量可以灵活增加或者减少。

3)稳定性。防汛抗台期间,气象条件极其恶劣,系统可以考虑采用嵌入式DVR单板结构,CPU可以采用较低主频,这样外围电路比较简单,不仅更专业,便于维护,外部连接也更方便,而且可靠性和稳定性得到广泛认可。

4)保密性。网内每台微机和每个监控点都分配专属的IP地址,由最高权限的执行者设置不同等级的使用权限,网内成员如果要调取监控或者操作指令,必须具备已有的权限并通过权限及口令的正确输入,方可实现,不同的使用者可获得的监控信息也不一样。

4 结语

数字化防汛设施监控系统是个双向系统,一方面利用数字化摄像、测量、感应设备实现数据的采集,通过有线光缆、无线微波等传输方式将数据实时传送到中控室,进行读取、处理、存储和利用;另一方面,通过该系统,工作人员能在第一时间掌握各防汛设施的状态、读数和命令执行情况,在办公室的工作站上利用分级授权就能做到对各水利设施发布防汛操作指令。从发展来看,如果和水情测报系统融合,就能实时掌握水库上下游各个水情测报点的水情情况,可更加有效地对水库日常的控制运用决策产生重大影响,特别在汛期遭遇强台风袭击等恶劣的气候环境中,在水库抗洪安全中能发挥重要作用。可以预见,系统的建设和投入运行,必将减轻人工巡视检查的强度,提高对水利设施及防汛指令执行情况进行实时监视的范围及时效性,并通过可视化远程控制手段,能发挥人为难以替代的作用。

摘要：防汛工作是水利工程管理单位的首要职责,立足长潭水库的实际情况,提出在长潭水库已有安全视频监控系统的基础上建设防汛设施监视和控制系统,从视频采集和数据传输硬件、监控点布置、中控室服务器等方面提出具体构想,从而实现远程动态监测水利工程及其附属设施的运行状态,远程执行各种防汛调度指令等功能,确保水利工程安全度汛。

关键词：水库,防汛,监视和控制,建设

参考文献

[1]边金帮,曾莹.水利视频系统的管理与应用[J].海河水利,2008(3):32-33.

监视和控制 篇2

对用于证实产品符合规定要求的监视和测量装置进行控制，确保监测结 果的符合性。2 适用范围

适用于原材料、半成品、成品进行监视和测量以及必要的监视和测量装置。3 职责

3.3 技术开发组确定需实施的监视和测量以及所需的监视和测量装置。3.2 供应组负责监视和测量装置的采购。

3.3 质检组负责使用人员的培训，负责监视和测量装置送外校准和鉴定。4 工作程序

4.1技术开发组在作业指导书中确定过程需实施的监视和测量以及所需的监视和测量装置。

4.2 监视和测量装置的采购及验收监视和测量装置的采购由供应组实施，质检组负责验收。4.3 监测装置的初次校准

经验收合格的监测装置由质检组负责送外校准，合格后贴上相应的标识，保存于质检组。监测装置的编号、名称、规格、精度、生产厂家、校准周期、校准日期等内容登记于《计量器具台帐》内，并发放到相关部门注明使用人。4.4 监测装置的周期校准

4.4.1 质检组于每年一月编制本《监测装置校准计划》，根据计划在设备校准有效期前一周，统一搜集进行校准。由质检组送国家法定计量单位进行校准，由校准单位出具相应的校准报告。

4.4.2 校准合格的监测装置，由质检组贴绿色“合格标签”，并标注有效期；校准不合格时，由质检组贴红色“不合格标签”，并送修后重新校准；对因体积小或影响操作等原因而不宜贴校准状态标识的监测装置，状态标识可贴在包装盒上，便于追溯。

4.4.3 对无法修复的监测装置，经质检组负责人确认后由总经理批准后报废，贴上报废等相应标识。

4.4.4监测装置的校准、修理、报废应在履历表和台帐内作相应的记录。4.5 监测装置偏离校准状态的处理

在使用中发现监测装置偏离校准状态，使用者须停止监测工作，及时报告质检组,由质检组组织人员对装置偏离校准状态的原因进行分析，并对以往测量结果的有效性进行评价和记录。如重新校准，质检组对该设备和任何受影响的产品采取适当措施。追查使用该装置检验的产品的流向，确定需重新监测的范围并重新进行监测，对已出厂的产品由质检组通知供应组进行追踪与顾客沟通和处置并记录结果。4.6 监测装置的环境要求

监测装置的使用环境应符合说明书规定。5 相关记录： 5.1 监测装置校准计划

5.2 计量器具台帐

监视和控制 篇3

一 设计执行CPU的软硬件

AT89S52型微控制器具有高性能和低功耗的特点, AT89S52型微控制器在是拥有8k内存的存储器, 该存储器是可以在系统中进行编程的操作的Flash存储器。该款微控制器是凭借Atmel公司的具有高密度和非易失性特点的存储器制造技术, 使控制器和工业性的80C51产品引脚与指令进行全面性的兼容。片状微控制器上的可编程式的Flash使程序以可在系统中进行编程的状态存储在储存器中, 这种技术也可以在常规的编程器中应用。AT89S52型微控制器的单芯片形式, 其具有的在系统内可编程型Flash与灵活的八位式CPU, 从而让AT89S52型微控制器能够对多种嵌入式的控制应用装置提供高度有效的且灵活性良好的控制解决方案。本文设计的配电柜监控和自动控制系统的执行CPU使用AT89S52型微控制器的单片机用来接收监控用微机的指令信息, 并依据相应的指令信息做出相适应的应激性动作, 并在这个过程中使用传感器对高压用配电柜内的重要部件进行巡回性的检测, 判断其部件温度和电网中电压值是否正常。高压用配电柜在工作中非配电操作人员的接近存在一定的安全性问题, 为了避免相关的安全事故问题, 本高压用配电柜故障监视和自动控制系统在工作时通过具有监视配电柜工作状态下是否存在非工作人员靠近的功能。当系统检测是否存在非工作人员靠近配电柜后, 其将会对控制微机同步发送非工作人员靠近高压用配电柜实际情况的相应代码。

(一) 设计执行CPU中用于监测信号的程序

系统中的执行CPU以对配电柜中主要性能参数进行监测为主要工作, 其对配电柜的性能参数监测的具体内容包含是对接触器上的触点、接触器本身的温度变化、非工作人员接近配电柜是否能够报警、配电柜是否有人靠近、接触器自身温度数值、配电网中的电压进行间隙性的监测, 执行CPU在获取这些监测数据之后, 将会按照相应的协议将其反馈给控制微机, 为相关工作人员对拍电柜的工作状态进行监控。工作人员在控制微机对执行CPU发出信息指令之后, 执行CPU必须具备实时准确接受控制微机发出指令信息的特性。当车间中出现常规的上电与断电、自动断电与上电和其在发生故障时, 控制微机采用何种执行方案, 执行CPU必须能够准确及时的接收。

