数控系统连接与调试（精选8篇）
数控系统连接与调试 篇1
摘要：“数控系统连接与调试”课程是数控设备应用与维护专业一门应用性很强的专业课程。根据装备制造行业急需培养数控设备应用与维护专业高素质技术技能型人才的需求,以社会需求为导向,以“培养技能型人才,提升就业能力”为目标,合理构建课程内容,采用先进教学理念和方法,培养学生的分析问题能力和实践动手能力,促进数控系统连接与调试课程改革。
关键词：数控系统连接与调试,课程,改革,实践
机械装备制造业快速发展和产业转型升级,对技术技能人才提出新需求,培养职业技能和创新能力高度融合的技术技能人才,缓解装备制造产业设备应用与维护人才供需结构性矛盾。高职数控设备应用与维护专业的人才培养目标:培养熟悉现代制造技术和企业生产流程,熟练掌握常用数控设备的结构、工作原理、性能特点等方面的专业知识,具有较强的数控设备应用、调试、维护与维修能力,在数控设备制造、工程机械制造、汽车及零部件制造等行业从事数控设备精度检测、维护与维修、安装与调试、技术升级改造等方面的工作,具有良好职业道德、团队合作精神和实践能力的高素质技术技能型人才。
“数控系统连接与调试”是数控设备应用与维护专业的一门核心课程,使学生具有数控机床连接与调试逻辑思维能力、分析解决问题能力。课程涉及的知识面广,实践应用性强,牵涉单片机控制、PLC编程技术、液压与气动、传感器、机床结构等知识,在传统的教学模式中,理论教学和实践教学相脱节,教师只注重理论知识,不注重实践应用能力的培养,学生知识层次不符合企业的需求。因此,实现理论教学与实践教学有机融合,突出以应用能力的培养,是教学改革研究的重要内容。
1 改革教学模式和方法
1)在教学的组织实施过程中,采用“项目载体、任务驱动”的理实一体化教学模式。按照企业工作过程开展项目教学,在做中学,在学中做,达到教学做合一。将课程内容进行整合,按照新的课程标准、考核方式进行评价。
通过“教、学、做”合一等多种教学形式,提高学生的专业能力、方法能力、社会能力、个人能力。在教学手段上运用多媒体、网络、虚拟软件等教学手段,激发学生学习的兴趣,发挥学生学习主体作用,调动学生学习的主动性和积极性,有利于培养学生的创新思维能力。
2)在教学内容上,数控系统连接与调试课程应用性很强,涉及的知识面宽,在课程内容安排上注重先修课程在本课程中的融会贯通。遵循能力的培养规律:知识从简单到复杂,能力从单一能力训练到综合能力训练,按照循序渐近的方法构建课程序列,以社会需求为导向,通过项目的逐步实施达到学生的职业能力。
2 加强实践动手能力培养,提高职业能力
在数控系统连接与调试课程教学中,以项目式为载体,行动过程为导向,通过“信息-计划-决策—执行-检查-评价”6步法,突出培养学生分析问题和解决问题能力。
例如,在伺服系统连接和调试模块教学中,通过6步教学法以项目式对学生进行训练。首先教师通过一般问题、专业问题进行引导;第二步,将全班学生分6小组,根据伺服系统故障现象,安排小组成员进任务分配,讨论分析判断故障产生的原因、部位。其次,学生根据故障现象决策排除方法、思路。其次,学生动手完成故障排除;其次,教师根据排除情况进行检查;最后,让学生做自评和互评,老师进行总评掌握伺服系统连接和调试排查思路和方法。通过实践环节,有利于锻炼学生良好职业道德、团队协作能力和实践能力,激发学生的学习兴趣,掌握解决问题的方法和步骤。
3 基于职业岗位需求,构建课程内容
对接岗位典型工作任务和工作过程,结合职业成长规律和教育教学规律,构建以岗位需求和职业标准为依据,以促进学生职业生涯发展为目标。按照课程知识结构及其特点,分六个教学项目即数控系统电气连接控制、数控系统基本参数的设定、数控外部单元连接和调试、伺服系统连接和调试、变频器的连接和调试、PLC的编程与使用。首先让学生分单一能力训练,掌握基本理论知识和操作技能。在完成单一能力训练,开设综合性机电联调实训,提升学生综合应用能力,发挥学生的主动能动性,运用所学知识解决问题的能力,注重学生独立思考问题能力培养,教师在整个过程中起组织协调作用、答疑问题。
4 改革教学评价方式
融合国家职业资格标准要求,以专业知识、职业技能和职业素养为评价核心,提升学生求知主动性和创造力。在考核方式上我们采用过程考核与终结性考核相结合的方式,采用项目化教学方式,注重对学生学习过程的评价。成绩评定上采用项目考核(占50%),出勤(占15%)、作业(占5%)综合测试(占30%)几部分组成。要求学生不断的思考问题,同时激发学生学习积极性。
5 提高“双师型”教师素质
根据专业自身特点和优势,创新校企合作运行机制。专业教师和兼职教师共同组成结构合理的课程教学团队,实现专、兼教师之间知识、能力上的互补。由专任教师和企业兼职教师组成“动态互补,专兼结合”的教学团队,年龄、专业、学历、学源、职称结构合理。提升教师教学教研能力、专业实践能力,选聘企业技术人员、高技能人才担任兼职教授和兼职教师,教师定期参加企业培训、企业顶岗提高教学能力。专兼教师相互听课评课,合作开展教学培训、技术研发和科研创新,提升教师团队整体素质。
总之,数控机床连接与调试课程是一门理论和实践方面要求都很高的课程,需要不断深入、动态地进行岗位群能力需求调查,广泛地与企业合作,在探索与实践中不断持续改进教育教学理念,改善教学条件,提高教师素质。只有切实提高教学质量,将理实一体教学贯穿于整个人才培养的全过程,为行业企业输送符合岗位要求的高素质技术技能型人才。
参考文献
[1]壮国桢.高职教育“行动导向”教学体系研究[D].华东师范大学,2007.
[2]林志辉.《数控机床故障诊断与维修》课程教学的研究[D].湖南师范大学,2013.
[3]时振伟.《数控机床故障诊断与维护》课程的“行动导向”教学法研究[J].网友世界,2013,23.
