系统应用（精选12篇）
系统应用 篇1
摘要：本文以南海某气田开发工程为背景, 介绍水下生产控制系统的主控站系统软件, 主要是为水下控制系统提供动力、控制逻辑和数据通讯, 并包含用于液压动力单元、供电单元等监控所需的应用软件。该应用软件提供了灵活的人机接口, 是保证水下生产系统协调运行的中枢, 因此主控站系统软件的设计是保证系统稳定运行的关键。该项目主控站软件设计具有典型性, 为今后同类工程提供一定实践参考。
关键词：水下生产控制系统,主控站,模块化,人机界面
0 引言
南海某水下开发工程项目由气田A区 (包含4棵水下采油树) 和气田B区 (包含7棵水下采油树) 两块组成, 分别通过水下脐带缆和海底管线回接到附近中心平台。控制系统可以满足生产人员操作和监控这两个气田。水下生产控制系统采用电液复合控制系统, 气田A和气田B共用一套上部控制设备, 但操作完全独立, 不相互影响, 上部控制设备设置于中心平台。控制信号、电源、液压液以及化学药剂均通过脐带缆从中心平台传输至水下, 经水下脐带缆终端 (SUTU) 分配到各个水下采油树, 采用电力线载波通信方式实现上部控制系统与水下控制模块间的通信。
1 控制系统组成及设计
1.1 控制系统组成
控制系统主要包括水上和水下两个部分, 水上部分有:主控制站 (MCS) 、电力单元 (EPU) 、液压动力单元 (HPU) 、脐带缆上部终端 (TUTA) 等;水下部分有:水下脐带缆终端 (SUTU) 、水下脐带缆终端接头 (UTH) 以及安装在水下采油树上的水下控制模块 (SCM) 等。
主控站是整个水下控制系统的核心部件[1], 它提供维护接口、控制逻辑、监控和显示电力单元以及液压动力单元等上部系统的数据。主控站的硬件构成主要包括:工控机 (IPC) 、控制柜、人机界面、电力载波及光纤通信模块、数据服务器以及不间断电源。作为主控站的一部分, 在海上平台生活楼也配置了远程操作工作站 (OWS) 和工程师操作站 (EWS) , 用于监控水下生产系统[3]。
主控站的通讯功能由两台IPC进行控制, IPC支持容错网络接口, 并独立控制冗余水下通信链路。主控站的两台操作终端将通过冗余以太网卡进行网络连接, 传输协议采用TCP/IP和Modbus RTU协议。
主控站核心部件采用西门子的S7 PLC。它的扩展性好, 架构设计紧凑, 特别适合中小型的控制系统。该PLC主要包括基本单元、扩展单元、特殊功能模块及相应设备。支持西门子S7 PLC的通讯协议主要有:点对点接口PPI、多点接口MPI、AS-I、USS、PROFIBUS-DP、MODBUS、自由口通讯以及以太网。而SCM是按照冗余配置进行设计, 把可能的错误风险降低到最小, SCM有两个冗余电子模块, 而通讯线路也是独立的。主控站物理构架图如图一所示。
1.2 设计原则
主控站是整个水下生产系统的控制中心, 主控站为水下控制系统提供动力、控制逻辑和通讯的主控台[2], 包含用于液压动力单元、供电单元等监控所需的应用软件, 并通过主控站的人机界面给用户提供对水下采油树监控和操作的功能, 且基于PLC的主控站可按照IEC61508和61511要求实现高可靠性的安全关断 (如:PLC的SIL等级为1或2) 。主控站设计时应该考虑如下要求:
(1) 多用户命令输入的控制方法;
(2) 运行控制逻辑, 避免控制信号和反馈信号的冲突;
(3) 运行逻辑, 确保所有控制系统时间同步;
(4) 硬件失效情况下的数据存储方法。
为了确保整个控制系统的硬件连接安全, 主控站采用了冗余设计方案。每台IPC均单独连接外部硬件, 其中一台IPC将作为主操作计算机, 另一台作为从操作计算机, 从操作计算机处于热备份状态, 一旦主计算机出现问题, 从计算机将接替主计算机继续对系统进行控制。同时主控站将提供启动特征, 操作者选择数据最新的IPC作为主操作站。备用操作站必须在主操作站完成启动后才能更新数据, 且数据须与主操作站保持同步。而主控站和生产过程控制系统通过局域网时间协议 (NTP) 来保持时间同步, 所有的信息和事件都可以通过系统的时间信息进行追踪。
2 主控站系统软件
2.1 软件组成及设计
系统软件由服务器端的数据仓库和用户端的组态监控两大部分构成。主控站组态监控软件包括组态变量设计 (包含阀门的开关、压力传感器、温度传感器、位置变送器上节流阀的开度等设计) 及水下电液监控系统典型组态界面的设计 (包括水下电液监控系统主界面、报警记录界面、报警显示界面、变量归档界面、在线趋势曲线/表格界面、用户管理界面等设计) 。水下电液监控系统主界面为软件核心界面, 它显示了水下电控系统的生产过程, 可以清晰、方便的监测到水下电液生产控制系统的状况, 以便及时做出报警处理及参数的设置或改变。上位机界面如图二所示。
水下生产控制系统主控站的软件是基于数据采集和监视控制系统 (SCADA) 而开发的一个软件包Vis Pro。Vis Pro是运用于复杂自动化过程控制的软件包, 基于Linux操作平台, 也是在自动化领域最为稳定的一个软件平台。Vis Pro平台的所有数据来源于TCP/IP网络框架的服务器, 基于该种数据设置, Vis Pro可以提供非常高的数据传输机制, 并不需要服务器运行在同一个计算机系统内。此外, 软件系统需要兼顾油气生产的功能特征。整个软件架构采用了模块化设计理念, 由第三方开发的软件将以模块化形式嵌入Vis Pro软件系统中。按照实际油气控制需要开发软件功能模块具体如下:
(1) 冗余模块 (RED)
冗余模块用于连接远端MCS的IPC, 用于更新远端MCS工控机的冗余数据。系统运行的时候, 每个IPC通过一个独立的程序实时监控所有的修改。通过网络连接, 程序发送数据更新给其他IPC。在两个IPC间建立一个特殊的数据层, 用于传输所有的冗余交换数据。
(2) 水下模块 (SUB)
水下模块连接到数据库, 用于读写SCM相关的信息。水下模块通过SCM列表项获取所需要的全部信息, 并把信息发送到串行模块。
(3) 串行模块 (SER)
串行模块用于运行接口调制解调器, 并在SEM和MCS接口调制解调器间形成通信通道, 串行模块通过TCP/IP连接到MCS。串行模块产生一个CCP信息, 并传送至对应的SCM, 然后把该信息写入其中一个命令列表或三个扫描/登记列表。串行模块提供重发功能, 用以避免水下链路的通信故障。串行模块将传输结果反馈到水下模块, 结果信息为“Error”或者“OK”。
每个SEM, 当被SER写入地址后, 将做出回应。如果在设定时间内没有收到SEM的响应, 时间设定通常为1000毫秒, SER将重发信息。水下设备对要求做出响应的最大时间为400毫秒。如果SEM没有响应SER模块时间超过1000毫秒, 那么系统将进入暂停状态。因此, 阀门命令执行的最大延时为400毫秒, 如果超过1000毫秒, 命令将暂停。
(4) 计算模块 (CLC)
计算模块的主要作用是对数据进行转换, 其中包括第三方设备原始数据、PLC原始数据、PLC内核监视和连续传送的I/O信息。第三方设备原始数据, 计算模块将按照一定的数据转换运算规则计算DHPT的原始数据, 而原始数据的转换规则将由第三方设备方提供;PLC原始数据转换, 计算模块将PLC原始数据转换成工程数据并上传至PCS;PLC内核监视, 计算模块将提供分辨PLC内核停止工作的功能;传输I/O信息, 计算模块将来自串口I/O端口二进制数据变成ASCII代码, 以便把该数据传输至水下SCM, 如果接到应答, 计算模块也将ASCII代码转成二进制数据。
(5) 顺序模块 (SEQ)
顺序模块用于执行程序的次序。顺序模块设计成为一个独立的服务器, 顺序配置只有启动顺序服务器才能进行配置。在事故中, MCS发出一个关断顺序信号, 那么“shutdown initiated”信号将被发送至PCS。当确认最后一个阀门按照顺序要求关闭后, MCS将发送一个“shutdown complete”信号到PCS。
(6) 互锁模块 (ITL)
互锁模块通常作为操作设备的许可要求, 互锁逻辑的配置是作为避免对控制系统的误操作和潜在危险状态。
2.2 主控站Vis Pro核心服务器配置
数据服务器与主机共同组成客户机/服务器模式, 两者均采用TCP/IP协议和Windows Sockets技术处理网间数据通信。主机上运行客户程序, 数据服务器上运行服务器程序。每当启动数据服务器上的应用程序时, 请求与主机建立连接, 通过该连接主机将所接受的实时数据转发给数据服务器。除了时间、日志、注册表、Io Base和信息服务器外, 还包括趋势服务器、打印机服务器和I/O驱动器。
(1) 时间服务器 (RUN)
时间服务器在服务器架构中处于一个中心位置, 主要负责启动和监控其他服务器。当时间服务器启动的时候, 它将同时启动Vis Pro相关联的服务器;当时间服务器关闭时, 也将自动关闭相应服务器。
(2) 日志服务器
日志服务器由时间服务器启动, 日志服务器用于把记录服务器中的日志信息和程序存储在特定的日志文档中。日志文件存储的路径为/tmp, 文件的名称为messages.nr。NR文件将按照顺序生成, 最大的数字将是当前的日志文档。每个文档可以存储2000个信息。最新的10个文档将被保持, 旧的文件将被系统自动删除。所有最新的软件模块都与日志服务器有数据接口。
(3) 注册表服务器 (REG)
注册表服务器也是通过时间服务器启动。注册表服务器是Vis Pro软件系统最重要的服务器。在Vis Pro中, 注册表服务器负责整个系统数据配置, 对所有程序进行读和写均需要连接该服务器。
(4) Io Base服务器
Io Base服务器给Vis Pro软件系统提供调整和支持数据点服务。同时, 负责整个SCADA的配置, 也是通过注册表服务器 (REG) 进行配置。
(5) 信息服务器
信息服务器主要是用于存储报警和事件到信息数据库中。该服务器支持通过人机界面对报警和事件进行查询。
3 结束语
水下生产系统是应用于深水油田、边际油田和区块分散的大型油田的开发方式, 水下生产开发系统也将获得越来越多的运用。水下生产控制技术是集成水下生产系统进行海上油气开发的关键技术[4], 而主控站软件系统在水下生产控制系统的运用中起到了至关重要的作用。随着气田的投产, 实践证明该软件系统完全适用于该气田的生产管理, 并对同类水下项目有一定参考意义。
参考文献
[1]薛叙.水下电控系统主控站的设计与研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学, 2012.