(二) 设计执行CPU的数据发送程序

执行CPU的数据发送程序实际是利用单总线的数字型18B20温度式传感器对配电柜中各通道中的温度数据信息进行实时的巡回式监测。执行CPU在高压用配电柜中电压检测上使用传感器是电压式互感器, 其数据的发送要凭借串口AT89S52来进行, 其使用固定时间的发送方式, 并对CPU的通信进行控制, CPU通信设定的速度是9600, 在执行CPU开始将数据发送出去之前, 会更具各个通道的不同情况对数据进行差异性编码, 从而保证发送数据的准确性。二 设计微机控制系统。

高压用配电柜故障监视系统和自动控制系统中上位机操作界面使用的是VB语言代码进行编写, 微机操作人员能够可在操作系统界面中利用鼠标控制任意单一车间之内电源所处的通断电状态。系统中控制用微机接收完执行CPU反馈的数据信息后, 要对这些数据信息做相应的解码和数据处理, 分辨出这些信息的通道出处, 并对数据信息进行整体和重组。系统控制危机在完成对执行CPU传递的三相电流的变化值接受后, 要控制对该电流值做傅里叶式分析, 从而对电网中电流发生的畸变率做出准确的判断。系统中将傅里叶类复杂性运算分析全部用控制微机来做统一处理, 有利于大幅度消减执行CPU工作中的运算工作量, 保证执行CPU能够更专业的完成对配电柜系统中出现故障的控制上, 而较为复杂的分析运算过程通过控制微机计算完毕之后, 在将结果共享给执行CPU可以有效的提高系统的工作效率。

三 系统操作

通过高压用配电柜故障监视和自动控制系统的系统操作界面, 配电工作人员能够方便的使用鼠标对执行CPU传递指令信息。系统操作界面上的每一个按钮都对应着相应的功能指令, 而指令按钮上的不同颜色, 可以使配电操作人员对系统操作界面上的功能有一个更为直观的认知, 更方面操作人员从操作界面上获取高压配电柜中不同部件的工作状态。比如系统操作界面能够使用不同的颜色表达接触器所处的状态, 故障状态用红色表示, 正常状态用绿色表示;当接触器中有比较大的电流通过时设备温度会急剧升高时, 系统操作人员能够直接对界面进行操作, 读取配电柜中所有接触气的具体温度值和变化, 当操作人员发现接触器的温度异常时, 将会通过操作系统向执行CPU发出指令对该接触器进行相应的保护措施;操作系统中可以方面的为操作人员提供有针对配电柜工作各环节的快捷性自动式上电与断电的命令按钮, 在命令按钮执行过程中, 操作系统将会通过系统故障进行自动检测并按照选择好的故障预备案处理系统中的故障为题, 在处理中系统将会对故障造成的损失等进行合理协调, 以确保将配电柜故障导致的损失减到最小。该配电柜故障检测和自动控制系统在实践中调试与使用情况良好, 说明了该系统对配电柜故障的监测和自动控制性能优良, 适合矿业企业的实际生产需求, 具有很大的实际使用价值。

参考文献

[1]朱瑞卿, 左宏基.高压配电柜故障监视和自动控制系统设计[A].煤矿机械, 2012, 33 (05) :262-263.

监视测量设备控制程序 篇4

文件编号

XXX-QP7.6-2016

版本号

B/0

文件名称

监视和测量装置控制程序

页

数

1目的保证监视、测量、设备的准确性，对监视、测量设备进行有效的控制，使其始终处于准确状态，为满足监视、测量过程提供证据。

2范围

适用于本公司所有与商品经营过程有关的设施设备的控制。

3权责

3.1

总经理负责监视，测量设备申购的批准。

3.2

行政部负责监视，测量和试验设备的配备、发放、管理、维护等。

3.3有关使用部门根据周期检定计划，管好、用好各类监视、测量和试验设备并按时送检。拒绝使用无状态标识、超过使用期限和失控的各类监测设备。

3.5行政部负责监视、测量和设备的采购和检定。

程序要求

4.1本公司购进的监视、测量设备，统一归行政部专人管理，验收合格后入帐，粘贴表明其状态的标识。如检定合格标识、封存标识、禁用标识等。对室外使用的或不适合贴标识的监视和测量装置，按经批准使用的自订标识方法执行。

4.2非本组织的、租用的，需方提供的试验、测量设备进入公司时，应由行政部登记备案和校准或检定，验证合格后方能使用。

4.3行政部专职人员应确定周期检定计划并实施，监视和测量装置的检定或校准周期为1年。

4.4量值的传递应符合法规的要求，设施设备需经校准检定合格后方可使用，校准检定完成后应在每台检测设备的适当位置贴上醒目的标识，注明使用有效期限。

4.5

校准、检定的相关记录予以保存。

4.6各类检测设备都要在适宜的环境下存放和使用，移动时应小心轻放，在搬运、防护和贮存期间应保持其准确度和适用性。

4.7如发现检测设备失准后，应停止使用，并作出标识并评价产品监测过程的准确性。

4.8对于相同测量装置可对其中一个进行检定、校准作为标准器，与其他未校准的同类装置进行比对，比对结果误差在可接受范围内的可做为合格装置使用。

4.9各类检测设备的技术资料、使用说明书、传递检定记录等所有文件，应妥善保管。以便追溯或向用户提供信任。

4.10

当使用计算机软件进行测量活动，出具检验结果，需要在使用前对软件进行确认，必要时进行再确认。

5相关记录

5.1《监视测量设备台帐》

Ryzur-QR-QP7.6-01

5.2《监视测量设备检定记录》

监视和测量装置管理的探讨 篇5

1 基本概念

监视装置:一般指控制仪表和设备, 是生产设备的组成部分, 用于监控生产过程或服务过程的工作状态。如:电焊机上的电流表、电压表, 以及氧气表、乙炔表等。监视设备是用于监视工作状况是否正常的仪表或设备, 对这些监视类的设备只需定期检查其功能完好即可。

测量装置:为实现测量过程所必须的测量仪器、试验仪器设备、软件、测量标准、标准物质和 (或) 辅助设备或它们的组合。如:全站仪、经纬仪、水准仪、欧姆表、兆欧表、万用表、定位模板、声级计、放线或检验人员使用的卷尺等。测量设备是用于确定被测量值的, 不仅监视功能应完好, 还应保证所得到的测量数据的准确, 所以应定期对其检定或校准。