数控系统连接与调试 篇2
数控机床的安装调试与验收 【教学目标与要求】
一、知识目标
1.了解数控机床安装的前期准备工作和正确安装知识。2.了解数控机床调试流程及调试项目，和有关检测仪器的使用方法。
3.了解数控机床验收流程及验收项目。
二、能力目标
1.能按机床说明书要求，熟悉正确安装数控机床的流程，并能用必要的仪器检测调试项目。
2.能够按调试项目验收并修整数控机床，达到安装的精度要求。
三、素质目标
1.了解正确安装数控机床对提高机床使用精度的影响，重视数控机床的安装与调试工作。
2.了解数控机床的调试项目和使用的仪器、设备，以及调试流程。
四、教学要求
1.了解数控机床安装的准备工作内容和安装环境要求。2.了解数控机床的安装过程、调试项目和调试流程。
3.通过检测项目所达到的精度要求，能够判断机床安装能否达到 使用的合格要求。【教学重点】
1.数控机床的调试项目和调试流程。2.检测调试项目的精度及修正。【难点分析】
对调试的项目做修整，达到说明书的精度要求。【分析学生】
安装调试机床是一件非常重要的工作，数控机床在生产时已经达到了各项精度指标，但是如果得不到正确的安装，将可能达不到机床出厂前的精度要求，导致机床不能正常的工作，或缩短机床的使用寿命，所以要十分重视数控机床的安装和调试工作。验收数控机床时，要严格按调试项目逐一检测，不要嫌麻烦。验收机床的责任重大。【教学思路设计】
用多媒体教学资源演示数控机床检测项目和使用的仪器设备，或到现场示范教学。【教学安排】
8学时 【教学过程】
一、安装数控机床前期准备工作
1.选择场地
检查设备安装场地是否具备数控机床工作的基本条件，包括：电源、温度、湿度、光线、振动、信号干扰等。
2.开箱检查数控机床
注意开箱时需要有相关人员到场后才可 打开包装，应由卖方工厂人员开箱，保证设备合格。注意检查：合格证、出厂进度检测证明、说明书、图样资料、附件和检查机器外形。
3.相关资料归档。
4.外观质量检查
指数控机床整体外观及细小部位的外观检查，应达到出厂前的技术要求，特别注意在运输、吊运期间是否可能出现的各种意外事故，造成机床外观的损伤。
二、安装数控设备 1.数控机床的安装 1）基础施工到位
机床水泥地基——留地脚螺栓孔——吊装机床到地基上——安装地脚螺栓——粗调水平后灌平螺栓孔水泥——待干。
2）机床连接组装
组装全部分散的部件到位。3）通电试车
清洗、加机油、接气、试车检查各系统是否正常。4）位置调整
粗调床身水平、几何精度，部件间相对位置。2.安装水平的检验要求
1）用水平仪检板或专用检具测量导轨的纵向垂直度误差和横向扭曲度误差。作出垂直度误差图形，计算误差值。
2）调整垂直度误差和扭曲度误差在公差范围内。
三、调试数控机床 1.几何精度
熟悉几何精度调试内容和测量工具、验具，如表5—5。1）垂直度误差——用水平仪检测，见图5—
1、2。
2）各轴之间垂直度调整——用百分表检测，如数控铣床X、Y、Z三轴之间的垂直度，见图5—3、4、5。
3）主轴轴线对工作台的垂直度——用千分表检测，数控铣床主轴对工作台的垂直度，如图5—6所示。旋转主轴一周，检测千分表的误差值。
4）工作台与X、Y轴运动的平行度——用千分表检测，如图5—
7、8所示。
5）工作台T型槽对Y轴的平行度跳动值——用千分表检测，如图5—9所示。
6）主轴孔径向圆跳动和主轴端面圆跳动——用千分表检测，如图5—
10、11所示。
以上检验方法可用电脑专用软件检测，并可对误差做补偿处理。2.位置精度——定位精度、重复定位精度和反向偏差。3.设备功能
1）空运行——测试温升、运动检测、动作检测、安全防护检测、保险装置检测、噪音、液压、气压、冷却及润滑系统等方面，对数控机床作全方位的检测。
2）功能检测——含数控功能，主要是检查数控系统是否满足技术条件要求；手动功能，主要是检测在手动条件下机床的常规动作和 各种装置；切削试件，主要是做工件真实切削，按标准形式或特定产品检测数控机床能否满足使用的功能要求。
四、验收数控机床
1.在制造厂商地预验收，在生产现场验收设备是否达到要求。2.在采购方生产现场验收。验收项目见表5—9。
最实用的验收方法除了生产厂商所提供的标准外，购买方应在生产地用要生产的零件实质检验设备是否达到预先设计的设备技术要求为最终检验条件。
五、小结
1.重视数控机床的安装、调试和检测工作。
2.数控机床的安装、调试和检测工作一定要严格国家相关标准，才能达到测试要求。
核电厂污水系统调试与运行 篇3
关键词：核电厂；污水系统；SEO；系统调试；系统运行 文献标识码：A
中图分类号：TM731 文章编号：1009-2374（2016）20-0096-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.20.047
1 概述
核电厂污水系统（SEO）分为SEO1和SEO2两个部分。SEO1系统用于收集屋面和场地的雨水及生产废水，通过SEO1管网排入海中。SEO2系统用于收集核电站各个子系统排出的生活污水，通过SEO2管网，排至污水处理站（ED），通过污水处理站处理后，再经SEO1管网排入海中。
SEO1管网和SEO2管网都是埋于地下的疏水管网，依靠重力逐级自流，坡度为0.003。考虑到管网的长度，在管网的中间某些位置，设有专门的提升井，将污水泵送到较高的位置，继续依靠重力流动，从而使提升井下游的管网可以埋于地下较浅的位置，降低施工和维护成本。
厂房内的污水要送到室外SEO连接井内，根据厂房内污水收集点的高度，采用直接排放和经污水泵提升后排放两种方式。福清核电1/2#机组当前设置的污水提升泵清单如下表1：
2 SEO系统提升泵的控制逻辑
SEO系统各子项的提升泵有不同的配置，主要有单泵配置、双泵配置和三泵配置三种，不同配置的控制原理也有所不同。除了常规岛循环水集水坑的污水泵是经由DCS控制外，其他的所有污水泵都是由就地控制箱（AR箱）直接控制的，与DCS无关。
2.1 单泵控制逻辑
集水坑内设有三个液位开关，分别在低、高、高高液位时动作：
高液位时，污水泵自动启动。
低液位时，污水泵自动停运。
高高液位时，通过DCS向主控发出报警信号。
2.2 双泵控制逻辑
集水坑内设有四个液位开关，分别在低、高、高高、高高高液位时动作：
高液位时，第一台污水泵自动启动。
高高液位时，第二台污水泵自动启动。
高高高液位时，通过DCS向主控发出报警信号。
低液位时，所有污水泵自动停运。
就地控制箱内的继电器逻辑，保证相邻的两次高液位信号触发时，交替启动两台泵：
第一次高液位信号触发时，启动A泵；低液位信号触发时，停运A泵。
第二次高液位信号触发时，启动B泵。
第二次低液位信号触发时，停运B泵。
如此循环，交替往复。
2.3 常规岛循环水集水坑污水泵控制逻辑