[2]杨洪庆, 周斌, 邵奎志, 等.水下控制系统设计研究[J].中国造船, 2012, 53 (01) :97-100.
[3]郝亚冲, 程武山, 张鹏举, 等.深海油气田水下控制器的设计开发[J].化工自动化及仪表, 2015, (02) :139-143.
[4]刘太元, 霍成索, 李清平, 等.水下生产系统在我国南海深水油气田开发的应用与挑战[J].中国工程科学, 2015, 17 (01) :51-55.
系统应用 篇2
随着网络技术的发展和广泛的应用,门禁系统的发展也由传统的主从式智能门禁系统模式转换为基于Internet的远程、网络控制模式。门禁管理系统由单一的门禁控制管理功能发展到集计算机技术、通讯技术、自动识别技术、机械工程和安全管理的大型门禁综合管理系统。
地铁门禁系统属于大型门禁系统,它具有控制点数多、数据通讯量大、数据传输距离远、联动设备多、安全性能要求高等特点。
下面就对门禁系统在地铁中的构成及其功能进行介绍。
2地铁门禁系统的构成 地铁门禁系统构成由四大部分构成:第一,系统通讯网络;第二,中央级门禁管理系统;第三,车站级门禁管理系统;第四,现场级门禁设备。在运营中形成了两级管理三级控制的管理模式。
地铁门禁系统是以车站为单位,由车站控制室的车站级门禁系统工作站对车站内设备房门禁设备进行统一管理。各车站的车站门禁系统管理工作站通过光纤通讯网络将各站点的数据信息上传至中央级门禁系统。中央级门禁系统统一管理全线门禁系统。
2.1系统通讯网络
系统通讯网络由两部分构成,第一,全线骨干网络。即各站点门禁系统工作站由光纤网络连接进行全线通讯;第二,车站级网络。车站级网络采用现场总线方式将车站内各现场门禁设备连接。
2.1.1全线骨干网
门禁系统数据传输的骨干网采用的是基于工业以太网技术。工业以太网是以太网技术在控制网络延伸的产物,协议组包括了物理层的以太网物理层、链路层的以太网MAC、网络层的网络互联协议Ip、传输层的传输控制协议TCp和用户数据协议UDp等,工业以太网与OSI互联参考模型的对照关系如下图1所示。工业以太网的物理层与链路层采用IEEE802.3标准。
地铁门禁系统是通过基于工业以太网进行数据通信,车站门禁系统管理工作站通过工业级千兆光纤交换机可以直接上全线光纤以太网,通信速率达10M或100M,系统任何一台车站门禁系统工作站可以直接以TCp/Ip或IpX协议与客户内部服务器进行数据交换,实时共享全系统所有资源。其特点是:数据传输、交换、共享以及远程访问容易、方便,数据处理速度快,动作响应速度快。地铁全线门禁系统网络如图2所示。
2.1.2车站级门禁系统网络
车站门禁系统网络采用的是现场总线方式,将多台门禁网络控制器分别挂在RS485现场总线上,通过ATM方式进行数据通讯,所有设备的信息通过RS485转RS232的转换器与车站的工作站连接。特点是通讯距离远,RS485现场总线在不加中继的情况下有效通讯距离是1200米;门禁网络控制器的每个RS485口,可带多台门禁控制器设备。车站级门禁系统包括各车站级的门禁系统和控制中心站级的门禁系统。车站门禁系统网络如图3所示。
2.2中央级门禁管理系统
中央级门禁系统是集中处理下级门禁系统的数据信息,即通过中央级门禁系统对控制中心大楼、各车站级门禁系统的下一级进行操作管理。
主要的设备有中央门禁管理服务器、管理工作站、数据服务器、数据库软件、门禁系统管理操作软件以及交换机。
2.2.1门禁系统管理服务器
门禁系统管理服务器主要功能是监视各车站门状态、故障信息以及存储历史记录。
2.2.2中央级系统管理工作站
中央级系统管理工作站是门禁系统的管理控制中心,实现对各车站(区域)系统内的所有门禁终端的监控,满足系统运作、授权、设备监测与控制、网络管理、数据库管理、维修管理、及系统数据的集中采集、统计、保存、查询等功能。
2.2.3数据库软件
数据库就是将数据以一定的格式、一定的标准,按照一定的数据结构要求,构造的一组数据文件,按照确定的存取路径,实现对数据资源的调用。常用的数据库有SQLServer、Oracle、Sybase。
2.2.4工业级交换机
中央级门禁系统工业级交换机具有支持网管功能。可以对信息流量进行管理监视、分析;可以为应用数据流分配带宽、优先级及控制
网络访问;可以通过VLAN(虚拟局域网络)技术强化网络管理和网络安全,控制不必要的数据广播。
2.2.5门禁系统管理操作软件
门禁系统管理软件基于视窗操作平台,稳定运行于WINDOWS2000、WINDOWSNT、WINDOWSXp等操作系统。
主要功能如下:
控制器管理功能:监控车站级工作站运行状态,收集车站级工作站运行状态数据,数据库的建立、备份、清除;门禁卡授权管理功能设置车站系统运作参数,下达运作命令及设置系统运行模式到各个车站;紧急状态下可以解除车站门禁状态。
卡片管理功能:发卡、退卡、挂失卡。
记录管理功能:对操作信息、报警信息进行实时记录、历史记录;进行故障查询和分析,可以自行编辑报表,也可自动生成日、周、月、年的报表;进行档案资料的记录和存储。
网络监视管理功能:对系统及网络具有在线监视、自诊断、自恢复及在线修复功能,并可显示网络负荷情况。
2.3车站级门禁系统
车站级门禁系统是由车站门禁系统管理工作站对本站门禁进行数据管理、处理。监视现场设备状态、故障等。
车站级门禁系统由车站系统管理工作站、门禁网络控制器、车站门禁系统管理软件构成。
2.3.1车站级门禁系统管理工作站
车站级门禁系统管理工作站是车站门禁系统实现对本车站系统内的所有门禁终端的监控,满足系统运作、授权、设备监测与控制、网络管理、数据库管理、维修管理、及系统数据的集中采集、统计、保存、查询等功能。
2.3.2门禁网络控制器
门禁网络控制器将电源、控制、驱动、通讯集成为一体的设备,通过提供RS232转RS485的通讯接口与车站级的门禁控制器连接。门禁网络控制器提供了多个RS485通讯接口,一般有2至8个通讯接口,每条RS485总线可以驱动多个门禁控制器。理论上,每条RS485总线可以携带256台门禁控制器,但是考虑到工程实施的实际情况,一般只携带不大于32台门禁控制器。
2.3.3车站门禁系统管理软件
通讯管理功能:能接收中央级管理工作站系统下达的系统参数,同时将参数下达到相关门禁终端;车站管理工作站与中央级系统管理工作站之间网络中断时,车站门禁系统也能正常工作,在通讯网络连通时,将网络中断时间内的数据上传至中央级系统管理工作站。
管理功能:能监控门禁终端的运行状态,在门禁终端状态变化时应能自动接收其状态数据,自动查询门禁终端的状态数据,保存接收设备状态数据。
软件自动更新功能:车站级系统管理工作站应能接收中央级系统管理工作站下载的门禁终端更新软件,具备自身及通过车站(或本区域)网络对门禁终端的软件更新功能。
2.4现场级门禁系统
现场级门禁系统由门禁控制器、读卡器、门锁、紧急开门按钮等设备构成。
2.4.1门禁控制器
门禁控制器通常可分为一体式和分体式,一体式即控制器与读卡器连成一体的门禁设备。它具有体积小、功能简洁、安装简易等特点。在民用建筑上使用较多。分体式即控制器与读卡器分散独立安装。特点是接线较多、复杂,体积较一体式大。
分体式门禁系统是典型结构,下面就对该典型结构进行分析:
门禁控制器是将电源、控制、驱动、通讯集成为一体的设备。实现功能如下:可以实现联网或独立工作;当与门禁网络控制器联系中断时,门禁控制器能自动转入独立工作模式,并能识别门禁卡中与系统吻合的密码,从而实现基本的门禁功能;对数据进行存储和保护;对非正常状态的开门即时报警,将报警信息上传门禁网络控制器;可以通过通讯网络下载更新车站系统软件。
2.4.2读卡器
读卡器是将读取到的卡片信息进行鉴证、识别,并将数据处理上传至门禁控制器由门禁控制器发出相关工作指令,门锁执行动作。
2.4.3卡片
通过读卡或读卡加密方式来识别进出权限,按卡片的种类可以分为磁卡和射频卡两种卡片。
磁卡:采用接触式读取卡片的信息。其特点成本低,读卡设备易磨损,使用寿命
短,卡片易复制,卡片信息容易在外界磁场下丢失,导致卡片无效。
射频卡:射频卡采用非接触方式与读卡设备进行数据交换,一般采用13.56MHz的频率进行数据交换。具有方便安全,使用寿命长,卡片很难被复制,卡片信息保存10年。射频卡可以分为Mifare1卡、Motorola卡、EM卡、HID卡、Legic卡等。
2.4.4门锁
门锁是门禁系统的执行部件,根据门的材料、出门要求等不同的需求选取不同的锁具:主要有以下几种类型:
电磁锁:电磁锁断电开门,符合消防要求。并配有多种安装架以供选择。适用于单向的木门、玻璃门、防火门、对开的电动门。
阳极锁:阳极琐是断电开门,符合消防要求。安装在门框的上部与电磁锁不同的是阳极锁适用于双向的木门、玻璃门、防火门,而且本身带有门磁检测器,可随时检测门的安全状态。
阴极锁:阴极锁一般为通电开门,适用单向木门。安装需配UpS电源,停电时阴极锁是所门的。
2.4.5紧急开门按钮
紧急开门按钮直接接在电琐的供电回路里,安装方式与门锁的安装有关,在打碎玻璃后保证电锁处于打开状态,在紧急情况下保证疏散通道畅通。
3系统运行模式
地铁门禁系统现场设备运作模式有三种:第一,在线模式;第二,离线模式;第三,灾害模式。
在线模式:即全线各车站处于正常的运行状态,门禁系统的所有设备都处于正常的工作状态。门禁控制器将信息上传到车站级设备,收到车站级设备的指令。
离线模式:根据所保存的安全参数进行分析判断,使门的正常开启不受影响。在与车站级设备的通信中断的情况下,自动的转为离线模式工作,且离线后重新在线时,离线的信息可以重新上传到车站级设备。