校准:在规定条件下, 为确定测量仪器或测量系统所指示的量值, 或实物量具或参考物质所代表的量值, 与对应的标准所复现的量值关系的一组操作。校准由使用单位实施。

检定:查明和确认监视和测量装置是否符合法定要求的程序, 包括检查、加标记和 (或) 出具检定证书。检定由法定技术计量机构或由政府授权的技术机构实施。

2 监视和测量装置分类

监视和测量装置按检定情况可分为A、B、C三类。

A类:强制检定的监视和测量装置, 列入《中华人民共和国强制检定的工作监视和测量装置目录》实行定点定期检定的监视和测量装置, 由县级以上人民政府计量行政部门指定或者授权的计量核定机构检定。

B类:除强制检定范围以外的监视和测量装置, 由使用单位自己依法送到有权对社会开展量值传递工作的计量检定机构进行周期检定的监视和测量装置。

C类:指国家明令允许首次检定的监视和测量装置, 非关键场合, 做一般指示用以及内部辅助性生产用, 低值易耗, 准确度无严格要求的自制专用监视和测量装置或国家尚无检定规程的监视和测量装置。此类监视和测量装置采用一般性管理办法:一次性检定;外观检查;对比检查;不定期检定等。

3 编写相关程序文件及管理制度

程序文件从测量装置需求提出到采购、入库、领用、标识、使用过程较准、维修履历建立、不合格产品追溯直至报废的整个寿命周期内的管理要求进行了明确规定, 并落实职责。同时还需要根据监视和测量装置的使用情况, 确定对监视和测量装置进行适当的统计研究。程序文件的制定, 搭建起整个公司对监视和测量装置管理的一个框架。为了使整个管理过程更有效、便于操作以及管理成本方面的考虑, 还需制定以下三层次文件。制定的三层次文件主要有以下几种。

3.1 检测器具管理制度

该制度主要是为了确保监视和测量装置在使用过程中合格、稳定而制定的。制定规定:公司全体检测器具使用人员必须在使用前对检测器具点检;及时按周期计划校准;使用过程中维修保养、标识、保存的方法;发现异常进行产品追溯并送有关部门校准, 损坏后的赔偿责任等。

3.2 检测设备ABC分类管理办法

为了对监视和测量装置进行全面的管理并不留盲点, 同时考虑到管理的成本及实效。按实际生产中的用途, 各类检测设备、仪表、量具、装置等可分为ABC三类。

(1) A类。A类有两种情况:第一种情况是用于评定产品质量的检验设备、仪表、量具, 必须按规定校准的周期进行校准, 以确保检验的有效性。凡参与量值传递的校准用仪表、量具必须进行周期校准;第二种情况是特殊或关键过程监视需要的检验设备, 这类检测设备的准确度直接影响工艺参数的正确性, 这类仪表、量具必须严格校准, 有时还规定了一些特别的校准要求, 比如每次使用前校准。

(2) B类。工艺参数监控用监视和测量装置。有些过程常用一些仪表 (如焊接和电镀用电流表、电压表、压铸和注塑用压力表、温度表) 来监控或调整工艺参数以符合工艺文件规定。因为一般工艺参数都允许在一定范围内变动, 工艺参数微小的变化一般不会对产品质量造成严重影响。因此, 对这类仪表按规定的周期 (一般一年) 校准即可。对这种仪表, 往往可以用比对的办法, 在线进行校准, 以免影响生产。

(3) C类。指示功能的仪表, 如有的电流表和电压表仅指示有电与否。对这类仪表只需进行一次性校准, 购进时应检查有无计量管理部门授权发放的检定合格证或相应标记。在设备点检时进行目测, 发现损坏及时更换。

对属于法定强制检定的计量器具 (企业的最高标准仪器、影响安全和健康的仪器、环境监测用仪表) , 应按期送交计量部门检定, 按国家有关法规要求执行。

根据本企业实际情况可以制定本企业的分类原则, 不一定拘泥于以上分类。关键是不违背国家计量法的要求并满足过程控制的要求。进行分类后, 在监视和测量装置的标识上用色标加以区别, 使每一设备受控同时又有所侧重, 使整个管理过程重点突出、条理清晰。

3.3 专用量、检具校准规程

主要针对公司内根据使用要求进行二次开发的检验设备 (如专用检具、塞规、卡板等) , 为了在使用过程中对其精度进行监控必须制定校验规程。规程应包括:校准人员的资格、校准使用的设备及精度、校准环境要求、校准的项目及方法等内容。

4 监视和测量装置的使用控制

(1) 各使用单位根据设备管理部门的授权, 调配使用所管理的监视和测量装置。

(2) 测量设备由测量管理人员统一发放, 发放情况记录在《计量器具发放登记表》中, 测量设备的使用人在调职或离职时, 所使用的测量设备应交回到设备管理部门。

(3) 测量设备应有专人保管, 必须严格按照使用说明书或操作要求使设备管理部用, 不得随意丢放, 严禁随意拆卸, 要保持测量设备清洁、零位正确、仪器指针不失灵, 运转正常, 若发现异常应及时报设备管理部管理人员处理。凡投入使用的监视和测量装置必须保证在检定有效期内而且没有任何异常情况。

(4) 监视和测量装置的操作者应熟悉所使用的监视和测量装置的性能及使用维护要求。当发现监视和测量装置有异常时, 应及时处理, 严禁继续使用, 否则追究操作者的责任。

(5) 监视和测量装置经长时间停用后, 再重新使用时无论其是否在检定有效期内, 都必须对其校准。若经长途运输的须进行外观检查, 必要时送检定部门检定后再投入使用。

(6) 当发现测量装置失准时, 应对其在发现前所测试的数据进行全面复核, 以保证测试数据的准确性。

(7) 使用者在监视和测量设备的搬动、维护和贮存过程中, 要遵守使用说明书和操作规定要求, 防止其损坏或失效。

(8) 必要时进行调整或再调整, 但要防止可能使测量结果失效的调整。

(9) 为了防止测量设备的失准, 使用部门应经常进行互校对。

5 监视和测量装置的检定与标识

5.1 检定周期

周期检定是指监视和测量装置按规定周期要求, 对在用的各种监视和测量装置实施强制性检查鉴定, 以保证器具使用精度及完好性。

(1) A、B类监视和测量装置, 各使用单位须按公司审批后的检定计划及时送到经省、部级以上技术监督部门授权批准的检定部门检定, 其检定报告需及时报管理部门备案。

(2) 对分包商的A、B类监视和测量装置, 项目经理部应及时督促分包商及时按周期检定计划对监视和测量装置进行检定, 并对检定报告实行备案管理。

(3) 对检定合格的监视和测量装置, 管理人员应及时对其进行标识, 并将检定结果记录在台帐上。

(4) 对于连续运行的设备或运行期间不允许拆卸的监视和测量装置, 其检定可随设备的检修同时进行, 也可进行首次检定, 但不应超过规定的使用期限。

(5) 对于低值、易耗、更换频繁或不易拆卸的监视和测量装置, 可在投入使用前作一次性检定。

5.2 检定标识

监视和测量装置的检定标识分为:“合格”、“不合格”。经校准或验证合格的测量设备, 由管理人员贴“合格证”。经校准或验证不合格的测量设备, 由计量管理人员送专业单位检修后再进行校准或验证, 合格后贴“合格证”。经校准或验证后证明不合格但仍有使用价值的, 由设备管理部门发“限用证”, 要注明使用场合, 确定无法修复且已无使用价值的测量设备管理人员作隔离, 并用“禁用证”作标识, 经公司批准后报废处理, 以上校准、维修、报废的情况应记录在《监视和测量装置台账》中。