常规岛循环水集水坑污水泵没有设置相应的就地控制箱，是由DCS直接控制的。集水坑内设有远传液位计（MN），在DCS中经阈值比较后，产生低、高、高高液位信号。
高液位时，第一台污水泵自动启动。
高高液位时，第二台污水泵自动启动，同时向主控发出报警。
低液位时，所有污水泵自动停运。
2.4 三泵控制逻辑
集水坑内设有四个液位开关，分别在低、高、高高、高高高液位时动作。
高液位时，第一台污水泵自动启动。
高高液位时，第二台污水泵自动启动。
高高高液位时，第三台污水泵自动启动。
低液位时，所有污水泵自动停运。
3 调试期间发现的问题
3.1 多台泵外形相似的问题
SEO系统的很多子项中，设有并联布置的两台或三台污水泵，其外形一致，根本无法区分。正常运行时没有影响，设备故障检修时电气隔离错误将会产生严重的触电风险。针对这种情况，在调试试验期间按照如下流程处理：（1）根据现场设备布置图，明确设备位号；（2）根据第一步确定的设备位号，安装正式标牌；（3）调试期间，手动逐个启动污水泵，检查闭合的接触器、就地控制箱上信号灯指示、实际启动的泵的一致性。如果存在不一致，则进行调整。
3.2 泵的流量特性差异
由于污水泵的实际应用情况，污水泵出口距离排污口高度差很小，且管道很短流阻小，所以泵出口的实际压力往往小于额定压力，而泵的流量则远大于额定
流量。
实际调试结果，泵的出口压力只有0.1MPa·g，根据污水泵运行期间集水坑液位差计算出来的流量为
86.0m3/h，与理论值存在较大的偏差。
从实际应用的角度，污水泵流量较大，可以保证排污泵可靠性和有效性，在电机功率（电流）不超过限值的情况下是可以接受的。
3.3 止回阀不能关闭
由于污水中普遍含有较多的杂质，而污水泵出口的止回阀一般都是依靠重力回座的，很容易引起止回阀不能完全回座。对于双泵配置的集水坑，当一台泵运行时，停运泵的出口止回阀未完全回座，将引起运行的泵长期过负荷运转，导致泵受损，同时有可能导致污水坑串水。
在调试过程中测量泵的流量时，为保证测量的准确性，应关闭备用泵的出口隔离阀。在运行过程中，巡检时应注意检查泵的运行状态，并注意观察集水坑的水位变化情况，以核查泵出口逆止阀是否复位。
3.4 就地控制箱问题
电厂污水系统大部分子项的污水泵控制是通过就地控制箱来实现的，而就地控制箱内部完全依靠继电器的硬接线来保证逻辑的实现，特别是双泵交替优先启动的逻辑，使得控制箱内的接线非常复杂，调试过程中遇到问题时处理起来非常困难。这要求调试人员对电气一次图、二次图、接线图非常熟悉，同时要保证图纸与实际的一致性。调试过程中，发现了较多的线缆标识错误，甚至有部分接线错误，给调试工作带来了很大的困难。主要的问题如下：（1）接触器卡涩，无法自动闭合；（2）热继电器整定值设置错误；（3）延时继电器延时设置与图纸不一致；（4）信号指示灯正负接反；（5）控制柜柜面按钮标识牌错误。
4 结语
电厂污水系统虽然组成简单，且在电站正常运行中的重要性一般，但是其对于机组的安全运行仍起着不可忽视的作用。在异常情况下，电厂污水系统可以起到重要的水淹报警作用，并缓解事故后果，在机组的日常运行期间，需要对其保持足够的关注。
参考文献
[1] 王楠.厂区室外工程给排水设计说明（0426000-JPS06-001）[S].2010.
[2] 司杨.电厂污水系统系统手册（04260SEOXTS02）
数控系统连接与调试 篇4
基于工作过程的课程开发的基本思路是:由职业工作岗位确定的工作过程导出“行动领域”, 再经教学整合形成“学习领域”, 并通过适合教学的“学习情境”来具体实施, 课程开发流程如图1所示[2]。本文以数控技术专业核心课程数控系统连接与调试课程为例, 对基于工作过程的课程内容开发进行探讨。
一、课程内容体系的构建
1. 数控人才需求及岗位分析
制造业是国民经济的支柱产业, 是国家创造力、竞争力乃至综合国力的重要体现, 数控机床的拥有量和技术水平的高低是一个国家现代制造业实力的重要标志。“十五”期间, 国内数控金属切削机床产量总和达19万台。“十一五”期间, 预计2009年国产数控车销售数量达8.9万台, 加工中心销售量达2.5万台。支撑数控技术产业的核心力量是数控技术的高技能人才, 培养满足企业需求的数控技术专业人才是高等职业教育的任务之一。
根据我院数控技术专业对珠三角地区制造业发展现状与趋势、人才需求状况、岗位工作职责、工作任务、相应职业资格证书、学生就业岗位等方面调查结果分析, 确定数控技术专业学生的就业岗位有数控机床操作人员、数控工艺 (编程) 人员、数控机床装调维修人员、数控机床销售人员等。广州地区目前直接生产数控机床的厂家有四十多家, 数控机床装调维修人员十分紧缺。
2. 数控系统连接与调试课程的性质及发展状况
数控系统连接与调试课程是依据数控专业的人才培养目标和数控机床装调维修工岗位群的任职要求 (国家职业标准:数控机床装调维修工) , 在原数控原理与典型数控系统课程的基础上发展及内容整合而设置的专业核心课程。其目的是培养学生数控机床控制系统硬件配置、典型数控系统的安装、连接、调试的能力, 为学生日后从事数控机床装配、调试、维修、售后服务等岗位奠定基础。
数控系统连接与调试是一门涉及计算机技术、微电子技术、自动控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通信技术等多学科的综合课程, 知识面宽, 内容分散。以前课程教学内容是依据现有教材, 内容抽象, 理论性强, 有许多繁杂的公式推导, 缺乏与实际联系的案例。学生学习理论知识以后, 不知如何应用于实践中, 造成理论与实践的严重脱节。因此基于工作过程重构数控系统连接与调试课程教学内容, 是培养学生实践动手能力和独立解决工程问题能力的基础和前提。
3. 工作过程分析
国家职业标准对数控机床装调维修工的定义为使用相关工具、工装、仪器, 对数控机床进行装配、调试和维修的人员。所从事的主要工作内容:进行数控机床的装配及调整;编制程序并加工试件;判断并排除机床的各类故障。
数控机床装调维修人员在机床生产过程中, 处于组装、调试、检测等关键环节, 同时还承担着产品的售后服务工作, 是企业与用户之间的纽带与桥梁, 在数控机床的使用中负责数控机床性能的调整和数控机床维护和维修、数控加工工艺流程设计的参与和实施等[3], 其工作过程如图2所示。
4. 学习领域的构建
学习领域是以一个职业的典型工作任务为基础的专业教学单元。每个学习领域由能力描述的学习目标、任务陈述的学习内容和总量给定的学习时间 (基准学时) 三部分构成[1]。学习领域的构建是以工作过程为参照系, 按照工作过程对课程内容进行重组、序化, 通过科学的教学设计形成的。通过对数控机床装调维修人员的工作过程和职业行动能力分析, 在分析学生学习基础和已经具备的能力的基础上, 确定专业的教学任务和内容, 明确学生应掌握的知识、技能, 应具备的核心职业能力, 进行学科体系的解构和行动体系的重构, 形成数控专业的学习领域并确定专业学习领域的数量和内容, 数控系统连接与调试课程学习领域的构建如表1所示。