灾害模式:当发生火灾时,自动的转为灾害模式。将所有设备房电锁均处于开门状态,与此同时,自动售检票系统的闸机门也处于打开状态。
4结束语
嵌入式系统在温控系统中的应用 篇3
1.前言
温度作为一个基本物理量，它是一个与人们的生活、生产密切相关的重要物理量。生活和工业生产过程中温度作为一种常用的主要被控参数，我们需要对温度参数进行检测并利用该参数进行自动控制。采用单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。
2.国内外发展现状
目前国内外的温度控制方式越来越趋向于微型化和智能化，温度测量首先是由温度传感器来实现的。测温仪器由温度传感器和信号处理两部分组成。随着工业生产效率的不断提高，自动化水平与范围也不断扩大，因而对温度检测技术的要求也愈来愈高，一般可以归纳以下几方面。
（1）扩展检测范围 现在工业上通用的温度检测范围为-200-3000℃，而今后要求能测量超高温与超低温。尤其是液化气体的极低温度检测更为迫切，如10K以下的温度检测是当前重点研究课题。
（2）扩大测温对象 温度检测技术将会由点测温发展到线、面，甚至立体的测量。应用范围己经从土业领域延伸到环境保护、家用电器、汽车工业及航天工业领域。
（3）发展新型产品 利用以前的检测技术生产出适应于不同场合、不同工况要求的新型产品，以满足用户需要。同时利用新的检测技术制造出新的产品。
（4）适应特殊环境下的测温 对许多场合中的温度检测器有特殊要求，如防硫、防爆、耐磨等性能要求；又如移动物体和高速旋转物体的测温、钢水的连续测温、火焰温度检测等。
（5）显示数字化 温度仪表向数字化方向发展。其最大优点是直观、无读数误差、分辨率高、测量误差小，因而有广阔的销售市场。
（6）标定自动化 应用计算机技术，快速、准确、自动地标定温度检测器。根据分析，由单片机组成的温控系统，通过在单片机外部添加各种接口电路，可构成单片机最小系统，用以实现对温度控制对象的温度的显示和控制。同时也能根据实际情况实现数据处理、报警，对各个参数以一定的周期进行检查和测量，检测的结果经处理后再进行显示和报警，以提醒操作人员注意或直接用于生产控制。
3.应用情况
嵌入式温控系统现在应用非常广泛，可以说深入到了生活的方方面面，如蔬菜大棚智能温度控制系统、贮液容器温控系统、汽车空调温控系统、电加热炉温度控制系统等。
（1）蔬菜大棚智能温度控制系统 冬季塑料蔬菜大棚最重要的一个管理因素是温度控制。温度过低，蔬菜会冻死或停止生长，所以要控制温度在蔬菜适宜的范围内。如果仅靠人工控制既耗费人力、物力，又容易发生差错。为此设计智能化温控系统，控制蔬菜大棚温度，适应生产需求。蔬菜大棚智能温度控制系统的研制水到渠成。
（2）贮液容器温控系统 贮液容器溫控系统中以贮液容器温度为被控参数，蒸汽流量为控制参数，输入贮液容器冷物料的初温为前馈控制，构成前馈一反馈控制系统，从而达到控制贮液容器温度，满足工艺要求的目的。
（3）汽车空调温控系统 现代化的汽车空调就是能将汽车室内空间的环境调整到对人体最适宜的状态，创造良好的车内环境，以提高司机的工作效率和保护乘员的身体健康。目前高档轿车中用各种微处理器完成各种控制，汽车空调温控系统技术也有了飞速的发展。
（4）电加热炉温度控制系统 电加热炉随着科学技术的发展和工业生产水平的提高，已经在冶金、化工、机械等各类工业控制中得到了广泛应用，并且在国民经济中占有举足轻重的地位。嵌入式电加热炉温度控制系统现在正被广泛地使用。
4.技术情况分析
下面对使用80C51和18B20的系统进行分析：
（1）硬件 硬件主要包括中央处理器80C51、温度传感器18B20、键盘、LED等。
（2）软件 系统软件设计时可以采用模块化的结构和层次设计思想，不仅方便了设计和使用，也有利于以后系统的扩展和升级。系统软件可以包括主程序、数据采集处理模块，可以使用PID算法，可以包括声光报警模块、通讯模块等。
从以上分析不难看出，使用单片机进行温控系统的开发已具有成熟的技术。
5.趋势
随着微电子技术的不断发展，集成了CPU、存储器、定时器/计数器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器甚至A/D、D/A转换器等电路在一块芯片上的超大规模集成电路芯片出现了。以单片机为主体，将计算机技术与测量控制技术结合在一起，又组成了所谓的“智能化测量控制系统”，也就是智能仪器。
与传统仪器仪表相比，智能仪器具有以下功能特点：
（1）操作自动化 仪器的整个测量过程如键盘扫描、量程选择、开关启动闭合、数据的采集、传输与处理以及显示打印等都用单片机或微控制器来控制操作，实现测量过程的全部自动化。
（2）具有自测功能 包括自动调零、自动故障与状态检验、自动校准、自诊断及量程自动转换等。
（3）具有数据处理功能 具有数据处理功能，这是智能仪器的主要优点之一。智能仪器由于采用了单片机或微控制器，使得许多原来用硬件逻辑难以解决或根本无法解决的问题，现在可以用软件非常灵活地加以解决。
（4）具有友好的人机对话能力 智能仪器使用键盘代替传统仪器中的切换开关，操作人员只需通过键盘输入命令，就能实现某种测量功能。与此同时，智能仪器还通过显示屏将仪器的运行情况、工作状态以及对测量数据的处理结果及时告诉操作人员，使仪器的操作更加方便直观。
（5）具有可程控操作能力 一般智能仪器都配有GPIB、RS232C、RS485等标准的通信接口，可以很方便地与PC机和其他仪器一起组成用户所需要的多种功能的自动测量系统，来完成更复杂的测试任务。
随着嵌入式在温控系统的应用，温控系统也具有了操作自动化功能、自测功能、数据处理、人机对话能力、可程控能力等功能，随着嵌入式技术的不断发展，温控系统应用的领域会越来越大，温控系统也会向微型化、高度集成化、控制简单化等方向发展。
6.结论
嵌入式温控系统具有良好的动态性能，控制精度高，控制效果稳定、良好，可以满足各个行业的不同要求。随着智能温控系统的不断普及和发展，基于高性能处理器的嵌入式温控系统将会有更加广阔的用武之地。
系统应用 篇4
1) 对于营销业务应用主动发送的数据, 营销业务应用系统将综合发布系统需要的数据写入中间库表, 综合发布系统从中间库表中获取数据。
2) 营销业务应用提供接口供综合发布系统调用查询信息。
2 实现功能
用户资料 (包括用户基本资料信息和用户联系人信息) 查询、用户电量电费查询、抄表示数记录查询、用户缴费信息查询、用户欠费查询、台区下用户信息查询, 获取部门信息、部门人员信息, 同步订阅用户功能。
在用户资料查询、用户电量电费查询、电表抄表示数记录查询、用户缴费信息查询、用户欠费查询、台区下用户信息查询、获取部门信息、获取部门人员信息等功能中, 以下从用户电量电费信息获取、同步订阅用户的功能来阐述。
2.1 电量电费信息获取
2.1.1 用户主动发起、系统提供查询
1) 通过输入用户编号、电费年月查询用户某一时间段内的电量电费。包括:供电单位编号、用户编号、用户名称、电费年月、本期电量、本期应收电费。
2) 营销业务应用提供实时办理各类用电业务的查询。
3) 综合查询系统先查询本地是否存在用户某电费年月记录, 如存在则从本地库中获取。
2.1.2 营销业务应用系统主动发送信息
1) 营销业务应用系统通过中间表主动发送信息, 在营销业务应用系统中每日24点将当天新发行订阅用户的电量电费信息插到中间表 (用户电量电费信息表) 中, 信息包括:供电单位编号、用户编号、电费年月、供电单位、抄表段编号、抄表员、用户名称、电费年月、本期电量、本期应收电费、欠费总金额。
2) 记录关键字:用户编号、电费年月。
3) 只返回订阅该项业务的用户记录。
2.2 同步订阅用户
1) 营销业务应用系统上线前先同步综合发布系统的订阅用户到营销业务应用系统中, 包括订阅用户的信息和电话号码。
2) 营销业务应用系统中新增或取消的用户, 通过接口或中间库同步到综合发布系统。
3) 综合发布系统中新增或取消的用户, 通过接口或中间库同步到营销业务应用系统。
4) 营销业务应用系统中需要提供订阅和取消订阅短信用户的功能。
5) 实现方案
a.在营销业务应用系统上线前将综合发布系统的订阅用户信息和电话号码同步到营销业务应用系统中。
b.营销业务应用系统新增或取消的用户, 通过中间库同步到综合发布系统。
c.综合发布系统中新增或取消的用户, 通过Webservice服务同步到营销业务应用系统中。
2.3 代码
2.3.1 代码信息
1) 实体结构P_CODE
2) 属性说明
2.3.2 数据代码
在用户分类、行业分类、用电分类、供电电压、用户状态、联系类型、性别、示数类型、缴费方式、结算方式、结算银行、订阅项目、接收方式、订阅发送时间段、有效标志、流程分类、厂家编号等数据中, 以下选择用户分类和订阅项目分别进行阐述。
1) 用户分类
2) 订阅项目
3 结语
综合发布系统提供了供电企业、用户以及营销业务应用系统信息共享、实时互动的一个平台, 向用户、营销员工提供迅速、准确、便捷的信息, 减少信息资源的浪费与盲目化, 这对提高供电企业管理及营销决策的科学性、时效性和有效性, 及时充分了解用户最新动态, 准确分析用户缴费信息, 防范呆坏账发生, 为供电企业做出合理战略决策提供了有力的保障;加强营销应用系统的运行管理, 可以使供电企业的服务更加便捷、高效、人性化。
因此做好综合发布系统的运行管理工作是使供电企业管理者与用户沟通便捷、高效的桥梁, 是间接提高供电企业经济效益和社会效益的手段。
参考文献
[1]刘振亚, SG186标准化设计业务模型说明书[M].中国电力出版社, 2008.