各使用单位应经常检查监视和测量装置的性能状态, 当发现使用中的监视和测量装置失准或损坏时应该采取以下措施:

(1) 应立即停止使用该装置, 隔离存放, 并作好标识。

(2) 确定失准/损坏起始时间, 对此前的测量结果的有效性进行评价和记录, 对测量结果有疑问的, 由使用人重新对被检测装置进行校准/检定。

(3) 管理部门对该装置采取重新校准/检定、修理或降级、报废等措施。

(4) 监视和测量装置的检定记录、检定报告、检定合格证书和有关资料、说明书等按《记录控制程序》进行控制。

6 监视和测量装置的包装与搬运

(1) 对较小的和指针式的监视和测量装置, 应将其装在铁箱里, 并采取适当的保护措施;多层装放时应将大件或较重的器具放在下层, 小件或较轻的放在上层, 层与层之间用30㎜厚的高密度海绵衬垫, 并保证放置平稳。

(2) 对易碎而又不能装入铁箱内的装置, 应设法用木箱装好垫好, 防止运输时被碰坏。

(3) 监视和测量装置在搬运、装卸时, 应轻拿轻放, 运输中要摆放平稳, 易损或精密装置采取防震措施, 有特殊要求的装置应按供方要求组织搬运。

7 软件管理

监视和控制 篇6

项目简介:

1、远隔地网络监视控制系统目前主要用于大森林的防灾警报、高速道路监视控制、水闸门监视控制的WEB网络系统, 而随着中心控制装置的微型化、大容量化, 这种系统将成为未来家庭中不可缺少的装置, 比如人们外出时, 在任何地方都可以通过WEB, 检查和控制自家的家用电器, 这意味着将会给家用电器带来革命性的变化。

监视和控制 篇7

随着计算机技术的快速发展,自动控制技术日新月异。以PLC为基础的自动控制系统的设计从以往的上位机系统与下位机系统分别设计的方式逐渐转变成在集成的自动自动化软件平台下完成组态、编程工作,以此为代表的是西门子自动化软件平台TIA的推出,这种转变使各行业自动控制系的设计开发和集成更快捷简便与可靠,在钻机装备制造中也不例外。本文讨论利用博途软件完成钻机绞车模块的控制系统设计,提高钻机制造效率的方法。

博途软件是西门子最新一代自动化框架软件,是西门子集成自动化系列所有用于工程、编程、和调试自动化设备和驱动系统的基础[1,2]。与以往版本按任务独立的自动化软件如Step7、Win CC、Win CC Flexible等软件不同,全新的TIA平台采用统一的工程组态和软件项目环境,几乎适用于所有的自动化任务,让用户节省大量时间,体现了其高效、易用的特点。本文主要使用博途的Step7和Win CC模块。

1 绞车的硬件结构与控制原理

绞车是钻机八大件之一,也是钻机八大系统中起升系统的主要设备。绞车是集机械、电气、液压为一体的机械传动设备。在钻机中主要承担旗下钻具、控制钻压、处理卡转、下套管、起放井架、底座等作用。绞车的主要部件包括滚筒轴、制动机构、传统系统、控制系统、润滑系统、支撑结构、和动力装置[3]。目前钻机市场主流是采用交流变频电驱动绞车。其动力装置一般采用两台交流变频电机、传动机构采用齿轮变速箱,根据钻机具体要还可以选配送钻电机以满足钻井工艺。绞车大致原理和结构如图1、图2所示。

交流变频电驱动绞车由交流变频电动机经连轴器同步将动力输入齿轮减速箱输入轴,动力经过经齿轮箱耦合后由齿轮减速后传递到主滚筒轴。制动装置与滚筒主轴相连,实现绞车刹车、悬停等功能。绞车的调速完全由控制系统通过控制变频器实现变频调速以及扭矩的控制,本文则主要讨论绞车主电机的传动控制。

1.1 绞车主回路

绞车主回路电路与原理如图3所示,其中变频器采用ABB公司的ACS800系列变频器。ABB变频器整流模块将交流母线上的交流电转化成直流母排上的直流电源。逆变器将直流母排上直流电转换成频率可控的交流电源并分别输送给各个变频电动机[4]。另外直流母线上的制动斩波器和制动电阻构成直流回路。绞车下放钻杆的时候产生回升电能,制动电阻则通过该直流回路吸收这些回升电能,起能耗制动的作用。

1.2 绞车控制网络

绞车控制系统是钻机控制系统的一部分,所以绞车的控制网络的设计不仅要结合钻机的控制系统整理设计,同时还需要考虑绞车传动控制的特殊要求。如图4所示,钻机一般采用典型的三层工业控制网络。最顶层为人机交互层,主要实现在线监视与控制等功能。中间是PLC站点与各种控制模块,主要完成信号采集与运算任务,实现设备控制逻辑等功能。最底层是各种传感器、执行器等模块,是控制网络的现场设备。其中最顶层由工控机和触摸屏等组成在线监视与控制网络。触摸屏可以实现在线监视和多点控制功能,工控机则完成参数曲线监视以及变量归等功能。上层网络要求高通信速率和较高的可靠性,一般采用以太网通信,可保证较远的传输距离与可靠性。

PLC与现场设备之间的现场总线网络则要求良好的抗干扰性能和较高的通信速率,同时还要考虑系统兼容性、成本、以及钻机控制系统整体要求。而Profibus、moudleb us、Profinet网络是钻机种最常用的几种现场总线控制网络。其中Profibus DP网络以优良的可靠性、较高的通信速率、良好的市场普及兼容性和低成本成为首选。如图4所示,PLC与变频器的通信模块通过Porfibus DP网联系在一起组成底层通信网络。