5. 学习情景的设计
学习情景是学习领域的具体化, 是教师综合分析学生的认知规律、教师的执教水平、学校的教学设施后设计的课程教学实施方案。一个学习领域可由多个学习情境组成, 每个学习情境的载体可以是一个案例、一个项目, 一件产品或一种设备。以数控系统连接与调试的工作过程为逻辑主线, 以部件 (组件) 为载体, 设计了的6个学习情景 (如表2所示) , 每一个学习情境都是以任务为驱动, 围绕任务的实施、完成, 设计教学组织、教学方法及教学手段。其中伺服驱动的连接与参数设置学习情景4如表3所示。
二、课程教学的组织与实施
本课程采用车间教学、实验室教学与课堂教学相结合, 实现教学做一体化, 使学生在完成典型工作任务的过程中体验企业的工作环境。教学组织形式以学生为中心, 学生独立或以小组的形式完成从信息的收集、工作计划的制定、工作任务的实施及对工作成果的评价等, 并在这一过程中获得工作过程知识。每个学习情景的工作任务完成有以下6个步骤:
1. 资讯
公布工作任务, 学生了解任务要求, 收集并补充完成任务所要求的各种信息, 确定完成任务所需的人力、设备和工具, 制定工作进度计划。
2. 计划
按照工作任务要求, 学生独立确定自己的工作计划, 如:安装调试的工作步骤, 工作时间, 工具使用等。
3. 决策
在小组的共同讨论的基础上, 调整并选取更为合理的工作方案和进度计划。
4. 实施
学生按照确定的工作方案和进度计划独立完成自己的工作任务。在方案实施过程中, 可针对具体困难和问题进行小组协商和讨论。
5. 检查
在方案实施过程中, 要分步检查阶段的工作结果和工作计划的进展及安全工作情况。检查方式有过程检查、自查、互查、教师检查等方式。
6. 评价
按照工作任务要求检查和评价系统连接调试的进度和质量, 分析和评价工作计划的合理性, 总结工作过程的经验和不足, 并分析其产生的原因, 提出改进意见。
三、结束语
基于工作过程的课程内容体系的构建, 将与岗位相关的工作任务以学习领域和学习情景的形式提练出来, 教师在学习情景中组织教学, 学生独立、自主地参与从任务资讯到评价的完整学习活动。教师在整个教学行动中, 是一个组织者、协调人, 为学生提供咨询和帮助, 教学的重心由传统的教师的教转向了学生的学。学生通过对多个工作任务的完成, 掌握了岗位工作过程的专业能力, 提高了学生全面分析、及时决断和系统化地解决问题的能力, 促进学生交往互动能力、自我反思能力和协作学习的能力。基于工作过程的课程内容体系的构建正逐渐成为我国职业教育课程开发的一种新模式。
摘要：本文以数控技术专业核心课程数控系统连接与调试课程为例, 对基于工作过程的课程内容开发进行了详细的阐述及探讨。
关键词：工作过程,课程开发,学习领域,学习情景
参考文献
[1]姜大源, 吴全全.当代德国职业教育主流教学思想研究理论、实践与创新[M].北京:清华大学出版社, 2007, 4
[2]姜大源.职业教育课程改革的理论与实践——工作过程系统化课程开发讲稿
[3]赵志群.对工作过程的认识[J].职教论坛, 2008, 7 (下)
[4]中华人民共和国劳动和社会保障部.数控机床装调维修工 (试行) [S].—国家职业标准.北京:中国劳动社会保障出版社, 2007, 3
停车场系统安装与调试说明书 篇5
HGD 停车场管理系统，分为全功能标准型（含图像对比、语音提示、对讲系统、中文显
示、自动出卡机等）和简易经济型（无图像对比、语音提示、对讲系统、中文显示、自动 出卡机等）。
停车场系统的施工，按先后顺序，可分为以下几个步骤：
1．根据设计方案、现场情况确定设备摆放位置
（1）．确定道闸及读卡设备(票箱)摆放位置确定道闸及读卡设备摆放位置时首先要确保车道的宽度，以便车辆出入顺畅，车道宽度
一般不小于 3 米，4.5 米左右为最佳；
读卡设备距道闸距离一般为 3.5 米，最近不小于 2.5 米，主要是防止读卡时车头可能触到栏杆；
.对于地下停车场，读卡设备应尽量摆放在比较水平的地面，否则车辆在上下坡时停车读卡会比较麻烦；
对于地下停车场，道闸上方若有阻挡物则需选用折杆式道闸，阻挡物高度-1.2 米即为折杆点位置；
道闸及读卡设备的摆放位置直接关系到用户使用是否方便的问题，一旦位置确定管线到位后，再要更改位置则会给施工带来很大的麻烦，因此对于在这方面工程经验不是很多的工程人员来说，先将道闸及读卡设备安装到位，然后模拟使用者，会同甲方人员一起看定位是否合适，最后再敷设管线。
（2）．确定摄像机安装位置确定摄像机安装位置（若没有选择图像对比功能，则不需考虑此项）
进出口摄像机的视角范围主要针对出入车辆在读卡时的车牌位置，一般选择自动光圈镜头，安装高度一般为 0.5-2 米；
（3）．确定岗厅的位置 对于没有临时车辆的停车场岗厅的位置视场地而定，或者根本就不设岗厅；对于有临时车辆的停车场岗厅一般安放在出口，以方便收费；
岗厅内由于要安放控制主机(电脑)及其它一些设备，同时又是值班人员的工作场所，所以对岗厅面积有一定要求，最好不小于 4平方米；（4）．确定控制主机(电脑)的位置
控制主机(电脑)是整个停车场系统的核心控制单元，若停车场出入口附近设有岗厅，则安放在岗厅内；若没有岗厅则安放在中控室；但控制主机同出入口读卡设备的距离一般不超过 200 米。
停车场系统设计参数：
a.读卡机（中心距离）与道闸（中心距离）>2.5M；
b.管理电脑(一般放置在停车场管理岗亭内)至读卡机的距离<200M；
c.摄像机安装高度：0.5—2M;
d.地感线圈尺寸：2M(长)X1M（宽）；
e.收费管理岗亭最小面积：4平方米（2M*2M）；
f.进出车道宽度：>3M；
g.设备安装基座尺寸：0.6M(长)*0.5M（宽）；
2．管线敷设
管线敷设相对比较简单，在管线敷设之前，对照停车场系统原理图及管线图理清各信号属性、信号流程及各设备供电情况；信号线和电源线要分别穿管，对电源线而言，不同电压等级、不同电流等级的线也不可穿同一条管。
地感线圈的埋设：地感线圈的埋设一般跟管线敷设同时进行，具体方法参阅相关图纸。
停车场系统所有线材型号：
（1）.数据通讯线（管理电脑至出入口票箱）：RVVP2*1mm(必须为屏蔽双绞线)
2（2）.信号控制线（出入口票箱至道闸）：RVVP2*1mm（3）.视频线（出入口摄橡机至管理电脑）：75-5 同轴电缆
（4）.地感线：耐高温抗腐蚀镀银φ1.0 导线绕制 10 圈，埋放深度 3cm—5cm;
（5）.电源线：（供电至票箱）RVV3*2.5 mm；