光伏系统应用简历表格 篇5
其他职位
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系统应用 篇6
【关键词】煤炭系统；GEPON综合自动化系统；应用
我国煤炭开采和生产采用GEPON综合自动化系统，该系统生产方式提高了煤炭生产的核心技术。通过现场总线技术来进行系统的通信，控制设备一般使用PLC，综合自动化系统通过太网作为主干传输平台。GEPON综合自动化系统的传输方式是通过无源光纤传输，它的网络结构是多点连接方式，该技术能够提供不同类型综合业务的宽带技术，GEPON综合自动系统很大程度上能够对出现的一些独立性问题进行解决，一定程度上实现了多网合一，为我国经济的全面发展进行更好的应用。
1.GEPON综合自动化系统关键技术
GEPON综合自动化系统和PON一样，也需要面对上行信号的突发发送和接收问题。很多情况下ONU之间的距离有很大的不等之处，并且不同的ONU发出的光信息号之间的强度有很大差别，这就使OLT在不同时间段接收到的信号功率不同，很容易使OLT对信号产生误判。
OLT 的接收信号为不同的ONU的突发信号，需要OLT在极短的时间内进行相位同步，以此来完成对信息的接收。一般在ONU与OLT中应用一种光器件来很好的对突发信号进行支持，但是很多光器件很大程度上不能够 对这种要求进行满足，只有一小部分突发模式的光器件能够在155M的速率上进行工作，并且成本比较高。收发端需要采用创新技术来实现突发模式，光信号的光突发送对开关的速度要求比较高，并且需要快速建立有效信号，这一点替代了传统的电光转换模式，采用极快响应的激光器。由于在接收端，不同用户发出的信号功率不同，因此突发接收电路应在每次接收信号时对接收电平进行合理调整，以达到一个相对的平衡，接收电路能够根据接收电平对数据进行正确的恢复。
2.GEPON综合自动化系统内容
2.1煤炭企业在不同位置安装了不同检测和评估系统，比如，井下检测系统和地面计算机网络系统
GEPON综合自动化系统采用的是太网TCP/IP技术，以此作为系统的通信标准，如果有不同类型的通信格式，可以通过网关转换在PI环境中传送。
GEPON自动化系统采用千兆无源光网络，对双总线与环网网络进行提供，这在很大程度上能够使网络结构更加灵活。无源分支技术是系 统运行的主要技术，具有很强的抗干扰能力。GEPON光纤环网冗余通过太网结构对网络冗余进行实现，提高了网络突发时的生存能力。单OLT设备的使用，保障了环网传输中的可靠性大大提高了该技术使用过程中的效率。
2.2矿用数字化工业电视系统
矿用数字化电视系统，采用远距离光纤传输、固体摄像和不锈钢结构等，由于矿井中适度较大、照明差和电磁干扰大，矿用数字化电视系统在该环境中进行可靠的运行和监测，在多个煤矿地区进行广泛的使用。很多矿用电视系统是通 过一种模拟化系统进行传输，传输方式是点与点连接的光纤视频信号，把矿井中工作数据传输到地面。随着煤矿产业的不断发展和扩大，一定程度上增加了视频监视，在此基础上增加了光缆芯数量，这也相应的加大了成本和维修时间。随着视频数字化的发展，能够将上百路工业电视信号通过太网进行传输，只需要在矿井中和地面增加交换器即可。矿用数字化电视系统有远程访问功能，只要是有通讯线路，都可以通过网络连接到数字视频服务器中，在选定的计算机上进行视频图像的显示。网络连接方式有多种方式：广域网或者局域网，也完全可以通过电话线网络进行连接。数字电视模拟系统不能进 行远程访问，观测不到远距离的视频图像。数字电视系统还有一个比较重要的优点就是通过计算机视频代替了视频录像带，这表明了社会的科技发展对该系统的提升。数字电视系统是把视频图像存储在计算机中的硬盘内，实现了新技术的使用，技术的提升最大的一个优点就是能够在很大程度上提升图像的清晰度，还可以通过检索功能对存储的图像进行快速搜索。
2.3监测系统中子系统的接入
矿用人员监测系统的监测以太网为接入口接入到GEPON系统；对矿井环境中安全的监控主要是通过KJ4安全监控系统，采用FSK调制方式进行必要的井下与地面之间的通信，经过转换网来接入。
3.GEPON综合自动化系统在煤炭系统中的应用
（1）长距离、光纤接入与传输和光纤化的ONU/ONT，很适合FTTB这种模式，很大程度上有利于光纤的布设和扩充。
（2）更少的维护和供电。对供电设施和机房的占用较少，很大程度上对ONU/ONT的远端设备中的自动测距和加入进行有效的支持，能够比较方便的进行网络扩容，用户端设备和局端设备两者公用同一个网管，可以大大降低维修费用。
（3）GEPON自动化技术实质上属于面向未来的多业务平台，进行TDM业务和IP业务的提供。使运营商根据用户的不同需求运用同一传输平台对所需要的业务进行开通，并且过度到全业务网络。
（4）国内矿井系统的应用和国外相比还有很大差距，通过对国外矿井实施经验来看，煤矿企业在发展煤炭系统 时需要走高效集约化生产道路，GEPON综合自动化系统在发展和应用的过程中未来发展空间是比较大的，这种系统在应用中最为关键的是煤矿宽带主干网络系统的开发和利用。GEPON系统中的主干光网络使用的通信方式主要有上行TDM和下行广播两种方式，任何的ONT进行动态分配一定的时隙，极大的保障信息在交换过程中的传输质量和实时性，在一定程度上也适应于多种形式的传输，比如，数据、视频和语音等，最大程度上实现三网合一。
4.结束语
GEPON综合自动化系统在很多煤炭生产中广泛的运用，系统运行具有很高的安全性，并且运行过程较为稳定，能够对采集到的数据信息进行准确的收集并分类，在显示器上进行显示，使决策者通过自动汇总的数据进行分析和研究，为公司 提供最为可靠和真实的信息，在很大程度上通过数据对生 产环节进行指导和决策，极大的提高了企业总体调度，为未来煤炭企业的更大发展打下良好基础，提高我国经济水平，更好的进行未来建设大业。 [科]
【参考文献】
[1]王心刚.GEPON综合自动化系统在煤炭系统的应用[D].电子科技大学，2009.
[2]贾胜.基于GEPON的矿井综合自动化系统的研究与实施[D].河南理工大学，2009.
[3]王心刚.GEPON综合自动化系统在煤炭企业的应用[J]. 中州煤炭，2007，03：19-21.
[4]钱油平，张建，邓荣.GEPON综合自动化系统在松河煤业的应用[J]. 工矿自动化，2010，04：85-87.
[5]王会功，陆峥.KJ95N型安全监测系统接入GEPON全矿井综合自动化系统的方法[J].工矿自动化，2010，02：107-109.
[6]温昱晖.综合自动化系统中分布式数据库的应用[D].昆明理工大学，2002.
系统应用 篇7
就现有的状况而言, 我国目前大型矿山运用的运输系统还是传统的电阻式的调速电机车, 这种运输方式虽然在一定的程度上降低了劳动力度, 但是其自身却具有线路长、岔道多, 且接头处的电阻大等缺陷问题, 导致在运输的过程中电压的波动幅度太大, 运输车启停的次数太多, 增加了企业的生产成本。为了能够更好地解决这一问题切实的降低企业能耗, 缩小成本支出, 我们正在积极地进行研发智能变流调速运输系统, 以便投入到生产的一线, 解决现在矿山运输难的问题。所谓的智能变流调速系统主要是针对传统的电阻系统而言的, 可以使矿山运输车根据实际的路况及运输的过程进行智能的调速, 以便有效提高运输效率。目前研发的智能变流调速系统主要是由以下几个方面组成的:
(1) 司机控制器。这是系统的重要操作系统, 在实际的运输的过程中, 司机通过对实际的观察进行实际的操作, 并向中心系统传输信号指令, 以便智能系统能够及时地对操作过程进行调整, 从而有效提高运输的安全与效率。
(2) 微机板。这是系统的核心部分, 外界的指令信号通过微机板进行汇集, 微机处理器经过分析处理后再向不同的系统进行数据输出, 这样就可以使运输车按照实际的情况具体的进行调整。同时微机板也是整个运输车的核心技术, 没有微机板就不能进行有效的数据输入与输出。
(3) IGBT模块。这一系统的主要功能是根据微机板发出的信息指令进行电压调控, 从而有效的牵动电动机进行工作, 保证运输车平稳有效的运行。这样就可以使运输车一直以实际可行的电压数进行工作, 避免传统的电压波动大的问题的发生。
(4) 同时系统还包括了主接触器、牵引电动机、制动电阻及传感元件等其他重要的组成部分, 通过互相的作用于配合, 使智能变流调速系统的电动车更加有效的运行, 极大地提高运输效率, 降低企业的成本支出。
2 智能变流调速系统的工作原理
智能变流调速系统的工作主要是通过操作控制司机控制器的来实现了对整个电机运输车的启动、调速、换向、制动以及电源的通断的控制, 同时通过智能微机板的自我调控开技术的分析处理实际遇到的情况, 输出正确的指令信号, 以指挥矿山运输车进行运行。总的来说, 其工作的原理主要可以分为牵引控制、制动控制这两个方面。
2.1 牵引控制工作原理
牵引控制工作主要是实现运输车的前进与倒退功能, 它的工作原理主要表现为:首先是将司机控制器这一实际操作系统放置到前进或者是倒退的功能项上, 然后将牵引工具处于准备的状态上、微机板处于初始工作的状态, 这样当直流的主控器闭合了后, 主回路也就接通了。此时再把牵引工具置于到牵引的位置后, 微机板就自动进入到了牵引的工作状态之中, 通过顺时针的转动手柄, 位移传感器就开始向微机板输出控制信号, 经过微机板的分析处理后再向电子的开关驱动板输出控制信号, 这样电机车就可以开始运作了。一般来讲, 电压越高, 电机车的牵引力就会越大, 从而运行的速度也会越快。在智能交流调速系统中的牵引工作之中, 系统还有一个巨大的优势就是电流的互感器与电压的互感器对主线回路的电流、电压及电动机的反电动势具有动态的检测功能, 这样就可以即时的将采集到的电流电压信号反馈给微机板, 然后微机板通过数据分析就可以对电动机进行有效的保护。
2.2 制动控制工作原理
制动控制主要是当电机车需要进行停车的时候使用, 它的工作原理主要表现为:首先转动制动工具到制动的位置上, 然后微机板就可以进入到了制动的工作状态之中, 同时我们还需要通过司机控制器操作柄来切断电机车的电源, 这样电机车的反电势通过续流管和电子开关就可以开始对接入的制动电阻进行制动操作了。此时再逆时针的转动制动手柄, 位移传感器就开始向微机板输出制动信号, 经过微机板的分析处理后再向电子的开关驱动板输出控制信号, 这样电机车就成功的制动了。一般来说, 电压越高, 电机车的制动力就会越大, 从而制动的速度与效率也会越高。