绞车电传动系统中两台绞车变频电机的动力在齿轮减速箱中耦合后输出到滚筒主轴,在不同的钻井工艺中有时需要双电机工作以提供尽可能大的扭矩,有时需要单电机工作以达到节能的目的。在双电机工作时连个电机功能分担滚筒扭矩,这个过程是由ABB变频控制器实现的。ABB变频器之间通过变频器的ROMI光纤通信模块完成各耦合电机之间的传动参数的传输,使各个电机协调完成扭矩与速度的控制。这样得益于变频器的强大功能,各个电机都能快速响应各自的负载和速度变化,而且还大大减小了PLC的程序复杂程度。

1.3 PLC选型

PLC是下位机的控制核心,其选型的依据主要包括系统输入输出点规模、数据计算规模、所需CPU运算速率等。市场上PLC一般分为小型PLC其I/O点数在256点以下,中型PLC其I/O点数介于256至2048之间,和大型PLC其点数大于2048。钻机控制系统输入输出点数在大约在1000以下,因此选用中型PLC。本文所涉及的绞车控制系统选用西门子出品的S7315型PLC,其运算性能优良而且CPU带以太网接口与可配置的Profibus DP网接口。

1.4 上位机系统

如1.2节所述,上位机监控系统由工控机和触摸屏组成。工控机监视软件采用Win CC Runtime,触摸屏采用西门子Multi Touch系列触屏。触屏可以实现多点监控功能,而工控机主要完成数据归档等功能[5]。

2软件编程

软件编程分两部分,一部分为PLC编程,另一部分是为触屏或工控完成人机交互界面(HMI)。前者使用TIA的Step7模块完成后者用TIA的Win CC模块完成。

STEP7是用于西门子系列工控产品包括SIMATIC S7、M7、C7和基于PC的Win AC的编程、监控和参数设置,是SIMATIC工业软件的重要组成部分。博途软件下集成的Step7组价不仅支持新系列PLCS7-1200、S7-1500,对300400系列PLC完美兼容,在硬件配置和参数设置、通讯组态、编程、测试、启动和维护、文件建档、运行和诊断等方面的功能更强大、界面更直观和人性化。

SIMATIC Win CC(Windows Control Center)—视窗控制中心(简Win CC)是最常用的HMI软件之一,Win CC以其卓越的使用性能已然成为市场的领导者。目前常用的工控机HMI组态采用SIMATIC Win CC,触屏HMI组态采用Win CC Flexible,在博途中SIMATIC Win CC Professional组件具备所有HMI功能,包括SMATIC Win CC Basic、SMATIC Win CC Advance、SMATIC Win CC professional可完成所有触屏和工控机的HMI编程。

2.1 设备和网络组态

首先在博途软件里按照设计方案完成设备组态。在博途软件的设备与网络视图中添加相应的设备,然后配置正确的网络连接。相关信息如图5所示,上层工业以太网需为每个设备配置正确的IP地址,线场层Profibus DP网络需配置正确的站点地址、波特率。须注意在设备与网络视图中添加工控机站点时不仅需添加工控机设备,还要添加以太网卡设备与应用软件Win CC RT Professional作为工控机选配模块。对于变频器站点,只需添加变频器通信模块,在此之前还需要先安装变频器厂商提供的相应设备的GSD文件,最后在变频器站点配置所需要的PPO消息字段。PPO消息字段是PLC通过总线网络与各通信站点进行信息交换的I/O地址段。

2.2 下位机PLC编程

完成设备和网络组态后在项目树的设备标签下可以找到所所添加的PLC站点。站点里包含该PLC站点的程序块、数据库、变量表、工艺对象等所有相关数据。编程前首先根据程序流程图规划所需的主要数据,在程序块文件夹下建立相应的数据块。程序块文件夹下建立所需的函数模块FB或FC。博途提供多种编程语言,包括梯形图LAD、功能块FBD、语句表STL或SCL语言,可以实现使用两种以上的语言混合编程。博途软件采用块文件夹对程序块和数据块进行管理,提高了程序的管理效率与可读性。

2.3 触屏编程

与PLC站定相似,每个触摸屏的工程文件都包含在站点文件夹内,每个触屏站点下包含画面、HMI变量、连接、脚本、报表等文件夹。在画面文件夹下便新建HMI画面,组态按钮、I/O域、文本域、图形域等控件。对于触屏HMI变量的使用,可以直接从PLC站点下的DB块、变量表中用鼠标拖拽到画面里或HMI变量表里,系统会在该站点下自动为变量添加正确的网络连接,使下位机系统与上位机系统的衔接、集成更方便。最后再根据需要完成脚本程序代码,触屏HMI可以使用VB脚本实现上位机控制功能和计算任务。

2.4 工控机编程

工控机站点下的HMI Run Time模块下包含工控机HMI工程文件,与触摸屏站点相似。除在脚本程序方面,Run Time功能更强大,不仅支持VB代码还支持VC代码。其余的编程方法也与触摸屏完全相同。

3 实验室调试验证

调试前应首先检查硬件设备并按照设计原理检查电路,正确无误后给系统合闸上电,并按一下步骤进行调试验证。

1)从操作面板为各变频器配置正确的参数。主要包括:(1)Profibus通信参数如地址、波特率、PPO类型、以及PPO字段中的参数指针和用于主从传动应用的光纤通信参数等;(2)电机传动参数并包括进行电机辨识,如电机额定电压、额定电流、功率、功率因数等;(3)其他必要的应用参数,如电机的主从耦合应用参数组。

2)下载PLC程序至CPU,并用博途软件在线调试功能,排除程序逻辑错误。

3)下载HMI程序至触摸屏,并在线调试排除逻辑错误,和运行Win CCRun Time排除工控机HMI程序的逻辑错误。

其中对于电传动系统中电机的主从应用,主从电机的典型耦合方式包括齿轮耦合、链条耦合、皮带轮耦合。前两者属于刚性耦合,适宜采用扭矩控制模式、第三种属于柔性耦合适宜采用速度控制模式。对于绞车电传动系统,如上文所述绞车电机A和绞车电机B通过齿轮耦合,所以需配置从机变频器参数组为扭矩控制模式。

对于主电机和从电机的主控字工作方式又有独立控制、从属控制、混合方式。独立控制是指主、从电机变频分别从现场总线拾取PLC发送的主控字与给定值。从属控制方式是指PLC只为主机发送主控字与给定值,从机的控制字和给定由主机通过光纤链路发送至从机。混合方式则介于两者之间,从机的控制字由PLC与主机的控制字组合而成。三总方式可根据具体控制需求随意选择,并通过配置变频器的主从应用参数组实现。

4 结束语

本文以钻机绞车系统为对象,采用西门子博途软件为自动化平台,实现了绞车控制系统的集成化设计、编程、调试。调试过程表明采用TIA集成自动化软件具有很多优点。博途软件具有友好的人机界面,统一的项目平台有利于项目文件的集成管理,提高了工程文件管理效率。博途是一个自动化集成平台,它有利于技术人员调高开发效率、方便交流,使技术人员以最少的变量连接实现最优化的设计。尤其是博途软件采用统一平台使Step7与Win CC之间无缝连接,所有的变量只需要输入一次不仅大大减少了工程组态时间、降低了成本,同时这种集中的数据管理机制让还减小了错误的风险。博途软件对于新老型号的自动化设备具备良好的兼容性。可以看出集成化的自动化组态软件是自动化的发展方向。利用如像博途这种集成自动化软件完成工程项目能大幅提高效率,节约成本。

参考文献

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[4]张伟.ABB变频器在石油钻机中的应用研究[J].中国石油和化工标准与质量.2013,(2).