（6）.道闸摇控线（道闸摇控器到道闸，两根为电源线，另两根为控制线）：4*0.75 mm（7）.音频线（出入口票箱内喇叭至功放）：2*300 支（8）.对讲线（出入口票箱内对讲分机至对讲主机）：RVVP2*1mm3．设备安装、接线（详见安装图及接线图）
（1）．出入口票箱、道闸的安装：a.浇铸一高 10-20CM 的防水防撞的安全岛（安装基座），并在出入口票箱、道闸底座中部预埋铺设管线。
b.用四个膨胀螺栓将出入口票箱、道闸固定在安全岛上。
（2）．地感线圈的埋设：a.地感线圈埋设是在出入口车道路面铺设完成后或铺设路面的同时进行的；b.当路面铺设好或正在铺设路面时，在出入口票箱、道闸安装位置附近的车道上，切一
线圈放置槽（线圈放入切槽内，切槽宽为 1.5CM），地感线圈尺寸为 200CM（长）X100CM（宽）X5CM（深）；
c.将地感线沿切槽绕 8―10 圈，并将线圈的两个端子引至入口票箱、道闸的机箱内，并
用水泥或沥青填充切槽。
（3）．停车安装、接线图：
图
（一）HONGOO 一进一出智能停车场标准布线效果图图
（二）全功能标准型岗亭布线图
图
（三）简易经济型岗亭布线图 全功能标准型票箱内部接线图 简易经济型票箱内部接线图 道闸与车辆探测器内部接线图 图
（四）图
（五）图
（六）HONGOO 一进一出智能停车场标准布线效果图
75-5视 频线
出口处
道
闸
地感线圈
地感线圈
1000mm φ0.5-
出口
票箱
道闸摇
控四芯
线
4*0.75
1.0高温镀银 线10匝,埋地 深50mm
mm mm
二芯数
据线
二芯信号线
(2*0.5m㎡屏蔽
线，“PVC管，岗亭
道闸 埋地深100mm）
摇控
电脑
三芯电源线3*2.0m㎡，至配电箱。
二芯音 配电箱
二芯信号线
(2*0.5m㎡屏蔽
频线
道闸 线，”PVC管，摇控
埋地深100mm）
二芯对
二芯数 据线
讲线
入口
票箱
地感线圈
1000mm
地感线圈
道
闸
道闸摇控四
芯线4*0.75
mm
mm
地感线圈
1000mm φ0.5-
1.0高温镀银 线10匝,埋地 深50mm
mm
地感线圈φ0.5-1.0高温镀银线10匝，埋地深50mm
mm
75-5视 频线
安全带长大于4米，宽1.5-1.8米，高度 为100。票箱与道闸距离大于3米。
入口处
全功能标准型岗亭布线图
数控系统连接与调试 篇6
【关键词】电气控制系统安装与调试 技能训练 项目精选
《电气控制系统安装与调试》是一门实践性很强的课程，其知识内容多，技术更新快，并且要求学生能够非常熟练地掌握知识和技能。学习的过程中不能一一训练，为了达到好的教学效果，训练项目的选择、先后顺序的设置、技能层面的衔接、训练方式和手段的采用、训练过程中的步骤实施，都是培养高技能人才的关键环节，让学生在“学中做”“做中学”，老师提供好的实训项目，理清好的训练思路，采用好的教学方法，把教与学有机结合起来，达到很好的教学目的。
一、课程训练项目精选
训练项目的精选是该课程教学的首要环节，课程从实际机床控制电路中抽取了适合教学的10个典型工作任务作为该课程的训练项目，内容涵盖典型机床电气控制系统的装接与调试，典型机床电气控制系统的维修。项目内容包括10个学习项目、课外扩展和顶岗实习。
二、技能训练项目之间的关系
理清训练项目之间的关系，有条理、有秩序地进行技能训练，做到不重复、不颠倒。
（1）各项目任务单元的衔接递进关系
每一个教学项目都是一个完整的工作过程，每个任务单元涵盖着不同的能力目标，各项目任务单元之间呈平行、递进或包容的关系。
（2）技能训练项目的序化
本课程技能训练项目的序化遵循以下规则：载体选取从简单到复杂;技能从单一到综合;学习内容由浅入深，符合职业成长规律。在“理论实践一体化”的课堂教学中通过“接受任务自主学习操作示范同步实践总结提高”五个环节的训练，学生对知识技能的掌握从“会”到“熟”再到“快”“准”不断提升，实现“课内”与“课外”相结合，“学校”与“企业”相结合，“教学”与“考证”相结合。通过反复训练，提高职业能力，达到岗位要求，实现零距离上岗。
三、训练方式、手段及步骤
训练方式：
（1）项目教学，任务驱动（宏观）;
（2）视频教学，实际观摩操作法;
（3）小组讨论法，演示法（微观）
训练手段：实操综合采用多种现代化教学手段，包括多媒体课件、仿真教学、现场教学、录像、网络教学、课余活动等。
训练步骤：各个项目的操作是有所不同的，在单项技能训练中，先装再调，而在综合技能训练中，多了机床的功能分析与操作，项目的装调步骤具体分为：（1）分析任务;（2）制订计划;（3）实施计划;（4）通电试车;（5）总结与反思。下面以机床电气故障排除为例介绍其实施的具体步骤。
机床电气系统排故训练内容及步骤：
（1）机床功能基本操作：
根据机床的加工功能进行机床的基本操作。通过机床功能的基本操作，了解正常状态下机床各电器元件的动作过程和动作顺序，发现故障（非正常）状态下的异常现象或电器元件的非正常状态。
（2）故障分析：
根据故障现象或电器元件的非正常状态，通过电路原理图的读图和功能分析初步确定故障范围和可能的故障元件。故障分析涉及的元件和回路可能远多于实际的故障点与故障元件。
（3）制订计划：
根据可能的故障元件和故障回路制订故障排除的工作思路与工作计划。制订计划时，强调排故方法学习的重要性，在排故后需要及时总结方法，切忌凭感觉寻找故障，这样学习效果不理想。
（4）实施计划：
在遵守安全用电的基本规范下，按照排除法实施故障元件或回路的排除。具体操作时，先主回路后控制回路的原则。在排除故障时首先采取无压（不带电）排除方式，这种方式可排除因电路接触不良和触点损坏引起的故障现象，尤其是主回路的常见故障;在采用有压排除方式时，重点检查电路元件功能不良或损坏引起的故障。熟悉故障排除方法后，可以灵活运用两种方法，高效排除故障。
（5）通电试车：
每个故障点排除后需要进行必要的检查与通电试车，如有问题，需要再次重复上边的各个环节。
（6）总结与反思：
为提高机床电气系统故障排除训练的效率，在任务结束后需要进行必要的总结与反思。为此要求学生针对任务实施的过程，描述现象、探究得失，撰写项目报告，交流排故技巧、检查方法。
（说明：读图练习在排故之前进行。）
四、结语
通过对《电气控制系统安装与调试》项目精选与技能训练，学生在学习的过程中有了好的学习平台，在训练中有任务、有目的、有思路、有比较、有结果、有层次，并且通过技能操作训练，知识内容无形中得到掌握和巩固，动手能力逐渐得到提高，分析过程能得到验证，故障现象直观而具体，能让人记忆深刻，实践技能迅速得到提高，为自己以后的工作奠定了坚实的基础。
【参考文献】
[1]许翏.电机与电气控制技术（第二版）[M].北京：机械工业出版社，2010.
[2]田淑珍.電机与电气控制技术[M].北京：机械工业出版社，2011.
[3]谭维瑜.电机与电气控制（第二版）[M].北京：机械工业出版社，2011.