3 智能变流调速系统在矿山运输方面的重要作用
智能变流调速系统作为现代智能化运输的一个重要技术支撑, 其发展的水平与好坏也会严重影响矿山运输工作的发展。
3.1 是改进矿山运输的基础
随着人们生活观念的转变和科学技术的发展, 现矿山运输中对于智能变流调速系统的应用越来越广泛, 传统的电阻式的调速电机车已不再符合人们的需求, 需求庞大、功能齐全的智能变流调速系统电机车为了矿山运输的首要选择, 要想使智能变流调速系统能够正常稳定的运行, 我们就必须要保证其涉及的多项技术都能够安全达标, 智能变流调速系统可以说是矿山运输系统完善的重要基础支持。
3.2 可以提高矿山运输安全功能
在智能变流调速系统之中, 安全防范的措施相对于传统的电阻式的调速电机车而言有了很大的改进, 多个子系统相互之间是互相联系相互协调, 提高了安全防范系统的可靠性与严密性, 更好的提高了矿山运输的安全。
3.3 可以节省企业生产成本, 提高企业效率
智能交流调速系统的电机车在一个空车进、重车出的循环之中相对于传统的电阻式的调速电机车来比较可以节省31.3%的电量, 这就可以降低矿车运输的能耗量, 从而减少企业在这方面的资金支出, 提高运输的相对效率, 增加企业的资金利用率。
3.4 节省维修时间
在智能的变速调速装置之中, 我们可以根据矿山运输的实际情况进行有针对性的调控设计, 对于不同的系统我们也可以通过接线或是设置参数来实现系统之间的协调运作, 这样就可以降低智能变流调速系统的电机车调试与维修的复杂度, 提高维修的效率, 从而节省了矿山运输车的维修时间。
4 加强智能变流调速系统在智能变频调速系统中的应用的有效措施
智能变频调速系统作为现代智能变频调速系统发展的一个重要的方向, 随着社会的发展其利用效率越来越高, 为了能够在实际运输生产之中切实的加强智能变频调速系统的发展, 我们必须要做好智能变频调速系统的保障工作, 不断提高其涉及的各项技术水平, 满足智能变频调速系统发展进步的需求, 不断提高矿山运输的效率, 降低企业的生产成本。
4.1 经济方面的注意事项
在智能变流调速系统设计的过程中对于经济效益要进行充分的考量, 矿山运输电机的经济实用性是其选择的重要依据, 我们在实际的工作中, 一定要尽可能地选择经济性价比高、合乎智能矿山运输电机系统趋势高的变流调速设计方案, 保证所有的矿山运输电机都是安全可靠且经济实惠的, 从而降低企业成本, 保障矿山生产的经济效益。
4.2 设计方面的注意事项
我们在矿山运输车的设计过程中一定要充分考虑智能变流调速系统的设计方案, 要按照脚踏实地、实事求是的原则进行实际的设计, 切不可盲目追求不切实际的目标。若是我们在设计的过程中强行的追求不切实际的设备功能及先进性要求, 不仅会给企业的资本带来巨大的难题, 而且还会使设计脱离现状的要求, 从而增加了工程的难度。因此我们在进行智能变流调速系统的过程中一定要遵循项目的实际要求, 选择合适的设备、系统及技术, 有效的保障矿山运输车的工作质量。
4.3 人才保障方面的注意事项
创建专业的运输团队, 提供技术人员的技能水平和业务素质。现在矿山作业中的一个重要的弊端就是技术人员参差不齐, 业务水平有高有低, 不能够满足矿业发展的要求。因此当前加强矿山运输完善的一个重要举措是就是加强专业人员的培养, 创建专业的运输团队, 实现技术化、科技化运输, 从而从根本上解决人员弊端问题。
4.4 技术操作方面的注意事项
严格按照智能变流调速系统电机车的操作规范, 全面落实操作的流程, 以保证运输进度稳定有序。在矿车运输的过程中, 对于智能变流调速系统电机车的操作规范和作业流程, 我们必须要全面的掌握, 不可有一丝的疏忽, 如在制动控制的操作之中, 制动柄必须要达到准确的位置之后才能进行操作, 我们在实际的操作之中就必须掌握好这一规范要求, 以有效的调高制动的速度, 保证工作效率与安全。
5 结语
经过多年的研究与改造, 现在的智能变流调速系统得到了进一步的完善, 矿山运输系统的现状也得到了大大的改进, 为了在以后的工作中进一步的提高智能变流调速系统的应用, 促进矿山运输系统更加的发展完善, 我们必须对其进行研究, 加大研究投入力度, 从而提高矿山运输系统的工作效率, 提高企业的效益, 降低企业成本支出。
参考文献
[1]郭丽梅, 郑贵翔.智能变流调速系统在矿山运输系统中的应用[J].有色冶金节能, 2011, 02:45-48.
[2]卫俊乐, 等.智能变流调速在井下14t电机车控制系统中的应用[J].电世界, 2013, 06:22-23.
系统应用 篇8
PDM(产品数据管理系统)在企业管理过程中贯穿于整个信息化管理平台。PDM系统提供CAD/CAM/CAPP系统的数据交换平台,涵盖了企业产品链的所有信息[1]。而编码是对数据的标识,在PDM系统中发挥着极其重要的作用[2]。数据在企业流程中流向各职能部门,所以对产品实行统一编码是信息化建设实施的第一步,既可以统一数据基本信息,又可以加强各部门的数据交流,提升产品信息整合度,实现企业信息化管理[3]。
目前,国内编码系统在企业中的应用日益普遍,编码规则种类繁多,国际上常见的编码系统有OPITZ系统、KK-3系统等。这类编码系统主要研究基于成组技术的零件编码,表达的是零件结构要素与工艺特征信息,不适合直接运用到企业PDM系统中。并且通用编码系统普遍存在多义性、通用性差、缺少版本管理等问题[4]。企业PDM编码系统区别于以往的物料编码结构,主要是按产品层次结构特性来编码,即产品结构特征编码。此外,PDM系统中的编码需要依照企业需求来制定,综合考虑已有产品特点及未来发展趋势,并在使用过程中不断改进。
针对现有通用编码系统存在的缺陷,本文通过实际调研,提出PDM系统编码要求,并通过实 例探讨编 码结构及实现方案。
1产品编码方法
1.1产品编码及作用
编码是指用字母或者数字等符号来描述和标示事物的主要特性信息。产品编码的实质是将企业产品进行有规则的分类,达到易查找、易区分和易使用的效果,在实际工作中,编码通常采用字母及数字的组合方式。产品编码系统作用如下[5]:1产品信息存在于企业各职能部门,统一编码方便各部门的沟通与交流,为PDM与ERP系统集成提供了条件,为企业多 系统信息 化平台建 设提供了 保证;2产品编码可为系统提供良好的检索条件,当各部门需要查找相应文件时,可以按照其编码规则进行“模糊式”检索;3产品编码帮助企业产品信息分类,帮助企业系统化管理数据信息。
1.2产品编码原则及结构
为保证企业产品结构有序及实现计算机辅助编码自动生成,应遵循以下原则[6]:1唯一性。编码与产品间关系是一一对应;2兼容性。能与企业ERP或其它信息系统集成;3完备性。编码应满足企业需求,反映相应产品信息;4扩展性。编码不仅要满足企业现阶段产品需求,而且要为后续新产品设计和开发预留空间;5易识别性。在满足企业需求的前提下,应尽量减少编码位数的长度,达到易查阅、易识别的目的。
企业需求不同,产品编码的制定规则也略有不同,主要有以下几种结构:
(1)层级式结构。产品结构具有层级关系,在某一产品对应代码结构中,可以根据代码长度分辨出总装配体、部件、零件等等,根据代码之间的数字关系分辨出具体部件及装配体的关系,这种代码的优点是可以识别产品层次关系。
(2)带式结构。在产品编码组成中,每个数字或者字母代表不同的含义。带式结构是按照最基本的产品结构方式定义的,即仅仅依靠区分产品分类即可,编码组成也比较简单,一般由流水码和预留码组成。
(3)混合式结构。该 结构综合 了层级结 构及结式 机构,按照产品性能及型号等需求定制,采用单一代码及多种混合代码的方式,并同时继承上述两种结构的优点,更好地满足企业对产品编码的需求。
2产品编码系统应用实例
2.1PDM系统中产品编码需求
某企业根据用户实际情况,通过对各部门的实地调研与交流,最终确定以下基本需求[7]:
(1)研发部。产品编码要根据零部件特征制定,在编码结构中能清晰识别出产品结构关系,不但要求层级关系明确,而且可以快速识别出通用件或自制件。产品编码位数不能超过20位。据研发部门统计:一年内产成品种类不超过1000件,全公司标准件的数目约50000件。
(2)销售部。需 要把产成 品的装配 体向客户 展示。PDM系统提供快速的搜索模块,通过输入产成品名称或者编码直接检索到图纸模型。
(3)采购及仓库。现有ERP系统主要对设计部门产生的BOM表进行管理,ERP系统要求整个BOM机构中的所有零部件编码具有唯一性,其产品代码前端要设有识别码来区分产品种类。产品种类分为4类,即产成品、零部件、标准件、原材 料。与其对 应的识别 码分别为 “1”、“2”、“3”、“4”。对编码位数没有要求,严禁出现一码多物的情况。这样EPR系统就可以快速统计产成品所需的所有零部件数目,确定其库存容量及采购方案。
(4)生产加工部门。首先根据生产通知单确定需加工的零部件产品。随后在PDM系统中,根据图号搜索对应的图纸及文档,再依据工艺要求进行加工生产。
(5)产品装配部门。装配过程中需要确定装配路线,编码体现产品的层级关系,可以快速确定零部件所处装配位置,极大地提高装配速率及问题复查速率。
2.2产品编码系统实现
根据企业各部门要求,制定如图1所示的整体编码方案。首先对企业产品进行整体分类,为保证编码系统有良好的扩展性,编码第一位为预留码,初始值设为“0”。为保证与ERP系统的兼容性,将主项分为产成品编码、零部件编码、标准件编码、原材料编码,与其对应的识别码分别为“1”、“2”、“3”、“4”。识别码设定在产品编码的第二位,后续编码结构与具体的产品结构相关,本文以零部件编码规则为例进行说明。
零部件编码规则:主体由大部件编码、中部件编码、小部件编码、零件编码4类组成。大部件编码由产品结构、大部件、流水号组成,如图1所示。产品结构按零部件产品种类进行分类,3位编码长 度决定产 品种类不 超过1000种,随后对每种产品的大部件进行分类,以确定产品的第一个层级关系,由于其总数量不超过50种,所以大部件部分编码位数为2。为保证产品的唯一性,故通过流水码区分。该编码方案不但可以完整的识别出零部件的性质,而且达到了易识别的效果。
2.3企业产品应用
以某公司的“空冷器产品”为例,其结构组成及其产品编码如图2所示。