监视和控制 篇8

在未来战争中, 信息将成为战斗力的第一要素[1], 战场信息的快速精确收集、应用和分发共享是作战部门制定战术决策的依据[2]。实现侦察装备和武器系统的互操作是实现网络化作战关键[3], 多个国家或国际联合组织正在建设和不断完善自己的情报监视和侦察互操作体系, 作为涉及多国的军事联盟, 北约的C3 (Command, Control and Communications) 局为实现在其成员国的ISR系统之间的互操作建立了NATO情报、监视和侦察互操作框架NIIA ( NATO Intelligence, Surveillance, and Reconnaissance (ISR) Interoperability Architecture) , 其目的是实现多国的ISR装备之间达到侦察信息自动处理和无缝共享的目的。NIIA的架构思想、设计理念、管理模式及相关的标准化协定, 对于其他国家的ISR互操作性、协同性[4]建设具有积极的借鉴指导作用。借鉴NIIA的设计模式, 考虑我国在ISR互操作建设方面的缺陷, 提出了加强完善我国ISR互操作能力的几点建议。

1 NIIA关注和责任范围

为了实现情报支援作战的目的, 北约作战部队和空军 (有人机、无人机) 侦察部队之间的交互用如下的“侦察环”来描述[5], 如图1所示。侦察环包含许多功能及接口, NIIA主要关注的是机载和地面单元之间以及地面单元输出和其他ISR单元之间的接口, 详细的NIIA关注和责任范围如图2所示。

根据图2所示, NIIA主要关注了3个方面的互操作接口, 确定了关于这些接口的标准化协议:

1空中侦察平台 (包括传感器) 与情报处理单元之间的ISR数据接口;

2情报处理单元与情报需求用户之间的情报产品接口;

3情报处理单元为了支持情报判读而与现有各级情报数据库之间的远程情报产品的查询、请求、报告、利用产品的操作和数据接口。

由于情报产品、情报需求及规划获取需求信息的活动之间的呼应关系, NIIA需要关注情报需求提出、情报需求收集规划活动以及实施收集活动的有人机或无人机飞行计划及机载传感器操作计划等。

NIIA指出, 从战略监视到战术侦察的所有的ISR活动都将获益于互操作标准, 从NIIA域中的侦察与监视系统互操作性得到的益处包括:

1通过数据融合提高了情报质量;

2在各级指挥机构实现情报共享;

3提高了所有地形区域的可达能力;

4提高了侦察监视信息和情报产品分发能力;

5提高了信息 & 情报的时效性;

6提高了作战行动的灵活性和准确性。

2 NIIA体系

2. 1 NIIA

体系描述了组成体系的组件、组件之间关系以及管理组件设计和发展的原则与指南[4]。NATO C3局研究的NATO互操作性框架 (NIF) 为附属体系提供了全面的架构设计, 使用类似OSI 7层模型的系统体系描述, NIIA提供了每一成员国内互操作性元素的实现指南。模块化元件组成体系中的模型, 并最大化使用商用现货 (COTS) 技术和重复使用模块化元件, 促进了共享发展。战区导弹防御、陆地作战和机载指挥与控制体系是NC3管理的其他附属体系的例子。促进附属体系之间的某些级别的互操作是目的, 这些附属体系在战场远距离作战中需要与ISR体系进行互操作。

隶属于北约空军装备组NAFAG空军第4组 (AG IV) 负责起草了NIIA, 定义了AG IV职能范围内的侦察和监视装备实现互操作的顶层体系结构, 描述了NATO侦察和监视系统的关系及其管辖的多个STANAG的地位和作用。NIIA是一个动态的逐步完善的体系, 随着技术和作战概念的进步, 体系变得更加复杂和完善, 到2005年时, 首次将图像情报 (IMINT) 和信号情报 (SIGINT) 互操作性问题在单一的体系框架中同时进行描述, 如图3所示。虽然到目前为止焦点是处理图像, 但AG IV的工作显示其工作范围已包含了更宽频谱的情报源, 例如信号情报 (SIGINT) 、AG IV正在进行信号情报等其他领域的补充分析定义, 增加相应的处理标准, 进一步完善ISR体系。

2. 2 NOTA的互操作性定义

在信息系统领域, 互操作性是一个很宽泛的概念, 由于应用的差异其定义也不完全相同[6]。IEEE认为“互操作性是2个或多个系统或组成部分之间交换信息以及对已经交换的信息加以使用的能力”。北约的互操作性定义为系统、单位或部队为其他系统、单位或部队提供服务和接受服务, 并通过这种交换的服务使他们具备有效地在一起工作的能力。为了对NIIA互操作性进行分类, 定义了4级互操作, 这用于确定如何组织和自动化管理数据的交换和解释才能提高操作效率[7]。

1级 (无结构化的数据交换) :包括人类可判读的无结构化数据的交换, 例如作战评估、分析和文件中的自由文本。

2级 (结构化的数据交换) :包括人类可判读的结构化数据 (意在用于手动和/或自动处理) 的交换, 但需要手动编辑、接收和/或消息分发。

3级 (数据的无缝共享) :包括基于公共交换模型的系统间数据自动共享。

4级 (信息的无缝共享) :通过基于协同操作应用软件的数据处理, 把3级扩展到信息的通用判读。

NIIA目前的目标是达到2级互操作, 一些特殊的接口达到3级互操作, 4级互操作是其最终长远的目标。

2. 3 NIIA体系中的STANAG

STANAG作为NIIA体系中的构件, 是组成体系的基石, 定义了ISR流程中各组件之间的标准化接口。基于空中侦察的模式主要包括两种关键接口:一是空中和地面系统之间的接口, 二是地面系统的输出与是其他地面系统或指控单元接口。这些接口使用了一组STANAG和商用标准, 使NATO成员国的ISR装备之间的侦察图像能够实现2级或3级互操作性 (见2. 2互操作性定义) 。NIIA中主要的STANAG及简要功能描述如下:

STANAG 3377“空中侦察情报报告格式”:规定了分发给作战用户的情报报告格式, 包括时间敏感的事件报告、独特图像 (例如SAR) 的专门报告和标准例行报告等。