数控系统连接与调试 篇7
可编程控制器(PLC)现在的应用范围很广,其具有使用方便、适应性强、可靠性高和性能价格比极高等特点。PLC的强大功能是通过软件编程来实现的,对于庞大系统,所编程序很大,为了避免程序中的一些缺陷与错误,程序设计好后需进行运行调试。
STEP 7是西门子SIMATIC工业软件中的一员,它是用于对SIMATIC可编程逻辑控制器(PLC)进行组态和编程的软件包[1]。对于没有实际硬件的编程者来说,在STEP 7中编好程序,不能下载到PLC中,无法进行调试。对于有些控制系统,直接在实际硬件中进行程序调试会有一定风险。为了解决这些问题,一些PLC生产厂家提供了可代替PLC硬件调试的仿真软件。西门子公司开发的仿真软件PLCSIM能够在线进行程序的调试,检验程序的正确与否,这样可以减少硬件调试成本及危险。
同时为了增强对现场的可视性,西门子公司开发的组态软件WinCC能监控现场。在文献[1,2,3,4]中介绍了PLCSIM软件的仿真运用,本文通过在STEP 7中建立一个OS站,仿真软件PLCSIM能够把WinCC的监控功能连接起来,在PLCSIM中变量的变化,可以在WinCC中显示,这样检验了程序的正确性和增强了可视性。同时,对于现场具有实际硬件时,在WinCC界面中可以直接控制变量,并显示变量、设备等实际情况。本文主要介绍了STEP 7编程、PLCSIM程序调试、以及实现与WinCC连接,实现了两种软件的有机结合。
1 软件介绍
1.1 STEP 7简介[5]
STEP 7是用于SIMATIC PLC组态和编程的基本软件包。它包括功能强大、适用于各种自动化项目任务的工具,STEP 7主要包括以下组件:
(1) SIMATIC管理器:用于集中管理所有工具以及自动化项目数据;
(2) 程序编辑器:用于以LAD,FBD和STL语言生成用户程序;
(3) 符号编辑器:用于管理全局变量;
(4) 硬件组态:用于组态和参数化硬件;
(5) 硬件诊断:用于诊断自动化系统的状态;
(6) NetPro:用于组态MPI和PROFIBUS等网络连接。
1.2 PLCSIM主要功能[6]
(1) 可对S7-300/400 PLC的用户程序进行离线仿真与调试;还能访问模拟PLC的I/O存储器、累加器和寄存器。在仿真运行窗口中,通过改变输入变量的ON/OFF状态来控制程序运行,并通过观察有关输出变量的状态来监视程序运行的结果。
(2) 可实现定时器和计数器的监视和修改,通过程序使定时器自动运行或手动复位。
(3) 仿真软件可模拟对位存储器、外围输入变量区和外围输出变量区的操作,以及对存储在数据块中的数据进行读/写。
(4) 可在仿真PLC中使用中断组织块测试程序的特性,并记录一系列操作事件及回放记录,从而自动测试程序。
1.3 WinCC简介
工业监控组态软件(windows control center,WinCC)[7]是一个集成的人机界面(HMI)系统和监控管理(SCADA)系统,它是结合西门子公司在过程自动化领域中的先进技术和微软公司强大软件功能的产物。WinCC是Windows环境下面向对象的工业监控组态软件,它适合任何自动化控制系统。
WinCC组态软件集成了图形技术、人机界面技术、数据库技术、控制技术、网络与通信技术等,使控制系统开发人员不必依靠某种具体专业的计算机语言,只需通过可视化的组态方式,就可以完成监控软件设计,降低了监控画面开发的难度。组态软件拥有丰富的工具箱、图形库和操作向导,使开发人员避免了软件设计中许多重复性的开发工作,可提高开发效率,缩短开发周期,WinCC已经成为监控系统主要的软件开发工具之一。
2 STEP 7编程与仿真
2.1 STEP 7编程
为了实现PLC的某一功能,需要用编程软件进行程序设计。本文采用西门子S7-300 PLC,实现某一构件的运行时间记录[8],用STEP 7进行编程。文献[9]中介绍了STEP 7的使用方法。
(1) 打开【SIMATIC Manager】,创建一个新项目,而后按实际需求进行硬件组态。
硬件组态是STEP 7软件的一项重要功能,它就是模拟真实的PLC硬件系统,将CPU、电源和信号模块等设备安装到相应的机架上,并对PLC硬件模块的参数进行设置和修改的过程。
(2) 编写程序。
为了实现运行时间记录,并使该程序具有移植性,需要添加FB块。在FB1块编写:当开关1开启时,启动定时器进行定时,定时1 s后,计数器开始计时;当秒计数器计时到60后,启动分计数器开始计时;当分计数器计时到60后,启动时计数器开始计时;当开关2开启时,时,分,秒全部清零。然后在DB1数据块里定义定时时间为1 s,最后在OB1主程序编写调用FB1块,输入为开关1,2,输出为模拟量时、分、秒。
2.2 PLCSIM仿真
程序编好后,可以用仿真软件PLCSIM进行调试了,首先设置PG/PC接口。在【Set PG/PC Interface】中,将接口参数选择为【None】。然后在【SIMATIC Manager】中,单击工具栏上的按钮,即可启动PLCSIM。启动PLCSIM后,初始界面中有一个【CPU】窗口,它模拟了CPU的面板,具有状态指示灯和模式选择开关。接着在界面中加入输入变量、输出变量和定时器窗口,如图2所示。
最后点击【SIMATIC Manager】中左边窗口下的【Blocks】图标,将OB1、FB1、DB1分别进行下载。将模式选择开关打到RUN上,直到RUN状态指示灯变为绿色,且其他状态指示灯正常时,将输入【IB 0】下选择框的第0位选上,即IB0.0有数字量信号的输入,然后就能看到有模拟量输出。PLCSIM运行界面如图1所示,可知该运行时间的程序是正确的。
同时在PLCSIM运行时,可以在STEP 7程序编辑器中,单击工具栏按钮,进入监视状态。在变量位置上会显示该变量的当前值,监视程序状态图如图2所示。
3 与WinCC的连接
3.1 建立OS站
在【SIMATIC Manager】的左边窗口点击右键,插入一个SIMATIC PC Station,点击【SIMATIC PC Station(1)】图标,在右边窗口有一个Hardware图标,双击【Hardware】图标,按实际需求进行硬件组态。完成组态后会在【SIMATIC Manager】左边窗口会看到建立的OS站。
3.2 编译OS站
在STEP 7中建立OS站的优点在于STEP 7中建立的变量能直接传给WinCC,节省了在WinCC中建立变量的时间,避免了变量的错误。
打开STEP 7中已定义的变量符号表(Symbols),选择要传送给WinCC的变量,右击变量,在快捷菜单中选择Special Object Properties>Operator and Monitoring 命令。在接下来的对话框中选中Operator and Monitoring复选框,则要传送的变量前就出现一个绿色小旗。
然后,右击[SIMATIC Manager]左边窗口的OS(1)站,在弹出的快捷菜单中选择Compile,接着点击Next按钮,在最后一个界面中点击Compile按钮。
编译好之后,双击OS(1)站,打开WinCC项目,选中左边窗口下的Tag Management>SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE,点击【PROFIBUS】图标,可以看到一个握手标志,名为S7MYMProgram(1),在右边窗口显示的是STEP 7传送给WinCC的变量,如图3所示。
3.3 运行WinCC
在WinCC图形编辑器中编辑某一构建运行时间显示的画面,在画面上添加一个启动开关,一个复位开关,记录运行时间的3个I/O Field以及几个静态文本,按文献[10]的介绍编辑好画面。保存图形后,点击图形编辑器工具栏上的激活按钮,即可运行WinCC项目。在STEP 7中设置PG/PC接口,在【Set PG/PC Interface】中将接口参数选择为【PC Adapter(MPI)】,在PLCSIM中打开IB0.0,运行界面如图4所示,可以看到WinCC画面的输出值与PLCSIM中的变量值一致。
4 结 语
采用仿真软件PLCSIM模拟调试了STEP 7中的程序,并建立了与WinCC的连接。用实际硬件进行验证,运行结果与仿真结果完全一致。可见仿真软件PLCSIM能实现程序的在线调试,与WinCC的连接提高了可视性。并且在STEP 7中建立OS站减少了WinCC的变量编辑,节省了时间。
参考文献
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[3]张卫国.S7-PLCSI M在西门子S7-300/400 PLC程序调试中的应用[J].现代电子技术,2008,31(6):192-194.