图2是以该公司的“空冷器产品”为例,基于现有编码规则而产生的一套图纸编码,设定空冷器在产品类型中编号为001。空冷器的冷却芯组部件下的管束部件下的支撑板代码为0010702-03001。
编码后3位为序列号,在新空冷器产品设计开发中,若使用的零件不变,可直接借用原有零件编码,若使用到的零件结构发生变化,则包括其所属装配体在内的部件的流水号需要自动递增。
以图2中加粗方框框选零件为例,其零件结构功能均相同,只是尺寸有少许不同而已,其在装配体中位置均不同。这就可能导致在空冷器产品中第N种规格的压条I(001-2200N)和空冷器产品冷却 新组中用 到的第M中规格压条II(00107-1100M)是一样的,导致重码。为解决这一问题,本文在编码系选项指引侧作指引提示,将可能在两个层级都出现的产品部件直接规划为上一层级产品。所以当工程师在下一层级找不到产品时需要到上一层级中查找。
需要注意的是,本文产品分类为划分专属零部件,即处在“空冷器产品”下的零部件其结构形式绝对不能和例如“油冷器产品”下的零部件相同。如结构相同、尺寸相近甚至相同,则其应划分在通用件中,不显示其从属关系,否则易产生重码。
2.4PDM系统中产品编码系统实现方法
PDM中通常可以采用两种方式实现产品编码功能,一种是采用PDM系统自带的编码系统模块,根据客户的产品编码规则要求进行定制,由PDM项目实施工程师将产品相关信息录入系统;另一种是在PDM系统上进行二次开发,在外挂的程序界面上自由定义产品编码规则。第一种方式具有很大的局限性,毕竟市面上的PDM系统多种多样,模块功能设定也大相径庭。有的PDM系统中只拥有序列号编辑功能,通过对条件的限制进行固定编码,其规则不能灵活设定,很难达到企业多样化产品编码的要求。所以本文选择第二种方式,通过接口函数将生成的编码以变量的形式导入PDM系统之中,这样企业便可以完全按照各自需求来定制,实现方式简单,编码格式规整。
3结语
本文通过实例探讨PDM系统中产品编码系统,提出公司PDM编码方案符合编码规则,对PDM系统在企业的实施中起到了至关重要的作用。它具有以下优点:1页面简洁,操作方式简单;2编码信息 存储于PDM系统数据库,录入、维护方便;3为ERP系统提供了良好的数据编码基础,为后续PDM系统与ERP系统集成提供了 保证;4满足了企业各职能部门的基本要求,编码长度适中,结构层次清晰,产品分类准确,所表示的信息数据完整;5预留码为新产品开发留出空间,为企业的持续发展提供了保证。该编码系统在PDM系统中使用效果良好。
摘要：产品编码是PDM系统的重要组成部分,产品编码规则定制尤其关键,直接影响企业流程运行效率。结合目前通用的编码规则,根据企业流程,分析企业产品结构特征,得出编码规则,并设计了一套满足该企业需求的产品编码系统。
PACS系统在医疗系统中的应用 篇9
PACS系统是高科技时代提高人力, 自然资源使用效率的一种体现, 现在医院主要负责人树立了医院工作一定要符合信息化大趋势和以病人为中心的观念, 医院的特点是先进设备多, 而成本最高的大多都是影像设备, 将近30%固定资产是影像设备, 因此其在医疗方面起的作用特别大。而由于设备种类多, 设备交流存在问题, 设备之间信息资源共享以及标准化要求非常迫切。近年来在设备不断增加的同时, 医院管理与科室的流程也已经发生了重大的转变, 医院在客观上形成了以设备为中心的组。因为设备之间有很大的互补性, 所以不同组出的报告很有可能报告结果不同。这客观上迫切需要不同组与科室之间互相共享相关信息, 系统连接起来能够通过网络看不同影像。PACS系统正式在这种背景下产生和发展起来的。
PACS真正的技术在于接口技术和存储技术。在存储方面技术都已经比较成熟:大容量分级存储, 预提取机制。但是在接口技术方面, 由于接口标准日新月异, 接口技术也不断发展。在接口方面主要有一下几种:
(1) 模拟接口使用视频采集卡采集的, 转换为dicom接口识别的信号, 或者使用原始采集下来的图, 适用于病理内镜等的设备, 这一类设备没dicom口, 要用专门的设备将影像转换为DICOM标准后再接入PACS, 对于旧型号的CT、MR, 一般需要增加专用升级模块来实现, 使用这种方法图像的质量有保证, 数据的完整性也较好, 但价格通常较高。
(2) 网络接口影像设备联网即利用网卡, 通过网络协议访问文件, 例如心电的设备hl7输出的心电波形, 通过网络解码的得到图像。
(3) DICOM接口一种国际标准的接口, 一般都是放射科的大型设备CT、MR、DR、CR等等都有DICOM接口, 符合DICOM标准的影像设备可以相互通信, 并可与其他网络通信设备互连;但DICOM网络通讯有缺乏安全认证的缺点, 所以只适用于局域网中。DICOM存储和通讯中的影像可以按约定的方式进行压缩, 但不是所有的PACS系统都支持这些压缩, 所以大部分DICOM存储和通讯中的影像数据都是完全展开的, 占据很大的空间。
由于PACS涉及到图像处理, 需要考虑执行效率较高的语言, 使用C++或C#会提高代码的执行速度, 另外, 开发过程中C++或C#关于PACS相关模块, 有大量源代码可供参考。另外, PACS实施过程, 会遇到某些非标设备, 需要做接口开发使用C++更方便。
Pacs系统对医院的节能环保做出的贡献有:
(1) 系统操作性好:采用全中文界面, 容易掌握;可以同时使用鼠标、键盘操作, 简单方便;培训周期短。报告系统具有随时形成模板的功能, 大大地方便了报告的书写和规范化, 便于今后的科研和教学工作的开展。
(2) 系统安全性好:系统采用分组权限管理, 兼顾安全性和灵活性。既有利于临床应用, 又考虑到影像科室资料的保密性和完整性。
(3) 诊断终端软件功能完善、强大, 不仅能够完成CT值的测试等DICOM图像的基本数据, 并具有对非DICOM图像进行黑白对比的调整等功能。可同时查阅同一病人或不同病人的不同检查的影像及结果, 方便医生进行比较诊断。
(4) 可输入DICOM图像以及非DICOM图像, 大大地方便了一些旧设备的数字化, 加快了医院数字化的进程, 很好地适应不同档次的影像设备。
(5) PACS系统结合主服务器及存储局域网实现海量存储, 能够保证医院全部病人几年的影像在PACS上处于在线状态, 大大缩短系统查询老病人的时间。
PACS系统能够有效地提高各级医生使用医疗影像的效率, 对手术病人的术前准备、临床诊断以及医生的科研教学非常有帮助;通过加强系统管理力度以及在符合医疗法规的前提下, 可以逐步做到减少出胶片的数量, 从而降低出胶片所耗费的大量人工和财力, 实现较好的经济效益;通过使用电子存档不存在胶片老化和原始信息损失问题, 提高了医疗影像的持续运行它将为医院带来更多的效益。
参考文献
[1]邱峰, 田捷, 曹捷.PACS系统综述.中国医学影像技术2000, (16) 1.
[2]刘鹏程, 孙传彬, 张宏, 张辉, 刘汉桥, 杜端明, 陈在中.PACS系统的实施与初步应用.[放射学实践, 2004 (9) .
[3]杜崇禧, 王向东, 宋维, 徐成.牛汝朴数字化影像工作站的开发与使用价值.实用医学影像杂志, 2003 (6) .
[4]崔现成高会军张林医PACS影像工作站综述.医疗装备, 2007, 20 (8) .
系统应用 篇10
标清视频会议系统与高清视频会议系统是视频会议系统的两个不同的发展阶段,标清视频会议系统出现较早,目前已经取得了重要应用。但是随着计算机硬件技术的发展,以及对视频质量的要求越来越高,高清视频会议系统应运而生。高清视频会议系统属于标清技术的升级版本,与标清技术在硬件和软件上有所区别,主要的技术特征有如下的不同:
1.1 硬件方面
1)系统组成的不同
高清视频会议系统与标清视频会议系统区别在于高清视频会议系统摄像头与主机采用了分体式结构,便于摄像头的放置。而标清视频会议系统是摄像头与主机一体式的。
2)摄像头清晰度不同
高清视频会议系统的摄像头采用了高清摄像头,分辨率和清晰度比标清摄像头要高出很多。在目前会议对图像清晰度要求比较高的情况下,高清摄像头更符合要求。
3)接口方式不同
高清视频会议系统在接口方式上比较丰富,在信号输出的时候可以选择分量输出,可以很好的达到视频色彩的还原度。而标清视频会议系统在接口方式上仅仅有普通的VGA或S端子输出供选择。
1.2 软件方面的不同
1)主要功能有所区别
高清视频会议系统与标清视频会议系统,除了都可以支持T.120数据功能外,高清视频会议系统还可以通过双视频流功能实现高清视频和数据的同时传输。高清视频会议系统与标清视频会议系统相比,主要实现的是高清视频传输的功能。
2)扩展功能有所区别
对于扩展功能来说,高清视频会议系统可以外接电视墙服务器,全面提升会议质量,可以满足建设高清质量视频会议的需求。而标清视频会议系统只能显示终端连接显示器和电视以及投影机,在视频整体质量上有所欠缺。目前高清视频会议系统的扩展功能成为其应用的重要方面。
2 高清视频会议系统的优点和先进性
经过对目前高清视频会议系统了解后发现,其优点和先进性主要表现在以下几个方面。
2.1 视频画质清晰度非常高
高清视频会议系统的视频画质达到了1920*1080的画面分辨率,比传统图像的清晰度要高20倍,画面无论从色彩、清晰度还是运动捕捉方面,都显得非常生动。在对象捕捉的过程中,可以准确记录下每个动作细节,对细微的变化都能显示出来。
2.2 采用了先进的数字接口
在数字接口方面,高清视频会议系统采用了HDMI接口以及HD-SDI接口,使用这种接口的优点在于只需要一根线缆就可以实现高清视频、音频的传输,使线路布局大大简化。并且HD-SDI接口的传输范围比较广,在100m内的范围不需要中继器一样能够实现传输。
2.3 具有高清动态双流技术
高清视频会议系统支持标准的H.239全动态双流和静态双流功能,支持双路720P(1280×720)高清晰全动态双视频流,更可提供动态会场图像与超清晰PC内容(SXGA 1280×1024)同步传送的静态双流。应用了这种技术之后,视频的清晰度得到了可靠保证。
2.4 音效采用了高保真技术
高清视频会议系统除了在视频方面比较出色之外,在音效方面也采用了高保真技术,主要采用MP3、MPEG4-AAC(LC/LD)音频编解码技术,音质悦耳。并兼容Polycom的14Khz音频编码G.722.1 Annex C。并且支持自动回声抵消(AEC)、背景噪声抑制(ANS)、自动增益控制(AGC)。
2.5 具有强大的扩展功能