STANAG 4545“NATO二次图像交换格式”:二次图像是已经被处理为人类可读图片的传感器数据, 格式可以由图像、图表和文本组成。

STANAG 4559“NATO标准ISR数据库接口”:提供了NATO成员国ISR数据库的互操作性标准。STANAG 4559对在数据库系统和客户之间传回和传出的指令以及用于在远程数据库中搜索具体图像的参数 (例如, 日期、时间和位置) 进行了标准化。建议使用STANAG 4545格式交付查询的结果图像产品, 同时也在增加其他数据格式, 此外, 正进一步增加能力 (例如订阅服务) 以提供更多的功能。

STANAG 4575“NATO高级数据存储”:为固态存储器或磁盘阵列定义了接口, 其目的是使NATO成员国的ISR设备之间能够之间进行数据交换, 同时保证机载的侦察图像数据能够在任何地面侦察站被处理。

STANAG 4586“UAV控制系统 ( UCS) 体系”:本STANAG的目标是推动UCS、不同UAV及其载荷和C4I用户之间的通信。标准的UCS体系和接口的实现将简化不同来源子系统的系统集成过程, 实现地面站和UAV之间的互操作。该标准不但描述了UAV系统的各个部件之间的通用控制信息, 也重点制定了如何实现既有旧UAV系统的互操作使用和集成方法, 本STANAG由NATO海军武器和装备组 (NNAG) 管理[8]。

STANAG 4607“NATO地面移动目标指示器格式 (GMTIF) ”:定义了灵活的用于移动目标信息分发的格式, 可以配置成独立格式或封装到STANAG4545或7023中, 简单的GMTI系统可以使用标准格式的子集, 用有限窄带分发;大型GMTI系统可将目标的所有信息编码, 用宽带信道分发, 以便更完备的处理机构处理这些移动目标信息形成目标航迹。

STANAG 4609“NATO数字运动图像标准”:采用商用的数字视频标准, 定义了用于分析机载运动图像的元数据 (包括与视频图像同步的飞机位置坐标、姿态和传感器参数等) 的采集要求, 确定了本标准和STANAG 7023、4545之间的关系。

STANAG 4633“NATO通用信号情报 ( ELINT) 报告格式”:确定了ELINT数据交换标准, 以便在联合设备之间有效共享信号情报 (ELINT) 和电子保障措施 (ESM) 信息, 制定了对ELINT/ESM数据库通用存取操作接口, 便于动态分析信号情报及制定和执行合理的电子侦察任务规划。

STANAG 7023“NATO原始图像 格式”: 该STANAG建立了在侦察收集系统和应用系统之间传输侦察监视图像及于图像相关的辅助数据的标准数据格式和标准传输体系。STANAG 7023以时空域方式描述传感器数据结构, 建立图像和传感器参数之间的关联关系, 通过STANAG 7023数据流, 可以准确地重现事件在数据捕获过程中发生的顺序。STANAG 7023能够描述任何类型的传感器数据结构而不需要修改STANAG。

STANAG 7024“空中侦察磁带记录器接口”:为4种不同技术的记录器建立的盒式磁带物理交换的格式:1附件A:19 mm螺旋扫描ANSI ID-1数字仪表记录器, 包括大、中和小型磁带盒格式;2附件B:8 mm螺旋扫描Hi-8数字和8 mm模拟记录器;3附件C:12. 65 mm螺旋扫描SVHS模拟记录器;4附件D:25. 4 mm横向扫描AMPEX DCRSi数字仪表记录器。

STANAG 7085“成像系统的互操作数据链”:是ISR宽带数据链标准, 其突出的特点是传输数据量大、传输速率高[9]。STANAG 7085提供了用于图像数据传输的3类图像数据链 (附件A中描述的模拟链路、附件B中描述的点对点数字链路和附件C中描述的数字广播链路) 的互操作标准。在标准中为具体的数据链配置提供了许多选项, 例如单工或双工操作、数据率、载波频率、信道复用、交错操作和加密等选项。STANAG 7085数据链可以处理任何格式的数据 (例如, 7023、4545或GMTI) , 并可以以不同配置运行, 包括半双工和全双工两种模式。未来研究将继续更新标准以反映当前的数据链原理[10]。

2. 4 NIIA体系描述

STANAG是构建NIIA体系的构件, 最初的NIIA体系是相对简单的, 反映了在那个时代可用的技术。最初的NIIA概念示意图如图4所示。

随着技术和作战概念的进步, NIIA体系变得更加复杂和完善, 如图5所示。

目前的ISR系统接口中增加了高级数据存储和查询ISR库获取数据的标准, 在机载段和地面段增加了地面移动目标指示数据接口 (STANAG 4607) 、数字运动图像接口 (STANAG 4609) 和通用ELINT报告接口 (STANAG 4633) , 通过成像系统的互操作数据链数据接口 (STANAG 7085) 使各个地面站或用户通过无线信道直接接收多种侦察飞机的原始侦察图像数据、二次图像产品或移动目标信息 (7023、4545或GMTI) 。

虽然图5给出了系统的连接关系并标识了每一标准在ISR功能流程中的使用, 但没有提供每一接口的完整连接图, 图6给出了具体的接口与ISO7层接口模型的映射关系, 可视化地描述了每种接口使用的标准及每个标准的覆盖范围和能力。

为了成员国之间的互操作性, NATO的互操作框架要求首先使用商业和国际标准, 因而图6中可见很多商用标准, 如商用CDROM标准 (ISO 9660) , 只有当现有标准不能提供军方所需的功能或能力时才开发STANAG。

在一般情况下假设存在提供顶层互操作性的应用, 每一种接口至少包含两种具体的标准来定义协议。例如, 如果通过宽频带磁带传送STANAG 4545格式化的图像数据, 应用层至少需要一个在传输端写入正确文件的图像处理软件包及接收端的4545兼容图像阅读器。

图像库接口实际上包含两种接口:第一种是查询各种图像资源、接收可用图像列表然后请求交付合适图像的命令协议, 这由图6中右边的库接口表示。最后一步是交付和查看图像, STANAG 4559推荐使用STANAG45 45格式化的图像数据, 但没有排除使用其他格式。

虽然从图6中可以看出完全定义了接口, 但每一种标准都提供了多种选项, 例如STANAG 4545提供了多个表示能力级的兼容级别, STANAG 7085允许大量的可变参数, 包括带宽、双工格式和信道化, 因此, 在北约各国家的具体ISR项目中需要确定接口的具体配置, 给出明确的接口说明, 确定各个接口互操作的信息协议规范。

3结束语

目前, 我国正在大力开展信息化、网络化建设, 对装备系统互操作体系的研究和应用是信息化、网络化建设中的一项重要工作, 北约在ISR互操作体系研究和建设方面的成果和经验值得借鉴, 结合我国目前ISR系统的现状, 认为应该从以下4个方面加强互操作性的建设:

1建设我国的ISR系统互操作的顶层框架, 用于指导不同兵种的各级标准的建设和发展, 重点在于各标准之间的衔接及兼容性, 以及指导各标准的建设发展方向;

2将已有关于互操作的标准适当嵌入到框架之中, 必要时修订相关标准, 制定标准的操作指南, 目的是实现现有标准的定位, 指导相关部门的具体操作;

3在设计的顶层框架内, 找出目前在ISR互操作方面的缺陷, 制定相关的标准及标注的操作指南, 让工业部门有标准可依;

4完善各标准的配置管理指南和认证与测试文档和手段, 能够对ISR设备或系统对相关标准的符合程度进行充分测试。

互操作性体系应是一个动态的不断演变和完善的系统, 将随着ISR技术发展和联合作战概念的进步不断扩充和发展, 以提高对一体化网络中心战的情报支撑能力[11,12]。

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监视和控制 篇9

当代信息技术的处理, 必不可少的就是使用微型计算机, 越来越多的控制设备已从原来的分立式模拟电子器中脱离, 转型为新型的高集成度的微机芯片和模块。传统的单一的故障监视及诊断系统在现在已经无能为力了, 因为在其方法中, 装置较为简单, 全凭经验测量位于电压上的某两个点, 来判断零部件是否符合标准。而对比较复杂的系统, 则是采用建立一个数学模型在线进行诊断。长期以往, 一些控制部件已然变成计算机程序中的一部分, 在这种情况下就更加的难以找到内部的故障所在。且依赖系统的结构建立起来的数学模型, 也会由于故障的因素导致系统内部结构的变化, 使得数学模型才刚起步就“坍塌”。所以在对待电气化传动系统时使用微型计算机对数据进行灵活的处理, 能够能有利于实现故障的监视及诊断。

1 对电气化传动系统故障的认识

不同的机械其生产出来的目的是不同的, 所以采用电气化传动的方式也就不一样, 我们可以不同的方面对其进行划分, 从结构上可分为:开环电气传动系统、自动化电气传动系统、综合自动化电气传动系统等三大种。开环电气传动系统主要是运用在调速、启动及制动的过程上, 它没有要求某一电量精确的保持在子一个确定的量上。自动化电气传动系统, 对调速、启动及制动的过程有了相对的要求, 且要求某一电量精确的保持在一定的范围之内。而综合自动化电气传动系统, 则主要是运用在全盘化的自动场合。不同的传动系统发生的故障的方式不尽相同, 但无论是哪种电气化的传动系统, 只要发生故障时, 都必须及时的对故障进行处理。在处理的时候要分清故障的大小及先后缓急, 所以在处理故障时其要去也是不一样的。通过对故障的研究可将其分为两大类:一类称为I类故障, 通常来说这类故障一旦发生就要立即进行处理, 以防故障的扩散殃及其它。另一类称为II类故障, 该类故障出现时其系统还是可以做较短时或是长时的运行。对I类故障的处理方式可以简单地概括为以下几点: (1) 紧急断电会使刹车; (2) 直接停机, 对于II类故障就要视情况而定, 一般它可分为三种情况: (1) 短时的故障; (2) 长期故障; (3) 报警故障。

2 电气传动系统的故障与诊断分析

依据对电气化系统故障的认识, 为了达到良好的故障监视及诊断, 一般都采用二级微机系统来对电气化传动系统的故障进行诊断与分析。举例说明, 如图所示为PC机的硬件系统构成图, 其主要是由80C31单机片及各种接口板组成。

不同的电气传动系统, 所配置的硬件接口的类型及数量是不一样的, 所以为了满足其通用性, 一般都采用总线式的结构在单机片系统上进行操作, 并用可电擦除的程序贮存器来贮存程序, 方便修改相关的硬件参数。当电气传动系统启动时, 如图的80C31单机片主要起控制与执行的作用。当电气传动系统这正常运作时该单机片就会通过串行口COMI传送给PC机并检查故障点的状态显示出各种的数值或是图形。

当出现I类故障时该单机片会发出控制指令是传动系统停机, 由此终止PC机的程序的执行。当出现II类故障时该单机片会将有关的信息发送给PC机, 而PC机则会将有关的知识进行调动与推理, 在再将故障的处理指令发回给该单机片, 并显示出故障的原因及具体的位置, 这种处理方式有利于对故障进行管理。

(1) 探索故障的原因。通过建立故障的模型图, 可对处理故障的快速要求进行分类, 可以想象在每一类中故障的处理方式又可分成组。在每一组中。一个单元可分为8个故障且每个单元对应下位机的1个接口.以此类推则可形成故障模型。

从该模型中想到若是I类故障, 则选择直接处理的方式, 并将单元或是单元信息上交位机;若是II类故障则可以借助推理机访问知识库, 推理出相应的组号, 会送给下位机, 下位机通过接受信号并作出相应的处理。上位机在此时必须尽快找到故障的编号, 以便在访问知识库的时候显示出相应的故障的名称和显示故障的位置。

(2) 电气传动系统故障的诊断。通过借助访问知识库及提问等方式, 对系统的故障模型及故障的处理方式有了进一步的了解, 通过对专家的全面分析, 可对检查时遇到的困难或是未检测的故障做出详细的说明, 有利于提高对故障的监测效率。

3 结语

时代的发展, 电气化时代正在不断向前迈进, 运用及掌握微型计算机对数据进行处理是现代化必不可少的手段, 这有利于检测出故障的具体位置, 方便了人们对故障的认知们提高了人们的维修手段, 且通过建立电气传动系统模型更加的直观显示出系统的故障及其发生的位置, 便利了诊断的方法, 保证了相互对应的故障监视及诊断装置的实用性。且根据系统故障的实际情况配以专家的咨询的意见得以快速诊断故障, 且保证了诊断结果的准确性, 提高了工作的效率。

摘要：随着工业时代生产的大型化、高速化及自动化的发展, 电器传动系统的运用越来越广泛, 其性能的指标也越来越高, 同样设备的组成就越来越趋于复杂。该文从电气化传动系统的安全性与高效性出发, 对其发生的故障进行有效的处理, 建立一个电气传动系统的故障模式。根据这种模式更加方便的对其故障进行诊断与分析, 从而节约能耗, 降低生产成本, 提高劳动生产率。

关键词：电气传动系统,故障,监视,诊断分析

参考文献

[1]华玉香.电气传动系统的故障监视和诊断[J].煤炭技术, 2007, 26 (01) :41-44.

[2]郭朝南.电气传动系统常见故障的判断及应对措施[J].纸和造纸, 2003 (03) :27-28.