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[6]马小平.SIEMENS S7-PLCSI M仿真软件的应用[J].重工与起重技术,2007(3):26-27.
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[9]罗庚兴.西门子STEP 7编程软件的使用方法[J].南方金属,2006(5):35-39.
数控系统连接与调试 篇8
关键词：无线通信；采集控制器；时钟同步；中心主站；数据采集单元
中图分类号：TM933文献标识码：A
新建超、特高压输电线路投入运行前，为考核线路的绝缘性能，在线路首端对断路器进行分闸、合闸连续操作，以模拟系统的操作电磁暂态过程。试验过程中测量输电线路的电压、电流信号，以反映线路的绝缘状况＼[1-3＼]。
现有的测量系统通常由电容分压器、电流互感器、光电隔离器和录波仪等组成。为保证试验过程中测量人员人身安全，并给测量仪器进行供电，通常将光电隔离器、录波仪等设备布置于室内，通过电缆将变电站现场电容分压器低压侧电压信号、电流互感器二次侧电流信号与室内仪器相连＼[4＼]。该测量方法异常繁琐，部分大型变电站，电缆长度可达百米，现场布线工作量大，由于受变电站复杂电磁环境的影响，在电缆中可能感应出较高的过电压，影响测量系统安全运行的可靠性＼[5-8＼]。
目前，国内外很多研究者将无线测控技术应用于高压输变电设备的状态监测中，例如应用Zigbee，WiFi，Wimax，UWB，蓝牙等无线通信方法进行电能计量抄表、高压开关柜、变压器运行状态监测等＼[9-12＼]。上述方法各具优缺点和应用范围，例如：Zigbee适用于近距离、低速率、低成本的无线测控和状态监测。针对输电线路调试，电压电流信息采集点通常距离站控室较远（50～100 m），同时需承受变电站复杂电磁环境影响等，目前鲜有无线测控技术应用文献报道。
本文采用2。4 GHz频段高速无线网桥进行数据通信，设计了一套基于无线传输的输电线路调试测量系统。采用基于IEEE1588协议的高精度时钟同步模块以便于多节点数据的同步传输；将传输数据进行双通道异步处理，以提高数据传输速率。使用本文设计的测量系统，在江苏电网某500 kV变电站进行了性能测试，验证了测量方法的可行性。本系统避免了复杂的布线工作，保证测量系统的安全，大大减少试验工作量。
湖南大学学报（自然科学版）2015年
第10期孙秋芹等：基于无线传输的输电线路调试测量系统设计与实现
1测量系统总体结构
基于无线传输的输电线路调试测量系统结构如图1所示。
该测量系统由无线中心主站、无线电流采集传输节点、无线电压采集传输节点组成。其中，无线中心主站面对用户，负责控制采集传输节点和接收采集传输节点数据，同时进行数据存储、波形显示、数据分析、报表自动生成等；无线电压、无线电流采集传输节点与电容分压器、电流探头相连，采集相关数据并通过无线模块将数据实时上传到中心主站。测量过程中，无线电流和无线电压采集传输节点间使用基于IEEE1588协议的时钟同步模块进行时间同步。
图1基于无线传输的输电线路调试测量系统
Fig。1Measurement system for the testing of transmission
lines based on wireless communication
1。1电容分压系统
考虑到测量系统的带宽及测量方案的简易性，测量过程中，利用变电站电流互感器电容式套管和小型电容器共同构成电容分压系统，其结构示意图如图2所示＼[13＼]。电容分压系统等效电路如图3所示＼[4＼]。
图2电容分压系统结构示意图
Fig。2Schematic diagram of capacitive
voltage divider system
图3中，C1为电容式套管等效电容，C2为分压电容器电容，ui（t）为输电线路一次侧电压，uo（t）为分压电容器二次侧电压。
uo（t）ui（t）=C1C1+C2≈C1C2。（1）
为保证测量仪器和试验人员的安全，电容器输出电压信号幅值在100 V内。针对超高压电流互感器电容式套管，其电容量通常为纳法级，综合考虑，将分压电容器的值设为4 μF。
图3电容分压系统等效电路
Fig。3Equivalent circuit of capacitive
voltage divider system
1。2电流分流系统
本文采用霍尔电流传感器，将其安装于电流互感器二次侧，共同构成电流分流系统，其原理如图4所示。
图4霍尔电流传感器
Fig。4Hall current sensor
当原边导线经过电流传感器时，原边电流Ip产生磁力线，磁力线集中在磁芯气隙周围，内置在磁芯气隙中的霍尔电片可产生和原边磁力线成正比的，大小仅为几毫伏的感应电压，通过电子电路将该微小的信号转变成副边电流Is，原边电流Ip与副边电流Is满足如下关系式：
Is×Ns= Ip×Np。（2）
式中：Np为原边线圈匝数；Ns为副边线圈匝数＼[14＼]。
2测量系统硬件设计
2。1无线电压、无线电流采集传输节点
无线电压与无线电流采集传输节点主要由A/D模块、无线通信模块、控制器模块和时钟同步模块等组成，其结构如图5所示。
图5采集传输节点结构
Fig。5Schematic diagram of acquisition
and transmission node
各模块结构如下所述。
1）A/D模块。无线电压、无线电流采集传输节点A/D模块均采用MAX125芯片，可以实现多路信号的同步采集。采样精度设置为16位，单通道的最高采样速率为250 ksps。无线电压、无线电流采集传输节点采用独立电源，以减少变电站电磁干扰。
2）无线通信模块。无线通信模块采用Karlnet2400系列无线网桥，通信频段为2。4 GHz，支持点对点和点对多点的网络通信。由于不采用电缆，可避免空间电磁耦合引入的传导干扰影响。此外，变电站干扰源主要可分为工频与谐波干扰源（50 Hz及其谐波）、少量的甚低频干扰源（30 kHz以下）、载频干扰源（10～300 kHz）、射频及视频干扰源（300 kHz）等。采用2。4 GHz通信频段，可远离工频、谐波、载频等干扰源。
中心主站无线通信模块提供一个10/100 Mb/s网络IP 接口，通过网线与服务器相连。无线电流、无线电压采集传输节点分别提供一个10/100 Mb/s网络IP接口，与采集控制器相连。无线网桥间实现相互通信。
3）采集控制器。采集控制器实现高精度数据采集、通过特定算法确定暂态触发事件、通过无线通信模块实时上传数据到中心主站，本地保存重要数据等。本测量系统采集控制器采用ARM与FPGA相结合的架构方式。其中，ARM系统采用Cortex A8处理器，负责与中心主站进行通信，管理数据的采集和传输，确定触发事件发生。FPGA控制A/D数据的采集、时间同步、时间戳标记。