高清视频会议系统除了主要功能吸引人外,在扩展功能上也比较强大,主要采用了MP分布式处理,可提供数字混音、内置GK、内置代理、丢包重传、T.120等各种功能模块,以后可方便容量扩展和功能扩展,保护用户投资。
2.6 可靠性和安全性好
目前高清视频会议系统普遍采用了嵌入式结构,在设计的时候均采用了多重冗余备份机制,提高了整体系统的可靠性和安全性。除此之外,还在终端采用了顶级高清芯片,使整体系统得以简化,使高清视频会议系统更加稳定。
3 高清视频会议系统的应用前景
在目前的视频会议系统中,标清技术采用的比较广泛。在标清视频会议系统中,主要的图像格式采用了CIF352*288的格式标准。虽然这种格式标准也可以实现视频传输,但是在图像的清晰度、兼容性、视频信号的可靠性和稳定性方面还很欠缺。并且随着计算机技术的快速发展,其他视频格式已经发生了很大变化,分辨率已经从352×288发展到了1280×720,整体视频的清晰度和可靠性得到了大幅提高。基于这种现状,视频会议系统也开始在视频清晰度方面进行调整。
另外,由于视频会议的需要,以及人们对高清视频的必然需求,都对现有的视频会议系统提出了更高的要求。主要在视频清晰度和传输稳定性上要求提高和升级。有了这种需求,并且视频技术已经发展到了高清视频的这一阶段,所以现有的视频会议系统由标清技术向高清技术全面升级。目前的视频会议系统,已经不仅仅局限于会议所用,而是在远程调度、工作协调、远距离沟通等各个领域都有重要的应用。要想满足这些现实需要,高清技术的应用成为了必然。
从高清视频会议系统的应用前景来看,在未来该技术将会取得重要应用。应用领域会全面超越现有的会议应用,将会从单一的会议应用朝着多动能多场合应用的前景发展。在未来,高清视频会议系统将会成为远距离沟通、工作调度、远程监控、网络视频的主要技术,将会满足人们对视频质量和清晰度的日益增长的需求。由此可见,高清视频会议系统在未来必将迎来重要应用。
4 高清视频会议系统在电力系统应用的必要性
从上面的分析可以看出,高清视频会议系统已经不仅仅局限于会议系统,而是在远程调度、工作协调、远距离沟通等方面都有重要应用。同样,对于电力系统来讲,高清视频会议系统已经超越了会议本身,成为了一种实时视频传输的重要技术,在电力系统中有着重要应用。高清视频会议系统在电力系统应用的必要性主要表现在以下几个方面:
1)高清视频会议系统为电力系统提供了重要技术支撑
高清视频会议系统,不但保证了电力系统视频会议的正常进行,也为远程视频传输提供了重要的技术支撑,使电力系统可以依靠高清视频会议系统,实现远程监控、工作协调、远程调度、远距离沟通等。总之,高清视频技术保证了电力系统的正常工作,为电力系统的提供了可靠保障。
2)高清视频会议系统提高了电力系统的工作效率
正因为有了高清视频会议系统,电力系统在工作的时候,可以进行有效的远距离视频传输,可以实现远距离监控和工作调度,降低了人员的劳动强度,提高了工作范围,从根本上提高了电力系统的工作效率。从目前电力系统的正常运营来看,高清视频会议系统起到了突出的作用,应用该技术十分必要。
3)高清视频会议系统保证了电力系统的正常工作有效进行
在电力系统中,为了更好的进行远程控制和远端监控,依靠传统的标清视频技术往往不能达到要求。特别是对于会议场合以及一些需要精确监控的地方,标清视频技术明显无法实现这一功能。这时候高清视频会议系统派上了用场,不但解决了视频会议的视频清晰度问题,也保证了电力系统的远程控制和远端监控能够正常进行。
参考文献
[1]熊鹰.网络视频会议在农业生产服务中应用的探讨[J].科技信息,2011(22).
[2]韩义.基于SIP协议的视屏会议系统设计与开发[D].吉林大学,2009.
[3]王钊.视频会议系统中对象分割的研究与实现[D].大连海事大学,2004.
系统应用 篇11
【关键词】地理信息系统；电力系统；应用
1.地理信息系统在电力系统中应用的重要性
地理信息系统（geographic information system ，GIS）在电力系统中的应用也可简单的称之为电力GIS系统。这种应用模式主要是将地理信息系统的原理与电力系统中的电力设备、变电站、输电网络、电力终端以及电力生产负荷、管理等核心内容想融合形成的一种对于电力系统进行信息化生产管理的综合性智能化信息系统。该信息系统可以直观的提供电力系统中相应电力设备的运行状态信息、电力技术信息、电力生产和管理信息以及电力传输应用过程中途径的山川、河流、城镇、环境等等一系列的电力系统信息与自然地理环境信息集中于一体，通过查询GIS系统相关数据、照片、图像和技术参数等信息就可以实时掌握电力系统运行的状态，在电力系统的维护和管理中有着十分重要的作用。
2.GIS系统在电力系统中应用的特点
地理信息系统在电力系统中的应用，除了使电力系统具备GIS的基本特点之外，还拥有了更多的特点，具体的内容以下几个方面：
（1）由于电力系统的运行参数复杂，信息量庞大，对于实时性和动态变化的监测有着更高的要求，因此，在电力GIS系统中如果要达到对电力系统中的瞬时信息进行实时的收集、传输、分析、响应和处理，就需要系统的存储能力传输速度达到较高的要求，GIS系统的开放性和先进性都能满足这方面的要求，可以使电力GIS系统的应用更加高效和快速。
（2）电力系统中的数据量比较大，对于GIS的稳定性和可靠性要求较高，电力企业在电力系统的搭建和维护过程中通常会使系统具有更好的可维护性，结合GIS系统的开放性特点，可以使电力GIS系统实现数据的单次输入和多次输出，再通过进行层次的保护和数据统一管理的方式，从而确保数据信息的一致性，使系统参数的传递和分析更加精确和可靠。
（3）电力系统的传输距离和范围以及使用终端的复杂程度，对于系统的拓扑分析能力和转换能力要求比较严格，GIS系统自身的单机工作模式已经无法满足电力系统多终端、接口类型复杂、信息覆盖面广泛的要求，充分利用GIS系统在局域网环境下的优势，不仅可以提高电力GIS系统的拓扑能力和转换能力，还能够通过计算机技术进行电力信息数据的整合分析工作，并可以实现资源的网络共享。
（4）电力GIS系统还具备信息安全保护的特点，电网分布和地理坐标是国家重要的基础信息资源，为此，应用过程中需要对相关涉及到国家安全的信息进行加密处理，确保应用过程中即可实现资源的充分利用，又要确保应用的安全等级达到相关标准要求。
3.地理信息技术（GIS）在电力系统中的功能和应用
GIS系统在电力系统中的应用，主要依赖于GIS系统自身的优势特点，其对于地理位置进行定位的准确性、与计算机网络技术的完美结合、可视化操作以及独特的数据分析整合模块使其在电力系统中的应用具有十分丰富的功能，具体的应用功能如图1所示：
图1 电力GIS系统功能示意图
从图1可以看出地理信息系统（GIS）系统在电力系统中的应用，可以充分发挥GIS系统自身优势的同时，还充分利用了电力系统的电网优势，设计出了独特的建模规则库，建立了面向对象的数据模块、同时，还配备了对于电网图的修正编辑和输出工具，一定程度上实现了电力GIS平台在系统环境、数据库、图形与数据处理工具、应用模块等各个分层模型上的合理连接，对于电力系统的监测、诊断、维护和管理有着十分重要的意义。
3.1 GIS系统中地理背景信息显示功能在电力系统中的应用
GIS最大的优势在于其能将测绘电子地图转换成供自身可用的形式，并在一定程度上对于地形图中的房屋、街道、水文地理信息进行直观的显示，并可以通过实时监测技术及时监测电力系统不同线路和不同地域之间的运行状态，管理人员在办公室就可以直接查询相关的电力运行参数，对于电力系统中发生的故障能够进行准确的定位，并提供相应的解决分析方法，很大程度上方便了电力系统的管理和维护工作。
3.2 GIS系统中图形建模在电力系统中的应用
在以电子地图为北京的底图基础上，电力GIS系统可以提供多种针对电力设备的编辑工具，使电力系统技术人员和管理人员能够在背景图上就可以对电力设备的分布进行删减、增加和修改的操作，同时，还能及时的掌握相关电力设备属性信息，便于分析和管理。图形建模一定要确保其操作的合理性，导线一定要架设在杆塔上，确保在遵循建模规则的基础上，对于电力系统中的线路、设备等情况进行统计和整理，以便后续在终端上可以及时监测相关的属性参数信息；对于设备较多的情况，要以设备编码为序在地图上进行准确的定位；对于一些需要进行量化监测的设备信息如：变压器容量、线路总长度等信息，就需要在地图标示过程中将数据进行图形化处理，使数据能够以直观方式在地图上得以体现。
3.3 自动制图功能模块在电力系统中的应用
电力系统中应用GIS系统，可以充分发挥GIS系统的实时地理定位功能，对于现有的电力设备图进一步的更新和完善，且GIS内部的自动制图功能模块可以根据数据库的内容变化而进行及时的调整改动，具有内容准确、更新周期短的优势。
3.4 GIS系统对电网功能进行分析显示的应用
电网是电力系统的重要载体和基本构成，GIS中的数据库模型可以通过与电网系统中的杆塔和导线的连接或者同变电站进出线的连接而在计算机控制终端呈现出清晰的拓扑结构，且能够以不同的着色情况进行显示。当电网出现短路、断路等故障需要进行检修和恢复时，就可以通过GIS的电网追踪和拓扑分析功能实现对于故障点的确定以及对相关开关的按相应动作指令执行的操作。
3.5 供电可靠性分析和辅助决策功能的应用
通过GIS系统在电网中的应用，我们可以直观的对于电力系统中的供电率、终端用户平均使用时间、故障导致的停電次数等问题进行可靠性分析，通过相关的数据处理和分析，统计得出电力系统供给电能力、停电总时间、故障发生类型以及可能影响的范围。指导后续在进行维修过程中需要进行停电操作的隔离点，将影响降到最低，最大程度确保人们的正常用电。
4.结语
综上所述，地理信息系统（GIS）在电力系统中有着十分广阔的应用前景，在应用过程中还需要针对不同的电力系统特点，对GIS系统进行优化和整合，以便符合当前电力系统要求。经过调查资料显示和实践证明电力GIS系统既能够充分发挥GIS系统的全部优势，同时还能够结合电力系统的特点和要求，进行整合优化，实现了电力系统控制管理的智能化和人性化，对于实现电力系统的现代化有着十分重要的应用意义。
参考文献
[1]王宇，王东.地理信息系统GIS技术在电力系统自动化中的应用[J].黑龙江电力，2007（05）.
[2]李金河.基于GIS的电力计算机信息管理系统探讨[J].信息安全与技术，2012（03）.
系统应用 篇12
关键词：频谱监测,卫星业务监控,手持式频谱仪
1 引言
“全球卫星广播网”是新华社目前正在使用的、为其全球媒体用户提供新闻信息稿件的数据广播系统, 是新华社对外发布新闻信息的重要渠道。该网基于卫星传输平台, 具有传输距离远、覆盖面广、通信频带宽、容量大、不受地域限制等优势, 但是卫星通信受自身特点的限制和环境的影响, 不可避免的存在各种干扰, 兼之卫星广播系统的复杂性 (卫星和卫星传输设备) 也会带来一定的故障率, 可能对全球广播业务造成严重影响, 甚至造成实时业务的中断。因此, 如何有效地对卫星信号进行监测是保障安全播出及安全通信的首要任务。目前使用的广播和通信卫星绝大多数都是透明转发器卫星, 这类卫星转发器和信道基本都是以按照频率划分, 星上业务之间采用频分复用方式, 因此, 卫星业务信号监测主要以频域分析为主。在此基础上, 使用卫星频谱监测仪器可以有效地完成对卫星频谱信号的监测工作, 保障卫星传输的稳定性和可靠性。
传统的频谱分析仪, 一般只对一路信号进行监测和分析, 精确度高、功能多种多样, 在对信号的详细状态分析中作用较大。但是全球多媒体卫星广播网的卫星覆盖范围广泛, 包括国内地区、非洲地区、中东地区、亚太地区四个区域, 根据覆盖范围的不同使用多个卫星才能实现全球广播业务, 将来还会对更多的地区进行业务覆盖。多地区业务并行使得单个频谱监测功能无法满足多路业务发展的需要, 不利于同时监测多路信号, 设备和人员利用效率不高。所以, 为满足全球网业务监测功能的需求, 全球网卫星综合监测系统应用了多路频谱监测设备, 从而实现八路信号的频谱监测功能, 在降低成本的同时, 方便监测人员综合监控业务, 提高工作效率。图1为单路下行业务频谱监控。
2 频谱监测系统概述
多路频谱监测系统, 即板卡式频谱仪, 采用先进的集中分布式设计, 可提供多路 (单机最多八路) 业务运行状态的频谱监测功能, 可将从卫星等接收到的信号进行系统的实时频谱监测, 并可实现频谱及数据的保存和重现, 可根据频谱的状况提够声光报警等, 帮助监测人员了解实时信号状况, 及时发现信号干扰, 为监控数据提供依据, 并为排查故障提够参考。预留了二次开发接口服务, 可以提供相应功能的定制服务。
3 系统构成
频谱监测系统共计使用八路信号输入, 分别用于各个业务的下行频谱监测, 主要由板卡式频谱仪 (八路) 、IBM服务器 (数据存储设备) 、控制终端 (电脑) 、监视设备 (无线和有线终端, 这里主要指电脑和监控大屏) 以及交换设备组成。
如图2所示, 本检测系统采用一台板卡式频谱仪, 机箱板卡八块, 这样配置为将来的业务扩容和冗余备份提供可能。八路频谱数据传送至服务器进行存储, 以备将来调用。我们可通过控制台对每路数据进行控制、参数配备等, 所有数据可连接到电脑终端进行导出。当有频谱数据不符合设置的合格限要求时, 系统会给出一个报警开关量并且在监控画面上有相关的报警提示。
全球网业务频谱监测系统采用的板卡式频谱仪, 是由北京航天光华公司 (航天时代电子公司二〇〇厂) 和北京鑫诺世纪公司共同研发生产, 在频谱基本分析的基础上, 满足多路信号同时监测的功能, 减少了设备成本, 提高人员工作效率。而国外同类型多路频谱监测设备的价格是国产产品价格的近50倍, 非常昂贵。
整机采用模块化设计, 可扩展性强, 密度高且可维护性强, 其主要技术指标如表1所示, 主要特点如下:
⊙采用标准4U机箱设计, 方便安装。
⊙机箱外壳采用铝合金材质, 重量轻而且硬度高。
⊙机箱上盖采用推拉式锁紧设计, 保证了上盖和机箱的良好接触以及屏蔽效果。
⊙机箱下盖采用不对称式蜂窝状通风孔设计, 保证了系统工作时的通风效果。
⊙机箱采用无轨金属滑道设计, 保证每一块板卡的良好屏蔽效果。
⊙机箱最多支持8块板卡, 自由组合。
⊙板卡采用弹簧式屏蔽设计, 保证在插入板卡的同时又良好的接触。
⊙板卡采用兼容性设计, 使用自由方便。
⊙机箱采用1+1热插拔高可靠性冗余电源设计, 保证系统稳定可靠的运行。
4 系统的功能和应用
频谱监测系统采用Workbench管理软件, 通过监视屏幕上对系统进行设置, 可以实现频谱监测系统的具体功能。如图4所示。
⊙仪器管理:可以实现最多八路监控信号的添加, 删除, 修改, 刷新四项功能。
⊙布局管理:对监控屏幕进行布局、轮询、保存、修改、删除和应用功能。
⊙屏保设置:输入屏保时间即可启用屏保程序。屏保程序表现为一个黑色的条纹, 在屏幕上从左到右走一圈。
⊙设计配色方案:对频率显示的各项参数及背景做出不同的配色方案, 是显示效果更突出。不同的监测信号可配置多种颜色。
⊙仪器设置:对每路监控信号进行参数配置。仪器分为两个部分, 远程控制和频标与参考线。
⊙单块板卡保存为位图:导出和保存单块板卡的显示状态图片 (位图形式) 。
⊙全部窗口保存为位图:导出和保存全部板卡的显示状态图片 (位图形式) 。
基于上述功能的设置和使用, 频谱监测系统可实现以下应用:
(1) 下行频谱监测
对输入的八路业务信号进行频谱监测, 通过对频谱监测系统的基本设置, 自由添加多路监控体系, 对监控画面进行合理布局, 而且通过服务器可对任一路频谱参数进行设置, 从而实现业务的频谱监测和控制功能, 如上行载波的正常, 干扰信号的出现, 信号接收异常等。该系统一旦发现业务载波出现异常, 将即时发出声光报警信号, 全方位角度提示监测人员, 使监测人员能够及时发现异常所在, 并及时上报解决, 保障实时业务的稳定运行。
图6为频谱参数图标说明, 可通过对每块板卡 (系统管理中为仪器) 进行相应的参数设置。频谱仪实现监测的过程很简单, 将所需监测的信号 (频率为9k Hz~3000MHz) 引入监测口, 系统即可对所引入信号进行实时监测, 在控制台可以对相关参数进行相应的设置调整。频谱监测系统提供多种监测布局模板, 并提供屏幕轮循监视模式, 可随时根据需要进行更换。
每一块板卡都有一个惟一的IP地址, 在初始连接时按照模块的初始IP地址实现远程连接, 而后根据实际需求对模块加以命名、参数设置等, 实现正常监测。IP模块是实现远程控制和多路工作的基础。
(2) 文件管理
频谱监测系统采用管理功能软件, 对存储的数据文件进行统一的分类和管理, 可以轻松查找所需文件, 并实现测试文件、图形文件、配置文件和自动测试报表的下载和打印功能。
(3) 远程控制
系统监控人员可以通过相关软件功能, 在办公室得到和在卫星机房一样的进行有效监控, 既可以同时监控整个系统, 提高人员工作效率, 也可以避免长期遭受机房噪音和辐射的污染。
对于每一个监测模块, 在地面网络中输入已设置的IP地址, 即可建立远程连接, 随后即可通过控制台远程控制板卡, 为板卡命名, 修改参数设置, 查看任意段频谱。例如, 通过网络接口提供多台仪器的远程控制, 适合无线网络信号的监测;可以通过远程实现对任意监测模块的独立设置, 主要包括合格线设置、频率设置、幅度设置、RBW/VBW设置、扫描时间设置、检波方式设置等;可以导出所需历史记录, 做状态分析。
(4) 数据的录制、存储和回放
实时监测的同时, 频谱监测系统会将监测的频谱特征数据保存在IBM服务器上, 作为历史数据, 当有需要的时候, 可以访问服务器查看保存的频谱信息。服务器对所有的数据进行存盘处理, 当硬盘存储空间用完时, 前面的数据自动被后面的数据顶出。数据记录时间的长短依板卡的数量和记录时间而定, 每块板卡每天的数据量约为1.6GB, 4块板卡1个月的数据量大约为192GB。
需要查找历史数据时, 通过网络连接服务器, 从而查看历史数据, 重现频谱录像, 提供判定依据。同时可以对历史频谱进行打印处理, 为快速上报, 提供便捷。
(5) 实时报警
频谱监测系统可对每块板卡进行参数设定, 并根据需求设定合格限, 当系统监测到载波超出合格限位置时, 即时给出一个报警开关量, 通过外围设备进行声光报警等。这种报警设置, 可以简单实现对监测业务载波异常和干扰信号的提示功能, 使监控人员能够第一时间的发现问题, 上报问题, 处理并解决问题, 降低系统故障发生率和处理时间, 提高系统的稳定性和可靠性。以上这些功能非常适合全球广播网下行信号的长期定点监测, 捕捉偶尔发生的干扰, 监测载波状态。
5 其他功能频谱分析仪简述
手持式频谱仪一直是在工程现场测试使用的一种常用频谱监测仪器, 常用于卫星天线对星调试、天线极化调整、临时频谱监测等。
图10为德国R&S公司的手持式频谱仪, 近二十年来, 这款频谱仪占领了中国大部分的市场份额, 其产品性能优越但价格相对昂贵, 而同类型国产频谱仪在性能上又不占优势。CASC-200A手持频谱仪是一款由国内公司生产和研发的新产品, 价格相对低廉、性能好, 是一款性价比很高的产品, 具有很大的优势。
CASC-200A手持式频谱仪主要特点:
⊙外观保护设计, 防摔、防砸、防尘、轻度防雨。
⊙更好的抗干扰性能和机械可靠性。
⊙智能锂电池, 方便拆装, 连续工作时间大于3小时。
⊙具备高频头供电功能 (选件) 实现单机对星功能。
⊙支持GPS功能, 随时记录测试文件的时间和经纬信息。
⊙具备寻星计算功能—可计算出任何地点可见卫星在当地的俯仰、方位、极化角等信息。
⊙扫描速度快:20u S~250S/场。
⊙动态范围大:>75d B。
⊙平均噪底电平:-135d Bm@RBW=1k Hz。
⊙抗失真性能强:IP3>15d Bm@ATT=0。
⊙相位噪声低:<-95d Bc/Hz@10k Hz。
⊙一键测试:通道功率、ACPR, OBW功能。
⊙具备LAN/USB端口和标准控制协议, 提供
文件输入输出和远程控制。
⊙具备USB接口, 随时存储和调用相关参数和图像。
在全球广播网业务监测系统中, 还使用一类频谱仪, 它们大多具有很强的分析能力, 较高的技术指标, 担任卫星信号的精密测量、频谱分析、功率测量、数字通信系统性能测量、标量网络分析、EMI辐射/传导干扰诊断等工作, 可以进行矢量信号分析, 支持多种GSM/EDGE, WCDMA/HSPA+, LT E, W I M A XT M, W LA N, CDM A 20 0 0, 1X EV-DO测量。
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