FPGA获取A/D模块数据，通过时钟同步模块M50获得时钟同步信息，将时间戳标记到每帧数据的帧头，然后将数据放入ARM系统的内存中，由ARM中运行的采集控制软件系统处理，此后通过无线模块上传到中心主站。
4）时钟同步模块。时钟同步模块对采集的数据进行时间戳标记，以便于多节点数据在中心主站上的同步显示和分析。本测量系统采用基于IEEE1588协议的高精度时钟同步模块。上述协议中定义了4种消息Sync，Followup，DelayReq和DelayResp，用来测量前向（主时钟至从时钟）和后向（从时钟至主时钟）路径的通信延迟。消息Sync和Followup由主时钟设备发送，从时钟设备负责接收这些消息，并计算主时钟设备到从时钟设备的通信路径延迟，对应产生的同步精度在无线网络条件下可达微秒级。
时钟同步源采用GPS，由无线中心主站作为授时主钟，对各节点进行时钟同步。时钟同步模块提供精确的秒脉冲、TOD（Time of Day）以及10 MHz脉冲波，其硬件结构如图6所示。
图6M50时钟同步模块结构
Fig。6Schematic diagram of M50
clock synchronization module
2。2中心主站
无线中心主站由服务器和客户机组成，其中：服务器负责处理分布式采集节点的大数据，包括分布式数据接收、对齐、存储、转发等功能。客户机对服务器、采集节点进行设置，监控采集节点行为，显示和分析波形数据等。
本测量系统中服务器采用基于X86平台的工业便携式服务器主机，单核CPU频率为2 GHz，服务器配备无线通信模块负责中心主站与采集节点间的无线通信，采用Unix操作系统；客户机选用X86 PC机器，采用Windows 7操作系统。
3测量系统软件设计
测量系统软件主要包括采集控制器端软件系统与中心主站软件系统。其中，采集控制器端软件系统负责与中心主站通信，接收和执行中心主站命令，进行数据采集、数据本地保存、数据上传等工作。主站软件系统包括数据采集传输节点软件系统、数据接受处理中心软件系统等，进行数据的采集、传输、处理及波形显示与分析等。
3。1采集控制端软件系统
采集控制端软件系统结构如图7所示。
图7采集控制端软件系统结构
Fig。7Structure of acquisition controller
software system
采集控制端软件系统包括普通波形缓冲区与重要波形缓冲区两部分。其中，普通波形缓冲区实时向测量系统上传测量数据，每秒传输速率约为40 k；重要波形缓冲区本地保存测量数据，防止重要数据的丢失。本测量系统中，重要波形缓冲区设置保存10 s的试验数据（约400 k），在传输过程中丢失采样数据时，可在监控端向采集控制端发送命令以获取细节信息。
3。2中心主站软件系统
中心主站软件系统包括电压数据采集传输系统、电流数据采集传输系统、数据接受处理中心系统、波形显示和分析系统。
采集节点传输给中心主站的数据格式是每100 ms一帧的200 k采样格式数据。无线电压、电流采集节点上的数据采集程序运行在QNX上，通过Socket API发送数据包到中心主站。数据汇总程序运行在Web服务器上，网络连接采用Mina库。中心主站的控制是通过在浏览器上输入URL来进行在线配置。
1）数据采集传输节点设计。电压数据采集传输系统和电流数据采集传输系统由采集探头驱动层和数据传输层组成。 采集探头驱动层负责接收探头采集到的原始数据，按照探头特性和探头变比参数进行数据转换。
驱动层转换数据后，经由数据传输层将数据暂存到缓冲区中。为了避免接受缓冲区和发送缓冲区之间的同步延长时间，将接收和发送公用一个缓冲区。为了避免因接收和发送速率不同带来的缓冲区数据堆积，系统缓冲区采用生产者消费者队列模型，一边采集接收数据，一边发送数据。
2）数据处理中心设计。数据处理中心用于接收来自电压、电流数据采集传输系统的同步实时数据。考虑到200 k数据的传输对无线带宽的要求比较高，对传输数据进行压缩和异步处理。将原始的200 k数据分为两个通道进行发送，一个是实时通道，另一个是异步通道。实时通道将数据实时发送到处理中心节点用于动态波形显示；异步通道将数据在后台下载到数据中心中。数据采用压缩且哈希索引的方式进行存储。数据处理中心同步发送策略如图8所示。
图8数据处理中心同步发送策略
Fig。8Strategy of data sending of data processing center
4试验验证
为验证调试测量系统的性能，在江苏电网某500 kV变电站进行了性能测试。试验线路运行方式如图9所示。
图9试验线路运行方式示意图
Fig。9Operation mode of testing transmission lines
输电线路参数： R1=0。001 9 Ω/km，R0=0。167 5 Ω/km，L1=0。913 6 mH/km，L0=2。719 0 mH/km，C1=0。013 8 μF/km，C0=0。008 3 μF/km，输电线路长度为90 km。
试验过程中，西津渡变断路器S2处于分闸状态，对茅山变断路器S1进行分合闸操作，测量线路首端的电压和电流，试验现场电流互感器如图10所示。输电线路调试测量系统如图11所示。试验过程中测录的典型电压、电流波形分别如图12和图13所示。
图10电流互感器
Fig。10Current transformer
图11输电线路调试测量系统
Fig。11Measurement system for the
testing of transmission lines
t/s
图12输电线路电压
Fig。12Voltage of transmission lines
t/s
图13输电线路电流
Fig。13Current of transmission lines
该测量系统可满足变电站现场测试要求，由于采用2。4 GHz频段无线通信，测量过程受变电站电磁干扰影响小。
5结论
本文设计了一套基于无线传输的输电线路调试测量系统，由无线中心主站、无线电流采集传输节点、无线电压采集传输节点组成。利用互感器电容式套管和电容器组成无线电压采集传输节点，基于霍尔电流传感器和电流互感器组成无线电流采集传输节点。采用2。4 GHz频段高速无线网桥进行数据通信，避免了变电站电磁波的干扰影响。基于IEEE1588协议的时钟同步模块实现了多节点数据的时间同步；建立了新的数据同步发送策略，提高了数据传输的效率。本测量系统实现了数据存储、波形显示、数据分析和报表自动生成等功能。在江苏电网某500 kV变电站进行了性能测试，验证了测量系统的有效性。
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